Luận văn thạc sĩ VNU UEd xây dựng hệ thống và phương pháp giải bài tập chương VII lượng tử ánh sáng, vật lý 12 ban cơ bản trung học phổ thông nhằm phát huy tính tích cực của học sinh

Nghiên cứu thực tế việc giảng dạy bài tập vật lý ở các trường trung học phổ thông cho thấy cách làm việc của thầy và trò xung quanh vấn đề hướng dẫn học sinh giải bài tập vẫn còn dập khu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ THÚY NGA

XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG VII : LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG, VẬT LÝ 12 BAN CƠ BẢN

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NHẰM PHÁT HUY

LỜI CẢM ƠN Trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường ĐHGD, các thầy cô giáo, các cán bộ quản lý của Trường đã giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tôi trong suốt quá trình học tập tại trường

Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Bùi Văn Loát

đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, các thầy cô trong tổ vật lý

và các em học sinh lớp 12B1, 12B2 Trường THPT Gia Viễn A đã giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn

Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã cố gắng rất nhiều song bản luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Tôi xin chân thành lắng nghe những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học, các thầy cô giáo, các đồng nghiệp và những người quan tâm để luận văn được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, Ngày 15 tháng 11 năm 2014

Tác giả

Nguyễn Thị Thúy Nga

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Mục lục ii

Danh mục bảng .iv

Danh mục biểu đồ iv

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12 THPT NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC CỦA HỌC SINH 5

1.1 Cơ sở lý luận của dạy học tích cực 5

1.1.1 Tính tích cực nhận thức 5

1.1.2 Phương hướng đổi mới phương pháp dạy học vật lý 9

1.1.3 Phương pháp dạy học tích cực 13

1.3.4 Một số phương pháp dạy học tích cực 18

1.2 Bài tập vật lý 19

1.2.1 Khái niệm bài tập vật lý 19

1.2.2 Vai trò của bài tập trong dạy học vật lý 19

1.2.3 Phân loại bài tập vật lý 21

1.2.4 Phương pháp giải bài tập vật lý 23

1.2.5 Lựa chọn và sử dụng bài tập vật lý 25

1.2.6 Định hướng giải bài tập vật lý 26

1.3 Thực trạng sử dụng BTVL hiện nay tại trường THPT Gia Viễn A 28

1.3.1 Đặc điểm tình hình của nhà trường: 28

1.3.2 Thực trạng việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý hiện nay tại trường THPT Gia Viễn A 28

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC CỦA HỌC SINH 29

2.1 Vị trí và những kiến thức cơ bản chương "Lượng tử ánh sáng" 29

2.1.1 Vị trí chương “Lượng tử ánh sáng”trong chương trình vật lý phổ thông 29

2.1.2 Những kiến thức cơ bản của chương “Lượng tử ánh sáng" 29

2.2 Mục tiêu dạy học chương “Lượng tử ánh sáng” 33

2.2.1 Mục tiêu về kiến thức 33

2.2.2 Kỹ năng của học sinh khi học chương “Lượng tử ánh sáng” 33

2.3 Soạn thảo hệ thống bài tập chương " Lượng tử ánh sáng" 34

2.3.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập 34

2.3.2 Quy tình xây dựng hệ thống bài tập 35

2.3.3 Đề xuất hệ thống bài tập và phương pháp giải bài tập chương "Lượng tử ánh sáng" nhằm phát huy tính tích cực của học sinh 37

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 65

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 68

3.2 Chúng tôi đã chọn đối tượng thực nghiệm theo yêu cầu như sau: 68

3.3 Phương pháp thực nghiệm 68

3.4 Kết quả thực nghiệm 69

3.4.1 Đánh giá định tính 69

3.4.2 Đánh giá định lượng 69

3.5 Kết luận chương 3 74

KẾT LUẬN 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

PHỤ LỤC 79

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Bảng thống kê điểm số 70

Bảng 3.2: Bảng thống kê số phần trăm học sinh đạt điểm Xi 70

Bảng 3.3: Bảng phân phối tần số tích lũy 71

Bảng 3.4: Bảng các thông số thống kê 72

DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.3: Biểu đồ phân phối tần số tích lũy 71

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông (THPT), ngoài việc giảng dạy lý thuyết vật lý thì bài tập vật lý luôn giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý Việc giải bài tập Vật lý giúp củng cố đào sâu, mở rộng những kiến thức cơ bản của bài giảng, xây dựng củng cố kỹ năng kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn Giải bài tập Vật lý cũng là một biện pháp hữu hiệu để phát triển năng lực tư duy của học sinh Sau khi giải các bài tập Vật lý, học sinh hiểu sâu sắc hơn các khái niệm, định luật Vật lý, vận dụng chúng vào những vấn đề thực tế trong cuộc sống

Hiện nay, dạy học Vật lý trong trường phổ thông chưa phát huy được hết vai trò của bài tập Vật lý trong thực hiện các nhiệm vụ dạy học Dạy học sinh giải bài tập Vật lý là một công việc khó khăn và ở đó bộc lộ rõ nhất trình

độ của người giáo viên trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến những hạn chế của khâu giải bài tập Vật lý ở trường phổ thông

Nghiên cứu thực tế việc giảng dạy bài tập vật lý ở các trường trung học phổ thông cho thấy cách làm việc của thầy và trò xung quanh vấn đề hướng dẫn học sinh giải bài tập vẫn còn dập khuôn theo các dạng bài và vận dụng công thức toán học để giải các bài tập, còn hạn chế trong việc vận dụng kiến thức vật lý và các phương pháp tư duy của vật lý để giải các bài tập đó dẫn tới chưa phát huy được tính tích cực của học sinh

Trong chương trình vật lý lớp 12, phần lượng tử ánh sáng có vai trò quan trọng trong quá trình rèn luyện tư duy và nhất là để đáp ứng lượng kiến thức cho các kì thi quốc gia quan trọng

Từ những lý do trên tôi chọn đề tài “Xây dựng hệ thống và phương pháp giải bài tập chương VII: Lượng tử ánh sáng, vật lý 12 Trung học phổ thông nhằm phát huy tính tích cực của học sinh”

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu lý luận về bài tập vật lý và phương pháp giải bài tập vật lý nhằm đạt hiệu quả cao nhất

- Nghiên cứu nội dung kiến thức lý thuyết và bài tập chương VII

“Lượng tử ánh sáng” thuộc chương trình vật lý lớp 12 THPT và một số tài liệu tham khảo vật lý khác

- Xây dựng hệ thống bài tập về nội dung kiến thức chương “Lượng tử ánh sáng” thuộc chương trình vật lý 12 THPT

- Ðề xuất một số phương pháp giải bài tập nhằm phát huy tính tích cực của học sinh

- Ðiều tra khảo sát tính khả thi của những biện pháp được đề xuất Xử

lý kết quả thực nghiệm bằng toán học thống kê

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy và học môn vật lý chương VII

6 Mẫu khảo sát

Ðối tượng khảo sát: Học sinh lớp : 12B1,12B2 Trường THPT Gia Viễn A- Ninh Bình

7 Câu hỏi nghiên cứu

Làm thế nào để soạn thảo hệ thống bài tập và tổ chức hoạt động dạy

học chương VII“Lượng tử ánh sáng” Vật lý 12 THPT để góp phần phát huy

tính tích cực của học sinh?

