Sáng kiến kinh nghiệm Một số phương pháp toán cho phần Điện học Vật lý 9

 PHÒNG GD&ĐT KRÔNG ANA
 TRƯỜNG THCS LƯƠNG THẾ VINH
 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
 TÊN ĐỀ TÀI:
MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TOÁN CHO PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÝ 9 
 Họ và tên tác giả: Đào Khả Sơn
 Đơn vị công tác: THCS Lương Thế Vinh
 Trình độ đào tạo: ĐHSP Vật Lý
 Môn đào tạo: Vật Lý
 Krông Ana, tháng 02 năm 2016
 1 I. Phần mở đầu.
 1. Lí do chọn đề tài:
 Trong thực tế dạy học ở các trường trung học cơ sở, việc hướng dẫn HS giải 
bài tập Vật Lí chưa được quan tâm đúng mức, chưa phát huy được hết vai trò của 
bài tập Vật Lí trong dạy học. Vật lý là một môn khoa học đòi hỏi chúng ta phải 
nắm chắc bản chất của hiện tượng vật lý để giải quyết vấn đề. Vận dụng tiến trình 
logic, suy luận toán học để giải quyết các bài tập vật lý một cách căn bản và hiệu 
quả, hiểu theo nghĩa rộng thì mỗi vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa 
cũng chính là một bài tập đối với học sinh. Sự tư duy một cách tích cực luôn luôn 
là việc vận dụng kiến thức đã học để giải bài tập. Chính vì vậy các kiến thức về bộ 
môn toán hình và toán đại là rất quan trọng trong quá trình giải bài tập vật lý, 
nhưng để vận dụng những kiến thức đó một cách phù hợp đối với các dạng bài tập 
vật lý còn quan trọng hơn, vì nó giúp bài toán được giải quyết một cách khoa học, 
logic và nhanh nhất.
 Các bài tập vật lý có tầm quan trọng đặc biệt, để việc thực hiện tốt chương 
trình sách giáo khoa mới và dạy học theo phương pháp đổi mới có hiệu quả thì việc 
hướng dẫn học sinh biết phân loại, nắm vững phương pháp và làm tốt các bài tập 
trong chương trình sách giáo khoa đã góp phần không nhỏ trong việc thực hiện 
thành công công tác dạy học theo phương pháp đổi mới. 
 Quyết định 404 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Đề án đổi mới chương 
trình – SGK giáo dục phổ thông cũng nêu rõ, một trong những định hướng xây 
dựng CT mới, SGK mới là: CT mới, SGK mới được xây dựng, biên soạn theo 
hướng tích hợp ở các lớp học, cấp học dưới, thực hiện lồng ghép, kết hợp các nội 
dung liên quan với nhau ở mức độ hợp lý để tạo thành các môn học tích hợp, thực 
hiện giảm hợp lý số môn học, tránh chồng chéo nội dung và những kiến thức 
không hoặc chưa cần thiết đối với học sinh
 3 II .Phần Nội Dung
 1 Cơ Sở Lý Luận
 Phương pháp dạy học là một bộ phận hợp thành của quá trình sư phạm 
nhằm đào tạo thế hệ trẻ có tri thức khoa học, về thế giới quan và nhân sinh quan, 
thói quen và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tế.
 Phương pháp dạy học có mối liên hệ biện chứng với các nhân tố khác của 
quá trình dạy học. Những phương pháp dạy học phải thống nhất biện chứng giữa 
việc giảng dạy của giáo viên với việc học tập của học sinh. Đồng thời góp phần có 
hiệu quả vào việc thực hiện tốt các khâu của quá trình dạy học. Xác định kế hoạch 
giáo dục, giáo dưỡng, phát triển bộ môn một cách nhịp nhàng, cụ thể hoá nhiệm vụ 
dạy học trên cơ sở đặc điểm của học sinh, điều chỉnh kế hoạch dạy học cho sát với 
diễn biến thực tế, tổ chức và hướng dẫn học sinh học tập ở trên lớp cũng như ở nhà 
phù hợp với dự định sư phạm.
 Đối với môn vật lý ở trường phổ thông, bài tập vật lý đóng một vai trò hết 
sức quan trọng, việc hướng dẫn học sinh làm bài tập vật lý là một hoạt động dạy 
học, là một công việc khó khăn, ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên 
vật lý trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh, vì thế đòi hỏi người 
giáo viên và cả học sinh phải học tập và lao động không ngừng. Bài tập vật lý sẽ 
giúp học sinh hiểu sâu hơn những qui luật vật lý, những hiện tượng vật lý. Thông 
qua các bài tập ở các dạng khác nhau tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt 
những kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác 
nhau thì những kiến thức đó mới trở nên sâu sắc hoàn thiện và trở thành vốn riêng 
của học sinh. Trong quá trình giải quyết các vấn đề, tình huống cụ thể do bài tập đề 
ra học sinh phải vận dụng các thao tác tư duy như so sánh phân tích, tổng hợp khái 
quát hoá....để giải quyết vấn đề, từ đó sẽ giúp giải quyết giúp phát triển tư duy và 
sáng tạo, óc tưởng tượng, tính độc lập trong suy nghĩ, suy luận.... Nên bài tập vật lý 
gây hứng thú học tập cho học sinh.
