Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương dao động cơ vật lí 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huy năng khiếu của học sinh trung học phổ thông chuyên

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ PHÁT HUY NĂNG KHIẾU HỌC SINH THPT CHUYÊN 1.1..

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ

PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÍ)

Mã số:

Người hướng dẫn khoa học: TS: TÔN QUANG CƯỜNG

GS TS: NGUYỄN QUANG BÁU

HÀ NỘI – 2012

2

MỤC LỤC

1 Lý do chọn đề tài……… 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

3 Giả thuyết khoa học 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 3

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Đóng góp của đề tài 4

8 Bố cục của luận văn 4

.Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ PHÁT HUY NĂNG KHIẾU HỌC SINH THPT CHUYÊN 1.1 Tổng quan về học sinh giỏi Vật lí………

1.1.1 Khái niệm về học sinh giỏi, năng khiếu Vật lí…………

1.1.2 Các hình thức tổ chức dạy học cho học sinh giỏi, năng khiếu 1.2 Vai trò và tác dụng của hệ thống bài tập Vật lí đối với HSG, năng khiếu………

1.2.1 Ý nghĩa, mục đích của bài tập Vật lí trong bồi dưỡng HSG… 1.2.2 Yêu cầu thiết kế hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí ………

1.3 Phân loại bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí ………

1.4 Sử dụng bài tập Vật lí nhằm phát hiện và bồi dưỡng HSG

3

1.5 Thực tiễn công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, năng khiếu Vật lí …

1.5.1 Ưu điểm và hạn chế trong việc sử dụng hệ thống bài tập Vật

lí cho HSG tại Trường THPT Chuyên (Thái Bình) ………

1.5.2 Một số vấn đề về đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh …………

Kết luận chương 1………

Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ PHÁT HUY NĂNG KHIẾU CỦA HỌC SINH THPT CHUYÊN 2.1 Các bước giải bài tập Vật lí……… 21

2.2 Cách hướng dẫn giải bài tập, mục tiêu, kĩ năng,kĩ xảo và phân loại bài tập Vật lí………

2.2.1.Cách hướng dẫn giải bài tập………

2.2.2 Mục tiêu, kĩ năng Vật lí chương “Dao động cơ”………

2.3 Một số điểm lưu ý khi làm bài tập Vật lí và sơ đồ phân loại bài tập chương “Dao động Cơ”………

2.3.1 Một số lưu ý………

2.3.2 Sơ đồ phân loại bài tập chương “Dao động cơ"………… 23

2.4 Hệ thống bài tập cho HSG………

2.4.1 Bài tập định lượng………

2.4.2 Bài tập định tính:………

2.4.3 Bài tập tự giải………

Kết luận chương 2……… …… ………

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích và phương pháp thực nghiệm sư phạm…………

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm………

3.1.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm………

3.2 Tiến trình thực nghiệm và phân tích, đánh giá kết quả………

3.2.1 Tiến trình thực nghiệm sư phạm………

3.2.2 Phân tích các kết quả về mặt định tính

4

3.2.3 Phân tích các kết quả về mặt định lượng

3.3 Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm

Kết luận chương 3………

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 1 KẾT LUẬN………

2 KHUYẾN NGHỊ………

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC ………

5

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

THPT……… Trung học phổ thông

KHTN……… Khoa học tự nhiên

NCKH……… Nghiên cứu khoa học

ĐHQG……… Đại học quốc gia

6

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, công tác bồi dưỡng học sinh giỏi được xác định là một trongnhững nhiệm vụ quan trọng hàng đầu, mang tính thách thức cao trong việcnâng cao chất lượng dạy học Mục tiêu của công tác bồi dưỡng HSG là pháthiện những học sinh có tư chất thông minh, đạt kết quả xuất sắc trong học tập

và phát triển năng khiếu của các em về một số môn học trên cơ sở đảm bảogiáo dục phổ thông toàn diện, giáo dục các em thành người có lòng yêu nước,tinh thần vượt khó, tự hào, tự tôn dân tộc, có khả năng tự học, nghiên cứu khoahọc và sáng tạo để tiếp tục đào tạo thành nhân tài đáp ứng yêu cầu phát triểnđất nước

Tuy nhiên, thực tế cho thấy công tác phát hiện và bồi dưỡng học sinh cónăng khiếu môn Vật lí còn gặp nhiều khó khăn và chưa đạt được kết quả nhưmong muốn Do kinh nghiệm của giáo viên trong việc phát hiện học sinh cónăng khiếu về môn Vật lí còn thiếu, do bản thân GV vẫn còn lúng túng trongviệc xác định phẩm chất, năng lực cần có của HSG Vật lí và các biện phápnhằm phát triển các phẩm chất, năng lực đó

Trong quá trình dạy học Vật lí, hệ thống bài tập đóng vai trò là nội dung,

là phương tiện để chuyển tải kiến thức, rèn luyện tư duy và kỹ năng thực hành

bộ môn một cách hiệu quả nhất Đồng thời là một trong những phương tiện cơbản nhất để giảng dạy và học tập môn Vật lý ở nhà trường

Hướng dẫn giải bài tập Vật lí có thể giúp cho HS củng cố kiến thức vàvận dụng kiến thức để giải quyết tình huống linh hoạt từ đó kích thích niềm say

mê và phát huy năng lực tự chủ, tích cực của học sinh giỏi Mặt khác, giải bàitâpp̣ làmôṭtrong những hinh̀ thức thúc đẩy và khuyến khích khả năng tự học, tự

7

nghiên cứu và khám phá sáng tạo, phát triển tư duy và các năng lực chuyên biệtcho học sinh.

Sử dụng hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí là một trong cácbiện pháp quan trọng để nâng cao chất lượng HSG Vật lí Đối với học sinh thìgiải bài tập là một cách học tập tích cực, là phương tiện chuyển tải kiến thức,rèn luyện tư duy và kỹ năng thực hành bộ môn hiệu quả nhất

Tuy vậy, hiện nay hệ thống bài tập dùng để bồi dưỡng HSG Vật lí và bàitập chương “Dao động cơ” lớp 12 nói riêng còn hạn chế ở một số mặt như: nộidung chưa phong phú, chưa bám sát vào các năng lực mục tiêu, qui trình,phương pháp tích hợp hệ thống bài tập trong quá trình bồi dưỡng HSG Đặcbiệt, vấn đề sử dụng hệ thống bài tập theo quan điểm dạy học phân hóa đối vớingay chính đối tượng HSG và học sinh năng khiếu đã và đang đặt ra nhiềuthách thức cần phải giải quyết

Từ những thực tế trên chúng tôi mạnh dạn lựa chọn đề tài “Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Dao động cơ” Vật lí lớp 12 nhằm bồi dưỡng HSG và phát huy năng khiếu của học sinh THPT Chuyên” với mong muốn góp phần nghiên cứu nâng cao chất lượng và

hiệu quả trong bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập chương “Dao động cơ” Vật

lí 12 để bồi dưỡng HSG và phát huy năng khiếu của học sinh THPT chuyênnhằm đạt thành tích cao trong các kì thi HSG, thi tuyển sinh đại học và caođẳng

3 Giả thuyết khoa học

Việc xây dựng hệ thống bài tập và qui trình hướng dẫn hoạt động giải bàitập chương “Dao động cơ” Vật lí 12 một cách khoa học sẽ góp phần nâng caochất lượng, hiệu quả công tác bồi dưỡng HSG Vật lí và phát huy năng khiếucho học sinh THPT Chuyên

4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

8

Tính khoa học và hiệu quả của hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt độnggiải bài tập chương “Dao động cơ” Vật lí 12 và công tác bồi dưỡng HSG.

