Luận văn thạc sĩ xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương lượng tử ánh sáng vật lí 12

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC HOÀNG VĂN HUY “XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

HOÀNG VĂN HUY

“XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ Ở TRUNG HỌC PHỔ THÔNG”

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI - 2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

HOÀNG VĂN HUY

“XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG – VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ Ở TRUNG HỌC PHỔ THÔNG”

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn thạc sĩ, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn đến Ban giám hiệu; Phòng đào tạo; Ban Chủ nhiệm và quý Thầy, Cô giáo khoa Sư phạm trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia hà Nội

Tác giả xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu, quý Thầy, Cô giáo tổ Vật lí, trường THPT Trần Quốc Tuấn, huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài

Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự hướng dẫn tận tình chu đáo của GS.TS Nguyễn Quang Báu trong suốt thời gian nghiên cứu

và thực hiện luận văn

Cuối cùng, tác giả muốn bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên tác giả trong quá trình học tập và thực hiện đề tài

Xuân Trường, tháng 11 năm 2017

Tác giả

Hoàng Văn Huy

QUY ƢỚC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Danh mục các chữ viết tắt ii

Mục lục iii

Danh mục các bảng v

Danh mục các hình vẽ đồ thị vi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ, BÀI TẬP VẬT LÝ VÀ PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ Ở THPT 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 vật lý 5

1.1.3 Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi 7

1.1.4 Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi 9

1.2 Dạy bài tập Vật lí trong dạy học ở trường trung học phổ thông 11

1.2.1 Khái niệm vai trò và mục đích sử dụng bài tập Vật lí 11

1.2.2 Phân loại bài tập Vật lý 13

1.2.3 Phương pháp giải bài tập Vật lý 15

1.2.4 Các kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý 17

1.3 Tình hình thực tế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT Trần Quốc Tuấn 18

1.3.1 Đội ngũ giáo viên Vật lý và thành tích của học sinh giỏi Vật lý trường THPT Trần Quốc Tuấn 18

1.3.2.Thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở lớp chất lượng cao ở trường THPT Trần Quốc Tuấn 18

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 21

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG –VẬT LÝ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Ở THPT 22

2.1.Nội dung kiến thức chương Lượng tử ánh sáng -Vật lý 12 22

2.1.1.Cấu trúc nội dung chương Lượng tử ánh sáng - Vật lý 12 22

2.1.2.Phân tích nội dung chương Lượng tử ánh sáng 22

2.2.Mục tiêu dạy học của chương Lượng tử ánh sáng 29

2.2.1 Về thái độ, tình cảm 29

2.2.2 Về kiến thức, kỹ năng 29

2.3.Phương pháp xây dựng và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương Lượng tử ánh sáng 30

2.3.1 Phương pháp xây dựng hệ thống bài tập chương Lượng tử ánh sáng 30

2.3.2 Phương pháp hướng dẫn giải bài tập chương Lượng tử ánh sáng 30

2.4.Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Lượng tử ánh sáng 34

2.4.1 Bài tập định lượng 34

2.4.2 Bài tập định tính 60

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 68

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 69

3.1.Mục đích, đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 69

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 69

3.1.2 Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 69

3.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 70

3.3 Kết quả và xử lý kết quả 71

3.3.1 Phân tích định tính quá trình TNSP 71

3.3.2 Phân tích định lượng kết quả TNSP 72

3.2.2 Kết quả thực nghiệm sư phạm 77

3.4 Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm 80

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 82

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

PHỤ LỤC 87

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Bảng xếp loại học tập theo mức: Giỏi, Khá, Trung bình, Yếu, Kém 70

Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số 77

Bảng 3.3 Bảng thống kê học sinh đạt từ điểm xi trở xuống 77

Bảng 3.4: Bảng các tham số thống kê 80

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ

Hình 3.1 Đồ thị đường phân bố tần suất 78 Hình 3.2 Đồ thị đường phân bố tần suất lũy tích hội tụ lùi 78

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Từ xưa tới nay, tất cả các quốc gia đều coi trọng vấn đề phát hiện và bồi dưỡng nhân tài Đối với một đất nước, muốn phát triển giàu mạnh vững bền thì yếu tố con người vô cùng cần thiết Cần phải tìm người giỏi và giáo dục người giỏi để họ có thể gánh trên vai trọng trách nước nhà

Trong các chính sách của Đảng, Nhà nước ta: Giáo dục được coi là

quốc sách hàng đầu, hiện nay Ngành 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 hàng đầu

Trong quá trình dạy học, tôi nhận thấy rằng: Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý là một nhiệm vụ rất quan trọng, bồi dưỡng học sinh giỏi là bồi dưỡng nhân tài cho quốc gia, là tiền đề để cho quốc gia phát triển thịnh vượng Vì vậy, nhiệm vụ của người giáo viên không chỉ là cung cấp kiến thức kỹ năng

bộ môn cho HS mà còn phải phát hiện và bồi dưỡng được những học sinh giỏi vật lý, đó là những chủ nhân tương lai của đất nước

Ở trường THPT nếu lựa chọn, xây dựng được hệ thống bài tập Vật lý

và thiết kế được phương án hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý phù hợp thì

sẽ góp phần quan trọng vào việc bồi dưỡng HSG Từ lí do trên tôi đã chọn đề tài: “Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương lượng tử ánh sáng - Vật lí 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ở trung học phổ thông”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng hệ thống bài tập Vật lý và thiết kế phương án hướng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lý chương Lượng tử ánh sáng - Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng HSG Vật lý ở THPT

3 Câu hỏi nghiên cứu

Xây dựng hệ thống bài tập Vật lý và hướng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lý chương Lượng tử ánh sáng - Vật lý 12 như thế nào để bồi dưỡng HSG được hiệu quả?

