Xây dựng hệ thống bài tập nhiệt học bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí chương trình trung học cơ sở luận văn thạc sĩ khoa h

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINHNGUYỄN THỊ THU HIỀN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NHIỆT HỌC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ CHƯƠNG TRÌNH TRUNG HỌC CƠ SỞ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN THỊ THU HIỀN

XÂY DỰNG

HỆ THỐNG BÀI TẬP NHIỆT HỌC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ CHƯƠNG TRÌNH TRUNG HỌC CƠ SỞ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN THỊ THU HIỀN

XÂY DỰNG

HỆ THỐNG BÀI TẬP NHIỆT HỌC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ

CHƯƠNG TRÌNH TRUNG HỌC CƠ SỞ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

BỘ MÔN VẬT LÍ

MÃ SỐ: 60.14.01.11

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS.Phạm Thị Phú

LỜI CẢM ƠN

Trước hết tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đối với Cô

giáo PGS.TS Phạm Thị Phú người đã định hướng đề tài, trực tiếp hướng dẫn tác giả

làm đề tài, hoàn thành luận văn

Tác giả xin cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại Học Vinh, Phòng đào tạo sau đại

học, Khoa Vật lí - Đại Học Vinh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành

khoá học

Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường THCS Hoà Hiếu II, Phòng Giáo dục và

Đào tạo Thị Xã Thái Hoà - Tỉnh Nghệ An đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong

quá trình học tập và thực nghiệm sư phạm đề tài

Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình người thân đã động

viên, chia sẻ những khó khăn cùng tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu khoa

MỤC LỤC

Mở đầu 1

1 Lý do chọn đề tài và lịch sử vấn đề 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Giả thuyết khoa học 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Đóng góp mới của luận văn 3

8 Cấu trúc luận văn 4

Nôị dung 5

Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn sử dụng bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí 5

1.1 Vấn đề bồi dưỡng nhân tài trong mục tiêu giáo dục nước ta 5

1.2 Khái niệm học sinh giỏi Vật lí học sinh năng khiếu Vật lí 6

1.2.1 Học sinh giỏi Vật lí 6

1.2.2.Học sinh năng khiếu Vật lí 7

1.3 Bồi dưỡng học sinh giỏi - Một hình thức dạy học phân hoá 8

1.4 Bài tập Vật lí với việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi 9

1.4.1 Chức năng lí luận dạy học của bài tập Vật lí 9

1.4.2 Phân loại bài tập Vật lí theo mục đích sử dụng 11

1.4.3 Bài tập vật lí với việc bồi dưỡng học sinh giỏi 16

1.5 Các yêu cầu hệ thống bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi 17

1.6 Các hình thức sử dụng bài tập trong phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi 18

1.6.1 Bài tập là phương tiện phát hiện học sinh giỏi 18

1.6.2 Luyện tập giải bài tập cá nhân ở nhà 18

1.6.3 Giải bài tập theo nhóm 19

1.7 Thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí ở một số trường THCS Thị xã Thái Hoà 19

1.7.1 Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí THCS TX Thái Hoà 2009 - 2012 19

1.7.2 Thực trạng tài liệu dùng cho bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THCS 21

1.7.3 Thực trạng dạy và học bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THCS 21

1.7.4 Thực trạng đề tuyển chọn học sinh giỏi Vật lí THCS 23

Kết luận chương 1 23

Chương 2 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập nhiệt học bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THCS 25

2.1 Vị trí, đặc điểm phần Nhiệt Học trong chương trình Vật lí THCS 25

2.2 Chuẩn kiến thức, kỹ năng phần Nhiệt Học trong chương trình Vật lí THCS 27

2.2.1 Kiến thức 27

2.2.2 Kỹ năng 27

2.2.3 Thái độ 28

2.3 Mục tiêu bồi dưỡng học sinh giỏi chương trình Nhiệt Học THCS 28

2.4 Phân tích một số bài tập Nhiệt học trong đề thi học sinh giỏi các cấp 2009-2012. 29

2.5 Các tiêu chí lựa chọn bài tập Nhiệt học bồi dưỡng HSG vật lí chương trình

THCS 30

2.5.1 Bài tập luyện tập - nâng cao 30

2.5.2 Bài tập sáng tạo 30

2.6 Xây dựng hệ thống bài tập Nhiệt Học bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THCS 31 2.6.1 Bài tập luyện tập - nâng cao 31

2.6.2 Bài tập sáng tạo 41

2.7 Đề suất các phương án dạy học sinh giỏi với hệ thống bài tập đã xây dựng 53

2.7.1 Lập đề thi tuyển chọ học sinh giỏi các cấp 53

2.7.2 Các giáo án thực nghiệm 56

Kết luận chương 2 67

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm 69

3.1 Mục đính và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 69

3.2 Đối tượng 69

3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm 70

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 70

3.4.1 Kết quả chọn đội tuyển học sinh giỏi Vật Lí 9 Trường THCS Hoà Hiếu II (2012-2013) 70

3.4.2 Mô tả diễn biến các tiết dạy thực nghiệm 71

3.5 Nhận xét kết quả thực nghiệm sư phạm 77

Kết luận chương 3 78

Kết luận chung 79

Tài liệu tham khảo 80

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài và lịch sử vấn đề

Mục tiêu của sự nghiệp Giáo dục trong giai đoạn hiện nay là đào tạo ra

những người lao động có phẩm chất, có tri thức, có kĩ năng, sáng tạo và thíchứng nhanh với tiến bộ của khoa học kĩ thuật của nhân loại và trong số đó cần

có những con người ưu tú, nhân tài trong các lĩnh vực để hoạch định và dẫnđường phát triển các lĩnh vực đó Mục tiêu đó gói gọn trong 3 mệnh đề: Nângcao nhân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài Trong giáo dục phổ thông,nhiệm vụ bồi dưỡng nhân tài thể hiện ở hoạt động phát hiện và bồi dưỡngHSG Để hoàn thành mục tiêu Giáo dục trong giai đoạn mới dạy học cũngphải coi trọng việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh có năng khiếu nói chungtrong đó có môn vật lí Ý thức được tầm quan trọng đó theo quyết định củaHội Đồng Chính phủ số 198/CD ngày 4/9/1965 Bộ Giáo Dục mở lớp chuyêntoán THPT trực thuộc các trường đại học, từ đó đến nay hệ thống trườngchuyên THCS, THPT được xây dựng đến cấp huyện đã đáp ứng phần nào nhucầu ham học hỏi, phát triển và bồi dưỡng sở trường riêng của các HS Vì thếđược cả gia đình, xã hội hết sức quan tâm tạo điều kiên tốt nhất để con emđược học tập tốt hơn Đối với môn học Vật lí đã có nhiều thành tích đáng kể

từ danh hiệu HSG tỉnh, HSG quốc gia, khu vực Châu Á Thái Bình Dương,Quốc tế Bên cạnh đó cũng còn nhiều hạn chế : Công tác tuyển chọn pháthiện học sinh có năng khiếu đã khó nhưng để bồi dưỡng thành các tài nănglại càng khó khăn hơn Trên cơ sở đó thiết nghĩ cần có những công trìnhnghiên cứu việc bồi dưỡng HSG ngay khi HS bắt đầu tiếp cận với môn Vật Lí

ở THCS sẽ là tiền đề phát triển tài năng sau này Quá trình BDHSG môn Vật

Lí các cấp, để mang lại hiệu quả đòi hỏi GV phải biết thường xuyên xâydựng BT mới và sử dụng BT Vật Lí một cách hợp lí Nên nếu xây dựng và

thiết nghĩ cũng vô cùng cấp thiết Qua đó phát hiện HS có năng khiếu, tuyểnchọn đội tuyển HSG các cấp nhưng điều quan trọng nhất là góp phần bồidưỡng tư duy sáng tạo, khả năng phát hiện và giải quyết vấn đề của HS

