LUAN VAN THAC SI VAT LY CHU DE 2

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG – VẬT LÝ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ PHÁT HUY NĂNG KHIẾU VẬT LÝ CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊNLUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝCHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC(BỘ MÔN VẬT LÝ)Mã số: Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Quang Báu TS. Tôn Quang CườngHÀ NỘI LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ quý báu từ các thầy cô giáo, các cán bộ phụ trách, các đồng nghiệp, bạn bè và người thân. Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Các thầy cô giáo trong Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, Trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội, cùng toàn thể các thầy cô giáo đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn. GS. TS Nguyễn Quang Báu và TS. Tôn Quang Cường đã ân cần hướng dẫn, chỉnh sửa, giúp đỡ tài liệu và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Ban giám hiệu, các đồng nghiệp giảng dạy tại trường THPT Mỹ Tho, THPT Tống Văn Trân, THPT Phạm Văn Nghị Nam Định, đã tạo điều kiện thuận lợi giúp tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã động viên tinh thần, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn. Hà Nội, tháng năm 201Tác giả

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG – VẬT LÝ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ PHÁT HUY NĂNG KHIẾU VẬT LÝ CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

(BỘ MÔN VẬT LÝ)

Mã số:

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Nguyễn Quang Báu

TS Tôn Quang Cường

HÀ NỘI

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ quý báu từ các thầy cô giáo, các cán bộ phụ trách, các đồng nghiệp, bạn bè và người thân Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

Các thầy cô giáo trong Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, Trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội, cùng toàn thể các thầy cô giáo đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn.

GS TS Nguyễn Quang Báu và TS Tôn Quang Cường đã ân cần hướng dẫn, chỉnh sửa, giúp đỡ tài liệu và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài.

Ban giám hiệu, các đồng nghiệp giảng dạy tại trường THPT Mỹ Tho, THPT Tống Văn Trân, THPT Phạm Văn Nghị Nam Định, đã tạo điều kiện thuận lợi giúp tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã động viên tinh thần, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn.

Hà Nội, tháng năm 201

Tác giả

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng 2.1 Bảng mục tiêu kiến thức chương Sóng ánh sáng

2 Bảng 3.1 Bảng thông tin về các nhóm học sinh tham gia quá trình TN

sư phạm

3 Bảng 3.2 Bảng thống kê các điểm số (X

i) của bài kiểm tra

4 Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất

5 Bảng 3.4 Bảng tổng hợp phân loại học sinh theo kết quả điểm điều tra

6 Bảng 3.5 Bảng tổng hợp các tham số

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỔ STT Biểu đồ Tên biểu đồ

1 Biểu đồ 3.1 Biểu đồ phân phối điểm của hai nhóm thực nghiệm và đối

chứng

2 Biểu đồ 3.2 Biểu đồ đường tích lũy

3 Biểu đồ 3.3 Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra học sinh

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

1 Sơ đồ 1.1 Sơ đồ các kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý

2 Sơ đồ 2.1 Sơ đồ cấu trúc chương Sóng ánh sáng

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn i

Danh mục viết tắt ii

Danh mục các bảng iii

Danh mục các biểu đồ, sơ đồ iv

Mục lục v

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ PHỔ THÔNG NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 4

1.1 Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu Vật lý 4

1.1.1 Tầm quan trọng của công tác phát hiện, đào tạo bồi dưỡng học sinh giỏi và phát triển năng khiếu Vật lý 4

1.1.2 Học sinh giỏi Vật lý và năng khiếu Vật lý 5

1.1.3 Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi [2, tr 1 - 15] 6

1.1.4 Một số biện pháp phát hiện, bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu Vật lý 7

1.2 Bài tập Vật lý trong dạy học ở trường trung học phổ thông 13

1.2.1.Khái niệm về bài tập Vật lý 13

1.2.2 Vai trò, tác dụng của bài tập Vật lý 13

1.2.3 Phân loại bài tập Vật lý 15

1.2.4 Phương pháp giải bài tập Vật lý 18

1.2.5 Hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý 19

1.2.6 Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học Vật lý 20

1.3 Cơ sở thực tiễn về bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu Vật lý ở trường trung học phổ thông 23

1.3.1 Nội dung kiến thức Vật lý trong kỳ thì học sinh giỏi cấp tỉnh 23

1.3.2 Một số nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng học sinh giỏi 23

1.4 Tình hình thực tế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở huyện Ý Yên, tỉnh Nam Định 24

1.4.1 Đối tượng và phương pháp điều tra 24

1.4.2 Kết quả điều tra 25

Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG – VẬT LÝ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ PHÁT HUY NĂNG KHIẾU VẬT LÝ CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN 29

2.1 Nội dung kiến thức chương Sóng ánh sáng 29

2.1.1 Cấu trúc nội dung chương Sóng ánh sáng 29

2.1.2 Phân tích nội dung chương Sóng ánh sáng 30

2.2 Mục tiêu chương Sóng ánh sáng 36

2.3 Những kỹ năng học sinh cần đạt được 39

2.4 Sử dụng hệ thống bài tập chương Sóng ánh sáng 39

2.5 Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Sóng ánh sáng Vật lý – 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu Vật lý của học sinh trung học phổ thông chuyên 39

2.5.1 Hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải các bài tập cơ bản 39

2.5.2 Hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải các bài tập tổng hợp nâng cao 50

2.5.3 Hệ thống các bài tập tự giải cơ bản 73

2.5.4 Hệ thống các bài tập tự giải nâng cao 74

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 78

3.1 Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng và phương pháp của TN sư phạm 78

3.1.1 Mục đích của TN sư phạm 78

3.1.2 Nhiệm vụ của TN sư phạm 78

3.1.3 Đối tượng TN sư phạm 79

3.2 Tiến hành TN 79

3.3 Kết quả và xử lý kết quả 80

3.3.1 Xây dựng tiêu chí đánh giá 80

3.3.2 Phân tích kết quả về mặt định tính 80

3.3.3 Phân tích các kết quả về mặt định lượng 81

3.4 Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm 84

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 86

1 Kết luận 86

2 Khuyến nghị 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

PHỤ LỤC 88

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Đào tạo nhân tài là một trong những mục tiêu quan trọng nhất của ngành giáo dục, mà các trường chuyên là một trong những mũi nhọn tiên phong trong quá trình đào tạo nhân tài cho đất nước Trải qua 45 năm xây dựng và phát triển, hệ thống các trường chuyên THPT đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện, bồi dưỡng học sinh năng khiếu để đào tạo các nhà khoa học, nhà quản lý, doanh nhân giỏi [12, tr.2]

Trong quá trình giảng dạy ở trường phổ thông nhiệm vụ phát triển tư duy cho học sinh là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến hành đồng bộ ở các môn, trong

đó Vật lý là môn khoa học TN đề cập đến nhiều vấn đề của khoa học, sẽ góp phần rèn luyện tư duy cho học sinh ở mọi góc độ đặc biệt là qua phần giải bài tập Vật lý Bài tập Vật lý 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 còn thông qua đó để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng cần thiết về Vật lý, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thông minh sáng tạo cho học sinh, giúp học sinh hứng thú trong học tập Cũng thông qua bài tập Vật lý giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm vững kiến thức và kỹ năng Vật lý của học sinh

Trong các lớp chuyên Vật lý THPT của nước ta hiện nay, học sinh được luyện nhiều bài tập khó dẫn đến quen, còn nặng về tính toán đôi khi chưa phát huy được óc quan sát, khả năng phát hiện vấn đề Việc thực hiện mục tiêu phát hiện, bồi dưỡng và phát triển học sinh năng khiếu chưa được đầy đủ

Vì các lí do trên nên tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu "Xây dựng hệ

thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Sóng ánh sáng – Vật

lý 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu Vật lý của học sinh trung học phổ thông chuyên" như là một hướng đi thích hợp, hữu ích cho giáo

viên trong việc giảng dạy ở các lớp chuyên Vật lý THPT hiện nay

2 Lịch sử nghiên cứu

Có nhiều công trình nghiên cứu khác đề cập đến hệ thống bài tập chương Sóng ánh sáng, nhưng các công trình đó với mục đích chủ yếu là trình bày các dạng

toán để luyện thi đại học, chưa quan tâm đến học sinh giỏi và phát huy năng khiếu ở khối chuyên.

3 Mục tiêu nghiên cứu

Vận dụng lý luận hiện đại, xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Sóng ánh sáng – Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi

và phát huy năng khiếu của học sinh THPT chuyên

4 Câu hỏi nghiên cứu

Vận dụng lý luận hiện đại, xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Sóng ánh sáng Vật lý 12 - THPT nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu của học sinh THPT chuyên như thế nào?

