PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ THPT
Phần 1: NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN VỀ CẤU TRÚC NỘI DUNG CỦA
CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ THPT VIỆT NAM
I. NHIỆM VỤ, NỘI DUNG CỦA HỌC PHẦN.
Học phần “ phân tích chương trình vật lí THPT” thuộc môn phương pháp giảng dạy
vật lí trong nhà trường ĐHSP nhằm cung cấp cho sinh viên ngành sư phạm những
vấn đề chính sau đây:
Làm cho sinh viên nắm được cấu trúc chương trình, nội dung các kiến thức cơ bản
của vật lí phổ thông và những con đường hình thành chúng.
Từ những kiến thức vật lí mà sinh viên đã được trang bị trong các năm học, yêu cầu
sinh viên phân tích được một cách sâu sắc các kiến thức cơ bản của vật lí THPT, biết
được những điểm cần lưu ý về phương pháp dạy học những kiến thức cơ bản đó (Đây
là nhiệm vụ chính của học phần này).
Trên cơ sở hiểu các kiến thức vật lí THPT một cách sâu sắc, sinh viên phải có khả
năng soạn được những phương án dạy học theo những yêu cầu định bước về nội dung
và phương pháp cho những đối tượng cụ thể (nhất là hiện nay ở trường THPT có
nhiều đối tượng khác nhau) nhằm phục vụ cho chuyên môn nghề nghiệp của sinh viên
sau khi tốt nghiệp.
Ngoài ra các học phần còn yêu cầu sinh viên biết được những ưu, nhược điểm của
chương trình và phương hướng cải tiến chương trình trong tương lai.
Học phần cũng dành một số thời gian thích ứng để sinh viên hoàn thiện kĩ năng giải
bài tập vật lí phổ thông
II. SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CHƯƠNG TRÌNH VLPT
VIỆT NAM (Từ 1955 đến nay)
Sau chiến thắng Điện Biên Phủ, hòa bình lập lại ở miền Bắc. Từ năm 1955, ở miền
Bắc nước ta xây dựng hệ thống giáo dục phổ thông hệ 10 năm, được chia thành 3 cấp
học (cấp 1, cấp 2 và cấp 3). Trong đó, vật lí được học một cách có hệ thống từ đầu
cấp 2 (lớp 6) đến hết cấp 3 (lớp 12).
1
Năm 1975, sau khi giả phóng miềm Nam, ở nước ta tồm tại 2 hệ thống giáo dục phổ
thông:
− Ở miền Bắc vẫn giừ hệ 10 năm như trước.
− Ở miền Nam vẫn giữ hệ 12 năm (trong đó vật lí được học từ lớp 8 đến hết lớp
12).
Trong cả 2 hệ thống trên, chương trình vật lí được cấu tạo từ 2 bậc:
− Bậc thứ nhất: ở các lớp 6, 7 hệ 10 năm
8, 9 hệ 12 năm
− Bậc thứ 2: ở các lớp 8, 9, 10 hệ 10 năm
10, 11, 12 hệ 12 năm
Nói chung trong cả hai hệ thống, chương trình vật lí đều được xây dựng thành một hệ
thống tương đối hoàn chỉnh, chặt chẽ.
Từ 1980-1981, bắt đầu thực hiện cải cách giáo dục trong cả nước theo hệ thống
trường 12 năm, bắt đầu từ lớp 1, theo cách cuốn chiếu. Tới năm học 1990-1991 bắt
đầu cải cách đến THPT (lớp 10).
Tuy nhiên, để đáp ứng với yêu cầu của sự nghiệp CNH-HĐH đất nước và xu thế
chung của giáo dục phổ thông trên toàn thế giới. Từ năm 1994 chúng ta đã thí điểm
chương trình THPT chuyên ban. Trong chương trình này chia thành 3 ban:
− Ban A: khoa học tự nhiên.
− Ban B: khoa học tự nhiên và xã hội
− Ban C: khoa học xã hội.
Sau một thời gian dạy thí điểm ở một số trường THPT trong cả nước, chương trình
này bộc lộ nhiều bất cập, không phù hợp với thực tiễn (một trong những bất cập cơ
bản là sự chênh lệch giữa các ban rất cao, VD: ở lớp 12 ban C không học vật lí…). Vì
vậy chương trình này không được triển khai đại trà, chúng ta tiếp tục nghiên cứu phân
ban theo hướng mới phù hợp hơn.
Sau một thời gian thí điểm từ năm 2006-2007 thực hiện chương trình THPT chuyên
ban trong cả nước. Chương trình này được chia thành 3 ban như sau:
2
− Ban cơ bản
− Ban khoa học tự nhiên
− Ban khoa học xã hội và nhân văn
Đây là chương trình theo hướng phân ban rộng, ngoài kiến thức của ban cơ bản
(chuẩn), học sinh tự chọn một số môn nâng cao: toán, lí, hóa, sinh.
Còn đối với Ban khoa học xã hội và nhân văn, các môn học nâng cao là: văn, sử, địa,
ngoại ngữ. Ngoài loại hình trường THPT chia làm 3 ban như trên, còn có loại trường
THPT kĩ thuật (bắt đầu thí điểm từ năm 2005-2006), THPT chuyên (năng khiếu),
THPT nội trú (dành cho học sinh dân tộc thiểu số).
III. NHỮNG ĐẶC ĐIỂM VỀ CẤU TRÚC, NỘI DUNG CỦA CHƯƠNG TRÌNH
VẬT LÍ THPT HIỆN HÀNH (chương trình cơ bản (chuẩn); và nâng cao)
III.1. Những căn cứ để xây dựng chương trình vật lí.
III.1.1. Mục đích, yêu cầu giáo dục nói chung, dạy học nói riêng.
Đất nước ta đang bước vào giai đoạn CNH-HĐH với mục tiêu đến năm 2020, Việt
Nam sẽ từ một nước nông nghiệp về cơ bản trở thành nước công nghiệp, hội nhập với
cộng đồng quốc tế. Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc CNH-HĐH và hội
nhập quốc tế là con người. Việc này cần được bắt đầu từ giáo dục phổ thông, mà
trước hết phải bắt đầu từ việc xác định mục tiêu đào tạo, đó là phải trang bị cho thế hệ
trẻ:
− Những kiến thức hiện đại
− Năng lực sáng tạo cái mới
− Phẩm chất con người mới (nhân sinh quan, thế giới quan…)
Trước hết chúng ta xét tới mục đích: trang bị cho thế hệ trẻ kiến thức hiện đại, nhất là
trong thế kỉ XXI này, thế kỉ của trí tuệ. Hiện nay do sự phát triển nhanh, mạnh mang
tính bùng nổ của khoa học công nghệ làm kiến thức tăng theo hàm số mũ… Người ta
đã tính rằng, một chuyên giai làm việc trong một chuyên môn hẹp của KHKT (ví dụ:
với vật lí chất rắn, chuyên môn hẹp là: vật lí bán dẫn, vật lí kim loại, vật lí điện môi,
vật lí các vật liệu từ, vật lí màng mỏng, vi điện tử…) thì mỗi ngày có khoảng gần
2000 trang tài liệu đc in ra trên thế giới nói về các vấn đề mà chuyên gia đó cần tìm
hiểu… Vậy vấn đề đặt ra cho nhà trường phổ thông là dạy cái gì? Thời gian dạy là
3
bao nhiêu?. Xu hướng chung của giáo dục phổ thông trên thế giới hiện nay vẫn là
không tăng thời gian học, để khi ra trường con người ở vào tuổi sáng tạo, sung sức
nhất phục vụ xã hội (tuổi 25 trở ra). Học vấn mà nhà trường phổ thông trang bị không
thể thâu tóm được mọi tri thức mong muốn, đó chỉ là những kiến thức cơ bản, với
môn vật lí ở trường phổ thông vẫn dạy vật lí cổ điển là chủ yếu.
