ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ THUỲ LINH XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC– VẬT LÝ 11 NHẰM B
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
NGUYỄN THỊ THUỲ LINH
XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC– VẬT LÝ 11 NHẰM BỒI DƯỠNG
HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
CHUYÊN NGÀNH: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
BỘ MÔN VẬT LÝ
Mã số: 60 14 01 11
LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ
Người hướng dẫn khoa học: PGS TS ĐINH VĂN DŨNG
HÀ NỘI – 2016
Trang 2MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
Giáo dục được coi là quốc sách hàng đầu cuả nước ta, hiện nay ngành đang có đổi mới và được quan tâm đặc biệt Trong đó đào tạo nhân tài vẫn là mục tiêu quan trọng nhất của ngành giáo dục, các trường chuyên là một mũi nhọn tiên phong trong quá trình đào tạo nhân tài cho đất nước Hệ thống các trường chuyên, lớp chọn trung học phổ thông trên cả nước đã và đang đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện, bồi dưỡng học sinh giỏi và đây là cái nôi để đào tạo các nhà khoa học, nhà quản lý và các doanh nhân giỏi[1]
Đào tạo học sinh giỏi ở bậc trung học phổ thông (THPT) là một quá trình mang tính khoa học đòi hỏi phải có chiến lược lâu dài và có phương pháp phù hợp Trong quá trình giảng dạy ở trường phổ thông nhiệm vụ phát triển tư duy cho học sinh là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến hành đồng bộ ở các môn, trong đó Vật lý là môn khoa học TN đề cập đến nhiều vấn đề của khoa học, sẽ góp phần rèn luyện tư duy cho học sinh ở mọi góc độ đặc biệt là phần giải bài tập vật lý Bài tập Vật lý không những có tác dụng rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú mà còn thông qua đó để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng cần thiết về Vật lý, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thông minh sáng tạo cho học sinh, giúp học sinh hứng thú trong học tập Cũng thông qua bài tập Vật lý giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm vững kiến thức và kỹ năng Vật lý của học sinh
Trong các lớp chuyên Vật lý trung học phổ thông của nước ta hiện nay,học sinh được luyện nhiều bài tập khó dẫn đến quen, còn nặng về tính toán, đôi khi chưa phát huy được óc quan sát, khả năng phát hiện vấn đề.Còn thiếu những nghiên cứu và hướng dẫn chi tiết cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ứng với từng chương bài và chủ đề cụ thể
Trang 3Vì các lý do trên nên tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu “Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Mắt
và các dụng cụ quang học – Vật lí 11 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi trung học phổ thông” để góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh
giỏi, nâng cao chất lượng giảng dạy Vật Lý ở các lớp ban A Vật lý THPT hiện nay
2 Mục đích nghiên cứu
Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Mắt
và các dụng cụ quang học – Vật lý 11 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi THPT
3 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tìm hiểu đặc điểm, năng lực của học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lý THPT
- Tìm hiểu lý luận về phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lý ở trường THPT
- Tìm hiểu lý luận về vai trò, tác dụng, phương pháp giải bài tập Vật lý
- Nghiên cứu nội dung kiến thức chương Mắt và các dụng cụ quang học – Vật lý 11 THPT
- Lựa chọn xây dựng hệ thống bài tập Mắt và các dụng cụ quang học
- Định hướng xây dựng phương pháp giải bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Mắt và các dụng cụ quang học
4 Thực nghiệm sư phạm để đánh giá ưu điểm, nhược điểm và hiệu quả của
hệ thống bài tập và phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương
Mắt và các dụng cụ quang học
5 Khách thể và đối tượng nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu: Học sinh lớp ban A trường THPT Ngô Quyền – Đông Anh
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống bài tập và phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Mắt và các dụng cụ quang học
6 Vấn đề nghiên cứu
Trang 4Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Mắt và các dụng cụ quang học - Vật Lý 11-Trung học phổ thông như thế nào để bồi dưỡng được học sinh giỏi Vật lý ở trung học phổ thông ?
