Xây dựng và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương sóng ánh sáng vật lí 12 nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh giỏi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHẠM VĂN THỌ XÂY DỰNG VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƢƠNG SÓNG ÁNH SÁNG VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH GIỎI LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI – 2015 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHẠM VĂN THỌ XÂY DỰNG VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƢƠNG SÓNG ÁNH SÁNG VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH GIỎI LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: Lí luận phƣơng pháp dạy học (bộ môn Vật lí) Mã số:60 14 01 11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS TS Hà Huy Bằng HÀ NỘI – 2015 ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………………i DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ…………………………………………………………….v DANH MỤC CÁC BẢNG…………………………………………………………….vi DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Lịch sử nghiên cứu đề tài Câu hỏi nghiên cứu Giả thuyết nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Khách thể đối tƣợng nghiên cứu, đối tƣợng khảo sát Nhiệm vụ nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƢƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH GIỎI Error! Bookmark not defined 1.1 Bài tập Vật lí dạy học trƣờng phổ thông Error! Bookmark not defined 1.1.1 Bài tập vật lí vai trò dạy học Vật lí.Error! Bookmark not defined 1.1.1.1 Bài tập Vật lí Error! Bookmark not defined 1.1.1.2 Tác dụng tập vật lí dạy học vật lí Error! Bookmark not defined 1.1.2 Sử dụng tập vật lí dạy học môn Vật lí Error! Bookmark not defined 1.1.2.1 Những yêu cầu chung dạy học tập vật líError! defined iii Bookmark not 1.1.2.2 Phân loại tập vật lí Error! Bookmark not defined 1.1.2.3 Lựa chọn tập vật lí Error! Bookmark not defined 1.1.3 Hƣớng dẫn hoạt động giải tập vật lí Error! Bookmark not defined 1.1.3.1 Phƣơng pháp giải tập vật lí Error! Bookmark not defined 1.1.3.2 Hƣớng dẫn giải tập vật lí Error! Bookmark not defined 1.2 NL GQVĐ mối liên hệ với hoạt động giải tập vật lí.Error! Bookmark not defined 1.2.1 NL gì? Error! Bookmark not defined 1.2.2 Tri thức, kỹ năng, kỹ xảo mối liên hệ với NL Error! Bookmark not defined 1.2.2.1 Tri thức Error! Bookmark not defined 1.2.2.2 Kỹ Error! Bookmark not defined 1.2.2.3 Kỹ xảo Error! Bookmark not defined 1.2.2.4 Mối quan hệ kỹ năng, kỹ xảo với NL Error! Bookmark not defined 1.2.3 NL học tập HS trung học phổ thông Error! Bookmark not defined 1.2.3.1 NL chung Error! Bookmark not defined 1.2.3.2 Các NL chuyên biệt môn Vật lí đƣợc cụ thể hóa từ NL chung Error! Bookmark not defined 1.2.4 NL GQVĐ dạy học tập vật lí Error! Bookmark not defined 1.2.4.1 NL GQVĐ dạy học tập vật lí Error! Bookmark not defined 1.2.4.2 Các bƣớc hoạt động GQVĐ Error! Bookmark not defined 1.2.4.3 Những hoạt động dạy học vật lí giúp học sinh bộc lộ NL GQVĐ….……………………………………………………………………….…… Er ror! Bookmark not defined 1.2.4.4 Những NL thành tố NL GQVĐ hoạt động giải tập vật lí Error! Bookmark not defined 1.2.4.5 Sự thống bƣớc giải tập vật lí bƣớc hoạt động GQVĐ………… Error! Bookmark not defined 1.3 Những phẩm chất, NL cần có HS giỏi Error! Bookmark not defined 1.3.1 NL phẩm chất cần có HS giỏi nói chung Error! Bookmark not defined iv 1.3.1.1 NL tiếp thu kiến thức Error! Bookmark not defined 1.3.1.2 NL suy luận, tƣ lô-gic Error! Bookmark not defined 1.3.1.3 NL đặc biệt Error! Bookmark not defined 1.3.1.4 NL lao động sáng tạo Error! Bookmark not defined 1.3.1.5 NL kiểm chứng Error! Bookmark not defined 1.3.1.6 NL thực hành Error! Bookmark not defined 1.3.2 NL phẩm chất cần có HS giỏi Vật lý Error! Bookmark not defined 1.3.3 Một số biện pháp phát