Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương cơ sở của nhiệt động lực học vật lý 10 nâng cao nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC    TRẦN QUỐC ÂN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÝ 10 NÂNG CAO NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI    LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM VẬT LÝ Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý Mã số: 60 14 01 11   HÀ NỘI - 2015  ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC    TRẦN QUỐC ÂN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÝ 10 NÂNG CAO NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI   LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM VẬT LÝ Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý Mã số: 60 14 01 11 Cán bộ hướng dẫn: GS.TS. Nguyễn Huy Sinh HÀ NỘI - 2015  i LỜI CẢM ƠN  Trongsuốtquátrìnhhọctập,nghiêncứuvàhoànthànhluậnvănnày,tôi đãnhậnđượcsựủnghộ,giúpđỡquýbáucủacácthầycôgiáo,cáccánbộ phụtráchvàbạnbè,nhữngngườithâncủatôi.Vớilòngkínhtrọngvàbiếtơn sâusắc,tôixinđượcbàytỏlớicảmơnchânthànhtới: Các thầy cô giáo trong Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, TrườngĐạihọcGiáoDục-ĐạihọcQuốcGiaHàNộicùngtoànthểcácthầy côgiáođãthamgiagiảngdạy,giúpđỡtôitrưởngthànhtrongquátrìnhhọc tậptạitrường,đãtạomọiđiềukiệnthuậnlợigiúpđỡtôihoànthànhluậnvăn. GS.TS Nguyễn Huy Sinh, người thầy đáng kính đã hết lòng giúp đỡ, hướngdẫn,độngviênvàtạomọiđiềukiệnthuậnlợichotôitrongsuốtquá trìnhhọctậpvàquátrìnhthựchiệnđềtài. Ban giámhiệu, cácthầycôgiáo giảngdạybộ môn Vậtlítạitrường THPTNgôQuyềnThànhphốHảiPhòng,nơitôicôngtácđãcộngtác,động viên giúpđỡ vàchỉbảochotôi rấtnhiềutrong thời gian thựcnghiệmsư phạmtạitrường.  Cuốicùng,tôixingửilờicảmơnchânthànhtớigiađìnhvàbạnbètôi đãluônởbênđộngviên,giúpđỡvàtạomọiđiềukiệntốtnhấtgiúptôitrong suốtquátrìnhhọctậpvàhoànthànhluậnvăn.  HàNội,tháng11năm2014  Tácgiả   TrầnQuốcÂn    ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT  ĐC:Đốichứng GD:Giáodục GV:Giáoviên HS :Họcsinh HSG :Họcsinhgiỏi NĐLH :Nhiệtđộnglựchọc THPT :Trunghọcphổthông TN:Thựcnghiệm  iii MỤC LỤC  Lờicảmơn i Danhmụccáckíhiệu,cácchữviếttắt ii Mụclục iii Danhmụccácbảng v Danhmụccáchình Error! Bookmark not defined. MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Ở TRƯỜNG THPT 5 1.1.Cơsởlýluận 5 1.1.1.Vàinétlịchsửvềvấnđềbồidưỡnghọcsinhgiỏitrênthếgiớivàở nướcta 5 1.1.2.Pháthiệnvàbồidưỡnghọcsinhgiỏithôngquatìmhiểunănglựcvà phẩmchấtcủahọcsinhgiỏi 8 1.1.3.CơsởlýluậnvềdạyvàhọcbàitậpVậtlíởtrườngTHPT 11 1.1.4.NhữngvấnđềcơbảnvềphươngphápdạybàitậpvậtlíởtrườngTHPT 16 1.2.Cơsởthựctiễn 28 1.2.1.Phươngphápđiềutra,khảosátthựctrạnghoạtđộngdạygiảibàitập nhằmbồidưỡnghọcsinhgiỏivậtlíởcáctrườngTHPTThànhphốHải Phòng. 28 1.2.2.Thựctrạnghoạtđộngdạygiảibàitậpnhằmbồidưỡnghọcsinhgiỏivật líởcáctrườngTHPTthànhphốHảiPhòng. 