Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương điện tích điện trường vật lí lớp 11 thpt trong hoạt động bồi dưỡng học sinh giỏi

Xuất phát từ những nhu cầu thực tiễn đó, là một giáo viên môn Vật lí, tôi rất mong muốn có được một nguồn tài liệu có giá trị và phù hợp trong việc giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi ở tr

- -

TRƯƠNG THANH LỢI

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG VẬT LÍ LỚP 11 THPT TRONG HOẠT ĐỘNG

BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Nghệ An, tháng 8 năm 2016

- -

TRƯƠNG THANH LỢI

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG VẬT LÍ LỚP 11 THPT TRONG HOẠT ĐỘNG

BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn vật lý

Mã số : 60.14.0111

Người hướng dẫn : PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC

Nghệ An, tháng 8 năm 2016

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Đình Thước đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Qua hai năm học tập và rèn luyện tại trường đại học Vinh, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, khoa Sau đại học, khoa Vật lí, tổ bộ môn phương pháp giảng dạy khoa Vật lí đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Xin chân thành cảm ơn sự nhiệt tình của Ban Giám Hiệu và thầy cô bộ môn Vật lí của trường THPT Hoàng Hoa Thám – Lệ Thủy – Quảng Bình đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm của luận văn

Cuối cùng xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Vì điều kiện thời gian có hạn cũng như năng lực bản than vẫn còn hạn chế nên luận văn có thể có sai sót Tôi rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp quý báu từ phía thầy cô và bạn đọc

Tác giả

Trương Thanh Lợi

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN SỬ DỤNG BÀI TẬP BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 5

1.1 Vấn đề bồi dưỡng nhân tài trong mục tiêu giáo dục ở nước ta 5

1.2 Bồi dưỡng học sinh giỏi – một hình thức dạy học phân hóa 8

1.2.1 Khái niệm dạy học phân hóa 8

1.2.2 Bồi dưỡng HSG Vật lý một mặt được tiến hành trong những giờ học đồng loạt bằng những biện pháp phân hóa 9

1.2.3 Khái niệm học sinh năng khiếu, học sinh giỏi 10

1.2.4 Những dấu hiệu của học sinh giỏi Vật lý 11

1.2.5 Thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý nước ta hiện nay 13

1.2.6 Thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở tỉnh Quảng Bình và một số trường THPT thuộc tỉnh Quảng Bình 14

1.3 Bài tập Vật lý với việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi 15

1.3.1 Chức năng lý luận dạy học của bài tập Vật lý 15

1.3.2 Phân loại bài tập Vật lý theo mục đích bồi dưỡng học sinh giỏi 16

1.3.3 Bài tập vật lí với việc bồi dưỡng học sinh giỏi 17

1.3.4 Quy trình xây dựng hệ thống bài tập vật lí bồi dưỡng HSG vật lí 19

1.3.5 Các phương án dạy học bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi 21

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 27

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG DÙNG CHO BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 11 TRƯỜNG THPT 28

2.1 Phân tích mục tiêu, nội dung dạy học chương Điện tích – Điện trường lớp 11

theo chuẩn kiến thức kỹ năng chương trình nâng cao 28

2.1.1 Mục tiêu dạy học chương Điện tích – điện trường vật lí 11 chương trình nâng cao theo chuẩn kiến thức – kỹ năng do Bộ GD & ĐT ban hành (chuẩn KTKN) 28

2.1.2 Nội dung trọng tâm chương Điện tích – điện trường lớp 11 THPT 31

2.1.3 Cấu trúc nội dung của chương Điện tích – Điện trường vật lý 11 35

2.2 Phân tích bài tập chương Điện tích – Điện trường trong một số đề thi HSG các cấp từ năm 2013 đến 2016 35

2.2.1 Đề thi học sinh giỏi quốc gia 36

2.2.2 Đề thi học sinh giỏi tỉnh (Quảng Bình) 37

2.2.3 Đề thi học sinh giỏi cấp trường THPT Hoàng Hoa Thám tỉnh Quảng Bình 38

2.3 Lựa chọn các kiến thức, kỹ năng nâng cao chương điện tích điện trường bồi dưỡng học sinh giỏi 39

2.4 Khảo sát trình độ đội tuyển HSG vật lý trường THPT Hoàng Hoa Thám tỉnh Quảng Bình năm học 2015 – 2016 40

2.5 Xây dựng hệ thống bài tập chương Điện tích – Điện trường vật lý 11 dùng cho bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý trường trường THPT Hoàng Hoa Thám tỉnh Quảng Bình năm học 2015 – 2016 42

2.6 Dạy học với hệ thống bài tập đã xây dựng hệ thống bài tập cần phải thiết kế các bài học bồi dưỡng đội tuyển HSG 62

2.6.1 Đề thi thử HSG Vật lý lần thứ nhất 63

2.6.2 Bài học luyện tập giải bài tập trên lớp 67

2.6.3 Dạy học tự giải bài tập ở nhà 75

2.6.4 Dạy học giải bài tập theo nhóm 75

2.6.5 Đề thi thử HSG tỉnh 75

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 76

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 78

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 78

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 78

3.3 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 79

3.4 Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm 80

3.4.1 Chọn lọc học sinh để thành lập đội tuyển học sinh giỏi 80

3.4.2 Gặp gỡ và trao đổi với đội tuyển 80

3.4.3 Tiến hành giảng dạy hệ thống bài tập để thực nghiệm 80

3.4.4 Kiểm tra đánh giá từng đối tượng 81

3.4.5 Xử lý kết quả của quá trình thực nghiệm 83

3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm 85

3.6 Rút kinh nghiệm về xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương điện tích điện trường vật lý lớp 11 THPT trong hoạt động bồi dưỡng học sinh giỏi 88

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 89

KẾT LUẬN CHUNG 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO 92

DANH MỤC BẢNG, ĐỒ THỊ

Trang BẢNG:

Bảng 2.1 Nội dung kiến thức bổ sung bồi dưỡng HSG chương điện tích điện

trường lớp 11 39

Bảng 2.2 Danh sách đội tuyển HSG môn vật lý trường THPT Hoàng Hoa Thám tỉnh Quảng Bình năm học 2015 – 2016 41

Bảng 2.3 Kế hoạch bồi dưỡng đội tuyển HSG Vật lý trường THPT Hoàng Hoa Thám năm học 2015 – 2016 63

Bảng 3.1 Kết quả thi thử HSG tỉnh lần 1,2 82

Bảng 3.2: Bảng phân phối kết quả thực nghiệm ( Số học sinh đạt điểm: x i) 83

Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất (Số phần trăm học sinh đạt điểm: x i) 83

Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất lũy tích 83

Bảng 3.5 Các thông số thống kê toán học 85

ĐỒ THỊ: Đồ thị 3.1: Đường phân bố 83

Đồ thị 3.2: Đường phân bố tần suất lũy tích 84

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Luật Giáo dục 2005 của nước ta đã khẳng định: “Phát triển giáo dục là quốc sách hàng đầu nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” (điều 9) Như vậy, vấn đề bồi dưỡng nhân tài nói chung, đào tạo học sinh giỏi ở trường THPT nói riêng đang được nhà nước ta đầu tư hướng đến Bồi dưỡng học sinh giỏi ở các trường THPT là công tác mũi nhọn, trọng tâm, nó có tác dụng nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ của đội ngũ giáo viên, nâng cao chất lượng giáo dục, góp phần khẳng định thương hiệu của giáo viên và nhà trường, là một tiêu chí để trường đánh giá giáo viên và sở GD-ĐT đánh giá các trường THPT, một công tác được xã hội rất quan tâm Mỗi một giáo viên khi tham gia công tác này đều có nguyện vọng có kỹ năng bồi dưỡng học sinh giỏi