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Hệ thống và phương pháp giải bài tập vật lý chương “Dao động cơ” thuộcchương trình Vật lý 12 nâng cao được sử dụng trong công tác bồi dưỡng họcsinh giỏi và phát huy năng khiếu cho học sinh THPT

Học sinh lớp chất lượng cao ở trường THPT Nguyễn Trãi - Thái Bình.Học sinh lớp chuyên Vật lí trường THPT Chuyên - Thái Bình

5 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài

Đề tài luận văn tốt nghiệp được thực hiện nhằm giải quyết những nhiệm

vụ sau:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫngiải bài tập Vật lí 12 chương “Dao động cơ”; lựa chọn hệ thống bài tập vàhướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Dao động cơ” Vật lí 12

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về việc bồi dưỡng HSG, phát huy

năng khiếu của học sinh, biện pháp xây dựng hệ thống và các phương pháp giảibài tập, hướng dẫn giải bài tập Vật lí 12 chương “Dao động cơ”

- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá, kiểm định tính khả thi và hiệu quảcủa hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí 12 chương

“Dao động cơ”

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

Nghiên cứu cơ sở lí luận để làm sáng tỏ vai trò của việc xây dựng hệthống và hướng dẫn giải bài tập Vật lí chương “Dao động cơ” Vật lí 12

Nghiên cứu chương trình Vật lí phổ thông, nội dung sách giáo khoa Vật

lí 12 nâng cao, sách tham khảo bồi dưỡng HSG, đề thi HSG qua các năm vàcác tài liệu liên quan khác để xác định mức độ, nội dung và yêu cầu về kiếnthức, kĩ năng giải bài tập phục vụ công tác bồi dưỡng HSG Vật lí

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

9

Điều tra, khảo sát thực tiễn công tác bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huynăng khiếu của học sinh THPT Chuyên - Thái Bình và trường THPT NguyễnTrãi - Thái Bình.

Tập hợp, nghiên cứu nội dung sách giáo khoa Vật lí lớp 12 nâng cao, các

đề thi HSG, đề thi vào đại học và cao đẳng, các tài liệu tham khảo khác đểtuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập tự luận

6.3 Phương pháp thống kê toán học

Thống kê, so sánh kết quả, phân tích số liệu để đánh giá tính hiệu quảcủa hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí, đưa ra một số khuyếnnghị, kết luận liên quan đến công tác bồi dưỡng HSG Vật lí

7 Đóng góp của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần:

- Làm sáng tỏ cơ sở lí luận của hệ thống bài tập trong việc vận dụng chođối tượng học sinh giỏi và học sinh năng khiếu, bổ sung nguồn tài liệu dùngtrong việc bồi dưỡng HSG và phát huy năng khiếu của học sinh

- Đề xuất được biện pháp sử dụng bài tập chương “Dao động cơ” Vật

lí 12

trong việc bồi dưỡng HSG và phát huy năng khiếu học sinh

- Góp phần khẳng định tính ưu việt của sử dụng hệ thống bài tập trong dạyhọc Vật lí cho HSG và học sinh năng khiếu, góp phần nâng cao chất lượng dạyhọc môn Vật lí hiện nay

8 Bố cục của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục các tài liệu tham khảo, phụ lục,luận văn được trình bày gồm 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc “Xây dựng hệ thống bàitập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng HSG vàphát huy năng khiếu học sinh THPT Chuyên

Chương 2 Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bàitập chương “Dao động cơ” Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi và phát huynăng khiếu học sinh trung học phổ thông Chuyên

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

10

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HSG VÀ PHÁT

HUY NĂNG KHIẾU HỌC SINH THPT CHUYÊN

1.1 Tổng quan về vấn đề dạy học cho học sinh giỏi và năng khiếu Vật lí

1.1.1 Khái niệm về học sinh giỏi, năng khiếu

Hiện nay, “học sinh giỏi” vẫn là một khái niệm “động” được quan niệm

và đánh giá một cách tương đối đa chiều (phụ thuộc vào cách tiếp cận, bối cảnh

và mục tiêu đào tạo cụ thể) Trong thực tế, ranh giới giữa các khái niệm gần

như “học sinh giỏi” (excellent), “học sinh năng khiếu” (gifted) và “học sinh tài năng” (talented) tương đối khó phân định, phụ thuộc vào quan điểm của bối

cảnh giáo dục và đào tạo (từ góc nhìn thành tích, kết quả học tập, phẩm chất,năng lực trí tuệ hoặc tiềm năng đã và đang bộc lộ ở mức cao!) Tuy nhiên, cóthể nhận thấy một số điểm chung sau:

-Là những học sinh có năng lực trí tuệ ở mức cao, có nhu cầu, động

cơ học tập mạnh mẽ, ham muốn hiểu biết và khám phá;

-Là những học sinh có sự phát triển 3 miền vận động của não (trinhận, tâm-vận động và xúc cảm) ở mức độ cao (B.J.Bloom, 1985; Môhình phân biệt năng khiếu và tài năng của Gagné: DMGT -Differentiated Model of Giftedness and Talent, 2002)

-Là những học sinh được ưu tiên đào tạo theo những chương trìnhchuyên biệt, chuyên sâu được thiết kế theo định hướng năng lực thựchiện ở mức cao;

(http://en.wikipedia.org/wiki/Intellectual_giftedness)Học sinh giỏi là học sinh chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có khảnăng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc trong

11

lĩnh vực lý thuyết, khoa học, cần một sự giáo dục đặc biệt và sự phục vụ đặcbiệt để đạt được trình độ tương ứng với năng lực.

Nhiều chuyên gia giáo dục cũng đồng quan điểm cho rằng học sinh giỏi lànhững đứa trẻ có năng lực trong các lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, nghệ thuật vànăng lực lãnh đạo hoặc lĩnh vực lí thuyết

Theo từ điển Tâm lý học (Vũ Dũng chủ biên, 2000): năng khiếu là cáibẩm sinh, có sẵn, không thể tạo mới được, mà cần tìm kiếm, phát hiện quanhững biểu hiện trong các hoạt động đa dạng

Năng khiếu được coi như hạt giống cây, nếu gieo vào mảnh đất thích hợp,

nó sẽ nảy mầm thành cây rồi ra hoa kết quả Nếu gieo vào mảnh đất khôngthích hợp, nó sẽ thui đi hoặc trở thành cây non còi cọc Gia đình và nhà trường

có trách nhiệm quan trọng trong việc hướng nghiệp cho các người trẻ tuổi Đấtnước có thiên tài hay không, có nhân tài nhiều hay ít, là tuỳ thuộc trách nhiệmcủa người lớn đối với thế hệ tương lai

Năng khiếu cũng là đức tính bẩm sinh cần thiết để có thể phát huy đượctrong từng ngành khoa học Trí tuệ nào thích thú về tư duy trừu tượng và suydiễn lôgíc, có thể trở thành nhà toán học tốt Trí tuệ tìm hiểu thiên nhiên, quantâm tới tính trật tự trong thiên nhiên và có bàn tay khéo léo, có thể trở nên nhàkhoa học tự nhiên tốt (Phạm Kim Chung, 2010)

Nhiều nước trên thế giới đã coi vấn đề phát hiện, đào tạo và bồi dưỡnghọc sinh giỏi, năng khiếu là một nhiệm vụ chiến lược quan trọng trong giáo dụcphổ thong, thiết kế và phát triển các chương trình chuyên biệt, coi đó là mộtdạng của giáo dục đặc biệt hoặc chương trình đặc biệt (các viện nghiên cứu vàđào tạo học sinh giỏi, tài năng của Hoa Kì, Anh, Đức, New Zealand, Ấn Độ,Trung Quốc v.v.)

