Luận văn Thạc sĩ Sư phạm Vật lí: Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực học vật rắn Vật lí 12 (nâng cao) nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THPT

Chia sẻ: Dilysstran Dilysstran | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:109

Thêm vào BST

Báo xấu

23
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của luận văn là lựa chọn, xây dựng hệ thống bài tập về Động lực học vật rắn. Định hướng, xây dựng phương pháp giải bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực học vật rắn. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá ưu điểm, nhược điểm và hiệu quả của hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực học vật rắn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sư phạm Vật lí: Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực học vật rắn Vật lí 12 (nâng cao) nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THPT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐẶNG VIẾT MẠNH XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN – VẬT LÍ 12 (NÂNG CAO) NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG. LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI - 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐẶNG VIẾT MẠNH XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN – VẬT LÍ 12 (NÂNG CAO) NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÍ) Mã số: 60 14 01 11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS. TS. NGUYỄN QUANG BÁU HÀ NỘI – 2015
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thiện đƣợc luận văn này, tôi đã nhận đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ ủng hộ của mọi ngƣời: từ bạn bè, ngƣời thân, từ các thầy cô giáo khi giảng dạy, thầy giáo hƣớng dẫn làm luận văn và từ các cán bộ trƣờng Đại Học Giáo Dục, trƣờng THPT Ứng Hòa A và các em học sinh trong nhóm học sinh giỏi vật lí 12 của trƣờng THPT Ứng Hòa A. Trƣớc tiên, tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ giáo viên trƣờng Đại học Giáo dục, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã trang bị cho tôi vốn kiến thức quý báu để tôi có thể thực hiện thành công đề tài này, cũng nhƣ làm giàu thêm kiến thức để tôi tiếp tục sự nghiệp sau này. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Quang Báu, ngƣời thầy đáng kính, thầy đã tận tình hƣớng dẫn tôi thực hiện đề tài này. Trong suốt thời gian dài, mặc dù công việc nghiên cứu giảng dạy của thầy rất bận rộn, Thầy vẫn dành những khoảng thời gian quý giá để chỉ bảo giúp tôi hoàn thành đƣợc đề tài. Sự giúp đỡ, động viên kịp thời và những tình cảm của Thầy dành cho tôi đã giúp tôi tự tin và vƣợt qua những khó khăn trong quá trình thực hiện luận văn. Trong suốt thời gian thực hiện đề tài này, tôi luôn nhận đƣợc sự giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi động viên kịp thời bạn bè, ngƣời thân, của Ban Giám Hiệu cùng tập thể giáo viên tổ Vật lí, các thầy cô giáo trong hội đồng sƣ phạm trƣờng THPT Ứng Hòa A, sự ủng hộ nhiệt tình của nhóm học sinh giỏi vật lí 12 trƣờng THPT Ứng Hòa A – Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn. Hà Nội, tháng 10 năm 2015 Tác giả Đặng Viết Mạnh i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN BTVL Bài tập vật lý CH Câu hỏi CNXH Chủ nghĩa xã hội ĐC Đối chứng GD&ĐT Giáo dục và Đào tạo GV Giáo viên HS Học sinh HSG Học sinh giỏi SGK Sách giáo khoa SP Sƣ phạm THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sƣ phạm ii
MỤC LỤC Lời cảm ơn………………………………………………………………...…………i Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt……………………………………...………ii Danh mục các bảng…………………………………………………………………vi Danh mục các biểu đồ……………………………………….……………………..vii MỞ ĐẦU....................................................................................................................1 Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ, HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ , XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP. .................................................................................................... 5 1.1. Tổng quan về học sinh giỏi Vật lí... .....................................................................5 1.1.1. Khái niệm về học sinh giỏi Vật lí ................................................................... 