phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn đƣợc chia thành 3 chƣơng Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của hoạt động dạy giải bài tập vật lí phổ thông có sự hỗ trợ của ngôn ngữ lập trình Matlab Chƣơng 2: Soạn thảo hệ thống bài tập và tổ chức hoạt động dạy học với các hệ thống bài tập có sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlab vào chƣơng “Dao động cơ " Sách giáo khoa Vật lý 12 cơ bản Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA HOẠT ĐỘNG DẠY GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ PHỔ THÔNG CÓ SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM TOÁN HỌC MATLAB 1. Những vấn đề lí luận về dạy giải bài tập Vật lí 1. Khái niệm về bài tập Vật lí [1] Theo X.Oorrekhop « Trong thực tế dạy học, bài tập Vật lí đƣợc hiểu là một vấn đề đƣợc đặt ra mà trong trƣờng hợp tổng quát đòi hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phƣơng pháp vật lí. Thực ra, trong các giờ học Vật lí, mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa trong các tiết học chính là một bài tập đối với học sinh.
Hiểu theo nghĩa rộng thì sự tƣ duy định hƣớng một cách tích cực luôn luôn là việc giải bài tập. Trong các tài liệu giáo khoa cũng nhƣ các tài liệu về phƣơng pháp dạy học bộ môn ngƣời ta thƣờng hiểu bài tập Vật lí là những bài luyện tập đƣợc lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tƣợng Vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tƣ duy Vật lí của học sinh và rèn kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn. Với định nghĩa trên, cả hai ý nghĩa khác nhau của bài tập Vật lí là vận dụng kiến thức và hình thành kiến thức mới đều có mặt. Do đó, bài tập Vật lí với tƣ cách là một phƣơng pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí ở nhà trƣờng phổ thông.
Vai trò của bài tập vật lí [1] Thông qua dạy học về bài tập vật lí, ngƣời học có thể nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những quy luật Vật lí, những hiện tƣợng Vật lí, biết cách phân tích chúng và ứng dụng chúng vào các vấn đề thực tiễn, làm cho kiến thức trở thành vốn riêng của ngƣời học. Bài tập Vật lí có thể đƣợc sử dụng nhƣ một phƣơng tiện độc đáo để nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức cho học sinh. Trong quá trình giải quyết 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com các tình huống cụ thể do bài tập đề ra, học sinh có nhu cầu tìm kiếm kiến thức mới, đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc. Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải phân tích đề bài, xem đề bài đã cho gì, cần gì, học sinh phải tái hiện kiến thức, vận dụng các thao tác tƣ duy nhƣ so sánh, phân tích, tổng hợp, trừu tƣợng hóa, khái quát hóa.
để xác lập mối quan hệ giữa các đại lƣợng, lập luận, tính toán, có khi phải tiến hành thí nghiệm, đo đạc, kiểm tra kết luận. Vì thế, bài tập Vật lí sẽ là phƣơng tiện rất tốt để phát huy tƣ duy, óc tƣởng tƣợng, bồi dƣỡng hứng thú học tập và phƣơng pháp nghiên cứu khoa học cho ngƣời học, đặc biệt là khi phải khám phá ra bản chất của hiện tƣợng Vật lí đƣợc trình bày dƣới dạng các tình huống vấn đề. Bài tập vật lí còn là hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và là phƣơng tiện để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh. Khi giải bài tập Vật lí, học sinh phải nhớ lại kiến thức vừa học, đào sâu khía cạnh nào đó của kiến thức hoặc phải tổng hợp kiến thức trong một đề tài, một chƣơng hoặc một phần của chƣơng trình.
Bài tập Vật lí còn có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp. Các bài tập Vật lí có thể đề cập đến các lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống, khoa học kĩ thuật, thông tin liên lạc, giao thông vận tải, sản xuất nông nghiệp. Các bài tập này là phƣơng tiện thuận lợi để học sinh liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với đời sống, vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn sản xuất và cuộc sống. Để có đƣợc nền khoa học Vật lí nhƣ ngày nay, lịch sử vật lí đã trải qua bao cuộc thăng trầm, đấu tranh quyết liệt chống lại tƣ tƣởng bảo thủ, lạc hậu, phản động.
Nhờ dạy học bài tập Vật lí giáo viên có thể giới thiệu cho học sinh biết sự xuất hiện những tƣ tƣởng và quan điểm tiên tiến hiện đại, các phát minh làm thay đổi thế giới. Tiếp xúc với các hiện tƣợng đời sống hàng ngày qua các bài tập Vật lí giúp học sinh nhìn thấy khoa học Vật lí ở xung quanh mình, qua đó kích thích hứng thú, đam mê của các em với môn học, bồi 13 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com dƣỡng khả năng quan sát. Bài tập Vật lí góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh, làm cho họ hiểu rõ thế giới tự nhiên là thế giới vật chất, vật chất luôn ở trạng thái vận động, họ mong muốn đem tài năng và trí tuệ của mình cải tạo thiên nhiên. Giải bài tập vật lí không phải là một công việc nhẹ nhàng, nó đòi hỏi sự làm việc căng thẳng, tích cực của học sinh, một sựu vận dụng tổng hợp những kiến thức, kinh nghiệm đã có thể tìm lời giải nêu ra trong bài tập vật lí.
