Đề tài Sáng kiến kinh nghiệm rèn luyện tính tự học cho học sinh thông qua các bước giải bài tập Vật Lý

PHÒNG GD & ĐT BỐ TRẠCH Trường THCS Sơn Lộc SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM RÈN LUYỆN TÍNH TỰ HỌC CHO HỌC SINH THÔNG QUA CÁC BƯỚC GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ I/ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Vật lý học là một môn học thực nghiệm, thông qua các thí nghiệm, nghiên cứu các sự vật hiện tượng để rút ra các quy luật, định luật vật lý. song các đại lượng vật lý cũng có kí hiệu riêng, có công thức tính, đơn vị riêng của nó, vậy việc áp dụng các công thức để tính các đại lượng vật lý vào việc giải các bài tập vật lý như thế nào để học sinh nắm vững bài, hiểu bài hơn là một vấn đề rất quan trọng đối với công tác dạy học môn vật lý. Việc dạy học giúp cho học sinh nắm vững kiến thức vật lý để vận dụng vào thực tế cuộc sống cũng như việc giải các bài tập vật lý đang là vấn đề cấp bách, vì học sinh hiện nay có một số ít học sinh có ý thức tự học, nghiên cứu bài để hoàn thành nội dung bài tập do giáo viên đề ra, song bên cạnh đó đa số đối tượng học sinh lêu lỏng, ham chơi ít quan tâm đến việc làm bài tập cũng như chất lượng làm bài tập ở nhà của các em do các em chưa nắm vững một số kiến thức vật lý để giải bài tập, và để giúp cho học sinh nắm vững việc làm bài tập dễ dàng và thuận lợi thì giáo viên cần phải hướng cho học sinh phương pháp giải một bài tập vật lý như là quy tắc giải để khi không được trực tiếp nghe thầy cô hướng dẫn thì các em có thể tự mình dựa vào các quy tắc đó để giải các bài tập một các thuận lợi hơn, phát huy được tính tự học của học sinh. Chính vì vậy mà tôi chọn đề tài này. II/ NỘI DUNG CHÍNH : 1/ Cơ sở lý luận : Trong chương tình sách giáo khoa cũ cũng như chương tình sách giáo khoa hiện hành, không đưa ra các bước giải bài tập đó nhưng đối với sách giáo khoa vật lý 9 mới hiện nay trong các tiết bài tập có mục gọi ý xem như là hướng dẫn các bước đi (bước giải) cho học sinh. Và để cụ thể hơn các bước đó bản thân tôi đưa ra các bước giải bài tập vật lý như là một quy tắc giải từ đó học sinh dựa vào các bước đó vận dụng giải các bài tập một cách thuận lợi và dễ dàng hơn. Việc cụ thể hóa các bước giải vào việc giải bài tập mà các em nắm vững thì sẽ tạo điều kiện cho các em hứng thú hơn, hăng say hơn trong việc giải bài tập từ đó ý thức tự học của các em sẽ được nâng cao hơn. Nếu trong một lớp mà có một số đối tượng học sinh khá giỏi nắm vững các bước giải bài tập đó thì việc làm bài tập nhóm, thảo luận nhóm các em có thể giúp cho các bạn học yếu hơn học tập tích cực hơn. 2/ Thực trạng : Đối với học sinh trong một lớp có em thì có ý thức học, chăm học, học bài cũ, làm bài tập đầy đủ trước khi đến lớp và đó chỉ là số ít. Còn đại đa số học sinh hiện nay không có ý thức học, lười học, chưa chú trọng vào việc học bài cũ làm bài tập ở nhà mà chỉ tập trung