BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Nguyễn Lê Ngọc Hồng XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI CÁC BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TẾ VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” – VẬT LÍ 10 CƠ BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Nguyễn Lê Ngọc Hồng XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI CÁC BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TẾ VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” – VẬT LÍ 10 CƠ BẢN Chun ngành: Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN ĐÔNG HẢI Thành phố Hồ Chí Minh - 2014 LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cám ơn Thầy: TS NGUYỄN ĐÔNG HẢI tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Xin cám ơn quý Thầy Cô tham gia giảng dạy chương trình sau đại học trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, bạn học quý thầy cô trường THPT Phước Kiển, huyện Nhà Bè giúp đỡ tơi q trình học tập làm luận văn Tác giả Nguyễn Lê Ngọc Hồng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC BẢNG MỞ ĐẦU 12 Lí chọn đề tài .12 Mục đích nghiên cứu .13 Đối tượng nghiên cứu 13 Phạm vi nghiên cứu 13 Giả thuyết đề tài 13 Nhiệm vụ nghiên cứu 14 Đóng góp đề tài 14 Phương pháp nghiên cứu 14 Cấu trúc luận văn .15 CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TẾ 17 1.1 Tổng quan tập vật lí 17 1.1.1 Bài tập vật lí gì? 17 1.1.2 Tác dụng tập vật lí dạy học vật lí 18 1.1.3 Vai trò tập vật lí dạy học vật lí 21 1.1.4 Phân loại tập vật lí 22 1.1.5 Phương pháp giải tập vật lí 28 1.1.6 Hướng dẫn học sinh giải tập vật lí 32 1.2 Những hạn chế tập vật lí 33 1.2.1 Thực trạng vấn đề vận dụng kiến thức vật lí vào thực tế đời sống học sinh trung học phổ thông 33 1.2.2 Hạn chế tập vật lí 35 1.3 Bài tập vật lí thực tế (Context Rich Problem) 36 1.3.1 Khái niệm tập vật lí thực tế 36 1.3.2 Đặc điểm tập vật lí thực tế 37 1.3.3 Các tiêu chí tập vật lí thực tế 38 1.3.4 Các bước xây dựng tập vật lí thực tế .41 1.3.5 Phương pháp giải hướng dẫn học sinh giải tập vật lí thực tế .44 TĨM TẮT CHƯƠNG .48 CHƯƠNG XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TẾ CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN”_VẬT LÍ 10 CB 49 2.1 Phân tích cấu trúc nội dung chuẩn kiến thức – kỹ chương “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 10 CB 49 2.1.1 Giới thiệu chung .49 2.1.2 Vị trí, nhiệm vụ mục tiêu chuẩn kiến thức kĩ 49 2.1.3 Phân tích mặt nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo tồn” sách giáo khoa vật lí 10 CB 52 2.2 Xây dựng hệ thống tập vật lí thực tế chương “Các định luật bảo tồn”_vật lí 10 CB phương pháp giải cụ thể .64 2.2.1 Xây dựng hệ thống tập vật lí thực tế chương “Các định luật bảo tồn” _ Vật lí 10 CB 64 2.3 Phương pháp giải cụ thể .69 2.3.1 Phương pháp chung 69 2.3.2 Định hướng giải cụ thể .69 2.4 Tổ chức hoạt động giải tập vật lí thực tế 100 2.4.1 Phân phối chương trình chương “Các định luật bảo tồn”_Vật lí 10 CB 100 2.4.2 Một số khó khăn thuận lợi dạy chương “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 10 CB 101 2.4.3 Tiến trình hướng dẫn học sinh giải tập vật lí thực tế hai tiết tập theo phân phối chương trình 102 TÓM TẮT CHƯƠNG .115 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 116 3.1 Mục đích thực nghiệm Sư phạm 116 3.2 Nội dung thực nghiệm Sư phạm 116 3.3 Quá trình tiến hành thực nghiệm .117 3.3.1 Đối tượng địa bàn thực nghiệm 117 3.3.2 Tiến hành thực nghiệm Sư phạm 117 3.3.3 Kiểm tra đánh