Hình thành một số kiến thức mới trong dạy học phần Điện học. ĐIện từ học cho học sinh lớp 11 THPT bằng giải bài tập

B GIO DC V O TO TRNG I HC S PHM H NI 2 =============== NGUYN VN HNG HìNH THàNH MộT Số KIếN THứC MớI TRONG DạY HọC PHầN ĐIệN HọC. ĐIệN Từ HọC CHO HọC SINH LớP 11 THPT BằNG GIảI BàI TậP LUậN VĂN THạC Sĩ khoa học GIáO DụC H NI - 2011 LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Vật lý, phòng Sau Đại học Trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 cùng các thầy, cô giáo đã tận tình giảng dạy, quan tâm tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành khóa học. Xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thế Khôi đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn. Xin cảm ơn GV, HS trường THPT Dương Xá (Gia Lâm - Hà Nội) và Trường THPT Tự Lập (Mê Linh - Hà Nội), gia đình bạn bè cùng các học viên CH lớp K13 - LL&PPGD Vật lí Trường ĐHSP Hà Nội 2 đã ủng hộ, động viên và tạo mọi điều kiện cho tôi trong thời gian học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn mọi sự giúp đỡ vô cùng quý báu ấy! Hà Nội, ngày… tháng… năm 2011 Nguyễn Văn Hùng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: Hình thành một số KTM trong dạy học phần “Điện học. Điện từ học” cho HS lớp 11 THPT bằng giải bài tập là đề tài do bản thân tôi nghiên cứu, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Thế Khôi, khoa Vật lý trường ĐHSP Hà Nội 2 và đề tài không hề sao chép từ bất cứ một tài liệu nào, kết quả nghiên cứu không trùng với các tác giả khác. Hà Nội, ngày… tháng… năm 2011 Nguyễn Văn Hùng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ BIỂU ĐỒ MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài. 1 2. Mục đích nghiên cứu 3 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3 4. Giả thuyết khoa học 3 5. Nhiệm vụ nghiên cứu. 4 6. Phương pháp nghiên cứu. 4 7. §ãng gãp cña luËn v¨n 4 8. Cấu trúc của luận văn. 5 CHƯƠNG 1 . CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 6 1. Quan niệm về bài tập vật lí 6 2. Tác dụng của BTVL trong dạy học 7 3. Phân loại bài tập vật lí. 12 4. Hướng dẫn HS giải BTVL 14 5. Giải bài tập trong dạy học Vật lí. 17 5.1. Tiết học NCTLM. 18 5.2. Tiết học luyện tập GBT. 19 6. Mối quan hệ giữa giải BTVL và phát triển năng lực giải quyết vấn đề, nắm vững kiến thức. 20 7. Thực trạng dạy học giải BTVL của GV và HS THPT. 24 7.1. Mục tiêu dạy học một số kiến thức phần “Điện học. Điện từ học” 24 7.2. Thực trạng dạy học GBTVL phần “Điện học. Điện từ học”. 26 KÕt luËn ch¬ng 1 29 CHNG 2. HèNH THNH KIN THC MI PHN IN HC. IN T HC BNG GII BI TP VT L. 30 2.1. H thng bi tp hỡnh thnh kin thc 30 2.2. Hng dn gii h thng bi tp nhm hỡnh thnh KTM 33 2.2.1. Cụng ca lc in. 33 2.2.2. in th. Hiu in th 35 2.2.3. Định luật Ôm đối với toàn mạch. 41 2.2.4. Lực từ. Cảm ứng từ. 45 2.2.5. Lc Lo-ren-x. 49 2.2.6. Suất điện động cảm ứng. 53 Kết luận chơng 2 57 Chơng 3. Thực nghiệm s phạm 58 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm s phạm (TNSP) 58 3.2. Đối tợng TNSP 58 3.3. Tiến hành thực nghiệm s phạm 58 3.4. Kết quả TNSP 61 kết luận chơng 3 69 KT LUN 70 Tài liệu tham khảo 72 Phụ lục 1 75 PH LC 2 89 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT GV : Giáo viên HS : Học sinh SGK : Sách giáo khoa THPT : Trung học phổ thong PPDH : Phương pháp dạy học NCTLM : Nghiên cứu tài liệu mới BTVL : Bài tập Vật lí KTM : Kiến thức mới TN : Thực nghiệm ĐC : Đối chứng GBTVL : Giải bài tập vật lí TNSP : Thực