5 Giả thuyết khoa học

Xây dựng được hệ thống kiến thức lý thuyết và bài tập đa dạng, phong phú

có chất lượng kết hợp với phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập trong dạy học; qua đó giúp học sinh nâng cao được kiến thức, rèn luyện khả năng tự học, tự nghiên cứu, chủ động và sáng tạo góp phần nâng cao chất lượng bộ môn và hiệu quả của quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi và chuyên Vật lý THPT

6 Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống bài tập và quá trình giải bài tập chương Sóng ánh sáng Vật lý lớp

12 THPT

7 Phạm vi nghiên cứu

Áp dụng với chương Sóng ánh sáng lớp 12 THPT

Nghiên cứu cho học sinh học môn Vật lý ở khối chuyên Vật lý THPT

8 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu lý luận về vai trò, tác dụng, phương pháp giải bài tập Vật lý

- Nghiên cứu nội dung kiến thức chương Sóng ánh sáng – Vật lý 12 THPT

- Lựa chọn, xây dựng hệ thống bài tập chương Sóng ánh sáng – Vật lý 12 THPT

- Định hướng, xây dựng phương pháp giải bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Sóng ánh sáng – Vật lý 12 THPT

- TN sư phạm để đánh giá ưu điểm, nhược điểm, tính hiệu quả của hệ thống bài tập và phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương sóng ánh sáng

9 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tham khảo sách báo, tạp chí chuyên ngành, sưu tầm tài liệu về bài tập Vật lý – vai trò của bài tập Vật lý trong dạy học

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Phương pháp TN, phương pháp điều tra

- Phương pháp thống kê toán học

10 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần Mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 03 chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy bài tập Vật lý phổ thông

Chương 2: Hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Sóng ánh sáng – Vật lý 12 THPT

Chương 3: TN sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ PHỔ

THÔNG NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 1.1 Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu Vật lý

1.1.1 Tầm quan trọng của công tác phát hiện, đào tạo bồi dưỡng học sinh giỏi và phát triển năng khiếu Vật lý

Trong thời đại công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, cùng với nền kinh tế thị trường, đất nước ta đang trên đà phát triển Trên cơ sở xác định “Hiền tài là nguyên khí quốc gia”, Đảng ta đã chỉ ra phương hướng phấn đấu tiến hành sự nghiệp công nghiệp hòa, hiện đại hóa: Khơi dậy và phát huy nội lực, trên cơ sở đó phát huy nội lực Nội lực hàng đầu kể đến đó là nội lực của con người Việt Nam Chính vì lẽ đó, công tác phát hiện và đào tạo nhân tài là một trong những quốc sách hàng đầu của đất nước Nói cách khác, đó chính là thứ của cải nội lực mà chúng ta luôn phải quan tâm đầu tư và phát triển

Việc bồi dưỡng học sinh giỏi cũng nhằm thực hiện theo chủ trương của ngành Giáo dục trong việc phát triển và bồi dưỡng nhân tài, đào tạo tài năng sau này cho đất nước Muốn đưa đất nước đi lên, muốn xây dựng đất nước giàu mạnh theo di chúc của Bác Hồ thì việc phát hiện, đào tạo và bồi dưỡng nhân tài là một yêu cầu vô cùng quan trọng

Phát triển giáo dục là nền tảng, là quốc sách hàng đầu tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, là một trong những động lực quan trọng thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước; là yếu tố cơ bản để phát triển xã hội Bồi dưỡng

và nâng cao kiến thức cho học sinh là một trong những mục tiêu giáo dục và đào tạo của Bộ Giáo dục

Thực tiễn trong nhiều năm qua cho thấy, ngành Giáo dục và Đào tạo nước ta

đã có những chủ trương, biện pháp quan trọng nhằm phát hiện, bồi dưỡng nhân tài

và đến nay đã thu được những kết quả nhất định Hàng năm, số học sinh năm cuối của các trường THPT khối năng khiếu thi đỗ đại học với tỷ lệ đạt khoảng trên 80% [12,tr.9] Khối trường, lớp chuyên đã có những đóng góp to lớn trong việc phát hiện bồi dưỡng nhân tài, tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho đất nước, đồng thời góp phần tích cực nâng cao chất lượng và thành tích các kỳ thi học sinh giỏi Quốc gia,

các kỳ thi Olympic Quốc tế Số học sinh đạt giải trong các kỳ thi học sinh giỏi Quốc Gia, Quốc tế ngày càng tăng.

1.1.2 Học sinh giỏi Vật lý và năng khiếu Vật lý

Theo GS TS nhà giáo nhân dân Nguyễn Cảnh Toàn: “Học giỏi là ham học, chủ động tìm học, tự học một cách thông minh sáng tạo, biết gắn học với hành” [14, tr.1]

Học sinh giỏi Vật lý là người có năng lực quan sát tốt, nắm vững bản chất của hiện tượng, vận dụng tối ưu các kiến thức để giải quyết một hay nhiều vấn đề mới chưa được học hoặc thấy bao giờ

Năng khiếu là mầm mống của tài năng, tương lai Nếu được phát hiện bồi dưỡng kịp thời có phương pháp và hệ thống thì năng khiếu được phát triển và đạt tới đỉnh cao của năng lực, ngược lại thì năng khiếu sẽ bị thui chột Người có năng lực năng khiếu thì thị giác thính giác xúc giác vị giác khứu giác có những cảm giác tri giác đặc biệt Cảm giác, tri giác, ghi nhớ tưởng tượng và tư duy có chất lượng cao sẽ quyết định năng khiếu và tài năng của mỗi con người

Gần đây kết quả điều tra về chỉ số trí tuệ của người Việt Nam cho thấy có từ 2- 5 % là những người xuất sắc, khoảng 25- 30 % là khá, khoảng 25- 30% trung bình yếu, 2- 5 % yếu Số còn lại là trung bình Về học sinh: 3- 5 % là học sinh giỏi (trong 20 vạn học sinh) Vì vậy việc phát hiện bồi dưỡng sử dụng các năng khiếu và tài năng có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với nhà trường và xã hội [14, tr.1]

Nét chung của giữa học sinh giỏi và học sinh năng khiếu về một đối tượng học tập là có tư chất tốt và có khả năng nhận thức vấn đề nhanh hơn những học sinh bình thường những kiến thức mới về lĩnh vực đó Tuy nhiên học sinh giỏi và học sinh năng khiếu vẫn có sự khác biệt dễ nhận ra Đó là học sinh giỏi có biểu hiện thông thạo những kĩ năng đã được làm quen, còn học sinh năng khiếu thường có biểu hiện vượt trội trong việc nhận biết những điều kiện của bài toán được cài vào trong cách hành văn và có biểu hiện sáng tạo trong cách giải những bài toán phức tạp

Kinh nghiệm tuyển sinh vào lớp 10 ở các trường chuyên và quá trình bồi dưỡng tiếp theo cho thầy, nhiều thủ khoa của các kì thi tuyển về sau có thứ hạng

Quốc gia và đạt các huy chương tai các kì Olympic Vật lý Quốc tế trong nhiều năm

đã thuộc về những người có điểm thi vào không cao lắm

Tóm lại học sinh giỏi thể hiện được yếu tố thành thạo “trong nghề” còn học sinh năng khiếu có ưu thế về khả năng trực giác Vì vậy nếu một học sinh năng khiếu được học tập một cách hệ thống chu đáo, thì anh ta sẽ trở thành học sinh xuất sắc trong lĩnh vực đó và làm bước đầu của tài năng

1.1.3 Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi [2, tr 1 - 15]

1.1.3.1 Năng lực và phẩm chất cần có của học sinh giỏi nói chung

Một học sinh giỏi được thể hiện qua 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 được ngay từ dạng sơ khai

- Năng lực suy luận

+ Biết phân tích sự vật, hiện tượng qua các dấu hiệu đặc trưng của chúng

+ Biết thay đổi góc nhìn khi xem xét một sự vật hiện tượng

+ Biết cách tìm con đường ngắn nhất để đi đến một kết luận chính xác

+ Biết xét đủ các điều kiện cần thiết để kết luận được giả thuyết đúng

+ Biết quay lại điểm vừa xuất phát để tìm đường 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 ước 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 trước, mô tả cho khái niệm sau

- Năng lực lao động sáng tạo

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 tương tự hay tương phản để khẳng định hoặc bác bỏ một đặc trưng 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 qua

TN hoặc đi đến một vấn đề lý thuyết mới dựa trên TN

1.1.3.2 Năng lực và phẩm chất cần có của học sinh giỏi Vật lý

Căn cứ vào nguyên tắc chung về phẩm chất của một học sinh giỏi, tôi xin trình bày năng lực và phẩm chất của một học sinh giỏi Vật lý