đạt được thành tích cao

Việc đổi mới chương trình đào tạo cũng làm thay đổi yêu cầu của việc tuyển chọn học sinh giỏi, nên một yêu cầu cấp thiết là quá trình phát hiện, và bồi dưỡng học sinh giỏi cũng cần phải thay đổi cho phù hợp Nhiều đồng nghiệp cho rằng cứ cho các em học tốt chương trình nâng cao là có thể đáp ứng được yêu cầu của đề thi học sinh giỏi, nhưng thực tế không phải như vậy Đề thi học sinh giỏi yêu cầu thí sinh phải nắm chắc kiến thức căn bản, và phải triển khai tốt những kiến thức ấy trong những bài toán cụ thể, nên thí sinh cần phải có đủ kĩ năng cũng như khả năng ứng biến, phát hiện hiện tượng vật lý trong bài… như vậy các em cần có thời gian được ôn luyện kĩ lưỡng và cần phải được chuẩn bị tốt cả về mặt kiến thức lẫn kĩ năng

Phần bài tập chương “ Điện tích – Điện trường” là phần bài tập khó thường chiếm một phần điểm trong các đề thi học sinh giỏi, cũng là phần có nhiều dạng bài tập và phương pháp phong phú Mặt khác các bài tập về chương này luôn gây hứng thú đối với học sinh

Xuất phát từ những nhu cầu thực tiễn đó, là một giáo viên môn Vật lí, tôi rất mong muốn có được một nguồn tài liệu có giá trị và phù hợp trong việc giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT cũng như để cho học sinh có

được tài liệu tham khảo học tập, nên tôi đã chọn đề tài: Xây dựng và sử dụng

hệ thống bài tập chương Điện tích điện trường vật lý lớp 11 THPT trong hoạt động bồi dưỡng học sinh giỏi

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “ Điện tích – Điện trường” vật lý 11 THPT trong hoạt động bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý nhằm nâng cao kiến thức, kỹ năng, phát triển tư duy và niềm yêu thích vật lý học cho học sinh

3 Đối tượng nghiên cứu

3.1.Đối tượng nghiên cứu của đề tài

- Học sinh giỏi lớp 11 trung học phổ thông

- Bài tập vật lí lớp 11

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Chương “ Điện tích – điện trường” vật lí lớp 11 THPT

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng và sử dụng được hệ thống bài chương “ Điện tích – điện trường” vật lý 11 THPT trong hoạt động bồi dưỡng học sinh giỏi thì sẽ nâng cao kiến thức, kỹ năng, phát triển tư duy và niềm yêu thích vật lý học cho học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn về việc bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí

5.2 Nghiên cứu nội dung kiến thức và hệ thống bài tập nhằm rèn luyện tư duy sáng tạo cho HSG môn vật lí ở trường THPT

5.3 Tìm hiểu thực trạng bồi dưỡng HSG ở một số trường ở tỉnh Quảng Bình 5.4 Xây dựng hệ thống bài tập dùng cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi chương

“Điện tích - điện trường” lớp 11THPT

5.5 Đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống bài tập dùng cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi chương “ Điện tích - điện trường” lớp 11 THPT

5.6 Thực nghiệm sư phạm để đánh giá kết quả của đề tài

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

Nghiên cứu các tài liệu tham khảo, xây dựng cơ sở lý luận của đề tài 6.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Thực nghiệm sư phạm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài

6.3.Thống kê toán học

Xử lí kết quả điều tra và thực nghiệm sư phạm bằng công cụ toán học thống kê

7 Đóng góp mới của luận văn

- Về mặt lí luận:

Luận văn đã hệ thống được cơ sở lý luận và thực tiễn về xây dựng và sử dụng bài tập vật lý trong hoạt động bồi dưỡng HSG

- Về mặt thực tiễn:

Xây dựng được một hệ thống bài tập để bồi dưỡng HSG ( gồm 19 bài)

Hệ thống bài tập đa dạng, độ khó, phổ kiến thức phù hợp việc bồi dưỡng HSG

Đề xuất 4 hình thức sử dụng bài tập trong hoạt động bồi dưỡng HSG ở trường THPT; luyện tập bài tập trên lớp; tự giải bài tập ở nhà; giải bài tập nhóm; thi thử HSG tại trường

Soạn được các giáo án dạy học bài tập bồi dưỡng HSG

8 Cấu trúc luận văn

Gồm phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn có cấu trúc 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn sử dụng bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi vật

lí

Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương Điện tích – điện trường vật lí 11THPT trong hoạt động bồi dưỡng học sinh giỏi

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

- Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi

- Thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi

- Bài tập Vật lí với việc bồi dưỡng học sinh giỏi

- Phương án dạy học bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi

1.1 Vấn đề bồi dưỡng nhân tài trong mục tiêu giáo dục ở nước ta

Thực tiễn cho thấy qua tất cả các giai đoạn phát triển của giáo dục thì đầu

tư cho giáo dục được Đảng và nhà nước xem là quốc sách hàng đầu trong việc phát triển đất nước Nhiều chương trình cũng như mục tiêu của giáo dục đều được đầu tư, phát triển mạnh mẽ và đạt được những thành tựu nhất định Tại hội nghị tổng kết hệ thống trường chuyên diễn ra tại Hải Phòng ngày 14/9/2007 đưa ra chương trình quốc gia bồi dưỡng nhân tài giai đoạn 2008 – 2020 bao gồm 9 chương trình với nội dung:

- Chương trình 1: Phát triển đội ngũ giáo viên, cán bộ quản lý trong hệ thống các trường THPT chuyên; nâng cao tỷ lệ có trình độ tiến sỹ, thạc sỹ đạt chỉ tiêu đến năm 2020

* Mục tiêu: Đảm bảo hệ thống các trường THPT chuyên có đủ giáo viên, đồng bộ và chất lượng; tỷ lệ giáo viên, cán bộ quản lý giáo dục có trình độ tiến

sỹ, thạc sỹ đạt chỉ tiêu đến năm 2020: có ít nhất 15% giáo viên, cán bộ quản lý

giáo dục có trình độ tiến sỹ, có Giáo sư, Phó Giáo sư giảng dạy tại các trường THPT chuyên thuộc các trường đại học; 70% có trình độ thạc sỹ

- Chương trình 2: Xây dựng, nâng cấp các trường THPT chuyên

* Mục tiêu: Đến năm 2020, có ít nhất 90% trường THPT chuyên đạt chuẩn quốc gia, trong đó có ít nhất 60% trường chuyên chất lượng cao

- Chương trình 3: Đổi mới công tác tuyển sinh và phương thức tuyển chọn học sinh trong hệ thống các trường THPT chuyên

* Mục tiêu: Tuyển chọn đúng học sinh có năng khiếu vào học tại các trường THPT chuyên

- Chương trình 4: Xây dựng một số lĩnh vực chuyên mới đáp ứng nhu cầu

- Chương trình 6: Tăng cường giáo dục thể chất và hoạt động văn hóa trong hệ thống các trường THPT chuyên

*Mục tiêu: Đảm bảo giáo dục toàn diện, sức khỏe, cuộc sống tinh thần phong phú đối với học sinh trường THPT chuyên

- Chương trình 7: Xây dựng 10 trường THPT chuyên chất lượng cao trọng điểm quốc gia

* Mục tiêu: Xây dựng mỗi vùng một trường, Hà Nội 2 trường, thành phố

Hồ Chí Minh 2 trường THPT chuyên chất lượng cao trọng điểm quốc gia

- Chương trình 8: Mở rộng quy mô đào tạo các lớp cử nhân tài năng, kỹ

sư chất lượng cao

* Mục tiêu: Đầu tư cơ sở vật chất và đội ngũ giảng viên cho các cơ sở đào tạo để tăng số lượng học sinh THPT chuyên được học tại các lớp cử nhân tài năng, kỹ sư chất lượng cao để năm 2015, qui mô đặt 6.000 đến 8000; đến 2020, trên 10.000