5 1.1.2. Mục tiêu dạy học sinh giỏi .. ............................................................................ 6 1.1.3. Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi .... ..................................6 1.1.4. Một số biện pháp bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lí ... .. ...................................... 7 1.2. Cơ sở lý luận về hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí… ...... ……............... 10 1.2.1. Khái niệm về bài tập Vật lí ... .........................................................................10 1.2.2. Vai trò, tác dụng của bài tập Vật lí .............................................................. 10 1.2.3. Những yêu cầu chung trong dạy học về bài tập Vật lí .... ................................11 1.2.4. Phân loại bài tập Vật lí ... ................................................................................12 1.2.5. Lựa chọn bài tập Vật lí ......... ..........................................................................17 1.2.6. Tƣ duy trong giải bài tập Vật lí .. ....................................................................17 1.2.7. Phƣơng pháp giải bài tập Vật lí . .................................................................... 18 1.2.8. Hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí cho học sinh.... .... ........................... 23 1.3. Xây dựng hệ thống bài tập vật lí… ...………………………..………………...27 1.3.1. Vai trò của hệ thống bài tập Vật lí .................................................................27 1.3.2. Mối quan hệ giữa hệ thống bài tập và hƣớng dẫn giải bài tập Vật lí.. ..... ......... 28 1.3.3. Sử dụng bài tập Vật lí nhằm phát hiện và bồi dƣỡng học sinh giỏi .. .... .........28 1.4. Cơ sở thực tiễn. Thực tiễn hoạt động bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lí tại trƣờng THPT Ứng Hòa A – Hà Nội... ................................................................................. 29 1.4.1. Vài nét chung về trƣờng THPT Ứng Hòa A.. ................................................ 29 iii
1.4.2. Thực tiễn chung của hoạt động dạy học sinh giỏi tại trƣờng THPT Ứng Hòa A ....... ....... ................................................................................................................32 TIỂU KẾT CHƢƠNG 1 ..........................................................................................34 CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN .................... 35 2.1. Đặc điểm cấu trúc nội dung chƣơng "Động lực học vật rắn" ........ ............................35 2.1.1. Đặc điểm của chƣơng ......................................................................................35 2.1.2. Sơ đồ cấu trúc của chƣơng .. ...........................................................................35 2.2. Chuẩn kiến thức, kĩ năng..... ............................................................................. 36 2.2.1. Kiến thức . .....................................................................................................36 2.2. Kĩ năng........ ..................................................................................................... 36 2.3. Hệ thống bài tập chƣơng “Động lực học vật rắn” .... ..... ................................... 36 2.3.1. Mục tiêu....... ...................................................................................................36 2.3.2. Các hệ thống bài tập .... ...................................................................................37 2.4. Hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập ....…………………………………………..39 2.5. Hệ thống bài tập nâng cao chƣơng “Động lực học vật rắn” và hƣớng dẫn hoạt động giải các bài tập đó…… ...........……………………...………………………...41 2.5.1. Hệ thống bài tập có hƣớng dẫn hoạt động giải ...………………...…………41 2.5.2. Hệ thống bài tập tự giải… ..………………………………………...………..69 TIỂU KẾT CHƢƠNG 2 ..........................................................................................78 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ......................................................... 79 3.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm ................................................................79 3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm .... ............................................................79 3.3. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm ...... .................................................................79 3.4. Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm... .....................................................................80 3.5. Thời gian thực nghiệm ............ .........................................................................80 3.6. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm .. ...... ................................80 3.6.1. Tiêu chí để đánh giá .. .....................................................................................80 3.6.2. Phân tích, đánh giá kết quả về mặt định tính .... .............................................81 3.6.3. Phân tích, đánh giá các kết quả về mặt định lƣợng .... .... ................................81 3.6.4. Đánh giá chung về thực nghiệm sƣ phạm .......... ........................................... 89 iv
TIỂU KẾT CHƢƠNG 3 ..........................................................................................91 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ... ....................................................................92 Kết luận ..................................................................................................................... 92 Khuyến nghị .............................................................................................................. 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................94 PHỤ LỤC ........ .......................................................................................................95 v
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Phân phối tần số, tần suất và tần suất tích lũy – với bài kiểm tra lần 1 ........ .83 Bảng 3.2: So sánh điểm của ĐC và TN – với bài kiểm tra lần 1..................................... 84 Bảng 3.3: Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích – với bài kiểm tra lần 2 ......... 86 Bảng 3.4: So sánh điểm của ĐC và TN – với bài kiểm tra lần 2..................................... 86 Bảng 3.5: So sánh % trong thang điểm của các lần kiểm tra........................................... 88 Bảng 3.6: Tổng hợp các tham số đặc trƣng ...................................................................... 89 vi
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ Hình 3.1. Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra học sinh – với bài kiểm tra lần 1 ..…84 Hình 3.2. Đồ thị đƣờng tích lũy – với bài kiểm tra lần 1……………….………….85 Hình 3.3. Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra học sinh – với bài kiểm tra lần 2…...87 Hình 3.4. Đồ thị đƣờng tích lũy – với bài kiểm tra lần 2…………………….…….88 vii
MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Từ xƣa cho đến nay, giáo dục vẫn đƣợc coi là quốc sách hàng đầu. “Đƣờng lối giáo dục của Đảng chỉ rõ: Phát triển giáo dục nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dƣỡng nhân tài, đào tạo những con ngƣời có kiến thức văn hóa khoa học, có kĩ năng nghề nghiệp, lao động tự chủ sáng tạo và có kỉ luật, giàu lòng nhân ái, yêu nƣớc, yêu CNXH, sống lành mạnh, đáp ứng nhu cầu phát triển của đất nƣớc …” [7, tr.164] . Đào tạo học sinh giỏi (HSG) ở bậc Trung học Phổ thông (THPT) là một quá trình mang tính khoa học đòi hỏi phải có chiến lƣợc lâu dài và có phƣơng pháp phù hợp. Đây là nhiệm vụ quan trọng của tất cả các trƣờng THPT, đòi hỏi nhà trƣờng phải quan tâm sát sao đến việc đầu tƣ chuyên môn nhằm phát hiện và bồi dƣỡng năng lực, kĩ năng tƣ duy cho học sinh (HS). Để làm tốt nhiệm vụ này nhà trƣờng phải tiến hành đầu tƣ đồng bộ ở tất cả các môn học, trong đó Vật lí là môn khoa học tự nhiên, đề cập đến nhiều vấn đề của khoa học, gần gũi với đời sống, giúp HS rèn luyện tƣ duy khoa học một cách tốt nhất. Giải bài tập Vật lí là nội dung gây đƣợc sự hứng thú, rèn khả năng tƣ duy cho HS. Bài tập Vật lí không những có tác dụng rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú; mà thông qua việc giải bài tập HS đƣợc ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng cần thiết về Vật lí, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thông minh sáng tạo. Cũng thông qua bài