chơi bời, lêu lỏng. Nếu thầy cô kiểm tra việc học bài cũ, làm bài tập thì học sinh chỉ bằng hình thức đối phó: chép lại bài của bạn hoặc chép lại sách giải để cho có làm bài tập nhưng trong đầu chỉ là rõng toách không biết được chữ gì vì vậy các em càng ngày càng lười học, chất lượng học tập càng yếu. Xã hội ngày càng phát triển thì việc tạo ra trong xã hội có nhiều “trò chơi” nhiều hơn vì vậy các em nhạy cảm với các trò chơi đó mà thiếu đi ý thức học tập. Một số phụ huynh chưa đầu tư cho con cái học tập đúng cách, nghe con xin tiền mua sách giải bài tập củng đồng tình cho con mua đó là vấn đề làm ảnh hưởng đến chất lượng học tập của học sinh. Việc học sinh tự nghiên cứu suy nghĩ để giải ra một bài tập không phải là vấn đề đơn giản, nhưng nếu chúng ta cụ thể hóa một bài tập đó ra thành các bước giải thì việc giải bài tập của học sinh được thuận lợi và dễ dàng hơn. III. BIỆN PHÁP THỰC HIỆN: Trong chương trình vật lý THCS được chia thành hai cấp độ khác nhau. Đối với lứa tuổi học sinh khối 6,7 ở cấp độ 1: nội dung kiến thức được xây dựng phù hợp với đặc điểm nhận thức của lứa tuổi đó chỉ đề cập ở kiến thức chủ yếu là định tính. Kiến thức chỉ là lý thuyết, nghiên cứu sự vật hiện tượng đơn giản, gần gủi với cuộc sống, có một vài nội dung đề cập đến mức định lượng như: khối lượng riêng:D = ; trọng lượng riêng:d =(vật lý 6). Đối với lứa tuổi học sinh lớp 8, 9 thì kiến thức được xây dựng ở cấp độ cao hơn( cấp độ 2): Nội dung chủ yếu đề cập tới phần định lượng, ngoài một số ít nội dung nghiên cứu sự vật hiện tượng còn phần lớn là tìm hiểu các đại lượng vật lý, tính toán giải đại lượng vật lý, các bài tập. Vì vậy trong quá trình giảng dạy tùy theo nội dung kiến thức để áp dụng các bước giải bài tập cho phù hợp, đối với kiến thức lớp 6 trong quá trình dạy chưa cần đưa ra chìa khóa giải vì số bài tập còn ít chỉ là định tính. Trong quá trình giảng dạy môn vật lý 8 cũng như môn vật lý 9 tôi đã thực hiện ngay từ tiết có dạng bài tập định lượng: ví dụ như vật lý 8 tiết 2-vận tốc tôi đã hướng dẫn cho học sinh các bước giải bài tập gồm có 5 bước. Yêu cầu học sinh về nhà học thuộc các bước giải bài tập đó nếu có thời gian thì có thể cụ thể hóa vào một bài tập mẫu. Trong tiết bài tập tiết 7 bài tập: yêu cầu học sinh trong khi giải áp dụng các bước giải như là quy tắc từ đó học sinh làm quen và có thể tự mình vận dụng giải bài tập mà không cần đến sự trợ giúp của thầy cô hoặc của bạn học giỏi hơn, và trong quá trình giảng dạy cần chú ý kiểm tra việc nắm và vận dụng các bước giải mà học sinh đã thực hiện để có biệp pháp uốn nắn, sử sai cho học sinh. Trong chương tình vật lý 9 khi học tiết 6- tiết bài tập tôi đã hướng dẫn cho học sinh vận dụng các bước giải, yêu cầu học sinh thực hiện đúng thứ tự các bước giải để giải các bài tập nếu khi thực hiện còn lúng túng thì có thể yêu cầu học sinh giỏi thực hiện làm mẫu hoặc có thể giáo viên làm mẫu để khi