 5 - HS gặp khó khăn khi giải các bài toán liên quan đến bất đẳng thức Cô si, 
Kiến thức của HS còn thiếu tính hệ thống. HS chưa phát triển được kỹ năng tư duy 
bậc cao, khả năng diễn đạt còn yếu.
 2.3 Mặt mạnh – Mặt yếu.
 Mặt mạnh.
 - GV đã biết cách kích thích khả năng tư duy và những liên quan mật thiết 
giữa hai môn học trong học sinh.
 - Đa phần các em học sinh đều chăm – ngoan trong học tập.
 - Phần đa các em học sinh có tư duy logic và am hiểu về hiện tượng vật lý, 
vận dụng tốt các kỹ năng toán học khi giải bài tập.
 Mặt yếu.
 - Vẫn còn một số ít học sinh con lơ là trong học tập, chưa xác định được vai 
trò của kiến thức đối với cuộc sống.
 - Phạm vi áp dụng của đề tài còn hẹp, chưa kiểm chứng trên diện rộng ở các 
trường THCS trên địa bàn khác.
 2. 4. Các nguyên nhân, các yếu tố tác động của những khó khăn, sai lầm 
khi dạy cho HS vận dụng kiến thức Toán để giải bài tập phần “Điện Học” – Vật Lí 
9 và phương hướng khắc phục.
 - Về nội dung kiến thức: Nội dung bài tập phần điện học rất đa dạng và 
phong phú, thời gian giải bài tập trên lớp ít nên không đáp ứng đủ mục tiêu dạy 
học
 - Về phương pháp dạy học của GV: GV thường hay sử dụng phương pháp 
thuyết giảng truyền thống theo lối áp đặt đối với HS vẫn còn tồn tại. Chưa thể hiện rõ 
mối quan hệ giữa kiến thức Toán và Vật lý cho HS dễ hiểu và vận dụng.
 - Về phương pháp học của HS: HS quen học tập thụ động, ghi nhớ máy 
móc, ít tự lực suy nghĩ tìm giải pháp để giải quyết vấn đề nên không hiểu kĩ, 
 7 không chú trọng đến việc hướng dẫn học sinh vận dụng các kiến thức Toán cho 
Vật lý khi giải các bài tập Điện Học Vật lý 9, thì các em học sinh rất khó khăn 
trong việc giải bài tập, đối với các em học sinh khá, giỏi việc hiểu về bản chất vật 
lý đã là một sự cố gắng, chăm chỉ vượt bậc. Vậy để tìm ra kết quả thì các em cần 
có cái nhìn sâu, rộng và thật hiểu biết về môn Toán và môn Vật lý.
 Thực tế về trình độ học tập của học sinh qua khảo sát đầu năm môn vật lý ở hai 
lớp 9A1,9A2 như sau:
 Số Trung 
Số Giỏi Khá Yếu Kém
 bài bình
liệu
 kiểm 
Lớp SL % SL % SL % SL % SL %
 tra
9A1 39 5 13,1 13 33,3 17 43,5 3 7,6 1 2,5
9A2 39 2 5,4 10 25,6 18 46,1 6 15,3 3 7,6
 3. Giải pháp, biện pháp.
 3.1Mục tiêu của giải pháp, biện pháp.
 Trong SKKN này chúng tôi đã trình bày những kiến thức toán cần áp dụng cho 
vật lý mà học sinh ít gặp và vận dụng. Ở mỗi giải pháp thực hiện đều xây dựng 
cách áp dụng giải theo trình tự logic, dễ hiểu giúp các em hiểu hơn về bài toán vật 
lý khi áp dụng các phương pháp đã được học ở bộ môn Toán. Xây dựng hệ thống 
học tập gồm 4 kiến thức Toán phổ biến, trong mỗi kiến thức chúng tôi đã trình bày 
các bài tập định tính hoặc định lượng cùng các định hướng cho HS biết cách vận 
dụng các kiến thức đã học về toán để giải quyết các bài tập vật lý từ khó đến dễ.
 3.2Nội dung và cách thức thực hiện giải pháp, biện pháp.
 3.2.1 Một số bài toán liên quan đến giải hệ phương trình.
 9 -GV: Quan sát hình vẽ và xác định điện 
 trở tương đương là bao nhiêu?
 HS: R1 + R2=R (1)
 -GV: Dựa vào điều kiện đề bài hãy xác HS: Vì R2 > R1 nên ta có R2 – R1= 4
 định hiệu giữa hai điện trở là gì? (2)
 -GV: Rút ra HPT và lập luận giải theo Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình
 phương pháp cộng.