- Chương trình 9: Quản lí, sử dụng nhân tài

* Mục tiêu: quản lý từ khâu tuyển chọn, bồi dưỡng đến sắp xếp công việc đúng với năng lực, sở trường của những học sinh xuất sắc để phát huy cao nhất khả năng của các em

Qua những năm đầu thực hiện các mục tiêu nhằm phát hiện và bồi dưỡng đến nay đã thu được những kết quả nhất định Nhiều tài năng trẻ được bồi dưỡng

và phát triển nhanh chóng Hàng năm số học sinh năm cuối của các trường trung học phổ thông khối năng khiếu thi đỗ đại học tỷ lệ thường khá cao Khối trường, lớp chuyên đã có những đóng góp rất lớn trong việc phát hiện, bồi dưỡng nhân tài, tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho đất nước, đồng thời, góp phần tích cực nâng cao chất lượng và thành tích của các kỳ thi HSG quốc gia, các cuộc thi Olympic quốc tế về toán, tin học, lý, hóa, sinh và ngoại ngữ Số học sinh đạt giải trong các kỳ thi HSG quốc gia, quốc tế ngày càng tăng Nhiều học sinh được tuyển thẳng đại học hoặc điểm thi cao trong các kỳ thi tuyển sinh đại học, đã được lựa chọn vào các hệ đào tạo cử nhân tài năng, chương trình tiên tiến… và trưởng thành khá nhanh

Tuy nhiên vấn đề bồi dưỡng nhân tài trong mục tiêu giáo dục ở nước ta còn nhiều bất cập như hệ thống trường lớp chưa đảm bảo, chương trình, nội dung và phương pháp đào tạo, bồi dưỡng tài năng ở một số địa phương còn lạc hậu, chưa tiếp cận được với trình độ tiên tiến của thế giới và yêu cầu của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Thực tế cho thấy rằng giáo viên các lớp bình thường không được đào tạo và giúp đỡ tương xứng với chương trình cho HSG Nhiều nhà giáo dục cũng cho rằng những học sinh dân tộc ít người và không có điều kiện kinh tế cũng không tiếp nhận được chương trình

giáo dục dành cho HSG Trong khi quỹ dành cho giáo dục chung là có hạn nên ảnh hưởng nhiều tới hiệu quả đào tạo tài năng và HSG

Rõ ràng phát hiện và bồi dưỡng học sinh có năng khiếu về một lĩnh vực là trách nhiệm vinh quang của mỗi nhà giáo Đảng và nhà nước đã có chủ trương động viên khuyến khích mỗi nhà giáo chúng ta thực hiện nhiệm vụ này Ngay ở trường phổ thông mỗi giáo viên cũng cần quán triệt và không ngừng tìm tòi nghiên cứu để thực hiện nhiệm vụ này một cách hiệu quả nhất

Trong trường phổ thông phát hiện và bồi dưỡng tài năng như thế nào? Dạy học sát đối tượng là một nguyên tắc của lý luận dạy học, phù hợp nguyên tắc này là dạy học phân hóa, trong trường phổ thông bồi dưỡng HSG là một hình thức dạy học phân hóa vừa để phát hiện và bồi dưỡng học sinh năng khiếu, tài năng cho đất nước

1.2 Bồi dưỡng học sinh giỏi – một hình thức dạy học phân hóa

1.2.1 Khái niệm dạy học phân hóa

Dạy học phân hóa là gì?

- Dạy học phân hóa (Thuật ngữ viết gọn của dạy học phân hóa theo đối tượng, nội dung và phương pháp) là quá trình dạy học quán triệt nguyên tắc vừa sức đảm bảo phù hợp nhận thức, sở trường, hướng thú của mỗi cá nhân học sinh

Vì sao phải thực hiện dạy học phân hóa?

“Phân hóa trong giáo dục là một đòi hỏi khách quan Tính khách quan đó được giải thích dựa trên những điểm sau:

- Nhu cầu của xã hội đối với việc đào tạo nguồn nhân lực vừa có những điểm giống nhau về nhân cách người lao động trong cùng một xã hội, lại vừa có

sự khác nhau về trình độ phát triển, về khuynh hướng tài năng

- Học sinh trong cùng độ tuổi vừa có sự giống nhau, lại vừa có sự khác nhau về khả năng tư duy, nhân cách và hoàn cảnh gia đình, nề nếp gia đình, khả năng kinh tế, nhận thức của cha mẹ về giáo dục…”

Ta chia phân hóa trong dạy học theo các cấp độ sau:

+ Bồi dưỡng học sinh giỏi

+ Phụ đạo học sinh yếu kém

Trong đề tài này chúng tôi giới hạn nghiên cứu dạy học phân hóa ở cấp độ

vi mô với hình thức bồi dưỡng HSG vật lý

1.2.2 Bồi dưỡng HSG Vật lý một mặt được tiến hành trong những giờ học đồng loạt bằng những biện pháp phân hóa

(Phân hóa trong giờ học chính khóa), mặt khác được thực hiện bằng cách bồi dưỡng tách riêng diện này trên nguyên tắc tự nguyện hình thức này gọi là bồi dưỡng HSG

Nhóm HSG Vật lý gồm các học sinh cùng một lớp hoặc cùng một khối lớp có năng lực và yêu thích nghiên cứu vật lý tự nguyện hoặc được tuyển chọn

để được bồi dưỡng nâng cao kiến thức vật lý Để quá trình học tập của các đối tượng học sinh này không bị lệch thì các em phải đảm bảo các môn học khác không có kết quả trung bình

HSG được xem là lực lượng nòng cốt và kết quả được xem là chất lượng mũi nhọn của nhà trường

- Mục đích bồi dưỡng nhóm HSG này là nâng cao niềm đam mê và yêu thích vật lý, đào sâu, mở rộng các tri thức và ứng dụng vật lý trong khoa học kỹ thuật cũng như trong đời sống Bồi dưỡng năng lực tư duy, tự học và phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh

- Mục tiêu tuyển chọn học sinh dự thi Olimpic vật lý các cấp: Tỉnh, thành phố, quốc gia, khu vực, quốc tế

- Nội dung bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý bổ sung, mở rộng các kiến thức chương trình chính khóa

Giải các bài tập nâng cao nhằm:

+ Rèn luyện kỹ năng tính toán, lập luận

+ Bồi dưỡng phát triển năng lực tư duy ( tư duy vật lý, tư duy sáng tạo) + Bồi dưỡng niềm yêu thích vật lý học

+ Bồi dưỡng thực hành các chuyên đề vật lý

- Tham quan ứng dụng thực tế

1.2.3 Khái niệm học sinh năng khiếu, học sinh giỏi

1.2.3.1 Khái niệm học sinh năng khiếu

Năng khiếu là biểu hiện sớm của trẻ em về một tài năng nào đó thì đứa trẻ chưa tiếp xúc với hệ thống giáo dục có tổ chức thời gian hoạt động tương ứng Năng khiếu có tính bám sát, là điều kiện tâm lý cho năng lực phát triển thuận lợi

Học sinh năng khiếu có năng lực tiềm ẩn về một hoạt động nào đó, nhưng chưa bộc lộ ở thành tích cao vì chưa qua tập dượt, rèn luyện nên còn thiếu hiểu biết và chưa thành thạo trong lĩnh vực hoạt động đó

* Tiêu chí để phát hiện học sinh có năng khiếu Vật lý [16,tr.54 -55]

- Trắc nghiệm chỉ số IQ ở mức cao

- Có tư duy logic tốt thể hiện năng lực vận hành các thao tác tư duy nhanh, chính xác và bộc lộ được những ưu điểm về phẩm chất tư duy