hiện, bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HS giỏi Vật lí Error! Bookmark not defined 1.3.3.1 Một số biện pháp phát HS giỏi vật lí Error! Bookmark not defined 1.3.3.2 Lựa chọn hệ thống tập góp phần bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HSG Error! Bookmark not defined 1.3.3.3 Một số yêu cầu HSG giải tập vật lí giúp bồi dƣỡng NL GQVĐ…… Error! Bookmark not defined 1.4 Cơ sở thực tiễn dạy học tập vật lí cho HS giỏiError! Bookmark not defined 1.4.1 Thực trạng dạy học tập vật lí trƣờng phổ thôngError! Bookmark not defined 1.4.2 Một số yếu tố ảnh hƣởng đến NL GQVĐ HS giỏi.Error! Bookmark not defined 1.4.2.1 Về nội dung thi Error! Bookmark not defined 1.4.2.2 Về phƣơng pháp học tập HS Error! Bookmark not defined 1.4.2.3 Về phƣơng pháp dạy học thầy Error! Bookmark not defined Tiểu kết chƣơng Error! Bookmark not defined CHƢƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG SÓNG ÁNH SÁNG VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH GIỎI Error! Bookmark not defined 2.1 Hệ thống nội dung chƣơng sóng ánh sáng vật lí 12Error! Bookmark not defined 2.1.1 Cấu trúc nội dung chƣơng sóng ánh sáng Error! Bookmark not defined v 2.1.2 Phân tích nội dung chƣơng sóng ánh sáng Error! Bookmark not defined 2.1.3 Mục tiêu chƣơng sóng ánh sáng Error! Bookmark not defined 2.2 Hệ thống tập chƣơng sóng ánh sáng nhằm bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HS giỏi Error! Bookmark not defined 2.2.1 Bài tập tán sắc ánh sáng Error! Bookmark not defined 2.2.1.1 Tán sắc ánh sáng qua lăng kính Error! Bookmark not defined 2.2.1.2 Tán sắc ánh sáng qua lƣỡng chất phẳng Error! Bookmark not defined 2.2.1.3 Tán sắc ánh sáng qua thấu kính Error! Bookmark not defined 2.2.1.4 Bài tập tán sắc ánh sáng qua giọt nƣớc hình cầu.Error! Bookmark not defined 2.2.2 Bài tập giao thoa ánh sáng Error! Bookmark not defined 2.2.2.1 Giao thoa với hai khe Y – âng Error! Bookmark not defined 2.2.2.2 Các hệ giao thoa đặc biệt Error! Bookmark not defined Tiểu kết chƣơng Error! Bookmark not defined CHƢƠNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM Error! Bookmark not defined 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm Error! Bookmark not defined 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm Error! Bookmark not defined 3.3 Phƣơng pháp xử lí kết thực nghiệm sƣ phạm Error! Bookmark not defined 3.3.1 Đánh giá NL GQVĐ theo tiêu chí Rubric Error! Bookmark not defined 3.3.2 Xử lí kết theo phƣơng pháp thống kê toán học.Error! Bookmark not defined 3.4 Kết thực nghiệm sƣ phạm Error! Bookmark not defined 3.5 Đánh giá kết thực nghiệm sƣ phạm Error! Bookmark not defined 3.5.1 Đánh giá định tính Error! Bookmark not defined 3.5.2 Đánh giá định lƣợng Error! Bookmark not defined Tiểu kết chƣơng Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 114 vi vii MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Vật lí môn khoa học giúp HS nắm đƣợc qui luật vận động giới vật chất tập vật lí giúp HS hiểu rõ quy luật ấy, biết phân tích vận dụng quy luật vào thực tiễn Trong nhiều trƣờng hợp mặt dù ngƣời GV có trình bày tài liệu giáo khoa cách mạch lạc, hợp lôgíc, phát biểu định luật xác, làm thí nghiệm quy trình có kết xác điều kiện cần chƣa đủ để HS hiểu sâu sắc kiến thức Thông qua việc giải tập vật lí dƣới hình thức hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho HS vận dụng kiến thức học để giải tình cụ thể kiến thức trở nên sâu sắc hoàn thiện Trong trình giải tình cụ thể tập vật lí đặt ra, HS phải sử dụng thao tác tƣ nhƣ phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tƣợng hóa …để GQVĐ, từ mà NL tƣ HS có điều kiện để phát triển Vì nói tập Vật lý phƣơng tiện tốt để phát triển tƣ duy, óc tƣởng tƣợng, khả độc lập suy nghĩ hành động, rèn luyện cho học sinh tính kiên trì, bền bỉ gặp khó khăn học tập nhƣ sống Bài