1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ===***=== TRẦN THỊ TUYẾT HẠNH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ THÔNG QUA DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” LỚP11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành : LL và PPDH BỘ MÔN VẬT LÝ Mã số : 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Cán bộ hướng dẫn: TS. NGUYỄN THỊ NHỊ NGHỆ AN, 2013 LỜI CJM ƠN Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo hướng dẫn TS.Nguyễn Thị Nhị đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn giảng viên khoa Sau đại học, khoa Vật lý, bộ môn phương pháp giảng dạy khoa Vật lý, Trường Đại học Vinh, phòng Sau đại học trường Đại học Vinh đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Xin thành thật cảm ơn sự nhiệt tình của Ban Giám Hiệu và các thầy cô bộ môn Vật lý của trường THPT Tân Kỳ I đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm của luận văn. Cuối cùng xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Vì điều kiện thời gian có hạn cũng như năng lực bản thân vẫn còn hạn chế nên luận văn khó tránh khỏi sai sót. Tôi rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp quý báu từ phía thầy cô và bạn đọc. Tác giả Trần Thị Tuyết Hạnh 2 BJNG VIẾT TẮT Viết tắt Cụm từ BTVL Bài tập vật lý BT Bài tập GD Giáo dục GD&ĐT Giáo dục và đào tạo HS Học sinh HSG Học sinh giỏi KT Kiến thức KN Kỹ năng NXB Nhà xuất bản GV Giáo viên SGK Sách giáo khoa THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông VL Vật lý TN Thực nghiệm 3 MỤC LỤC 30 Së GD&§T NGhÖ an 30 Kú thi chän häc sinh giái tØnh líp 12 n¨m häc 2009 - 2010 30 M«n thi: VẬT LÍ THPT - BẢNG A 30 4 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Đất nước chúng ta vào thời kỳ đổi mới, thời kỳ công nghệ hóa - hiện đại hóa. Mỗi nghề đều có bước thay đổi đáng kể, GD cũng có những bước đổi mới mạnh mẽ về mọi mặt nhằm đào tạo ra những con người có đủ kiến thức, năng lực sáng tạo, trí tuệ, phẩm chất đạo đức tốt đáp ứng được yêu cầu của công nghệ và nền kinh tế trí thức. Mục tiêu chung của nền giáo dục quốc dân Việt Nam là: Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài. Bồi dưỡng nhân tài thuộc loại hình dạy học chuyên biệt trong nhà trường. Hơn 40 năm qua (từ 1966) bồi dưỡng nhân tài được thực hiện trong các trường năng khiếu, trường chuyên lớp chọn . Hàng năm Bộ GD & ĐT đã chỉ đạo toàn ngành hiện thực hóa mục tiêu này: Đẩy mạnh công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, học sinh năng khiếu nhằm tạo tiền đề cho công tác bồi dưỡng nhân tài… đáp ứng yêu cầu phát triển mới của đất nước ở mỗi tỉnh, thành phố. Trong chương trình VL cấp THPT lượng kiến thức được đưa ra khá nhiều nhưng chỉ dừng lại ở mức độ thông hiểu là chính, công tác bồi dưỡng HSG là công tác giáo dục có tính mũi nhọn đào tạo chất lượng cao của mọi cấp GD. Thực tế cho thấy việc bồi dưỡng HSG thường chú trọng ở một số điểm: - Phát hiện và lựa chọn nhân tố - Tìm phương pháp bồi dưỡng phù hợp và hiệu quả Phát hiện và chọn nhân tố thường được tiến hành ngay từ lớp 10, 11 nhờ đó người GV có thể lập một kế hoạch và chiến lược có tính lâu dài cho việc bồi dưỡng HSG, đồng thời tạo cho các em sự định hướng và hứng thú đối với môn VL. Bên cạnh việc phát hiện và chọn nhân tố, việc tìm phương pháp bồi dưỡng có tính quyết định đối với chất lượng đội tuyển. Trong đó hoạt động giải BTVL là một trong những cách làm hiệu quả nhất. Qua hệ thống BT