- Bộc lộ được đặc trưng của năng lực hoạt động sáng tạo

- Học sinh có hứng thú yêu thích môn học, có khả năng tập trung cao, ổn định và nghiêm túc trong học tập

- Có kết quả cao trong các kỳ thi tuyển chọn HSG vật lý các cấp

1.2.3.2 Khái niệm học sinh giỏi

HSG một môn học nào đó là học sinh vượt chuẩn kiến thức kỹ năng của môn học đó Đối với môn vật lý, HSG phải là học sinh nắm kiến thức kỹ năng của môn học ở mức độ phân tích, tổng hợp, đánh giá Có tư duy logic, tư duy toán học, tư duy vật lý tốt, có niềm đam mê vật lý học, tự học và tìm tòi sáng tạo

Ở nước ta, trong hệ thống giáo dục quốc dân, bậc phổ thông có hai khái niệm HSG đó là HSG toàn diện và HSG môn học các cấp HSG toàn diện là học sinh đạt điểm trung bình chung học tập từ 8.0 trở lên trong đó môn Toán hoặc Văn phải đạt 8.0 trở lên và các môn còn lại phải đạt 6.5 trở lên

HSG môn học các cấp là học sinh đạt giải thi cấp tương ứng với môn đó

Ví dụ HSG cấp tỉnh Quảng Bình môn vật lý 2016 là học sinh đạt giải trong kì thi chọn HSG cấp tỉnh Quảng Bình năm học 2016

Thứ bậc đạt giải tương ứng với điểm thi của bài thi đạt giải Như vậy, HSG được đánh giá qua điểm số của bài kiểm tra, bài thi qua các kì kiểm tra và thi Học sinh đạt điểm càng cao thì càng giỏi

Rõ ràng để kiểm tra và thi là khâu vô cùng quan trọng để đo lường thành tích học tập của học sinh; để đánh giá đúng năng lực học sinh phù hợp với khái niệm HSG là học sinh vừa có kiến thức vững vàng vừa có tư duy tốt và có niềm đam mê tự học tìm tòi và sáng tạo

1.2.4 Những dấu hiệu của học sinh giỏi Vật lý

Trong quá trình học tập bộ môn, có những học sinh trình độ kiến thức, kỹ năng và tư duy vượt trội lên trên các học sinh khác, có khả năng hoàn thành nhiệm vụ môn học một cách dễ dàng, đó là những HSG bộ môn đó Đưa ra dấu hiệu nhận biết HSG vật lý là vấn đề mới và rất khó Chưa có tài liệu nào bàn về vấn đề này Trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi, chúng tôi đưa ra các dấu hiệu sau về HSG vật lý các cấp THPT

- Có năng lực tư duy sáng tạo trong vật lý, trước tiên học sinh phải nắm chắc lý thuyết, dù rằng đề thi HGS thường không có câu hỏi lý thuyết nhưng bài làm của HSG đòi hỏi phải thể hiện sự hiểu biết về vật lý khi giải quyết các bài toán đặt ra

- Học sinh phải biết phân tích hiện tượng, sự kiện, biết vận dụng kiến thức

đã học để đưa bài toán phức tạp thành bài toán đơn giản, qui một hiện tượng mới

lạ về hiện tượng đã biết Các em không lúng túng khi gặp các bài toán vật lý có dạng mới lạ

- Có năng lực toán học, học sinh biết sử dụng công cụ toán học ( các phép tính vectơ, khảo sát hàm số, đồ thị, đạo hàm, vi phân tích phân, lượng giác…) để giải BTVL

- Có kĩ năng thực hành vật lý, trong đề thi HSG cấp tỉnh, quốc gia, khu vực, quốc tế hiện nay luôn có một bài tập về lập phương án thí nghiệm Đây là vấn đề mới và cũng là một điểm hạn chế của học sinh chúng ta hiện nay Học sinh phải nắm được cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm cơ bản, biết chọn dụng

cụ cần thiết cho yêu cầu của phép đo, nắm được nguyên tắc, nội dung lý thuyết

để thiết kế phương pháp đo Ngoài ra học sinh cũng phải biết cách đánh giá sai

số của phép đo

- Có thói quen tự học, tự nghiên cứu qua tài liệu sách, tạp chí bộ môn Nếu học sinh chỉ học và biết những gì giáo viên dạy mà không mày mò nghiên cứu thêm qua tài liệu, sách báo thì thực sự còn thiếu sót, khó có thể trở thành một HSG thực thụ

Thông qua hoạt động giải BTVL giáo viên có thể phát hiện học sinh có năng khiếu vật lý dựa vào bốn biểu hiện nêu trên Trong hoạt động giải bài tập các học sinh này luôn là các học sinh có độ nhanh nhạy trong việc phát hiện vấn

đề, nhanh chóng tìm ra mối quan hệ giữa các dữ kiện với nhau, tốc độ tính toán

và đổi đơn vị Giáo viên đánh giá được độ linh hoạt trong tư duy của các em thông qua việc tìm lời giải hay, ngắn gọn

Ngoài ra một dấu hiệu có thể xem là yếu tố quan trọng nữa là khả năng học ngoại ngữ, bởi vì khi đó học sinh mở rộng khả năng tìm và đọc tài liệu

1.2.5 Thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý nước ta hiện nay

Từ năm 2008 đến nay Bộ GD – ĐT đã và đang thực hiện 9 chương trình nâng cao chất lượng bồi dưỡng nhân tài, trọng tâm của các chương trình này là nâng cao chất lượng và số lượng đội ngũ HSG, đồng thời đầu tư cơ sở vật chất, chương trình giảng dạy cho các trường chuyên trên toàn quốc nhằm mục đích rút ngắn khoảng cách giữa các trường chuyên thuộc tỉnh với các trường chuyên cấp thành phố và các trường chuyên trọng điểm quốc gia Bên cạnh đó thì việc khuyến khích và đầu tư vào các trường THPT không chuyên cũng được chú trọng

Các chương trình của Bộ GD – ĐT đầu tư cho việc bồi dưỡng HSG bước đầu đã phát huy hiệu quả, chất lượng đào tạo và thành tích HSG đạt được trong các kỳ thi trong nước và các kỳ thi khu vực, quốc tế ngày càng cao thường được xếp vào các quốc gia thuộc tốp đầu Điều đó cho thấy rằng vấn đề bồi dưỡng nhân tài ở nước ta hiện nay, đặc biệt là ở một số trường chuyên trọng điểm quốc gia đã và đang đi đúng hướng và bắt kịp với các nước có nền giáo dục phát triển trên thế giới

Việc Bộ GD – ĐT tổ chức thi tốt nghiệp THPT quốc gia hoàn toàn bằng hình thức trắc nghiệm đối với môn vật lý cho nên có những biến chuyển không tốt, các giáo viên sẽ không quan tâm đến dạy thí nghiệm vật lý, không quan tâm đến dạy ý nghĩa vật lý của các công thức vật lý để giải thích hiện tượng vật lý, vận dụng vào thực tiễn, tính toán các nội dung vật lý phức tạp Điều này có thể dẫn đến kết quả là học sinh không được rèn luyện những hiểu biết và kỹ năng

đó, mà đó lại là những kỹ năng chủ yếu, quan trọng nhất đối với môn vật lý Điều này sẽ có nguy cơ lâu dài đến các thế hệ học sinh sau này sẽ ảnh hưởng đến chất lượng các đội tuyển, chất lượng dạy và học môn vật lý và có thể dẫn

đến trình độ hiểu biết về vật lý của học sinh chúng ta ngày càng lạc hậu so với trình độ thế giới và khu vực

