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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG 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

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 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

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn của mình đến các thầy cô giáo của trường Đạihọc giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôitrong suốt thời gian học tập và nghiên cứu khoa học tại trường

Tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới PGS.TS Đinh Văn Dũng,

trường Đại học giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội, người đã trực tiếp giảngdạy, nhiệt tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thànhluận văn này

Tôi xin cảm ơn chân thành tới người thân, các đồng nghiệp trong tổchuyên môn, ban giám hiệu trường THPT Ngô Quyền – Đông Anh, nơi tôiđang công tác, đã đ ộng viên giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thànhkhoá học

Hà Nội, ngày 1 tháng 6 năm 2016

Học viên

Nguyễn Thị Thuỳ Linh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 5

1.1 Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý 5

1.1.1 Quan niệm về học sinh giỏi và học sinh giỏi vật lý 5

1.1.2 Mục tiêu của việc bồi dưỡng học sinh giỏi 6

1.1.3 Biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi 6

1.2 Bài tập Vật lý trong dạy học ở trường trung học phổ thông 11

1.2.1 Khái niệm về bài tập Vật lý 11

1.2.2 Vai trò, tác dụng của bài tập Vật lý 11

1.2.3 Phân loại bài tập vật lí 13

1.2.4 Phương pháp giải bài tập Vật lý 19

1.2.5 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý 21

1.3 Thực tiễn về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường THPT 23

1.3.1 Một số thông tin về các kì thi học sinh giỏi 23

1.3.2 Tình hình thực tế về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý trường THPT Ngô Quyền – Đông Anh 24

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN TỔ CHỨC DẠY HỌC 27

2.1 Phân tích nội dung chương trình 27

2.1.1 Đặc đặc điểm của chương “Mắt và các dụng cụ quang học” 27

2.1.2 Nội dung của chương Mắt và các dụng cụ quang học 27

2.1.3 Cấu trúc logic của chương “Mắt và các dụng cụ quang” 33

2.2 Mục tiêu của phần học 34

2.3 Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập 36

2.4 Hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập 36

2.4.1 Hệ thống bài tập về Lăng kính 36

2.4.2 Hệ thống bài tập về thấu kính và hệ thấu kính 39

2.4.3 Hệ thống bài tập về Mắt 49

2.4.4 Hệ thống bài tập về các dụng cụ quang học 53

2.4.5 Phần trắc nghiệm: Chọn đáp án đúng 57

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 68

3.1 Mục đích thực nghiệm 68

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 68

3.3 Đối tượng thực nghiệm 69

3.4 Phương pháp đánh giá 69

3.5 Tiến hành thực nghiệm 69

3.6 Kết quả và xử lí kết quả 70

3.6.1 Đánh giá qua theo dõi quá trình học tập của học sinh 70

3.6.2 Đánh giá qua ghi nhận kết quả theo từng chủ đề 71

3.7 Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm 74

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 76

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

PHỤ LỤC 81

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Phân phối chương trình ôn luyện bồi dưỡng học sinh giỏi chương

Mắt và các dụng cụ quang học (24 tiết) 70

Bảng 3.2 Số lượng học sinh vượt qua được các tiêu chí đã đặt ra 71

Bảng 3.3 Số lượng học sinh vượt qua được các tiêu chí đã đặt ra 72

Bảng 3.4 Số lượng học sinh vượt qua được các tiêu chí đã đ ặt ra 73

Bảng 3.5 Số lượng học sinh vượt qua được các tiêu chí đã đặt ra 74

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Giáo dục được coi là quốc sách hàng đầu cuả nước ta, hiện nay ngànhđang có đổi mới và được quan tâm đặc biệt Trong đó đào tạo nhân tài vẫn làmục tiêu quan trọng nhất của ngành giáo dục, các trường chuyên là một mũinhọn tiên phong trong quá trình đào tạo nhân tài cho đất nước Hệ thống cáctrường chuyên, lớp chọn trung học phổ thông trên cả nước đã và đang đóngvai trò quan trọng trong việc phát hiện, bồi dưỡng học sinh giỏi và đây là cáinôi 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 trìnhmang 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 duycho 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, sẽgóp phần rèn luyện tư duy cho học sinh ở mọi góc độ đặc biệt là phần giải bàitập vật lý Bài tập Vật lý không những có tác dụng rèn luyện kỹ năng vậndụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú màcòn thông qua đó để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng cần thiết về Vật lý, rènluyện tính tích cực, tự lực, trí thông minh sáng tạo cho học sinh, giúp học sinhhứng 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 hiệnnay,học sinh được luyện nhiều bài tập khó dẫn đến quen, còn nặng về tínhtoán, đôi khi chưa phát huy được óc quan sát, khả năng phát hiện vấn đề.Cònthiếu những nghiên cứu và hướng dẫn chi tiết cho công tác bồi dưỡng họcsinh giỏi Vật lý ứng với từng chương bài và chủ đề cụ thể

Vì 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 THPThiện 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 sinhgiỏi 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 hoạtđộng 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 chươngMắt 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 dẫnhoạt động giải bài tập chương Mắt và các dụng cụ quang học

6 Vấn đề nghiên cứu

Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tậpchương Mắt và các dụng cụ quang học - Vật Lý 11-Trung học phổ thông nhưthế 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 kếthợp với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập theo các phương pháp có sựđịnh hướng và phát triển tư duy cho học sinh sẽ giúp nâng cao được khảnăng suy luận logic, rèn luyện năng lực tư duy sáng tạo góp phần bồi dưỡnghọc 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 trườngTHPT 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 họcsinh giỏi, học sinh giỏi Vật lí Trung học phổ thông Từ đó biên soạn hệ thốngbài tập chương Mắt và các dụng cụ quang học và áp dụng các phương pháphướng 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 việcgiảng dạy chương Mắt và các dụng cụ quang học – Vật lý 11 Trung học phổthông ở các trường THPT khác trong cả nước Đồng thời nó còn có giá trịtham khảo cho các thầy cô ở các trường THPT khi luyện tập cho học sinhgiỏi 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 chíchuyên ngành, sưu tầm tài liệu về bài tập Vật lý, phương pháp hướng dẫngiải bài tập Vật lý và vai trò của bài tập Vật lý trong dạy học

- 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 dungchính của luận văn được trình bày trong 03 chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiến về phương pháp hướng dẫn giảibài 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 bàitập chương Mắt và các dụng cụ quang học – Vật lý 11

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 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 mộtđộng cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lí thuyết hoặc khoahọc; là người cần một sự giáo dục đặc biệt để đạt được trình độ tương ứngvới năng lực của người đó”[5]

