Luận văn Xây dựng hệ thống bài tập chương "những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử" lớp 12 - Trung học phổ thông theo định hướng phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN NGỌC CẢNH TRANG Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. THÁI KHẮC ĐỊNH Thành phố Hồ Chí Minh – 2007 Xin chân thành cám ơn Thầy: TS. THÁI KHẮC ĐỊNH đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Xin cám ơn quí Thầy Cô tham gia giảng dạy chương trình sau đại học trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh, các bạn học và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và làm luận văn này. Tác giả NGUYỄN NGỌC CẢNH TRANG MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay Bộ Giáo dục và Đào tạo đang tiến hành đổi mới giáo dục ở tất cả các cấp học nhằm đem lại sự phù hợp nhất định theo nhịp điệu phát triển của đất nước trong giai đoạn mới. Theo phương hướng này, cùng với việc đổi mới nội dung từng môn học thì việc thay đổi cách giảng dạy và học tập của giáo viên và học sinh cũng được đẩy mạnh. Nền giáo dục Việt Nam cần phải trang bị cho học sinh kiến thức phổ thông nói chung và kiến thức vật lý nói riêng. Những kiến thức này phải cơ bản, hiện đại, thiết thực, mang tính cập nhật cao. Nội dung chương trình không mang tính hàn lâm mà coi trọng tính thực tiễn của kiến thức. Việc nắm vững kiến thức cơ bản và vận dụng thành thạo các kỹ năng sẽ giúp cho học sinh hình thành năng lực nhận thức, năng lực giải quyết vấn đề cũng như việc vận dụng linh hoạt các kiến thức vào việc giải quyết các vấn đề trong thực tiễn, tạo cho học sinh động cơ học tập tốt. Trên tinh thần đó, Bộ Giáo dục và Đào tạo đang tiến hành thay sách giáo khoa, thay đổi các phương pháp giảng dạy cho phù hợp với mục tiêu đề ra. Tuy nhiên trên thực tế cả thầy lẫn trò vẫn còn gặp nhiều khó khăn, không thể thay đổi ngay lập tức những thói quen đã có sẵn, nhất là đối với những kiến thức của vật lý hiện đại và mang tính cập nhật cao, như những kiến thức của chương “Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử” ở lớp 12. Đối với học sinh thì đây là những kiến thức rất trừu tượng, khó tiếp thu, dễ bị nhầm lẫn; dẫn đến việc học sinh thường học vẹt. Ngoài ra giáo viên vẫn chưa chú trọng đến chương này và phân phối chương trình không dành nhiều thời gian cho phần này. Từ đó dẫn đến việc giáo viên không coi trọng kiến thức chương này nên nội dung phần lý thuyết được rút gọn và phần bài tập không được chú trọng. Để góp phần nâng cao chất lượng dạy chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử” ở lớp 12 nói riêng và chương trình lớp 12 nói chung, chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu: “Xây dựng hệ thống bài tập của chương “Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử” lớp 12-THPT theo định hướng phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh”. 2. Mục đích nghiên cứu - Xây dựng hệ thống bài tập chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” ở các mức độ: biết, hiểu, vận dụng, phân tích, tổng hợp. - Đưa ra cách sử dụng hệ thống bài tập này trong quá trình dạy học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận của phương pháp dạy học Vật lý để phát huy tích tích cực, chủ động của học sinh. - Phân tích chương trình, nội dung kiến thức và kỹ năng cần đạt được của chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ”. - Thực trạng dạy phần bài tập chương này ở một số trường THPT. - Xây dựng hệ thống bài tập đảm bảo tính hệ thống, khoa học theo các mức độ: biết, hiểu, áp dụng, phân tích, tổng hợp. - Thực nghiệm sư phạm tại một số trường THPT ở Thành phố Hồ Chí Minh. - Nêu các kết luận về ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. 4. Phương pháp nghiên cứu  Giai đoạn 1 : - Nghiên cứu cơ sở lý luận của dạy học Vật lý hiện đại. - Nghiên cứu nội dung, cấu trúc chương trình chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” lớp 12-THPT. - Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy bài tập Vật lý nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh. - Dự giờ một số tiết bài tập tại một trường THPT để đưa ra nhận xét về việc dạy và học phần bài tập chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” - Lấy ý kiến các chuyên gia và các giáo viên đang trực tiếp giảng dạy về bộ bài tập trước khi đưa vào thực nghiệm sư phạm.  Giai đoạn 2 : Thực nghiệm sư phạm - Xác định mục tiêu, đối tượng thực nghiệm sư phạm : chọn hai lớp 12 của trường THPT Võ Trường Toản, quận 12, TP. Hồ Chí Minh (một lớp đối chứng, một lớp thực nghiệm) - Tiến hành thực nghiệm sư phạm. - Kết quả thực nghiệm sư phạm. - Xử lý , thống kê, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm : dùng phương pháp thống kê toán học.  Giai đoạn 3 : Rút ra các kết luận. 5. Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: học sinh lớp 12 trong quá trình học tập chương “Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử”. - Đối tượng nghiên cứu: hệ thống bài tập của chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” lớp 12-THPT. 6. Giới hạn của đề tài Đề tài chỉ giới hạn ở chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” lớp 12 THPT. 7. Giả thuyết khoa học Xây dựng tốt hệ thống bài tập và vận dụng vào dạy học sẽ có tác dụng phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh khi học chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” lớp 12-THPT. 8. Đóng góp mới của đề tài Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập này trong hoạt động dạy học giúp giờ học sinh động, tạo ra sự hứng thú trong học tập và thu được kết quả học tập tốt hơn. Chương 1 : CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ CHỦ ĐỘNG CỦA HỌC SINH 1.1. Cơ sở lý luận của việc sử dụng phương pháp dạy học theo định hướng phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh 1.1.1. Phương pháp truyền thống 1.1.1.1 Phương pháp truyền thống Phương pháp truyền thống lấy người dạy (Giáo viên) làm trung tâm. Phương pháp này được phân thành hai loại: - Phương pháp thông tin – tiếp thu: giáo viên truyền đạt cho học sinh những kiến thức bằng thuyết trình hay đọc. Học sinh thụ động lắng nghe, ghi chép, nhớ và lặp lại một cách máy móc. - Phương pháp tái hiện: phương pháp này dùng để củng cố lại kiến thức, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo. Học sinh có nhiệm vụ nhớ lại những kiến thức giáo viên đã cung cấp và tái hiện lại chúng hoặc giáo viên đưa ra bài tập mẫu và học sinh làm bài tập tương tự. Như vậy, quá trình rèn luyện các kỹ năng của học sinh chỉ là việc lặp đi lặp lại các thao tác trên lớp và tính toán đơn giản. Khả năng vận dụng của học sinh được đánh giá qua thời gian tái hiện kiến thức và kỹ năng tính toán. Học sinh được đưa vào một khuôn mẫu nhất định. Từ đó cho thấy “Phương pháp truyền thống” có những đặc trưng cơ bản sau: - Giáo viên chỉ tập trung vào việc truyền đạt hết các kiến thức trong sách giáo khoa chứ không quan tâm đến việc phải sử dụng những phương pháp nào để học sinh có thể tiếp thu tốt bài học. - Về phía học sinh, học sinh chỉ có việc lắng nghe và ghi chép những nội dung giáo viên truyền đạt. Những kiến thức học sinh nhận được là hiển nhiên, đúng, không cần phải kiểm tra lại. Trí tuệ của học sinh là nơi tích lũy những kiến thức một cách hệ thống, máy móc. Như thế, nếu vì một lý do nào đó mà tính hệ thống không còn thì kiến thức học sinh thu được sẽ không liên tục, sẽ tạo thành những lổ hổng. - Trình độ giữa các học sinh trong cùng một lớp không giống nhau, mỗi học sinh có những khả năng tiếp thu kiến thức khác nhau. Nhưng đặc điểm của phương pháp này là quá trình dạy chính là quá trình thông báo kiến thức. Như vậy giáo viên đã đồng nhất nhịp điệu tiếp thu kiến thức của học sinh: học sinh giỏi hay yếu đều nhận được sự truyền đạt kiến thức như nhau từ giáo viên. Điều này gây ra sự nhàm chán ở học sinh giỏi hoặc theo không kịp ở học sinh yếu. 1.1.1.2 Hạn chế của Phương pháp truyền thống - Phương pháp truyền thống hình thành lối mòn trong quá trình nhận thức của học sinh: học sinh chỉ ghi chép và phải nhớ những kiến thức được giáo viên cung cấp và học sinh rất khó vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tiễn. Học sinh rất thụ động trước những vấn đề mới (kiến thức mới) và kết quả tất yếu là học sinh khó phát triển tư duy sáng tạo, không tích cực chủ động trong việc tiếp thu kiến thức mới và không có khả năng tự học. - Giáo viên khi áp dụng Phương pháp truyền thống vào việc giảng dạy cũng gặp nhiều hạn chế. Nhiệm vụ của người thầy chỉ là truyền thụ đúng, đủ các kiến thức trong sách giáo khoa. Do đó, giáo viên không cần phải cập nhật những kiến thức mới, không cần phải nghiên cứu vấn đề sâu hơn. Như vậy họ rất dễ rơi vào lạc hậu trước sự phát triển không ngừng của kiến thức, nhất là những kiến thức vật lý. Qua những phân tích trên ta thấy rằng Phương pháp truyền thống chưa đáp ứng được với mục tiêu chung của giáo dục và cụ thể hơn là với nhiệm vụ dạy học vật lý ở trường phổ thông. Mục tiêu giáo dục đã được đề ra là đào tạo “người lao động tự chủ, năng động, sáng tạo”. Và Nghị quyết TW2, khóa VIII, BCH Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam đã đề ra nhiệm vụ: “ Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo cho người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, sinh viên. Phát triển phong trào tự học, tự đào tạo thường xuyên và rộng khắp trong toàn dân nhất là trong thanh niên”. (Văn kiện Hội nghị lần thứ hai Ban chấp hành Trung ương Khóa VIII Đảng Cộng sản Việt Nam. NXB Chính trị Quốc gia 1997). Vật lý là môn khoa học thực nghiệm. Muốn học sinh hiểu được bản chất các định luật vật lý và ứng dụng được các kiến thức đã học vào thực tiễn thì cần phải có thực nghiệm, chứ không thể học lý thuyết đơn thuần. Như vậy, sự đổi mới phương pháp dạy học trong vật lý là hết sức cần thiết để giúp học sinh “ biết tiếp thu chủ động tri thức qua việc học, biến trí thức học được thành tri thức của mình, biết cách tự tìm kiếm những tri thức mà mình muốn có, và rồi từ đó có khả năng vận dụng những tri thức đã biết để tạo ra “ tri thức mới ” cần cho cuộc sống và hoạt động của mình “. (Đổi mới giáo dục hướng tới một xã hội tri thức trong thế kỷ 21 – GS.TS Phan Đình Diệu. Đại học và Giáo dục chuyên nghiệp 1/2001). 1.1.2. Bản chất của hoạt động dạy và học trong dạy học vật lý 1.1.2.1 . Khái niệm hoạt động L.S Vưgotxki, AN Lêonchep đã đưa ra các nguyên lý cho lý thuyết hoạt động [1]: - Xem xét tâm lý như một sự hoạt động. Đối tượng nghiên cứu của nó là hoạt động. Tâm lý không chỉ là hình ảnh, biểu tượng của thế giới khách quan mà còn là sự hoạt động, là một hệ thống những hành động và thao tác. - Các quy luật xã hội là nền tảng của sự phát triển tâm lý con người và chi phối sự phát triển đó. Con người thông qua các hoạt động của chính mình để lĩnh hội các kinh nghiệm của loài người, biến chúng thành kinh nghiệm của bản thân. - Có sự thống nhất giữa hoạt động tâm lý trong óc và hoạt động bên ngoài. Cái có trước đối với hoạt động tâm lý (hoạt động trí tuệ) là hoạt động bên ngoài (hoạt động thể chất) của chủ thể. Như vậy, hoạt động trí tuệ gồm những hành động bên ngoài và những hành động bên trong tương ứng, chúng tác động lẫn nhau. 1.1.2.2 . Các đặc điểm của hoạt động Đặc điểm 1: Mục đích của hoạt động Tất cả hoạt động của con người đều có mục đích. Lao động sản xuất ra của cải vật chất, sản phẩm tinh thần để đảm bảo sự tồn tại của xã hội và bản thân. Học tập để có tri thức, kỹ năng, kỹ xảo thảo mãn nhu cầu nhận thức. Mục đích của hoạt động thường là tạo ra sản phẩm có liên quan trực tiếp hay gián tiếp với việc thoả mãn nhu cầu của chủ thể. Đặc điểm 2: Đối tượng của hoạt động Hoạt động là quá trình tác động vào cái gì đó. Như vậy khái niệm hoạt động bao gồm cả chủ thể hoạt động và đối tượng hoạt động. Tuy nhiên có những trường hợp đối tượng của hoạt động không phải cái có sẵn mà là cái đang xuất hiện trong quá trình hoạt động. Đặc điểm 3: Chủ thể của hoạt động Hoạt động bao giờ cũng do chủ thể tiến hành. Giáo viên là chủ thể của hoạt động dạy, học sinh là chủ thể của hoạt động học. Chủ thể có thể là một người, cũng có thể là nhiều người: trong hoạt động dạy – học, cả thầy và trò đều là chủ thể cùng nhau tiến hành hoạt động để đạt mục đích là học sinh lĩnh hội được các kiến thức, kỹ năng, hình thành và phát triển nhân cách. Đặc điểm 4: Hoạt động vận