tập Vật lí giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm vững kiến thức và kĩ năng vận dụng kiến thức Vật lí của HS. Trong chƣơng trình bộ môn Vật lí ở THPT hiện nay, HS đƣợc luyện nhiều bài tập khó dẫn đến quen, còn nặng về tính toán đôi khi chƣa phát huy đƣợc óc quan sát, khả năng phát hiện vấn đề. Còn thiếu những nghiên cứu và hƣớng dẫn chi tiết cho công tác bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lí ứng với từng chƣơng bài và chủ đề cụ thể. Thời gian gần đây, dạng bài toán “Động lực học vật rắn” thƣờng đƣợc chọn đƣa vào các đề thi đại học, thi HSG các cấp, thu hút sự quan tâm của đội ngũ giáo viên và sự chú ý của học sinh. Nhằm mục đích phục vụ cho việc giảng dạy của GV và nghiên cứu của HS trong các kì thi Đại học và thi HSG các cấp, tôi chọn nghiên cứu đề tài luận văn "Xây dựng hệ thống bài tập và hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập chƣơng“Động lực học vật rắn” Vật lí 12 (nâng cao) nhằm bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lí THPT" nhằm góp phần nâng cao chất lƣợng bồi dƣỡng HSG, nâng cao chất lƣợng giảng dạy Vật lí ở các trƣờng THPT hiện nay. 1
2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu Về vấn đề xây dựng hệ thống bài tập và hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập để bồi dƣỡng học sinh giỏi THPT hay THPT chuyên, đã có một số học viên cao học nghiên cứu nhƣ: Đinh Thị Vui với đề tài Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Sóng cơ học” nhằm bồi dưỡng HSG chuyên Vật lí. Phạm Thành Công với đề tài Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Dao động và sóng điện từ” Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng HSG của học sinh THPT chuyên. Phạm Thị Lan Anh với đề tài Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 nhằm bồi dưỡng HSG của học sinh THPT chuyên ... Về chƣơng “Động lực học vật rắn”: Các tác giả viết sách giáo khoa và sách bài tập Vật lí phổ thông cũng đã soạn thảo hệ thống bài tập bám sát các chủ đề Vật lí phổ thông. Có nhiều công trình nghiên cứu khác đề cập đến hệ thống bài tập chƣơng Động lực học vật rắn, nhƣng các công trình đó với mục đích chủ yếu là trình bày các dạng toán để luyện thi đại học, chƣa quan tâm đến việc bồi dƣỡng học sinh giỏi ở THPT. 3. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu 3.1. Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống bài tập và hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập chƣơng Động lực học vật rắn - Vật lí 12 (nâng cao) nhằm bồi dƣỡng những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi vật lí THPT. 3.2. Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu đặc điểm, năng lực, phẩm chất của học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lí THPT - Tìm hiểu lý luận về phƣơng pháp bồi dƣỡng học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lí ở trƣờng THPT - Tìm hiểu lý luận về vai trò, tác dụng, phƣơng pháp giải bài tập Vật lí. - Nghiên cứu nội dung kiến thức chƣơng “Động lực học vật rắn” - Lựa chọn, xây dựng hệ thống bài tập về “Động lực học vật rắn” - Định hƣớng, xây dựng phƣơng pháp giải bài tập và hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập chƣơng “Động lực học vật rắn” - Thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá ƣu điểm, nhƣợc điểm và hiệu quả của hệ thống bài tập và hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập chƣơng “Động lực học vật rắn” 4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu 2
- Khách thể nghiên cứu: Nhóm HSG vật lí khối 12 trƣờng THPT Ứng Hòa A - Đối tƣợng nghiên cứu: Hệ thống bài tập và phƣơng pháp hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập chƣơng “Động lực học vật rắn” 5. Vấn đề nghiên cứu Vận dụng lí luận dạy học hiện đại xây dựng hệ thống bài tập và hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập chƣơng “Động lực học vật rắn” nhƣ thế nào sẽ bồi dƣỡng đƣợc những năng lực và phẩm chất cần có của học sinh giỏi Vật lí THPT. 6. Giả thuyết khoa học Nếu có hệ thống bài tập chƣơng Động lực học vật rắn – vật lí 12 (nâng cao) kết hợp với phƣơng pháp hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập phù hợp, giáo viên có thể phát hiện, tuyển chọn và bồi dƣỡng đội ngũ học sinh giỏi bộ môn Vật lí THPT đạt kết quả tốt hơn. 7. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu - Áp dụng với chƣơng Động lực học vật rắn – Vật lí 12 (nâng cao) - THPT. - Nghiên cứu cho nhóm HSG môn Vật lí 12 ở lớp chất lƣợng cao khối A – Trƣờng THPT Ứng Hòa A 8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Ý nghĩa lý luận: Tìm hiểu những đặc điểm và yêu cầu cần có của HSG – THPT. Từ đó biên soạn hệ thống bài tập chƣơng “Động lực học vật rắn” và áp dụng các phƣơng pháp hƣớng dẫn giải bài tập phù hợp giúp bồi dƣỡng HSG Vật lí. - Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu có thể đƣợc áp dụng trong việc giảng dạy chƣơng “Động lực học vật rắn” ở các trƣờng THPT khác trong cả nƣớc. Đồng thời nó còn có giá trị tham khảo cho các thầy, cô ở các trƣờng THPT khi luyện tập cho HSG để tham gia các kỳ thi HSG các cấp. 9. Phƣơng pháp nghiên cứu 9.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận Nghiên cứu lí luận về dạy học bài tập Vật lí. Nghiên cứu cơ sở lí luận để làm sáng tỏ vai trò của việc xây dựng hệ thống và hƣớng dẫn giải bài tập Vật lí chƣơng “Động lực học vật rắn” Nghiên cứu chƣơng trình Vật lí phổ thông, nội dung sách giáo khoa Vật lí 12 nâng cao và những tài liệu tham khảo có liên quan để xác định mức độ, nội dung và yêu cầu về kiến thức, kĩ năng giải bài tập. 3
Lựa chọn các dạng bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo phù hợp với nội dung, kiến thức của chƣơng. 9.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn Điều tra việc thực tiễn công tác bồi dƣỡng HSG của học sinh ở trƣờng THPT Ứng Hòa A, những ƣu điểm và nhƣợc điểm từ đó đƣa ra những phƣơng pháp cụ thể. Tập hợp và nghiên cứu nội dung sách giáo khoa Vật lý lớp 12 nâng cao, các đề thi HSG, đề thi vào đại học và cao đẳng, các tài liệu tham khảo khác để tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập. Trao đổi với GV và HS lớp chất lƣợng cao khối 12 trƣờng THPT Ứng Hòa A – Hà Nội. 9.3. Phƣơng pháp thống kê toán học Thống kê các kết quả đo đƣợc trong quá trình thử nghiệm. So sánh kết quả. 10. Cấu trúc luận văn Ngoài phần Mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn đƣợc trình bày trong 03 chƣơng. Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về xây dựng hệ thống bài tập, hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí và bồi dƣỡng HSG Vật lí. Chƣơng 2: Xây dựng hệ thống bài tập và hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập chƣơng “Động lực học vật rắn” Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm 4
Chƣơng 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ, HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ, XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP. 1.1. Tổng quan về học sinh giỏi Vật lí . 1.1.1. Khái niệm về học sinh giỏi Vật lí . Học sinh giỏi là những học sinh có khả năng thể hiện xuất sắc hoặc năng lực nổi trội trong các lĩnh vực trí tuệ, sự sáng tạo, khả năng lãnh đạo, nghệ thuật, hoặc các lĩnh vực lí thuyết chuyên biệt. Những HS này thể hiện tài năng đặc biệt của mình từ tất cả các bình diện xã hội, văn hóa và kinh tế. “Học sinh giỏi là học sinh chứng minh đƣợc trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lý thuyết, khoa học, cần một sự giáo dục đặc biệt và sự phục vụ đặc biệt để đạt đƣợc trình độ tƣơng ứng với năng lực của ngƣời đó”.[15, tr.1] Nhiều nƣớc quan niệm: HSG là những đứa trẻ có năng lực trong các lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, nghệ thuật và năng lực lãnh đạo hoặc lĩnh vực lí thuyết. Những học sinh này cần có sự phục vụ và những hoạt động không theo những điều kiện thông thƣờng của nhà trƣờng nhằm phát triển đầy đủ các năng lực. Có thể nói, hầu nhƣ tất cả các nƣớc đều coi trọng vấn đề đào tạo và bồi dƣỡng HSG trong chiến lƣợc phát triển chƣơng trình GD phổ thông. Nhiều nƣớc ghi riêng thành một mục dành cho HSG, một số nƣớc coi đó là một dạng của giáo dục đặc biệt hoặc chƣơng trình đặc biệt. Học sinh giỏi Vật lí là ngƣời có năng lực quan sát tốt, nắm vững bản chất của hiện tƣợng Vật lí mong muốn khám phá các hiện tƣợng Vật lí và vận dụng tối ƣu các kiến thức thức Vật lí để giải quyết một hay nhiều vấn đề mới, bài tập mới có thể chƣa đƣợc học hoặc thấy bao giờ. Nói chung HSG và HSG Vật lí đều có đặc điểm là tích cực, chủ động, sáng tạo trong học tập có năng lực tƣ duy phát triển. Trong quá trình dạy học để lựa chọn phƣơng pháp dạy học phù hợp giáo viên luôn phải quan tâm đến những đặc điểm này. 5