Với mục đích trang bị cho thế hệ trẻ năng lực sáng tạo, yếu tố này càng chiếm vị trí
quan trọng hơn trong công cuộc CNH-HĐH hiện nay. Rõ rang nhà trường phổ thông
chỉ trang bị được một phần kiến thức cơ bản, vì vậy phải coi trọng việc dạy phương
pháp, dạy cách đi tới chiếm lĩnh kiến thức của loài người, trên cơ sở đó tiếp tục học
tập suốt đời. Phải làm sao cho học sinh khi ra trường trước hết là thích nghi được với
cuộc sống, sau đó là phát triển được những năng lực của mình.
III.1.2. Những thành tựu của kha học kĩ thuật hiện đại.
Việc xây dựng chương trình vật lí ở nhà trường phổ thông dựa vào những thành tựu
của khoa học hiện đại là rất khó khăn, vì đại đa số nội dung chương trình vật lí phổ
thông vẫn là vật lí học cổ điển. Nhưng chương trình yêu cầu các kiến thức của vật lí
học cổ điển phải được trình bày sao cho phù hợp với tinh thần của vật lí học hiện đại
(như gắn nhiệt độ với chuyển động phân tử, gắn từ trường với dòng điện…), một số
thành tựu lớn trong thực tế phải được thông báo cho học sinh (ví dụ: vô tuyến điện,
siêu dẫn, quang dẫn, vi tính…). Tuy nhiên, kĩ thuật hiện đại đã tạo ra cho nhà trường
phổ thông các trang thiết bị mới, có thể thay đổi cách dạy giúp học sinh hiểu được
nhiều vấn đề phức tạp, ví dụ: các thiết bị đo lường, trực quan… như có thể dùng giao
thoa kế Maikenxơn để đo vận tốc ánh sáng, sử dụng máy vi tính trong dạy học…
III.1.3. Phương pháp nghiên cứu vật lí cũng ảnh hưởng tới việc xây dựng
chương trình vật lí.
Trong vài chục năm gần đây, kiến thức về phương pháp nhận thức đã trở thành một
loại kiến thức cơ bản quan trọng trong dạy học các bộ môn khoa học ở trường phổ
thông. Việc đưa học sinh vào vị trí chủ thể của hoạt động nhận thức, thông qua hoạt
động tự giác, tích cực, tự lực của bản thân học sinh để chiếm lĩnh kiến thức, hình
thành năng lực đã trở thành một chiến lược dạy học mới, theo chiến lược đó cần phải
tổ chức quá trình học tập của học sinh giống như quá trình tìm tòi của các nhà khoa
học. Bởi vậy rất cần thiết phải xác định rõ những phương pháp nghiên cứu vật lí nào
cần đưa vào trường phổ thông, mức độ và cách thức đưa vào như thế nào, thể hiện cụ
4
thể trong chương trình và sách giáo khoa ở việc hướng dẫn giáo viên tổ chức quá
trình nhận thức vật lí như thế nào để đem lại hiệu quả dạy học, góp phần nâng cao
chất lượng dạy học.
Có thể nói rằng mỗi nhà khoa học lớn đạt được những thành công rực rỡ là nhờ đã
sáng tạo được những phương pháp nghiên cứu thích hợp, những phương pháp đó
được hoàn chỉnh dần dần theo sự phát triển của lịch sử vật lí. Có những phương pháp
chung như phương pháp quy nạp, phương pháp diễn dịch, có những phương pháp đặc
thù như phương pháp thực nghiêm, phương pháp mô hình, có những phương pháo
riêng như phương pháp nhiệt động lực học, phương pháp tương tự điện-cơ, quang-cơ,
phương pháp tiên đề kết hợp suy luận toán học.
Ở bậc THPT, chưa phải là đào tạo những chuyên gia về từng lĩnh vực, cần ưu tiên
giới thiệu những phương pháp có giá trị sử dụng rộng rãi để sau này học sinh có thể
sử dụng trong nhiều lĩnh vực hoạt động, có khi còn ra ngoài phạm vi vật lí học, trong
đó có các phương pháp quy nạp, diễn dịch, phương pháp thực nghiệm, phương pháp
mô hình hóa, phương pháp tương tự. Mặt khác, rõ ràng là ở bậc THPT, học sinh chưa
thể hoàn toàn tự lực sử dụng các phương pháp như một nhà nghiên cứu thực thụ, hơn
nữa trong khoa học cũng không có phương pháp nào là vạn năng có thể giúp ta giải
quyết được mọi vấn đề trong mọi lĩnh vực, cho nên cũng không thể chỉ dạy cho học
sinh một phương pháp của một nhà bác học nào đó, mặc dù phương pháp đó dẫn đến
những thành công rực rỡ (TD: phương pháp tiên đề kết hợp với suy luận toán học của
Anhxtanh).
Bởi vậy ở những trường phổ thông, giáo viên cần cung cấp cho học sinh những giai
đoạn chính của những phương pháp nhận thức vật lí phổ biến. Trong khi khảo sát
mỗi vấn đề của chương trình vật lí học sinh cần được biết những việc chủ yếu cần làm
để giải quyết vấn đề đó. Còn tùy theo trình độ hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo, nội dung của
mỗi vấn đề, học sinh dưới sự hướng dẫn của giáo viên có thể trực tiếp, tự lực thực
hiện một số giai đoạn của phương pháp nhận thức được sử dụng. Thí dụ như phương
pháp thực nghiệm theo nghĩa rộng gồm 4 giai đoạn:
a) Quan sát, nêu câu hỏi.
b) Xây dựng giả thuyết (câu trả lời dự đoán)
c) Dùng suy luận logic hay suy luận toán học suy ra hệ quả có thể kiểm nghiệm
trong thực tế.
5
d) Tổ chức thí nghiệm kiểm tra hệ quả lí thuyết ở tiên đề rút ra kết luận về sự
đúng đắn hay sai lầm của giải thuyết.
Cần làm cho học sinh làm quen với phương pháp thực nghiệm bằng cách cho họ trải
qua cả 4 giai đoạn khi áp dụng phương pháp này. Còn để học sinh trực tiếp thực hiện
một số giai đoạn nào đó phải tùy theo trình độ cụ thể. Thí dụ như việc đề ra giả thuyết
nhiều khi vượt quá khả năng học sinh, giáo viên có thể đề xuất giả thuyết rồi suy ra hệ
quả và giáo viên làn thí nghiệm kiểm tra dưới hình thức thí nghiệm biểu diễn…
Cách trình bày của sgk vật lí hiện nay cũng thể hiện rõ: phương pháp thực nghiệm là
phương pháp cần được lưu ý đặc biệt ở bậc THPT. Nghoài phương pháp thực nghiệm.
phương pháp mô hình hóa trong dạy học vật lí cũng được nhấn mạnh. Xuất phát từ ý
kiến của Anhxtanh “ Trong sự cố gắng để tìm hiểu hiện thực, chúng ta phần nào
giống như một người muốn tìm hiểu cơ cấu của một cái đồng hồ lớn. Anh ta thấy mặt
số của đồng hồ và các kim chuyển động, nghe thấy tiếng đồng hồ tích tắc, nhưng
không có cách nào để mở rõ đồng hồ. Nếu anh ta tài giỏi thì anh ta có thể vẽ được
một bức tranh nào đó về bộ máy để giải đáp tất cả những gì anh ta quan sát thấy,
nhưng anh ta không bao giờ có thể hoàn toàn tin chắc rằng đó là bức tranh duy nhất
có thể giải thích được những điều anh ta quan sát được. Anh ta sẽ không bao giờ có
được khả năng so sánh bức tranh của mình với bộ máy thực và thậm chí anh ta không
thể tưởng tượng được khả năng đó hay ý nghĩa sự so sánh như vậy. Một số người cho
rằng “ tiến trình nhận thực khoa học là tiến trình mô hình hóa”.
