Dạy học bài tập chương Lượng tử ánh sáng vật lý 12 ban cơ bản theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.66 MB, 119 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
NGUYỄN THỊ HNG
Dạy học bài tập ch-ơng
L-ợng tử ánh sáng vật lý 12 (ban cơ bản)
theo lý thuyết phát triển bài tập vËt lý
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
VINH - 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
NGUYỄN THỊ HNG
Dạy học bài tập ch-ơng
L-ợng tử ánh sáng vật lý 12 (ban cơ bản)
theo lý thuyết phát triển bài tập vËt lý
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PPDH VẬT LÝ
MÃ SỐ: 60. 14.10
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
PGS. TS. NGUYỄN QUANG LẠC
VINH - 2011
i
LỜI CẢM ƠN
Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Khoa đào tạo Sau đại học, tổ
bộ môn Phương pháp giảng dạy Vật lý Trường Đại học Vinh, các thầy giáo,
cô giáo khoa Vật lý Trường Đại học Vinh cùng Trường THPT Nguyễn Mộng
Tuân - Huyện Đông Sơn - Tỉnh Thanh Hóa.
Tác giả xin được bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo - PGS. TS.
Nguyễn Quang Lạc, người đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tác giả
trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn thầy, cơ giáo tham gia giảng dạy đã tận tình
truyền đạt những kiến thức quý báu và giúp đỡ trong thời gian theo học.
Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, những người
thân yêu đã động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này.
Do thời gian không nhiều, luận văn không tránh khỏi những thiếu sót,
tác giả mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp của độc giả.
Vinh, tháng 12 năm 2011
Tác giả
Nguyễn Thị Hương
ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt
Cụm từ
BT
Bài tập
BTCB
Bài tập cơ bản
BTVL
Bài tập vật lý
BTPH
Bài tập phức hợp
BTST
Bài tập sáng tạo
DH
Dạy học
DHVL
Dạy học vật lý
HS
Học sinh
GV
Giáo viên
SGK
Sách giáo khoa
SGV
Sách giáo viên
THPT
Trung học phổ thông
KHTN
Khoa học tự nhiên
KTCB
Kiến thức cơ bản
PA
Phương án
LTN
Lớp thực nghiệm
LĐC
Lớp đối chứng
LLDH
Lý luận dạy học
iii
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1.
Lý do chọn đề tài................................................................................... 1
2.
Mục đích nghiên cứu ............................................................................ 2
3.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 2
4.
Giả thuyết khoa học .............................................................................. 2
5.
Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................ 3
6.
Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 3
7.
Đóng góp của đề tài .............................................................................. 4
8.
Cấu trúc luận văn .................................................................................. 4
Chương 1. LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC
VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG ............................................ 5
1.1.
Bài tập trong dạy học vật lý .................................................................. 5
1.1.1.
Định nghĩa bài tập ................................................................................. 5
1.1.2.
Tác dụng của dụng bài tập trong dạy học vật lý ................................... 5
1.1.3.
Phân loại bài tập vật lý .......................................................................... 7
1.2.
Lý thuyết phát triển bài tập vật lý ....................................................... 10
1.2.1.
Khái niệm phát triển bài tập vật lý ...................................................... 10
1.2.2.
Tại sao trong dạy học BTVL cần vận dụng lý thuyết phát triển
BTVL? ................................................................................................ 11
1.2.3.
Các phương án phát triển bài tập vật lý .............................................. 12
1.2.4.
Phát triển BTVL trong dạy học BTVL ............................................... 15
1.2.5.
Quy trình xây dựng BTVL một chương theo lý thuyết phát
triển BTVL .......................................................................................... 15
1.3.
Các cách hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý ................................ 16
1.3.1.
Hướng dẫn giải theo mẫu (hướng dẫn Algôrit) .................................. 16
iv
1.3.2.
Hướng dẫn tìm tịi (Ơrixtic) ................................................................ 18
1.3.3.
Định hướng khái qt chương trình hóa ............................................. 18
1.4.
Sử dụng bài tập trong dạy học vật lý theo lý thuyết phát triển
bài tập .................................................................................................. 19
1.4.1.
Giáo viên xây dựng bài tập mới từ BTCB theo mục tiêu dạy học. ........ 19
1.4.2.
Hướng dẫn HS tự lực xây dựng bài tập mới ....................................... 19
1.4.3.
Bài học bài tập vật lý theo lý thuyết phát triển bài tập ....................... 20
Kết luận chương 1 ............................................................................................ 21
Chương 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG” VẬT LÝ LỚP 12
(BAN CƠ BẢN) THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI
TẬP VẬT LÝ ............................................................................... 23
2.1.
Vị trí, đặc điểm chương “Lượng tử ánh sáng” trong chương
trình vật lý lớp 12 ( ban cơ bản).......................................................... 23
2.2.
Mục tiêu dạy học chương “Lượng tử ánh sáng” ................................. 25
2.3.
Nội dung kiến thức cơ bản chương “ Lượng tử ánh sáng” ................. 26
2.3.1.
Grap hóa nợi dung chương “Lượng tử ánh sáng” theo sách vật
lý lớp 12 chương trình chuẩn .............................................................. 26
2.3.2.
