Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập cơ học môn Vật lí ở trường trung học cơ sở

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập cơ học môn Vật lí ở trường trung học cơ sở

1. SKKN Phương pháp giải bài tập cơ học – THCS Phần I : mở đầu. I/. Lý do chọn đề tài: 1. Cơ sở lý luận: Giải bài tập vật lí là một trong những hoạt động tự lực quan trtọng của học sinh trong học tập vật lí. Trong hệ thống bài tập vật lí ở trường trung học cơ sở hiện nay, chủyêú yêu cầu học sinh vận dụng những kiến thức đã học để giải thích, dự đoán một số hiện tượng trong thực tế hay tính toán một số đại lượng trong các trường hợp cụ thể. Nhưng những hiện tượng cụ thể đó thì rất nhiều, học sinh không thể nhớ hết được, điều quan trọng là học sinh phải biết cách lập luận, suy luận một cách chặt chẽ, chính xác, đúng quy tắc để có thể suy từ những kiến thức khái quát đã thu nhận được trong bài học lí thuyết để giải quyết các nhiệm vụ đã nêu ra trong bài tập. Đáng tiếc rằng hiện nay còn nhiều giáo viên nặng về “chữa bài tập” cho học sinh chứ chưa chú ý đúng mức đến việc hướng dẫn học sinh suy nghĩ, lập luận để tự tìm lời giải. 2. Cơ sở thực tiễn: Một thực trạng ở trường trung học cơ sở nói chung và trường trung học cơ sở Tam Đảo nói riêng là: Học sinh tiếp thu môn vật lí có phần thụ động, đặc biệt là việc tìm lời giải cho các bài tập vật lí. Đa số học sinh khi giải bài tập vật lí chỉ thích áp dụng những công thức, thay số và tính toán hoặc nêu lại, phát biểu lại những kiến thức đã được học. Học sinh rất ngại hay nói cách khác là không có kĩ năng phân tích hiện tượng vật lí và lập luận chặt chẽ, chính xác đúng quy luật của vật lí. Nguyên nhân là do đâu? Qua thực tế giảng dạy tôi nhận thấy học sinh chưa thực sự say xưa tìm tòi, học tập môn vật lí. Lười suy nghĩ không quyết tâm tìm lời giải cho bài tập, thường ỷ lại vào giáo viên để chép bài chữa. Mặt khác một số giáo viện lại không chú trọng tới việc hướng dẫn học sinh suy nghĩ, lập luận để tự tìm lời giải. Không cung cấp, hướng dẫn cho học sinh có được phương pháp giải một bài tập vật lí. Xuất phát từ những lý do trên và trong quá trình giảng dạy, tôi rút ra một số kinh nghiệm nhằm phục vụ cho quá trình giảng dạy môn vật lí ở trường trung học cơ sở với đề tài: “ Phương pháp giải bài tập cơ học môn vật lí ở trường trung học cơ sở” 1 GV: Triệu Như Vũ
2. SKKN Phương pháp giải bài tập cơ học – THCS II/. Phạm vi, đối tượng, mục đích của đề tài: 1. Phạm vi của đề tài; Phương pháp giải bài tập vật lí phần cơ học lớp 8 ở trường trung học cơ sở theo chương trình cải cách giáo dục. 2. Đối tượng của đề tài: - Học sinh khối 8 trường trung học cở sở Tam Đảo. - Bài tập phần cơ học chương I , môn vật lí lớp 8 theo chương trình cải cách giáo dục. 3. Mục đích của đề tài: - Giúp học sinh hiểu, khắc sâu thêm phần lí thuyết và đặc biệt là giúp học sinh nắm được phương pháp giải bài tập cơ hoc - vật lí lớp 8 nói riêng và bài tập vật lí trong chương trình vật lí trung học cơ sở nói chung. - Biết vận dụng để giảI quyết các nhiệm vụ học tập và những vấn đề thực tế của đời sống, là thước đo mức độ hiểu biết, nhân