(Luận văn thạc sĩ) xây dựng hệ thống và phương pháp giải bài tập chương động lực học vật rắn thuộc chương trình vật lí lớp 12 nâng cao nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN VĂN HÙNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG "ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN" THUỘC CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ LỚP 12 NÂNG CAO NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI – 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN VĂN HÙNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG "ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN" THUỘC CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ LỚP 12 NÂNG CAO NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MƠN VẬT LÍ) Mã số: 60 14 10 Cán hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Huy Sinh HÀ NỘI – 2011 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Giới hạn đề tài Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp luận văn Cấu trúc luận văn Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN THUỘC CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12 NÂNG CAO NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 1.1 Cơ sở lý luận 1.1.1 Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi 1.1.2 Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí trường trung học phổ thông 1.1.3 Một số vấn đề lý luận tập vật lí dạy học trường THPT 12 1.1.4 Một số vấn đề phương pháp dạy học tập vật lí trường THPT17 1.2 Cơ sở thực tiễn 27 1.2.1 Tìm hiểu nội dung kiến thức vật lí kì thi học sinh giỏi cấp Thành phố 27 1.2.2 Một vài nhận xét thực tế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí ba trường THPT huyện Thanh Oai, thành phố Hà Nội 28 1.2.3 Vấn đề sử dụng tập việc bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THPT 31 Chương 37 XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN THUỘC CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ LỚP 12 NÂNG CAO THPT, NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 37 2.1 Nội dung kiến thức chương "Động lực học vật rắn" 37 2.1.1 Vị trí tầm quan trọng chương "Động lực học vật rắn" 37 2.1.2 Cấu trúc nội dung chương Động lực học vật rắn 38 2.1.3 Phân tích nội dung kiến thức chương "Động lực học vật rắn" 40 2.2 Phân loại tập phần động lực học vật rắn 50 2.2.1 Mục tiêu 50 2.2.2 Phân tích hệ thống tập 51 2.3 Xây dựng hệ thống phương pháp giải tập phần động lực học vật rắn thuộc chương trình vật lý lớp 12 nâng cao THPT nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi 53 2.3.1 Hệ thống phương pháp giải tập bản: 53 2.3.2 Hệ thống phương pháp giải tập tổng hợp nâng cao 76 Kết luận chương II 93 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 94 3.1 Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng phương pháp thực nghiệm sư phạm 94 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm (TNSP) 94 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 94 3.1.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 95 3.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 96 3.2.1 Thời điểm thực nghiệm: 96 3.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 96 3.3 Kết xử lí kết 96 3.3.1 Xây dựng tiêu chí để đánh giá 96 3.3.2 Phân tích kết mặt định tính 97 3.3.3 Phân tích kết mặt định lượng 98 3.4 Đánh giá chung thực nghiệm sư phạm 108 Kết luận chương 110 KẾT LUẬN 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐC : Đối chứng HS Học sinh : HSG : Học sinh giỏi GV : Giáo viên GD : Giáo dục GD&ĐT: Giáo dục đào tạo TN : Thực nghiệm THPT: Trung học phổ thông MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Đất nước ta bước vào thời kỳ mới, thời kỳ cơng nghiệp hố - đại hố Mọi ngành nghề có bước thay đổi đáng kể, ngành giáo dục (GD) có bước đổi mạnh mẽ mặt, nhằm đào tạo người có đủ kiến thức, lực sáng tạo, trí tuệ phẩm chất đạo đức tốt đáp ứng yêu cầu khoa học công nghệ kinh tế tri thức Hội nghị lần thứ hai, Ban chấp hành Trung Ương Đảng cộng sản Việt Nam khoá VIII nêu: “Nhiệm vụ mục tiêu giáo dục nhằm xây dựng người có ý thức cộng đồng phát huy tính tích cực cá nhân, làm chủ tri thức khoa học cơng nghệ đại, có tư sáng tạo, có kỹ thực hành giỏi ” Để đạt mục tiêu đề ra, Hội nghị rõ “ Đổi mạnh mẽ phương pháp giáo dục đào tạo (GD&ĐT), khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến đại vào trình dạy học…” Đặc trưng người hoạt động có ý thức Năng suất lao động người phụ thuộc nhiều vào tri thức người Nhà khoa học giỏi phát minh máy móc, quy trình, phương pháp giúp cho suất lao động tăng lên hàng chục, hàng trăm, hàng nghìn lần Nhà quản lý hay trị gia giỏi tạo cộng hưởng sức mạnh hàng trăm, hàng nghìn, hàng triệu người Vì vậy, Nhân tài có vai trị đặc biệt quan trọng công xây dựng xã hội văn minh Những nước văn minh nước bồi dưỡng sử dụng nhiều nhân tài Các trường THPT coi công tác bồi dưỡng HSG công tác mũi nhọn trọng tâm Nó có tác dụng thiết thực mạnh mẽ nâng cao trình độ chun mơn nghiệp vụ đội ngũ thầy cô giáo, nâng cao chất lượng GD khẳng định thương hiệu nhà trường, tạo khí hăng say vươn lên học tập giành đỉnh cao HS Lí luận dạy học xem toán phương pháp dạy học cụ thể, áp dụng