CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Bài tập vật lí 1. Khái niệm về bài tập vật lí Một vấn đề hay một câu hỏi cần giải đáp nhờ lập luận logic, suy luận toán học hay thực nghiệm vật lí trên cơ sở sử dụng các định luật và các phương pháp của vật lí học gọi là bài toán vật lí. [9] Bài toán vật lí hay đơn giản gọi là các bài tập vật lí là một phần quan trọng của quá trình dạy học vật lí vì nó cho phép hình thành và làm phong phú các khái niệm vật lí, phát triển tư duy và thói quen vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn.
UNESCO đã từng nhấn mạnh rằng: “Trái với thông lệ cổ truyền, việc giảng dạy ngày nay phải thích nghi với người học, chứ không buộc người học tuân theo những quy định sẵn có trong việc dạy học”. Định hướng đó đã phát triển mục đích của việc học tập từ chỗ học để biết đến học để hành rồi đến học để thành người tự chủ, năng động và sáng tạo. Chỉ có vậy mới đáp ứng được đòi hỏi của thực tiễn là đào tạo được những con người phải có cả kiến thức và phương pháp tư duy. Vai trò của bài tập vật lí Hệ thống bài tập có vai trò rất đa dạng trong quá dạy học vật lí.
Nếu không được tiếp cận với hệ thống bài tập sau giai đoạn tìm hiểu các vấn đề lý thuyết trừu tượng thì không thể hiểu sâu sắc và vận dụng những lý thuyết đã học vào thực tế. Vì trong lúc xây dựng kiến thức học sinh mới chỉ nắm các kiến thức một cách khái quát, mà trong thực tế thì các kiến thức đó lại được biểu hiện một cách muôn màu muôn vẻ và đôi khi rất phức tạp, vậy nên hệ thống bài tập cũng đóng vai trò là một kênh thông tin giúp mở rộng và đào sâu kiến thức. Ví dụ khi thực hiện bài tập trắc nghiệm: Để tăng dung kháng của một tụ điện phẳng có điện môi là không khí, ta cần 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. tăng tần số điện áp đặt vào hai bản tụ điện.
tăng điện dung của tụ điện. giảm điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện. tăng khoảng cách giữa các bản tụ điện. Thông thường học sinh chưa thể trả lời câu hỏi này ngay vì bài tập được tổng hợp từ nhiều kiến thức.
Khi đó, hầu hết các em đều phải sử dụng phương pháp loại trừ để làm bài tập. Đáp án tìm ra là D sẽ giúp các em thêm thông tin về đại lượng dung kháng. Hệ thống bài tập vật lí vừa là phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức một cách sinh động đôi khi cũng có vai trò là gợi ý để khởi đầu dẫn dắt đến một kiến thức mới. Ví dụ trong bài 13 sách giáo khoa vật lí lớp 12 cơ bản “Mạch R,L,C nối tiếp”, để xây dựng biểu thức điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch theo biểu thức cường độ dòng điện tức thời, giáo viên có thể xây dựng kiến thức dưới dạng một bài tập vật lí và giới thiệu phương tiện giản đồ véc tơ quay là học sinh hoàn toàn có thể tự xây dựng được kiến thức của bài mới.
Giải bài tập nói chung và giải bài tập vật lí nói riêng là một trong những hình thức luyện tập được thực hiện nhiều nhất trong các nhà trường phổ thông vì tính hiệu quả mà nó đem lại. Vì thông qua hoạt động giải bài tập học sinh sẽ rèn luyện được các kỹ năng cần thiết như vận dụng lí thuyết vào thực tế, kỹ năng tổng hợp và phân tích vấn đề, kỹ năng xử lí số liệu, kỹ năng tính toán, kỹ năng phản ứng nhanh…Như vậy, khi học sinh có thể hình thành các kỹ năng để giải quyết tốt các bài tập thì kiến thức cũng được các em nắm vững một cách thực sự sâu sắc. Mặt khác, qua kết quả của việc học sinh giải quyết các bài tập vật lí, giáo viên có thể kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng, đặc biệt phát hiện trình độ trí tuệ của học sinh. Từ cơ sở đó, giáo viên sẽ điều khiển quá trình tổ chức dạy học để phù hợp hơn với học sinh của mình.
6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Một ưu điểm của hệ thống bài tập nữa là học sinh sau khi nắm vững lí thuyết thường hào hứng giải quyết các bài toán, tự thử sức mình để củng cố kiến thức. Trong quá trình làm bài tập, các em có thể gặp khó khăn vì vậy đòi hỏi các em phải rèn tính chủ động, kiên trì để đạt được mục đích trong nhiệm vụ học tập – đó cũng là những thói quen tốt mà các em cần hình thành. Có thể nói, bài tập vật lí là một phương tiện tốt để phát huy sự tự lực trong công việc, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động để giúp các em vượt qua các trở ngại khi đối mặt với các nhiệm vụ trong học tập cũng như trong đời sống của mình. Hệ thống bài tập vật lí còn tỏ ra có một vai trò rất hiệu quả trong việc tác động tới năng lực tư duy của học sinh.
Thực ra, mục đích của việc dạy học vật lý không phải là giúp học sinh biết làm bài tập mà phải làm sao cho học sinh hiểu sâu sắc các quy luật vật lí, biết phân tích và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn và cuối cùng phát triển được năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề. Qua quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập vật lí đặt ra, học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa… để giải quyết vấn đề, theo đó tư duy của học sinh sẽ có điều kiện để phát triển. Có những bài tập không chỉ dừng lại ở phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp học sinh bồi dưỡng tư duy sáng tạo. Vì vậy có thể coi bài tập vật lí với chức năng là một phương pháp dạy học ở một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông.
Phân loại bài tập vật lí Số lượng các bài tập Vật lí sử dụng trong thực tiễn dạy học hiện nay rất lớn, vì vậy cần có sự phân loại sao cho có tính tương đối thống nhất về mặt lí luận cũng như thực tiễn cho phép người 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, vì vậy trong dạy học vật lí có thể phân loại chúng như sau: [10] 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com BÀI TẬP VẬT LÍ Phân Phân loại Phân loại theo phương loại theo theo yêu cầu thức cho điều kiện và nội dung phát triển tư phương thức giải duy Bài Bài Bài Bài Bài Bài Bài Bài Bài Bài tập Bài Trắc tập tập tập Kĩ tập tập tập tập tập tập thí tập nghiêm có nội thuật có vật lí luyệ n sáng định định nghiệm đồ khách theo dung tổng nội vui tạo tập tính lượng thị quan đề cụ hợp dung tài thể lịch vật hoặc sử trừu lí tượng Cơ Nhiệt Điện Quang Hình 1. Phân loại bài tập vật lí Tuy nhiên, cần nói thêm rằng, các phương án phân loại như trên không hoàn toàn tách biệt, một bài tập cụ thể có thể đồng thời thuộc một vài nhóm khác nhau. Phân loại bài tập theo nội dung: Đây là cách chia các bài tập theo các đề tài của tài liệu vật lí.
Theo đó, người ta phân thành các bài tập về Cơ học, Vật lí phân tử, Điện học.sự phân chia này mang tính quy ước, bởi vì kiến thức sử dụng trong giả thiết một bài tập thường không phải chỉ lấy trong một chương mà có thể lấy từ nhiều chương, nhiều phần vật lí khác nhau trong chương trình vật lí đã học. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Theo nội dung, bài tập vật lí cũng có thể phân chia thành các bài tập có nội dung trừu tượng và bài tập có nội dung cụ thể, bài tập có nội dung thực tế, bài tập có nội dung lịch sử, bài tập vui. Ở các bài tập có nội dung trừu tượng, các dữ kiện đều cho dưới dạng các kí hiệu, lời giải cũng sẽ biểu diễn dưới dạng một công thức chứa đựng ẩn số và dữ kiện đã cho, bản chất vật lí được nêu bật lên còn những chi tiết không không bản chất bị bỏ bớt. Ngược lại, với các bài tập có nội dung cụ thể, các dữ kiện đều cho dưới dạng các con số cụ thể.
Ưu điểm của bài tập trừu tượng là nhấn mạnh bản chất vật lí của hiện tượng mô tả trong bài tập, còn ưu điểm của các bài tập cụ thể mang đặc trưng trực quan gắn liền với thực tiễn, với kinh nghiệm sống của học sinh. Dạng bài tập này có có tác dụng tập dượt cho học sinh phân tích các hiện tượng vật lí cụ thể để làm rõ bản chất vật lí. Các bài tập có nội dung thực tế là bài tập chứa đựng những kiến thức về kĩ thuật, về sản xuất công nông nghiệp về giao thông liên lạc … là những bài tập có tác dụng lớn về giáo dục 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, người ta thường sử dụng các bài tập vật lí vui làm cho bài học sinh động. Trong các bài tập như vậy các điều kiện của bài tập thường chứa đựng các yếu tố nghịch lí hoặc gây hứng thú và trí tò mò ở học sinh. Ví dụ: Khi nhắc về hiện tượng đoản mạch GV có thể đưa ra câu hỏi: Tại sao những vụ hỏa hoạn do điện gây ra thường xảy ra lúc buổi đêm hoặc những lúc ít dùng các thiết bị điện? 1.Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải: Theo đó, người ta sẽ phân ra thành các dạng: bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị, bài tập trắc nghiệm khách quan. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải học sinh không cần thực hiện các phép tính phức tạp hay chỉ thực hiện những phép tính đơn giản hoặc tính nhẩm được.