1.1.2. Mục tiêu dạy học sinh giỏi Mục tiêu chính của chƣơng trình dành cho HSG nhìn chung các nƣớc đều khá giống nhau. Có thể nêu lên một số điểm chính sau đây: Phát triển phƣơng pháp suy nghĩ ở trình độ cao phù hợp với khả năng trí tuệ của trẻ. Bồi dƣỡng sự lao động, làm việc sáng tạo. Phát triển các kĩ năng, phƣơng pháp và thái độ tự học suốt đời. Nâng cao ý thức và khát vọng của trẻ về sự tự chịu trách nhiệm. Khuyến khích sự phát triển về lƣơng tâm và ý thức trách nhiệm trong đóng góp xã hội. Phát triển phẩm chất lãnh đạo. 1.1.3. Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi . 1.1.3.1. Năng lực và phẩm chất cần có của học sinh giỏi nói chung Học sinh giỏi cần có một số năng lực và phẩm chất quan trọng sau: - Năng lực tiếp thu kiến thức + Khả năng nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng. + Luôn hứng thú trong các tiết học, đặc biệt là bài mới. + Có ý thức tự bổ sung, hoàn thiện những tri thức đã thu đƣợc ngay từ dạng sơ khai. - Năng lực suy luận. + Biết phân tích sự vật, hiện tƣợng qua các dấu hiệu đặc trƣng của chúng. + Biết thay đổi góc nhìn khi xem xét một sự vật hiện tƣợng. + Biết cách tìm con đƣờng ngắn nhất để đi đến một kết luận chính xác. + Biết xét đủ các điều kiện cần thiết để kết luận đƣợc giả thuyết đúng. + Biết quay lại điểm vừa xuất phát để tìm đƣờng đi mới. - Năng lực đặc biệt. +Biết diễn đạt chính xác điều mình muốn trình bày. + Sử dụng thành thạo hệ thống ký hiệu, các quy ƣớc để diễn tả vấn đề. + Biết phân biệt thành thạo các kỹ năng đọc, viết và nói. + Biết thu gọn các vấn đề và trật tự hóa các vấn đề để dùng khái niệm trƣớc, mô tả cho khái niệm sau. - Năng lực lao động sáng tạo: 6
Biết tổ hợp các yếu tố, các thao tác để thiết kế một dãy các hoạt động nhằm đạt kết quả mong muốn. - Năng lực kiểm chứng: + Biết suy xét đúng sai từ một loạt sự kiện. + Biết tạo ra các tƣơng tự hay tƣơng phản để khẳng định hoặc bác bỏ một đặc trƣng nào đó trong sản phẩm do mình làm ra. + Biết chỉ ra một cách chắc chắn các dữ liệu cần phải kiểm nghiệm khi thực hiện một số lần kiểm nghiệm. - Năng lực thực hành: + Biết thực hiện dứt khoát một số động tác trong khi làm thí nghiệm. + Biết kiên trì, kiên nhẫn trong quá trình làm sáng tỏ một số vấn đề lý thuyết thông qua thực nghiệm hoặc đi đến một vấn đề lý thuyết mới. 1.1.3.2. Năng lực và phẩm chất cần có của học sinh giỏi Vật lí Dựa trên nguyên tắc chung về phẩm chất của một học sinh giỏi và đặc điểm của môn Vật lí có thể khái quát các năng lực và phẩm chất của một học sinh giỏi Vật lí nhƣ sau: - Có năng lực tƣ duy tốt và sáng tạo, biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa. - Có kiến thức Vật lí vững vàng, sâu sắc, hệ thống, chính là nắm vững bản chất của các hiện tƣợng Vật lí. Biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo kiến thức cơ bản trong các tình huống mới. - Có kỹ năng thí nghiệm tốt, có năng lực về phƣơng pháp nghiên cứu khoa học Vật lí. Biết nêu ra những lý luận cho những hiện tƣợng xảy ra trong thực tế, biết cách dùng thí nghiệm để kiểm chứng lại lý luận và biết cách dùng lý thuyết để giải thích những hiện tƣợng đã đƣợc kiểm chứng. Nhƣ vậy đối với giáo viên, khi đào tạo những học sinh giỏi Vật lí, cần hƣớng học sinh học tập để học sinh đƣợc trang bị những kiến thức, kỹ năng, giúp các em tự học hỏi, sáng tạo nhằm phát huy tối đa năng lực của mình. 1.1.4. Một số biện pháp bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lí 1.1.4.1. Tổ chức giảng dạy “Đào tạo các HSG là cả một quá trình đào tạo nghiêm túc khoa học và công phu. Trong quá trình này đòi hỏi chúng ta phải xây dựng đƣợc lộ trình đào tạo hàng năm cho nhóm, lớp học sinh giỏi. Các nhóm HS này không chỉ đƣợc học theo chƣơng trình 7