hành theo nguyên tắc gián tiếp Trong hoạt động lao động, người ta dùng công cụ lao động để tác động vào đối tượng lao động. Công cụ lao động giữ vai trò trung gian giữa chủ thể lao động và đối tượng lao động, tạo ra tính chất gián tiếp trong hoạt động lao động. Song song đó là tiếng nói, chữ viết, khái niệm và các hình ảnh tâm lý khác là công cụ tâm lý được dùng để tổ chức, điều khiển và phát triển về mặt tinh thần ở mỗi người. Do đó công cụ lao động và công cụ tâm lý đều giữ vai trò trung gian trong hoạt động và tạo ra tính chất gián tiếp của hoạt động. Con người đã dùng bộ phận trung gian này để điều chỉnh hành vi, hoạt động của mình. Như vậy, khi xét một hoạt động thì phải xét hoạt động nhằm mục đích gì? Trong hoàn cảnh nào? Cái gì là đối tượng của hoạt động? Chủ thể của hoạt động là ai? Dùng công cụ vật chất hay tâm lý nào? 1.1.2.3 . Bản chất của hoạt động dạy và học trong dạy học Vật lý 1.1.2.3.1 Bản chất của hoạt động học Theo khái niệm về hoạt động thì học sinh thông qua hoạt động học của chính mình để lĩnh hội các kiến thức tổng quát nói chung và các kiến thức vật lý nói riêng, biến chúng thành kiến thức riêng của mình. Hoạt động học là hoạt động đặc thù của con người được điều khiển bởi mục đích là lĩnh hội những tri thức, kỹ năng, kỹ xảo mới, những hành thức, hành vi và những hoạt động nhất định. Đối tượng của hoạt động học là những tri thức, kỹ năng, kỹ xảo. Mục đích của hoạt động học là học sinh tiếp thu những tri thức, kỹ năng, kỹ xảo đó nhằm sử dụng chúng vào thực tiễn. Như vậy, để đạt được mục đích thì học sinh phải tích cực tiến hành các hoạt động học bằng chính ý thức tự giác và năng lực của bản thân mình, tức là học sinh không tiếp thu một cách thụ động những kiến thức mà giáo viên truyền đạt mà phải thông qua hoạt động tự lực của bản thân và tái tạo lại chúng thành kiến thức riêng của mình. Muốn được như vậy thì hoạt động học vừa phải hướng vào việc tiếp thu kiến thức, vừa phải hướng vào việc tiếp thu các phương pháp giành được kiến thức đó. Như vậy, sự học phải là quá trình hình thành và phát triển của các dạng thức hành động xác định, là sự thích ứng của chủ thể với tình huống thông qua sự đồng hóa và sự điều tiết. [2] Hoạt động Động cơ Hành động Thao tác Mục đích Phương tiện Động cơ học kích thích tính tự giác, thúc đẩy sự hình thành và duy trì hoạt động học để đạt được kết quả cuối cùng theo đúng mục đích người học đề ra. Để đạt được những mục đích cụ thể đó thì người học phải có những hành động cụ thể. Và trong mỗi hành động đó sẽ được thực hiện bằng một hệ thống thao tác, tương ứng với những công cụ, phương tiện phù hợp. Những hành động phổ biến trong hoạt động nhận thức Vật lý của học sinh: - Quan sát, nhận biết các dấu hiệu đặc trưng của sự vật, hiện tượng. - Phân tích một hiện tượng phức tạp thành những hiện tượng đơn giản. - Xác định được diễn biến của hiện tượng. - Tìm mối quan hệ giữa các sự vật, hiện tượng cũng như mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng. - Đo một đại lượng vật lý và tìm mối quan hệ toán học giữa các đại lượng vật lý. - Dự đoán diễn biến của của một hiện tượng khi làm thí nghiệm và giải thích chúng. - Xây dựng giả thuyết và từ giả thuyết suy ra hệ quả. - Lập phương án thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết. - Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, định luật vật lý. - Tìm phương pháp chung để giải quyết một loạt vấn đề. - Đánh giá kết quả hành động.  Những thao tác phổ biến cần dùng trong hoạt động nhận thức vật lý của học sinh: - Thao tác vật chất : nhận biết bằng các giác quan, tác động lên các vật bằng các dụng cụ thí nghiệm, sử dụng các dụng cụ đo, làm thí nghiệm rồi thu thập tài liệu, số liệu thực nghiệm… - Thao tác tư duy: phân tích, tổng hợp, suy luận, so sánh, khái quát hóa, cụ thể hóa, trừu tượng hóa … 1.1.2.3.2 . Bản chất của hoạt động dạy Quá trình dạy học các tri thức thuộc một môn khoa học cụ thể được hiểu là quá trình hoạt động của giáo viên và của học sinh trong sự tương tác thống nhất biện chứng của ba thành phần trong hệ dạy học gồm: [2] - Giáo viên - Học sinh - Tư liệu hoạt động dạy học. Mục đích của hoạt động dạy là truyền thụ kiến thức, kỹ năng cơ bản của khoa học-xã hội, phương pháp hoạt động nhận thức nhằm hình thành ở học sinh năng lực hoạt động trí tuệ và các phẩm chất cần thiết theo mục tiêu dạy học. Dạy học là dạy hành động, bao gồm dạy hành động chiếm lĩnh tri thức, và hành động vận dụng tri thức. Do đó, khi tổ chức các hoạt động học cho học sinh, giáo viên cần phải xác định được những tri thức, kỹ năng, kỹ xảo nào cần hình thành ở học sinh, đồng thời ý thức được thông qua sự tiếp thu đó học sinh sẽ học được phương pháp học nào? Con đường giành tri thức, kỹ năng, kỹ xảo đó như thế nào? Muốn thực hiện tốt hoạt động dạy, giáo viên cần nghiên cứu hoạt động học để có thể đưa ra những hành động dạy thích hợp. Trong xu hướng đổi mới phương pháp dạy học hiện nay, học sinh đóng vai trò trung tâm nhưng vai trò của giáo viên không hề bị mờ nhạt mà trái lại còn rõ nét hơn. Giáo viên đóng vai trò như chất xúc tác cho sự phát triển năng lực của học sinh. Để có thể làm điều đó, giáo viên phải nắm vững bản chất và các quy luật của quá trình dạy học, tìm ra hoặc áp dụng những phương pháp dạy học phù hợp với đối tượng của mình. Đồng thời, giáo viên phải hiểu biết sâu sắc những kiến thức cơ bản của môn học và phải thường xuyên tự cập nhật những kiến thức mới qua tài liệu, sách báo, … Trong dạy học Vật lý, giáo viên có những hành động sau: - Xây dựng tình huống có vấn đề: nhằm mục đích tạo mâu thuẫn trong nhận thức của học sinh, cũng như tạo động cơ học tập, giúp học sinh hăng hái, tích cực, tự giác học tập. - Lựa chọn một lôgic nội dung bài học thích hợp: nội dung kiến thức vật lý ở sách giáo khoa thường được trình bày đơn giản cho phù hợp với trình độ của học sinh. Do đó, giáo viên thường phân chia bài học thành từng phần nhỏ, tổ chức những hành động tái tạo lại kiến thức cho phù hợp với từng đối tượng học sinh. - Rèn luyện cho học sinh kỹ năng thực hiện một số thao tác cơ bản: để phát huy tính tích cực, tự giác cho học sinh trong suốt quá trình học thì giáo viên cần giúp học sinh sao cho học sinh có thể thành công khi thực hiện các hành động do giáo viên tổ chức. Vì nếu thường bị thất bại, học sinh sẽ dễ nản lòng, mất tự tin. Còn khi thành công, học sinh sẽ phấn khởi, tự tin và càng cố gắng hơn trong học tập. Giáo viên có thể rèn cho học sinh những kỹ năng này theo hai cách là: làm theo mẫu nhiều lần theo một trình tự chặt chẽ (angôrit) và rèn luyện theo những cơ sở định hướng. - Cho học sinh làm quen với các phương pháp nhận thức trong hoạt động nhận thức vật lý như phương pháp mô hình, phương pháp thực nghiệm… - Hướng dẫn, tạo điều kiện để học sinh phát biểu, trao đổi, tranh luận về các kết quả hành động của mình: công việc này vừa giúp học sinh rèn luyện khả năng diễn đạt của mình, vừa giúp việc đánh giá kết quả hành động được khách quan. - Lựa chọn và cung cấp cho học sinh những phương tiện cần thiết để thực hiện hành động như: dụng cụ làm thí nghiệm, những mô hình, hình vẽ hay những phương pháp suy luận. Như vậy việc dạy học Vật lý phải hướng học sinh tích cực thực hiện các hành động học tập, tức là phải hình thành các hành động học tập như: hành động phân tích, tổng hợp…Khi mới thực hiện những hành động này chính là đối tượng lĩnh hội, dần dần nó sẽ trở thành công cụ, phương tiện hoạt động. Nếu học sinh thực hiện tốt các hành động này, chất lượng học tập sẽ được nâng lên. Do đó, muốn cho việc học tập của học sinh đạt kết quả cần phải coi trọng việc tích cực hóa hoạt động tự lực nhận thức của học sinh, giáo viên là người tổ chức cho học sinh thực hiện tốt hoạt động học. Giáo viên tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động của học sinh một cách hợp lý sao cho học sinh tự chủ chiếm lĩnh, xây dựng tri thức cho mình, đồng thời giúp cho năng lực trí tuệ và nhân cách của học sinh dần dần phát triển. Ngoài ra, muốn phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh thì cần có môi trường tâm lý, điều kiện học tập thuận lợi, có sự đánh giá các hành động học tập để kịp thời uốn nắn những sai sót của học sinh. Qua những phân tích trên chúng ta thấy hoạt động dạy và hoạt động học gắn bó, hỗ trợ nhau tạo thành hệ tương tác dạy học : giáo viên – học sinh – tư liệu hoạt động dạy học. Mỗi hành động, thao tác của giáo viên được tiếp nối bằng các hành động, thao tác của học sinh. Để hoạt động dạy đạt hiệu quả, giáo viên phải lấy bản chất hoạt động học của học sinh làm cơ sở để từ đó có thể đưa ra những phương pháp thích hợp, tức là phải có sự phối hợp giữa hoạt động dạy và hoạt động học trong quá trình dạy học.[2] 1.1.2.4 . Điều kiện để học sinh tích cực, chủ động trong học tập Hoạt đông dạy Hoạt động học Phối hợp Điều chỉnh Điều chỉnh Kết quả hoạt động Hoạt động dạy học Các phân tích ở phần trên cho ta thấy hoạt động dạy của Giáo viên nhằm tổ chức, điều khiển, điều chỉnh hoạt động học của học sinh. Còn học sinh thì phải tự giác, tích cực, chủ động trong học tập. Kết quả của hoạt động học là học sinh nắm vững các kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, hình thành những phẩm chất và năng lực để có thể tích cực, chủ động và thành công trong học tập. Muốn đạt được kết quả như vậy thì học sinh cần có những điều kiện sau: - Học sinh phải có mục đích học tập của mình, có hứng thú nhận thức cá nhân. - Học sinh phải có kiến thức, kỹ năng cơ bản vững chắc. Nhận thức được những khó khăn nhưng có niềm tin mình có thể vượt qua, có đủ năng lực để giải quyết vấn đề. - Học sinh có được những phương pháp hoạt động nhận thức trong học tập. - Học sinh được trang bị các đồ dùng học tập cần thiết. - Học sinh được giáo viên đánh giá kết quả học tập khách quan để có thể tự điều chỉnh kịp thời. - Một điều kiện không kém phần quan trọng là môi trường sư phạm tốt. 1.1.3. Tích cực hóa hoạt động nhận thức vật lý của học sinh 1.1.3.1 . Tích cực hóa hoạt động nhận thức Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh được học sinh thể hiện ở sự khát khao, cố gắng trong học tập nhằm lĩnh hội những tri thức loài người tích lũy được. Trong quá trình học tập, tính tích cực nhận thức của học sinh được thể hiện ở những điểm sau: - Hứng thú trong học tập, có nhu cầu tìm hiểu, khám phá thế giới xung quanh. - Ham học hỏi, tự giác thực hiện các nhiệm vụ giáo viên đề ra. - Tập trung chú ý lắng nghe và theo dõi mọi hành động của giáo viên. - Có sự nỗ lực ý chí: thể hiện ở sự kiên trì, nhẫn nại khi giải quyết nhiệm vụ nhận thức. - Có khả năng vận dụng kiến thức để giải quyết những tình huống mới, có sáng tạo trong giải quyết vấn đề tìm ra cái mới. Dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh là dạy học nhằm tổ chức, hướng dẫn cho học sinh tự tìm hiểu, phát hiện và giải quyết vấn đề trên cơ sở tính tự giác, độc lập và chủ động trong hoạt động đó. Trong dạy học vật lý, đó là dạy cách tạo ra tiền đề để học sinh có thể tự tham gia tích cực các hoạt động, chủ động tìm hiểu nhằm thỏa mãn nhu cầu học tập của mình. Từ đó hình thành cho học sinh sự năng động, sáng tạo trong tư duy vật lý và khả năng tự học, tích cực giải quyết vấn đề. Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh được chia thành ba loại: - Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh bằng cách đặt vấn đề về phương pháp học. - Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình truyền thụ kiến thức mới. - Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh khi hoàn thành công tác thực hành và khi luyện tập. 1.1.3.2. Phương thức hoạt động nhận thức học tập nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức cho học sinh: [3] Các bước tiến hành: 1.1.3.2.1. Kích thích hoạt động nhận thức bằng tình huống có vấn đề Giáo viên đưa ra tình huống có vấn đề nhằm mục đích thu hút sự chú ý của học sinh vào bài học. Học sinh sẽ tiến hành phân tích tình huống bằng các kiến thức, kinh nghiệm đã có. Ví dụ khi dạy bài “Các chất được cấu tạo như thế nào?” (SGK Vật lý 8-NXBGD), giáo viên đưa ra tình huống có vấn đề bằng cách làm thí nghiệm: đổ 50cm3 rượu vào 50cm3 nước, hỗn hợp rượu và nước thu được là 96cm3! Như vậy giáo viên đã tạo hứng thú cho học sinh, kích thích trí tò mò khám phá bản chất của hiện tượng cho học sinh. 1.1.3.2.2. Hình thành vấn đề nhận thức Vấn đề nhận thức là những câu hỏi về nguyên nhân, bản chất của hiện tượng mà học sinh chưa thể trả lời bằng các kiến thức đã có, cũng như học sinh không thể trả lời bằng việc quan sát , phân tích hiện tượng. Cũng ví dụ ở trên, giáo viên sẽ đặt câu hỏi là “ Tại sao hỗn hợp rượu và nước thu được không là 100cm3? 