Bồi dưỡng đội tuyển olympic vật lý cho sinh viên toàn quốc

BỒI DƯỠNG ĐỘI TUYỂN OLYMPIC VẬT LÝ SINH VIÊN TOÀN QUỐC Nguyễn Thế Khôi 1 Tóm tắt: Tính đến nay, đội tuyển sinh viên khoa Vật lý - Trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tham gia đầy đủ 17 kỳ thi Olympic Vật lý sinh viên toàn quốc. Kết quả của đội tuyển còn khiêm tốn. Để nâng cao chất lượng của đội tuyển cần đề ra các biện pháp cụ thể, xây dựng quy trình tổ chức, huấn luyện đội tuyển một cách khoa học, phù hợp với kế hoạch năm học của Trường và thời gian tổ chức cuộc thi, trong đó đặc biệt là xác định nội dung và xây dựng ngân hàng đề về cả 3 phần thi (trắc nghiệm, giải bài tập, thực nghiệm). 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Từ năm 1998, Hội Vật lý Việt Nam kết hợp với các trường đại học, cao đẳng và học viện trong cả nước tổ chức cuộc thi Olympic Vật lý sinh viên toàn quốc. Những năm đầu, chỉ có 3 - 4 trường đại học ở miền Bắc tham gia. Đến những năm gần đây, cuộc thi đã thu hút hơn 30 trường đại học, học viện và cả cao đẳng khắp các vùng miền của Tổ quốc. Ban tổ chức cuộc thi đã thống nhất về cơ bản thời gian tổ chức, nội dung chủ yếu và hình thức thi, đối tượng và số lượng thành viên của đội tuyển dự thi… Tính đến tháng 3 - 2014, đội tuyển sinh viên khoa Vật lý, Trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tham gia đầy đủ 16 kỳ thi Olympic. Kết quả của đội tuyển (chủ yếu là sinh viên năm thứ ba, thứ tư) còn khá khiêm tốn, chưa được như khoa và nhà trường kỳ vọng. Những năm đầu chỉ đạt giải ba, 6 năm gần đây đạt giải nhì toàn đoàn; Mỗi kỳ thi đều có sinh viên đạt giải cá nhân, nhưng cao nhất chỉ là giải nhì. Trong khi đó, một số đội tuyển như ĐH Khoa học tự nhiên, ĐH Bách khoa Hà Nội, ĐH Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, Học viện Bưu chính viễn thông, ĐHSP Hà Nội, Học viện Kỹ thuật quân sự… thường xuyên đạt giải cao và thành viên trong đội tuyển hầu hết là sinh viên năm thứ nhất, thứ hai. Vì lẽ đó, cần xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của đội tuyển để từ đấy có thể đề ra các giải pháp nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức, phát triển tính tích cực nhận thức và năng lực giải quyết vấn đề của sinh viên của đội tuyển Olympic Vật lý sinh viên toàn quốc. 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1. Các hình thức kiểm tra đánh giá kết quả học tập Vật lý của sinh viên Để đánh giá kết quả học tập, công nhận người học hoàn thành chương trình môn học, học phần ở đại học, giảng viên Vật lý thường sử dụng hai hình thức đánh giá: kiểm tra viết, làm bài thực hành. 1 TS, Trường ĐHSP Hà Nội 2 Một cách tổng quát, các bài kiểm tra hay thi mà người học phải viết khi làm bài được chia làm hai loại: tự luận; trắc nghiệm. Mỗi bài tự luận bao gồm một số câu hỏi tương đối ít và có tính tổng quát, đòi hỏi câu trả lời khá dài dòng. Hình thức này có ưu điểm cơ bản: người làm bài có điều kiện diễn đạt tư tưởng và bộc lộ khả năng suy luận; khuyến khích người học có thói quen suy diễn, khái quát hoá và phát huy