phổ thông hiện hành mà còn phải bổ sung thêm kiến mở rộng phù hợp với tính chất của các cuộc thi HSG thành phố hoặc quốc gia, vì vậy cần nghiên cứu để HS có thể đáp ứng theo chuẩn kiến thức kĩ năng và tiếp thu cũng nhƣ vận dụng đƣợc các kiến thức nâng cao trong các cuộc thi HSG. Từ việc xây dựng chƣơng trình chi tiết riêng cho các nhóm học sinh giỏi. Các giai đoạn thực hiện có thể nhƣ sau: Giai đoạn 1: Củng cố kiến thức ở THCS. Các em học sinh đƣợc tổng kết các kiến thức ở THCS, học một số kiến thức ở lớp 10, làm quen với một số chuyên đề bồi dƣỡng học sinh giỏi. Giai đoạn 2: Chuyên đề nâng cao. Các em trong nhóm học sinh giỏi ngoài học các kiến thức cơ bản trên lớp còn học thêm các kiến thức cần thiết cho học sinh giỏi (những kiến thức không có trong chƣơng trình phổ thông). Ở trên lớp các em hoàn thành chƣơng trình của lớp 10 – 11 cơ bản đủ để học các chuyên đề bồi dƣỡng và giải các bài tập khó. Các học sinh lớp 10 trong nhóm luyện học sinh giỏi hoàn thành các nội dung kiến thức nâng cao phần thi HSG.”. [7,tr. 168] 1.1.4.2. Hướng dẫn tự học “ Đối với các tài liệu khoa học lại cần phải biết cách đọc. Đối với học sinh giỏi càng cần nghiên cứu sâu vào chuyên ngành. Cần tập luyện cho học sinh tự học mở rộng đƣợc kiến thức và bồi dƣỡng đƣợc trí tuệ. - Rèn luyện cho học sinh cách đọc có hệ thống: + Học có hệ thống còn là học theo lịch sử phát triển của vấn đề. Bất cứ vấn đề nào cũng có nguồn gốc phát sinh, quá trình phát triển trong đó nó liên quan đến nhiều vấn đề khác và bản thân nó cũng qua một quá trình đấu tranh phức tạp của mâu thuẫn nội tại, để đi đến hình thái ta thấy ngày nay. + Học có hệ thống còn là xem xét mỗi sự vật, mỗi hiện tƣợng trong mối tƣơng quan với xung quanh nó, xem xét các khía cạnh của sự vật cũng nhƣ các mặt của hiện tƣợng. + Học có hệ thống còn là khi học một ngành khoa học phải biết cả các ngành có liên quan. Không thể học nguyên Vật lí mà thiếu khái niệm cơ bản về toán học. Không thể giỏi về Vật lí, nếu không có kiến thức về toán học, hóa học, sinh học. + Học có hệ thống là học phải đi đôi với hành, lý thuyết phải gắn liền với thực hành. Trong mọi quá trình đào tạo, phải đảm bảo cho sự cân đối nêu trên. - Rèn luyện cho học sinh cách lập kế hoạch và học có kế hoạch: 8
+ Học có kế hoạch trƣớc hết là chia giáo trình thành phần, quy định thời gian dành cho mỗi phần và tìm mọi cách để thanh toán từng phần theo thời gian đã định. Sau phần đầu phải rút kinh nghiệm để, nếu cần, điều chỉnh thời gian dành cho các phần sau thích hợp hơn. + Học có kế hoạch còn là nhằm từng vấn đề trong thời kỳ nhất định rồi đặt kế hoạch đọc sách vở, tài liệu liên quan tới vấn đề đó. Khi chọn vấn đề cũng phải theo đúng quy trình logic của nhận thức, nhằm những vấn đề dễ trƣớc và vấn đề khó sau. Khi đọc tài liệu cũng phải đọc từ nông tới sâu, từ khái quát tới chi tiết. + Biết cách học còn là biết lƣu ý tới thứ tự ƣu tiên của kiến thức: Điểm trung tâm của vòng kiến thức phải là phƣơng pháp luận (phƣơng pháp tƣ duy, phƣơng pháp làm việc, phƣơng pháp nghiên cứu…) lúc này hơn bao giờ hết, phƣơng pháp có vai trò quyết định trong kết quả học tập của từng ngƣời”. [7, tr. 169-170] 1.1.4.3. Rèn luyện năng lực tư duy và khả năng suy luận logic cho học sinh - “Tƣ duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật và hiện tƣợng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất của chúng, những mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa chúng, đồng thời cũng là sự vận dụng sáng tạo những kết luận khái quát đã thu đƣợc vào những dấu hiệu cụ thể, dự đoán đƣợc những thuộc tính, hiện tƣợng, quan hệ mới” [12, tr. 113]. Năng lực tƣ duy là tổng hợp những khả năng ghi nhớ, tái hiện, phân tích, tổng hợp, trừu tƣợng hóa, khái quát hóa, tƣởng tƣợng, suy luận, sáng tạo- giải quyết vấn đề, xử lý và linh cảm trong quá phản ánh, phát triển tri thức và vận dụng chúng vào thực tiễn. Nhƣ Anhxtanh khẳng định “cái đích cuối cùng của dạy học là phát triển tƣ duy cho học sinh” và bồi dƣỡng học HSG cũng vậy, đặc biệt cần thiết phải rèn luyện nâng cao năng lực tƣ duy bậc cao cho học sinh. - Căn cứ vào mục tiêu giáo dục cho HSG đòi hỏi giáo viên tổ chức các hoạt động dạy và học để phát triển các năng lực tƣ duy bậc cao ở học sinh nhƣ tƣ duy lí luận, logic và sáng tạo. Trong quá trình bồi dƣỡng HSG, ở từng giai đoạn GV có nhiệm vụ làm xuất hiện những tình huống bắt buộc HS phải thực hiện các thao tác tƣ duy và hành động nhận thức mới có thể giải quyết đƣợc vấn đề và hoàn thành đƣợc nhiệm vụ học tập: + Giáo viên đƣa ra những bài tập, câu hỏi để định hƣớng cho học sinh tìm những thao tác tƣ duy hay phƣơng pháp suy luận, hành động trí tuệ thích hợp. 9