4cm3 hỗn hợp còn lại đã biến đi đâu? ” 1.1.3.2.3. Hình thành giả thuyết Để giúp học sinh trả lời được vấn đề đã đặt ra, giáo viên phải sử dụng một mô hình giả thuyết về đối tượng, hiện tượng nghiên cứu. Hình dung sự vận hành của mô hình, tưởng tượng ra các biến đổi khi các điều kiện tác động lên mô hình thay đổi đề từ đó tiên đoán các hệ quả sẽ xảy ra. Hệ quả này mới cho phép kiểm chứng trực tiếp bằng thí nghiệm. 1.1.3.2.4. Xây dựng phương án thí nghiệm kiểm chứng hệ quả Ví dụ: cho 50cm3 ngô vào 50cm3 cát rồi lắc nhẹ xem có được 100cm3 hỗn hợp ngô và cát thu được không? 1.1.3.2.5. Tiến hành thí nghiệm kiểm chứng: đo đạc, xử lý số liệu. 1.1.3.2.6. Rút ra kết luận. Nếu kết luận rút ra được phù hợp với với hệ quả thì có thể kết luận mô hình giả thuyết có thể đại diện cho đối tượng nghiên cứu. 1.1.3.2.7. Vận dụng kết luận giải thích các hiện tượng khác để xác định phạm vi hữu hiệu của kết luận. 1.1.3.2.8. Khái quát hóa, phát biểu kiến thức ở mức độ lý thuyết. 1.1.3.3. Sự cần thiết phải tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh Trong dạy học Vật lý, muốn tính tích cực hoạt động của học sinh được phát huy, giáo viên phải coi trọng việc phát triển tư duy cho học sinh, cần kích thích quá trình tư duy. Như XL. Rubinstein viết: “Muốn nắm vững tri thức, cần phải có quá trình tư duy (phân tích, tổng hợp, khái quát hóa)” [4]. Để tư duy phát triển thì giáo viên nên đưa học sinh vào các tình huống có vấn đề, dùng các câu hỏi gợi mở, thúc đẩy học sinh suy nghĩ, kích thích quá trình tư duy từ đơn giản đến phức tạp, tức là giáo viên đã kích thích tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh. Kết hợp với việc tri giác và quá trình thực hiện tư duy thì học sinh có được hoạt động tư duy. Thông qua những hoạt động này, tính sáng tạo cũng được hình hành và phát triển ở học sinh. Như vậy, nếu giáo viên lựa chọn khoa học và phù hợp cách tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh thì học sinh có thể thu được những kết quả sau: - Học sinh có thể phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong học tập. - Học sinh chủ động chiếm lĩnh tri thức mới bằng chính hoạt động nhận thức thông qua việc sử dụng các kiến thức, kỹ năng và phương pháp nhận thức đã có. - Dần dần học sinh được trang bị và rèn luyện kỹ năng nhận thức, phương pháp nhận thức. Điều này giúp học sinh có thể tự tổ chức hoạt động nhận thức, trở thành chủ thể của hoạt động học: đây chính là định hướng của việc giảng dạy Vật lý hiện nay. Thông qua hoạt động học tập, học sinh sẽ năng động trong tư duy sáng tạo hơn và tự phát triển nhân cách cho mình. 1.1.4. Tổ chức hoạt động học tập theo nhóm 1.1.4.1 . Khái niệm về tổ chức dạy học theo nhóm Các dạng phổ biến trong học hoạt động dạy học nhằm mục đích tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh như: hoạt động chung cả lớp, hoạt động cá nhân,… Trong đó dạng hoạt động theo nhóm cũng là một trong những biện pháp hữu hiệu giúp học sinh hoạt động tích cực. Dạy học theo nhóm là một hình thức dạy học trong đó học sinh ở cùng nhóm trao đổi với nhau những ý tưởng, giải pháp, giúp đỡ nhau trong học tập. Lớp học được chia thành nhiều nhóm số lượng mỗi nhóm tùy theo tình hình cơ sơ vật chất của từng trường (tốt nhất là từ 4 đến 6 học sinh mỗi nhóm). Tùy theo mục đích yêu cầu học tập mà các nhóm được chia ngẫu nhiên hay theo chủ đích của giáo viên, được giao cùng nhiệm vụ hoặc những nhiệm vụ khác nhau. Điều quan trọng là mỗi thành viên trong nhóm đều phải làm việc, giúp đỡ nhau để hoàn thành công việc giáo viên giao cho và cùng nhau làm việc để thi đua với các nhóm khác. Kết quả làm việc của mỗi nhóm sẽ đóng góp vào kết quả học tập chung của cả lớp. 1.1.4.2. Đặc điểm của dạy học theo nhóm - Phương pháp này giúp cho các thành viên trong nhóm cùng suy nghĩ, cùng trao đổi với nhau những khó khăn khi giải quyết vấn đề cũng như cùng nhau xây dựng kiến thức mới. Mỗi người đều đưa ra chính kiến của mình, nói ra những gì mình suy nghĩ và nhận ra được mức độ hiểu biết của mình về vấn đề đang làm việc để từ đó thấy được mình cần phải bổ sung thêm những kiến thức nào. Như vậy, bài học trở thành quá trình học lẫn nhau chứ không phải là sự tiếp nhận kiến thức một cách thụ động từ giáo viên như phương pháp truyền thống. Thành công của tiết học phụ thuộc vào sự tích cực, chủ động tham gia vào bài học của từng thành viên trong nhóm. Do đó tính tích cực, chủ động của học sinh sẽ thông qua hoạt động của mình với bạn, với giáo viên và còn thể hiện ở việc tự đánh giá và điều chỉnh hoạt động của mình trong thời gian tham gia vào hoạt động nhóm. Học sinh trở thành chủ thể của hoạt động học. - Hoạt động theo nhóm đòi hỏi phải có sự tương tác giữa các chủ thể hoạt động. Thông qua đó học sinh sẽ tích lũy được kinh nghiệm cho hoạt động học của mình để từ đó tự đánh giá và điều chỉnh mình cho phù hợp hơn. - Làm việc theo nhóm giúp tư duy của học sinh phát triển hơn, óc sáng tạo của học sinh được “chấp cánh”. Những ý kiến của cả nhóm làm phong phú hơn cho vốn hiểu biết của tập thể và giúp cho việc giải quyết vấn đề giáo viên giao cho được thông suốt. 1.1.4.3. Cách tổ chức dạy học theo nhóm Vai trò của giáo viên trong dạy học theo nhóm không hề nhẹ đi chút nào mà trái lại còn nặng nề hơn trong vai trò hướng dẫn, tổ chức cho học sinh tham gia vào hoạt động học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động. Ngoài ra giáo viên còn phải quan sát mối quan hệ giữa các thành viên trong nhóm. Kích thích hoạt động của học sinh, biết gợi ý cho học sinh khi các em không đi đúng hướng và bế tắc. Theo GS-TS Trần Bá Hoành thì một buổi làm việc theo nhóm có cấu trúc như sau: 1.1.4.3.1. Làm việc chung cả lớp - Giáo viên nêu vấn đề, xác định nhiệm vụ nhận thức. - Giáo viên tổ chức nhóm, giao nhiệm vụ cho từng nhóm. - Giáo viên hướng dẫn cách làm việc theo nhóm. 1.1.4.3.2. Làm việc theo nhóm - Các thành viên trong nhóm trao đổi ý kiến. - Phân công công việc cho từng cá nhân: làm việc độc lập, sau đó trao đổi chung cả nhóm. - Trình bày kết quả làm việc trước lớp (cử đại diện). 1.1.4.3.3. Thảo luận trước lớp - Các nhóm trình bày kết quả làm việc của mình. - Thảo luận chung cả lớp. - Giáo viên tổng kết và đặt vấn đề cho kiến thức mới hoặc những vấn đề liên quan đến sự vận dụng hay sáng tạo của kiến thức cũ. 1.1.4.4. Những hạn chế của việc tổ chức hoạt động theo nhóm - Còn bị ảnh hưởng của phương pháp dạy học truyền thống lấy giáo viên làm trung tâm, chưa dễ dàng thay thế cho hoạt động học tập theo nhóm. - Cơ sở vật chất, phòng bộ môn chưa đáp ứng đủ cho việc tổ chức hoạt động theo nhóm. - Chương trình sách giáo khoa quá dài, thời gian một tiết học không đảm bảo cho việc tổ chức hoạt động theo nhóm. - Vai trò chỉ đạo của giáo viên trong việc tổ chức hoạt động học tập theo nhóm cho học sinh đòi hỏi giáo viên phải có năng lực sư phạm và trình độ chuyên môn vững vàng: điều này không phải giáo viên nào cũng có được. 1.1.5. Một số biện pháp phát huy tính tích cực học tập của học sinh trong dạy học vật lý 1.1.5.1.Kích thích hứng thú, tạo nhu cầu nhận thức của học sinh  Nhà tâm lý học Rubinstein viết: “ Tư duy cũng như bất kỳ hoạt động nào khác của con người luôn luôn bắt nguồn từ sự thôi thúc nào đó: chừng nào chưa có sự thôi thúc đó thì chừng đó chưa thể có những hoạt động mà chúng có thể dẫn tới nói chung, để làm cho nó trở nên hoàn thiện cần phải có những động cơ nào đó thôi thúc con người suy nghĩ ”[10]. Theo tâm lý học hiện đại, một trong những quy luật quan trọng nhất của quá trình nhận thức các kiến thức mới là việc nêu vấn đề, không có bước xuất phát đó thì quá trình tư duy chưa bắt đầu. Để cho vấn đề dạy học trở thành nguyên nhân thôi thúc hoạt động tích cực tư duy của học sinh thì đối với học sinh, cái mục đích có thể đạt được bằng con đường giải quyết vấn đề, cần phải là một mục đích quan trọng không thể bỏ qua theo chủ quan của học sinh. [1]  Một trong những phương pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh là dạy học nêu vấn đề. Công việc đầu tiên của phương pháp này là xây dựng tình huống có vấn đề. Tình huống có vấn đề phù hợp có thể coi là sự khởi đầu của hoạt động nhận thức. Tình huống có vấn đề được chọn phải là một tình huống vật lý tương ứng với kiến thức cần xây dựng (tức là phân tích tình huống sẽ xuất hiện câu hỏi về các tính chất, các mối quan hệ mà kiến thức cần đề cập có thể trả lời) và là một tình huống chứa đựng vấn đề phải phù hợp với học sinh về mặt nhận thức. Sau khi đã xây dựng tình huống có vấn đề, học sinh phải huy động những kiến thức mình đã có để phân tích. Công việc này đòi hỏi sự tái hiện và lựa chọn những kiến thức cần thiết. Việc phân tích này sẽ dẫn đến việc nhận ra bản chất của những khó khăn và hình thành một vấn đề. Rubinstein viết: “ Quá trình tư duy bắt đầu khi bản thân tình huống có vấn đề được tiến hành phân tích. Sự xây dựng nên bài toán phụ thuộc vào chỗ tính huống có vấn đề được phân tích như thế nào? ”[10] Việc xây dựng vấn đề dạy học như vậy sẽ kích thích học sinh đến những hoạt động tìm tòi tích cực.  Trạng thái tâm lý lúc gặp khó khăn cũng dẫn tới những hoạt động tư duy tích cực: học sinh có cơ sở kiến thức nào đó về vấn đề đặt ra nhưng những kiến thức đó chưa đủ để giải quyết vấn đề. Mặt khác, quá trình tư duy xuất hiện khi có sự chênh lệch ở một mức độ nhất định giữa kiến thức đã biết và kiến thức đang lĩnh hội. Như vậy, quá trình tư duy dẫn đến việc làm sáng tỏ điều chưa biết trong tình huống có vấn đề vừa xuất hiện.  Một số biện pháp làm tích cực hóa tư duy tích cực của học sinh trong quá trình xây dựng vấn đề: - Kể chuyện mở đầu về ý nghĩa của hiện tượng đang nghiên cứu trong khoa học, kỹ thuật, đời sống. - Sử dụng thí nghiệm vật lý để nêu vấn đề. - Giải các bài tập vào lúc mở đầu. - Lựa chọn biện pháp xây dựng vấn đề dạy học. 1.1.5.2. Tích cực hóa tư duy của học sinh khi giải quyết vấn đề dạy học Một số phương pháp để tích cực tư duy của học sinh trong quá trình giải quyết vấn đề dạy học: 1.1.5.2.1. Trình bày tư liệu theo cách nêu vấn đề Lý luận dạy đã nêu rõ: “ Bản chất của việc trình bày theo cách nêu vấn đề là ở chổ giáo viên đặt ra một vấn đề và tự mình giải quyết vấn đề đó. Nhưng khi trình bày con đường giải quyết các mâu thuẩn một cách tối ưu mà vừa sức với học sinh, làm sáng tỏ từng bước suy nghĩ trong quá trình đi tới giải quyết vấn đề ”. Trình bày tài liệu theo cách nêu vấn đề sẽ tích cực hóa được tư duy của học sinh, các em sẽ tự tìm tòi kiến thức, bị cuốn hút vào không khí nghiên cứu khoa học, được tiếp cận với các phương pháp luận trong nhận thức khoa học,… Khi trình bày tài liệu theo kiểu này, học sinh là người nghe nhưng không thụ động vì các em bị cuốn hút theo câu chuyện và tự đặt câu hỏi “ Chuyện gì sẽ xảy ra? ”. Như thế sẽ kích thích lòng ham hiểu biết của học sinh, tích cực hóa tư duy của học sinh cũng như làm tăng hứng thú của môn học. Tóm lại, phương pháp này có những giá trị về mặt nhận thức và về mặt giáo dục. Việc trình bày các phương pháp nhận thức khoa học gắn liền với những tài liệu dạy học, làm cho học sinh có thể đánh giá được tác dụng của những phương pháp ấy. 1.1.5.2.2. Phương pháp thực nghiệm suy luận Mục đích của phương pháp này là giúp học sinh dần dần tiếp cận với sự tự lực giải quyết vấn đề. Phương pháp này đòi hỏi học sinh tự thực hiện những bước riêng lẻ trong việc giải quyết một vấn đề đã được đặt ra bằng những hoạt động tìm tòi tích cực và độc lập. Những cách thức có thể thực hiện: 1.1.5.2.3. Xây dựng sự tọa đàm thực nghiệm suy luận Giáo viên chuẩn bị hệ thống các câu hỏi hướng học sinh vào việc tiến hành một tìm tòi nghiên cứu nhỏ. Các câu hỏi đặt ra sao cho chúng kích thích tới mức tối đa hoạt động nhận thức tích cực của học sinh. Học sinh dựa vào kiến thức đã có để trả lời nhưng không hoàn toàn có sẵn trong kiến thức cũ. Như thế thì câu hỏi mới có tác dụng gây cho học sinh khó khăn về tri thức và dẫn các em vào quá trình tư duy có phương hướng và hiệu quả. Khi xây dựng hệ thống các câu hỏi, giáo viên phải lường trước được những câu trả lời có thể có của học sinh cũng như những “ phương án gỡ nút ” cho học sinh khi các em gặp khó khăn trong việc trả lời hay khi các em đi lệch khỏi phương hướng tìm tòi đúng đắn. Thông qua đó, giáo viên sẽ hướng sự suy nghĩ của học sinh theo quỹ đạo cần thiết. Việc thảo luận vài lần cho cùng một câu hỏi cũng là cần thiết được áp dụng trong những tình huống khác nhau như: khi xét các bài tập định tính, khi phân tích cách giải các bài tập, khi so sánh các hiện tượng nghiên cứu, … Tuy nhiên phương pháp này cũng gặp khó khăn vì năng lực, hứng thú, tính cách hoàn toàn khác nhau ở từng đối tượng học sinh. Do đó nó đòi hỏi cao về nghệ thuật sư phạm ở giáo viên khi tiến hành một bài dạy cụ thể. 1.1.5.2.4. Học sinh đặt ra các giả thuyết khi giải quyết các vấn đề học tập: Việc học sinh nêu giả thuyết là một sự phát triển tự nhiên của việc tích cực hóa tư duy của học sinh. Nó sẽ giúp học sinh tự tìm tòi nghiên cứu để phát hiện vấn đề chưa hoàn chỉnh. Để phát huy hoạt động tích cực của học sinh cần phải kết hợp giữa biện pháp nêu giả thuyết và sự nghiên cứu bằng thực nghiệm, công việc này giúp phát triển óc tưởng tượng ở học sinh để dự đoán hiện tượng. Vai trò của giáo viên là giáo viên cung cấp cho học sinh những hiểu biết nhất định khi cần thiết, cũng như biết dẫn dắt học sinh tới việc xây dựng cho các giả thuyết. 