Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương "Từ trường" nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi chuyện Vật lí

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC BÙI ĐỨC SƠN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ HÀ NỘI - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC BÙI ĐỨC SƠN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “ TỪ TRƯỜNG” NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN VẬT LÍ Mã số: 60 14 01 11 Người hướng dẫn khoa học: TS NGÔ DIỆU NGA HÀ NỘI – 2014 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Giáo dục coi quốc sách hàng đầu nước ta, ngành có đổi quan tâm đặc biệt Trong đó, đào tạo nhân tài mục tiêu quan trọng ngành giáo dục, trường chuyên mũi nhọn tiên phong trình đào tạo nhân tài cho đất nước Hệ thống trường chuyên trung học phổ thông nước đóng vai trị quan trọng việc phát hiện, bồi dưỡng học sinh giỏi nôi để đào tạo nhà khoa học, nhà quản lý doanh nhân giỏi Đào tạo học sinh Chuyên, học sinh giỏi bậc Trung học Phổ thông (THPT) q trình mang tính khoa học địi hỏi phải có chiến lược lâu dài có phương pháp phù hợp Trong trình giảng dạy trường phổ thông nhiệm vụ phát triển tư cho học sinh nhiệm vụ quan trọng, đòi hỏi tiến hành đồng mơn, Vật lí môn khoa học TN đề cập đến nhiều vấn đề khoa học, góp phần rèn luyện tư cho học sinh góc độ đặc biệt qua phần giải tập Vật lí Bài tập Vật lí khơng có tác dụng rèn luyện kỹ vận dụng, đào sâu mở rộng kiến thức học cách sinh động, phong phú mà cịn thơng qua để ơn tập, rèn luyện số kỹ cần thiết Vật lí, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thơng minh sáng tạo cho học sinh, giúp học sinh hứng thú học tập Cũng thơng qua tập Vật lí giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm vững kiến thức kỹ Vật lí học sinh Trong lớp chuyên Vật lí trung học phổ thơng nước ta nay, học sinh luyện nhiều tập khó dẫn đến quen, cịn nặng tính tốn đơi chưa phát huy óc quan sát, khả phát vấn đề Còn thiếu nghiên cứu hướng dẫn chi tiết cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí ứng với chương chủ đề cụ thể Thời gian gần đây, dạng tập chương “Từ trường” thường xuất đề thi chọn học sinh giỏi cấp Trường, cấp Tỉnh đề thi chọn học sinh giỏi Quốc Gia Nhằm mục đích phục vụ cho việc giảng dạy GV nghiên cứu học sinh kì thi chọn HSG, tơi viết luận văn "Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương “Từ trường” nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên Vật lí" nhằm góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi, nâng cao chất lượng giảng dạy Vật lí lớp chuyên Vật lí THPT Lịch sử vấn đề nghiên cứu Cho đến nay, có số học viên cao học nghiên cứu đề tài xây dựng hệ thống tập cho khối chuyên như: Phạm Thành Công với đề tài Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương Dao động sóng điện từ Vật lí 11 nhằm bồi dưỡng HSG học sinh THPT chuyên Phạm Thị Lan Anh với đề tài Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương Cảm ứng điện từ Vật lí 11 nhằm bồi dưỡng HSG học sinh THPT chuyên Nguyễn Đăng Tình với đề tài Soạn thảo hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải chương “Dòng điện xoay chiều” – Vật lí 12” Nguyễn Khả Thụ với đề tài “Soạn thảo hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương Dao động sóng điện từ- vật lí 12 theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập bồi dưỡng lực sáng tạo học sinh” Các tác giả viết sách giáo khoa sách tập vật lí phổ thông soạn thảo hệ thống tập bám sát chủ đề vật lí phổ thơng Có nhiều cơng trình nghiên cứu khác đề cập đến hệ thống tập chương Từ trường, cơng trình chưa sâu vào đối tượng học sinh Chuyên Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương Từ trường – Vật lí 11 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi THPT chuyên 3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu đặc điểm, lực