- Có năng lực tư duy tốt và sáng tạo, biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, có khả năng sử dụng các phương pháp

- Có kiến thức Vật lý vững vàng, sâu sắc, hệ thống, chính là nắm vững bản chất của các hiện tượng Vật lý Biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo kiến thức cơ bản trong đó

1.1.4 Một số biện pháp phát hiện, bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu Vật lý [2, tr 21 - 32]

Mục tiêu chính của chương trình dành cho học sinh giỏi và học sinh tài năng nhằm phát triển phương pháp suy nghĩ ở trình độ cao phù hợp với khả năng, trí tuệ của học sinh; bồi dưỡng sự lao động, làm việc sáng tạo; phát triển các kỹ năng, phương pháp và thái độ tự học suốt đời

Tuy nhiên năng khiếu là cái bẩm sinh, có sẵn, không thể tạo mới được, mà cần tìm kiếm, phát hiện qua những biểu hiện trong các hoạt động đa dạng Để phát hiện học sinh năng khiếu cần phải kết hợp nhiều biện pháp

1.1.4.1 Thi chọn lọc học sinh giỏi Vật lý

Hàng năm, các Trường, Phòng giáo dục, Sở giáo dục, Bộ giáo dục và đào tạo

tổ chức các kỳ thi học sinh giỏi các bộ môn Những học sinh đạt kết quả cao được tuyển chọn để bồi dưỡng trong các lớp tập trung, các trường chuyên để tạo điều kiện cho từng học sinh năng khiếu Về quy trình thi, các em thường thi các cấp trường; tỉnh, thành phố, sau đó đến là thi cấp Quốc gia, Quốc tế Về nội dung thi kiến thức THPT, nhưng được mở rộng, đào sâu rất nhiều; đòi hỏi phải có năng lực Vật lý và kỹ năng tính toán cũng như thực nghiệm tốt

1.1.4.2 Quan sát hành vi, hứng thú

Việc phát hiện học sinh giỏi, học sinh có năng khiếu Vật lý không đơn thuần chỉ dựa vào việc kiểm tra đánh giá, mà còn dựa vào nền tảng tâm lý trong quá trình học tập của học sinh Đó chính là thái độ, hứng thú với việc học tập môn Vật lý

Hứng thú là sự định hướng nhận thức chủ động của con người đối với sự vật, hiện tượng khách quan, thướng gắn liền với thái độ ưu ái muốn nhận được hoặc thực hiện công việc nào đó Hứng thú có ý nghĩa to lớn đối với hoạt động học tập, nhận thức của học sinh Hứng thú có tính chất thay đổi tùy theo điều kiện sinh hoạt, lao động, học tập và giáo dục Vì vậy, không thể chỉ căn cứ vào hứng thú của học sinh về Vật lý để nhận xét mà còn thực hiện các quan sát hành vi để phát hiện những đức tính khác của học sinh năng khiếu

Những học sinh năng khiếu có mấy nét chung:

- Thực sự say mê môn Vật lý thể hiện chỗ rất ham thích những bài toán Vật lý khó

- Có trực giác tốt đối với những bài toán khó có tính thử thách, có sáng tạo khi giải những bài toán phức tạp, chưa từng gặp

- Có phong cách học tập nghiêm túc, không bảo thủ

- Hay nêu những tình huống độc đáo không được nói tới trong sách giáo khoa hoặc thuộc nội dung bài chưa học đến

1.1.4.3 Thử sức qua công việc, trắc nghiệm trí tuệ

Năng lực trí tuệ thể hiện ở khả năng ứng dụng, thông hiểu, diễn tả - giao lưu

và giải quyết vấn đề Đó là mức độ làm chủ những thao tác bắt buộc của sự thông minh như kỹ năng trong việc quan niệm và phát triển những ý tưởng, như trí nhớ và hành trang về những kiến thức chung và chuyên biệt Các biện pháp thường dùng như:

- Sử dụng hệ thống bài tập tổng hợp nhằm bộc lộ khả năng liên hệ, khả năng khai thác kiến thức đã được học

- Thiết kế các bài thực hành và thực hiện các bài thực hành bằng những thiết bị không tiêu chuẩn ngay cả khi chưa được làm thí nghiệm hành trên những thiết bị chuẩn

- Giải những bài toán ít nhiều mang tính nghịch lí

1.1.4.4 Rèn luyện những đức tính cần thiết cho công tác khoa học cho học sinh giỏi

và học sinh năng khiếu

- Óc quan sát

Muốn quan sát đúng đắn, người nghiên cứu phải nhạy cảm, tức có giác quan nhạy bén để nhận biết ngay hiện tượng vì nhiều hiện tượng tự nhiên rất tế nhị hoặc tiếp diễn quá nhanh

Tính nhạy cảm cũng chưa đủ, còn phải có óc quan sát Có óc quan sát tức là biết tập trung chú ý và có khả năng nhận thức rõ ràng các sự kiện và ý nghĩa của chúng, trong này có những sự kiện dường như vô nghĩa đối với con người bình thường Có óc quan sát còn là biết tập trung chú ý ta mới có thể phát hiện được nhiều chi tiết thú vị bất ngờ

Tính nhạy cảm bẩm sinh, nhưng óc quan sát đòi hỏi rèn luyện Giáo viên dạy học sinh giỏi và học sinh năng khiếu có vai trò quan trọng trong việc rèn luyện này Phải gợi ý cho học sinh tìm tòi thêm trong các buổi thực tập Phải giúp đỡ học sinh tập nhận thức ý nghĩa của hiện tượng thông thường trong các quan sát, thí nghiệm

- Trí nhớ nhanh, bền

Trí nhớ là một thuộc tính bẩm sinh bảo đảm cho sự sinh tồn của loài vật Một nhà triết học có nói: Sự nhìn trước là một trí nhớ trở ngược Không có trí nhớ, sẽ không có đời sống trí tuệ: Nhận thức, tưởng tượng, lập luận và lẽ phải Trí thông

minh càng phong phú và linh hoạt nếu trí nhớ càng phong phú và được rèn luyện tốt.

Yêu cầu về trí nhớ đối với người nghiên cứu cao hơn người lao động khác Nhà khoa học phải luôn luôn liên hệ các sự kiện và tìm cách nối chúng với nhau, nên buộc phải có trí nhớ nhanh để ghi được nhiếu sự kiện xảy ra trong thời gian ngắn Mặt khác, cũng phải có trí nhớ bền vì phải thường xuyên liên hệ so sánh sự kiện mới với sự kiện cũ

Trí nhớ bền tuỳ thuộc nhiều vào quá trình rèn luyện Tập trung chú ý khi đọc bài giúp ta ghi sâu được hình ảnh kiến thức ở vỏ não Ôn tập thường xuyên cũng giúp củng cố hình ảnh này

Phải coi trọng việc ghi nhật ký, một hình thức quan trọng giúp việc củng cố kiến thức Nhưng dè chừng là trí nhớ máy móc, trí nhớ truyền khẩu, trí nhớ sách vở lại không tốt cho trí tuệ Một trí nhớ các ý niệm lôn xộn, các từ không rõ nghĩa, lại thành một trở ngại cho trí thông minh hơn là trợ thủ cho nó Loại trí nhớ này sẽ làm mất cảm giác tười trẻ, mất tính độc đáo, mất tính uyển chuyển Một văn hào có nói: Một cái đầu tốt giá trị hơn một cái đầu đầy ắp

Có thể phát hiện trí nhớ bằng cách tập luyện: học những đoạn văn, thơ nổi tiếng, quan tâm tới sức khoẻ, vì sức khoẻ là cơ sở của trí nhớ Muốn cố định ký ức, phải hoạt động cùng lúc mắt, tai, miệng, bàn tay; tự đọc và tự viết những từ đã đọc, mình muốn nhớ Ôn tập là rất cần thiết; ôn tập phải cách nhau bởi khoảng thời gian Phải sắp xếp có thứ tự các kiến thức (đọc phải có ghi chép vào phiếu, sổ tay)

Phải dạy cho học sinh không chỉ bằng lòng đọc bằng mắt hay nghe bằng tai,

mà luyện thói quen lập lại rõ ràng trong nội tâm những từ đã nghe hay đã đọc Phương pháp này cho phép theo dõi tốt hơn một bài học, một bài đọc hay một cuộc hội thoại

- Tính tò mò, tìm hiểu

Nghiên cứu khoa học là đi săn sự kiện, phát hiện những sự kiện mới

để đặt giả thuyết hoặc để chứng minh cho giả thuyết đã đặt Có tính tò mò tìm hiểu mới thu thập được nhiếu sự kiện trong quan sát và trong TN Tò mò tìm hiểu sẽ giúp việc thu thập nhiều kiến thức khoa học Tò mò tìm hiểu đôi khi dẫn tới phát minh quan trọng không ngờ Tò mò tìm hiểu là không bằng lòng với một mặt của hiện tượng, cố gắng đi tìm các mặt khác, đi sâu vào nguyên nhân của nó

