Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh ( áp dụng cho chương dòng điện không đổi vật lí 11 nâng cao )

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh -------------- Bùi danh hào Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm góp phần bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh (áp dụng cho chơng dòng điện không đổi vật lí 11 nâng cao ) Luận văn thạc sĩ giáo dục học Vinh - 2008 Mục lục Mở đầu 1. Lý do chọn đề tài . 1 2. Mục đích của đề tài 2 3. Đối tợng nghiên cứu . 2 83 4. Giả thuyết khoa học 3 5. Nhiệm vụ của đề tài . 3 6. Phơng pháp nghiên cứu . 3 7. Cấu trúc luận văn 4 Chơng 1: cơ sở lý luận của việc phát triển t duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí khi có bài tập thí nghiệm 1.1. Hoạt động nhận thức vật lí . 5 1.1.1. Quy luật chung của quá trình nhận thức vật lí . 5 1.1.2. Con đờng nhận thức vật lí 6 1.2. T duy trong quá trình dạy học vật lý 7 1.2.1. Đại cơng về t duy . 7 1.2.1.1. Khái niệm về t duy . 7 1.2.1.2. Các đặc điểm của t duy 8 1.2.1.3. Các loại t duy 8 1.2.1.4. Các mức độ của t duy . 8 1.2.1.5. T duy nh một quá trình, t duy nh một hoạt động . 9 1.2.1.6. Các thao tác t duy cơ bản . 10 1.2.2. T duy vật lí 11 1.2.2.1 Khái niệm t duy vật lí . 11 1.2.2.2. T duy trong quá trình nhận thức vật lí 12 1.3. Bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh thông qua quá trình dạy học vật lí. 13 1.3.1. Dạy học và phát triển trí tuệ . 13 1.3.2. Động lực của quá trình dạy học . 14 1.3.3. Năng lực của t duy sáng tạo . 14 1.3.4. Bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh trong quá trình nhận thức vật lí 16 1.3.5. Những điều kiện để hình thành năng lực học tập sáng tạo cho HS 17 1.3.6. Phơng pháp rèn luyện cho HS kĩ năng thực hiện các thao tác t duy sáng tạo 18 1.4. Bài tập thí nghiệm với việc bồi dỡng t duy sáng tạo 19 1.4.1. Bài tập thí nghiệm 19 1.4.1.1. Khái niệm bài tập thí nghiệm . 19 1.4.1.2. Tác dụng của BTTN trong việc bồi dỡng t duy sáng tạo cho HS . 19 1.4.1.3. Các bớc trong quá trình giải BTTN vật lí . 20 1.4.1.4. Phân loại BTTN vật lí . 21 1.4.2. Thực trạng dạy học BTTN vật lí ở trờng phổ thông . 23 1.5. Kết luận chơng 1 25 Chơng 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm cho chơng Dòng điện không đổi ở vật lí lớp 11 nâng cao 2.1. Vị trí và nội dung của chơng Dòng điện không đổi , vật lí 11 nâng cao 26 2.1.1. Vị trí của chơng Dòng điện không đổi vật lí 11 nâng cao . 26 2.1.2. Mục tiêu dạy học chơng Dòng điện không đổi vật lí 11 nâng cao . 26 2.1.3. Kiến thức cơ bản của chơng Dòng điện không đổi vật lí 11 nâng cao 27 2.1.3.1. Grap nội dung chơng Dòng điện không đổi vật lí 11 nâng cao 27 2.1.3.2. Kiến thức cơ bản của chơng Dòng điện không đổi vật lí 11 nâng cao 29 2.2. Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm chơng Dòng điện không đổi . 38 2.2.1. Yêu cầu chung 38 84 2.2.2. Phơng pháp xây dựng BTTN vật lí 39 2.2.3. Hệ thống BTTN chơng Dòng điện không đổi 39 2.2.3.1. Các dạng BTTN trong chơng Dòng điện không đổi . 39 2.2.3.2. Xây dựng hệ thống BTTN dạng 1 cho chơng Dòng điện không đổi 40 2.2.3.3. Xây dựng hệ thống BTTN dạng 2 cho chơng Dòng điện không đổi . 45 2.2.3.4. Xây dựng hệ thống BTTN dạng 3 cho chơng Dòng điện không đổi . 54 2.3. Đề xuất một số giáo án BTTN thuộc chơng Dòng điện không đổi nhằm bồi dỡng t duy sáng tạo 62 2.3.1. Giáo án 1 62 2.3.2. Giáo án 2 69 2.3.3. Giáo án 3 76 2.4. Kết luận chơng 2 . 82 Chơng 3: thực nghiệm s phạm 3.1. Mục đích thực nghiệm 83 3.2. Đối tợng thực nghiệm . 83 3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm 83 3.4. Nội dung thực nghiệm 83 3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm 84 3.6. Kết luận chơng 3 . 91 Kết luận 93 Tài liệu tham khảo 95 Phụ lục 85 Lời cảm ơn ! Trong quá trình tiến hành thực hiện luận văn này tác giả đã nhận đợc sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, các bạn bè, đồng nghiệp và ngời thân. Hôm nay, khi luận văn đã hoàn thành tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến những ngời đã giúp đỡ tác giả trong thời gian vừa qua. Trớc hết tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc ngời trực tiếp hớng dẫn tác giả thực hiện luận văn này. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Vật lý, Khoa Sau đại học đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình làm luận văn. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban giám hiệu, các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp Trờng THPT Nam Đàn I, đã giúp đỡ tác giả trong quá trình tác giả học tập và nghiên cứu. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến những ngời thân đã động viên, chia sẻ những khó khăn trong quá trình làm luận văn. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn tới tất cả mọi ngời! Vinh, ngày 06 tháng 11 năm 2008 Tác giả 86 Các từ viết tắt trong luận văn o BTTN Bài tập thí nghiệm o TN Thực nghiệm o ĐC Đối chứng o GV Giáo viên o HS Học sinh o THPT Trung học phổ thông o THCS Trung học cơ sở o CH Câu hỏi o HĐT Hiệu điện thế o CĐDĐ Cờng độ dòng điện o PP Phơng pháp o SGK Sách giáo khoa 87 Lời cảm ơn ! Trong quá trình tiến hành thực hiện luận văn này tác giả đã nhận đợc sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, các bạn bè, đồng nghiệp và ngời thân. Hôm nay, khi luận văn đã hoàn thành tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến những ngời đã giúp đỡ tác giả trong thời gian vừa qua. Trớc hết tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Nguyễn Quang Lạc ngời trực tiếp hớng dẫn tác giả thực hiện luận văn này. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Vật lý, Khoa Sau đại học đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình làm luận văn. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban giám hiệu, các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp Trờng THPT Nam Đàn I, đã giúp đỡ tác giả trong quá trình tác giả học tập và nghiên cứu. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến những ngời thân đã động viên, chia sẻ những khó khăn trong quá trình làm luận văn. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn tới tất cả mọi ngời! Vinh, ngày 06 tháng 11 năm 2008 88 Tác giả Các từ viết tắt trong luận văn o BTTN Bài tập thí nghiệm o TN Thực nghiệm o ĐC Đối chứng o GV Giáo viên o HS Học sinh o THPT Trung học phổ thông o THCS Trung học cơ sở o CH Câu hỏi o HĐT Hiệu điện thế o CĐDĐ Cờng độ dòng điện o PP Phơng pháp o SGK Sách giáo khoa 89 Mở ĐầU 1. Lí DO CHọN Đề TàI Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI, thế kỷ của trí tuệ sáng tạo. Thế giới đang xảy ra sự bùng nổ về tri thức khoa học và công nghệ. Đất nớc ta đang đẩy mạnh sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá . Viễn cảnh sôi động, tơi đẹp nhng cũng nhiều thách thức. Trớc tình hình đó đòi hỏi nền giáo dục của nớc ta phải đổi mới mạnh mẽ, sâu sắc toàn diện. Đã từ nửa thế kỷ qua nhất là ngày nay, khoa học trên thế giới coi trọng những nghiên cứu đổi mới dạy học ở trờng phổ thông theo hớng đảm bảo đợc sự phát triển năng lực sáng tạo của học sinh, bồi dỡng t duy khoa học, năng lực tìm tòi chiếm lĩnh tri thức, năng lực giải quyết vấn đề, khả năng thích ứng đợc với thực tiễn cuộc sống, với sự phát triển của nền kinh tế tri thức. Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai Ban chấp hành Trung ơng đảng cộng sản Việt Nam khoá VIII đã chỉ rõ Mục tiêu chủ yếu là thực hiện giáo dục toàn diện: đức dục, trí dục, thể dục ở tất cả các bậc học. Hết 90 sức coi trọng giáo dục chính trị t tởng, nhân cách, khả năng t duy sáng tạo và năng lực thực hành . Để đạt đợc mục tiêu này, thì việc dạy học không chỉ đơn thuần là việc cung cấp kiến thức cho học sinh, mà hớng cho các em cách giải quyết vấn đề trong học tập để tìm ra cái mới, khả năng phát hiện ra điều cha biết, cha có, đồng thời tạo ra cái cha biết, cha có mà không phụ thuộc vào cái đã có. Hay nói cách khác đó chính là bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh. Để