Môn vật lý là môn nghiên cứu các hiện tượng xảy ra trong đời sống.Nênchỉ cần hiểu rõ hiện tượng là có thể hiểu và tìm được hướng giải cho bài toánvật lý.Phần còn lại là áp dụng công thức đã học cùng với những dữ kiện củabài, 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,nắmvững bản chất của hiện tượng vật lý, mong muốn khám phá các hiện tượngvật lý và vận dụng tối ưu các kiến thức vật lý để giải quyết một hay nhiềuvấn 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 ỞTrung Quốc, từ đời nhà Đường những trẻ em có tài đặc biệt được mời đếnsân 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 nghệthuật, kiến trúc, văn học đều được nhà nước và các tổ chức cá nhân bảotrợ, giúp đỡ

Đối với nước ta, hệ thống trường THPT chuyên, năng khiếu của cáctỉnh, thành phố đã có những đóng góp to lớn trong việc phát hiện và bồidưỡng HS có năng khiếu, góp phần quan trọng trong công tác đào tạo nguồnnhân lực, bồi dưỡng nhân tài cho đất nước Tuy nhiên, do nhiều yếu tố, vẫn

còn có những HS có năng lực học tập đã và đang theo học tại các trườngTHPT không chuyên Việc phát hiện và bồi dưỡng những HS này đã đượccác trường THPT đưa vào kế hoạch năm học Hàng năm, các sở GD&ĐT cáctỉnh 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 trườngTHPT 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 nóichung gồm:

-Phát triển phương pháp suy nghĩ ở trình độ cao phù hợp với khả năngtrí 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 khókhăn 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, khảnăng hợp tác

-Hình thành, rèn luyện và phát triển khả năng giao tiếp, ứng xử linhhoạt 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 quyếtđịnh 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 địnhhướng khác nhau của người thầy, ta thường gọi chung là “kinh nghiệm” về

bản chất đó cũng là một “khoa học” trong cái tổng thể của giáo dục[7] Một sốchi tiết trong hoạt động chung đó:

+ Tạo ra sự đam mê thực sự của học sinh về vật lý Với cách xây dựngchương trình theo hình thức chuyên đề, thông qua quá trình dạy học giúp chohọc sinh có phương pháp tư duy hiện tượng vật lý một cách khoa học nhất, từtiếp cận hiểu vấn đề đến chủ động tìm tòi suy nghĩ để hiểu hiện tượng mộtcách sâu sắc Bằng hệ thống những bài tập vận dụng đến hệ thống những bàitập khó, kết hợp thêm giới thiệu những nguồn tài liệu sẵn có, người học trởthành người chủ động nhất trong quá trình chiếm lĩnh tri thức.Hướng dẫn trợgiúp một cách kịp thời mỗi khi học sinh gặp khó khăn trong hoạt động củamình Chính xác hóa về kiến thức của học sinh giúp học sinh hiểu một vấn đềkiến thức một cách sâu sắc Kết hợp thêm sự động viên kịp thời, khuyến khíchmỗi 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 kiếnthức 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 cácbài toán vật lý Cái khó khăn nhất là chương trình toán học, công cụ mà bảnthân học sinh cần thiết để giải quyết những bài toán, có nhiều phần các emchưa được tiếp cận.Với khó khăn này thì yêu cầu người thầy phải xây dựngđược cách hướng dẫn giải quyết vấn đề một cách phù hợp với mức độ kiếnthức toán học mà các em đang được tiếp cận Tổng quát hóa phương phápgiải quyết bài toán vật lý sau khi học sinh được trang bị vốn toán học đầy đủnhất từng phần theo chương trình bậc học Bằng cách hướng dẫn đó giúp họcsinh biết vận dụng công cụ toán học cần thiết từng bước mở rộng hơn vềcách giải quyết các bài toán vật lý có cái nhìn tổng thể hơn về vật lý từ cáiphức tạp nhất về cái đơn giản nhất

+ Rèn luyện kỹ năng vật lý của học sinh Khâu kiểm tra đánh giá tronghoạt động giáo dục có thể kiểm định được chất lượng giáo dục trong một

Nhà trường, cũng như chất lượng giáo dục nói chung Quá trình dạy và họcgiúp học sinh tiếp cận tri thức, hiểu tri thức thì khâu kiểm tra đánh giá giúpcho chúng ta kiểm tra được việc học sinh trình bày được kết quả của hoạtđộng giáo dục Thông qua những bài viết của học sinh, bài kiểm tra, bài thuhoạch, giải quyết một chuyên đề cụ thể giúp rèn luyện cho học sinh kỹ năngtrình bày những vấn đề các em đã được tiếp cận, cái mà bản thân học sinhđang hiểu Từ cơ sở đó giúp ta phát hiện ra những vấn đề mà học sinh chưanắm vững về mặt bản chất hoặc hiểu chưa đúng về mặt kiến thức để có đượcnhững điều chỉnh cần thiết cho học sinh.Việc chấm những bài viết, chỉnh sửanhững lỗi học sinh gặp phải giúp cho học sinh hiểu rõ nắm vững kiến thứcmôn học, rèn luyện được kỹ năng hiểu, kỹ năng vận dụng, kỹ năng trình bàymột vấn đề Những vấn đề học sinh đã hiểu đã trình bày tốt sẽ là cơ sở đểhọc sinh tiếp cận những phần kiến thức tiếp theo, phát triển khả năng tư duycủa học sinh, cũng như rèn luy ện kỹ năng trình bày vật lý của học sinh.Ngoài hình thức giao việc cho học sinh tạo cho học sinh một cách chủ độngtìm tòi giải quyết vấn đề, trợ giúp những khó khăn khi học sinh gặp phảicũng 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 mônhọc cũng là hoạt động giáo dục, dạy chữ gắn liền với dạy người Trong quátrình giảng dạy kiến thức, việc tìm hiểu tâm tư, tình cảm nguyện vọng củahọc sinh, những nhận thức các em đang có, nhận thức mà bản thân học sinhcần được trang bị Trên cơ sở đó định hướng một cách phù hợp, có được sựphối 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 Sựtận tâm của người thầy, của cả tập thể sư phạm, sự phối kết hợp chặt chẽgiữa 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.

1.1.3.2 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… đãnêu 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, môitrường, điều kiện, phương tiện,…có liên quan đến tự học Ngoại lực là quátrình những chuyển đổi bên ngoài, nội lực là quá trình những chuyển đổi bêntrong của người học, hai quá trình này thống nhất và đối lập nhau tạo nên sựphát triển của tự học.Chất lượng đào tạo cao nhất khi dạy học – ngoại lựccộng 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 nhânđược hình thành và phát triển chủ yếu trong quá trình hoạt động và giao lưucủa con người Con đường tối ưu nhất, có hiệu quả nhất để nâng cao chấtlượng đào tạo và đạt được mục tiêu giáo dục – đào tạo là: học bằng hoạtđộng tự học, tự nghiên cứu của học sinh, thông qua chính bằng hoạt động tựchiếm 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 b ắn 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 rìnhthú ra ăn, phải có trí nhớ để đỡ lạc đường trong rừng rậm, phải nhanh nhẹn để nổ

súng kịp thời Muốn “săn” được nhiều sự kiện, nhà khoa học cũng phải có nhữngđức tính như thế.