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được hệ thống bài tập Vật lý và thiết kế được phương án hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý chương Lượng tử ánh sáng - Vật lý 12 phù hợp thì sẽ góp phần vào bồi dưỡng HSG Vật lý ở THPT

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về bồi dưỡng HSG Vật lý, bài tập Vật

lý và phương pháp hướng dẫn giải bài tập Vật lý phục vụ bồi dưỡng HSG Vật

- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính hiệu quả và khả thi của đề tài

6 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

6.1.Đối tượng nghiên cứu

Xây dựng hệ thống bài tập Vật lý và hướng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lý chương Lượng tử ánh sáng - Vật lý 12

8 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí luận

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học

Phân tích, xử lý các số liệu thu được qua thực nghiệm

9 Dự kiến đóng góp mới của luận văn

- Trình bày được cơ sở lý luận và thực tiễn về bồi dưỡng HSG Vật lý, bài tập

Vật lý, phương pháp hướng dẫn giải bài tập Vật lý

- Xây dựng hệ thống bài tập Vật lý và hướng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lý chương Lượng tử ánh sáng - Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng HSG Vật lý ở THPT

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 gồm 03 chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý, bài tập Vật lý và phương pháp hướng dẫn giải bài tập Vật lý THPT

Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lý chương Lượng tử ánh sáng - Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở THPT

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ, BÀI TẬP VẬT LÝ VÀ PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN GIẢI

BÀI TẬP VẬT LÝ Ở THPT 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

Từ xưa tới nay, tất cả các quốc gia đều hết coi trọng vấn đề phát hiện và bồi dưỡng nhân tài Đối với một đất nước, muốn phát triển giàu mạnh vững bền thì yếu tố con người vô cùng cần thiết Cần phải tìm người giỏi và giáo dục người giỏi để họ có thể gánh trên vai trọng trách nước nhà

Thân Nhân Trung từng nói “Hiền tài là nguyên khí quốc gia, nguyên

khí thịnh thì thế nước mạnh rồi lên cao, nguyên khí yếu thì thế nước yếu, rồi xuống thấp” Đây chính là một quy luật có từ lâu đời trong lịch sử dựng nước

và giữ nước của dân tộc ta Theo ý kiến của ông thì việc coi trọng hiền tài cũng như phát hiện, phát triển “Hiền tài” để đầu tư là điều cần thiết, không thể

lơ là đối với những người lãnh đạo Người tài đã khó tìm, người hiền tài lại càng khó tìm hơn nữa Vì hai chữ “Hiền tài” đã bao hàm trong nó tài năng và đức độ Điều cần thiết của mỗi quốc gia chính là trân trọng và phát triển những người có khả năng đưa đất nước đi lên vững bền

Nhật Bản là một quốc gia coi trọng con người, luôn đặt giáo dục con người lên hàng đầu Vì từ thời kỳ Thiên Hoàng Minh Trị, tư tưởng này đã được xem trọng Bởi xem trọng con người, xem trọng người tài sẽ là đòn bẩy giúp cho đất nước đó có thể phát triển bền vững Nhật Bản trong những thập

kỉ qua đã khẳng định mình là quốc gia vững mạnh trên tất cả mọi mặt, bởi họ luôn lấy hiền tài làm trọng để phát huy những thế mạnh khác

Đất nước ta đã phải trải qua bao nhiêu mất mát, hi sinh vì chiến tranh Lúc đó nếu không có những bậc vĩ nhân như Hồ Chí Minh, Nguyễn Trãi, Trần Quốc Tuấn, Lý Thường Kiệt…thì liệu đất nước ta có được sự vững bền như ngày hôm nay không Hiền tài là người đủ đức, đủ tài để gánh vác những

trọng trách được giao Đó mới là điều đáng quan tâm hơn hết Họ sẵn sàng hi sinh lợi ích cá nhân, hi sinh tuổi thanh xuân, hi sinh bản thân mình để sống và cống hiến Đó là những người đáng ngưỡng mộ và khâm phục, không những

có tài mà còn có tấm lòng nhân ái, vị tha bao la

Trong các chính sách của Đảng, Nhà nước ta: Giáo dục được coi là

quốc sách hàng đầu, hiện nay Ngành 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 hàng đầu

Trong quá trình dạy học, tôi nhận thấy rằng: Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý là một nhiệm vụ rất quan trọng, bồi dưỡng học sinh giỏi là bồi dưỡng nhân tài cho quốc gia, là tiền đề để cho quốc gia phát triển thịnh vượng Vì vậy, nhiệm vụ của người giáo viên không chỉ là cung cấp kiến thức kỹ năng

bộ môn cho HS mà còn phải phát hiện và bồi dưỡng được những học sinh giỏi vật lý, đó là những chủ nhân tương lai của đất nước

Như vậy, muốn có những chủ nhân tương lai của đất nước có đủ tài thì việc phát hiện và bồi dưỡng các em từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường là nhiệm vụ hết sức quan trọng của người giáo viên các trường phổ thông Đó là

một hoạt động chuyên môn quan trọng của người giáo viên Vật lý THPT

1.1.2 Học sinh giỏi vật lý

1.1.2.1 Một số quan niệm về học sinh giỏi và học sinh giỏi vật lý

Tất cả các nước đều coi trọng đào tạo và bồi dưỡng HSG trong chiến lược, chính sách giáo dục Quốc gia coi đây là một dạng giáo dục đặc biệt “HSG 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; người cần một sự giáo dục đặc biệt/ và sự phục

vụ đặc biệt để đạt được trình độ tương xứng với năng lực của người đó” (Trích luật bang Georgia (Mỹ))

Nói cách khác HSG là “những học sinh có khả năng thể hiện xuất sắc hoặc năng lực nổi trội trong các lĩnh vực trí tuệ, sự sáng tạo, khả năng lãnh đạo,

nghệ thuật, hoặc các lĩnh vực lí thuyết chuyên biệt; Có khả năng thể hiện tài năng đặc biệt của mình trên tất cả các lĩnh vực xã hội, văn hóa và kinh tế”