nghiệm sư phạm BTCB : Bài tập cơ bản BTPH : Bài tập phức tạp LTGBT : Luyện tập giải bài tập DANH MỤC CÁC BẢNG STT Bảng Tên bảng Trang 1 3.1 Kết quả của từng bài kiểm tra của hai vòng (Kết quả TNSP) 63 2 3.2 Kết quả của toàn bộ các bài kiểm tra tổng hợp hai vòng thực nghiệm (Tổng hợp kết quả TNSP) 63 3 3.3 Bảng phân phối tần số 64 4 3.4 Bảng phân phối tần suất 64 5 3.5 Bảng phân phối tần suất luỹ tích 65 6 3.6 Bảng tổng hợp số liệu xác định các tham số đặc trưng 67 DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ BIỂU ĐỒ STT Bảng Tên bảng Trang 1 3.1 Đồ thị đường phân bố tần suất lớp đối chứng và lớp thực nghiệm 65 2 3.2 Đồ thị đường phân bố tần suất luỹ tích 66 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài. Nhân loại đang ở thế kỷ XXI, thể kỷ mà tri thức, kỹ năng của con người được coi là yếu tố quyết định sự phát triển xã hội. Trong xã hội tương lai, xã hội dựa vào tri thức, nền giáo dục phải đào tạo ra những con người tri thức phát triển, sáng tạo và giàu tính nhân văn. Muốn thực hiện tốt nhiệm vụ này, nhà trường phổ thông trước hết phải vũ trang cho HS hệ thống những kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, phù hợp với thực tế đất nước, thực tế địa phương về tự nhiên, xã hội, tư duy và hệ thống những kỹ năng, kỹ xảo tương ứng. Các công trình nghiên cứu về thực trạng giáo dục ở nước ta hiện nay đã chỉ ra rằng chất lượng nắm vững kiên thức nói chung, kiến thức vật lí nói riêng của HS trung học phổ thông bị giảm sút nghiêm trọng, thực tế này đề ra cho các GV vật lí một nhiệm vụ cấp bách để thực hiện tốt tư tưởng chỉ đạo phát triển giáo dục đào tạo trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước mà Đảng Cộng sản Việt Nam vạch ra là: “Nhiệm vụ và mục tiêu cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng con người và các thế hệ thiết tha gắn bó với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có ý thức cộng đồng, phát huy tính tích cực của cá nhân, làm chủ tri thức khoa học, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức và kỷ luật, có sức khỏe, vừa “hồng” vừa “chuyên”. “Đổi mới phương pháp dạy học ở tất cả cấp học, bậc học, áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh (HS) năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề [14]. Hội nghị lần thứ hai của Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa VIII (12/1996) đã xác định giáo dục là quốc sách hàng đầu. Trong Luật giáo dục (12/2008), Nghị quyết của Quốc hội khóa X về đổi mới chương 2 trỡnh giỏo dc ph thụng (12/2000) v trong cỏc ch th ca Th tng v B trng b Giỏo dc v o to ó nờu rừ ngnh giỏo dc v o to i mi mnh m phng phỏp giỏo dc, o to, khc phc li truyn th mt chiu, rốn luyn thnh np t duy sỏng to ca ngi hc. Trong dy hc Vt lớ, cú th nõng cao cht lng hc tp v phỏt trin nng lc gii quyt vn ca HS bng nhng phng phỏp, bin phỏp khỏc nhau. Thuc s ú, gii BTVL l mt trong cỏc phng phỏp dy hc c xỏc nh t lõu, cú tỏc dng rt tớch cc n vic giỏo dc v phỏt trin ca HS, ng thi cng l mt trong nhng thc o thc cht, ỳng n s nm vng kin thc, k nng, k xo vt lớ ca h, nht l nng lc gii quyt vn . Trong lnh vc nghiờn cu lý lun v cỏc vn ca BTVL t trc n nay, ó cú rt nhiu cụng trỡnh ca cỏc tỏc gi nc ngoi v tỏc gi trong nc biờn son giỏo trỡnh phng phỏp ging dy vt lớ trng ph thụng trong tng thi k ó b sung, hon chnh v nờu ni bt lờn c tỏc dng ca BTVL trong dy hc, phng phỏp gii, xõy dng h thng bi tp cho mt chng, phn SGK vt lý ph thụng nh ca X.E.Camennetxki - V.P.