Nhưng người săn thú, sau khi bắn được thú, coi như đã thành công, cònngười khoa học với một mớ sự kiện săn được, lại bước sang một giai đoạn khác.Anh ta phải suy nghĩ trên mớ sự kiện đó, tìm mối liên quan giữa chúng để pháttriển những quy luật trong tự nhiên Công việc này đòi hỏi một trí tưởng tượngphong phú

Người nào muốn đi vào con đường khoa học phải có một số đức tính sauđây:

Bởi vậy trong quá trình bỗi dưỡng học sinh giỏi nói chung, học sinh giỏi vật

lý nói riêng, giáo viên cần rèn luyện cho học sinh phát triển những đức tính trên

để đạt kết quả cao trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi

1.1.3.4 Tổ chức hoạt động ngoại khoá,giao lưu học tập

Hoạt động ngoại khoá - Đây là một biện pháp không chỉ dành riêng choviệc bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý mà có thể áp dụng cho việc bồi dưỡnghọc sinh giỏi các môn học khác.Thông qua hoạt động ngoại khoá, học sinhthêm hứng thú học tập, làm tăng trí tò mò cũng như tăng sự hiểu biết về đờisống xã hội

Mỗi năm học tổ chức các buỗi giao lưu học tập giữa các học sinh và cựuhọc sinh của trường đã từng tham gia các kì thi học sinh giỏi các cấp để các

em trao đổi những kinh nghiệm khi ôn luyện và khi làm bài chính thức

1.2 Bài tập Vật lý trong dạy học ở trường trung học phổ thông

1.2.1 Khái niệm về bài tập Vật lý

- Bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề đặt ra đòi hỏi phải giải quyếtnhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở cácđịnh luật và các thuyết vật lí

- Theo nghĩa rộng bài tập vật lí có thể được hiểu là mỗi vấn đề xuất hiện

do nghiên cứu tài liệu sách giáo khoa chính là một bài tập lớn đối với họcsinh Sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải bài tậpđối với học sinh[18]

1.2.2 Vai trò, tác dụng của bài tập Vật lý

+ Bài tập vật lí giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức

Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại những công thức định luật, kháiniệm, kiến thức đã học có khi đòi hỏi phải vận dụng một cách tổng hợpnhững kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần do đó học sinh sẽ hiểu rõhơn, ghi nhớ vững chắc những kiến thức đã học

+ Bài tập vật lí là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới

Nhiều khi bài tập được sử dụng một cách khéo léo có thể dẫn học sinhđến những suy nghĩ về một hiện tượng mới, hoặc xây dựng một khái niệmmới phát hiện ra nhờ vào những kiến thức đã học

Ví dụ: Để bắt đầu dạy bài hiện tượng phản xạ toàn phần Vì học sinhvừa học định luận khúc xạ ánh sáng nên ta cho bài toán như sau:

Chiếu một tia sáng từ nước (n =4/3) ra không khí Hãy tính góc khúc xạtrong những trường hợp góc tới i sau:

a) i = 300b) i = 450c) i = 600

+ Giải bài tập vật lí rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết và thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát.

Bài tập vật lí là một trong những phương tiện rất quí báu để rèn luyện kĩnăng kĩ xảo, vận dụng kiến thức khái quát vào thực tiễn, rèn luyện thói quenvận dụng kiến thức khái quát thu nhận được để giải quyết các vấn đề củathực tiễn Có rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn Để giải quyết những bàitập đó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích cáchiện tượng thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trong thựctiễn ở những điều kiện cho trước Bài tập tạo cho học sinh óc quan sát tốt, cóhứng thú tìm tòi các hiện tượng xung quanh ta.

Ví dụ 1: Sau khi học sinh học xong bài Định luật vạn vật hấp dẫn , họcsinh có thể giải thích được hiện tượng sau: tại sao các vật để trong phòngmặc dù giữa chúng có lực hút nhưng không tự di chuyển lại gần nhau?

Ví dụ 2: Sau khi học sinh học xong bài Định luật bảo toàn động lượng,học sinh có thể dự đoán và giải thích được hiện tượng sau: Một em bé thổiquả bóng bay để làm cho nó phồng căng lên nhưng em đã để bóng tuột khỏitay trước khi đóng vòi bóng lại Hãy giải thích hiện tượng?

+ Giải bài tập vật lí là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh

- Trong khi làm bài tập do phải tự mình phân tích các điều kiện của

đề bài, tự xây dựng lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà họcsinh rút ra được nên tư duy học sinh được phát triển, năng lực làm việc tự lựccủa học sinh được nâng cao, tính kiên trì được phát triển

* Lưu ý rằng: việc rèn luyện cho học sinh giải các bài tập vật lí khôngphải là mục đích của việc dạy học.Mục đích cơ bản đặt ra khi giải bài tập vật

lí là làm sao cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lí, biết phântích và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kỹthuật.Và cuối cùng phát triển được năng lực tư duy và năng lực giải quyếtvấn đề

+Giải bài tập vật lí góp phần phát triển tư duy sáng tạo của học sinh.

- Có rất nhiều bài tập vật lí không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụngkiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo Đặcbiệt là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kếdụng cụ rất có ích về mặt này.

Ví dụ: cho các dụng cụ sau, 1 ống thủy tinh hở 2 đầu, 1 thước đo có độchia nhỏ nhất đến mm, 1 lọ nước và 1 lọ dầu

Hãy trình bày và giải thích 1 phương án thí nghiệm để xác định gầnđúng khối lượng riêng của dầu

+ Giải bài tập vật lí để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh một cách chính xác

Tùy theo cách đặt câu hỏi ta có thể phân loại được các mức độ nắmvững kiến thức của học sinh, khiến cho việc đánh giá chất lượng của của họcsinh được chính xác.Từ đó giáo viên nắm bắt được khó khăn của học sinh,các sai lầm học sinh thường mắc phải, điều chỉnh nội dung, phương pháp dạycho phù hợp Và qua đó bản thân học sinh cũng điều chỉnh lại cách học củamình cho hiệu quả

1.2.3 Phân loại bài tập vật lí

Bài tập vật lí rất đa dạng và phong phú Có rất nhiều cách phân loại bài tậpvật lí theo nội dung, theo phương thức cho điều kiện và phương pháp giải , theomức độ yêu cầu phát triển tư duy mà có cách phân loại bài tập khác nhau