8 Giả thuyết nghiên cứu

Xây dựng một cách hệ thống và đổi mới phương pháp giải bài tập chương “Lượng tử ánh sáng” thuộc chương trình vật lý lớp 12 THPT, sử dụng vào tiết học Bài tập phù hợp với nội dung kiến thức của bài học sẽ làm phát huy tích tích cực của học sinh trong quá trình học tập

9 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý luận

+ Nghiên cứu các tài liệu về Tâm lý học, Lý luận dạy học, các tài liệu

về phương pháp dạy học bộ môn Vật lý…

+Nghiên cứu cơ sở lý luận của BTVL

+ Nghiên cứu SGK Vật lý 12 và các tài liệu khoa học đề cập đến vấn đề

“lượng tử ánh sáng”

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

+ Ðiều tra thực tiễn hoạt động dạy giải bài tập vật lý ở trường THPT Gia Viễn A

+ Thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán để xử lý thông tin từ thực nghiệm sư phạm

10 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn

dự kiến gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2: Xây dựng hệ thống và phương pháp giải bài tập vật lý chương VII “Lượng tử ánh sáng” thuộc chương trình vật lý lớp 12 THPT nhằm phát huy tích tích cực của học sinh

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12 THPT NHẰM

PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC CỦA HỌC SINH

1.1 Cơ sở lý luận của dạy học tích cực

1.1.1 Tính tích cực nhận thức 1.1.1.1 Tính tích cực nhận thức

Tính tích cực là một phẩm chất vốn có của con người Con người không chỉ tiêu thụ những gì sẵn có trong thiên nhiên mà còn chủ động sản xuất ra những của cải vật chất cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của xã hội, chủ động cải biến môi trường tự nhiên, cải tạo xã hội

Hình thành và phát triển tính tích cực là một trong các nhiệm vụ chủ yếu của giáo dục, nhằm đào tạo những con người năng động, thích ứng và góp phần phát triển xã hội

1.1.1.2 Tính tích cực học tập

Tính tích cực con người được thể hiện trong hoạt động, đặc biệt trong những hoạt động chủ động của chủ thể

Tính tích cực trong hoạt động học tập, về thực chất là tính tích cực nhận thức và được đặc trưng ở khát vọng hiểu biết, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh tri thức

Khác với quá trình nhận thức trong nghiên cứu khoa học, quá trình nhận thức trong học tập không nhằm phát hiện những điều loài người chưa biết đến mà nhằm lĩnh hội những tri thức loài người đã tích luỹ được Tuy nhiên, trong học tập học sinh cũng “khám phá” ra những hiểu biết mới đối với bản thân dưới sự tổ chức và hướng dẫn của GV

Học sinh sẽ thông hiểu, ghi nhớ những gì đã nắm được qua hoạt động

nỗ lực của chính mình Nhưng khi đạt tới một trình độ nhất định thì sự học tập tích cực sẽ mang tính nghiên cứu khoa học và người học cũng có thể tạo ra những tri thức mới cho khoa học

1.1.1.3 Những dấu hiệu của tính tích cực học tập Tính tích cực học tập biểu hiện ở những dấu hiệu như:

- Hăng hái trả lời các câu hỏi của giáo viên đặt ra, tích cực bổ sung các câu trả lời của bạn

- Thích phát biểu ý kiến của mình trước vấn đề nêu ra và có lập luận

để bảo vệ ý kiến đó

- Hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề chưa đủ rõ

và đi sâu vào bản chất của sự kiện

- Chủ động vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để nhận thức vấn đề mới, tập trung chú ý vào vấn đề đang học

- Kiên trì hoàn thành các bài tập, không nản chí trước những tình huống khó khăn…

Tính tích cực học tập được sắp xếp theo những cấp độ từ thấp đến cao như:

- Bắt chước: gắng sức là theo các mẫu hành động của thầy, của bạn…

Bắt chước thường được biểu hiện trong các tiết thực hành: học sinh bắt chước các kĩ năng biểu diễn thí nghiệm của giáo viên và khi đạt được ở mức độ cao hơn thì biến thành kỹ năng của mình

- Tìm tòi: độc lập giải quyết vấn đề nêu ra, tìm kiếm những cách giải quyết khác nhau về một vấn đề…, được biểu hiện khi học sinh tự giải bài tập hoá học hay tự tiến hành thí nghiệm theo hướng nghiên cứu…

- Sáng tạo: tìm ra cách giải quyết mới, độc đáo, hữu hiệu

Tính tích cực trong hoạt động học tập liên quan trước hết đến động cơ học tập Động cơ đúng tạo ra hứng thú Hứng thú là tiền đề của tự giác Tính tích cực tạo ra nếp tư duy độc lập Tư duy độc lập là mầm mống của sáng tạo

Sự biểu hiện và cấp độ từ thấp đến cao của tính tích cực học tập, mối liên quan giữa động cơ và hứng thú trong học tập được diễn đạt trong sơ đồ sau:

TÍCH CỰC HỌC TẬP

BIỂU HIỆN -Khao khát hăng hái trả lời câu hỏi

-Hay nêu những thắc măc

- Chủ động vận dụng nội dung -Tập trung, chú

1.1.1.4 Những nguyên tắc sai phạm cần đảm bảo để nâng cao tính tích cực nhận thức cho học sinh

Qua những cơ sở lý luận trên ta nhận thấy muốn nâng cao tính tích cực nhận thức của học sinh cần dảm bảo những nguyên tắc sau:

- Việc dạy học phải được tiến hành ở mức độ gắng sức đối với HS Cần phải lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhận thức tích cực, kích thích sự ham hiểu biết của học sinh, có chú trọng đến năng lực và khả năng của học sinh sao cho mỗi học sinh phải huy động hết mức trí lực của mình Giáo viên không nên làm cho hoạt động học tập trở nên khó khăn với học sinh bằng bài tập tình huống khó mà phải tạo cho học sinh một chướng ngại nhận thức bằng những bài tập sáng tạo và rèn luyện ý chí nhận thức

- Việc nắm vững kiến thức lý thuyết phải chiếm ưu thế Cần giúp học sinh nắm vững một cách sâu sắc nội dung lý thuyết, đi sâu vào bản chất của các hiện tượng và các chất nghiên cứu nhằm lĩnh hội những quan điểm và khái niệm quan trọng nhất Nội dung lý thuyết, khái niệm là cơ sở cho tư duy hoạt động trí tuệ

- Trong quá trình dạy học phải duy trì nhịp độ khẩn trương của việc nghiên cứu tài liệu, còn những kiến thức đã lĩnh hội sẽ được củng cố khi nghiên cứu kiến thức mới Qua thực tế đã chứng minh việc dừng lại lâu để nghiên cứu một nội dung học tập sẽ chóng làm học sinh mệt mỏi vì tính chất đơn điệu của nó, nên khi học sinh đã hiểu một số vấn đề rồi thì phải chuyển sang nghiên cứu vấn đề khác Như vậy hoạt động của học sinh sẽ được liên tục, không bị nhàm chán

- Trong dạy học phải tích cực chăm lo sự phát triển trí tuệ của tất cả các đối tượng học sinh (khá giỏi, trung bình, yếu kém) Giáo viên điều khiển, chỉ đạo hoạt động trí tuệ của học sinh theo năng lực của họ làm cho học sinh tư duy tích cực để vượt qua chướng ngại nhận thức bằng hoạt động tự lực, độc lập

Như vậy những nguyên tắc trên đều hướng tới các hoạt động điều khiển

của giáo viên nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong đó

có chú trọng đến việc dạy học sinh phương pháp học tập, phương pháp hoạt động trí tuệ, hình thành năng lực giải quyết vấn đề và khả năng tự đánh giá kết quả học tập của mình

1.1.2 Phương hướng đổi mới phương pháp dạy học vật lý 1.1.2.1 Khái niệm phương pháp dạy học

Phương pháp dạy học là những hình thức và cách thức hoạt động của giáo viên và học sinh trong những điều kiện dạy học xác định nhằm đạt mục đích dạy học

1.1.2.2 Phương hướng đổi mới phương pháp dạy học vật lý

Từ thực tế của ngành giáo dục, cùng với yêu cầu đào tạo nguồn nhân

lực cho sự phát triển đất nước chúng ta đang tiến hành đổi mới phương pháp

dạy học chú trọng đến việc phát huy tính tích cực, chủ động của HS, coi học sinh là chủ thể nhằm nâng cao chất lượng, hiệu quả của quá trình dạy học

Nguyên tắc này đã được nghiên cứu, phát triển mạnh mẽ trên thế giới

và được xác định là một trong những phương hướng cải cách giáo dục phổ thông Việt Nam Những tư tưởng, quan điểm, những tiếp cận mới thể hiện nguyên tắc trên đã được chúng ta nghiên cứu, áp dụng trong dạy học các môn học và được coi là phương pháp dạy học tích cực

Những quan điểm, những tiếp cận mới dùng làm cơ sở cho việc đổi mới phương pháp dạy học vật lý:

a Dạy học lấy học sinh làm trung tâm

Đây là một quan điểm được đánh giá là tích cực vì hướng dạy học chú trọng đến người học để tìm ra những phương pháp dạy học có hiệu quả Quan điểm này đã chú trọng các vấn đề:

- Về mục tiêu dạy học: Chuẩn bị cho HS thích ứng với đời sống, xã hội

Tôn trọng nhu cầu, hứng thú, khả năng và lợi ích của HS

- Về nội dung: Chú trọng bồi dưỡng, rèn luyện kĩ năng thực hành, vận

dụng kiến thức, năng lực giải quyết vấn đề học tập và thực tiễn, hướng vào sự chuẩn bị thiết thực cho HS hoà nhập với xã hội

- Về phương pháp: Coi trọng rèn luyện cho HS phương pháp tự học, tự khám phá và giải quyết vấn đề, phát huy sự tìm tòi tư duy độc lập sáng tạo của HS thông qua các hoạt động học tập Trong các phương pháp học thì cốt lõi là phương pháp tự học Học sinh chủ động tham gia các hoạt động học tập

Giáo viên là người tổ chức, điều khiển, động viên, huy động tối đa vốn hiểu biết, kinh nghiệm của từng HS trong việc tiếp thu kiến thức và xây dựng bài học

- Về hình thức tổ chức: Không khí lớp học thân mật tự chủ, bố trí lớp học linh hoạt phù hợp với hoạt động học tập, đặc điểm của từng tiết học

- Về kiểm tra đánh giá: Giáo viên đánh giá khách quan, học sinh tham gia vào quá trình nhận xét đánh giá kết quả học tập của mình (tự đánh giá), đánh giá nhận xét lẫn nhau Nội dung kiểm tra chú ý đến các mức độ: biết, hiểu, vận dụng

- Kết quả đạt được: Tri thức thu được vững chắc bằng con đường tự tìm tòi, học sinh được phát triển cao hơn về nhận thức, tình cảm, hành vi, tự tin trong cuộc sống

Dạy học lấy học sinh làm trung tâm, đặt vị trí của người học vừa là chủ thể, vừa là mục đích cuối cùng của quá trình dạy học, phát huy tối đa những tiềm năng của từng người học Do vậy vai trò tích cực, chủ động, độc lập sáng tạo của người học được phát huy Người giáo viên đóng vai trò là người tổ chức, hướng dẫn động viên các hoạt động độc lập của học sinh, đánh thức các tiềm năng của mỗi học sinh giúp họ chuẩn bị tham gia vào cuộc sống

Như vậy bản chất của “dạy học lấy học sinh làm trung tâm” là đặt người học vào vị trí trung tâm của quá trình dạy học, chú trọng đến những phẩm chất, năng lực riêng của mỗi người, họ vừa là chủ thể vừa là mục đích cuối cùng của quá trình dạy học, phấn đấu cá thể hoá quá trình dạy học để cho các tiềm năng của mỗi cá nhân được phát huy tối đa Tư tưởng của quan điểm

này đã được thể hiện qua các định hướng chỉ đạo hoạt động dạy học ở nước ta với các phong trào: “ Tất cả vì học sinh thân yêu”, “ Thầy chủ đạo, trò chủ động”, “ Biến quá trình đào tạo thành quá trình tự đào tạo”, “học sinh là chủ thể sáng tạo trong học tập”

b Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng hoạt động hoá người học

Định hướng hoạt động hóa người học đã chú trọng đến việc giải quyết vấn đề dạy học thông qua hoạt động tự giác tích cực và sáng tạo của người học, hình thành công nghệ kiểm tra đánh giá, sử dụng phương tiện kĩ thuật, đặc biệt là công nghệ thông tin trong quá trình dạy học

Theo định hướng hoạt động hoá người học các nhà nghiên cứu đã đề xuất:

- Học sinh phải được hoạt động nhiều hơn và trở thành chủ thể hoạt động đặc biệt là hoạt động tư duy

- Các phương pháp dạy học vật lý phải thể hiện phương pháp nhận thức khoa học vật lý như: thực nghiệm vật lý, phân tích lý thuyết, dự đoán lý thuyết, mô hình hoá… và tận dụng khai thác nét đặc thù của môn vật lý để tạo

ra các hình thức hoạt động đa dạng phong phú của học sinh trong giờ học

- Chú trọng dạy học sinh phương pháp tự học, phương pháp tự nghiên cứu trong quá trình học tập

Nét đặc trưng cơ bản của định hướng hoạt động hoá người học là sự học tập tự giác và sáng tạo của học sinh Để học sinh học tập tích cực, tự giác cần làm cho học sinh biết biến nhu cầu của xã hội thành nhu cầu nội tại của bản thân mình Để có tư duy sáng tạo thì phải tập luyện hoạt động sáng tạo thông qua học tập Như vậy ngay trong bài học đầu tiên của môn học phải đặt học sinh vào vị trí của người nghiên cứu, người khám phá, chiếm lĩnh tri thức mới và coi việc xây dựng phong cách “ học tập sáng tạo” là cốt lõi của việc đổi mới phương pháp dạy học

Biện pháp hoạt động hoá người học áp dụng trong dạy học vật lý là:

- Khai thác nét đặc thù môn vật lý tạo ra các hình thức hoạt động đa

dạng, phong phú của học sinh trong giờ học như:

+ Tăng cường sử dụng thí nghiệm vật lý, các phương tiện trực quan (mô hình, tranh vẽ…), phương tiện kĩ thuật trong dạy học vật lý (máy chiếu, máy tính, các phần mềm dạy học…)

+ Trong giờ học cần sử dụng phối hợp nhiều hình thức hoạt động phong phú của học sinh như: thí nghiệm, dự đoán lý thuyết, mô hình hoá, giải thích, thảo luận nhóm… giúp học sinh được hoạt động tích cực chủ động

- Tăng thời gian hoạt động của học sinh trong giờ học Hoạt động của giáo viên chú trọng đến việc thiết kế, hướng dẫn điều khiển các hoạt động và

tư duy hay hoạt động nhóm Giáo viên cần động viên học sinh hoạt động nhiều hơn trong giờ học, giảm tối đa các hoạt động nhận thức thụ động

- Tăng mức độ hoạt động trí lực chủ động của học sinh thông qua việc lựa chọn nội dung và hình thức sử dụng các câu hỏi, bài tập có sự suy luận, vận dụng kiến thức một cách sáng tạo

Như vậy tư tưởng chủ đạo của định hướng đổi mới phương pháp dạy học theo hướng hoạt động hoá người học là học sinh được phát huy tính tích cực nhận thức học tập đến mức tối đa thông qua các hoạt động chủ động, độc lập, sáng tạo trong giờ học

1.1.2.3 Định hướng đổi mới phương pháp dạy học

Cốt lõi của đổi mới PPDH là hướng tới hoạt động học tập tích cực, chống lại thói quen học tập thụ động Đổi mới nội dung và hình thức hoạt động của giáo viên và học sinh, đổi mới hình thức tổ chức dạy học, đổi mới hình thức tương tác xã hội trong dạy học với định hướng:

- Chuyển từ mô hình dạy học truyền thụ một chiều sang mô hình dạy học hợp tác hai chiều

- Chuyển từ xu hướng dạy học “lấy GV làm trung tâm” sang quan điểm dạy học “lấy HS làm trung tâm”, “hoạt động hóa người học”

- Dạy cách học, bồi dưỡng năng lực tự học và tự đánh giá

- Sử dụng các PPDHTC

- Kết hợp giữa việc tiếp thu và sử dụng có chọn lọc các phương pháp dạy học hiện đại với việc khai thác những yếu tố tích cực của các phương pháp dạy học truyền thống

- Tăng cường sử dụng các phương tiện, thiết bị dạy học, lưu ý đến ứng dụng của công nghệ thông tin

1.1.3 Phương pháp dạy học tích cực 1.1.3.1 Khái niệm phương pháp dạy học tích cực

Phương pháp dạy học tích cực là khái niệm nói tới những phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo của người học

Vì vậy phương pháp dạy học tích cực thực chất là các phương pháp dạy học hướng tới việc giúp học sinh học tập chủ động, tích cực, sáng tạo chống lại thói quen học tập thụ động

Phương pháp dạy học tích cực chú trọng đến hoạt động học và vai trò của người học trong quá trình dạy học theo các quan điểm, tiếp cận mới về hoạt động dạy học như: “Lấy người học là trung tâm”, “Hoạt động hoá người học”