Những đơn vị kiến thức cơ bản trong chương “Lượng tử ánh sáng” ........ 27
2.4.
Thực trạng việc dạy học bài tập vật lý chương “Lượng tử ánh
sáng” ở một số trường phổ thông........................................................ 33
2.5.
Xây dựng bài tập cơ bản chương “Lượng tử ánh sáng” ..................... 36
2.5.1.
Bài tập cơ bản 1. Xác định lượng tử năng lượng ................................ 36
2.5.2.
Bài tập cơ bản 2. Xác định công thốt của kim loại dùng làm
catơt ..................................................................................................... 36
2.5.3.
Bài tập cơ bản 3. Mẫu nguyên tử Bo và quang phổ hiđrô .................. 37
2.5.4.
Bài tập cơ bản 4. Quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô ..................... 37
v
2.6.
Phát triển BTCB trong chương “Lượng tử ánh sáng” ........................ 38
2.6.1.
Phát triển BTCB 1 ............................................................................... 38
2.6.2.
Phát triển BTCB 2 ............................................................................... 42
2.6.3.
Phát triển BTCB 3 ............................................................................... 49
2.6.4.
Phát triển BTCB 4 ............................................................................... 53
2.6.5.
Phát triển BTCB 5 ............................................................................... 59
Kết luận chương 2 ............................................................................................ 68
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ....................................................... 69
3.1.
Mục đích của thực nghiệm sư phạm ................................................... 69
3.2.
Đối tượng thực nghiệm sư phạm ........................................................ 69
3.3.
Phương pháp thực nghiệm .................................................................. 69
3.4.
Nội dung thực nghiệm sư phạm .......................................................... 70
3.5.
Kết quả thực nghiệm sư phạm ............................................................ 70
3.5.1.
Phân tích định lượng ........................................................................... 70
3.4.2.
Phân tích định tính, đánh giá .............................................................. 73
Kết luận chương 3 ............................................................................................ 75
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 78
PHỤ LỤC
1
MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay chúng ta đang ở những năm đầu của Thế kỷ 21, đã bước vào
kỷ nguyên của thời đại bùng nổ thông tin với nền kinh tế tri thức. Hòa nhập
với xu thế chung về đổi mới của nước ta, ngành Giáo dục và Đào tạo đang
tích cực đổi mới về mọi mặt. Trong Nghị quyết hội nghị lần thứ IV của BCH
Trung ương Đảng khóa VII đã chỉ rõ “....nâng cao chất lượng giáo dục nhằm
mục tiêu hình thành và phát triển nhân cách XHCN của thế hệ trẻ, đào tạo đội
ngũ lao đợng có văn hóa, có kỹ thuật và giàu tính sáng tạo, đồng bợ về ngành
nghề, phù hợp với phân công lao động của xã hội....”. Trước sự phát triển của
thế giới, ngành Giáo dục Việt nam đang mang trên vai mợt trọng trách nặng
nề, cần có những bước phát triển đúng hướng và nhảy vọt để tạo ra được
nguồn nhân lực trình đợ cao, đáp ứng được các yêu cầu trong nước và hội
nhập quốc tế. Cung cấp nguồn nhân lực, đặc biệt là nguồn nhân lực trình đợ
cao, chính là sứ mạng của ngành Giáo dục và Đào tạo.
Trong việc dạy học các bộ môn tự nhiên nói chung và dạy học mơn vật
lý nói riêng, bài tập hỗ trợ đắc lực cho việc củng cố, vận dụng, mở rợng và
hồn thiện kiến thức lý thuyết đã học mợt cách sinh đợng có hiệu quả. Bài tập
có ý nghĩa quan trọng trong việc kiểm tra đánh giá kiến thức, hình thành tính
tự lực, tính kiên trì, trong việc tìm tịi và khám phá cái mới, khả năng vận
dụng kiến thức vào thực tiễn và đời sống một cách linh hoạt.
Việc dạy học Vật lý ở một số trường trung học phổ thông hiện nay
chưa phát huy được hết vai trò của bài tập vật lý trong việc thực hiện các
nhiệm vụ dạy học. Một phần do đa số giáo viên chỉ giao bài tập ở sách giáo
khoa để cho học sinh tham khảo và xem đó là bài tập mẫu để học sinh làm các
bài khác. Do đó chưa phát huy được tính sáng tạo của học sinh trong giải bài
tập vật lý và khi áp dụng cũng không linh hoạt, nhất là khi cho bài tập khác
2
dạng thì học sinh lúng túng khơng giải quyết được. Bên cạnh đó đa số học
sinh hiện nay cũng cịn thụ đợng trong việc học tập của mình, các em chỉ học
xoay quanh những gì mà giáo viên đã cung cấp chứ ít chủ đợng tìm tịi học
tập điều mới ngồi thơng tin từ người thầy. Mặt khác mợt số học sinh sau
thời gian học tập ở trường khi về nhà do phải giúp đỡ gia đình nên khơng có
thời gian tự tìm tịi học hỏi thêm.