29 Tiểukếtchương1 31 CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÝ 10 CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 32 2.1.Vịtrí,vaitròvàcấutrúccủachương“Cơsởcủanhiệtđộnglựchọc” 32 2.1.1Vịtríchương“Cơsởcủanhiệtđộnglựchọc” 32 2.1.2Vaitròcáckiếnthứccủachương“Cơsởcủanhiệtđộnglựchọc” 33 2.1.3Cấutrúcnộidungchương“Cơsởcủanhiệtđộnglựchọc” 34  iv 2.2Nhữngkiếnthứctrọngtâmcủachương“Cơsởcủanhiệtđộnglựchọc”  34 2.2.1.Cáckháiniệmcơbản 34 2.2.2.CácnguyênlíNĐLH 43 2.2.3.NhữnghạnchếcủanguyênlýIđòihỏisựrađờicủanguyênlýII 49 2.3Xâydựnghệthốngvàphươngphápgiảibàitậpchương“Cơsởcủanhiệt độnglựchọc”vậtlílớp10chươngtrìnhnângcaonhằmbồidưỡnghọcsinh giỏi 56 2.3.1.Chủđề1:ÁpdụngnguyênlýItínhcácđạilượng , ,E Q A trongcác quátrìnhnhiệtđộng. 57 2.3.2.Chủđề2:KếthợpnguyênlýIvớiápdụngnguyênlíIIcủanhiệtđộng lựchọcđểtínhcácđạilượngliênquanđếncácmáynhiệt. 72 2.3.3.Chủđề3:Bàitậpnângcaochotoànchương(TínhcácđạilượngNĐLH -vẽvàphântíchđồthị). 83 Tiểukếtchương2 102 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 103 3.1.Mụcđích,nhiệmvụ,đốitượngvàphươngphápcủaTNsưphạm 103 3.1.1.MụcđíchcủaTNsưphạm 103 3.1.2.NhiệmvụcủaTNsưphạm 103 3.1.3.ĐốitượngTNsưphạm 104 3.2.TiếnhànhTN 104 3.3.Kếtquảvàxửlýkếtquả 105 3.3.1.Xâydựngtiêuchíđánhgiá 105 3.3.2.Nhậnxétchungvềmặtđịnhtính 106 3.3.3.Phântíchcáckếtquảvềmặtđịnhlượng 106 3.4.Đánhgiáchungvềthựcnghiệmsưphạm 110 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 Error!Bookmarknotdefined. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113     v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng2.1.Phânphốichươngtrìnhgiảngdạychương“Cơsởcủanhiệtđộng lựchọc”vậtlý10THPTchươngtrìnhnângcao 32 Bảng2.2.ÁpdụngnguyênlýIchocácquátrìnhnhiệtđộngcủakhílýtưởng 48 Bảng3.1.ThôngtinvềcácnhómhọcsinhthamgiaquátrìnhTNsưphạm104 Bảng3.2:Bảngphânphốitầnsố,tầnsuấtvàtầnsuấttíchlũybàikiểmtra108 Bảng3.3:Tổnghợpcácthamsốđặctrưngkiểmtra 110  1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Đấtnướctađangbướcvàothờikìmới,thờikìcôngnghiệphóahiện đại hóa đất nước. Mọi nghành nghề đều có những bước thay đổi đáng kể.TrongkhôngkhíhộinhậpsâurộngvàovàoWTO,ngànhgiáodụcđang tíchcựctừngbướcđổimớinộidungchươngtrình,đổimớiphươngphápdạy học, đổi mới công tác quản lý giáo dục nâng cao chất lượng quản lý dạy bồidưỡnghọcsinhgiỏinhằmnângcaochấtlượnggiáodụcvàđàotạo,nhằm hoànthànhmụctiêu:“Nângcaodântrí,đàotạonhânlực,bồidưỡngnhântài”.  NghịquyếtHộinghịTrungương8khóaXIvềđổimớicănbản,toàn diện giáodục vàđàotạođãnhấn mạnh“Đốivớigiáo dụcphổthông,tập trungpháttriểntrítuệ,thểchất,hìnhthànhphẩmchất,nănglựccôngdân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh…”   8 .Đểđạtđượcmụctiêuđềrahộinghịcũngchỉrõ”tiếptụcđổimới mạnhmẽphươngphápdạyvàhọctheohướnghiệnđại;pháthuytínhtích cực,chủđộng,sángtạovàvậndụngkiếnthức,kỹnăngcủangườihọc;khắc phụclốitruyềnthụápđặtmộtchiều,ghinhớmáymóc.Tậptrungdạycách học,cáchnghĩ,khuyếnkhíchtựhọc,tạocơsởđểngườihọctựcậpnhậtvà đổimớitrithức,kỹnăng,pháttriểnnănglực”.  