Soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao nhằm phát huy tính tích cực và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

LL & PP dạy học bộ môn Vật lí 1 B GIO DC V O TO TRNG I HC S PHM H NI 2 PHM èNH LNG SON THO V S DNG H THNG BI TP TH NGHIM V KHC X NH SNG LP 11 TRUNG HC PH THễNG THEO CHNG TRèNH NNG CAO NHM PHT HUY TNH TCH CC V NNG CAO CHT LNG KIN THC CA HC SINH Chuyên ngành: Lí luận và phơng pháp dạy học bộ môn vật lí Mã số: 60 14 10 LUN VN THC S GIO DC HC Ngi hng dn khoa hc: PGS. TS Lờ Th Oanh H NI, 2009 LL & PP dạy học bộ môn Vật lí 2 Lời Cảm Ơn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Phó Giáo s - Tiến sĩ Lê Thị Oanh và Phó Giáo s - Tiến sĩ Nguyễn Ngọc Hng đã tận tình chỉ bảo tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy, cô phản biện đã đọc và cho những nhận xét quý báu đối với bản luận văn này. Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo ở khoa Vật lí và phòng Sau Đại học trờng, Đại học S phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi và có những ý kiến đóng góp cho tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu. Xin cảm ơn các thầy, cô giáo trờng THPT chuyên Bắc Giang và trờng THPT Thái Thuận tỉnh Bắc Giang, cùng gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, song bản luận văn này không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn . Hà Nội, tháng 10 năm 2009 Tác giả Phạm Đình Lợng LL & PP dạy học bộ môn Vật lí 3 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam Độc lập Tự do Hạnh phúc Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đề tài này là do tôi nghiên cứu, không sao chép và đề tài này cha đợc công bố trên sách, báo hay tạp chí. Hà Nội, ngày 16, tháng 10 năm 2009 Tác giả Phạm Đình Lợng LL & PP dạy học bộ môn Vật lí 4 Mục lục Lời cảm ơn Lời cam đoan Mở đầu 1 1. Lí do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 3 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 3 4. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu 4 5. Phơng pháp nghiên cứu 4 6. Giả thuyết khoa học 5 Chơng I. Cơ sở lí luận của đề tài 6 1.1. Khái niệm về bài tập vật lí 6 1.2. Vai trò và tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học 6 1.3. Phân loại bài tập vật lí 8 1.4. Bài tập thí nghiệm 11 1.5. Tính tích cực của học sinh trong học tập 13 1.6. Kiến thức vật lí. Các dấu hiệu của chất lợng kiến thức 15 1.7. Cở sở định hớng giải bài tập vật lí 16 1.8. Hớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí 18 1.9. Tổ chức dạy học về bài tập vật lí 26 Kết luận chơng I 29 LL & PP dạy học bộ môn Vật lí 5 Chơng II. Soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng 30 2.1. Mục tiêu về kiến thức, kĩ năng và phát triển t duy về khúc xạ ánh sáng lớp 11 trung học phổ thông theo chơng trình nâng cao 30 2.2. Phân loại và đặc điểm bài tập về khúc xạ ánh sáng lớp 11 trung học phổ thông theo chơng trình nâng cao 32 2.3. Soạn thảo hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng 33 2.4. Dự kiến tổ chức cho học sinh giải hệ thống bài tập 56 Kết luận chơng II 63 Chơng III. Thực nghiệm s phạm 64 3.1. Mục đích thực nghiệm 64 3.2. Đối tợng thực nghiệm 64 3.3. Phơng pháp thực nghiệm 64 3.4. Kết quả thực nghiệm 65 Kết luận chơng III 82 Kết luận 83 Tài liệu tham khảo LL & PP dạy học bộ môn Vật lí 6 Mở đầu 1. Lí do chọn đề tài Do yêu cầu của sự phát triển kinh tế, xã hội đối với việc đào tạo nguồn nhân lực trong giai đoạn mới, đất nớc ta đang bớc vào giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa với mục tiêu đến năm 2020, Việt Nam sẽ từ một nớc nông nghiệp về cơ bản trở thành nớc công nghiệp, hội nhập với cộng đồng quốc tế. Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc hiện đại hoá, công nghiệp hoá và hội nhập quốc tế là con ngời, là nguồn lực ngời Việt nam đợc phát triển về số lợng và chất lợng trên cơ sở mặt bằng dân trí đợc nâng cao. Trớc đòi hỏi của thực tiễn, mục tiêu giáo dục nớc ta cần phải thay đổi, do đó nội dung và phơng pháp dạy học cũng phải thay đổi để đáp ứng nhiệm vụ dạy học trong giai đoạn mới. Đổi mới phơng pháp dạy học là phải hớng vào việc tổ chức tạo điều kiện cho học sinh tham gia vào các hoạt động học tập theo hớng tự lực, tích cực, tìm tòi sáng tạo chiếm lĩnh kiến thức một cách hào hứng và sôi nổi. Nh vậy, cùng với việc học các kiến thức khoa học, học sinh còn phải học cả phơng pháp để nhận thức các kiến thức đó và học cách vận dụng chúng vào những trờng hợp cụ thể. Bài tập vật lí có vai trò vô cùng quan trọng, đợc sử dụng trong nhiều giai đoạn của quá trình dạy học. Bài tập vật lí, thể hiện khả năng vận dụng kiến vào thực tiễn. Bài tập vật lí giúp học sinh thể hiện sâu hơn những quy luật vật lí, những hiện tợng vật lí, biết phân tích chúng vào những vấn đề thực tiễn. Trong nhiều trờng hợp, dù giáo viên có cố gắng trình bày tài liệu mạch lạc, lôgic, phát biểu định nghĩa, định luật thật chính xác, làm thí nghiệm đúng phơng pháp và có kết quả thì đó mới là điều kiện cần, chứ cha phải là điều kiện đủ để học sinh hiểu sâu kiến thức. Chỉ có thông qua bài tập dới hình thức này hoặc hình thức LL & PP dạy học bộ môn Vật lí 7 kia, tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc, hoàn thiện và biến thành vốn riêng của học sinh. Đổi mới phơng pháp dạy học là phải đổi mới mọi khâu của quá trình dạy học, trong đó có khâu củng cố (ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống hoá kiến thức), vận dụng kiến thức vào thực tiễn, Đồng thời phải đổi mới cả quá trình làm việc với bài tập vật lí, sao cho phát huy tính tích cực, nâng cao chất lợng kiến thức của học sinh. Do đó, về mặt hiệu quả của việc dạy học vật lí ở trờng phổ thông, đặc biệt là rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức đã lĩnh hội thì vai trò của bài tập vật lí là hết sức quan trọng. Vì vậy, vấn đề hớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí khoa học, qua đó học sinh hiểu sâu hơn ý nghĩa vật lí của các vấn đề cần giải quyết, rèn luyện t duy vật lí là hết sức cần thiết. Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, các thí nghiệm vật lí đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành tri thức vật lí của học sinh. Một trong những nhiệm vụ quan trọng của vật lí hiện nay trong việc bồi dỡng cho học sinh phơng pháp nhận thức là phơng pháp thực nghiệm. Chỉ có thông qua các bài thực hành của học sinh, các thí nghiệm biểu diễn của giáo viên và các bài tập thí nghiệm mới có thể bồi dỡng phơng pháp thực nghiệm cho học sinh đạt hiệu quả và cũng qua đó mà học sinh hiểu sâu hơn kiến thức vật lí. Qua tìm hiểu tình hình giảng dạy bộ môn vật lí ở trờng phổ thông, chúng tôi nhận thấy: Học sinh ít đợc làm thực hành, trong các giờ bài tập, chủ yếu là các bài tập định lợng, nặng về bài tập tính toán, bài tập trắc nghiệm khách quan, coi nhẹ bài tập thí nghiệm nên học sinh ít hứng thú, cha thể hiện đặc thù của bộ môn. Và khi dạy học bài tập về khúc xạ ánh sáng cũng không thoát khỏi thực trạng này. Trong khi đó ở phần này, có nhiều điều kiện LL & PP dạy học bộ môn Vật lí 8 thuận lợi để tổ chức dạy học các bài tập thí nghiệm hấp dẫn, chỉ cần sử dụng các dụng cụ đơn giản, dễ kiếm, rẻ tiền. Từ việc phân tích những nhiệm vụ của bài tập vật lí và từ những nhận định trên về tình hình giảng dạy bài tập vật lí, chúng tôi thấy: để nâng cao hơn hiệu quả của việc giảng dạy, giáo viên cần phải chú trọng nhiều hơn đến hệ thống bài tập thí nghiệm vật lí. Với mong muốn góp phần nâng cao chất lợng dạy học vật lí ở trờng phổ thông, chúng tôi chọn đề tài: soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng lớp 11 trung học phổ thông theo chơng trình nâng cao, nhằm phát huy tính tích cực và nâng cao kiến thức của học sinh. 2. Mục đích nghiên cứu Soạn thảo hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng trong chơng trình vật lí lớp 11 nâng cao và soạn thảo tiến trình tổ chức hoạt động giải hệ thống bài tập này nhằm phát huy tính tích cực, nâng cao kiến thức của học sinh. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu lí luận về việc phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh, về vai trò, tác dụng của bài tập vật lí, phơng pháp giải bài tập vật lí và cách hớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí nói chung và bài tập thí nghiệm vật lí nói riêng. Nghiên cứu nội dung chơng trình, sách giáo khoa, sách bài tập để xác định mục tiêu (kiến thức, kĩ năng, phát triển t duy) dạy học của phần này. Soạn thảo hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng ở lớp 11 trung học phổ thông theo chơng trình nâng cao, đáp ứng yêu cầu đối với bài tập thí nghiệm. LL & PP dạy học bộ môn Vật lí 9 Soạn thảo tiến trình tổ chức hoạt động giải hệ thống bài tập trong dạy học về khúc xạ ánh sáng ở lớp 11 trung học phổ thông theo chơng trình nâng cao. Thực nghiệm s phạm để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của hệ thống bài tập và tiến trình dạy học hệ thống bài tập đã soạn thảo đối với việc phát huy tính tích cực, nâng cao chất lợng kiến thức. 4. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu a) Đối tợng nghiên cứu Quá trình dạy học bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng ở lớp 11 trung học phổ thông theo chơng trình nâng cao. b) Phạm vi nghiên cứu Hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng ở lớp 11 trung học phổ thông theo chơng trình nâng cao. Tiến trình dạy học hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng ở lớp 11 trung học phổ thông theo chơng trình nâng cao. 5. Phơng pháp nghiên cứu a) Nghiên cứu lí luận Nghiên cứu những tài liệu về lí luận dạy học về bài tập vật lí và thí nghiệm vật lí. Nghiên cứu chơng trình, nội dung sách giáo khoa, sách bài tập và sách giáo viên Vật lí lớp 11 trung học phổ thông theo chơng trình nâng cao. Nghiên cứu những tài liệu liên quan đến thí nghiệm vật lí, bài tập vật lí và bài tập thí nghiệm vật lí phần khúc xạ ánh sáng. LL & PP dạy học bộ môn Vật lí 10 b) Nghiên cứu thực tiễn Điều tra tình hình sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học phần khúc xạ ánh sáng ở trờng trung học phổ thông. Tiến hành thực nghiệm s phạm với hệ thống bài tập thí nghiệm và tiến trình dạy học hệ thống bài tập đã soạn thảo. 6. Giả thuyết khoa học Nếu soạn thảo đợc hệ thống bài tập thí nghiệm phù hợp và tổ chức dạy học nó, theo hớng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh thì sẽ phát huy tác dụng, hiệu quả của nó đối với việc phát huy tính tích cực, nâng cao chất lợng kiến thức của học sinh. [...]... cứ vào đặc điểm hoạt động dạy học, vào đặc điểm về nội dung và nhiệm vụ của bài tập thí nghiệm, chúng tôi đã dự kiến các yếu tố của việc tổ chức dạy học bài tập thí nghiệm 2 Đưa ra được trình tự hướng dẫn giải bài tập thí nghiệm áp dụng cho việc dạy học bài tập thí nghiệm vật lí ở trường trung học phổ thông Chương II Soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng 2.1 Mục tiêu về. .. về Kiến thức, kĩ năng và phát triển tư duy về khúc xạ ánh sáng lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao 2.1.1 Về kiến thức Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng Nêu được khái niệm chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối và mối quan hệ giữa các chiết suất này với tốc độ của ánh sáng trong các môi trường Nêu được tính chất thuận nghịch của sự truyền ánh sáng và chỉ ra sự thể hiện tính. .. loại bài tập mà khi giải phải sử dụng thí nghiệm Có thể là tiến hành thí nghiệm ở trên lớp, hoặc