Lựa chọn và hướng dẫn giải các dạng bài tập phần cơ học nhằm phát triển năng lực tự học trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THCS

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN HOÀNG THÙY LINH LỰA CHỌN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP PHẦN CƠ HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN HOÀNG THÙY LINH

LỰA CHỌN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP PHẦN CƠ HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG

HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ THCS

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN, NĂM 2016

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN HOÀNG THÙY LINH

LỰA CHỌN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP PHẦN CƠ HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG

HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ THCS

Chuyên ngành: LL & PP dạy học bộ môn Vật lí

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TÔ VĂN BÌNH

THÁI NGUYÊN, NĂM 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong một công trình nào khác

Thái nguyên, tháng 9 năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Hoàng Thùy Linh

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn của mình đến các thầy cô giáo trong khoa Sau Đại học, khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu khoa học tại khoa

Tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới PGS.TS Tô Văn Bình - Đại học sư phạm Thái Nguyên, người đã trực tiếp giảng dạy, nhiệt tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Tôi xin cảm ơn sâu sắc tới lãnh đạo Phòng Giáo dục - Đào tạo Thành phố Thái Nguyên, Ban giám hiệu, các đồng chí lãnh đạo, giáo viên tổ, nhóm vật lí, cùng các đồng nghiệp ở các trường THCS trong địa bàn thành phố, đã nhiệt tình đóng góp ý kiến, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm

Tôi xin cảm ơn chân thành tới người thân, các đồng nghiệp trong tổ chuyên môn, Ban Giám Hiệu trường THCS Chu Văn An - TP Thái Nguyên nơi tôi đang công tác, đã động viên giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành khoá học

Thái nguyên, tháng 9 năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Hoàng Thùy Linh

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CỤM, CHỮ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC CÁC BẢNG v

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Giả thuyết khoa học 3

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 4

5 Phạm vi nghiên cứu 4

6 Phương pháp nghiên cứu 4

7 Nhiệm vụ nghiên cứu 4

8 Đóng góp của đề tài 5

9 Bố cục dự kiến của luận văn 5

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 6

1.1 Bài tập trong dạy học vật lí 6

1.1.1 Khái niệm về bài tập vật lí 6

1.1.2 Tác dụng của bài tập vật lí 7

1.1.3 Phân loại bài tập vật lí 7

1.1.4 Nguyên tắc lựa chọn bài tập dành cho HSG nhằm phát triển năng lực tự học 8

1.2 Vấn đề bồi dưỡng HSG 8

1.2.1 Quan niệm về HSG và giáo dục HSG 8

1.2.2 Mục tiêu của việc bồi dưỡng HSG 9

1.2.3 Các hình thức dạy học trong bồi dưỡng HSG 9

1.2.4 Một số biện pháp bồi dưỡng HSG ở bậc THCS 9

1.2.5 Mục tiêu, nội dung, phương pháp bồi dưỡng HSG vật lí 11

1.3 Tự học 12

1.3.1 Khái niệm về tự học 12

1.3.2 Năng lực tự học 13

1.3.3 Các biểu hiện của năng lực tự học 13

1.3.4 Các hình thức của tự học 13

1.3.5 Vai trò của tự học 14

1.4 Thực trạng lựa chọn và hướng dẫn giải các dạng bài tập trong bồi dưỡng HSG Vật lí THCS nhằm phát triển năng lực tự học 14

1.4.1 Mục đích 14

1.4.2 Phương pháp 14

1.4.3 Kết quả điều tra 14

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 15

Chương 2 LỰA CHỌN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP PHẦN CƠ HỌC TRONG BỒI DƯỠNG HSG VẬT LÍ THCS NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC 16

2.1 Bài tập phần cơ học trong chương trình bộ môn vật lí THCS 16

2.1.1 Vị trí và vai trò của bài tập phần cơ học 16

2.1.2 Cấu trúc nội dung bài tập phần cơ học 16

2.2 Lựa chọn các dạng bài tập vật lí cho HS trong bồi dưỡng HSG nhằm phát triển năng lực tự học 16

2.2.1 Những yêu cầu về lời giải một bài tập vật lí của HSG 16

2.2.2 Các tiêu chí rèn luyện phương pháp giải bài tập vật lí cho HSG 17

2.2.3 Quy trình lựa chọn các dạng bài tập dùng trong bồi dưỡng HSG nhằm phát triển năng lực tự học 18

2.3 Tiến trình hướng dẫn giải các dạng bài tập phần cơ học nhằm phát

triển năng lực tự học trong việc bồi dưỡng HSG vật lí THCS 20

2.3.1 Tổ chức hoạt động tự học ở nhà cho HS 20

2.3.2 Tổ chức hoạt động dạy học trên lớp 20

2.3.3 Kiểm tra, đánh giá và tự kiểm tra đánh giá 20

2.3.4 Hệ thống kiến thức lí thuyết và hướng dẫn giải các dạng bài tập phần cơ học dùng trong bồi dưỡng HSG vật lí nhằm phát triển năng lực tự học (Phụ lục 2 - Dùng làm tài liệu tự học cho HS) 22

2.5.5 Ví dụ minh họa về phương pháp tổ chức giải các dạng bài tập phần cơ học cho HS trong việc bồi dưỡng HSG nhằm phát triển năng lực tự học 26

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 41

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 42

3.1 Mục đích thực nghiệm 42

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 42

3.3 Đối tượng, cơ sở, thời gian thực nghiệm 43

3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 43

3.5 Thuận lợi và khó khăn trong TNSP 43

3.5.1 Thuận lợi 43

3.5.2 Khó khăn 43

3.6 Phương pháp đánh giá 44

3.6.1 Đánh giá qua theo dõi quá trình học tập của HS 44

3.6.2 Đánh giá trên kết quả định lượng của các bài kiểm tra 46

3.6.3 Đánh giá qua kết quả các kì thi HSG cấp thành phố 46

3.6.4 Đánh giá qua ý kiến của các đồng nghiệp 46

3.7 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 46

3.7.1 Khống chế các tác động của TNSP 46

3.7.2 Chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm 47

3.8 Kết quả thực nghiệm sư phạm 48

3.8.1 Đánh giá qua theo dõi quá trình học tập của học sinh 48

3.8.2 Đánh giá trên kết quả định lượng của các bài kiểm tra 50

3.8.3 Đánh giá qua ý kiến của các đồng nghiệp 52

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Quy trình lựa chọn các dạng bài tập trong bồi dưỡng HSG

nhằm phát triển năng lực tự học 19

Bảng 2.2: Ma trận đề kiểm tra khảo sát 21

Bảng 3.1: Ma trận đánh giá năng lực tự học của HS 44

Bảng 3.2 Phân phối chương trình bồi dưỡng HSG phần cơ học 48

Bảng 3.3: Ma trận đánh giá năng lực tự học của học sinh 49

Bảng 3.4: Kết quả kiểm tra lần 1 50

Bảng 3.5: Xếp loại kiểm tra lần 1 50

Bảng 3.6: Kết quả kiểm tra lần 2 50

Bảng 3.7: Xếp loại kiểm tra lần 2 50

Bảng 3.8: Kết quả hai lần bài kiểm tra 50

Bảng 3.9: Xếp loại hai lần bài kiểm tra 51

Bảng 3.10: Kết quả thu được từ kì thi chọn HSG cấp thành phố 51

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Ở nước ta, khả năng, năng lực tự học đã được phát huy qua nhiều thời kì lịch sử, tuy nhiên vẫn chỉ mang tính cá nhân, thực trạng nên giáo dục hiện nay hoàn toàn khác Với việc mở lớp học tràn lan trong khi kết quả của học sinh không cao và hoàn toàn phụ thuộc vào giáo viên, qua đó mất hẳn hoặc mai một khả năng tự học của học sinh, giáo dục của thế kỉ XXI đang đứng trước cơ hội và thách thức lớn Sự phát triển nhảy vọt của khoa học và công nghệ, đặc biệt là công nghê thông tin và truyền thông, đang được nhân loại bước vào quá độ sang nền kinh tế tri thức Xu thế hội nhập, toàn cầu hóa, dân chủ hóa, đại chúng hóa… mạnh mẽ đang diễn ra trên thế giới, tác động đến phát triển giáo dục của nước ta Trước bối cảnh quốc tế đó, triết lí về giáo dục vào thế kỉ XXI có những biến đổi to lớn được thể hiện vào tư tưởng chủ đạo là lấy "học thường xuyên suốt đời" làm nền móng, dựa trên các mục tiêu tổng quát của việc học là: Học