7 Giả thuyết khoa học
Xây dựng được hệ thống bài tập đa dạng, phong phú có chất lượng kết hợp với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập theo các phương pháp có sự định hướng và phát triển tư duy cho học sinh sẽ giúp nâng cao được khả năng suy luận logic, rèn luyện năng lực tư duy sáng tạo góp phần bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường học phổ thông
8 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
- Áp dụng với chương Mắt và các dụng cụ quang học – Vật lý 11
- Nghiên cứu cho học sinh học môn Vật lý ở khối 11 ban A trường THPT Ngô Quyền
9 Ý nghĩa lý luận và thực tiễn
- Ý nghĩa lý luận: Tìm hiểu những đặc điểm và yêu cầu cần có của học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lí Trung học phổ thông Từ đó biên soạn hệ thống bài tập chương Mắt và các dụng cụ quang học và áp dụng các phương pháp hướng dẫn giải bài tập phù hợp giúp bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý
- Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc giảng dạy chương Mắt và các dụng cụ quang học – Vật lý 11 Trung học phổ thông ở các trường THPT khác trong cả nước Đồng thời nó còn có giá trị tham khảo cho các thầy cô ở các trường THPT khi luyện tập cho học sinh giỏi để tham gia các kỳ thi học sinh giỏi các cấp
10 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tham khảo sách báo, tạp chí chuyên ngành, sưu tầm tài liệu về bài tập Vật lý, phương pháp hướng dẫn giải bài tập Vật lý và vai trò của bài tập Vật lý trong dạy học
Trang 5- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Phương pháp thực nghiệm, phương pháp điều tra
- Phương pháp thống kê toán học
11 Cấu trúc luận văn
Ngoài phần Mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 03 chương
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiến về phương pháp hướng dẫn giải bài tập Vật lý phổ thông và bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý
Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Mắt và các dụng cụ quang học – Vật lý 11
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
Trang 6CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1.1 Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý
1.1.1 Quan niệm về học sinh giỏi và học sinh giỏi vật lý
Luật bang Georgia (Hoa Kỳ) định nghĩa HSG như sau:“HSG là HS
chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lí thuyết hoặc khoa học; là người cần một sự giáo dục đặc biệt để đạt được trình độ tương ứng với năng lực của người đó”[5]
Môn vật lý là môn nghiên cứu các hiện tượng xảy ra trong đời sống.Nên chỉ cần hiểu rõ hiện tượng là có thể hiểu và tìm được hướng giải cho bài toán vật lý.Phần còn lại là áp dụng công thức đã học cùng với những dữ kiện của bài, cộng với tính toán, học sinh có thể giải bài toán lý một cách dễ dàng Bởi vậy, học sinh giỏi Vật lý là người có năng lực quan sát tốt,nắm vững bản chất của hiện tượng vật lý, mong muốn khám phá các hiện tượng vật lý và vận dụng tối ưu các kiến thức vật lý để giải quyết một hay nhiều vấn đề mới, bài tập mới có thể chưa được học hoặc chưa thấy bao giờ
Trên thế giới việc phát hiện và bồi dưỡng HSG đã có từ rất lâu Ở Trung Quốc, từ đời nhà Đường những trẻ em có tài đặc biệt được mời đến sân Rồng để học tập và được giáo dục bằng những hình thức đặc biệt[1]
Ở châu Âu trong suốt thời Phục hưng, những người có tài năng về nghệ thuật, kiến trúc, văn học đều được nhà nước và các tổ chức cá nhân bảo trợ, giúp đỡ
Đối với nước ta, hệ thống trường THPT chuyên, năng khiếu của các tỉnh, thành phố đã có những đóng góp to lớn trong việc phát hiện và bồi dưỡng HS có năng khiếu, góp phần quan trọng trong công tác đào tạo nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài cho đất nước Tuy nhiên, do nhiều yếu tố, vẫn