1.1.3.2 Đặc trưng cơ bản của phương pháp dạy học tích cực

Phương pháp dạy học tích cực có những dấu hiệu đặc trưng cơ bản như:

- Dạy học có chú trọng đến việc tổ chức, chỉ đạo để người học trở thành chủ thể hoạt động, tự khám phá những kiến thức mà mình chưa biết Trong giờ học học sinh được tổ chức, động viên tham gia vào các hoạt động học tập qua đó vừa nắm được kiến thức, kĩ năng mới vừa nắm được phương pháp nhận thức, học tập Trong phương pháp dạy học tích cực việc tổ chức để học sinh học được tri thức, kĩ năng, phương pháp học tập luôn gắn quyện vào nhau theo quá trình học kiến thức- hoạt động đến biết hoạt động và muốn hoạt

động, qua đó mà phát triển nhân cách người lao động tự chủ, năng động và sáng tạo Người học - đối tượng của hoạt động “dạy” đồng thời là chủ thể của hoạt động “học”- được cuốn hút vào các hoạt động học tập do GV tổ chức và chỉ đạo thông qua đó tự lực khám phá những điều mình chưa rõ

- Dạy học có chú trọng rèn luyện kĩ năng, phương pháp và thói quen tự học, từ đó mà tạo cho HS hứng thú, lòng ham muốn, khát khao học tập, khơi dậy những tiềm năng vốn có trong mỗi HS để giúp họ dễ dàng thích ứng với cuộc sống của xã hội phát triển PPDHTC xem việc rèn luyện phương pháp học tập không chỉ là một biện pháp nâng cao hiệu quả dạy học mà còn là một mục tiêu dạy học

- Dạy học chú trọng đến việc tổ chức các hoạt động học tập của từng học sinh, hoạt động hợp tác trong tập thể nhóm, lớp học thông qua tương tác giữa GV với HS, giữa HS với HS Bằng sự trao đổi, tranh luận, thể hiện quan điểm của từng cá nhân, sự đánh giá nhận xét những quan điểm của bạn mà học sinh nắm được kiến thức, cách tư duy, sự phối hợp hoạt động trong một

tập thể Lớp học là môi trường giao tiếp thầy - trò, trò - trò, tạo nên mối quan

hệ hợp tác giữa các cá thể trên con đường chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng

Thông qua thảo luận, tranh luận ý kiến mỗi cá nhân được bộc lộ, khẳng định hay bác bỏ, qua đó người học nâng mình lên một trình độ mới Bài học vận dụng được vốn hiểu biết và kinh nghiệm của HS, lớp học sẽ sinh động và kích thích được sự hứng thú học tập nhờ sự động viên khích lệ của thầy, của bạn

Học hợp tác làm tăng hiệu quả học tập nhất là khi xuất hiện nhu cầu phối hợp giữa các cá nhân để hoàn thành nhiệm vụ chung Trong việc học hợp tác tính cách, năng lực của mỗi thành viên được bộc lộ, tính ỷ lại được uốn nắn, ý thức tổ chức, tình bạn, tinh thần tương trợ được phát triển, lớp học sẽ trở nên thân thiện hơn

- Dạy học có sự phối hợp sử dụng rộng rãi các phương tiện trực quan nhất là các phương tiện kĩ thuật nghe nhìn, máy vi tính, phần mềm dạy

học…tăng tính năng động cho người học đáp ứng yêu cầu cá thể hoá hoạt động học tập theo năng lực và nhu cầu của mỗi học sinh, giúp các em tiếp cận được với các phương tiện hiện đại trong xã hội phát triển

- Dạy học có sử dụng các phương pháp kiểm tra đánh giá đa dạng, khách quan, tạo điều kiện để học sinh được tham gia tích cực vào hoạt động

tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau Nội dung, phương pháp, hình thức kiểm tra đánh giá phải đa dạng, phong phú với sự trợ giúp của các thiết bị kỹ thuật, máy tính và phần mềm kiểm tra để đảm bảo tính khách quan, phản ánh trung thực tình trạng kiến thức của học sinh và quá trình đào tạo Sự thay đổi khâu đánh giá sẽ có tác dụng mạnh mẽ là động lực để đổi mới phương pháp dạy học theo hướng dạy học tích cực

1.1.3.3 Sự đổi mới phương pháp dạy học theo hướng dạy học tích cực

Sự đổi mới phương pháp dạy học vật lý theo hướng dạy học tích cực được dựa trên cơ sở quan niệm về tích cực hoá hoạt động học tập của học sinh

và dạy học hướng vào học sinh Dạy học tích cực áp dụng trong dạy học vật

lý được đặt ra do yêu cầu đổi mới mục tiêu giáo dục, đổi mới nội dung môn học và được tiến hành đồng bộ với đổi mới kiểm tra - đánh giá kết quả học tập của học sinh

Như vậy đổi mới phương pháp dạy học có quan hệ mật thiết với việc đổi mới mục tiêu, nội dung dạy học và cách thức tổ chức dạy học nhằm phát huy tối đa tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học

a Đổi mới hoạt động dạy của giáo viên

Hoạt động dạy học vật lý không chỉ là quá trình truyền thụ kiến thức, thông báo thông tin mà chủ yếu là quá trình giáo viên thiết kế, tổ chức, điều khiển các hoạt động học tập của học sinh để đạt được các mục tiêu cụ thể ở mỗi bài học

Như vậy hoạt động cụ thể của giáo viên sẽ là:

- Thiết kế giáo án (kế hoạch giờ dạy) gồm các hoạt động của học sinh theo những mục tiêu cụ thể của mỗi bài học mà học sinh cần đạt được

- Tổ chức các hoạt động trên lớp để học sinh hoạt động theo cá nhân hoặc theo nhóm như: nêu vấn đề cần tìm hiểu, tổ chức hoạt động tìm tòi, phát hiện tri thức và hình thành kĩ năng vật lý, kỹ năng nghiên cứu vật lý

- Định hướng điều chỉnh các hoạt động của học sinh: giáo viên có nhiệm vụ làm chính xác hóa các khái niệm, kết luận, nhận xét về các hiện tượng, bản chất của hiện tượng vật lý mà học sinh đã tự tìm tòi trong hoạt động học tập của mình và thông báo thêm một số thông tin có liên quan đến bài học mà học sinh không thể tự tìm tòi được qua hoạt động trên lớp

- Thiết kế và thực hiện việc sử dụng các phương tiện trực quan, thí nghiệm vật lý, hiện tượng thực tế như là nguồn kiến thức để học sinh tìm tòi, phát hiện những kiến thức kỹ năng cần nghiên cứu, tiếp thu Trong quá trình

tổ chức, điều khiển luôn tạo điều kiện để học sinh được bộc lộ và vận dụng nhiều hơn những kiến thức đã có của mình để giải quyết các vấn đề học tập và các vấn đề có liên quan đến vật lý trong đời sống sản xuất

b Đổi mới hoạt động học tập của học sinh

Quá trình học tập vật lý không phải là quá trình tiếp nhận một cách thụ động kiến thức mà chủ yếu là quá trình tự học, tự nhận thức, tự khám phá, tìm tòi các tri thức vật lý một cách chủ động, tích cực Đó chính là quá trình tự phát hiện và giải quyết các vấn đề hay là quá trình tập nghiên cứu khoa học dưới sự điều khiển của giáo viên Như vậy trong giờ học, học sinh được tiến hành các hoạt động như:

- Tự phát hiện vấn đề hoặc hiểu được vấn đề, nhiệm vụ do giáo viên nêu ra

- Hoạt động cá nhân hoặc hợp tác theo nhóm để tìm tòi phát hiện vấn

đề, giải quyết các vấn đề đặt ra Tuỳ theo nội dung và nhiệm vụ đặt ra mà học sinh cần thực hiện các hoạt động như: dự đoán lý thuyết, làm thí nghiệm, quan sát, mô tả hiện tượng, giải thích rút ra kết luận hoặc phán đoán, suy luận,