Khái niệm mô hình hóa và phương pháp mô hình hóa đã được sử dụng rất nhiều lần
từ sgk lớp THCS, thí dụ như mô hình phân tử về cấu tạo chất, mô hình cấu tạo
nguyên tử (gọi là mẫu nguyên tử), mô hình đường sức điện trường, đường cảm ứng…
Tuy nhiên cả chương trình và sgk đều không một lần nhắc đến từ mô hình hoặc
phương pháp mô hình. Sự dè dặt đó dẫn đến sự hiểu lầm, lẫn lộn giữa thực thể vật lí
và mô hình. Mỗi mô hình chỉ phản ánh được một số tính chất của thực thể vật lí.
Trình độ tư duy của con người càng phát triển, công cụ quan sát, đo lường càng tinh
vi thì con người càng xây dựng được những mô hình ngày càng hoàn chỉnh, càng
tiệm cận với chân lí khách quan hơn. Nhờ có mô hình ta có thể hiểu được, giải thích
được nhiều hiện tượng và dự đoán được những hiện tượng mới. Nếu không có khái
niệm mô hình và phương pháp mô hình hóa thì học sinh không thể hiểu được tại sao
khi thì nói ánh sáng là sóng, khi thì nói ánh sáng là các hạt gián đoạn, lúc lại nói ánh
sáng có lưỡng tính sóng hạt, thực ra ánh sáng là gì? Khi đi vào thế giới vi mô, thế giới
6
của các trường không quan sát được bằng giác quan, bắt buộc phải dùng mô hình.
Việc lẩn tránh không cho học sinh làm quen với khái niệm mô hình và phương pháp
mô hình hóa sẽ cản trở rất nhiều quá trình nhận thức của học sinh vì họ thiếu một
dụng cụ có hiệu quả để nghiên cứu tự nhiên, nói đúng hơn, học sinh đã sử dụng một
cách không tự giác công cụ này. Thật là không hợp lí khi ta yêu cầu học sinh phải biết
mẫu nguyên tử của Bo, của Rudơpho đều chỉ giải thích được một số hiện tượng mà
lại không cho học sinh biết rằng vì các mẫu đó chỉ là những mô hình chưa đầy đủ.
Như vậy, rõ ràng là việc hình thành và trang bị cho học sinh phương pháp mô hình
hóa và vận dụng phương pháp này trong dạy học vật lí ở nhà trường THPT là rất cần
thiết. Trong thực tế dạy học vật lí hiện nay, vấn đề này cần được quan tâm nhiều hơn
nữa của các nhà xây dựng chương trình vật lí.
III.1.4. Những thành tự của khoa học giáo dục.
Một trong nhưng căn cứ để xây dựng chương trình nữa là những thành tựu mới của
KHGD, đặc biệt là những thành tựu của tâm lí học liên quan đến lí luận nhận thức.
Trong những thành tựu này, trước hết phải kể đến những thành tựu của các nhà khoa
học Xô Viết (Liên Xô cũ), và nổi bật là công trình “lí thuyết về vùng phát triển gần”
của Vưgôxky: “Ông cho rằng chỗ tốt nhất của sự phát triển của trẻ em là vùng phát
triển gần. Vùng đó là khoảng cách giữa trình độ hiện tại của học sinh và trình độ phát
triển cao hơn cần vươn tới”. Nói một cách hình ảnh đó là chỗ trống giữa nơi mà con
người phải giải quyết vấn đề đang đứng với nới mà người đó phải đạt đến được với sự
nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của người lớn hay những người ngang hàng nhưng
có khả năng hơn một chút… Sau đó là công trình về lí thuyết hoạt động của Lê-ventrép: “Học tập là một hoạt động, vì vậy muốn học sinh phát triển phải tổ chức quá
trình học tập đó sao cho hoạt động của học sinh chuyển dần đến vùng phát triển gần”.
Ở phương Tây có lí thuyết thích nghi (tóm tắt: muốn dạy bơi, hãy quẳng nó xuống
nước), quan điểm này cho rằng dạy học phải tạo ra môi trường cho học sinh tự xoay
sở, phải tạo ra hứng thú, yêu cầu mạnh mẽ, kể cả kích thích về mặt vật chất để học
sinh đem hết sức mình, khả năng của mình tham gia vào quá trình dạy học.
Chính những thành tựu đó đã dẫn tới những luận điểm mới trong giáo dục. Chẳng
hạn: Vừa sức có nghĩa là cố gắng lên thì làm được (điều này khác với quan niệm cũ),
không thể đòi hỏi học sinh thuộc bài ngay tại lớp được, bài học kết thúc vẫn chưa hết
vấn đề đối với học sinh, vì vậy học sinh cần có sự giao tiếp, nỗ lực của bản thân, cộng
7
thêm với sự giúp đỡ của đối tượng hơn mình một chút… Cũng từ những thành tựu đó
xuất hiện quan điểm dạy học lấy học sinh làm trung tâm, chủ thể của quá trình dạy
học.
− Quan điểm cũ: Vai trò của thầy lấn áp, học sinh chỉ còn ghi nhớ thụ động, dần
dần đãn tới phương pháp gợi mở, phương pháp nêu vấn đề…
− Quan điểm mới: Thầy đóng vai trò người tổ chức, chỉ đạo hoạt động của học
sinh, tăng trò nói, trò làm (hoạt động hơn), để học sinh tập khái quát hóa, tập
nhận xét, suy luận… để chiếm lĩnh kiến thức.
Sự thay đổi về phương pháp dạy học là rất hấp dẫn, điều đó thay đổi được chất lượng,
tư duy của học sinh. Nhưng nó đòi hỏi phải có đầy đủ sgk, thí nghiệm, thời gian dạy
và cả chất lượng người thầy… Đây là một trọng tâm của việc đổi mới chương trình
sgk THPT hiện nay.
III.2. Những đặc điểm về cấu trúc và nội dung của chương trình vật lí THPT
hiện hành.
III.2.1 Một số đặc điểm của trường THPT.
Cấp THPT gồm 3 năm học từ lớp 10 đến lớp 12, là cấp học cuối cùng của giáo dục
phổ thông, nối tiếp THCS và có trách nhiệm đào tạo thế hệ trẻ học sinh đã qua các
cấp học trước đó của nhà trường phổ thông. Cấp học này một mặt cần chuẩn bị cho
học sinh những tri thức và kĩ năng về khoa học xã hội và nhân văn, khoa học tự
nhiên, kĩ thuật để học sinh có thể được tiếp tục đào tạo ở đại học, mặt khác cần hình
thành và hoàn chỉnh học vấn phổ thông cho đa số học sinh để họ tham gia lao động
sản xuất, xây dựng xã hội và khi đó họ có điều kiện học lên.