1.2.3.1 Căn cứ theo nội dung

Theo các đề tài của tài liệu vật lí, người ta chia bài tập vật lí thành bài

tập cơ, bài tập nhiệt, bài tập quang…Sự phân chia như vậy chỉ có tính quyước.Bởi vì kiến thức sử dụng trong giả thiết của một bài toàn thường khôngphải chỉ lấy từ một chương mà có thể lấy từ những chương những phần khácnhau của giáo trình vật lí

1.2.3.2 Theo mức độ

Bài toán có nội dung cụ thể

- Đặc điểm: trong điều kiện bài toán, không thể hiện rõ ra sử dụngkiến thức gì để giải bài tập đó, thường gắn với đời sống khoa học

- Ưu điểm: có tác dụng cho học sinh phân tích các hiện tượng cụ thể đểlàm rõ bản chất vật lí và do đó vận dụng những kiến thức vật lí cần thiết đểgiải

- Ví dụ: Một TKPK có độ tụ là -1 dp

a) Tính tiêu cự của kính

b) Nếu vật đặt cách kính 20cm thì ảnh hiện ra ở đâu và có số phóng đạibao nhiêu?

+ Bài toán có nội dung trừu tượng

- Đặc điểm: trong điều kiện của bài toán, bản chất vật lí đã được nêubật lên, những chi tiết không bản chất được lược bỏ

- Ưu điểm: dễ dàng giúp học sinh nhận ra cần sử dụng công thức , địnhluật hay kiến thức vật lí gì để giải và do đó những bài toán trừu tượng thườngđược dùng để học sinh tập dượt các công thức vừa học

- Ví dụ: Lăng kính thủy tinh có tiết diện là tam giác cân ABC đỉnh A.Một tia sáng đơn sắc được chiếu vuông góc tới mặt bên AB Sau hai lần phản

xạ toàn phần trên hai mặt AC và AB, tia ló ra khỏi đáy BC theo phươngvuông góc với BC.Tìm điều kiện mà chiết suất n của lăng kính phải thỏamãn

+ Bài toán có nội dung lịch sử:

Là những bài tập có những dữ kiện về các thí nghiệm vật lí cổ điển, vềnhững phát minh sáng chế và những câu chuyện có tính chất lịch sử

Ví dụ: Nhà bác học Galilê là người đầu tiên có ý tưởng dùng kính thiênvăn vào việc quan sát bầu trời Chính ông đã tự chế tạo ra chiếc kính thiênvăn có số bội giác khoảng 30 và thu được nhiều khám phá quan trọng vềThái Dương hệ Giả sử thị kính có tiêu cự 4cm thì vật kính phải có tiêu cự làbao nhiêu để thu được số bội giác như trên?

+ Bài tập có nội dung vui

Là những bài tập chứa đựng những tài liệu về kĩ thuật, về sản xuất côngnông nghiệp, về giao thông liên lạc… chúng phải chiếm một phần không nhỏtrong các bài tập vật lí

Ví dụ: Khi đi trên đường vào những ngày nắng nóng, ta thường nhìnthấy phía trước xuất hiện nhiều vũng nước, nhưng khi lại gần thì vũng nướclại biến mất.Hãy giải thích hiện tượng thường gặp nói trên?

+ Bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp

Là những bài tập có nội dung chứa đựng các kiến thức về kỹ thuật, vềsản xuất công nông nghiệp, về giao thông vận tải

Ví dụ: Vì sao khi quan sát các vật bằng kính hiển vi, ta phải ép các vậtcần quan sát thành các tiêu bản?

1 Theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải

* Bài tập định tính

Bài tập định tính là những bài tập khi giải học sinh không cần phải thựchiện những phép tính phức tạp mà chỉ làm những phép tính đơn giản, có thểtính nhẩm được, nhấn mạnh mặt định tính của các hiện tương khảo sát, việcgiải chủ yếu dựa vào các suy luận logic

Ưu điểm:

+ Do bài tập định tính là các câu hỏi xuất phát từ cá hiện tượng trong cuộcsống hằng ngày nên gần gũi với học sinh.Các bài tập này làm tăng thêm ở họcsinh hứng thú môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát của học sinh

+ Qua giải bài tập định tính học sinh hiểu rõ bản chất của các hiệntượng và các qui luật của chúng , dạy cho học sinh biết áp dụng kiến thứcvào thực tiễn, rèn luyện cho học sinh chú ý đến việc phân tích nội dung vật lícủa bài tập tính toán

+ Vì vậy loại bài tập này thường được sử dụng làm bài tập mở đầunghiên cứu tài liệu mới, được sử dụng sau khi học xong lý thuyết, trong khiluyện tập, ôn tập về vật lí.

Đa số bài tập định tính thường yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoánmột hiện tượng xảy ra trong những điều kiện nhất định

Ví dụ 1: Cuộn phim chỉ là các hình ảnh tĩnh nhưng khi được chiếu lênmàn liên tục ta lại thấy các ảnh trên màn chiếu chuyển động Giảithích hiện tượng?

Ví dụ 2: Tại sao cầu vồng thường xuất hiện sau cơn mưa?

*Bài tập định lượng

Bài tập định lượng là loại bài tập có dữ liệu là các số cụ thể học sinhphải giải chúng băng các phép tính toán, sử dụng công thức để xác lập mốiquan hệ phụ thuộc định lượng giữa các đại lượng phải tìm và nhận được kếtquả dưới dạng một công thức hoặc một giá trị bằng số

Có thể chia bài tập tính toán làm 2 loại: bài tập tính toán tập dượt và bàitập tính toán tổng hợp

Bài tập tính toán tập dượt: Là những bài tập cơ bản, đơn giản trong đóchỉ đề cập đến 1 hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơngiản.Tác dụng: củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm cho học sinh hiểu rõ ýnghĩa của các định luật và các công thức biểu diễn chúng, sử dụng nhữngđơn vị vật lí và thói quen cần thiết để giải các bài tập phức tạp hơn

Ví dụ: một lực không đổi tác dụng vào một vật có khối lượng 5kg làmvận tốc của nó tăng dần từ 2m/s đến 8m/s trong 3,0s Hỏi lực tác dụng vàovật là bao nhiêu?

Bài tập tính toán tổng hợp: Là bài tập mà muốn giải được nó cần vậndụng nhiều khái niệm, định luật dùng nhiều công thức Những kiến thức sửdụng trong bài tập có thể là kiến thức từ nhiều bài trước.Tác dụng: giúp họcsinh đào sâu mở rộng kiến thức, thấy rõ mối liên hệ khác nhau giữa các phần

của chương trình vật lí, tập cho học sinh biết phân tích những hiện tượngthực tế phức tạp thành những phần đơn giản tuân theo một định luật xácđịnh.