để biết, học để làm, học để chung sống cùng nhau và học để tự khẳng định, hướng tới xây dựng một "xã hội học tập" Nghị quyết hội nghị TW8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo: "Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kĩ năng của người học; khắc phục lỗi truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhập và đổi mới tri thức, kĩ năng, phát triển năng lực"[4] Chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011-2020 ban hành kèm theo nghị quyết 711/QĐ - TTg 13/06/2012 của thủ tướng Chính phủ ghi rõ: "Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học và đánh giá kết quả học tập rèn luyện theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo và năng lực tự học cả người học" Trong những định hướng ấy thì việc phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh là một vấn đề quan trọng hàng đầu Cùng với sự đổi mới mạnh mẽ về phương pháp dạy nói chung thì việc bồi dưỡng HSG Vật lí nói riêng cũng có những thay đổi đáng kể.[29]

Bồi dưỡng HSG là một trong những nhiệm vụ trọng tâm của ngành giáo dục và đào tạo Đây là một hoạt động dạy học mang tính đặc thù cao, người học là HSG, có năng khiếu theo môn học, người dạy là những giáo viên có trình độ tay nghề cao, giàu kinh nghiệm trong công tác dạy học Ngay từ bây giờ, việc tiếp tục bồi dưỡng đội ngũ giáo viên phải được coi trọng; việc phát huy năng lực tự học, tự nghiên cứu bộ môn càng đặt ra cấp thiết ngay từ đầu cấp, khi học sinh vừa bước vào môn Vật lí Những năm đầu này, các kiến thức, kỹ năng cơ bản là nền tảng cho các em tiếp tục học lên, tập thói quen làm việc khoa học, có định hướng nghề nghiệp tương lai Do đó, bên cạnh giáo dục đại trà, các trường THCS cũng luôn quan tâm, đầu tư cho việc bồi dưỡng HSG Bao gồm phát hiện năng khiếu, bồi dưỡng năng lực, xây dựng hệ thống bài tập đa dạng từ cơ bản đến nâng cao Ngoài ra, bồi dưỡng phương pháp tự học thông qua hệ thống bài tập là phương pháp hữu hiệu nhất trong việc nâng cao năng lực nhận thức, phát triển tư duy logic từ đó gây hứng thú

học tập cho các em và đào tạo đội ngũ HSG

Trong quá trình bồi dưỡng HSG, hệ thống bài tập được sử dụng phải

đa dạng, vừa phải có tính tổng hợp vừa phải đạt được mức độ hay và khó Nếu giáo viên lựa chọn được các dạng bài tập đảm bảo các đặc tính trên và học sinh được hướng dẫn tốt về phương pháp giải các bài tập thì các em sẽ hứng thú, tích cực, tự lực trong học tập Việc hướng dẫn giải các dạng bài tập theo hướng phát triển năng lực tự học cho học sinh vừa có tác dụng củng cố kiến thức và mở rộng hiểu biết của học sinh vừa tập cho học sinh đem kiến thức đã học vận dụng vào những trường hợp cụ thể, vào những hoàn cảnh mới, tức là tập cho các em sáng tạo Đối với bộ môn Vật lí THCS, phần Cơ học là phần nằm trong chương trình Vật lí lớp 6 và chú trọng ở lớp 8

Đó là phần kiến thức hết sức cơ bản, có vai trò tạo dựng nền tảng cho tư duy, cho việc học Vật lí của học sinh trong cả cấp học Và như vậy việc hướng dẫn giải các dạng bài tập phần Cơ học cho học sinh là khâu then chốt, là một trong những yếu tố quyết định chất lượng của quá trình dạy và học bộ môn Vật lí

Hiện nay, có thể nói đã có rất nhiều nghiên cứu khoa học về BT vật lí Các nghiên cứu này khai thác khá nhiều mặt, nhiều góc cạnh khác nhau của BT vật lí với những mục đích khác nhau, rất nhiều tài liệu tham khảo về phân loại

và các PP giải BT vật lí theo hình thức hệ thống các BT theo nội dung, theo PP

giải Ví dụ ngay về các tài liệu tham khảo 500 bài tập Vật lí của tác giả Phan Hoàng Văn [36], Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí lớp 8 của tác giả Ngô Quốc Quýnh [25], Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi trung học cơ sở môn Vật lí của

tác gả Nguyễn Minh Huân [13]…

Tuy nhiên các tài liệu này chủ yếu nghiên cứu về công tác giảng dạy, còn công tác bồi dưỡng HSG nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh THCS thì còn ít người nghiên cứu Mặt khác, qua điều tra trên địa bàn thành phố Thái Nguyên, tôi thấy rằng giáo viên dạy Vật lí ở các trường THCS hiện nay có tuổi đời còn khá trẻ, có sự nhiệt tình trong công tác nhưng còn thiếu kinh nghiệm giảng dạy nói chung và bồi dưỡng HSG nói riêng Do đó việc học tập, bồi dưỡng HSG môn Vật lí của HS - GV trên địa bàn thành phố cũng như nhiều địa phương khác hiện nay đang diễn ra như sau: Các em HS học tập chủ yếu dựa vào sách giáo khoa mà nội dung sách giáo khoa chỉ chứa đựng những bài tập cơ bản, cô đọng, chưa phát huy cao năng lực tự học; GV bồi dưỡng HSG tự mày mò xây dựng bài tập và tham khảo một số tài liệu thường phân loại bài tập theo nội dung chương trình học

Xuất phát từ những thực tế và lí do nêu trên, tôi chọn đề tài: “Lựa chọn

và hướng dẫn giải các dạng bài tập phần cơ học nhằm phát triển năng lực tự học trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THCS"

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu, lựa chọn và hướng dẫn HS giải bài tập tự luận phần Cơ học trong bồi dưỡng HSG THCS nhằm phát triển năng lực học

3 Giả thuyết khoa học

Nếu lựa chọn được hệ thống bài tập tự luận phần Cơ học cho HSG và hướng dẫn giải các dạng bài tập theo tiến trình đã xây dựng thì có thể phát triển năng lực tự học cho HS

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

4.1 Khách thể nghiên cứu

HS có kết quả đầu qua vòng thi HSG cấp trường môn Vật lí đang học lớp

9 tại trường THCS Chu Văn An thành phố Thái Nguyên

4.2 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy học bài tập của GV và HS trong thời gian ôn bồi dưỡng HSG bộ môn Vật lí THSC

5 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu quá trình tổ chức, thực hiện công tác bồi dưỡng HSG môn Vật lí tại trường THCS Chu Văn An thành phố Thái Nguyên thông qua việc lựa chọn và hướng dẫn giải bài tập tự luận

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn giáo dục

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

7 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu về BT và PP giải các dạng BT trong dạy học Vật lí

- Nghiên cứu năng lực tự học của HS

- Tìm hiểu đặc điểm của HSG

- Nghiên cứu hoạt động dạy và hoạt động học, mối quan hệ giữa mục tiêu, nội dung, phương pháp để vận dụng mối quan hệ đó vào việc bồi dưỡng học sinh

- Điều tra thực trạng bồi dưỡng HSG Vật lí ở một số trường THCS trong thành phố Thái Nguyên

- Nghiên cứu nội dung, cấu trúc đặc điểm phần Cơ học trong chương trình THCS

- Cách thức lựa chọn bài tập cho đối tượng học sinh khá giỏi

- Lựa chọn hệ thống bài tập Cơ học Vật lí cho học sinh khá giỏi

- Nghiên cứu việc hướng dẫn giải bài tập nhằm phát triển năng lực tự học cho HS khá giỏi

- Thiết kế tiến trình dạy học một số buổi dạy bồi dưỡng HSG Vật lí trên cơ

sở các bài tập đã được lựa chọn

- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá giả thuyết khoa học và rút ra kết luận