Để chuẩn bị nguồn nhân lực phục vụ sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội của đất nước,
đáp ứng nhu cầu của cá nhân người học, giáo dục phổ thông cần thực hiện nguyên tắc
dạy học phân hóa. Đây là một sự đổi mới quan trọng so với cách học trước. Mô hình
dạy học phân hóa bằng hình thức phân ban cũng đã trải qua vài giai đoạn thí điểm.
Năm 1994, chúng ta đã tiến hành thí điểm chương trình phân ban theo 3 ban: Ban A:
khoa học tự nhiên.
Ban B: khoa học tự nhiên-xã hội.
Ban C: khoa học xã hội
8
Chương trình phân ban này chỉ tập trung vào việc đổi mới nội dung kiến thức, sự
chênh lệch về nội dung kiến thức của các môn giữa các ban là rất lớn, nhưng chương
trình chưa có thay đổi gì về yêu cầu đối với phương pháp giáo dục của giáo viên và
học sinh… Và còn nhiều lí do khác nữa, nên sau 3 năm thí điểm ở một số trường
trong cả nước, chương trình này không được triển khai đại trà trong cả nước.
Chương trình phân ban hiện nay cũng được chia thành 3 ban:
− Ban khoa học tự nhiên.
− Ban khoa học xã hội và nhân văn.
− Ban cơ bản.
Việc phân ban được tiến hành theo hướng, học sinh THPT trong cả nước phải được
học một chương trình chuẩn thống nhất; đồng thời từng bước phát triển việc dạy và
học các môn nâng cao theo các ban:
− Với ban khoa học tự nhiên các môn nâng cao là toán, lí, hóa, sinh.
− Với ban khoa học xã hội và nhân văn các môn nâng cao là văn, sử, địa, tiếng
nước ngoài.
Ban cơ bản học sinh tự chọn một số môn học nâng cao. Với mục đích : nhằm phân
hóa, hướng nghiệp và nâng dần trình độ chung của giáo dục phổ thông.
So với chương trình cũ, chương trình THPT cơ bản hiện nay có 1 số điểm mới cụ thể
như sau:
+ Trước hết là thể hiện sự phân hóa qua bố trí thời lượng dạy học chênh lệch cho 8
môn phân hóa.
+ mức độ phân hóa không quá lớn, đảm bảo theo yêu cầu từ chương trình chuẩn( mặt
bằng học vấn phổ thông) nâng lên 20% cả về thời lượng và nội dung của từng môn
học phân hóa.
+ điều chỉnh giãn số tiết ở 1 số môn ở chương trình chuẩn như : ngữ văn từ 11 tiết/
tuần trong cả 3 năm xuống còn 9,5 tiết/tuần , toán từ 14 tiết/ tuần trong cả 3 năm
xuống còn 10 tiết/ tuần , lý từ 9 tiết/ tuần trong cả 3 năm xuống còn 6 tiết/ tuần ( cụ
thể ở lớp 10 môn vật lý từ 3 tiết/tuần giảm xuống còn 3 tiết/tuần) để có thời lượng cho
các môn học mới, cho dạy học tự chọn và các hoạt động gd khác( như hướng nghiệp,
9
hđ gd ngoauf giờ lên lớp…) đảm bảo sự cân đối giữa các lĩnh vực tri thức của mặt
bằng học vấn phổ thông.
Một đặc điểm nổi bật của chương trình THPT cơ bản hiện nay là chương trình đặc
biệt chú trọng tới việc đổi mới về phương pháp dạy học. thể hiện qua những yêu cầu
đặt ra đối với GV cũng như HS, và cả ở cách trình bày mới của sgk hiện nay.
III.2.2 Cấu trúc và nội dung của chương trình vật lý THPT CB.
- Chương trình vật lý THPT hiện nay vẫn được chia thành các phần lớn: LS, nhiệt,
điện, quang, vật lý NT và HN, vẫn giữ cấu trúc cổ điển nhưng có điều chỉnh.
+ các kiến thức về dđ và song được tách riêng ra và dạy ở lớp 12 thành 2 tuyến:
* dđ cơ học, dòng xoay chiều, dđ điện từ cao tần
* song cơ học, song âm, song điện từ.
+ có sự sắp xếp lại giãu các phần ở các lớp cho hợp lý hơn.
Điều này thuận lợi hơn cho HS về công cụ toán, cần nhất là về lượng giác.
- Nội dung chương trình vật lý THPT CB được phân phối cụ thể như sau:
- lớp 10: + cơ học
+ nhiệt học
- lớp 11: + quang hình
+ điện từ học
- lớp 12: +dđ và song
+ quang lý học
+ nguyên tử và hạt nhân
+ từ vi mô đến vĩ mô
Chương trình cũ: - lớp 10: + cơ
+ nhiệt
- lớp 11: +nhiệt
+ điện từ học
- lớp 12: + dđ và song
+ quang học
+ vật lý hạt nhân
Riêng với lý 10: so với chương trình CCGD vừa qua, chương trình THPT chuyên
ban có một só điểm khác về nội dung như sau: ( chương trình ban cơ bản)
+ các vấn đề về nhiệt học được học trọn vẹn ở lớp 10.
+ trong chương ‘’ cơ sở của nhiệt động lực học’’ có đề cập đến nguyên lý thứ 2 của
NĐLH.
10
Chương trình nâng cao vật lý 10 có them:
+ trong chương ‘’ động lực học chất điểm’’ có đề cập đến khái niệm ‘’ lực quán tính’’
và đưa ra thuật ngữ ‘’ trọng lực biểu kiến’’ nhằm làm rõ vấn đề ‘’ tăng , giảm và mất
trọng lượng ‘’
+ trong chương “ cơ học chất lỏng” có đề cập đến định luật pascal và ở THCS, HS
chưa đc học.
+ trong chương “ thuyết ĐHPT và chất khí lý tưởng, có đề cập đến pt clapeyronmendeleev.
+ trong chương “ các định luật bảo toàn” có đưa vào 3 đinh luật kê-ple.
PHẦN II.
Phân tích nội dung và phương pháp giảng dạy một số đề tái trong sgk
vật lý THPT
Chương 1: ĐỀ TÀI ĐỘNG HỌC
I/ Cơ học cổ điển và việc giảng dạy cơ học cổ điển ở trường THPT. Phạm vi ứng
dụng của nó.
Cơ học đc nghiên cứu ở trường THPT với tính chất là nghiên cứu dạng chuyển động
đơn giản nhất của vật chất. nhiệm vụ quan trọng nhất của cơ học là xác định vị trí của
vật trong không gian theo thời gian(hay nghiên cứu cách xác định vị trí củ vật ở thời
điiểm khác nhau .thông thường cơ học đc chia thành các phần : động học, động lực
học…
Động học mô tả sự chuyển động của các vật nhưng chưa đề cập tới vấn đề là tại
sao vật lại chuyển động như thế này( chẳng hạn chuyển động tròn đều hoặc chuyển
động nhanh dần đều) mà không như thế kia.
Đlh nghiên cứu sự chuyển động của vật lien hệ với nguyên nhân( các tương
tác giữa các vật) gây ra một đặc trưng nào đó của chuyển động. Ba định luật ĐLH đã
đc Niuton trình bày vào năm 1687 làm cơ sở của cơ học cổ điển( hay còn gọi là cơ
học niuton).
11
Các định luật niuton( cũng như tất cả các định luật vật lý còn lại) đã xuất hiện
do sự xqh một số lượng lớn các sự kiện thực nghiệm. sự đúng đắn của chúng đc xác
nhận bằng sự phù hợp giữa thuwch nghiệm với những kết luận rú ra từ định luật đó.