Học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lí THPT - Tìm hiểu lý luận phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lí trường THPT - Tìm hiểu lý luận vai trò, tác dụng, phương pháp giải tập Vật lí - Nghiên cứu nội dung kiến thức chương Từ trường – Vật lí 11 Chuyên - Lựa chọn, xây dựng hệ thống tập Từ trường – Vật lí 11 Chuyên - Định hướng, xây dựng phương pháp giải tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương Từ trường – Vật lí 11 Chuyên - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá ưu điểm, nhược điểm hiệu hệ thống tập phương pháp hướng dẫn hoạt động giải tập chương Từ trường – Vật lí 11 THPT Chuyên Khách thể đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Học sinh Chuyên Lí THPT Chuyên - Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống tập phương pháp hướng dẫn hoạt động giải tập chương Từ trường THPT Chuyên Vấn đề nghiên cứu Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương Từ trường bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí trung học phổ thơng chuyên? Giả thuyết khoa học Xây dựng hệ thống tập đa dạng, phong phú có nội dung phù hợp chương trình dạy học vật lí phổ thơng chuyên hướng dẫn hoạt động giải tập theo phương pháp có định hướng tư phát triển lực sáng tạo cho học sinh góp phần bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí Trung học phổ thông chuyên Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Áp dụng với chương Từ trường - Nghiên cứu cho học sinh khối chuyên Vật lí THPT chuyên Nguyễn Trãi – Hải Dương Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Ý nghĩa lí luận: Tìm hiểu đặc điểm yêu cầu cần có học sinh giỏi, học sinh chun Lí Trung học phổ thơng Từ biên soạn hệ thống tập chương “Từ trường” áp dụng phương pháp hướng dẫn giải tập phù hợp giúp bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí - Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu áp dụng việc giảng dạy chương Từ trường trường THPT chun khác nước Đồng thời cịn có giá trị tham khảo cho thầy cô trường THPT luyện tập cho học sinh giỏi để tham gia kỳ thi học sinh giỏi cấp Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu Tâm lí học, Cách bồi dưỡng nhân tài; Phương pháp dạy giải tập vật lí; Các sách khoa học Từ trường; Sách giáo khoa vật lí 9, vật lí 11 ; Sách tập vật lí 9, vật lí 11 - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Phương pháp thực nghiệm, phương pháp điều tra - Phương pháp thống kê tốn học 10 Cấu trúc luận văn Ngồi phần Mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung luận văn trình bày 03 chương Chương Cơ sở lí luận thực tiễn bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí hướng dẫn hoạt động giải tập Vật lí Trung học phổ thông Chuyên Chương Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương Từ trường nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi THPT Chuyên Chương Thực nghiệm sư phạm CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ Ở TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN 1.1 Tổng quan học sinh giỏi Vật lí học sinh THPT chuyên 1.1.1 Khái niệm học sinh giỏi Vật lí học sinh THPT chuyên 1.1.1.1 Học sinh giỏi Học sinh giỏi học sinh có khả thể xuất sắc lực trội lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, khả lãnh đạo, nghệ thuật, lĩnh vực lí thuyết chuyên biệt Những HS thể tài đặc biệt từ tất bình diện xã hội, văn hóa kinh tế Nhiều nước quan niệm: HSG đứa trẻ có lực lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, nghệ thuật lực lãnh đạo lĩnh vực lí thuyết Những học sinh cần có phục vụ hoạt động không theo điều kiện thông thường nhà trường nhằm phát triển đầy đủ lực vừa nêu Cơ quan Giáo dục Hoa Kỳ miêu tả khái niệm “HS giỏi” sau: Đó học sinh có khả thể xuất sắc lực trội lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, khả lãnh đạo, nghệ thuật, lĩnh vực lí thuyết