1.1.5.2.5. Học sinh tự tìm ra một phần những hệ quả, nhận xét các kết luận Điều kiện áp dụng được phương án này là khi có sự biến đổi toán học trên cơ sở những tình huống học sinh đã biết. Giáo viên phải xác định chính xác khối lượng những dữ liệu giao cho học sinh để các em tự đưa ra kết luận và phải điều chỉnh thời gian giao việc cho học sinh thật hợp lý. Trong quá trình dạy, việc học sinh đưa ra những giải thích hay kết luận sai là bình thường. Nhưng tình huống này cũng như việc học sinh biết cách phủ nhận những giả thuyết sai sẽ tích cực hóa tư duy và kích thích hứng thú của các em với vấn đề đang nghiên cứu. 1.1.5.3. Tích cực hóa tư duy của học sinh trong quá trình củng cố kiến thức Chúng ta thường dùng phương pháp tái hiện trong việc củng cố kiến thức. Phương pháp này hình thành kỹ năng, kỹ xảo cho học sinh; cho học sinh nhắc đi nhắc lại kiến thức và những phương thức hoạt động thông qua việc giải bài tập. Tuy nhiên phương pháp này chỉ tạo ra khả năng xây dựng cách tư duy tái hiện, chứ không phải là cách tư duy sáng tạo. Do đó, các biện pháp tích cực hóa tư duy của học sinh cần hướng tới chỗ làm sao để học sinh biết tự lực khám phá ra cái mới trong những cái đã biết và hiểu rõ các hiện tượng và định luật vật lý. Khi sử dụng các phương pháp dạy học tích cực để củng cố kiến thức, chúng ta sẽ tạo ra những điều kiện cho việc nhận thức các kiến thức mới và củng cố các kiến thức đó hòa vào cùng một quá trình duy nhất. Điều này đảm bảo cho tính bền vững của việc nhận thức các tư liệu dạy học và sự phát triển chung về mặt trí tuệ cho học sinh. 1.1.5.3.1. Phát triển tư duy logic cho học sinh trong quá trình nghiên cứu những quy luật đã được đúc kết: Những phân tích ở trên cho chúng ta thấy việc vận dụng các phương pháp dạy học tích cực sẽ tạo điều kiện cho học sinh phát triển năng lực phân tích. Nhưng như vậy vẫn chưa đủ, cần phải dạy cho học sinh kỹ năng phân tích bằng cách sử dụng các bài tập. Cần chia bài tập khác nhau theo các mức độ khác nhau trong hoạt động tư duy. Khi dạy bài tập, quá trình tư duy chia thành 3 bước: - Tiến hành phân tích những quy luật tổng quát đã học, nghiên cứu những trường hợp riêng lẻ. - Nêu những điều kiện để quan sát được trong một trường hợp khác. - Luận giải hoặc phủ nhận kết luận nào đó. 1.1.5.3.2. Dạy cho học sinh kỹ năng khái quát kiến thức Khái quát hóa kiến thức có thể sử dụng các cách như: so sánh, lập bảng đối chiếu, bài tổng kết chương, giải bài tập,… Những hoạt động này rất tốt cho quá trình củng cố kiến thức, nó giúp cho sự phát triển tư duy tích cực của học sinh.  Biện pháp so sánh: Thường khi tổng kết một đề tài hay một chương, giáo viên thường cho học sinh tiến hành việc so sánh những tư liệu đang học với những kiến thức các em đã biết. Khi so sánh, học sinh sẽ thấy được những điểm giống nhau và khác nhau của các tính chất, các hiện tượng, quy luật vật lý. Như vậy, công việc này sẽ thúc đẩy hoạt động tư duy tích cực của học sinh.  Lập các sơ đồ, bảng biểu: Lập các sơ đồ, bảng biểu sẽ giúp cho học sinh biết cách thiết lập được những mối quan hệ nhân quả của các hiện tượng đã học, tạo thành hệ thống các kiến thức của mình về sự vận dụng các định luật vật lý, thấy được ý nghĩa của những ứng dụng vật lý vào thực tế.  Xây dựng câu trả lời khái quát: Một trong những biện pháp nhằm mục đích dạy cho học sinh kỹ năng hệ thống hóa kiến thức là đưa cho những học sinh những câu hỏi, đòi hỏi phải có sự trả lời khái quát. Công việc này giáo viên phải hướng dẫn từ từ cho học sinh. Giáo viên cho các em hệ thống hóa kiến thức trên cơ sở phân biệt và nhấn mạnh những điều quan trọng. Dần dần là những bài tập khó hơn. Các câu trả lời khái quát nên được thảo luận trên lớp. Cách đặt câu hỏi như vậy sẽ giúp cho hoạt động tư duy ở nhà và thói quen thảo luận, trao đổi trên lớp. 1.1.5.3.3.Tổ chức các tiết học nhằm củng cố các kiến thức cho học sinh ở mức độ sáng tạo Lý luận dạy học phân chia sự lĩnh hội kiến thức thành ba mức độ: - Mức độ 1: tri giác, hiểu và ghi nhớ. - Mức độ 2: vận dụng kiến thức vào tình huống quen biết. - Mức độ 3: vận dụng kiến thức vào tình huống mới. Đây là mức độ cao nhất của sự nhận thức và phương thức hoạt động. Cách thức để tiến hành thường là những bài học “ hội thảo khoa học ”. Giáo viên sử dụng nhiều biện pháp khác nhau về mặt phương pháp tích cực hóa tư duy của học sinh. Học sinh nêu ra các giả thuyết, phân tích các tình huống có vấn đề và đưa ra những kết luận khái quát. 1.2. Lý luận chung về phương pháp giảng dạy bài tập vật lý ở trường phổ thông 1.2.1. Mục đích, tác dụng của bài tập trong dạy học vật lý 1.2.1.1. Mục đích - Củng cố lý thuyết. - Hướng dẫn học sinh suy nghĩ, lập luận, có cái nhìn đúng đắn và hiểu bản chất vật lý một cách sâu sắc. - Vận dụng kiến thức vào thực tiễn. - Rèn khả năng tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh. 1.2.1.2. Tác dụng 1.2.1.2.1. Bài tập giúp cho học sinh trong lúc ôn tập, đào sâu kiến thức cũng như việc mở rộng kiến thức. Trong giờ học lý thuyết, học sinh đã nắm được nội dung của các khái niệm, định luật,... Tuy nhiên, đây là những kiến thức rất chung chung, trừu tượng. Khi vận dụng vào thực tế, bài tập vật lý giúp học sinh dùng lý thuyết giải thích các hiện tượng tự nhiên và những ứng dụng trong kỹ thuật, từ đó học sinh có thể thấy được sự đa dạng của các kiến thức đã được học. Bài tập vật lý còn là một phương tiện giúp học sinh củng cố kiến thức cũ, biết tổng hợp kiến thức để giải quyết vấn đề. 1.2.1.2.2. Bài tập giúp xây dựng kiến thức mới. 1.2.1.2.3. Giải bài tập sẽ giúp cho học sinh rèn luyện kỹ năng kỹ xảo, vận dụng lý thuyết vào thực tiễn. 1.2.1.2.4. Giải bài tập giúp phát triển tư duy năng lực sáng tạo của học sinh cũng như thói quen làm việc độc lập: Khi giải bài tập học sinh phải tự mình phân tích đề bài, xác định các mối liên hệ các kiến thức cần sử dụng và rút ra kết luận chung. Công việc này giúp tư duy học sinh phát triển khả năng làm việc độc lập được nâng cao. 1.2.1.2.5. Giải bài tập giúp kiểm tra kiến thức của học sinh. 1.2.2. Phân loại bài tập vật lý 1.2.2.1 . Phân loại theo nội dung 1.2.2.1.1. Bài tập chuyên đề Dựa vào nội dung người ta chia bài tập thành những chủ đề khác nhau như: bài tập cơ học, bài tập nhiệt, bài tập điện, bài tập vật lý hạt nhân,... Đây là sự phân loại có tính quy ước vì các kiến thức được sử dụng giải bài tập là sự kết hợp của nhiều chương. 1.2.2.1.2. Bài tập có nội dung trừu tượng, nội dung cụ thể - Bài tập có nội dung trừu tượng: đặc điểm của bài tập dạng này là bản chất vật lý được nêu rõ trong điều kiện bài toán. Học sinh dễ nhận ra cần sử dụng những kiến thức nào để giải, do đó những bài tập đơn giản thường được dùng để học sinh áp dụng công thức vừa học. - Bài tập có nội dung cụ thể: để giải những bài tập dạng này, học sinh phải phân tích kỹ những hiện tượng để thấy được bản chất vật lý, qua đó giúp học sinh rèn kỹ năng phân tích và biết vận dụng kiến thức để giải 1.2.2.2. Phân loại theo phương thức giải toán 1.2.2.2.1. Bài tập định tính Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải, học sinh không cần phải làm những phép tính phức tạp, thậm chí những phép tính đơn giản. Thông thường, bài tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ra trên thực tế với những điều kiện cụ thể. Khi giải những bài tập này, học sinh phải dùng những lập luận của mình để giải thích, như vậy học sinh phải hiểu tường tận bản chất của các khái niệm, định luật vật lý. Thông qua những bài tập này, học sinh được rèn luyện tư duy logic giúp học sinh hiểu rõ bản chất của các hiện tượng vật lý và học sinh biết áp dụng lý thuyết vào thực tế. Khi giải thích được những hiện tượng xảy ra xung quanh mình, học sinh sẽ càng hứng thú hơn với môn học và giúp phát triển óc quan sát. Loại bài tập này được sử dụng ngay sau khi học xong lý thuyết hoặc trong những tiết ôn tập chương. 1.2.2.2.2. Bài tập định lượng Bài tập định lượng là những bài tập mà muốn giải chúng, ta phải thực hiện một loạt phép tính và kết quả là thu được một đáp số định lượng tìm giá trị của một số đại lượng vật lý. Hai dạng bài tập định lượng: - Bài tập tập dượt (bài tập cơ bản): dùng để củng cố kiến thức vừa học, giúp học sinh hiểu rõ ý nghĩa của các định luật, các công thức, giúp sử dụng thành thạo các đơn vị vật lý và tạo thói quen để giải những bài tập phức tạp hơn. - Bài tập tính toán tổng hợp: Muốn giải được bài tập dạng này phải biết vận dụng nhiều khái niệm, định luật, công thức đã học ở các bài trước. Như vậy chúng giúp cho học sinh mở rộng kiến thức, thấy được mối liên hệ giữa các phần trong chương trình vật lý, và giúp học sinh quen dần với việc phân tích những hiện tượng phức tạp trong thực tế thành những hiện tượng tuân theo một định luật xác định nào đó. 1.2.2.2.3. Bài tập thí nghiệm Là bài tập phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập. Do đó loại bài tập này có cả định tính lẫn định lượng. Bài tập thí nghiệm có tác dụng rèn kỹ năng thực hành, và giúp làm sáng tỏ mối liên hệ giữa lý thuyết và thực tiễn. 1.2.2.2.4. Bài tập đồ thị: Là bài tập mà các dữ kiện để giải toán phải tìm trong các đồ thị, hoặc học sinh phải vẽ đồ thị để mô tả quá trình diễn biến của hiện tượng thông qua các dữ kiện của bài toán. Dạng bài tập này càng được xem trọng trong dạy học vật lý do đồ thị là một hình thức để diển đạt mối quan hệ giữa hai đại lượng vật lý. 1.2.2.3. Phân loại theo yêu cầu luyện tập kỹ năng, phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh 1.2.2.3.1.Bài tập luyện tập: dùng để rèn luyện kỹ năng giải bài tập, nắm vững cách giải, không yêu cầu tư duy sáng tạo của học sinh. 1.2.2.3.2.Bài tập sáng tạo: khi giải bài tập, ngoài việc vận dụng kiến thức đã học, học sinh còn phải đưa ra ý kiến mới của mình. Do đó học sinh phải tư duy sáng tạo. Người ta phân bài tập này thành hai dạng: - Bài tập nghiên cứu: loại bài tập này thường dùng để trả lời cho câu hỏi “Vì sao? Tại sao?”. Học sinh dùng những mô hình trừu tượng rút ra từ lý thuyết vật lý để giải thích hiện tượng chưa biết. - Bài tập thiết kế: loại bài tập này dùng để trả lời câu hỏi “Làm thế nào?” 1.2.2.4. Phân loại theo hình thức làm bài 1.2.2.4.1. Bài tập tự luận: bao gồm những bài được phân loại ở trên. Loại bài tập này yêu cầu học sinh giải thích, tính toán theo một trình tự logic cụ thể. 1.2.2.4.2. Bài tập trắc nghiệm khách quan: loại bài tập với một câu hỏi có nhiều đáp án (thường là 4) và học sinh phải tìm ra đáp án đúng nhất. Loại bài tập này có những dạng như: - câu Đúng-Sai - câu nhiều lựa chọn - câu điền khuyết - câu ghép hình thức 1.2.3. Phương pháp giải bài tập vật lý Có nhiều phương pháp giải bài tập vật lý tùy thuộc vào từng loại bài. Tuy nhiên có thể đưa ra các bước chung như sau: 1.2.3.1. Tìm hiểu đề bài Đầu tiên học sinh phải xác định được đâu là dữ kiện, đâu là ẩn số cần tìm. Đối với bài toán định lượng thì học sinh cần tóm tắt đề bài bằng các ký hiệu . Một số bài học sinh phải vẽ hình minh họa để mô tả lại diễn biến của hiện tượng, mối quan hệ của các đại lượng vật lý. 1.2.3.2. Phân tích hiện tượng: - Học sinh phải nhận biết được những yếu tố đề bài cho liên quan tới những kiến thức nào (khái niệm, định luật, quy tắc, ...) và phân tích chúng. - Xác định các giai đoạn diễn tiến của hiện tượng nêu trong đầu bài, chúng bị chi phối bởi những quy luật, định luật nào? Trong quá trình phân tích hiện tượng, học sinh phải nhận thức rõ toàn bộ diễn biến của hiện tượng khi xác định hướng giải quyết bài toán để tránh việc áp dụng công thức một cách máy móc, không hiểu được bản chất của hiện tượng. 