Xây dựng chuyên đề phần nhiệt học bồi dưỡng cho học sinh chuyên vật lí trường trung học phổ thông chuyên

Vị trí, chức năng của các chuyên đề bồi dưỡng trong chương trình chuyên sâu môn Vật lí Trung học phổ thông chuyên .... Hơn 50 năm qua từ 1966 bồi dưỡng nhân tài được thực hiện trong các

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LÊ MINH KHÔI

XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ PHẦN NHIỆT HỌC BỒI DƯỠNG CHO HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÍ TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGHỆ AN - 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LÊ MINH KHÔI

XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ PHẦN NHIỆT HỌC BỒI DƯỠNG CHO HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÍ TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học Vật lí

Mã số: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS HÀ VĂN HÙNG

NGHỆ AN - 2017

LỜI CẢM ƠN

Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Hà Văn Hùng,

người đã định hướng đề tài và hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban giám hiệu, phòng Đào tạo Sau Đại học, khoa Vật lý Trường Đại học Vinh cùng tất cả các thầy cô giáo đã tham gia giảng dạy trong quá trình đào tạo thạc sỹ chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý khóa 23 tại Trường Đại học Vinh

Tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn tới Ban giám hiệu, tổ Vật lý trường THPT Chuyên Lê Khiết - nơi tôi đang công tác, đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm

Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp - những người luôn cổ vũ, động viên để tôi hoàn thành luận văn này

Nghệ An, tháng 6 năm 2017

Lê Minh Khôi

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

NHỮNG TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN 5

1.1 Mục tiêu giáo dục của nước ta 5

1.1.1 Mục tiêu chung của giáo dục 5

1.1.2 Mục tiêu giáo dục của hê thống trường chuyên 5

1.2 Chương trình và kế hoạch giáo dục của trường chuyên 6

1.2.1 Chương trình và kế hoạch giáo dục của trường chuyên 6

1.2.2 Xây dựng tài liệu dạy học trong các trường Trung học phổ thông chuyên 7

1.3 Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí và học sinh Trung học phổ thông chuyên 9

1.3.1 Khái niệm về học sinh giỏi Vật lí và học sinh Trung học phổ thông chuyên 9

1.3.2 Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lí 12

1.3.3 Tầm quan trọng của việc bồi dưỡng học sinh chuyên, học sinh giỏi 14

1.3.4 Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh chuyên, học sinh giỏi Vật lí 15

1.4 Thực trạng bồi dưỡng học sinh chuyên, học sinh giỏi Vật lí ở trường Trung học phổ thông chuyên hiện nay 17

1.5 Các chuyên đề Vật lí với việc bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lí 19

1.5.1 Vị trí, chức năng của các chuyên đề bồi dưỡng trong chương trình chuyên sâu môn Vật lí Trung học phổ thông chuyên 19

1.5.2 Hệ thống lý thuyết trong chuyên đề bồi dưỡng 20

1.5.3 Hệ thống bài tập Vật lí trong chuyên đề bồi dưỡng 20

1.5.4 Cấu trúc chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi 20

1.5.5 Quy trình xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lí 21

1.6 Phương pháp và hình thức dạy học chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên 22 1.6.1 Dạy chuyên đề tại lớp chuyên 22

1.6.2 Luyện tập giải bài tập cá nhân tại nhà 23

Chương 2 XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ PHẦN NHIỆT HỌC BỒI DƯỠNG HỌC

SINH CHUYÊN VẬT LÝ TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN 25

2.1 Tóm tắt nội dung dạy học phần nhiệt học Trung học phổ thông theo Chuẩn kiến thức kỹ năng 25

2.2 Phân tích một số đề thi chọn học sinh giỏi các cấp từ 2014 đến 2017 27

2.2.1 Đề thi học sinh giỏi cấp quốc gia 27

2.2.2 Đề thi học sinh giỏi cấp Tỉnh (Quảng Ngãi) 27

2.2.3 Khảo sát đánh giá năng lực học sinh - đối tượng dạy học của chuyên đề 28

2.3 Xây dựng chuyên đề phần Nhiệt học bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lí trường Trung học phổ thông chuyên 29

2.3.1 Mục tiêu chung và cấu trúc của chuyên đề 29

2.3.2 Chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên phần Nhiệt học 30

2.3.4 Chuyên đề bồi dưỡng cho học sinh chuyên Trung học phổ thông 59

2.3.5 Đề kiểm tra kiến thức đầu vào và kết thúc học chuyên đề 77

2.3.6 Phương án dạy học chuyên đề bồi dưỡng phần Nhiệt học cho học sinh chuyên Vật lý 77

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 79

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 79

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 79

3.3 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 79

3.4 Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm 79

3.4.1 Xây dựng kế hoạch tiến hành thực nghiệm 79

3.4.2 Tiến hành giảng dạy chuyên đề bồi dưỡng để thực nghiệm. 79

3.4.3 Kiểm tra đánh giá từng đối tượng. 80

3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 80

3.5.1 Kết quả kiểm tra đánh giá 80

3.5.2 Xử lí kết quả thực nghiệm 81

3.5.3 Các thông số thống kê 82

3.5.4 Kiểm định giả thuyết thống kê 83

3.6 Rút kinh nghiệm về việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần nhiệt học Trung học phổ thông cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi 84

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC

NHỮNG TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU

Trang

Sơ đồ

Sơ đồ 1.1 Quy trình xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lí 21

Sơ đồ 2.1 Cấu trúc chương chất khí - Vật lý 10 NC 25

Sơ đồ 2.2 Cấu trúc chương chất rắn, chất lỏng và sự chuyển thể 26

Sơ đồ 2.3 Cấu trúc chương cơ sở nhiệt động lực học - Vật lý 10 NC 26

Bảng Bảng 2.1 Ma trận phân bố số câu, số điểm đề thi HSG quốc gia từ năm 2014 đến 2017 (03 ngày) 27

Bảng 2.2 Ma trận phân bố số câu, số điểm đề thi HSG tình Quảng Ngãi từ năm 2015 đến 2017 27

Bảng 2.3 Kế hoạch dạy chuyên đề cho lớp 10 Lý trường THPT Chuyên Lê Khiết 78

Bảng 3.1 Kết quả phân phối thực nghiệm 81

Bảng 3.2 Phân phối tần suất 81

Bảng 3.3 Phân bố tần suất tích luỹ 82

Bảng 3.4 Các thông số thống kê toán 83

Đồ thị Đồ thị 3.1 Phân bố tần số 81

Đồ thị 3.2 Phân bố tần suất tích lũy 82

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Đào tạo và sử dụng nhân tài là vấn đề được quan tâm hàng đầu ở mỗi quốc gia

vì vậy giáo dục là ngành luôn được sự quan tâm rất lớn trong toàn xã hội Đảng ta khẳng định mục tiêu chung của giáo dục là “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” Bồi dưỡng nhân tài thuộc loại hình dạy học chuyên biệt trong nhà trường trung học phổ thông (THPT) Hơn 50 năm qua (từ 1966) bồi dưỡng nhân tài được thực hiện trong các trường THPT năng khiếu, trường THPT chuyên và hệ thống lớp chọn ở một số trường THPT hiện nay.Hệ thống các truờng chuyên trung học phổ thông trên cả nuớc đã và đang đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện, bồi duỡng học sinh giỏi là cái nôi để đào tạo các nhà khoa học, nhà quản lý, các doanh nhân giỏi cho đất nước

