(Luận văn thạc sĩ) xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương tĩnh điện học nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên vật lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN ĐỨC HƯNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG "TĨNH ĐIỆN HỌC" NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN V

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN ĐỨC HƯNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG

GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG "TĨNH ĐIỆN HỌC"

NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI – 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN ĐỨC HƯNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG

GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG "TĨNH ĐIỆN HỌC"

NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ CHUYÊN NGÀNH LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

(BỘ MÔN VẬT LÝ)

MÃ SỐ:60 14 01 11

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

HÀ NỘI – 2015

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của GS.TS Nguyễn Quang Báu Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Xin trân trọng cảm ơn Thầy đã nhiệt tình hướng dẫn em trong quá trình nghiên cứa và thực hiện đề tài

Em xin chân thành cảm ơn Phòng đào tạo trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn các giảng viên của trường Đại học Giáo dục

và thầy cô trong khoa Vật lý Đại học KHTN Hà Nội cùng các thầy cô trong khoa Vật lý trường Đại học Sư Phạm Hà Nội đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ

và đóng góp nhiều ý kiến quý báu về mặt chuyên môn và phương pháp cho

em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng các bạn đồng nghiệp trường THPT Hà Bắc đã giúp đỡ và trao đổi chuyên môn trong quá trình tôi học tập và nghiên cứu

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Vật lý trường THPT Chuyên Nguyễn Trãi cùng các em học sinh yêu quý đã tạo điều kiện giúp đỡ và cộng tác với tôi trong quá trình làm thực nghiệp sư phạm và hoàn thành luận văn

Hà Nội, ngày 22 tháng 11 năm 2014

Học viên

Nguyễn Đức Hưng

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

HS Học sinh HSG Học sinh giỏi KHTN Khoa học tự nhiên Nxb Nhà xuất bản THCS Trung học cơ sở TNSP Thực nghiệm sư phạm THPT Trung học phổ thông

MỤC LỤC

Lời cảm ơn……… ……….i

Danh mục các chữ viết tắt… ……….ii

Mục lục……… ……….iii

Danh mục các bảng… ……… … vi

Danh mục các sơ đồ hình vẽ ……… vii

MỞ ĐẦU ……… 1

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VÀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ ……… 4

1.1 Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý… ………….……… 4

1.1.1 Tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý …………4

1.1.2 Học sinh giỏi và học sinh giỏi Vật lý… ……… 4

1.1.3 Giáo dục học sinh giỏi… ……… 5

1.1.4 Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi ………6

1.1.5 Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý … ……….8

1.2 Bài tập Vật lý trong dạy học ở trường trung học phổ thông ………….11

1.2.1 Khái niệm về bài tập Vật lý … ……… 11

1.2.2 Vai trò, mục đích sử dụng bài tập Vật lý trong dạy học ……… 12

1.2.3 Phân loại bài tập Vật lý …… ……… 13

1.2.4 Phương pháp giải bài tập Vật lý… ……….….15

1.2.5 Các kiểu hướng dẫn giải bài tập Vật lý… ……….18

1.3 Tình hình thực tế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý trường THPT chuyên Nguyễn Trãi – tỉnh Hải Dương… ……….19

1.3.1 Thuận lợi trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường THPT chuyên Nguyễn Trãi… ……….19

1.3.2 Một số yếu tố bất lợi trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường THPT chuyên Nguyễn Trãi ……… 19

KẾT LUẬN CHƯƠNG I…… ………21

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG "TĨNH ĐIỆN HỌC "NHẰM

BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ ……… 23

2.1 Nội dung kiến thức chương Tĩnh điện học ……….……… 23

2.1.1 Cấu trúc nội dung chương Tĩnh điện học ………23

2.1.2 Phân tích nội dung chương Tĩnh điện học ………24

2.2 Mục tiêu chương Tĩnh điện học ……… 28

2.2.1 Kiến thức ……… 28

2.2.2 Kỹ năng .29

2.3 Phương pháp xây dựng và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương Tĩnh điện học… ……….…… 29

2.3.1 Phương pháp xây dựng hệ thống bài tập chương Tĩnh điện học ……29

2.3.2 Phương pháp hướng dẫn giải bài tập chương Tĩnh điện học… …….…32

2.4 Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Tĩnh điện học nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý trung học phổ thông chuyên 34

2.4.1 Lực tương tác tĩnh điện ……….34

2.4.2 Bài tập về điện trường ………… ……….45

2.4.3 Bài tập về công của lực điện trường Điện thế Hiệu điện thế ………52

2.4.4 Bài tập về tụ điện ……….………55

KẾT LUẬN CHƯƠNG II… ……… 73

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ……….74

3.1 Mục đích, đối tượng và phương pháp của thực nghiệm sư phạm … 74

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm… ……… 74

3.1.2 Đối tượng và phương pháp của thực nghiệm sư phạm ………74

3.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm… ……… ………76

3.3 Kết quả và xử lý kết quả… ………77

3.3.1 Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong quá trình TNSP … 77

3.3.2 Phân tích bài kiểm tra… ………78

3.4 Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm ……… 83

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .85

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .86

Kết luận .86

Khuyến nghị 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

PHỤ LỤC … ……… …90

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Bảng xếp loại học tập theo các mức……… 76 Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số ……… 80 Bảng 3.3 Bảng các tham số thống kê ……… 80 Bảng 3.4 Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm xi trở xuống… 80

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ HÌNH VẼ

Sơ đồ 1.1.Cấu trúc nội dung chương Tĩnh điện học ……… … 23

Sơ đồ 1.2 Phân loại bài tập chương Tĩnh điện học……… 30 Hình 3.1 Đồ thị đường phân bố tần suất ……… 81

Hình 3.2 Đồ thị đường phân bố tần suất lũy tích hội tụ lùi …… 81

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Giáo dục được coi là quốc sách hàng đầu của nước ta, hiện nay giáo dục đang có những đổi mới và được quan tâm đặc biệt Trong đó, đào tạo nhân tài vẫn là một trong những mục tiêu quan trọng nhất của ngành giáo dục, các trường chuyên là một trong những mũi nhọn tiên phong trong quá trình đào tạo nhân tài cho đất nước

Trong quá trình giảng dạy ở trường phổ thông nhiệm vụ phát triển tư duy cho học sinh là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến hành đồng bộ ở các môn, trong đó Vật lý là môn khoa học tự nhiên đề cập đến nhiều vấn đề của khoa học, sẽ góp phần rèn luyện tư duy cho học sinh ở mọi góc độ đặc biệt là qua phần giải bài tập Vật lý Bài tập Vật lý không những có tác dụng rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú mà còn thông qua đó để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng cần thiết về Vật lý, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thông minh sáng tạo cho học sinh, giúp học sinh hứng thú trong học tập đáp ứng yêu cầu bồi dưỡng cho học sinh giỏi trong giai đoạn hiện nay Cũng thông qua bài tập Vật lý giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm vững kiến thức và kỹ năng Vật lý của học sinh

