Xây dựng hệ thống bài tập phần dao động cơ dùng cho bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí lớp 12 trường THPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH TRẦN ĐỨC CƯỜNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN DAO ĐỘNG CƠ DÙNG CHO BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ LỚP 12 TRƯỜNG THPT Chuyên ngành: Lý luận và PPDH môn Vật lí Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học:PGS. TS: PHẠM THỊ PHÚ NGHỆ AN, 2012 LỜI CẢM ƠN Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS. Phạm Thị Phú, người đã nhiệt tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này trong thời gian qua. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban giám hiệu, phòng Đào tạo Sau Đại học, khoa Vật lý Trường Đại học Vinh cùng tất cả các thầy cô giáo đã tham gia giảng dạy trong suốt quá trình tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành các chuyên đề thạc sĩ khóa 18, chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý, Trường Đại học Vinh. Tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn các thầy cô giáo trong Ban giám hiệu, tổ Vật lý trường THPT Cửa Lò, thị xã Cửa Lò, Nghệ An - nơi tôi đang công tác, đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm. Luận văn còn có sự giúp đỡ về tài liệu và những ý kiến góp ý quý báu của các thầy cô giáo thuộc chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý. Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp - những người luôn cổ vũ, động viên để tôi hoàn thành luận văn này. Tuy đã có nhiều cố gắng, Luận văn chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót cần được góp ý, sửa chữa. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn.  Tác giả 2 môc lôc (Hướng dẫn và biểu điểm chấm gồm 03 trang) .62 Môn:Vật lí - THPT 62 Bảng 1: Bảng kết quả phân phối thực nghiệm 82 Bảng 2: Bảng phân phối tần suất 83 Bảng 3: Bảng phân bố tần suất tích luỹ 83 Bảng 4: Bảng các thông số thống kê toán .85 Nh÷ng tõ viÕt t¾t trong luËn v¨n Từ viết tắt Từ đầy đủ GV Giáo viên HS Học sinh NXB Nhà xuất bản SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông PPDH Phương pháp dạy học BGD-ĐT Bộ giáo dục và đào tạo HSG Học sinh giỏi GDTrH Giáo dục trung học TTD Trước tác động STD Sau tác động KT, KN Kiến thức kỹ năng TBKT Trung bình kiểm tra MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong những năm gần đây, Bộ giáo dục chỉ đạo đổi mới công tác giáo dục diễn ra toàn diện trên cả nước. Sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi mới đồng bộ cả mục đích, nội dung, phương pháp và phương tiện dạy học. Nghị quyết Đại hội Đảng Cộng sản Việt Nam khoá XI đã chỉ rõ: "Tiếp tục nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, đổi mới nội dung phương pháp dạy và học . phát huy tinh thần độc lập suy nghĩ và sáng tạo của học sinh, sinh viên, đề cao năng lực tự học, tự hoàn thiện học vấn và tay nghề". Đổi mới phương pháp giảng dạy và đánh giá là nhiệm vụ thường xuyên đối với mọi cán bộ giảng dạy. Để thực hiện tốt điều này, việc trang bị những kiến thức cơ bản và cập nhật về các phương pháp giảng dạy và đánh giá là rất cần thiết. Cùng với sự đổi mới toàn diện đó công tác bồi dưỡng học học sinh giỏi (HSG) cũng được chú trọng. Năm học 2010-2011, thi HSG bậc Trung học phổ thông tiếp tục thực hiện theo Quy chế thi chọn HSG ban hành kèm theo Quyết định số 52/2006/QĐ-BGDĐT ngày 29/12/2006 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục & Đào tạo. Bồi dưỡng HSG ở các trường THPT là công tác mũi nhọn, trọng tâm, nó có tác dụng nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ của đội ngũ giáo viên, nâng cao chất lượng giáo dục, góp phần khẳng định thương hiệu của nhà trường, là một tiêu chí để sở GD-ĐT đánh giá và phân hóa các trường THPT và giáo viên, một công tác được xã hội rất quan tâm. Mỗi một giáo viên khi tham gia công tác này đều có nguyện vọng có kỹ năng bồi dưỡng HSG đạt được thành tích cao. Thực trạng hiện nay