Ví dụ: Một vật được ném lên theo phương thẳng đứng với vận tốc banđầu bằng 4 m/s.Khi nó đến điểm cao nhất người ta ném lên một vật thứ 2 vớicùng một vận tốc ban đầu và cùng vị trí lần trước Bỏ qua sức cản của khôngkhí.Hãy xác định khoảng cách giữa các điểm gặp nhau và điểm chúng đượcném lên Lấy g = 10 m/s2

* Bài tập đồ thị

- Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện đểgiải phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi học sinh phảibiểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị

- Lưu ý: Đồ thị là một hình thức để biểu diễn mối quan hệ giữa hai đạilượng vật lí Nhiều khi nhờ vẽ được chính xác đồ thị ta có thể tìm ra đượcđịnh luật vật lí mới.Bởi vậy các bài luyện tập sử dụng đồ thị ngày càng có vịtrí quan trọng trong dạy học vật lí

- Có thể chia bài tập đồ thị ra làm 2 loại

+ Bài tập đọc và khai thác đồ thị: Bài tập cho sẵn dữ kiện dưới dạng đồthị, dựa vào đó để tìm ra các dữ liệu và quan hệ

+ Bài tập vẽ đồ thị: Dựa vào các dữ liệu để đưa ra kết quả dưới dạng đồthị ( hay biểu diễn bằng đồ thị các mối quan hệ giữa các đại lượng )

* Bài tập thực nghiệm

Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi khi giải phải sử dụng thí nghiệm để

đi tới mục đích đặt ra, có khi phải đi tiến hành thí nghiệm để lấy số liệu giảibài tập

Ưu điểm: tác dụng tốt về cả 3 mặt giáo dưỡng, giáo dục và giáo dục kĩthuật tổng hợp, đặc biệt làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lí luận vào thực tiễn

Lưu ý: trong các bài thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các số liệu đểgiải bài tập chứ không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như vậy.Cho nênphần vận dụng định luật vật lí để lý giải thích các hiện tượng mới là nội dungchính của bài thí nghiệm.

Có thể chia bài tập thí nghiệm làm 2 loại

+ Giải thích các kết quả thí nghiệm sau khi tiến hành thí nghiệm

+ Trên cơ sở suy luận tính toán, tiến hành thí nghiệm để kiểm tra

Ví dụ 1: Hãy tính thể tích của 1 căn phòng với các dụng cụ sau: 1 sợidây đủ dài, 1 quả rọi và 1 đồng hồ

Ví dụ 2: Khi ta quan sát ảnh của mình ở phần lõm của một chiếc thìa thìthấy ảnh của mình bị ngược, khi quan sát ảnh của mình ở phần mặt lồi thìthấy ảnh của mình nhỏ hơn rất nhiều Giải thích hiện tượng?

Theo yêu cầu luyện tập kĩ năng và phát triển tư duy trong quá trình dạy học

*Bài tập luyện tập

Bài tập luyện tập là những bài tập mà hiện tượng xảy ra chỉ tuân theomột quy tắc, một định luật vật lí đã biết, muốn giải chỉ cần thực hiện một lậpluận đơn giản hay áp dụng công thức đã biết

Tác dụng: dùng để rèn luyện cho học sinh cách áp dụng kiến thức xácđịnh để giải bài tập theo một mẫu nhất định đã được chỉ dẫn cách thức giải.Loại bài tập này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh vì các điềukiện trong đề bài thường chỉ rõ hành động cần thực hiện

Ví dụ: vật sáng AB đặt trước thấu kính có tiêu cự 20 cm, có ảnh A’B’cách AB một khoảng 60cm Tìm vị trí của vật so với thấu kính?

Bài tập có thể cho dưới dạng bài tập câu hỏi định tính, định lượng, bàitập thiết kế, nghiên cứu.

Có thể chia bài tập sáng tạo làm 2 loại:

+ Bài tập nghiên cứu: là loại bài tập cần giải thích một hiện tượng chưabiết trên cơ sở mô hình trừu tượng thích hợp rút ra từ lý thuyết vật lí.Họcsinh cần trả lời câu hỏi “Tai sao?”

+ Bài tập thiết kế: là loại bài tập vận dụng các kiến thức lý thuyết đãbiết để đưa ra mô hình mới phù hợp với mô hình trừu tượng (định luật, côngthức, đồ thị…) Học sinh cần trả lời câu hỏi “Làm như thế nào ?”

Ví dụ: Hãy trình bày và giải thích một phương án thí nghiệm để xácđịnh chiết suất của một bản mặt song song trong suốt

Mặc dù có rất nhiều cách để phân loại bài tập nhưng giáo viên cần phải lựachọn hệ thống bài tập thỏa mãn các yêu cầu sau:

– Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp giúp họcsinh nắm được phương pháp giải các bài tập điển hình

– Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập đóng góp mộtphần nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện, mở rộng kiến thức

– Hệ thống bài tập phải đảm bảo phát triển tư duy người học tức đa dạng

về thể loại, phong phú về nội dung và đặc biệt có những bài tập sang tạo.– Các kiến thức toán, lí sử dụng trong đó phải phù hợp

– Bài tập đề ra phải đáp ứng được về mặt phân bố thời gian:

 Bài tập tạo tình huống vấn đề

 Bài tập sử dụng trong quá trình xây dựng kiến thức mới

 Bài tập sử dụng trong quá trình hệ thống hóa kiến thức

 Bài tập dùng để kiểm tra, đánh giá

1.2.4 Phương pháp giải bài tập Vật lý

Không có một phương pháp chung vạn năng có thể áp dung giải quyếtmọi bài tập vật lí Tuy nhiên, trong dạy học về bài tập vật lí, tiến trình hướngdẫn học sinh một bài tập vật lí nói chung, đều trải qua 4 giai đoạn sau:

* Giai đoạn 1 Tìm hiểu đề bài

- Xác định ý nghĩa của các thuật ngữ, phân biệt đâu là ẩn số phải tìm,đâu là dữ kiện đã cho

-Dùng các kí hiệu vật lí để ghi tóm tắt đề bài

Đổi đơn vị về hệ đơn vị hợp pháp

- Vẽ hình mô tả hiện tượng vật lí trong bài tập

Nếu ngôn ngữ đề bài cho không hoàn toàn trùng với ngôn ngữ dùngtrong vật lí thì cần chuyển sang ngôn ngữ vật lí tương ứng

*Giai đoạn 2 Phân tích của hiên tượng của bài tập để xác lập các mốiliên hệ cơ bản

- Đối chiếu các dữ kiện đã cho và cái phải tìm, xét bản chất vật lí củahiện tượng để nhận ra các định luật, công thức lý thuyết có liên quan

- Xác lập các mối liên hệ cụ thể của cái đã biết và cái phải tìm ( mối liên

* Giai đoạn 3 Luận giải và giải bài tập

từ các mối liên hệ cần thiết đã được xác lập, tiếp tục luận giải, tính toán

để tìm ra kết quả cần tìm

*Giai đoạn 4 Kết quả và biện luận

Đây là khâu cuối cùng để hoàn thiện việc giải một bài tập, nó giúpngười học sinh có thể phát hiện sai sót mắc phải khi giải

Sau khi giải, cần rèn cho học sinh thói quen rút ra nhận xét về:

- Giá trị thực tế của kết quả

- Phương pháp giải.