đạt đợc mục tiêu của quá trình dạy học vật lí nói trên có thể dùng các phơng tiện dạy học vật lí khác nhau. Bài tập vật lí có ý nghĩa quan trọng trong việc củng cố, mở rộng, hoàn thiện kiến thức lí thuyết, và rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hớng nghiệp. Trong các loại bài tập thì bài tập thí nghiệm chiếm u thế vợt trội. Sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học đạt đợc mục đích: - Giúp học sinh nắm vững kiến thức vật lí đã đợc học. - Phát triển t duy sáng tạo cho học sinh. - Rèn luyện kĩ năng thực hành: phân tích hiện tợng, thiết kế, lắp ráp thí nghiệm, đo đạc các đại lợng vật lí, xử lí kết quả . - Bài tập thí nghiệm gắn với thực tiễn sẽ giúp học sinh biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần bồi dỡng kĩ thuật tổng hợp và hớng nghiệp cho học sinh. - Bài tập thí nghiệm có tác dụng giáo dục tình yêu lao động, đức tính trung thực, kiên trì, chịu khó, nó cũng có thể mang đến cho học sinh niềm phấn khởi sáng tạo đối với những thành công, tăng thêm sự yêu thích, hứng thú đối với bộ môn vật lí, sự tự tin cho HS. Chơng Dòng điện không đổi lớp 11 là một chơng có ứng dụng thực tiễn rất nhiều, các thiết bị hỗ trợ làm thí nghiệm để thực hiện quá trình dạy học cũng tơng đối phong phú. Thế nhng các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập và các tài liệu tham khảo chủ yếu mang tính hàn lâm, các bài tập thí nghiệm đợc biên soạn còn hạn chế. Từ những lí do trên tôi chọn đề tài: Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm góp phần bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh ( áp dụng cho chơng dòng điện không đổi lớp 11 THPT ). 2. Mục đích của đề tài 91 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm chơng Dòng điện không đổi lớp 11 và đề xuất tiến trình hớng dẫn giải theo hớng phát triển năng lực t duy sáng tạo của học sinh nhờ đó nâng cao chất lợng và hiệu quả của dạy học. 3. đối tợng nghiên cứu 3.1. Đối tợng Cơ sở lí luận về phát triển t duy sáng tạo cho học sinh. Quá trình dạy học vật lí ở trờng phổ thông. Bài tập thí nghiệm. 3.2. Phạm vi nghiên cứu. Chơng trình vật lí lớp 11 phần Dòng điện không đổi chơng trình nâng cao. Bài tập thí nghiệm thuộc chơng Dòng điện không đổi trong dạy học vật lí ở lớp 11 tr- ờng THPT Nam đàn 1. 4. giả thuyết khoa học Thông qua việc xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm và đề xuất tiến trình sử dụng hợp lí hệ thống đó trong dạy học chơng Dòng điện không đổi có thể góp phần khắc sâu kiến thức chơng và phát triển năng lực t duy sáng tạo cho học sinh. 5. Nhiệm vụ của đề tài Nghiên cứu các đặc điểm của t duy vật lí và t duy sáng tạo. Nghiên cứu về lí luận về vai trò, đặc điểm của bài tập thí nghiệm trong việc bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh. Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập thí nghiệm vật lí ở trờng phổ thông. Nghiên cứu chơng trình vật lí 11 THPT. Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm và đề xuất tiến trình sử dụng theo hớng nhằm củng cố và vận dụng lí thuyết, bồi dỡng một số thao tác t duy, thực hành sáng tạo cho học sinh thông qua dạy học chơng Dòng điện không đổi. 6. phơng pháp nghiên cứu 6.1. Phơng pháp nghiên cứu lí thuyết Nghiên cứu lí luận về t duy trong nhận thức khoa học và t duy trong dạy học vật lí. Nghiên cứu cơ sở lí luận về xây dựng và sử dụng bài tập vật lí, bài tập thí nghiệm vật lí nhằm phát triển t duy sáng tạo cho học sinh. Nghiên cứu chơng trình sách giáo khoa, sách bài tập và các tài liệu liên quan đến đề tài. 6.2. Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm 92 . những lí do trên tôi chọn đề tài: Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm góp phần bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh ( áp dụng cho chơng dòng điện không đổi. dục và đào tạo Trờng đại học vinh -------------- Bùi danh hào Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm góp phần bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh ( p dụng