đề ra giả thuyết, trả lời câu hỏi, tìm dữ kiện để khẳng định hoặc bác bỏ giả thuyết đề ra Nếu nhiệm vụ đòi hỏi hoạt động nhóm, học sinh cần chuẩn bị ý

kiến, tham gia thảo luận nhóm rút ra kết luận và báo cáo kết quả hoạt động của cá nhân hoặc nhóm của mình

- Vận dụng kiến thức, kỹ năng đã có để giải thích hiện tượng vật lý xảy

ra trong đời sống, sản xuất và giải các dạng bài tập vật lý

- Tự đánh giá và đánh giá việc nắm kiến thức của bản thân, của bạn, của nhóm

Như vậy sự đổi mới phương pháp dạy học vật lý là cần phải làm cho học sinh được hoạt động nhiều hơn, tư duy một cách tích cực chủ động hơn trong việc chiếm lĩnh kiến thức và kỹ năng Học sinh phải luôn có ý thức và biết cách vận dụng kiến thức vật lý vào thực tế đời sống Thông qua các hoạt động điều khiển của giáo viên, học sinh không chỉ nắm được các tri thức, kỹ năng mà còn nắm được kỹ năng hoạt động tìm tòi, phát hiện vấn đề học tập và

kỹ năng hoạt động tích cực để giải quyết vấn đề một cách linh hoạt và sáng tạo

Cùng với sự đổi mới hoạt động dạy, hoạt động học thì cũng cần có sự đổi mới hình thức tổ chức dạy học

c Đổi mới hình thức tổ chức dạy học và sử dụng phương tiện dạy học

Theo yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học thì hình thức tổ chức dạy học cũng cần thay đổi cho phù hợp với các phương pháp dạy học được sử dụng trong bài học Hình thức tổ chức lớp học phải đa dạng phong phú cho phù hợp với việc tìm tòi của cá nhân, hoạt động nhóm và cả lớp Địa điểm học của HS không chỉ diễn ra trên lớp mà còn thực hiện ở phòng bộ môn, phòng học đa phương tiện, ở ngoài trường học…HS thu nhận thông tin qua nhiều kênh khác nhau như SGK, băng, đĩa, mạng internet…

Khi lựa chọn các hình thức tổ chức lớp học giáo viên cần chú ý tạo ra môi trường học tập đảm bảo được mối liên hệ tương tác giữa hoạt động của giáo viên, hoạt động của học sinh và nhằm đảm bảo cho học sinh tiến hành các hoạt động học tập có hiệu quả, chất lượng cao

Các phương tiện dạy học được đa dạng hóa , không chỉ là phấn, bảng, sách vở…mà còn là dụng cụ thí nghiệm, mô hình, mẫu vật, máy chiếu, bản trong, máy tính, phần mềm ứng dụng dạy học Phương tiện dạy học, thí nghiệm vật lý được sử dụng như là nguồn kiến thức để HS tìm tòi, phát hiện, thu nhận kiến thức

d Sử dụng phối hợp, linh hoạt các phương pháp đặc thù của vật lý

Với yêu cầu đổi mới quá trình dạy học vật lý, GV cần chú ý đến việc khai thác các yếu tố tích cực trong từng phương pháp dạy học được sử dụng

để tạo điều kiện cho HS được hoạt động nhiều hơn, tích cực, chủ động hơn trong giờ học Sử dụng các phương pháp dạy học theo hướng tích cực đóng vai trò quan trọng, có tính chất quyết định đến chất lượng dạy và học vật lý

Trong dạy học vật lý có nhiều phương pháp được sử dụng theo hướng dạy học tích cực như: sử dụng các PPDH dạy học truyền thống theo hướng tích cực, sử dụng thí nghiệm, phương tiện dạy học, sử dụng bài tập vật lý…, tiếp thu có chọn lọc những phương pháp dạy học hiện đại như: dạy học kiến tạo, dạy học hợp tác theo nhóm nhỏ, dạy học tương tác…

1.3.4 Một số phương pháp dạy học tích cực

- Nhóm phương pháp trực quan: Sử dụng thí nghiệm hay các phương tiện trực quan theo PP nghiên cứu, để kiểm nghiệm giả thuyết, thí nghiệm đối chứng, thí nghiệm nêu vấn đề…, sử dụng hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng… để tổ chức các hoạt động dạy học

- Nhóm phương pháp thực hành: Về mặt hoạt động nhận thức thì các

PP thực hành là “tích cực” hơn các PP trực quan, các PP trực quan là “tích cực” hơn các PP dùng lời Trong nhóm các PP thực hành, HS được trực tiếp tác động vào đối tượng (lắp dụng cụ thí nghiệm, làm thí nghiệm …) tự lực khám phá tri thức mới

- Đàm thoại tìm tòi : Trong số các PP dùng lời thì đàm thoại tìm tòi là một PPDHTC Trong đàm thoại tìm tòi, GV là người tổ chức sự tìm tòi, còn

HS là người tự lực phát hiện kiến thức mới

- Dạy học nêu và giải quyết vấn đề: Dạy học nêu và giải quyết vấn đề giúp cho HS không chỉ nắm được tri thức mới mà còn nắm được cả phương pháp chiếm lĩnh tri thức đó, phát triển tư duy tích cực, sáng tạo, được chuẩn bị một năng lực thích ứng với đời sống xã hội: phát hiện kịp thời và giải quyết

1.2 Bài tập vật lý

1.2.1 Khái niệm bài tập vật lý

Trong thực tế dạy học, người ta gọi một vấn đề hay một câu hỏi được giải đáp nhờ các lập luận logic, suy luận toán học hay thực nghiệm vật lý trên

cơ sở các định luật và các phương pháp của vật lý học là bài toán vật lý Bài toán vật lý hay đơn giản gọi là các bài tập vật lý là một phần hữu cơ của quá trình dạy học vật lý vì nó cho phép hình thành và làm phong phú các khái niệm vật lý, phát triển tư duy vật lý và thói quen vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn

1.2.2 Vai trò của bài tập trong dạy học vật lý

a Bài tập giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức

Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm được cái chung, cái khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tượng Trong các bài tập, học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vào những trường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ thế mà học sinh nắm được những biểu hiện cụ thể của chúng trong thực tế, phát hiện ngày càng nhiều những hiện tượng thuộc ngoại diện của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hay thuộc phạm vi ứng dụng của chúng Quá trình nhận thức các khác niệm, định luật vật lý không kết thúc ở việc xây dựng nội hàm của các khái niệm, định luật vật lý mà còn tiếp tục ở việc vận dụng vào thực tế Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật, bài tập vật lý sẽ giúp học sinh thấy

được những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của các kiến thức

đã học

Vật lý không phải chỉ tồn tại trong óc chúng ta dưới dạng những mô hình trừu tượng do ta nghĩ ra mà là sự phản ánh vào trong óc chúng ta thực tế phong phú, sinh động Tuy nhiên các khái niệm, định luật vật lý thì đơn giản còn biểu hiện trong tự nhiên của chúng thì lại rất phức tạp, bởi vì các sự vật, hiện tượng có thể bị chi phối bởi nhiều định luật, nhiều nguyên nhân đồng thời hay liên tiếp chồng chất lên nhau Bài tập sẽ giúp luyện tập cho học sinh phân tích để nhận biết được những trường hợp phức tạp đó

Bài tập vật lý là phương tiện củng cố ôn tập kiến thức sinh động Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại những kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp của nhiều chương, nhiều phần chương trình

b Bài tập có thể là khởi điểm đầu để dẫn tới các kiến thức mới

Nhiều khi các BTVL được sử dụng khéo léo có thể dẫn dắt HS đi đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bài tập phát hiện ra

c Hình thành và rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Bài tập vật lý là một trong những phương tiện rất quý báu giúp HS rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn; rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tượng hoặc dự đoán hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước

d Một trong những hình thức làm việc tự lực cao

Trong khi giải BTVL, HS phải tự mình phân tích các điều kiện của bài tập đặt ra, xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận rút

ra được nên tư duy của học sinh được phát triển, năng lực làm việc tự lực của học sinh được nâng cao

e Phát triển tư duy vật lý

Tư duy vật lý là khả năng quan sát hiện tượng vật lý, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những hiện tượng thành phần, thiết lập các mối liên hệ giữa các mặt định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật

lý, đoán trước các hệ quả từ lý thuyết và vận dụng được kiến thức Hầu hết các hiện tượng nêu lên trong BTVL là phức tạp, trừ một số bài tập đơn giản chỉ đề cập đến một hiện tượng vật lý Muốn giải được chúng cần phải phân tích hiện tượng phức tạp ấy thành các hiện tượng thành phần, nghĩa là cần phải phân tích một BTVL phức tạp thành các bài tập đơn giản Trong quá trình đó HS phải vận dụng các thao tác tư duy để giải bài tập, nhờ đó mà tư duy được phát triển và năng lực làm việc tự lực được nâng cao

f Kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức

Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể phân loại được các mức độ nắm vững kiến thức của HS, làm cho việc đánh giá chất lượng kiến thức của