Từ những lý do đó, trong luận văn Thạc sĩ, tơi chọn đề tài: Dạy học bài
tập chương “Lượng tử ánh sáng” vật lý 12 (ban cơ bản) theo lý thuyết
phát triển bài tập vật lý.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Xây dựng hệ thống bài tập chương “Lượng tử ánh sáng” vật lý 12 (ban
cơ bản) theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý và đề xuất các phương án sử
dụng bài tập vật lý nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương này
nói riêng và dạy học vật lý ở trường THPT nói chung.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng nghiên cứu của đề tài
Vai trò và tác dụng của bài tập, lý thuyết phát triển bài tập trong dạy
học vật lý ở trường THPT.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Vận dụng lí thuyết phát triển bài tập trong sự xây dựng và sử dụng bài
tập ở chương “Lượng tử ánh sáng” vật lý lớp 12 ban cơ bản.
Tổ chức thực nghiệm sư phạm ở học sinh lớp 12 thuộc địa bàn huyện
Đơng Sơn, tỉnh Thanh Hóa (trường THPT Nguyễn Mộng Tuân, THPT Đông
Sơn I, THPT Đông Sơn II)
4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Nếu xây dựng được hệ thống bài tập theo lý thuyết phát triển bài tập
vật lý chương “Lượng tử ánh sáng” Vật lý 12 ban cơ bản đáp ứng các yêu cầu
3
về tính khoa học, tính sư phạm và đề xuất việc sử dụng hệ thống bài tập đã
xây dựng một cách hợp lý thì có thể góp phần nâng cao chất lượng dạy học
Vật lý ở trường phổ thông.
5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu LLDH BTVL ở trường phổ thơng.
- Nghiên cứu, tìm hiểu lý thuyết phát triển bài tập Vật lý.
- Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập vật lý ở trường THPT Nguyễn
Mộng Tuân và các truờng THPT tḥc huyện Đơng Sơn Thanh Hố.
- Tìm hiểu mục tiêu, nội dung dạy học chương “Lượng tử ánh sáng”
Vật lý 12 ban cơ bản.
- Xây dựng hệ thống bài tập Vật lý theo Lý thuyết phát triển bài tập
chương “Lượng tử ánh sáng” Vật lý 12 ban cơ bản.
- Đề xuất các phương án dạy học sử dụng hệ thống bài tập Vật lý đã
xây dựng theo Lý thuyết phát triển bài tập .
- Thực nghiệm sư phạm các phương án dạy học đã thiết kế.
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các tài liệu lí luận dạy học và các tài liệu liên quan đến lý
thuyết phát triển bài tập.
- Nghiên cứu chương trình SGK và sách BT, các tài liệu tham khảo.
6.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Điều tra thực trạng dạy học bài tập vật lý ở các truờng THPT trong
các trường phổ thông trên địa bàn huyện Đơng Sơn Thanh Hố.
- Xây dựng và soạn thảo tiến trình dạy học bài tập chương “Lượng tử
ánh sáng” Vật lý 12 (ban cơ bản) theo hướng phát triển bài tập.
- Thực nghiệm sư phạm ở một số lớp học ở trường THPT Nguyễn
Mợng Tn Đơng Sơn Thanh Hố.
- Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm bằng thuật toán thống kê.
4
7. ĐĨNG GĨP CỦA ĐỀ TÀI
- Góp phần hiện thực hóa lý thuyết phát triển bài tập trong dạy học bài
tập vật lý ở trường phổ thông.
- Xây dựng được hệ thống 5 BTCB chương “Lượng tử ánh sáng”, có 30
bài tập điển hình minh họa cho sự phát triển BTVL.
- Thiết kế 3 tiến trình dạy học BTVL có sử dụng lý thuyết phát triển bài
tập nhằm ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và phát triển năng lực tư duy cho học
sinh.
8. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Mở đầu
Chương 1. Lý thuyết PTBT trong dạy học vật lý ở trường PT.
Chương 2. Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “Lượng tử
ánh sáng” Vật lý 12 (ban cơ bản) theo lý thuyết phát triển
bài tập.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
5
Chương 1
LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ
Ở TRƯỜNG PHỞ THƠNG
Bài tập là mợt phương tiện dạy học truyền thống phát huy có hiệu quả
chức năng giáo dưỡng, giáo dục, phát triển và giáo dục kỹ thuật tổng hợp.
Chính vì vậy, dạy học bài tập vật lý giữ vị trí đặc biệt quan trọng. Trong
chương này chúng tơi hệ thống hóa những cơ sở lí luận về BTVL và giới
thiệu một lý thuyết mới về dạy học BTVL đang được nghiên cứu, triển khai
gần đây nhằm khai thác hiệu quả hơn các chức năng lí luận dạy học của
BTVL, đặc biệt là nâng cao tính chủ động học tập của HS trong hoạt động
giải BTVL, biến học thành tự học.
1.1. Bài tập trong dạy học vật lý
1.1.1. Định nghĩa bài tập
Bài tập vật lý được hiểu là mợt vấn đề đặt ra địi hỏi phải giải quyết nhờ
những suy lí lơgic, những phép tốn và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định
luật và các phương pháp vật lý [11].
Cần phân biệt bài tập và bài tốn.