Theo Quy chế tổ chức và hoạt động của trường THPT chuyên ban hành cùng thông tư 06/2012/TT-BGDĐT ngày 15/02/2012 thì mục tiêu của các trường năng khiếu, trường chuyên là: “phát hiện các học sinh có tư chất thông minh, đạt kết quả xuất sắc trong học tập và phát triển năng khiếu của các em về một số môn học trên

cơ sở đảm bảo giáo dục phổ thông toàn diện; có khả năng tự học, nghiên cứu khoa học và sáng tạo; có sức khỏe tốt để tiếp tục đào tạo các em trở thành nguồn nhân lực bậc cao, những nhân tài của quốc gia”, với mục tiêu trên hiện nay các trường năng khiếu, trường chuyên nhận được sự quan tâm, đầu tư rất lớn về nhân lực và vật chất

từ phía địa phương và nhà nước

Bồi dưỡnghọc sinh chuyên Vật lí ở trường THPT chuyên là một quá trình mang tính khoa học đòi hỏi phải có chiến luợc lâu dài, có nội dung chương trình và phương pháp phù hợp Vì vậy việc xây dựng một chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi dựa trên cơ sở lí luận và phương pháp giảng dạy bộ môn Vật lí đầy đủ cả về cơ sở lý thuyết và hệ thống bài tập tương ứng với phần kiến thức này là việc làm hết sức quan trọng trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi

Đối với học sinh chuyên Vật lí ở trường THPT chuyên, ngoài việc học chương trình Vật lí nâng cao làm nền tảng cơ bản thì các em còn phải bổ sung thêm chương

trình chuyên sâu Vật lí theo văn bản số 10803/BGDĐT-GDTrH ngày 16/12/2009 Ở trường THPT chuyên công tác bồi dưỡng HSG được đặt lên hàng đầu vì thế cho nên việc dạy bồi dưỡng HSG thường được tổ chức dạy đồng thời cùng với chương trình đang học chính trên lớp và sau đó là dạy bồi dưỡng HSG cho các đội tuyển Trong chương trình bồi dưỡng HSG vật lý phổ thông, Nhiệt học là một trong những nội dung quan trọng, hầu hếtcác đề thi HSG đều có một câu trong phần này Nội dung trong chương trình chuyên sâu phần Nhiệt học tập trung ở lớp 10 là lớp đầu cấp, vì vậy phải hình thành chắc chắn cho các em ngay từ năm học này trong khi phương pháp học môn Chuyên của các em mới bắt đầu tiếp cận nó Đó là một trong những khó khăn khi dạy phần này Ngoài ra, so với chương trình nâng cao, nội dung chương trình Chuyên sâu phần Nhiệt học có sự chênh lệch rất lớn, đòi hỏi các em phải nắm bắt được các kiến thức toán học được bổ sung và kiến thức vật lý rất sâu sắc

Xuất phát từ nhiệm vụ của giáo viên trường THPT chuyên và cũng để góp phần giúp học sinh chuyên Vật lí tiếp cận, nghiên cứu sâu thêm phần Nhiệt học

trong chương trình chuyên, tôi đã chọn đề tài Luận văn Thạc sĩ là: “Xây dựng

chuyên đề phần Nhiệt học bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lí trường Trung học phổ thông chuyên” nhằm góp phần nâng cao chất luợng bồi duỡng học sinh giỏi,

nâng cao chất luợng giảng dạy Vật lí ở các lớp chuyên Vật lí THPT hiện nay

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng chuyên đề phần Nhiệt học bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lí trường THPT chuyên nhằm nâng cao kiến thức, kỹ năng, phát triển tư duy và kích thích sự đam mê Vật lí của các em học sinh trường trung học phổ thông chuyên

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Xây dựng chuyên đề phần Nhiệt học bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lí trường THPT chuyên

- Quá trình dạy học chuyên đề bồi dưỡng cho học sinh chuyên Vật lí của trường THPT chuyên

3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Phần Nhiệt học thuộc chương trình Vật lí 10

- Chương trình chuyên sâu môn Vật lí THPT Chuyên (theo văn bản số 10803/BGDĐT-GDTrH về việc Hướng dẫn thực hiện chương trình chuyên sâu các môn chuyên cấp THPT ngày 16 tháng 12 năm 2009 của Bộ Giáo dục - Đào tạo)

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được chuyên đề phần Nhiệt học bồi dưỡng học sinh chuyên Vật

lí trường THPT chuyên thì sẽ phát triển năng lực, kích thích sự đam mê Vật lí của học sinh qua đó nâng cao thành tích học tập của học sinh chuyên Vật lí ở trường trung học phổ thông chuyên

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận

- Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học và tâm lý học về dạy học phân hóa, bồi dưỡng HSG, học sinh năng khiếu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận bài tập trong dạy học Vật lí nói chung và công tác bồi dưỡng HSG, học sinh năng khiếu nói riêng

5.2 Nghiên cứu thực tiễn

- Tìm hiểu thực trạng bồi dưỡng HSG các cấp ở nước ta và tỉnh Quảng Ngãi

và một số trường THPT trên địa bàn: Tài liệu bồi dưỡng, đề thi HSG các cấp, thực trạng dạy và học…

- Nghiên cứu nội dung dạy học phần “Nhiệt học” Vật lí lớp 10 (nâng cao) THPT

và trong chương trình chuyên sâu Vật lí THPT chuyên

- Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi cho học sinh chuyên Vật lí phần Nhiệt học

- Xây dựng các phương án giảng dạy chuyên đề “Nhiệt học” đã xây dựng để bồi dưỡng HSG cho học sinh chuyên Vật lí

5.3 Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Đọc các tài liệu

- Phân tích, lựa chọn thông tin

- Hệ thống nội dung xây dựng cơ sở lý luận của đề tài

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Điều tra, khảo sát thực tiễn

- Thực nghiệm sư phạm

6.3 Phương pháp thống kê toán học

- Xử lý kết quả điều tra, kết quả thực nghiệm sư phạm bằng thống kê toán học

7 Đóng góp của luận văn

Luận văn sẽ là một tài liệu bồi dưỡng HSG hữu ích giúp nâng cao hiệu quả cho việc giảng dạy và học tập của giáo viên và học sinh chuyên Vật lí ở trường THPT chuyên

- Đề tài xây dựng được chuyên đề bồi dưỡng về lý thuyết và hệ thống các bài tập minh họa; các bài tập vận dụng và nâng cao, bài tập thí nghiệm để bồi dưỡng HSG

- Thiết kế các giáo án dạy bồi dưỡng HSG theo nội dung lý thuyết và bài tập

đã xây dựng trong chuyên đề và đồng thời tổ chức thực nghiệm sư phạm đạt hiệu quả cao

8 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3 chương:

- Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lí ở trường Trung học phổ thông chuyên

- Chương 2: Xây dựng chuyên đề phần nhiệt học bồi duỡng học sinh chuyên Vật lí - trường Trung học phổ thông chuyên

- Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG

CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÍ

Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN

1.1 Mục tiêu giáo dục của nước ta

1.1.1 Mục tiêu chung của giáo dục

Xuyên suốt trong lịch sử nền giáo dục của nước ta từ xưa đến nay, ở bất kỳ giai đoạn lịch sử nào thì nhiệm vụ chính của nền giáo dục là “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” Các nhiệm vụ đó được dàn rộng cho các bậc học, các loại hình đào tạo khác nhau Tùy thuộc vào đặc điểm của từng cấp học, từng loại hình đào tạo mà các nhiệm vụ đó có thể phải thực hiện cả, hay một phần

Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam lần 2, khoá XI

đã chỉ rõ mục tiêu giáo dục trong giai đoạn mới là: “Nhiệm vụ và mục tiêu cơ bản của giáo dục nhằm xây dựng những con người gắn bó với lý tưởng độc lập dân tộc

và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, ý chí kiên cường xây dựng và bảo vệ Tổ quốc, tham gia tích cực vào sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, giữ gìn phát huy các giá trị văn hoá dân tộc, có năng lực tiếp thu văn hoá nhân loại, phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực của cá nhân, làm chủ tri thức và khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỷ luật, có sức khoẻ, là những người thừa kế xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên…” [5]

Dựa vào mục tiêu chung này mà nhà trường THPT đã xây dựng các mục tiêu

và nhiệm vụ cụ thể trong các hoạt động dạy học và giáo dục của nhà trường Mục tiêu của hoạt động dạy học Vật lí trong trường THPT cũng không nằm ngoài mục tiêu chung đã được xác định, dựa vào mục tiêu chung này mà mục tiêu cụ thể của việc dạy học Vật lí được đề ra

