lựa chọn và rèn luyện phương pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LA THỊ THẮNG Lựa chọn và rèn luyện phương pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi Chuyên ngành: LL&PP dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 60140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. T¤ V¡N B×NH THÁI NGUYÊN - 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục …… i Danh mục các chữ viết tắt trong luận văn …… ii Danh mục các bảng, sơ đồ, hình vẽ và đồ thị …….iii Mở đầu … 1 Chƣơng I. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc lựa chọn và rèn luyện phƣơng pháp giải bài tập vật lí cho học sinh trong việc bồi dƣỡng học sinh giỏi … 5 1.1. Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi .….5 1.1.1. Các công trình nghiên cứu về bồi dưỡng học sinh giỏi … 5 1.1.1.1. Các nghiên cứu về bài tập vật lí … 5 1.1.1.2. Các nghiên cứu về học sinh giỏi và công tác bồi dưỡng học sinh giỏi … 6 1.1.2. Quan niệm về học sinh giỏi và giáo dục học sinh giỏi … 6 1.1.3. Mục tiêu của việc bồi dưỡng học sinh giỏi … 8 1.1.4. Một số biện pháp phát hiện học sinh giỏi ở bậc THPT … 8 1.1.5. Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi ở bậc THPT … 9 1.1.5.1. Kích thích động cơ học tập của học sinh … 9 1.1.5.2. Soạn thảo nội dung dạy học và có phương pháp dạy học phù hợp … 9 1.1.5.3. Kiểm tra, đánh giá …10 1.1.6. Những năng lực cần thiết của giáo viên dạy bồi dưỡng học sinh giỏi …11 1.2. Nội dung, phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí …11 1.2.1. Mối quan hệ giữa mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học …11 1.2.2. Mục tiêu, nội dung, phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí …12 1.2.2.1. Mục tiêu bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí …12 1.2.2.2. Nội dung dạy học trong bồi dưỡng học sinh giỏi …13 1.2.2.3. Các hình thức và phương pháp dạy học trong bồi dưỡng học sinh giỏi . 14 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 1.3. Thuận lợi và khó khăn trong bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THPT …15 1.3.1. Thuận lợi …15 1.3.2. Khó khăn …15 1.4. Bài tập trong dạy học vật lí …16 1.4.1. Khái niệm bài tập vật lí …16 1.4.2. Phân loại bài tập vật lí …17 1.4.2.1. Phân loại dựa vào cả nội dung và hình thức …17 1.4.2.2. Phân loại theo nội dung …17 1.4.2.3. Phân loại theo phương pháp giải …18 1.4.2.4. Phân loại theo mức độ phức tạp của hoạt động tư duy của học sinh khi tìm lời giải …19 1.4.3. Vai trò của bài tập vật lí trong quá trình dạy học vật lí …20 1.4.3.1. Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức …20 1.4.3.2. Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới …21 1.4.3.3. Bài tập vật lí là một trong những phương tiện rất quí báu để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn …21 1.4.3.4. Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh . 21 1.4.3.5. Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh …22 1.4.3.6. Bài tập vật lí cũng là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh …22 1.5. Thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí ở một số trường THPT tỉnh Thái Nguyên …22 1.5.1 Mục đích …22 1.5.2 Phương pháp …23 1.5.3. Kết quả điều tra …23 Kết luận chương I …25 Chƣơng II: Lựa chọn và rèn luyện phƣơng pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dƣỡng học sinh giỏi …26 2.1. Vấn đề lựa chọn bài tập cho học sinh dùng trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi …26 2.1.1 Nguyên tắc lựa chọn bài tập cho học sinh …26 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 2.1.2. Nguyên tắc lựa chọn bài tập dành cho học sinh giỏi …26 2.1.2.1. Hệ thống bài tập phải được lựa chọn theo từng chủ đề và từng phần của môn học …27 2.1.2.2. Hệ thống bài tập được lựa chọn theo nguyên tắc lựa chọn trong lựa chọn …27 2.2. Rèn luyện phương pháp giải bài tập vật lí cho học dùng trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi …28 2.2.1. Những yêu cầu về lời giải một bài tập vật lí của học sinh giỏi …28 2.2.2. Các tiêu chí rèn luyện phương pháp giải bài tập vật lí cho học sinh …28 