Học sinh giỏi Vật lý là người có năng lực tư duy và sáng tạo, nắm vững bản chất của hiện tượng Vật lý, mong muốn khám phá các hiện tượng Vật lý

và vận dụng các kiến thức Vật lý để giải thích các hiện tượng Vật lý xảy ra trong đời sống hàng ngày, vận dụng kiến thức Vật lý để giải các bài tập Vật lý

có mức độ tổng hợp và phức tạp mà các em chưa gặp bao giờ

Trong quá trình giảng dạy tôi nhận thấy: Học sinh giỏi và học sinh giỏi Vật lý đều có đặc điểm là tích cực, chủ động, sáng tạo, thích khám phá và chinh phục cái mới Để quá trình dạy học đạt hiệu quả cao thì giáo viên cần lựa chọn phương pháp dạy học phù hợp để kích thích năng lực của các em phát triển một cách tối đa nhất

1.1.2.2 Đặc điểm của học sinh lớp đội tuyển THPT

Ở trường THPT, học sinh ở các lớp đội tuyển là các em có tư chất thông minh, ham học hỏi, tích cực và chủ động trong quá trình học tập và nghiên cứu Chính vì thế, phương pháp dạy học cho học sinh các lớp đó phải lựa chọn một cách phù hợp thì mới phát triển năng lực tư duy, sáng tạo ở các em Qua đó, giáo dục các em thành những người tài, có kỹ năng giải quyết mọi vấn đề thực tiễn đặt ra

1.1.2.3 Mục tiêu dạy học sinh giỏi

Ở nhiều nước trên thế giới, mục tiêu dạy học sinh giỏi và học sinh tài năng là: Phát triển phương pháp suy nghĩ ở trình độ cao phù hợp với khả năng trí tuệ của HS; Bồi dưỡng khả năng lao động, làm việc sáng tạo; Phát triển các

kĩ năng, phương pháp và thái độ tự học suốt đời; Hình thành, rèn luyện và phát triển khả năng giao tiếp, ứng phó với mọi tình huống xảy ra trong thực tiễn; 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

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

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

Học sinh giỏi cần có 6 năng lực và phẩm chất quan trọng như sau:

1) Năng lực 1: Năng lực tiếp thu kiến thức Năng lực này được hiểu là

HS có khả năng nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng, chính xác, đồng thời các em luôn thể hiện sự hứng thú trong các tiết học, đặc biệt là bài mới và luôn luôn

có ý thức tự bổ sung, hoàn thiện những tri thức đã thu được ngay từ dạng sơ khai

2) Năng lực 2: Năng lực suy luận Năng lực này được hiểu là HS Biết phân tích sự vật, hiện tượng qua các dấu hiệu đặc trưng của chúng, đồng thời các em biết thay đổi góc nhìn khi xem xét một sự vật, hiện tượng và luôn biết cách tìm con đường ngắn nhất để đi đến một kết luận chính xác, ngoài ra các

em biết xét đủ các điều kiện cần thiết để kết luận được giả thuyết đúng và biết quay lại điểm vừa xuất phát để tìm đường đi mới

3) Năng lực 3: Năng lực đặc biệt Năng lực này được thể hiện ở khả năng biết thu gọn các vấn đề và trật tự hóa các vấn đề để dùng khái niệm trước, mô tả cho khái niệm sau, ngoài ra HS biết diễn đạt chính xác điều mình muốn thể hiện và sử dụng thành thạo hệ thống ký hiệu, các quy ước để diễn tả vấn đề mình cần trình bày

4) Năng lực 4: Năng lực lao động sáng tạo Năng lực này được hiểu là

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

5) Năng lực 5: Năng lực kiểm chứng Năng lực này được hiểu là HS biết suy xét đúng sai từ một loạt sự kiện và 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, ngoài ra HS biết chỉ ra một cách chắc chắn các dữ liệu cần phải kiểm nghiệm khi thực hiện một số lần kiểm nghiệm

6) Năng lực 6: Năng lực thực hành Năng lực này được hiểu là HS biết thực hiện dứt khoát một số động tác trong khi làm thí nghiệm và 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

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

Môn Vật lý là một môn học trừu tượng, cần năng lực tư duy cao Để trở thành một học sinh giỏi vật lý, ngoài những năng lực của học sinh giỏi nói chung thì cần những năng lực chuyên biệt sau: Có kiến thức Vật lý vững vàng, sâu sắc, hệ thống nghĩa là nắm vững bản chất của các hiện tượng Vật lý;

Có năng lực tư duy tốt và, sáng tạo, biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa nghĩa là khi gặp một vấn đề mới có thể giải quyết một cách nhanh chóng, chính xác; Có khả năng tìm ra những cách làm mới độc đáo, ngắn gọn, chính xác; Có khả năng diễn đạt những ý tưởng một cách ngắn gọn và chính xác nhất; Có kỹ năng thí nghiệm tốt nghĩa là biết tiến hành thí nghiệm, nhận xét và phân tích kết quả thí nghiệm để rút ra kiến thức 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

1.1.3.3 Một số biện pháp phát hiện học sinh giỏi Vật lý

Qua một số năm bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý, giáo viên bồi dưỡng có thể phát hiện học sinh giỏi thông qua các cách sau:

Cách 1: Quan sát hành vi, thái độ

- Trong quá trình dạy học, tôi nhận thấy những em học sinh giỏi có khả năng tư duy tốt và nắm vững bản chất vật lý của hiện tượng vật lý, thường xuyên tìm được các cách giải mới và độc đáo, khả năng trình bày và diễn đạt

tổng hợp phức tạp được tổng hợp từ nhiều mảng kiến thức Tôi nhận thấy những em nắm vững kiến thức, có khả năng sáng tạo và tư duy tốt thì thường đạt kết quả tốt và ổn định hơn so với các em còn lại trong lớp

1.1.4 Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi

Một số biện pháp bồi dưỡng HSG:

1.1.4.1 Tổ chức giảng dạy [6,tr 168]

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 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 của tỉnh, của Quốc gia vì vậy cần nghiên cứu để học sinh nắm vững kiến thức cơ bản và từng bước nâng cao kiến thức cho học sinh bằng các chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Việc tổ chức giảng dạy cho HSG được thực hiện theo 3 giai đoạn như sau:

Giai đoạn 1: Củng cố kiến thức ở THCS Đây là giai đoạn khởi đầu Trong giai đoạn này, các em học sinh được tổng kết các kiến thức ở THCS, được trang bị và 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 tỉnh

1.1.4.2 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 Điều này được thực hiện theo các cách sau:

1) 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 thuẫn 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 các ngành có liên quan Không thể học nguyên Vật lý mà thiếu khái niệm cơ bản về toán học Không thể giỏi về Vật lý 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 hành

2) 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 thânh toán từng phần theo thời gian đã định Học có kế hoạch còn là nhằm từng vấn đề trong thời kì nhất định rồi đặt kế hoạch đọc sách vở, tài liệu liên quan tới vấn đề đó 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]

1.1.4.3 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 trình phản ánh, phát triển tri thức và vận dụng chúng vào thực tiễn.” [12, tr.70] Như Anh-xtanh 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 lý 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 lỗi 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 hóa kinh nghiệm thực hiện các suy luận logic dưới dạng những quy tắc đơn giản

1.1.4.4 Thi học sinh giỏi cấp trường

Sau mỗi kỳ thi kiểm tra thường xuyên ở trường, nhà trường tổ chức cuộc thi học sinh giỏi cấp trường các môn, khuyến khích tất cả các em học sinh giỏi có thể tham gia Học sinh nào đạt điểm cao nhất thì sẽ được trao giải

và là nguồn cung cấp học sinh giỏi cho đội tuyển lớp 12

1.2 Dạy bài tập Vật lí trong dạy học ở trường trung học phổ thông

1.2.1 Khái niệm vai trò và mục đích sử dụng bài tập Vật lí

1.2.1.1 Khái niệm bài tập vật lý

Bài tập Vật lý là một phần hữu cơ của quá trình dạy học Vật lý vì nó cho phép hình thành và làm phong phú các khái niệm Vật lý, phát triển tư duy Vật lý và thói quen vận dụng Vật lý vào thực tiễn

1.2.1.2 Vai trò, mục đích sử dụng bài tập Vật lí 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 quá 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 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 logic hình thức.” [14, tr.7 – 11]

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 Trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi, việc lựa chọn hệ thống bài tập vật lý và kết hợp với phương pháp định hướng phù hợp sẽ phát huy được năng học và phẩm chất của học sinh giỏi

1.2.2 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.” [15, tr.12]

1.2.2.1 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 lý 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 lý 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 lý nào để giải bài tập đã cho

1.2.2.2 Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải [15, tr.17-20]

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, bài tập trắc nghiệm khách quan Phân loại này cho phép giáo viên lựa chọn 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, 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

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

Dựa vào mức độ tư duy của học sinh trong quá trình giải bài tập Vật lý, phân chia bài tập Vật lý thành hai loại: bài tập cơ bản và bài tập phức hợp

Bài tập cơ bản: là loại bài tập Vật lý mà để tìm được lời giải chỉ cần xác lập mối quan hệ trực tiếp giữa những đại lượng đã cho và đại lượng cần tìm

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 toàn 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

1.2.3 Phương pháp giải bài tập Vật lý

1.2.3.1 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 những cơ sở sau: mục đích sử dụng, trình độ xuất phát của học sinh và thời gian cho phép sử dụng

1.2.3.2 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, sóng 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” [15, tr.21-27] Quá trình giải các bài tập Vật lý có thể chia thành các bước, quy định 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 lý nêu trong đề bài (có thể vẽ hình), xác định xem trong lớp hiện tượng Vật lý đã cho

có những đại lượng Vật lý 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 lý giải xem vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế

+ Trong 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 lý

+ Thực hiện phép suy luận logic, thiết lập luận ba đoạn trong đó tiền đề thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật Vật lý tổng quát, tiền

đề thứ hai là những điều kiện cụ thể, kết luận về hiện tượng được nêu ra [16, 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 như thế nào

+ Thực hiện suy luận logic, 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 lý, 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

1.2.4 Các kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý

Trong quá trình hướng dẫn giải bài tập vật lý cho học sinh thì phải lựa chọn kiểu hướng dẫn cho phù hợp Giáo viên có thể lựa chọn hoặc kết hợp những kiểu hướng dẫn sau:

1.2.4.1 Hướng dẫn theo mẫu

Hướng dẫn angorit là sự hướng dẫn chỉ rõ 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, được dùng khi dạy học sinh phương pháp giải một bài toán điển hình, luyện cho học sinh kỹ năng giải một dạng bài tập xác định

1.2.4.2 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 quyết 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 cách giải quyết

1.2.4.3 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 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 tuân theo một khuân khổ 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 lực chọn kiểu hướng dẫn cho phù hợp Đồng thời giáo viên phải biết phối kết hợp cả ba kiểu hướng dẫn trên để phát huy tối đa tác dụng của việc hướng dẫn trong việc giải các bài tổng hợp

1.3 Tình hình thực tế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT Trần Quốc Tuấn – Hải Hậu - Nam Định

1.3.1 Đội ngũ giáo viên Vật lý và thành tích của học sinh giỏi Vật lý trường THPT Trần Quốc Tuấn – Hải Hậu - Nam Định

Trường THPT Trần Quốc Tuấn là trường mới được thành lập sóng được sự quan tâm của Đảng, của cấp trên, cơ sở vật chất không ngừng hoàn thiện, trình độ chuyên môn của giáo viên không ngừng nâng cao Trong đó đội ngũ giáo viên Vật lý có trình độ chuyên môn tốt, giàu tâm huyết với công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Không chỉ truyền cho học sinh những kiến thức Vật lý, các thầy cô còn thổi vào các em niềm đam mê khoa học, đam mê Vật lý giúp các em định hướng được con đường khoa học của mình

