ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐINH THỊ VUI XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG“ SÓNG CƠ HỌC” NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐINH THỊ VUI XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG “ SÓNG CƠ HỌC” NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ M[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐINH THỊ VUI XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG“ SÓNG CƠ HỌC” NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐINH THỊ VUI XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG “ SÓNG CƠ HỌC” NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MƠN VẬT LÍ) Mã số: 60 14 01 11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS TS NGUYỄN QUANG BÁU HÀ NỘI MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Ngành giáo dục nước ta tiến hành cơng đổi tồn diện Từ xưa giáo dục coi quốc sách hàng đầu, ưu tiên đầu tư để phát triển Mục tiêu quan trọng giáo dục đào tạo nhân tài, đào tạo lớp người có đạo đức, có tri thức chun mơn nhằm đáp ứng u cầu xây dựng phát triển đất nước theo hướng hội nhập giới Hệ thống trường chuyên mũi nhọn tiên phong trình đào tạo nhân tài cho đất nước Các trường Trung học phổ thông chuyên nước đóng vai trị quan trọng việc phát hiện, bồi dưỡng học sinh giỏi; coi nôi đào tạo đội ngũ nhà trị, nhà khoa học, nhà quản lý doanh nhân giỏi; họ người đóng góp quan trọng cho phát triển đất nước Đào tạo học sinh Chuyên, học sinh giỏi bậc Trung học Phổ thông (THPT) q trình mang tính khoa học địi hỏi phải có chiến lược lâu dài có phương pháp phù hợp Đây nhiệm vụ quan trọng tất trường chuyên, đòi hỏi nhà trường phải quan tâm sát đến việc đầu tư chuyên môn nhằm phát bồi dưỡng lực, kĩ tư cho học sinh Để làm tốt nhiệm vụ nhà trường phải tiến hành đầu tư đồng tất mơn học, Vật lí mơn khoa học TN đề cập đến nhiều vấn đề khoa học, gần gũi với đời sống giúp học sinh rèn luyện tư khoa học cách tốt Giải tập Vật lí nội dung gây hứng thú, rèn khả tư cho học sinh Bài tập Vật lí khơng có tác dụng rèn luyện kỹ vận dụng, đào sâu mở rộng kiến thức học cách sinh động, phong phú; mà thông qua việc giải tập học sinh ôn tập, rèn luyện số kỹ cần thiết Vật lí, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thơng minh sáng tạo Cũng thơng qua tập Vật lí giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm vững kiến thức kĩ vận dụng kiến thức Vật lí học sinh Trong chương trình mơn Vật lí lớp chun Vật lí trung học phổ thông nay, học sinh luyện nhiều tập khó dẫn đến quen, cịn nặng tính tốn đơi chưa phát huy óc quan sát, khả phát vấn đề Còn thiếu nghiên cứu hướng dẫn chi tiết cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí ứng với chương chủ đề cụ thể Thời gian gần đây, dạng tốn “Sóng học” thường chọn đư vào đề thi đại học, thi học sinh giỏi cấp, thu hút quan tâm đội ngũ giáo viên ý học sinh Nhằm mục đích phục vụ cho việc giảng dạy GV nghiên cứu học sinh kì thi ĐH thi HSG cấp, chọn nghiên cứu đề tài luận văn "Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương“Sóng học” nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên Vật lí" nhằm góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi, nâng cao chất lượng giảng dạy Vật lí lớp chuyên Vật lý THPT Lịch sử vấn đề nghiên cứu Cho đến nay, có số học viên cao học nghiên cứu đề tài xây dựng hệ thống tập cho khối chuyên