Các BT Vật Lí phần Nhiệt học THCS có thể giúp HS đào sâu suy nghĩ,rèn luyện tính kiên trì cẩn thận, đây là loại toán khá phong phú về nội dung,chủ đề, phương pháp giải Song một bài toán nhiệt học thường kèm theo lờigiải dài cùng nhiều phép tính phức tạp chính vì lẽ đó mà HS khi giải BT nhiệthọc thường tập trung vào phép tính mà ít chú ý tới bản chất Vật Lí của bàitoán, của vấn đề Thông qua quá trình bồi dưỡng HS giỏi môn Vật Lí và tìmhiểu qua GV giảng dạy Vật Lí ở các trường phổ thông và các trường chuyên,chúng tôi nhận thấy: Đã có một số tác giả quan tâm nghiên cứu sử dụng BTnhiệt học THPT để BD HSG, song đối với THCS nguồn tài liệu vốn còn thiếuthốn nay chương trình lại có nhiều đổi mới làm GV ở các trường còn lúngtúng khi chọn nội dung BT phần này để BD HSG.Vì thế đòi hỏi nội dungphương pháp BD HSG cần có sự hoàn thiện và thay đổi cho phù hợp

Xuất phát từ cơ sở lý luận và yêu cầu của thực tiễn nói trên tôi chọn đềtài nghiên cứu “Xây dựng hệ thống bài tập phần nhiệt học Bồi dưỡng Họcsinh giỏi Vật lí chương trình THCS ”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng hệ thống BT nhiệt học nhằm phát triển tư duy vànăng lực sáng tạo của HS trong quá trình BDHSG Vật Lí trung học cơ sở

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Quá trình dạy học BD HSG Vật Lí ở trường THCS.

- Dạy học BT Vật Lí

3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Phần nhiệt học chương trình THCS

- Hệ thống BT nhiệt học BD HSG Vật Lí trường THCS.

4 Giả thuyết khoa học

- Nếu Xây dựng và sử dụng được hệ thống BT về Nhiệt Học THCS

đa dạng về chủng loại ( có nội dung giáo khoa, nội dung thực tế, nội dung kỹthuật ) trong BDHSG thì sẽ góp phần bồi dưỡng tư duy, năng lực sáng tạo vàniềm yêu thích môn vật lý cho HS THCS

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận về BDHSG Vật Lí ở trường phổ thông 5.2 Nghiên cứu phương pháp dạy học BT Vật Lí ở trường THCS5.3 Phân tích nội dung kiến thức phần Nhiệt học vật lí THCS: Vật Lí

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

6.2 Phương pháp điều tra thực nghiệm

6.3 Phương pháp Thực nghiệm

6.4 Phương pháp thống kê toán học

7 Đóng góp mới của luận văn

7.1 Về mặt lý luận:

- Hệ thống cơ sở lí luận về BDHSG Vật Lí ở trường THCS.

- Đề xuất các tiêu chí lựa chọn hệ thống BT BD HSG

7.2 Về mặt thực tiễn:

- Xây dựng được hệ thống 10 BT luyện tập - nâng cao và 10 BT sángtạo phần Nhiệt Học đa dạng có nội dung giáo khoa, nội dung thực tế, nội dung

kỹ thuật để bồi dưỡng HSG Vật Lí THCS

- Đề xuất các phương án sử dụng hệ thống BT nhiệt học đã xây dựng

để phát hiện và bồi dưỡng: bài học luyện tập giải BT trên lớp, cách tự học cánhân, giải BT theo nhóm, lập đề thi tuyển chọn HSG Vật lí THCS

- Thiết kế giáo án dạy học sử dụng các BT đã xây dựng để BD HSG

- Kết quả đã BD đội tuyển HSG Vật lí lớp 9 trường THCS Hoà Hiếu

II - Thị xã Thái Hoà gồm có 14 HS và đạt giải cấp Thị xã 13 HS, đạt giải cấptỉnh 02 HS năm học 2012-2013 (Phụ lục 3a, 3b)

8 Cấu trúc luận văn

Mở đầu: (04 trang)

Nội dung: Gồm 3 chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn sử dụng bài tập bồi dưỡng học sinh

NỘI DUNG

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN SỬ DỤNG BÀI TẬP BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ

1.1 Vấn đề bồi dưỡng nhân tài trong mục tiêu giáo dục nước ta

Bồi dưỡng nhân trí là một thành phần quan trọng trong mục đích giáodục của nước ta

Mục tiêu đào tạo nhân tài có thể nêu lên một số điểm chính như sau:

- Phát triển phương pháp suy nghĩ ở trình độ cao phù hợp với khả năngtrí tuệ của trẻ

- Bồi dưỡng sự lao động, làm việc sáng tạo

- Phát triển các kỹ năng, phương pháp và thái độ tự học suốt đời

- Nâng cao ý thức và khát vọng của trẻ về sự tự chịu trách nhiệm

- Khuyến khích sự phát triển về lương tâm và ý thức trách nhiệm trongđóng góp xã hội

Còn ở các trường THCS thì có truyền thống coi trọng công tác BDHSG để tham dự các kỳ thi HSG cấp huyện, tỉnh là công tác mũi nhọn Nó cótác dụng thiết thực và mạnh mẽ trong việc bồi dưỡng và nâng cao trình độ

chuyên môn nghiệp vụ của đội ngũ thầy cô giáo, nâng cao chất lượng giáodục, khẳng định thương hiệu của nhà trường., tạo ra khí thế hăng say vươn lênhọc tập dành đỉnh cao trong HS [16]

1.2 Khái niệm HSG Vật lí, HS năng khiếu Vật lí

1.2.1 HSG Vật lí

Theo Phạm Thị Phú: Hiện nay trong giáo dục phổ thông có 2 kháiniệm: HSG toàn diện và HSG môn học các cấp HSG toàn diện là HS có điểmtrung bình chung học tập đạt từ 8,0 (thang điểm 10) và một trong hai mônVăn hoặc Toán phải đạt 8,0 và không có môn nào dưới 6,5 HSG môn họcđược công nhận qua các kỳ thi HSG các cấp môn học đó HSG Vật lí lớp 9cấp huyện phải trải qua kỳ thi tuyển chọn HSG vật lí cấp Huyện, thí sinh dựthi đạt 10/20 (thang điểm 20) thì đạt giải thấp nhất (Khuyến khích), điểm càngcao thì giải càng cao HS THCS thì đạt danh hiêu HSG cấp Huyện và cao nhất

là HSG giỏi cấp Tỉnh Ở trường THPT thì có danh hiệu HSG cấp Tỉnh, cấpQuốc gia, khu vực và Quốc tế

Từ đó có thể định nghĩa HSG Vật lí là HS đạt điểm cao trong các kỳ thichọn HSG các cấp môn vật lí HSG cấp nào thì phải đạt điểm cao trong kỳ thicấp đó, cấp càng cao thì đề thi càng khó, HS phải càng giỏi HS muốn đạtdanh hiệu HSG thường phải qua các đợt bồi dưỡng luyện tập vừa để nâng caokiến thức, vừa rèn luyện kỹ năng và phát triển năng lực tư duy

* Những dấu hiệu của HSG Vật lí:

Qua tìm hiểu thực tiễn và trải nghiệm bồi dưỡng HSG, chúng tôi chorằng HSG Vật lí có biểu hiện sau:

- Luôn thích học giờ vật lí, tìm tòi khám phá, thích giải những BT Vật líkhó, tự nghiên cứu và tự giải những bài tập khó;

- Luôn tự đặt ra câu hỏi và tìm câu trả lời cho các hiên tượng xảy ratrong tự nhiên

- Luôn tìm và đặt ra câu hỏi mới lạ cho GV giải đáp.