Trong các năm từ 2007 đến nay, học sinh đội tuyển Vật lý lớp 12 tham gia thi học sinh giỏi cấp tỉnh đã đạt được một số thành tích đáng khích lệ, cụ thể là đạt 3 giải ba và 15 giải khuyến khích môn Vật lý cấp Tỉnh Hàng năm sau khi thi học sinh giỏi cấp tỉnh, các em tham gia thi đại học đều đạt kết quả cao và đỗ vào nhiều trường tốp đầu Đó chính là những thành tích đáng khích

lệ với ban giám hiệu, thầy cô giáo, các em học sinh và toàn bộ phụ huynh nhà trường

1.3.2.Thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở lớp chất lượng cao ở trường THPT Trần Quốc Tuấn - Hải Hậu - Nam Định

1.3.2.1 Thuận lợi trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở lớp chất lượng cao ở trường THPT Trần Quốc Tuấn - Hải Hậu - Nam Định

- Học sinh được tuyển vào những lớp chất lượng cao của trường vốn đã là các em yêu thích, say mê và phần nào có năng khiếu đối với môn Vật lý 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

- Được sự chỉ đạo, quan tâm sâu sát và kịp thời của ban giám hiệu nhà trường, có những kế hoạch cụ thể, dài hơi trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi

- Trường từng bước khắc phục cơ sở vật chất, trang thiết bị phục vụ tương đối đầy đủ nhằm nâng cao chất lượng dạy và học nói chung và công tác bồi dưỡng học sinh giỏi nói riêng

- Học sinh được tuyển vào những lớp chất lượng cao của trường vốn đã là các em yêu thích, say mê và phần nào có năng khiếu đối với môn Vật lý 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

- Mỗi học kỳ, trường luôn tổ chức các đợt thi đánh giá công bằng cho học sinh các môn và thi đại học Cuối mỗi năm học nhà trường tổ chức kỳ thi học sinh giỏi cấp trường cho khối 10 và 11 nhằm chọn ra những học sinh giỏi các môn và chuẩn bị cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi khối 12 để tham gia thi học sinh giỏi cấp tỉnh

- Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi của trường luôn được giao cho các giáo viên có trình độ chuyên môn vững vàng, có tâm huyết với công tác bồi dưỡng học sinh giỏi

Như vậy, công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường THPT có một số thuận lợi so với một số trường THPT trong khu vực

1.3.2.2 Một số yếu tố bất lợi trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở lớp chất lượng cao ở trường THPT Trần Quốc Tuấn - Hải Hậu - Nam Định

Bên cạnh một số thuận lợi thì công tác bồi dưỡng học sinh giỏi cũng gặp một số thách thức:

- Trường THPT Trần Quốc Tuấn là một trường mới thành lập, cơ sở vật chất của trường còn hạn chế nên cũng ảnh hưởng ít nhiều đến việc dạy Chính

vì lý do trên nên việc tuyển được đối tượng học sinh giỏi vào trường là rất khó khăn Mỗi kỳ thi tuyển sinh vào 10, nhà trường đều phải vận động và đưa

ra nhiều hình thức khuyến khích để các em học sinh giỏi đăng ký thi vào trường nhưng số lượng không được nhiều Chính vì thế, mỗi lần chọn đội tuyển đều gặp những khó khăn nhất định Đồng thời với đó là phương pháp dạy học sinh giỏi của trường vẫn theo phương pháp truyền thống nghĩa là sưu tầm các bài toán khó, phức tạp tổng hợp từ nhiều mảng kiến thức, giáo viên làm mẫu, học sinh làm theo đôi khi là máy móc không hiểu bản chất dẫn đến kết quả đội tuyển cũng không cao

- Đa số giáo viên dạy bồi dưỡng vừa phải đảm bảo chất lượng đại trà, vừa phải hoàn thành chỉ tiêu chất lượng mũi nhọn và công tác kiêm nhiệm khác do đó việc đầu tư cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi cũng có phần bị hạn chế Giáo viên dạy bồi dưỡng đều phải tự soạn chương trình dạy theo kinh nghiệm của bản thân, tự nghiên cứu, tự sưu tầm tài liệu nên cũng gặp không ít khó khăn trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi

- Học sinh học chương trình chính khóa phải học quá nhiều môn, lại phải học thêm những môn khác, cộng thêm chương trình bồi dưỡng học sinh giỏi nên rất hạn chế về thời gian tự học nên các em đầu tư ít thời gian cho việc học bồi dưỡng học sinh giỏi, do đó kết quả không cao là điều tất yếu

- 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

Để phát huy những thuận lợi và khắc phục những yếu tố bất 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 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 1

Trong chương 1, luận văn trình bày cơ sở lý luận và thực tiễn của vấn

đề bồi dưỡng học sinh giỏi và học sinh giỏi vật lý trung học phổ thông và bồi dưỡng học sinh giỏi thông, tìm hiểu về bài tập Vật lý và sử dụng bài tập vật lý trong dạy học ở trường THPT, tìm hiểu tình hình thực tế trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT Trần Quốc Tuấn

Học sinh giỏi Vật lý là người có năng lực tư duy và sáng tạo, nắm vững bản chất của hiện tượng Vật lý, mong muốn khám phá các hiện tượng Vật lý và vận dụng các kiến thức Vật lý để giải thích các hiện tượng Vật lý xảy ra trong đời sống hàng ngày, vận dụng kiến thức Vật lý để giải các bài tập Vật lý có mức độ tổng hợp và phức tạp mà các em chưa gặp bao giờ

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

sở các khái niệm, các thuyết, các định luật và các phương pháp Vật lý Trong quá trình giảng dạy, 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

Trường THPT Trần Quốc Tuấn là trường mới được thành lập sóng được sự quan tâm của Đảng, của cấp trên, cơ sở vật chất không ngừng hoàn thiện, trình độ chuyên môn của giáo viên không ngừng nâng cao Bên cạnh đó vẫn còn những mặt không thuận lợi đối với công tác bồi dưỡng học sinh giỏi như việc thu hút học sinh giỏi vào trường còn gặp nhiều khó khăn