chuyên biệt Những HS thể tài đặc biệt từ tất bình diện xã hội, văn hóa kinh tế” Giỏi người tạo cho q trình hoạt động có nhận thức thân trời ban cho 1.1.1.2 Học sinh giỏi Vật lí Nói chung học sinh giỏi học sinh giỏi Vật lí có đặc điểm tích cực, chủ động, sáng tạo học tập có lực tư phát triển Trong qua trình dạy học để lựa chọn phương pháp dạy học phù hợp giáo viên phải quan tâm đến đặc điểm Những học sinh có khiếu cao lĩnh vực trở thành giỏi lĩnh vực cách dễ dàng Tuy nhiên, khơng có khiếu đặc biệt có luyện tập đặc biệt với lòng say mê cao độ điều kiện thuận lợi trở thành người giỏi lĩnh vực định (HSG Toán, HSG Lý ) Một số dấu hiệu học sinh giỏi vật lí: - Học sinh có thái độ say sưa, nhiệt tình việc học Vật lí điều kiện cần thiết để hình thành phát triển lực mơn Chính ý thức, trách nhiệm cao với công việc, thái độ lao động say mê, cần cù có tác dụng với phát triển nhân cách, lực làm cho hoạt động trở nên có ý nghĩa hiệu - Có hứng thú cấu trúc logíc khoa học - Có khả quan sát tốt vật tượng xảy xung quanh có cách nhìn thân thiện với tượng - Trong thu nhận ghi nhớ kiện vật lý đó, học sinh khơng bị biểu quen thuộc bên kiện (lời văn, kí hiệu, hình ảnh ) lấn át hẳn nội dung, chất thực sự kiện - Có óc suy luận tốn học nói riêng phương pháp tư nói chung hiểu biết vững tốn học - Say mê tìm hiểu mối liên hệ vật tượng ln tìm cách giải thích chúng - Có khả cách nhanh chóng xác dấu hiệu chất vật tượng ngun nhân - Có khả phân tích, vận dụng cách sâu sắc kiến thức học để chất nghịch lý vật lý, khả phát nhanh chóng sai lầm chúng xuất phân tích chúng - Có khát vọng tâm giải tốn vật lí - Có ý mang tính chất chọn lọc, khơng dừng lại trước điều chẳng liên quan đến vật, tượng; có khả nhìn từ xa điều nhỏ chúng với kiện xét có mối liên hệ - Có khả xây dựng đoán hay đề giả thiết (còn gọi đường bao lời giải); đồng thời có khả kiểm tra chí thay đổi đốn đường “thử sai”, liên tiếp đưa đoán tiếp cận hợp lý - Có khả huy động kịp thời tri thức tổ chức kiến thức cho thích ứng với tốn - Có khả nhận biết yếu tố, dấu hiệu quen thuộc, từ gợi cho người học hồi tưởng điều có ích cho việc giải tốn, huy động kiến thức có quan hệ với vấn đề xét - Có khả bổ sung thêm yếu tố phụ nhằm làm cho toán thêm phong phú, tượng trở nên rõ rệt - Có khả cách ly, phân chỉnh thể kiện thành hợp phàn , liên kết hợp phần thành chỉnh thể khác trước, từ quan niệm người học kiện chuyển biến sang tình có triển vọng - Có khả đưa định trung gian thuộc loại quan trọng mở rộng khu vực tìm tịi, phá bỏ giới hạn trói buộc - Có khả tập trung ý vào mục đích - Có lực thực nghiệm; có khả xác định nhanh mối liên hệ lý thuyết thực hành - Có khả thiết kế cải tiến dụng cụ thí nghiệm để sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau.Thích chế tạo, lắp ráp dụng cụ khéo léo chân tay Ngoài ra, tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá học sinh giỏi vật lí trực giác vật lí (một khả rèn luyện mà có) thơng qua kĩ thực nghiệm phương pháp thực nghiệm (Bởi dựa vào việc học qua sách chổ đạt trình độ uyên bác định có trực giác vật lý tốt HS phổ thơng chưa có điều kiện nên tốt phải rèn luyện thông qua thực nghiệm, thực nghiệm chất tượng bộc lộ với đủ khía cạnh nó) 1.1.1.3 Học sinh THPT Chuyên Học sinh tuyển chọn vào trường THPT chuyên hầu hết em có tư chất thơng minh, ham học hỏi, tích cực chủ động trình học tập, nghiên cứu Chương trình phương pháp dạy học cho học sinh trường THPT chuyên xây dựng lựa chọn phải vào đặc điểm mục tiêu trường THPT chuyên: “Mục tiêu trường chuyên phát học sinh có tư chất thơng minh, đạt kết xuất sắc học tập phát triển khiếu em số môn học sở đảm bảo giáo dục phổ thơng tồn diện; giáo dục em thành người có lịng u nước, tinh thần vượt khó, tự hào, tự tơn dân tộc; có khả tự học, nghiên cứu khoa học sáng tạo; có sức khỏe tốt để tiếp tục đào tạo thành nhân tài đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước” 