Ôrêkhôp [4], Lờ Nguyờn Long- Nguyễn Đức Thâm [16], Phạm Hữu Tòng [26], Nguyễn Thế Khôi [14], trong ú cú c lun vn cao hc Nguyn c Sinh: ch nghiờn cu mt s bi hc lp 10, 11 THPT núi chung v ch TNSP ỏnh giỏ khụng ht cỏc bi hc y [17] Cỏc tác giả đã ch ra tỏc dng ca BTVL trong dy hc, các cách phân loại, soạn thảo hệ thống bài tập vật lí và đề xuất phơng pháp giải bài tập, các kiểu hớng dẫn học sinh tìm kiếm lời giải bài tập vật lí. Khụng ch cú vy, cỏc tỏc gi cng ch ra rng BTVL cú tỏc dng giỳp cho HS hỡnh thnh, rốn luyn k nng,k xo vn dng kin thc vo thc tin, giỳp cho vic o sõu, m rng kin thc trong vic hỡnh thnh KTM cho HS. Khi gii BTVL, do phi t mỡnh phõn tớch cỏc iu kin ca u bi, t xõy dng lp lun, kim tra v phờ phỏn nhng kt lun, nờn kin 3 thức mà HS thu được là của chính họ, các em sẽ nắm chắc và hiểu sâu hơn. Đồng thời, việc tổ chức cho HS giải BTVL để rút ra KTM sẽ phát huy tính tích cực, làm việc tự lực của HS, rất phù hợp với xu hướng dạy học hiện đại. Thông thường các kiến thức vật lí được xây dựng bằng thực nghiệm. Nhưng không phải lúc nào bằng thí nghiệm cũng chính xác, dễ thực hiện, mà có thể thông qua giải các BTVL để hình thành KTM cho HS. Với những lý do trên dẫn đến việc triển khai đề tài “Hình thành một số kiến thức mới trong dạy học phần Điện học. Điện từ học cho HS lớp 11 trung học phổ thông bằng GBT” vừa mang tính thời sự vừa cực kỳ cần thiết. 2. Mục đích nghiên cứu Hình thành một số KTM trong dạy học phần “Điện học. Điện từ học” lớp 11 qua giải BTVL nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS và nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức của họ trong dạy học vật lí phần này ở trường THPT. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học BTVL của GV, HS trường THPT. 3.2. Phạm vi nghiên cứu: Hình thành một số KTM trong dạy học phần “Điện học. Điện từ học” cho HS lớp 11 THPT. 4. Giả thuyết khoa học Nếu soạn thảo được hệ thống bài tập để hình thành KTM và đề ra cách hướng dẫn HS giải nó một cách khoa học phù hợp với mục tiêu dạy học và nội dung một số kiến thức phần “Điện học. Điện từ học” (Vật lí 11 THPT) thì có thể phát triển năng lực giải quyết vấn đề, nâng cao việc nắm vững kiến thức của HS. [...]... trạng dạy học giải bài tập một số kiến thức của GV và HS lớp 11 THPT - Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm hiệu quả v tính khoa học, khả thi của hệ thống bài tập đã lựa chọn và tiến trình hướng dẫn học sinh giải nó - Sử dụng thống kê toán học để xử lí số liệu thực nghiệm sư phạm 7 Đóng góp của luận văn - Hệ thống hóa một số cơ sở lí luận về BTVL - Xây dựng hệ thống BTVL và tiến trình hướng dẫn HS giải. .. Đóng góp của luận văn - Hệ thống hóa một số cơ sở lí luận về BTVL - Xây dựng hệ thống BTVL và tiến trình hướng dẫn HS giải nó trong việc hình thành một số KTM phần Điện học Điện từ họccho HS lớp 11 THPT nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức, góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề 5 8 Cu trỳc ca lun vn Ngoi phn m u, kt lun, 28 ti liu tham kho v 02 ph lc, lun vn gm ba chng: Chng 1 C s lý... vic GBT gúp phn nõng cao nng lc gii quyt vn cho HS Cú th xõy dng rt nhiu bi tp cú ni dung thc tin, trong ú yờu cu HS phi vn dng kin thc lớ thuyt gii thớch hoc d oỏn cỏc hin tng cú th xy ra trong thc tin nhng iu kin cho trc 2.2 Hỡnh thnh KTM bng GBT trong dy hc Trong dy hc, vic hỡnh thnh mt s KTM bng GBT nm trong tit hc NCTLM Tit hc NCTLM l loi tit hc trong ú HS thu c cỏi m h cha bit t