thức, kĩ năng của mỗi học sinh. - Giúp các em học sinh hiểu sâu hơn những quy luật vật lí, hiện tượng vật lí, tạo điều kiện để học sinh có những vận dụng linh hoạt, tự giải quyết những tình huống cụ thể khác nhau để từ đó hoàn thiện về mặt nhận thức và tích luỹ thành vốn kiến thức vật lí riêng cho bản thân. - Đồng thời giúp học sinh có cơ hội vận dụng các thao tác tư duy, so sánh, phân tích , tổng hợp, kháI quát hoá để xác định được bản chất vật lí trong các bài tập và tình huống cụ thể. - Là căn cứ để giáo viên kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh trong quá trình tiếp thu kiến thức vật lí. Đồng thời cũng là cơ sở để kích thích học sinh say mê học tập, tìm tòi kiến thức vật lí. Phần II: Nội dung. A/. Nội dung I/. Cơ sở khoa học lý luận của đề tài: 1. Khái niệm bài tập vật lí ở trường trung học cơ sở: ở trường trung học cơ sở thông thưởng có thể bài tập vật lí là những bài làm để học sinh tập vận dụng những kiến thứ khái quát đã được xây dựng trong các bài học lí thuyết, để giải quyết một vấn đề cụ thể. Trong vật lí, những vấn đề cần phảI giải quyết cụ thể thường được phát biểu ở hai dạng: 2 GV: Triệu Như Vũ
3. SKKN Phương pháp giải bài tập cơ học – THCS - Vì sao xảy ra hiện tượng? ( giải thích hiện tượng) - Hiện tượng xảy ra như thế nào? (dự đoán hiện tượng) Việc giải thích hay dự đoán có thể định tính hay định lượng. Bởi vậy người ta thường chia bài tập ra thành hai loại: Bài tập định tính và bài tập định lượng. Với bài tạp định tính ta chỉ cần lập luận lôgic để chỉ ra nguyên nhân của hiện tượng hay dự đoán hiện tượng gì xảy ra; với các bài tập định lượng ngoài việc giảI thích hay dự đoán hiện tượng ta còn phải tính toán cụ thể giá trị của một số đại lượng đặc trương cho hiện tượng. ở trường trung học cơ sở bài tạp định tính có tầm quan trọng đặc biệt, nó yêu cầu học sịnh phải nắm vững các thính chất, quy luật của sự vật, hiện tượng và biết trình bày lập luận chặt chẽ, hợp lí. Còn phần tính toán thường chỉ sử dụng các phép tính đơn giản, không đòi hỏi phải lập luận những phương trình hay hệ phương trình phức tạp. Xu thế chung hiện nay là giảm bớt phần tính toán phức tạp trong chương trình vật lí ở trường trung học cơ sở để tránh học sinh không bị sa vào việc áp dụng các công thức một cách hình thức máy móc. Trong trường hợp bắt buộc phải tính toán thì trước khi áp dụng để tính toán, cần phải yêu cầu học phải lập luận, để chỉ ra công thức đó biểu thị tính chất nào, định luật nào. Thực chất là giải bài tập định lượng cũng phải bắt đầu bằng việc xét mặt định tính của hiện tượng, nói cách khác mỗi bài tập định lượng luôn hàm chứa một bài tập định tính mở đầu. Giải thích hiện tượng nghĩa là chỉ rõ nguyên nhân nào dẫn đến hiện tượng đó, nguyên nhân đó là do một số tính chất của sự vật, hoặc một số định luật vật lí đã biết. Như vậy giảI thích một hiẹn tượng không phải là tuỳ tiện theo suy nghĩ chủ quan của mình mà phải dựa trên những kiến thức đã biết, đã được coi là chân lí. Tuy nhiên không phải hiện tượng nào học sinh cũng có thể giải thích được, vì có nhièu hiện tượng có liên quan tới những tính chất và những định