1.1.2 Những lực, phẩm chất cần có học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lí 1.1.2.1 Năng lực phẩm chất cần có học sinh giỏi nói chung - Năng lực tiếp thu kiến thức + Khả nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng + Luôn hứng thú tiết học, đặc biệt + Có ý thức tự bổ sung, hoàn thiện tri thức thu - Năng lực suy luận + Biết phân tích vật, tượng qua dấu hiệu đặc trưng chúng + Biết thay đổi góc nhìn xem xét vật tượng + Biết cách tìm đường ngắn để đến kết luận xác + Biết xét đủ điều kiện cần thiết để kết luận giả thuyết + Biết quay lại điểm vừa xuất phát để tìm đường - Năng lực đặc biệt + Biết diễn đạt xác điều muốn trình bày + Sử dụng thành thạo hệ thống kí hiệu, quy ước để diễn tả vấn đề + Biết phân biệt thành thạo kỹ đọc, viết nói + Biết thu gọn vấn đề trật tự hóa vấn đề để dùng khái niệm trước, mô tả cho khái niệm sau - Năng lực lao động sáng tạo:Biết tổ hợp yếu tố, thao tác để thiết kế dãy hoạt động nhằm đạt kết mong muốn - Năng lực kiểm chứng: + Biết suy xét sai từ loạt kiện + Biết tạo tương tự hay tương phản để khẳng định bác bỏ đặc trưng sản phẩm làm + Biết cách chắn liệu cần phải kiểm nghiệm thực số lần kiểm nghiệm - Năng lực thực nghiệm: + Có kỹ thực thao tác làm thí nghiệm + Biết kiên trì, kiên nhẫn trình làm sáng tỏ số vấn đề lý thuyết thông qua thực nghiệm đến vấn đề lý thuyết 1.1.2.2 Những lực, phẩm chất cần có học sinh giỏi Vật lí Dựa nguyên tắc chung phẩm chất học sinh giỏi đặc điểm môn Vật lí khái qt lực phẩm chất học sinh giỏi Vật lí THPT sau: - Có lực tư duy, sáng tạo, biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái qt hóa - Có kiến thức Vật lí vững vàng, sâu sắc, hệ thống, nắm vững chất tượng Vật lí Biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo kiến thức tình - Có kỹ thí nghiệm tốt, có lực phương pháp nghiên cứu khoa học Vật lí Biết nêu lý luận cho tượng xảy thực tế, biết cách dùng thí nghiệm để kiểm chứng lại lý luận biết cách dùng lý thuyết để giải thích tượng kiểm chứng Như giáo viên, đào tạo học sinh giỏi Vật lí, cần hướng học sinh học tập để học sinh trang bị kiến thức, kỹ năng, giúp em tự học hỏi, sáng tạo nhằm phát huy tối đa lực 1.1.3 Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí 1.1.3.1 Tổ chức giảng dạy Đào tạo học sinh giỏi trình đào tạo nghiêm túc khoa học cơng phu Trong q trình địi hỏi phải xây dựng lộ trình đào tạo hàng năm cho nhóm, lớp học sinh giỏi Các nhóm học sinh khơng học theo chương trình phổ thơng hành mà cịn phải bổ sung thêm kiến thức theo chương trình thi học sinh giỏi theo chương trình khu vực quốc tế, cần nghiên cứu để học sinh đáp ứng theo chuẩn đào tạo nước mà - Thực phát phiếu kiểm tra trắc nghiệm để lấy kết trình giảng dạy lớp có sử hệ thống tập lớp không sử dụng hệ thống tập - Đánh giá kết thu biện pháp khắc phục hạn chế trình dạy học, trình lấy kết thực nghiệm 3.5 Thời gian thực nghiệm: Đầu học kì năm học 2014 - 2015 Lý chọn thời gian thực nghiệm sư phạm chương“ Từ trường” chương trình Vật lí 11 nằm phần thứ chương trình chun tơi nhận nhiệm vụ giảng dạy Thời gian học sinh tập trung ôn thi Năng khiếu, thi HSG cấp Tỉnh, chuẩn bị thi HSG tỉnh chọn đội tuyển HSG Quốc Gia Thêm vào đó, thời gian học sinh tập trung cao độ cho môn Vật lí kết kiểm tra có độ xác cao Ở Trường THPT Chuyên Nguyễn Trãi giao dạy lớp 11 Chuyên lý với số tiêt 05 tiết/tuần Theo phân phối chương trình Chuyên áp dụng cho trường tơi giảng dạy chương Từ trường giảng dạy 20 tiết Cụ thể gồm: 08 tiết lí thuyết, 01 tiết thực hành, 06 tiết tập, 01 tiết tập phương án thí nghiệm, 01 tiết chuyên đề, 01 tiết thảo luận chuyên đề, 02 tiết kiểm tra Với mục đích luận văn cung cấp cho học sinh hệ thống tập nâng cao hướng dẫn hoạt động giải tập nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vì vậy, chủ yếu luyện cho học sinh kiến thức, rèn kỹ để phục vụ cho thi