trc, hoc cha... cha ỏp dng c ngay angụrit ó c ra cho HS thỡ GV cn a ra nhng bi tp rốn luyn riờng nhm m bo cho HS thc hin nhng ch dn riờng l trong angụrit gii ny (m bo cho HS nm vng nhng hnh ng s cp) to nhng iu kin cho HS cú th ỏp dng c angụrit ó cho 4.2 Hng dn tỡm tũi Hng dn tỡm tũi l kiu hng dn mang tớnh cht gi ý cho HS suy ngh tỡm tũi phỏt hin cỏch gii quyt, khụng phi l GV ch dn cho HS ch vic chp hnh cỏc hnh ng... thờm cho HS thu hp phm vi phi tỡm tũi, gii quyt cho va sc vi HS Nu HS vn khụng kh nng t lc tỡm tũi gii quyt thỡ hng dn ca GV theo mu m bo cho HS hon thnh c yờu cu ca mt bc, sau ú tip tc yờu cu HS t lc tỡm tũi gii quyt bc tip theo Nu cn thỡ GV li giỳp thờm Cú nh vy cho n khi gii quyt xong vn t ra Kiu hng dn ny, cú u im l dy cho HS cỏch suy ngh trong quỏ trỡnh GBT m bo cho HS gii c bi toỏn ó cho. .. THPT Dng Xỏ (Gia Lõm - H Ni) v THPT T Lp (Mờ Linh - H Ni) trong nm hc 2010 - 2 011 7.2.1 Mc ớch iu tra iu tra thc trng ging dy ca GV v nm vng kin thc ca HS trng THPT Dng Xỏ v trng THPT T Lp trong mt s tit hc NCTLM v vt lớ cn nghiờn cu Trờn c s kt qu ca quỏ trỡnh iu tra kt hp vi cỏc vic nghiờn cu lớ lun v BTVL, ni dung chng trỡnh SGK m son tho h thng bi tp nhm hỡnh thnh cho HS trong mt NCTLM nhm nõng cao... xut T ú gúp phn giỏo dc hng nghip cho HS Cỏc BTVL v cỏc hin tng vt lớ thng gp trong sinh hot hng ngy, giỳp cho HS thy khoa hc vt lớ ngay trong cuc sng xung quanh, gúp phn bi dng cho HS kh nng quan sỏt, sỏng to 3 Phõn loi bi tp vt lớ Trong cỏc ti liu phng phỏp ging dy vt lớ ngi ta chia BTVL theo nhiu du hiu khỏc nhau Tuy nhiờn, trong bt k loi BTVL no cng cha ng mt vi yu t ca mt hay nhiu loi khỏc Cú th... dng quan trng ca vt lớ trong i sng v sn xut - Gii BTVL l mt b phn ca a s cỏc tit hc nh NCTLM, luyn tp, ụn tp kim tra Nú cú th chim mt phn hoc ton b tit hc ng thi nú cng c s dng trong c chng trỡnh ngoi khoỏ Trong cỏc hỡnh thc y, BTVL c s dng nhiu hn ca trong hai loi tit hc NCTLM v luyn tp GBT (LTGBT) 5.1 Tit hc NCTLM Mi kin thc khoa hc u l li gii ỏp cho mt cõu hi Nu khụng cú vic ny sinh cõu hi thỡ s khụng... ch dn cho HS angụrit loi bi toỏn ú ri cho HS tp ỏp dng gii cỏc bi toỏn tip theo i vi nhng lp HS khỏ thỡ tng cng rốn luyn t duy cho HS trong quỏ trỡnh gii bi toỏn, ngi ta cú th lụi cun HS tham gia vo quỏ trỡnh xõy dng angụrit chung gii loi bi toỏn ó cho Thụng qua vic phõn tớch nhng bi toỏn u tiờn cú th yờu cu HS t vch ra angụrit gii loi bi toỏn ny, ri ỏp dng vo vic gii cỏc loi bi toỏn tip theo Trong. .. u im l nú m bo cho HS gii c bi toỏn mt cỏch chc chn v giỳp cho vic rốn luyn k nng gii bi toỏn ca HS cú hiu qu Tuy nhiờn, nu vic hng dn HS ch quen chp hnh nhng hnh ng ó c ch dn theo mt mu cú sn, do ú ớt cú tỏc dng rốn luyn cho HS kh nng tỡm tũi, sỏng to, s phỏt trin t duy sỏng to ca HS b hn ch Vic truyn t cho HS angụrit gii mt bi toỏn xỏc nh cú th theo nhng cỏch khỏc nhau Cú th ch dn cho HS angụrit . HìNH THàNH MộT Số KIếN THứC MớI TRONG DạY HọC PHầN ĐIệN HọC. ĐIệN Từ HọC CHO HọC SINH LớP 11 THPT BằNG GIảI BàI TậP LUậN VĂN THạC Sĩ khoa học GIáO DụC H NI - 2 011 . ngày… tháng… năm 2 011 Nguyễn Văn Hùng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: Hình thành một số KTM trong dạy học phần Điện học. Điện từ học cho HS lớp 11 THPT bằng giải bài tập là đề tài do. mới trong dạy học phần Điện học. Điện từ học cho HS lớp 11 trung học phổ thông bằng GBT” vừa mang tính thời sự vừa cực kỳ cần thiết. 2. Mục đích nghiên cứu Hình thành một số KTM trong dạy học