HS được chính xác Bởi vậy, BTVL là phương tiện rất hữu hiệu để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của HS

1.2.3 Phân loại bài tập vật lý

Các tác giả đã chỉ ra rằng dựa vào phương thức giải, ta có thể chia BTVL thành bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập thí nghiệm và bài tập đồ thị

1.2.3.1 Bài tập vật lý định tính hay bài tập câu hỏi lý thuyết

- Là bài tập mà học sinh không cần phải tính toán (Hay chỉ có các phép toán đơn giản) mà chỉ vận dụng các định luật, định lý, quy luật để giải thích hiện tượng thông qua các lập luận có căn cứ, có lôgic

- Nội dung của các câu hỏi khá phong phú, và đòi hỏi phải vận dụng rất nhiều các kiến thức vật lý

- Thông thường để giải các bài toán này cần tiến hành theo các bước:

* Phân tích câu hỏi

* Phân tích hiện tượng vật lý có đề cập đến trong câu hỏi để từ đó xác định các định luật, khái niệm vật lý hay một qui tắc vật lý nào đó để giải quyết câu hỏi

* Tổng hợp các điều kiện đã cho với các kiến thức tương ứng để trả lời câu hỏi

1.2.3.2 Bài tập vật lý định lượng

Đó là loại bài tập vật lý mà muốn giải quyết nó ta phải thực hiện một loạt các phép tính Dựa vào mục đích dạy học ta có thể phân loại bài tập dạng này thành 2 loại:

a Bài tập tập dượt: Là bài tập đơn giản được sử dụng ngay khi nghiên

cứu một khái niệm hay một qui tắc vật lý nào dó để học sinh vật dụng kiến thức vừa mới tiếp thu

b Bài tập tổng hợp: Là những bài tập phức tạp mà muốn giải nó học

sinh vận dụng nhiều kiến thức ở nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học và thuộc nhiều lĩnh vực Đặc biệt, khi các câu hỏi loại này được nêu dưới dạng trắc nghiệm khách quan thì yêu cầu học sinh phải nhớ kết quả cuối cùng đã được chứng minh trước đó để giải nó một cách nhanh chóng Vì vậy yêu cầu học sinh phải hiểu bài một cách sâu sắc để vận dụng kiến thức ở mức độ cao

1.2.3.3 Bài tập đồ thị

Đó là bài tập mà dữ kiện đề bài cho dưới dạng đồ thị hay trong quá trình giải nó ta phải sử dụng đồ thị Ta có thể phân loại dạng câu hỏi này thành các loại:

a Đọc và khai thác đồ thị đã cho: Bài tập loại này có tác dụng rèn

luyện cho học sinh kỹ năng đọc đồ thị, biết cách đoán nhận sự thay đổi trạng thái của vật thể, hệ vật lý, của một hiện tượng hay một quá trình vật lý nào đó

Biết cách khai thác từ đồ thị những dữ kiện để giải quyết một vấn đề cụ thể

b Vẽ đồ thị theo những dữ liệu đã cho : bài tập này rèn luyện cho học

sinh kỹ năng vẽ đồ thị, nhất là biết cách chọn hệ tọa độ và tỉ lệ xích thích hợp

để vẽ đồ thị chính xác

1.2.3.4 Bài tập thí nghiệm:

Là loại bài tập cần phải tiến hành các thí nghiệm hoặc để kiểm chứng cho lời giải lý thuyết, hoặc để tìm những số liệu, dữ kiện dùng trong việc giải các bài tập Tác dụng cụ thể của loại bài tập này là giáo dục, giáo dưỡng và giáo dục kỹ thuật tổng hợp Đây là loại bài tập thường gây cho học sinh cảm giác lý thú và đặc biệt đòi hỏi học sinh ít nhiều tính sáng tạo

1.2.4 Phương pháp giải bài tập vật lý

Bài tập vật lý rất phong phú và đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phong phú Vì vậy không thể chỉ ra được một phương pháp nào cụ thể mà có thể áp dụng để giải cho tất cả các loại bài tập Nhưng nhìn chung để giải một BTVL ta thường trải qua những bước sau:

Bước 1: Đọc đề bài, tóm tắt các dữ kiện

- Xác định ý nghĩa các thuật ngữ, phân biệt đâu là ẩn số đã cho, ẩn số cần tìm

- Dùng kí hiệu vật lý để ghi tóm tắt đề bài

- Đổi đơn vị về hệ đơn vị chuẩn

- Vẽ hình mô tả hiện tượng vật lý (nếu có)

Bước 2: Phân tích hiện tượng bài toán để xác lập các mối liên hệ cơ bản

Học sinh cần xác định xem hiện tượng đó thuộc loại nào, hình dung diễn biến của hiện tượng đó để nhận biết những dữ kiện đề bài liên quan đến khái niệm nào, hiện tượng nào, quy tắc nào, định luật nào trong vật lý, liên hệ những hiện tượng đó với những hiện tượng đã học trong lý thuyết

Giai đoạn này học sinh phải:

- Đối chiếu các dữ kiện đã cho với cái phải tìm, xét bản chất vật lý của hiện tượng để nhận ra các định luật, các công thức lý thuyết liên quan

- Xác lập các mối liên hệ cụ thể của cái đã biết và cái phải tìm

Đối với những bài tập định lượng tổng hợp phức tạp, có hai phương pháp xây dựng lập luận để giải:

+ Phương pháp phân tích: Xuất phát từ ẩn số cần tìm, tìm ra mối liên

hệ giữa ẩn số đó với một đại lượng nào đó theo một định luật đã được chỉ ra, diễn đạt bằng một công thức có ẩn số Sau đó tiếp tục phát triển lập luận hoặc biến đổi công thức này theo các dữ kiện đẫ cho

+ Phương pháp tổng hợp: Xuất phát từ những dữ kiện đã cho của đề

bài, xây dựng lập luận hoặc biến đổi công thức diễn đạt mối quan hệ giữa các

dữ kiện đã cho với các đại lượng khác để tiến dần đến công thức cuối cùng

có chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho

Đối với bài tập định tính: ta không cần tính toán nhiều mà chủ yếu sử dụng các lập luận, suy luận logic dựa vào các kiến thức vật lý để giải thích hoặc dự đoán các hiện tượng xảy ra

Đối với bài tập giải thích hiện tượng: dạng bài tập này đã cho biết hiện tượng và yêu cầu giải thích nguyên nhân diễn ra hiện tượng ấy Nguyên nhân chính là những đặc tính, những định luật vật lý Do đó chúng ta cần tìm xem

đề bài đã đề cập đến những dấu hiệu có liên quan đến tính chất, định luật vật

lý nào từ đó sẽ giải thích được

Đối với bài tập dự đoán hiện tượng: dạng bài tập này yêu cầu phải dựa vào những điều kiện cụ thể đã cho ở đề bài, tìm những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện tượng sẽ diễn ra cũng như quá trình diễn ra hiện tượng đó

Bước 3: Luận giải, tính toán các kết quả bằng số

Bước 4: Nhận xét kết quả

Bước này nhằm giúp học sinh có thể phát hiện ra những sai sót mắc phải khi giải Học sinh cần nhận xét kết quả về giá trị thực tế của kết quả, phương pháp giải, khả năng mở rộng bài tập, khả năng ứng dụng của bài tập