1.1.2 Mục tiêu giáo dục của hê thống trường chuyên

Ngày 15/02/2012 Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành Thông tư số BGDĐT về Quy chế tổ chức và hoạt động của trường trung học phổ thông chuyên

06/2012/TT-(Sau đây gợi tắt là Quy chế 06) Theo đó, mục tiêu của trường chuyên là phát hiện những HS có tư chất thông minh, đạt kết quả xuất sắc trong học tập và phát trién năng khiếu của các em về một số môn học trên cơ sở đảm bảo giáo dục phổ thông toàn diện; giáo dục các em thành người có lòng yêu nước, tinh thần vượt khó, tự hào, tự tôn dân tộc; có khả năng tự học, nghiên cứu khoa học và sáng tạo; có sức khỏe tốt để tiếp tục đào tạo thành nhân tài đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước [2]

Hệ thống trường chuyên gồm: Trường chuyên thuộc tỉnh và trường chuyên thuộc cơ sở giáo dục đại học

Mỗi tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương có thể có ít nhất một trường chuyên với tổng số HS các lớp chuyên chiếm tối thiểu 2% số HS THPT của tỉnh, thành phố đó

1.2 Chương trình và kế hoạch giáo dục của trường chuyên

1.2.1 Chương trình và kế hoạch giáo dục của trường chuyên

Chương trình và kế hoạch giáo dục của trường chuyên được quy định tại Thông tư số 06/2012/TT-BGDĐT, ngày 15/02/2012 của Bộ Giáo dục và Đào tạo như sau:

“1 Chương trình, nội dung giáo dục của trường chuyên

a) Đổi với các lớp chuyên:

- Môn chuyên: Do giảo viên bộ môn quyết định Căn cứ kế hoạch giáo dục của nhà trường, tham khảo nội dung dạy học chuyên sâu do Bộ Giáo dục và Đào tạo hướng dẫn, giáo viên bộ môn xây dựng kế hoạch, nội dung dạy học, báo cáo đế tổ chuyên môn góp ý và hiệu trưởng phê duyệt trước khi thực hiện;

- Các môn còn lại: Thực hiện như các lớp không chuyên

Tùy điều kiện thực tế, hiệu trưởng trưòng chuyên quyết định việc tổ chức dạy học theo một số chương trình giáo dục tiên tiến của nước ngoài; dạy học một số môn hoặc nội dung môn học khoa học tự nhiên bằng ngoại ngữ, báo cáo sở giáo dục và đào tạo trước khi thực hiện

b) Đối với các lớp không chuyên: Thực hiện chương trình như đối với các trường THPT không chuyên

2 Kế hoạch giáo dục của trường chuyên

a) Các lớp chuyên bố trí kế hoạch giáo dục nhiều hơn 6 buổi và không quá 42

tiết mỗi tuần

b) Kế hoạch giáo dục phải bảo đảm việc thực hiện đầy đủ kế hoạch giáo dục chung theo quy định và dành thời gian tăng cường dạy học nâng cao chất lượng các môn chuyên, ngoại ngữ, tin học và tăng cưòng rèn luyện kỹ năng sống, kỹ năng hoạt động xã hội của học sinh

3 Hoạt động giáo dục của trường chuyên

Trường chuyên tổ chức các hoạt động giáo dục quy định tại Điều lệ trường trung học và tăng cường tổ chức các hoạt động hướng dẫn học sinh làm quen với nghiên cứu khoa học, sáng tạo kỹ thuật, giáo dục giá trị sống, kỹ năng sống, kỹ năng hoạt động xã hội, rèn luyện sức khỏe của học sinh”

Ngoài ra, ngày 16 tháng 12 năm 2009, Bộ Giáo dục - Đào tạo có công văn số 10803/BGDĐT-GDTrH về việc hướng dẫn thực hiện chương trình chuyên sâu các môn chuyên cấp THPT Theo đó, mục tiêu của Chương trình chuyên sâu gồm các nội dung kiến thức, kỹ năng nhằm phát triển năng khiếu của HS đối với từng môn chuyên, về chương trình, thời lượng giảng dạy đối với các môn chuyên Vật lí thực hiện theo chương trình nâng cao với thời lượng tăng thêm 50% số tiết theo quy định

để thực hiện chương trình chuyên sâu Về tài liệu dạy học đối với mỗi môn chuyên

sử dụng sách giáo khoa theo chương trình quy định và tài liệu tham khảo được hướng dẫn cụ thể trong chương trình chuyên sâu [3]

Căn cứ các văn bản nêu trên, GV dạy môn chuyên được quyền tự xây dựng kế hoạch dạy môn chuyên và thống nhất trong tổ bộ môn, trình hiệu trưởng phê duyệt

1.2.2 Xây dựng tài liệu dạy học trong các trường Trung học phổ thông chuyên

1.2.2.1 Sự cần thiết phải xây dựng tài liệu dạy học ở các trường Trung học phổ thông chuyên

Các trường THPT chuyên thực hiện chương trình GDPT chung và được hỗ trợ một số chuyên đề chuyên sâu nhằm phân hóa trình độ HS Để tạo ra sự đa dạng và phong phú hơn về nội dung, phương pháp, phương tiện, đáp ứng được nhiều mức

độ và yêu cầu khác nhau trong dạy học ở các nhà trường THPT, nhất là các trường chuyên, chúng ta cần xây dựng tài liệu dạy học dành cho các môn chuyên theo hướng sau:

- Hệ thống lý thuyết phải được biên soạn chính xác, đầy đủ, rõ ràng, ngắn gọn,

dễ hiểu, bám sát yêu cầu của chương trình thi HSG quốc gia, quốc tế

- Hệ thống bài tập phong phú, đa dạng giúp HS đào sâu kiến thức, rèn luyện kĩ năng kĩ xảo và phát triển tư duy cho HS nhằm phân hóa trình độ người học

- Tìm kiếm, phát hiện các TLDH, sách tham khảo chuyên ngành phục vụ cho dạy học môn chuyên

- Sưu tầm và tự làm, tự thiết kế các đồ dùng, thiết bị dạy học phù hợp và có hiệu quả

- Vận dụng sáng tạo các phương pháp và hình thức dạy học một cách linh hoạt, sáng tạo nhằm kích thích được HS say mê, hiếu kì, suy nghĩ, tìm tòi; tạo ra hiệu quả dạy học

1.2.2.2 Giáo viên trường Trung học phổ thông và việc xây dựng tài liệu dạy học

Thứ nhất, GV trường THPT chuyên cần có năng lực xây đựng TLDH là xuất

phát từ yêu cầu dạy học phân hóa cho HS ở trường chuyên Trong một lớp học, đối tượng HS tuy cùng lứa tuổi nhưng mỗi em là một thế giới thu nhỏ; với những phâm chất và tính cách khác nhau, các chỉ số IQ, EQ và CQ rất khác nhau; nhu cầu và hứng thú học tập cũng khác nhau; thiên hướng và năng lực cũng khác nhau Như vậy trong dạy học rất cần có sự phân hóa để đáp ứng các nhu cầu và sở thích, những nguyện vọng cá nhân mỗi HS Muốn được như thế ta không thể chỉ bám sát các yêu cầu chung của CT và TLDH mà phải biết cụ thể hóa, bổ sung thêm sao cho phù hợp với các đối tượng khác nhau như đã nêu

Thứ hai, nhiệm vụ của dạy học môn chuyên là góp phần đào tạo và bồi dưỡng

nhân tài cho đất nước; vì thế nội dung dạy học chuyên không thể chỉ bình thường như HS phổ thông Đối tượng HS chuyên là những HSG, ham hiểu biết, sức học cao, tốc độ lớn vì thế nếu chỉ dựa vào CT và TLDH thông thường thì không thể đủ vốn liếng dạy HS chuyên Và vì thế cần biết xây dựng, mở rộng, đào sâu, tìm kiếm thêm rất nhiều các TLDH khác nhau mới đủ sức, đủ tầm đáp ứng sức học của HS chuyên