8 Đóng góp của đề tài

- Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận và thực tiễn của việc lựa chọn và hướng dẫn giải bài tập tự luận trong bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THCS nhằm phát triển năng lực tự học

- Lựa chọn và hướng dẫn giải các dạng bài tập tự luận phần cơ học trong bồi dưỡng HSG nhằm phát triển năng lực tự học

- Luận văn có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên THCS và sinh viên các trường đại học sư phạm

9 Bố cục dự kiến của luận văn

Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, phần phụ lục và tài liệu tham khảo, luận văn có 3 chương sau:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn

Chương 2: Lựa chọn và hướng dẫn giải các dạng bài tập phần cơ học trong bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THCS nhằm phát triển năng lực tự học

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Bài tập trong dạy học vật lí

1.1.1 Khái niệm về bài tập vật lí

Trong từ điển tiếng Việt, các thuật ngữ “bài tập” và “bài toán” được giải nghĩa khác nhau: Bài tập là bài ra cho HS làm để tập vận dụng những kiến thức

đã học, còn bài toán là những vấn đề cần giải quyết bằng các phương pháp khoa học [32, tr.40-41] Cũng như thế, có một số ý kiến cho rằng cần phân biệt hai thuật ngữ “bài tập vật lí” và “bài toán vật lí” Bởi lẽ, bài tập vật lí là tập vận dụng đơn giản kiến thức lí thuyết đã học vào những trường hợp cụ thể, bài toán vật lí được sử dụng để hình thành kiến thức mới chưa có cách giải quyết suy ra được từ các kiến thức cũ, hoặc trong khi giải quyết một vấn đề mới đưa ra chưa

có câu trả lời Bên cạnh đó, trong một số giáo trình lí luận dạy học vật lí, các tác giả lại chỉ dùng hoặc thuật ngữ “bài tập vật lí” hoặc thuật ngữ “bài toán vật lí” với cùng một cách hiểu: Giải bài tập vật lí hay giải bài toán vật lí là tập vận dụng các khái niệm, quy tắc, định luật, thuyết vật lí,… đã học vào các vấn đề trong đời sống và lao động sản xuất

Trong giáo trình lí luận dạy học vật lí và SGK vật lí, chúng ta hiểu những bài tập là những bài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm vật lí, phát triển năng lực tư duy vật lí của HS và rèn luyện kĩ năng vận dụng các kiến thức của HS vào thực tiễn

Từ những điều đã đề cập ở trên, cả hai ý nghĩa khác nhau là vận dụng kiến thức cũ và tìm kiếm kiến thức mới đều có mặt trong khái niệm về bài tập vật lí Bởi lẽ đó, chúng ta không nên phân biệt bài tập vật lí và bài toán vật lí mà gọi chung là bài tập vật lí

1.1.2 Tác dụng của bài tập vật lí

Nét đặc trưng tiêu biểu của phương pháp dạy học hiện đại là tôn trọng vai trò chủ đạo của người học, kích thích tính độc lập sáng tạo, trau dồi khả năng tự học của mỗi người Theo phương pháp này, HS là chủ thể của nhận thức, không thụ động tiếp thu kiến thức bằng cách nghe thầy giảng mà học tích cực bằng hành động của chính mình; GV không phải là người duy nhất để dạy, cung cấp kiến thức mà chỉ đóng vai trò tổ chức, định hướng quá trình học tập nhằm phát huy vai trò chủ động trong học tập của HS

Giải BTVL là một trong những hình thức luyện tập chủ yếu và tiến hành nhiều nhất Các BTVL có tác dụng rất lớn trong việc hình thành, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng và tìm tòi kiến thức cho HS Bởi lẽ đó, “Trong quá trình dạy học vật lí các bài tập vật lí có tầm quan trọng đặc biệt Chúng được sử dụng

theo những mục đích khác nhau” [19]

1.1.3 Phân loại bài tập vật lí

1.1.3.1 Phân loại dựa vào cả nội dung và hình thức

Phân loại dựa vào cả nội dung và hình thức có thể phân loại BT vật lí thành 2 loại: BT trắc nghiệm tự luận và BT trắc nghiệm khách quan Trong mỗi loại đều có 2 dạng BT định tính và BT định lượng

1.1.3.2 Phân loại theo nội dung

Theo nội dung người ta cũng có thể phân chia thành các BT có nội dung trừu tượng và các BT có nội dung cụ thể

Các BT có nội dung trừu tượng chứa đựng các dữ kiện dưới dạng các kí hiệu Lời giải BT được biểu diễn dưới dạng một công thức chứa đựng ẩn số và

dữ kiện đã cho, giúp cho HS dễ dàng nhận ra các kiến thức vật lí cần sử dụng

để giải Do vậy những BT trừu tượng đơn giản thường được dùng để cho HS tập dượt áp dụng các công thức đã học

Trong các BT có nội dung cụ thể, các dữ kiện đã cho đều dưới dạng các con số cụ thể Các BT cụ thể mang đặc trưng trực quan gắn liền với kinh

nghiệm sống của học sinh Ngoài ra, theo nội dung, người ta cũng có thể người

ta cũng có thể phân chia các BT thành các loại: BT có nội dung kỹ thuật, BT có nội dung lịch sử, BT vui

1.1.3.3 Phân loại bài tập vật lí dựa vào phương thức giải

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

1.1.3.4 Phân loại bài tập vật lí dựa vào hoạt động tư duy của học học sinh trong quá trình tìm kiếm lời giải

Căn cứ vào hoạt động tư duy của HS trong quá trình tìm kiếm lời giải BTVL, ta có thể phân làm hai loại bài tập: Bài tập cơ bản và bài tập phức hợp

1.1.4 Nguyên tắc lựa chọn bài tập dành cho HSG nhằm phát triển năng lực tự học

- Nguyên tắc 1: Hệ thống bài tập phải được lựa chọn theo từng chủ đề và

- Nguyên tắc 4: Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính hệ thống, tính đa dạng

- Nguyên tắc 5: Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính phát triển năng lực

- Nguyên tắc 6: Hệ thống bài tập phải củng cố kiến thức cho học sinh

- Nguyên tắc 7: Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính sư phạm

- Nguyên tắc 8: Hệ thống bài tập phải đảm bảo tạo điều kiện tốt nhất cho HSG tự học

1.2 Vấn đề bồi dưỡng HSG

1.2.1 Quan niệm về HSG và giáo dục HSG

Hầu như tất cả các nước trên thế giới đều coi trọng vấn đề đào tạo và bồi dưỡng HSG trong chiến lược phát triển chương trình giáo dục phổ thông

Đối với nước ta, hệ thống trường THCS năng khiếu của các tỉnh, thành phố đã

có những đóng góp to lớn trong việc phát hiện và bồi dưỡng HS có năng khiếu, góp phần quan trọng trong công tác đào tạo nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài cho đất nước Việc phát hiện và bồi dưỡng những HS này đã được các trường THCS đưa vào kế hoạch năm học Hằng năm, các phòng GD&ĐT các tỉnh cũng tổ chức kì thi chọn HS giỏi các môn văn hóa lớp 6, lớp 7 và lớp 8 trước khi chọn đội tuyển thi chọn HSG lớp 9 Trong phạm vi đề tài, tác giả chỉ tập trung nghiên cứu về công tác bồi dưỡng HSG lớp 9 ở trường THCS Chu Văn An thành phố Thái Nguyên

1.2.2 Mục tiêu của việc bồi dưỡng HSG

Theo các quan điểm giáo dục, mục tiêu của việc bồi dưỡng HSG nói chung gồm: [19]

- Phát triển PP suy nghĩ ở trình độ cao phù hợp với khả năng trí tuệ của trẻ

- Tạo điều kiện tốt nhất để phát triển khả năng, năng khiếu của HS

- Thôi thúc động cơ học tập mãnh liệt Có ý chí quyết tâm vượt mọi khó khăn Bồi dưỡng PP tự học

- Phát triển các kĩ năng, kĩ xảo Bồi dưỡng PP lao động, làm việc khoa học

- Hình thành, rèn luyện và phát triển khả năng nghiên cứu khoa học, khả năng hợp tác