công tác bồi dưỡng HSG ở trường THPT diễn ra một cách tự phát, bằng kinh nghiệm riêng của mình mà chưa được trang bị cơ sở lý luận đầy đủ. Bài tập là phương tiện phương pháp dạy học có hiệu quả trong việc thực hiện các nhiệm vụ của công tác này, nó giúp hình thành kiến thức và kỹ năng mới cho học sinh. giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức một cách sinh động, phong phú. Khi giải bài tập học sinh phải thực hiện các thao tác tư duy để tái hiện kiến thức cũ, tìm ra mối liên hệ bản chất giữa các sự vật và hiện tượng, HS phải phán đoán, suy luận để tìm ra lời giải từ đó phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS. Bài tập còn là công cụ hữu hiệu để kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh. Cơ học là phần có nội dung và vị trí đặc biệt trong chương trình vật lý phổ thông vì các khái niệm, định luật là cơ sở để xây dựng kiến thức cơ bản ở các phần khác của vật lý học. Nếu trang bị cho học sinh hệ thống lý thuyết, những bài tập luyện tập và sáng tạo nó sẽ tạo tiền đề cho HS phát triển toàn diện được khả năng của mình. Vì vậy tôi chọn đề tài “Xây dựng hệ thống bài tập phần dao động cơ dùng cho học sinh giỏi vật lý 12 trường THPT“ 2. Mục đích nghiên cứu 5 Xây dựng hệ thống bài tập phần dao động cơ dùng cho bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 12 ở trường THPT nhằm nâng cao kiến thức, kỹ năng, phát triển tư duy và bồi dưỡng niềm yêu thích vật lý học cho học sinh. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu + Đối tượng: - Thực nghiệm học sinh khá giỏi vật lý lớp 12 - Bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý 12 THPT. + Phạm vi nghiên cứu: - Lý thuyết và bài tập phần dao động cơ Vật lí lớp 12 trung học phổ thông. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được hệ thống bài tập luyện tập và sáng tạo đa dạng có nội dung giáo khoa, nội dung thực tế, nội dung kỹ thuật và sử dụng hợp lý cho bồi dưỡng HS khá giỏi thì sẽ nâng cao được kiến thức kỹ năng, bồi dưỡng tư duy và niềm yêu thích Vật lý học cho học sinh. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học phân hoá, bồi dưỡng học sinh giỏi, học sinh năng khiếu; 5.2. Tìm hiểu thực trạng bồi dưỡng HSG các cấp ở nước ta và tỉnh Nghệ An, một số trường THPT tại Nghệ An: tài liệu bồi dưỡng, đề thi chọn HSG các cấp, thực trạng dạy và học,…. 5.3. Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học bài tập vật lý; 5.4. Nghiên cứu lý thuyết, xây dựng và phân loại hệ thống hóa lý thuyết phần dao động cơ. Xây dựng hệ thống bài tập dùng cho bồi dưỡng HSG lớp 12, phần dao động cơ; 5.5. Nghiên cứu các tiêu chí của bài tập bồi dưỡng HSG; 5.6. Xây dựng hệ thống bài tập luyện tập và bài tập phần dao động cơ 12 dùng cho bồi dưỡng HSG; 5.7. Xây dựng các phương án giảng dạy hệ thống bài tập đã xây dựng để bồi dưỡng HSG Vật lý lớp 12; 5.8. Thực nghiệm sư phạm. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu cơ sở lý luận về lý thuyết và bài tập. - Xây dựng hệ thống bài tập, bài tập dao động cơ lớp 12. 6 6.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Điều tra, thực trạng ở trường THPT - Soạn thảo tiến trình - Thực nghiệm sư phạm - Thống kê bằng phương pháp Vật lý học. 7. Đóng góp của luận văn - Xây dựng được hệ thống 30 bài tập luyện tập và phát triển sáng tạo đa dạng có nội dung giáo khoa, nội dung thực tế, nội dung kỹ thuật để bồi dưỡng HSG lớp 12 phần dao động cơ. - Đề xuất 3 phương án sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng để bồi dưỡng HSG: Bài học luyện tập giải, bài tập trên lớp, tự học cá nhân, giải bài tập theo nhóm. - Thiết kế mấy giáo án dạy học bài tập đã xây dựng để bồi dưỡng HSG. 8. Cấu trúc luận văn Mở đầu. Nội dung gồm 3 chương. Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn sử dụng bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý (16.trang) Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần dao động cơ lớp 12 học dùng cho bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý trường THPT (53 trang) Chương 3: Thực nghiệm sư phạm (9 trang) Kết luận. Tài liệu tham khảo. Phụ lục. 7 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN SỬ DỤNG BÀI TẬP BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ. 