như: Phạm Thành Công với đề tài Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương Dao động sóng điện từ Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng HSG học sinh THPT chuyên Phạm Thị Lan Anh với đề tài Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương Cảm ứng điện từ Vật lý 11 nhằm bồi dưỡng HSG học sinh THPT chuyên "Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương Sóng ánh sáng – Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi phát huy khiếu Vật lý học sinh trung học phổ thơng chun" Về chương“ Sóng học”: Các tác giả viết sách giáo khoa sách tập Vật lí phổ thơng soạn thảo hệ thống tập bám sát chủ đề Vật lí phổ thơng Có nhiều cơng trình nghiên cứu khác đề cập đến hệ thống tập chương Sóng học, cơng trình với mục đích chủ yếu trình bày dạng tốn để luyện thi đại học, chưa quan tâm đến việc bồi dưỡng học sinh giỏi khối chuyên Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương Sóng học nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi chun Vật lí 3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu đặc điểm, lực Học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lí THPT - Tìm hiểu lý luận phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lí trường THPT - Tìm hiểu lý luận vai trò, tác dụng, phương pháp giải tập Vật lí - Nghiên cứu nội dung kiến thức chương“ Sóng học” - Lựa chọn, xây dựng hệ thống tập về“ Sóng học” - Định hướng, xây dựng phương pháp giải tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương“ Sóng học” - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá ưu điểm, nhược điểm hiệu hệ thống tập phương pháp hướng dẫn hoạt động giải tập chương“ Sóng học” Khách thể đối tƣợng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Học sinh Chuyên Lý lớp 12 THPT chuyên - Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống tập phương pháp hướng dẫn hoạt động giải tập chương“ Sóng học” Vấn đề nghiên cứu Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương “ Sóng học” bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên Vật lí? Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng hệ thống kiến thức lý thuyết tập đa dạng, phong phú có chất lượng độ khó cao kết hợp với phương pháp hướng dẫn hoạt động giải tập dạy học HSG, qua giúp HS nâng cao kiến thức, rèn luyện khả sáng tạo nâng cao chất lượng môn hiệu bồi dưỡng HSG THPT Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Áp dụng với chương Sóng học – Vật lí 12 - THPT - Nghiên cứu cho học sinh học mơn Vật lí khối chuyên Vật lí THPT chuyên Nguyễn Trãi – Hải Dương Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Ý nghĩa lý luận: Tìm hiểu đặc điểm yêu cầu cần có HSG, học sinh chuyên Lý - THPT Từ biên soạn hệ thống tập chương “ Sóng học” áp dụng phương pháp hướng dẫn giải tập phù hợp giúp bồi dưỡng HSG Vật lí - Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu áp dụng việc giảng dạy chương“ Sóng học” trường THPT chun khác nước Đồng thời cịn có giá trị tham khảo cho thầy, cô trường THPT luyện tập cho HSG để tham gia kỳ thi HSG cấp Phƣơng pháp nghiên cứu 9.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận Nghiên cứu lí luận dạy học tập Vật lí Nghiên cứu sở lí luận để làm sáng tỏ vai trò việc xây dựng hệ thống hướng dẫn giải tập Vật lí chương “Sóng học” Nghiên cứu chương trình Vật lí phổ thơng, nội dung sách giáo khoa Vật lí 12 nâng cao tài liệu tham khảo có liên quan để xác định mức độ, nội dung yêu cầu kiến thức, kĩ giải tập Lựa chọn dạng tập sách giáo khoa, sách tập, sách tham khảo phù hợp với nội dung, kiến thức chương 9.