thực hiện áp dụng vào việc giải, cụ thể hóa các bước giải đó thì học sinh hiểu bài hơn tức là việc giải bài tập của học sinh dễ dàng và thuận lợi hơn trường hợp không có các bước giải đó. Cụ thể: CÁC BƯỚC GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ: Bước 1. Đọc, tìm hiểu nội dung đề ra, phân tích bài toán. Bước 2. Tóm tắt bài toán theo các đại lượng đã biết và các đại lượng cần tìm, đổi đồng nhất đơn vị và vẽ hình (nếu có). Bước 3. Tìm hiểu mối liên hệ giữa các đại lượng đã biết với các đại lượng cần tìm để rút ra công thức. Bước 4. Áp dụng công thức đặt lời giải và giải lưu ý kèm theo đơn vị của các đại lượng. Bước 5. Thử lại, biện luận và rút ra kết luận - đáp số. Sau đây là một số bài tập được cụ thể hóa các bước nêu trên: Bài tập 1: Lúc 8h một vật chuyển động từ địa điểm A đến địa điểm B với vận tốc v1 = 24km/h, sau 12 phút một vật khác chuyển động từ B đến A với vận tốc 30km/h biết A cách B 40km. Tính thời gian hai vật gặp nhau, và địa điểm hai vật gặp nhau cách A bao nhiêu km? B1: HS đọc kĩ đề, phân tích bài toán: thuộc cơ học - phần chuyển động. B2: Tóm tắt: t = 8h, S v1 = 24km/h các đại lượng S1’ t1 = 12ph = 0,2h vật lý đã biết. v2 = 30km/h v1 S1 M S2 v2 S = AB = 40km t2 = ? các đại lượng cần tìm. Địa điểm gặp nhau cách A? từ bài toán phân tích cho HS thấy S = AB chính là độ dài AB v1 là vận tốc vật xuất phát từ A, và sau thời gian t1 = 12ph = 0,2h vật đi được được độ dài quãng đường S1, sau thời gian 12ph đó vật xuất phát từ B đi với vận tốc v2 = 30km/h. gọi điểm M là vị trí hai vật gặp nhau, gọi t2 là thời gian hai vật đi và gặp nhau tại điểm M thì sau thời gian t2 vật đi từ A đi được quãng đường S1’, và vật xuất phát từ B đi được quãng đường S2. Điều kiện hai vật đó gặp nhau khi S1’ + S2 = S - S1 Hay v1t2 + v2t2 = S - v1.t1 (v1 + v2 ) t2 = S - v1.t1 (24 + 30)t2 = 40 - 24.0,2 = 35,2 t2 = = 39ph hai vật gặp nhau cách địa điểm A là: S’ = S1 + S1’ hay S’ = v1(t1 + t2) = 24( 0,2 + 0,65) = 20,4km B3 : Tìm hiểu mối liên hệ giữa các đại lượng đã biết và các đại lượng cần tìm: Đại lượng vật lý đã biết: t, v, S. Đại lượng vật lý cần tìm: t, S’ = AM Từ các đại lượng đã biết với các đại lượng vật lý cần tìm có mối liên hệ với nhau bởi công thức v = (vtb = ) áp dụng công thức để xác định 1 trong 3 đại lượng khi đã biết 2đại lượng. B4: Áp dụng công thức đặt lời giải và giải: Lưu ý yêu cầu bài toán hỏi gì ta đặt lời giải theo nội dung đó: Tính thời gian hai vật gặp nhau? => trả lời ( đặt lời giải) Thời gian hai vật gặp nhau là: Hoặc tính địa điểm hai vật gặp nhau cách vị trí A là bao nhiêu? Đặt lời giải: Vị trí hai vật gặp nhau cách địa điểm A là: Sau đó áp dụng công thức đã tìm được trong bước 3 để biến đổi và thay số vào và tính lưu ý kết quả của các đại lượng. giải Sau thời gian 12ph vật xuất phát từ A đi được là: Từ công thức : v = => S = v.t S1 = v1 .t1 = 24. 