1.2.3.3. Xây dựng lập luận Đây là một bước quan trọng khi giải bài toán vật lý. Học sinh cần thiết lập mối quan hệ giữa những dữ kiện đã cho và các đại lượng cần tìm bằng các vận dụng những định luật, quy tắc, công thức vật lý. Thông thường người ta thường dùng hai phương pháp sau đây để xây dựng lập luận: - Phương pháp phân tích: từ ẩn số của đề bài, tìm ra mối quan hệ giữa ẩn số với đại lượng nào đó được xác định ở bước phân tích “phân tích hiện tượng” bằng một công thức có chứa ẩn số. Từ đó phát triển lập luận theo các dữ kiện đã cho cho đến khi tìm được một công thức chỉ chứa mối quan hệ giữa ẩn số với các dữ kiện đã cho. - Phương pháp tổng hợp: Xuất phát từ những dữ kiện của đầu bài, xây dựng lập luận hoặc biến đổi các công thức, diễn đạt mối quan hệ giữa các dữ kiện đã cho với các đại lượng khác để đi đến công thức cuối cùng có chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho. Trong thực tế khi giải bài toán, phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp thường không tách rời mà bổ sung cho nhau, nhất là đối với những bài tập tính toán tổng hợp. Phương pháp tổng hợp yêu cầu người giải phải có kiến thức rộng rãi để có thể dự đoán được mối liên hệ giữa các dữ kiện đề bài cho. Tùy theo loại bài tập mà chúng ta đưa ra những cách lập luận thích hợp. Tuy nhiên các loại bài tập thường rơi vào dạng bài tập định tính và bài tập tổng hợp. Ta có thể đưa ra phương pháp xây dựng lập luận giải hai loại bài tập này. 1.2.3.3.1. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính Người ta chia bài tập định tính ra làm hai dạng: - Giải thích hiện tượng - Dự đoán hiện tượng sẽ xảy ra.  Bài tập giải thích hiện tượng: Loại bài tập này là cho biết một hiện tượng và giải thích tại sao hiện tượng lại diễn ra như vậy. Do đó học sinh phải thiết lập mối quan hệ giữa một hiện tượng với một số đặc tính của sự vật hiện tượng hoặc với một số định luật vật lý. Phương pháp giải đối với loại bài này thường là thực hiện phép suy luận logic “luận ba đoạn”. Tuy nhiên học sinh chưa biết các thuật ngữ của logic học nên giáo viên có thể hướng dẫn kỹ năng lập luận logic cho học sinh, dần dần sẽ trở thành thói quen cho học sinh. Để giải bài tập dạng giải thích hiện tượng học sinh có thể theo những bước sau: Bước 1: Tìm hiểu đề bài, diễn đạt hiện tượng bằng ngôn ngữ vật lý. Bước 2: Phân tích hiện tượng. Bước 3: Xây dựng lập luận. - Tìm tính chất định luật vật lý có liên quan đến dữ kiện đầu bài. - Phát biểu đầy đủ tính chất định luật đó. - Thiết lập mối liên hệ giữa định luật với hiện tượng đã cho bằng luận ba đoạn, giải thích nguyên nhân hiện tượng. Bài tập dự đoán hiện tượng: Dựa vào những điều kiện của đề bài để xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán hiện tượng xảy ra và xảy ra như thế nào. Như vậy chúng ta đã biết những điều kiện cụ thể và phải tìm những quy luật chung chi phối hiện tượng cùng loại và rút ra kết luận. 1.2.3.3.2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập tính toán: Để giải bài tập tính toán, học sinh cũng phải nắm được diễn tiến của hiện tượng. Như vậy khi giải bài tập loại này học sinh cũng phải thực hiện các bước “tìm hiểu đề bài” và “phân tích hiện tượng” giống như khi giải bài tập định tính. Đối với bước “xây dựng lập luận” học sinh áp dụng các công thức vật lý và những biến đổi toán học để giải. 1.2.3.4. Biện luận kết quả Học sinh phải phân tích kết quả để loại bỏ những kết quả không phù hợp với điều kiện đề bài cho hoặc những kết quả không phù hợp với thực nghiệm. Công việc này cũng giúp học sinh kiểm tra lại quá trình lập luận và có thể tự phát hiện ra những sai lầm thường mắc phải. Đối với loại bài tập trắc nghiệm khách quan, học sinh cần biết sử dụng kỹ năng nhận biết để phát hiện những phương án sai cũng như có sự lựa chọn chính xác giữa lựa chọn đúng và gần đúng. 1.2.4. Nhiệm vụ - Yêu cầu đối với giáo viên khi giảng dạy bài tập vật lý 1.2.4.1. Nhiệm vụ Để thực hiện tốt việc dạy bài tập thì nhiệm vụ của người giáo viên gồm: - Giáo viên phải có kế hoạch giảng dạy. - Giáo viên phải dạy cho học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề. - Giáo viên cần coi trọng việc rèn luyện tư duy và tính tự lập của học sinh. Khi lên kế hoạch, giáo viên cần lựa chọn và chuẩn bị các dạng bài tập; ví dụ như: - Bài tập nêu vấn đề. - Bài tập để củng cố những kiến thức lý thuyết. - Bài tập vận dụng kiến thức đã học để giải những bài tập cơ bản và dần dần hình thành phương pháp chung giải mỗi loại bài toán. - Bài tập kiểm tra, đánh giá mức độ tiếp thu kiến thức của học sinh. 1.2.4.2. Yêu cầu - Yêu cầu đầu tiên là giáo viên phải giải được bài toán đưa ra cho học sinh. - Yêu cầu thứ hai là giáo viên phải có những hiểu biết khoa học cụ thể; cần phải tư duy, phân tích một cách khoa học phương pháp giải bài toán. - Yêu cầu thứ ba là giáo viên phải đưa ra những định hướng nhận thức trong dạy học: + Phát triển tư duy học sinh thông qua giảng dạy bài tập vật lý, bổ sung kiến thức cũng như giúp học sinh nhận thức theo hướng nhận thức của các nhà khoa học. + Phát triển tư duy học sinh bằng cách sử dụng tri thức, mở rộng kiến thức. + Giáo viên sử dụng hệ thống câu hỏi có tính khoa học để diễn đạt chính xác yêu cầu đề bài và vừa với mức độ nhận thức của học sinh. - Yêu cầu thứ tư là giáo viên phải nắm vững đặc điểm của những kiểu hướng dẫn giải bài tập tương ứng với mục đích sư phạm khác nhau. 1.2.4.3. Hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý 1.2.4.3.1. Hướng dẫn theo mẫu - Hướng dẫn theo mẫu là sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có hay chỉ rõ cho học sinh những việc cụ thể cần làm và trình tự thực hiện các việc đó để đạt đến kết quả cuối cùng. - Để thực hiện công việc này, giáo viên phải xây dựng được mẫu bài toán (angôrit bài toán), có nghĩa là phải phân tích bài toán để xây dựng trình tự giải khoa học và logic. - Ưu điểm của phương pháp này là học sinh giải được bài toán một cách chắc chắn và rèn luyện được kỹ năng giải bài toán cho học sinh. Tuy nhiên, nhược điểm là không phát huy được khả năng sáng tạo và phát triển tư duy của học sinh. 1.2.4.3.2. Hướng dẫn tìm tòi - Hướng dẫn tìm tòi là hướng dẫn gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm cách giải quyết vấn đề, tự xác định các bước cần thực hiện để đi đến kết quả cuối cùng. - Giáo viên phải chuẩn bị tốt các câu hỏi định hướng cho học sinh, giúp học sinh chủ động thực hiện các công việc được giao. - Ưu điểm của phương pháp này là học sinh tự tìm tòi các cách giải quyết vấn đề, giúp phát triển tư duy cho học sinh. - Nhược điểm: học sinh có thể không giải được chắn chắn một bài toán. Nếu sự hướng dẫn của giáo viên không rõ ràng, tư duy học sinh không phát triển tốt. Và phương pháp này không thể áp dụng cho tất cả học sinh. 1.2.4.4. Định hướng khái quát hóa, chương trình hóa Là sự định hướng cho học sinh tự tìm cách giải quyết, như kiểu định hướng tìm tòi. Giáo viên định hướng ban đầu cho học sinh, từ đó học sinh từ mình tìm ra cách giải quyết vấn đề. Nếu trong quá trình thực hiện học sinh gặp vướng mắc và không thể tự giải quyết, giáo viên sẽ gợi ý rộng hơn để thu hẹp phạm vi tìm hiểu vấn đề cho học sinh và hướng dẫn cho học sinh đi đến kết quả cuối cùng. 1.2.4.4.1. Yêu cầu đối với giáo viên - Giáo viên phải định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề. - Giáo viên phải theo dõi các hoạt động của học sinh trong quá trình giải toán. - Cùng với việc định hướng, giáo viên kiểm tra kết quả hoạt động của học sinh để có thể đưa ra những biện pháp thích hợp cho từng đối tượng học sinh. 1.2.4.4.2. Ưu và nhược điểm Ưu điểm: - Công việc này giúp giáo viên rèn luyện tư duy cho học sinh khi giải bài toán và đảm bảo bài toán được học sinh giải đến kết quả cuối cùng. - Hơn nữa, giáo viên theo sát học sinh trong toàn bộ quá trình giải bài tập nên sẽ phát hiện ra những thiếu sót của học sinh, giúp các em nắm vững hơn kiến thức đã học. Nhược điểm: Giáo viên cần phải có nhiều kinh nghiệm trong việc ra các câu hỏi định hướng cho học sinh. 1.2.5. Lựa chọn và sử dụng hệ thống bài tập 1.2.5.1. Lựa chọn bài tập Hệ thống bài tập được lựa chọn phải có những yêu cầu sau: - Các bài tập được chọn phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp để giúp học sinh nắm được phương pháp giải các dạng bài tập điển hình. - Các bài tập trong hệ thống bài tập phải liên quan chặt chẽ nhau với mục đích củng cố kiến thức và tiếp tục mở rộng kiến thức. - Các bài tập phải đa dạng về thể loại như: bài tập giả tạo và bài tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài tập thiết kế, bài tập có nhiều cách giải khác nhau,... Giáo viên cần sắp xếp các bài tập đã chọn thành một hệ thống, định rõ kế hoạch và phương pháp sử dụng trong tiến trình dạy học. 1.2.5.2. Sử dụng hệ thống bài tập Tùy vào từng đề tài và từng đối tượng học sinh, giáo viên cần đề ra kế hoạch sử dụng hệ thống bài tập. - Trong suốt quá trình dạy học, bài tập có thể được xen vào ở các giai đoạn khác nhau, ví dụ như: bài tập định tính hay bài tập tập dượt thường được dùng khi bắt đầu giải hệ thống bài tập. Sau đó học sinh mới giải những bài tập tính toán, bài tập đồ thị... có nội dung phức tạp hơn. Để kết thúc việc giải hệ thống bài tập, giáo viên có thể sử dụng các bài tập tính toán tổng hợp, các bài tập sáng tạo. - Hệ thống bài tập phải phù hợp với từng đối tượng học sinh: học sinh trung bình chỉ cần giải những bài tập ở mức độ biết và vận dụng, còn với những học sinh khá giỏi thì nên làm những bài ở mức độ cao hơn để phát huy tính chủ động sáng tạo, phát triển khả năng tư duy, logic. 1.3. Kết luận chương 1 Chúng tôi vừa trình bày phần cơ sở lý luận của đề tài luận văn. Những vấn đề được trình bày ở trên được tóm tắt thành những ý chính như sau:  Hoạt động nhận thức là hình thức học tập trong học vật lý giúp cho học sinh có thể đạt được nhiều mục đích tích cực. Chính vì thế mà tổ chức hoạt động nhận thức trở thành định hướng rõ nét trong công cuộc cải cách giáo dục của nước ta hiện nay, áp dụng cho tất cả các môn học, trong đó có môn vật lý. Học sinh là chủ thể của hoạt động học. Giáo viên là người tổ chức, chỉ đạo, uốn nắn, tạo những tình huống học tập trong đó xuất hiện những vấn đề cần giải quyết sao cho học sinh phát huy được tính tích cực, chủ động phù hợp với khả năng của từng học sinh.  Thông qua những hoạt động nhận thức trong học tập, học sinh sẽ thấy được những thuận lợi cũng như những khó khăn để từ đó tự sửa chữa, tự điều chỉnh và tự đánh giá để đạt được mục đích học tập là chiếm lĩnh tri thức một cách vững chắc và biến nó thành năng lực của cá nhân mình, vận dụng nó vào thực tiễn cuộc sống. Chương 2 : SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY BÀI TẬP CHƯƠNG “NHỮNG KIẾN THỨC SƠ BỘ VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ” THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ CHỦ ĐỘNG CỦA HỌC SINH. 2.1. Nội dung của chươbng “Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử” 2.1.1. Cơ cấu chương trình Chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” được phân phối 13 tiết, trong đó có 8 tiết lý thuyết và 5 tiết bài tập xen kẽ vào các tiết lý thuyết.  