học sinh giỏi Tỉnh tiến tới thi HSG Quốc Gia 3.6 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 3.6.1 Tiêu chí để đánh giá - Đánh giá tính khả thi phương án thiết kế: + Căn vào số học sinh giải + Căn vào thời gian để hoàn thành tập học sinh - Đánh giá vào khả tích cực tham gia hoạt động giải tập học sinh + Khả phân tích tượng vật lí cho tập để từ mối liên hệ đại lượng vật lí lớp tượng xét + Khả vận dụng linh hoạt kiến thức chương “Từ trường” - Đánh giá kết học tập học sinh số thống kê: + Phân tích tham số đặc trưng + So sánh kết từ đồ thị phân bố tần suất tần suất lũy tích + Kiểm định giả thuyết thống kê 3.6.2 Phân tích, đánh giá kết mặt định tính Kết khảo sát cho thấy lực học HS nhóm TNSP HS nhóm đối chứng coi tương đương trước tham gia TNSP có sử dụng hệ thống hướng dẫn giải tập vật lí 97 Quá trình thực nghiệm thực hai nhóm HS, em bồi dưỡng kiến thức phần “Từ trường” thuộc chương trình Vật lí lớp 11 THPT theo hình thức sau: Nhóm đối chứng bồi dưỡng theo phương pháp truyền thống mà GV giảng dạy Nhóm thực nghiệm bồi dưỡng theo giáo án có hệ thống tập phương pháp giải xây dựng Tính khả thi hệ thống tập phương pháp giải - Nhìn chung, mục tiêu đặt trình bồi dưỡng với kết sau bồi dưỡng thực được, cụ thể - Khơng khí học tập HS sơi nổi, em tích cực chủ động tham gia xây dựng mạnh dạn nêu ý kiến để thảo luận trao đổi học - Khả vận dụng lí thuyết vào việc giải tập nâng cao rõ rệt Nắm vững nhiều phương pháp giải vận dụng cách hiệu toán - Tư vật lí HS phát triển thể việc em giải nhiều tập dành cho học sinh giỏi cách nhanh chóng xác - Kỹ quan sát, phân tích, HS tượng vật lí nâng cao, từ mở rộng tốn vận dụng kiến thức vào vẩn đề thực tiễn sống 3.6.3 Phân tích, đánh giá kết mặt định lượng - Căn vào kết kiểm tra thực đồng hai nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng Nội dung kiểm tra bao gồm tập dành cho học sinh giỏi thuộc phần “ Từ trường” chương trình Vật lí lớp 11 THPT - Mục đích kiểm tra: Bài kiểm tra tiến hành đồng thời hai đối tượng HS nhằm đánh giá khả nắm vững kiến thức lí thuyết vận dụng cách sáng tạo để giải tập qua đánh giá mức độ đạt mục tiêu đề tài - Sau tổ chức cho học sinh làm kiểm tra viết tiến hành chấm xử lí kết thu theo phương pháp thống kê toán học + Bảng thống kê số điểm + Vẽ đường cong tần suất luỹ tích đường phân bố tần suất + Tính tham số thống kê theo công thức sau: 98 a Trung bình cộng: Tham số đặc trưng cho tập trung số liệu X  n X n i i i b Phương sai (S2), độ lệch chuẩn (S): Tham số đo mức độ phân tán số liệu quanh giá trị trung bình cộng S2  n (X i i  X )2 n 1 S  S2 Giá trị S nhỏ chứng tỏ số liệu phân tán c Hệ số biến thiên (V): Trong trường hợp hai bảng số liệu có giá trị trung bình cộng khác nhau, người ta so sánh mức độ phân tán số liệu hệ số biến thiên Nghĩa nhóm có hệ số biến thiên V nhỏ có chất lượng đồng V  S 100% X Nếu V < 30%: Độ dao động đáng tin cậy Nếu V > 30%: Độ dao động không đáng tin cậy d Sai số giá trị trung bình cộng (  ):  S n So sánh chất lượng lớp thực nghiệm lớp đối chứng ta xét trường hợp sau: + Khi hai bảng số liệu có X ta tính độ lệch chuẩn S, nhóm có độ lệch chuẩn S bé nhóm có chất lượng tốt + Khi hai bảng số liệu có X khác nhau, so sánh mức độ phân tán số liệu hệ số biến thiên V Nhóm có V nhỏ nhóm có chất lượng đồng nhóm có X lớn có trình độ cao (chất lượng tốt hơn) 99 Kết thực nghiệm sư phạm Bảng 3.1: Bảng phân phối tần số, tần suất tần suất lũy tích (Nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng - Phiếu số 1) Số học sinh đạt điểm (tần số) Xi Điểm % học sinh đạt điểm (tần suất) Xi ĐC TN 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0 0,00 0,00 0,00 0,00 6,25 0,00 6,25 0,00 12,50 6,25 18,75 6,25 18,75 12,50 2 12,50 4 10  ĐC % học sinh đạt điểm Xi trở xuống (tần suất luỹ tích) TN ĐC TN 37,50 18,75 12,50 50,00 31,25 25,00 25,00 75,00 56,25 18,75 31,25 93,75 87,5 