- Chỉ cái gì đó còn ở trạng thái khả năng chứ chưa thành hiện thực

- Chỉ cái gì đó chưa phát triển đầy đủ còn ở giai đoạn phôi thai Chính

vì vậy năng khiếu không phải là tài năng mà chỉ là dấu hiệu tài năng

Các tiêu chí phát hiện HS có năng khiếu về Vật lí: [16;54]

so với HS cùng lớp

- Dựa vào kết quả thi HSG Vật lí theo khối lớp, cấp trường, cấp huyện,cấp tỉnh

- HS có năng khiếu Vật lí thể hiện qua 3 mặt:[16;55]

+ Năng lực khái quát qua các quan sát riêng lẻ để đề xuất mô hình vật lí(năng lực lí thuyết)

+ Năng lực tổ chức và tiến hành thí nghiệm để phát hiện và kiểm tra, đềxuất các hiệu ứng vật lí vào kỹ thuật (năng lực thực nghiệm)

+ Năng lực tính toán, xử lý số liệu để suy ra kết quả từ mô hình Vật lí(năng lực tính toán)

1.3 BD HSG - Một hình thức dạy học phân hoá

Việc kết hợp giữa giáo dục diện “đại trà” với giáo dục diện mũi nhọntrong dạy học Vật lí ở trường phổ thông được tiến hành theo các quan điểmsau:

- Lấy trình độ phát triển chung của HS làm nền tảng Nội dung vàphương pháp dạy học trước hết phải thiết thực với trình độ và điều kiện chungđó

- Sử dụng những biện pháp phân hoá đưa diện HS trung bình khá lêntrình độ Khá

- Có những nội dung bổ sung và biện pháp phân hoá giúp học sinh Giỏi đạt được những yêu cầu nâng cao trên mức cơ bản

Khá Dạy học phân hoá có thể thực hiện theo hai hướng: Phân hoá nội tại,tức là dùng các biện pháp phân hoá thích hợp trong một lớp học thống nhấtvới cùng một kế hoạch học tập cùng một chương trình SGK; Phân hoá về tổchức (còn gọi là phân hoá ngoài) tức là hình thành những nhóm ngoại khoá,lớp chuyên, dạy theo giáo trình riêng…

Theo Phạm Thị Phú: Từ thập niên 60 của thế kỷ 20 ở nước ta đã thựchiện dạy học phân hoá ở hình thức hệ thống trường chuyên, khối chuyên;trường chuyên do các tỉnh quản lý và khối chuyên thuộc các trường Đại học(ĐHSP, hoặc Đại học tổng hợp) Thành tích đào tạo bồi dưỡng HSG trong cáctrường này trong hơn 50 năm qua thật đáng tự hào, học sinh nước ta đã đạtthứ hạng cao trong các kỳ thi Olympic quốc tế và khu vực, đa số học sinh ởtrường chuyên, khối chuyên được học tập theo giáo trình riêng

Ngoài ra trong các trương phổ thông lại có các lớp chuyên, lớp chọncũng là một hình thức dạy học phân hoá; cuối cùng là thành lập các đội tuyểnHSG các cấp trong các trường phổ thông đại trà và bồi dưỡng theo một kếhoạch đặc biệt Trong đề tài này chúng tôi chọn dạy học phân hoá theo hìnhthức này.

1.4 BT Vật lí với việc phát hiện và BD HSG

Các trường phổ thông ( THPT, THCS) thành lập các đội tuyển HSGVật lí các khối lớp (lớp 9 THCS, lớp 12THPT); chương trình, nội dung,phương pháp dạy học ở các đội tuyển do GV phụ trách trực tiếp xây dựng.Căn cứ chủ yếu là đề thi HSG các kỳ thi đã qua của các địa phương khác nhau

và chương trình hiện hành Trong đó BT là một phương tiện dạy học chủ yếuđược các GV lựa chọn trong BD HSG Vật lí Vì sao? Sau đây chúng tôi phântích làm rõ vấn đề này

1.4.1 Chức năng lí luận dạy học của BT Vật lí

1.4.1.1 Khái niệm BT vật lí

Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề không lớn đượcgiải quyết nhờ những suy lý logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ

sở các định luật và các phương pháp vật lí là mội BT Vật lí.[16;43] Thật ra,trong các giờ học Vật lí, mỗi một vấn đề xuất hiện khi nghiên cứu tài liệu giáokhoa (bài học xây dựng kiến thức mới ) là một bài tập đối với HS Sự tư duyđịnh hướng một cách tích cực “luôn luôn là việc giải BT” hiểu theo nghĩarộng của vấn đề đó

1.4.1.2 Ý nghĩa, tác dụng của BT Vật lí [16;43]

Trong việc dạy học không thể thiếu BT, sử dung BT là một biện pháphết sức quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học BT vật lí có những ýnghĩa, tác dụng to lớn về nhiều mặt

a Về mặt trí dục

Làm chính xác hoá các khái niệm Vật lí, củng cố, đào sâu và mở rộngkiến thức một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn

Ôn tập, hệ thống hoá kiến thức một cách tích cực nhất

Rèn luyện các kỹ năng Vật lí như giải BT, tính toán theo công thức Vậtlí…Nếu là bài tập thực nghiệm sẽ rèn các kỹ năng thực hành, góp phần vàoviệc giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho HS

Rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, laođộng sản xuất và bảo vệ môi trường

Rèn luyện kỹ năng sử dụng ngôn ngữ Vật lí và các thao tác tư duy.Làm chính xác hoá hoá các khái niệm, định luật đã học

Giáo dục đạo đức, tác phong như: rèn tính kiên nhẫn, sáng tạo, chínhxác và phong cách làm việc khoa học, giáo dục lòng yêu thích bộ môn

BT Vật lí “hay” thì luôn có tác dụng tích cực Vấn đề phụ thuộc chủ yếu là

“người sử dụng nó” Làm thế nào phải biết trao đúng đối tượng, phải biết cáchkhai thác triệt để mọi khía cạnh của bài toán, để HS tự mình tìm ra cách giải,lúc đó BT Vật lí mới thực sự có ý nghĩa

1.4.1.3 Vai trò của Bài tập Vật lí [16;44]

BT Vật lí có vai trò vô cùng quan trọng, chúng được sử dụng trong dạyhọc Vật lí với những mục đích khác nhau:

BT Vật lí được sử dụng như các phương tiện nghiên cứu tài liệu mớikhi trang bị kiến thức mới cho HS nhằm đảm bảo cho HS lĩnh hội kiến thứcmột cách sâu sắc và vững chắc

BT Vật lí là phương tiện rèn luyện cho HS kĩ năng kĩ xảo vận dụngkiến thức, liện hệ lý thuyết với thực tiễn đời sống Trong đó yêu cầu HS phảivận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tượng có thể xảy ra trongthực tiễn ở những điều kiện cho trước

BT Vật lí là phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rènluyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho HS bởi vì giải

BT Vật lí là hình thức làm việc căn bản của HS Trong những việc làm cụ thể

đó tư duy logic, tư duy sáng tạo của HS được nâng cao giúp HS bồi dưỡng tưduy sáng tạo Đặc biệt là BT giải thích các hiện tượng, BT thí nghiệm