Nội dung của 8 tiết lý thuyết như sau : - Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử. Đơn vị khối lượng nguyên tử. - Sự phóng xạ. - Phản ứng hạt nhân. - Phản ứng hạt nhân nhân tạo. Ứng dụng của các đồng vị phóng xạ. - Hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng và khối lượng. - Độ hụt khối – Năng lượng hạt nhân. - Sự phân hạch – Nhà máy điện nguyên tử. - Phản ứng nhiệt hạch.  5 tiết bài tập được chia thành 3 chủ đề chính: - Chủ đề 1: Hiện tượng phóng xạ. - Chủ đề 2: Phản ứng hạt nhân – Năng lượng hạt nhân. - Chủ đề 3: Định luật bảo toàn năng lượng và định luật bảo toàn động lượng trong phản ứng hạt nhân. 2.1.2. Nội dung chương trình Vật lý hạt nhân lớp 12 Nội dung của Vật lý hạt nhân quan trọng cả về mặt thế giới quan (nhận thức về cấu tạo vật chất, về quan hệ giữa khối lượng và năng lượng,…) lẫn về mặt phổ biến các ứng dụng của khoa học trong sản xuất (nhà máy điện nguyên tử, đồng vị phóng xạ,…). Do đó chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” ở sách giáo khoa vật lý 12 có nội dung phong phú hơn so với chương trình cũ. Trước tiên sách giáo khoa cung cấp các kiến thức cơ bản về cấu tạo hạt nhân (nuclôn, nguyên tử số, số khối, đồng vị, đơn vị khối lượng nguyên tử), rồi chuyển sang nghiên cứu sự biến đổi tự nhiên của cấu tạo ấy, tức hiện tượng phóng xạ, cả về mặt định tính lẫn định lượng (định luật phóng xạ, chu kỳ bán rã…). Phóng xạ chỉ là một trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân nên tiếp đó học sinh được học tiếp một cách tổng quát về phản ứng hạt nhân. Trọng tâm là các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: hai định luật bảo toàn số khối và điện tích được vận dụng để lập các quy tắc dịch chuyển trong sự phóng xạ. Sau khi học sự phóng xạ là phản ứng hạt nhân tự nhiên thì sách nghiên cứu các phản ứng hạt nhân nhân tạo và giới thiệu các đồng vị phóng xạ. Phần quan trọng nhất trong Vật lý hạt nhân là năng lượng hạt nhân được bắt đầu bằng hệ thức Anhxtanh. Nắm được hệ thức Anhxtanh, học sinh được học về độ hụt khối và năng lượng hạt nhân. Năng lượng này tỏa ra trong hai loại phản ứng hạt nhân: sự phân hạch các hạt nhân nặng và sự kết hợp các hạt nhân nhẹ. Hai tiết cuối của chương dành cho nghiên cứu sự phân hạch, nhà máy điện nguyên tử và sự kết hợp các hạt nhân nhẹ (phản ứng nhiệt hạch). 2.1.3. Kiến thức trọng tâm chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” Bài 1: CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ. ĐƠN VỊ KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ Bài này giới thiệu những kiến thức cơ bản về cấu tạo hạt nhân. Học sinh cần nắm vững ý nghĩa các thuật ngữ: - nuclôn - nguyên tử số - số khối, đồng vị - đơn vị khối lượng nguyên tử - nguyên tử lượng. Ngoài ra học sinh còn phải viết được kí hiệu của một hạt nhân. Bài 2: SỰ PHÓNG XẠ Học sinh phải nắm được các loại phóng xạ và định luật phóng xạ, giải được các bài tập đơn giản về tính lượng chất phóng xạ. Bài 3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Bài này nghiên cứu các phản ứng hạt nhân, đặc biệt là các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân, rồi áp dụng vào sự phóng xạ để tìm ra các quy tắc dịch chuyển phóng xạ. Học sinh cần phải: - viết đúng các phương trình phản ứng hạt nhân, - tìm được hạt nhân con khi biết loại phóng xạ của hạt nhân mẹ. Bài 4: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN NHÂN TẠO - ỨNG DỤNG CỦA CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ Học sinh cần phải: - nắm được nguyên tắc hoạt động của máy gia tốc xiclôtrôn - phương pháp nguyên tử đánh dấu. Bài 5: HỆ THỨC ANHXTANH GIỮA NĂNG LƯỢNG VÀ KHỐI LƯỢNG - Học sinh được giới thiệu sơ lược thuyết tương đối hẹp của Anhxtanh - Học sinh phải nắm được các tiên đề Anhxtanh và trọng tâm là hệ thức E=mc2. Bài 6: ĐỘ HỤT KHỐI Học sinh cần hiểu: - độ hụt khối là gì? - điều kiện để một phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng - vận dụng hệ thức Anhxtanh để giải thích nguồn gốc của năng lượng hạt nhân. Bài 7: SỰ PHÂN HẠCH – NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ Bài này giải thích cơ chế của phản ứng phân hạch dây chuyền và nguyên tắc hoạt động của nhà máy điện nguyên tử. Học sinh cần phải nắm được: - phản ứng dây chuyền - hệ thống tới hạn, vượt hạn và dưới hạn là gì? Bài 8: PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH Nội dung bài này là giới thiệu phản ứng nhiệt hạch và điều kiện để thực hiện phản ứng ấy. Học sinh phải hiểu tầm quan trọng của việc điều khiển phản ứng nhiệt hạch và tại sao phản ứng lại có tên như vậy. 2.2. Thực trạng dạy học chương “Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử”ở trường THPT Để chuẩn bị cho việc soạn thảo tiến trình dạy học (cụ thể là dạy bài tập) nhằm mục đích phát huy tính tích cực và chủ động của học sinh, giúp học sinh tự mình giải quyết vấn đề bằng cách vận dụng những kiến thức đã có của mình; chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu tình hình dạy và học chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử” (năm học 2005- 2006) ở hai trường THPT: - Trường THPT Nguyễn Khuyến, Q10, TP. Hồ Chí Minh. - Trường THPT Võ Trưòng Toản, Q12, TP. Hồ Chí Minh. 2.2.1. Nội dung tìm hiểu Chúng tôi tiến hành tìm hiểu: - Tình hình giảng dạy của giáo viên: tìm hiểu các phương pháp mà giáo viên sử dụng khi dạy phần bài tập chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử”. - Tình hình học tập của học sinh: tìm hiểu những khó khăn của học sinh trong quá trình học tập ở trường, ở nhà, cách tổ chức làm việc nhóm,… 2.2.2. Phương pháp tìm hiểu - Xin phép Ban giám hiệu nhà trường. - Dự giờ, gặp gỡ và trao đổi với một số giáo viên về tình hình, phương pháp dạy bài tập chương này. - Gặp và trao đổi với học sinh lớp 12. 2.2.3. Kết quả tìm hiểu 2.2.3.1.Hoạt động dạy của Giáo viên: Phương pháp giảng dạy các giờ bài tập của giáo viên chủ yếu là hướng dẫn cho học sinh những bài tập mẫu, sau đó học sinh theo cách giải chung đó để làm những bài tập tương tự một cách thụ động, máy móc. Giáo viên áp dụng phương pháp này là do những nguyên nhân sau: - Chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” là chương cuối cùng của chương trình học kỳ II, khối lượng kiến thức nhiều và khó nhưng thời lượng dành cho chương này không nhiều (8 tiết lý thuyết và 5 tiết bài tập). Giáo viên bị hạn chế về thời gian do phải gấp rút hoàn thành chương trình để chuẩn bị thi học kỳ 2 và thi tốt nghiệp và ở những năm học trước, nội dung thi không chú trọng nhiều đến kiến thức của chương này. Do đó, một số trường chỉ dạy kỹ vài bài đầu, các bài sau dạy gấp rút, bỏ bớt những phần khó - Nội dung thi (tốt nghiệp lớp 12 cũng như các kỳ thi tuyển sinh vào Đại học) ở nước ta vẫn nặng nề về phần lý thuyết và kỹ năng giải bài tập; giáo viên bị áp lực nặng nề về kết quả thi tốt nghiệp nên thường giáo viên chỉ chú ý luyện cho học sinh cách giải và học thuộc lòng sách giáo khoa. Mặc dù năm học 2006-2007 đã có những cải tiến nhưng nội dung phát huy tính tích cực và chủ động của học sinh chiếm tỉ lệ không nhiều. - Đối tượng dạy của giáo viên là học sinh, phần lớn đã quen với cách học thụ động, ít suy nghĩ để tìm ra hướng giải quyết vấn đề. 2.2.3.2.Hoạt động học của học sinh - Học sinh không có thói quen làm việc theo nhóm, ít đưa ra những ý kiến xây dựng bài; vì theo phương pháp truyền thống, học sinh phải học thuộc những kiến thức giáo viên đã dạy. - Kiến thức chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” rất trừu tượng, phần lý thuyết không có thí nghiệm minh họa nên phần bài tập càng khó khăn cho việc tiếp thu của học sinh hơn, nhất là đối với các học sinh trung bình và yếu. Do đó, trong giờ học, học sinh chủ yếu nghe thầy cô giảng bài, ghi chép cách giải những dạng bài tập thường ra đề thi và sau đó làm những bài tập tương tự. - Như đã nói ở phần trên, thời gian dành cho chương này không nhiều, giáo viên không đủ thời gian để đào sâu vấn đề, và học sinh cũng không đủ thời gian : chưa kịp hiểu sâu bài cũ đã phải học tiếp bài mới. - Vì môn Vật lý không phải là môn thi bắt buộc nên một số học sinh không tích cực hoạt động, chỉ học đối phó, đến khi công bố môn thi mới gấp rút học. 2.3. Tổ chức dạy học theo từng chủ đề cụ thể 2.3.1. Tóm tắt lý thuyết chương “Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử” b.3.1.1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử Nuclôn: Theo Rơdơpho, hạt nhân có kích thước rất nhỏ (khoảng 10-15m) nhưng nó có cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn, gọi là nuclôn. Có hai loại nuclôn:  Proton: ký hiệu p mang điện tích nguyên tố dương +e, có khối lượng mp = 1,007276u.  Nơtrôn: ký hiệu n, không mang điện, khối lượng mn = 1,008665u Trong đó u là đơn vị khối lượng nguyên tử. Khối lượng số hay số khối: Hạt nhân nguyên tử của nguyên tố Z trong bảng tuần hoàn có Z prôtôn, đúng bằng số êlectrôn quay quanh nó, khiến nguyên tử trung hòa về điện, và có N nơtrôn. Số nuclôn trong một hạt nhân là A = Z + N, được gọi là khối lượng số hay số khối.  Kí hiệu hạt nhân: AZ X b.3.1.2. Đơn vị khối lượng nguyên tử u: Đơn vị khối lượng nguyên tử u là 1/12 khối lượng một nguyên tử của đồng vị phổ biến , do đó còn gọi là đơn vị cacbon. C126 Đồng vị có 12 nuclôn nên khối lượng của nuclôn xấp xỉ bằng u. C126 u = 1,66058.10-27kg. Khối lượng proton, nơtrôn, electrôn lần lượt là: mp = 1,673.10-27kg, mn = 1,675.10-27kg, me = 9,1.10-31kg. b.3.1.3. Sự phóng xạ Hiện tượng phóng xạ: Là hiện tượng một hạt nhân tự động phóng ra những bức xạ gọi là tia phóng xạ và biến đổi (phân rã) thành hạt nhân khác. Quá trình phóng xạ của một hạt nhân hoàn toàn do các nguyên nhân bên trong hạt nhân đó gây ra và không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài. Sản phẩm của sự phóng xạ gồm:  Tia alpha (α): là chùm hạt nhân heli chuyển động với vận tốc trên 107m/s. 42 He  Tia beta (β): gồm tia và      Tia   là các hạt electron (e-)  Tia   còn gọi là electron dương hay pôzitrôn vì nó có cùng khối lượng với electron nhưng lại mang một điện tích nguyên tố dương (e+).  Tia gama (γ): là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn ( λ<10-11m), cũng là hạt phôtôn có năng lượng cao. Định luật phóng xạ: “ Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bán rã. Cứ sau mỗi chu kỳ này thì 1 2 số nguyên tử của chất ấy biến thành chất khác ”. 2 o t k NoN N e   hay 2 ot o k Nm m e   Với No, mo : lần lượt là số hạt nhân và khối lượng ban đầu. N, m : là số hạt nhân và khối lượng ở thời điểm t. K : là số chu kỳ bán rã trong khoảng thời gian t. ln 2 0,693 T T    : hằng số phóng xạ.  Độ phóng xạ: Độ phóng xạ H của một chất đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu, đo bằng số phân rã trong một giây. ln 2ln 2( ) ( ) . t tT o dNH t N t e H e dt T        Với ln 2oH T  oN : độ phóng xạ ban đầu. Đơn vị là Becqueren (Bq) : là phân rã trong 1 giây. Đơn vị Curi (Ci): 1Ci = 3,7.1010Bq b.3.1.4. Các quy tắc dịch chuyển của phóng xạ Áp dụng các định luật bảo toàn số nuclon và bảo toàn điện tích và quá trình phóng xạ ta thu được các quy tắc dịch chuyển sau: Phóng xạ α : 4 4 2 2 A A Z ZX He X    Phóng xạ :   0 1 1 A A Z ZX e X     Thực chất của phóng xạ là trong hạt nhân, 1 nơtron (n) biến thành 1 proton (p) cộng với 1 electron (e-) và phản neutrino (γ)   n→ p + e + γ (Neutrino là trung hòa về điện tích và có khối lượng bé không đáng kể, được coi là bằng 0, chuyển động với vận tốc ánh sáng). Phóng xạ :   0 1 1 A A Z ZX e Y     Thực chất của phóng xạ là sự biến đổi của proton (p) thành nơtron (n) cùng với 1 prositron (e) và 1 neutrino (γ)   Phóng xạ γ : Phóng xạ photon có năng lượng : hf = E2 – E1 (E2>E1) Photon (γ) có A=0, Z=0, nên khi phóng xạ γ, không có biến đổi hạt nhân của nguyên tố này thành hạt nhân của nguyên tố kia ; mà chỉ có giảm năng lượng của hạt nhân đó một lượng bằng hf. b.3.1.5. Phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa hai hạt nhân, dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác. Phương trình phản ứng: A + B → C + D  Trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân là sự phóng xạ, khi đó phương trình sẽ là: A → B + C A: hạt nhân mẹ B: hạt nhân con C: hạt α hoặc β b.3.1.6. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân Định luật bảo toàn số nuclon (số khối A): Trong phản ứng hạt nhân, proton có thể chuyển thành notron và ngược lại nhưng tổng số nuclon trước và sau phản ứng đều bằng nhau. Định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z): Tổng điện tích của các hạt ở hai vế của phương trình phản ứng hạt nhân luôn bằng nhau. Do đó nếu có phản ứng: 1 2 3 41 2 3 4A AAZ Z Z ZAA B C   D Thì : A1 + A2 = A3 + A4 Z1 + Z2 = Z3 + Z4 Định luật bảo toàn năng lượng và bảo toàn động lượng: Trong phản ứng hạt nhân, năng lượng và động lượng được bảo toàn.  