Qua việc xây dựng 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, tôi nhận thấy để nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi thì việc xây dựng

hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập theo một phương pháp phù hợp là hết sức quan trọng

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG –VẬT LÝ 12

NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Ở THPT 2.1.Nội dung kiến thức chương Lượng tử ánh sáng -Vật lý 12

2.1.1.Cấu trúc nội dung chương Lượng tử ánh sáng - Vật lý 12

Nội dung chính của chương “Lượng tử ánh sáng” trong chương trình Vật lý lớp 12 dạy ở trường THPT có thể chia thành ba phần chính như sau: Hiện tượng quang điện, thuyết lượng tử ánh sáng và mẫu nguyên tử Bo

Trong phần hiện tượng quang điện trình bày về thí nghiệm về hiện tượng quang điện ngoài Từ kết quả thí nghiệm định lượng về hiện tượng quang điện ngoài, ta rút ra ba định luật quang điện Để giải thích được hiện tượng quang điện và sự hình thành quang phổ của hiđrô ta thừa nhận thuyết lượng tử ánh sáng của Anh-xtanh

Theo thuyết lượng tử ánh sáng, chùm ánh sáng là một chùm hạt, mỗi hạt

là một phôtôn Phôtôn có tốc độ c = 3.108 m/s, mang năng lượng xác định ε =

hf, chỉ phụ thuộc tần số f của ánh sáng, mà không phụ thuộc khoảng cách từ

nó đến nguồn Cường độ chùm sáng tỷ lệ với số phôtôn phát ra trong một đơn

vị thời gian

Khi vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích sự hình thành quang phổ của hiđrô, Bo đã bổ sung vào mẫu hành tinh nguyên tử Rơdơpho hai giả thuyết , về sau được gọi là hai tiên đề của Bo: Tiên đề về trạng thái dừng và tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử

2.1.2.Phân tích nội dung chương Lượng tử ánh sáng

2.1.2.1 Hiện tượng quang điện ngoài Các định luật quang điện

Hiện tượng quang điện ngoài:

Năm 1887, nhà vật lý người Đức, Héc (Heinrich Rudolf Hertz, 1857 – 1894) đã làm thí nghiệm chiếu tia tử ngoại vào một một tấm kẽm ban đầu tích điện âm Kết quả cho thấy tấm kẽm bị mất điện tích âm

Hec cho rằng, tia tử ngoại có bước sóng ngắn khi chiếu vào tấm kẽm,

Thí nghiệm khảo sát định lượng về hiện tượng quang điện:

Để khảo sát hiện tượng quang điện một cách đầy đủ, người ta dung tế bào quang điện Tế bào quang điện là một bình thạch anh đã hút hết không khí, bên trong có hai điện cực: anôt là một vòng dây kim loại; catôt có dạng là một chỏm cầu kim loại mà ta cần khảo sát

Điều chỉnh cho UAK > 0, chiếu chùm sáng có bước sóng ngắn vào catot thì xảy ra hiện tượng quang điện và trong mạch xuất hiện dòng điện gọi là dòng quang điện, tạo nên bởi các êlectron bật ra khỏi catôt

Qua thí nghiệm, ta rút ra những kết luận tổng quát sau:

- Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng chiếu vào có bước sóng

- Với một chùm sáng đơn sắc có bước sóng và có cường độ sáng nhật định thì khi cho hiệu điện thế UAK thay đổi thì cường độ dòng quang điện I cũng thay đổi theo:

+ Khi UAK ≤ -Uh thì dòng quang điện bị triệt tiêu hoàn toàn (I = 0), trong

đó Uh gọi là hiệu điện thế hãm Sở dĩ như vậy là vì : êlectron bị bật ra từ catôt, với vận tốc v0max và động năng ban đầu Wđmax, đã chịu tác dụng của lực điện trường hướng về catôt; lực này đã ngăn cản không cho êlectron tới anôt để gây ra dòng quang điện Như vậy giữa động năng ban đầu cực đại của quang êlectron và hiệu điện thế hãm có hệ thức:

+ Khi UAK ≥ U1 thì cường độ dòng quang điện luôn giữ giá trị không đổi I

= Ibh Giá trị Ibh gọi là cường độ dòng quang điện bão hòa

- Với bước sóng giữ nguyên trị số như cũ nhưng tăng cường độ ánh sáng chiếu vào catôt thì cường độ dòng quang điện bão hòa tăng tỷ lệ thuận với cường độ chùm sáng

Các định luật quang điện:

+ Định luật quang điện thứ nhất

Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng 0 Trong đó 0 được gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó:

0

  

+ Định luật quang điện thứ hai

Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (   0), cường độ dòng quang điện bão hòa tỷ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích

+ Định luật quang điện thứ ba

Động năng ban đầu cực đại của các quang êlectron không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất kim loại

2.1.2.2 Thuyết lượng tử ánh sáng Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng

Thuyết lượng tử ánh sáng:

Năm 1900, nhà vật lý Plăng đã đề xướng giả thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích sự phát và hấp thụ bức xạ của các vật, đặc biệt là các vật nóng sáng Theo Plăng thì lượng năng lượng mà mỗi lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định, gọi là lượng tử năng lượng, ký hiệu là ε, có giá trị bằng:

ε = hf trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát xạ; h là hằng số Plăng, h = 6,625.10-34 Js

Năm 1905, để giải thích hiện tượng quang điện, nhà bác học Anh-xtanh,

đã phát triển giả thuyết của Plăng lên một bước và đề xuất thuyết lượng tử ánh sáng Thuyết lượng tử ánh sáng có nội dung cơ bản như sau:

+ Chùm ánh sáng là một chùm hạt, mỗi hạt là một phôtôn Mỗi phôtôn mang năng lượng xác định ε = hf ( f là tần số của sóng ánh sáng tương ứng) Cường độ chùm sáng tỷ lệ với số phôtôn phát ra trong một giây