tập chƣơng sóng ánh sáng Vật lí 12 phần tập quan trọng, tập chƣơng giúp HS giải vấn đề gắn với yêu cầu phát triển tƣ mà thông qua kiến thức sóng ánh sáng HS có khả giải thích đƣợc định tính nhƣ định lƣợng số tƣợng tự nhiên màu sắc ánh sáng nhƣ tƣợng cầu vồng, tƣợng màu sắc bong bóng xà phòng hay váng dầu mỡ, màu sắc đĩa CD phƣơng pháp vật lí đo chiết suất môi trƣờng suốt…Vì lẽ tập vật lí chƣơng sóng ánh sáng trở nên thú vị có khả kích thích trí tò mò, ham hiểu biết HS Với HS giỏi vật lí, việc giải đƣợc tập vật lí khó mặt tƣ phải phân tích tƣợng vật lí, biết xác định điểm then chốt để GQVĐ mà toán vật lí đặt ra, từ huy động kiến thức có liên quan để xây dựng lập luận nhằm GQVĐ tập Chính nghiên cứu hệ thống tập chƣơng sóng ánh sáng cho HSG giải tập có khả phát triển lực GQVĐ điều cần thiết Vì lí đồng thời tiếp cận dạy học theo định hướng phát triển NL [1], thực đề tài nghiên cứu “Xây dựng hướng dẫn giải hệ thống tập chương sóng ánh sáng vật lí 12 nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh giỏi” Đề tài không nghiên cứu phát kiến thức nhƣng thực việc cấu trúc lại hệ thống tập phƣơng pháp dạy học hệ thống tập nhằm hình thành kỹ phát vấn đề, từ mà bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HS giỏi HS biết huy động kiến thức để giải vấn đề giải tập vật lí sống họ có khả vận dụng hiểu biết để GQVĐ mà họ gặp phải tình cụ thể Lịch sử nghiên cứu đề tài Về sách bồi dƣỡng HSG môn Vật lí THPT có số tác giả tiếng nhƣ: Vũ Quang, Bùi Quang Hân, Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Quang Báu, Nguyễn Phú Đồng, Nguyễn Thành Tƣơng Đó sách có giá trị cho GV HS ôn thi HS giỏi Về luận văn thạc sĩ gần có: Đỗ Thị Lần “Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương sóng ánh sáng vật lý lớp 12, nhằm bồi dưỡng HS giỏi phát huy khiếu vật lý HS trung học phổ thông chuyên” ĐHGD, ĐHQG HN, 2012 Tuy nhiên chƣa có công trình mang tên “Xây dựng hướng dẫn giải hệ thống tập chương sóng ánh sáng vật lí 12 nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh giỏi” Câu hỏi nghiên cứu Bài tập chƣơng sóng ánh sáng cần đƣợc xây dựng theo hệ thống nhƣ để hoạt động giải hệ thống tập có khả bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HS giỏi Phải tình có vấn đề giải pháp? Giả thuyết nghiên cứu Nếu thiết kế hệ thống tập chƣơng sóng ánh sáng sở tình có vấn đề hƣớng dẫn HS giải hệ thống tập gợi ý GQVĐ có khả bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HS giỏi Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng hƣớng dẫn giải hệ thống tập chƣơng sóng ánh sáng nhằm bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HS giỏi THPT Khách thể đối tƣợng nghiên cứu, đối tƣợng khảo sát 6.1 Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học tập vật lí cho HS giỏi lớp 12 THPT 6.2 Đối tượng nghiên cứu Nội dung tập nâng cao chƣơng sóng ánh sáng Vật lí 12 6.3 Đối tượng khảo sát Nhóm HSG Vật lí lớp 12, Trƣờng THPT Tô Hiến Thành, Nam Định Nhiệm vụ nghiên cứu 7.1 Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn có liên quan đến đề tài Nghiên cứu sở lí luận hoạt động dạy tập vật lí, NL GQVĐ cần hình thành HS dạy học tập vật lí Khảo sát thực tiễn dạy giải tập vật lí trƣờng phổ thông 7.2 Nghiên cứu xây dựng hệ thống tập chương sóng ánh sáng nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS giỏi 7.3 Thực nghiệm sư phạm: Nhằm đánh giá tính hiệu khả thi hệ thống tập vừa xây dựng Phƣơng pháp nghiên cứu 8.