Cơ học newton đã đạt đc nhiều thành tựu to lớn trong suốt 2 thế kỷ, đối với
nhiều nhà vật lý của TK XIX đã tin vào sức mạnh toàn năng của nó. Người ta đã cho
rằng giải thích một hiện tượng vật lý bất kỳ có nghĩa là đưa nó về quá trình cơ học
tuân theo các định luật newton. Tuy nhiên với sự phát triển của khoa học con người
đã phát hiện ra các sự kiện mới không nằm trong phạm vi của cơ học cổ điển. những
sự kiện này đã đc giải thích trong các thuyết mới là thuyết tương đối hẹp và cơ học
lượng tử.
Trong thuyết tương đối hẹp, do Anhxtanh(Einstein) xây dựng vào năm 1905. Người
ta đã xét lại tận gốc quan niệm của Newton về không gian và thời gian. Sự xét xét lại
này đã đưa đến việc xây dựng “ môn cơ học các vận tốc lớn” hoặc như người ta gọi
nó là cơ học tương đối tính. Tuy nhiên môn cơ học mới này không dẫn đến sự phủ
nhận hoàn toàn môn cơ học Newton đã có. Các pt của cơ học tương đối tính tại giới
hạn ( đối với các vận tốc nhỏ hơn nhiều so với vận tốc ánh sáng) đều chuyển thành
các pt cơ học cổ điển. như vậy, cơ học cổ điển đã nằm trong cơ học tương đối tính
như một trường hợp riêng của nó và gần như giữ nguyên tác dụng trước đây của nó
đối với việc mà tất cả chuyển động xảy ra với các vận tốc nhỏ hơn nhiều so với vận
tốc ánh sáng.
ra đời trong những năm 20 của thế kỷ XX do sự phát triển của vật lý nguyên tử. các
phương trình của cơ học lượng tử tại giới hạn ( đối với các khối lượng lớn hơn khối
lượng nguyên tố) cũng cho các pt cơ học cổ điển. do đó cơ học cổ đinẻ cũng nằm
trong cơ học lương tử như là một trường hợp giới hạn của nó.
Như vậy , sự phát triển của khoa học đã không xóa booormaf đã chứng tỏ sự vận
dụng hạn chế của nó. Cơ hoc cổ điển dựa trên các định luật newton là môn cơ học
cuat các vật có khối lượng lớn( so với khối lượng nguyên tử), chuyển động với vận
tốc nhỏ( so với vận tốc ánh sáng).
Nội dung cơ học đc nghiên cứu trong SGK lớp 10 hiện nay đc chia thành 4 phần
tương ứng với 4 chương:
- chương 1: động học chất điểm
12
- chương 2: động lực học chất điểm
- chương 3: cân bằng và chuyển động các vật rắn
- chương 4: các định luật bảo toàn
(riêng các phần sóng cơ và dđ song cơ học đc tách riêng ra và đc dạy ở lớp 12)
II/ Động học chất điểm
II.1/ Đại cương về nhiệm vụ và nội dung
Phần “ động học” nghiên cứu các dạng chuyển động mà không xét đến nguyên nhân
làm biến đổi chuyển động. vì vậy nhiệm vụ của động học là mô tả chính xác các dạng
chuyển động cơ học để có thể đoán đc vị trí của vật trong không gian ở những thời
điểm khác nhau( giải quyết nhiệm vụ chung cơ bản cơ học). sự mô tả mọi tính chất
của chuyển động đều phải dựa vào việc xác định mối liên hệ giữa đường đi hay độ rời
với thời gian.
+ đối với chuyển động thẳng đều thì mối quan hệ đó tương đối đơn giản.
+ nhưng đối với những chuyển động biến đổi thì mối quan hệ đó thay đỏi liên tục
theo thời gian muốn mô tả chúng cần phải mô tả những đại lượng vi phân, và những
phép tính tích phân. Nhờ có phép tính vi phân mà ta xác định đc 2 đại lượng đặc
trưng cho trạng thái cđ của 1 vật là vận tốc và gia tốc:
ds
dv d 2 s
v=
và a =
= 2
dt
dt
dt
Ở lớp 10 THPT gặp khó khăn khi trình bày các khái niệm này vì HS chưa có đủ kiến
thức về giới hạn, đạo hàm, vi phân, tích phân…Nhưng xếp các khái niệm này lại chờ
những kiến thức về toán (cuối cấp, lớp 12) thì lại không phục vụ kịp thời việc học các
kiến thức vật lý khác. Để khắc phục những khó khăn đó ở lớp 10 THPT chuyên
ban( ban cơ bản) đã dựa vào những hiểu biết và kinh nghiệm sẵn có của học sinh để
đưa ra các khái niệm vaanh tốc và gia tốc với mục đích giảm nhẹ những yêu cầu về
những kiến thức định lượng( của ban cơ bản) điều này là có thể chấp nhận đc. Trong
SGK vật lý 10 cơ bản các khái niệm vận tốc và gia tốc đc hình thành đồng thời khi
nghiên cứu các dạng cđ( cđ thẳng đều, cđ thẳng biens đổi đều và cđ tròn đều), còn
trong SGK vật lý 10 CCGD trước đây, các khái niệm này đc trình bày riêng rẽ, sau đó
13
đc vận dụng để nghiên cứu các dạng cđ. Do yêu cầu của chương trình nâng cao, SGK
vật lý 10 (chương trình nâng cao), khái niệm vận tốc đc xây dựng qua các vecto độ
rời.
MM ′
v=
( khi ∆ t rất nhỏ)
∆t
Cách làm này chặt chẽ hơn về mặt logic( dung một đại ngjvecto để định nghĩa một
đại lượng vecto khác), và nêu bật đc tính chất vecto của vận tốc, định nghĩa này rất
phù hợp với cđ thẳng có chiều không đổi, vừa biểu thị đc tính chất nhanh hay chậm
của cđ, vừa thể hiện đc chiều của cđ( trong cđ thẳng không đổi chiều đường đi và độ
dời có cùng độ lớn). tuy nhiên định nghĩa này không áp dụng đc cho cđ thảng có đổi
chiều hay cđ cong, nó chỉ cho biết kết quả cuối cùng của cđ, chứ không cho biết cđ
thực trên đường đi. Vì vậy nếu dạy theo chương trình này không nên đi sâu phân biệt
độ dời và đường đi trong các cđ đó.
Chúng ta cần phải lưu ý rằng, việc hình thành khía niệm V t cho HS lớp 10 THPT vẫn
gặp khó khăn chưa thể vượt qua, đó là vì HS không có khái niệm về giới hạn. họ chưa
hiểu đc là tỉ số
∆s
sẽ tiến tới 1 giới hạn khi ∆t → 0 .Bởi vậy phải chấp nhận một
∆t
cachs định nghĩa mô tả chỉ nhằm làm cho HS bước đầu hình dung đc khái niệm.
Phần động học trong SGK cơ bản trước hết đề cập đến một số khái niệm chung như:
cđ cơ học, hệ quy chiếu, vận tốc, gia tốc, tính tương đối của cđ, công thức công vận
tốc.
Sau đó nghiên cứu những đặc điểm của 3 dạng cđ: cđ thẳng đều , cđ thẳng biến đổi
đều và cđ đều, biểu diễn những quy luật của các dạng cđ đó( bằng giả thiết và đồ thị)
Sự rơi tự do đc xem như một thí dụ thực tế về mottj cđ nhanh dần đều, phổ biến trong
tự nhiên.