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

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

hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương "Tĩnh điện học" nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên Vật lí" như là một hướng đi

thích hợp, hữu ích cho giáo viên trong việc giảng dạy ở các lớp chuyên Vật lý THPT hiện nay

2 Lịch sử nghiên cứu

Có nhiều công trình nghiên cứu khác đề cập đến hệ thống bài tập chương Tĩnh điện học, nhưng các công trình đó với mục đích chủ yếu là trình bày các dạng toán để củng cố kiến thức, chưa quan tâm đến học sinh giỏi ở khối chuyên

3 Mục tiêu nghiên cứu

Vận dụng lý luận hiện đại, xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn

hoạt động giải bài tập chương Tĩnh điện học nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi

THPT chuyên

4 Câu hỏi nghiên cứu

Vận dụng lý luận hiện đại, xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Tĩnh điện học nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi THPT chuyên như thế nào?

5 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được hệ thống kiến thức lý thuyết và bài tập đa dạng, phong phú có chất lượng kết hợp với phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập trong dạy học sinh giỏi; qua đó giúp học sinh nâng cao được kiến thức, góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên Vật lý THPT

6 Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống bài tập và quá trình giải bài tập chương Tĩnh điện học– Vật lý

11 THPT

7 Phạm vi nghiên cứu

Áp dụng với chương Tĩnh điện học lớp 11 THPT

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

8 Nhiệm vụ nghiên cứu

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

- Nghiên cứu nội dung kiến thức chương Tĩnh điện học Lựa chọn, xây dựng hệ thống bài tập chương Tĩnh điện học

- Định hướng, xây dựng phương pháp giải bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Tĩnh điện học

- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá ưu điểm, nhược điểm, tính hiệu quả của hệ thống bài tập và phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Tĩnh điện học

9 Phương pháp nghiên cứu

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

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

- Phương pháp thống kê toán học

10 Cấu trúc luận văn

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

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy bài tập Vật lý phổ thông Chương 2: Hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Tĩnh điện học

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VÀ BỒI DƯỠNG

HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 1.1 Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý

1.1.1 Tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý

Giáo dục được coi là quốc sách hàng đầu của nước ta, hiện nay Ngành đang có những đổi mới và được quan tâm đặc biệt Trong đó, đào tạo nhân tài vẫn là một trong những mục tiêu hàng đầu của ngành giáo dục, các trường chuyên là một trong những mũi nhọn tiên phong trong quá trình đào tạo nhân tài cho đất nước Hệ thống các trường chuyên trung học phổ thông trên cả nước đã và đang đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện, bồi dưỡng học sinh giỏi và là cái nôi để đào tạo các nhà khoa học, nhà quản lý và các doanh nhân giỏi

1.1.2 Học sinh giỏi và học sinh giỏi Vật lý

“Học sinh giỏi là học sinh chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có

khả năng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lý thuyết, khoa học, cần một sự giáo dục đặc biệt và sự phục vụ

đặc biệt để đạt được trình độ tương ứng với năng lực

Cũng có nhiều nước quan niệm: Học sinh giỏi là những đứa trẻ có năng lực trong các lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, nghệ thuật và năng lực lãnh đạo hoặc lĩnh vực lý thuyết

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

Nói chung học sinh giỏi và học sinh giỏi Vật lý đều có đặc điểm là tích cực, chủ động, sáng tạo trong học tập có năng lực tư duy phát triển Trong qua

trình dạy học để lựa chọn phương pháp dạy học phù hợp giáo viên luôn phải quan tâm đến những đặc điểm này

1.1.3 Giáo dục học sinh giỏi

1.1.3.1 Một số quan điểm về giáo dục học sinh giỏi

Trong chiến lược phát triển giáo dục phổ thông Nhiều nước ghi riêng thành một mục dành cho HSG hoặc coi đó là một dạng của giáo dục đặc biệt Trong thực tế đã có những phân tích về quá trình phát triển của giáo dục học sinh giỏi trên thế giới:

“Trên thế giới việc phát hiện và bồi dưỡng HSG đã có từ rất lâu Ở Trung Quốc, từ đời nhà Đường những trẻ em có tài đặc biệt được mời đến sân Rồng để học tập và được giáo dục bằng những hình thức đặc biệt

Trong tác phẩm phương Tây, Plato cũng đã nêu lên các hình thức giáo dục đặc biệt cho HSG Ở châu Âu trong suốt thời Phục hưng, những người có tài năng về nghệ thuật, kiến trúc, văn học đều được nhà nước và các tổ chức

cá nhân bảo trợ, giúp đỡ

Nước Mỹ mãi đến thế kỉ 19 mới chú ý tới vấn đề giáo dục học sinh giỏi

và tài năng Đầu tiên là hình thức giáo dục linh hoạt tại trường St Public Schools Louis 1868 cho phép những HSG học chương trình 6 năm trong vòng

4 năm; sau đó lần lượt là các trường Woburn; Elizabeth; Cambridge…Trong suốt thế kỉ XX, HSG đã trở thành một vấn đề của nước Mỹ với hàng loạt các

tổ chức và các trung tâm nghiên cứu, bồi dưỡng học sinh giỏi ra đời Năm

2002 có 38 bang của Hoa Kỳ có đạo luật về giáo dục HSG (Gifted & Talented Student Education Act) trong đó 28 bang có thể đáp ứng đầy đủ cho việc giáo dục học sinh giỏi

Từ năm 2001 chính quyền New Zealand đã phê chuẩn kế hoạch phát triển chiến lược HSG Cộng hòa liên bang Đức có Hiệp hội dành cho HSG và tài năng Đức

Giáo dục Phổ thông Hàn Quốc có một chương trình đặc biệt dành cho HSG nhằm giúp chính quyền phát hiện học sinh tài năng từ rất sớm Năm

1994 có khoảng 57/ 174 cơ sở giáo dục ở Hàn Quốc tổ chức chương trình đặc biệt dành cho HSG

Từ năm 1985, Trung Quốc thừa nhận phải có một chương trình GD đặc biệt dành cho hai loại đối tượng HS yếu kém và HSG, trong đó cho phép các HSG có thể học vượt lớp.”