Trongthờiđạikhoahọcvàcôngnghệngàynay,nhânlựccótrìnhđộ caokhôngchỉlàtiềnđềmàcònlàyếutốcótínhquyếtđịnhchosựpháttriển củamộtđấtnước.Nếucónguồnnhânlựctốtthìhọcóthểcảitiến,phátminh ranhững máy móc,cóphương pháp quảnlýgiúpchonăngsuấtlaođộng tănglêngấpnhiềulần.Tuynhiênđểtạonguồnnhânlựccótrìnhđộcaothì vấnđềpháthiện,bồidưỡngvàsửdụngngườitàicóvaitròquantrọngvà phảiđượcthựchiệnngayởtrườngphổthông.Chínhvìthếmàhầunhưtấtcả cácnướcđềucoitrọngvấnđềđàotạovàbồidưỡnghọcsinhgiỏitrongchiến lượcpháttriểngiáodụcphổthông.  2  Hiệnnayởcáctrườngphổthôngcoicôngtácbồidưỡnghọcsinhgiỏi làmũinhọnvàtrọngtâm.Nócótácdụngthiếtthựcvàmạnhmẽlàmnâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ của đội ngũ giáo viên,nâng cao chất lượnggiáodụcvàkhẳngđịnhthươnghiệucủanhàtrường.Vớihọcsinhnó giúpcácemcóniềmđammê,sựsaysưahọctậpvànghiêncứu,vươnlênđể đạtnhũngđỉnhcaotronghọctập.  Lýluậndạyhọcxembàitậplàmộtphươngphápdạyhọccụthể,nó đượcápdụngphổbiếnthườngxuyênởcáccấphọc,ởcácloạihìnhhọctập khácnhauvàđượcápdụngtrongtấtcảcáckhâucủaquátrìnhdạyhọc.Đối vớimônVậtlýbàitâpđóngvaitròlànộidung,làphươngtiệnđểchuyểntải kiếnthức,rènluyệntưduyvàkĩnăngthựchànhbộmônmộtcáchhiệuquả nhất,làmộttrongnhữngphươngtiệncơbảnnhấtđểgiảngdạyvàhọctập mônvậtlýởnhàtrườngTHPT  Đãcórấtnhiềucáccôngtrìnhkhoahọcnghiêncứuvềbàitậpvậtlý, đềcậptớinhiềumặtnhư:líluậndạyhọcbàitậpvậtlý,phậnloạivàphương pháp giải bài tập vật lý, nghiên cứu các tiến trình dạy học bài tập vật lý….Đốivớiviệcphânloạivàphươngphápgiảibàitậpđãcónhiềutácgiả nghiêncứuvàpháthànhthànhsáchthamkhảonhưngchủyếuphụcvụtrực tiếpchosáchgiáokhoavàônluyệnthiđạihọc,caođẳng.Còncáctàiliệu trìnhbàymộtcáchhệthốngvàphươngphápgiảiphụcvụchocôngtácbồi dưỡnghọcsinhgiỏicònrấtít.Xâydựngvàsửdụnghệthốngbàitậpchương “Cơ sở của nhiệt động lực học” mớichỉcócáctácgiảnghiêncứuchođối tượnglàhọcsinhmiềnnúivàđạitrà.Vớinhữnglýdotrên,chúngtôiquyết địnhlựachọnđềtài:“Xâydựngvàsửdụnghệthốngbàitậptrongdạyhọc chương“Cơ sở của nhiệt động lực học” vậtlýlớp12nângcaonhằmbồi dưỡnghọcsinhgiỏi”. 2. Mục đích nghiên cứu  -Xâydựnghệthốngbàitậpchương“Cơ sở của nhiệt động lực học” thuộcchươngtrìnhVậtlýlớp10nângcaonhằmbồidưỡngHSgiỏi.  3  -Thiếtkếtiếntrìnhdạy họccácchương“Cơ sở của nhiệt động lực học” vớiviệcsửdụnghệthốngbàitậpđãxâydựngnhằmnângcaonănglực giảibàitậpvàtưduysángtạochoHS. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu  -NghiêncứucơsởlýluậnvàthựctiễnvềviệcbồidưỡngHSgiỏiVật lýởtrườngTHPT.  -Xâydựngvàsửdụnghệthốngbàitậpchương“Cơ sở của nhiệt động lực học” vậtlýlớp10chươngtrìnhnângcaonhằmbồidưỡngHSgiỏi.  -Thựcnghiệmsưphạmđểđánhgiákếtquảvàtínhkhảthicủađềtài thôngquaviệcsửdụnghệthốngbàitậpđãsoạnthảo.  4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu  Nộidung,phươngphápdạyhọcvàhệthốngbàitậpchương“Cơ sở của nhiệt động lực học” vậtlý10nângcaonhằmbồidưỡnghọcsinhgiỏi. 5. Giả thuyết khoa học  -Cần đổi mới phương pháp dạy và học nhằm nâng cao chất lượng trongviệcbồidưỡnghọcsinhgiỏi.  -Đểgiảiquyếtvấnđềcầnphảixâydựngđượcmộthệthốngbàitập phù hợp với kiến thức và trình độ học sinh nói chung. Mặtkhác cần xây dựngmộthệthốngbàitậpriêngphùhợpvớichương“Cơ sở của nhiệt động lực học” vàsửdụnghệthốngbàitậpđóvàoviệcbồidưỡnghọcsinhgiỏi nhằmpháthuynănglựcsángtạo,nângcaokiếnthứcvàhiệuquảcáckìthi HSG. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:  - Ý nghĩa khoa học của đề tài :  Gópphầnlàmrõthêmhệthốngcơsởlýluậnvềviệcbồidưỡngvàđào tạohọcsinhgiỏiởnướctavànhiềunướctrênthếgiới.  - Ý nghĩa thực tiễn của đề tài : [...]...   Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về việc bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT.    Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập chương Cơ sở của nhiệt động lực học Vật lý 10 chương trình nâng cao nhằm bồi dưỡng HSG     Chương 3: Thực nghiệm sư phạm và đánh giá kết quả.                      4  CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1 Cơ sở lý. ..   Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương:   Cơ sở của nhiệt động lực học Vật lý lớp 10 nâng cao nhằm cải thiện quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT Ngô Quyền Thành phố Hải Phòng.   7 Các phương pháp nghiên cứu Lý thuyết :  Nghiên  cứu,  ứng  dụng các  cơ sở lý luận  về  bồi dưỡng HSG ở nước ta và một số nước khác.   Thực tiễn : Điều tra khảo sát hiện trạng trong qúa  trình đào tạo và bồi ... chức và bồi dưỡng HSG kết hợp tham quan các phòng học bộ môn, thư viện.     - Tổng hợp và thống kê số liệu về kết quả thi học sinh giỏi cấp thành phố.     - Tác giả phân tích những kết quả điều tra được. Trên cơ sở đó rút kinh  nghiệm về những  ưu- nhược điểm và lấy đó làm cơ sở để xây dựng hệ thống và phương  pháp giải  bài tập chương Cơ sở của nhiệt động lực học nhằm giải  quyết đề tài của luận văn và thực hiện tốt hơn nhiệm vụ bồi dưỡng HSG vật lí. ... 1.1.4.3 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí a. Cơ sở tâm lí học và lí luận dạy học về việc hình thành năng lực giải bài tập Việc hình thành năng lực giải bài tập vật lí cũng được xem là mục đích  quan trọng của hoạt động dạy học vật lí. Năng lực giải bài tập vật lí có thể bao  gồm nhiều kĩ năng trong đó có thể chia thành: kĩ năng định hướng, kĩ năng kế  hoạch hoá hoạt động giải bài tập,  kĩ năng thực hiện kế hoạch giải và kĩ năng ... + Soạn thảo các câu hỏi hoặc lời hướng dẫn cụ thể sẽ sử dụng khi lên  lớp tương ứng với từng bước của tiến trình hướng dẫn đã vạch ra.   1.1.4.4 Sử dụng bài tập vật lí nhằm phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi Bồi dưỡng học sinh giỏi là công việc không thể thiếu và diễn ra hàng năm   ở các trường THPT. Để làm được điều này, mỗi thầy cô giáo đều có một cách  làm khác nhau tùy thuộc vào điều kiện  và năng lực của học sinh,  nhưng trong ... - Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại: bài tập giả tạo và bài tập có  nội  dung  thực  tế,  bài tập luyện  tập và bài tập sáng  tạo,  bài tập cho  thừa  hoặc thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lý, bài tập có  nhiều cách giải khác nhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo điều kiện cụ thể  vv Bài tập giả tạo: là bài tập mà nội dung của nó không sát với thực tế, các  quá trình tự nhiên được đơn giản hóa hoặc ngược lại. Bài tập giả tạo thường là ... của hệ thống tài  liệu,  bài tập nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi,  đặc biệt đối với những môn khoa học tự nhiên như vật lí.    