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Điều tra việc thực tiễn công tác bồi dưỡng HSG học sinh THPT Chuyên ưu điểm nhược điểm từ đưa phương pháp cụ thể Tập hợp nghiên cứu nội dung sách giáo khoa Vật lý lớp 12 nâng cao, đề thi HSG, đề thi vào đại học cao đẳng, tài liệu tham khảo khác để tuyển chọn xây dựng hệ thống tập tự luận, trắc nghiệm Trao đổi với GV HS lớp chuyên Vật lí trường THPT Chuyên Nguyễn Trãi Hải Dương 9.3 Phương pháp thống kê toán học Thống kê kết đo trình thử nghiệm So sánh kết 10 Cấu trúc luận văn Ngoài phần Mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung luận văn trình bày 03 chương Chương 1: Cơ sở lý luận thực tiễn xây dựng hệ thống tập, hướng dẫn hoạt động giải tập Vật lí bồi dưỡng HSG Vật lí Chương 2: Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương“Sóng học” Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Chƣơng CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP, HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ VÀ BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 1.1 Tổng quan học sinh giỏi Vật lí học sinh THPT chuyên 1.1.1 Khái niệm học sinh giỏi Vật lí học sinh THPT chuyên 1.1.1.1 Học sinh giỏi học sinh giỏi Vật lí Học sinh giỏi( HSG) học sinh( HS) có khả thể xuất sắc lực trội lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, khả lãnh đạo, nghệ thuật, lĩnh vực lí thuyết chuyên biệt Những HS thể tài đặc biệt từ tất bình diện xã hội, văn hóa kinh tế “Học sinh giỏi học sinh chứng minh trí tuệ trình độ cao có khả sáng tạo, thể động học tập mãnh liệt đạt xuất sắc lĩnh vực lý thuyết, khoa học, cần giáo dục đặc biệt phục vụ đặc biệt để đạt trình độ tương ứng với lực [16, tr.1] Nhiều nước quan niệm: HSG đứa trẻ có lực lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, nghệ thuật lực lãnh đạo lĩnh vực lí thuyết Những học sinh cần có phục vụ hoạt động không theo điều kiện thông thường nhà trường nhằm phát triển đầy đủ lực Có thể nói, tất nước coi trọng vấn đề đào tạo bồi dưỡng HSG chiến lược phát triển chương trình GD phổ thơng Nhiều nước ghi riêng thành mục dành cho HSG, số nước coi dạng giáo dục đặc biệt chương trình đặc biệt Học sinh giỏi Vật lí người có lực quan sát tốt, nắm vững chất tượng Vật lí mong muốn khám phá tượng Vật lí vận dụng tối ưu kiến thức thức Vật lí để giải hay nhiều vấn đề mới, tập chưa học thấy Nói chung HSG HSG Vật lí có đặc điểm tích cực, chủ động, sáng tạo học tập có lực tư phát triển Trong qua trình dạy học để lựa chọn phương pháp dạy học phù hợp giáo viên phải quan tâm đến đặc điểm 1.1.1.2 Học sinh THPT chuyên Học sinh tuyển chọn vào trường THPT chuyên hầu hết em có tư chất thơng minh, ham học hỏi, tích cực chủ động trình học tập, nghiên cứu Chương trình phương pháp dạy học cho học sinh trường THPT chuyên xây dựng lựa chọn phải vào đặc điểm mục tiêu trường THPT chuyên: “Mục tiêu trường chuyên phát học sinh có tư chất thơng minh, đạt kết xuất sắc học tập phát triển khiếu em số môn học sở đảm bảo giáo dục phổ thơng tồn diện; giáo dục em thành người có lịng u nước, tinh thần vượt khó, tự hào, tự tơn dân tộc; có khả tự học, nghiên cứu khoa học sáng tạo; có sức khỏe tốt để tiếp tục đào tạo thành