II.2/ Chuyển động thẳng đều
II.2.1. Nội dung
Có nhiều cách định nghĩa khác nhau về cđ thẳng đều:
14
+ cđ thẳng đều là cđ thẳng trong đó vật đi đc những quãng đường bằng nhau trong
những khoảng thời gian bằng nhay bất kỳ. định nghĩa này đc đưa ra trong tình huống
người ta hình thành cđ thẳng đều trước khi hình thành khái niệm vận tốc. theo định
nghĩa này người ta chỉ xác định đc cđ thảng đều sau khi cđ đã diễn ra.
+ cđ thẳng đều là cđ thẳng trong đó vận tốc tức thời của vật không thay đổi( về
phương chiều và độ lớn) theo thời gian. Định nghĩa nay đc dung sau khi đã hình thành
khái niệm vận tốc tức thời. với định nghĩa này ta có thể the dõi đc cđ thẳng đều trong
quá trình cđ đang diễn ra.
+ cđ thẳng đều là cđ thẳng mà tốc độ trung bình trên mọi đoạn đường là như nhau.
Định nghĩa này đc dùng sau khi hình thành khái niệm tốc độ trung bình. Cách hình
thành này có một ưu điểm là tránh việc dùng khía niệm vận tốc tức thời, một khái
niệm dù sao cũng khá trừu tượng đối với HS khi mới làm quen với những vấn đề
động học.
II.2.2.Những lưu ý về phương pháp dạy học
Khái niệm cđ thẳng đều là một khái niệm đơn giản, dễ tiếp thu đối với HS, nhưng thí
nghiệm minh họa về cđ thẳng đều lại tương đối khó thực hiện vì vậy khi thực hiện thí
nghiệm này(như trong SKG chẳng hạn) cần sự phối hợp của 2 HS, một HS quan sát
vị trí cũ của vật cđ và ra lệnh cho HS thứ 2 ghi thời gian( để xác định cđ này là cđ
thảng đều)
SGK cũ xây dựng khái niệm cđ thẳng đều trước -> định nghĩa vận tốc của cđ thẳng
đều-> xây dưng khái niệm Vtb -> vận tốc tức thời
SGK hiện nay dùng khái niệm tốc độ trung bình để định nghĩa cđ thẳng đều, vì vậy
khi dạy khái niệm này có thẻ theo trình tự như sau:
+ trước hết yêu cầu HS nhắc lại định nghĩa V tb đã học ở lớp 8( vận tốc tb của 1 cđ
không đều trên một quãng đường đc tính bằng công thức
Vtb=s/t
trong đó: s là quãng đường đi đc
t là khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó
rồi đặt ra tình huống: nếu chọn trục tọa độ ngược với chiều cđ -> khi đó V tb sẽ có giá
trị âm, ta nói Vtb có giá trị đại số. trong trường hợp khi không nói đổi chiều cđ mà chỉ
15
muốn nhấn mạnh đc độ lớn của vận tốc tb thì người ta dùng tốc đọ tb, như vậy tốc độ
tb là giá trị số học của vận tốc tb.
tốc độ tb= quãng đường đi đc/ thời gian chuyển động
+ sau đó cùng HS tiến hành thí nghiệm đo tốc độ tb của 1 cđ( ví dụ như cđ của 1 xe
lăn trên máng nghiêng…)qua việc đo quãng đường đi được trong những khoảng thời
gian tương ứng bất kỳ(tốt nhất là bằng nhau). Từ bảng số liệu -> yêu cầu HS tính tốc
độ TB trên từng đoạn đường và trên các đoạn đường cđ để dẫn HS tới nhận xét: tốc
độ TB trên những đoạn bằng nhau là khác nhau.
Tuy nhiên có những cđ mà tốc độ tb không đổi trong suốt quá trình cđ, những cđ đó
đc gọi là cđ đều, còn nếu quỹ đạo là những đường thẳng thì đc gọi là cđ thẳng đều. từ
đó định nghĩa “ cđ thẳng đều là cđ có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ tb như
nhau trên mọi quãng đường”
+ tiếp theo, từ định nghĩa cđ đều và công thức V tb =s/t ta suy ra công thức tính quãng
đường đi đc S trong cđ thẳng đều
S=Vtb.t=v.t
, v là vận tốc của vật( trong cđ thẳng đều Vtb=v)
( mặc dù ở lớp 8 HS đã biết định nghĩa sơ bộ về vận tốc V=s/t của cddnois chung,
nhưng không dùng tính quãng đường đi đc đối với cđ biến đổi vì v khác nhau trong
từng đoạn đường khác nhau)
+ để đưa ra pt cđ và đồ thị tọa độ thời gian của cđ thẳng đều cho HS ta cần lưu ý:
* ptcđ là pt biểu diễn sự phụ thuộc của tọa độ của vật vào thời gian, về mặt nguyên
tắc một cách chặt chẽ ptcđ có thể thu đc nhờ cách giải các pt vi phân
v=
ds
đối với cđ thẳng đều
dt
a=
d 2s
đối với cđ thẳng biến đổi đều
dt 2
Nhưng điều đó không thực hiện đc ở lớp 10, nên chúng ta phải dùng 1 phương pháp
khác, nguyên tắc chung của phương pháp này như sau: muốn lập ptcđ ta phải chọn 1
hệ trục tọa độ rồi chiếu các đại lượng đặc trưng cho cđ lên các trục đó. Như vậy muốn
xác định tọa độ của điểm M0 ta phải chiếu vecto OM 0 lên các đoạn truc đó, thí dụ:
16
Theo phép tính vecto OM = OM 0 + M 0 M
chiếu lên trục Ox ta đc: X=X0 + Sx (1)
Trong đó X0 là tọa độ ban đầu
Nếu ta biết sự phụ thuộc của S x vào thời gian Sx(t) thì ta có thể hoàn toàn xác định đc
x theo thời gian
Nghĩa là X=X0 + Sx(t) là ptcđ
Đối với chuyển động thẳng dều để thuận tiện người ta chọn trục tọa độ Ox, Ox // hoặc
trùng với đường thẳng quỹ đạo, chiều dương chọn tùy ý( có thể cùng hoặc ngược
chiều cđ)
Giả sử có một chất điểm M xuất phát từ một điểm A trên đường thẳng Ox với vân tốc
v, điểm A cách gốc O một khoảng OA=X0
Lấy mốc thời gian là lúc vật bắt đầu cđ. Tọa độ của chất điểm sau thời gian cđ t sẽ là
X = X0 + S = X0 + vt ptcđ
(tổng quát ta có thể chọn mốc tính thời gian tại gốc tọa độ O khi đó ta có khi vật bắt
đầu cđ là lúc thời gian t0 cđ tới M tại thời gian t
S= v( t – t0 )
Vậy ptcđ là : S = X0 + v ( t – t0 )
Đơn giản nhất là ta chọn t0=0 là lúc vật bắt đầu cđ
X0=0 tại mỗi vật bắt đầu cđ ( gốc O trùng A)
Khi đó ptcđ có dạng đơn giản nhất S=vt
17
+ để vẽ đồ thị tọa độ-thời gian của cđ thẳng đều cho HS ta cần xuất phát từ 1 ví dụ cđ
thẳng đều cụ thể, vận dụng pt X=X 0+ vt ta yêu cầu HS lập bảng (x,t) và nối các điểm
xác định đc trên hệ trục tọa độ có trục hoành là truc thời gian t, trục tung là trục tọa độ
x. đồ thị tọa độ-thời gian biểu diễn sự phụ thuộc của tọa độ cđ của vật vào thời gian.