óc sáng tạo; tạo cơ hội cho người làm bài luyện văn. Có nhiều loại trắc nghiệm khác nhau, trong số đó, trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn là loại được ưa chuộng và phổ biến nhất, gồm một câu phát biểu không đầy đủ (câu dẫn) và thường là 4 câu trả lời (câu chọn) để người làm bài chọn câu trả lời đúng nhất, hợp lý nhất. Nó có ưu điểm chủ yếu: kiểm tra đánh giá được những mục tiêu dạy học khác nhau; người làm bài phải suy xét và phân biệt kỹ càng khi chọn câu trả lời; độ tin cậy cao, tính giá trị tốt; phân tích được tính chất (độ khó, độ phân biệt) mỗi câu hỏi và đánh giá được bài trắc nghiệm khách quan theo phương pháp thống kê. Thí nghiệm thực hành (gọi tắt là thực hành) là thí nghiệm do sinh viên tự tiến hành ở phòng thí nghiệm. Căn cứ vào hình thức tổ chức, có thể phân biệt thực hành đồng loạt (tất cả các nhóm sinh viên đều cùng làm những thí nghiệm trong khoảng thời gian như nhau và cùng một đề tài với những dụng cụ, thiết bị giống nhau) và thực hành cá thể (các nhóm sinh viên cùng làm thí nghiệm trong khoảng thời gian như nhau về những đề tài khác nhau với các dụng cụ, thiết bị khác nhau, hoặc về cùng đề tài nhưng với dụng cụ, thiết bị và phương pháp tiến hành khác nhau, hoặc về cùng một đề tài với cùng một thiết bị nhưng giải quyết các nhiệm vụ khác nhau). Trong cuộc thi Olympic Vật lý sinh viên toàn quốc, Ban tổ chức sử dụng ba hình thức thi: trắc nghiệm và giải bài tập (kiểm tra viết), thực nghiệm (thực hành Vật lý). 2.2. Nắm vững kiến thức Vật lý Kiến thức được hiểu là kết quả của quá trình nhận thức bao gồm một tập hợp nhiều mặt về chất lượng, số lượng của các biểu tượng, khái niệm chiếm lĩnh được, được giữ lại trong trí nhớ và được tái tạo khi có những đòi hỏi tương ứng. Những kiến thức được nắm vững một cách tự giác, sâu sắc phần lớn là do có tích luỹ thêm kỹ năng, kỹ xảo sẽ trở thành công cụ tư duy của người học. Kỹ năng là khả năng của con người biết sử dụng có mục đích và sáng tạo những kiến thức và kỹ xảo của mình trong hoạt động lý thuyết cũng như thực tiễn. Kỹ năng bao giờ cũng xuất phát từ kiến thức, dựa trên kiến thức và chính là kiến thức trong hành động. Còn kỹ xảo là hành động mà những phần hợp thành của nó do luyện tập mà trở thành tự động hoá. Kỹ xảo là mức độ cao của sự nắm vững kỹ năng [1]. Những kiến thức cơ bản về Vật lý được chia làm 5 nhóm: khái niệm; định luật, nguyên lý; thuyết; phương pháp nghiên cứu; ứng dụng trong kỹ thuật, đời sống. Những kỹ năng cơ bản về Vật lý được chia làm ba nhóm: quan sát, đo lường, sử dụng các dụng cụ và máy đo phổ biến, thực hiện những thí nghiệm đơn giản; giải bài tập; sử dụng các thao tác tư duy logic và các phương pháp nghiên cứu Vật lý. Những kỹ xảo chủ yếu đối với Vật lý được chia làm 2 nhóm: thực nghiệm; áp dụng các phương pháp toán học và các phương tiện phụ trợ [3]. Một trong những nhiệm vụ chủ yếu của dạy học ở mọi cấp, bậc học là đảm bảo cho người học nắm vững được những kiến thức được nghiên cứu trong nhà trường. Nắm vững kiến thức không những là hiểu đúng nội hàm, ngoại