có thể là nghiên cứu nhỏ trong phòng thí nghiệm hoặc ở nhà Do đề tài của chúng tôi nghiên cứu là soạn thảo hệ thống về bài tập thí nghiệm, nên sau đây chúng tôi sẽ trình bày chi tiết về bài tập thí nghiệm 16 LL & PP dạy học bộ môn Vật lí 1.4 Bài tập thí nghiệm 1.4.1 Các loại bài tập thí nghiệm Nếu căn cứ theo. .. tượng được phản ánh 21 LL & PP dạy học bộ môn Vật lí Tính hệ thống của kiến thức đặc trưng bởi sự hình thành kiến thức trong mối liên hệ của hệ thống các kiến thức Tính áp dụng được của kiến thức đặc trưng bởi khả năng sử dụng được các kiến thức trong hoạt động nhận thức hoặc thực tiễn Tính bền vững của kiến thức đặc trưng bởi sự chắc chắn ổn định của kiến thức có thể huy động và áp dụng được khi... học tập 1.6 kiến thức vật lí Các dấu hiệu của chất lượng kiến thức 1.6.1 Kiến thức vật lí Kiến thức vật lí là kết quả phản ánh trong đầu óc con người về các tính chất, các mối liên hệ quy luật của các sự vật, hiện tượng vật lí, về cách thức con người nhận thức và vận dụng tính các chất và các mối liên hệ quy luật đó Có thể phân biệt ba loại kiến thức cơ bản: Kiến thức về các tính chất, các mối liên hệ. .. minh, sáng chế hoặc về những câu chuyện có tính chất lịch sử 1.3.3 Nếu căn cứ vào phương thức cho điều kiện và phương thức giải thì bài tập vật lí được phân ra 4 loại: Bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập thí nghiệm và bài tập đồ thị a) Bài tập định tính Là những bài tập mà khi giải chủ yếu dựa vào các suy luận lôgic hoặc dựa vào các định luật vật lí mà không phải tính toán phức tạp b) Bài tập. .. các thí nghiệm đơn giản Bài tập thí nghiệm cũng có thể có dạng định tính hoặc định lượng 1.2 Vai trò và tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học Việc giải bài tập vật lí ngoài mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy của học sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh, còn có tác dụng giáo dục học sinh, kiểm tra và ánh giá kiến thức, ... vật chất đảm bảo cho hoạt động dạy học Kết quả của một giờ dạy học về bài tập thí nghiệm vật lí không những phụ thuộc vào quá trình hoạt động tích cực của thầy và trò mà còn phụ thuộc nhiều vào các dụng cụ thí nghiệm liên quan Bởi vậy, trong các giờ bài tập thí nghiệm không những nhất thiết có thí nghiệm mà các dụng cụ thí nghiệm phải đảm bảo về chất lượng và số lượng d) Tổ chức hướng dẫn ở trên lớp. .. tính tích cực học tập thực chất là nói đến tính tích cực nhận thức, mà tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức của học sinh, đặc trưng ở khát vọng học tập, cố gắng từ trí tuệ và nghị lực cao trong nghiên cứu khoa học, quá trình nhận thức trong học tập không nhằm phát hiện những điều loài người chưa biết về bản chất, quy luật của các hiện tượng khách quan mà nhằm lĩnh hội những tri thức. .. tia sáng hẹp từ nước ra ngoài không khí với góc tới lớn hơn 43o + Củng cố kiến thức, kĩ năng đã thu được và kiểm tra, ánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh 18 LL & PP dạy học bộ môn Vật lí 1.5 Tính tích cực của học sinh trong học tập Tính tích cực học tập là một hiện tượng sự phạm biểu hiện ở sự cố gắng cao về nhiều mặt trong học tập Học tập là một trường hợp riêng của nhận thức Vì vậy, nói tới tính . dạy học vật lí ở trờng phổ thông, chúng tôi chọn đề tài: soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng lớp 11 trung học phổ thông theo chơng trình nâng cao, nhằm phát huy. huy tính tích cực và nâng cao kiến thức của học sinh. 2. Mục đích nghiên cứu Soạn thảo hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng trong chơng trình vật lí lớp 11 nâng cao và soạn thảo. xạ ánh sáng ở lớp 11 trung học phổ thông theo chơng trình nâng cao. b) Phạm vi nghiên cứu Hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng ở lớp 11 trung học phổ thông theo chơng trình nâng