Thứ ba, thực tiễn ở Việt Nam chưa có CT và SGK cũng như các TLDH riêng

cho HS các môn chuyên trong trường chuyên; Nếu không xây dựng TLDH theo tinh thần vừa nêu kết quả dạy học sẽ rất hạn chế

1.2.2.3 Biện pháp xây dựng TLDH ở trường Trung học phổ thông chuyên

Cách thức xây dựng TLDH được thực hiện là:

a) Phân hóa ở mỗi bài học: trong mỗi bài có cách thức (câu hỏi, bài tập, yêu cầu) khác nhau nhằm đáp ứng các trình độ, sở thích và năng lực khác nhau của HS b) Sử dụng nhiều nguồn TLDH: kiến thức trong SGK là cơ bản, GV dạy cho

HS tiếp cận một vấn đề từ nhiều nguồn thông tin khác nhau; từ đó hình thành thói quen, kĩ năng so sánh, đối chiếu để rút ra kết luận đúng cho mình Khuyến khích HS nêu những ý kiến phản biện, phát hiện các ý nghĩa đa chiều, những khám phá và nhìn nhận một cách thấu đáo và biện chứng Các nước gọi dây là năng lực tư duy phê phán

c) Tăng dần mức: đây là cách tăng khối lượng kiến thức và độ khó của vấn đề nhằm phân hóa và kích thích suy nghĩ HS Trong một đơn vị thời gian có thể cho nhiều bài tập, yêu cầu HS thực hiện nhiều nhiệm vụ với các mức độ khác nhau d) Yêu cần tư duy cao, nhanh: cách này chú trọng tốc độ suy nghĩ hơn là khối lượng Trong cùng một đơn vị thời gian ai làm xong trước, hoàn thành công việc/ nhiệm vụ sớm hơn

e) Tăng cường vấn đề mở: tạo ra nhiều tình huống vấn đề với nhiều phương án

và cách thức giải quyết khác nhau để HS phân tích, nhìn nhận một cách toàn diện trên cơ sở đó lựa chọn cách tốt nhất

f) Tập trung vào phản tích, lí giải, tổng hợp và đánh giá: trong các mức độ nhận thức (Bloom/ Niko) nhận biết là mức thấp Với HSG cần hạn chế các yêu cầu nhận biết tăng cường yêu cầu lí giải, phân tích, tổng hợp và đánh giá, vì đây là các mức độ đế đo năng lực và trí tuệ phù hợp với HSG

1.3 Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí và học sinh Trung học phổ thông chuyên 1.3.1 Khái niệm về học sinh giỏi Vật lí và học sinh Trung học phổ thông

chuyên

1.3.1.1 Học sinh giỏi

Học sinh giỏi 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 Những HS này thể hiện tài năng đặc biệt của mình từ tất cả các bình diện xã hội, văn hóa và kinh tế

Nhiều nước quan niệm: HSG 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 lí thuyết Những học sinh này cần có sự phục vụ và những hoạt động không theo những điều kiện thông thường của nhà trường nhằm phát triển đầy đủ các năng lực vừa nêu trên Cơ quan Giáo dục Hoa Kỳ miêu tả khái niệm “HS giỏi” như sau: Đó 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 Những

HS này thể hiện tài năng đặc biệt của mình từ tất cả các bình diện xã hội, văn hóa và kinh tế” Giỏi là cái con người tạo ra cho mình trong quá trình hoạt động có nhận thức của bản thân chứ không phải cái được trời ban cho

1.3.1.2 Học sinh giỏi Vật lí

Nói chung học sinh giỏi và học sinh giỏi Vật lí 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

Những học sinh có năng khiếu cao trong một lĩnh vực thì trở thành giỏi trong lĩnh vực ấy một cách dễ dàng Tuy nhiên, nếu không có năng khiếu đặc biệt nhưng

có sự luyện tập đặc biệt với lòng say mê cao độ trong những điều kiện thuận lợi có thể trở thành những người giỏi một lĩnh vực nhất định (HSG Toán, HSG Lý ) Một số dấu hiệu của học sinh giỏi vật lí:

- Học sinh có thái độ say sưa, nhiệt tình trong việc học Vật lí chính là điều kiện cần thiết để hình thành và phát triển năng lực ở bộ môn đó Chính ý thức, trách nhiệm cao với công việc, thái độ lao động say mê, cần cù đã có tác dụng với sự phát triển nhân cách, năng lực và làm cho hoạt động trở nên có ý nghĩa và hiệu quả

- Có hứng thú đối với cấu trúc logíc của khoa học

- Có khả năng quan sát rất tốt các sự vật hiện tượng xảy ra xung quanh và có cách nhìn rất thân thiện với các hiện tượng đó

- Trong khi thu nhận và ghi nhớ một sự kiện Vật lí nào đó, học sinh không bị các biểu hiện quen thuộc bên ngoài của sự kiện (lời văn, kí hiệu, hình ảnh ) lấn át hẳn nội dung, bản chất thực sự của sự kiện

- Có óc suy luận toán học nói riêng cũng như phương pháp tư duy nói chung

và sự hiểu biết vững chắc về toán học

- Say mê tìm hiểu mối liên hệ giữa các sự vật hiện tượng và luôn tìm cách giải thích chúng

- Có khả năng chỉ ra một cách nhanh chóng và chính xác các dấu hiệu bản chất của sự vật hiện tượng và nguyên nhân của nó

- Có khả năng phân tích, vận dụng một cách sâu sắc các kiến thức đã học để chỉ ra bản chất của các nghịch lý Vật lí, cũng như khả năng phát hiện nhanh chóng các sai lầm đó khi chúng xuất hiện và phân tích được chúng

- Có khát vọng và quyết tâm giải được các bài toán vật lí

- Có sự chú ý mang tính chất chọn lọc, không dừng lại trước những điều chẳng liên quan đến sự vật, hiện tượng; có khả năng nhìn được từ xa cả những điều nhỏ nhất nếu giữa chúng với sự kiện đang xét có mối liên hệ nào đó

- Có khả năng xây dựng các phỏng đoán hay đề ra giả thiết (còn gọi là các đường bao của lời giải); đồng thời có khả năng kiểm tra thậm chí thay đổi các phỏng đoán của mình bằng con đường “thử và sai”, liên tiếp đưa ra các phỏng đoán tiếp cận hợp lý

- Có khả năng huy động kịp thời các tri thức và tổ chức kiến thức cho thích ứng với bài toán

- Có khả năng nhận biết các yếu tố, các dấu hiệu quen thuộc, từ đó có thể gợi cho người học hồi tưởng được những điều có ích cho việc giải bài toán, huy động được những kiến thức có quan hệ với vấn đề đang xét

- Có khả năng bổ sung thêm các yếu tố phụ nhằm làm cho bài toán thêm phong phú, hiện tượng trở nên rõ rệt hơn

- Có khả năng cách ly, phân chỉnh thể một sự kiện thành các hợp phàn, rồi liên kết các hợp phần thành một chỉnh thể khác trước, từ đó quan niệm của người học về

sự kiện sẽ được chuyển biến sang tình huống có triển vọng hơn

- Có khả năng đưa ra các quyết định trung gian thuộc loại quan trọng nhất là

mở rộng khu vực tìm tòi, phá bỏ những giới hạn trói buộc

- Có khả năng tập trung chú ý vào mục đích

- Có năng lực thực nghiệm; có khả năng xác định nhanh mối liên hệ giữa lý thuyết và thực hành

- Có khả năng thiết kế và cải tiến các dụng cụ thí nghiệm để sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau.Thích chế tạo, lắp ráp các dụng cụ và khéo léo chân tay

Ngoài ra, một trong những tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá học sinh giỏi vật

lí là trực giác vật lí (một khả năng do rèn luyện mà có) thông qua những kĩ năng thực nghiệm và phương pháp thực nghiệm (Bởi vì nếu dựa vào việc học qua sách

vở thì chổ chỉ khi đã đạt được trình độ uyên bác nhất định mới có được trực giác Vật lí tốt HS phổ thông chưa có những điều kiện như vậy nên tốt nhất là phải rèn luyện thông qua thực nghiệm, vì trong thực nghiệm bản chất của hiện tượng được bộc lộ với đủ khía cạnh của nó)