- Hình thành, rèn luyện và phát triển khả năng giao tiếp, ứng xử linh hoạt trước mọi tình huống xảy ra

- Định hướng nghề nghiệp Phát triển phẩm chất lãnh đạo

1.2.3 Các hình thức dạy học trong bồi dưỡng HSG

Căn cứ mục tiêu và nội dung dạy học đã đưa ra; căn cứ đặc điểm nội dung chương trình dạy học của các trường THCS; hình thức dạy học phù hợp nhất trong việc bồi dưỡng HSG là: Dạy học tách rời (Pull-out) và làm giàu tri thức (Enrichment)

1.2.4 Một số biện pháp bồi dưỡng HSG ở bậc THCS

1.2.4.1 Kích thích động cơ học tập của học sinh

+ Chuẩn bị cơ sở vật chất dạy học

+ Xây dựng niềm tin trong mỗi HS

+ Kiểm tra, đánh giá năng lực của từng HS thường xuyên và từ đó uốn nắn, điều chỉnh, bổ sung và nâng cao kiến thức, kĩ năng cho các em

1.2.4.2 Soạn thảo nội dung dạy học và có phương pháp dạy học phù hợp

+ Nội dung dạy học

- Hệ thống lí thuyết, phải được biên soạn chính xác, đầy đủ, rõ ràng, ngắn gọn, dễ hiểu, bám sát yêu cầu của chương trình thi HSG cấp thành phố

- Hệ thống BT phải được lựa chọn kĩ càng, phong phú, đa dạng giúp HS đào sâu kiến thức, rèn luyện kĩ năng kĩ xảo, PP giải BT và phát triển tư duy cho HS + Phương pháp dạy học

- Kết hợp linh hoạt giữa các PP thuyết trình; vấn đáp, đàm thoại; phát hiện

và giải quyết vấn đề; đàm thoại nêu vấn đề…

- GV phát tài liệu trước để HS nghiên cứu ở nhà, khi đến lớp GV sẽ giải đáp những thắc mắc của HS và giảng giải những phần khó, phức tạp

- Chia lớp học thành nhiều nhóm, giao nhiệm vụ cho từng nhóm GV tổ chức cho từng nhóm báo cáo, các nhóm còn lại lắng nghe, chất vấn, nhận xét, cho điểm; cuối cùng GV tổng kết, đánh giá chung

- Tổ chức cho HS tham gia các chuyên đề nghiên cứu khoa học (dạy học

dự án) phù hợp với năng lực của HS

1.2.4.3 Kiểm tra, đánh giá

- Đánh giá HSG dựa trên khả năng tinh thần, trí tuệ, sáng tạo và động cơ học tập trong quá trình tham gia bồi dưỡng HSG

- GV cần xây dựng và lập ra các đề tài nghiên cứu khoa học của bộ môn

và tổ chức hướng dẫn cho HS được tham gia nghiên cứu các đề tài đó

- Để đánh giá chính xác khả năng của HS giỏi cần sử dụng nhiều loại hình đánh giá, nhiều PP: trắc nghiệm, quan sát, phỏng vấn, thuyết trình, thảo luận…

- Trong quá trình dạy học, cần kết hợp một cách hợp lí hình thức trắc nghiệm tự luận với hình thức trắc nghiệm khách quan

- Nội dung đề thi cần kiểm tra được một cách toàn diện trình độ của HS Tăng cường các BT yêu cầu HS suy luận, lập luận logic mới có thể giải quyết được

- GV cần bồi dưỡng năng lực tự kiểm tra, đánh giá cho HSG: Sau mỗi lần kiểm tra GV tổ chức sửa đề kiểm tra rồi cho HS tự chấm điểm hoặc cho HS

chấm chéo bài cho nhau, sau đó GV rà soát lại Nếu cách làm này lặp lại nhiều lần sẽ giúp cho HS học hỏi được kinh nghiệm lẫn nhau, rèn luyện tính trung thực, nâng cao trình độ

- Đề kiểm tra đổi mới theo hướng: GV ra một đề gốc và yêu cầu HS hãy soạn những đề kiểm tra khác nhau dựa vào các những số liệu ở đề gốc

- Tổ chức cho HS tham gia xây dựng các dự án học tập, tổ chức báo cáo trước tập thể lớp, cho các nhóm nhận xét, đánh giá lẫn nhau

1.2.5 Mục tiêu, nội dung, phương pháp bồi dưỡng HSG vật lí

1.2.5.1 Mục tiêu bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí

Ngoài những mục tiêu bồi dưỡng HSG nói chung đã nêu ở mục 1.1.3, việc bồi dưỡng HS giỏi vật lí phải đạt được những tiêu chí trong mục tiêu bồi dưỡng HSG Ngoài ra những HS được bồi dưỡng HSG môn vật lí trong các trường THCS phải đạt được những năng lực sau:

- Có kiến thức vật lí cơ bản vững vàng, sâu sắc, hệ thống, hiểu rõ các quy luật vận động của tự nhiên Có khả năng tiếp thu kiến thức nhanh Có ý thức tự

bổ sung kiến thức và tự ôn tập

- Có năng lực ghi nhớ, tư duy, sáng tạo và có khả năng suy luận lôgic dựa trên các định luật vật lí và mối quan hệ giữa vật lí và toán học Biết phân tích,

so sánh, tổng hợp, khái quát hóa các sự vật hiện tượng Sử dụng thành thạo các

PP quy nạp, diễn dịch, tương tự

- Có năng lực diễn đạt, trình bày và thuyết trình

- Có năng lực thực hành thí nghiệm Có khả năng quan sát, mô tả, nhận xét

và giải thích các hiện tượng Có khả năng vận dụng lí thuyết để đề ra các giả thuyết và đưa ra được phương án kiểm tra giả thuyết và kết luận chính xác

- Có khả năng vận dụng kiến thức đã học một cách linh hoạt, mềm dẻo, sáng tạo để giải các BT vật lí và giải quyết các vấn đề có liên quan đến học tập, học tập vật lí và các hoạt động thực tiễn sau này

- Dạy HS các PP tư duy, phân tích, so sánh, tổng hợp, suy luận quy nạp, diễn dịch, tương tự và biết cách tự tìm ra PP thích hợp để giải quyết vấn đề một cách khoa học

- Dạy HS PP tự học

- Rèn luyện các kĩ năng, kĩ xảo và các đặc tính khác của người lao động cho HS được bồi dưỡng HSG như cho HS nói chung nhưng ở mức độ cao hơn

1.2.5.2 Nội dung dạy học trong bồi dưỡng HSG

Nội dung dạy học gồm nội dung dạy và nội dung học Trong công tác bồi dưỡng HSG, mục tiêu dạy học chính là mục tiêu của việc bồi dưỡng HSG, đã được nêu trong mục 1.2.5.1 Do vậy nội dung dạy học bồi dưỡng HSG được

xác định dựa vào mục tiêu bồi dưỡng HSG, bao gồm:

- Học thêm những kiến thức mở rộng, nâng cao về vật lí và các môn khoa học bổ trợ, đặc biệt là môn toán

- Cho HS nghiên cứu sâu việc ứng dụng các kiến thức vật lí vào thực tế đời sống

- Định hướng cho HS xây dựng PP giải các dạng BT vật lí, đặc biệt là các

BT phức tạp (để giải được HS phải tổng hợp được kiến thức và quan hệ lôgic các kiến thức vật lí với nhau và với toán học)

- Dạy HS PP tự học HS cần biết tận dụng mọi cơ hội để tự học mọi nơi, mọi lúc HS cần tự học qua tài liệu tham khảo, qua sách, báo, tạp chí, Internet

HS cũng cần tự học qua các hoạt động tập thể, qua thực tế cuộc sống…

- Rèn luyện các kĩ năng, kĩ xảo và các đặc tính khác của người lao động cho HS được bồi dưỡng HSG như cho HS nói chung nhưng ở mức độ cao hơn Nói tóm lại, nội dung bồi dưỡng HSG khá đa dạng và phong phú nhưng chú yếu vẫn là giúp HS mở rộng đào sâu lí thuyết đã học trong chương trình phổ thông và rèn luyện cho HS giải các dạng bài tập tổng hợp khác nhau và các bài tập đòi hỏi khả năng tư duy nhậy bén và sáng tạo của HS