Đối với các HSG và năng khiếu cần có một chương trình dạy học riêng đểphát triển được năng khiếu Vật lí Năng khiếu của HS có phát triển hay không

là tùy thuộc rất lớn vào cách thức và phương pháp giáo dục HS

Năng khiếu Vật lí của HS sẽ phát triển nhanh dần cùng với sự nhận thứckiến thức và khả năng tiếp nhận kiến thức có hiệu quả trong thời gian ngắn hơn

12

những người bình thường Năng khiếu có được một phần do bẩm sinh và phầncòn lại do giáo dục giúp phát triển, từ đó HS có thể tiếp cận, tìm tòi, khám phá.

1.1.2 Các hình thức tổ chức dạy học cho học sinh giỏi, năng khiếu

Tổng quan một số tài liệu về hình thức đào tạo, bồi dưỡng học sinh giỏi vànăng khiếu ở các nước cho thấy quá trình này diễn ra khá phong phú, đa dạng,được thực hiện bằng nhiều hình thức khác nhau

- Hình thức lớp chuyên biệt: HSG được rèn luyện trong một lớp hoặc một

trường học riêng, thường gọi là lớp chuyên, lớp năng khiếu Những lớp hoặctrường chuyên (độc lập) này có nhiệm vụ hàng đầu là đáp ứng các đòi hỏi chonhững học sinh giỏi về lí thuyết Hình thức này đòi hỏi ở nhà trường rất nhiều

điều kiện (không dựa vào được các gia đình phụ huynh) từ việc bảo vệ HS,

giúp đỡ và đào tạo phát triển chuyên môn cho giáo viên

- Hình thức Mông-te-xơ-ri (Montessori method): Học sinh trong lớp được

chia thành các nhóm năng lực, nhà trường mang lại cho học sinh những cơ hộivượt lên so với các bạn cùng nhóm tuổi Phương pháp này đòi hỏi phải xâydựng được các mức độ khá tự do, nó hết sức có lợi cho những học sinh giỏitrong hình thức học tập với tốc độ cao

- Hình thức dạy học tăng cường: Những HS xuất sắc được xếp vào một

lớp có trình độ cao với nhiều tài liệu tương ứng với khả năng của mỗi học sinh.Một số trường Đại học, Cao đẳng đề nghị hoàn thành chương trình nhanh hơn

để HS có thể học bậc học trên sớm hơn Nhưng hướng tiếp cận giới thiệu HSGvới những tài liệu lí thuyết tương ứng với khả năng của chúng cũng dễ làm cho học sinh xa rời xã hội

- Hình thức dạy học tách rời một phần thời gian: Các học sinh có năng lực

cao được học theo 2 chương trình song song: nâng cao và cơ bản

- Hình thức dạy học mở rộng nâng cao: Căn cứ vào tốc độ và năng lực của

người học, chương trình được thiết kế theo tiếp cận “giàu tri thức” Theo đóHSG vẫn dành thời gian học theo lớp bình thường, nhưng sau đó được nhận tàiliệu mở rộng để thử sức, tự học tăng cường ở nhà

13

- Hình thức dạy học bán phần: Quá trình dạy học được tạm phân bổ

thành

các phần thời gian học trên lớp, ở nhà, theo nhóm, học có cố vấn v.v

- Hình thức trường mùa hè, trại năng khiếu: các chương trình được thiết

kế gia tăng nội dung chuyên biệt bao gồm nhiều chương trình học bổ trợ, nângcao, chuyên sâu được tổ chức vào mùa hè hoặc các đợt tập trung ngắn hạn Tuynhiên, các hình thức tổ chức dạy học “đặc biệt” và đa dạng trên đều

nhắm đến mục tiêu chung sau:

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

- Phát triển các kĩ năng, phương pháp, thái độ tự học, nâng cao ý thức và khát vọng của học sinh;

- Khuyến khích sự phát triển về lương tâm, ý thức, trách nhiệm trong đónggóp xã hội và năng lực lãnh đạo;

- Hướng đến sự đáp ứng nhu cầu, động cơ và năng lực học tập mang tính

cá nhân hóa cao độ

1.2 Vai trò và tác dụng của hệ thống bài tập Vật lí đối với HSG, năng

khiếu

1.2.1 Ý nghĩa, mục đích của bài tập Vật lí trong bồi dưỡng HSG

Bài tập Vật lí có tác dụng như là một phương tiện để kiểm tra kiến thức và

kĩ năng vận dụng kiến thức của HS Bài tập Vật lí có tác dụng như nhữngphương tiện giúp người học ôn tập, củng cố, rèn luyện tư duy và năng lựcnghiên cứu khoa học, giúp người học có mối liên hệ giữa kiến thức với thực tế,giúp HS lĩnh hội kiến thức mới sâu sắc và sáng tạo

Hướng dẫn giải bài tập Vật lí là một khâu không thể thiếu trong quá trìnhdạy học Vật lí, nó giúp HS hình thành tư duy logic về các khái niệm, các đạilượng, các định luật Vật lí đồng thời tạo thói quen, kĩ năng, kĩ xảo trong vậndụng kiến thức Vật lí Phát triển tư duy về thế giới khách quan, sự định hướngnghề nghiệp và giáo dục kĩ thuật tổng hợp

Việc giải các bài tập Vật lí giúp rèn luyện tư duy, định hướng cho học sinhmột cách tích cực và có thể được sử dụng như:

14

- Phương tiện nghiên cứu tài liệu mới, đảm bảo cho học sinh lĩnh hộikiến thức một cách vững chắc, rèn luyện cho HS khả năng vận dụng kiến thức,liên hệ lý thuyết với thực tế Rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp NCKHcho học sinh.