diên của nó, xác định được vị trí, tác dụng của kiến thức ấy trong hệ thống kiến thức cơ bản đã chiếm lĩnh trong học tập từ trước, mà còn biết cách thức hình thành nó và vận dụng được nó vào thực tiễn. Sự nắm vững kiến thức có thể được phân biệt đơn giản ở ba mức độ: biết, hiểu, vận dụng. Để đảm bảo cho sinh viên nắm được kiến thức Vật lý một cách chắc chắn, cần phải hình thành cho họ những kỹ năng, kỹ xảo không chỉ vận dụng mà cả chiếm lĩnh kiến thức thông qua nhiều hình thức luyện tập khác nhau. Trong số đó, việc giải bài tập và hoàn thành thí nghiệm Vật lý là hai hình thức luyện tập được tiến hành nhiều nhất, do vậy có tác dụng quan trọng trong việc hình thành kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức Vật lý của người học. Theo nghĩa rộng, quá trình học tập là quá trình liên tiếp giải quyết các nhiệm vụ học tập hay thực tiễn khác nhau. Bởi vậy, kiến thức sẽ được hoàn toàn nắm vững nếu như người học tự lực, tích cực vận dụng linh hoạt, thành thạo kiến thức ấy. Trong bồi dưỡng đội tuyển Olympic sinh viên Vật lý, cần chú ý tới mức độ cao nhất của chất lượng nắm kiến thức là vận dụng được. 2.3. Phát triển tính tích cực nhận thức Tính tích cực nhận thức là một trong những thuộc tính quan trọng nhất của mỗi cá nhân, biểu thị sự nỗ lực của chủ thể khi tương tác với các đối tượng hay quá trình học tập, nghiên cứu nhằm đạt được mục đích đặt ra là chiếm lĩnh thông tin để làm thay đổi và phát triển năng lực con người. Trong dạy học, việc phát triển tính tích cực nhận thức của sinh viên là điều kiện quyết định đến chất lượng kiến thức và phát triển năng lực giải quyết vấn đề của họ. Trong học tập nói chung và ôn luyện nói riêng, tính tích cực nhận thức của sinh viên Vật lý được bộc lộ qua nhiều biểu hiện khác nhau, như: - Ý thức được vấn đề cần giải quyết; - Háo hức, tự tin tiếp nhận và thực hiện nhiệm vụ; - Trăn trở tìm các giải pháp thực hiện nhiệm vụ; - Đề xuất các phương án giải bài tập, tiến hành thí nghiệm, lựa chọn trong số đó phương án tối ưu và lập kế hoạch giải quyết, tiến hành thí nghiệm theo phương án đó. - Nêu được phạm vi áp dụng của kiến thức, vận dụng kiến thức giải quyết các nhiệm vụ học tập và thực tiễn. - Sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ theo phân công của giảng viên, giúp đỡ bạn cùng thực hiện nhiệm vụ… 2.4. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề Trong Tâm lý học, năng lực được hiểu là những thuộc tính tâm lý riêng lẻ của cá nhân, nhờ những thuộc tính ấy mà con người hoàn thành tốt đẹp một hoạt động nào đó và mặc dù bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao [2]. Năng lực được chia làm 3 mức độ phát triển: năng lực, tài năng, thiên tài. Trong đó, năng lực vừa là danh từ chung nhất, vừa chỉ mức độ nhất định biểu thị sự hoàn thành có kết quả hoạt động nào đó và chúng tôi chỉ quan tâm đến mức độ này trong hoạt động giải bài tập, tiến hành thí nghiệm Vật lý của sinh viên. Năng lực giải quyết vấn đề của sinh viên Vật lý được hình thành, phát triển trong hoạt động giải bài tập, thực