- khả năng mở rộng bài tập

- khả năng ứng dụng của bài tập

Phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phù hợpvới điều kiện bài tập hoặc không phù hợp với thực tế.Nhờ sự lập luận nàyhọc sinh có thể phát hiện ra những sai lầm của lập luận, tính toán[15]

1.2.5 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý

Để hướng dẫn học sinh giải một bài tập thì trước hết giáo viên phải giảiđược bài tập đó nhưng như vậy chưa đủ.Muốn cho việc hương dẫn giải bàitập định lượng một cách đúng đắn giáo viên phải phân tích được phươngpháp giải bài tập đó, xác định được kiểu hướng dẫn cho phù hợp

1.2.5.1 Hướng dẫn theo mẫu ( Angorit )

- Là sự hương dẫn hành động theo một mẫu đã có Trong đó, đã ch ỉ rõcần thực hiện những hành động nào và theo trình tự nào thì sẽ đi đến kết quả.Các hành động đó là các hành động sơ cấp với học sinh[15]

- Kiểu này không đòi hỏi ở học sinh phải tự tìm ra các hành động cầnthực hiện để giải quyết vấn đề mà chỉ đòi hỏi học sinh làm theo các hànhđộng được giáo viên chỉ ra

- Kiểu này đòi hỏi giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giảibài tập và đảm bảo cho các hành động được thực hiện là các hành động sơcấp đối với học sinh và họ phải nắm được

- Được sử dụng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một loại bàitập điển hình nào đó mà học sinh chưa thể tự xác định được các bước hànhđộng

∗Ưu điểm:

•Đảm bảo cho học sinh giải được bài tập một cách chắc chắn

•Rèn luyện kĩ năng giải bài tập của học sinh có hiệu quả

∗Nhược điểm:

Học sinh chỉ quen chấp hành các hành động đã được chỉ đẫn theo mẫu cósẵn nên hạn chế tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi sáng tạo.

1.2.5.2 Hướng dẫn tìm tòi (Orixtic )

- Là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi,phát hiện giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt hiệuquả[15]

- Áp dụng: khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải được bàitập đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy học sinh, tạo điều kiệncho học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

∗Ưu điểm:

•Tránh được tình trạng giáo viên làm thay học sinh trong việc giải bài tập

•Đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy học sinh, tạo điều kiện cho học sinh

tự lực tìm tòi cách giải quyết,tránh ỷ lại

∗Nhược điểm:

Kiểu hướng dẫn này không bảo đảm chắc chắn mọi học sinh đều giảiđược bài tập.Do vậy giáo viên cần hướng dẫn sao cho không đưa học sinhđến chỗ chỉ cần thừa nhận các hành động theo mẫu nhưng đồng thời sựhướng dẫn đó không được quá viển vông, quá chung chung không giúp cho

sự định hướng tư duy của học sinh Nó phải có tác dụng định hướng tư duycủa học sinh vào vi phạm cần và có thể tìm tòi, phát triển cách giải quyết

1.2.5.3 Định hướng khái quát chương trình hóa

- Là sự hướng dẫn cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết chứ khôngthông báo cho học sinh cái có sẵn Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này làgiáo viên định hướng tư duy hoạt đọng của học sinh theo đường lối khái quátcủa việc giải quyết vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòigiải quyết của học sinh[15]

- Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáoviên là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hóa thêm một

bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp thêm phạm vi phải tìmtòi, giải quyết cho vừa sức với học sinh.

- Nếu học sinh vẫn không đủ năng lực tự tìm tòi giải quyết thì hướngdẫn của giáo viên chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu, để đảm bảo chohọc sinh hoàn thành yêu cầu của một bước, nếu cần thì giáo viên lại giúp đỡthêm cho đến khi giải quyết được vấn đề

∗Ưu điểm:

•Rèn luyện tư duy của học sinh trong quá trình giải bài tập

•Đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho

•Phát huy được ưu điểm của hai phương pháp trên

Đòi hỏi giáo viên phải kết hợp việc định hướng với việc kiểm tra kếtquả hoạt động của học sinh để điều chỉnh sự giúp đỡ, thích ứng với trình độcủa học sinh

∗Nhược điểm: Mất nhiều thời gian cho học sinh tìm tòi dần dần

1.3 Thực tiễn về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường THPT

1.3.1 Một số thông tin về các kì thi học sinh giỏi

Kỳ thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 trung học phổ thông là kỳ thichọn học sinh giỏi cấp Quốc gia bậc học Trung học phổ thông dành cho họcsinh lớp 11 và lớp 12 do Bộ Giáo dục và Đào tạo Việt Nam tổ chức vàotháng 3 hàng năm Những học sinh đạt giải cao nhất trong kỳ thi này đượclựa chọn vào các đội tuyển Quốc gia Việt Nam tham dự Olympic quốc

tế.[1]Những học sinh đạt giải Nhất, Nhì, Ba được ưu tiên tuyển vào cáctrường đại học Những học sinh đạt giải Khuyến khích được ưu tiên tuyểnvào các trường cao đẳng và trung cấp chuyên nghiệp.Kỳ thi này có ý nghĩarất quan trọng trong việc đánh giá chất lượng học tập giữa học sinh các tỉnhthành ở Việt Nam Những tỉnh thành thường đạt kết quả cao nhất là NamĐịnh, Thành phố Hà Nội, Nghệ An, Hải Phòng Những ngôi trường THPT có

nhiều học sinh đạt giải nhất như THPT Chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định,THPT Chuyên Hà Nội - Amsterdam, THPT Chuyên Trần Phú - Hải Phòng.