- Phương tiện ôn tập, củng cố kiến thức một cách sinh động và hiệu quả,

rèn luyện những đức tính tự lập, cẩn thận, kiên trì, tinh thần vượt khó

-Phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh Hệthống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí được sử dụng rộng rãi

sẽ mang lại hiệu quả rất lớn Hệ thống bài tập Vật lí được sắp xếp theo logickiến thức, theo mức độ khó khăn, theo yêu cầu riêng

Hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí giúp học sinh tìm hiểu,nâng cao kiến thức một cách có sự định hướng, nâng cao tư duy sáng tạo của HSG Vật lí và HS THPT Chuyên

1.2.2 Yêu cầu thiết kế hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí

Hệ thống bài tập và hướng dẫn giải giúp người học hệ thống hóa kiếnthức, phát triển kĩ năng, tư duy Vật lí một cách mạnh mẽ Dưới góc độ hoạtđộng nhận thức và phát triển tư duy của học sinh giỏi Vật lí thì hệ thống bài tập

có vai trò như một kim chỉ nam cho các hoạt động phát triển sáng tạo của họcsinh

Trong quá trình học tập của học sinh thì HS chưa có khả năng sắp xếpkiến thức và mức độ phát triển theo yêu cầu của bài tập nên hệ thống bài tập đãgiúp các em có nhận thức chung về bài tập Vật lí, có tư duy sáng tạo ở mức độcao

1.2.2.1 Tính hệ thống

Cơ sở lí thuyết của hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập là sự sắpxếp hệ thống bài tập theo một trật tự logic kiến thức và phát triển tư duy củahọc sinh Các bài tập được phát triển từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp,tạo thành một hệ thống bài tập có thể phát triển thành nhiều bài khác

Hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí được sắp xếp các bàitập thành một hệ thống có trật tự, theo cách thức hướng dẫn và theo tiến độ

15

phát triển tư duy của con người Mỗi bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí

là một hình thức và cách thức mới trong hệ thống

1.2.2.2 Tính logic.

Hệ thống bài tập và hướng dẫn giải theo một trật tự kiến thức và mức độnhận thức của học sinh Các bài tập và hướng dẫn giải trong hệ thống có sựgắn kết kiến thức với nhau

1.2.2.3 Tính trực quan

Nhận biết một cách dễ dàng các hiện tượng, ngôn ngữ trong hệ thốngbài tập và các bài tập có sự liên hệ với thực tiễn, dễ nhận biết

1.2.2.4 Tính quy luật riêng

Hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí được sắp xếp theo quyluật riêng, theo quy luật phát triển kiến thức và tư duy

1.2.2.5 Phân cấp mức độ

Hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí cần được sắp xếp theotheo các mức nhằm đáp ứng tối đa năng lực, nhu cầu và động cơ học tập của mỗi cá nhân HS

Mức 1.

Mức độ đơn giản, yêu cầu HS nắm được kiến thức cơ bản nhất Học sinhvận dụng các kiến thức đã chứng minh để tìm ra theo yêu cầu bài tập Giáo viên hướng dẫn một phần của bài tập

Mức 2.

Học sinh vận dụng giải các bài tập và giải thích hiện tượng đơn giản GVhướng dẫn học sinh giải bài tập và giải thích hiện tượng sơ qua để học sinh suynghĩ và tìm hiểu tiếp

Mức 3.

Cần có sự tư duy của học sinh để có thể giải được bài tập cùng với sự gợi ý của giáo viên GV hướng dẫn học sinh dưới dạng gợi ý, đặt ra các câu hỏigợi mở định hướng suy nghĩ của học sinh

Mức 4.

16

Các bài tập khó yêu cầu học sinh phải có kiến thức nâng cao, sâu sắc

và biến đổi để giải được các bài tập trong hệ thống bài tập Giáo viên luôn quan sát và theo dõi hoạt động của học sinh và gợi ý theo định hướng của bài

để tránh sự hiểu nhầm của học sinh và tránh tâm lí ngại với những bài khó

Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp Mỗi bài tập

là một mắt xích trong hệ thống bài tập nhằm củng cố, hoàn thiện và mở rộngkiến thức Vật lí Hệ thống bài tập cần có nhiều thể loại: giả tạo, mô phỏng, thực

tế, luyện tập, sáng tạo, suy luận v.v Nội dung bài tập phải có kiến thức Vật lí

cơ bản, phù hợp với lứa tuổi học sinh và mang tính chất khoa học, tính sưphạm

Các bài tập Vật lí phải có sử dụng các ngôn ngữ chính xác và có thể giảiquyết được yêu cầu đặt ra Phải được sắp xếp một cách trật tự khoa học theoyêu cầu của từng phần kiến thức hay theo phương pháp giải

Các bài tập phải phù hợp với điều kiện và khả năng thực hiện Mỗi bàitập phải có củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức Vật lí Các bài tập Vật líphải có sự phân chia, phân loại theo mức độ nhận thức, theo cách giải khácnhau

Giáo viên phải dự kiến chi tiết kế hoạch sử dụng hệ thống bài tập Vật línhư nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới, củng cố, hệ thống hóa, kiểm tra vàđánh giá khả năng tiếp thu kiến thức, kỹ năng của học sinh Giáo viên phải nêu

số lượng bài tập Vật lí cần giải ở lớp, ở nhà hoặc làm thêm…

Bài tập Vật lí dùng để củng cố, bổ sung kiến thức và hoàn thiện lý thuyết,

để xây dựng kiến thức mới, để kiểm tra hay đánh giá chất lượng học tập, để tạovấn đề cần giải quyết trước khi nghiên cứu một phần kiến thức nào đó

Dùng hướng dẫn giải bài tập Vật lí tạo mối liên hệ giữa kiến thức với thực tế, giúp học sinh nâng cao kiến thức và hiểu biết sâu sắc Khi sử dụng bài tập Vật lí theo đối tượng nhận thức, theo điều kiện khách quan

1.3 Phân loại bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí

Tiêu chí của một hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí là những căn cứ để dựa vào đó giáo viên soạn cho mình một hệ thống bài tập

17

riêng, giáo viên phải tự giải được các bài tập đó và dự đoán được những khó khăn, sai sót của học sinh thường gặp phải.

Hệ thống bài tập phải đảm bảo các tiêu chí sau:

- Thông qua việc giải hệ thống bài tập, những kiến thức cơ bản, đã được xác định của đề bài phải được củng cố, ôn tập, hệ thống hoá và khắc sâu

- Các bài tập giúp nhận thức được mối quan hệ lôgic giữa các đại lượngVật lí Những mối quan hệ này phản ánh những mối quan hệ có thực giữa cácđối tượng Vật lí và các quá trình Vật lí hoặc những tính chất của chúng Đó làmột trong những tiêu chuẩn để giáo viên căn cứ vào đó lựa chọn hệ thống bàitập Mỗi bài tập phải có một điều mới mẻ nhất định, một khó khăn vừa sức

- Hệ thống bài tập phải đa dạng về thể loại và về nội dung phải khôngđược trùng lặp, phải phù hợp với trình độ của học sinh Số lượng bài tập đượclựa chọn phải phù hợp với sự phân bố thời gian Ở cấp THPT, các bài tập Vật líđược sắp xếp hệ thống và đa dạng về thể loại, nó là một trong các phương tiệnquan trọng để rèn luyện kỹ năng, kĩ xảo và năng lực hoạt động sáng tạo tronghọc tập Vật lí

Thực tế có rất nhiều sách tham khảo phân loại bài tập theo các hướng và cách sắp xếp bài tập khác nhau nhưng dựa theo sách giáo khoa và sách bài tập tác giả đưa ra một cách phân loại bài tập như sau:

18

Phân loại theo

Tuy nhiên, quá trình giải bài tập theo hệ thống này đòi hỏi thực hiện trongthời gian dài, chỉ thực hiện được đối với học sinh giỏi và học sinh năng khiếu.