Lưu ý: không có định luật bảo toàn khối lượng của hệ. b.3.1.7. Hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng và khối lượng E = m.c2 c: vận tốc ánh sáng trong chân không (c = 3.108m/s) b.3.1.8. Độ hụt khối – Năng lượng liên kết Độ hụt khối: Giả sử Z proton và N notron ban đầu chưa liên kết với nhau và đứng yên có tổng khối lượng là : mo = Zmp + Nmn (mp và mn là khối lượng của proton và notron). Khi chúng liên kết với nhau thành một hạt nhân có khối lượng m thì: m<mo. Hiệu Δm = mo – m = Zmp + Nmn – m gọi là độ hụt khối. Vậy độ hụt khối là độ giảm khối lượng của một hạt nhân (m) so với khối lượng mo của Z proton và N nơtron riêng rẽ tạo thành hạt nhân đó. Năng lượng liên kết: - Theo hệ thức Anhxtanh, năng lượng nghỉ của các nuclon riêng rẽ Eo=moc2>E. Vậy khi các nuclon liên kết lại thành một hạt thì có năng lượng: ΔE = Eo – E = (mo – m)c2 được tỏa ra dưới dạng động năng của hạt nhân và năng lượng của bức xạ γ. - Sự hụt khối dẫn đến sự tỏa năng lượng khi hình thành hạt nhân và hoàn toàn tự nhiên bởi vì khi muốn phá vỡ một hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ, ta phải tốn năng lượng để thắng lực liên kết hạt nhân. Vì vậy, năng lượng ΔE = (mo – m)c2 gọi là năng lượng liên kết hạt nhân. Năng lượng liên kết riêng : ΔEr = E A  càng lớn, hạt nhân càng bền vững. b.3.1.9. Năng lượng của phản ứng hạt nhân ΔE = (Mo – M)c2 Trong đó: Mo là tổng khối lượng (nghỉ) của các hạt nhân ban đầu trước phản ứng (Mo = mA + mB); M là khối lượng (nghỉ) của các hạt sản phẩm (M = mC + mD). - Mo >M: phản ứng tỏa năng lượng. Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch là các phản ứng tỏa năng lượng. - Mo <M: phản ứng thu năng lượng. Phản ứng thu năng lượng không thể tự nó xảy ra mà phải cung cấp năng lượng cho các hạt A và B. 2.3.2. Ý đồ soạn thảo chung cho cả chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” Dựa vào lý luận dạy học và những kết luận khi tìm hiểu tình hình dạy và học cụ thể ở 2 trường nêu trên, chúng tôi thấy muốn cho học sinh nắm vững kiến thức, phát huy tính tích cực và chủ động của học sinh cần phải:  Học sinh lĩnh hội kiến thức bằng cách giải quyết những vấn đề đặt ra, thông qua sự hướng dẫn của giáo viên.  Phát huy tối đa tính tích cực, chủ động của học sinh trong hoạt động học, học sinh được nêu ý kiến của mình và cùng các bạn trong nhóm thảo luận việc lựa chọn cách thức giải bài tập và trình bày trước lớp. Đây cũng cách để học sinh tự kiểm tra đánh giá và tự hoàn chỉnh. Từ những lý do này, chúng tôi biên soạn tiến trình dạy học trên cơ sở:  Vốn kiến thức, kinh nghiệm sẵn có và trình độ tư duy của học sinh.  Mục đích cần đạt được sau khi dạy học.  Hệ thống bài tập đi từ dễ đến khó, số lượng bài tập phù hợp với thời gian quy định của chương trình. 2.3.3. Hệ thống bài tập CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ 1. HỆ THỐNG BÀI TẬP:  Bài tập trắc nghiệm: Bài 1: Khi phóng xạ α, hạt nhân nguyên tử sẽ thay đổi như thế nào? a. Số khối giảm 2, số proton giảm 2 b. Số khối giảm 2, số proton giữ nguyên c. Số khối giảm 4, số proton giữ nguyên d. Số khối giảm 4, số proton giảm 2 Bài 2: Khi một hạt nhân nguyên tử phóng xạ lần lượt một tia α rồi một tia   thì hạt nhân nguyên tử sẽ biến đổi như thế nào? e. Số khối giảm 4, số proton giảm 2 f. Số khối giảm 4, số proton giảm 1 g. Số khối giảm 4, số proton tăng 1 h. Số khối giảm 2, số proton giảm 1 Bài 3: Một nguồn phóng xạ có chu kỳ bán rã T và tại thời điểm ban đầu có No hạt nhân. Sau khoảng thời gian T/2, T, 2T và 3T, số hạt nhân còn lại lần lượt bao nhiêu? Chọn đáp án ĐÚNG: a. , , 2 4 9 o o oN N N b. , , 4 82 o o oN N N c. , , 2 42 o o oN N N d. , , 2 6 16 o o oN N N Bài 4: Biết chu kỳ bán rã của 22683 Ra là 1622 năm. Độ phóng xạ của 1 gam 22683 Ra có thể là? a. H = 976Ci b. H = 9,76Ci c. H = 97,6Ci d. H = 0,976Ci Bài 5: Có 1kg chất phóng xạ có chu kỳ bán rã T = 16/3 (năm). Sau khi phân rã biến thành . Thời gian cần thiết để có 984,375g chất phóng xạ bị phân rã là : 60 27Co 60 27Co 60 28 Ni a. 4 năm b. 16 năm c. 32 năm d. 64 năm Bài 6: Đồng vị có chu kỳ bán rã T = 15h, 2411 là chất phóng xạ 2411 Na Na   và tạo thành đồng vị của magiê. Mẫu có khối lượng ban đầu mo = 24g. Độ phóng xạ ban đầu của bằng: 24 11 Na 24 11 Na a. 7,73.1018Bq b. 2,78.1022Bq c. 1,67.1024Bq d. 3,22.1017Bq Bài 7: phân rã thành với chu kỳ bán rã T = 4,47.109năm. Một khối đá được phát hiện có chứa 46,97mg và 2,135mg . Giả sử khối đá lúc mới hình thành không chứa nguyên tố chì và tất cả lượng chì lúc đó đều là sản phẩm phân rã của . Hiện tại tỉ lệ giữa số nguyên tử và là bao nhiêu? 238U 206Pb 8U 206 23 U 206Pb 238U 238 Pb a. NU/NPb = 19 b. NU/NPb = 20 c. NU/NPb = 21 d. NU/NPb = 22 Bài 8: Trong một mẫu quặng Urani người ta tìm thấy có mẫu chì cùng với . Hãy xác định tuổi của quặng, biết rằng tỉ lệ tìm thấy chì và là cứ 10 nguyên tử Urani thì có 2 nguyên tử chì (cho chu kỳ bán rã T = 4,5.109 năm). 206Pb 238U 206Pb 238U a. t = 1,8.109 năm b. t = 18.109 năm c. t = 1,8.108 năm d. t = 18.108 năm Bài 9: Radon 22286 Rn là chất phóng xạ với chu kỳ bán rã t = 3,8 ngày-đêm (24h). Giả sử tại thời điểm ban đầu có 2,00gam Rn nguyên chất. Hãy tính độ phóng xạ của lượng 22286 Rn nói trên sau thời gian t = 1,5T (theo đơn vị Bq và Ci) a. H = 4,05.1010Bq = 1,10Ci b. H = 4,05.1015Bq = 1,10.106Ci c. H = 4,05.1021Bq = 1,10.1011Ci d. H = 4,05.1015Bq = 1,10.105Ci Bài 10: Một chất phóng xạ phát ra tia α, cứ một hạt nhân bị phân rã cho một hạt α. Trong thời gian 1 phút đầu chất phóng xạ phát ra 360 hạt α, nhưng 6 giờ sau, kể từ lúc bắt đầu đo lần thứ nhất, trong 1 phút chất phóng xạ chỉ phát ra 45 hạt α. Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này là: a. 1 giờ b. 2 giờ c. 3 giờ d. 4 giờ  Bài tập tự luận: Bài 11: Khối lượng ban đầu của đồng vị phóng xạ natri là 0,248mg. Chu kỳ bán rã của chất này là T = 62s. Tính độ phóng xạ ban đầu và độ phóng xạ sau đó 10 phút? Bài 12: Côban phóng xạ được sử dụng rộng rãi trong y học và kỹ thuật vì nó phát xạ tia γ và có thời gian bán rã T = 5,7 năm. Để độ phóng xạ Ho của nó giảm xuống e lần (e là cơ số loga tự nhiên ln) thì cần khoảng thời gian là bao nhiêu? 60 27Co Bài 13: Tuổi của Trái đất khoảng 5.109 năm. Giả thiết ngay từ khi Trái đất hình thành, đã có chất urani. Nếu ban đầu có 2,72kg chất urani thì đến nay còn bao nhiêu? (chu kỳ bán rã T(U) = 4,5.109 năm) Bài 14: Poloni là chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 138 ngày. Khối lượng ban đầu là 10g. Tính : 210 84 Po a. Số nguyên tử Po ban đầu. b. Số nguyên tử còn lại sau 207 ngày. c. Độ phóng xạ của lượng Poloni nói trên sau 207 ngày. Bài 15: Chu kỳ bán rã là 138 ngày đêm. Khi phóng xạ tia α , poloni biến thành chì. 21084 Po a. Xác định có bao nhiêu nguyên tử poloni bị phân rã sau 276 ngày trong 42mg 210 84 Po . b. Tìm khối lượng chì được tạo thành trong thời gian trên. Bài 16: Xác định chu kỳ bán rã của triti biết rằng số nguyên tử của đồng vị ấy cứ 5,11 năm giảm 25%. Bài 17: Tính tuổi của một tượng bằng gỗ, biết rằng độ phóng xạ   của nó bằng 0,77 lần độ phóng xạ của một khúc gỗ có cùng khối lượng vừa mới chặt. Biết rằng cacbon 14C ng cây sống luôn luôn được bổ sung sau khi phân rã, còn ở cây bị chặt 14C m dần do phân rã và có chu kỳ bán rã là T = 5600 năm. tro giả Bài 18: Các phép đo độ phóng xạ của một mẫu thực hiện cứ 5 phút cho kết quả sau: 5524Cr t (phút) 0 5 10 15 Độ phóng xạ H(mCi) 19,2 7,13 2,65 0,99 a. Tính chu kỳ bán rã của 5524Cr ? b. Vẽ đồ thị đường biểu diễn của độ phóng xạ theo thời gian. Từ đó có thể rút ra được kết luận gì? Bài 19: Chu kỳ bán rã của đồng vị phóng xạ là 18h. Hỏi sau 1h thì số nguyên tử của đồng vị ấy đã giảm bao nhiêu phần trăm? Lấy ≈ 0,962. 55Co 0,0385e Bài 20: Chu kỳ bán rã của là 4,5.109 năm, của là 7,13.108 năm. Hiện nay trong quặng Urani thiên nhiên có lẫn và theo tỉ lệ số nguyên tử là 140:1. Giả thiết ở thời điểm tạo thành trái đất tỉ lệ trên là 1:1, hãy tính tuổi của trái đất. 238U 23 235U 8U 235U  Bài tập tự giải: Bài 21: Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 138 ngày đêm, khối lượng ban đầu là 200g. Sau 276 ngày đêm, khối lượng chất phóng xạ bị phân rã là : a. 150g b. 50g c. 1,45g d. 0,725g Bài 22: Một mẫu phóng xạ có chu kỳ bán rã là T. Sau một khoảng thời gian t = nλ-1 kể từ thời điểm ban đầu thì khối lượng mẫu chất phóng xạ còn lại là : a. (0,693n)% so với khối lượng ban đầu. b. (0,693)n % so với khối lượng ban đầu. c. (0,368n)% so với khối lượng ban đầu. d. (0,368)n % so với khối lượng ban đầu. Bài 23: Một khối chất phóng xạ 13153 I sau 24 ngày thì độ phóng xạ giảm bớt 87,5%. Tính chu kỳ bán rã của 13153 I : a. 8 ngày b. 16 ngày c. 24 ngày hóng xạ sau thời gian t1 = 4,83 giờ có n1 nguyên tử bị phân rã, sau thời ử bị phân rã, với n2 = 1,8n1. Xác định chu kỳ bán rã của chất iờ m chứa 103 nguyên tử của một nguyên tố phóng xạ X có chu kỳ bán rã T. ian t=T/2, trong ống nghiệm còn bao nhiêu nguyên tử X? ài tập trắc nghiệm, giúp học sinh quen dần với dạng bài tập lẫn định lượng. nuclon, bảo toàn điện tích và quá trình phóng . iểm tra về mức độ hiểu và vận dụng kết hợp các kiến thức đã học. Các bài tập này d. 32 ngày Bài 24: Một chất p gian t2 = 2t1 có n2 nguyên t phóng xạ này: a. 8,7 giờ b. 9,7 g c. 15 giờ d. 18 giờ Bài 25: Ống nghiệ Sau khoảng thời g a. ≈ 750 nguyên tử X b. ≈ 500 nguyên tử X c. ≈ 250 nguyên tử X d. ≈ 100 nguyên tử X 2. MỨC ĐỘ VẬN DỤNG:  Bài 1 đến bài 10: là phần b này, vừa có bài tập định tính Bài 1, 2: Đây là bài tập đơn giản nhằm để củng cố lý thuyết về các quy tắc dịch chuyển của phóng xạ (áp dụng các định luật bảo toàn số xạ). Bài 3, 4: Kiểm tra mức độ hiểu và vận dụng của học sinh, học sinh trung bình có thể làm được Bài 5, 6, 7, 8: Các dạng bài tập phổ biến của chủ đề “ Hiện tượng phóng xạ ”. Học sinh sẽ được k dành cho học sinh ở mức độ trung bình và khá, qua các bài tập này học sinh sẽ được luyện tập để nắm vững cách giải chung và chọn câu trả lời đúng nhất. Bài 9, 10: Bài tập tương đối khó, dùng để rèn luyện kỹ năng phân tích và rèn luyện tư duy cho học sinh.  Bài 11 đến bài 20: Các dạng bài tập của chủ đề “ Hiện tượng phóng xạ ” Bài 11, 12, 13: Thuộc dạng xác định độ phóng xạ H và áp dụng định luật phóng xạ, dùng để được. Tuy nhiên mức độ ở bài 15 cao hơn, ểm tra về mức độ hiểu và vận dụng kiến thức vật lý và toán học. tập đối với chủ đề này. ÀI TẬP: Trước khi tiến hành hoạt động giải bài tập (ở tiết luyện tập theo phân phối chương ức liên quan đến hiện tượng phóng xạ N = Noe-λt = No.2-t/T N l iểm t. kiểm tra mức độ hiểu và vận dụng của học sinh. Bài 14, 15: Thuộc dạng tính khối lượng đã bị phóng xạ. Đây là bài tập đơn giản nhằm để củng cố lý thuyết, học sinh trung bình có thể làm học sinh khá làm và sau đó hướng dẫn để mọi đối tượng trong lớp theo dõi. Bài 16, 17: Thuộc dạng xác định chu kỳ phóng xạ và tuổi của mẫu vật. Hai bài này thuộc loại dễ, có thể áp dụng sau khi học lý thuyết. Bài 18: Bài này giúp học sinh làm quen với dạng bài tập đồ thị, rèn kỹ năng phân tích và tư duy cho học sinh. Bài 19: Bài này thuộc dạng tính phần trăm số nguyên tử bị phóng xạ, ở mức độ cho học sinh khá. Học sinh được ki Bài 20: Đây là bài tính tuổi trái đất (bài toán ngược của bài 13) và tương đối khó, dành cho học sinh khá giỏi.  Bài 21 đến bài 25: bài tập về nhà cho học sinh, giúp học sinh luyện tập thêm để nắm vững cách giải bài 3. HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI B trình), giáo viên cho học sinh nhắc lại những kiến th như:  Số hạt nhân còn lại sau thời gian t: Với No, là số hạt nhân ban đầu. à số hạt nhân ở thời đ ln 2 0,693   : hằng số phóng T T xạ.  