Căn cứ vào kết quả đạt được ta có thể thấy rằng phần lớn các em trong đội tuyển HSG cấp quốc gia thuộc học sinh các trường chuyên các tỉnh thuộc khu vực phía Bắc như Hà Nội, Thanh Hóa, Nghệ An… là cái nôi đào tạo HSG quốc gia

1.2.6 Thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở tỉnh Quảng Bình và một số trường THPT thuộc tỉnh Quảng Bình

Quảng Bình là một trong những tỉnh thuộc khu vực Trung bộ nhìn chung

về giáo dục hiện nay được xem là tỉnh có nền giáo dục đang phát triển như một

số tỉnh trong khu vực Sở GD - ĐT Quảng Bình trong những năm gần đây đã có

kế hoạch chú trọng hơn về việc bồi dưỡng HSG trong tỉnh và đầu tư cơ sở vật chất, nguồn nhân lực cho trường chuyên Võ Nguyên Giáp và một số trường trọng điểm trong tỉnh

a) Tình hình học sinh

Phần lớn các trường trong tỉnh Quảng Bình là trường thuộc vùng miền núi

và vùng đặc biệt khó khăn (135, bãi ngang), chương trình học thuộc ban cơ bản nên ảnh hưởng lớn đến việc phát hiện và bồi dưỡng HSG Về kỹ năng thực hành

và phương pháp thực hành hiện nay còn hạn chế, yếu tố này do nhiều nguyên nhân như dụng cụ thí nghiệm còn thiếu và không đồng bộ, các tiết thực hành

thiếu đầu tư chú trọng…

b) Đội ngũ giáo viên bồi dưỡng HSG Vật lý

Nhìn chung đội ngũ giáo viên phục vụ cho công tác bồi dưỡng HSG của tỉnh ở trường THPT chuyên và các trường THPT trong tỉnh hiện nay đang còn hạn chế Đa số giáo viên này có trình độ đại học và được đào tạo từ các trường trong khu vực cho nên kinh nghiệm trong công tác này còn gặp nhiều khó khăn

Phương pháp giảng dạy hiện nay đã bắt đầu có sự thay đổi theo hướng phát triển năng lực, đi sâu vào bài tập nâng cao phát triển tư duy, mở rộng sang hướng thực nghiệm nhưng chỉ ở mức các bài thực hành ở SGK

c) Tài liệu bồi dưỡng HSG Vật lý

Tài liệu dung cho việc bồi dưỡng HSG trong tỉnh Quảng Bình mà giáo viên sử dụng đa số là các sách được xuất bản từ NXB Giáo dục, một số chuyên

đề bồi dưỡng HSG, một số chuyên đề nâng cao cho học sinh phổ thông Hiện nay tài liệu về thực hành và thí nghiệm dùng để bồi dưỡng HSG còn thiếu, chỉ tập trung vào các dạng bài tập có mức độ khó và nâng cao và cũng chưa chú trọng vào dạng bài tập sáng tạo Một số tài liệu giáo viên tham khảo trong quá trình bồi dưỡng như Tuyển tập đề thi Olypic 30 tháng 4 vật lí, Tuyển tập bài tập vật lí nâng cao THPT, Bồi dưỡng HSG vật lí THPT…

Từ những vấn đề trên qua khảo sát thực tế cho thấy kết quả HSG bộ môn vật lý của tỉnh Quảng Bình qua các kì thi khu vực, quốc gia… hiện còn khiêm tốn từ chất lượng và số lượng

1.3 Bài tập Vật lý với việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi

1.3.1 Chức năng lý luận dạy học của bài tập Vật lý

1.3.1.1 Khái niệm bài tập vật lý

Bài tập vật lý là một vấn đề được giải quyết bởi tư duy vật lý với các suy luận logic, các phép toán cơ sở từ các định luật, định lý, hiện tượng vật lý Trong dạy học BTVL được hiểu là vấn đề đặt ra cần phải giải quyết nhờ sự suy luận logic, tính toán, làm thí nghiệm và sử dụng các thao tác tư duy phân tích tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa trên cơ sở các định luật và phương pháp vật lý

1.3.1.2 Vai trò của bài tập vật lý

BTVL như một phương tiện nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức mới cho học sinh, đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức mới một cách sâu sắc

BTVL rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức đã học qua nhiều bài, chương, phần khác nhau, giải những bài tập mang tính tổng hợp khái quát cao

BTVL cũng là phương tiện để đánh giá khả năng tiếp thu và vận dụng kiến thức của học sinh Qua đó, giáo viên thu nhận và đánh giá thông tin phản hồi từ đó có hướng điều chỉnh thích hợp nhằm nâng cao hiệu quả dạy học

BTVL là phương tiện rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học, phát triển tư duy vật lý, tư duy logic, tư duy sáng tạo và năng lực làm việc độc lập cho học sinh, tinh thần tự lập, tính cẩn thận, kiên trì trong công việc

1.3.2 Phân loại bài tập Vật lý theo mục đích bồi dưỡng học sinh giỏi

BTVL rất đa dạng và phong phú cho nên có nhiều cách phân loại khác nhau Dựa vào mục đích dạy học, về tiêu chí giải mà người ta phân loại các dạng BTVL như phân loại theo nội dung, theo mục đích dạy học, theo độ khó, theo đặc điểm, phương pháp nghiên cứu vấn đề, theo phương thức giải hay phương thức cho điều kiện và theo hình thức lập luận logic

Với mục đích bồi dưỡng HSG theo Phạm Thị Phú chia BTVL theo các loại sau:

* Loại 1: Bài tập nâng cao kiến thức

- Mục tiêu: Bổ túc thêm kiến thức cho học sinh để có thể thi Olympic các cấp hoặc quốc gia Thông qua các loại bài tập này giáo viên bổ sung cho học sinh một số kiến thức có tính chất nâng cao và mở rộng, để giải các bài tập này học sinh cần có sự tập trung cao độ đồng thời phải huy động kiến thức vật lý cũng như toán học ở mức độ cao và phức tạp như vi phân, tích phân… Bên cạnh

đó học sinh khi giải cần phải có tư duy, tổng hợp và khái quát hóa vấn đề ở mức

độ cao Vì vậy trong quá trình bồi dưỡng loại bài tập này ta cần chú trọng và ưu tiên về thời gian, số lượng để học sinh tiếp cận và rèn luyện

* Loại 2: Bài tập luyện tập nâng cao

- Mục tiêu: Rèn luyện kỹ năng sử dụng các phương pháp quen thuộc để giải các bài tập tổng hợp nhiều kiến thức, phải vận dụng nhiều khái niệm, định luật Những bài tập được dùng để rèn luyện cho học sinh kỹ năng áp dụng được những kiến thức xác định để giải bài tập theo một khuôn mẫu đã có, loại bài tập này không đòi hỏi nhiều về tư duy sáng tạo của học sinh Tính chất tái hiện của tư duy thể hiện

ở chỗ: Học sinh so sánh bài tập cần giải với các dạng bài tập đã biết, trong các đề bài các dữ kiện đã hàm chứa angôrit giải Bồi dưỡng loại bài tập này cho học sinh

sẽ giúp học sinh rèn luyện kỹ năng tính toán, lập luận logic tính cẩn thận kiên trì, tự lực và có khả năng chịu áp lực cao

* Loại 3: Bài tập sáng tạo

Mục tiêu: Bồi dưỡng tư duy sáng tạo và đòi hỏi trả lời câu hỏi “Làm thế nào” tương tự với “Sáng chế” trong sáng tạo khoa học kỹ thuật Có nhiều BTVL không chỉ dừng lại ở phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ nó rất có ích cho mặt này Đây là loại bài tập rất đặc trưng của môn vật lí đòi hỏi người giải cần có tính nhạy bén sáng tạo, óc quan sát, trí tưởng tượng, trực giác kỹ thuật; bồi dưỡng niềm đam mê tìm tòi sáng tạo và hứng thú với môn học