nhân tài đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước” [3, tr.2] 1.1.2 Mục tiêu dạy học sinh giỏi Mục tiêu chương trình dành cho HSG HS chun nhìn chung nước giống Có thể nêu lên số điểm sau đây: Phát triển phương pháp suy nghĩ trình độ cao phù hợp với khả trí tuệ trẻ Bồi dưỡng lao động, làm việc sáng tạo Phát triển kĩ năng, phương pháp thái độ tự học suốt đời Nâng cao ý thức khát vọng trẻ tự chịu trách nhiệm Khuyến khích phát triển lương tâm ý thức trách nhiệm đóng góp xã hội Phát triển phẩm chất lãnh đạo 1.1.3 Những lực, phẩm chất cần có học sinh giỏi [5, tr - 15] 1.1.3.1 Năng lực phẩm chất cần có học sinh giỏi nói chung Học sinh giỏi cần có số lực phẩm chất quan trọng sau: - Năng lực tiếp thu kiến thức + Khả nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng + Luôn hứng thú tiết học, đặc biệt + Có ý thức tự bổ sung, hoàn thiện tri thức thu từ dạng sơ khai - Năng lực suy luận + Biết phân tích vật, tượng qua dấu hiệu đặc trưng chúng + Biết thay đổi góc nhìn xem xét vật tượng + Biết cách tìm đường ngắn để đến kết luận xác + Biết xét đủ điều kiện cần thiết để kết luận giả thuyết + Biết quay lại điểm vừa xuất phát để tìm đường - Năng lực đặc biệt +Biết diễn đạt xác điều muốn trình bày + Sử dụng thành thạo hệ thống ký hiệu, quy ước để diễn tả vấn đề + Biết phân biệt thành thạo kỹ đọc, viết nói + Biết thu gọn vấn đề trật tự hóa vấn đề để dùng khái niệm trước, mô tả cho khái niệm sau - Năng lực lao động sáng tạo: Biết tổ hợp yếu tố, thao tác để thiết kế dãy hoạt động nhằm đạt kết mong muốn - Năng lực kiểm chứng: + Biết suy xét sai từ loạt kiện + Biết tạo tương tự hay tương phản để khẳng định bác bỏ đặc trưng sản phẩm làm + Biết cách chắn liệu cần phải kiểm nghiệm thực số lần kiểm nghiệm - Năng lực thực hành: + Biết thực dứt khoát số động tác làm thí nghiệm + Biết kiên trì, kiên nhẫn trình làm sáng tỏ số vấn đề lý thuyết thông qua thực nghiệm đến vấn đề lý thuyết 1.1.3.2 Năng lực phẩm chất cần có học sinh giỏi chun Vật lí Dựa nguyên tắc chung phẩm chất học sinh giỏi đặc điểm mơn Vật lí khái quát lực phẩm chất học sinh giỏi chuyên Vật lí sau: - Có lực tư tốt sáng tạo, biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái qt hóa - Có kiến thức Vật lí vững vàng, sâu sắc, hệ thống, nắm vững chất tượng Vật lí Biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo kiến thức tình - Có kỹ thí nghiệm tốt, có lực phương pháp nghiên cứu khoa học Vật lí Biết nêu lý luận cho tượng xảy thực tế, biết cách dùng thí nghiệm để kiểm chứng lại lý luận biết cách dùng lý thuyết để giải thích tượng kiểm chứng Như giáo viên, đào tạo học sinh giỏi Vật lí, cần hướng học sinh học tập để học sinh trang bị kiến thức, kỹ năng, giúp em tự học hỏi, sáng tạo nhằm phát huy tối đa lực 1.1.4 Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên Vật lí 1.1.4.1 Tổ chức giảng dạy [6,tr 168] “ Đào tạo HSG trình đào tạo nghiêm túc khoa học công phu Trong q trình địi hỏi phải xây dựng lộ trình đào tạo hàng năm cho nhóm, lớp học sinh giỏi Các nhóm HS khơng học theo chương trình phổ thơng hành mà cịn phải bổ sung thêm kiến thức theo chương trình thi HSG theo chương trình khu vực quốc tế, cần nghiên cứu để HS đáp ứng theo chuẩn đào tạo nước mà hướng tới chuẩn khu vực quốc tế Từ việc xây dựng chương trình chi tiết riêng cho nhóm học sinh giỏi Các giai đoạn thực sau: Giai đoạn 1: Củng cố kiến thức THCS