Chương I. Khái niệm về bài tập vật lý Bài tập vật lý là một vấn đề đặt ra đòi hỏi người học phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép tính toán và những thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lý. Vai trò và tác dụng của bài tập vật lý - Bài tập vật lý là một phương tiện nghiên cứu hiện tượng vật lý. Trong quá trình dạy học vật lý, người học được làm quen với bản chất của các hiện tượng vật lý bằng nhiều cách khác nhau như: kể chuyện, biểu diễn thí nghiệm, làm bài thí nghiệm, tiến hành tham quan.
Ở đây tính tích cực của người học và do đó chiều sâu và độ vững chắc của kiến thức sẽ lớn nhất khi “ tình huống có vấn đề” được tạo ra, trong nhiều trường hợp nhờ tình huống này có thể làm xuất hiện một kiểu bài tập mà trong quá trình giải người học sẽ phát hiện lại quy luật vật lý chứ không phải tiếp thu quy luật dưới hình thức có sẵn. - Bài tập vật lý là một phương tiện hình thành các khái niệm. Bằng cách dựa vào các kiến thức hiện có của người học, trong quá trình làm bài tập, ta có thể cho người học phân tích các hiện tượng vật lý đang được nghiên cứu, hình thành các khái niệm về các hiện tượng vật lý và các đại lượng vật lý. - Bài tập vật lý là một phương tiện phát triển tư duy vật lý cho người học.
Việc giải bài tập làm phát triển tư duy logic, sự nhanh trí. Trong quá trình tư duy có sự phân tích và tổng hợp mối liên hệ giữa các hiện tượng, các đại lượng vật lý đặc trưng cho chúng. - Bài tập vật lý là một phương tiện rèn luyện kỹ năng vận dụng các kiến thức của người học vào thực tiễn. Đối với việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp bài tập vật lý có ý nghĩa rất lớn, những bài tập này là một trong những phương tiện để người học liên hệ lý thuyết với thực hành, học tập với đời sống.
Nội dung của bài tập phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Nội dung của bài tập phải gắn với tài liệu thuộc chương trình đang học. + Hiện tượng đang được nghiên cứu phải được áp dụng phổ biến trong thực tiễn. 4 + Bài tập đưa ra phải là những vấn đề gần gũi với thực tế. + Không những nội dung mà hình thức của bài tập cũng phải gắn với các điều kiện thường gặp trong cuộc sống.
Trong các bài tập không có sẵn dữ kiện mà phải tìm dữ kiện cần thiết ở các sơ đồ, bản vẽ kỹ thuật, ở các sách báo tra cứu hoặc từ thí nghiệm. - Bài tập về hiện tượng vật lý trong sinh hoạt hằng ngày cũng có một ý nghĩa to lớn. Chúng giúp cho người học nhìn thấy khoa học vật lý xung quanh chúng ta, bồi dưỡng khả năng quan sát cho người học. Với các bài tập này, trong quá trình giải, người học sẽ có được kỹ năng, kỹ xảo để vận dụng các kiến thức của mình vào việc phân tích các hiện tượng vật lý khác nhau trong tự nhiên, trong kỹ thuật và trong đời sống.
Đặc biệt có những bài tập khi giải đòi hỏi người học phải sử dụng kinh nghiệm trong lao động, sinh hoạt và sử dụng những kết quả quan sát thực tế hằng ngày. - Bài tập vật lý là một phương tiện để giáo dục người học. Nhờ bài tập vật lý ta có thể giới thiệu cho người học biết sự xuất hiện những tư tưởng, quan điểm tiên tiến, hiện đại, những phát minh, những thành tựu của nền khoa học trong và ngoài nước. Tác dụng giáo dục của bài tập vật lý còn thể hiện ở chỗ: chúng là phương tiện hiệu quả để rèn luyện đức tính kiên trì, vượt khó, ý chí và nhân cách của người học.
Việc giải bài tập vật lý có thể mang lại cho người học niềm phấn khởi sáng tạo, tăng thêm sự yêu thích bộ môn, tăng cường hứng thú học tập. - Bài tập vật lý cũng là phương tiện kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo của người học. Đồng thời nó cũng là công cụ giúp người học ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức. Phân loại bài tập vật lý Có nhiều kiểu phân loại bài tập vật lý: phân loại theo mục đích, phân loại theo cách giải , phân loại theo nội dung, phân loại theo mức độ nhận thức….
Tùy theo mục đích sử dụng mà ta chọn cách phân loại phù hợp. Phân loại theo nội dung 1. Bài tập có nội dung lịch sử Là những bài tập chứa đựng những kiến thức có đặc điểm lịch sử: những dữ 5 liệu về các thí nghiệm vật lý cổ điển, về những phát minh, sáng chế hoặc về những câu chuyện có tính chất lịch sử. Bài tập có nội dung cụ thể và trừu tượng Nét đặc trưng của những bài tập trừu tượng là nó tập trung làm nổi bản chất vật lý của vấn đề cần giải quyết, bỏ qua những yếu tố phụ không cần thiết.
Những bài toán như vậy dễ dàng giúp người học nhận ra là cần phải sử dụng công thức, định luật hay kiến thức vật lý gì để giải. Các bài tập có nội dung cụ thể, là nó phải gắn với cuộc sống thực tế và có tính trực quan cao. Khi giải các bài tập vật lý này người học nhận ra tính chất vật lý của hiện tượng qua phân tích hiện tượng thực tế, cụ thể của bài toán. Bài tập có nội dung phân môn Chia các bài tập theo các đề tài của tài liệu vật lý.
Bài tập về cơ học, bài tập về nhiệt học, bài tập về điện học….Sự phân chia có tính quy ước. Bài tập có nội dung kỹ thuật tổng hợp Đó là các bài tập mà số liệu dữ kiện gắn với các số liệu thực tế trong các ngành kỹ thuật, công nghiệp, các bài tập này có ứng dụng thực tế. Phân loại theo cách giải 1. Bài tập định tính Đây là loại bài tập mà việc giải không đòi hỏi phải làm một phép tính nào hoặc chỉ là những phép tính đơn giản có thể nhẩm được.
Muốn giải bài tập này phải dựa vào khái niệm, những định luật vật lý đã học, xây dựng những suy luận logic để xác lập mối liên hệ phụ thuộc vào bản chất giữa các đại lượng vật lý. Bài tập định tính có tác dụng lớn trong việc củng cố những kiến thức đã học, giúp đào sâu hơn bản chất của hiện tượng vật lý, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống, rèn luyện năng lực quan sát, bồi dưỡng tư duy logic. Vì vậy đây là loại bài tập có giá trị cao, ngày càng được sử dụng nhiều hơn. Bài tập định lượng Là bài tập mà khi giải nó phải thực hiện một loạt các phép tính và thường được phân ra làm 2 loại : bài tập dượt và bài tập tổng hợp.
6 Bài tập dượt là loại bài tập tính đơn giản, muốn giải chỉ cần vận dụng một vài định luật, một vài công thức, loại này giúp củng cố các kiến thức vừa học đồng thời giúp nắm kỹ hơn kiến thức và cách vận dụng nó. Bài tập tổng hợp là loại bài tập tính toán phức tạp, muốn giải phải vận dụng nhiều khái niệm, nhiều công thức, loại này có tác dụng đặc biệt trong việc mở rộng, đào sâu kiến thức giữa các phần khác nhau của chương trình, đồng thời nó giúp người học biết tự mình lựa chọn những định luật, công thức cần thiết trong các định luật và công thức đã học. Bài tập đồ thị Đó là bài tập mà dữ kiện đề bài cho dưới dạng đồ thị hay trong quá trình giải nó ta phải sử dụng đồ thị, ta có thể phân loại dạng câu hỏi này thành các loại: - Đọc và khai thác đồ thị đã cho. - Vẽ đồ thị theo những dữ kiện đã cho.
Tác dụng: - Rèn luyện cho học sinh kĩ năng đọc đồ thị, biết cách đón nhận sự thay đổi trạng thái của vật thể, hệ vật lý, của một hiện tượng hay một quá trình vật lý nào đó. - Biết cách khai thác từ đồ thị những dữ kiện để giải quyết một vấn đề cụ thể. - Rèn luyện cho học sinh kĩ năng vẽ đồ thị, nhất là biết cách chọn hệ trục tọa độ và tỉ lệ xích thích hợp để vẽ đồ thị chính xác. Bài tập thí nghiệm Là loại bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm thì mới giải được.
Những thí nghiệm mà bài tập này đòi hỏi phải được tiến hành ở phòng thí nghiệm hoặc ở nhà với những dụng cụ đơn giản mà người học có thể tự làm, tự chế. Việc giải bài tập này đòi hỏi phải biết cách tiến hành thí nghiệm và biết vận dụng các công thức cần thiết để tìm ra kết quả. Loại bài tập này kết hợp được cả tác dụng của các loại bài tập vật lý nói chung và các loại bài tập thí nghiệm thực hành và có tác dụng tăng cường tính tự lực của người học. Phân loại theo trình độ phát triển tư duy 1.Các cấp độ nhận thức theo Bloom Hình 1.
Bậc thang đo nhận thức của Bloom a. Nhớ được thông tin. Nhớ ngày tháng, sự kiện và nơi chốn. Biết ý chính.
Nắm bắt được chủ đề. Gợi ý câu hỏi kiểm tra về biết: Liệt kê, định nghĩa, mô tả, xác định, Việc gì? Ai? Khi nào? Ở đâu?,…. Hiểu được ý nghĩa của thông tin. Có thể trình bày lại bằng một cách khác.
Có thể so sánh, sắp xếp lại, gộp nhóm lại, suy luận nguyên nhân. Có thể dự đoán kết quả. Gợi ý câu hỏi kiểm tra về hiểu: Tóm tắt, mô tả, dự đoán, kết hợp, phân biệt, ước lượng, mở rộng… c. Sử dụng được thông tin.
Dùng được phương pháp, quan niệm, lý thuyết và hoàn cảnh, tình huống mới. Sử dụng kiến thức, kỹ năng vào việc giải quyết các vấn đề đặt ra. Gợi ý câu hỏi: Vận dung, chứng minh, tính toán, minh họa, giải quyết, thay đổi. Nhận biết các ý nghĩa bị che dấu.
Phân tích vấn đề thành các cấu phần và chỉ ra mối liên hệ giữa chúng. Gợi ý câu hỏi kiểm tra: Phân tích, giải thích, phân loại, sắp xếp, so sánh, lựa chọn. Sử dụng ý tưởng cũ, tạo ra ý tưởng mới. Khái quat hóa từ các sự kiện đã cho.
Liên kết các vùng kiến thức lại với nhau. Suy ra các hệ quả. Gợi ý câu hỏi kiểm tra: tích hợp, thay đổi, sắp xếp lại, tạo ra, thiết kế, tổng quát hóa… f. So sánh và phân biệt được các khái niệm.
Đánh giá được giá tri của lý thuyết. Chọn lựa được dựa vào các suy luận có lý. Xác nhận giá trị của các căn cứ.