HS và GV phải có tầm kiến thức chắc chắn mới có thể sử dụng hệ thống bài tập

và hướng dẫn giải bài tập có hiệu quả cao

1.4 Sử dụng bài tập Vật lí nhằm phát hiện và bồi dƣỡng HSG

Bồi dưỡng HSG làcông viêcp̣ không thểthiếu vàdiêñ ra hàng năm ởcáctrường THPT Đểlàm đươcp̣ điều này , mỗi GV đều cómôṭcách làm khác nhau tùythuộc vào điều kiện và năng lực của HS , nhưng trong đó không thể thiếu được

sự đóng góp của hệ thống tài liệu, bài tập nhằm bồi dưỡng HSG, đặc biệt đối vớinhững môn khoa học tự nhiên như Vật lí

Để học giỏi môn Vật lí, HS cần có những phẩm chất và năng lực như:

-Có hệ thống kiến thức cơ bản vững vàng, sâu sắc;

19

-Có trình độ tư duy Vật lí phát triển (năng lực phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát, suy luận lôgíc,…);

-Có kỹ năng thực hành và vận dụng linh hoạt sáng tạo kiến thức líthuyết đã có để giải quyết các vấn đề trong Vật lí cũng như trong thựctiễn

Vì vậy, phát triển năng lực nhận thức và rèn luyện các kỹ năng là nhữngyêu cầu cơ bản, quan trọng nhất của quá trình bồi dưỡng HSG

Trong dạy học Vật lí, bài tập là một phương tiện và phương pháp rất cólợi thế để hình thành các kỹ năng và phát triển năng lực tư duy cho học sinh.Người giáo viên phải dự tính được kế hoạch cho toàn bộ công việc về bài tập,với từng đề tài, từng tiết học cụ thể Để có thể vận dụng hệ thống bài tập mộtcách hiệu quả, giáo viên cần đáp ứng các yêu cầu sau:

- Phải lựa chọn, chuẩn bị các bài tập nêu vấn đề để sử dụng trong tiết nghiên cứu tài liệu mới nhằm kích thích hứng thú học tập và phát triển tư duy học sinh.

- Phải lựa chọn, chuẩn bị các bài tập nhằm củng cố, bổ sung, hoàn thiệnnhững kiến thức lí thuyết cụ thể đã học, cung cấp cho người học những hiểubiết về thực tế và kĩ thuật có liên quan với kiến thức lí thuyết

- Phải lựa chọn, chuẩn bị các bài tập nhằm kiểm tra, đánh giá chất lượngkiến thức, kĩ năng về từng kiến thức cụ thể và từng phần của chương trình Sắpxếp các bài tập thành hệ thống, định kế hoạch và phương pháp sử dụng Khidạy giải bài tập Vật lí cần dạy cho HS biết vận dụng kiến thức để giải quyết cácvấn đề đặt ra, rèn kĩ năng giải các bài tập cơ bản thuộc các phần khác nhautrong chương

- Khi lựa chọn bài tập, cần xác định cho được mục tiêu dạy học của bàitập đó Kết quả dự kiến cần đạt được mô tả dưới hình thức những hành vi quansát được

Mục tiêu dạy học của bài tập thường có hình thức như sau:

- Nêu lại được định nghĩa, định luật, giải thích được, mô tả được hiện

tượng, so sánh được mức độ khác nhau hay giống nhau của các sự kiện hoặchiện tượng nào đó

20

- Thực hiện, hoàn thành được công việc nào đó với những tiêu chí cụ

thể như lập kế hoạch, tổ chức, phát hiện, tra cứu, xử lí số liệu, đánh giá, phêphán, biện luận…

- Đánh giá được tầm quan trọng, ý nghĩa, giá trị, mức độ, … của quá

trình hay sự kiện, hiện tượng Biết thực hiện (hay tiến hành, hoàn thành, …)

hành động hay hành vi nào đó ở trình độ nhất định và mức độ chính xác đếnđâu…

- Biết thể hiện ý thức (hay thái độ, xúc cảm, tình cảm, nhu cầu, lí trí,

…)

trước sự kiện theo định hướng…

1.5 Thực tiễn công tác bồi dƣỡng học sinh giỏi, năng khiếu Vật lí

Để có thể đào tạo HS năng khiếu thành những người có năng lực nổi trội,thành tài năng đòi hỏi áp dụng những phương pháp dạy học phù hợp với từngnăng khiếu Tuy nhiên, dù bằng hình thức nào cũng cần chú trọng đến việc hìnhthành nhân cách toàn diện Với những kinh nghiệm đã thực hiện có kết quảtrong quá trình đào tạo các HS năng khiếu ở lớp chất lượng cao trường THPTNguyễn Trãi (Thái Bình) đã đạt nhiều thành tích cao, nhiều HS đạt kết quả caotrong các kỳ thi Vừa qua đội tuyển HSG Vật lí của trường đã xếp thứ 2 toàntỉnh trong khi các năm trước chưa có năm nào đạt được một phần nhờ việc sửdụng hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí chương “Dao động cơ”.Tỉnh Thái Bình có phong trào học tập rất mạnh với vị trí tốp 10 tỉnh trong toànquốc điều đòi hỏi công tác bồi dưỡng học sinh giỏi là rất quan trọng

Thực tiễn công tác bồi dưỡng HSG, năng khiếu môn Vật lí của tỉnh TháiBình trong những năm qua thường được tổ chức theo mô hình sau:

Thứ nhất: Xây dựng lớp, lập kế hoạch bồi dưỡng, giảng dạy học sinh giỏi

Năm lớp 10: Ban đầu các em HS được tổng kết các kiến thức ở trung học

cơ sở, học một số kiến thức lớp 10, làm quen với một số chuyên đề bồi dưỡngHSG Khi mặt bằng kiến thức đều các em sẽ tham gia kỳ thi HSG lần thứ nhất

và chọn ra 45 HS có điểm cao nhất, thành lập lớp luyện HSG

21

Quá trình này được triển khai cho đến thời điểm kết thúc học kỳ I Nhưvậy, lớp HSG được học đồng thời các kiến thức cơ bản và các kiến thức nângcao, chuyên sâu cần thiết cho học sinh giỏi Hệ thống kiến thức được xây dựngdưới dạng các chuyên đề nâng cao.

Trong học kỳ II, song song với chương trình của lớp 10 (cơ bản) đủ để họccác chuyên đề bồi dưỡng và giải các dạng bài tập khó, việc thi khảo sát đểtuyển chọn HSG từ các lớp khác được tiến hành Như vậy, quá trình sàng lọc

và bổ sung HSG theo năng lực đáp ứng yêu cầu của đào tạo, bồi dưỡng HSGbắt đầu được thực hiện ở mức cao hơn

Năm lớp 11: Trong năm học này chương trình nâng cao tiếp tục được triển

khai song song với việc tiến hành khảo sát cuối học kì I để định hướng cho họcsinh Kết quả thi khảo sát cuối học kì II cho phép đánh giá và giữ lại 15 - 20học sinh thể hiện năng lực, năng khiếu đối với môn Vật lí một cách rõ nét nhất

Năm lớp 12: Sau khi thành lập đội tuyển, các HSG (trong đội tuyển) sẽ

được học tập trung mỗi ngày một buổi Các chuyên đề bồi dưỡng được thiết kếtheo các mục tiêu nhận thức và năng lực ở mức cao (phát hiện và giải quyếtvấn đề, tư duy sáng tạo, tính toán chính xác, tốc độ nhanh v.v.), và được triểnkhai đến trước kì thi HSG toàn tỉnh Dựa trên kết quả của kì kiểm tra lần cuối,thành viên của đội tuyển đi thi HSG Vật lí sẽ được lựa chọn