+ cuối cùng ở phần củng cố vận dụng : GV có thể yêu cầu HS nhắc lại định nghĩa về
cđ thẳng đều, viết pt đường đi và phương trình cđ của chuyển động thẳng đều, và yêu
cầu HS hoàn thành 1 phiếu học tập đã đc chuẩn bị sẵn, ra bài tập về nhà cho HS.
II.3: Chuyển động thẳng biến đổi đều:
II.3.1: Nội dung
• Về vận tốc tức thời:
- Theo định nghĩa tổng quát: vận tốc là đạo hàm vecto của độ dời theo thời
ds
v =
gian:
dt
+Trong trường hợp chuyển động thẳng đều thì vận tốc là một đại lượng
s
không đổi: v =
t
+Trong trường hợp chuyển động thẳng biến đổi đều thì vận tốc ở mỗi
thời điểm có một giá trị xác định bằng đạo hàm của độ dời theo thời gian
tại thời điểm đó và tiếp tuyến với quỹ đạo
Như vậy, vận tốc của chuyển động thẳng đều và vận tốc tức thời của chuyển
động biến đổi đều chỉ là một và đều được suy ra từ công thức định nghĩa
tổng quát của vận tốc.
- Nhưng ở lớp 10 học sinh chưa học khái niệm đạo hàm viecto nên không thể
xây dựng khái niệm vật tốc theo cách như trên.
- Trong sách giáo khoa sau khi đề cập đến vận tốc của chuyển động thẳng
đều thì đi ngay đến khái niệm vecto vận tốc. Trong sách giáo khoa cơ bản
thì phải đến bài “chuyển động thẳng biến đổi đều” sau khi hình thành khái
niệm vận tốc tức thời ta mới đề cập đến vecto vận tốc, việc sắp đặt này có
hàm ý là chỉ có vận tốc tức thời mới có tính chất vecto.
• Về khái niệm gia tốc:
18
- Tổng quát: gia tốc là đại lượng vecto và được xác định bằng đạo hàm của
vận tốc theo thời gian:
dv d 2 s
a=
=
dt dt 2
- Trong chuyển động biến đổi gia tốc có thể biến đổi theo thời gian và công
thức trên cho ta gia tốc tức thời. Thông thường ta chia gia tốc thành 2 thành
phần:
+ Gia tốc tiếp tuyến att : đặc trưng cho sự biến đổi về độ lớn của vận tốc.
+ Gia tốc pháp tuyến: đặc trưng cho sự biến đổi về phương của vận tốc.
- Trong trường hợp đặc biệt của chuyển động thẳng biến đổi thì không có
thành phần gia tốc pháp tuyến và lúc đó gia tốc đặc trưng cho sự biến thiên
nhanh hay chậm về độ lớn của vận tốc v
- Riêng với chuyển động biến đổi, thì gia tốc trung bình được định nghĩa là:
v t − v s ∆v
a=
=
∆t
∆t
+ Nếu là chuyển động thẳng biến đổi đều thì a=const
+ Nếu là chuyển động tròn đều gia tốc hướng tâm đặc trưng cho sự thay
đổi về phương của vận tốc; aht=const vì sự thay đổi về phương rất đều
đặn.
- SGK cũ xây dựng khái niệm chung về gia tốc rồi đi đến gia tốc trong
chuyển động biến đổi đều.
- SGK cơ bản hiện nay xây dựng khái niệm vận tốc rồi đi đến gia tốc trong
chuyển động biến đổi đều trong đó có chuyển động nhanh dần đều, cuối
cùng mới đưa ra khái niệm gia tốc trong chuyển động nhanh dần đều. cách
tiếp cận này với mục đích cho phù hợp với tư duy của học sinh ban cơ bản
và ban khoa học xã hội: vận tốc tăng (giảm) đều đặn
∆ v = a ∆t
- Ta cần lưu ý về dấu của gia tốc cho học sinh.
• Về công thức tính quãng đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi:
- Trong SGK cũ: dựa vào phương pháp đồ thị vận tốc (tìm công thức tính
đường đi dựa vào diện tích của hình thang nằm giữa đồ thị v(t) và trục
hoành)
19
- Trong SGK chuẩn hiện nay, vì sự hạn chế của thời gian do đó cách tiếp cận
về vấn đề này như sau: xuất phát từ 3 cơ sở
+ Công thức: s = vtb .t (liên hệ giữa quãng đường đi được và tốc độ trung
bình)
+ Công thức: v = v0 + at (công thức tính vận tốc tức thời của chuyển động
thẳng nhanh dần đều)
+ Và điều thừa nhận: nếu vận tốc tăng thì theo thời gian thì
vtb =
1
( v0 + v )
2
Ta đi đến ngay công thức tính quãng đường đi được trong chuyển động thẳng
nhanh dần đều:
1
s = v0 t + at 2
2
II.3.2: Những lưu ý về phương pháp giảng dạy:
Tiến trình giảng dạy bài này có thể như sau:
Trước hết kiểm tra bài cũ: yêu cầu học sinh định nghĩa chuyển động thẳng đều,
vận tốc là như nhau tại mọi thời điểm vật chuyển động, khi biết vận tốc chuyển động
của vật thì đó cũng là vận tốc của vật tại mỗi thời điểm bất kỳ. Tuy nhiên trong thực
tế, các chuyển động thẳng ta gặp thường là các chuyển động thẳng nhưng không đều,
vận tốc của chuyển động đó ở mỗi thời điểm khác nhau là khác nhau (ví dụ: chuyển
động của bi lăn trên máng nghiêng. Rõ ràng trong các chuyển động biến đổi đó, vận
tốc ở mỗi thời điểm khác nhau là khác nhau. Và được gọi là vận tốc tức thời.
Vậy độ lớn của vận tốc tức thời có thể được xác định như thế nào?
Ta tiếp tục cùng học sinh đi đến nhận xét: để tính vt phải xét quãng đường đi
của vật trong khoảng thời gian rất ngắn ∆t (có thể tiếp tục đặt ra câu hỏi: tại sao lại
phải xét ∆s trong ∆t rất ngắn, câu trả lời phải là để có thể coi chuyển động của vật
trong khoảng thời gian đó là chuyển động đều thì mới có thể áp dụng được công thức:
vtb =
∆s
∆t
20
Từ đó đưa ra đại lượng vt =
∆s
là độ lớn của vận tốc tức thời của chuyển động
∆t
tại điểm ta xét nó cho biết tại điểm đó vật chuyển động nhanh hay chậm. Ở đây ta có
thể giới thiệu sơ lược về cấu tạo của dụng cụ đo vận tốc tức thời(t ốc kế).
Nguyên tắc chung: nam châm quay làm đĩa nhôm quay theo, lò xo xoắn ruột gà
gây nên momen cản. khi momen quay bằng momen cản thì đĩa không quay nữa, lúc
đó kim đồng hồ gắn với đĩa cho ta biết giá trị vận tốc tức thời ở thời điểm quan sát.