0,2 = 4,8(km) Gọi t2 là thời gian hai vật đi được khi gặp nhau: Sau thời gian t2 vật đi từ A đi được là S 1’ = v1 .t2 = 24.t2 Sau thời gian t2 vật xuất phát từ B đi được là S2 = v2.t2 = 30.t2 Hai vật gặp nhau khi S1’ + S2 = S- S1 Hay v1t2 + v2t2 = S - v1.t1 (v1 + v2 ) t2 = S - v1.t1 (24 + 30)t2 = 40 - 24.0,2 = 35,2 t2 = » 39ph vậy sau thời gian t2 = 39ph = 0,65h hai vạt gặp nhau tại điểm M. địa điểm hai vật gặp nhau cách A là: S’ = S1 + S1’ hay S’ = v1(t1 + t2) = 24( 0,2 + 0,65) = 20,4km ĐS: t2 = 39ph = 0,65h AM = 20,4km B5 : Thử lại và rút ra kết luận, đáp số: S1 + S1’ + S2 = S hay v1t1 + v1.t1 + v2.t2 = 40 24.0,2 + 24.0,65 + 30.0,65 » 40 Vì thời gian t2 lấy gần đúng nên kết quả thử lại có sự sai lệch tương đối. Bài tập 2. Cho hai điện trở R1 = 20W, R2 = 30W, được mắc nối tiếp với nhau vào hiệu điện thế không đổi UAB = 220V, tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở? B1: HS đọc kĩ đề, phân tích bài toán: thuộc điện học – đoạn mạch nối tiếp. B2: Tóm tắt: R1 = 20W R2 = 30W các đại lượng A B UAB = 220V vật lý đã biết. I = ? đại lượng cần tìm. R1 R2 B3 : Tìm hiểu mối liên hệ giữa các đại lượng đã biết và các đại lượng cần tìm: Đại lượng vật lý đã biết: R, U. Đại lượng vật lý cần tìm: I Từ các đại lượng đã biết với các đại lượng vật lý cần tìm có mối liên hệ với nhau bởi công thức I = áp dụng công thức để xác định 1 trong 3 đại lượng khi đã biết 2đại lượng. B4: Áp dụng công thức đặt lời giải và giải: Lưu ý yêu cầu bài toán hỏi gì ta đặt lời giải theo nội dung đó: Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở? => trả lời ( đặt lời giải) cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở là: Sau đó áp dụng công thức đã tìm được trong bước 3 để biến đổi(nếu chưa phù hợp ví dụ như: R = ) và thay số vào và tính lưu ý kết quả của các đại lượng. giải Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở là: Vì hai điện trở mắc nối tiếp nên ta áp dụng các công thức đối với đoạn mạch mắc nối tiếp: R = R1 + R2 = 20 + 30 = 50 (W) Từ công thức : I = thay số vào ta có I = = 4,4(A) Vì R1 nt R2 nên cường độ dòng điện tại mọi điểm bằng nhau I1 = I2 = I = 4,4A ĐS: I1 = I2 = 4,4A B5 : Thử lại và rút ra kết luận, đáp số: U= I.R = 4,4.50 = 220V Bài tập 3. Một ấm nhôm 400g chứa 2l nước ở 250C, tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là C1=880J/kg.K, C2 = 4200J/kg.K. B1: HS đọc kĩ đề, phân tích bài toán: thuộc phần nhiệt học. B2: Tóm tắt: m1 = 400g = 0,4kg V = 2l => m2 = 2kg các đại lượng t1 = 250 C vật lý đã biết. t2 = 1000C C1= 880J/kg.K, C2 = 4200J/kg.K. Q = ? đại lượng cần tìm. B3 : Tìm hiểu mối liên hệ giữa các đại lượng đã biết và các đại lượng cần tìm: Đại lượng vật lý đã biết: m, Dt0, C. Đại lượng vật lý cần tìm: Q Từ các đại lượng đã biết với các đại lượng vật lý cần tìm có mối liên hệ với nhau bởi công thức Q = m.C. Dt0 = m.C.