1.1. Mục tiêu giáo dục trong giai đoạn hiện nay 1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông Hội nghị Ban chấp hành TW Đảng Cộng sản Việt Nam lần 2, khoá XI đã chỉ rõ mục tiêu giáo dục trong giai đoạn mới là: “Nhiệm vụ và mục tiêu cơ bản của giáo dục nhằm xây dựng những con người gắn bó với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, ý chí kiên cường xây dựng và bảo vệ Tổ quốc, tham gia tích cực vào sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, giữ gìn phát huy các giá trị văn hoá dân tộc, có năng lực tiếp thu văn hoá nhân loại, phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực của cá nhân, làm chủ tri thức và khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỷ luật, có sức khoẻ, là những người thừa kế xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên…”. Số: 5358/BGDĐT-GDTrH V/v:    Đã chỉ rõ “ Tiếp tục triển khai thực hiện Đề án phát triển hệ thống trường THPT chuyên giai đoạn 2010 - 2020, tạo sự chuyển biến rõ nét trong việc thực hiện nhiệm vụ phát hiện và bồi dưỡng học sinh năng khiếu, tạo nguồn đào tạo nhân lực chất lượng cao, bồi dưỡng nhân tài của đất nước.” Dựa vào mục tiêu chung này mà nhà trường THPT đã xây dựng các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể trong các hoạt động dạy học và giáo dục của nhà trường. Mục tiêu của hoạt động dạy học Vật lý trong trường THPT cũng không nằm ngoài mục tiêu chung đã được xác định, dựa vào mục tiêu chung này mà mục tiêu cụ thể của việc dạy học Vật lý được đề ra. 1.1.2. Mục tiêu giáo dục môn học vật lí THPT ở Việt Nam hiện nay a, Mục tiêu kiến thức Cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức vật lý cơ bản, khoa học, hiện đại bao gồm: - Các khái niệm về các sự vật, hiện tượng và quá trình vật lý thường gặp trong đời sống, kỹ thuật. - Các đại lượng, định luật và các nguyên lý vật lý cơ bản. - Những nội dung chính của một số thuyết vật lý quan trọng nhất. - Những ứng dụng phổ biến của vật lý trong đời sống, kỹ thuật. - Các phương pháp chung của nhận thức khoa học và những phương pháp đặc thù của 8 vật lý. b, Mục tiêu kỹ năng - Biết quan sát các hiện tượng và quá trình vật lý trong tự nhiên, trong đời sống hằng ngày và trong các thí nghiệm, biết điều tra, sưu tầm, thu thập thông tin cần thiết cho việc học môn vật lý. - Sử dụng các dụng cụ đo phổ biến trong vật lý, có kỹ năng lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm vật lý đơn giản. - Biết phân tích, tổng hợp và xử lý các thông tin thu được để rút ra kết luận, đề ra dự đoán về các mối quan hệ, bản chất của các hện tượng vật lý, đề xuất các phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán. - Vận dụng kiến thức để mô tả và giải thích các hiện tượng, quá trình vật lý, giải các bài tập vật lý và giải quyết các vấn đề đơn giản trong đời sống và sản xuất ở mức độ phổ thông. - Sử dụng các thuật ngữ vật lý, đồ thị để trình bày rõ ràng và chính xác những hiểu biết cũng như những kết quả thu được qua thu thập và xử lý thông tin. - Rèn luyện tư duy, phát triển năng lực sáng tạo và khả năng tự học, khả năng hoạt động độc lập của học sinh. c, Mục tiêu thái độ Giáo dục đạo đức cho học sinh và kĩ thuật tổng hợp cho học sinh, bao gồm : - Có hứng thú học vật lý, yêu thích, tìm tòi khoa học, trân trọng những đóng góp của vật lý học trong sự tiến bộ của xã hội và công lao của các nhà khoa học. - Có thái độ khách quan, trung thực, tác phong tỉ mỉ, chính xác, cẩn thận, có tinh thần hợp tác trong việc học môn vật lý, áp dụng các hiểu biết đạt được. - Có ý thức vận dụng các hiểu biết của vật lý vào đời sống kĩ thuật nhằm cải thiện điều kiện sống và học tập, bảo vệ môi trường sống tự nhiên. d, Nhiệm vụ cụ thể Từ những mục tiêu cụ thể