hợp lý, bước đầu người thầy có thể phát hiện được HS có năng khiếu VL, từ đó có các bước bồi dưỡng thích hợp. Nhằm đáp ứng được yêu cầu thành lập đội tuyển HSG môn VL ngay từ đầu năm học lớp 11, chương “ Dòng điện không đổi” rất quan trọng vì: các bài toán dòng điện không đổi là nền tảng để khảo sát các hiện tượng điện, hiện tượng từ, cảm ứng điện từ 1 và dòng điện xoay chiều sau này. Do đó, đề tài dòng điện không đổi cần được giáo viên đặc biệt quan tâm và khai thác tối đa để có một hệ thống BT từ dễ đến khó. Qua đó tạo được sự hứng thú học tập môn VL cho HS, bước đầu phát hiện những HS có năng khiếu về môn VL. Từ đó có kế hoạch bồi dưỡng để các em tiếp tục phát triển và trở thành những HS giỏi của bộ môn. Từ những lý do trên, tôi chọn đề tài luận văn thạc sỹ là: "Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý thông qua dạy học bài tập chương “Dòng điện không đổi” lớp 11THPT. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống bài tập chương “ Dòng điện không đổi” để bồi dưỡng HSG Vật lý THPT nhằm nâng cao kiến thức, kỹ năng, phát triển tư duy và bồi dưỡng niềm yêu thích Vật lý cho học sinh. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Việc phát hiện học sinh giỏi vật lý - Dạy học BTVL ở trường THPT. Phạm vi nghiên cứu: Chương “ Dòng điện không đổi”, Vật lý 11 THPT. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được hệ thống bài tập đa dạng có nội dung giáo khoa, nội dung thực tế, nội dung kỹ thuật và sử dụng hợp lý cho bồi dưỡng HSG thì sẽ nâng cao được kiến thức, kỹ năng, bồi dưỡng tư duy và niềm yêu thích Vật lý học cho học sinh. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận BT trong dạy hoc VL nói chung và công tác bồi dưỡng HSG, học sinh năng khiếu nói riêng. 5.2 Tìm hiểu thực trạng bồi dưỡng HSG các cấp ở nước ta và tỉnh Nghệ An và một số trường THPT trên địa bàn: Tài liệu bồi dưỡng, đề thi HSG các cấp, thực trạng dạy và học… 5.3 Nghiên cứu nội dung dạy học chương “Dòng điện không đổi” vật lý lớp 11 THPT. 5.4 Xây dựng hệ thống bài tập luyện tập và BTST chương “ Dòng điện không đổi” lớp 11 dùng cho bồi dưỡng HSG. 5.5 Xây dựng các phương án giảng dạy hệ thống bài tập đã xây dựng để bồi dưỡng HSG Vật lý 11. 5.6 Thực nghiệm sư phạm. 2 6. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí luận - Phương pháp quan sát – điều tra - Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Phương pháp thống kê toán học dùng để xử lí số liệu 7. Đóng góp của luận văn - Xây dựng được hệ thống 26 bài tập luyện tập và sáng tạo đa dạng có nội dung giáo khoa, có kiến thức mở rộng, nội dung thực tế, có câu hỏi định hướng tư duy để bồi dưỡng HSG lớp 11. - Đề xuất 4 phương án sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng để bồi dưỡng HSG: Bài học luyện tập giải bài tập trên lớp, bài tập ở nhà, giải bài tập theo nhóm, đề thi tuyển chọn HSG các cấp. - Thiết kế 8 giáo án dạy học bài tập đã xây dựng để bồi dưỡng HSG theo hướng vừa nâng cao kiến thức vừa phát triển tư duy và bồi dưỡng niềm yêu thích Vật lý cho học sinh. 8. Cấu trúc và khối lượng của luận văn + Mở đầu + Nội dung: 3 chương Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường phổ thông. Chương 2. Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “ Dòng điện không đổi” dùng cho bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý lớp 11 THPT. Chương 3. Thực nghiệm sư phạm. + Kết luận chung 3 CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1. Bài tập vật lý ở trường phổ thông 11.1.Khái niệm về bài tập vật lý BTVL được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và những thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và phương pháp vật lý. Hiểu theo nghĩa rộng thì mỗi vấn đề xuát hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đối với học sinh, sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn là việc giải bài tập vật lý[19] 1.1.2. Vai trò của bài tập vật lý trong dạy học BTVL có vai trò vô cùng quan trọng, chúng được sử dụng trong DHVL với những mục đích khác nhau: 1.1.2.1. Phương diện lý luận nhận thức *. BTVL là một phương tiện rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát. Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn. Khi giải các bài tập đó không chỉ làm cho học sinh năm vững hơn các kiến thức đã học, mà còn tập cho HS quen với việc liên hệ lý thuyết với thực tế vận dụng kiến thức đã học giải quyết những vấn đề đặt ra trong cuộc sống như giải thích các hiện tượng cụ thể của thực tiễn, dự đoán các hiện tượng có thể xẩy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước. *. BTVL là một phương tiện (công cụ) có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh. Giải bài tập vật lý là hình thức làm việc tự lực căn bản của HS. Trong khi giải bài tập HS phải phân tích các điều kiện của đề bài, tự xây dựng những lập luận, phải huy động các thao tác tư duy để xây dựng những lập luận, thực hiện việc tính toán, có khi phải tiến hành thí nghiệm, thực hiện các phép đo, xác định sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng, kiểm tra các kết luận của mình.Trong những điều kiện đó tư duy sáng tạo của HS được nâng cao. 4 *. Thông qua giải BTVL có thể rèn luyện cho HS những đức tính tốt và tác phong làm việc khoa học: như tính tự lực cao, tính kiên trì vượt khó, tính cẩn thận, tính hợp tác, tính khiêm tốn học hỏi, v.v 1.1.2.2. phương diện dạy học *. BTVL có thể được sử dụng như là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới: - Bài tập tạo ra tình huống có vấn đề để bước vào dạy bài học mới - Bài tập có thể là điểm khởi đầu dẫn dắt đến kiến thức mới *. BTVL là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức một cách sinh động có hiệu quả. Khi giải các bài tập đòi hỏi HS phải ghi nhớ lại các công thức, định luật, kiến thức đã học, có khi đòi hỏi phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học trong cả một chương, một phần, hoặc giữa các phần nhờ đó HS đã hiểu rõ hơn, ghi nhớ vững chắc các kiến thức đã học. *. BTVL là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức kỹ năng của học sinh một cách chính xác. Tóm lại: BTVL là phương tiện có vai trò và chức năng để thực hiện các mục đích nêu trên. Ta có thể sử dụng BTVL cho bất cứ giai đoạn nào của quá trình dạy học. Mục đích cơ bản đặt ra khi giải bài tập vật lý là làm sao cho HS hiểu sâu sắc hơn các quy luật vật lý, biết phân tích và vận dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào kỹ thuật và cuối cùng phát triển được năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề. Giải BTVL có giá trị rất lớn về mặt phát triển tính tích cực , tự học của HS. Qua hoạt động giải bài tập giáo dục cho HS ý chí, tinh thần vượt khó, rèn luyện phong cách nghiên cứu khoa học, yêu thích môn học vật lý. 1.1.3. Phân loại BTVL Có nhiều cách phân loại BTVL nếu dựa vào các phương tiện giải có thể chia bài tập thành: BT định tính,BT tính toán, BT thí nghiệm, BT đồ thị. Nếu dựa vào mức độ khó khăn của BT đối với học sinh, có thể chia BTVL thành: BT dượt, BT tổng hợp, BT sáng tạo. Hoặc có thể phân loại theo nội dung vấn đề ví dụ: cơ học, điện học, quang học, vật lý hạt nhân, trong cơ học được phân thành động học, động lực học, tĩnh học, trong động học lại được phân thành động học chất điểm, động học vật rắn, động học cơ hệ…[18]. 