Tính tò mò khoa học khác hẳn tính tò mò không lành mạnh thể hiện ở chỗ đi tìm hiểu những bí ẩn về đời tư của người khác, không giúp gì cho sự tích luỹ kiến thức khoa học Ngược lại tính đại khái, phiến diện, ngại đi sâu tìm hiểu, cũng rất xa lạ với người nghiên cứu

Tò mò tìm hiểu là một thuộc tính bẩm sinh Con người, từ khi thành hình, lại phát triển tính tò mò tìm hiểu vào bì ẩn của thiên nhiên Nhờ đó, đã có sự tích luỹ ngày càng nhiều kiến thức khoa học của mỗi thế hệ làm xã hội loài người tiến lên Trẻ em ở thế hệ hiện tại biết nhiều hơn người lớn ở các thế hệ trước

Phải khuyến khích trẻ nhỏ đăt câu hỏi “thế nào?” và “tại sao?” vì ta có thể bằng cách đó bồi dưỡng những mần non bác học Theo một nhà giáo dục học, nhà bác học là người duy trì thành công - người ta không rõ bằng cách nào - tính tò mò

và khả năng ngạc nhiên của tuổi thơ, đồng thời rèn luyện được tính kỉ luật, nghị lực kiên trì của người lớn tuổi “Thế nào?” và “Tại sao?” phải là câu hỏi thường trực trong đầu người nghiên cứu trước mỗi sự kiện mới Chính nhờ đội ngũ các nhà khoa học của bao thế hệ trước đây, đã làm quan sát, thí nghiệm để tự giải đáp cho bản thân, ta mới có lời giải đáp thoả đáng cho thắc mắc của con trẻ ngày nay

- Trí tưởng tượng phong phú

Có trí tưởng tượng là từ sự kiện có sẵn, hình dung được những

sự kiện sẽ gặp sau này, là tìm được mối liên hệ giữa các sự kiện cách nhau trong thời gian và trong không gian

Trí tưởng tượng có vai trò quan trọng trong khoa học Tuy khoa học đòi hỏi dẫn chứng, chứng minh, tức thiên về lập luận, phát minh khoa học cũng là sản phẩm của trí tưởng tượng Trong khoa học TN, trí tưởng tượng sáng tạo các giả thiết là có

cách thí nghiệm cần thiết cho kiểm tra giả thuyết; nó còn xây dựng các học thuyết tổng quát tượng trưng sự hài hoà của vũ trụ.

Trí tưởng tượng sẽ dẫn tới phát minh đều đòi hỏi một cố gắng phân tích và tổng hợp của trí tuệ Phải biết tách biệt các số liệu liên kết với nhau trong quá trình nghiên cứu, trong kinh nghiệm hàng ngày và lắp ghép chúng theo cách độc đáo, riêng biệt cho mình Trong lao động này, trí tuệ thoạt đầu chỉ có một vài khái niệm chưa rõ ràng, về sau tổng hợp sẽ hình thành dần rõ nét

Không nên huỷ hoại và làm yếu trí tưởng tượng của học sinh Có thể giúp trí tưởng tượng của trẻ nhỏ bằng cách cung cấp cho trí nhớ của chúng nhiều hình ảnh; phải để chúng đứng trước thiên nhiên, nếu không có thiên nhiên thật thì lấy thiên nhiên (cây cỏ, chim muông, sông núi…) thì đã mất phần tốt nhất của giáo dục (L.Bớccbăng) Đối với học sinh, trước các sự kiện khác nhau, phải tập tìm mối liên quan giữa chúng Mối liên quan này phát hiện một cách bất ngờ sẽ là ý niệm mới Trí tưởng tượng là dụng cụ mạnh mẽ nhất của sự sáng tạo

- Nghị lực kiên trì

Nghiên cứu khoa học đòi hỏi nhiều nghị lực Phải tập trung tất

cả sức mạnh tinh thần và thể chất cho khoa học nếu muốn thành công

Thiên nhiên không dễ dàng vén màn bí ẩn cho người nghiên cứu Phải tiến hành hàng ngàn quan sát, thí nghiệm Rồi phải xử lý hàng vạn số liệu Công việc này rõ ràng đòi hỏi một nghị lực rất lớn

Kèm với nghị lực là sự kiên trì Kiên trì cần thiết cho mọi thành công Không

có việc gì thành công ngay một cách trọn vẹn Giải quyết một việc cũng tựa như người đi đường có nhằm một đích nhất định Muốn tới đích, trên đường đi, ta phải kiên trì vượt các chướng ngại vật Thật là nguy hiểm nếu người ta chỉ muốn có kết quả quá nhanh, qua trực tiếp Kiên trì càng rất cần cho lao động khoa học Muốn nghiên cứu thành công, phải hiểu biết, tìm tòi nhiều Sự hiểu biết cặn kẽ, sự chuyên cần và sự kiên trì sẽ giúp ta xoá bỏ được những định kiến sai lầm, bảo toàn được chân lý tìm thấy

Kiên trì là luôn giữ vững nhiệt tình trong nghiên cứu, không nản lòng vì thất bại, không nôn nóng về kết quả nghiên cứu và là chịu đựng gian khổ về tinh thần và vật chất vì sự nghiệp khoa học Người nghiên cứu nào cũng phải luôn giữ vững

nhiệt tình trong lao động khoa học Những nhà khoa học chân chính phải không ngừng tiến hoá và không ngừng tìm tòi kiến thức Vì vậy, nhà khoa học nào cũng phải lớn lên trong suốt đời mình bằng cách khắc phục bản thân mình Có lao động kiên trì mới liên tục lớn lên, liên tục tiến hoá như thế.

Trên con đường khoa học, nếu nóng vội thường đi tới kết luận quá sớm không đủ cơ sở để thuyết phục Hiện nay, những vấn đề “dễ ăn” trong khoa học đều

đã được giải quyết từ hàng thế kỷ Còn lại là những vấn đề “hóc búa” đòi hỏi nhiều công sức Người nghiên cứu chỉ có thể công bố kết quả phát minh của mình khi bản thân đã đưa ra hết các giả thuyết phủ định kết luận đó Muốn như vậy, phải đợi hàng tháng, thậm chí hàng năm, để làm lại hàng trăm, hàng ngàn thí nghiệm kiểm tra nhằm tìm nguyên nhân của kết quả thí nghiệm trái ngược

1.2 Bài tập Vật lý trong dạy học ở trường trung học phổ thông

1.2.2.Khái niệm về bài tập Vật lý

Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề hay một câu hỏi cần được giải đáp nhờ lập luận lôgic, suy luận toán học hay TN Vật lý trên cơ sở sử dụng các định luật và các phương pháp của Vật lý học là bài toán Vật lý

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, tác dụng của bài tập Vật lý [8, tr 7 - 11]

Việc giảng dạy bài tập Vật lý trong nhà trường không chỉ giúp học sinh hiểu được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chương trình mà còn giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ của học tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra

Muốn đạt được điều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày Kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thước do mức độ sâu sắc và vững vàn của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận được Bài tập Vật lý với chức năng là một phương pháp dạy học có một vị trí đặc biệt trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông

Trước hết, Vật lý là một môn khoa học giúp học sinh nắm được qui luật vận động của thế giới vật chất và bài tập Vật lý giúp học sinh hiểu rõ những qui luật ấy, biết phân tích và vận dụng những qui luật ấy vào thực tiễn Trong nhiều trường hợp mặt dù người giáo viên có trình bày tài liệu một cách mạch lạc, hợp lôgích, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu, qui tắc và có kết quả chính xác thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chưa đủ để học sinh hiểu và nắm sâu sắc kiến thức Chỉ thông qua việc giải các bài tập Vật lý dưới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống cụ thể thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện.

Trong qua trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập Vật lý đặt ra, học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa , trừu tượng hóa …để giải quyết vấn đề, do đó tư duy của học sinh có điều kiện để phát triển Vì vậy có thể nói bài tập Vật lý là một phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống của học sinh

Bài tập Vật lý là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong giờ học lý thuyết chưa có điều kiện để đề cập qua đó nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh Đặc biệt, để giải được các bài tập Vật lý dưới hình thức trắc nghiệm khách quan học sinh ngoài việc nhớ lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tính phản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải giải thật nhiều các dạng bài tập khác nhau để có được kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa học

Trong thực tiễn dạy học Vật lý, giáo viên và học sinh thường rất chú trọng tới giải bài tập Vật lý Trong chương trình Vật lý phổ thông đang hiện hành, người

ta cũng rất chú ý tăng cường các bài toán Vật lý cả về số lượng và chất lượng vì chúng đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ giáo dục phổ thông

Như vậy, các tác dụng cơ bản của việc sử dụng bài tập trọng dạy học Vật lý gồm

- Ôn tập, củng cố, mở rộng kiến thức, kỹ năng cho học sinh

- Huy động kiến thức nền, đặt vấn đề khởi đầu kiến thức mới

- Rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tiễn, phát triển thói quen vận dụng kiến thức một cách khái quát.