đã đề ra, các nhiệm vụ cụ thể của hoạt động dạy học vật lý bao gồm: - Nhiệm vụ thứ nhất là cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức vật lý , khoa học, hiện đại và các kĩ năng kĩ xảo vật lý. - Nhiệm vụ thứ hai là góp phần cùng các môn học khác rèn luyện tư duy, bồi dưỡng năng lực sáng tạo và khả năng tự học cũng như khả năng hoạt động độc lập của học sinh. Để thực hiện nhiệm vụ này, người giáo viên phải nắm vững quá trình nhận thức, hiểu rõ các phẩm chất tư duy sáng tạo của các hoạt động tự lực và phương pháp bồi dưỡng chúng. Đồng thời phải có nghệ thuật kết hợp việc rèn luyện này với quá trình dạy học vật lý. 9 - Nhiệm vụ thứ ba là góp phần giáo dục thế giới quan và nhân cách, đạo đức cho học sinh. - Nhiệm vụ thứ tư là giáo dục kỉ thuật tổng hợp cho học sinh. Các mục tiêu và nhiệm vụ trên có mối liên hệ biện chứng với nhau và được thực hiện đồng thời trong hoạt động dạy học vật lý ở nhà trường. Tuy nhiên hiện nay nhiều giáo viên hầu như chỉ tập trung chú ý đến việc cung cấp hệ thống kiến thức và các kỹ năng vật lý cho học sinh và không chú ý đúng mức đến các mục tiêu còn lại, đặc biệt là nhiệm vụ bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh. Trong khi đó xã hội ngày nay với tốc độ phát triển quá nhanh của khoa học công nghệ và lượng tri thức khổng lồ đòi hỏi những con người có trí tuệ năng động và tư duy sáng tạo như T.Edison đã nói: “Nhiệm vụ quan trọng nhất của nền văn minh là dạy con người biết suy nghĩ.” Chính vì thế mà việc nghiên cứu để thực hiện mục tiêu nhiệm vụ bồi dưỡng tư duy sáng tạo là điều hết sức cần cấp thiết trong giai đoạn hiện nay của giáo dục và đào tạo. 1.1.3. Trở ngại khi thực hiện mục tiêu và ý tưởng vượt qua trở ngại Thông qua thực tế giảng dạy, tìm hiểu và dự giờ của giáo viên chúng tôi rút ra được một số nhận xét về việc bồi dưỡng HSG vật lý như sau: - Nhận thức về vai trò tác dụng của bài tập vật lý trong việc bồi dưỡng HSG của một số giáo viên chưa được đầy đủ, hợp lý, đa số chỉ thiên về vai trò kiểm tra, đánh giá kiến thức của học sinh thông qua việc giải bài tập vật lý. - Giáo viên chưa thực sự dày công nghiên cứu việc định hướng phát triển tư duy cho học sinh trong giải bài tập vật lý. Hầu hết các giáo viên đều áp đặt học sinh suy nghĩ và giải bài tập theo cách của mình mà không hướng dẫn học sinh độc lập suy nghĩ tìm kiếm lời giải, chưa có thái độ khách quan để thực sự tôn trọng tư duy của các em. - Giáo viên sử dụng các bài tập từ tài liệu có sẵn để chữa cho học sinh mà thực sự chưa có sự đầu tư, sửa đổi các bài tập cho phù hợp với trình độ của học sinh, ngại tìm kiếm thêm bài tập để xây dựng thành hệ thống bài tập phong phú, chưa xây dựng được một hệ thống các câu hỏi định hướng tư duy tích cực đối với từng loại bài tập và thích hợp với trình độ các đối tượng học sinh nhằm đưa học sinh vào con đường độc lập tư duy cao độ để tìm lời giải. - Trong quá trình giảng dạy các giáo viên chưa quan tâm đến việc tổ chức cho học sinh tự phát triển bài tập trên cơ sở các bài tập đã giải được hoặc ngược lại chưa chú ý trong việc hướng dẫn cho học sinh phương pháp phân tích những bài tập phức hợp để đưa dần về các bài tập cơ bản dễ giải hơn. -Trong tiết dạy bài tập giáo viên chọn lọc các bài tập để đưa vào giải thường là những bài tập rèn luyện áp dụng kiến thức đơn thuần, thiên về Vật lý học, kết quả tìm được sau một loạt các phép Vật lý. Còn loại bài tập có tác dụng bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh (bài tập sáng tạo) thì thực sự chưa được chú ý trong quá trình dạy học. 10 . bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý (16.trang) Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần dao động cơ lớp 12 học dùng cho bồi dưỡng học sinh giỏi Vật. VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH TRẦN ĐỨC CƯỜNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN DAO ĐỘNG CƠ DÙNG CHO BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ LỚP 12 TRƯỜNG THPT Chuyên