1.1.3.1 Phân loại theo nội dung: - Các bài tập được sắp xếp theo các đề tài của tài liệu vật lý. Người ta phân biệt các bài tập về cơ học, vật lý phân tử, về điện học, Sự phân chia như vậy có tính chất 5 quy ước. Bởi vì kiến thức sử dụng trong giả thiết của bài tập thường không lấy từ một chương, một phần mà có thể tích hợp nhiều kiến thức các phần khác nhau của giáo trình vật lý. - Người ta còn phân biệt các bài tập nội dung trừu tượng, bài tập nội dung cụ thể. - Các BT mà nội dung chứa đựng những thông tin về kỹ thuật, về sản xuất công nông nghiệp, về giao thông,…được gọi là BT có nội dung kỹ thuật tổng hợp. - BT có nội dung lịch sử, đó là những bài tập chứa đựng những kiến thức có nội dung lịch sử: những dữ liệu và những thí nghiệm vật lý cổ điển, về những phát minh, sáng chế hoặc những câu chuyện có tính chất lịch sử. - BTVL vui cũng được sử dụng rộng.nét nổi bật trong loại BT này là sử dụng những sự kiện, hiện tượng kỳ lạ hoặc vui. Việc giải các loại BT này sẽ làm cho tiết học sinh động, nâng cao được hứng thú học tập của HS. Trong các cuốn sách của IA.PÊ- REN-MAN “vật lý vui”, NXB giáo dục, có rất nhiều bài tập như vậy. 1.1.3.2 Phân loại theo phương thức giải [19] a. Bài tập định tính: - Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải HS không cần thực hiện các phép tính phức tạp mà chỉ làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được. Muốn giải bài tập định tính, HS phải thực hiện những phép suy luận logic, do đó phải hiểu rõ bản chất của khái niệm, định luật vật lý, nhận biết được những biểu hiện của chúng trong từng trường hợp cụ thể. Đa số BT định tính yêu cầu HS giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng xẩy ra trong những điều kiện cụ thể. - Bài tập định tính làm tăng sự hứng thú của học sinh đối với môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát của HS, là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy của HS, và dạy cho HS biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn. b. Bài tập định lượng. - BT định lượng là loại BT mà khi giải HS phải thực hiện một loạt các phép tính để xây dựng mối liên hệ phụ thuộc về lượng giữa các đại lượng và kết quả thu được là một đáp án định lượng. Có thể chia BT định lượng làm 2 loại BT tính toán tập dượt và BT tính toán tổng hợp: * BT tính toán tập dượt: là loại BT tính toán đơn giản, trong đó chỉ đề cập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản nhằm củng cố 6 [...]... sung bài tập qua từng đợt bồi dưỡng Trong chương 2, chúng tôi sẽ triển khai qui trình này cho chủ đề Dòng điện không đổi lớp vật lý lớp 11 trường THPT 1.3.4 Các phương án dạy học bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi 1.3.4.1 Bài tập tại lớp Đây là khâu quan trọng nhất trong quá trình bồi dưỡng, qua các bài tập ở lớp học sinh được bồi dưỡng hầu hết các kỹ năng để giải các dạng bài tập và xử lý các phép toán... Chương Dòng điện không đổi chiếm: 37 % trong phần điện học chương trình chuẩn Chương Dòng điện không đổi chiếm: 37% trong phần điện