Như vậy hầu như tất cả các nước đều coi trọng vấn đề đào tạo và bồi dưỡng học sinh giỏi trong chiến lược phát triển chương trình GD phổ thông Nhiều nước ghi riêng thành một mục dành cho HSG, một số nước coi đó là một dạng của giáo dục đặc biệt hoặc chương trình đặc biệt

1.1.3.2 Mục tiêu dạy học sinh giỏi

Mục tiêu chính của chương trình dành cho HSG nhìn chung ở các nước đều tương đối giống nhau Có thể nêu lên một số điểm chính sau đây:

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

- Bồi dưỡng khả năng lao động, làm việc sáng tạo

- Phát triển các kĩ năng, phương pháp và thái độ tự học suốt đời

- Nâng cao ý thức và khát vọng của trẻ về sự tự chịu trách nhiệm

- Khuyến khích sự phát triển về lương tâm và ý thức trách nhiệm trong đóng góp xã hội

- Phát triển phẩm chất lãnh đạo

1.1.4 Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi

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

Học sinh giỏi cần có một số năng lực và phẩm chất quan trọng sau:

- Năng lực tiếp thu kiến thức

+ Khả năng nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng

+ Luôn hứng thú trong các tiết học, đặc biệt là bài mới

+ Có ý thức tự bổ sung, hoàn thiện những tri thức đã thu được ngay từ dạng

sơ khai

- Năng lực suy luận

+ Biết phân tích sự vật, hiện tượng qua các dấu hiệu đặc trưng của chúng + Biết thay đổi góc nhìn khi xem xét một sự vật hiện tượng

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

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

+ Biết quay lại điểm vừa xuất phát để tìm đường đi mới

- Năng lực đặc biệt

+Biết diễn đạt chính xác điều mình muốn trình bày

+ Sử dụng thành thạo hệ thống ký hiệu, các quy ước để diễn tả vấn đề

+ Biết phân biệt thành thạo các kỹ năng đọc, viết và nói

+ Biết thu gọn các vấn đề và trật tự hóa các vấn đề để dùng khái niệm trước,

mô tả cho khái niệm sau

- Năng lực lao động sáng tạo:

Biết tổ hợp các yếu tố, các thao tác để thiết kế một dãy các hoạt động nhằm đạt kết quả mong muốn

- Năng lực kiểm chứng:

+ Biết suy xét đúng sai từ một loạt sự kiện

+ Biết tạo ra các tương tự hay tương phản để khẳng định hoặc bác bỏ một đặc trưng nào đó trong sản phẩm do mình làm ra

+ Biết chỉ ra một cách chắc chắn các dữ liệu cần phải kiểm nghiệm khi thực hiện một số lần kiểm nghiệm

- Năng lực thực hành:

+ Biết thực hiện dứt khoát một số động tác trong khi làm thí nghiệm

+ Biết kiên trì, kiên nhẫn trong quá trình làm sáng tỏ một số vấn đề lý thuyết thông qua thực nghiệm hoặc đi đến một vấn đề lý thuyết mới

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

Dựa trên nguyên tắc chung về phẩm chất của một học sinh giỏi và đặc điểm của môn Vật lý có thể khái quát các năng lực và phẩm chất của một học sinh giỏi Vật lý THPT như sau

- Có năng lực tư duy tốt và sáng tạo, biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa

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

- Có kỹ năng thí nghiệm tốt, có năng lực về phương pháp nghiên cứu khoa học Vật lý Biết nêu ra những lý luận cho những hiện tượng xảy ra trong thực

tế, biết cách dùng thí nghiệm để kiểm chứng lại lý luận và biết cách dùng lý thuyết để giải thích những hiện tượng đã được kiểm chứng

Như vậy đối với giáo viên, khi đào tạo những học sinh giỏi Vật lý, cần hướng học sinh học tập để học sinh được trang bị những kiến thức, kỹ năng, giúp các em tự học hỏi, sáng tạo nhằm phát huy tối đa năng lực của mình

1.1.5 Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý

1.1.5.1 Tổ chức giảng dạy

Đào tạo các học sinh giỏi là cả một quá trình đào tạo nghiêm túc khoa học và công phu Trong quá trình này đòi hỏi chúng ta phải xây dựng được lộ trình đào tạo hàng năm cho nhóm, lớp học sinh giỏi Các nhóm học sinh này không chỉ được học theo chương trình phổ thông hiện hành mà còn phải bổ sung thêm kiến thức theo chương trình thi học sinh giỏi theo chương trình của khu vực và quốc tế, vì vậy cần nghiên cứu để học sinh có thể đáp ứng theo chuẩn đào tạo trong nước mà còn hướng tới chuẩn khu vực và quốc tế Từ việc xây dựng chương trình chi tiết riêng cho các nhóm học sinh giỏi Các giai đoạn thực hiện có thể như sau:

Giai đoạn 1 : Củng cố kiến thức ở THCS Các em học sinh được tổng kết các kiến thức ở THCS, học một số kiến thức ở lớp 10, làm quen với một

số chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi

Giai đoạn 2 : Chuyên đề nâng cao Các em trong nhóm học sinh giỏi ngoài học các kiến thức cơ bản trên lớp còn học thêm các kiến thức cần thiết cho học sinh giỏi (những kiến thức không có trong chương trình phổ thông)

Ở trên lớp các em hoàn thành chương trình của lớp 10 – 11 cơ bản đủ để học các chuyên đề bồi dưỡng và giải các bài tập khó Các học sinh lớp 10 trong nhóm luyện học sinh giỏi hoàn thành các nội dung kiến thức nâng cao cho đội tuyển

Giai đoạn 3 : Thành đội tuyển thi học sinh giỏi quốc gia và quốc tế Các học sinh đội tuyển 11 sẽ tham dự 3 kỳ thi học sinh giỏi cùng với học sinh lớp 12 để chọn đội tuyển Các trường chọn các học sinh có điểm cao nhất lập thành đội tuyển thi quốc gia và quốc tế Đối với các học sinh giỏi các mục tiêu nhận thức từ bậc 2 (áp dụng, phân tích, tổng hợp) đến bậc 3 (đánh giá) được rèn luyện ở thứ bậc cao nhất

1.1.5.2 Hướng dẫn tự học

“Đối với các tài liệu khoa học lại cần phải biết cách đọc Đối với học sinh giỏi càng cần nghiên cứu sâu vào chuyên ngành Cần tập luyện cho học sinh tự học mở rộng được kiến thức và bồi dưỡng được trí tuệ

Rèn luyện cho học sinh cách đọc có hệ thống:

Học có hệ thống còn là học theo lịch sử phát triển của vấn đề Bất cứ vấn đề nào cũng có nguồn gốc phát sinh, quá trình phát triển trong đó nó liên quan đến nhiều vấn đề khác và bản thân nó cũng qua một quá trình đấu tranh phức tạp của mâu thuân nội tại, để đi đến hình thái ta thấy ngày nay