- Phát triển năng lực tự học của học sinh

- Phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

- Kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh

Có thể thấy, việc giải các bài toán Vật lý được xem là mục đích, là phương pháp dạy học Trong dạy học Vật lý, giải các bài toán Vật lý đóng vai trò hết sức quan trọng, cụ thể:

- Về phương diện giáo dục, giải các bài tập Vật lý sẽ giúp hình thành các phẩm chất

cá nhân của học sinh như tình yêu lao động, trí tò mò, sự khéo léo, khả năng tự lực, hứng thú với học tập, ý chí và sự kiên trì đạt tới mục đích đặt ra

- Việc rèn luyện, hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý là biện pháp rất hiệu quả phát triển tư duy Vật lý cho học sinh

- Giải các bài toán Vật lý đóng vai trò quan trọng trong việc góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh Các bài tập Vật lý gắn với cuộc sống, với kỹ thuật, với thực tiễn sản xuất thường đem lại hứng thú rõ rệt cho học sinh

- Giải các bài tập Vật lý là một phương pháp đơn giản để kiểm tra, hệ thống hóa kiến thức, kỹ năng và thói quen thực hành, cho phép mở rộng, làm sâu sắc kiến thức

đã học

- Bài tập Vật lý là công cụ để thực hiện mối quan hệ liên môn

- Vận dụng các định luật Vật lý, đặc biệt là các định luật bảo toàn, sẽ tạo cơ hội hình thành thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh, phát triển tư duy biện chứng đồng thời với tư duy lôgic hình thức

1.2.3 Phân loại bài tập Vật lý [9, tr.12]

Các bài tập Vật lý khác nhau về nội dung, về phương thức giải, về mục tiêu dạy học Do vậy, việc phân loại bài tập Vật lý cũng có nhiều cơ sở khác nhau

- Phân loại theo nội dung

- Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải

- Phân loại theo yêu cầu luyện tập kỹ năng, phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

1.2.3.1 Phân loại theo nội dung

Các bài tập Vật lý được phân thành: Bài tập cơ học, bài tập nhiệt học, bài tập điện học, bài tập quang học… Cách chia này cũng có tính quy ước vì trong nhiều trường hợp trong một bài toán có thể sử dụng kiến thức của nhiều phần khác nhau trong giáo trình.

Các bài tập cũng có thể chia thành các bài tập có nội dung trừu tượng và các bài tập có nội dung cụ thể

Các bài tập có nội dung trừu tượng là những bài tập có chứa đựng các dữ kiện dưới dạng các ký hiệu, lời giải cũng được biểu diễn dưới dạng một công thức chứa đựng ẩn số và dữ kiện đã cho Ưu điểm của các bài tập này là nhấn mạnh bản chất của hiện tượng Vật lý mô tả trong bài tập

Các bài tập có nội dung cụ thể là những bài tập có chứa đựng các dữ kiện dưới dạng các con số cụ thể, các bài tập cụ thể mang đặc trưng trực quan gắn liền với kinh nghiệm sống của học sinh

Ngoài ra người ta còn phân ra các bài tập có nội dung kỹ thuật, bài tập có nội dung lịch sử, bài tập vui

1.2.3.2 Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải

Theo cách này, người ta phân các bài tập Vật lý thành 4 loại: Bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị Phân loại này cho phép giáo viên lựa chọn bài tập tương ứng với sự chuẩn bị toán học của học sinh, mức độ kiến thức và sáng tạo của học sinh

Bài tập định tính

Điểm nổi bật của bài tập định tính là ở chỗ trong điều kiện của bài toán đều nhấn mạnh bản chất Vật lý của hiện tượng Giải các bài tập định tính bằng các lập luận logic trên cơ sở các định luật Vật lý

Khi giải bài tập định tính, học sinh được rèn luyện tư duy logic, khả năng phân tích hiện tượng, trí tưởng tượng khoa học, khả năng vận dụng kiến thức Vì vậy luyện tập tốt nhất nên bắt đầu từ bài tập định tính

Bài tập định lượng

Bài tập định lượng là những bài tập khi giải phải sử dụng các phương pháp

toán học dựa trên các định luật, quy tắc hoặc thuyết Vật lý Đây là dạng bài tập phổ biến nhất, sử dụng rộng rãi trong chương trình Vật lý trung học phổ thông Dạng bài

tập này có điểm nổi bật lớn nhất là khắc sâu kiến thức của học sinh, rèn luyện cho học sinh những phương pháp nhận thức đặc thù của Vật lý, đặc biệt là phương pháp suy luận toán học.

Bài tập đồ thị là dạng bài tập phân tích đồ thị từ đó tìm ra các điều kiện giải bài

toán Dạng bài tập này chủ yếu rèn kỹ năng vẽ và đọc đồ thị cho học sinh Việc áp dụng phương pháp đồ thị cho phép diễn đạt trực quan hiện tượng Vật lý, cho cách giải trực quan hơn, phát triển kỹ năng vẽ và đọc đồ thị là các kỹ năng rất cần thiết trong kỹ thuật

Bài tập trắc nghiệm khách quan

Bài tập dạng trắc nghiệm khách quan thường dùng để kiểm tra kiến thức trong

phạm vi rộng, số lượng người được kiểm tra nhiều, kết quả thu được khách quan không phụ thuộc vào người chấm Bài tập này yêu cầu học sinh phải nhớ, hiểu và vận dụng đồng thời rất nhiều các kiến thức liên quan

1.2.3.3 Phân loại theo yêu cầu mức độ phát triển tư duy

Qua việc xem xét hoạt động tư duy của học sinh trong quá trình tìm kiếm lời giải bài tập Vật lý phân chia vài tập Vật lý thành hai loại: Bài tập cơ bản và bài tập phức hợp

Bài tập cơ bản

Là loại bài tập Vật lý mà để tìm được lời giải chỉ cần xác lập mối quan hệ trực

tiếp, tường minh giữa những cái đã cho và một cái phải tìm chỉ dựa vào một kiến thức cơ bản vừa học mà học sinh chỉ cần tái hiện kiến thức chứ không thể tạo ra

Bài tập tổng hợp

Là loại bài tập Vật lý trong đó việc tìm kiếm lời giải phải thực hiện một chuỗi

các lập luận logic, biến đổi toán học qua nhiều mối liên hệ giữa những cái đã cho,

việc xác lập mối liên hệ trung gian đó là một bài tập cơ bản Và do đó, muốn giải được bài tập phức hợp buộc người học phải giải được thành thạo các bài tập cơ bản, ngoài ra còn phải biết cách phân tích bài tập phức hợp để quy nó về các bài tập đơn giản đã biết.

1.2.4 Phương pháp giải bài tập Vật lý [9, tr 21 - 27]

Mặc dù các bài tập Vật lý khác nhau về loại và mục đích sử dụng trong dạy học, song trong thực tế người ta cũng thừa nhận một quan điểm chung về một quá trình giải một bài tập Vật lý Theo quan điểm đó, người thầy không chỉ đơn giản trình bày cho học sinh cách giải mà phải thực hiện nhiệm vụ giáo dục, giáo dưỡng học sinh trong quá trình giải bài tập, cần dạy học sinh tự lực giải bài tập Vật lý

Quá trình giải một bài tập Vật lý, đặc biệt là giải một bài tập phức tạp có thể chia thành các bước chính sau:

- Bước 1: Tìm hiểu đề bài

+ Đọc kỹ đề bài để xác định rõ các điều kiện và làm rõ ý nghĩa các thuật ngữ, các cụm từ quan trọng

+ Đồng thời tóm tắt đề bài thông qua các ký hiệu, hình vẽ hoặc sơ đồ nếu cần Khi tóm tắt đề bài lưu ý phải kiểm tra đơn vị các đại lượng đã hợp lý chưa

- Bước 2: Phân tích hiện tượng

+ Khi giải bài tập Vật lý, quan trọng nhất là hiểu được bản chất của hiện tượng Vật

lý Ở bước này cần phân tích nội dung bài tập với mục đích làm rõ bản chất của các hiện tượng được mô tả trong bài, gợi lại trong trí nhớ học sinh những khái niệm, định luật có liên quan, cần thiết cho việc giải bài tập

- Bước 3: Giải bài tập

+ Ở bước này có thể thực hiện theo trình tự sau:

+ Lập kế hoạch giải bài tập, bổ sung các điều kiện bằng hằng số Vật lý hoặc bảng

số liệu, phân tích các bảng số liệu, đồ thị nếu có

+ Tìm quy luật liên hệ các đại lượng phải tìm với các đại lượng đã cho, viết ra các công thức tương ứng

+ Lập các phương trình dưới dạng tổng quát hoặc láp ráp các thí nghiệm cần thiết (bài tập thí nghiệm) cho việc giải toán.