Thứ hai: Hướng dẫn tự học

Giao làm bài tập về nhà, bổ sung tài liệu, sách tham khảo, hệ thống bài tậpnâng cao là một hình thức dạy học được triển khai thường xuyên trong suốtthời gian đào tạo, bồi dưỡng HSG Vật lí Quá trình này giúp các HSG tiếp tụccủng cố kiến thức, nâng cao tư duy, nâng cao khả năng tự lực giải quyết cáctình huống, các dạng bài tập mới Đây là hình thức dạy học đóng vai trò quantrọng, chiếm tới 2/3 tổng thời gian đào tạo, có ảnh hưởng lớn đến chất lượng vàhiệu quả của việc bồi dưỡng học sinh giỏi của tỉnh Thái Bình

Thứ ba: Hướng dẫn tổng kết

22

Tất cả các học sinh đều phải viết các bài tổng kết đối với các kiến thức đãhọc dưới sự hướng dẫn của giáo viên bồi dưỡng HSG Nhờ công việc này mỗihọc sinh được rèn luyện các khả năng phân tích và tổng hợp Nhiều học sinh cóthể xây dựng được các bài tập toán khó để bước đầu luyện tập khả năng sángtạo.

Thứ tư: Thi khảo sát học sinh giỏi từng học kỳ

Mỗi học kỳ khối chuyên tổ chức một cuộc thi giải các bài tập khó đượcsưu tầm từ các tài liệu Những học sinh có cách giải đúng, hay sẽ được khenthưởng Để đạt kết quả cao trong các kỳ thi này các em phải tự đọc, tự giải từ

đó các em được rèn luyện với mục tiêu nhận thức và kĩ năng ở mức cao nhất.Kết quả và thông tin thu được qua mỗi kì khảo sát sẽ giúp đội ngũ giáo viên bồidưỡng HSG điều chỉnh, bổ sung, cập nhật kịp thời hệ thống bài tập nâng caocho HSG

Thứ năm: Thi tự chấm

Hình thức thi tự chấm sẽ giúp giáo viên nắm được kết quả mà giảm bớtcông việc chấm bài nhưng nó lại là hình thức dạy học rất tốt cho các em họcsinh đặc biệt là HSG Giúp các em tự tìm ra vấn đề mà mình còn chưa đúng để

từ đó có sự định hướng, sửa đổi Giúp các em có khả năng tự đánh giá bản thân

để có biện pháp khắc phục và phát huy Trong quá trình tổ chức thi giáo viênphải chuẩn bị đề, đáp án chính xác, độ khó, mức độ yêu cầu phải phù hợp vớiđối tượng học sinh và đủ số lượng với thời gian kiểm tra Giao cho học sinhkhác chấm phải thật sự công minh trước sự kiểm soát của giáo viên Các kỳ thinày các em học sinh tham gia nhiệt tình hơn vì mình vừa là trò vừa là thầy

Thứ sáu: Thi chất lượng

Thi kiểm tra chất lượng do giáo viên tổ chức và trực tiếp chấm, nhận xét.Giáo viên ra đề với mức độ khó tùy theo yêu cầu phân loại HS Đề thi có độkhó cao hơn, tổ chức nhiều lần trong năm học chung cho toàn trường nhằmtrang bị kiến thức, phương pháp giải các dạng bài tập Đây là biện pháp giúpnâng cao kiến thức, giúp giáo viên đánh giá chất lượng giảng dạy và giúp các

23

em HS nhận biết thực lực Từ kết quả bài thi giúp GV lựa chọn được số lượngcho đội tuyển.

1.5.1 Ưu điểm và hạn chế trong việc sử dụng hệ thống bài tập Vật lí cho HSG tại Trường THPT Chuyên (Thái Bình)

Bài tập Vật lí giúp HSG tăng cường sự sáng tạo trong mỗi bài học Vật lí

từ đó củng cố kiến thức và phát huy năng khiếu Vật lí đồng thời nâng cao kiếnthức cho giáo viên

Các thầy cô giảng dạy môn Vật lí tại Thái Bình đã có sử dụng hệ thốngcác bài tập hay và khó, sử dụng các biện pháp bồi dưỡng HSG mới Học sinhkhi tham gia giải bài tập Vật lí hăng say và có niềm yêu thích môn học, niềmkhao khát được khám phá các hiện tượng Vật lí mới Ở đó khả năng tiếp thukiến thức tự nhiên được khơi dậy làm cho kiến thức trở thành dụng cụ khôngthể thiếu trong cuộc sống cũng như trong học tập

Giáo viên khi giảng dạy những bài tập cho HSG đã sao nhãng đi một phần

đó là nhân cách sống của học sinh Các phương pháp áp dụng cho HSG lạikhông thể áp dụng được cho các em học sinh phổ thông Điều này yêu cầu nhàtrường cần có sự phân loại học sinh theo lớp theo năng lực nhận thức để cácthầy cô có thể giảng dạy tốt hơn

Học sinh chỉ chú trọng vào những vấn đề khó mà quên mất rằng để có thểnhớ lâu và nhanh cần có sự hệ thống hóa kiến thức dưới dạng tạo ra một hệthống các bài tập và hướng dẫn giải được sắp xếp có khoa học tạo cho tư duyphát triển bậc cao

Dạy bài tập hiện nay các thầy cô mới chú trọng tới độ khó của bài tập màcòn chưa quan tâm nhiều đến biện pháp hướng dẫn cho học sinh biện pháp đểgiải bài tập Các thầy cô khi dạy bài tập Vật lí mới tập trung vào số lượng nhiều

mà chưa chú trọng tới các bài tập tổng quát mà từ đó học sinh có thể tự vậnđộng để giải Các thầy cô mới tập trung vào việc giải bài tập của mình mà ítquan tâm tới việc học sinh suy nghĩ, tiếp nhận, giải chúng như thế nào

Các lí do trên đã làm cho sự phát triển năng khiếu của học sinh bị hạn chế

24

Học sinh giải các bài tập mà không chú ý tới biện pháp giải mà chỉ ápdụng các công thức một cách vô cảm Học sinh tập trung giải cho thật nhiều bàitập mà không phân loại bài tập nên nhớ máy móc nhiều dẫn đến khả năng huyđộng kiến thức không nhanh và không nhiều Khi giải bài tập học sinh vẫnchưa phát triển được bài tập mà mới chỉ dừng lại việc đáp ứng yêu cầu của bàitoán đặt ra nên đôi khi yêu cầu khác đi một chút là các em gặp sự lúng túngtrong việc điều khiển kiến thức.