luật mà học sinh chưa được học. Bởi vậy đối với mỗi trình độ học sinh, giáo viên cần phải chọn những hiện tượng vật lí thích hợp để yêu cầu họ giải thích. Dự đoán hiện cũng phải căn cứ vào những tính chất của sự vật, những định luật đã biết để dự đoán. Những tính chất hay những định luật là những kiến thức khái quát chung cho một loại hiện tượng. Trong những điều kiện cụ thể của bài tập, học sinh phải nhận ra được những tính chất của sự vật, những quy luật chi phối nó để dự đoán xem hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào hoặc tính toán những đại lượng xác định cần thiết. 2. Giải bài tập vật lí là một hoạt động tự lực của học sinh: Nhiều khi ta thấy, học sinh thuộc các định nghiã, định luật, quy tắc nhưng vẫn không giải được bài tập. Nguyên nhân phổ biến là không biết cách lập luận để vạn dụng chúng. Khi ta yêu cầu học sinh vận dụng các kiến thức vật lí để giải bài tập, có nghĩa là yêu cầu họ biết thiết lập mối quan hệ giữa các kiến thức khái quát mà học sinh đã thu được vào trong trường hợp cụ thể. Hiện tượng trong thực tế rất đa dạng và nhiều 3 GV: Triệu Như Vũ
4. SKKN Phương pháp giải bài tập cơ học – THCS khi một hiện tượng trải qua nhiều giai đoạn, bị chi phối bởi nhiều nguyên nhân, nhiều định luật. Cần phải phân tích được sự phức tạp đó, và thực hiện lập luận một cách đúng quy tắc, thì kết quả thu được mới chắc chắn. Bởi vậy việc rèn cho học sinh biết phân tích, biết suy luận là rát cần thiết và phảI làm một cách kiên trì, có kế hoạch, tạo thói quen, thành nếp suy nghĩ của học sinh, không thể để cho học sinh mò mẫm một cách tự phát. Đối với học sinh trung học cơ sở chưa thể dạy cho các em một cách tường minh các phương pháp suy luận lôgic hay các phương pháp nhận thức vật lí. Nhưng bản thân giáo viên thì cần phải biết để hướng dẫn cho học sinh thực hiện theo phương pháp đổi mới khi có cơ hội. Qua nhiều lần thực hiện như vậy sẽ hình thành ở học sinh thói quen, nếp suy nghĩ khoa học. Nói cách khác là hình thành phương pháp tư duy khoa học. II/. Đối tượng phục vụ cho quá trình nghiên cứu, xây dựng đề tài: - Học sinh lớp 8A1; 8A2 ở trường trung học cơ sở Tam Đảo. - Phương phấp giải bài tập chương I – phần cơ học môn vật lí 8 ở trường trung học cơ sở. III/. Nội dung phương pháp nghiên cứu: 1. Các bước giải bài tập vật lí: Căn cứ vào yêu cầu chủ yếu của bài tập vật lí như trên, có thể đưa ra một số sơ đồ chung về các bước chủ yếu cần phải thực hiện để đảm bảo chắc chắn và nhanh chóng tìm được lời giải, tránh được những sự quanh co mất thời gian như sau: */. Bước 1: Tìm hiểu đề bài. a). Tìm hiểu ý nghĩa vật lí của các từ ngữ trong đề bài và diễn đạt bằng ngôn ngữ vật lí. Nhiều khi ngôn ngữ trong đề bài là những ngôn ngữ thường dùng trong đời sống hàng ngày, không có lời phát biểu về các tính chất vật lí của sự vật hay các định luật vật lí. * Thí dụ: đề bài “ Giải thích vì sao người ta đang đi vấp vào một mô đất thì ngã về phía trước? ”. Rõ ràng là không thể tìm thấy lời phát biểu nào trong các định nghĩa, các định luật vật lí lại có các từ “vấp” và “ngã”. Vậy cần phải hiểu là “vấp” là chân đang chuyển động bị mô đất đột ngột giữ lại; “ngã” là chân bị giữ lại còn phần trên tiếp tục chuyển động về phía trước rồi rơi xuống đất. b). Biểu diễn các đại lượng vật lí bằng các kí hiệu, chữ cái quen dùng theo quy ước trong sách giáo khoa. c). Vẽ hình nếu cần. d). Xác định điều “cho biết” hay dữ kiện đã cho và điều “phải tìm” hay ẩn số của bài tập. Tóm tắt đầu bài. */. Bước 2: Phân tích hiện tượng vật lí mà đề bài đề cập đến. 4 GV: Triệu Như Vũ