1.3.3 Bài tập vật lí với việc bồi dưỡng học sinh giỏi

Sử dụng BTVL trong việc bồi dưỡng HSG là một trong những quá trình

cá biệt hóa học sinh với mực độ nội dung của bài tập nâng cao và sáng tạo, vấn

đề giải quyết, phạm vi và tính phức hợp trong bài rộng Các thao tác tư duy logic đều được huy động ở mức độ cao về số lượng bài tập cần giải và tự lực giải của học sinh phải đảm bảo đủ lớn Bài tập bồ dưỡng HSG vật lí phải giải được ba loại nói trên và đạt được các tiêu chí sau

1.3.3.1 Tiêu chí bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi

Theo Phạm Thị Phú ngoài yêu cầu chung của hệ thống bài tập dùng trong dạy học một chương, một phần thì bài tập bồi dưỡng HSG phải đạt được các tiêu chí sau:

Tiêu chí 1: Hệ thống bài tập được chọn lọc theo chủ đề, các bài tập trong cùng một chủ đề phải đảm bảo đủ ba loại: Bài tập nâng cao kiến thức, bài tập luyện tập nâng cao, bài tập sáng tạo

Tiêu chí 2: Bài tập nâng cao kiến thức phải bổ túc cho học sinh phổ thông kiến thức nằm ngoài chuẩn kiến thức kĩ năng nhưng trong phạm vi mà trong các

đề thi HSG các cấp tương ứng đề cập đến

Tiêu chí 3: Bài tập luyện tập nâng cao phải là những bài tập tổng hợp sử dụng từ ba đơn vị kiến thức trở lên ở cấp thấp nhất (cấp trường), từ HSG cấp tỉnh trở lên loại bài tập này phải sử dụng tối thiểu 4 đơn vị kiến thức cơ bản Bài tập luyện tập nâng cao phải đa dạng: Bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập đồ thị

Tiêu chí 4: Bài tập sáng tạo là những bài tập gắn với tình hướng thực tế nhằm bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo và niềm đam mê yêu thích vật

lý học

Với những tiêu chí như trên hệ thống bài tập được xây dựng gồm: bài tập nâng cao kiến thức; bài tập luyện tập nâng cao, bài tập có nội dung thực tế, lịch

sử, kỹ thuật trong đó có một số thuộc dạng BTST

1.3.3.2 Bài tập luyện tập bồi dưỡng học sinh giỏi

Những bài tập được dùng để rèn luyện cho học sinh kỹ năng áp dụng được những kiến thức để xác định để giải theo mẫu đã có Loại bài tập này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu rèn luyện cho học sinh nắm vững cách giải đối với từng loại bài tập nhất định Tính chất tái hiện của tư duy được thể hiện ở chỗ học sinh so sánh các bài tập cần giải với các dạng bài tập đã biết, trong đề bài các dữ kiện đã hàm chứa angôrit giải Loại bài tập này

có tác dụng đặc biệt giúp học sinh đào sâu kiến thức, rèn luyện kĩ năng áp dụng phương pháp đã biết cho bài tập tương tự

1.3.3.3 Bài tập sáng tạo bồi dưỡng học sinh giỏi

Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kì cái gì có đồng thời tính mới và tính lợi ích “Tính mới” là bất kì sự khác biệt nào của đối tượng tìm ra so với đối tượng ban đầu

*Bài tập sáng tạo vật lí: Theo V G Razumôpxki (Nga) thì đó là bài tập

mà giả thuyết không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng quá trình vật

lí được ẩn dấu, điều kiện bài toán không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp

về angôrit giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng

Loại bài tập dùng cho việc bồi dưỡng các phẩm chất của tư duy sáng tạo; tính linh hoạt, mềm dẻo, độc đáo, nhạy cảm Tính chất sáng tạo thể hiện ở chỗ không có angôrit cho việc giải bài tập, để bài che dấu dữ kiện khiến người giải không thể liên hệ tới một angôrít đã có Với BTST, người giải phải vận dụng kiến thức linh hoạt trong tình huống mới (chưa biết), phát hiện điều mới (về kiến thức, kĩ năng hoạt động hoặc thái độ ứng xử mới), phải có những đề xuất độc lập mới mẻ, không thể suy luận một cách đơn thuần từ kiến thức đã học

Giải BTST không những đòi hỏi học sinh phải có kiến thức sâu rộng mà còn phải biết vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, việc đề xuất ra các phương

án và các hình thức thực hiện các phương án phải có tính sáng tạo BTST là một trong những phương tiện giúp giáo viên phát hiện và bồi dưỡng HSG vật lí, loại bài tập này còn bồi dưỡng cho học sinh niềm yêu thích khoa học vật lí

1.3.4 Quy trình xây dựng hệ thống bài tập vật lí bồi dưỡng HSG vật lí

Mục đích cơ bản đặt ra khi hướng dẫn học sinh giải BTVL là làm cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lí, biết phân tích và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kỹ thuật và cuối cùng là phát triển được năng lực tư duy và năng lực giải quyết vấn đề

Dựa trên tiêu chí hệ thống bài tập bồi dưỡng HSG, chúng tôi sử dụng qui trình xây dựng bài tập bồi dưỡng HSG vật lí cho mỗi phần, mỗi chương, mỗi chủ đề (sau đây gọi chung là chủ đề) như đề xuất của PGS TS Nguyễn Thị Phú sau đây:

1 Xác định chuẩn kiến thức, kỹ năng của chủ đề (đây là mức độ tối thiểu của học sinh đại trà, học sinh giỏi phải đạt vượt chuẩn này ở mức độ khá trở lên)

2 Khảo sát đề thi HSG cấp tương đương trong 5 năm gần đây của địa phương và của một vài địa phương khác (Cấp tương ứng nghĩa là bồi dưỡng HSG cấp nào thì khảo sát đề thi HSG cấp đó: Đội tuyển HSG tỉnh thì khảo sát

đề thi HSG tỉnh )

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 học sinh trong các bài tập luyện tập nâng cao

- Xác định tần suất và dấu hiệu bài tập sáng tạo được sử dụng

3 Đánh giá kiến thức kỹ năng và năng lực tư duy của đội tuyển HSG ( Xác định trình độ hiện thời, đầu vào của đối tượng HSG) nhằm xây dựng bài tập phù hợp với vùng phát triển gần nhất của học sinh được bồi dưỡng

4 Xây dựng phương án sử dụng hệ thống bài tập bồi dưỡng HSG trên cơ

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

5 Xây dựng hệ thống bài tập thỏa mãn các tiêu chí bài tập bồi dưỡng HSG nhằm đạt mục tiêu ở bước 4

6 Xây dựng phương án sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng

7 Thực nghiệm các phương án, đánh giá hiệu quả bài tập đã xây dựng

8 Điều chỉnh, bổ sung bài tập qua từng đợt bồi dưỡng

Trong chương 2, chúng tôi sẽ triển khai qui trình này cho chủ đề Điện tích – Điện trường lớp 11 trường THPT

1.3.5 Các phương án dạy học bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi

Theo [16] qui trình giải một BTVL thực chất là quy trình tìm hiểu điều kiện của bài tập, xem xét hiện tượng vật lý được đề cập và dựa trên kiến thức vật

lý, toán học để suy nghĩ tới những mối quan hệ có thể có của cái đã cho và cái đi tìm sao cho có thể thấy được cái phải tìm có thể liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho Từ đó tìm ra mối liên hệ tường minh giữa cái cần tìm với cái đã biết, tức là tìm được lời giải

Từ đó, sơ đồ định hướng chung để giải BTVL gồm:

Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, xác định dữ kiện, ẩn số của bài tập

Bước 2: Xác lập các mối quan hệ cơ bản giữa các dữ liệu đã cho và ẩn số Bước 3: Rút ra kết quả cần tìm

Bước 4: Kiểm tra kết quả, nhận xét, tìm hướng giải khác (nếu có thể) Trong hoạt động dạy bài tập còn tùy thuộc đối tượng thụ hưởng và nội dung bài tập, giáo viên có thể đưa ra các kiểu hướng dẫn phù hợp và quan trọng nhất là định hướng một cách đúng đắn để đưa ra được phương pháp cụ thể bằng cách vận dụng các thao tác tư duy để giải quyết BTVL

1.3.5.1 Bài tập tại lớp

Đây là khâu quan trọng nhất trong quá trình bồi dưỡng, qua các bài tập ở lớp học sinh được bồi dưỡng hầu hết các kỹ năng để giải các dạng bài tập thiết

kế chế tạo… Bài tập được giáo viên sử dụng giảng dạy tại lớp là những bài tập

có tính đa dạng, độ khó cao, mang tính sáng tạo đồng thời cũng có những bài tập tổng quát có angôrit giải

Dưới sự hướng dẫn của giáo viên thông qua các câu hỏi định hướng kết hợp với những định hướng chung và khả năng tự lực học sinh tiến hành giải bài tập tìm kết quả

Bài tập tại lớp phải đạt được mục tiêu:

- Bổ túc kiến thức mới

- Hệ thống hóa các dạng bài tập luyện tập và phương pháp giải tương ứng

- Hình thành các bước giải khái quát giải bài tập sáng tạo

- Giáo dục nhân cách học sinh: Cẩn thận, kiên trì, độc lập tư duy, tìm tòi khám phá, niềm vui sáng tạo yêu thích vật lý

1.3.5.2 Luyện tập giải bài tập cá nhân tại nhà

Trong lúc học ở nhà, giáo viên cho học sinh những bài tập luyện tập nội dung các bài tập này có thể nâng cao nhưng ngược lại học sinh đã được cung cấp tài liệu, angôrit giải hoặc hệ thống câu hỏi định hướng tư duy Trên cơ sở đó học sinh với năng lực tự học kết hợp cùng với các thao tác tư duy để hoàn thành bài tập được giao Để giải bài tập cá nhân ở nhà học sinh vận dụng một số bước như sau:

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

- Tổng hợp nguồn tài liệu mà học sinh sẵn có

- Dựa vào hệ thống câu hỏi 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 giáo viên nên học sinh được rèn luyện năng lực tự học của mình.Vì vậy, qua hoạt động này học sinh được rèn luyện năng lực tự học rất cao, cho nên trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi giáo viên không nên xem nhẹ Giáo viên định thời gian để hoàn thành bài tập có thể trong ngày, trong tuần, sau khi học sinh giải bài tập xong thì giáo viên kiểm tra và chỉnh sửa cho hoàn chỉnh

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

- Câu hỏi hướng dẫn sau mỗi bài tập

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

Câu hỏi hướng dẫn giúp định hướng tư duy học sinh về phía trả lời đúng, hạn chế việc học sinh bế tắc không giải được bài tập

Kiểm tra và đánh giá cho điểm bài làm ở nhà của học sinh biểu dương và phê bình kịp thời đối với từng học sinh có tác dụng tích cực động viên khích lệ học sinh tự học – điều đặc biệt quan trọng trong bồi dưỡng HSG

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 tượng tự ở mức độ phức tạp ngày càng tăng)

- Bồi dưỡng phát triển óc quan sát tìm tòi khám khá niềm vui sáng tạo yêu thích vật lý học

1.3.5.3 Giải bài tập theo nhóm

Phương pháp làm việc theo nhóm hiện nay rất được chú trọng, trong quá trình làm việc mỗi cá nhân trong nhóm đều có vai trò quan trọng như nhau Ở dạng bài tập này thường yêu cầu thiết kế, chế tạo một thiết bị kỹ thuật nào đó với những dụng cụ đã cho Ta có thể xây dựng phương án giải bài tập như sau:

- Kiểm tra dụng cụ, thiết bị đã cho với yêu cầu đặt ra ở đề bài

- Tìm mối liên hệ giữa các thiết bị, dụng cụ với các đại lượng cần tìm

- Xác định các tham số vật lý, các đại lượng cần tìm

- Tiến hành thiết kế sao cho phù hợp, tìm ra những bước thí nghiệm trung gian

Sau khi giải quyết xong bài tập cả nhóm phải phân tích cách giải hay, độc đáo, đưa ra những điều mà dễ mắc sai lầm, qua đó cá nhân học hỏi được kinh nghiệm của các thành viên trong nhóm

Học sinh có thể sử dụng công nghệ thông tin như một số phần mềm mô phỏng để hỗ trợ cho việc thiết kế, đo đạc… Để có sản phẩm hợp lý trước khi thực hiện sản phẩm thực và hoàn chỉnh

Giải bài tập theo nhóm được sử dụng nhằm khai thác vốn kiến thức mà các em đã tích lũy, những hiểu biết thực tế trong đời sống hoặc vận dụng kiến thức vào cuộc sống lao động sản xuất

Giải bài tập theo nhóm phải đạt các mục tiêu:

- Củng cố, khắc sâu kiến thức và kỹ năng giải bài tập đã được bồi dưỡng

- Tăng cường động cơ học tập, năng lực tự học qua hoạt động trao đổi nhóm phát huy tính tích cực, vai trò chủ thể sáng tạo

- Bồi dưỡng kỹ năng ghi nhớ, biết đưa ra ý tưởng của mình trong môi trường phối hợp, giải thích, phát triển sự tự tin

1.3.5.4 Luyện tập giải đề thi thử tuyển chọn học sinh giỏi Vật lý

Qua khảo sát các đề thi HSG các cấp trong nước, khu vực, quốc tế thì có thể nói rằng đề thi luôn có hướng mới hiện đại, sáng tạo và chia 2 phần lý thuyết

và thực nghiệm, liên hệ với những vấn đề hay gặp trong thực tế đời sống có liên quan các hiện tượng được mô hình hóa một cách hợp lý và đơn giản Đề bài phần thí nghiệm có thể có những phần dẫn cụ thể các bước thí nghiệm hoặc là chỉ tiêu mục đích thí nghiệm, hướng dẫn những đều chủ yếu để học sinh có thể

tư duy sáng tạo tìm ra các bước thí nghiệm trung gian và phương pháp giải

Đề thi tuyển chọn HSG phải đạt những yêu cầu sau:

- Gồm hai phần: lý thuyết và thí nghiệm hoặc bài tập thiết kế, chế tạo

- Bài tập của đề thi phải đảm bảo độ khó nhưng không vượt ra ngoài nội dung của chương trình đã nêu trong quy chế của kỳ thi

- Bài tập của đề thi luôn mang tính sáng tạo

- Mức độ phân hóa cao

Ngoài ra đề thi còn đề cập đến những vấn đề thường gặp trong thực tế

Để đội tuyển HSG đạt được mục tiêu giành giải cao của kỳ thi HSG các cấp tương ứng thì tổ chức thi thử HSG là một phương án bồi dưỡng HSG tương đối thiết thực và hiệu quả vì các lí do sau đây:

Học sinh được làm quen với đề thi HSG để khi thi thật không bị lúng túng, không còn bỡ ngỡ, tâm lý thi cử được cọ xát thường xuyên Từ đó, tạo sự

tự tin cho học sinh khi bước vào kỳ thi chính thức

Kết quả thi thử HSG của mỗi học sinh qua mỗi chặng, đợt là thước đo kết quả bồi dưỡng trong từng đợt đó Nếu đội tuyển HSG bồi dưỡng một kỳ 30 tiết chia thành 2 đợt thì thi thử có thể tổ chức 3 lần:

Lần thứ nhất ngay trước kỳ bồi dưỡng

Lần thứ 2 giữa đợt bồi dưỡng

Trong chương 2 chúng tôi thực nghiệm với 4 hình thức sư phạm này cho đội tuyển HSG trường THPT Hoàng Hoa Thám tỉnh Quảng Bình năm học 2015 – 2016, chủ đề Điện tích – Điện trường

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Bồi dưỡng HSG môn học là thực hiện dạy học phân hóa, cấp độ vi mô ở trường THPT, được thực hiện khá phổ biến hiện nay ở nước ta Là một hoạt động chuyên môn có tính chất mũi nhọn của các trường phổ thông Mỗi giáo viên cần phải tự học tích lũy kiến thức kỹ năng bồi dưỡng HSG – một thành tố của chuẩn nghề nghiệp giáo viên vật lý

Bồi dưỡng HSG có thể thực theo 4 nội dung:

+ Bồi dưỡng theo chuyên đề

Trong môn vật lý bài tập là phần quan trọng và được dùng bồi dưỡng HSG

Hệ thống bài tập bồi dưỡng HSG phải đạt các tiêu chí:

+ Hệ thống bài tập được chọn theo chủ đề, các bài tập trong cùng một chủ

đề phải đảm bảo đủ 3 loại: Bài tập nâng cao kiến thức, bài tập luyện tập nâng cao, bài tập sáng tạo Bài tập nâng cao kiến thức phải bổ túc cho học sinh phổ thông kiến thức nằm ngoài chuẩn kiến thức kỹ năng nhưng trong phạm vi mà các đề thi HSG các cấp tương ứng đề cập đến Bài tập luyện tập nâng cao phải là những bài tổng hợp sử dụng từ 3 đơn vị kiến thức trở lên ở cấp thấp nhất ( cấp trường), từ HSG cấp tỉnh trở lên loại bài tập này phải sử dụng tối thiểu 4 đơn vị kiến thức cơ bản Bài tập luyện tập nâng cao phải đa dạng: Bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập đồ thị, bài tập sáng tạo là những bài tập gắn với tình hướng thực tế nhằm bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo và niềm đam mê yêu thích vật lý học

Quy trình xây dựng hệ thống bài tập:

+ Xác định chuẩn kiến thức kỹ năng của chủ đề

+ Khảo sát đề thi HSG cấp tương ứng trong 5 năm gần đây của địa phương và một vài địa phương khác

+ Đánh giá kiến thức kỹ năng và năng lực tư duy của đội tuyển HSG + Xác định mục tiêu dạy học của hệ thống bài tập

+ Xây dựng hệ thống bài tập thõa mãn tiêu chí bài tập bồi dưỡng HSG + Xây dựng phương án sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng

+ Thực nghiệm các phương án đánh giá hiệu quả hệ thống bài tập đã xây dựng

+ Điều chỉnh, bổ sung bài tập qua từng đợt bồi dưỡng

Sử dụng hệ thống bài tập bồi dưỡng HSG như thế nào?

Qua các tiêu chí bài tập bồi dưỡng HSG và các qui trình xây dựng hệ thống bài tập chúng tôi đưa ra phương án sử dụng hệ thống bài tập cụ thể:

+ Bài tập tại lớp

+ Luyện tập giải bài tập cá nhân tại nhà

+ Giải bài tập theo nhóm

Dựa trên cơ sở lí luận của chương 1, chúng tôi sẽ xây dựng hệ thống bài tập bồi dưỡng HSG môn vật lí chương Điện tích – điện trường vật lí 11

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG DÙNG CHO

BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 11 TRƯỜNG THPT

2.1 Phân tích mục tiêu, nội dung dạy học chương Điện tích – Điện trường lớp 11 theo chuẩn kiến thức kỹ năng chương trình nâng cao

Trong quá trình dạy học học nội dung lý thuyết và định hướng giải bài tập thì người giáo viên nắm vững mục tiêu và cấu trúc nội dung của chương là rất cần thiết

Chương Điện tích – Điện trường chiếm vị trí đầu của chương trình vật lý

11, chương này gồm 5 bài: Điện tích Định luật CuLong (Bài 1), Thuyết electron Định luật bảo toàn điện tích (Bài 2), Điện trường (Bài 3), Công của lực điện Hiệu điện thế (Bài 4), Bài tập về lực CuLong và điện trường (Bài 5), Vật dẫn và điện môi trong điện trường ( Bài 6), Tụ điện (Bài 7), Năng lương điện trường (Bài 8), Bài tập về tụ điện (Bài 9) Việc sắp xếp này là hợp lý, đây được xem là phần kiến thức được xây dựng và phát triển tiếp theo chương trình ở Trung học cơ sở chưa được đi sâu, với những nội dung định tính định lượng cần phải có những định luật và phép toán phức tạp để giải quyết và cũng là phần kiến thức quan trọng và nền tảng cho các phần kiến thức khác như Điện từ học, Điện xoay chiều, điện từ trường, sóng điện từ… chương Điện tích – điện trường chiếm thời lượng 14,3% trong chương trình chuẩn, 17,1% số tiết trong chương trình nâng cao so với tổng thời lượng dành cho Vật lý lớp 11

2.1.1 Mục tiêu dạy học chương Điện tích – điện trường vật lí 11 chương trình nâng cao theo chuẩn kiến thức – kỹ năng do Bộ GD & ĐT ban hành (chuẩn KTKN)

e) Năng lượng điện

trường trong tụ điện

- Phát biểu được định luật bảo toàn điện tích

- Phát biểu được định luật cu – long và chỉ ra đặc điểm của lực điện giữa hai điện tích điểm

- Trình bày được các nội dung chính của thuyết electron

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

- Phát biểu được định nghĩa cường độ điện trường

- Nêu được các đặc điểm của đường sức điện

- Nêu được trường tĩnh điện là trường thế

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

- Nêu được mối quan hệ giữa cường độ điện trường

và hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường đó

Nêu được đơn vị đo cường độ điện trường

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

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

- Nêu được điện trường trong tụ điện và mọi điện trường đều mang năng lượng viết được công thức

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

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

2.1.2 Nội dung trọng tâm chương Điện tích – điện trường lớp 11 THPT

1 Định luật Cu – Long

* Biểu thức: 



1 2 2

N.m C

ε là hằng số điện môi

2 Cường độ điện trường:

q

F E

Phương là đường thẳng nối điện tích điểm Q với M

Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0

 : hằng số điện môi (không có đơn vị)

R: khoảng cách từ Q đến M (Đơn vị m)

E: độ lớn cường độ điện trường E ( đơn vị V/m)

Lực tác dụng lên điện tích đặt trong điện trường

+ Nếu q > 0 thì F cùng chiều với E

+ Nếu q < 0 thì F ngược chiều với E

Cường độ điện trường do nhiều điện tích điểm gây ra (Nguyên lí chồng chất điện trường):

Giả sử ta có hệ n điện tích điểm Q1, Q2, …,Qn Gọi E là cường độ điện trường của hệ tại một điểm nào đó E1 là cường độ điện trường của điện tích Q1, 2

E là cường độ điện trường của điện tích Q2,… E n là cường độ điện trường của điện tích Qn,

Khi đó ta có: EE1E2  E n

3 Công của lực điện trường

Công của lực điện tác dụng lên điện tích q chuyển động từ M đến N trong điện trường là:

A MN qEM N' '

Trong đó: M’, N’ là hình chiếu của M và N lên 0x (0x có chiều trùng với chiều của đường sức)

4 Điện thế - Hiệu điện thế

a) Điện thế tại một điểm M trong điện trường:

q > 0

q< 0

E F