hiện thí nghiệm Vật lý và được thể hiện qua các dấu hiệu: - Xác định chính xác vấn đề cần giải quyết, những cái đã cho và cái phải tìm; - Nhanh chóng phát hiện ra cái quen thuộc đã biết; - Phác thảo, dự kiến những giải pháp có thể có trước khi tính toán, xây dựng lập luận logic, tiến hành thí nghiệm; - Hoàn thành công việc theo từng giải pháp đã dự kiến trong một thời gian ngắn, chọn lựa trong số đó giải pháp tối ưu; - Nhanh chóng qua một số ít bài, tự rút ra được một sơ đồ định hướng giải các bài tập, tiến hành các thí nghiệm cùng loại; - Chuyển tải được sơ đồ định hướng hành động giải bài tập, tiến hành thí nghiệm thuộc loại nào đó sang sơ đồ định hướng giải các kiểu bài tập, tiến hành các dạng thí nghiệm khác. Giữa phát triển năng lực và nắm vững kiến thức có quan hệ bền chặt: Mức độ phát triển của năng lực phụ thuộc vào mức độ nắm vững kiến thức. Muốn phát triển năng lực, phải nắm vững và vận dụng một cách sáng tạo những kiến thức đã tích luỹ được về một lĩnh vực hoạt động nhất định; Mặt khác, năng lực giúp cho việc nắm vững kiến thức được dễ dàng và nhanh chóng hơn. 2.5. Thực trạng bồi dưỡng đội tuyển Olympic Vật lý sinh viên Để nắm được thực trạng bồi dưỡng đội tuyển Olympic Vật lý sinh viên toàn quốc, chúng tôi đã tiến hành điều tra cơ bản từ 25 đến 28.4.2013 (là khoảng thời gian diễn ra cuộc thi Olympic Vật lý sinh viên toàn quốc lần thứ XVI tại ĐH Mỏ - Địa chất). Đối tượng điều tra là các trưởng, phó trưởng đoàn và cũng là các giảng viên trực tiếp bồi dưỡng đội tuyển và các sinh viên trong đội tuyển thi Olympic. Mục đích điều tra là: các tiêu chí tuyển chọn đội tuyển; Cách thức hướng dẫn đội tuyển ôn tập và sinh viên trong đội tuyển ôn luyện; những khó khăn chủ yếu trong ôn luyện các phần thi của sinh viên trong đội tuyển; nguyên nhân thành công của đội tuyển; các biện pháp nâng cao chất lượng đội tuyển. Việc tiến hành điều tra qua các hình thức trao đổi, trò chuyện và chủ yếu là bằng phiếu phỏng vấn các trưởng, phó đoàn và sinh viên trong đội tuyển. Kết quả điều tra 23 thầy cô trưởng, phó đoàn và 82 sinh viên trong 14 đơn vị (9 trường đại học, 2 học viện, 3 trường cao đẳng) được thống kê trong bảng sau: Nội dung điều tra Số ý kiến của các trưởng, phó đoàn Số ý kiến của sinh viên 1) Việc tuyển chọn sinh viên vào đội tuyển dựa vào: - Tinh thần tự nguyện - Kết quả học tập (chủ yếu là của các học phần Vật lý đại cương) - Sát hạch qua các bài kiểm tra, thi - Giới thiệu của các giảng viên trong Khoa, Trường 12 15 19 9 44 52 71 10 2) Cách thức hướng dẫn đội tuyển ôn luyện và sinh viên ôn luyện: - Từng sinh viên ôn tập hoàn toàn - Giảng viên hướng dẫn hoàn toàn - Giảng viên hướng dẫn những vấn đề trọng tâm, phức tạp - Sinh viên tự ôn kết hợp với giảng viên hướng dẫn ôn tập - Sinh viên ôn tập và thảo luận với bạn trong đội tuyển 3) Yếu tố quyết định đến sự thành công của đội tuyển: - Triển khai ngay sau khi nhận thông báo của Ban tổ chức - Chuẩn bị của từng sinh viên - Hướng dẫn đội tuyển của giảng viên - Tâm lý thi của sinh viên - Lựa chọn đội tuyển - Cơ sở