Kỳ thi chọn học sinh giỏi quốc gia có 02 buổi thi cho các môn có thiquốc tế, 01 buổi thi cho các môn còn lại

Thời gian làm bài thi là 180 phút đối với mỗi môn thi tự luận, 90 phútđối với mỗi môn thi trắc nghiệm, 90 phút tự luận và 45 phút trắc nghiệm đốivới môn thi có cả tự luận và trắc nghiệm

Nội dung thi được thực hiện theo hướng dẫn nội dung dạy học các mônchuyên trường trung học phổ thông chuyên do Bộ Giáo dục và Đào tạo banhành, áp dụng từ năm học 2001-2002

1.3.2 Tình hình thực tế về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý trường THPT Ngô Quyền – Đông Anh

1.3.2.1 Đội ngũ giáo viên V ật lý và thành tích của học sinh giỏi Vật lý ở

trường THPT Ngô Quyền – Đông Anh

Hiện nay, đội ngũ giáo viên tổ Vật lý – Công nghệ của trường có trình

độ chuyên môn cao, giàu kinh nghiệm và tâm huyết với sự nghiệp Khôngchỉ hình thành cho học sinh những kiến thức vật lý, các thầy cô còn giúp các

em có niềm đam mê khoa học, đam mê vật lý giúp các em định hướng đượccon đường khoa học của mình Học sinh tham gia đội tuyển của trường rấthăng say, tích cực ôn luyện, tìm tòi và cũng đã giành được một số các thànhtích nhất định trong các kì thi cụm

1.3.3.2 Thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường THPT Ngô Quyền – Đông Anh

a Thuận lợi trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường THPT Ngô Quyền – Đông Anh

Một số thầy cô giáo và học sinh rất tâm huyết với việc bồi dưỡng họcsinh giỏi

Nhà trường có kế hoạch ôn thi học sinh giỏi ngay từ đầu năm

Nhà trường tăng cường một số trang thiết bị, tài liệu để phục vụ chocông tác bồi dưỡng học sinh giỏi.

Hằng năm có tổ chức các buổi ngoại khoá, giao lưu học tập trao đổikinh nghiệm cho học sinh tham gia đội tuyển học sinh giỏi của trường

b Một số các yếu tố bất lợi trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật

lý ở trường THPT Ngô Quyền – Đông Anh

- Kinh phí đầu tư cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi còn nhiều hạnhẹp, chưa phù hợp với yêu cầu phát triển, chưa tạo nhiều điều kiện thuận lợi

để phát triển tài năng của giáo viên và học sinh

- Kinh phí dành cho giáo viên bồi dưỡng học sinh giỏi còn thấp, do đókhông có sức thu hút giáo viên đầu tư nghiên cứu để bồi dưỡng học sinh giỏi

- Thời gian dành cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi vẫn còn ít

- Trình độ toán của học sinh thường thấp; một số kiến thức toán cần ápdụng học sinh chưa học đến, chưa đủ để áp dụng vào giải bài tập vật lí

- Số HS thực sự có năng lực học vật lí không nhiều trong mỗi lớp

-Tài liệu cho môn vật lí còn thiếu, chưa có sự cập nhật, liên kết và traođổi giữa các trường Việc khai thác tài liệu qua internet học sinh còn nhiềuhạn chế

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trên đây, tôi đã trình bày cơ sở lí luận và thực tiễn về vấn đề bồi dưỡngHSG Chúng tôi đã đưa ra một số quan niệm về học sinh giỏi và giáo dục họcsinh giỏi, mục tiêu của việc bồi dưỡng học sinh giỏi nói chung và mục tiêu bồidưỡng học sinh giỏi vật lí nói riêng Chúng tôi đã trình bày cơ sở lí luận dạyhọc tương tác; về quá trình dạy học, về mối quan hệ giữa mục tiêu, nội dung,phương pháp dạy học áp dụng cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi và việc vậndụng mối quan hệ này vào công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Chúng tôi cũng đãtrình bày những nghiên cứu về bài vật lí, thực trạng về công tác bồi dưỡng họcsinh giỏi ở trường THPT Ngô Quyền và những thông tin liên quan đến đề tài.Trên cơ sở những lí luận này, chúng tôi có những đề xuất về xây dựng hệthống 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.

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN

TỔ CHỨC DẠY HỌC 2.1 Phân tích nội dung chương trình

2.1.1 Đặc đặc điểm của chương “ Mắt và các dụng cụ quang học”

Trong chương trình vật lý 11 gồm 7 chương:

Chương I: Điện tích Điện trường

Chương II: Dòng điện không đổi

Chương III: Dòng đi ện trong các môi trường

Chương IV: Từ trường

Chương V: Cảm ứng điện từ

Chương VI: Khúc xạ ánh sáng

Chương VII: Mắt Các dụng cụ quang học

Để học tốt hương “Mắt và các dụng cụ quang học”, học sinh cần nắmvững những kiến thức về hình học không gian, hình học phẳng, công thứchàm lượng giác Học tốt chương “ Mắt và các dụng cụ quang học” khôngnhững học sinh có thể đáp ứng được các yêu cầu về kiến thức mà còn có thểhiểu và giải thích được một số hiện tượng tự nhiên như hiện tượng cầu vồng,

sự lưu ảnh của mắt, nguyên lý hoạt động của các dụng cụ quang học… Vìthế các em học sinh cần chủ động nghiên cứu kỹ các kiến thức toán đã học

2.1.2 Nội dung của chương Mắt và các dụng cụ quang học

Nội dung của chương có thể chia thành các đơn vị kiến thức sau

+ Lăng kính có tác dụng phân tích chùm ánh sáng truyền qua nó thànhnhiều chùm sáng màu khác nhau Đó là sự tán sắc ánh sáng qua lăng kính.Lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ lăng kính.

Tia ló ra khỏi lăng kính luôn bị lệch về phía đáy của lăng kính so với tia tới.+ Lăng kính phản xạ toàn phần là lăng kính có tiết diện thẳng là mộttam giác vuông cân, được sử dụng để tạo ảnh thuận chiều, dùng thay gươngphẳng trong một số dụng cụ quang như ống dòm, máy ảnh,

+ Công thức của lăng kính:

−

Thấu kính hội tụ: D > 0; f > 0; phân kì: D < 0; f < 0.