Học có hệ thống còn là xem xét mỗi sự vật, mỗi hiện tượng trong mối tương quan với xung quanh nó, xem xét các khía cạnh của sự vật cũng như các mặt của hiện tượng

Học có hệ thống còn là khi học một ngành khoa học phải biết cả cac nghành có liên quan Không thể học nguyên Vật lí mà thiếu khái niệm cơ bản

về toán học Không thể giỏi về Vật lí, nếu không có kiến thức về toán học, hóa học, sinh học

Học có hệ thống là học phải đi đôi với hành, lý thuyết phải gắn liền với thực tập Trong mọi quá trình đào tạo, phải đảm bảo cho sự cân đối nêu trên

Rèn luyện cho học sinh cách lập kế hoạch và học có kế hoạch:

Học có kế hoạch trước hết là chia giáo trình thành phần quy định thời gian dành cho mỗi phần và tìm mọi cách để thanh toán từng phần theo thời gian đã định Sau phần đầu phải rút kinh nghiệm để, nếu cần, điều chỉnh thời gian dành cho các phần sau thích hợp hơn

Học có kế hoạch còn là nhằm từng vấn đề trong thời kỳ nhất định rồi đặt kế hoạch đọc sách vở, tài liệu liên quan tới vấn đề đó Khi chọn vấn đề cũng phải theo đúng quy trình logic của nhận thức, nhằm những vấn đề dễ trước và vấn đề khó sau Khi đọc tài liệu cũng phải đọc từ nông tới sâu, từ khái quát tới chi tiết

Biết cách học còn là biết lưu ý tới thứ tự ưu tiên của kiến thức: Điểm trung tâm của vòng kiến thức phải là phương pháp luận (phương pháp tư duy, phương pháp làm việc, phương pháp nghiên cứu…) lúc này hơn bao giờ hết, phương pháp có vai trò quyết định trong kết quả học tập của từng người.” [6,

tr 170]

1.1.5.3 Rèn luyện năng lực tư duy và khả năng suy luận logic cho học sinh

Tư duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật

và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất của chúng, những mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa chúng, đồng thời cũng là sự vận dụng sáng tạo những kết luận khái quát đã thu được vào những dấu hiệu cụ thể, dự đoán được những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới Năng lực tư duy là tổng hợp những khả năng ghi nhớ, tái hiện, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa, tưởng tượng, suy luận, sáng tạo- giải quyết vấn đề, xử lý và linh cảm trong quá phản ánh, phát triển tri thức và vận dụng chúng vào thực tiễn Như Anhxtanh khẳng định “cái đích cuối cùng của dạy học là phát triển tư duy cho học sinh” và bồi dưỡng học sinh giỏi cũng vậy, đặc biệt cần thiết phải rèn luyện nâng cao năng lực tư duy bậc cao cho học sinh

Căn cứ vào mục tiêu giáo dục cho học sinh giỏi đòi hỏi giáo viên tổ chức các hoạt động dạy và học để phát triển các năng lực tư duy bậc cao ở

học sinh như tư duy lí luận, logic và sáng tạo Trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi, ở từng giai đoạn giáo viên có nhiệm vụ làm xuất hiện những tình huống bắt buộc học sinh phải thực hiện các thao tác tư duy và hành động nhận thức mới có thể giải quyết được vấn đề và hoàn thành được nhiệm vụ học tập:

+ Giáo viên đưa ra những bài tập, câu hỏi để định hướng cho học sinh tìm những thao tác tư duy hay phương pháp suy luận, hành động trí tuệ thích hợp + Giáo viên phân tích câu trả lời hoặc bài tập của học sinh, chỉ ra chỗ sai của

họ trong khi thực hiện các thao tác tư duy và hướng dẫn cách sửa chữa

+ Giáo viên giúp học sinh khái quát hoá kinh nghiệm thực hiện các suy luận lôgic dưới dạng những qui tắc đơn giản

1.1.5.4.Thi giải toán học sinh giỏi từng học kỳ

“Mỗi học kỳ khối chuyên tổ chức một cuộc thi giải các bài tập khó được sưu tầm từ các tài liệu hay Những em có lời giải đúng nhiều nhất, hay nhất và kết quả tốt nhất sẽ được khen thưởng Tổng kết các kết quả, lời giải của học sinh nhà trường có một tài liệu bổ ích lưu lại cho các em khóa sau Để đặt được kết quả cao trong các kỳ thi đó các em phải nỗ lực rèn luyện các kỹ năng làm bài, phải tự học, qua đó sẽ đạt được các mục tiêu học tập ở mức độ cao” [6, tr 171]

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

1.2.1 Khái niệm về bài tập Vật lý

Bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ

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

1.2.2 Vai trò, mục đích sử dụng bài tập Vật lý trong dạy học

“Trong quá trình dạy học ở trung học phổ thông bài tập Vật lý đóng vai trò đặc biệt quan trọng Ở mỗi góc độ, mỗi trường hợp cụ thể bài tập Vật

lý đều thể hiện có những vai trò đặc thù của mình:

- Trong qúa trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lý đặt ra, học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa … để giải quyết vấn đề, do đó tư duy của học sinh có điều kiện để phát triển Việc rèn luyện, hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý là biện pháp rất hiệu quả phát triển tư duy Vật lý cho học sinh

- Về phương diện giáo dục, giải các bài tập Vật lý sẽ giúp hình thành các phẩm chất cá nhân của học sinh như tình yêu lao động, trí tò mò, sự khéo léo, khả năng tự lực, hứng thú với học tập, ý chí và sự kiên trì đạt tới mục đích đặt

ra

- Giải các bài toán Vật lý góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh Các bài tập Vật lý gắn với cuộc sống, với kỹ thuật, với thực tiễn sản xuất thường đem lại nhiều hứng thú cho học sinh

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

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

duy biện chứng đồng thời với tư duy lôgic hình thức

Để phát huy tối ưu các vai trò đó, trong quá trình dạy học giáo viên cần phải chú ý lựa chọn, xây dựng hệ thống bài tập và phương pháp hướng dẫn giải bài tập Vật lý đa dạng và phù hợp với mỗi mục đích sử dụng Bài tập Vật

lý có thể được sử dụng với những mục đích cụ thể như sau:

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

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

- Phát triển tư duy lí luận, tư duy sáng tạo của học sinh và bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh

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

- Rèn luyện đức tính tự lập, kiên trì vượt khó và năng lực tự học của học sinh

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

1.2.3 Phân loại bài tập Vật lý

Bài tập Vật lý có thể khác nhau về nội dung, về phương thức giải, về mục tiêu dạy học Do đó việc phân loại bài tập Vật lý được dựa trên các cơ sở phân loại như sau: Phân loại theo nội dung, phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải, phân loại theo yêu cầu luyện tập kỹ năng, phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