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Đọc, ghi chép, phân tích, tổng hợp, chọn lọc tài liệu dạy học tập vật lí, dạy học định hƣớng phát triển NL, sách ôn thi đề thi HSG 8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Phƣơng pháp vấn: Phỏng vấn GV dạy giải tập vật lí Phỏng vấn HS phƣơng pháp giải tập vật lí Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục đề tài đƣợc trình bày chƣơng: Chƣơng 1: Cơ sở lý luận thực tiễn dạy học tập vật lí nhằm bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HS giỏi Chƣơng 2: Xây dựng hƣớng dẫn giải hệ thống tập chƣơng sóng ánh sáng nhằm bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HS giỏi Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giáo Dục Đào Tạo Tài liệu hướng dẫn dạy học kiểm tra đánh giá định hướng phát triển NL cho HS Hà Nội, 2014 Phạm Kim Chung Bài giảng chuyên đề phương pháp dạy học Vật lý Đại học Giáo dục, 2011 Nguyễn Phú Đồng (Chủ biên) Bồi dưỡng HS giỏi Vật lí 12, tập quang lí vật lí hạt nhân Nxb tổng hợp TP Hồ Chí Minh, 2012 Bùi Quang Hân - Đào Văn Cƣ - Hồ Văn Huyết - Nguyễn Thành Tƣơng Giải toán Vật lí, tập Nxb Giáo Dục Vũ Thanh Khiết (Chủ biên) 121 Bài toán quang lí vật lí hạt nhân (Tái lần 3) Nxb tổng hợp Đồng Nai, 2005 Vũ Thanh Khiết Một số phương pháp chọn lọc giải toán Vật lí sơ cấp, tập Nxb Giáo Dục,1999 Đỗ Thị Lần Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương sóng ánh sáng, vật lý lớp 12, nhằm bồi dưỡng HS giỏi phát huy khiếu vật lý HS trung học phổ thông chuyên ĐHGD, ĐHQG HN, 2012 Vũ Quang Bồi dưỡng HS giỏi trung học phổ thông Quang học Nxb Giáo Dục Việt Nam, 2009 Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên) – Nguyễn Ngọc Hƣng – Phạm Xuân Quế Phương pháp dạy học vật lí trường phổ thông Nxb Đại học sƣ phạm, 2003 10 Phạm Hữu Tòng Bài tập phương pháp dạy tập vật lí Nxb Giáo dục 11 Đỗ Hƣơng Trà Các kiểu tổ chức dạy học đại dạy học Vật lí trường phổ thông Nxb Đại học Sƣ phạm, 2012 12 https://vi.wikipedia.org/wiki/Cầu_vồng 13 Phạm Minh Hạc Một số vấn đề tâm lí học, Nxb Giáo dục, Hà Nội 1992 [...]... phỏng vấn: Phỏng vấn GV về dạy giải bài tập vật lí Phỏng vấn HS về phƣơng pháp giải bài tập vật lí Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 9 Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục đề tài đƣợc trình bày trong 3 chƣơng: Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học bài tập vật lí nhằm bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HS giỏi Chƣơng 2: Xây dựng và hƣớng dẫn giải hệ thống bài. .. bài tập chƣơng sóng ánh sáng nhằm bồi dƣỡng NL GQVĐ cho HS giỏi Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm 4 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Bộ Giáo Dục và Đào Tạo Tài liệu hướng dẫn dạy học và kiểm tra ánh giá định hướng phát triển NL cho HS Hà Nội, 2014 2 Phạm Kim Chung Bài giảng chuyên đề phương pháp dạy học Vật lý Đại học Giáo dục, 2011 3 Nguyễn Phú Đồng (Chủ biên) Bồi dưỡng HS giỏi Vật lí 12, tập 3 quang lí và vật lí. .. Minh, 2 012 4 Bùi Quang Hân - Đào Văn Cƣ - Hồ Văn Huyết - Nguyễn Thành Tƣơng Giải toán Vật lí, tập 3 Nxb Giáo Dục 5 Vũ Thanh Khiết (Chủ biên) 121 Bài toán quang lí và vật lí hạt nhân (Tái bản lần 3) Nxb tổng hợp Đồng Nai, 2005 6 Vũ Thanh Khiết Một số phương pháp chọn lọc giải các bài toán Vật lí sơ cấp, tập 2 Nxb Giáo Dục,1999 7 Đỗ Thị Lần Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương. .. tập chương sóng ánh sáng, vật lý lớp 12, nhằm bồi dưỡng HS giỏi và phát huy năng khiếu vật lý của HS trung học phổ thông chuyên ĐHGD, ĐHQG HN, 2 012 8 Vũ Quang Bồi dưỡng HS giỏi trung học phổ thông Quang học 2 Nxb Giáo Dục Việt Nam, 2009 9 Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên) – Nguyễn Ngọc Hƣng – Phạm Xuân Quế Phương pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông Nxb Đại học sƣ phạm, 2003 10 Phạm Hữu Tòng Bài tập về phương... ở trường phổ thông Nxb Đại học sƣ phạm, 2003 10 Phạm Hữu Tòng Bài tập về phương pháp dạy bài tập vật lí Nxb Giáo dục 11 Đỗ Hƣơng Trà Các kiểu tổ chức dạy học hiện đại trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông Nxb Đại học Sƣ phạm, 2 012 12 https://vi.wikipedia.org/wiki/Cầu_vồng 13 Phạm Minh Hạc Một số vấn đề tâm lí học, Nxb Giáo dục, Hà Nội 1992 5