Đối tượng được bồi dưỡng chính là những học sinh có năng lực về môn  học,  các em không những thực sự   giỏi mà còn phải thật sự  yêu thích môn  học này bởi vì niềm  đam  mê là động lực để các em cảm thấy  hứng thú học hỏi, tìm  tòi  và sáng tạo.  Chính vì vậy,  việc  sử dụng các bài tập vật lí nhằm ... Như vậy đối với những giáo viên, khi đào tạo những học sinh có năng  khiếu về môn vật lí, cần hướng học sinh học tập để được trang bị những kiến  thức, kỹ  năng, giúp các em tự học hỏi, tự sáng tạo nhằm phát huy tối đa năng  lực của  mình.     10 1.1.3 Cơ sở lý luận về dạy và học bài tập Vật lí ở trường THPT 1.1.3.1 Bài tập vật lí và vai trò của nó trong dạy và học   Bài tập vật lí là những bài luyện tập được  lựa chọn phù hợp với  mục  đích  chủ  yếu  là ... thức đã học để giải từng loại bài tập theo mẫu xác định. Việc giải những bài tập loại này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu cho học sinh luyện tập để nằm vững cách giải đối với từng loại bài tập nhất định.   Bài tập sáng tạo: là bài tập mà các dữ kiện đã cho trong đầu bài không  chỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải. Các bài tập sáng tạo có tác dụng rất  lớn trong  việc phát triển tính tự lực và sáng tạo của học sinh,  giúp học sinh nắm vững kiến thức chính xác, sâu sắc và mềm dẻo. Bài tập sáng tạo có thể là ... trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước.     Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh. Trong khi làm bài tập,  do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu  bài,  tự xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận rút ra  được  nên  tư  duy  học sinh được  phát  triển,  năng  lực làm  việc  tự  lực của họ  được nâng cao,  tính kiên trì được phát triển.     Giải bài tập vật lý là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ  . -Nghiêncứu cơ sở lý luận và thựctiễnvềviệc bồi dưỡng HS giỏi Vật lý ởtrườngTHPT.  -Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương Cơ sở của nhiệt động lực học vật lý lớp 10 chương trình nâng cao nhằm bồi dưỡng HS giỏi.  . vật lý lớp12 nâng cao nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi . 2. Mục đích nghiên cứu  -Xây dựng hệ thống bài tập chương Cơ sở của nhiệt động lực học thuộc chương trình Vật lý lớp 10 nâng cao nhằm bồi dưỡng HS giỏi.   3 . Nộidung,phươngphápdạy học và hệ thống bài tập chương Cơ sở của nhiệt động lực học vật lý 10 nâng cao nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi.  5. Giả thuyết khoa học  -Cần đổi mới phương pháp dạy và học nhằm nâng