1.2.3.1 Phân loại theo nội dung

Bài tập có nội dung lịch sử : là các bài tập chứa đựng các kiến thức có liên quan đến lịch sử như những dữ liệu về các thí nghiệm vật lí cổ điển, những phát minh, hay những câu chuyện có tính chất lịch sử

Bài tập có nội dung cụ thể hoặc trừu tượng Trong đó bài tập có nội dung cụ thể: là bài tập có dữ liệu là các con số cụ thể, thực tế và học sinh có thể đưa ra lời giải dựa vào vốn kiến thức vật lí cơ bản đã có Bài tập có nội dung trừu tượng: là những bài tập mà các dữ kiện cho dưới dạng chữ Trong bài tập này, bản chất được nêu bật trong đề bài, những chi tiết không bản chất

đã được lược bỏ bớt Học sinh có thể nhận ra được cần sử dụng công thức, định luật vật lí nào để giải bài tập đã cho

Đề tài vật lý: cơ học, nhiệt học, điện học, quang học

Kỹ thuật tổng hợp: là các bài tập có nội dung chứa đựng nhiều mảng

kiến thức

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

Theo cách này, người ta phân các bài tập Vật lý thành 5 loại: Bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị Phân loại này

cho phép giáo viên lựa chọn bài tập tương ứng với sự chuẩn bị toán học của học sinh, mức độ kiến thức và sáng tạo của học sinh

Bài tập định tính: Điểm nổi bật của bài tập định tính là ở chỗ trong điều

kiện của bài toán đều nhấn mạnh bản chất Vật lý của hiện tượng Giải các bài tập định tính bằng các lập luận logic trên cơ sở các định luật Vật lý

Khi giải bài tập định tính, học sinh được rèn luyện tư duy logic, khả năng phân tích hiện tượng, trí tưởng tượng khoa học, khả năng vận dụng kiến thức

Vì vậy luyện tập tốt nhất nên bắt đầu từ bài tập định tính

Bài tập định lượng: Bài tập định lượng là những bài tập khi giải phải sử

dụng các phương pháp toán học dựa trên các định luật, quy tắc hoặc thuyết Vật lý Đây là dạng bài tập phổ biến nhất, sử dụng rộng rãi trong chương trình Vật lý trung học phổ thông Dạng bài tập này có điểm nổi bật lớn nhất là khắc sâu kiến thức của học sinh, rèn luyện cho học sinh những phương pháp nhận thức đặc thù của Vật lý, đặc biệt là phương pháp suy luận toán học

Bài tập thí nghiệm: Đây là dạng bài tập trong đó thí nghiệm là công cụ

để tìm ra các đại lượng trong bài toán, hoặc để kiểm chứng một định luật, một thuyết trong Vật lý Bài tập thí nghiệm có thể là thí nghiệm biểu diễn hoặc thí nghiệm thực tập của học sinh

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

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

là các kỹ năng rất cần thiết trong kỹ thuật

Bài tập trắc nghiệm khách quan: Bài tập dạng trắc nghiệm khách quan

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

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

Căn cứ vào mức độ hoạt động tư duy của học sinh trong quá trình tìm kiếm lời giải bài tập Vật lý phân chia vài tập Vật lý thành hai loại: Bài tập cơ bản và bài tập nâng cao

Bài tập cơ bản: Là loại bài tập Vật lý mà để tìm được lời giải chỉ cần

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

Bài tập tổng hợp: Là loại bài tập Vật lý trong đó việc tìm kiếm lời giải

phải thực hiện một chuỗi các lập luận logic, biến đổi toán học qua nhiều mối liên hệ giữa những cái đã cho, cái phải tìm với những cái trung gian không cho trong dữ kiện bài toán Bản thân việc xác lập mối liên hệ trung gian đó là một bài tập cơ bản Và do đó, muốn giải được bài tập phức hợp buộc người học phải giải được thành thạo các bài tập cơ bản, ngoài ra còn phải biết cách phân tích bài tập phức hợp để quy nó về các bài tập đơn giản đã biết

Cũng có các nhà sư phạm phân loại bài tập theo yêu cầu này và chia thành hai mức bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, trong đó bài tập

1.2.4 Phương pháp giải bài tập Vật lý

1.2.4.1 Lựa chọn bài tập Vật lý

Do bài tập Vật lý có nhiều cách phân loại, nhiều mục đích sử dụng khác nhau nên để phát huy hiệu quả các vai trò và tác dụng của bài tập Vật lý trong quá trình dạy học việc lựa chọn bài tập Vật lý cần dựa trên nhưng cơ sở sau: Mục đích sử dụng, trình độ xuất phát của học sinh và thời gian cho phép sử dụng

Việc lực chọn bài tập cần đáp ứng các yêu cầu về số lượng và nội dung như sau:

+ Phù hợp với mức độ nội dung các kiến thức cơ bản và các kỹ năng giải bài tập

+ Hệ thống bài tập bao gồm nhiều thể loại

+ Chú ý thích đáng về số lượng và nội dung các bài tập nhằm giúp học sinh vượt qua những khó khăn chủ yếu, khắc phục những sai lầm phổ biến

+ Các bài tập đưa ra phải có tính hệ thống mỗi bài tập là một mắt xích trong toàn bộ hệ thống bài tập

+ Các bài tập phải đảm bảo tính vừa sức đối với đa số học sinh , đồng thời có chú ý tới sự phân hóa học sinh

1.2.4.2 Phương pháp giải bài tập Vật lý

Mặc dù các bài tập Vật lý khác nhau về loại và mục đích sử dụng trong dạy học, song trong thực tế người ta cũng thừa nhận một quan điểm chung về một quá trình giải một bài tập Vật lý Theo quan điểm đó, người thầy không chỉ đơn giản trình bày cho học sinh cách giải mà phải thực hiện nhiệm vụ giáo dục, giáo dưỡng học sinh trong quá trình giải bài tập, cần dạy học sinh tự lực giải bài tập Vật lý Quá trình giải các bài tập Vật lý có thể chia thành các bước, quy trình tiến hành cho từng dạng bài cụ thể Tuy nhiên có thể khái quát thành bốn bước sau

Bước 1- Tìm hiểu đề bài: Đọc đúng đề bài, mô tả hiện tượng vật lí nêu trong đề bài (có thể vẽ hình), xác định xem trong lớp hiện tượng vật lí đã cho

có những đại lượng vật lí nào đã cho, đại lượng nào cần tìm

Bước 2- Xây dựng lập luận:

Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính: Có thể làm theo hai cách với hai loại bài tập định tính là giải thích hiện tượng và dự đoán hiện tượng

“Xây dựng lập luận trong giải bài tập giải thích hiện tượng

+ Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng và lí giải xem vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế

+ Trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập được mối quan hệ giữa hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay với một số định luật vật lí

+ Thực hiện phép suy luận lôgic, luận ba đoạn trong đó tiền đề thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật vật lí tổng quát, tiền đề thứ hai là những điều kiện cụ thể, kết luận về hiện tượng được nêu ra.”[6, tr.104]

- Xây dựng lập luận trong giải bài tập dự đoán hiện tượng

+ Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của đề bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện tượng

gì xảy ra và xảy ra thế nào

+ Ta thực hiện suy luận lôgic, thiết lập luận ba đoạn, trong đó ta mới biết tiền

đề thứ hai (phán đoán khẳng định riêng), cần phải tìm tiền đề thứ nhất (phán đoán khẳng định chung) và kết luận (phán đoán khẳng định riêng)

+ Trong trường hợp hiện tượng xảy ra phức tạp, ta phải xây dựng một chuỗi luận ba đoạn liên tiếp ứng với các giai đoạn diễn biến của hiện tượng

Xây dựng lập luận trong bài toán định lượng: Có thể có hai phương pháp xây dựng lập luận

- Phương pháp phân tích: “ Tìm một định luật, một quy tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lượng cần tìm và một vài đại lượng khác chưa biết Tiếp tục tìm những định luật, công thức khác cho biết mối quan hệ giữa đại lượng chưa biết này với các đại lượng đã biết trong đề bài Cuối cùng tìm được một công thức chỉ chứa đại lượng cần tìm với đại lượng đã biết.” [6, tr.105]

- Phương pháp tổng hợp: “Từ những đại lượng đã cho ở đề bài Dựa vào các định luật, quy tắc vật lí, tìm những công thức có chứa đại lượng đã cho với các đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên quan đến đại lượng cần tìm Suy luận toán học, đưa đến công thức chỉ chứa đại lượng phải tìm với các đại lượng đã cho.”[6, tr.105]

Bước 3 Luận giải(tìm ra quy luật chung): Tính toán để tìm ra kết quả

Bước 4 Biện luận: Phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phù hợp với điều kiện đầu bài tập hoặc không phù hợp với thực tế và kết luận

1.2.5 Các kiểu hướng dẫn giải bài tập Vật lý

Để hướng dẫn giải bài tâp cho học sinh hiệu quả, thì trước hết giáo viên phải giải được bài tập đó, và phải xuất phát từ mục đích sư phạm để xác định kiểu hướng dẫn cho phù hợp Giáo viên cần xác định trước mục đích sử dụng bài tập, xác định những kiến thức áp dụng để giải bài tập, phát hiện những khó khăn mà học sinh có thể gặp khi giải bài tập và soạn sẵn câu hỏi hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn Giáo viên có thể lựa chọn hoặc kết hợp những kiểu hướng dẫn sau:

1.2.5.1 Hướng dẫn theo mẫu

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

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

1.2.5.2 Hướng dẫn tìm tòi

Định hướng tìm tòi là kiểu định hướng mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải bài toán Hướng dẫn tìm tòi thường dùng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải quyết được bài tập đồng thời vẫn đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy học sinh muốn tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

1.2.5.3 Định hướng khái quát chương trình hóa

Là định hướng tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề

Kiểu hướng dẫn này áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải bài tập, nhằm giúp cho học sinh tự giải được bài tập đã cho, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài tập

Trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập không thể theo một khuôn mẫu nhất định, mà tùy thuộc vào nội dung, kiến thức, yêu cầu của bài

toán, và còn tùy thuộc vào đối tượng học sinh mà chúng ta có cách lựa chọn kiểu hướng dẫn cho phù hợp Đồng thời người giáo viên phải biết phối hợp cả

ba kiểu hướng dẫn trên để phát huy tối ưu tác dụng của việc hướng dẫn trong việc giải các bài tập tổng hợp

1.3 Tình hình thực tế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý trường THPT chuyên Nguyễn Trãi – tỉnh Hải Dương

1.3.1 Thuận lợi trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường THPT chuyên Nguyễn Trãi

Học sinh thi vào những lớp chuyên Lý của trường vốn đã là các em yêu thích say mê và phần nào có năng khiếu đối với môn Vật lý Điểm chuẩn đầu vào được đánh giá khách quan thông qua đợt thi riêng do trường tổ Do vậy, trường có cơ hội lựa chọn được các học sinh có nền tảng tốt, có động lực phấn đấu và có lòng say mê với môn học Đây chính là điều kiện cần cho một đội tuyển trở thành hùng mạnh Mỗi học kỳ trường luôn tổ chức các đợt thi đánh giá công bằng cho học sinh các môn chuyên và thi đại học(Toán, Hóa, Anh văn và Lý hoặc Sinh) Các học sinh của cả các lớp chuyên Toán, Hóa, Tin cũng rất yêu thích và say mê môn Lý, thậm chí nhiều học sinh lớp chuyên Sinh học Vật Lý rất tốt Điều này khiến cho việc học môn Vật lý luôn là một trong những mục tiêu của học sinh trường chuyên Nguyễn Trãi

Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi của trường luôn được sự quan tâm và

hỗ trợ của các cấp quản lí Học sinh giỏi của trường không những được sự giảng dạy và bồi đắp của các giáo viên kỳ cựu Trường được dành số lượng học sinh vào đội tuyển quốc gia đáng kể

Như vậy công tác dồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường THPT chuyên có

rất nhiều thuận lợi

1.3.2 Một số yếu tố bất lợi trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường THPT chuyên Nguyễn Trãi

Mặc dù là trường THPT chuyên, nơi mà đa số các phụ huynh và học sinh hướng tới với sự đam mê các môn chuyên theo sở thích của mình Nhưng

thực tế thì mục tiêu trước mắt của nhiều phụ huynh, học sinh hiện nay lại là đến đây để có một môi trường học tập tốt, điều kiện học tập và giáo viên giảng dạy tốt để các em có thể đỗ đại học Hơn nữa trong vài năm gần đây tỉ

lệ học sinh có năng khiếu và đặc biệt say mê Vật lý vào trường giảm hơn so Nguyên nhân chính do hiện nay hệ thống trường THPT trên địa bàn về cơ sở vật chất và đội ngũ giáo viên ngày một nâng cao Đồng thời cũng do đặc điểm trung ở các thành phố, thị xã hiện nay học thi vẫn còn mang tính học gạo, các

em được ôn luyện, làm bài tập nhiều dẫn tới quen nên có kết quả thi tốt chứ không phải là có năng khiếu, có phản xạ Vật lý và năng lực tư duy tốt