Các em học sinh tổng kết kiến thức THCS, học số kiến thức lớp 10, làm quen với số chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Giai đoạn 2: Chuyên đề nâng cao Các em nhóm học sinh giỏi ngồi học kiến thức lớp học thêm kiến thức cần thiết cho học sinh giỏi (những kiến thức khơng có chương trình phổ thơng) Ở lớp em hồn thành chương trình lớp 10 – 11 đủ để học chuyên đề bồi dưỡng giải tập khó Các học sinh lớp 10 nhóm luyện học sinh giỏi hồn thành nội dung kiến thức nâng cao cho đội tuyển Giai đoạn 3: Thành đội tuyển thi học sinh giỏi quốc gia quốc tế Các học sinh đội tuyển 11 tham dự kỳ thi học sinh giỏi với học sinh lớp 12 để chọn đội tuyển Các trường chọn học sinh có điểm cao từ xuống cho đủ tiêu theo quy định để lập thành đội tuyển thi quốc gia quốc tế Đối với học sinh giỏi mục tiêu nhận thức từ bậc 3( thông hiểu) đến bậc 4( vận dụng) rèn luyện thứ bậc cao nhất” TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Quang Báu (2007), Bài tập Vật lí nâng cao 12, Nxb Đại học Sư phạm Ban tổ chức kỳ thi Olympic truyền thống 30/4(2010), Tuyển tập đề thi Olympic 30-4, lần thứ XVI- Mơn Vật lí, Nhà xuất Đại học Sư Phạm Bộ Giáo dục Đào tạo (ngày 15/02/2012), Quy chế Tổ chức hoạt động trường trung học phổ thông chuyên, Ban hành kèm theo Thông tư số: 06/2012/TTBGDĐT Lƣơng Dun Bình (2009), Vật lí đại cương, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam Phạm Kim Chung (2011), Bài giảng chuyên đề, phương pháp dạy học Vật lý Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội Phạm Kim Chung (2006), Bài giảng phương pháp dạy học Vật lí trường Trung học phổ thông, Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội Vũ Cao Đàm (2011) Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam Nguyễn Phú Đồng (2013), Bồi dưỡng học sunh giỏi Vật lý, tập 2, Nhà xuất Tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh Phạm Minh Hạc (1996), Tuyển tập Tâm lý học J.Piaget, NXB Giáo dục 10 Nguyễn Thị Mỹ Lộc ( 2009), Tâm lý học giáo dục, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội 11 Võ Quang Nhân, Trần Thế Vỹ (2004), “ Các phương pháp suy luận sángtạo”,http://vietsciences.free.fr/thuctap khoahoc/renluyen_sangtao/khainiemhoa.htm 12 Nguyễn Đức Thâm (2002), Phương pháp dạy học vật lí trường phổ thông Nxb Đại học Sư phạm 13 Nguyễn Đức Thâm (2002), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trường phổ thông dạy học vật lí Nxb Đại học Sư phạm 14 Phạm Hữu Tịng (1989), Phương pháp dạy tập vật lí, Nxb Giáo dục 15 Phạm Hữu Tòng (1994), Bài tập phương pháp dạy tập vật lí, Nxb Giáo dục 16 Đỗ Ngọc Thống (2007), “Bồi dưỡng học sinh giỏi số nước phát triển”, http://edu.hochiminhcity.gov.vn 17 Đặng Đình Tới (24/1/2011), “ Nơi hội tụ tài trẻ yêu thích Vật lý”, hsgs.edu.vn 10 ... sở lý luận thực tiễn xây dựng hệ thống tập, hướng dẫn hoạt động giải tập Vật lí bồi dưỡng HSG Vật lí Chương 2: Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương“Sóng học” Chương 3: Thực... với đề tài Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương Cảm ứng điện từ Vật lý 11 nhằm bồi dưỡng HSG học sinh THPT chuyên "Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương... Hệ thống tập phương pháp hướng dẫn hoạt động giải tập chương“ Sóng học” Vấn đề nghiên cứu Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương “ Sóng học” bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên Vật