Giáo viên cố gắng song song với việc bồi dưỡng HSG bổ sung cho họcsinh nhân cách sống, cần có sự chuyển đổi phương pháp truyền đạt với các đốitượng học sinh khác có nhận thức kém hơn để phát huy năng khiếu của HS.Thường xuyên tổ chức những buổi học ngoại khóa giúp học sinh hoàn thiệnnhân cách

Học sinh khi giải bài tập phải chú ý đến phương pháp giải và phải sắp xếpcác bài tập thành hệ thống có logic phù hợp với khả năng tiếp nhận kiến thứccủa riêng mình Học sinh phải biết phát triển kiến thức từ những kiến thức hiện

có, điều khiển kiến thức trong quá trình học một cách liên tục, khoa học và biếtxây dựng kiến thức mới trên nền kiến thức cũ

1.5.2 Một số vấn đề về đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh

Đề thi học sinh giỏi ở Thái Bình có hình thức đề thi là thi đề trắc nghiệm

có 50 câu trong 90 phút, trong 50 câu có ít nhất là 20 câu bài tập về dao động

cơ Các bài tập có trong đề thì yêu cầu học sinh phải có sự hiểu biết cao mới cóthể đạt kết quả cao trong quá trình thi Đề thi học sinh giỏi quốc gia thì có hìnhthức là tự luận và cũng có từ hai đến ba bài tập về dao động cơ trong tổng số 10bài trong đề thi

Vừa qua tác giả có thực hiện đề tài trong việc bồi dưỡng HSG tại trườngTHPT Nguyễn trãi và đã thu được kết quả cao đó là đội tuyển đã đạt giải nhìtrong toàn tỉnh trong khi các năm trước chỉ đạt vị trí thứ tư và thư năm Điềunày cho thấy hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập chương “Dao động cơ”

đã góp phần nâng cao chất lượng HSG và phát huy năng khiếu Vật lí của HSG

25

Qua đó cho thấy phần dao động cơ là phần rất quan trọng trong thi HSG

và nó rất quan trọng đối với việc bồi dưỡng HSG và học sinh năng khiếu Vật lí

26

Kết luận Chương 1

Trong Chương 1 chúng tôi đã hệ thống lại cơ sở lí luận về HS năng khiếu

và HSG Vật lí cùng một số lý luận về biện pháp bồi dưỡng HSG và phát huynăng khiếu Vật lí của học sinh giỏi và HS chuyên Vật lí Cụ thể:

-Nêu lên được khái niệm năng khiếu, năng khiếu Vật lí của HS nói riêng và sự phát triển năng khiếu Vật lí của HSG

-Sử dụng một số biện pháp bồi dưỡng học sinh năng khiếu Vật lí, một số quanniệm về HSG, HSG Vật lí, các hình thức bồi dưỡng HSG Vật lí, mục tiêu đàotạo

- Nắm được vai trò và tác dụng của bài tập trong bồi dưỡng HSG Vật lí, mục đích của việc sử dụng bài tập trong dạy học

- Phân loại bài tập Vật lí và đưa ra một số phương pháp và các bước giải bài tập Vật lí, các cách hướng dẫn giải bài tập Vật lí

-Hiểu các tiêu chí để chọn và sử dụng hệ thống bài tập, điều tra thực trạng củaviệc dạy HSG Vật lí 12 hiện nay từ đó có biện pháp khắc phục và xử lí tìnhtrạng hiện đang xảy ra

- Nắm được vai trò và chức năng của hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bàitập Ưu điểm, nhược điểm của việc sử dụng hệ thống bài tập và hướng dẫn giảibài tập Vật lí trong dạy học bồi dưỡng HSG

- Nêu được thực tiễn công tác bồi dưỡng HSG

Tất cả các vấn đề đã được nêu trong chương được sử dụng để xây dựng hệthống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí 12 chương “Dao động cơ” nhằmbồi dưỡng HSG và phát huy năng khiếu Vật lí của học sinh THPT Chuyên

27

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÝ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

VÀ PHÁT HUY NĂNG KHIẾU CỦA HỌC SINH THPT

CHUYÊN

2.1 Các bước giải bài tập Vật lí

Trong quá trình hướng dẫn giải bài tập Vật lí và qua tổng kết của nhiềugiáo viên cùng bộ môn đã rút ra được các bước giải tổng quát khi giải bài tậpVật lí như sau:

Bước 1: Tìm hiểu đề bài

Phân biệt ẩn số, dữ kiện, tóm tắt, vẽ hình biểu diễn

Bước 2: Phân tích hiện tượng

Những dữ kiện đã cho liên quan đến những khái niệm, hiện tượng, quytắc, định luật nào trong Vật lí Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng

và các định luật chi phối nó

Bước 3: Xây dựng lập luận

Sử dụng phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp

Phương pháp phân tích thì xuất phát từ ẩn số của bài tập, tìm ra mối quan

hệ giữa ẩn đó với một đại lượng khác của một định luật, diễn đạt bằng côngthức, tiếp tục phát triển lập luận hoặc biến đổi tìm được công thức chỉ chứa mốiquan hệ giữa ẩn số và dữ kiện

Phương pháp tổng hợp có trình tự làm ngược lại: điểm xuất phát từ các dữkiện của đầu bài, xây dựng lập luận hoặc biến đổi để đi đến công thức có chứa

ẩn số và các dữ kiện đã cho Xây dựng luận 3 đoạn để tạo mối quan hệ giữaVật lí với hiện tượng

Bước 4: Biện luận

Dự đoán hiện tượng, phân tích kết quả

2.2 Cách hướng dẫn giải bài tập, mục tiêu, kĩ năng, kĩ xảo và phân loại bài

tập Vật lí.

2.2.1.Cách hướng dẫn giải bài tập

28

Thông qua kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy tác giả đưa ra một sốcách hướng dẫn mà nó có thể mang lại hiệu quả cao như sau:

Cách thứ nhất : Làm bài tập theo mẫu.

Học sinh tham gia giải bài tập theo một mẫu tương tự đã đưa ra trước Họcsinh giải bài tập theo trình tự hành động cụ thể đã định trước Giáo viên hướngdẫn học sinh giải bài tập thông qua các bước giải tổng quát

VD: Viết phương trình chuyển động của vật

Bước 1: Tìm biên độ A

Bước 2: Tìm tần số

Bước 3: Tìm pha ban đầu

Cách thứ hai là hướng dẫn tìm tòi.

Giáo viên gợi ý cho học sinh dưới dạng đặt câu hỏi nêu vấn đề mâu thuẫn,định hướng suy nghĩ, tạo sự tò mò, khuyến khích tinh thần khám phá kiến thức

để người học phát hiện và tìm ra biện pháp giải quyết

VD: giải thích hiện tượng dao động điều hòa của con lắc lò xo nằm ngang.Giáo viên đặt câu hỏi: Vật chuyển động về vị trí cân bằng nhờ lực gì?

Vật qua vị trí cân bằng nhờ tính chất nào?

Vật chuyển động tới khi nào dừng lại?

Vật chuyển động có lặp lại như thế nào?

Cách thứ ba là hướng dẫn khái quát và tổng kết vấn đề

Giáo viên nêu vấn đề đã biết và vấn đề cần giải quyết để định hướng làmđơn đặt hàng cho suy nghĩ của HS Ưu điểm của biện pháp này là giúp địnhhướng tư duy HS và đòi hỏi HS phải hoạt động tìm tòi kiến thức tự lực, sángtạo

Cách thứ tư là hướng dẫn theo cây tư duy

Giáo viên là người xây dựng quá trình tư duy của mình cũng như của conngười nói chung khi nghiên cứu bài tập Để từ đó HS có sự phát triển tư duysáng tạo và vận dụng kiến thức một cách hợp lí cho mỗi bài tập, hiện tượng Vậtlí

29

VD: Giáo viên xây dựng sơ đồ suy nghĩ để đưa ra kết quả: Để tìm chu kìdao động con lắc đơn T cần tìm chiều dài dây dẫn và gia tốc rơi tự do.