Trang 7còn có những HS có năng lực học tập đã và đang theo học tại các trường THPT không chuyên Việc phát hiện và bồi dưỡng những HS này đã được các trường THPT đưa vào kế hoạch năm học Hàng năm, các sở GD&ĐT các tỉnh cũng tổ chức kì thi chọn HS giỏi các môn văn hóa lớp 10, lớp 11 và lớp
12 trước khi chọn đội tuyển thi chọn HSG quốc gia Trong phạm vi đề tài, tác giả chỉ tập trung nghiên cứu về công tác bồi dưỡng HSG ở các trường THPT không chuyên
1.1.2 Mục tiêu của việc bồi dưỡng học sinh giỏi
Theo các quan điểm giáo dục, mục tiêu của việc bồi dưỡng HSG nói chung gồm:
-Phát triển phương pháp suy nghĩ ở trình độ cao phù hợp với khả năng trí tuệ của trẻ
-Tạo điều kiện tốt nhất để phát triển khả năng, năng khiếu của HS
-Thôi thúc động cơ học tập mãnh liệt Có ý chí quyết tâm vượt mọi khó khăn Bồi dưỡng phuong pháp tự học
-Phát triển các kĩ năng, kĩ xảo Bồi dưỡng PP lao động, làm việc khoa học -Hình thành, rèn luyện và phát triển khả năng nghiên cứu khoa học, khả năng hợp tác
-Hình thành, rèn luyện và phát triển khả năng giao tiếp, ứng xử linh hoạt trước mọi tình huống xảy ra
-Định hướng nghề nghiệp Phát triển phẩm chất lãnh đạo
1.1.3 Biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi
1.1.3.1 Tổ chức giảng dạy
Bồi dưỡng năng khiếu cho học sinh, công việc này là công việc quyết định đến sự thành công ở mức độ nào trong quá trình “dạy học sinh giỏi” Căn cứ vào sự phát triển tâm lý, ý thức của học sinh mà có thể có những định hướng khác nhau của người thầy, ta thường gọi chung là “kinh nghiệm” về
Trang 8bản chất đó cũng là một “khoa học” trong cái tổng thể của giáo dục[7] Một số chi tiết trong hoạt động chung đó:
+ Tạo ra sự đam mê thực sự của học sinh về vật lý Với cách xây dựng chương trình theo hình thức chuyên đề, thông qua quá trình dạy học giúp cho học sinh có phương pháp tư duy hiện tượng vật lý một cách khoa học nhất, từ tiếp cận hiểu vấn đề đến chủ động tìm tòi suy nghĩ để hiểu hiện tượng một cách sâu sắc Bằng hệ thống những bài tập vận dụng đến hệ thống những bài tập khó, kết hợp thêm giới thiệu những nguồn tài liệu sẵn có, người học trở thành người chủ động nhất trong quá trình chiếm lĩnh tri thức.Hướng dẫn trợ giúp một cách kịp thời mỗi khi học sinh gặp khó khăn trong hoạt động của mình Chính xác hóa về kiến thức của học sinh giúp học sinh hiểu một vấn đề kiến thức một cách sâu sắc Kết hợp thêm sự động viên kịp thời, khuyến khích mỗi khi cần thiết tạo ra trong học trò một niềm tin trong quá trình học tập + Nâng cao khả năng tư duy vật lý của học sinh dựa vào mức độ kiến thức toán học mà học sinh được tiếp cận Đặc thù riêng của môn học là căn
cứ vào tư duy hiện tượng vật lý, dựa vào công cụ toán học để giải quyết các bài toán vật lý Cái khó khăn nhất là chương trình toán học, công cụ mà bản thân học sinh cần thiết để giải quyết những bài toán, có nhiều phần các em chưa được tiếp cận.Với khó khăn này thì yêu cầu người thầy phải xây dựng được cách hướng dẫn giải quyết vấn đề một cách phù hợp với mức độ kiến thức toán học mà các em đang được tiếp cận Tổng quát hóa phương pháp giải quyết bài toán vật lý sau khi học sinh được trang bị vốn toán học đầy đủ nhất từng phần theo chương trình bậc học Bằng cách hướng dẫn đó giúp học sinh biết vận dụng công cụ toán học cần thiết từng bước mở rộng hơn về cách giải quyết các bài toán vật lý có cái nhìn tổng thể hơn về vật lý từ cái phức tạp nhất về cái đơn giản nhất
+ Rèn luyện kỹ năng vật lý của học sinh Khâu kiểm tra đánh giá trong hoạt động giáo dục có thể kiểm định được chất lượng giáo dục trong một