BT Vật lí là phương tiện ôn tập và củng cố các kiến thức đã học mộtcách sinh động và có hiệu quả

BT Vật lí là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng củamột học sinh một cách chính xác

Tóm lại, đối với môn Vật lí ở trường phổ thông, BT Vật lí đóng một vaitrò hết sức quan trọng, việc hướng dẫn HS làm BT Vật lí là một hoạt độngdạy học, là một công việc khó khăn, ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người

GV Vật lí trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của HS, vì thế đòi hỏi người

GV và cả HS phải học tập và lao động không ngừng

1.4.2 Phân loại BT Vật lí theo mục đích sử dụng

Theo tác giả Phạm Thị Phú với mục đích sử dụng BT để BD HSG thì

có thể phân chia BT Vật lí thành các loại sau:

a BT luyện tập nâng cao

Bài tập luyện tập nâng cao là những BT dùng cho mục đích củng cốkhắc sâu kiến thức lý thuyết và rèn luyện kỹ năng giải BT theo angorit đã có

Đây là những BT tổng hợp khi giải phải sử dụng nhiều phép toán và chuỗisuy luận logic phức tạp hơn Có thể đưa ra một số đặc trưng của BT luyện tậpnâng cao như sau:

- Có angôrit giải

- Áp dụng tổng hợp các kiến thức đã biết để giải

- Dạng BT theo khuôn mẫu nhất định

- Tình huống quen thuộc

- Có tinh tái hiện

- Yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá ở mức độ vừa phải

b BT sáng tạo

Nhiệm vụ chính và là đích cần đạt đến của hoạt động bồi dưỡng HSG nóiriêng và dạy học phân hoá nói chung là phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu,nhân tài; tập trung vào bồi dưỡng tư duy và năng lực sáng tạo cho HS Mộtphương tiện hữu hiệu dùng cho bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho HS là BTsáng tạo

- Cơ sở lý thuyết của BT sáng tạo [16;43]

Sáng tạo là tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, không bị gò bó, phụthuộc vào cái đã có Sáng tạo là HĐ đặc thù chỉ có con người mới có để tạo ranhững giá trị tinh thần, vật chất mới

Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về tâm lý học sáng tạo đã chorằng: mỗi người đều tiềm ẩn khả năng sáng tạo lớn hoặc nhỏ Nếu được bồidưỡng, rèn luyện thường xuyên đúng phương pháp thì tiềm năng sáng tạo sẽbộc lộ, phát triển và sáng tạo ra giá trị vật chất hoặc tinh thần lớn cho nhânloại, hoặc chí ít cũng cải tạo nâng cao chất lượng cuộc sống của chính mình

Kết luận đó thực sự có ý nghĩa đối với dạy học trong nhà trường Mộttrong những nhiệm vụ của dạy học các môn khoa học là phát triển tư duy ở

HS năng lực tư duy gồm: tư duy logic, tư duy sáng tạo, tư duy đặc thù của bộ

môn, tạo cơ sở cho việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề Nhiệm vụ nàyđược Thủ tướng Phạm Văn Đồng gói gọn trong câu nói đầy ý nghĩa: “Dạy làphải gõ vào trí thông minh của học sinh”, “Nghề dạy học là nghề sáng tạonhất trong những nghề sáng tạo”

Cơ sở lý thuyết BT sáng tạo trong dạy học Vật lí là sự giống nhau về bảnchất của HĐ nhận thức khoa học Vật lí và HĐ học tập Vật lí Bản chất đó thểhiện tính mới mẻ trong nhận thức: Đối với nhà Vật lí học “cái mới” tìm ra làphát minh khoa học mà nhân loại chưa ai biết, còn đối với học sinh khám phá

“cái mới” đối với bản thân mình, và “cái mới” là bản chất của sự sáng tạo

Trong Vật lí học, V.G.Ra-zu-mốp-xki trình bày sáng tạo dưới dạng chutrình như sau:

Quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm 4 giai đoạn trên, trong đókhó khăn đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những sự kiện khởi đầu

đề xuất mô hình giả thuyết và giai đoạn đưa ra phương án thực nghiệm đểkiểm tra hệ quả suy ra từ mô hình giả thuyết Trong giai đoạn này không cócon đường suy luận logic mà chủ yếu dựa vào trực giác, ở đây tư duy trựcgiác giữ một vai trò quan trọng, bắt buộc phải đưa ra một phỏng đoán mới,một giải pháp mới chưa hề có, một HĐ sáng tạo thực sự

Sự kiện

Hệ quả logic

Mô hình giả định

Thực nghiệm

Dựa vào chu trình sáng tạo khoa học trong Vật lí học, sự tương tự vềbản chất của quá trình nhận thức của HS khi học tập Vật lí và của nhà Vật líhọc khi nghiên cứu Vật lí, có thể xây dựng được những BT sáng tạo về Vật lí.Đây là một khái niệm khá mới của lý luận dạy học Vật lí ở nước ta, còn ítđược đề cập hoặc nếu có thì còn sơ sài chưa thành hệ thống và khó vận dụng.

- Khái niệm BT sáng tạo [16;54]

BT Vật lí sáng tạo có thể được mô tả theo mô hình sau đây:

- Dạng bài tập theo khuôn mẫu nhất

- Tình huống quen thuộc - Tình huống mới

- Có tính tái hiện - Có tính phát triển

- Không yêu cầu khả năng đề xuất,

đánh giá - Yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá

- Các dấu hiệu BT sáng tạo [16;57];

+ Dấu hiệu 1: BT có nhiều cách giải

Khi giải các BT Vật lí HS phải dựa vào các đại lượng đã cho trong BT.Mỗi đại lượng vật lí có nhiều mối liên hệ với các đại lượng khác, khi thựchiện giải các Bài tập loại này làm cho HS biết nhìn nhận ở nhiều góc độ khácnhau Điều này giúp cho các em có thể phát triển được tính mềm dẻo và linhhoạt hơn khi đứng trước một bài tập hay một vấn đề thực tiễn và có thể chọnđược phương pháp giải quyết vấn đề nhanh nhất

+ Dấu hiệu 2: BT có hình thức tương tự nhưng có nội dung biến đổi.

Loại bài tập này thường có nhiều câu hỏi, ở câu hỏi thứ nhất thường làmột BT luyện tập, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự, nếu vẫn áp

dụng phương pháp tương tự như trên dễ dẫn đến bế tắc vì nội dung câu hỏi đã

có sự biến đổi về chất

+ Dấu hiệu 3: BT thí nghiệm

BT về thí nghiệm vật lí gồm bài tập thí nghiệm định tính và bài tập thínghiệm định lượng BT thí nghiệm định tính yêu cầu thiết kế thí nghiệm theomột mục đích cho trước, thiết kế một dụng cụ ứng dụng vật lí hoặc yêu cầulàm thí nghiệm theo chỉ dẫn, quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra BT thínghiệm định lượng gồm bài tập đo đạc các đại lượng vật lí, minh hoạ lại quyluật vật lí bằng thực nghiệm

+ Dấu hiệu 4: BT thiếu hoặc thừa dự kiện

Trong BT loại này có tác dụng phát huy những ý tưởng độc đáo của HStrong việc nhìn nhận các vấn đề trong BT Để giải quyết được vấn đề của BTloại này HS cần có những phát hiện ra những điều chưa hợp lý và có được sự

lý giải cần thiết BT này còn gặp trong những trường hợp HS cần có ý tưởng

để đề xuất hoặc thiết kế vận dụng kiến thức để đạt được yêu cầu nào đó củacuộc sống hay kỹ thuật

+ Dấu hiệu 5: BT nghịch lí, nguỵ biện

Đây là BT trong đề bài chứa đựng một sự nguỵ biện nên dẫn đếnnghịch lý: kết luận rút ra mâu thuẫn với thực tiễn hay mâu thuẫn với nguyêntắc, định luật vật lí đã biết

Các dấu hiệu 4, 5 có tác dụng bồi dưỡng tư duy phê phán, phản biệncho HS; giúp cho tư duy có tính độc đáo, nhạy cảm

+ Dấu hiệu 6: BT hộp đen

Theo M.Bun-xơ-man bài toán hộp đen gắn liền với việc nghiên cứu đốitượng mà cấu trục bên trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết), nhưng cóthể đưa ra mô hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dự kiện “đầu vào”,

“đầu ra” Giải bài toán hộp đen là quá trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phân

tích mối quan hệ giữa dự kiện “đầu vào”, “đầu ra” để tìm thấy cấu trúc bêntrong của hộp đen.