Số hạt nhân bị phân rã trong thời gian t: ΔN = No – N  Độ phóng xạ H: ln 2ln 2( ) ( )dNH t N t . t tT oe H e dt T        Với ln 2o oH N T  : độ phóng xạ ban đầu. vị là Becqu ng 1 giây. 3 rắc nghiệm dần với cách thức làm bài mới khi thi tốt n độ biết của học sinh về các quy c và thế số để tính toán. Như vậy mục ho học sinh thời gian khoảng 5 phút để tự làm, sao đó cho học sinh xung p dụng công thức nào để xác định số hạt nhân còn lại ? inh lên bảng áp dụng công thức trên và lần lượt thay t bằng T/2, 2T và 3T ọn đáp án (b). h viết công thức tính độ phóng xạ và thế số vào công thức. Đơn eren (Bq) : là phân rã tro Đơn vị Curi (Ci): 1Ci = 3,7.1010Bq .1 . Bài 1 đến bài 10: Dạng bài tập t 10 bài tập dạng trắc nghiệm giúp học sinh quen ghiệp và thi tuyển sinh vào các trường chuyên nghiệp. Bài 1, 2: Dạng trắc nghiệm lý thuyết nhằm kiểm tra mức luật phóng xạ. Học sinh dễ dàng làm được sau khi giáo viên đã củng cố kiến thức lý thuyết ở đầu tiết học: học sinh sẽ chọn câu (b) ở cả hai bài. Bài 3, 4: Hai bài này chỉ đơn thuần áp dụng công thứ đích giáo viên đưa ra hai bài tập này là để kiểm tra mức độ hiểu và vận dụng của học sinh. Học sinh trung bình có thể làm được, do đó sẽ khuyến khích học sinh tham gia vào hoạt động giải bài tập. Giáo viên c phong chọn trả lời phương án trả lời đúng kèm theo lập luận của mình. Nếu như trong lớp có nhiều học sinh không nhất trí với phương án đã đưa ra, khi đó giáo viên sẽ cho học sinh lên bảng giải:  Bài 3: GV: Các em sẽ á HS: N = No.2-t/T GV: Cho 1 học s vào công thức  Ta sẽ ch  Bài 4: GV: Cho học sin HS: Độ phóng xạ của 1g 22683 Ra là: ln Ao o NH N  2 . m T M  23 4 0,693.1.6,02.10 ( ) 0,976 1622.365.8,64.10 .226 Ho Bq Ci   Ta chọn đáp án (b) Bài 5, 6, 7, 8: Các dạng bài tập phổ biến của chủ đề “ Hiện tượng phóng xạ ”. Học sinh sẽ được kiểm tra về mức độ hiểu và vận dụng kết hợp các kiến thức đã học. Các bài tập này dành cho học sinh ở mức độ trung bình và khá. Như vậy để học sinh có hứng thú hơn trong học tập, giáo viên nên cho học sinh làm việc theo nhóm : - Giáo viên nêu vấn đề cho từng bài - Giáo viên tổ chức nhóm (vừa có học sinh trung bình lẫn khá, giỏi), giao nhiệm vụ. - Các nhóm phân công công việc từng cá nhân và thảo luận chung, sau đó cử đại diện trình bày kết quả trước lớp. Vì thời gian 1 tiết học có giới hạn, giáo viên có thể phân công 4 nhóm: mỗi nhóm giải một bài và đại diện từng nhóm lên bảng giải cùng một lúc, giáo viên và các bạn khác theo dõi và góp ý kiến.  Bài 5: Tính thời gian cần thiết để có 984,375g chất phóng xạ bị phân rã. Áp dụng: Δm = mo – m = mo(1 – e-λt) = mo(1 – 1 2 t T )  984,375 = 1000(1 – 1 2 t T ) t = 32 năm  chọn phương án (c)  Bài 6: Tính độ phóng xạ ban đầu của 2411 Na ? Áp dụng: NMg = ΔNNa = No – N = No(1 – e-λt) = 78 AmN A  mMg = . 78 Mg Mg o A N A m N  = 7(g)  chọn phương án (b)  Bài 7: Tỉ lệ giữa số nguyên tử 238U và 206Pb là bao nhiêu? Theo đề bài: mU = 46,97mg; mPb = 2,135mg Ta có: No = NA.(mU/238) và NPb = NA.(mPb/206) Vậy: 206. 1 238 U U Pb Pb N m N m   9 e  chọn phương án (a)  Bài 8: Đây là dạng bài toán xác định tuổi của quặng. GV: cho học sinh viết phương trình phân rã phóng xạ hạt nhân Urani: (để nhắc lạt lý thuyết) 238 206 4 092 82 2 18 6U Pb He    Và cho HS viết công thức tính số hạt nhân bị phân rã: N = Noe-λt  ΔN = No – N = No(1 – e-λt)  9 91 4,4.10 2ln( 1) ln( 1) 1,8.10 ln 2 0,693 10 t t N e T Nt N e N              (năm)  chọn phương án (a) Bài 9, 10: Bài này đòi hỏi học sinh phải có sự suy luận, kết hợp các công thức đã học và hiểu lý thuyết một cách đầy đủ. Giáo viên hướng dẫn cho học sinh nắm được vấn đề và tự giải bài toán. Giáo viên có thể đề nghị một học sinh khá, giỏi lên bảng hướng dẫn cho các bạn giải.  Bài 9: Tính độ phóng xạ của lượng 22286 Rn nói trên sau thời gian t = 1,5T (theo đơn vị Bq và Ci) GV: Cho học sinh nêu công thức tính độ phóng xạ HS : Nêu công thức tính độ phóng xạ H ln 2ln 2( ) ( ) . t tT o dNH t N t e H e dt T        (1) GV : Như vậy theo các dữ liệu đề bài, ta muốn tính H(t) thì phải tính đại lượng nào? Bằng cách nào? HS: Ta phải tính N(t) = Noe-λt , với t = 1,5T và ln 2 0,693T T    N(t) ≈ 1,91.1021 nguyên tử Thay vào (1), ta sẽ tính được H(t) theo hai đơn vị là Bq và Ci.  chọn phương án (d)  Bài 10: Tính chu kỳ bán rã của chất phóng xạ? GV: Bài này tương tự bài 8, vậy các em hãy viết công thức tính số hạt nhân bị phân rã trong 1 phút và sau 6 giờ. HS :  t = 1 phút : ΔN = 360 = No – N = No(1 – e-λt) (1)  t = 6 giờ : ΔN’ = 45 = N’o – N’= N’o(1 – e-λt) (2) GV : Làm thế nào để làm xuất hiện chu kỳ bán rã T? HS : Lấy (1) chia (2) 380 8 2 45 ' t o T o N t N T      3 T = 2h  chọn phương án (b) 3.2 . Bài 11 đến bài 20: Những bài này thuộc dạng bài tập tự luận, giáo viên nên cho học sinh tóm tắt đề bài trước khi làm. Điều này giúp học sinh có thể dự đoán được mối liên hệ giữa các dữ kiện đề bài cho. Bài 11, 12, 13, 16: Dùng để kiểm tra mức độ hiểu và vận dụng của học sinh định luật phóng xạ, công thức tính độ phóng xạ H, cũng như cách trình bày logic. Công thức tính H đã được học sinh làm quen với các bài tập ở phần trắc nghiệm, nên giáo viên sẽ cho hai học sinh xung phong lên trình bày cách giải (ưu tiên học sinh trung bình để giúp các em chủ động hơn trong học tập). Đối với hai bài này giáo viên không cần phải đưa ra những câu hỏi định hướng cho học sinh.  Bài 11: Tính độ phóng xạ ban đầu và độ phóng xạ sau đó 10 phút. Độ phóng xạ H = λ Noe-λt = Hoe-λt Số nguyên tử ban đầu có trong khối lượng mo của khối chất phóng xạ là: No = mo.NA/A  Ho = λ No = 0,693. mo.( NA/A.T) Ho = 0,667.1017Bq = 1,8.108Ci Tính H = Hoe-λt = 1,8.105Ci  Bài 12: Độ phóng xạ H sau thời gian t: H = Hoe-λt = Ho ln 2t Te  Từ điều kiện bài toán ta có: .0,693t o TH e e H    t = T/0,693 = 8,22 năm  Bài 13: Theo định luật phóng xạ: m = moe-λt; với 9 9ln 2 0,693 0,693 5.104,5.10T T    Thế số vào ta được m=1,26g.  Bài 16: Ta có: ln 2ln ln t oo o N Ne t T NN N N       t = 12,3 năm Bài 14, 15: Hai bài này cùng một dạng, bài 15 mở rộng kiến thức hơn. Các câu hỏi gợi mở ở bài 14 sẽ giúp học sinh tự tìm được hướng giải quyết ở bài 15.  Bài 14: GV: Thông báo cho học sinh là có thể lấy số khối 210 làm khối lượng mol của Pôlôni tức : M = 21og/mol. Tiếp theo yêu cầu học sinh nêu công thức tính số mol có ban đầu và từ đó suy ra No. HS: oo mn M   No =no.NA = 2,87.1022 nguyên tử. GV: Cho học sinh nhắc lại công thức tính số nguyên tử sau thòi gian t và tính. HS: N(t) = Noe-λt = 1,02. 1022 nguyên tử GV: Công thức tính độ phóng xạ các em đã sử dụng trong nhiều bài, một em hãy lên bảng và tính độ phóng xạ H HS: H(t) = λN(t) = (0,693/T).N(t) = 5,9.1014Bq = 1,595.104Ci.  Bài 15: Học sinh sẽ làm việc theo nhóm: thảo luận để tìm hướng giải bài toán. Các em sẽ suy luận được: muốn xác định có bao nhiêu nguyên tử Pôlôni bị phân rã sau 276 ngày thì trước tiên cần phải xác định số nguyên tử Pôlôni ban đầu và số nguyên tử Pôlôni còn lại sau hai chu kỳ bán rã (do phóng xạ α). Sau đó sẽ tìm được ΔN = No – N = 9,03.1019. Bài 17: Dạng xác định tuổi của cổ vật. Tuy đề bài có vẻ lạ đối với học sinh nhưng qua hướng dẫn gợi mở của giáo viên, các em sẽ dễ dàng nắm được vấn đề. Thông qua bài này, các em sẽ được mở rộng kiến thức, biết được ứng dụng của vật lý hạt nhân trong đời sống, tạo hứng thú trong học tập. GV: Cho học sinh nhắc lại công thức tính độ phóng xạ, dùng dữ liệu đề bài thế vào công thức sẽ tính được tuổi của cổ vật. HS : H = 0,77H0 2112 693,0 77,0ln5600 693,0)ln( 0 0 0       t t T t H H e H H eHH t t    Bài 18: Dạng bài tập đồ thị, học sinh phải vẽ đồ thị để mô tả quá trình diễn biến của hiện tượng thông qua các dữ kiện của bài toán. Loại bài tập này giúp khả năng phân tích, tổng hợp và tư duy của học sinh phát triển. Giáo viên cho học sinh làm việc theo nhóm, ở câu (a) và phần vẽ đồ thị học sinh trung bình có thể tự làm, nhưng đến phần kết luận đòi hỏi các em phải có kiến thức tổng quát hơn về vật lý lẫn toán học. Học sinh khá, giỏi sẽ giúp các em trong nhóm tìm ra mối liên hệ giữa H và t ( H giảm theo hàm số mũ đối với t). Bài 19, 20: Đây là bài toán ngược của bài 16 và 13. Bài này giúp các em ở trình độ trung bình có thể hiểu rõ hơn vấn đề, nâng cao khả năng tư duy của các em. Tuy nhiên, lúc ban đầu khi tiếp xúc với loại bài này các em cũng sẽ gặp khó khăn. Do đó, giáo viên nên cho một học sinh khá, giỏi hướng dẫn cho cả lớp trước một bài mẫu dưới sự giúp đỡ (khi cần thiết) của giáo viên.  Bài 19: Ta có : ΔN = No – N  1o o o N N N N N N     oN Với : N = Noe-λt  t o N e N   1 t o N e N    . Thay số vào ta được: 3,8% o N N    Bài 20: Tương tự như cách làm của bài 13, học sinh sẽ tính được t ≈ 6,03.109 năm 3.3 Bài 21 đến bài 25: Bài tập về nhà cho học sinh, giúp học sinh luyện tập thêm để nắm vững cách giải bài tập đối với chủ đề này. Một số trường học 2 buổi/ngày sẽ có thêm giờ luyện tập, học sinh sẽ giải những bài này tại lớp (cá nhân hoặc theo tổ, nhóm). Giáo viên sẽ cho các em đáp số để các em có thể đối chiếu khi làm xong bài. Bài 21: 150g Bài 22: (0,368)n% so với khối lượng ban đầu Bài 23: T = 8 ngày Bài 24: T = 15 giờ Bài 25: ≈ 250 nguyên tử X CHỦ ĐỀ 2: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN – NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN 1. HỆ THỐNG BÀI TẬP:  Bài tập trắc nghiệm: Bài 1: Ông bà Joliot-Curi đã dùng hạt nhân α bắn phá nhôm . Phản ứng tạo ra một hạt nhân X và một nơtron. Hạt nhân X tự động phóng xạ và biến thành hạt nhân . Kết luận nào sau đây là đúng? 27 13 Al 30 14 Si a. X là 3015 P : đồng vị phóng xạ nhân tạo và tia phóng xạ do nó phát ra là tia   . b. X là 3215 P : đồng vị phóng xạ nhân tạo và tia phóng xạ do nó phát ra là tia   . c. X là 3015 P : đồng vị phóng xạ tự nhiên và tia phóng xạ do nó phát ra là tia   . d. X là 3215 P : đồng vị phóng xạ tự nhiên và tia phóng xạ do nó phát ra là tia   . Bài 2: Phương trình phản ứng hạt nhân nào dưới đây là không đúng? a. 1 7 4 41 3 2 2H Li He H   e b. 238 144 97 194 54 40 02Pu Xe Zn n    c. 11 1 8 45 1 4 2B H Be H   e d. 4 27 8 42 13 4 2He Al Be He   Bài 3 Hãy cho biết x và y là các nguyên tố gì trong các phương trình phản ứng hạt nhân sau đây: 9 4 19 16 9 8 Be x n p F O       y a. x: 146C ; y: 1H 1 b. x: 146C ; y: 73 Li c. x: 146C ; y: 42 He d. x: 105 B ; y: 73 Li Bài 4: Urani 238 phân rã thành radi rồi tiếp tục cho đến khi hạt nhân con là đồng vị bền chì . Hỏi 23 biến thành 206 sau bao nhiêu phóng xạ α và β? 20682 Pb 892U 82 Pb a. 8α và 6 β b. 6α và 8 β c. 8α và 8 β d. 6α và 6 β Bài 5: Cho khối lượng proton là mp =1,0073u; khối lượng nơtrôn là mn=1,0087u; mα = 4,0015u. Năng lượng liên kết riêng của là: 42 He a. ≈ 28,4MeV b. ≈ 7,1 MeV c. ≈ 25g d. ≈ 6,25g Bài 6: Xét phản ứng xảy ra khi bắn phá hạt nhân nhôm bằng các hạt α: 27 3013 15Al P n   Biết mAl = 26,974u; mn=1,0087u; mα = 4,0015u. Tính năng lượng tối thiểu của hạt α để phản ứng xảy ra. Bỏ qua động năng các hạt sinh ra. a. 5MeV b. 4MeV c. 3MeV d. 2MeV Bài 7: Bắn phá hạt nhân 14 đứng yên bằng một hạt nhân α thu được hạt prôton và một hạt nhân oxy. Cho mN = 13,9992u. Khẳng định nào sau đây liên quan đến phản ứng hạt nhân là đúng? 7 N a. Thu 1,39.10-6MeV năng lượng b. Tỏa 1,21MeV năng lượng c. Thu 1,21MeV năng lượng d. Tỏa 1,39.10-6MeV năng lượng Bài 8: Hạt nhân α bắn vào hạt nhân 94 Be đứng yên và gây ra phản ứng: 9 4 1 124 2 0 6Be He n C   Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng (tính ta MeV)? Cho mBe=9.0122u ; mα = 4,0015u ; mC = 12,0000u ; mn = 1,0087u ; u = 932MeV/c2 a. Thu 4,66MeV b. Tỏa 4,66MeV c. Thu 2,33MeV d. Tỏa 2,33MeV Bài 9: Cho phản ứng hạt nhân: . Biết mn=1,0087u; mα=4,0015u, mT=3,016u; 1u = 931MeV/ c2. Khối lượng của hạt nhân Li có giá trị bằng: 1 6 0 3 4,8n Li T MeV    a. 6,1139u b. 6,0839u c. 6,411u d. 6,0139u Bài 10: Một nhà máy điện nguyên tử có công suất 600MW và hiệu suất 20%, dùng nhiên liệu là urani đã làm giàu chứa 25% urani 235. Biết năng lượng trung bình tỏa ra khi phân hạch một hạt nhân là Eo=200MeV. Tính khối lượng nhiên liệu của hạt nhân cần cung cấp để nhà máy làm việc trong 1 năm? a. 4615kg b. 192,3kg c. 1153,7kg d. 456,1kg  Bài tập tự luận: Bài 11: Urani phân rã thành radi theo chuỗi phóng xạ sau: 23892U Th Pa U Th        Ra Bài 15: Hạt nhân bimut Ghi đầy đủ A và Z của các hạt nhân. Bài 12: Cho phản ứng hạt nhân sau: 1 9 41 4 2 2,1H Be He X MeV    Tính năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 4g Hêli ? Bài 13: Biết khối lượng của prôton là mp =1,0073u; khối lượng nơtrôn là mn=1,0087u; khối lượng của hạt nhân đơtêri là 2,0136u và 1u = 931MeV/ c2. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân nguyên tử đơtêri là bao nhiêu? Bài 14: Xem ban đầu hạt nhân đứng yên. Cho biết mC=12,0000u; mα=4,0015u. Tính năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân12 thành ba hạt α? 12 6C 6C có tính phóng xạ   . Sau khi phát ra tia  21083 Bi , bimut biến thành pôlôni . AZ Po a. Hãy cho biết A và Z của Po bằng bao nhiêu? b. Khi xác định năng lượng toàn phần EBi (gồm cả năng lượng nghỉ và động năng) của 83 Bi trước khi phát xạ ra tia  , năng lượng toàn phần Eo của hạt 210    và Bà hạ . ng? Tính năng lượng đó? t nuclôn. l nh e e trôn. Hãy viết phương trình ph Bài 18: Cho prôton có động năng Kp=1,46MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên. Hai hạt nhân a. Viết phương trình phản ứng, đó là hạt nhân của nguyên tử nào, còn được gọi là gì? p ễn một thời gian và lượng khí được tạo thành 10cm ở đ.k.t.c. Tính năng lượng đã tỏa ra hay thu vào? =2,0136u; m =3