+ Giải phương trình để tìm ẩn số

- Bước 4: Kiểm tra và biện luận kết quả

Trong các bước giải bài tập Vật lý nói chung, bước thứ nhất và thứ hai có vai trò quan trong, ảnh hưởng quyết định phương pháp giải bài toán

1.2.5 Hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý

Để việc giải bài tâp cho học sinh có hiệu quả, thì trước hết giáo viên phải giải được bài tập đó, và phải xuất phát từ mục đích sư phạm để xác định kiểu hướng dẫn cho phù hợp Ta có thể minh họa bằng sơ đồ 1.1

1.2.5.1 Hướng dẫn theo mẫu (Angorit)

Hướng dẫn angorit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt được kết quả mong muốn

Hướng dẫn angorit thường dùng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài toán điển hình, luyện cho học sinh kỹ năng giải một dạng bài tập xác định

Mục đích sư

phạm

Xác định kiểu hướng dẫn

Phương pháp hướng dẫn giải bài tập Vật lý cụ thể

Sơ đồ 1.1 Các kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý

Hướng dẫn tìm tòi thường dùng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn

để giải quyết được bài tập đồng thời vẫn đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy học sinh muốn tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

1.2.5.3 Hướng dẫn khái quát chương trình hóa

Khái quát chương trình hóa là sự hướng dẫn cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết tương tự như hướng dẫn tìm tòi Sự định hướng được chương trình hóa theo các bước dự định hợp lý để giải quyết vấn đề đặt ra

Trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập không thể theo một khuôn mẫu nhất định, mà tùy thuộc vào nội dung, kiến thức, yêu cầu của bài toán, và còn tùy thuộc vào đối tượng học sinh mà chúng ta có cách lựa chọn kiểu hướng dẫn cho phù hợp Như người giáo viên phải biết phối hợp cả ba kiểu hướng dẫn trên nhưng

áp dụng kiểu hướng dẫn tìm tòi là chủ yếu

1.2.6 Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học Vật lý

1.2.6.1 Lựa chọn bài tập

Bài tập mô phỏng

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 mô phỏng thường là bài tập định lượng, có tác dụng giúp học sinh sử dụng thành thạo các công thức để tính đại lượng nào đó khi biết các đại lượng khác có 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 có đề cập đến những vấn đề có liên quan trực tiếp tới đối tượng có trong đời sống, kĩ thuật Dĩ nhiên những vấn đề đó đã được thu hẹp và đơn giản hóa

đi nhiều so với thực tế Trong các bài tập có nội dung thực tế, những bài tập mang nội dung kĩ thuật có tác dụng lớn về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp

Bài tập luyện tập

Là bài tập được dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng các kiến thức đã học

để giải từng loại bài tập theo mẫu xác định Việc giải những bài tập loại này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu cho học sinh luyện tập để nằm vững cách giải đối với từng loại bài tập nhất định

1.2.6.2 Sử dụng hệ thống bài tập nhằm phát hiện bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu Vật lý

Các bài tập đã lựa chọn có thể sử dụng ở các khâu khác nhau của quá trình dạy học: nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới củng cố hệ thống hóa, kiểm tra và đánh giá kiến thức kĩ năng của học sinh

Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập mà giáo viên đã lựa chọn cho học sinh thường bắt đầu bằng những bài tập định tính hay những bài tập dượt Sau đó học sinh sẽ giải những bài tập tính toán, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm có nội dung phức tạp hơn Việc giải những bài tập tính toán tổng hợp, những bài tập có nội dung kỹ thuật với dữ kiện không đầy đủ, những bài tập sáng tạo có thể coi là sự kết thúc việc giải hệ thống bài tập đã được lựa chọn cho đề tài

Để học giỏi môn Vật lý, học sinh cần có những phẩm chất và năng lực: Có

hệ thống kiến thức cơ bản vững vàng; có trình độ tư duy Vật lý phát triển; có kỹ năng thực hành và vận dụng linh hoạt sáng tạo kiến thức lý thuyết đã có để giải quyết các vấn đề trong Vật lý cũng như trong thực tiễn

Do đó việc phát triển năng lực nhận thức và rèn luyện các kỹ năng là những yêu cầu cơ bản, quan trọng nhất của quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi Trong dạy học Vật lý, bài tập là một phương tiện và phương pháp rất có lợi để hình thành các

kỹ năng và phát triển năng lực tư duy cho học sinh Đồng thời cũng là công cụ để kiểm tra đánh giá khả năng nhận thức của học sinh trong quá trình học tập Tôi xin đưa ra một số dạng bài tập để phát triển năng lực nhận thức cho học sinh theo các hướng sau

Việc nghiên cứu hiện tượng Vật lý có thể giúp học sinh đi đến những nhận xét có tính khái quát hóa cao, từ đó có thể giúp học sinh giải nhanh các bài tập Vật lý.

- Phát hiện vấn đề nhận thức từ việc đọc đề bài toán

Đây là giai đoạn nghiên cứu đề bài trong quá trình giải bài toán Vật lý Khi đọc đề bài, trước hết học sinh phải hiểu được ý đồ của tác giả, logic của bài toán từ

đó hình dung được tiến trình giải quyết bài toán

- Bài tập để rèn luyện cách giải nhanh, thông minh

Đó là những bài tập khó, hay và trong quá trình tìm tới lời giải có tác dụng phát triển tư duy của học sinh Khi tư duy được hoạt hóa thì học sinh sẽ có cách giải bài toán thông minh nhất, đó là con đường đi đến kết quả ngắn nhất và sáng tạo nhất

Thực tế giảng dạy cho thấy, trước nhiều bài toán, học sinh thường chọn cách giải là phân tích hiện tượng xảy ra, sử dụng kỹ năng tính toán theo công thức, các phương trình để lập bài toán đại số Với cách làm này, một số bài toán giải rất nhanh gọn, nhưng một số bài toán lại trở nên phức tạp vì có nhiều phương trình, hệ phương trình đại số lập được nhiều ẩn số Tuy nhiên nếu biết vận dụng các quy luật Vật lý, cách giải bằng đồ thị có thể giải nhanh chóng những dạng bài tập này

- Bài tập để rèn khả năng suy luận, diễn đạt chính xác và logic

Suy luận logic là một phẩm chất cần có đối với một học sinh giỏi Có năng lực suy luận logic, học sinh sẽ có cái nhìn bao quát về các khả năng có thể xảy ra đối với một bài toán, từ đó có thể đưa ra cách giải quyết vấn đề, lựa chọn phương án diễn đạt Cũng nhờ đó mà học sinh có thể tự mình phát hiện ra vấn đề nhận thức mới trên cơ sở kiến thức đã có Vì vậy trong quá trình dạy học Vật lý cần thiết cung cấp cho học sinh những bài tập đòi hỏi cao về khả năng suy luận, kỹ năng diễn đạt logic, chính xác

- Sử dụng bài tập để rèn luyện kỹ năng thực hành

Vật lý là môn khoa học TN Vì thế một học sinh giỏi Vật lý nhất thiết phải

có kỹ năng thực hành Thực tế cho thấy, trong các kỳ thi học sinh giỏi Quốc tế, học sinh nước ta vẫn còn chưa mạnh về mảng TN Do đó rèn luyện kỹ năng thực hành cho học sinh càng trở nên quan trọng và cấp thiết Thông qua làm việc tại phòng thí

nghiệm, thực hiện các bài thực hành cũng như ý thức quan sát, sự nhạy bén trong việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống, những năng lực này của học sinh được hình thành và phát triển

Như vậy, vấn đề lựa chọn hệ thống bài tập để phát triển tư duy của học sinh, biết vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo để giải quyết vấn đề; đồng thời biết đề xuất hướng giải quyết trước một vấn đề mới là hết sức quan trọng Giáo viên cần đầu tư thời gian, công sức và tích lũy kinh nghiệm để xây dựng được hệ thống bài tập phù hợp với cấp độ phát triển về tư duy của học sinh