5. SKKN Phương pháp giải bài tập cơ học – THCS a). Căn cứ vào những điều đã cho biết, xác định xem hiện tượng nêu trong đề bài thuộc phần nào của kiến thức đã học, có liên quan đến những khái niệm nào, định luật nào, quy tắc nào đã biết. b). Đối với những hiện tượng vật lí phức tạp thì phải phân tích ra thành những hiện tượng đơn giản, chỉ bị sự chi phối bởi một nguyên nhân, một quy tắc hay một định luật vật lí xác định. c). Tìm hiểu xem hiện tượng vật lí diễn biến qua những giai đoạn nào; mỗi giai đoạn tuân theo những định luật nào , quy tắc nào? */. Bước 3: Xây dựng lập luận cho việc giải bài tập. a). Trình bày có hệ thống, chặt chẽ, lôgic để tìm ra mối liên hệ giữa những “điều cho biết” và “điều phải tìm”. b). Nếu cần phải tính toán định lượng, thì lập các công thức có liên quan đến các đại cho biết, đại lượng cần tìm. Thực hiện các phép biến đổi toán học để cuối cùng tìm được một công thức toán học chứa các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm. Thực chất là tìm một phương trình toán học, trong đó ẩn số là đại lượng vật lí phải tìm, liên hệ với các đại lượng khác đã cho trong đề bài. c). Đổi các đơn vị đã cho trong đề bài thành đơn vị của cùng một hệ đơn vị và thực hiện các phép tính toán. Có thể trình bày luận theo hai phương pháp: phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp . +) Theo phương pháp phân tích: Thì ta bắt đầu từ điều phải tìm (ẩn số), xác định mối quan hệ giữa điều phải tìm với những điều cho biết (dữ kiện bài tập ) và cả những điều trung gian chưa cho biết. Tiếp đó lại tìm mối quan hệ giữa những điều trung gian với những điều đã cho biết khác. Cuối cùng tìm được mối quan hệ trực tiếp giữa điều phải tìm với những điều cho biết. +) Theo phương pháp tổng hợp: Thì ta tìm ngược lại. Ta bắt đầu từ điều cho biết`, xác định mối quan hệ giữa điều dã cho với những điều trung gian không cho biết, tiếp theo lại tìm mối quan hệ giữa những điều trung gian với những điều phải tìm. Cuối cùng tìm được mối quan hệ trực tiếp giữa điều đã cho với những điều phải tìm. Đối với học sinh ở trường trung học cơ sở ta dùng phương pháp phân tích thì học sinh dễ hiểu hơn, có thể định hướng sự suy nghĩ tìm tòi dễ dàng, có hiệu quả hơn. */. Bước4: Biện luận về kết quả thu được. Những kết quả thu được bằng suy luận hay bằng biến đổi toán học, khi giải một bài tập vật lí, không phải lúc nào cũng phù hợp với thực tế, có khi chỉ là một trường hợp đặc biệt hay một trường hợp riêng. Vậy, có khi cần phải biện luận để chọn những kết quả phù hợp với thực tế hoặc để mở rộng phạm vi của lời giải đến những trường hợp tổng quát hơn. 2. Phương pháp hướng dẫn học sinh suy nghĩ tìm lời giải: 5 GV: Triệu Như Vũ