vật chất - Sự quan tâm, động viên khích lệ của nhà trường 4) Các phần thi khó đạt điểm cao: - Trắc nghiệm - Giải bài tập - Thí nghiệm 5) Sinh viên gặp khó khăn nhất khi ôn tập các nội dung: - Cơ nhiệt - Điện từ học - Vật lý lượng tử 1 2 11 20 7 8 12 16 11 10 10 11 0 13 12 3 4 73 16 62 58 36 20 61 16 62 25 11 18 29 Kết quả điều tra nói trên kết hợp với thực tiễn tổ chức, huấn luyện đội tuyển Olympic Vật lý sinh viên toàn quốc của khoa Vật lý, Trường ĐHSP Hà Nội 2 trong 16 năm qua dẫn chúng tôi đến việc đề xuất một số biện pháp và quy trình tổ chức, huấn luyện đội tuyển nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức, phát triển tính tích cực nhận thức và năng lực giải quyết vấn đề của từng thành viên trong đội tuyển, góp phần cải thiện thứ bậc của đội tuyển trong những kỳ thi năm sau. 2.6. Nâng cao chất lượng bồi dưỡng đội tuyển Olympic Vật lý sinh viên toàn quốc 2.6.1. Các biện pháp nâng cao chất lượng đội tuyển 1) Lựa chọn đội tuyển chủ yếu dựa vào tinh thần tự nguyện, tự giác của sinh viên, kết quả học tập trước đó (đặc biệt lưu ý đến kết quả học tập các học phần Vật lý đại cương) và kết quả các bài kiểm tra sát hạch của họ. 2) Phân công các giảng viên có tinh thần trách nhiệm, trình độ chuyên môn cao hướng dẫn đội tuyển ôn tập theo kế hoạch vạch ra từ trước. 3) Xác định nội dung trọng tâm từng phần thi, lưu ý hơn đến phần thi giải bài tập, thực nghiệm. Xây dựng ngân hàng đề thi cả về 3 phần thi (trắc nghiệm, giải bài tập, thí nghiệm) và hướng dẫn sinh viên ôn luyện theo những nội dung trọng tâm cần giải quyết trong ngân hàng đó. 4) Tăng cường thời gian trao đổi, thảo luận trên lớp dưới sự chỉ đạo, hướng dẫn của giảng viên và của từng nhóm trong thời gian tự ôn luyện. 5) Tăng cường sự quan tâm của khoa, nhà trường cho công tác bồi dưỡng đội tuyển như tăng số tiết hướng dẫn đội tuyển của giảng viên, chuẩn bị đủ trang thiết bị thí nghiệm cho các bài thực hành, có hình thức động viên các sinh viên đạt giải cao và giảng viên huấn luyện đội tuyển cả về tinh thần lẫn vật chất… 2.6.2. Quy trình tổ chức, huấn luyện đội tuyển 1) Lựa chọn đội tuyển theo trình tự: - Cho sinh viên đăng ký dự thi xét tuyển sau khi quán triệt nội dung, hình thức thi Olympic Vật lý sinh viên toàn quốc và tiêu chuẩn, quyền lợi của người được chọn vào đội tuyển và đạt giải trong cuộc thi. - Tổ chức thi Olympic giải bài tập Vật lý sơ cấp vào cuối tháng 9 (sau khi sinh viên khoá mới nhập học) với nội dung sao cho sinh viên các khoá khác nhau vẫn đủ sức làm được toàn bộ bài thi. - Lên danh sách đội dự tuyển không quá 20 sinh viên. - Kiểm tra sát hạch đội dự tuyển ít nhất 2 lần vào tháng 11 và tháng 1 năm sau. Từ đó lọc danh sách đội dự tuyển không quá 10 sinh viên. - Kiểm tra sát hạch qua Olympic giải bài tập vật lý đại cương tổ chức cho toàn khoa vào giữa tháng 3. - Chốt danh sách đội dự tuyển từ 5 - 7 sinh viên và phân công hoạt động theo nhóm (trắc nghiệm, bài tập, thực nghiệm) theo khả năng, nguyện vọng của từng sinh viên. 2) Lúc đầu, các sinh viên tự ôn tập theo chương trình