1.3.1.3 Học sinh Trung học phổ thông chuyên

Học sinh được tuyển chọn vào các trường THPT chuyên hầu hết là các em có

tư chất thông minh, ham học hỏi, tích cực và chủ động trong quá trình học tập, nghiên cứu Chương trình và phương pháp dạy học cho học sinh ở trường THPT chuyên được xây dựng và lựa chọn phải căn cứ vào đặc điểm đó và mục tiêu của trường THPT chuyên: “Mục tiêu của trường chuyên là phát hiện những học sinh có

tư chất thông minh, đạt kết quả xuất sắc trong học tập và phát triển năng khiếu của các em về một số môn học trên cơ sở đảm bảo giáo dục phổ thông toàn diện; giáo dục các em thành người có lòng yêu nước, tinh thần vượt khó, tự hào, tự tôn dân tộc; có khả năng tự học, nghiên cứu khoa học và sáng tạo; có sức khỏe tốt để tiếp tục đào tạo thành nhân tài đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước”

1.3.2 Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lí

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

- 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

- 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 kí 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 nghiệm:

+ Có kỹ năng thực hiện các thao 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

1.3.2.2 Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi Vật lí

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

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

- Có kiến thức Vật lí vững vàng, sâu sắc, hệ thống, chính là nắm vững bản chất của các hiện tượng Vật lí 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 lí 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 lí, 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

1.3.3 Tầm quan trọng của việc bồi dưỡng học sinh chuyên, học sinh giỏi

Tài năng là vốn quí của nước nhà Tài năng sẽ có và đến nhờ năng khiếu song

có năng khiếu cũng không trở thành tài năng được nếu không có quá trình giáo dục, bồi dưỡng một cách khoa học

Đồng chí Lê Khả Phiêu nguyên Bí thư trung ương Đảng đã từng nói: "Về nhân tài một mặt phải tìm được những cách thích hợp để phát hiện và bồi dưỡng nhân tài, đồng thời cũng cần lưu ý là nhân tài sẽ có điều kiện xuất hiện trên một nền dân trí rộng và trên cơ sở việc tổ chức đào tạo nhân lực tốt và nhân tài là người có trí tuệ sắc bén và những người có bàn tay vàng có những kỹ năng đặc biệt" Vì vậy để thực hiện mục tiêu đào tạo thế hệ trẻ Việt Nam trở thành con người Việt Nam có tài có đức kế tục sự nghiệp cách mạng thì nhiệm vụ của các thầy cô giáo phải kịp thời phát hiện và có kế hoạch bồi dưỡng học sinh có năng khiếu Đặc biệt, trong thế kỷ

mà tri thức, kỹ năng của con người được xem là yếu tố quyết định sự phát triển của

xã hội thì nhiệm vụ của ngành giáo dục là phải đào tạo ra những con người có trí tuệ phát triển thông minh và sáng tạo Điều này buộc nhà trường phổ thông phải trang

bị đầy đủ cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản, hiện đại, phù hợp với thực tiễn Việt Nam và năng lực suy nghĩ sáng tạo và nhiệm vụ cấp thiết đặt ra là phải đổi mới phương pháp dạy học, áp dụng những phương pháp dạy học hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề Chính vì vậy, có

thể nói bồi dưỡng HSG là một trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu của trường THPT và nhất là THPT chuyên

1.3.4 Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh chuyên, học sinh giỏi Vật lí

1.3.4.1 Tổ chức dạy học

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 bồi dưỡng học sinh giỏi ở THPT 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 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 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

1.3.4.2 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

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 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 hoàn thành từng phần theo thời gian đã định Sau phần đầu phải rút kinh nghiệm để 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”

1.3.4.3 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 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 HSG 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 HSG 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 HSG, ở từng giai đoạn GV có nhiệm vụ làm xuất hiện những tình huống bắt buộc HS 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 logic dưới dạng những qui tắc đơn giản

1.3.4.4 Tổ chức kì thi tháng cho lớp chuyên

Mỗi tháng nhà trường tổ chức một kì thi Năng khiếu (thi tháng) cho từng lớp Chuyên, đó cũng là cơ sở để xét duyệt cấp học bổng cho HS 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 đạt 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…

1.4 Thực trạng bồi dưỡng học sinh chuyên, học sinh giỏi Vật lí ở trường Trung học phổ thông chuyên hiện nay

Điểm nhấn của các trường chuyên chính là chất lượng giáo dục Ở Việt Nam việc bồi dưỡng học sinh giỏi được duy trì thường xuyên, liên tục và có chất lượng Năm 2009, có 1.900/ 3.835 thí sinh tham dự các kỳ thi học sinh giỏi quốc gia đoạt giải, đạt tỷ lệ 49,54% Trong các kỳ thi Olympic quốc tế, tính đến tháng 8/2009 đã

có 498/ 576 em dự thi đoạt giải, đạt tỷ lệ 86,45% với 116 huy chương vàng, 169

huy chương bạc, 188 huy chương đồng, 25 bằng khen và là 1 trong những nước có thành tích cao trong các kỳ thi Olympic quốc tế

Đảng ta quan niệm “Hiền tài là nguyên khí của quốc gia” và rất coi trọng việc bồi dưỡng nhân tài cho đất nước Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng có những chủ trương mới về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Đó là tiếp tục chú trọng xây dựng

hệ thống các trường chuyên một cách hoàn thiện hơn, khuyến khích và tôn vinh các học sinh xuất sắc đạt thành tích cao Chính vì vậy mà những năm gần đây các Hội nghị toàn quốc các trường THPT chuyên đều đặn được tổ chức “nhằm xây dựng, phát triển các trường THPT chuyên thành hệ thống các trường THPT chuyên chất lượng cao làm nhiệm vụ phát hiện, bồi dưỡng tài năng trẻ, đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước trong thời kỳ đổi mới và hội nhập” theo lời phát biểu của Phó Thủ tướng kiêm Bộ trưởng Bộ GD và ĐT Nguyễn Thiện Nhân

Theo Bộ trưởng, hệ thống các trường THPT chuyên đã đóng góp quan trọng trong việc phát hiện, bồi dưỡng học sinh năng khiếu, tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho đất nước, đào tạo đội ngũ học sinh có kiến thức, có năng lực tự học, tự nghiên cứu, đạt nhiều thành tích cao góp phần quan trọng nâng cao chất lượng và hiệu quả giáo dục phổ thông

Tham dự hội nghị các trường chuyên tổ chức vào tháng 7/2011 tại Đà Nẵng, qua tiếp xúc và trao đổi với hơn 60 giáo viên trường chuyên giàu kinh nghiệm trong giảng dạy học sinh chuyên, bồi dưỡng HSG, tôi rút ra nhận xét công tác bồi dưỡng HSG của hệ thống các trường THPT chuyên trong toàn quốc vẫn có những hạn chế, khó khăn nhất định, cụ thể:

- Hầu như trong thư viện các trường đều không có tài liệu dạy bồi dưỡng HSG

- Trong các loại sách mà Công ty thiết bị Giáo dục cấp cho các trường THPT, không có sách dành cho giáo viên và học sinh trường chuyên

- Phân phối chương trình chuyên và quy mô giờ dạy mà bộ GD và ĐT đưa ra

có nhiều bất hợp lý và chưa được tháo gỡ

- Đa số các giáo viên không nhiệt tình tham gia bồi dưỡng HS chuyên, HSG với các lý do: không có tài liệu, sức ép phải có HSG luôn đè nặng trên vai và tâm trí

của người thầy khi tham gia dạy chuyên và bồi dưỡng HSG, sự đầu tư chuyên môn

và công sức bỏ ra rất tốn kém thời gian và trí lực

- Việc phát hiện năng khiếu ở lứa tuổi bậc THPT là quá chậm trong công tác đào tạo và bồi dưỡng HS chuyên, HSG