phổ biến, thường xuyên cấp học, loại hình dạy học khác áp dụng tất khâu q trình dạy học Đối với mơn vật lý, tập đóng vai trị nội dung, phương tiện để chuyển tải kiến thức, rèn luyện tư kỹ thực hành môn cách hiệu nhất, phương tiện để giảng dạy học tập môn vật lý nhà trường THPT Việc nghiên cứu vấn đề tập vật lí, có nhiều cơng trình khoa học nghiên cứu Các nghiên cứu đề cập tới nhiều mặt tập vật lí với nội dung như: lí luận dạy học tập vật lí; phân loại phương pháp giải tập vật lí, nghiên cứu cụ thể tiến trình dạy học tập vật lí đơn vị kiến thức cụ thể… Đối với việc phân loại phương pháp giải tập vật lí nhiều tác giả nghiên cứu phát hành thành tài liệu tham khảo cho GV HS Sách tham khảo chủ yếu sách tập phục vụ trực tiếp cho SGK nhiều sách luyện thi đại học cao đẳng Tuy nhiên, loại sách trình bày cách hệ thống phương pháp giải tập dành cho công tác bồi dưỡng HSG lại vắng bóng Hơn nữa, chương trình SGK thực từ năm học 2008- 2009 Sách giáo khoa vật lí 12 nâng cao THPT, có chương “Động lực học vật rắn” Vì thuộc nội dung kiến thức mới, kiến thức phần học vật rắn liên quan nhiều đến kiến thức học chất điểm tĩnh học vật rắn mà HS học chương trình vật lý lớp 10 Do để nắm vững lý thuyết giải tốt tập phần học vật rắn khó học sinh Điều gây khó khăn cho việc dạy học công tác bồi dưỡng HSG vật lý THPT Trên sở đó, tác giả lựa chọn đề tài: Xây dựng hệ thống phương pháp giải tập chương “Động lực học vật rắn” thuộc chương trình vật lý lớp 12 nâng cao nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng hệ thống tập vật lý phần “Động lực học vật rắn” thuộc chương trình vật lý lớp 12 nâng cao - Đề xuất phương pháp giải tập giúp HS chuẩn bị tốt cho kì thi học sinh giỏi mơn vật lý THPT Đối tượng nghiên cứu Quá trình hoạt động dạy học GV HS công tác bồi dưỡng HSG vật lý THPT Giả thuyết khoa học Xây dựng hệ thống phương pháp giải tập phần “Động lực học vật rắn” thuộc chương trình vật lý lớp 12 nâng cao, góp phần nâng cao hiệu việc bồi dưỡng HSG môn vật lý Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích đề tài tơi xác định nhiệm vụ sau đây: - Nghiên cứu lý luận tập vật lý phương pháp giải tập vật lý nhằm đạt hiệu cao - Nghiên cứu nội dung kiến thức lý thuyết tập chương “Động lực học vật rắn” thuộc chương trình vật lý lớp 12 nâng cao THPT, tài liệu giáo khoa chuyên vật lý THPT số tài liệu tham khảo vật lý khác - Phân tích vị trí, vai trò nội dung kiến thức chương “Động lực học vật rắn” thuộc chương trình vật lý lớp 12 nâng cao THPT Dựa vào mục đích yêu cầu theo phân phối chương trình thực giảng dạy vật lý nâng cao lớp 12 THPT Dựa vào cấu trúc, nội dung kiến thức cần đạt đề thi HSG vật lý cấp năm trở lại thành phố Hà Nội - Xây dựng hệ thống tập nội dung kiến thức chương “Động lực học vật rắn” thuộc chương trình vật lý lớp 12 nâng cao THPT, dùng cho công tác bồi dưỡng HSG vật lý THPT - Đề xuất số phương pháp giải tập nhằm góp phần nâng cao hiệu kỳ thi HSG vật lý THPT cấp - Điều tra khảo sát tính khả thi biện pháp đề xuất Xử lý kết thực nghiệm toán học thống kê Giới hạn đề tài Nghiên cứu sở lý luận, sở thực tiễn hệ thống phương pháp giải tập vật lý chương “Động lực học vật rắn” thuộc chương trình vật lý lớp 12 nâng cao THPT Trên sở xây dựng hệ thống phương pháp giải tập Nhằm bồi dưỡng HSG phần động lực học vật rắn Phương pháp nghiên cứu 7.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu lí luận mục đích, yêu cầu, biện pháp phát bồi dưỡng HSG vật lý THPT - Nghiên cứu lí luận việc xây dựng hệ thống phương pháp giải tập vật lý dựa quan điểm lí luận q trình nhận thức - Tìm hiểu tài liệu có liên quan đến đề tài: SGK vật lý 12, tài liệu giáo khoa chuyên vật lý THPT, đề thi HSG vật lý cấp 7.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực tiễn - Tìm hiểu thực tiễn công tác giảng dạy bồi dưỡng HSG số trường THPT huyện Thanh Oai- thành phố Hà Nội Nhằm phát vấn đề nghiên cứu - Trao đổi ý kiến với GV có kinh nghiệm công tác bồi dưỡng HSG vật lý THPT - Tổng hợp thống kê số liệu kết thi HSG vật lý số trường THPT huyện Thanh Oai- thành phố Hà Nội 7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý kết thu thực nhiệm vụ nghiên cứu Trên sở rút kết luận đề tài nghiên cứu Những đóng góp luận văn - Bước đầu xây dựng hệ thống phương pháp giải tập chương “Động lực học vật rắn” thuộc chương trình vật lý lớp 12 nâng cao THPT, phong phú đa dạng Giúp GV HS có thêm tư liệu việc dạy học, đặc biệt công tác bồi dưỡng đội tuyển HSG vật lý THPT cấp ... hệ thống phương pháp giải tập vật lý chương ? ?Động lực học vật rắn? ?? thuộc chương trình vật lý lớp 12 nâng cao THPT Trên sở xây dựng hệ thống phương pháp giải tập Nhằm bồi dưỡng HSG phần động lực. .. tương lai 36 Chương XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN THUỘC CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ LỚP 12 NÂNG CAO TRUNG HỌC PHỔ THÔNG, NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 2.1 Nội...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN VĂN HÙNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG "ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN" THUỘC CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ LỚP 12 NÂNG CAO NHẰM BỒI DƯỠNG