CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG, SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÍ CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ NHẰM VẬN DỤNG KIẾN THỨC, KĨ NĂNG ĐÃ HỌC 1. Bài tập vật lí và bài tập vật lí có nội dung thực tế 1. Bài tập vật lí 1. Khái niệm Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi: Một số vấn đề không lớn, được giải quyết nhờ những suy nghĩ logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các qui luật của tự nhiên, vấn đề đó được gọi là bài tập vật lí (BTVL).
Hiểu theo nghĩa rộng thì mỗi một vấn đề xuất hiện trong nghiên cứu tài liệu sách giáo khoa cũng chính là một bài tập (BT) đối với học sinh (HS). Sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải BT. Như vậy thì một BTVL phải chứa đựng những thông tin về vật lí (VL) (BT cho biết cái gì, yêu cầu cái gì), từ những thông tin đó, người học phải sử dụng những kiến thức VL đã học (khái niệm, định luật, thuyết, …) kết hợp với những suy luận toán học để giải quyết. Do đó, chúng tôi cho rằng BTVL bao gồm những điều kiện và yêu cầu đặt ra đòi hỏi người học phải sử dụng những kiến thức VL (đôi khi cả kiến thức toán học) để giải quyết.
Phân loại bài tập vật lí Có nhiều cách phân loại BTVL, sau đây chúng tôi gới thiệu 3 cách phân loại: a. Phân loại bài tập Vật lí dựa vào phương thức cho điều kiện hoặc phương thức giải: 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 mà chỉ phải làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được. Đa số các bài tập định tính yêu cầu HS giải thích hoặc dự đoán một số hiện tượng xảy ra trong những điều kiện xác định. Cũng có nhiều tài liệu gọi bài tập định tính là bài tập – câu hỏi.
Bài tập tính toán (bài tập định lượng) Bài tập tính toán (một số sách gọi là BT định lượng) là những bài tập mà muốn giải chúng ta phải thực hiện một loạt phép tính và kết quả là thu được một đáp số định lượng, tìm giá trị một số đại lượng Vật lí. 5 Bài tập thí nghiệm Bài tập thí nghiệm là loại BT yêu cầu xác định một số đại lượng VL, cho biết dụng cụ và vật dụng sử dụng, yêu cầu HS giải BT hoàn toàn theo con đường thực nghiệm hoặc là BT đòi hỏi phải thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lí thuyết. Bài tập đồ thị Bài tập đồ thị là những BT trong đó đối tượng nghiên cứu là những đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng VL. Nó đòi hỏi HS phải biểu diễn quá trình diễn biến của các đại lượng nêu trong BT bằng đồ thị.
Bài tập nghịch lí và ngụy biện Nghịch lí và ngụy biện trong VL học đã tồn tại từ lâu trong lịch sử khoa học. Chẳng hạn trước Công nguyên có bài toán nghịch lí nổi tiếng “nghịch lí về Achille và con rùa” theo đó thì chàng dũng sĩ Achille không bao giờ đuổi kịp con rùa. Phân loại bài tập Vật lí dựa vào trình tự dạy học Bài tập nêu vấn đề Bài tập nêu vấn đề là loại BT được sử dụng để bước vào dạy bài học mới, nó chứa đựng vấn đề mà nếu dùng các kiến thức cũ HS không thể giải quyết được, kết quả của việc giải bài tập đó dẫn đến việc cần thiết phải xây dựng kiến thức mới. Bài tập xây dựng kiến thức mới Bài tập xây dựng kiến thức mới là loại BT được sử dụng trong quá trình xây dựng kiến thức mới trong bài học.
Từ những dữ kiện đã cho trong BT, HS bằng những kiến thức đã học và sự giúp đỡ của giáo viên các em phải lập luận để giải quyết bài toán. Bài tập củng cố, vận dụng Bài tập củng cố là loại BT được sử dụng để củng cố kiến thức, kĩ năng HS lĩnh hội được sau khi học xong. HS vận dụng những kiến thức mới vừa xây dựng được ở bài học để giải BT, khi giải BT đó giúp HS hiểu rõ hơn, ghi nhớ vững chắc kiến thức đã học. Bài tập vận dụng là loại BT tổng hợp và có ứng dụng kiến thức VL cao vì vậy, BT vận dụng giúp HS củng cố, đào sâu, mở rộng, phát triển thêm các kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo của HS.
Bài tập về nhà Việc giao bài tập về nhà cho HS giúp cho các em ôn tập và sử dụng các kiến thức đã học thông qua đó rèn luyện tư duy, rèn luyện tính tự giác, tự lực và tạo ra thói quen 6 học tập. Vì vậy sau khi học xong bài mới, giáo viên nên giao cho HS một số BT để HS làm ở nhà. Phân loại bài tập Vật lí dựa vào mức độ nhận thức Bài tập luyện tập Bài tập luyện tập là những BT cơ bản, đơn giản đề cập đến một hiện tượng, một định luật VL hay sử dụng vài phép tính đơn giản giúp HS củng cố kiến thức vừa học, hiểu ý nghĩa các định luật và nắm vững các công thức, các đơn vị VL để giải các BT phức tạp hơn. Bài tập sáng tạo Bài tập sáng tạo về VL là BT mà giả thiết không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng quá trình VL, có những đại lượng VL được ẩn giấu; điều kiện bài toán không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angorit giải hay kiến thức VL cần sử dụng.
Vai trò, chức năng của bài tập vật lí Các bài tập vật lí có tác dụng lớn trong việc hình thành, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng và tìm tòi kiến thức cho học sinh. Bởi vì thế, “Trong quá trình dạy học vật lí các bài tập vật lí có tầm quan trọng đặc biệt. Chúng được sử dụng theo những mục đích khác nhau”. [11] *Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu và mở rộng kiến thức Bài tập vật lí là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động và có hiệu quả.
Khi giải BTVL, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp các kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương trình; học sinh vận dụng những kiến thức khái quát và trừu tượng đã học vào những trường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ đó mà họ nắm được những biểu hiện cụ thể của chúng trong thực tế, phát hiện ngày càng nhiều những hiện tượng thuộc ngoại diên của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hay thuộc phạm vi ứng dụng của chúng. Quá trình nhận thức các khái niệm, định luật vật lí không kết thúc ở việc xây dựng nội hàm của các khái niệm, định luật vật lí mà còn tiếp tục ở giai đoạn vận dụng vào thực tế. *Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới Nhiều khi các BTVL được sử dụng để làm nảy sinh vấn đề, dẫn dắt học sinh đi đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bài phát hiện ra. 7 *Bài tập là một trong những phương tiện rất quý báu để hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn Bài tập vật lí là một trong những phương tiện hữu ích giúp học sinh rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn; rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn.
Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lí thuyết để giải thích các hiện tượng hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước. *Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh Trong khi giải BTVL, học sinh phải tự mình phân tích các điều kiện của bài tập đặt ra, xây dựng những lập luận, kiểm tra và nhận xét những kết luận rút ra được nên tư duy của học sinh được phát triển, năng lực làm việc tự lực của học sinh được nâng cao. *Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh Tư duy vật lí là khả năng quan sát hiện tượng vật lí, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những hiện tượng thành phần, thiết lập các mối liên hệ giữa các mặt định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lí, dự đoán các hệ quả từ lí thuyết và vận dụng được kiến thức. hầu hết các hiện tượng nêu lên trong BTVL là phức tạp, trừ một số bài tập đơn giản chỉ đề cập đến một hiện tượng vật lí.
Muốn giải được chúng cần phải phân tích hiện tượng phức tạp ấy thành các hiện tượng thành phần, nghĩa là cần phải phân tích một BTVL phức tạp thành các bài tập đơn giản. Trong quá trình đó học sinh phải vận dụng các thao tác tư duy để giải bài tập nhờ đó mà tư duy được phát triển. *Bài tập vật lí là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh Tùy theo cách đặt câu hỏi để kiểm tra, ta có thể phân loại mức độ nắm vững kiến thức của học sinh làm cho việc đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh được chính xác. Bởi vậy, BTVL là phương tiện rất hữu hiệu để kiểm tra kiến thức học sinh.
Bài tập vật lí có nội dung thực tế 1. Khái niệm bài tập vật lí có nội dung thực tế Bài tập vật lí có nội dung thực tế là bài tập liên quan trực tiếp tới các vấn đề thực tế đời sống của HS, nội dung bài tập có thể xuất phát từ các hiện tượng thiên nhiên, các kĩ thuật sản xuất, lao động và sinh hoạt hàng ngày xung quanh HS. 8 Đối với các bài tập có nội dung thực tế, HS không những phải vận dụng linh hoạt các kiến thức vật lí về khái niệm, đại lượng, quy luật, định luật vật lí một cách nhuần nhuyễn mà còn phải biết vận dụng tốt những kiến thức đó vào giải quyết những vấn đề vật lí đặt ra trong thực tiễn cuộc sống.