1.3 Cơ sở thực tiễn về bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu Vật lý ở trường trung học phổ thông

1.3.1 Nội dung kiến thức Vật lý trong kỳ thì học sinh giỏi cấp tỉnh

Kỳ thi học sinh giỏi có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá kết quả học tập của học sinh Việc thi chọn học sinh giỏi nhằm động viên, khuyến khích người dạy và người học phát huy năng lực sáng tạo: dạy giỏi, học giỏi góp phần thúc đẩy việc cải tiến, nâng cao chất lượng dạy và học, chất lượng công tác quản lý, chỉ đạo của các cấp quản lý giáo dục; đồng thời phát hiện được những người có năng khiếu

về môn học để tạo nguồn bồi dưỡng, thực hiện mục tiêu đào tạo nhân tài cho địa phương, đất nước

1.3.2 Một số nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng học sinh giỏi

Đa số phụ huynh đều có tâm lý muốn con đậu đại học nên sợ học sinh không

có thời giờ tập trung vào môn chuyên Học tập trung một môn sẽ có xu hướng làm cho con cái của họ bị lệch

Cả guồng máy đào tạo học sinh giỏi hiện nay đúng là kiểu "luyện gà chọi" Các em học sống chết với 1 môn để thi học sinh giỏi trong khi thi đại học là 3 môn Với kiểu học "gà chọi" thì chỉ đậu giải quốc gia được tuyển thẳng vào đại học

nhưng kèm với điều kiện tốt nghiệp phổ thông loại khá mà có em cũng không đạt nổi Vì còn thời gian đâu mà học các môn khác.

1.3.1.2 Về phía giáo viên

Ngành GD - ĐT thiếu hẳn một đội ngũ giảng viên giỏi chỉ chuyên tâm nghiên cứu việc đào tạo học sinh giỏi Đội ngũ giáo viên có chuyên môn song chưa phát huy được sức mạnh mà còn phân tán Giáo viên dạy bồi dưỡng vẫn phải hoàn thành các công tác giảng dạy như các giáo viên khác, đôi khi còn kiêm nhiệm nhiều công tác khác như: Chủ nhiệm, tổ trưởng bộ môn, bí thư, công đoàn Bản thân các lãnh đạo cũng muốn giao các nhiệm vụ cho giáo viên giỏi, có uy tín, vì thế mà lượng công việc này đã chiếm rất nhiều thời gian của giáo viên bồi dưỡng học sinh giỏi

Hơn nữa thời gian tập trung cho bồi dưỡng học sinh giỏi không nhiều, tài liệu bồi dưỡng đều do giáo viên tự nghiên cứu biên soạn, nội dung chương trình bồi dưỡng chưa liên thông từ dưới lên Trong thư viện của trường, các loại sách tham khảo cũng ít đề cập đến các tài liệu liên quan đến học sinh giỏi mà chủ yếu phục vụ thi đại học

Bản thân giáo viên, những người có kinh nghiệm, uy tín cũng không muốn tham gia vào công tác bồi dưỡng học sinh giỏi bởi sức ép luôn phải đạt giải luôn đè nặng lên vai họ

Ngoài ra chế độ chính sách cho học sinh năng khiếu chưa có Việc đầu tư kinh phí hoạt động cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi là tất yếu, nhưng thực tế thường là giáo viên tự bỏ, sau đó mới nhận được một khoảng bồi dưỡng không nhiều, thậm chí là giáo viên còn bù thêm Sau khi học hết phổ thông, các em có năng khiếu đặc biệt phải được một chế độ học tập đặc biệt thích hợp ở đại học, sau đại học Cứ như hiện nay, các em thi học sinh giỏi bậc phổ thông xong là xem như hoàn thành nhiệm vụ

Bồi dưỡng học sinh có năng khiếu trở thành nhân tài là một chủ trương đúng

và rất quan trọng Thế nhưng, cách làm hiện nay rõ ràng còn nhiều vấn đề phải quan tâm giải quyết Quy trình đào tạo, bồi dưỡng chưa có một kế hoạch khoa học, chỉ lo đoạn giữa, còn trống đoạn đầu (phát hiện và đào tạo từ bé) và đoạn cuối (kế hoạch

sử dụng nhân tài) Bắt buộc phải có sự chấn chỉnh lại mục tiêu "bồi dưỡng nhân

tài" Đã đến lúc ngành giáo dục phải có chiến lược đào tạo, bồi dưỡng học sinh giỏi

Đó là chiến lược mũi nhọn, chứ không nên làm đại trà, lãng phí không cần thiết

1.4 Tình hình thực tế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở huyện Ý Yên, tỉnh Nam Định.

1.4.1 Đối tượng và phương pháp điều tra

Điều tra, khảo sát thực tế tại một số trường trung học phổ thông (THPT) trên địa bàn huyện Ý Yên, tỉnh Nam Định: THPT Mỹ Tho, THPT Tống Văn Trân, THPT Phạm Văn Nghị để tìm hiểu một số thông tin về tình hình thực tế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi

Về phương pháp điều tra: Điều tra học sinh (số lượng học sinh là 90), điều tra giáo viên (số lượng là 8)

1.4.2 Kết quả điều tra

Trong mấy năm gần đây, kết của của các kỳ thi học sinh giỏi của các trường trong huyện Ý Yên luôn nằm trong tốp 5 toàn đoàn Đạt được kết quả đó là nhờ sự phấn đấu không ngừng của cả thầy và trò của các trường trong huyện Riêng đối với môn Vật lý, số lượng giải ngày càng nhiều, và có rất nhiều giải nhì và ba Tuy nhiên

so với các môn khác, tỷ lệ về số giải vẫn chưa dẫn đầu, và trong nhiều năm qua vẫn chưa có giải nhất Tôi xin trình bày một số kết quả điều tra từ đó đề xuất một số giải pháp trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu Vật lý của học sinh

Thông qua việc trao đổi với những giáo viên Vật lý có kinh nghiệm trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở bốn trường THPT Mỹ Tho, THPT Tống Văn Trân, THPT Phạm Văn Nghị, THPT Đại An, tôi rút ra một số đánh giá

- Cơ sở vật chất và đồ dùng dạy học

Các trường đã có phòng thí nghiệm Vật lý riêng, các thiết bị thí nghiệm cơ bản là đủ nhưng chất lượng các bộ thí nghiệm chưa được tốt, cho kết quả chưa chính xác

Sách tham khảo các em học sinh có nhiều, nhưng sách bồi dưỡng học sinh giỏi hầu như không có

- Tình hình học tập của học sinh

Qua phiếu thăm dò, trao đổi trực tiếp với giáo viên, học sinh và dự giờ chúng tôi thu được những kết quả sau:

Kiến thức chương Sóng ánh sáng không phải là chương quá khó và mới mẻ nhất là khi học sinh đã học tốt chương Sóng cơ học Để giải những bài tập tính toán

ở mức độ áp dụng thì học sinh không bị lúng túng

Hơn nữa, chương Sóng ánh sáng có rất nhiều thí nghiệm rất trực quan, thông qua thí nghiệm học sinh có thể dễ dàng nắm bắt kiến thức, và khắc sâu trong trí nhớ

Tuy nhiên, trong quá trình giải bài tập, nhiều học sinh còn quan tâm đến việc tìm ra kết quả cho bài toán, có ít học sinh quan tâm đến tính thực tiễn của hiện tượng nêu ra trong bài toán (khoảng 20%)

Nhược điểm lớn nhất là có rất nhiều thí nghiệm giao thoa ánh sáng như thấu kính Bie, lưỡng kính Frexnen… mà những thí nghiệm này lại không có trong chương trình phổ thông, do đó học sinh không được quan sát, trực tiếp tiến hành thí nghiệm Việc nhớ máy móc công thức sẽ không khắc sâu được kiến thức

- Tình hình dạy của giáo viên

Nhìn chung, giáo viên tham gia công tác bồi dưỡng học sinh giỏi đều rất nhiệt tình, trong các tiết học luôn cố gắng củng cố, khắc sâu kiến thức lý thuyết, rèn luyện phương pháp giải bài tập cho học sinh

Tuy nhiên nhiều giáo viên cũng chưa đầu tư kỹ trong khâu lựa chọn và sử dụng hệ thống bài tập Thông thường giáo viên thường cố gắng chọn một số các bài toán khó trong các đề thi năm trước, các tài liệu sưu tầm để hướng dẫn cho học sinh

Trên cơ sở kết quả điều tra TN về tình hình thực tiễn bồi dưỡng học sinh giỏi

và phát huy năng khiếu Vật lý của học sinh, tôi xin đề xuất một số điểm sau

- Giáo viên cần chuẩn bị tốt tài liệu thông qua xây dựng hệ thống bài tập tăng dần

độ khó đều, phù hợp với mức độ nhận thức của học sinh Trong đó trình bày phương pháp giải khoa học