+ Phân tử, nguyên tử, êlectron…phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn

+ Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s trong chân không

Giải thích các định luật quang điện:

Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện

Anh-xtanh cho rằng, hiện tượng quang điện xảy ra là do êlectron trong kim loại hấp thụ phôtôn của ánh sáng kích thích Phôtôn bị hấp thụ truyền truyền toàn bộ năng lượng của nó cho êlectron Năng lượng ε dùng để:

+ Cung cấp cho êlectron một công A, gọi là công thoát, để êlectron thắng được lực liên kết với mạng tinh thể và thoát ra khỏi bề mặt kim loại;

+ Truyền cho êlectron một động năng ban đầu;

+ Truyền một phần năng lượng cho mạng tinh thể

Nếu êlectron này nằm ngay trên lớp bề mặt kim loại thì nó có thể thoát ra ngay mà không mất năng lượng truyền cho mạng tinh thể Động năng của êlectron này có giá trị cực đại 0max2

+ Định luật quang điện thứ nhất Theo công thức Anh-xtanh, muốn cho hiện tượng quang điện xảy ra, nghĩa là muốn cho êlectron bật ra khỏi bề mặt kim loại dùng làm catôt, thì phôtôn của chùm ánh sáng chiếu vào catôt phải

có nănglượng lơn hơn, hoặc ít nhất bằng công thoát A, nghĩa là có hf A hay

Từ đó suy ra, cường độ của dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng chiếu vào catôt

+ Định luật thứ ba Từ công thức Anh-xtanh ta có:

Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng

+ Để giải thích hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, ta đã thừa nhận ánh sáng nhìn thấy có tính chất sóng Ngoài ra, ta cũng thấy rằng tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X có cùng bản chất với ánh sáng thông thường Ánh sáng là sóng điện từ

+ Thế nhưng, để giải thích hiện tượng quang điện, ta lại phải thừa nhận rằng chùm sáng là một chùm hạt

+ Như vậy, ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Người ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt

+ Trong mỗi hiện tượng quang học, ánh sáng thường thể hiện rõ một trong hai tính chất trên Khi tính chất sóng rõ nét thì tính chất hạt lại mờ nhạt Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn, phôtôn ứng với nó có năng lượng càng lớn thì tính chất hạt thể hiện càng rõ như ở hiện tượng quang điện, ở khả năng đâm xuyên, ở tác dụng phát quang…,còn tính chất sóng càng mờ nhạt Trái lại sóng điện từ có bước sóng càng dài, phôtôn ứng với nó có năng lượng càng nhỏ thì tính chất sóng thể hiện càng rõ như ở hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc…,còn tính chất sóng càng mờ nhạt

2.1.2.3 Mẫu nguyên tử Bo và quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hidrô

Mẫu nguyên tử Bo:

Năm 1913, khi vận dụng thuyết lượng tử để giải thích sự tạo thành quang phổ của nguyên tử đơn giản nhất là hiđrô, nhà vật lý Bo đã bổ sung vào mẫu hành tinh nguyên tử hai giả thuyết, về sau được gọi là hai tiên đề Bo

+ Tiên đề về trạng thái dừng:

Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định En, gọi là các trạng thái dừng Khi nguyên tử ở các trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ

Bình thường, nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất gọi là trạng thái cơ bản Khi hấp thu năng lượng thì nguyên tử chuyển lên trạng thái

có năng lượng cao hơn, gọi là trạng thái kích thích Thời gian sống trung bình của nguyên tử trong các trạng thái kích thích rất ngắn Sau đó nguyên tử chuyển về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn, và cuối cùng chuyển về trạng thái cơ bản

Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, êlectron chuyển động quanh hạt nhân trên các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định, gọi là các quỹ đạo dừng Bo đã tìm được công thức tính bán kính của quỹ đạo dừng của êlectron trong nguyên tử hiđrô :

rn = n2r0

trong đó n là số nguyên và r0 = 5,3.10-11 m, gọi là bán kính Bo Đó chính là bán kính quỹ đạo của êlectron ứng với trạng thái cơ bản của nguyên tử

Người ta đặt tên cho các quỹ đạo dừng của êlectron ứng với n =1, 2, 3, 4,

5, 6,…lần lượt là quỹ đạo K, L, M, N, O, P,…

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

Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En sang trạng thái dừng có mức năng lượng Em thấp hơn thì nguyên tử phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En – Em

En – Em = hf

trong đó h là hằng số Plăng ; n, m là các số nguyên

Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có mức năng lượng Em

mà hấp thụ được một phôtôn có năng lượng hf đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển sang trạng thái dừng có mức năng lượng En lớn hơn

Tiên đề này cho thấy, một nguyên tử phát xạ ra phôtôn nào thì có khả năng hấp thụ phôtôn đó Điều này giải thích được sự đảo vạch quang phổ

Quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô:

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

Trong miền tử ngoại có một dãy gọi là dãy Làiman Dãy thứ hai, gọi là dãy Banme gồm các vạch nằm trong vùng tử ngoại và một số vạch nằm trong miền ánh sáng nhìn thấy là : vạch đỏ Hα, vạch làm Hβ, vạch chàm Hγ, vạch tím Hδ Trong miền hồng ngoại có dãy gọi là dãy Pasen

+ Mẫu nguyên tử Bo giải thích được cấu trúc quang phổ vạch của hydro

cả về định tính lẫn định lượng

Khi nhận được năng lượng kích thích, các nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái cơ bản E1 lên các trạng thái kích thích khác nhau, tức là êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng K gần hạt nhân nhất ra các quỹ đạo dừng ở phía ngoài Khi chuyển về trạng thái cơ bản, các nguyên tử hiđrô sẽ phát ra các

phôtôn (các bức xạ) có tần số khác nhau Vì vậy quang phổ của nguyên tử hiđrô là quang phổ vạch