2.2.2.1. Học sinh phải nắm vững phương pháp chung giải bài tập vật lí …29 2.2.2.2. Học sinh phải nắm vững phương pháp giải từng nhóm bài theo cùng một chủ đề …32 2.2.2.3. HS phải đạt được các kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tiễn hoạt động giải bài tập cũng như các hoạt động trong học tập và cuộc sống …33 2.2.2.4. Trong quá trình giải bài tập, cần khuyến khích học sinh tìm nhiều cách giải cho cùng một bài …34 2.2.3. Quy trình rèn luyện phương pháp giải bài tập vật lí cho học sinh dùng trong bồi dưỡng học sinh giỏi …34 2.3. Phần cơ học trong chương trình bộ môn vật lí lớp 10 …35 2.3.1 Vị trí và vai trò của phần cơ học - vật lí 10 …35 2.3.2 Cấu trúc nội dung phần cơ học - vật lí 10 …36 2.4. Lựa chọn bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi …38 2.4.1. Chủ đề 1: Động học chất điểm …38 2.4.2. Chủ đề 2: Động lực học chất điểm 40 2.4.3. Chủ đề 3: Tĩnh học vật rắn …43 2.4.4. Chủ đề 4: Các định luật bảo toàn …46 2.5. Phương pháp rèn luyện phương pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi …46 2.5.1. Tổ chức hoạt động tự học ở nhà cho HS …46 2.5.2. Tổ chức hoạt động dạy học trên lớp …48 2.5.3. Kiểm tra, đánh giá và tự kiểm tra đánh giá …49 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 2.5.3.1. Vai trò của kiểm tra, đánh giá và tự kiểm tra đánh giá …49 2.5.3.2. Các tiêu chí đánh giá …50 2.5.3.3. Biên soạn đề kiểm tra lớp 10 bồi dưỡng HSG …50 2.5.4. Hệ thống kiến thức lý thuyết và phương pháp giải bài tập phần cơ học dùng trong bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí (dùng làm tài liệu tự học cho HS) …52 2.5.4.1. Kiến thức toán học trong dạy học vật lí …52 2.5.4.2. Kiến thức lí thuyết vật lí …53 2.5.4.3. Một số phương pháp giải bài tập vật lí …64 2.5.5. Ví dụ minh họa về phương pháp rèn luyện phương pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi …72 Kết luận chương II …98 Chƣơng III. Thực nghiệm sƣ phạm …99 3.1. Mục đích thực nghiệm …99 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm 99 3.3. Đối tượngthực nghiệm …99 3.4. Phương pháp đánh giá 100 3.5. Tiến hành thực nghiệm . 100 3.6. Đánh giá hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất 101 3.6.1. Đánh giá qua kết quả bài kiểm tra 101 3.6.2. Đánh giá qua kết quả thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh 107 3.6.3. Đánh giá qua theo dõi quá trình học tập của học sinh 107 3.6.4. Đánh giá qua ý kiến của các đồng nghiệp 108 Kết luận chương III 109 Kết luận và kiến nghị 110 Tài liệu tham khảo 112 Phụ lục 115 Phụ lục 1: Phiếu tham khảo ý kiến giáo viên vật lí 115 Phụ lục 2: Đề và đáp án chấm kiểm tra khảo sát lần 1, lần 2 119 Phụ lục 3: Hệ thống bài tập được lựa chọn 125 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN VIẾT ĐẦY ĐỦ VIẾT TẮT Bài tập BT Chuyển động CĐ Dạy học DH Đại học ĐH Đối chứng ĐC Giáo dục & đào tạo GD&ĐT Giáo viên GV Học sinh HS Học sinh giỏi HSG Kiểm tra KT Nhà xuất bản NXB Nhanh dần đều NDĐ Phương pháp PP Phương pháp dạy học PPDH Phương tiện dạy hoc PTDH Sách giáo khoa SGK Trung học phổ thông THPT Thực nghiệm TN Thực nghiệm sư phạm TNSP Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữ mục tiêu, nội dung, phương pháp Hình 2.1.Sơ đồ nguyên tắc lựa chọn BT dùng cho bồi dưỡng HSG Hình 2.2. Sơ đồ PP phân tích Hình 2.3. Sơ đồ PP tổng hợp Hình 3.1. Biểu đồ xếp loại kết quả kiểm tra lần 1 Hình 3.2. Biểu đồ xếp loại kết quả kiểm tra lần 2 Hình 3.3. Đồ thị đường lũy tích kết quả KT lần 1 Hình 3.4. Đồ thị đường lũy tích kết quả kiểm tra lần 2 Bảng 2.1. Quy trình rèn luyện phương pháp giải bài tập vật lí cho học sinh Bảng 2.2. Phân bố số tiết đối với chương trình chuẩn: Bảng 2.3. Phân bố số tiết đối với chương trình trình nâng cao: Bảng 2.4. Ma trận đề kiểm tra khảo sát Bảng 3.1. Bảng số liệu thực nghiệm và đối chứng Bảng 3.2. Phân phối chương trình ôn luyện bồi dưỡng HSG phần cơ học (38 tiết) Bảng 3.3. Bảng điểm các bài kiểm tra Bảng 3.4. Xếp loại kết quả học tập Bảng 3.5. Phần trăm HS đạt điểm khá giỏi, trung bình, yếu kém Bảng 3.6. Các số liệu thống kê của các bài kiểm tra Bảng 3.7. Phần