Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương "Tĩnh điện học" nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên Vật lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN ĐỨC HƯNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG "TĨNH ĐIỆN HỌC" NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ HÀ NỘI – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN ĐỨC HƯNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG "TĨNH ĐIỆN HỌC" NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ CHUYÊN NGÀNH LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÝ) MÃ SỐ: 60 14 01 11 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Nguyễn Quang Báu HÀ NỘI – 2015 LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành hướng dẫn tận tình GS.TS Nguyễn Quang Báu Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Xin trân trọng cảm ơn Thầy nhiệt tình hướng dẫn em trình nghiên cứa thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn Phòng đào tạo trường Đại học Giáo dục Đại học Quốc Gia Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập làm luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn giảng viên trường Đại học Giáo dục thầy cô khoa Vật lý Đại học KHTN Hà Nội thầy cô khoa Vật lý trường Đại học Sư Phạm Hà Nội tận tình giảng dạy, giúp đỡ đóng góp nhiều ý kiến quý báu mặt chuyên môn phương pháp cho em q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu bạn đồng nghiệp trường THPT Hà Bắc giúp đỡ trao đổi chun mơn q trình tơi học tập nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo tổ môn Vật lý trường THPT Chuyên Nguyễn Trãi em học sinh yêu quý tạo điều kiện giúp đỡ cộng tác với tơi q trình làm thực nghiệp sư phạm hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày 22 tháng 11 năm 2014 Học viên Nguyễn Đức Hưng i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT HS Học sinh HSG Học sinh giỏi KHTN Khoa học tự nhiên Nxb Nhà xuất THCS Trung học sở TNSP Thực nghiệm sư phạm THPT Trung học phổ thông ii MỤC LỤC Lời cảm ơn……… …………………………………………………………….i Danh mục chữ viết tắt… ………………………………………………….ii Mục lục……………………………………………………………………….iii Danh mục bảng… ………………………………………………… … vi Danh mục sơ đồ hình vẽ …………………………………………… vii MỞ ĐẦU ………………………………………………………………… CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VÀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ ………………………… 1.1 Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý…………….………………… 1.1.1 Tầm quan trọng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý …………4 1.1.2 Học sinh giỏi học sinh giỏi Vật lý… …………………………… 1.1.3 Giáo dục học sinh giỏi… …………………………………………… 1.1.4 Những lực, phẩm chất cần có học sinh giỏi …………………6 1.1.5 Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý … ………………….8 1.2 Bài tập Vật lý dạyu khẳng định việc xây dựng hệ thống tập Vật lý phương pháp hướng dẫn giải tập đă có hiệu cao việc phát triển tư lý luận, rèn luyện kỹ giải tập Vật lý, kích thích lịng say mê Vật lý chinh phục tập khó học sinh giỏi - Nhìn chung hệ thống tập phương pháp giải tập chương “Tĩnh điện học” xây dựng khả thi, nâng cao hiệu công tác bồi dưỡng HSG môn Vật lý -Tuy nhiên thời gian thực nghiệm có giới hạn nên đề tài minh chứng phạm vi hẹp Để đề tài thành công phạm vi rộng cần phải có yêu cầu cao Cụ thể: cần phải tiến hành thực nghiệm nhiều đối tượng học sinh giỏi hơn, thực nhiều khiểm tra đánh giá hơn, từ điều chỉnh bổ sung hệ thống tập cho phù hợp đạt hiệu cao bồi dưỡng việc HSG 85 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Với nhiệm vụ nghiên cứu đề tài đặt nghiên cứu sở lí luận việc bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý học sinh THPT chuyên Nghiên cứu sở lí luận tập Vật lý, việc sử dụng tập hướng dẫn giải tập Vật lý THPT Tìm hiểu thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý trường THPT chuyên Nguyễn Trãi Từ xây dựng hệ thống tập chương “Tĩnh điện học” gồm nhiều dạng bài, có mức độ khó, tổng hợp nhiều mảng kiến thức Kết hợp với việc hướng dẫn hoạt động giải tập theo phương pháp có định hướng tư hướng dẫn tìm tịi khái qt chương trình hóa góp phần bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý Trung học phổ thông