2.2.2 Mục tiêu, kĩ năng Vật lí chương “Dao động cơ”

2.2.2.1 Mục tiêu dạy học chương “Dao động cơ”

Khái niệm dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa, dao động

tự do, dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức Khái niệm cácđại đại lượng Vật lý Hiện tượng cộng hưởng, mối liên hệ chuyển động trònđều và dao động điều hòa Các công thức dao động điều hòa, tổng hợp daođộng Vận dụng linh hoạt các công thức, kiến thức Vật lí về dao động cơ đểgiải bài tập

2.2.2.2 Những kĩ năng học sinh cần đạt được

Hiểu bản chất của các hiện tượng trong dao động cơ học Vận dụng lýthuyết để giải thích các hiện tượng cơ học, vận dụng các công thức linh hoạt đểgiải các bài tập Vật lí chương “Dao động cơ”

2.3 Một số điểm lưu ý khi làm bài tập Vật lí và sơ đồ phân loại bài tập chương “Dao động Cơ”

Cần phân biệt các loại đơn vị khác nhau VD: Một số sai lầm phổ biến

hiện nay là : không phân biệt kW (công suất) và kWh (công).

Tập thói quen kiểm tra giá trị của các đại lượng sao cho có nghĩa và phù

hợp trong thực tế Tâm lí sợ số lẻ(Hoảng hốt nếu kết quả cho số lẻ).

Cách ghi kết quả: kết quả thường giữ rất nhiều số thập phân, tính toánchính xác, trình bày sạch sẽ, khoa học, thông tin ngắn gọn

2.3.2 Sơ đồ phân loại bài tập chương “Dao động cơ"

30

Sau quá trình nghiên cứu và tìm hiểu kết hợp với thực nghiệm sưphạm tác giả phân loại bài tập và hướng dẫn giải bài tập chương “ Dao độngcơ” vật lí 12 như sau:

Khảo sát dao động nhỏ của con lắc đơn khi có thêm một lực không đổi tác dụng

Vận tốc dài, lực căng dây, năng lượng của con lắc đơn trong quá trình dao động

Chứng minh một cơ hệ dao động điều hòa

-Bài tập định tính là bài tập mà trong đó người giải phải sử dụng các công thứcVật lí để giải các bài tập và tìm ra các số liệu cụ thể khoa học và theo yêu cầucủa bài tập

- Bài tập định tính là bài tập mà tròn đó người giải phải sử dụng các tính chấtVật lí, các định luật Vật lí, các công thức Vật lí, các học thuyết Vật lí để giảithích các hiện tượng Vật lí hoặc chứng minh các kiến thức Vật lí bằng lập luận

- Bài tập tự giải là bài tập giao cho học sinh làm tại lớp hoặc về nhà mà không

có sự hướng dẫn của giáo viên Các em học sinh phải tự lực làm bài và đượcgiáo viên kiểm tra kết quả và quá trình giải từ đó giáo viên có thể rút kinhnghiệm cho học sinh và cũng cho cả bản thân

- Dựa trên kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy đội tuyển HSG và dựa trên

xu hướng phát triển tư duy của học sinh tác giả đưa ra hệ thống bài tập định

31

lượng theo các dạng bài tập để HS có thể tư duy dọc theo trật tự kiến thức để

HS có thể ghi nhận và phát huy khả năng sáng tạo cao hơn

2.4 Hệ thống bài tập cho học sinh giỏi

2.4.1 Bài tập định lượng

Dạng 1 Con lắc lò xo

Bài 1: Cho hai cơ hệ liên hết như hình vẽ Thanh cứng OA có độ dài l,

khối lượng không đáng kể, dao động được quanh điểm treo O Ở vị trí cân bằnghai lò xo có độ cứng k1, k2 không bị biến dạng Vật có khối lượng m Kéo lệch

m ra khỏi VTCB một đoạn nhỏ rồi buông nhẹ Chứng minh m dao động điềuhòa Tìm chu kì dao động của mỗi vật trong hệ

Cơ năng toàn phần là

E  mv22  mgx 2l2  12 k1x2 12 k2 x2  const (1)Lấy đạo hàm hai vế của biểu thức (1) ta có

phương trình vi phân có nghiệm x  Acos( t )

Vậy vật dao động điều hòa với chu kì

đặt  

x'' 2 x  0

Phương trình vi phân có nghiệm x  Acos( t )

33

Vậy vật dao động điều hòa với chu kì

T 

Bài 2: Hai quả cầu có khối lượng m1=2 kg và m2=1 kg có thể trượt không ma

sát dọc theo một thanh ngang Nối hai quả cầu với nhau bằng một lò xo có độcứng k=24N/m, có khối lượng không đáng kể Kéo hai quẩ cầu lại gần nhau để

lò xo bị nén lại một đoạn nhỏ Đồng thời buông tay để hai quả cầu cùng bắt đầuchuyển động không vận tốc ban đầu

1 Chứng minh hệ dao động điều hòa

2 Tính chu kì dao động của mỗi quả cầu

Ta có x2-x1=l0-x lấy đạo hàm hai vế theo thời gian

ta có x2’’-x1’’=-x’’ (1)

Đồng thời ở thời điểm trên, hai lực đàn hồi tác dụng lên hai vật m1, m2 hướng

ra xa nhau, bằng nhau và ngược dấu

Do vậy ta có

34

2

đặt  

Ta có x'' 2 x  0

phương trình vi phân có nghiệm x  Acos( t )

Chứng tỏ vật dao động điều hòa

2 Tính chu kì dao động

Tần số dao động của mỗi quả cầu bằng tần số biến thiên của x

Vì vậy, chu kì dao động của hai quả cầu cùng là

2

Bài 3: Cho một hệ cơ học liên kết như hình vẽ Các quả cầu hoàn toàn giống

nhau, cùng có khối lượng m và các lò xo cũng hoàn toàn giống nhau, cùng có

độ cứng k Hệ được đặt trên một mặt phẳng nằm ngang Bỏ qua mọi ma sát vàkhối lượng của các lò xo Khi hệ đứng yên cân bằng thì các lò xo không biếndạng và ba quả cầu nằm trên 3 đỉnh của tam giác đều ABC Đồng thời đẩy ba

quả cầu về phía trọng tâm O của tam giác ABC một khoảng bằng nhau rồibuông tay.

35

1 Sau khi buông tay hệ chuyển động thế nào ? chứng minh rằng chuyển động

của mỗi quả cầu là một dao động điều hòa

2 Xác định biểu thức tính chu kì dao động của mỗi quả cầu

1 Chứng minh dao động điều hòa

Khi buông tay các quả cầu dao động Mỗi quả cầu dao động dọc theophương của đường cao (đi qua tâm) của tam giác đều ABC Ở một thời điểmbất kì, ba quả cầu sẽ nằm trên ba đỉnh tương ứng của một tam giác đều

Vì dao động của ba quả cầu là như nhau nên chỉ cần xét dao động của một quảcầu, chẳng hạn quả cầu ở đỉnh C Chọn trục tọa độ Cx có chiều dương như hình

vẽ, gốc tọa độ là VTCB C Ở thời điểm nào đó quả cầu ở vị trí M có li độ x(giả

sử x>0) thì mỗi lò xo giãn được đoạn