Dãy Laiman được tạo thành khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng bên ngoài về quỹ đạo K : L → K ; M → K ; N → K… Dãy Banme được hình thành khi êlectron từ các quỹ đạo phía ngoài chuyển về quỹ đạo L : M → L (vạch đỏ Hα) ; N → L (vạch làm Hβ) ; O → L (vạch chàm Hγ) ; P → L (vạch tím Hδ)…Dãy Pasen được tạo thành khi êlectron từ các quỹ đạo ngoài chuyển

về quỹ đạo M…

2.2.Mục tiêu dạy học của chương Lượng tử ánh sáng

2.2.1 Về thái độ, tình cảm

- Có thái độ tích cực và chủ động tìm tòi những hiện tượng và quy luật vật

lý diễn ra trong cuộc sống hàng ngày

- Luôn có ý thức vận dụng những kiến thức vật lý để giải thích các hiện tượng vật lý gắn với thực tiễn

- Có niềm say mê và yêu thích môn học, thích khám phá các hiện tượng vật

lý vận dụng tối ưu các hiện tượng vật lý để giải quyết một hay nhiều vấn đề mới, bài tập mới có thể chưa gặp bao giờ

2.2.2 Về kiến thức, kỹ năng

- Vận dụng linh hoạt các định luật quang điện để giải những bài toán gắn với thực tiễn và những bài toán ở mức độ khó, phức tạp, tổng hợp

- Vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích được các hiện tượng,

quy luật tự nhiên và các bài tập tổng hợp, phức tạp

- Vận dụng linh hoạt mẫu nguyên tử Bo để giải thích các hiện tượng, quy luật liên quan đến thực tiễn và giải thành thạo các bài toán khó, phức tạp

- Giải được các bài tập khó, phức tạp tổng hợp từ nhiều mảng kiến thức bằng cách phân tích một bài khó thành nhiều bài đơn giản

2.3.Phương pháp xây dựng và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương Lượng tử ánh sáng

2.3.1 Phương pháp xây dựng hệ thống bài tập chương Lượng tử ánh sáng

Dựa vào mục tiêu bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý và cơ sở lý luận ở Chương 1, tôi xây dựng hệ thống bài tập chương Lượng tử ánh sáng và phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải: Gồm 14 bài tập định tính và 15 bài tập định lượng, trong đó một số bài có hướng dẫn và một

số bài để học sinh tự giải Hệ thống bài tập phải đảm bảo theo các tiêu chí sau:

- Các bài tập trong hệ thống phải là các bài khó và phức tạp tổng hợp từ nhiều mảng kiến thức nhằm phát triển tư duy cho học sinh giỏi

- Các bài tập tập trung nhiều vào phần nội dung trọng tâm

- Các bài tập khó về mặt toán học muốn giải được cần lượng kiến thức toán học đủ tốt

2.3.2 Phương pháp hướng dẫn giải bài tập chương Lượng tử ánh sáng

2.3.2.1 Phương pháp hướng dẫn bài tập định tính chương Lượng tử ánh sáng

Trong quá trình giải bài tập vật lý, tôi thấy các bài tập định tính thuộc hai loại 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 các định luật quang điện, thuyết lượng tử ánh sáng và hai tiên đề của Bo 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 bài tập định lượng chương Lượng tử ánh sáng

Những bài tập định lượng trong chương Lượng tử ánh sáng được sử dụng

để hướng dẫn cho học sinh giỏi ở đây chủ yếu là các bài ở mức độ tổng hợp Trong các 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 các 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 tạp để quy nó về 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 phải biết phân tích một bài toán phức tạp, tổng quát thành các bài đơn giản, cụ thể Thực chất là rèn cho học sinh biết cách suy luận suy luận khái quát hóa “Từ một vấn đề khó, nếu chúng

ta biết cách tập trung, gỡ rối từng mảng thì chúng ta có thể đưa vấn đề ra ánh sáng Ít ra, chúng ta có thể đặt vấn đề một cách dễ hiểu hơn Nói cách khác, chúng ta đã đi từng bước để khái quát hóa vấn đề.”[11]

Đồng thời định hướng cho học sinh biết cách suy luận tổng quát hóa vấn

đề “Ta gặp một vấn đề F(w1, w2,…, wn) tại điểm các thông số đã là hàm nhất định Giải xong vấn đề này, ta tiến đến tổng quát hóa chúng cho các thông số

wi bất định nằm trong giới hạn nào đó”[11] Thực chất là rèn luyện cho học sinh cách suy luận chuyển từ việc khảo sát một tập hợp đối tượng sang một tập hợp đối tượng lớn hơn chứa tập đối tượng ban đầu Sau khi làm một bài tập với một đại lượng trung gian cụ thể xác định biết cách suy luận để chuyển sang một bài tập khác tổng quát hơn có đại lượng trung gian bất kỳ

+ Định hướng tìm tòi được sử dụng thông qua việc gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để các em có thể chuyển từ các bài cụ thể, đơn giản sang các bài tập tổng quát phức tạp hơn

Trong quá trình hướng dẫn học sinh giỏi, tôi nhận thấy một bài tập khó là tổng hợp từ nhiều bài tập cơ bản đã biết Chính vì thế, tôi luôn định hướng học sinh làm bài điện và lượng tử ánh sáng đơn giản, sau đó hướng các em tổng hợp kiến thức để làm những bài toán tổng quát và tiến tới làm được các bài toán có nhiều biến tổng quát hơn nữa

Hệ thống bài tập dùng cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi ở chương này là những bài tập khó, phức tạp, liên quan đến nhiều mảng kiến thức của Vật lý

Vì vậy trong quá trình hướng dẫn giải các bài tập cho học sinh giỏi vật lý, tôi hướng cho học sinh làm theo các bước của phương pháp giải bài tập vật lý như sau:

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

Từ những đại lượng đã cho ở đề bài, dựa vào các định luật, quy tắc Vật lý, tìm những công thức có chứa đại lượng đã cho với các đại lượng trung