1.2.5 Lựa chọn và sử dụng bài tập vật lý

Trong dạy học bất cứ đề tài nào giáo viên cũng phải lựa chọn một hệ thống bài tập thỏa mãn các yêu cầu sau

a Các bài tập đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi và

số lượng các kiến thức, kỹ năng cần vận dụng từ trong một đề tài đến trong nhiều đề tài, số lượng các đại lượng cho biết và các đại lượng phải tìm ) giúp học sinh nắm được phương pháp giải các bài tập điển hình

b Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập đóng góp một phần nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức

c Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều loại bài tập: Bài tập giả tạo và bài tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa và thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lý, bài tập

có nhiều cách giải khác nhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo những dữ kiện cụ thể của bài tập mà giáo viên không nêu lên hoặc chỉ nêu lên một điều kiện nào đó mà thôi

Bài tập giả tạo là bài tập mà nội dung của nó không sát với thực tế, các quá trình tự nhiên được đơn giản hóa đi nhiều hoặc ngược lại, cố ý ghép nhiều yếu tố thành một đối tượng phức tạp để luyện tập nghiên cứu Bài tập giả tạo thường là bài tập định lượng, có tác dụng giúp học sinh sử dụng thành thạo các công thức để tính các đại lượng nào đó khi biết các đại lượng khác liên quan, mặc dù trong thực tế ta có thể đo nó trực tiếp được

Bài tập có nội dung thực tế là bài tập đề cập đến những vấn đề có liên quan trực tiếp tới đối tượng có trong đời sống, kỹ thuật Dĩ nhiên những vấn

đề đó cần được thu hẹp và đơn giản hóa đi nhiều so với thực tế Trong bài tập

có nội dung thực tế, những bài tập có nội dung kỹ thuật có tác dụng lớn về mặt giáo dục kỹ thuật tổng hợp

1.2.6 Định hướng giải bài tập vật lý

Giải BTVL là một quá trình phức tạp, đòi hỏi HS phải hiểu điều kiện bài tập, biết vận dụng kiến thức nào để giải, biết cách giải và có kiến thức toán học Cho nên, để rèn luyện kỹ năng giải BTVL nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức của HS, phát triển năng lực tư duy độc lập và nâng cao hiệu quả tự học thì một trong những biện pháp quan trọng là dạy cho HS phương pháp giải BTVL nói chung, giải từng BTCB và BTPH

1.2.6.1 Các cách định hướng giải bài tập vật lý

Cách định hướng giải BTVL là cách hướng dẫn việc thực hiện các hành động hay các thao tác để giải BTVL Ta có thể phân làm ba cách: Định hướng khái quát, định hướng hành động và hướng dẫn algorit

a Định hướng khái quát

Định hướng khái quát giải BTVL bao gồm các bước sau:

1) Tìm hiểu đầu bài: Đọc kĩ đầu bài, tóm tắt đầu bài bằng những kí hiệu quen dùng, thống nhất đơn vị của các đại lượng, vẽ hình hoặc sơ đồ

2) Xác lập mối liên hệ giữa cái đã cho và cái phải tìm, lập kế hoạch giải: Phân tích hiện tượng vật lý liên quan đến đề bài để nhận ra các quy tắc

và định luật chi phối hiện tượng, vạch ra mối liên hệ giữa cái đã cho và cái phải tìm, dự kiến những lập luận và biến đổi toán học cần thực hiện

3) Thực hiện lời giải: Viết các phương trình của định luật và giải hệ phương trình để được cái phải tìm qua cái đã cho, thay giá trị bằng số và thực hiện các phép tính với độ sai số cho phép

4) Kiểm tra và biện luận kết quả: Kiểm tra xem đã trả lời hết câu hỏi chưa, tính toán có đúng không, thứ nguyên phù hợp không, biện luận kết quả dựa vào ý nghĩa thực tế xem có phù hợp không?

b Định hướng hành động

Định hướng hành động là việc hướng dẫn những hành động cần thiết để giải BTVL Định hướng hành động thực chất là việc cụ thể hóa định hướng khái quát đối với bài tập của mỗi chương, mỗi phần thuộc chương trình vật lý

c Algorit hành động

Algorit hành động là một chương trình hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, trong đó chỉ rõ cần thực hiện những hành động nào và trình tự nào để đi đến kết quả Những hành động này gọi là những hành động sơ cấp được hiểu một cách đơn giản và chủ thể đã nắm vững

1.2.6.2 Tác dụng của việc định hướng giải bài tập vật lý

Định hướng giải BTVL có tác dụng rất lớn trong việc rèn luyện kỹ năng

và kỹ xảo, phát triển năng lực tư duy độc lập và nâng cao hiệu quả tự học của HS:

Phần lớn các định hướng được sử dụng trong việc giải BTVL là định hướng hành động Đối với loại định hướng này, việc hướng dẫn chỉ là phương pháp chung đi tìm lời giải bài tập, nên cần phải rèn luyện cho HS có thói quen xác định phương hướng và cách thức hành động Hơn nữa, hướng dẫn chỉ nêu

ra cần phải làm gì, còn thực hiện các thao tác nào và trình tự nào trong mỗi hành động đó thì HS tự suy nghĩ để quyết định Bởi vậy, định hướng hành động có tác dụng lớn trong việc rèn luyện phát triển tư duy độc lập của HS

Định hướng giải BTVL có tác dụng chuẩn bị cho giải bài tập sáng tạo

Bởi vì, trong quá trình giải các bài tâp mẫu theo định hướng thì những thao tác tư duy và kỹ năng giải bài tập của HS được hình thành Đồng thời, HS sẽ thực hiện các thao tác ấy ở mức tự động hóa khi chuyển từ việc giải bài tập mẫu sang bài tập sáng tạo

Định hướng giải BTVL có tác dụng tạo cho HS có thói quen lập luận và hành động chặt chẽ, chính xác Đồng thời, hạn chế những khó khăn về việc nắm vững kỹ năng giải bài tập và cho phép áp dụng mọi đối tượng HS giải từng loại bài tập

1.3 Thực trạng sử dụng BTVL hiện nay tại trường THPT Gia Viễn A

1.3.1 Đặc điểm tình hình của nhà trường:

- Trường THPT Gia Viễn A có cơ sở vật chất phục vụ cho việc giảng dạy tương đối tốt, có phòng học, phòng thiết bị, phòng chức năng kiên cố sạch

sẽ Có đồ dùng, sách giáo khoa tương đối đầy đủ cho các khối lớp

- Học sinh trường THPT Gia Viễn A tương đối ngoan, các em có đầy

Trong quá trình giảng dạy bộ môn vật lý, các giáo viên thường sử dụng biện pháp chia nhóm để học sinh thảo luận để tìm ra đáp án cho câu hỏi

Phương pháp này đã giúp nâng cao tính tích cực của học sinh trong quá trình học tập tuy nhiên vì có cả học sinh khá, giỏi, trung bình và việc sử dụng các câu hỏi trong quá trình dạy học vào việc chia nhóm chưa có sự đầu tư , phân loại kĩ càng dẫn tới sự nhàm chán và hiệu quả không cao trong quá trình dạy

và học

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG NHẰM PHÁT HUY TÍNH

TÍCH CỰC CỦA HỌC SINH

2.1 Vị trí và những kiến thức cơ bản chương "Lượng tử ánh sáng"

2.1.1 Vị trí chương “Lượng tử ánh sáng”trong chương trình vật lý phổ thông

"Lượng tử ánh sáng" là chương cuối cùng thuộc phần quang học và được đưa vào cuối chương trình vật lý phổ thông sau khi học sinh đã được học phần cơ học, điện học, nhiệt học, dao động và sóng cơ học, dao động và sóng điện từ Việc sắp xếp chương " lượng tử ánh sáng" sau khi đã nghiên cứu

lý thuyết điện trường, từ trường, dao động điện từ, sóng điện từ tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh và giáo viên trong việc kế thừa các kiến thức đó Tuy nhiên, so với các chương khác nội dung chương " lượng tử ánh sáng" khá trừu tượng và là một phần hoàn toàn mới đối với học sinh vì các em chưa được làm quen nội dung này trong chương trình trung học cơ sở, mặt khác các thí nghiệm trong chương không thể tiến hành trong điều kiện của phòng thí nghiệm phổ thông của nước ta hiện nay

2.1.2 Những kiến thức cơ bản của chương “Lượng tử ánh sáng"

a Chùm ánh sáng đơn sắc có bớc sóng λ được coi như là dòng các phôtôn, mỗi phôtôn mang một năng lượng xác định ε