giá 118 3.3.4 Xử lí kết thực nghiệm 118 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTTT Bài tập thực tế BTVLTT Bài tập vật lí thực tế CB Cơ ĐC Đối chứng ĐLBT Định luật bảo toàn GV Giáo viên HS Học sinh KT15 Kiểm tra 15 phút Nxb Nhà xuất PPTN Phương pháp thực nghiệm SGK Sách giáo khoa SPSS Statistical Products for the Social Services (phần mềm chuyên ngành thống kê) THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm Sư phạm TS Tiến sĩ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 2.1: Sơ đồ tóm tắt nội dung chương “Các định luật bảo tồn”_Vật lí 35T 10 CB 52 35T Hình 2.2: Sơ đồ tóm tắt cấu trúc chương “Các định luật bảo tồn”_Vật lí 35T 10 CB 53 35T Hình 2.3: Sơ đồ cấu trúc nội dung 23 “Động lượng – Định luật bảo toàn 35T động lượng” 55 35T Hình 2.4: Sơ đồ cấu trúc nội dung 24 “Công cơng suất” .57 35T 35T Hình 2.5: Sơ đồ cấu trúc nội dung 25 “Động năng” 59 35T 35T Hình 2.6: Sơ đồ cấu trúc nội dung 26 “Thế năng” 62 35T 35T Hình 2.7: Sơ đồ cấu trúc nội dung 27 “Cơ năng” .63 35T 35T Hình 3.1: Đồ thị phân bố điểm số KT15 lần 122 35T 35T Hình 3.2: Biểu đồ cột phân phối tần suất điểm kiểm tra câu phần 35T BTVLTT lớp TN ĐC 123 35T Hình 3.3: Đường phân phối tần suất tích lũy đểm kiểm tra câu BTVLTT 35T lớp TN ĐC 124 35T Hình 3.4: Biểu đồ phân phối tần suất điểm số KT15 lần lớp ĐC 35T TN 126 35T Hình 3.5: Đường phân phối tần suất tích lũy điểm KT15 lần lớp ĐC 35T TN 127 35T DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Bảng phân phối chương trình Chương “Các định luật bảo tồn”_Vật lí 35T 10 CB .100 35T Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm số KT15 lần theo câu lớp ĐC .121 35T 35T Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số KT15 lần theo câu lớp TN .121 35T 35T Bảng 3.3 Bảng thống kê điểm số Xi KT15 lần 121 35T 35T Bảng 3.4 Bảng thống kê kết điểm kiểm tra tập vật lí thực tế 122 35T 35T Bảng 3.5 Bảng thống kê điểm kiểm tra KT15 lần lớp TN 125 35T 35T Bảng 3.6 Bảng thống kê điểm KT15 lần lớp ĐC 125 35T 35T MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Giải tập vật lí hoạt động quan trọng, thiếu q trình dạy học vật lí Thơng qua việc giải tập vật lí, học sinh hiểu sâu kiến thức lí thuyết học; vận dụng kiến thức để giải nhiều vấn đề nhiều ngữ cảnh khác nhau; rèn luyện tư lơgic, phân tích, tổng hợp; tự đánh giá mức độ hiểu vận dụng kiến thức Đối với giáo viên, việc hướng dẫn yêu cầu học sinh giải tập vật lí cịn cơng cụ kiểm tra – đánh giá quan trọng Các tập sách giáo khoa, sách tập, sách tham khảo phổ biến tập số đại lượng vật lí cho trước học sinh u cầu tính tốn đại lượng vật lí khác có liên quan với đại lượng cho Quy trình giải tập thường học sinh nhớ lại khái niệm, định luật, công thức vật lí học lí thuyết, tìm kiếm đường nối đại lượng biết với đại lượng cần tìm cách lắp ghép cơng thức lại thành chuỗi lôgic Thông qua việc giải tập vậy, học sinh hiểu sâu khái niệm vật lí, định luật vật lí vận dụng chúng vào tình cụ thể Học sinh ghi nhớ kỹ sử dụng thành thạo cơng thức vật lí, biết cách “lắp ghép” công thức thành chuỗi nối đại lượng biết với đại lượng cần tìm Với tập này, giáo viên kiểm tra mức độ ghi nhớ sử dụng thành thạo cơng thức vật lí khả tính tốn học sinh Tuy nhiên, tập vật lí phổ biến bộc lộ nhiều hạn chế: Thứ nhất, học sinh giải tập mà không cần thông hiểu sâu sắc khái niệm vật lí, khơng cần có kỹ lập luận định tính tượng vật lí Học sinh bắt tay vào việc giải tập mà khơng cần phân tích định tính tượng vật lí có liên quan Nhiều nghiên cứu 12