Tính chất quá trình tư duy của HS khi giải bài toán hộp đen tương tự vớiquá trình tư duy của người kỹ sư nghiên cứu cấu trúc chiếc đồng hồ mà không

có cách nào tháo được chiếc đồng hồ đó ra; anh ta phải đưa ra mô hình cấu trúccủa đồng hồ, vận hành mô hình đó, điều chỉnh mô hình cho đến khi hoạt độngcủa mô hình giống như chiếc đồng hồ thật Chính vì vậy bài toán hộp đen ngoàichức năng giáo dưỡng còn có chức năng bồi dưỡng năng lực sáng tạo

+ Dấu hiệu 7: Bài toán nghiên cứu, thiết kế

HS có thể sử dụng các kiến thức đã học ở trường phổ thông để tiếnhành nghiên cứu, thiết kế, chế tạo những ứng dụng đơn giản vào cuộc sốngkhoa học kỹ thuật Đối với các bài toán loại này HS phải vừa vận dụng nhữngkiến thức thực tiễn để thiết kế, chế tạo các thiết bị, dụng cụ ứng dụng trongthực tiễn Các em phải tiến hành tính toán để thiết kế và chế tạo, trong cácphương án có được các em phải lựa chọn phương án tối ưu để đạt được kếtquả tốt nhất Đây là loại BT có đặc điểm rèn luyện cho HS tính thực tiễn cho

HS có tính thực tiễn cao, có tác dụng tốt trong việc phát triển tư duy cho HS

1.4.3 BT vật lí với việc BD HSG

* Vai trò của BT đối với việc bồi dưỡng HSG [14;337]

- BT giúp cho HS ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức

Trong giai đoạn xây dựng kiến thức HS đã nắm được cái chung, cáikhái quát của các khái niệm, định luật và cũng là các khái niệm trừu tượng

BT Vật lí là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khigiải BT HS phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợpcác kiến thức của nhiều chương, nhiều phần của chương trình

- Giải BT là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của HS

Cần lưu ý rằng việc việc rèn luyện cho HS giải các BT Vật lí khôngphải là của dạy học Mục đích cơ bản đặt ra khi giải BT Vật lí là làm cho họcsinh hiểu sâu sắc hơn những định luật Vật lí, biết phân tích những ứng dụngcủa chúng vào nhứng vấn đề thực tiễn, vào tính toán kỹ thuật và cuối cùngphát triển tư duy, năng lực giải quyết vấn đề.

- Giải bài toán góp phần phát triển tư duy sáng tạo của HS

Có nhiều BT Nhiệt học không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụngnhững kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho HS tư duy sáng tạo Đặcbiệt là những BT giải thích hiện tượng, BT thí nghiệm, BT thiết kế dụng cụrất có ích về mặt này

- Giải BT là một phương tiện để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của HS

BT vật lí cũng là phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắmvững kiến thức của HS Tuỳ theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể phânloại được các mức độ nắm vững kiến thức của HS, khiến cho việc đánh giáchất lượng HS được chính xác

1.5 Các yêu cầu hệ thống BT BD HSG

Để đạt được kết quả trong công tác BD HSG, việc xây dựng hệ thống

BT là rất quan trọng, quyết định Hệ thống BT BD HSG ngoài việc đạt cácyêu cầu hệ thống BT Vật lí nói chung, còn phải thoả mãn các yêu cầu sau:

Theo Phạm Thị Phú:

- Phải nâng cao, mở rộng kiến thức, kỹ năng cho HS trong phạm vi phùhợp (không quá tải) Để đảm bảo tiêu chí này GV cần căn cứ đề thi HSGphạm vi 4 năm để nắm được kiến thức sử dụng trong đề thi đó, BT BD HSGphải bao quát được các kiến thức đó

- Phát triển tư duy HS, phát triển tư duy logic, tư duy toán học, tư duyVật lí, muốn vậy phải có BT định tính, định lượng, dạng luyện tập nâng cao,

BT thí nghiệm để rèn luyện óc quan sát, kết hợp tư duy lý thuyết và tư duythực nghiệm.

- Phải bồi dưỡng niềm yêu thích Vật lí cho HS; HS giỏi phải yêu thíchđam mê môn học vì chính nội dung môn học chứ không vì điểm số, vì vậy hệthống BT phải có sức cuốn hút HS vào các HĐ thực tiễn, sáng tạo, phải có BT

có nội dung thực tế, nội dung lịch sử, BT thiết kế, chế tạo để HS làm kỹ sưthiết kế thi công

1.6 Các hình thức sử dụng BT trong phát hiện và bồi dưỡng HSG

1.6.1 BT là phương tiện phát hiện HSG[14;337]

- Những BT mang tính chất rèn luyện, nâng cao và sáng tạo, thoạt nhìn

nó rất mới lạ với những BT thông thường, buộc HS phải suy nghĩ, phân tíchcặn kẽ thì mới có thể giải được

- Những BT có tính chất nâng dần từ mức cơ bản đến nâng cao và sángtạo giúp HS phát triển tư duy và rèn luyện kỹ năng phân tích, tổng hợp

1.6.2 Luyện tập giải BT cá nhân ở nhà[14;374]

- Việc HS tự học ở nhà có một ý nghĩa lớn về mặt giáo dục và giáodưỡng, không có sự hướng dẫn trực tiếp của GV Việc giao bài làm một cách

có hệ thống có một quy luật chặt chẽ, nhờ đó mà học sinh có thể tự lực giảiquyết các BT khó, vì đã có sự chuẩn bị ở các bài tập dễ

- Có thể giao BT về nhà cho HS bằng nhiều hình thức Giao BT trongthời gian truy bài đầu giờ, giao BT sau tiết học, giao BT theo hệ thống bài tậpSGK, sách bài tập, sách tham khảo, theo chuyên đề

- Một biện pháp quan trọng nữa để đảm bảo công tác hướng dẫn học ởnhà có kết quả là cần có những biện pháp kiểm tra, động viên, khích lệ kịpthời và phù hợp

1.6.3 Giải BT theo nhóm [14;381]

Dạy học theo nhóm nhỏ là phương pháp dạy học trong đó giáo viên sắpxếp học sinh thành những nhóm nhỏ theo hướng tạo ra sự tương tác trực tiếpgiữa các thành viên Những người tham tham gia trong nhóm phải có mốiquan hệ hỗ trợ, giúp đỡ và phối hợp lẫn nhau Điều này đòi hỏi trước tiên làphải có sự phụ thuộc tích cực giữa các thành viên trong nhóm Trách nhiệm

cá nhân the chốt đảm bảo cho tất cả các thành viên trong nhóm thực sự mạnhlên trong học tập theo nhóm