- Học sinh không muốn tham gia vào các đội tuyển HSG vì học tập vất vả, tốn kém rất nhiều thời gian mà hầu như không được một quyền lợi nào về học tập khi đạt một giải nào đó trong các kỳ thi HSG Tâm lý của các em HSG là học để thi đậu vào một trường đại học nào đó mà các em và gia đình lựa chọn

- Kinh phí đầu tư cho công tác bồi dưỡng HSG còn nhiều bất cập đáng phải suy nghĩ

Nhưng dù có khó khăn thế nào thì việc bồi dưỡng HSG - với ý nghĩa và tầm quan trọng của nó - cũng cần được phát triển Hiện nay, công việc ấy đang được thực hiện bởi những giáo viên đầy tâm huyết, những HS có năng khiếu và có niềm đam mê thực sự, rất cần được sự cổ vũ mạnh mẽ từ phía gia đình, nhà trường và cộng đồng

1.5 Các chuyên đề Vật lí với việc bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lí

1.5.1 Vị trí, chức năng của các chuyên đề bồi dưỡng trong chương trình chuyên sâu môn Vật lí Trung học phổ thông chuyên

Tự xây dựng TLDH dành cho bồi dưỡng HSG, tài liệu phù hợp với đối tượng

hs được bồi dưỡng (theo điều kiện vùng miền) sao cho bám sát được, tiếp cận được chương trình chuyên sâu của Bộ Đó là yêu cầu tất yếu của dạy học phân hóa Bồi dưỡng HSG là một hình thức dạy học phân hóa

Ngày 16 tháng 12 năm 2009, Bộ Giáo dục - Đào tạo có công văn số 10803/BGDĐT-GDTrH về việc hướng dẫn thực hiện chương trình chuyên sâu các môn chuyên cấp THPT Hệ thống chuyên đề ấy là những gợi ý khái quát, bước đầu một số vấn đề đã được gọi mở và tháo gỡ

Đối với bộ môn Vật lí, các chuyên đề chuyên sâu gồm các nội dung kiến thức,

kỹ năng nhằm phát triển năng khiếu Vật lí của học sinh, về thời lượng dạy học được quy định bằng 50% so với chương trình Vật lí nâng cao Với nội dung và thời lượng như trên các chuyên đề chuyên sâu đã đáp ứng được việc Xây dựng tài liệu dạy học

trong các trường THPT chuyên

Chuyên đề bồi dưỡng trong chương trình chuyên sâu môn Vật lí thực chất là chương trình - tài liệu theo yêu cầu phân hoá Tư tưởng chỉ đạo ở đây là: trên nền tảng chương trình nâng cao của bộ môn Vật lí, người thầy cần biết dạy phân hoá cho đối tượng HSG Vật lí như thế nào để tạo ra sự phát triển phù hợp cho các đối tượng này nhằm phát triển năng khiếu Vật lí của HS và nâng cao thành tích học lập của HS chuyên Vật lí ở trường THPT chuyên

1.5.2 Hệ thống lý thuyết trong chuyên đề bồi dưỡng

Chuyên đề bồi dưỡng phải có nội dung giáo khoa bổ sung được những kiến thức nằm ngoài chuân kiến thức kỹ năng chương trình chuyên sâu nhưng trong phạm vi mà các đề thi HSG các cấp tương ứng đề cập đến

Học sinh phải được trang bị các kiến thức toán học đủ đê tiếp thu được các kiến thức Vật lí trong chuyên đề

Hệ thống lý thuyết trong chuyên đề phải được biên soạn một cách cô đọng dễ vận dụng

1.5.3 Hệ thống bài tập Vật lí trong chuyên đề bồi dưỡng

Ngoài các yêu cầu chung của hệ thống bài tập dùng trong dạy học một chương, một phần thì bài tập trong chuyên đề bồi dưỡng HSG phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Hệ thống bài tập được chọn theo chủ đề, từ dễ đến khó, có tính chọn lọc và điển hình

+ Hệ thống bài tập trong cùng một chủ đề phải gồm bài tập tại lớp để minh họa, bổ sung kiến thức mới và bài tập tự giải Đảm bảo bài tập tự giải đủ 3 loại: bài tập vận dụng kiến thức; bài tập luyện tập nâng cao và bài tập sáng tạo

+ Bài tập luyện tập nâng cao phải là những bài tập tống hợp, rèn luyện kỹ năng, phát triển tư duy lô-gic, tư duy toán học, tư duy Vật lí tiếp cận được với đề thi Olympic Vật lí phổ thông các cấp về độ khó và mức sáng tạo

+ Chú ý các bài tập sáng tạo là những bài tập gắn với tình huống thực tế nhằm bồi dưỡng cho HS năng lực sáng tạo và niềm đam mê yêu thích Vật lí học

1.5.4 Cấu trúc chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi

Chuyên đề bồi dưỡng HSG là kế hoạch dạy học của GV dành cho đối tượng

HS cụ thể cần phải được thiết kế theo cấu trúc sau:

I Mục tiêu dạy học:

- Kiến thức

- Kỹ năng

- Thái độ

II Đối tượng dạy

1 Phương tiện dạy học

2 Nội dung và phương pháp dạy học: được chia thành các mođun nhằm đạt mục tiêu kiến thức:

- Bổ túc kiến thức ngoài chuẩn, bổ túc kiến thức toán;

- Bài tập vận dụng tập dượt kiến thức ngoài chuẩn;

- Bài tập luyện tập nâng cao rèn luyện phát triển kỹ năng;

- Bài tập sáng tạo

1.5.5 Quy trình xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lí

Để xây dựng chuyên đề bồi dưỡng HSG của một phần, một chương, một phân môn tôi sử dụng qui trình xây dựng theo sơ đồ 1.1

Sơ đồ 1.1 Quy trình xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lí

Đánh giá KT – KN và NLTD của HSG

Thực nghiệm các phương án

Khảo sát đề thi HSG cấp tương ứng

Có thể điều chỉnh

nộ dung chuyên đề

để đạt mục tiêu

Có thể điều chỉnh phương án sử dụng chuyên đề để đạt mục tiêu

1 Xác định chuẩn kiến thức, kỹ năng của chuyên đề trong chương trình phổ thông hiện hành (Đây là mức độ tối thiểu của HS đại trà, HSG phải đạt vượt chuẩn này ở mức độ khá trở lên)

2 Khảo sát đề thi HSG cấp tương ứng trong 5 năm gần đây

Việc khảo sát đề thi HSG nhằm:

- Xác định phổ kiến thức của chủ đề được sử dụng trong các đề thi, mức độ vượt khỏi chuẩn của kiến thức và kỹ năng làm cơ sở xác định kiến thức cần bổ túc cho HSG thông qua bài tập nâng cao kiến thức

- Xác định mức độ phức tạp của bài tập luyện tập nâng cao làm cơ sở thiết kế các kỹ năng cần rèn luyện cho HS trong các bài tập luyện tập nâng cao

- Xác định tần suất và dấu hiệu mới của đề thi được sử dụng

3 Đánh giá kiến thức kỹ năng và năng lực tư duy của đội tuyên HSG (Xác định trình độ hiện thời, đầu vào của đối tượng HSG) nhằm xây đựng chuyên đề phù hợp với vùng phát triển gần nhất của HS được bồi dưỡng

4 Xây dựng mục tiêu dạy học của chuyên đề bồi dưỡng bồi dưỡng HSG trên

cơ sở các kết quả của các bước 1, 2, 3 trong quá trình

5 Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng HSG để đáp ứng mục tiêu của kỳ thi HSG cấp tỉnh, Olympic hoặc quốc gia

6 Xây dựng phương án sử dụng chuyên đề bồi dưỡng đã xây dựng

7 Thực nghiệm các phương án, đánh giá hiệu quả chuyên đề bồi dưỡng đã xây dựng

8 Điều chỉnh, bổ sung chuyên đề bồi dưỡng qua từng đợt bồi dưỡng

1.6 Phương pháp và hình thức dạy học chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên

Những kết quả nghiên cứu tâm lý học khẳng định, HS năng khiếu có thế học tập bằng nhiều cách khác nhau, học với tốc độ nhanh hơn, học dồn, học tắt, học tích hợp hoặc ghép các nội dung khác nhau so với HS bình thường