  
  
  
 Ta thấy R2=8Ω > R1=4Ω thỏa mãn 
 -GV: Rút ra kết luận. yêu cầu của đề bài.
 3.2.2 Một số bài toán liên quan đến giải phương trình bậc hai.
- Giả sử ta có bài toán phương trình bậc hai một ẩn “x” với các hằng số a, b, c 
 và phương trình bậc hai có dạng : ax2 + bx + c = 0 (a ≠ 0)
 Cách giải :
 a. Phương pháp giải bằng công thức
- Tính biệt số : 훥 = b2 – 4ac
- Nếu 훥 < 0 thì phương trình (2) vô nghiệm.
- Nếu 훥 = 0 thì phương trình (2) có nghiệm kép : 
 11  
  
  
 Phương trình là 
 phương trình bậc 2 một ẩn R2.
 => 훥 = b2 – 4ac= (-9)2-4.1.18= 9>0
 Vậy có hai nghiệm phân biệt là: 
 (5)
GV: Sử dụng điều kiện đầu bài để rút 
 Thay các giá trị của (5) vào (4)ta 
ra kết quả:
 được hai nghiệm R1: 
 HS: Vì R1 > R2 nên ta chọ giá trị khi 
 R1 = 6Ω thì R2=3Ω thỏa mãn bài 
 toán.
 3.2.3 Một số bài toán liên quan đến bất đẳng thức Côsi(Cauchy).
 Với hai số thực không âm x và y ta luôn có:
 Và dấu bằng xảy ra khi x = y => nghĩa là vế trái có giá trị 
 nhỏ nhất khi vế trái bằng vế phải 
 13 P2=
 - HS: Vậy để 
 [P2]max=>[ ]min
- GV: Lập luận khi phân số 
 Mà [ ] khi [
đạt cực đại(max) thì mẫu số min
như thế nào? ]min
 - HS: Áp dụng bất đẳng thức Cô si ta có:
- GV: Sử dụng bất đẳng thức 
Cô Si để rút ra kết quả: Vậy khi [ ] đạt giá trị nhỏ nhất 
 thì = 2.48.16
 =>P2max=
 - HS: Mà để dấu = xảy ra tức là: 
 = 2.48.16 khi và chỉ khi 
 => R2= 3Ω
- GV: Dấu = xảy ra khi nào?
 3.2.4 Một số bài toán liên quan đến đồ thị hàm số.
 Đồ thị của hàm số y = ax + b (a ≠ 0) là một đường thẳng :
 Cắt trục tung tại điểm có tung độ là b, b gọi là tung độ góc.
 Song song đồ thị của hàm số y = ax.
 Ví dụ : vẽ đồ thị của hàm số y = x + 2
 15 -GV: Xác định cường độ dòng điện chạy -HS: Từ trục hành biểu diễn hiệu 
 qua điện thế U tại vị trí 3V ta gióng 
 mỗi điện trở khi hiệu điện thế hai đầu dây đường thẳng song song với trục 
 là 3V tung biểu diễn I ta có:
 I1=5mA; I2=2mA; I3=1mA
 -GV: Điện trở nào có giá trị lớn nhất? Nhỏ U 3
 -HS: R1= 600
 I 0,005
 nhất? 1
 U 2 3
 R2= 1500
 I 2 0,002
 U3 3
 R3= 3000
 I 3 0,001
 3.3 Điều kiện thực hiện giải pháp, biện pháp.
 - Trường THCS Lương Thế Vinh là một trong những trường hàng năm có tỉ 
lệ học sinh khá, giỏi cao trong huyện. Học sinh có ý thức học tập tốt, nền tảng kiến 
thức của các em vững vàng, đặc biệt là các lớp chọn và cận chọn, nên khi tiếp thu 
kiến thức về bộ môn Toán và Vật lý là tương đối tốt. chính vì thế khi hướng dẫn 
các em vận dụng các kiến thức toán cho vật lý, phần đa các em tiếp thu nhanh, nhớ 
lâu, các em đã hiểu được bản chất của các hiện tượng vật lý và biết vận dụng các 
công thức toán đại vào giải bài tập, tư duy logic để hoàn thành tốt các bài tập vật lý 
phần điện học 9 từ dễ đến khó.
 3.4 Mối quan hệ giữa các giải pháp, biện pháp.
 - Các cách giải và công thức toán vận dụng để giải quyết bài tập vật lý 9 
phần điên học đều có mối quan hệ chặt chẽ đối với từng đối tượng học sinh Giỏi, 
Khá, Trung bình, Yếu, kém. Với mục tiêu xây dựng mối liên kết chặt chẽ giữa 
Toán và Vật Lý. Vì khi giải quyết các dạng bài tập vật lý đòi hỏi các em phải hiểu 
hiện tượng vật lý và bản chất vật lý, sau đó biết lựa chọn, vận dụng các kiến thức 
Toán đã học để giải quyết vấn đề đặt ra.
 17