Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp, kỹ năng giải bài tập Vật lí THCS

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp, kỹ năng giải bài tập Vật lí THCS

1. Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật Lý a-đặt vấn đề I. Lời mở đầu 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 thực tiễn, là biện pháp quý báu để phát triển năng lực tư duy của học sinh, có tác dụng sâu sắc về mặt giáo dục tư tưởng, đạo đức lớn. Vì thế trong việc giải bài tập Vật lí mục đích cơ bản cuối cùng không phải chỉ tìm ra đáp số, tuy điều này cũng quan trọng và cần thiết, mục đích chính của việc giải là ở chỗ người làm bài tập hiểu được sâu sắc hơn các khái niệm, định luật Vật lí, vận dụng chúng vào những vấn đề thực tế trong cuộc sống, trong lao động. II. Thực trạng của vấn đề nghiên cứu. 1. Thực trạng - Qua thực tế giảng dạy Vật lí ở trường THCS nói chung bộ môn Vật lí 8, 9 nói riêng, tôi nhận thấy học sinh còn gặp rất nhiều khó khăn lúng túng khi giải các 1
2. Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật Lý bài tập Vật lí, điều này ít nhiều ảnh hưởng đến chất lượng dạy và học. - Trước khi thực hiện đề tài qua giảng dạy ở trường THCS, 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: + Học sinh chưa có phương pháp tổng quan để giải một bài tập Vật lí. + Học sinh chưa biết vận dụng các kiến thức, định luật Vật lí + Nội dung cấu trúc chương trình sách giáo khoa mới hầu như không dành thời lượng cho việc hướng dẫn học sinh giải bài tập hay luyện tập (đặc biệt là chương trình vật lí ở các lớp: 6, 7, 8), dẫn đến học sinh không có điều kiện bổ sung, mở rộng và nâng cao kiến thức cũng như rèn kỹ năng giải bài tập Vật lí. - Việc dạy học Vật lí trong trường phổ thông hiện nay chưa phát huy được hết vai trò của bài tập Vật lí trong thực hiện các nhiệm vụ dạy học. Dạy học sinh giải bài tập Vật lí là một công việc khó khăn và ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh. - Về vấn đề này đã có rất nhiều tài liệu tham khảo của nhiều tác giả khác nhau dành cho học sinh, hầu hết đều đáp ứng được yêu cầu giúp học sinh rèn luyện kĩ năng giải bài tập Vật lí, củng cố và nâng cao kiến thức Vật lí. Song nhìn chung thường ghép với các chủ đề cụ thể. 2. Kết quả, hiệu quả của thực trạng trên - Trước khi thực hiện đề tài tôi đã tiến hành kiểm tra và khảo sát đối với học sinh ở các lớp: 9A, 8A trường THCS Yên Thịnh bằng một số bài tập cơ bản tương ứng với mức độ nội dung kiến thức ở mỗi khối lớp. Kết quả thu được như sau: Sĩ Giỏi Khá TB Yếu - Kém Lớp số SL % SL % SL % SL % 9A 38 1 2,6% 2 5,2% 15 39,5% 20 52,7% 8A 29 1 3,4% 3 10,3% 8 27,6% 17 58,7% 2
3. Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật Lý - Xuất phát từ tầm quan trọng của bài tập trong dạy học Vật lí và giúp học 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” 3
4. Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật Lý B- giải quyết vấn đề i. các giải pháp thực hiện 1. Giải pháp chung - 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. - Giúp học sinh nắm vững các bước của quá trình giải một bài tập vật lí. Từ đó từng bước hình thành kỹ năng giải bài tập vật lý. - Thông qua quá trình giải bài tập vật lí các em được rền luyện khắc sâu hơn nọi dung kiến thức vật lí THCS 2. Các giải pháp cụ thể Sơ đồ phân loại bài tập vật lí 1. Phân loại theo phương tiện giải : Bài tập vật lí Bài tập giải thích hiện tượng Bài tập dự Bài tập Bài tập Bài tập thí Bài tập đoán hiện định tính định lượng nghiệm đồ thị tượng Bài tập thí nghiệm 2. Phân loại theo mức độ Bài tập vật lí Bài tập tập dượt Bài tập tổng hợp Bài tập sáng tạo 4
5. Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật Lý 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. ii.các biện pháp để tổ chức thực hiện 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: 1.1.Hiểu kỹ đầu bài. - Đọc kỹ dầu bài: bài tập nói gì? cái gì là dữ kiện? cái gì phải tìm? -Tóm tắt đầu bài bằng cách dùng các ký hiệu chữ đã qui ước để viết các dữ kiện và ẩn số, đổi đơn vị các dữ kiện cho thống nhất(nếu cần thiết ). - Vẽ hình , nếu bài tập có liên quan đến hìng vẽ hoặc nếu cần phải vẽ hình để diễn đạt đề bài. Cố gắng vẽ dúng tỉ lệ xích càng tốt. Trên hình vẽ cần ghi rõ dữ kiện và cái cần tìm. 1.2. Phân tích nội dung bài tập, lập kế hoạch giải. - Tìm sự liên hệ giữa những cái chưa biết (ẩn) và những cái đẵ biết (dữ kiện) - Nếu chưa tìm được trực tiếp các mối liên hệ ấy thì có thể phải xét một số bài tập phụ để gián tiếp tìm ra mối liên hệ ấy. - Phải xây dựng được một dự kiến về kế hoạch giải. 1.3. Thực hiện kế hoạch giải. - Tôn trọng trình tự phải theo để thực hiện các chi tiết của dự kiến, nhất là khi gặp một bài tập phức tạp. - Thực hiện một cách cẩn thận các phép tính số học, đại số hoặc hình học. Nên hướng dẫn học sinh làm quen dần với cách giải bằng chữ và chỉ thay giá trị bằng số của các đại lượng trong biểu thức cuối cùng. - Khi tính toán bằng số, phải chú ý đảm bảo những trị số của kết quả đều có ý nghĩa. 1.4. Kiểm tra đánh giá kết quả. 5
6. Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật Lý - Kiểm tra lại trị số của kết quả: Có đúng không? Vì sao? Có phù hợp với thực tế không? - Kiểm tra lại các phép tính: có thể dùng các phép tính nhẩm và dùng cách làm tròn số để tính cho nhanh nếu chỉ cần xét độ lớn của kết quả trong phép tính. - Nếu có điều kiện, nên phân tích, tìm một cách giải khác, đi đến cùng một kết quả đó. Kiểm tra xem còn con đường nào ngắn hơn không. 2. Hai phương pháp để giải các bài tập vật lí. Xét về tính chất thao tác của tư duy, khi giải các bài tập vật lí, người ta 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. Thí dụ ta hãy dùng phương pháp phân tích để giải bài tập sau:  Đề bài: “ Người ta dùng một loại dây hợp kim đồng có tiết diện 10 mm2 và có điện trở suất là 0,4.10-4  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 J qua các cửa sổ và các bức tường. 6
7. Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật Lý Biết nguồn nhiệt cung cung cấp cho lò sưởi có điện áp là 220V”.  Hướng dẫn giải: - Đại lượng cần tìm ở đây là chiều dài của dây hợp kim. Ta tìm mối liên hệ giữa chiều dài của dây dẫn với các đại lượng khác trong bài. - Ta biết rằng muốn nhiệt độ của phòng luôn luôn không đổi thì trong mỗi giờ nhiệt lượng lò sưởi cung cấp phải bằng nhiệt lượng mà phòng mất đi. Nhiệt lượng do lò sưởi cung cấp tương đương với điện năng mà lò sưởi tiêu thụ. Điện năng lại phụ thuộc điện trở của dây hợp kim đồng. Điện trở này lại do chiều dài của dây qui định. a. Nếu gọi chiều dài của dây là l, điện trở của dây là R, điện trở suất của nó là và tiết diện của nó là S, thì chiều dài của dây dẫn liên hệ với điện trở của nó l bằng công thức: R = S R.S Do dó: l (1) b. Trong biểu thức của chiều dài có một đại lượng mới chưa biết đó là điện trở R của dây. Điện trở này đo bằng tỉ số của hiệu điện thế U với cường độ dòng U điện I qua dây: R (2) I 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 U.I.t trong đó t là thời gian dòng điện chạy qua dây; từ đó suy ra: A I (3) U.t 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) 7