Chuyên đề bồi dưỡng sẽ được dạy tách rời cho đội tuyển theo kế hoạch bồi dưỡng HSG của tổ bộ môn và của trường Hình thức dạy học bao gồm:

1.6.1 Dạy chuyên đề tại lớp chuyên

Đây là khâu quan trọng nhất trong quá trình bồi dưỡng Chuyên đề được chia

- Bài tập nâng cao: bao gồm bài tập vận dung kiến thức đã học và bài tập luyện tập nâng cao, bài tập sáng tạo

1.6.2 Luyện tập giải bài tập cá nhân tại nhà

Trong lúc học ở nhà, GV cho HS những bài tập luyện tập nội dung các bài tập này có thể nâng cao nhưng ngược lại HS đã được cung cấp tài liệu, angôrit giải hoặc

hệ thống CH định hướng tư duy Trên cơ sở đó HS với năng lực tự học kết họp cùng với các thao tác tư duy đê hoàn thành bài tập được giao Đẻ giải bài tập cá nhân ở nhà HS vận dụng một số bước như sau:

- Vận dụng các bước định hướng chung của việc giải BTVL

- Tổng hợp nguồn tài liêu mà HS sẵn có

- Dựa vào hệ thống CH định hướng tư duy và các kỹ năng để tìm kết quả Trong hoạt động này không có sự hướng dẫn trực tiếp và giám sát của GVnên

HS phải phát huy hết năng lực tự học của mình, vì vậy qua hoạt động này HS được rèn luyện năng lực tự học rất cao, cho nên trong quá trình bồi dưỡng GV không nên xem nhẹ GV định thời gian đẻ hoàn thành bài tập có thể trong ngày, trong tuần, sau khi HS giải bài tập xong thì GV kiểm tra và chỉnh sửa cho hoàn chỉnh

Hai hoạt động có tính chất quyết định chất lượng giải bài tập ở nhà là:

- Phân tích bài toán hoặc CH hướng dẫn sau mỗi bài tập

- Kiểm tra và đánh giá việc giải bài tập ở nhà của học sinh

Câu hỏi hướng dẫn hoặc phân tích bài toán giúp định hướng tư duy HS về phía trả lời đúng, hạn chế việc HS bế tắt không giải được bài tập

Bài tập luyện tập ở nhà phải đạt được mục tiêu:

- Thành thạo kỹ năng giải bài tập theo phương pháp đã biết (giải bài tập tương

Hiện nay, ở nhiều trường đại học và các tỉnh, thành trong cả nước đều có trường chuyên Trong gần nửa thế kỷ vừa qua, bồi dưỡng HSG vật lí đã đạt được những thành tích đáng kể và được đồng nghiệp quốc tế đánh giá cao về trí tuệ HS phổ thông Việt Nam

Bên cạnh những thành tích không nhỏ, những tồn tại của vấn đề bồi dưỡng HSG cũng bộc lộ khá rõ mà đặc biệt là bồi dưỡng HSG bằng cách nhồi nhét kiến thức, thủ thuật làm các dạng bài, biến các em thành thợ làm bài tập vật lí mà không quan tâm việc trang bị năng lực tư duy sáng tạo, về những phương pháp nhận thức khoa học của môn học trong quá trình bồi dưỡng HSG

Vì thế, việc xây dựng tài liệu dạy học trong công tác bồi dưỡng HSG thực chất

là xây dựng TLDH theo yêu cầu phân hóa, phải chú ý phát triển được các thuộc tính của nhân cách là trí thông minh, sự sáng tạo, kích thích sự đam mê, yêu thích bộ môn và các năng lực tư duy

Trong công tác quản lý phải động viên, khuyến khích GV xây dựng TLDH cho HSG Trên cơ sở đánh giá chính xác năng lực HS ở từng địa phương để tổ chức cho GV các môn chuyên xây dựng TLDH bồi dưỡng HSG cho phù hợp

Chương 2 XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ PHẦN NHIỆT HỌC BỒI DƯỠNG HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÝ

TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN

2.1 Tóm tắt nội dung dạy học phần nhiệt học Trung học phổ thông theo Chuẩn kiến thức kỹ năng

Phần nhiệt học THPT được bố trí sau phần cơ học ở học kỳ 2 lớp 10 gồm 3 chương:

Với chương trình nâng cao được bố trí ở các chương như sau

QT Đẳng áp Định luật Gay - Luysăc

Clappeyron – Mendeleev

- Chương 7: Chất rắn, chất lỏng và sự chuyển thể

Sơ đồ 2.2 Cấu trúc chương chất rắn, chất lỏng và sự chuyển thể

- Chương 8: Cơ sở nhiệt động lực học

Sơ đồ 2.3 Cấu trúc chương cơ sở nhiệt động lực học - Vật lý 10 NC

Với chương trình cơ bản được bố trí ở các chương như sau với nội dung tương tự

- Chương 5: Chất khí

CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

Nội năng – Độ biến

thiên nội năng

Sự nở vì nhiệt của vật rắn

Các hiện tượng

bề mặt chất lỏng

Sự chuyển thể các chất

Độ ẩm không khí

Lực căng bề mặt

f = l

Nở khối

V = V-Vo = lot

Nở dài

l = l – lo

= lot

Hiện tương dính ướt

Hiện tượng mao dẫn

Sự nóng chảy

Q = m

Sự bay hơi

Sự sôi

Q = Lm

- Chương 6: Cơ sở nhiệt động lực học

- Chương 7: Chất rắn, chất lỏng và sự chuyển thể

Hệ thống bài tập bồi dưỡng HSG phải trang bị cho học sinh kiến thức lý thuyết

và kỹ năng để học sinh tiếp cận và giải được các đề thi HSG các cấp trong thời gian gần đây Vì vậy sau đây tôi phân tích các dề thi HSG vật lý các cấp trong 3 năm gần đây để đánh giá trọng số bài tập phần nhiệt học, mức độ khó của bài tập để làm cơ

sở thực tiễn cho việc xây dựng hệ thống bài tập bồi dưỡng HSG phần nhiệt

2.2 Phân tích một số đề thi chọn học sinh giỏi các cấp từ 2014 đến 2017

2.2.1 Đề thi học sinh giỏi cấp quốc gia

Bảng 2.1 Ma trận phân bố số câu, số điểm đề thi HSG quốc gia

Rõ ràng với đề thi HSG quốc gia thì phần nhiệt học đóng một vai trò quan trọng

2.2.2 Đề thi học sinh giỏi cấp Tỉnh (Quảng Ngãi)

Bảng 2.2 Ma trận phân bố số câu, số điểm đề thi HSG tình Quảng Ngãi

Qua phân tích ma trận và đề thi HSG cấp tỉnh từ năm 2015 trở lại đây cho thấy trong mỗi đề của mỗi năm số lượng phần nhiệt luôn chiếm khoảng 1/5 câu chiếm tỉ

lệ 20% trong đề thi Số điểm 8/40 điểm cho mỗi câu chiếm tỉ lệ 20% số điểm của 02 ngày thi Rõ ràng với đề thi HSG cấp tỉnh thì phần nhiệt học đóng một vai trò rất quan trọng

2.2.3 Khảo sát đánh giá năng lực học sinh - đối tượng dạy học của chuyên đề

Để xây dựng chuyên đề bồi dưỡng đội tuyển HSG phù họp đối tượng, đạt mục tiêu và mục đích nghiên cứu trong qui trình đã nêu trên, sau khi xác định kiến thức cần bố túc nâng cao, bước tiếp theo là khảo sát trình độ đội tuyển HSG

Trường THPT Chuyên Lê Khiết hàng năm có:

+ Đội tuyển dự thi HSG cấp tỉnh môn Vật lý gồm HS các khối lớp 11 và 12 số

lượng khoảng 20 đến 25 học sinh

+ Đội tuyển dự thi HSG Olympic môn Vật lý khối 10 có 06 em, khối 11 có 06

em

+ Đội tuyển thi HSG máy tính cầm tay có 15 em

+ Đội tuyển dự thi chọn đội tuyển HSG quốc gia môn Vật lý do Sở tố chức thi

và tuyển chọn, với số lượng 06 em, trong 06 HS được chọn vào đội tuyển HSG dự thi quốc gia môn Vật lý của tỉnh Quảng Ngãi hầu như đều thuộc về HS trường THPT Chuyên Lê Khiết

Mục tiêu bồi dưỡng cho đội tuyển HSG lớp 10 và 11 là đạt giải trong kỳ thi HSG cấp tỉnh; đạt huy chương trong kỳ thi HSG Olympic 30-4; Olympic Duyên hải đồng bằng Bắc bộ và được chọn vào đội tuyển dự thi HSG quốc gia và tiếp tục tham gia kỳ thi HSG quốc gia năm học lớp 12

Qua kết quả học tập và các kỳ thi HSG Vật lý ở lớp 10 có thể đánh giá kiến thức đầu vào đội tuyển HSG lớp 10 năm học 2016-2017 như sau:

- Về kiến thức: có kiến thức cơ bản môn Vật lý ở mức độ giỏi

- Kỹ năng: suy luận lôgic, có khả năng tập trung và tư duy vật lý tốt

- Thái độ: đa phần là HS có say mê môn học, yêu thích bộ môn

2.3 Xây dựng chuyên đề phần Nhiệt học bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lí trường Trung học phổ thông chuyên

2.3.1 Mục tiêu chung và cấu trúc của chuyên đề

2.3.1.1 Mục tiêu chung của chuyên đề

- Vận dụng được các công thức, các định luật, các nguyên lí để giải bài tập

- Vận dụng được kiến thức đã học đế xây dựng các phương án thí nghiệm và giải thích các hiện tượng vật lý trong thực tiễn cuộc sống và kỹ thuật

* Về thái độ

- Yêu thích bộ môn, có đam mê tìm tòi nghiên cứu vật lý

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

2.3.1.2 Cấu trúc của chuyên đề

- Cơ sở để xây dựng và lựa chọn các modun kiến thức dựa vào

+ Mục tiêu bồi dưỡng HSG là cần đạt được về kiến thức, kỹ năng để giải quyết các bài tập có độ khó cao, có tính sáng tạo; trong từng phần và biên soạn nội dung giáo khoa, hệ thống bài tập bám sát mục tiêu

+ Nội dung phần Nhiệt học theo chuẩn KT-KN chương trình THPT nâng cao, chương trình chuyên sâu của Bộ GD-ĐT và nội dung vượt chuẩn thường có trong các đề thi HSG các cấp

+ Cấu trúc phần Nhiệt học bao gồm 3 phần:

Phần 1: Phương trình trạng thái và các nguyên lí I, II nhiệt động lực học của khí lí tưởng

Phần 2: Khí thực

Phần 3: Xác suất trong vật lí

Mỗi phần kiến thức gồm:

§1 Nội dung kiến thức trọng tâm

§3 Bài tập vận dụng kiến thức

§4 Bài tập luyện tập nâng cao và bài tập sáng tạo hoặc bài tập thí nghiệm Sau đây là các phần kiến thức

2.3.2 Chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên phần Nhiệt học

* Phần 1: Phương trình trạng thái và các nguyên lí I, II nhiệt động lực học của khí lý tưởng

+ Vận dụng phương trình trạng thái của khí lý tưởng, phương trình Clappayron

- Mendeleev các nguyên lý nhiệt động lực học vào giải các bài toán cụ thể

+ Phát triển kỹ năng tính toán, kỹ năng làm bài tập

2.3.2.2 Nội dung

1 Khí lí tưởng: Chất khí được coi là khí lí tưởng khi có thể bỏ qua tương tác giữa các phân tử khí chỉ kể đến các tương tác này khi chúng va chạm với nhau hoặc với thành bình (hoặc khí lí tưởng là khí tuân theo đúng định luật Bôilơ - Mariốt và Sáclơ)

2 Thông số xác định trạng thái:

- Một vật hoặc một nhóm vật, bao gồm một số hạt rất lớn hạt (nguyên tử hoặc phân tử) gọi là một hệ vĩ mô

- Trạng thái của một hệ vĩ mô được đặc trưng bởi một số đại lượng vật lí gọi là

các thông số trạng thái Ví dụ: áp suất p, thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T là các

thông số trạng thái của một lượng khí nào đó

- Phân biệt hai loại thông số:

+ Thông số ngoài: xác định bởi các vật bao quanh hệ; như thể tích V của một

lượng khí là thông số ngoài, nó phụ thuộc kích thước bình chứa khí;

+ Thông số trong: đặc trưng cho chính hệ xét, như áp suất p, nhiệt độ T của

một lượng khí

3 Đạo hàm, vi phân, tích phân

3.1 Đạo hàm tại một điểm: Cho hàm số y f x  xác định trên khoảng (a; b)

và x0 a b; Nếu tồn tại giới hạn (hữu hạn)    

3.3 Tích phân: Cho f x  là hàm số liên tục

trên đoạn [a; b] Giả sử F(x) là một nguyên hàm của

 

f x trên đoạn [a; b] Hiệu số F(b) - F(a) được gọi là

tích phân từ a đến b (hay tích phân xác định trên

đoạn [a; b]) của hàm số f x , ký hiệu: ( )

+ Quá trình đẳng nhiệt: T = const, pV = const

+ Quá trình đẳng tích: V = const, p const

T  T (áp dụng cho lượng khí có khối lượng không đổi)

3 Phương trình Clapeyron-Mendeleev (phương trình C -M):

4 Nguyên lý I của nhiệt động lực học (NĐLH):

a Nội dung: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng đại số nhiệt lượng và công mà hệ nhận được

trong đó: U : độ biến thiên nội năng của hệ; Q, A: là các giá trị đại số

c Quy ước:

+ Q > 0; A > 0: hệ nhận nhiệt lượng, nhận công

+ Q < 0; A < 0: hệ nhả nhiệt lượng, sinh công

- Nếu xét trong một quá trình vô cùng nhỏ thì: dU = dQ + dA

5 Các khái niệm về nhiệt dung, nhiệt dung riêng

a Nhiệt dung của một vật: Là đại lượng vật lý có giá trị bằng nhiệt lượng cần cung cấp cho vật để nhiệt độ của nó tăng thêm 10

b Nhiệt dung riêng của một chất bất kỳ là đại lƣợng vật lý có giá trị bằng

nhiệt lƣợng cần truyền cho một đơn vị khối lƣợng chất nói chung và một đơn vị

khối lƣợng khí nói riêng đó để làm tăng nhiệt độ của nó thêm 10: C dQ

dT

c Nhiệt dung mol của một chất bất kỳ là đại lƣợng vật lý có giá trị bằng nhiệt

lƣợng cần truyền cho 1mol chất nói chung và một mol khí nói riêng để nhiệt độ của

nó tăng lên 10: C dQ

dT

d Nhiệt dung mol đẳng tích và đẳng áp

+ Nhiệt dung mol đẳng tích: Là nhiệt lƣợng cần cung cấp cho một mol chất khí để nhiệt độ tăng lên 1 độ trong điều kiện thể tích không đổi:

C = = R = R

dT 2 dT 2 (i là số bậc tự do) + Nhiệt dung mol đẳng áp: Là nhiệt lƣợng cần cung cấp cho một mol chất khí

để nhiệt độ tăng lên 1 độ trong điều kiện áp suất không đổi: P

e Mối quan hệ giữa nhiệt dung riêng đẳng tích và đẳng áp:

Theo nguyên lý I NĐLH cho 1mol khí quá trình đẳng áp ta có:

dQ = Cp.dT; dU = Cv.dT; dA = -pdV Thay vào (1) ta có: Cp = Cv + p.dV

Mặt khác ta có: pV= RT hay pdV = RdT Vậy: p.dV

dT = R