Để dẫn học sinh tới khái niệm vecto vận tốc có thể đặt ra vấn đề vận tốc tức
thời có phụ thuộc vào việc chọn chiều dương của hệ trục tọa độ không? Để dẫn học
sinh tới nhận xét, tại mỗi điểm trên quỹ đạo vận tốc tức thời của vật không những có
một độ lớn nhất định mà còn có phương và chiều xác định, vì vậy để đặc trưng cho
chuyển động về sự nhanh hay chậm và cả về phương và chiều người ta đưa ra khái
niệm vecto vận tốc tức thời được định nghĩa như sau: “vecto vận tốc tức thời của một
vật tại một điểm là một vecto có gốc tại vật chuyển động, có hướng của chuyển động
và có độ dài tỉ lệ với độ lớn của vận tốc tức thời theo một tỉ lệ xích nào đó”.
Sau khi xây dựng cho học sinh khái niệm vận tốc tức thời ta định nghĩa cho học
sinh thế nào là chuyển động thẳng biến đổi, rồi chuyển động thẳng biến đổi đều và
các trường hợp riêng của nó là chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động
thẳng chậm dần đều.
+ Trong chuyển động thẳng biến đổi đều độ lớn của vận tốc tức thời hoặc tăng
đều, hoặc giảm đều theo thời gian.
21
Tiếp theo, trong phần nghiên cứu về chuyển động thẳng nhanh dần đều ta đưa
ra cho học sinh khái niệm gia tốc. Dựa vào đặc điểm của chuyển động thẳng nhanh
dần đều vận tốc tăng đều theo thời gian, ta dẫn học sinh tới nhận xét
∆v ~ ∆t => ∆v = a.∆t
hệ số tỉ lệ a là 1 đại lượng không đổi và được gọi là gia tốc của chuyển động:
a=
∆v
.
∆t
Từ đó đưa ra định nghĩa gia tốc của chuyển động là đại lượng được xác định
bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc ∆v và khoảng thời gian vận tốc biến thiên
∆t .
+ Ý nghĩa: gia tốc của chuyển động cho biết vận tốc biến thiên nhanh hay chậm
theo thời gian.
+ Đơn vị: m/s2
Lưu ý:
+ Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều là 1 đại lượng không đổi.
Sau đó, ta đưa ra nhận xét vì vận tốc là đại lượng vecto nên gia tốc cũng là
đại lượng vecto:
∆v vt − v0
a=
=
∆t
t − t0
+ ở đây cần lưu ý về phương và chiều của gia tốc và vận tốc cho học sinh:
chuyển động nhanh dần vt>v0 về độ lớn, dựa vào phép tính vecto: chiều a ≡
chiều ∆v vì: ∆v = vt − v0 = vt + ( − v0 ) => ∆v cùng chiều vt ,v0
Do đó: a cùng chiều vt ,v0 .
Sau đó từ biểu thức định nghĩa gia tốc, ta đưa ra công thức tính vận tốc
và đồ thị v-t cho học sinh:
22
Từ a =
∆v v t − v 0
=
nếu lấy gốc thời gian ở thời điểm t0 (t0=0) ta sẽ có
∆t
t − t0
∆t = t và công thức tính vận tốc: v=v0+at
Đồ thị biểu diễn sự biến thiên vận tốc tức thời theo thời gian là một đoạn
thẳng.
Tiếp theo ta đưa ra công thức tính đường đi và phương trình chuyển
động của chuyển động thẳng nhanh dần đều:
1
s = v0 t + at 2
2
1
x = x0 + v0 t + at 2
2
Cuối cùng vận dụng những kiến thức đã nghiên cứu về chuyển động
thẳng nhanh dần đều ta đề cập đến chuyển động thẳng chậm dần đều 1 cách
ngắng gọn để rút ra:
+ Gia tốc trong chuyển động thẳng chậm dần đều: (lưu ý ở đây a ngược
chiều với v ,v0 )
+ Vận tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều: v = v0 + at (a ngược
dấu với v0), (a có giá trị đại số).
+ Công thức tính quãng đường đi được và phương trình chuyển động của
chuyển động thẳng chậm dần đều:
23
1
s = v0 t + at 2
2
1
x = x0 + v0 t + at 2
2
(vẫn cần lưu ý học sinh: a ngược dấu v0)
Chú ý: bài chuyển động thẳng biến đổi đều được phân phối dạy trong 2 tiết,
có thể bố trí như sau:
- Tiết 1:
I.Vận tốc tức thời. Chuyển động thẳng biến đổi đều.
II.Chuyển động thẳng nhanh dần đều
1.Gia tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều.
2.Vận tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều.
- Tiết 2:
II.(tiếp)
3. Công thức tính quãng đường đi của chuyển động thẳng nhanh
dần đều.
4.Công thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc, và quãng đường đi được.
5.Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng nhanh dần
đều.
III.Chuyển động thẳng chậm dần đều.
II.4 : tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc:
II.4.1: Nội dung:
- Tư tưởng về tính tương đối và chuyển động được thể hiện trong cả giáo
trình vật lý.
+ Định nghĩa chuyển động cơ học: là sự thay đổi vị trí của vật đối với vật
khác (mốc). Mốc: tùy chọn.
24
-
-
-
+ Để xác định vị trí của vật trong không gian theo thời gian ta phải đối
chiếu vị trí của nó trong 1 hệ quy chiếu (mốc để tính không gian và thời
gian)
Hệ quy chiếu: 1 hệ trục tọa độ + mốc ; 1 đồng hồ + mốc tính thời gian
(về nguyên tắc: tùy ý chọn)
Vì vậy đối với hệ quy chiếu này thì chuyển động có những tính chất này;
đối với hệ quy chiếu khác thì chuyển động có tính chất khác => thể hện tính
tương đối của chuyển động.
Tính tương đối của chuyển động chỉ ra:
+ có những đại lượng là tương đối: tọa độ, vận tốc, quỹ đạo…
+có những đại lượng là tuyệt đối: khoảng cách không gian, khoảng thời gian
giữa 2 biến cố.
Đối với hệ quy chiếu quán tính: các định luật vật lý có dạng không đổi đối
với hệ quy chiếu khác nhau (nguyên lý tương đối).
Tính tương đối của chuyển động có tác dụng hình thành thế giới quan một
cách sâu sắc.
II.4.2: Những lưu ý về phương pháp giảng dạy:
-
-
-
-
Tiến trình giảng dạy bài này có thể như sau
Trước hết phần kiểm tra bài cũ, ngoài các kiến thức bài trước cần kiểm tra,
giáo viên có thể đặt thêm câu hỏi yêu cầu học sinh nhắc lại về tính tương
đối của chuyển động và đứng yên đã được học ở lớp 8? Nêu ví dụ cụ thể.
Câu trả lời có thể là: chuyển động và đứng yên có tính tương đối. Ví dụ: 1
người đang ngồi trên một ô tô đang chạy. Người đó đứng yên so với ô tô
nhưng lại chuyển động so với cây cối bên đường…
Từ đó giáo viên chỉ ra: ở lớp 8, khi giải thích về tính tương đối ta mới chỉ
dừng lại ở mức độ giải thích một vật được coi là chuyển động hay đứng yên
phụ thuộc vào việc chọn 1 vật mốc. Nhưng nếu ta chọn 2 vật mốc mà so với
cả 2 vật đó vật ta xét đều chuyển động với tốc độ khác nhau thì ta phải giải
thích như thế nào? Và làm thế nào để ta có thể tìm được những tốc độ khác
nhau đó?
Để giải quyết vấn đề này, trước hết ta tìm hiểu kĩ hơn về tính tương đối của
chuyển động, qua việc xét cùng 1 chuyển động cụ thể trong các hệ quy
chiếu khác nhau ta đưa ra các kết luận:
+ Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong các hệ quy chiếu khác nhau là
khác nhau; quỹ đạo có tính tương đối
25