(t2 – t1) áp dụng công thức để xác định 1 trong 3 đại lượng khi đã biết 2 đại lượng. B4: Áp dụng công thức đặt lời giải và giải: Lưu ý yêu cầu bài toán hỏi gì ta đặt lời giải theo nội dung đó: Tính nhiệt lượng để đun sôi nước? => trả lời ( đặt lời giải) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là: Sau đó áp dụng công thức đã tìm được trong bước 3 thay số vào và tính lưu ý kết quả của các đại lượng. giải Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là: Q = Q1 + Q2 = m1.C1.(t2 - t1) + m2.C2.(t2 - t1) = (m1.C1 + m2.C2 ).(t2 - t1) Thay số vào ta có: Q = (0,4.880+ 2.4200) (100 – 25) = 656400(J) ĐS: Q = 656400 J Đối với dạng bài toán này học sinh có thể tính riêng nhiệt lượng do ấm nhôm thu vào để tăng nhiệt độ từ 25 0C lên 1000C là: Q1 = m1.C1.(t2 - t1) Nhiệt lượng do nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 250C lên 1000C là: Q2 = m2.C2.(t2 - t1) Vậy nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là: Q = Q1 + Q2 = m1.C1.(t2 - t1) + m2.C2.(t2 - t1) = (m1.C1 + m2.C2 ).(t2 - t1) Thay số vào ta có: Q = (0,4.880+ 2.4200) (100 – 25) = 656400(J) ĐS: Q = 656400 J B5 : Thử lại và rút ra kết luận, đáp số: IV. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: - Trong quá trình giảng dạy môn vật lý 6, 7, 8, 9 tôi đã áp dụng các bước giải bài tập này vào các khối 8, khối 9. trong thời gian đầu khi mới áp dụng thì học sinh còn lúng túng trong việc vận dụng nên chất lượng đạt được còn hạn chế (chất lượng học kì I thấp) sau thời gian thực hiện vận dụng của học sinh được thuần thục hơn nên kết quả đạt được có sự khả quan hơn như kết quả kiểm tra 1 tiết giữa học kì II là minh chứng cho sự tiến bộ đó. V. PHẠM VI ÁP DỤNG. Áp dụng đối với các tiết bài tập định lượng như bài tập vận tốc, áp suất, lực đẩy ác si mét, nhiệt học, điện học,.. tức áp dụng nhiều ở phần vật lý 8,9 Không chỉ riêng đối với bộ môn vật lý mà có thể áp dụng được đối với môn hóa, sinh học. VI. KẾT LUẬN SƯ PHẠM: Thông qua các bước giải bài tập giúp cho học sinh vận dụng để giải các bài tập một cách thuận tiện và dễ dàng hơn. Thông qua các bước giải bài tập đó, giúp cho học sinh chủ động hơn trong các giờ chữa bài tập. Học sinh nắm vững các bước giải bài tập thì việc làm bài tập của các em tích cực hơn, các em có thể tự mình giải bài tập mà có thể không cần đến sự trợ giúp của các bạn giỏi hơn, hoặc của thầy cô, từ đó rèn luyện được cho học sinh tính tích cực tự giác trong việc giải các bài tập. Phát triển năng lực tư duy, năng lực phân tích, tổng hợp cho học sinh. VII. KIẾN NGHỊ: Đối với giáo viên khi giảng dạy các bước giải bài tập này cần hướng dẫn cho học sinh học, hiểu, vận dụng tốt vào việc giải các bài tập định lượng thì việc tự học của học sinh được nâng cao hơn. Không chỉ đối với bộ môn vật lý mà các môn như toán, hóa, sinh,.. giáo viên bộ môn cần kiểm tra chặt chẽ việc học bài cũ, làm bài tập ở nhà của học sinh để các em có ý thức học tập hơn và kiến thức các môn hỗ trợ cho nhau trong việc lĩnh hội kiến thức. Sơn Lộc, ngày 22 tháng 04 năm 2012 GV thực hiện Nguyễn Văn Nhã