Trang 9Nhà trường, cũng như chất lượng giáo dục nói chung Quá trình dạy và học giúp học sinh tiếp cận tri thức, hiểu tri thức thì khâu kiểm tra đánh giá giúp cho chúng ta kiểm tra được việc học sinh trình bày được kết quả của hoạt động giáo dục Thông qua những bài viết của học sinh, bài kiểm tra, bài thu hoạch, giải quyết một chuyên đề cụ thể giúp rèn luyện cho học sinh kỹ năng trình bày những vấn đề các em đã được tiếp cận, cái mà bản thân học sinh đang hiểu Từ cơ sở đó giúp ta phát hiện ra những vấn đề mà học sinh chưa nắm vững về mặt bản chất hoặc hiểu chưa đúng về mặt kiến thức để có được những điều chỉnh cần thiết cho học sinh.Việc chấm những bài viết, chỉnh sửa những lỗi học sinh gặp phải giúp cho học sinh hiểu rõ nắm vững kiến thức môn học, rèn luyện được kỹ năng hiểu, kỹ năng vận dụng, kỹ năng trình bày một vấn đề Những vấn đề học sinh đã hiểu đã trình bày tốt sẽ là cơ sở để học sinh tiếp cận những phần kiến thức tiếp theo, phát triển khả năng tư duy của học sinh, cũng như rèn luyện kỹ năng trình bày vật lý của học sinh Ngoài hình thức giao việc cho học sinh tạo cho học sinh một cách chủ động tìm tòi giải quyết vấn đề, trợ giúp những khó khăn khi học sinh gặp phải cũng có hiệu quả rất cao trong quá trình rèn luyện kỹ năng vật lý
+ Bồi dưỡng nhân tố con người: Hoạt động giảng dạy kiến thức môn học cũng là hoạt động giáo dục, dạy chữ gắn liền với dạy người Trong quá trình giảng dạy kiến thức, việc tìm hiểu tâm tư, tình cảm nguyện vọng của học sinh, những nhận thức các em đang có, nhận thức mà bản thân học sinh cần được trang bị Trên cơ sở đó định hướng một cách phù hợp, có được sự phối kết hợp giáo dục một cách chặt chẽ tập thể sư phạm trong Nhà trường, với gia đình, từng bước xây dựng trong học sinh một “niềm tin chiến lược” yếu tố quyết định đến sự thành công trong hoạt động dạy học và giáo dục Sự tận tâm của người thầy, của cả tập thể sư phạm, sự phối kết hợp chặt chẽ giữa Nhà trường, gia đình và các lực lượng xã hội sẽ giúp cho việc bồi
dưỡng nhân tố con người một cách hiệu quả nhất
Trang 101.1.3.2 Hướng dẫn tự học
Tự học, một trong những yếu tố quyết định chất lượng đào tạo
- Nguyễn Cảnh Toàn, Nguyễn Kỳ, Lê Khánh Bằng, Vũ Văn Tảo… đã nêu rõ vai trò của tự học đối với tư cách là nội lực: Học về cơ bản là tự học, nói đến tự học là nói đến nội lực của người học và ngoại lực của người học Nội lực của người học bao gồm các yếu tố: một nền tảng học vấn nhất định, mục đích, động cơ nhu cầu học, ý chí, nghị lực học tập, cách học hiệu quả, khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng, tận dụng những thuận lợi, khó khăn
để tự học tốt Ngoại lực của người học là toàn bộ các yếu tố cơ chế, môi trường, điều kiện, phương tiện,…có liên quan đến tự học Ngoại lực là quá trình những chuyển đổi bên ngoài, nội lực là quá trình những chuyển đổi bên trong của người học, hai quá trình này thống nhất và đối lập nhau tạo nên sự phát triển của tự học.Chất lượng đào tạo cao nhất khi dạy học – ngoại lực cộng hưởng với tự học – nội lực, tạo ra năng lực tự học của người học
- Các nhà tâm lý học đã chứng minh rằng năng lực của mỗi cá nhân được hình thành và phát triển chủ yếu trong quá trình hoạt động và giao lưu của con người Con đường tối ưu nhất, có hiệu quả nhất để nâng cao chất lượng đào tạo và đạt được mục tiêu giáo dục – đào tạo là: học bằng hoạt động tự học, tự nghiên cứu của học sinh, thông qua chính bằng hoạt động tự chiếm lĩnh kiến thức, mà hình thành năng lực và thái độ cho học sinh
1.1.3.3 Những đức tính cần thiết trong công tác khoa học cần rèn luyện cho học sinh
Muốn đi vào khoa học, ta phải nhận thức được tính chất của lao động nghiên cứu khoa học
Cũng như nhà săn bắn đi tìm thú, nhà khoa học cũng đi “săn” sự kiện Người đi săn phải có đầu óc quan sát để phát hiện dấu chân thú, phải kiên trì rình thú ra ăn, phải có trí nhớ để đỡ lạc đường trong rừng rậm, phải nhanh nhẹn để nổ