Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học chương động lực học chất điểm vật lí lớp 10 nâng cao

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học vinh ------------- Võ Quyết Thắng Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học chơng động lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao Luận văn thạc sĩ giáo dục học Vinh 2007 1 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học vinh ------------- Võ Quyết Thắng Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học chơng động lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao Chuyên nghành: PPGD Vật lý Mã số: 60 14 10 Luận văn thạc sĩ giáo dục học Ngời hớng dẫn khoa học: TS Nguyễn đình thớc Vinh 2007 2 Lời cảm ơn Trong quá trình hoàn thành luận văn này tác giả đã nhận đợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, bạn bè, một số đồng nghiệp, ngời thân. Tác giả xin đợc gửi lời cảm ơn chân thành với những ngời đã giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. Tác giả xin đợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với thầy giáo, TS. Nguyễn Đình Thớc, ngời đã tận tình hớng dẫn, động viên và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tác giả gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy giáo, cô giáo trong tổ PPGD vật lý trờng Đại Học Vinh, các thầy cô giáo trong khoa Sau Đại Học trờng Đại học Vinh, các thầy cô giáo giảng dạy khoa Vật Lý trờng Đại Học Vinh. Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu và các giáo viên trong trờng THPT Nghi Lộc 2 Nghệ An, tổ Lý-Hoá trờng THPT Nghi Lộc 2. Vinh, ngày 20 tháng 12 năm 2007 Tác giả 3 Mục lục Mục lục 2 Mở đầu 5 1. Lí do chọn đề tài 5 2. Mục đích nghiên cứu . 6 3. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu . 6 3.1. Đối tợng nghiên cứu . 6 3.2. Phạm vi nghiên cứu 6 4. Giả thuyết khoa học . 6 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 6 6. Phơng pháp nghiên cứu . 6 7. Kết quả đóng góp của đề tài 7 8. cấu trúc của luận văn . 7 Chơng 1 Cơ sở lý luận xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần cơ học lớp 10 8 1.1. Năng lực sáng tạo và những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập . 8 1.1.1. Năng lực t duy sáng tạo . 8 1.1.1.1. Khái niệm về t duy 8 1.1.1.2. Khái niệm về năng lực . 11 1.1.1.3. Khái niệm về sáng tạo . 12 1.1.1.4. Các phẩm chất quan trọng của t duy sáng tạo 13 1.1.2. Những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập . 13 1.1.2.1. Đặc điểm cơ bản của hoạt động sáng tạo trong học tập 13 1.1.2.2. Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 14 1.1.2.3. Những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 15 4 1.1.2.4. Bồi dỡng năng lực t duy sáng tạo thông qua việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh 15 1.2. Bài tập sáng tạo và việc bồi dỡng năng lực t duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học . 17 1.2.1. Hoạt động giải bài toán vật lý . 17 1.2.2. Bài tập sáng tạo 20 1.2.3. Vai trò của bài tập sáng tạo trong dạy học 23 Chơng 2 Xây dựng và sử dụng BTST trong dạy học chơng động lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao 20 26 2.1. Phân tích nội dung cơ học lớp 10 thuộc chơng trình vật lý thpt phân ban thuộc ban khoa học tự nhiên 26 2.1.1. Hệ thống kiến thức của chơng động lực học chất điểm 26 2.1.1.1. Những nội dung chính trong chơng động lực học chất điểm . 26 2.1.1.2. Trong quá trình giảng dạy chơng động lực học chất điểm cần hình thành và củng cố cho học sinh những kỹ năng quan trọng sau . 27 2.1.1.3. Sách giáo khoa có những vấn đề mới và khó . 27 2.1.2. Thời lợng thực hiện chơng trình dạy chơng động lực học chất điểm .28 2.2 Xây dựng hệ thống BTST về vật lý 29 2.2.1. Cơ sở phân loại BTVL . 29 2.2. 2. Dấu hiệu các loại BTST 30 2.3. Hệ thống BTST phần động lực học . 33 2.3.1. Bài tập có nhiều cách giải 33 2.2.2. Bài tập có hình thức tơng tự nhng có nội dung biến đổi 40 2.2.3. Bài tập thí nghiệm 44 2.2.4. Bài tập cho thiếu hoặc thừa dự kiện . 