Bài tốn là mợt vấn đề cần giải quyết xuất hiện trong mọi lĩnh vực
nghiên cứu đời sống xã hội. Bài tốn có ngoại diên rợng hơn, việc giải bài
tốn đòi hỏi vận dụng sự hiểu biết đa lĩnh vực và uy tín thực tiễn.
Bài tập là bài tốn nhỏ (phạm vi hẹp) chỉ dùng trong dạy học.
Trong luận văn chỉ nghiên cứu dạy học bài tập vật lý.
1.1.2. Tác dụng của dụng bài tập trong dạy học vật lý
Trong q trình dạy học, các bài tập vật lý có tầm quan trọng đặc biệt.
Chúng có những tác dụng sau [10]:
a. Bài tập giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức.
6
Bài tập giúp luyện tập cho HS phân tích để nhận biết được những biểu
hiện phức tạp của các khái niệm, định luật vật lý trong tự nhiên.
b. Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới.
Ở những lớp trên của bậc THPT, với trình đợ tốn học đã khá phát
triển, nhiều khi các bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn HS đến
những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng mợt khái niệm mới
để giải thích hiện tượng mới do bài tập phát hiện ra.
c. Giải BTVL rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực
tiễn; rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái qt.
d. Giải BTVL là mợt trong những hình hình thức làm việc tự lực cao
của HS.
Trong khi làm bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu
bài, tự xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà HS
rút ra được nên tư duy HS được phát triển, năng lực làm việc tự lực của họ
được nâng cao, tính kiên trì được phát triển.
đ. Giải BTVL góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của HS.
e. Giải BTVL để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của HS.
Như vậy, BTVL phát huy chức năng lí luận dạy học ở cả 4 nhiệm vụ:
- Chức năng giáo dưỡng.
- Chức năng giáo dục.
- Chức năng phát triển tư duy.
- Chức năng giáo dục kỹ thuật tổng hợp.
Vì vậy, bài tập được sử dụng trong tất cả các yếu tố của quá trình DH:
- BT dùng tạo tình huống có vấn đề.
- BT dùng để xây dựng kiến thức mới.
- BT dùng củng cố, vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng.
- BT dùng ơn tập, hệ thống hóa kiến thức, kỹ năng.
- BT dùng kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng.
7
1.1.3. Phân loại bài tập vật lý
Có nhiều kiểu gọi tên phân loại BT khác nhau dựa trên các dấu hiệu
khác nhau.
1.1.3.1. Phân loại BTVL theo các phương tiện giải [11]
a. Bài tập định tính
Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải, HS không cần phải thực
hiện các phép tính phức tạp hay chỉ phải làm các phép tính đơn giản, có thể
tính nhẩm được. Muốn giải những bài tập định tính, HS phải thực hiện những
phép suy luận logic, do đó phải hiểu rõ bản chất (nội hàm) của các khái niệm,
định luật vật lý và nhận biết về những biểu hiện của chúng trong các trường
hợp cụ thể. Đa số các bài tập định tính u cầu HS giải thích hoặc dự đốn
mợt hiện tượng xảy ra trong những điều kiện xác định [10].
Bài tập định tính có rất nhiều ưu điểm về phương pháp học. Nhờ đưa
được lý thuyết vừa học lại gần với đời sống xung quanh, các bài tập này làm
tăng thêm ở HS hứng thú với môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát
của HS. Vì phương pháp giải bài tập này bao gồm việc xây dựng những suy lí
logic dựa trên các định luật vật lý nên chúng là phương tiện rất tốt để phát
triển tư duy của HS. Việc giải bài tập đó rèn luyện cho HS hiểu rõ được bản
chất của các hiện tượng vật lý và những quy luật của chúng, dạy cho HS biết
áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Việc giải các bài tập định tính này rèn luyện
cho HS chú ý đến việc phân tích nợi dung vật lý của các bài tập tính tốn.
Do tác dụng về nhiều mặt như trên nên bài tập định tính được ưu tiên
hàng đầu sau khi học xong lý thuyết và trong khi luyện tập, ơn tập về vật lý.
Bài tập định tính có thể là bài tập đơn giản, trong đó chỉ áp dụng một
định luật, một quy tắc, một phép suy luận logic.
b. Bài tập tính tốn
Bài tập tính tốn là những bài tập mà muốn giải chúng, ta phải thực
hiện một loạt phép tính và kết quả là thu được mợt đáp số định lượng, tìm giá
8
trị mợt số đại lượng vật lý. Có thể chia bài tập tính tốn ra làm hai loại : bài
tập tập dượt và bài tập tổng hợp [9].
Bài tập tính toán tập dượt là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ
đề cập đến mợt hiện tượng, mợt định luật và sử dụng mợt vài phép tính đơn
giản. Những bài tập này có tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm cho
HS hiểu rõ ý nghĩa định luật và các công thức biểu diễn chúng, sử dụng các
đơn vị vật lý và thói quen cần thiết để giải những bài tập phức tạp hơn.