Trong khi đó các đề thi học sinh giỏi các cấp hiện nay đòi hỏi các em tham gia đội tuyển phải học cật lực, dành rất nhiều thời gian vào việc học đội tuyển nên có thể bỏ bê các môn học khác Điều này khiến không ít phụ huynh của những em đã được chọn vào những vòng trong do dự là tiếp tục tham gia đội tuyển hay học đều ba môn để thi đại học Tất cả các lý do trên đã góp phần làm ảnh hưởng đến chất lượng nguồn của đội tuyển học sinh giỏi Vật lý

ở trường THPT chuyên Nguyễn Trãi

Để phát huy những thuận lợi và khắc phục những yếu tố bất thuận lợi

đó nhà trường đã từng bước đổi mới công tác quản lý, thi cử để thu hút được nhiều hơn các học sinh giỏi và thực sự say mê các môn chuyên tự nhiên, đồng thời không ngừng đổi mới phương pháp dạy học, phương pháp tổ chức và bồi dưỡng học sinh giỏi để nâng cao chất lượng các đội tuyển, trong đó có đội tuyển Vật lý

KẾT LUẬN CHƯƠNG I Trên đây, tôi đã trình bày cơ sở lý luận của luận văn Tìm hiểu về các khái niệm và phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi, học sinh THPT chuyên, tìm hiểu về bài tập Vật lý trong dạy học ở trường trung học phổ thông và cơ

sở thực tiễn của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở THPT chuyên Cụ thể có thể tóm tắt bởi những luận điểm chính sau:

Học sinh giỏi Vật lý là người có năng lực quan sát tốt, nắm vững bản chất của hiện tượng Vật lý mong muốn khám phá các hiện tượng Vật lý và vận dụng tối ưu các kiến thức thức Vật lý để giải quyết một hay nhiều vấn đề mới, bài tập mới Học sinh giỏi và học sinh giỏi Vật lý đều có đặc điểm là tích cực, chủ động, sáng tạo trong học tập có năng lực tư duy phát triển Giáo dục học sinh giỏi cũng có những mục tiêu và phương pháp cụ thể và đặc trưng

Bài tập Vật lý, là một phần hữu cơ của quá trình dạy học Vật lý vì nó cho phép hình thành và làm phong phú các khái niệm Vật lý, phát triển tư duy Vật lý và thói quen vận dụng kiến thức Vật lý vào thực tiễn Trong quá trình dạy học ở trung học phổ thông bài tập Vật lý đóng vai trò đặc biệt quan trọng Ở mỗi góc độ, mỗi trường hợp cụ thể bài tập Vật lý đều thể hiện có những vai trò đặc thù của mình Bài tập Vật lý cũng có nhiều mục đích sử dụng khác nhau, có các cách hướng dẫn khác nhau nhưng cũng có thể xây dựng thành các bước giải Để phát huy tốt vai trò quan trọng của Bài tập Vật

lý , khi giảng dạy hướng dẫn cho học sinh, giáo viên cần căn cứ vào mục đích

và đối tượng cụ thể để lựa chọn và kết hợp các phương pháp hướng dẫn cho hợp lý

Trường THPT chuyên Nguyễn Trãi là một trường chuyên có bề dày kinh nghiệm và đội ngũ giáo viên có chuyên môn sâu Trường có rất nhiều thuận lợi trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, cụ thể là được sử dụng nguồn lực giáo viên có chất lượng và có một lượng học sinh ổn định theo cơ cấu được trực tiếp tham gia trong các kỳ thi học sinh giỏi quốc gia Nhưng trái lại, vẫn còn những yếu tố không thuận lợi đối với đội tuyển học sinh giỏi

Vật lý Do nhiều em học sinh giỏi Vật lý có mục tiêu chính là thi đại học khiến niềm say mê Vật lý thực sự ở các em giảm hơn, chất lượng đội tuyển bị ảnh hưởng

Trước thực trạng đó đòi hỏi phải có những biện pháp đổi mới về phương pháp dạy học và bồi dưỡng học sinh giỏi nhằm nâng cao chất lượng đội tuyển giúp duy trì truyền thống giành nhiều giải cao của học sinh chuyên

lý của trường

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG "TĨNH ĐIỆN HỌC " NHẰM

BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ

2.1 Nội dung kiến thức chương Tĩnh điện học

2.1.1 Cấu trúc nội dung chương Tĩnh điện học

Nội dung chính của chương “Tĩnh điện học” trong chương trình vật lí lớp 11 dạy ở trường THPT chuyên Nguyễn Trãi có thể chia ra làm hai phần chính như sau: Điện tích và điện trường

Trong phần điện tích nghiên cứu bốn vấn đề: Điện tích, định luật lông, thuyết electron, định luật bảo toàn điện tích

Cu-Trong phần điện trường nghiên cứu các vấn đề chính: Điện trường, cường độ điện trường, đường sức điện, công của lực điện, điện thế và hiệu điện thế, tụ điện

Sau đây là sơ đồ cấu trúc của chương:

ĐIỆN TÍCH

Điện trường Cường

độ điện trường Đường sức điện

Điện thế Hiệu điện

thế

Điện môi trong điện

trường

Tụ điện

2.1.2 Phân tích nội dung chương Tĩnh điện học

- Vật nhiễm điện âm khi số electron mà nó chứa lớn hơn số điện tích nguyên

tố dương (số proton ) Nếu số electron mà ít hơn số proton thì vật tích điện dương

Định luật bảo toàn điện tích

Mọi quá trình nhiễm điện về thực chất đều là quá trình tách điện tích

âm và dương và phân bố lại các điện tích đó trong một vật hoặc một phần của vật, từ đó người ta rút ra định luật bảo toàn điện tích:

Trong một hệ cô lập về điện ( không trao đổi điện tích với các vật khác ngoài

hệ ), tổng đại số của các điện tích là không đổi

F = k| 122 |

r

q q

; k = 9.109 Nm2/C2 Đơn vị điện tích là culông (C)

Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường của điện trường tại điểm đó Nó được xác định bằng thương

số của độ lớn lực điện F tác dụng lên điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó

và độ lớn của q

E =

q F

+ Véc tơ cường độ điện trường

q

F E







Véc tơ cường độ điện trường E gây bởi một điện tích điểm có :

- Điểm đặt tại điểm ta xét

- Phương trùng với đường thẳng nối điện tích điểm với điểm ta xét

- Chiều hướng ra xa điện tích nếu là điện tích dương, hướng về phía điện tích nếu là điện tích âm

+ Cường độ điện trường tại một điểm

+ Véctơ cường độ điện trường E

do 1 điện tích điểm Q gây ra tại một điểm M cách Q một đoạn r có:

- Điểm đặt: Tại M

- Phương: đường nối M và Q

r

r

- Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0

Hướng vào Q nếu Q <0

.