+ Giáo viên phân tích câu trả lời hoặc bài tập của học sinh, chỉ ra chỗ sai của họ trong khi thực hiện các thao tác tƣ duy và hƣớng dẫn cách sửa chữa. + Giáo viên giúp học sinh khái quát hoá kinh nghiệm thực hiện các suy luận logic dƣới dạng những qui tắc đơn giản. 1.2. Cơ sở lý luận về hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí . 1.2.1. Khái niệm về bài tập Vật lí Bài tập Vật lí đƣợc hiểu một vấn đề đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật, các thuyết Vật lí. Theo nghĩa rộng bài tập Vật lí đƣợc hiểu là mỗi vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài toán đối với học sinh. Sự tƣ duy tích cực luôn là việc giải bài tập. 1.2.2. Vai trò, tác dụng của bài tập Vật lí Mục tiêu của dạy học Vật lí ở trƣờng phổ thông là phải đảm bảo trang bị đầy đủ cho học sinh những kiến thức phổ thông cơ bản, hiện đại, làm cho học sinh có thể vận dụng những kiến thức đó để giải quyết nhiệm vụ học tập. Bài tập Vật lí là một trong những phƣơng pháp đƣợc vận dụng có hiệu quả trong dạy học Vật lí. Nó có một tầm quan trọng đặc biệt góp phần vào việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học Vật lí ở phổ thông. Có thể nói, việc giải các bài tập Vật lí đƣợc xem nhƣ mục đích, là phƣơng pháp dạy học. Ngƣời ta ngày càng chú ý tăng cƣờng các bài tập Vật lí vì chúng đóng vai trò quan trọng trong dạy học và giáo dục học sinh. Tùy thuộc vào những tình huống cụ thể, bài tập Vật lí đƣợc sử dụng theo các mục đích khác nhau và chúng có tác dụng khác nhau: “- Bài tập Vật lí giúp cho việc đào sâu, mở rộng kiến thức Trong giải bài tập Vật lí, HS phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tƣợng của phần lý thuyết vừa nắm đƣợc vào những trƣờng hợp cụ thể rất đa dạng. Các khái niệm, định luật Vật lí rất đơn giản, nhƣng biểu hiện của chúng trong tự nhiên thì lại rất phức tạp, bởi các sự vật hiện tƣợng có thể bị chi phối bởi nhiều định luật, nguyên nhân. Bài tập Vật lí sẽ giúp luyện cho HS phân tích, để nhận biết đƣợc những trƣờng hợp phức tạp đó, qua đó hiểu sâu sắc hơn các định luật, các mối quan hệ . 10
Khi giải bài tập HS phải nhớ lại những kiến thức đã học, có khi sử dụng tổng hợp kiến thức thuộc nhiều chƣơng nhiều phần, giúp HS, hệ thống kiến thức, khắc sâu kiến thức. - Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới Nhiều khi các bài tập đƣợc sử dụng khéo léo để dẫn HS đến những suy nghĩ về một hiện tƣợng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới. - Bài tập Vật lí rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát để giải quyết các vấn đề thực tiễn Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu HS phải vận dụng những kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tƣợng thực tiễn hoặc dự đoán những hiện tƣợng đó có thể xảy ra với những điều kiện cho trƣớc . - Giải bài tập là một trong những hình thức là việc tự lực của HS Trong khi giải bài tập HS phải tự mình phân tích các dữ kiện, xây dựng lập luận, tự kiểm tra phê phán những kết luận mà mình rút ra đƣợc, nhờ đó tƣ duy và năng lực của HS phát triển, nhất là năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề. - Bài tập Vật lí góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của HS Nhiều bài tập Vật lí không dừng lại trong phạm vi kiến thức đã học, mà còn đòi hỏi HS phải tƣ duy sáng tạo, đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tƣợng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ. - Bài tập Vật lí dùng để kiểm tra mức độ nắm kiến thức của HS. Bài tập Vật lí là một phƣơng tiện rất hiệu quả, rất dễ thực hiện nhằm kiểm tra mức độ nắm kiến thức của HS. Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể kiểm tra đƣợc nhiều mức độ nắm kiến thức của HS, giúp cho việc đánh giá chất lƣợng nắm kiến thức của HS đƣợc chính xác.” [12, tr. 337-340]. Với những vai trò của bài bập Vật lí nhƣ trên trình bày, thì việc rèn cho học sinh giải các bài tập Vật lí là vô cùng quan trọng. Trong hoạt động dạy học, ngƣời giáo viên muốn làm đƣợc điều này, trƣớc hết phải phân loại đƣợc các bài tập Vật lí một cách khoa học, logic. Và ngƣời giáo viên phải tìm hiểu về những yêu cầu chung trong dạy học về bài tập vật lí. 1.2.3. Những yêu cầu chung trong việc hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí - Khi dạy bài tập Vật lí trƣớc hết giáo viên cần dự tính kế hoạch về việc sử dụng bài tập Vật lí trong dạy học, với từng đề tài, từng tiết học. 11