Bài tập tính tốn tổng hợp là bài tập mà muốn giải nó thì phải vận dụng
nhiều khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức. Những kiến thức cần sử
dụng trong việc giải bài tập tổng hợp có thể là những kiến thức đã học trong
nhiều bài trước. Loại bài tập này có tác dụng đặc biệt giúp HS đào sâu, mở
rợng kiến thức, thấy rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các phần của
chương trình vật lý, tập cho HS biết phân tích những hiện tượng thực tế phức
tạp ra thành những phần đơn giản tuân theo một định luật xác định.
c. Bài tập thí nghiệm
Bài tập thí nghiệm là bài tập địi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm
chứng lời giải lý thuyết hoặc tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập.
Những thí nghiệm này thường là những thí nghiệm đơn giản, có thể làm ở
nhà, với những dụng cụ đơn giản dễ tìm hoặc tự làm được. Để giải các bài tập
thí nghiệm, đơi khi cũng cần đến những thí nghiệm khá phức tạp. Bài tập thí
nhiệm cũng có thể có dạng định tính hoặc định lượng [9].
Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về cả ba mặt giáo dưỡng, giáo
dục và giáo dục kỹ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa
lý thuyết và thực tiễn.
Cần chú ý rằng: trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các
số liệu để giải bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng xảy ra như thế.
Cho nên phần vận dụng các định luật vật lý để lý giải các hiện tượng mới là
nợi dung chính của bài tập thí nghiệm.
9
d. Bài tập đồ thị
Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ
kiện để giải phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, địi hỏi
HS phải biểu diễn q trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập
bằng đồ thị [10].
Ta đã biết đồ thị là mợt hình thức để biểu đạt mối quan hệ giữa hai đại
lượng vật lý, tương đương với cách biểu đạt bằng lời hay cơng thức. Nhiều khi
nhờ vẽ được chính xác đồ thị biểu diễn các số liệu thực nghiệm mà ta có thể
tìm được định luật vật lý mới. Bởi vậy, các bài tập luyện tập sử dụng đồ thị có
vị trí ngày càng quan trọng trong dạy học vật lý.
Bài tập vật lý rất đa dạng, mỗi loại đều có những ưu thế riêng trong
việc bồi dưỡng tư duy HS. Việc sử dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý để
biến đổi bài tập từ loại này sang loại khác là điều kiện tốt để khai thác ưu thế
của các loại bài tập trong bồi dưỡng tư duy HS.
1.1.3.2. Phân loại dựa theo nội dung [11]
BT được chia theo các nội dung vật lý như BT cơ học, BT nhiệt học,
BT điện học, BT quang học, BTVL hạt nhân, BT có nợi dung trừu tượng, BT
có nợi dung cụ thể, BT có nợi dung kỹ thuật tổng hợp, BT có nội dung lịch sử,
BT vui… Sự phân chia này chỉ có tính chất tương đối.
1.1.3.3. Phân loại theo u cầu luyện tập kĩ năng, phát triển tư duy HS
trong quá trình dạy học [11]
Người ta phân biệt các BT luyện tập và BT sáng tạo. Các BT luyện tập
thường dùng để luyện tập cho HS những kiến thức để giải các BT theo mẫu,
khơng địi hỏi tư duy sáng tạo của HS mà chủ yếu giúp HS rèn luyện để nắm
vững phương pháp giải đối với một loại BT nhất định đã được chỉ dẫn. Các
bài tập sáng tạo, khi giải chúng đòi hỏi ở HS tư duy sáng tạo, có tác dụng hình
thành và phát triển năng lực sáng tạo cho HS.
10
1.2.3.4. Phân loại theo mức độ phức tạp (hay theo số lượng KTCB được
sử dụng) [11]
Bài tập cơ bản (BTCB) và bài tập tổng hợp (BTTH). BTCB chỉ nhằm
củng cố, vận dụng những kiến thức, kĩ năng đã học ở mức độ đơn giản, khi
giải HS sử dụng một đơn vị kiến thức cơ bản, loại bài tập này phù hợp với HS
có học lực trung bình và học lực yếu trở xuống. BTTH được biên soạn dựa trên
cơ sở mở rộng hệ thống kiến thức, kỹ năng cơ bản, khi giải BTTH HS cần phải
nhận ra các KTCB trong BTTH hay nhận ra nhiều BTCB phối hợp với nhau trong
BTTH, loại bài tập này phù hợp với HS có học lực trung bình trở lên.
Trong luận văn này, chọn cách phân loại BT dựa vào mức độ phức tạp.
Như vậy, bài tập trong DHVL rất đa dạng, phong phú, phát huy chức
năng ở tất cả các nhiệm vụ của DHVL và được sử dụng trong tất cả các yếu tố
cấu trúc của quá trình dạy học. Vì vậy, trong thực tiễn dạy học đôi khi dạy
học BT bị tuyệt đối hóa đến cực đoan; tài liệu về bài tập rất nhiều HS và phụ
huynh hoang mang trước một số lượng lớn sách bài tập, làm sao giải cho hết
dạng để thi cử đạt yêu cầu; giải BTVL trở thành gánh nặng đối với HS. Đối
với GV dạy BTVL đảm bảo phát huy chức năng lí luận DH của BT là rất khó,
GV phải tự xác định mục tiêu, lựa chọn BT, phương pháp dạy học BT; lý
thuyết phát triển BTVL ra đời nhằm giải quyết khó khăn nêu trên.