hoc chương trình nâng cao Chương Dòng điện không đổi chiếm: 19 % trong chương trình chuẩn vật lý 11 Chương Dòng điện không đổi chiếm: 15 % trong chương trình nâng cao vật lý 11 2.1.1 Nội dung trọng tâm của chương Dòng điện không đổi vật lý lớp 11 THPT: 1 Cường độ dòng. .. về dòng điện không đổi Kết quả là: Đề thi 2009; Bài tập dòng điện không đổi chiếm tỷ trọng 15% 31 Đề thi 2010: không có BT về dòng điện không đổi chiếm 0% Đề thi 2 011: không có BT về dòng điện không đổi chiếm 0% Đề thi 2012: không có BT về dòng điện không đổi chiếm 0% - Về loại bài tập: Căn cứ vào tiêu chí hệ thống bài tập bồi dưỡng HSG chúng tôi khảo sát đề thi HSG quốc gia dưới góc độ phân loại bài. .. dưỡng niềm yêu thích môn Vật lí cho HS Chúng tôi vận dụng cơ sở lí luận và thực tiễn để xây dựng hệ thống BT chương dòng điện không đổi dùng cho bồi dưỡng HSG Vật lí THPT được trình bày ở chương 2 26 CHƯƠNG II XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI" BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ THPT 2.1 Cấu trúc nội dung dạy học chương “ Dòng điện không đổi lớp 11 theo chuẩn kiến thức... 1.3.2.1 Tiêu chí bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi Ngoài các yêu cầu chung của hệ thống bài tập dùng trong dạy học một chương, một phần thì bài tập bồi dưỡng HSG phải đạt được các tiêu chí sau: [21] Tiêu chí 1: Hệ thống bài tập được chọn theo chủ đề, các bài tập trong cùng một chủ đề phải đảm bảo đủ 3 loại: Bài tập nâng cao kiến thức, Bài tập luyện tập nâng cao, Bài tập sáng tạo Tiêu chí 2: Bài tập nâng cao... tập nâng cao phải đa dạng: Bài tập định tính, Bài tập định lượng, Bài tập đồ thị, BT thí nghiệm Tiêu chí 4: Bài tập sáng tạo là những bài tập gắn với tình huống thực tế nhằm bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo và niềm đam mê yêu thích vật lý học Với những tiêu chí như trên hệ thống bài tập được xây dựng gồm: Bài tập nâng cao kiến thức, Bài tập luyện tập nâng cao, Bài tập có nội dung thực tế, lịch... BTST 1.3.2.2 Bài tập luyện tập bồi dưỡng học sinh giỏi Những bài tập được dùng để rèn luyện cho học sinh kỹ năng áp dụng được những kiến thức xác định để giải theo mẫu đã có Loại bài tập này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu rèn luyện cho học sinh nắm vững cách giải đối với từng loại bài tập nhất định Tính chất tái hiện của tư duy được thể hiện ở chỗ học sinh so sánh bài tập cần giải... (1 + αt ) đổi Là điện trở vật đẫn ở ;Là điện trở vật dẫn ở ; Là hệ số nhiệt điện trở Suất điện động của nguồn điện c Phương trình nút mạng: > 0: dòng điện tới nút; : Dòng điện rời nút Điện trở Dòng Nguồn trong của Phương trình mắt mạng: điiện điện , nguồn điện không > 0đổi chiều thuận đi suấtcực – sang cực + từ điện động điện >0 chiều thuận cùng chiều dòng điện . ĐẠI HỌC VINH ===***=== TRẦN THỊ TUYẾT HẠNH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ THÔNG QUA DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” LỚP11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành : LL và PPDH BỘ MÔN VẬT. trạng dạy và học 5.3 Nghiên cứu nội dung dạy học chương Dòng điện không đổi vật lý lớp 11 THPT. 5.4 Xây dựng hệ thống bài tập luyện tập và BTST chương “ Dòng điện không đổi lớp 11 dùng cho bồi. giỏi của bộ môn. Từ những lý do trên, tôi chọn đề tài luận văn thạc sỹ là: " ;Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý thông qua dạy học bài tập chương Dòng điện không đổi lớp 11THPT. 2. Mục đích nghiên