1.3 Tự học

1.3.1 Khái niệm về tự học

Tiến sĩ Võ Quang Phúc cho rằng: “Tự học là một bộ phận của học, nó

cũng được hình thành bởi những thao tác, cử chỉ, ngôn ngữ, hành động của người học trong hệ thống tương tác của hoạt động dạy học Tự học phản ánh

rõ nhất nhu cầu bức xúc về học tập của người học, phản ánh tính tự giác và sự

nỗ lực của người học, phản ánh năng lực tổ chức và tự điều khiển của người học nhằm đạt được kết quả nhất định trong hoàn cảnh nhất định với cường độ học tập nhất định”.[dẫn theo 24]

1.3.3 Các biểu hiện của năng lực tự học

- Năng lực nhận biết, tìm tòi và phát hiện vấn đề

- Năng lực giải quyết vấn đề

- Năng lực xác định những kết luận đúng (kiến thức, cách thức, con đường, giải pháp, biện pháp…) từ quá trình giải quyết vấn đề

- Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn (hoặc vào nhận thức kiến thức mới)

- Năng lực đánh giá và tự đánh giá

1.3.4 Các hình thức của tự học

Theo PGS.TS Trịnh Văn Biều, có 3 hình thức tự học:

- Tự học không có hướng dẫn: Người học tự tìm lấy tài liệu để đọc, hiểu,

vận dụng các kiến thức trong đó Cách học này sẽ đem lại rất nhiều khó khăn cho người học, mất nhiều thời gian và đòi hỏi khả năng tự học rất cao

- Tự học có hướng dẫn: Có GV ở xa hướng dẫn người học bằng tài liệu

hoặc bằng các phương tiện thông tin khác

- Tự học có hướng dẫn trực tiếp: Có tài liệu và giáp mặt với GV một số tiết

trong ngày, trong tuần, được thầy hướng dẫn giảng giải sau đó về nhà tự học

1.3.5 Vai trò của tự học

Tự học là một giải pháp khoa học giúp giải quyết mâu thuẫn giữa khối lượng kiến thức đồ sộ với quỹ thời gian ít ỏi ở nhà trường Nó giúp khắc phục nghịch lý: Học vấn thì vô hạn mà tuổi học đường thì có hạn

Tự học là giúp tạo ra tri thức bền vững cho mỗi người bởi lẽ nó là kết quả của sự hứng thú, sự tìm tòi, nghiên cứu và lựa chọn Tự học của HS THCS còn

có vai trò quan trọng đối với yêu cầu đổi mới giáo dục và đào tạo, nâng cao chất lượng đào tạo tại các trường phổ thông

1.4 Thực trạng lựa chọn và hướng dẫn giải các dạng bài tập trong bồi dưỡng HSG Vật lí THCS nhằm phát triển năng lực tự học

1.4.1 Mục đích

Tìm hiểu việc lựa chọn và hướng dẫn giải BT nhằm phát triển năng lực tự học của học sinh trong việc bồi dưỡng HSG ở trường THCS Chu Văn An Thành phố Thái

1.4.3 Kết quả điều tra

1.4.3.1 Về điều kiện cơ sở vật chất, thiết bị dạy học

Hiện nay với sự đầu tư về cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học của Phòng GD&ĐT cùng với các Trường THCS, điều kiện dạy học đã khá thuận lợi Phòng học đảm bảo chất lượng, các trường đầu có phòng học chuyên môn, phòng học giáo án điện tử, phòng thí nghiệm Các trường đều có sử dụng dịch

vụ Internet Qua trao đổi với lãnh đạo của các trường, chúng tôi nhận thấy các thiết bị dạy học hiện đại như máy vi tính, máy chiếu Projector, máy chiếu camera, một số phần mềm dạy học,… đều đã được trang bị Thư viện của trường có tương đối đầy đủ các loại sách, có thể đáp ứng được nhu cầu của GV

1.4.3.2 Về giáo viên

- Việc lựa chọn HS ôn luyện thi HSG: Việc lựa chọn HS tham gia ôn luyện dựa trên danh sách đăng kí của HS Những HS được chọn của môn học nào phải có dấu hiệu của HSG môn học đó, có học lực và hạnh kiểm từ khá trở lên và điểm trung bình của môn được ôn đạt từ 8,0 trở lên

- Nội dung và PP bồi dưỡng HSG môn Vật lí: Đa số các giáo viên vật lí được hỏi ý kiến đều xác định mục đích chính của việc bồi dưỡng HSG là củng cố, khắc sâu kiến thức và rèn luyện PP giải BT nâng cao theo các chủ đề GV chưa thực sự chú ý đến việc phát triển năng lực tự học, tức là bồi dưỡng tiềm năng lâu dài cho HSG

2 Cơ sở lí luận dạy học tương tác; về quá trình dạy học, về mối quan hệ giữa mục tiêu, nội dung, PP dạy học áp dụng cho việc bồi dưỡng HSG và việc vận dụng mối quan hệ này vào công tác bồi dưỡng HSG

3 Vấn đề tự học: Khái niệm tự học, năng lực tự học, các năng lực tự học

cơ bản cần bồi dưỡng và phát triển cho HS, các kĩ năng tự học, từ đó thấy được động cơ hoạt động tự học quyết định kết quả tự học

4 Những nghiên cứu về BT vật lí, thực trạng về công tác bồi dưỡng HSG

ở trường THCS Chu Văn An thành phố Thái Nguyên và những công trình đã được nghiên cứu liên quan đến đề tài

Trên cơ sở những lí luận này, chúng tôi có những đề xuất về việc lựa chọn

và hướng dẫn giải các dạng bài tập phần cơ học nhằm phát triển khả năng tự học của HS trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THCS

Chương 2 LỰA CHỌN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP PHẦN CƠ HỌC TRONG BỒI DƯỠNG HSG VẬT LÍ THCS

NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC

2.1 Bài tập phần cơ học trong chương trình bộ môn vật lí THCS

2.1.1 Vị trí và vai trò của bài tập phần cơ học

* Vị trí: Phần cơ học là phần đầu tiên trong chương trình vật lí lớp 6 và lớp

8, cũng là phần mở đầu trong chương trình vật lí THCS

* Vai trò: Phần cơ học trong chương trình vật lí là một phần kiến thức hết sức cơ bản, có vai trò tạo dựng nền tảng cho tư duy vật lí của học sinh Việc nghiên cứu các khái niệm, đại lượng, định luật vật lí, các PP phát hiện và giải quyết vấn đề khi gặp một hiện tượng vật lí nào đó sẽ dần dần hình thành trong

tư duy của HS như một PP suy luận trong quá trình học tập vật lí Chính vì vậy, việc dạy học phần cơ học trong chương trình vật lí đóng vai trò rất quan trọng,

quyết định hiệu quả học tập bộ môn vật lí của HS trong cả cấp học

2.1.2 Cấu trúc nội dung bài tập phần cơ học

2.3.2.1 Chủ đề 1: Bài tập về chuyển động cơ học

2.3.2.2 Chủ đề 2: Bài tập về điều kiện cân bằng vật rắn và máy cơ đơn giản 2.3.2.3 Chủ đề 3: Bài tập về áp suất Áp suất chất lỏng

2.3.2.4 Chủ đề 4: Bài tập về thực nghiệm cơ học

2.2 Lựa chọn các dạng bài tập vật lí cho HS trong bồi dưỡng HSG nhằm phát triển năng lực tự học

2.2.1 Những yêu cầu về lời giải một bài tập vật lí của HSG

Những yêu cầu về lời giải một BT vật lí của HSG Phải cao hơn so với của

HS đại trà Do vậy, lời giải một BT vật lí cần đạt được các yêu cầu cơ bản sau:

- Cách giải chính xác, sáng tạo

- Lời giải ngắn gọn nhưng đầy đủ Lập luận chặt chẽ Ngôn ngữ chính xác

- Trình bày rõ ràng, đảm bảo tính thẩm mĩ

- Kết quả đúng, đảm bảo các yêu cầu về mặt toán học như rút gọn, làm tròn…, kể cả các bước trung gian