- Củng cố kiến thức lý thuyết tốt cho học sinh trước, với chương Sóng ánh sáng tốt nhất nên củng cố lý thuyết bằng những thí nghiệm biểu diễn Khi nắm vững lý

thuyết, hiểu bản chất của hiện tượng, học sinh sẽ vận dụng kiến thức để giải quyết các bài toán tốt mặc dù trước đó chưa được làm bài tập như vậy

- Không phải cứ học sinh lớp chuyên, lớp chọn là phải cho bài tập thật khó Các bài tập nâng cao dần, bài tập đa dạng để củng cố, phát triển tư duy Vật lý cho học sinh

- Không ai không đam mê, yêu thích mà lại có thể thành công trong lĩnh vực đó Việc bồi dưỡng học sinh giỏi là cả một quá trình lâu dài Mục đích là phát hiện những học sinh có năng khiếu và phát triển năng khiếu đó để học sinh trở thành học sinh giỏi, vì thế việc gây dựng trong lòng học sinh sự hứng thú, tính tích cực là điều cốt lõi thúc đẩy các em đam mê môn học bổ ích này

- Cần phát hiện những học sinh có năng khiếu ngay từ hồi đầu cấp; sau đó tập hợp các học sinh đó, thông qua các buổi học chuyên đề tiến hành thi để lấy ra những học sinh có kết quả tốt nhất

- Song song với quá trình bồi dưỡng qua các chuyên đề, cũng cần hướng dẫn học sinh tự học, khơi dậy tính tò mò, ham hiểu biết ở học sinh

Như vậy, việc xây dựng hệ thống bài tập để bồi dưỡng học sinh giỏi là hết sức cần thiết Đây cũng là một khâu rất quan trọng đóng góp vào thành công của một kỳ thi học sinh giỏi

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương 1 này, tôi đã trình bày khái quát về cơ sở lý luận và thực tiễn

về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi và phát triển năng khiếu Vật lý của học sinh ở trường trung học phổ thông

Đồng thời tôi trình bày một số thực tiễn về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi

ở 4 trường thuộc địa bàn huyện Ý Yên, tỉnh Nam Định; đề xuất một số giải pháp khi bồi dưỡng học sinh giỏi chương Sóng ánh sáng

Ngoài ra, tôi cũng trình bày cơ sở lý luận về bài tập Vật lý: tác dụng, phân loại, phương pháp giải… Qua đó cũng đưa ra quan điểm của mình về việc lựa chọn

và sử dụng bài tập Vật lý trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu Vật lý của học sinh

Những luận điểm lý luận và thực tiễn trình bày trong chương 1 là cơ sở để xây dựng và hướng dẫn hoạt động giải hệ thống bài tập chương Sóng ánh sáng

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG – VẬT LÝ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ PHÁT HUY NĂNG KHIẾU VẬT LÝ CỦA HỌC SINH

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN 2.1 Nội dung kiến thức chương Sóng ánh sáng

2.1.1 Cấu trúc nội dung chương Sóng ánh sáng

Nội dung chương Sóng ánh sáng được cấu trúc theo chuẩn của Bộ GD&ĐT như sau:

Bảng 2.1 Cấu trúc nội dung chương Sóng ánh sáng

tiết

Tiết 1 Tán sắc ánh sáng 1Tiết 2 – 3 Nhiễu xạ ánh sáng Giao thoa ánh sáng 2Tiết 4 Khoảng vân Bước sóng và màu sắc ánh sáng 1

Tiết 10 – 11 Tia X Thuyết điện từ ánh sáng Thang sóng điện từ 2

Về nội dung kiến thức, có thể cấu trúc lại như sau:

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ cấu trúc chương Sóng ánh sáng

2.1.2 Phân tích nội dung chương Sóng ánh sáng

Các loại quang phổ

Các loại quang phổ

Tia hồng ngoại

Tia tử ngoại

Tia Rơng hen

Bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong chân không là c

f

Với c là tốc độ ánh sáng trong chân không, f là tần số ánh sáng Nhưng trong một

môi trường khác ánh sáng truyền đi với tốc độ v bất kỳ nhỏ hơn c: c

v n

= (2)Trong đó, n là chiết suất của môi trường Lúc đó ánh sáng đơn sắc đó có bước

Với các loại ánh sáng đơn sắc khác nhau chiết suất của một môi trường cũng

có các giá trị khác nhau Bằng lý thuyết ête đàn hồi, Cauchy đã đưa ra công thức về

sự phụ thuộc của chiết suất vào bước sóng theo hàm số sau:

Hiện tượng tán sắc trong thực tế

Một góc bể cá vàng hình hộp có thể coi như lăng kính bằng nước, có góc chiết quang 900 Để mắt nhìn sát mặt bên, ta cũng thấy quang phổ nếu ở phía mặt bên vuông góc có một ngọn đèn

Cầu vồng là hiện tượng tán sắc ánh sáng Mặt trời qua các giọt nước nhỏ có

trong khí quyển

Hình 2.1 Cầu vồng đơn và cầu vồng kép

Hình 2.2 Minh họa nguyên tắc tạo ra cầu vồng

Một người muốn trông thấy cầu vồng phải đảm bảo hai điều kiện:

+ Người quan sát phải ở khoảng giữa Mặt trời và các giọt nước mưa

+ Góc giữa mặt trời, người quan sát phải nằm trong khoảng 40o

- 42o.

Do hai điều kiện đó, ta chỉ có thể trông thấy cầu vồng tạo nên bởi những giọt

nước mưa trên bầu trời vào buổi sáng và buổi chiều Ở biên trên của cầu vồng là tia

đỏ đến từ những giọt nước mưa phía trên, ứng với góc 42o Còn ở biên giới của cầu

vồng là tia tím đến từ những giọt nước mưa ở phía dưới, ứng với góc 40o Nằm ở

giữa theo thứ tự từ trên xuống là các tia sáng màu cam, vàng, lục và chàm, gộp với

hai màu ngoài cùng đỏ và tím thành bảy sắc cầu vồng

Nếu tia sáng mặt trời phản xạ hai lần bên trong các giọt nước thì sẽ hình thành

cầu vồng kép Chiếc cầu vồng thứ hai có thứ tự ngược lại với chiếc cầu vồng thứ

nhất, tức là màu tím ở trên cùng, rồi đến các màu chàm, lam, lục, vàng, cam, đỏ

2.1.2.2 Hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ ánh sáng

Có thể thấy rằng, việc trình bày hiện tượng nhiễu xạ trong sách giáo khoa còn

quá sơ lược, do đó, rất khó để học sinh có thể hiểu được bản chất của hiện tượng

O là mắt quan sát viên đứng trên mặt đất

G là giọt nước, tại đó có sự khúc xạ và phản xạ tới nó.

nhiễu xạ và giải thích được tại sao hiện tượng nhiễu xạ là một bằng chứng chứng tỏ tính chất sóng của ánh sáng.

Nhiễu xạ gây bởi các sóng cầu

Để giải thích hiện tượng nhiễu xạ phải dựa vào nguyên lý Huyghen Theo nguyên lý đó, bất kỳ một điểm nào mà ánh sáng truyền đến đều trở thành nguồn sáng thứ cấp phát ánh sáng về phía trước nó Tuy nhiên, nguyên lý này mới chỉ giải thích về mặt định tính mà chưa đề cập đến vấn đề định lượng Do đó phải bổ sung nguyên lý của Fresnel: “biên độ và pha của nguồn thứ cấp là biên độ và pha do nguồn thực gây ra tại vị trí của nguồn thứ cấp” và sử dụng phương pháp Fresnel mới giải thích cụ thể được.

Hiện tượng giao thoa ánh sáng

Hiện tượng giao thoa ánh sáng là hiện tượng chồng chất của hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp, kết quả là trong trường giao thoa sẽ xuất hiện những vân sáng và những vân tối xen kẽ nhau

Khi có hai sóng gặp nhau thì bao giờ cũng có hiện tượng tổng hợp sóng nhưng chỉ có hiện tượng giao thoa khi hai sóng đó là sóng kết hợp: Cùng bước sóng và độ lệch pha không đổi theo thời gian

Trong thí nghiệm giao thoa khe Y - âng

Ngoài hiện tượng giao thoa khe Y – âng, còn một số thiết bị giao thoa khác:

Giao thoa gương Ioyd

Người ta tạo ra hai nguồn kết hợp bằng

cách cho một khe sáng S đặt trước một gương

phẳng thì trong miền giao nhau của 2 chùm

sáng: chùm thứ nhất phát ra trực tiếp từ S,

chùm thứ hai phản xạ trên gương, sẽ quan sát

đựơc hiện tượng giao thoa

Khi đó a 2 , h D l i D

a

λ

Giao thoa lăng kính Fresnel

Hai lăng kính có góc chiết quang nhỏ giống hệt nhau đặt chung đáy Nguồn