6,25 12,50 100,00 100,00 16 16 100,00 100,00 Giá trị điểm trung bình lớp thực nghiệm: X TN  8,00 Giá trị điểm trung bình lớp đối chứng: X ĐC  7,19 Bảng 3.2: Bảng so sánh điểm nhóm ĐC TN phổ điểm ( phiếu 1) ĐC TN Điểm 0-4 Điểm 5-7 Số HS Tỉ lệ % 6,25% 43,15% 50% Số HS 11 Tỉ lệ % 0,00% 31,25% 68,75% 100 Điểm 8-10 Hình 3.1 Biểu đồ phân loại kết kiểm tra học sinhtheo điểm sau lần kiểm tra thứ 70 60 50 Tỉ lệ % 40 ĐC 30 TN 20 10 Yếu TB Khá Giỏi Như vậy, tỉ lệ HS đạt điểm yếu trung bình nhóm TN nhóm ĐC, tỉ lệ HS đạt điểm giỏi nhóm TN cao nhóm ĐC Bên cạnh đó, giá trị điểm trung bình nhóm TN cao so với nhóm ĐC chứng tỏ kết điểm kiểm tra phiếu số nhóm TN tốt so với nhóm ĐC Từ số liệu tỉ lệ HS đạt điểm Xi trở xuống (tần suất lũy tích) Bảng 3.2, ta biểu diễn đồ thị: Hình 3.2 Đồ thị đường lũy tích - phiếu số (Biểu diễn tần suất lũy tích: số % học sinh đạt điểm Xi trở xuống) % HS đạt điểm Xi trở xuống 120 100 80 ĐC 60 TN 40 20 0 10 12 Điểm Đồ thị cho thấy, đường lũy tích ứng với nhóm ĐC ln cao nhóm TN chứng tỏ mức điểm Xi nhóm ĐC có số học sinh đạt đièm Xi nhiều 101 so với nhóm TN, nói cách khác đồ thị cho thấy chất lượng chung nhóm TN cao Báng 3.3 Bảng phân phối tần số, tần suất tần suất lũy tích (Nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng - Phiếu số 2) Điểm Số học sinh đạt điểm Xi % học sinh đạt điểm Xi % học sinh đạt điểm Xi trở xuống ĐC TN ĐC TN ĐC TN 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0 0,00 0,00 0,00 0,00 6,25 0,00 6,25 0,00 12,50 6,25 18,75 6,25 18,75 12,50 37,50 18,75 3 18,75 18,75 56,25 18,75 31,25 37,50 87,5 75,00 10 12,50 25,00 100,00 100,00  16 16 100,00 100,00 Giá trị điểm trung bình lớp thực nghiệm: X TN  8,63 Giá trị điểm truns bình lớp đối chứng: X ĐC  7,94 Bảng 3.4: Bảng so sánh điểm nhóm ( phiếu 2) ĐC TN ĐC TN phổ điểm Điểm 0-4 Điểm 5-7 Điểm 8-10 Số HS 10 Tỉ lệ % 0,00% 37,50% 62,50% Số HS 13 Tỉ lệ % 0,00% 18,75% 81,25% 102 Hình 3.3 Biểu đồ phân loại kết kiểm tra học sinhtheo điểm sau lần kiểm tra thứ hai 90 80 70 60 Tỉ lệ % 50 ĐC 40 TN 30 20 10 Yếu TB Khá Giỏi Như vậy, từ bảng 3.2 3.4 cho thấy, kết thu tương tự nhau: tỉ lệ học sinh đạt điểm yếu trung bình nhóm TN nhóm ĐC, tỉ lệ học sinh đạt điểm giỏi nhóm TN cao nhóm ĐC Bên cạnh đó, giá trị điểm trung bình nhóm TN cao so với nhóm ĐC, chứng tỏ kết điểm kiềm tra hai phiếu nhóm TN tốt so với nhóm ĐC Trong bảng 3.4 ta vẽ đồ thị: Hình 3.4 Đồ thị đường lũy tích - phiếu số (Biểu diễn tần suất lũy tích: số % học sinh đạt điểm Xi trở xuống) Nhận thấy đồ thị cho kết giống đồ thị hình 3.2 % HS đạt điểm Xi trở xuống 120 100 80 ĐC TN 60 40 20 0 Điểm 103 10 12 Sau hai lần kiểm tra có kết bảng sau: Bảng 3.5: Bảng so sánh % thang điểm lần kiểm tra Lần kiểm Nhóm tra Tổng số học sinh % học sinh % học sinh đạt điểm yếu đạt điểm trung bình % học sinh đạt điểm giỏi ĐC 16 6,25% 43,15% 50% TN 16 0,00% 31,25% 68,75% ĐC 16 0,00% 37,50% 62,50% TN 16 0,00% 18,75% 81,25% Lần Lần Từ số liệu thu bảng 3.5 cho thấy: Tỉ lệ học sinh đạt điểm yếu kiểm tra lần nhóm TN thấp nhóm ĐC 6,25% (= 6,25% - 0%) Ở lần kiểm tra lần hai nhóm khơng có học sinh đạt điểm yếu kém, tỉ lệ 0% Tỉ lệ HS đạt điểm trung bình nhóm TN thấp so với nhóm ĐC lần 11,9%(= 43,15% - 31,25%) tỷ lện lần kiểm tra thứ hai 18,75% (= 37,50% - 18,75%) Tỉ lệ HS đạt điểm giỏi lần kiểm tra thứ nhóm TN cao nhóm ĐC 18,75% (= 68,75% - 50%), lần tỉ lệ 18,75% (=81,25% 62,50%) Các kết đâv chứng tỏ ràng học sinh nhóm TN tiếp thu kiến thức tốt hơn, điều góp phần đáng kể vào thành công bước đầu công tác thực nghiệm đề tài Bảng 3.6 Bảng tổng hợp tham số đặc trưng Lần kiểm tra Nhóm  HS X S2 S V (%) ĐC 16 7,19 2,96 1,72 23,92% TN 16 8,00 2,13 1,45 18,13% ĐC 16 7,94 2,2 1,48 16,64% TN 16 8,63 1,45 1,21 14,02% Lần Lần Bảng 3.6 cho thấy: Điểm trung bình kiểm tra nhóm TN cao nhóm ĐC lần lần Giá trị phương sai S2 giá trị độ lệch chuẩn S nhóm thực TN nhóm ĐC