Vật lý đại cương (gồm 3 phần: Cơ nhiệt; Điện và Từ; Vật lý lượng tử) do Ban tổ chức giới hạn. Sau khi có danh sách đội dự tuyển (không quá 10 sinh viên) thì tổ chức huấn luyện, hướng dẫn sinh viên ôn tập theo kế hoạch từ tháng 2 đến khi đi thi (cuối tháng 4 hàng năm). Trong hướng dẫn trên lớp và ra bài tập về nhà cho sinh viên, triệt để sử dụng ngân hàng đề đã biên soạn. Mỗi phần thi được hướng dẫn tối thiểu 10 buổi và yêu cầu tự học theo hình thức nhóm 10 buổi. 3. KẾT LUẬN Chúng tôi đã soạn thảo ngân hàng đề bước đầu gồm 100 câu trắc nghiệm, 60 bài tập và 15 bài thực hành Vật lý về những nội dung trọng tâm trong cả ba phần thi. Kết quả nghiên cứu nói trên bước đầu phần nào được áp dụng trong việc bồi dưỡng Olympic của khoa Vật lý, Trường ĐHSP Hà Nội 2 trong cuộc thi Olympic Vật lý sinh viên toàn quốc lần thứ XVII (tổ chức từ 24-27.4.2014 tại Đại học Sài Gòn). Tuy việc sử dụng chưa triệt để các biện pháp, các bài trong ngân hàng đề thi nhưng đội tuyển vẫn xếp giải nhì toàn đoàn trong số 36 đội tuyển, đặc biệt là có 1 giải nhất cá nhân của sinh viên năm thứ hai về giải bài tập. Các kết quả nghiên cứu sẽ được chúng tôi triển khai thực nghiệm sư phạm trong những năm sau để có những khẳng định mang tính định lượng, khách quan đối với các biện pháp và quy trình tổ chức, huấn luyện cũng như ngân hàng đề trong việc nâng cao chất lượng đội tuyển Olympic Vật lý toàn quốc. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. M.A. Đanilôv - M.N. Xcatkin, Lý luận dạy học ở trường phổ thông, Nxb Giáo dục, H., 1980. 2. Ph.N.Gônôbônin, Những phẩm chất tâm lý của người giáo viên, Nxb Giáo dục, H., tập 1, 1977. 3. Viện hàn lâm khoa học Liên Xô - Viện hàn lâm khoa học CHDC Đức, Phương pháp giảng dạy vật lý trong các trường phổ thông ở Liên Xô và CHDC Đức, tập I, Nxb Giáo dục, H., 1983. FOSTERING NATIONAL STUDENT PHYSICS OLYMPIAD TEAM Nguyen The Khoi Abstract Up to now, student teams of Faculty of Physics, Hanoi Pedagogical University No2 have participated fully 17 national student Physics Olympiad. Results of teams are still modest. To improve the quality of the team, we should propose specific measures, building organizational processes, team training in a scientific manner, in accordance with the plan of the school year and time of the contest. Particularly build content and list of problems including 3 sections (multiple choice, solutions to the exercises, experimentation). . giúp cho việc nắm vững kiến thức được dễ dàng và nhanh chóng hơn. 2.5. Thực trạng bồi dưỡng đội tuyển Olympic Vật lý sinh viên Để nắm được thực trạng bồi dưỡng đội tuyển Olympic Vật lý sinh viên. BỒI DƯỠNG ĐỘI TUYỂN OLYMPIC VẬT LÝ SINH VIÊN TOÀN QUỐC Nguyễn Thế Khôi 1 Tóm tắt: Tính đến nay, đội tuyển sinh viên khoa Vật lý - Trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tham gia đầy đủ 17 kỳ thi Olympic. giảng viên trực tiếp bồi dưỡng đội tuyển và các sinh viên trong đội tuyển thi Olympic. Mục đích điều tra là: các tiêu chí tuyển chọn đội tuyển; Cách thức hướng dẫn đội tuyển ôn tập và sinh viên