1.7 Thực trạng BD HSG Vật lí ở một số trường THCS Thị xã Thái Hoà - Tỉnh Nghệ An

Hàng năm, vào khoảng tháng 12 Thị xã Thái Hoà tổ chức thi chọn họcsinh giỏi môn Vật lí THCS, có 7/7 trường có đội tuyển tham dự với tổng sốkhoảng hơn 40 HS tham dự

Ví dụ: Kỳ thi năm 2012-2013 có 42 học sinh dự thi, có số HS đạt giải là26/42, chiếm tỉ lệ gần 65% đã đáp ứng tương đối so với chỉ tiêu quy định là60% thí sinh đạt giải cho mỗi môn ở các kỳ thi HSG các cấp

1.7.1 Đề thi HSG môn Vật lí THCS Thị xã Thái Hoà - Tỉnh Nghệ An

tập có nội dung thực tế

Bài tập

có nội dung Kỹ thuật Trong chuẩn chuẩn Ngoài

BT luyện tập nâng cao

BT sáng tạo

TT Đề thi

Nội dung Vật lí (Phần nhiệt học) Dạng bài tập Bài

tập có nội dung thực tế

Bài tập

có nội dung Kỹ thuật Trong chuẩn chuẩn Ngoài

BT luyện tập nâng cao

BT sáng tạo

THCS Hoà

Hiếu II

Năm 2009

- Phương trình cân bằng

nhiệt (Câu 1, câu 4)

- Năng suất toả nhiệt của

nhiên liệu (Câu 2)

hao phí môi trường

- Năng suất toả nhiệt của

nhiên liệu (Câu 2)

- Bài toán hiệu suất

(Câu 2)

Câu3, Câu 4

Câu1, Câu 2

(Câu 3)

Câu1, Câu2, Câu 3

Câu 4, câu 2b

nhiệt (Câu 2, câu 3)

- Năng suất toả nhiệt của

nhiên liệu (Câu 3)

nhiệt (Câu 2, câu 5)

- Năng suất toả nhiệt của

nhiên liệu (Câu 2)

- Bài toán hiệu suất

(Câu 3)

TT Đề thi

Nội dung Vật lí (Phần nhiệt học) Dạng bài tập Bài

tập có nội dung thực tế

Bài tập

có nội dung Kỹ thuật Trong chuẩn chuẩn Ngoài

BT luyện tập nâng cao

BT sáng tạo

1.7.2 Thực trạng tài liệu dùng cho bồi dưỡng HSG Vật lí THCS

- Hiện nay Sở giáo dục và Đào tạo Nghệ An đã có biên soạn bộ tài Văn

- Toán - Anh văn dùng chung toàn tỉnh cho việc ôn thi tuyển sinh vào lớp 10

- Tài liệu dùng cho BD HSGVật lí THCS hiện nay ở Thị xã Thái Hoànói riêng và tỉnh Nghệ An nói chung là tài liệu do tự GV tự tổng hợp cập nhậttrong những cuốn sách tham khảo ngoài thị trường chứ chưa có bất kỳ một sựthống nhất nào về tài liệu dùng cho BD HSG ở cấp Thị xã và Tỉnh Đây vừa

là khó khăn trong công tác BD HSG Vật lí, song cũng là khoảng rộng cho sựsáng tạo của GV trong công tác BD HSG

1.7.3 Thực trạng dạy và học BD HSG Vật lí THCS.

- Do chưa có tài liệu thống nhất cho việc BD HSG nên việc dạy BDHSG của GV gặp rất nhiều khó khăn và việc học của HS cũng rất vất vả

- Khó khăn thứ nhất là nội dung ôn tập:

Thực tế thì ở Thị Xã Thái Hoà - Tỉnh Nghệ An, hàng năm đều có gửi

nếu GV cứ bám theo cấu trúc đó mà giảng dạy cho HSG thì có quá nhiều nộidung chuyên sâu mà thời gian ôn thi thì hạn chế, thực chất đề thi luôn vượtkhung chương trình đã quy định như đã trình bày ở mục 1.7.1 Do không có

sự thống nhất giữa cấu trúc chương trình với đề thi HSG các cấp hàng năm,nên GV phải tổng hợp, chắt, lựa chọn các kiến thức trọng tâm, quan trọngnhất, kể cả những kiến thức ngoài trọng tâm của chương trình và phải có kinhnghiệm phân tích để dạy cho HS dễ hiểu và tiếp thu tốt

- Khó khăn thứ hai là đối với HS:

Do kiến thức quá nhiều nên việc tiếp thu của HS dễ dẫn đến quá tải vìtrong một thời gian ngắn, chỉ có vài tháng mà HS phải tiếp nhận và ôn lại tất

cả kiến thức từ lớp 6 đến hết học kỳ 1 lớp 9

Với những khó khăn trên tác giả đã rút kinh nghiệm qua nhiều năm BDHSG, cũng như xây dựng các BT nhằm rèn luyện kỹ năng phát triển tư duycho HS và cũng đã chọn lọc một số tài liệu như ghi ở phần tài liệu tham khảo

Tác giả thường dùng các loại BT từ cơ bản đến nâng cao sáng tạo,nhưng chú trọng nhiều ở BT nâng cao và sáng tạo; với từng BT cụ thể thìtác giả triển khai đến HS sau đó cho HS đọc, suy nghĩ, phân tích, tiếp theođặt những câu hỏi gợi ý hướng dẫn HS và HS tự lực giải, giải xong thì sửachữa bài phân tích, thống nhất đúng, phân tích vì sao đúng cho HS hiểu rõhơn và khắc sâu; nếu sai thì sửa đúng, phân tích chỗ sai, hướng dẫn địnhhướng những chỗ HS hay bị sai để học sinh lưu ý khắc phục

Mục đích học của HS chủ yếu là tìm tòi, khám phá những điều hay, mới

lạ trong Vật lí và chinh phục các kỳ thi HSG các cấp để thể hiện khả năng vàcũng để khẳng định mình, biết năng kực của mình tới đâu để khắc phục vàphấn đấu hoàn thiện hơn

Chính vì vậy, nên qua các BT tác giả tự chế và chọn lọc trong các tàiliệu, sắp xếp theo mức độ nâng dần kiến thức từ đơn giản đến phức tạp do vậy

không gây khó khăn cho HS tiếp cận, ngoài ra tác giả cũng đưa các BT mangtính chất thách thức nhằm kích thích khả năng tìm tòi và khám phá ở HS, vìthế HS học tập rất tích cực, chủ động, hăng say và chăm chỉ, luôn hoàn thànhtốt nhiệm vụ GV giao cho để em có được kết quả tốt nhất cho bản thân và chonhà trường.