Vật thật: d > 0; vật ảo: d < 0; ảnh thật: d’ > 0; ảnh ảo: d’ < 0

k > 0: ảnh và vật cùng chiều; k < 0: ảnh và vật ngược chiều

+ Cách vẽ ảnh qua thấu kính: sử dụng 2 trong 4 tia sau:

- Tia tới qua quang tâm -Tia ló đi thẳng

- Tia tới song song trục chính -Tia ló qua tiêu điểm ảnh chính F’

- Tia tới qua tiêu điểm vật chính F -Tia ló song song trục chính

- Tia tới song song trục phụ -Tia ló qua tiêu điểm ảnh phụ F’p

Lưu ý: Tia sáng xuất phát từ vật sau khi qua thấu kính sẽ đi qua (hoặc

kéo dài đi qua) ảnh của vật

+ Thấu kính có nhiều công dụng hữu ích trong đời sống và trong khoahọc: dùng để khắc phục tật của mắt (cận, viễn, lão); làm kính lúp; dùng trongmáy ảnh, máy ghi hình; dùng trong kính hiển vi, kính thiên văn, ống dòm,đèn chiếu; dùng trong máy quang phổ

c Mắt

+ Cấu tạo gồm: 1 Giác mạc; 2 Thủy dịch; 3 Màng mống mắt (lòngđen); 4 Con ngươi; 5 Thể thủy tinh; 6 Cơ vồng; 7 Dịch thủy tinh; 8 Mànglưới (võng mạc) Trên màng lưới có một vùng nhỏ màu vàng, rất nhạy vớiánh sáng gọi là điểm vàng V Dưới điểm vàng một chút là điểm mù M,không cảm nhận được ánh sáng

Hệ quang phức tạp của mắt được coi tương đương một thấu kính hội

tụ, gọi là thấu kính mắt

+ Sự điều tiết của mắt:

- Khi nhìn vật ở cực cận CC, mắt điều tiết tối đa: D = Dmax; f = fmin

- Khi nhìn ở cực viễn CV, mắt không điều tiết: D = Dmin; f = fmax

+ Năng suất phân li của mắt (ε): là góc trông nhỏ nhất αmin khi nhìn vật

AB mà mắt còn có thể phân biệt được hai điểm A và B (các ảnh A’, B’ nằmtrên hai tế bào thần kinh thị giác kế cận nhau)

Mắt bình thường: ε=αmin≈1’≈3.10-4 rad

+ Sự lưu ảnh của mắt: sau khi ánh sáng kích thích từ vật tác động vàomàng lưới tắt, ta vẫn còn cảm giác nhìn thấy vật trong khoảng 0,1 s

Để khắc phục tật cận thị ta dùng một thấu kính phân kì có tiêu cự thíchhợp (fk = - OCV) đeo trước mắt sao cho có thể nhìn được vật ở rất xa hoặcphẫu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong bề mặt giác mạc

- Mắt viễn thị: là mắt nhìn gần kém hơn mắt bình thường (điểm cựccận của mắt ở xa hơn mắt bình thường) và khi nhìn vật ở xa phải điều tiết.Khi không điều tiết tiêu điểm của mắt ở sau màng lưới

Để khắc phục tật viễn thị ta dùng một thấu kính hội tụ có tiêu cự thíchhợp đeo trước mắt để nhìn được vật ở gần như mắt bình thường hoặc nhìnvật ở rất xa không phải điều tiết mắt hoặc phẫu thuật giác mạc làm thay đổi

độ cong bề mặt giác mạc

- Mắt lão thị: là tật thông thường của mắt ở những người lớn tuổi Khituổi tăng, khoảng cực cận Đ = OCC tăng, làm mắt khó nhìn rỏ các vật nhỏnhư đọc các dòng chữ trên trang sách vì phải đặt chúng ở xa.

Để khắc phục tật lão thị ta đeo kính hội tụ hoặc phẫu thuật giác mạc.+ Mắt có tật khi đeo kính (sát mắt):

- Đặt vật ở CC, kính cho ảnh ảo ở CCK: dc= OCC; d’C= - OCCK

- Đặt vật ở CV, kính cho ảnh ảo ở CVK: dV= OCV; d’V= - OCVK

d Kính lúp

+ Kính lúp là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt để nhìn các vậtnhỏ ở gần Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài cm) dùng đểtạo ảnh ảo lớn hơn vật nằm trong giới hạn nhìn rỏ của mắt

+ Ngắm chừng: điều chỉnh khoảng cách từ vật đến kính (d) để ảnh ảohiện ra ở một vị trí nhất định nằm trong giới hạn nhìn rỏ của mắt

- Ngắm chừng ở cực cận: d = dC; d = l – OCC

- Ngắm chừng ở cực viễn: d = dV; d = l – OCV; mắt bình thường,ngắm chừng ở cực viễn cũng là ngắm chừng ở vô cực: d = f; d’ = -∞

+ Số bội giác của dụng cụ quang: G = =

+ Số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực:

cm trên vành kính; đó là con số kèm theo dấu x, ví dụ: 2x; 5x; 10x; …

tan





mm) và thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài cm) Vật kính và thịkính đặt đồng trục, khoảng cách giữa chúng không thay đổi.

+ Sự tạo ảnh bởi kính hiển vi: vật AB qua vật kính cho ảnh thật A1B1

lớn hơn nhiều so với AB; ảnh trung gian A1B1 qua thị kính cho ảnh ảo A2B2

lớn hơn nhiều so với A1B1và nằm trong giới hạn nhìn rỏ của mắt

và thị kính đặt đồng trục, khoảng cách giữa chúng thay đổi được

+ Sự tạo ảnh bởi kính thiên văn: vật AB ở rất xa cho ảnh thật A1B1 trêntiêu diện ảnh của vật kính; điều chỉnh khoảng cách giữa vật kính và thị kính

để ảnh trung gian A1B1 qua thị kính cho ảnh ảo A2B2 nằm trong giới hạnnhìn rỏ của mắt

' 2

' 2

2 1

.

f f

OC C



' 1

' 2

' 2

' 2

2

1

f f

2.1.3 Cấu trúc logic của chương “Mắt và các dụng cụ quang”

MẮT CÁC DỤNG CỤ

QUANG

Thấu kính mỏng

Mắt

Kính hiểnv i

Lăng

kính

Kínht hiênv ăn

Kínhl úp

TK phân kỳ

Tiêu điểm

Tiêu diện

Quang

tâm

Độ tụ Tiêu cự

Số bội giác

Điểm cực cận, điểm cực viễn

Năng suất phân li

Mắt cận

Mắt lão

Mắt viễn

Cách khắc phục

- Mô tả được lăng kính.

- Nêu được lăng kính có tác dụng làm lệch tia sáng truyềnqua nó

- Mô tả được thấu kính mỏng

- Nêu được tiêu điểm, tiêu diện của thấu kính mỏng

- Phát biểu được định nghĩa độ tụ của thấu kính và nêuđơn vị đo độ tụ

- Nêu được số phóng đại tạo bởi thấu kính

- Viết được các công thức về thấu kính

- Nêu được sự điều tiết của mắt khi nhìn vật ở điểm cựccận và ở điểm cực viễn

- Nêu được đặc điểm của mắt cận, mắt viễn, mắt lão vềmặt quang học và cách khắc phục các tật này

- Nêu được góc trông và năng suất phân li

- Nêu được sự lưu ảnh trên màng lưới và ví dụ cụ thể củahiện tượng này

- Mô tả được nguyên tắc cấu tạo và công dụng của kínhlúp, kính hiển vi và kính thiên văn