trăm HS đạt điểm Xi trở xuống Bảng 3.8. Bảng thống kê T kđ Bảng 3.9. Kết quả thu được từ kì thi chọn HSG cấp tỉnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn của mình đến các thầy cô giáo trong khoa Sau Đại học, khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu khoa học tại khoa. Tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới PGS.TS. Tô Văn Bình - Đại học sư phạm Thái Nguyên, người đã trực tiếp giảng dạy, nhiệt tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi xin cảm ơn sâu sắc tới lãnh đạo sở Giáo dục – Đào tạo tỉnhThái Nguyên, Ban giám hiệu, các đồng chí lãnh đạo, giáo viên tổ, nhóm vật lí, cùng các thầy cô cộng tác ở các trường dạy thực nghiệm sư phạm, đã nhiệt tình đóng góp ý kiến, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm. Tôi xin cảm ơn chân thành tới người thân, các đồng nghiệp trong tổ chuyên môn, ban giám hiệu trường PT Dân tộc Nội trú Thái Nguyên, nơi tôi đang công tác, đã động viên giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành khoá học. Thái Nguyên, tháng 5 năm 2013 La Thị Thắng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong một công trình nào khác. Thái nguyên, tháng 5 năm 2013 Tác giả La Thị Thắng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 MỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Theo Georgia Law, học sinh giỏi (HSG) là học sinh (HS) chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lí thuyết khoa học, là người cần một sự giáo dục đặc biệt và sự phục vụ đặc biệt để đạt được trình độ tương ứng với năng lực của người đó. Trên thế giới, việc phát hiện và bồi dưỡng HSG đã có từ rất lâu. Có thể nói, hầu như tất cả các nước đều coi trọng vấn đề đào tạo và bồi dưỡng HS giỏi trong chiến lược phát triển chương trình GD phổ thông. Đối với nước ta, Đảng và Nhà nước đã khẳng định nhiệm vụ của ngành giáo dục là nâng cao dân trí, phổ cập giáo dục phổ thông cho toàn dân, song song nhiệm vụ đó thì cần phải bồi dưỡng nhân tài, phát hiện các HS có năng khiếu ở trường phổ thông và có kế hoạch đào tạo riêng để họ thành những cán bộ khoa học kĩ thuật nòng cốt. “Bồi dưỡng nhân tài” là một nội dung quan trọng trong nhiều nghị quyết của Đảng và Nhà nước. Hiện nay HSG được rèn luyện trong các trường học riêng, thường gọi là trường chuyên, trường năng khiếu của các tỉnh, thành phố. Tuy nhiên, không phải tất cả HSG đều được học tập trong những trường đặc biệt như vậy mà vẫn có một tỉ lệ không nhỏ những HSG - ở cả thành phố, nông thôn cũng như những HS sinh sống tại những vùng khó khăn, xa trung tâm đô thị và những HS là người dân tộc thiểu số - đang theo học tại các trường trung học phổ thông (THPT) không chuyên. Do vậy, các trường THPT đều xây dựng kế hoạch và tổ chức bồi dưỡng HSG đối với bộ môn vật lí cũng như tất cả các môn học khác. Trong quá trình giảng dạy, một trong những nhiệm vụ quan trọng của mỗi giáo viên là bồi dưỡng HSG bộ môn. Việc bồi dưỡng HSG nhằm mục tiêu chính là tạo cho họ nhiều cơ hội trở thành những nhà khoa học, kĩ thuật của đất nước. Cũng thông qua bồi dưỡng HSG, có thêm động lực để tự học, tự bồi dưỡng và nâng cao trình độ chuyên môn. Trong quá trình bồi dưỡng HSG, hệ thống bài tập (BT) được sử dụng phải đa dạng, phải có tính tổng hợp và chuyên sâu. Nếu giáo viên lựa chọn được các BT đảm [...]... những lí luận này, chúng tôi có những đề xuất về việc lựa chọn và rèn luyện PP giải BT phần cơ học vật lí 10 cho HS dùng trong công tác bồi dưỡng HSG Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 35 Chƣơng II: LỰA CHỌN VÀ RÈN LUYỆN PHƢƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN CƠ HỌC VẬT LÍ LỚP 10 CHO HỌC SINH TRONG VIỆC BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI 2.1 Vấn đề lựa chọn bài tập cho học sinh. .. Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 14 Chƣơng I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC LỰA CHỌN VÀ RÈN LUYỆN PHƢƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ CHO HỌC SINH TRONG VIỆC BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI 1.1 Vấn đề bồi dƣỡng học sinh giỏi 1.1.1 Các công trình nghiên cứu về bồi dƣỡng học sinh giỏi 1.1.1.1 Các nghiên cứu về bài tập vật lí Hiện nay, có thể nói đã có rất nhiều nghiên cứu khoa học về BT vật lí Các... bồi dưỡng HSG vật lí ở các trường THPT không chuyên - Nghiên cứu nội dung, cấu trúc đặc điểm phần cơ học vật lí lớp 10 (cả chương trình chuẩn và nâng cao) - Cách thức lựa chọn BT cho đối tượng HS khá giỏi - Lựa chọn hệ thống BT cơ học vật lí lớp 10 cho HS khá giỏi - Nghiên cứu việc rèn luyện PP giải BT cho HS khá giỏi - Thiết kế tiến trình dạy học một số buổi dạy bồi dưỡng HSG vật lí lớp 10 Số hóa bởi... Đại học Thái Nguyên,… Tuy nhiên các đề tài này chủ yếu nghiên cứu về công tác giảng dạy cho HS đại trà, còn công tác bồi dưỡng HS giỏi thì còn ít người nghiên cứu Xuất phát từ những thực tế và lí do nêu trên, tôi chọn đề tài: Lựa chọn và rèn luyện phương pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu, đề xuất nguyên tắc lựa. .. trình vật lí lớp 10, cũng là phần mở đầu trong chương trình vật lí THPT Đó là phần kiến thức hết sức cơ bản, có vai trò tạo dựng nền tảng cho tư duy, cho việc học vật lí của HS trong cả cấp học Và như vậy việc rèn luyện PP giải BT phần cơ học cho HS là khâu then chốt, là một trong những yếu tố quyết định chất lượng quá trình dạy và học bộ môn vật lí Bản thân tôi thường xuyên tham gia công tác bồi dưỡng. .. dạy học vật lí 1.4.1 Khái niệm bài tập vật lí Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề hay một câu hỏi cần được giải đáp nhờ những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệm vật lí trên cơ sở sử dụng các định luật và các PP của vật lí học là bài toán vật lí Bài toán vật lí, hay đơn giản gọi là các BT vật lí, là một phần hữu cơ của quá trình dạy học vật lí vì nó cho phép hình thành và. .. Nguyễn Thị Nga (2004), Lựa chọn và phối hợp các giải pháp nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS THPT trong giờ giải bài tập Vật lí, Luận văn thạc sĩ - Trường Đại học Thái Nguyên; Đỗ Thị Thuý Hà (2009), Phối hợp các PP và phương tiện dạy học hiện đại để phát triển hứng thú và năng lực tự lực học tập cho HS qua các hoạt động giải bài tập Vật lí phần Cơ học (chương trình Vật lí 10 nâng cao), Luận văn... Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học BT của giáo viên và HS trong thời gian ôn bồi dưỡng HS giỏi bộ môn vật lí IV GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu lựa chọn được một hệ thống BT phù hợp với đối tượng HS khá giỏi và rèn luyện được cho các em các PP giải BT phần cơ học vật lí lớp 10 thì sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn vật lí nói chung và công tác bồi dưỡng HS giỏi nói riêng V PHẠM VI NGHIÊN CỨU... qua giải bài tập vật lí bằng phương pháp vectơ, Nguyễn Thị Nga (2004) với Lựa chọn và phối hợp các giải pháp nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS THPT trong giờ giải bài tập Vật lí, Đào Quang Thành với Tích cực hóa hoạt động học tập vật lí của học sinh PTTH miền núi trên cơ sở tổ chức, định hướng, rèn kỹ năng giải bài tập vật lí( 1997-ĐHSP ĐHTN); Nguyễn Thế Chung với Một số biện pháp phát huy tính... sách như: Giải toán Vật lí 10 của tác giả Bùi Quang Hân, BT chọn lọc Vật lí 10 của tác giả Đoàn Trọng Căn (chủ biên), Bài tập Vật lí sơ cấp của tác giả Vũ Thanh Khiết Và Phạm Quý Tư, Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi THPT môn Vật lí của giáo sư Dương Trọng Bái, … 1.1.1.2 Các nghiên cứu về học sinh giỏi và công tác bồi dƣỡng học sinh giỏi Trong công cuộc cải cách giáo dục hiện nay, việc phát hiện và đào . trò của phần cơ học - vật lí 10 …35 2.3.2 Cấu trúc nội dung phần cơ học - vật lí 10 …36 2.4. Lựa chọn bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi …38 2.4.1 trình rèn luyện phương pháp giải bài tập vật lí cho học sinh dùng trong bồi dưỡng học sinh giỏi …34 2.3. Phần cơ học trong chương trình bộ môn vật lí lớp 10 …35 2.3.1 Vị trí và vai trò của phần. giải một bài tập vật lí của học sinh giỏi …28 2.2.2. Các tiêu chí rèn luyện phương pháp giải bài tập vật lí cho học sinh …28 2.2.2.1. Học sinh phải nắm vững phương pháp chung giải bài tập vật