ε = hf = h c Trong đó: h là hằng số Plăng; h = 6,625.10 -34 J.s

c là vận tốc ánh sáng; c = 3.10 8 m/s

hf được gọi là một lượng tử năng lượng

b Hiện tượng quang điện

+ Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện (Định luật quang điện thứ nhất)

Ibh = e Ne

Ne là số electron bật ra khỏi catốt trong mỗi giây

+ Công suất chiếu sáng (công suất nguồn):

P = Nλ.ε = Nλ .Trong đó: Nλ là số phôtôn tới bề mặt kim loại trong mỗi giây + Hiệu suất của hiệu ứng quang điện (Hiệu suất lượng tử)

H = Ne/Nλ

c Ứng dụng của thuyết lượng tử trong nguyên tử hiđro

+ Quang phổ vạch của nguyên tử hiđro Khi khảo sát thực nghiệm quang phổ của nguyên tử hiđro, người ta thấy các vạch phát xạ của nguyên tử hiđro sắp xếp thành các dãy khác nhau

- Trong miền tử ngoại có dãy Lai-man và một phần của dãy Ban-me

- Trong miền ánh sáng nhìn thấy có dãy Ban-me

- Trong miền hồng ngoại có dãy Pa-sen

+ Các tiên đề của Bo

Tiên đề về trạng thái dừng

Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định

E n, gọi là các trạng thái dừng Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ

Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử

- Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng E n sang trạng

thái dừng năng lượng E m nhỏ hơn thì nguyên tử phát ra một phôtôn có năng

lượng đúng bằng hiệu E n - E m

E n - E m = hf

- Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng E m

mμ hấp thụ được một phôtôn có năng lượng hf đúng bằng hiệu E m - E n thì nó

chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng E n lớn hơn

+ Hệ quả của các tiên đề Bo Bán kính nguyên tử

Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân trên các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng

Bo đã tìm được công thức tính bán kính của quỹ đạo dừng của electron

trong nguyên tử hiđro: r n = n 2 r o

Trong đó: n là số nguyên

r o =5,3.10 -11 gọi là bán kính Bo thứ nhất

Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của nguyên tử hiđro

Khi nhận được năng lượng kích thích, các nguyên tử hiđro chuyển từ

trạng thái cơ bản E 1 lên các trạng thái kích thích khác nhau, tức là electron

chuyển từ quỹ đạo dừng K (gần hạt nhân nhất) ra các quỹ đạo dừng ở phía ngoài Khi chuyển về trạng thái cơ bản, các nguyên tử hiđro sẽ phát ra các phôtôn có tần số khác nhau Vì vậy, quang phổ của nguyên tử hiđro là quang phổ vạch

Dãy Laiman được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo dừng bên ngoài về quỹ đạo K, phát ra phôtôn có năng lượng

2.2 Mục tiêu dạy học chương “Lượng tử ánh sáng”

2.2.1 Mục tiêu về kiến thức

- HS nắm được khái niệm hiện tượng quang điện, dòng quang điện, giới hạn quang điện, dòng quang điện bão hòa và hiệu điện thế hãm Hiểu được đường đặc trưng Vôn - Ampe của tế bào quang điện

- HS hiểu nội dung thuyết lượng tử và có kĩ năng vận dụng được thuyết lượng tử để giải thích ba định luật quang điện

- Nắm được công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện và hiểu được lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng HS có kĩ năng giải các bài toán đơn giản về hiện tượng quang điện , tính giới hạn, công thoát,…

- HS nắm được hai tiên đề Bo, hệ quả về quỹ đạo dừng và giải thích được sự tạo thành vạch quang phổ, sự tạo thành các dãy vạch quang phổ của nguyên tử Hidro

- Nắm được khái niệm về hiện tượng quang dẫn và hiện tượng quang điện trong, cấu tạo và hoạt động của quang trở và pin quang điện

- Hiểu sự hấp thụ lọc lựa, phản xạ lọc lựa và màu sắc các vật

- Hiểu laze là gì, các tính chất của laze và ứng dụng của laze

2.2.2 Kỹ năng của học sinh khi học chương “Lượng tử ánh sáng”

- HS có kĩ năng giải bài tập về hiệu suất, công thức Anh-xtanh, vận dụng các tiên đề Bo vào việc giải các bài toán liên quan

Khi nghiên cứu chương “Lượng tử ánh sáng” HS biết được các hiện tượng thể hiện tính chất hạt của các bức xạ trong thang đo sóng điện từ Kết hợp với chương “Tính chất sóng ánh sáng” giúp HS hoàn thiện bức tranh về bản chất của ánh sáng đó là lưỡng tính sóng - hạt

Số tiết dành cho chương này là 12 tiết gồm 8 tiết lý thuyết và 3 tiết bài tập, 1 tiết kiểm tra

2.3 Soạn thảo hệ thống bài tập chương " Lượng tử ánh sáng"

2.3.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập

- Các bài tập được xây dựng từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp về phạm vi và mối quan hệ giữa các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng Khi giải các bài tập học sinh từng bước hiểu được một cách vững vàng và có kỹ năng,

kỹ xảo, khả năng vận dụng linh hoạt các kiến thức đó

- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống kiến thức vật lý, góp củng cố, mở rộng kiến thức cho học sinh, giúp học sinh hiểu được mối liên hệ giữa các đại lượng vật lý và bản chất của chúng

- Hệ thống bài tập phải đảm bảo chính xác, khoa học có nội dung phù hợp với mức độ nhận thức và gần gũi với học sinh, đảm bảo tính tích cực, chủ động sáng tạo cho học sinh khi học tập

Nội dung của các bài tập được xây dựng trên:

+ Các định luật, khái niệm, nguyên lý về vật lý liên quan tới kiến thức của chương "lượng tử ánh sáng", dựa vào chuẩn kiến thức kĩ năng của chương này

+ Các ứng dụng kỹ thuật, các hiện tượng tự nhiên, các quá trình lao động sản xuất

+ Những bài tập có sẵn trong các sách biên soạn, chúng tôi thay đổi dữ kiện, điều kiện, kết luận để xây dựng nên những bào tập ở các hình thức và mức độ khác nhau Đưa những tình huống thực tế mới lạ vào nội dung của những bài tập cũ để xây dựng nên những bài tập có nội dung biến đổi

+ Những sai lầm mà học sinh thường mắc phải và những biểu hiện đa dạng của các hiện tượng , quá trình vật lý để xây dựng lên những bài tập nghịch lý, ngụy biện

+ Thay đổi cách hỏi để tăng mức độ tư duy cho học sinh khi giải: có thể hỏi nhiều câu để học sinh biết được thứ tự các bước làm, có thể hỏi gộp để học sinh phải tự suy luận ra các bước cần thực hiện, tính cái gì trước cái gì sau, hỏi tương tự nhưng trong các tình huống khác

2.3.2 Quy tình xây dựng hệ thống bài tập Bước 1:Xác định mục đích của hệ thống bài tập

Mục đích xây dựng hệ thống bài tập chương VII Lượng tử ánh sáng vật

lý 12 ban cơ bản nhằm phát huy tính tích cực của học sinh

Bước 2: Xác định nội dung hệ thống bài tập

Nội dung của hệ thống bài tập phải bao quát được kiến thức của chương Để ra một bài tập vật lý thỏa mãn mục tiêu của chương giáo viên phải trả lời được các câu hỏi sau:

a) Bài tập giải quyết vấn đề gì?

b) Vị trí của bài tập trong bài học?

c) Loại bài tập dự định xây dựng? (định tính, định lượng hay thí nghiệm)?

d) Có liên hệ với những kiến thức cũ và mới không?

e) Có phù hợp với năng lực nhận thức của học sinh không?

f) Có phối hợp với những phương tiện khác không? (thí nghiệm)

g) Bài tập được biên soạn phải phù hợp với yêu cầu sư phạm định trước

Bước 3: Xác định loại bài tập, các kiểu bài tập

Đối với phần hóa học, chúng tôi chia thành các loại bài tập sau:

- Bài tập định tính

- Bài tập định lượng Ứng với từng loại chúng tôi chia làm hai hình thức: Bài tập tự luận và bài tập trắc nghiệm