N m C

Hình dạng đường sức của một số điện trường

a Đường sức điện trong trường hợp đơn giản

b Trong trường hợp phức tạp thì phải dùng phương pháp chụp ảnh và vẽ theo ảnh chụp

M

E

Điện môi trong điện trường

- Khi đặt một khối điện môi trong điện trường thì nguyên tử của chất điện môi được kéo dãn ra một chút và chia làm 2 đầu mang điện tích trái dấu

(điện môi bị phân cực) Kết quả là trong khối điện môi hình thành nên một

điện trường phụ ngược chiều với điện trường ngoài

Điện thế Hiệu điện thế

+ Điện thế

Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi q

di chuyển từ M ra xa vô cực và độ lớn của q

VM =

q

A M

Đơn vị điện thế là vôn (V)

+ Đặc điểm của điện thế

Điện thế là đại lượng đại số Thường chọn điện thế của đát hoặc một điểm ở

- Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định Nó được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của nó

C =

U Q

Đơn vị điện dung là fara (F)

2.2 Mục tiêu chương Tĩnh điện học

2.2.1 Kiến thức

- Nêu được các cách làm nhiễm điện một vật (cọ xát, tiếp xúc và hưởng ứng)

- Phát biểu được định luật bảo toàn điện tích

- Phát biểu được định luật Cu -lông và chỉ ra đặc điểm của lực điện giữa hai điện tích điểm

- Trình bày được các nội dung chính của thuyết êlectron

- Nêu được điện trường tồn tại ở đâu, có tính chất gì

- Phát biểu được định nghĩa cường độ điện trường

- Nêu được các đặc điểm của đường sức điện

- Nêu được trường tĩnh điện là trường thế

- Phát biểu định nghĩa hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường và nêu được đơn vị đo hiệu điện thế

- Nêu được mối quan hệ giữa cường độ điện trường đều và hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường đó Nêu được đơn vị đo cường độ điện trường

- Nêu được nguyên tắc cấu tạo của tụ điện và nhận dạng được các tụ điện thường dùng

- Phát biểu định nghĩa điện dung của tụ điện và nêu được đơn vị đo điện dung Nêu được ý nghĩa các số ghi trên mỗi tụ điện

- Nêu được điện trường trong tụ điện và mọi điện trường đều mang năng lượng Viết được công thức W = 1

2 CU2

- Nêu được cách mắc các tụ điện thành bộ và viết được công thức tính điện dung tương đương của mỗi bộ tụ điện

2.2.2 Kỹ năng

- Vận dụng thuyết êlectron để giải thích được các hiện tượng nhiễm điện

- Vận dụng được định luật Cu - lông để xác định lực điện tác dụng giữa hai điện tích điểm

- Xác định được cường độ điện trường (phương, chiều và độ lớn) tại một điểm của điện trường gây bởi một, hai hoặc ba điện tích điểm

- Tính được công của lực điện khi di chuyển một điện tích giữa hai điểm trong điện trường đều

- Giải được bài tập về chuyển động của điện tích trong điện trường đều

2.3.1 Phương pháp xây dựng hệ thống bài tập chương Tĩnh điện học

Trước thực tế nội dung kiến thức trong các đề thi học sinh giỏi quốc gia của nước ta hiện nay chủ yếu các bài tập tự luận thuộc mức độ tổng hợp, sáng tạo đòi hỏi học sinh phải có khả năng tư duy logic, kỹ năng tổng hợp kiến thức, phát hiện và giải quyết vấn đề trong những bài toán phức tạp Trong đó

có thể bao gồm các bài tập khó thuộc chương Tĩnh điện học

Đồng thời dựa vào đặc thù kiến thức của chương, căn cứ vào mục tiêu dạy học, bồi dưỡng học sinh giỏi và đặc điểm của học sinh Chuyên Lý THPT chuyên Nguyễn Trãi tôi xây dựng hệ thống bài tập chương Tĩnh điện học và phân loại theo nội dung: 4 nội dung với 8 bài có hướng dẫn giải, 12 bài có lời giải và 12 bài tập tự giải Theo bảng phân loại bài tập như sau:

TỤ ĐIỆN

Lực tương tác giữa nhiều điện tích

Cân bằng của điện tích

Độ lớn của điện tích

Điện thế

Hiệu điện thế

Công của lực điện

Tính toán các đại lượng

Ghép các tụ điện

Mạch cầu tụ

2.3.2 Phương pháp hướng dẫn giải bài tập chương Tĩnh điện học

2.3.2.1 Phương pháp hướng dẫn giải bài tập định tính chương Tĩnh điện học

Các bài tập định tính trong chương Tĩnh điện học cũng thuộc hai loại bài tập định tính điển hình đó là giải thích hiện tượng và dự đoán hiện tượng Các hiện tượng Vật lý trong đó đều chịu sự chi phối của định luật Cu-lông Ở đây trong quá trình hướng dẫn giải bài tập tôi đã định hướng khái quát cho học sinh dẫn các em theo các bước giải bài tập định tính, hình thành ở các em khả năng suy luận(luận ba đoạn) và kỹ năng giải các bài tập định tính trong Vật lý Cụ thể là sau khi phân tích đề bài tôi hướng dẫn cho học sinh căn cứ vào những điều kiện cụ thể của đề bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng, dự đoán được hiện tượng gì xảy ra và xảy ra thế nào hoặc từ đó giải thích được các hiện tượng

2.3.2.2 Phương pháp hướng dẫn giải bài tập định lượng chương Tĩnh điện học

Những bài tập định lượng trong chương Tĩnh điện học được sử dụng để hướng dẫn cho học sinh giỏi ở đây chủ yếu là các bài có mức độ tổng hợp Trong những bài tập đó việc tìm kiếm lời giải phải thực hiện một chuỗi các lập luận logic, biến đổi toán học qua nhiều mối liên hệ giữa những đại lượng

đã cho, đại lượng phải tìm với những đại lượng trung gian không cho trong dữ kiện bài toán Bản thân việc xác lập mối liên hệ trung gian đó là một bài tập

cơ bản Và do đó, muốn giải được bài tập tổng hợp này buộc người học phải giải được thành thạo các bài tập cơ bản, ngoài ra còn phải biết cách phân tích bài tập phức hợp để quy nó về các bài tập đơn giản đã biết

Kiểu hướng dẫn giải bài tập chủ đạo mà tôi sử dụng ở đây là định hướng khái quát hóa kết hợp với hướng dẫn tìm tòi:

+ Định hướng tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề ở đây là hướng cho học sinh biết phân tích một bài toán phức tạp, tổng quát thành các bài toán đơn giản, cụ thể Thực chất là rèn cho học sinh biết cách suy luận khái quát hóa “Từ một vấn đề rất khó, nếu chúng ta