chuyên Phương pháp hướng dẫn giải tập đặc trưng mà sử dụng là: - Tách tốn khó, tổng hợp nhiều mảng kiến thức thành toán đơn giản cho học sinh làm trước, sau định hướng cho em làm tổng hợp cần giải sau, cách làm rèn luyện cho em khả tổng hợp phân tích vấn đề - Định hướng cho học sinh phát cách giải tốn có tham số tổng quát sau làm tương tự có tham số cụ thể - Hướng dẫn phân tích phương pháp giải tập định tính chương tĩnh điện học cho học sinh Cuối thơng qua q trình thực nghiệm sư phạm, kết đạt học sinh giỏi sau hướng dẫn giải hệ thống tập chương “Tĩnh điện học ” theo cách làm đề tài cho thấy: - Hệ thống tập hướng dẫn giải tập phát huy tính tích cực học sinh, kích thích niềm say mê mơn học học sinh chuyên Vật lý 86 - Hệ thống tập hướng dẫn giải tập phát triển em lực tư duy: lý luận, phân tích, tổng hợp, khái qt hóa…giúp em giải xác tập khó Với kết trên, đề tài đạt mục đích đề khẳng định giả thuyết khoa học ban đầu Tuy nhiên qua trình nghiên cứu đề tài chúng tơi nhận thấy, đề tài cịn số điểm cần khắc phục sau: - Do thời gian bố trí bồi dưỡng có hạn, sở đa số học sinh hình thành phát triển lực suy luận, phân tích, tổng hợp…, giải thành thạo tốn khó giáo viên cần tổ chức thêm tự học để học sinh trao đổi giải đáp cho tập giao nhà hệ thống tập mà số bạn chưa thực làm tốt thông hiểu Làm bạn giỏi có hội thể lực trình bày, phân tích tốt hơn, tự tin đồng thời bạn chậm hiểu rõ vấn đề cần đạt - Do điều kiện thời gian khuôn khổ luận văn TNSP tiến hành lượng khách thể nhỏ, tiến hành diện rộng nữa, thực nhiều trường chuyên có đặc điểm tương tự đánh giá khách quan xác giả thuyết đề tài Khuyến nghị Phương pháp dùng hệ thống tập đề cập luận văn áp dụng hầu hết kiến thức vật lý chương trình học trường THPT Chuyên Tuy nhiên cách triển khai tổ chức cụ thể cần vào đặc điểm trường giai đoạn bồi dưỡng cho học sinh giỏi Chúng hy vọng rằng: Đề tài góp phần vào việc đổi phương pháp dạy học trường THPT chuyên công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý 87 Chúng tơi mong góp ý thầy cô giáo trường THPT, THPT chuyên, nhà sư phạm giáo viên Vật lý góp ý kiến cho đề tài chúng tơi hồn thiện nữa, tạo điều kiện cho mở rộng sang phần nội dung khác chương trình vật lý phổ thơng, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý nói chung cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THPT nói riêng giai đoạn 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Quang Báu - Nguyễn Cảnh Hòe (2007), Bài tập Vật lí nâng cao 11, Nxb 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/TT-BGDĐT 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 thông, 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 Nguyễn Phú Đồng (2013), Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý, tập 1, Nhà xuất Tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh Phạm Minh Hạc (1996), Tuyển tập Tâm lý học J.Piaget, NXB Giáo dục Nguyễn Thị Mỹ Lộc ( 2009), Tâm lý học giáo dục, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội Phạm Hữu Tòng (1989), Phương pháp dạy tập vật lý, Nxb Giáo dục 10 Phạm Hữu Tòng (1994), Bài tập phương pháp dạy tập vật lí, Nxb Giáo dục 11 Đỗ Ngọc Thống (2007), “Bồi dưỡng học sinh giỏi số nước phát triển”, http://edu.hochiminhcity.gov.vn 89 PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG - THỜI GIAN 90 PHÚT Bài 1(2 điểm): Bốn cầu nhỏ giống tích điện với điện tích q = -10-6C Chúng treo điểm I chân không bốn sợi dây mảnh có chiều dài l = 50 cm Khi cân bằng, góc lệch sợi dây phương thẳng đứng 300 Tìm khối lượng m cầu Lấy g = 10 m/s2 Coi cầu điện tích điểm Đáp số: m  F kq2  2  1   gtan  gl Thay số vào ta có: m = 2,39.10-2 kg Bài 2(3 điểm): Hai kim loại phẳng tích điện trái dấu tạo điện trường Hiệu điện U = 18,2 V khoảng cách hai d = cm Một điện tử chuyển động với vận tốc v0 từ dương, dọc theo đường sức đến âm a Tính v0 để đến âm b Thời gian cực điện tử từ dương sang âm Đáp số: a Giả sử đến âm, v1 vận tốc cuối v0  10.105 m / s b Thời gian: Thời gian cực đại v0 cực tiểu, vt  t max  2d  10.108 s v tb Bài 3( điểm) Hai kim loại rộng vơ hạn tích điện trái dấu đặt song song, cách đoạn d = cm Trong khoảng không gian chúng có điện trường hiệu điện hai U = 4,55 V 90