55 2.2.5. Bài tập nghịch lí, nguỵ biện . 56 2.2.6. Bài tập hộp đen . 60 2.3. Hình thức sử dụng BTST trong dạy học vật lý . 62 5 2.3.1. BTST đa vào tiết dạy lý thuyết và củng cố kiến thức sau bài học 62 2.3.2. Sử dụng BTST trong dạy học tự chọn . 63 2.3.3. Sử dụng BTST ngoài giờ chính khoá 65 2.3.4. Bồi dỡng học sinh giỏi . 67 2.3.5. Sử dụng BTST trên báo tờng, báo bảng 67 Chơng 3: Thực nghiệm s phạm . 68 3.1. Mục đích của thực nghiệm s phạm . 68 3.2. Đối tợng thực nghiệm 68 3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm s phạm 68 3.4. Nội dung thực nghiệm s phạm 69 3.4.1. Lựa chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm . 69 3.4.2. Nội dung thực nghiệm . 69 3.4.2.1. Công tác chuẩn bị 69 3.4.2.2. Tiến hành thực nghiệm . 70 3.4.2.3. Các giáo án thực nghiệm s phạm 70 3.5. Kết quả thực nghiệm . 84 3.5.1. Kết quả kiểm tra sau thực nghiệm 84 3.5.2. Xử lý kết quả thực nghiệm s phạm 85 3.5.3. Phân tích số liệu thống kê 87 3.7 Kết luận chơng 3 . 89 Kết luận 91 Tài liệu tham khảo 93 Phụ lục 1 . 96 Phụ lục 2 . 97 Bảng viết tắt Viết tắt Cụm từ BTST Bài tập sáng tạo HS Học sinh GV Giáo viên THPT Trung học phổ thông VD Ví dụ 6 THPT Trung học phổ thông Mở đầu 1. Lí do chọn đề tài Nớc ta đang trên đà phát triển và hội nhập quốc tế, Đảng và nhà nớc ta đã có những chủ trơng chính sách để bớc vào thời kì phát triển mới. Một trong những vấn đề quan tâm hàng đầu là vấn đề phát triển nguồn nhân để nâng cao hiệu quả và năng suất lao động sản xuất, vì vậy giáo dục là quốc sách hàng đầu. Chất lợng giáo dục học sinh bậc THPT sẽ đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc tạo ra một động lực thúc đẩy sự phát triển của đất nớc. Việc nâng cao chất lợng giáo dục phải thực hiện gắn liền với việc đổi mới về mục tiêu, nội dung chơng trình, đổi mới về phơng pháp giảng dạy để đảm bảo học sinh có thể đáp ứng đợc những yêu cầu nhất định. ở trờng phổ thông học sinh không những nắm vững nội dung kiến thức môn học mà còn phải có khả năng vận dụng những kiến thức đó vào thực tiễn lao động sản xuất hoặc tiếp tục học lên các bậc học cao hơn. Để phát triển t duy vật lý và năng lực sáng tạo của học sinh, ngoài việc các em đợc học lí thuyết trong sách giáo khoa thì việc luyện tập để nắm vững, hiểu sâu kiến thức là rất cần thiết. Việc luyện tập kiến thức có thể đợc tiến hành bằng nhiều phơng pháp khác nhau nh thí nghiệm, thực hành giải các bài tập, khắc sâu các mối liên hệ giữa các mảng kiến thức, mối liên hệ giữa các nội dung kiến thức với các ứng dụng trong thực tế. Hệ thống bài tập sáng tạo có tác dụng củng cố, khắc sâu, tìm tòi những mối liên hệ bản chất giữa kiến thức cơ bản các em đợc học và những vận dụng đơn giản của kiến thức đó vào cuộc sống, khoa học, kĩ thuật cũng nh sự liên hệ một cách hữu cơ giữa các nội dung kiến thức đó. Nội dung kiến thức động lực học chất điểm có vị trí quan trọng trong chơng trình cơ học. Vì các lí do trên chúng tôi chọn đề tài: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học chơng Động lực học chất điểm lớp 10 nâng cao. 7 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần động lực học, chơng trình lớp 10 THPT phân ban và sử dụng hệ thống bài tập đó trong trờng phổ thông góp phần làm phát triển t duy của học sinh. 3. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tợng nghiên cứu - Phơng pháp dạy học sinh giải bài tập vật lý ở trờng phổ thông. - Những định hớng về phơng pháp dạy học ở trờng phổ thông. - Sách giáo khoa và sách bài tập vật lý lớp 10 phân ban 3.2. Phạm vi nghiên cứu Bài tập sáng tạo chơng động lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao. 4. Giả thuyết khoa học Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo chơng động lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao ở các mức độ khác nhau trong quá trình dạy học phần động lực học lớp 10, nếu lựa chọn nội dung, biện pháp và hình thức tổ chức cho học sinh giải bài tập một cách phù hợp sẽ góp phần phát triển t duy và năng lực sáng tạo cho học sinh lớp 10 THPT. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu thực trạng dạy học chơng động lực học chất điểm ở trờng THPT. - Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc bồi dỡng t duy vật lý và năng lực sáng tạo cho học sinh. - Nghiên cứu dấu hiệu bài tập sáng tạo. - Xây dựng và sử dụng những bài tập sáng tạo chơng động lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao. - Thiết kế phơng án sử dụng những bài tập sáng tạo trong chơng động lực học chất điểm. - Thực nghiệm s phạm 6. Phơng pháp nghiên cứu 8 - Nghiên cứu lý luận về t duy và năng lực sáng tạo; bài tập sáng tạo về vật lý và việc sử dụng bài tập sáng tạo trong quá trình dạy học. Nghiên cứu thực tiễn: Quan sát, điều tra, test. Nghiên cứu chơng trình, sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo liên quan đến chơng động lực học chất điểm. Hoạt động dạy học giải bài tập vật lý ở trờng THPT. - Thực nghiệm s phạm, tổ chức hoạt động dạy học giải bài tập sáng tạo. - Xử lí số liệu thực nghiệm s phạm để khẳng định tính khả thi của đề tài bằng thống kê toán học. 7. Kết quả đóng góp của đề tài - Góp phần làm sáng tỏ việc phát triển bồi dỡng t duy vật lý và năng lực sáng tạo của học sinh qua việc dạy học giải những bài tập sáng tạo. - Xây dựng hệ thống những bài tập sáng tạo và sử dụng những bài tập sáng tạo trong dạy học chơng động lực học chất điểm 8. cấu trúc của luận văn - Mở đầu - Nội dung: 3 chơng Chơng 1: Khái niệm về t duy sáng tạo và khả năng phát triển t duy sáng tạo cho học sinh. Chơng 2: Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần động lực học. Chơng 3: Thực nghiệm s phạm. - Kết luận - Tài liêu tham khảo - Phụ lục 9 Chơng 1 Cơ sở lý luận xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần cơ học lớp 10 1.1. Năng lực sáng tạo và những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 1.1.1. Năng lực t duy sáng tạo 1.1.1.1. Khái niệm về t duy T duy là sự phản ánh trong bộ não con ngời những sự vật hiện tợng những mối liên hệ và mối quan hệ có tính quy luật của chúng. Trong quá trình t duy con ngời dùng các khái niệm. Nếu cảm giác, tri giác, hiện tợng là những sự phản ánh của các sự vật hiện tợng cụ thể, riêng rẽ thì khái niệm là sự phản ánh những đặc điểm chung, bản chất của một loại sự vật và hiện tợng giống nhau. Khái niệm là một t tởng phản ánh những dấu hiệu bản chất khác biệt của các sự vật và hiện tợng của hiện thực. Nh vậy t duy đó là sự phản ánh thực tế một cách khách quan, gián tiếp. T duy phản ánh thực tế một cách khái quát vì nó phản ánh những thuộc tính của hiện thực thông qua các khái niệm mà các khái niệm lại tách khỏi những sự vật cụ thể, những cái chứa đựng những thuộc tính đó. T duy phản ánh hiện thực một cách gián tiếp vì nó thay thế những hành động thực tế với chính các sự vật bằng các hành động tinh thần với những hình ảnh của chúng nó cho phép giải quyết những nhiệm vụ thực tế thông qua hoạt động tinh thần (lý luận) bằng cách dựa trên những tri thức về các thuộc tính và các mối quan hệ của các sự vật đợc củng cố trong các khái niệm. - Đặc điểm của t duy: Tính có vấn đề của t duy. Khi gặp những hoàn cảnh, những tình huống mà vốn hiểu biết đã có, phơng pháp hành động đã biết của con ngời không đủ giải quyết, lúc đó con ngời rơi vào hoàn cảnh có vấn đề (hay gọi là tình huống có vấn đề). Khi ấy con ngời phải vợt ra khỏi phạm vi hiểu biết và đi tìm kiến thức, con đờng giải quyết (đi tìm cái mới) hay nói con ngời phải t duy. 10 . bài tập sáng tạo. - Xây dựng và sử dụng những bài tập sáng tạo chơng động lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao. - Thiết kế phơng án sử dụng những bài tập. đào tạo Trờng đại học vinh ------------- Võ Quyết Thắng Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học chơng động lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao