SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
HƯỚNG DẪN HỌC SINH
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
VẬT LÍ - THCS a- Phần mở đầu.
I. Lý do chọn đề tài.
Trong việc nâng cao chất lượng giáo dục nói chung và chất lượng bộ môn
nói riêng. Việc cải tiến phương pháp dạy học là một nhân tố quan trọng, bên
cạnh việc bồi dưỡng kiến thức chuyên môn, việc phát huy tính tích cực của học
sinh có ý nghĩa hết sức quan trọng. Bởi vì xét cho cùng công việc giáo dục phải
được tiến hành trên cơ sở tự nhận thức, tự hành động, việc khơi dậy phát triển ý
thức năng lực tư duy, bồi dưỡng phương pháp tự học là con đường phát triển tối
ưu của giáo dục. Cũng như trong học tập các bộ môn khác, học Vật lí lại càng
cần phát triển năng lực tích cực, năng lực tư duy của học sinh để không phải chỉ
biết mà còn phải hiểu để giải thích hiện tượng Vật lí cũng như áp dụng kiến thức
và kỹ năng vào các hoạt động trong cuộc sống gia đình và cộng đồng.
Trong khuôn khổ nhà trường phổ thông, bài tập Vật lí thường là những
vấn đề không quá phức tạp, có thể giải được bằng những suy luận lô gíc, bằng
tính toán hoặc thực nghiệm dựa trên cơ sở những quy tắc Vật lí, phương pháp
Vật lí đã quy định trong chương trình học. Nhưng bài tập Vật lí lại là một khâu
quan trọng trong quá trình dạy và học Vật lí.
Việc giải bài tập Vật lí giúp củng cố đào sâu, mở rộng những kiến thức cơ
bản của bài giảng, xây dựng củng cố kỹ năng kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào
sinh có phương pháp kỹ năng giải bài tập Vật lí, từ đó nắm vững kiến thức để
vận dụng vào cuộc sống một cách thiết thực và có hiệu quả tôi chọn đề tài:
“ Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập Vật lí - THCS”
III. Mục đích nghiên cứu.
Hình thành cho học sinh một cách tổng quan về phương pháp giải một bài
tập Vật lí, từ đó các em có thể vận dụng một cách thành thạo và linh hoạt trong
việc giải các bài tập, nâng cao hiệu quả của bài tập, giúp các em nắm vững kiến
thức trong quá trình học tập. IV. đối tượng - phạm vi - thời gian nghiên cứu .
1. Đối tượng nghiên cứu: Phương pháp giải bài tập Vật lí.
2. Phạm vi nghiên cứu: Đề tài được thực hiện với học sinh một số lớp ở
khối 8, 9 trường THCS Hoà Thạch - Quốc Oai - Hà Tây.
3. Thời gian thực hiện: Năm học 2007 – 2008.
V. nhiệm vụ nghiên cứu.
1. Nghiên cứu lí luận về phương pháp giải bài tập Vật lí.
2. Nghiên cứu lí luận về sử dụng bài tập vật lí trong dạy học Vật lí.
3. Nghiên cứu chương trình nội dung kiến thức các bài học Vật lí ở
cấp THCS.
3. Nghiên cứu quá trình hình thành và phát triển nội dung dạy học
Vật lí ở cấp THCS.
4. Nghiên cứu tình hình dạy và học Vật lí. Đặc biệt quan tâm đến
hoạt động sử dụng bài tập Vật lí.
VI. phương pháp nghiên cứu.
1. Nghiên cứu lí luận. Cụ thể là nghiên cứu các vấn đề:
- Các tài liệu liên quan tới việc sử dụng bài tập trong dạy học Vật lí.
- Lí luận về sử dụng bài tập Vật lí trong dạy học.
- Các tài liệu nói về phương pháp giải bài tập Vật lí.
2. Phương pháp điều tra sư phạm.
hiện tượng mới do bài tập phát hiện ra.
3.Giải bài tập vật lý rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, vận dụng lý thuyết vào
thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát.
Bài tập vật lý là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện kỹ
năng, kỹ xảo vận dụng lý 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.
4. Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học
sinh.
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 học sinh
rút ra được nên từ duy của học sinh được phát triển năng lực làm việc tự lực
nâng cao, tính kiên trì được phát triển.
5. Giải bài tập góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh.
Có nhiều bài tập vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những
kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo. Đặc biệt
là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm.
6. Giải bài tập vật lý là một phương tiện để kiểm tra mức độ nắm vững
kiến thức của học sinh.
Tuỳ theo cách ra bài tập ta có thể phân loại được các mức độ nắm vững
kiến thức của học sinh giúp việc đánh giá chất lượng học sinh được chính xác
II.Phân loại bài tập vật lý
Sơ đồ phân loại bài tập vật lí
1. Phân loại theo phương tiện giải :
Bài tập vật
lí
Bài tập
giải thích
hi
ệ
n
2. Phân loại theo mức độ chương II. các giải pháp thực hiện
Ä khảo sát thực tế.
Ä tổ chức chuyên đề.
Ä Hướng dẫn học sinh học tập vật lí ở nhà .
Ä kiểm tra Đánh giá chất lượng.
I. khảo sát thực tế.
1. Thực trạng trước khi thực hiện đề tài.
Trước khi thực hiện đề tài qua giảng dạy ở trường THCS Hoà Thạch, qua
tìm hiểu và trao đổi với đồng nghiệp tôi nhận thấy:
- Đa số học sinh ham mê học bộ môn Vật lí, nhưng khi làm các bài tập vật
lí các em thường lúng túng trong việc định hướng giải, có thể nói hầu như các
em chưa biết cách giải cũng như trình bày lời giải.
Theo tôi, thực trạng nêu trên có thể do một số nguyên nhân sau:
III.Tổ CHứC CHUYÊN Đề.
Ngoài việc nắm vững kiến thức, để có kỹ năng tốt trong việc giải bài tập
Vật lí đòi hỏi học sinh phải nắm vững phương pháp giải cũng như cách trình bày
lời giải, phải có kỹ năng phân loại được các dạng bài tập.
Vì vậy để giúp học sinh nắm vững phương pháp giải một bài tập vật lí,
trong năm học này tôi đã kết hợp với tổ chuyên môn tổ chức cho học sinh học
chuyên đề “Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập Vật lí - THCS”.
Trong chuyên đề này tôi chia thành 3 nội dung, hướng dẫn học sinh:
þ Trình tự giải một bài tập vật lí.
þ Hai phương pháp suy luận để giải các bài tập vật lí.
þ áp dụng phương pháp giải bài tập vật lí vào một số bài tập cơ bản.
1. Trình tự giải một bài tập vật lí.
- Phương pháp giải một bài tập Vật lí phụ thuộc nhiều yếu tố: mục đích
yêu cầu của bài tập, nội dung bài tập, trình độ của các em, v.v Tuy nhiên trong
cách giải phần lớn các bài tập Vật lí cũng có những diểm chung.
- Thông thường khi giải một bài tập vật lí cần thực hiện theo trình tự sau
đây:
Lớp Sĩ số
Giỏi Khá TB Yếu - Kém
SL % SL % SL % SL %
9A 39 0 0 8 20,5
20 51,3 11 28,2
8E 41 0 0 6 14,6
21 51,2 14 34,2
1.1.Hiểu kỹ đầu bài.
thường dùng phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp.
2.1. Giải bài tập bằng phương pháp phân tích.
- Theo phương pháp này, xuất phát điểm của suy luận đại lượng cần tìm.
Người giải phải tìm xem đại lượng chưa biết này có liên quan với những đại
lượng Vật lí nào khác và một khi biết sự liên hệ này thì biểu diễn nó thành
những công thức tương ứng. Nếu một vế của công thức là đại lượng cần tìm còn
vế kia chỉ gồm những dữ liệu của bài tập thì công thức ấy cho ra đáp số của bài
tập. Nếu trong công thức còn những đại lượng khác chưa biết thì đối với mỗi đại
lượng đó, cần tìm một biểu thức liên hệ với nó với các đại lượng Vật lí khác; cứ
làm như thế cho đến khi nào biểu diễn được hoàn toàn đại lượng cần tìm bằng
những đại lượng đã biết thì bài toán đã được giải xong.
Như vậy cũng có thể nói theo phương pháp này, ta mới phân tích một bài
tập phức tạp thành những bài tập đơn giản hơn rồi dựa vào những quy tắc tìm lời
giải mà lần lượt giải các bài tập đơn giản này. Từ đó tìm dần ra lời giải của các
bài tập phức tạp nói trên.
v Thí dụ ta hãy dùng phương pháp phân tích để giải bài tập sau:
w Đề bài:
“ Người ta dùng một loại dây hợp kim đồng có tiết diện 10 mm
2
và có điện
trở suất là 0,4.10
-4
W
m để làm một lò sưởi điện sưởi ấm một gian phòng. Hỏi
cần phải lấy chiều dài của dây dẫn này là bao nhiêu để duy trì nhiệt độ của
phòng luôn luôn không đổi nếu mỗi giờ gian phòng này bị mất một nhiệt
lượng bằng 2 970 000J qua các cửa sổ và các bức tường. Biết nguồn điện
cung cấp cho lò sưởi có điện áp là 220V”.
w Hướng dẫn giải:
- Đại lượng cần tìm ở đây là chiều dài của dây hợp kim. Ta tìm mối liên
=
(2)
c. Đại lượng mới chưa biết là cường độ dòng điện I thì liên hệ với các đại
lượng khác bằng định luật Ôm và bằng công thức biểu diễn năng lượng A do
dòng điện toả ra. Ta đã dùng định luật Ôm trong (2). Vậy mối liên hệ giữa I và
A là:
A = I.U.t
trong đó t là thời gian dòng điện chạy qua dây; từ đó suy ra:
.
A
I
U t
= (3)
d. Trong công thức trên, điện năng tính ra Jun. Điện năng này tương
đương với nhiệt lượng Q mà dòng điện cung cấp (và với nhiệt lượng mà gian
phòng mất đi) trong thời gian t theo biểu thức:
Q =A (4)
ở vế phải của biểu thức (4), tất cả các đại lượng đều đã biết. Bây giờ cần
thay thế biểu thức sau vào biểu thức trước và cứ thế đi dần từ biểu thức cuối lên
biểu thức đầu:
- Thay (4) vào (3) được:
.
Q
I
U t
= (3)
’
- Thay (3)
-4
m
2
Q = 2 970 000 J
r
= 0,4.10
-4
W
m
+ Ta được:
2 4
4
220 .3600.1,5.10
220( )
2970000.0,4.10
l m
-
-
= =
- Vậy chiều dài dây hợp kim đồng là 220m.
2.2 Giải bài tập bằng phương pháp tổng hợp.
Theo phương pháp này, suy luận không bắt đầu từ các đại lượng cần tìm
mà bắt đầu từ các đại lượng đã biết có nêu trong bài. Dùng công thức liên hệ các
đại lượng này với các đại lượng chưa biết, ta đi dần đến công thức cuối cùng
trong đó chỉ có một đại lượng chưa biết là đại lượng cần tìm.
vTheo phương pháp tổng hợp, bài tập nêu trong ví dụ trên có thể giải như
sau:
2
.
.
U t
Q
l
S
r
= (4)
- Từ đó rút ra:
2
. .
.
U t S
l
Q
r
= (1)
’ - Thay các đại lượng trên bằng trị số của chúng, ta được:
2 4
4
220 .3600.1,5.10
220( )
2970000.0,4.10
l m
-
2
=460 J/kg.K; c
3
= 4200 J/kg.K.
w Hướng dẫn giải:
* Tìm hiểu các điều kiện đã cho của bài.
- Tóm tắt:
m
1
= 1 kg
- Khối lượng của quả cầu đồng thau, c
1
= 380 J/kg.K
thùng sắt và nước. t
1
= 100
o
C
- Nhiệt độ ban đầu của quả cầu đồng m
2
= 500g = 0,5 kg
thau, thùng sắt và nước. c
2
= 460 J/kg.K
- Nhiệt dung riêng của chất cấu tạo t
2
= 20
o
C
nên các vật. m
= t
3
).
- Trên cơ sở phương trình cân bằng nhiệt vừa lập được kết hợp với dữ
kiện đã cho của bài toán để suy ra đại lượng cần tìm (t).
*Bài giải.
- Nhiệt lượng do quả cầu bằng đồng thau toả ra khi hạ nhiệt độ từ 100
o
C
đến t
o
C (nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt) là:
Q
1
= m
1
.c
1
(t
1
– t)
- Nhiệt lượng mà thùng sắt (Q
2
) và nước (Q
3
) thu vào để tăng nhiệt độ từ
20
o
C đến t
o
.c
1
(t
1
– t) = m
2
.c
2
(t –t
2
) + m
3
.c
3
(t –t
2
)
Û
t ( m
1
c
1
+ m
2
c
2
+ m
3
c
t =
1.380 (0,5.460 2.4200).20
19,2( )
1.380 0,5.460 2.4200
o
C
+ +
»
+ +
- Vậy nhiệt độ cuối cùng của nước là 19,2
o
C.
3.Bài toán 3.
Một ấm điện có hai điện trở: R
1
= 4
W
và R
2
= 6
W
. Nếu bếp chỉ dùng một
điện trở R
1
thì đun sôi ấm nước trong 10 phút. Tính thời gian cần thiết để đun
sôi ấm nước trên khi:
a. Chỉ dùng R
1
.
= 10 phút
t
2
? t
3
? khi R
1
nt R
2
.
t
4
? khi R
1
//R
2
.
* Phân tích bài toán.
-Bài toán này xuất phát từ định luật Jun-len xơ với biểu thức:
Q =I
2
.R.t (1)
trong đó nhiệt lượng mà nước thu vào bằng nhiệt lượng do các điện trở toả ra.
- Theo điều kiện đầu bài thì nếu sử dụng biểu thức (1) của định luật Jun-
len xơ, thì việc giải bài toán rất phức tạp hoặc không thực hiện được. Vậy ở bài
toán này mối liên hệ giữa các đại lượng để tìm cấu trúc công thức rất quan
trọng, đóng vai trò quyết định đến sự thành công.
3/ R = R
1
+ R
2
4/
1 2
1 1 1
R R R
= + hay R =
1 2
1 2
.
R R
R R
+
-Với chú ý rằng nhiệt lượng mà dây điện trở của ấm toả ra trong 4
trường hợp là như nhau.
- Hiệu điện thế trong các trường hợp là không đổi.
* Bài giải.
- Gọi thời gian đun sôi nước trong 4 trường hợp lần lượt là: t
1
, t
2
, t
3
, t
4
.
U
t
R
(2)
từ (1) và (2)
Þ
2
1
1
U
t
R
=
2
2
2
U
t
RÞ
2
2 1
1
6
.10 15( )
4
3
1 2
U
t
R R
+Þ
1 2
3 1
1
4 6
.10 25( )
4
R R
t t ph
R
+
+
= = =
b. Khi dùng R
1
song song R
2
:
Q
4
t t
t ph
t t
= = =
+ +
v. Hướng dẫn học sinh học tập vật lí ở nhà.
Qua thực tế giảng dạy Vật lí ở trường THCS, tôi nhận thấy với cấu trúc
của chương trình Vật lí THCS là hầu hết không có hoặc có rất ít các tiết bài tập,
thêm nữa thời lượng của một tiết học trên lớp có hạn, học sinh chủ yếu tiếp thu
kiến thức về lí thuyết một cách cơ bản hoặc giải các bài tập đơn giản và số tiết
học chỉ có 1 tiếtsoo tuần đối với các khối lớp 6, 7, 8 và 2 tiết / tuần đối với lớp 9.
Như vậy không có đủ lượng thời gian để giáo viên mở rộng và nâng cao kiến
thức cũng như rèn luyện kỹ năng giải bài tập cho học sinh. Do đó bên cạnh việc
tổ chức các chuyên đề thì một trong những biện pháp tốt nhất để rèn luyện kỹ
năng giải bài tập cho học sinh để học sinh có thể thường xuyên được luyện giải
nhiều dạng bài tập khác nhau, cũng như tiếp xúc với các dạng bài tập có tính
chất mở rộng và nâng cao, để từ đó học sinh có thể vận dụng một cách linh hoạt
các cách giải từng dạng bài tập đó là : “Hướng dẫn học sinh học tập vật lí ở
nhà.”
Việc học sinh tự học ở nhà có một ý nghĩa lớn lao về mặt giáo dục và giáo
dưỡng. Nếu việc học ở nhà của học sinh được tổ chức tốt sẽ giúp các em rèn
luyện thói quen làm việc tự lực, giúp các em nắm vững tri thức, có kỹ năng, kỹ
xảo. Ngược lại nếu việc học tập ở nhà của học sinh không được quan tâm tốt sẽ
làm cho các em quen thói cẩu thả, thái độ tắc trách đối với việc thực hiện nhiệm
vụ của mình dẫn đến nhiều thói quen
xấulàm cản trở đến việc học tập.
Công việc học tập của học sinh ở nhà có những đặc điểm riêng sau:
+ Tiến hành trong một thời gian ngắn, không có sự hướng dẫn trực tiếp của
có kết quả là cần có những biện pháp kiểm tra, động viên, khích lệ kịp thời và
phù hợp :
+ Kiểm tra vở ghi, vở bài tập.
+ Cho điểm khuyến khích những học sinh có nhiều cố gắng hoặc
chuyển biến trong học tập, VI. Kết quả thực hiện.
Từ việc hướng dẫn học sinh phương pháp giải một bài tập vật lý nêu trên,
trong năm học 2007 – 2008 tôi thấy đa số học sinh đã vận dụng một các linh
hoạt vào việc giải bài tập, học sinh có khả năng tư duy tốt hơn, có kỹ năng vận
dụng kiến thức vào giải bài tập tốt hơn, linh hoạt hơn.
Cụ thể thông qua khảo sát chất lượng học sinh sau khi “Hướng dẫn học
sinh phương pháp giải bài toán Vật lý - THCS” tôi thu được kết quả như sau:
v Kết quả so sánh đối chứng.
* Kết quả khảo sát trước khi thực hiện đề tài.
Lớp Sĩ số
Giỏi Khá TB Yếu - Kém
SL % SL % SL % SL %
9A 39 0 0 8 20,5
20 51,3 11 28,2
8E 41 0 0 6 14,6
21 51,2 14 34,2
* Kết quả khảo sát sau khi thực hiện đề tài.
Lớp Sĩ số
Giỏi Khá TB Yếu
SL % SL % SL % SL %
9A 39 6 15,4 15 38,5
- Giáo viên cần hướng dẫn học sinh nghiên cứu kỹ các kiến thức cần nhớ
để ôn tập, nhớ lại kiến thức cơ bản, kiến thức mở rộng, lần lượt nghiên cứu kỹ
các phương pháp giải bài tập sau đó giải các bài tập theo hệ thống từ dễ đến khó,
so sánh các dạng bài tập để khắc sâu nội dung kiến thức và cách giải. Trên cơ sở
đó học sinh tự hình thành cho mình kỹ năng giải bài tập.
Trên dây là một số kinh nghiệm mà bản thân tôi đã rút ra được từ thực tế
qua quá trình giảng dạy bộ môn Vật lí ở trường THCS nói chung, cũng là kinh
nghiệm rút ra được sau khi thực hiện đề tài này nói riêng. II. Kết luận chung.
Dạy học nhằm góp phần quan trọng để hình thành nhân cách con người
lao động mới, sáng tạo, thích nghi với xã hội ngày càng phát triển. Do vậy
phương pháp dạy học bộ môn phải thực hiện được các chức năng nhận thức,
phát triển và giáo dục, tức là lựa chọn phương pháp dạy học bộ môn sao cho học
sinh nắm vững tri thức, kỹ năng, kỹ xảo và vận dụng tri thức vào thực tiễn.
Đặc biệt Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm đòi hỏi phát huy cao độ
tính tích cực, độc lập sáng tạo của học sinh trong quá trình lĩnh hội tri thức.
Chính vì vậy lựa chọn phương pháp dạy học bộ môn vật lí, người giáo viên cần
căn cứ vào phương pháp đặc thù của khoa học lấy hoạt động nhận thức của học
sinh làm cơ sở xuất phát.
Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, được sự quan tâm giúp đỡ của ban
giám hiệu nhà trường cũng như tổ chuyên môn tôi đã thực hiện thành công việc:
“ Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập vật lí – Cấp THCS” với
mong muốn: phát triển năng lực duy rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho học sinh
trong việc học tập bộ môn Vật lí. Nhằm nâng cao chất lượng bộ môn nói riêng,
góp phần nâng cao chất lượng giáo dục nói chung.
Tuy nhiên vì diều kiện thời gian, cũng như tình hình thực tế nhận thức của
học sinh ở địa phương nơi tôi công tác và năng lực cá nhân có hạn, nên việc thực
hiện đề tài này chắc hẳn không tránh khỏi thiếu sót. Kính mong các đồng chí và
Mục lục
Nội dung
Trang
A Phần mở đầu
3
I Lý do chọn đề tài.
3
II Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.
4
III Mục đích nghiên cứu.
4
IV Đối tượng - phạm vi- thời gian nghiên cứu.
5
V Nhiệm vụ nghiên cứu.
5
VI Phương pháp nghiên cứu.
5
B Nội dung đề tài
6
CH- I Cơ sở lí luận
6
I Mục đích hướng dẫn học sinh pp giải bài tập vật lí