2.2.2 Các tiêu chí rèn luyện phương pháp giải bài tập vật lí cho HSG

Căn cứ đặc trưng của bộ môn vật lí; căn cứ vào sự phân loại, tác dụng của

BT vật lí và căn cứ vào các yêu cầu về lời giải một BT vật lí, việc rèn luyện PP giải BT vật lí cho HS phải đạt được một số tiêu chí sau:

2.2.2.1 HS phải nắm vững phương pháp chung để giải bài tập vật lí

Vì BT vật lí rất đa dạng, cho nên PP giải cũng rất phong phú Tuy nhiên,

có thể vạch ra một dàn bài chung gồm những bước chính sau:

a Tìm hiểu đầu bài

b Phân tích hiện tượng

c Xây dựng lập luận

d Biện luận

2.2.2.2 HS phải nắm vững phương pháp giải từng nhóm bài theo cùng một chủ đề

Theo nội dung kiến thức, BT vật lí được phân chia theo từng chủ đề Trong mỗi chủ đề BT lại được phân chia thành các dạng Đối với các BT vật lí thuộc các chủ đề và dạng khác nhau, thì trình tự các bước giải vẫn giống nhau, đều tuân theo một PP chung gồm bốn bước như đã nêu ở trên nhưng nội dung của từng bước thì khác nhau, đặc biệt là ở hai bước: phân tích hiện tượng và xây dựng lập luận Trong hoạt động giải những BT thuộc cùng một chủ đề ta phải thực hiện một chuỗi các hành động, các thao tác cần thiết, theo một trật tự nhất định để đi đến mục tiêu là tìm được câu trả lời đúng đắn, giải đáp được yêu cầu bài toán đặt ra và tìm được đáp số đúng Chuỗi các hành động, thao tác đó có một số điểm chung Việc tìm và chỉ ra những điểm chung trong cấu trúc của hành động, của các thao tác cần thiết đó chính là việc tìm PP giải BT về chủ đề đó Khi biết PP giải BT theo từng chủ đề, HS sẽ tự giải được BT

2.2.2.3 HS phải đạt được các kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tiễn hoạt động giải bài tập cũng như các hoạt động trong học tập và cuộc sống

Các kĩ năng, kĩ xảo cần thiết HS phải đạt được để giải một BT vật lí nói chung bao gồm:

- Kĩ năng phân tích hiện tượng và xây dựng lập luận

- Khả năng suy đoán, tư duy trừu tượng và trí tưởng tượng không gian

- Những thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, khái quát Biết khái quát hóa những kết quả đã tìm được để vận dụng vào BT tổng quát hơn

2.2.2.4 Trong quá trình giải bài tập, cần khuyến khích học sinh tìm nhiều cách giải cho cùng một bài

Mỗi BT vật lí có thể có nhiều hơn một cách giải.Trong quá trình giải BT, cần khuyến khích HS tìm các cách giải khác nhau nếu có cho cùng một bài.Mọi cách giải đều dựa vào một số đặc điểm nào đó của dữ kiện Việc tìm được nhiều cách giải là việc luyện tập cho HS biết cách nhìn nhận một vấn đề theo nhiều khía cạnh khác nhau, điều đó rất bổ ích cho việc phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho HS Mặt khác, tìm được nhiều cách giải thì sẽ chỉ ra được cách giải hay nhất và chỉ có thể tìm được nhiều cách giải nếu nắm rất vững kiến thức và ngược lại

2.2.3 Quy trình lựa chọn các dạng bài tập dùng trong bồi dưỡng HSG nhằm phát triển năng lực tự học

Quy trình này gồm có 6 bước cơ bản (bảng 2.1)

Bảng 2.1 Quy trình lựa chọn các dạng bài tập trong bồi dưỡng HSG

nhằm phát triển năng lực tự học Thứ tự

các bước Nhiệm vụ của giáo viên Nhiệm vụ của học sinh

1

- Viết tài liệu về hệ thống kiến thức lí thuyết, PP giải BT cho từng chủ đề, phát cho HS dùng làm tài liệu tự học

3

- Lựa chọn lần 2 hệ thống các BT điển hình trong số các bài đã chọn lần 1, giao cho các nhóm

- Giải BT và học nhóm ở nhà theo phân công của GV

- Các nhóm trao đổi, thảo luận

và dạy học lẫn nhau

4

- Lựa chọn lần 3 các BT trong

số các bài chọn lần 2 để trao đổi, thảo luận và giải đáp thắc mắc cho HS

- Cùng HS tổng kết PP và kĩ năng giải BT cho chủ đề đã giao

- Nêu các vấn đề tồn tại trong quá trình giải BT để được GV giải đáp trực tiếp

- Tự tổng kết phương pháp, kĩ năng giải BT cho mỗi chủ đề

5 - Ra các đề KT cho mỗi chủ đề - Làm các bài KT

6 - Đánh giá, sửa chữa sai lầm

trong các bài KT

- Chấm chéo các bài KT cho nhau,

từ đó rút ra bài học kinh nghiệm

2.3 Tiến trình hướng dẫn giải các dạng bài tập phần cơ học nhằm phát triển năng lực tự học trong việc bồi dưỡng HSG vật lí THCS

2.3.1 Tổ chức hoạt động tự học ở nhà cho HS

Hoạt động tự học ở nhà của HS bao gồm 3 giai đoạn: Tự học cá nhân, tự học theo nhóm và dạy học lẫn nhau

2.3.2 Tổ chức hoạt động dạy học trên lớp

- Khi nghiên cứu lí thuyết:

+ GV không giảng lại toàn bộ kiến thức đã phát trong tài liệu cho HS

mà hỏi xem các em thắc mắc gì, ở những phần nào, GV ghi những nội dung

đó lên bảng

+ GV đặt hệ thống câu hỏi theo nội dung lí thuyết của chủ đề để nhấn mạnh những chú ý khi giải bài tập

- Khi nghiên cứu BT:

+ GV tổ chức cho HS trình bày báo cáo tổng hợp kết quả tự học ở nhà + GV nhận xét, đánh giá kết quả hoạt động của HS

+ Đối với các BT mà HS đã giải quyết tốt: GV nhấn mạnh, khắc sâu những kiến thức cần áp dụng; PP giải đối các BT cùng dạng; Gợi ý để HS tìm thêm cách giải khác (nếu còn) và so sánh ưu nhược điểm của các cách đó + Đối với các bài tập HS chưa giải được: GV chọn ra các bài (là các bài H trong sơ đồ hình 2.1) Với những bài này GV đưa ra các câu hỏi gợi ý cho các nhóm thảo luận để tìm câu trả lời dẫn tới PP giải các bài của dạng đó.Số lượng

BT có thể giải quyết trong khi tổ chức dạy học trên lớp phụ thuộc vào thời gian cho phép, trình độ năng lực cũng như kết quả hoạt động tự học ở nhà của HS

2.3.3 Kiểm tra, đánh giá và tự kiểm tra đánh giá

2.3.3.1 Các tiêu chí đánh giá

Các tiêu chí đánh giá việc rèn luyện PP giải BT vật lí cho HS phải dựa trên các tiêu chí của việc rèn luyện PP giải BT vật lí cho HS Cụ thể:

- Đánh giá xem HS có nắm vững kiến thức hay không

- Đánh giá xem HS có nắm vững hiện tượng vật lí trong các BT hay không

- Đánh giá xem HS có nắm vững PP chung giải một BT vật lí và PP giải các bài theo các chủ đề khác nhau hay không

- Đánh giá xem HS có các kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tiễn hoạt động giải BT cụ thể cũng như có biết liên hệ, vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn hay không

- Đánh giá khả năng vận dụng kiến thức toán học trong vật lí

- Đánh giá xem trong quá trình giải BT, HS có thể phát huy năng lực tự học giải một bài tập bằng nhiều PP khác nhau hay chỉ biết một PP duy nhất; có tìm được các cách giải độc đáo hay không