khơng lớn, chứng tỏ số liệu thu bị phân tán 104 Hệ số biến thiên V < 30% thể độ dao động đáng tin cậy Các nhóm TN nhỏ nhóm ĐC, chứng tỏ mức độ phân tán quanh giá trị trung bình cộng nhóm TN nhỏ nghĩa chất lượng nhóm TN đồng so với nhóm ĐC Dựa kết thực nghiệm sư phạm cho thấy chất lượng học tập HS nhóm thực nghiệm cao HS nhóm đối chứng 3.6.4 Đánh giá chung thực nghiệm sư phạm Sau tiến hành thực nghiệm sư phạm xử lý số liệu, tác giả rút số nhận xét sau: - HS lớp TN nắm kiến thức sâu hơn, biểu khả vận dụng kiến thức lí thuvết tốt hơn, nắm phương pháp giải vận dụng cách khoa học việc giải toán Kết kiểm tra cho thấy nhóm TN điểm trung bình cao nhóm ĐC - Tỉ lệ HS đạt điếm giỏi nhóm thực nghiệm cao tỉ lệ HS yếu trung bình nhóm TN thấp nhóm ĐC - Đồ thị đường lũy tích tỉ lệ học sinh đạt điếm Xi nhóm TN ln nằm bên phải phía đồ thị đường lũy tích tương ứng nhóm ĐC, điều chứng tỏ kết học tập nhóm thực nghiệm tốt nhóm ĐC Về hệ số biến thiên V nhóm TN nhỏ nhóm ĐC, điều chứng tỏ mức độ phân tán quanh giá trị trung bình cộng nhóm TN nhỏ hơn, nghĩa chất lượng nhóm TN đồng hơn, ổn định so với nhóm ĐC Trên sở đó, kết luận rằng: Việc sử dụng hệ thống tập hướng dẫn giải tập vật lí trình bồi dưỡng HSG cho HS lớp TN mang lại hiệu cao, HS thu nhận kiến thức chắn sâu hơn, khả vận dụng lý thuyết vào tập tốt khẳng định HS phát triển lực nhận thức tư Vật lí Đề tài giúp họ có hệ thống tập đảm bảo tính logic khoa học nội dung kiến thức, thuận lợi cho GV cơng tác bồi dưỡng HSG vật lí 105 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Với nhiệm vụ nghiên cứu đề tài giả thuyết khoa học đặt đạt kết sau: Nêu rõ sở lí luận việc sử dụng hệ thống tập hướng dẫn giải tập chương “Từ trường” Vật lí 11 nhằm bồi dưỡng HSG phát huy khiếu HS THPT Chuyên Đề tài tính khả thi sử dụng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải chương “Từ trường” Vật lí 11 Trên sở lí luận HSG Vật lí học sinh THPT Chuyên, áp dụng xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương “Từ trường” Vật lí 11 có hiệu cao Rèn luyện cho HS tư logic, xác khái niệm, định luật đồng thời bồi dưỡng nâng cao kiến thức vật lí cho HSG Vật lí trường THPT Chuyên Hệ thống tập hướng dần giải tập vật lí phát huy tính tích cực, chủ động HS, kích thích phát triển khiếu Vật lí HS chuyên Vật lí Kết đạt HS thông qua giải hệ thống tập cho thấy hệ thống tập giúp em củng cố kiến thức phát triển khiếu Vật lí Mục đích bồi dưỡng GV cho HSG hồn thành Phương pháp dùng hệ thống tập đề cập luận văn áp dụng hầu hết kiến thức Vật lí chương trình học trường THPT Chuyên Một hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương “Từ trường” Vật lí 11 xây dựng đưa vào thử nghiệm Với kết đạt trình TNSP kiểm chứng đề tài thực nhiệm vụ đặt Từ kết nghiên cứu đề tài rút số học sau: - Dùng hệ thống tập vật lí giúp nâng cao kiến thức giúp em có sáng tạo để từ phát huy khiếu Vật lí HSG Hệ thống tập yêu cầu GV HS phải có phối hợp q trình hướng dẫn giải để từ HS tự lực khám phá kiến thức thời gian lớp Sử dụng hệ thống tập giúp học sinh có hệ thống kiến thức logic khắc sâu chất tượng vật lí - Hệ thống tập xây dựng áp dụng HSG trường THPT Chuyên Hệ thống tập địi hỏi người giáo viên cần có am hiểu nhiều HSG kiến thức Vật lí 106 - Do điều kiện thời gian khuôn khổ luận văn nên phần TNSP mang tính minh họa cụ thể mà chưa mang tính khái quát phương diện thực nghiệm với nhiều trường THPT Chuyên Khuyến nghị Các thây cô sử dụng hệ thống tập hướng dẫn giải tập chương “Từ trường” phải ý tới đối tượng học sinh Đối với sở giáo dục đào tạo Hải Dương đề thi học sinh giỏi cần có đề cương phương hướng cần chọn Đối với Bộ Giáo dục đào tạo cần trọng tới công tác bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí nhiều 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Quang Báu (2007), Bài tập Vật lí nâng cao 12, Nxb Đại học Sư phạm Dương Trọng Bái (2001) Bài thi vật lý quốc tế - Tập Nhà xuất giáo dục Dương Trọng Bái (2000) Bài thi vật lý quốc tế - Tập hai Nhà xuất giáo dục Ban tổ chức kỳ thi Olympic truyền thống 30/4(2010), Tuyển tập đề thi Olympic 30-4, lần thứ XVI- Môn Vật lí, Nhà xuất Đại học Sư Phạm Bộ Giáo dục Đào tạo (ngày 15/02/2012), Quy chế Tổ chức hoạt động trường trung học phổ thông chuyên, Ban hành kèm theo Thông tư số: 06/2012/TTBGDĐT Lương Dun Bình (2009), Vật lí đại cương, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam Phạm Kim Chung (2011), Bài giảng chuyên đề, phương pháp dạy học Vật lý Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội Phạm Kim Chung (2006), Bài giảng phương pháp dạy học Vật lí trường Trung học phổ thơng, Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội Vũ Cao Đàm (2011) Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam 10 Nguyễn Phú Đồng (2013), Bồi dưỡng học sunh giỏi Vật lý, tập 2, Nhà xuất Tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh 11 Nguyễn Thế Khơi (2007) Sách giáo khoa Vật lý 11 nâng cao Nhà xuất giáo dục 12 Vũ Thanh Khiết (2004) Tuyển tập đề thi Olympic vật lý nước Nhà xuất giáo dục 13 Vũ Thanh Khiết (2008) Các đề thi học sinh giỏi vật lý năm 2001 - 2005 Nhà xuất giáo dục 14 Vũ Thanh Khiết – Vũ Đình Túy (2011), Các đề thi học sinh giỏi Vật lí năm 2001 - 2010 15 Phạm Minh Hạc (1996), Tuyển tập Tâm lý học J.Piaget, NXB Giáo dục 16 Nguyễn Thị Mỹ Lộc ( 2009), Tâm lý học giáo dục, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội 17 Ngô Diệu Nga Bài giảng chuyên đề chiến lược dạy học vật lí trường phổ thơng, ( 2011 ) 18 Võ Quang Nhân, Trần Thế Vỹ (2004), “ Các phương pháp suy luận sángtạo”,http://vietsciences.free.fr/thuctap khoahoc/renluyen_sangtao/khainiemhoa.htm 108 19 Nguyễn Đức Thâm (2002), Phương pháp dạy học vật lí trường phổ thông Nxb Đại học Sư phạm 20 Nguyễn Đức Thâm (2002), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trường phổ thông dạy học vật lí Nxb Đại học Sư phạm 21 Phạm Hữu Tịng (1989), Phương pháp dạy tập vật lí, Nxb Giáo dục 22 Phạm Hữu Tòng (1994), Bài tập phương pháp dạy tập vật lí, Nxb Giáo dục 23 Đỗ Ngọc Thống (2007), “Bồi dưỡng học sinh giỏi số nước phát triển”, http://edu.hochiminhcity.gov.vn 24 Đặng Đình Tới (24/1/2011), “ Nơi hội tụ tài trẻ yêu thích Vật lý”, hsgs.edu.vn Tiếng Anh: 25 http://www.jyu.fi/tdk/kastdk/olympiads/ 26 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hph.html Tiếng Nga: 27 http://mechmath.ipmnet.ru/lib 109 PHỤ LỤC Bài kiểm tra số I R Bài 1: Một dòng điện cường độ I chạy dây dẫn mảnh, có dạng cung trịn tâm O bán kính R đặt O khơng khí hình vẽ Biết góc chắn cung  Xác định cảm ứng từ tâm O Bài 2: Một dịng điện khơng đổi chạy theo cuộn dây Xơlênơit hình trụ dài, bán  kính R, tạo nên bên Xơlênơit từ trường với cảm ứng từ B Một  electron khối lượng m, điện tích q = -e, chuyển động với vận tốc v theo hướng đường kính (vng góc với trục Xơlênơit), electron bị lệch từ trường khỏi Xơlênơit sau thời gian Hãy xác định thời gian chuyển động electron Xôlênôit Bài kiểm tra số Bài 1: Ba mặt phẳng song song P1, P2, P3 cách d1 = 2cm, d2 = 4cm, phân không gian thành bốn vùng I, II, III, IV Trong vùng II III người ta tạo từ trường có P2 P3 P1    vectơ cảm ứng từ B1 B2 song song với ba mặt phẳng có chiều hình vẽ Hạt prơtơn vùng I tăng tốc hiệu điện v0 A 60 U, sau đưa vào vùng II điểm A  mặt phẳng P1 với vận tốc v hợp với pháp tuyến P1 góc 60 Bỏ qua tác dụng trọng trường Cho biết khối lượng điện tích prơtơn tương ứng m  1,673.1027 kg; q  1,6.1019 C  B2  B1 d1 O2 d2 Tìm giá trị U, biết hạt sang vùng III với vận tốc hướng vng góc với P2 cảm ứng từ B1 = 1T  Cho biết hạt khỏi vùng III theo hướng vng góc với vectơ v A 110 Đáp án đề kiểm tra số   Id 0 I   I B   dB    d   4R 4R 4R t m eBR 2arctan( ) eB mv Đáp án đề kiểm tra số U =25,5kV ; B2 = 0,29T Hình ảnh thực nghiệm sư phạm 111