1.7.4 Thực trạng đề tuyển chọn HSG Vật lí THCS

Đề thi tuyển chọn HSG cấp Thị xã và cấp Tỉnh các năm gần đây ởNghệ An thì đa số các đề có nội dung phổ biến kiến thức từ lớp 6 đến lớp 9,tập trung chủ yếu vào trọng tâm kiến thức chương trình Vật lí THCS; mặtkhác vẫn còn một số kiến thức nằm ngoài khung quy định của chương trìnhVật lí THCS hiện hành như nêu ở mục 17.1; điều đó xuất phát từ sự bất cập làkhông có tài liệu chung nào và khung giới hạn về đề thi chọn HSG các cấphàng năm

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Bồi dưỡng nhân tài là một trong 3 mục tiêu giáo dục của nước ta Ởcác trường THCS công tác bồi dưỡng HSG được xem là công tác mũi nhọn

Nó có tác dụng thiết thực và mạnh mẽ trong việc bồi dưỡng và nâng cao trình

độ chuyên môn nghiệp vụ của đội ngũ thầy cô giáo, nâng cao chất lượng giáodục, khẳng định thương hiệu của nhà trường, tạo ra khí thế hăng say vươn lênhọc tập dành đỉnh cao trong HS

HSG Vật lí là HS đạt điểm cao trong các kỳ thi chọn HSG các cấp mônvật lí HS muốn đạt danh hiệu HSG thường phải qua các đợt bồi dưỡng luyệntập

Trong môn Vật lí, BT vật lí có vai hết sức quan trọng để nâng cao chất lượngdạy học, một phương tiện dạy học chủ yếu được các GV lựa chọn trong BD HSGVật lí BT giúp cho HS ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức, giải BT là một trong

những hình thức làm việc tự lực cao của HS, giải bài toán góp phần phát triển tưduy sáng tạo của HS, kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của HS.

Hệ thống BT BD HSG phải đạt các yêu cầu vừa nâng cao kiến thức kỹnăng cho HS, vừa phát triển tư duy và bồi dưỡng niềm yêu thích môn Vật lícho HS Để đạt được kết quả trong công tác BD HSG, việc xây dựng hệ thống

BT là rất quan trọng, quyết định

Công tác BD HSG ở Thị xã Thái Hoà 4 năm gần đây đã có những thuậnlợi nhất định đó là được sự quan tâm chỉ đạo của Phòng giáo dục, công tác BDHSG ở các trường được đẩy mạnh, hoạt động rõ ràng, đặc biệt ở trường THCSHoà Hiếu 2 công tác tổ chức thi chọn, BD HSG diễn ra nghiêm túc Đội ngũgiáo viên BD HSG nhiệt tình, hăng hái, có kinh nghiệm Bên cạnh đó còn một sốkhó khăn nhất định đó là tài liệu BD HSG chưa có được sự thống nhất gây lúngtúng cho GV, HS học lượng kiến thức nhiều nhưng phải ôn tập trong thời gianngắn dẫn đến quá tải với HS

Vận dụng cơ sở lý luận và rút kinh nghiệm từ công tác BD HSG, đề thi tuyểnsinh những năm gần đây chúng tôi đã chọn lọc xây dựng hệ thống BT phần Nhiệthọc dùng cho BD HSG Vật lí chương trình THCS để khắc phục các hạn chế đã nêuđồng thời và kế thừa những thuận lợi đang có Tuy nhiên còn nhiều điểm cần phảiđiều chỉnh cho phù hợp

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NHIỆT HỌC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ

CHƯƠNG TRÌNH THCS

2.1 Vị trí, đặc điểm phần Nhiệt Học trong chương trình Vật lí THCS

+ Mặt định tính: chương trình nhiệt học THCS ở lớp 6 và phần đầu lớp

8 mang nặng tính chất định tính, một số kiến thức quá tải cho HS Ví dụ: Bài

VẬT LÍ TRUNG HỌC CƠ SỞ

nở vì nhiệt

- Các loại nhiệt kế thông dụng Thang

đo nhiệt

- Sự nóng chảy, sự đông đặc

- Sự bay hơi, sự ngưng tụ

- Sự sôi

- Thực hành: Đo nhiệt độ

Gồm các chủ đề:

- Cấu tạo phân tử của các chất.

- Nhiệt độ và chuyển động nhiệt

- Khái niệm nhiệt năng, nhiệt lượng

- Cách truyền nhiệt năng: dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ nhiệt

- Công thức tính nhiệt lượng

- Phương trình cân bằng nhiệt

- Năng suất toả nhiệt của nhiên liệu

- Sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ- nhiệt Động

cơ nhiệt

- Thực hành: Xác định nhiệt lượng trao đổi giữa

2 vật

VÒNG 2

CƠ HỌC LỚP 8

NHIỆT HỌC LỚP 8

ĐIỆN HỌC LỚP 9

ĐIỆN TỪ HỌC LỚP 9 QUANG HỌC LỚP 9

18: Sự nở vì nhiệt của chất rắn (Vật lí 6); thí nghiệm mô hình của Bài 19:Chuyển động phân tử, nguyên tử, Bài 22: Dẫn nhiệt (Vật lí 8)

+ Mặt định lượng: chương trình nhiệt học THCS ở phần sau lớp 8 nặng

về mặt định lượng, mặc dù bài học BT và tiết BT tách biệt với lý thuyếtkhông nhiều, nhưng thực chất thì các BT thể hiện ở các câu C trong từng bàihọc lý thuyết rất nhiều

+ Tính thực tiễn: Phần lớn các bài học của chương trình nhiệt họcTHCS mang tính thực tiễn cao, ví dụ các BT về sự nở vì nhiệt của các chấtrắn, lỏng, khí (Vật lí 6) - Học xong những bài này có thể giúp HS giải thíchđược các hiện tượng trong tự nhiên, cấu tạo của một số thiết bị kỹ thuật như:băng kép, cách lắp đường ray tàu hoả Bài 22: Nhiệt kế - Nhiệt giai và Bài23: Thực hành đo nhiệt độ - học xong hai bài này HS sẽ hiểu được ý nghĩacủa các con số ghi trên mỗi nhiệt kế, biết cách sử dụng nhiệt kế cho phù hợp

để theo dõi nhiệt độ cơ thể Trong chương trình Vật lí 8 Các hình thức truyềnnhiệt ( dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ nhiệt ) - HS có thể giải thích được câu hỏi:

vì sao phích lại giữ được nhiệt?

+ Tính trừu tượng: Chương trình nhiệt học THCS mang tính trừu tượngcao một số các kiến thức đều được trình bày dưới dạng mô hình vật chất, môhình tưởng tượng, ví dụ: các Bài 19, Bài 20, Bài 21, Bài 27, Bài 28 trongchương trình Vật lí 8

- Về phương tiện dạy học: Thiết bị thí nghiệm được trang bị tương đốiđầy đủ nhưng chất lượng còn hạn chế vì chưa đảm bảo độ chính xác các kếtquả hiển thị trên dụng cụ đo

- Về phương pháp dạy học: Sử dụng kết hợp tất cả các phương phápdạy học truyền thống và hiện đại, nhưng phương pháp thực nghiệm đóng vaitrò chủ đạo

- Về bài tập: Số lượng bài học về BT tương đối ít, nhưng thực tế lượng

BT mà HS phải làm lại rất nhiều, vì đa số các BT nằm trong các câu C ở từngbài học cụ thể

- Tần suất xuất hiện BT Nhiệt Học trong các đề thi tuyển chọn HSGVật lí các cấp là 100%

2.2 Chuẩn kiến thức, kỹ năng phần Nhiệt Học trong chương trình Vật

lí THCS

2.2.1 Kiến thức

1 Rút ra kết luận về sự co giãn vì nhiệt của các chất rắn, lỏng, khí

3 Mô tả thí làm nóng chảy, đông đặc của băng Rút ra kết luận về đặcđiểm nhiệt độ nóng chảy

4 Xác định những yếu tố ảnh hưởng đến sự bay hơi Mô tả hiện tượng

về ngưng tụ trong đời sống tự nhiên

5 Phân biệt sự sôi và sự bay hơi của nước

6 Nhận biết các chất được cấu tạo từ các phân tử chuyển động khôngngừng, mối quan hệ giữa nhiệt độ và chuyển động phân tử