2.3.3.2 Biên soạn đề kiểm tra bồi dưỡng HSG

1 Xác định mục tiêu đề kiểm tra, nội dung kiểm tra

2 Số lượng đề kiểm tra khảo sát: Ít nhất 2 đề

3 Hình thức kiểm tra: Kiểm tra tự luận, thời gian 15 phút/bài

4 Thiết lập ma trận đề (Thời gian kiểm tra: 30 phút)

Bảng 2.2 Ma trận đề kiểm tra khảo sát

(Phương án đề kiểm tra: Tự luận)

Tên

Chủ đề

Nhận biết Thông hiểu

câu Cấp độ 1 Cấp độ 2

dụng vào việc giải các BT

Viết được các phương trình sử dụng các công thức

Biết suy luận cần sử dụng

PP nào để giải Xác định, phân tích được các lực tác dụng lên vật Dựa vào điều kiện cân bằng của một vật xác định phương trình

cơ đơn giản

Viết được các phương trình sử dụng các công thức

Biết suy luận cần sử dụng

PP nào để giải Xác định được loại máy cơ đơn giản Dựa vào đặc điểm từng loại để xây dựng công thức khi hệ vật cân bằng (Câu 2)

1

2.3.4 Hệ thống kiến thức lí thuyết và hướng dẫn giải các dạng bài tập phần

cơ học dùng trong bồi dưỡng HSG vật lí nhằm phát triển năng lực tự học

(Phụ lục 2 - Dùng làm tài liệu tự học cho HS)

CHỦ ĐỀ 1: BÀI TẬP VỀ CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC

A Phương pháp chung giải bài tập về chuyển động cơ học

+ Bước 1: Chọn hệ quy chiếu; vẽ hình và biểu diễn các véc tơ vận tốc của mỗi vật và tóm tắt đầu bài bằng các kí hiệu

+ Bước 2: Ghi tên các công thức có liên quan đến các dữ kiện và ẩn số; phân tích các thuật ngữ trong đề bài để hiểu diễn biến của chuyển động; Tìm kiến thức toán học có liên quan đến BT

+ Bước 3: Lập các phương trình dựa trên bước 2 Số phương trình ít nhất phải bằng số ẩn trong các phương trình.Giải hệ các phương trình

+ Bước 4: Biện luận kết quả tìm được

B Những chú ý khi giải bài tập về chuyển động cơ học

- Cần phân biệt các khái niệm: Đường đi và độ dời; tốc độ và vận tốc; thời gian và thời điểm

- Khi thay giá trị của các đại lượng vật lí vào các phương trình cần xem xét đơn vị của chúng đã phù hợp chưa, cần đổi ra đơn vị nào cho đơn giản

- Một số bài toán chuyển động cơ học có thể được giải bằng cả hai PP: PP đại số và PP đồ thị

- Vận tốc trung bình khác trung bình của các vận tốc

CHỦ ĐỀ 2: BÀI TẬP VỀ ĐIỀU KIỆN CÂN BĂNG VẬT RẮN

VÀ MÁY CƠ ĐƠN GIẢN

A Phương pháp chung giải bài tập về điều kiện cân bằng vật rắn và máy

cơ đơn giản

- Chọn hệ quy chiếu (chỉ cần chọn hệ tọa độ để chiếu); tóm tắt đầu bài + Bước 2:

- Chọn vị trí trục quay cố định; xác định chính xác cánh tay đòn của lực Xác định các Mômen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ, sử dụng điều kiện cân bằng của vật rắn để lập phương trình

- Căn cứ suy luận từ các dữ kiện và các công thức vật lí, lập thêm các phương trình khác Số các phương trình cần lập ít nhất bằng số ẩn trong các phương trình

+ Bước 3: Giải hệ các phương trình

+ Bước 4: Biện luận kết quả tìm được

B Những chú ý khi giải bài tập về điều kiện cân bằng vật rắn và máy cơ đơn giản

- Để xác định trọng tâm vật rắn ta có thể dùng công thức tọa độ khối tâm, cũng có thể dùng quy tắc hợp lực song song

- Việc xác định các lực tác dụng lên từng vật tương tự như đối với phần động lực học

- Việc chọn hệ tọa độ để lấy trục chiếu và việc chọn vị trí trục quay cần dựa trên đặc điểm của các lực đã phân tích được Ta thường chiếu lên trục vuông góc với lực ẩn và chọn vị trí trục quay có nhiều lực đi qua nhất hoặc chưa biết lực đi qua trục quay đó

- Việc thiết lập điều kiện cân bằng của vật rắn dựa vào các lực đã phân tích Có 3 cách lập hệ phương trình cân bằng

- Vật còn cân bằng khi lực ma sát còn là lực ma sát nghỉ

- Việc xác định các lực tác dụng lên từng vật cũng tương tự như đối với phần động lực học nhưng cần lưu ý đến đặc điểm của hệ ba lực cân bằng Trường hợp vật chịu nhiều hơn ba lực thì có thể tổng hợp các lực đã biết để đưa

về hệ chỉ còn ba lực

- Đối với hệ vật, có hai điều kiện cân bằng: Điều kiện cân bằng của một vật tách riêng và điều kiện cân bằng của toàn hệ hóa rắn

- Nếu vật là vật rắn thì trọng lực tác dụng lên vật có điểm đặt tại khối tâm của vật

- Vật ở dạng thanh có tiết diện đều và khối lượng được phân bố đều trên vật, thì trọng tâm của vật là trung điểm của thanh Nếu vật có hình dạng tam giác có khối lượng được phân bố đều trên vật thì khối tâm chính là trọng tâm hình học của vật

- Khi vật cân bằng thì trục quay sẽ đi qua khối tâm của vật

- Đối với các bài tập về chuyển động của hệ vật:

+ Các hệ vật thường gặp: Hệ vật đặt trong chất lỏng, hệ vật liên kết với nhau bằng dây nối; hệ vật liên kết qua ròng rọc; hệ vật chồng lên nhau

+ Nếu hệ vật có ròng rọc mà bỏ qua ma sát ở ròng rọc và khối lượng ròng rọc thì lực căng dây ở hai phía ròng rọc có giá trị bằng nhau Lực tác dụng lên trục ròng rọc bằng hợp lực của hai lực căng đó

+ Dạng bài tập về chọn điểm tựa của đòn bẩy cần lưu ý: các lực nâng và trọng lực còn thoả mãn điều kiện cân bằng của lực theo phương thẳng đứng có nghĩa P = FA + FB

CHỦ ĐỀ 3: BÀI TẬP ÁP SUẤT, ÁP SUẤT CHẤT LỎNG BÌNH THÔNG NHA

A Phương pháp chung giải bài tập về áp suất, áp suất chất lỏng, bình thông nhau

* Dạng 1: Bài tập về áp suất gây ra trong lòng chất lỏng

Phương pháp giải:

+ Bước 1: Cần xác định được hướng của lực do áp suất chất lỏng gây ra + Bước 2: Biểu thị sự tương quan giữa các áp suất hoặc tương quan giữa lực gây ra do áp suất và trọng lực tác dụng lên vật

+ Bước 3: Từ đó xây dựng các phương trình biểu thị mối tương quan ấy + Bước 4: Biện luận kết quả tìm được

* Dạng 2: Bài tập về bình thông nhau

- Nếu bình thông nhau có đặt các pitton nhẹ và tiết diện các nhánh khác

nhau, cần xét tới lực tác dụng lên pitton do áp suất khí quyển gây ra

B Những chú ý khi giải bài tập áp suất, áp suất chất lỏng, bình thông nhau

- Khi các chất chuyển thể thì thể tích của nó có thể thay đổi, nhưng khối lượng của nó là không đổi

- Một trong những ứng dụng cơ bản của bình thông nhau và sự truyền áp suất trong chất lỏng là máy ép dùng chất lỏng Công thức máy ép dùng chất lỏng: F/f = S/s

CHỦ ĐỀ 4: DẠNG BÀI TẬP VỀ THỰC NGHIỆM CƠ HỌC

A Phương pháp chung giải bài tập thực nghiệm cơ học

+ Bước 1: Định hướng giải:

Xác định bài toán liên quan đến dạng bài toán định lượng nào

+ Bước 2: Trình bày cơ sở lý thuyết:

Trong bước này cần nêu được các công thức, kiến thức vật lý cần sử dụng, các phép biến đổi toán học để đưa đến biểu thức tính các đại lượng cần xác định mà dựa trên các dụng cụ bài cho có thể đo được

+ Bước 3: Trình bày các bước tiến hành thí nghiệm

Thực hiện các bước đo các đại lượng vật lý thông qua các dụng cụ bài cho, trên cơ sở phân tích lý thuyết đã trình bày trên

+ Bước 4: Biện luận sai số

- Sai số khách quan: Do dụng cụ đo

- Sai số chủ quan: Do cách sử dụng dụng cụ đo, cách đọc kết quả, cách

B Những chú ý khi giải bài tập thực nghiệm cơ học

- Để kết quả đo cuối cùng được chính xác thì trong mỗi lần đo các số liệu cần thao tác sao cho có thể hạn chế tối đa sai số của phép đo

- Trong mỗi dạng bài toán, nếu thay đổi chất cần xác định thì cách giải hoàn toàn tương tự

- Nếu thay đổi các dụng cụ thi nghiệm hoặc điều kiện thì cách giải có thể trở nên hoàn toàn khác ở một số bước

2.5.5 Ví dụ minh họa về phương pháp tổ chức giải các dạng bài tập phần cơ học cho HS trong việc bồi dưỡng HSG nhằm phát triển năng lực tự học

Do khuôn khổ luận văn là giới hạn nên tác giả chỉ trình bày một giáo án của các chủ đề trong luận văn này:

GIÁO ÁN - CHỦ ĐỀ 2 BÀI TẬP VỀ ĐIỀU KIỆN VẬT RẮN VÀ MÁY CƠ ĐƠN GIẢN

(Thời lượng: 02 tiết)

I Mục tiêu bài học

1 Kiến thức:

- Nắm được lý thuyết và phương pháp giải các dạng bài tập điều kiện vật rắn, máy cơ đơn giản

- Hiểu được ý nghĩa Vật lý của các đại lượng và hệ đơn vị đo

- Nắm được phương pháp giải BT có vận dụng các công thức về: Mômen lực, quy tắc hợp lực, máy cơ đơn giản, độ lớn lực đẩy Acsimet, trọng lượng và khối lượng, khối lượng riêng và trọng lượng riêng, công, công suất…

2 Kĩ năng:

- Tự nghiên cứu, làm việc độc lập

- Hợp tác giữa các thành viên trong mỗi nhóm và giữa các nhóm

- Vận dụng linh hoạt, mềm dẻo, sáng tạo kiến thức, giải quyết các vấn đề trong học tập

- Vận dụng lí thuyết vào việc giải các dạng BT cụ thể

- Biết giải một bài tập bằng các cách khác nhau

+ Phát tài liệu tự học cho HS nghiên cứu trước

+ Phát đề bài tập (20 bài, có trong phụ lục luận văn) kèm đáp số cho từng nhóm

+ Phân công hai nhóm tự học ở nhà theo 3 giai đoạn

+ Phân công thư kí từng nhóm và thư kí chung

+ Chuẩn bị giáo án điện tử

2 Học sinh: Ôn tập lí thuyết đc phân công theo nhóm vẽ sơ đồ tư duy về

những kiến thức cơ bản đc phân công

III Phương pháp:

1 Đàm thoại gợi mở

2 Tổ chức kết hợp hoạt động nhóm và hoạt động cá nhân

3 Nêu vấn đề và giải quyết vấn đề

IV Thiết kế các hoạt động dạy học trên lớp

Hoạt động 1: Tìm hiểu việc chuẩn bị bài của HS

GV: Sau khi đã nghiên cứu trước các

BT ở nhà, các em đã tự giải đúng đáp

số bao nhiêu bài? Đạt tỉ lệ khoảng bao

nhiêu %? Những bài đúng đáp số

được giải bằng mấy cách?

- Nêu nhận xét và đánh giá kết quả

hoạt động tự học của HS

- Thư kí chung của các nhóm: Báo cáo kết quả tự học ở nhà sau 3 giai đoạn

Hoạt động 2: Đối chiếu lời giải của HS với đáp án (đối với các BT mà HS đã

- Gợi ý bằng cách đặt câu hỏi để HS tìm

thêm cách giải khác (nếu còn) và so

sánh ưu nhược điểm của các cách đó

Thành viên các nhóm xem, lắng nghe; đặt câu hỏi và thực hiện yêu cầu của GV

Hoạt động 3: Hướng dẫn và giải đáp một số bài trong số các bài HS không tự

giải được

Bài 2.3 Thanh AB đồng chất,

tiết diện đều, có chiều dài và

trọng lượng P = 3N được treo

bởi hai sợi dây nhẹ không giãn

OM và BN (hình vẽ),

biết OA = l/4 Khi hệ cân bằng

thì thanh AB nằm ngang, còn

hai dây treo có phương thẳng đứng Tìm lực căng của các sợi dây?

- Yêu cầu HS làm việc cá nhân: Đọc

kĩ và nêu yêu cầu của đề bài

- Đây là dạng bài tập nào trong chủ đề

đang nghiên cứu?

- Nêu phương pháp giải bài tập?

- Yêu cầu đề bài: Tìm hai lực căng dây ?

- Dạng bài tập điều kiện vật rắn tổng quát

- Phương pháp giải:

+ Bước 1: Phân tích các lực tác dụng lên vật

+ Bước 2: Viết phương trình cân bằng (phương trình về lực và phương trình về Mômen)

+Bước 3: Giải hệ thống phương trình

để tìm ra ẩn số của bài toán

để phương trình được đơn giản

- Vì thanh AB đồng chất,tiết diện đều nên trọng tâm G của nó ở giữa thanh.Ta đặt độ dài các đoạn:

+ GA = GB = l/2 + OA = OG = l/4 + OB = 3l/4a

- Phân tích lực: Thanh AB chịu tác dụng của các lực:

+ Trọng lực P

+ Lực căng T1 của dây OM

+ Lực căng T2 của dây BN

- Dùng PP phân tích: Dựa vào điều

kiện cân bằng vật rắn, chọn điểm tựa

Từ phương trình điều kiện cân bằng đòn bẩy, rút ra độ lớn của lực căng dây

T1 BO = P.BG => T1 3l/4 = P 2/l

* Phát triển bài toán: Một chú chim

chích bông có khối lượng m bay đến,

nhẹ nhàng đậu vào đầu A của thanh

Biết dây OM chịu được lực căng lớn

nhất là:

T01 = 7N, dây BN chịu được lực căng

lớn nhất là T02 = 1,5N Tìm điều kiện

của m để vị trí cân bằng của thanh

không bị thay đổi so với lúc ban đầu?

- Gợi ý: Xét trường hợp chú chim đậu

vào một trong hai điểm A hoặc B, sau

đó phân tích và biểu diễn lực trên hệ

thống Từ đó, chọn trục quay tại điểm

O và điểm còn lại Tiến hành giải

tương tự theo phương pháp giải, kết

hợp với điều kiện của bài toán

- Yêu cầu HS làm việc theo nhóm

=> T1 = 2(N)

* Khi chú chim đậu vào đầu A, thanh

AB chịu tác dụng bởi các lực:

+ Trọng lực P

+ Trọng lượng P’của chim

+ Lực căng T'1 của dây OM

+ Lực căng T'2 của dây BN

Chọn trục quay tại B, khi thanh cân bằng ta có:

P.BG + P’.BA = T’1.BO => P l/2 + 10.m.l = T’1 3l/4

=> 2P + 40m = 3T’1

=> m = (3T '1 -2P)/40 + Khi thỏa mãn điều kiện ta có:

0 ≤ T'1 ≤ T01

=> - 2P/40 ≤ m ≤ (3T’1 - 2P)/40

=> 0 < m ≤ 0,375(kg) ( m > 0) (1)

* Chọn trục quay tại O, khi thanh cân bằng ta có:

P’.OA + T’2.OB = P.OG => 10.m l/4 + T’2 3l/4 = P l/4 => 10m + 3T’2 = P

=> m = (P - 3T'2)/10