Tuy nhiên không phải cứ cho học sinh làm bài tập là chúng ta đạt ngay đƣợc các yêu cầu mong muốn. Bài tập vật lí chỉ phát huy tác dụng to lớn của nó trong những điều kiện sƣ phạm nhất định. Kết quả rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo giải bài tập phụ thuộc rất nhiều vào việc có hay không có một hệ thống bài tập đƣợc lựa chọn và sắp xếp phù hợp với mục đích dạy học, với yêu cầu rèn luyện kĩ năng kĩ xảo cho ngƣời học. Phân loại bài tập vật lí [9] Số lƣợng các bài tập Vật lí sử dụng trong thực tiễn dạy học hiện nay rất nhiều, vì vậy cần có sự phân loại sao cho có tính tƣơng đối thống nhất về mặt lí luận cũng nhƣ thực tiễn để ngƣời dạy lựa chọn và sử dụng hợp lí các bài tập Vật lí trong dạy học.
Các bài tập vật lí khác nhau về nội dung và mục đích dạy học, trong dạy học vật lí có thể phân loại chúng theo các cách sau: - Phân loại theo nội dung. - Phân loại theo phƣơng thức cho điều kiện và phƣơng thức giải. - Phân loại theo yêu cầu luyện tập kĩ năng, phát triển tƣ duy sáng tạo của học sinh. Tuy nhiên, cần nói thêm rằng, các phƣơng án phân loại dƣới đây không hoàn toàn tách biệt, một bài tập cụ thể có thể đồng thời thuộc một vài nhóm khác nhau.
14 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com BÀI TẬP VẬT LÍ Phân Phân loại Phân loại theo phƣơng loại theo theo yêu thức cho điều kiện và nội dung cầu phát phƣơng thức giải triển tƣ duy Bài Bài Bài Bài Bài Bài Bài Bài Bài Bài tập Bài Trắc tập có tập tập tập tập tập tập tập tập thí tập nghiêm nội Kĩ có nghiệ vật lí luyệ sáng định định đồ khách the dung thu nội tạo m cụ thể vui n tính lƣợn thị quan o đề hoặc ật dun tập g tài trừu tổng g hợp lịch vật tƣợng sử lí Cơ Nhiệt Điện Quang Hình 1. Phân loại bài tập vật lí 1. Phân loại bài tập theo nội dung Nên chia các bài tập theo các đề tài của tài liệu vật lí của chúng. Theo đó, ngƣời ta phân thành các bài tập về Cơ học, Vật lí phân tử, Điện học.sự phân chia này mang tính quy ƣớc, bởi vì kiến thức sử dụng trong giả thiết một bài tập thƣờng không phải chỉ lấy trong một chƣơng mà có thể lấy từ các chƣơng, các phần vật lí khác nhau trong chƣơng trình vật lí đã học.
Theo nội dung, bài tập vật lí cũng có thể phân chia thành các bài tập có nội dung trừu tƣợng và bài tập có nội dung cụ thể. Ở các bài tập có nội dung trừu tƣợng, các dữ kiện đều cho dƣới dạng các kí hiệu, lời giải cũng sẽ biểu diễn dƣới dạng một công thức chứa đựng ẩn số và dữ kiện đã cho. Ngƣợc lại, với các bài tập có nội dung cụ thể, các dữ kiện đều cho dƣới dạng các con số cụ thể. Ƣu điểm của bài tập trừu tƣợng là nhấn mạnh 15 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com bản chất vật lí của hiện tƣợng mô tả trong bài tập, còn ƣu điểm của các bài tập cụ thể mang đặc trƣng trực quan gắn liền với thực tiễn, với kinh nghiệm sống của học sinh.
Các bài tập mà nội dung chứa đựng những tài liệu về kĩ thuật, về sản xuất công nông nghiệp, về giao thông liên lạc đƣợc gọi là những bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp. - Bài tập có nội dung lịch sử: đó là những bài tập chứa đựng những kiến thức có đặc điểm lịch sử: những dữ liệu về các thí nghiệm vật lí, về những phát minh sáng chế hoặc về những câu chuyện có tính chất lịch sử. Ngoài ra, để phát triển và duy trì hứng thú học vật lí, ngƣời ta thƣờng sử dụng các bài tập vật lí vui làm cho bài học sinh động. Trong các bài tập nhƣ vậy các điều kiện của bài tập thƣờng chứa đựng các yếu tố nghịch lí hoặc gây trí tò mò ở học sinh.
Phân loại theo phƣơng thức cho điều kiện và phƣơng thức giải Theo đó, ngƣời ta sẽ phân ra thành các dạng: bài tập định tính, bài tập định lƣợng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị, bài tập trắc nghiệm khách quan. - Bài tập định tính: Có hai loại bài tập định tính là: Giải thích hiện tƣợng và dự đoán hiện tƣợng. + Giải thích hiện tƣợng thực chất là cho biết một hiện tƣợng và lí giải xem vì sao hiện tƣợng lại xảy ra nhƣ thế. Trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập đƣợc mối quan hệ giữa hiện tƣợng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay với một số định luật vật lí.