7 Biết nhiệt năng là gì? Nêu cách biến đổi nhiệt năng?

8 Xác định được nhiệt lượng của một vật thu vào hay toả ra

9 Mô tả hoạt động của động cơ nhiệt bốn kỳ Biết cách tính hiệu suấtcủa động cơ nhiệt

2.2.2 Kỹ năng

1 Giải thích một số hiện tượng ứng dụng sự nở vì nhiệt trong tự nhiên ,đời sống, kĩ thuật

2 Biết đo nhiệt độ của một số vật trong cuộc sống hằng ngày

3 Dựa vào bảng số liệu cho sẵn vẽ đường biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ vào thời gian đun trong quá trình nóng chảy, ngưng tụ, đông đặc, hoáhơi, sự sôi

4 Giải thích một số hiện tượng về ba cách truyền nhiệt trong tự nhiên

2.3 Mục tiêu BD HSG chương trình Nhiệt Học THCS

Đối với đội tuyển HSG mục tiêu đạt chuẩn không đặt ra vì chuẩn là mức độ tối thiểu cần đạt cho HS diện đại trà HS trong đội tuyển HSG là học sinh đã đạt chuẩn ở mức khá( 7 điểm cho bài kiểm tra theo chuẩn) Hệ thống BT phần Nhiệt học BD HSG THCS phải đạt được các mục tiêu dạy họcsau:

Ngoài việc thực hiện mục tiêu theo tiêu chuẩn, BD HSG cần đạt đượcmục tiêu nâng cao sau:

- Kiến thức về giải BT có liên quan đến hiệu suất

- Kiến thức về giải các bài toán thực hành (thí nghiệm)

- Vận dụng kiến thức về sự nở vì nhiệt để giải thích được một số hiệntượng và ứng dụng trong thực tế

- Vận dụng nguyên lí truyền nhiệt giải các BT định tính và định lượngtổng hợp

- Giải các BT sáng tạo: BT thí nghiệm, BT có nội dung thực tế, BT thiết

kế chế tạo sử dụng kiến thức tổng hợp Nhiệt Học THCS

- Tự phát triển BT Vật lí từ BT cơ bản đến BT tổng hợp

Yêu thích môn Vật lí, đam mê giải các BT sáng tạo Vật lí

Để có cơ sở thực tiễn biên soạn hệ thống BT BD HSG THCS, PhầnNhiệt Học, chúng tôi khảo sát một số đề thi HSG trong thời gian gần đây

2.4 Phân tích một số bài tập Nhiệt học trong đề thi chọn HSG Vật

lí THCS các cấp từ năm 2009 đến năm 2012.

học /Tổng số BT

Tỷ số BT Nhiệt luyện tập nâng cao / Tổng số BT Nhiệt

học

Tỷ số BT Nhiệt sáng tạo /Tổng

số BT Nhiệt học

2.5 Các tiêu chí lựa chọn BT Nhiệt học bồi dưỡng HSG vật lí chương trình THCS.

Theo Phạm Thị Phú: Để đạt được các yêu cầu đã nêu ở 1.5 hệ thống

BT phần Nhiệt Học BD HSG Vật lí THCS được chia thành hai loại: BT luyệntập nâng cao và BT sáng tạo

2.5.1 BT luyện tập - nâng cao

Phải gồm các BT vừa củng cố hệ thống hoá kiến thức cơ bản (Theochuẩn) vừa nâng cao kiến thức cơ bản trông phạm vi đã nêu ở 2.3 chúng tôiđồng ý và sử dụng quan điểm của Phạm Thị Phú về quan điểm BT luyện tậpnâng cao gồm ít nhất một trong các tiêu chí sau:

- BT phải sử dụng tổng hợp từ 2 đơn vị kiến thức cơ bản trở lên

- BT phải nâng cao được kỹ năng vận dụng theo phương pháp quenthuộc

+ BT có nhiều hơn một cách giải

+ BT thí nghiệm, BT thiết kế, chế tạo

+ BT có tính nghịch lí, nguỵ biện

+ BT có hình thức tương tự, nội dung biến đổi

+ BT thiếu thừa, sai dự kiện

2.6.1 BT luyện tập - nâng cao

Bài 1: Vì sao khi pha nước chanh bằng nước mát người ta thường làm

cho đường tan trước rồi mới cho đá lạnh vào, còn pha nước chanh bằng nước

ấm thì cho đường ngay vào nước ấm?

Gợi ý

- Vì sao đường tan được vào nước?

- Vận tốc chuyển động nhiệt của phân tử phụ thuộc nhiệt độ như thế nào?

Trả lời

Khi nhiệt độ càng cao thì các phân tử chuyển động càng nhanh

và ngược lại

Nhiệt độ trong ly nước khi chưa cho đá lạnh vào cao hơn nhiệt độ lúc

có đá nên các phân tử chuyển động nhiệt nhanh hơn, số va chạm giữa cácphân tử tăng lên làm đường hòa tan nhanh hơn Khi cho đá vào, nhiệt độ của

ly nước thấp hơn nên các phân tử chuyển động nhiệt chậm hơn, số va chạmgiữa các phân tử giảm làm quá trình hòa tan đường diễn ra chậm hơn

Bài 2:Một ấm nhôm có khối lượng 400g chứa 3kg nước ở 250C.Muốnđun ấm nước này lên đến 600C cần một nhiệt lượng là bao nhiêu?

Cho nhiệt dung riêng của nhôm và của nước lần lượt là:880J/kg.K

- Nhiệt lượng cần thiết để đun nước trong ấm tăng nhiệt độ từ 250C lên đến 600C là:

Định hướng cách giải

-Xác định các giai đoạn biến đổi nhiệt độ và giai đoạn chuyển thể ?

Q1 Q2 Q3 Q4

- Nhiệt lượng cần thiết để 0,2kg nước hóa hơi hoàntoàn ở1000C là:

Q4=L.m=2,3.106.0,2 = 460000(J)

- Nhiệt lượng cần tìm:

Q = Q1+Q2+Q3+Q4

= 3600+68000+84000+460000 = 615600(J)

Bài 4: Một miếng đồng có khối lượng 100g được nung đến 1500C rồithả vào một chậu nước Nhiệt độ cuối cùng của chúng là 500C Tính nhiệtlượng nước thu vào.Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường

Định hướng cách giải

- Theo nguyên lí truyền nhiệt :

- Nhiệt lượng của nước thu vào bằng nhiệt lượng của đồng tỏa ra:

Q = mc(t1 – t2) = 0,1.380.(150 –50) =3800 (J)

Vậy: Q = 3800(J)

Bài 5 : Một quả cầu nhôm có khối lượng 0,105kg được đun nóng tới

1420C rồi thả vào chậu nước ở nhiệt độ 200C Sau một thời gian nhiệt độ của

cả hệ thống là 420C Xem như nhiệt lượng chỉ trao đổi cho nhau Xác địnhkhối lượng của nước?

Hướng dẫn

- Biện luận vật thu nhiệt, toả nhiệt trong quá trình trao đổi nhiệt trên?

- Viết công thức tính nhiệt lượng toả ra, thu vào của các vật?

- Lập phương trình cân bằng nhiệt?

- Giải phương trình để tìm khối lượng của nước?

Bài giải

- Nhiệt độ ban đầu của quả cầu nhôm cao hơn nhiệt độ ban đầu củanước(142oC > 42oC) Nên theo nguyên lí truyền nhiệt vật toả nhiệt là quả cầunhôm, vật thu nhiệt là nước

- Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra khi hạ nhiệt từ 1420C xuống 420C

Qtỏa = m1c1( t1 – t2) = 0,105.880.(142-42) =9240J

- Nhiệt lượng nước thu vào để nó tăng nhiệt độ từ 200C đếân420C