1.2. Lý thuyết phát triển bài tập vật lý [11]
1.2.1. Khái niệm phát triển bài tập vật lý
BTCB: là bài tập mà khi giải chỉ cần sử dụng một đơn vị kiến thức cơ
bản (Một khái niệm hoặc một định luật vật lý), có sơ đồ cấu trúc như sau:
Dữ kiện a, b, c
Giả thiết
1 KTCB
Ẩn số x
Kết luận
11
BTTH: là bài tập mà khi giải cần sử dụng từ hai đơn vị kiến thức trở
lên. Như vậy, BTTH là tổ hợp các bài tập cơ bản. Thực chất của việc giải
BTTH là việc nhận ra các BTCB trong các bài tập cơ bản đó.
Phát triển bài tập là biến đổi một BTCB thành các BTTH theo các phương
án khác nhau.
1.2.2. Tại sao trong dạy học BTVL cần vận dụng lý thuyết phát triển
BTVL?
Để nâng cao hiệu quả của một giờ dạy BTVL và đặc biệt nâng cao hiệu
quả của BTVL vừa giải, chúng ta không nên thỏa mãn với việc tìm ra lời giải
và đáp số mà hãy nhìn nhận bài tập vừa chữa dưới góc đợ khác nhau, với
những lời giải khác nhau (nếu có), hãy xem xét ý nghĩa các số liệu, đối chiếu
chúng với thực tế, rút ra những nhận xét bổ ích, chỉ ra được mấu chốt của
từng lời giải, đâu là cái mới, cái cũ, ... Nói cách khác, chúng ta phải mổ xẻ bài
tập vừa giải cũng như lời giải bài tập đó để tìm ra cái mới trong đó.
Mặt khác, trong thực tế dạy học học sinh thường gặp nhiều bài tập cùng
dạng tuy chúng có thể khác nhau về cách diễn đạt nhưng lại dùng những công
thức, kiến thức giống nhau để lập luận và tìm ra lời giải. Nếu như vậy thì sẽ
khơng hiệu quả khi chúng ta u cầu học sinh cứ giải hết bài tập này đến bài
tập khác trong cùng mợt dạng, nó vừa mất thời gian, dễ dẫn đến nhàm chán và
không phát huy được các đối tượng học sinh khá giỏi. Chính vì vậy, cần chọn
bài tập điển hình, sau đó thơng qua bài tập điển hình nhận xét, đánh giá chỉ ra lời
giải cho các bài tập khác.
Trong tài liệu tham khảo học sinh thường gặp các bài toán phức tạp mà
khi giải chúng, buộc các em phải chia thành các bài tập nhỏ để giải, đó là các
BTCB. Việc chuyển BTTH thành các BTCB là cơng việc khó khăn nhất của
học sinh vì các em khó phát hiện trong BTTH mình gặp bao gồm những
BTCB nào. Thế thì chúng ta hãy xuất phát từ BTCB và biến nó thành BTPH
12
(mở rợng bài tập). Nếu làm được điều này thì khi gặp những BTTH, các bài
tập cùng dạng với bài tập vừa giải học sinh dễ dàng tìm ra lời giải. Nói như
vậy có nghĩa là thơng qua BTCB học sinh nắm được BTTH, thông qua lời
giải BTCB học sinh có lời giải BTTH.
Phát triển BTCB thành BTTH làm cho học sinh không chỉ nắm được
một bài tập mà thông qua đó nắm được nhiều bài tập nữa, học sinh không
những nắm kiến thức một cách chắc chắn và sâu sắc mà còn làm tăng sự hứng
thú, năng lực làm việc đợc lập, tích cực nhận thức của học sinh. Vì ở đây học
sinh vừa cố gắng hồn thành nhiệm vụ cho mình bằng cách tự đặt ra các đề
bài tập. Lúc này giáo viên chỉ đóng vai trị làm trọng tài và cố vấn là chủ yếu.
Tuy nhiên, trong các giờ dạy bài tập khơng nên phức tạp hóa bài tốn
q nhiều và mất thời gian cho cơng việc này. Chúng ta nên phân bố thời gian
một cách hợp lý để hoàn thành nhiệm vụ hướng dẫn HS giải bài tập, đó là
củng cố kiến thức cũ, giúp HS nắm kiến thức mới, phát triển năng lực làm
việc độc lập, tích cực nhận thức đồng thời giúp học sinh nắm bắt thêm những
dạng toán tương tự, những BTTH trên cơ sở những BTCB vừa giải.
1.2.3. Các phương án phát triển bài tập vật lý
Theo tác giả Phạm Thị Phú [9], việc phát triển BTVL cần phải trải qua
các hoạt đợng: Chọn BTCB, phân tích cấu trúc của BTCB, mơ hình hố
BTCB, phát triển BTCB theo 5 phương án khác nhau.
Việc chọn BTCB là hành đợng có tính quyết định cho việc củng cố
kiến thức, kỹ năng nào? Hành động này bao gồm việc:
- Xác định mục tiêu: cần củng cố kiến thức cơ bản nào? Nội dung của
kiến thức đó, phương trình liên hệ các đại lượng, cơng thức biểu diễn,...
- Chọn hoặc đặt đề bài tập.
- Xác định dữ kiện, ẩn số.
- Mơ hình hố đề bài và hướng giải.
13
Từ BTCB, có thể phát triển thành những BTTH mn hình, mn vẻ.
Về mặt lý luận, có thể khái qt thành năm hướng phát triển bài tập như sau:
Phương án 1. Hoán vị giả thiết và kết luận của BTCB để được BTCB
khác có đợ khó tương đương.
BTCB cũ:
BTCB mới:
f (a, b, c, x)
Giả thiết a, b, c
Kết luận x
Cho a, b, x
Tìm c
Cho a, c, x
Tìm b
Cho b, c, x
Tìm a
Phương án 2. Phát triển giả thiết BTCB
Dữ kiện bài tốn khơng liên hệ trực tiếp với ẩn số bằng phương trình
biểu diễn kiến thức cơ bản mà kiên hệ gián tiếp thông qua cái chưa biết trung
gian a, b, ... nhờ phương trình biểu diễn kiến thức cơ bản khác. Phát triển giả
thiết BTCB là thay giả thiết của bài tập đó bằng mợt số BTCB khác ḅc tìm
các đại lượng trung gian là cái chưa biết liên hệ dữ kiện với ẩn số.
Cho a1, a2
KTCB a
a
KTCB (a,b,x)
b
KTCB b
Cho b1, b2
Tìm x
14
- Mức độ phức tạp phụ thuộc vào số bài tốn trung gian (số cái chưa
biết). Tuỳ tḥc vào đối tượng học sinh mà tăng hoặc giảm số bài toán
trung gian.
Phương án 3. Phát triển kết luận BTCB
- Cái cần tìm (ẩn số) khơng liên hệ trực tiếp với dữ kiện bằng một kiến
thức cơ bản mà thông qua các ẩn số trung gian. Phát triển kết luận là thay kết
luận của BTCB bằng một số BTCB trung gian để tìm ẩn số trung gian X, Y, ...
liên kết dữ liệu a, b, c ... và các ẩn số x1, y1...
f (X, x1 )
Ẩn số x1
Ẩn số trung gian X
KTCB x1
Điều kiện a, b, c
f (Y, y1)
Ẩn số trung gian Y
Ẩn số x2
KTCB x2
- Mức độ phức tạp phụ thuộc số bài toán trung gian (số ẩn số trong bài
toán trung gian).
Phương án 4. Đồng thời phát triển giả thiết và kết luận của BTCB (kết
hợp phương án 1 và phương án 2).
bx1, bx2
b1, b2
ax1, ax2
Chưa biết bx
Chưa biết b
Chưa biết ax
Chưa biết a
G thiết a, b, c
Ẩn số x1
Kết luận x
f( a,b,c,x)
Ẩn số x3
a1, a2
Chưa biết cx
Chưa biết c
cx1, cx2
c1, c2
Ẩn số x2
15
Phương án 5. Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận và hoán vị giả
thiết kết luận (kết hợp cả 4 hướng trên).
Tìm c
ax1, ax2
Chưa biết
ax
Cho
a, b, x1
Tìm b
Ẩn số
x1
Cho
a, c, x2
Kết
luận x
Ẩn số
x2
a1, a2
Chưa biết
a
b1, b2
Chưa
biết bx
bx1, bx2
Chưa biết
b
Chưa
biết cx
Giả thiết
a, b, c
f( a,b,c,x)
Chưa biết c
cx1, cx2
c1, c2
Ẩn số x3
Cho
b, c, x3
Tìm a
1.2.4. Phát triển BTVL trong dạy học BTVL
Việc phát triển bài tập phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Mục tiêu giáo dưỡng: cần củng cố, khắc sâu kiến thức nào.
- Nội dung kiến thức của bài tập.
- Trình đợ năng lực tư duy, khả năng làm việc tích cực, đợc lập của học
sinh và mục tiêu phát triển tương ứng.
-Thời gian tiết học.
1.2.5. Quy trình xây dựng BTVL một chương theo lý thuyết phát triển
BTVL [9]
1. Giáo viên xác định hệ thống BTCB của chương.
- Xác định nội dung kiến thức cơ bản của chương.
16
- Các phương trình biểu diễn.
- Lựa chọn số BTCB có thể có trong chương.
- Mơ hình hố bài tập để phát triển BT theo các phương án khác nhau.
2. Học sinh giải BTCB (tập dượt để hiểu rõ và ghi nhớ kiến thức cơ bản).
3. Giáo viên khái quát hố phương pháp giải BTCB và phân tích bài tập.
Các dữ kiện a,b,c... liên hệ với x bằng những phương trình, kiến thức
cơ bản là f(a,b,c) = f. Nắm được phương trình này sẽ giải quyết được hàng
loạt bài tập khác.
4. Giáo viên phát triển bài tập bằng cách hoán vị giả thiết, kết luận để
được BTCB có đợ khó tương đương.
5. Giáo viên yêu cầu học sinh phát triển bài tập theo hướng 1 (làm theo
mẫu) bằng ngôn ngữ nói. Điều này có tác dụng tốt trong việc học sinh nắm
vững kiến thức cơ bản và bồi dưỡng năng lực diễn đạt bằng ngơn ngữ nói cho
học sinh.
6. Giáo viên phát triển BTCB theo hướng phát triển giả thiết hoặc phát
triển kết luận, giáo viên có thể phân tích: nếu trong BTCB không cho a mà
cho a1, a2, a3 (a liên hệ với a1, a2, a3 bằng kiến thức cơ bản mà học sinh đã
học) thì các em có giải được khơng ? Từ đó em hãy đặt lại vấn đề bài tập đã
cho, các em học sinh khá có thể tham gia xây dựng bài mới.
7. Giáo viên hướng dẫn phát triển bài tập theo cách phát triển đồng thời
giả thiết, kết luận hoặc phát triển kết luận và hốn vị chúng. Ở giai đoạn này
tính tự lực của HS đã được nâng lên về chất: HS vừa là người đặt vấn đề, vừa
là người giải quyết vấn đề.
1.3. Các cách hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý [21]
1.3.1. Hướng dẫn giải theo mẫu (hướng dẫn Algôrit)
Sự hướng dẫn hành động theo mẫu thường được gọi là hướng dẫn
Algôrit. Ở đây hướng dẫn Algôrit được dùng với ý nghĩa là một quy tắc hành
17
đợng hay mợt chương trình hành đợng được xác định mợt cách rõ ràng, chính
xác và chặt chẽ, chỉ cần thực hiện theo trình tự mà quy tắc đã chỉ ra thì chắc
chắn sẽ đến kết quả.
Hướng dẫn Algơrit là hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh hành động cụ thể
cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành đợng đó để đạt kết quả mong
muốn. Những hành đợng này được coi là hành động sơ cấp phải được học
sinh hiểu một cách đơn giản và học sinh đã nắm vững.
Kiểu hướng dẫn Algơrit khơng địi hỏi học sinh tự mình tìm tịi xác
định các hành đợng cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra, mà chỉ địi hỏi
học sinh chấp hành các hành đợng mà giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ
giải được các bài tập đã cho. Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi giáo viên phải phân
tích mợt cách khoa học việc giải bài tập để xác định mợt trình tự chính xác,
chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giải các bài tập. Cần đảm bảo
cho các hành động đó là hành đợng sơ cấp đối với học sinh, nghĩa là kiểu
hướng dẫn này đòi hỏi phải xây dựng được Algôrit giải bài tập.
Kiểu hướng dẫn Algôrit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinh
phương pháp giải mợt bài tập điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh
kỹ năng giải một loại bài tập xác định. Người ta xây dựng các Algôrit giải cho
từng loại bài tốn cơ bản, điển hình và luyện tập cho học sinh kỹ năng giải
các loại bài tập đó dựa trên việc làm cho học sinh được các Algôrit giải.
Kiểu hướng dẫn Algơrit có ưu điểm là bảo đảm cho học sinh giải bài
tập đã cho một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài
tập của học sinh có hiệu quả. Tuy nhiên, nếu chỉ hướng dẫn học sinh luôn
luôn áp dụng kiểu Algôrit để giải bài tập thì học sinh chỉ quen chấp hành
những hành đợng đã được chỉ dẫn theo mẫu đã có sẵn, do vậy ít có tác dụng
rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tịi, sáng tạo và sự phát triển tư duy bị
hạn chế.
18
1.3.2. Hướng dẫn tìm tịi (Ơrixtic)
Hướng dẫn tìm tịi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh
suy nghĩ, tìm tịi, phát hiện cách giải quyết vấn đề. Ở đây không phải là giáo
viên chỉ dẫn cho học sinh chấp hành các hành động theo hướng đã có để đi đến
kết quả, mà giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định
các hành động cần thực hiện để đạt kết quả.
Kiểu hướng dẫn tìm tịi được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt
qua khó khăn để giải quyết được bài tập, đồng thời vẫn đảm bảo được yêu cầu
phát triển tư duy cho học sinh, tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tịi cách
giải quyết.
Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tính trạng giáo viên làm
thay cho học sinh trong việc giải bài tập. Nhưng vì kiểu hướng dẫn này địi
hỏi học sinh phải tự lực tìm cách giải quyết chứ khơng chỉ chấp hành theo
mẫu nhất định đã được chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng bảo đảm cho học
sinh giải được bài tập mợt cách chắc chắn. Khó khăn của kiểu hướng dẫn này
chính là ở chỗ hướng dẫn của giáo viên phải làm sao không đưa học sinh đến
chỗ thừa. Sự hướng dẫn như vậy nhằm giúp học sinh trong việc định hướng
suy nghĩ vào phạm vi cần tìm tịi, chứ khơng thể ghi nhận tái tạo cái có sẵn.
1.3.3. Định hướng khái qt chương trình hóa
Định hướng khái qt chương trình hố cũng là sự hướng dẫn cho học
sinh tự tìm tịi cách giải quyết vấn đề. Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này
là giáo viên hướng dẫn hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái
quát của việc giải quyết vấn đề. Sự định hướng ban đầu địi hỏi sự tự lực tìm
tịi giải quyết vấn đề của học sinh. Nếu học sinh không đáp ứng được thì giúp
đỡ tiếp theo của giáo viên là sự định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hoá
thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi tìm tịi,
giải quyết cho vừa sức với học sinh. Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự
