Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh (áp dụng cho chương dao động điện dòng điện xoay chiều lớp 12 THPT)

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh --------------- lê tùng lâm xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm góp phần bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh (áp dụng cho chơng dao động điện - dòng điện xoay chiều lớp 12 thpt) luận văn thạc sỹ giáo dục học Vinh 2007 1 Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh --------------- lê tùng lâm xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm góp phần bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh (áp dụng cho chơng dao động điện - dòng điện xoay chiều lớp 12 thpt) luận văn thạc sỹ giáo dục học Chuyên ngành: Lý luận và phơng pháp dạy học Vật lý Mã số: 60.14.10 Cán bộ hớng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Quang Lạc Vinh 2007 2 Lời cảm ơn ! Trong quá trình tiến hành thực hiện luận văn này tác giả đã nhận đ- ợc 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 Nghi lộc II, 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 05 tháng 12 năm 2007 Tác giả Các từ viết tắt trong luận văn o BTTN Bài tập thí nghiệm 3 o BT Bài toán o TN Thí nghiệm 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 TL Trả lời Mục lục 4 Mở đầu 1. Lý do chọn đề tài .1 2. Mục đích của đề tài .2 3. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu .2 4. Giả thuyết khoa học 2 5. Nhiệm vụ của đề tài 2 6. Phơng pháp nghiên cứu .3 7. Cấu trúc luận văn 4 Chơng I: cơ sở lý luận của việc phát triển t duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học 1.1. Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh 4 1.1.1. Tích cực hoá là gì 4 1.1.2. Các đặc điểm tính tích cực của học sinh 4 1.1.3. Những biểu hiện của tính tích cực của học sinh 4 1.1.4. Những biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức .5 1.2. T duy trong quá trình nhận thức vật lý 6 1.2.1. Con đờng nhận thức vật lý .6 1.2.2. Các mức độ của t duy 6 1.2.3. Thao tác và hành động t duy trong quá trình nhận thức vật lý 7 1.2.3.1. T duy lý thuyết .7 1.2.3.2. T duy thực nghiệm .8 1.3. Bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh trong quá trình dạy học 9 1.3.1. Dạy học và phát triển trí tuệ 9 1.3.2. Năng lực sáng tạo 10 1.3.3. Bồi dỡng t duy sáng tạo trong nhận thức vật lý của học sinh 11 1.3.4. Những điều kiện để hình thành năng lực sáng tạo cho học sinh 12 1.4. Kết luận chơng I 13 Chơng II: bài tập thí nghiệm vật lý chơng dao động điện dòng điện xoay chiều với việc bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh phổ thông 2.1. Bài tập thí nghiệm 14 2.1.1. Khái niệm về BTTN . 14 2.1.2. Vai trò của BTTN trong việc bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh 14 2.1.3. Các bớc trong quá trình giải BTTN vật lý . .15 2.1.4. Phân loại BTTN vật lý . 15 2.2. Thực trạng dạy học BTTN vật lý ở trờng phổ thông . .17 2.3. Vị trí và nội dung của chơng Dao động điện-Dòng điện xoay chiều 18 2.3.1. Vị trí của chơng Dao động điện Dòng điện xoay chiều 18 2.3.2. Mục tiêu dạy học chơng Dao động điện-Dòng điện xoay chiều 18 2.3.3. Nội dung kiến thức cơ bản chơng 18 2.3.3.1. Grap hoá nội dung của chơng .19 2.3.3.2. Kiến thức cơ bản của chơng .21 2.4. Hệ thống bài tập chơng Dao động điện-Dòng điện xoay chiều .26 2.4.1. Yêu cầu chung . 26 2.4.2. Phơng pháp xây dựng BTTN 27 2.4.3. Hệ thống BTTN chơng Dao động điện-Dòng điện xoay chiều .27 5 2.4.3.1. Các dạng BTTN 27 2.4.3.2. Hệ thống BTTN 28 Các BTTN dạng 1 .28 Các BTTN dạng 2 .45 Các BTTN dạng 3 .47 2.5. Đề xuất một số giáo án BTTN . 55 2.5.1. Giáo án 1: Tiết 24. Bài tập về dòng điện xoay chiều . . 54 2.5.2. Giáo án 2: Tiết 25. Máy phát điện xoay chiều một pha .60 2.5.3. Giáo án 3: Tiết 30. Bài tập về các máy điện .63 2.5.4. Giáo án 4: Ngoại khoá . .68 2.6. Kết luận chơng II 71 Chơng III: thực nghiệm s phạm 3.1. Mục đích thực nghiệm 72 3.2. Đối tợng thực nghiệm .72 3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm .72 3.4. Nội dung thực nghiệm .72 3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm .73 3.6. Kết luận chơng III 80 Kết luận .81 Các bài báo đã đợc công bố 83 Tài liệu tham khảo .84 Phụ lục Mở đầu 6 1. lý do chọn đề tài Thế giới đang xảy ra sự bùng nổ tri thức khoa học và công nghệ. Xã hội mới phồn vinh ở thế kỉ 21 phải là một xã hội dựa vào tri thức, vào t duy sáng tạo, vào tài năng sáng chế của con ngời. Để có thể vơn lên đợc, chúng ta không những phải học hỏi kinh nghiệm của các nớc tiên tiến mà còn phải biết vận dụng những kinh nghiệm đó một cách sáng tạo, tìm ra con đờng phát triển riêng của đất nớc. Tình hình đó đòi hỏi nền giáo dục của nớc ta phải đổi mới mạnh mẽ, sâu sắc toàn diện. 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 đạo đức, trí dục, thể dục ở tất cả các bậc học. Hết 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 các 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 gải 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 và không bị phụ thuộc vào cái đã có. Hay nói cách khác đó chính là bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh. Để thực hiện mục tiêu của quá trình dạy học vật lý nói trên có thể dùng các phơng tiện dạy học vật lý khác nhau. Bài tập vật lý là phơng tiện dạy học thuộc nhóm các phơng tiện dạy học thực hành, trong đó bài tập thí nghiệm vừa phát huy u thế của bài tập vừa có u thế của thí nghiệm. Sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học đạt đợc mục đích: phát triển t duy cho học sinh; kỹ năng phân tích hiện tợng và thao tác thí nghiệm; kỹ năng tính toán, đo đạc về các đại lợng cần quan tâm. Đó là những kỹ năng cần thiết cho việc học tập và nghiên cứu vật lý. Đặc biệt là các bài tập thí nghiệm gắn với thực tế, sẽ giúp học sinh biết vận dụng kiến thức vào cuộc sống thực tiễn, góp phần bồi dỡng kỹ thuật tổng hợp và hớng nghiệp cho học sinh. Mảng bài tập thí nghiệm vật lý trong thực tế dạy học và biên soạn tài liệu giáo khoa hay tham khảo đang còn rất ít. Từ những lý do nêu 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 Dao động điện - Dòng điện xoay chiều lớp 12 THPT) 2. mục đích của đề tài 7 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm chơng "Dao động điện - Dòng điện xoay chiều" và đề xuất tiến trình hớng dẫn giải, theo hớng phát triển năng lực t duy sáng tạo của học sinh, nhờ đó góp phần nâng cao chất lợng dạy học vật lý ở trờng THPT. 3. đối tợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tợng Quá trình dạy học vật lý ở trờng phổ thông. Bài tập thí nghiệm vật lý. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Bài tập thí nghiệm thuộc chơng Dao động điện - Dòng điện xoay chiều trong dạy học ở lớp 12 trờng THPT Nghi lộc 2. 4. giả thuyết khoa học Có thể bồi dỡng năng lực t duy sáng tạo cho học sinh thông qua việc xây dựng và sử dụng hợp lý hệ thống bài tập thí nghiệm trong dạy học chơng Dao động điện - Dòng điện xoay chiều lớp 12 THPT. 5. nhiệm vụ của đề tài Nghiên cứu các đặc điểm của t duy vật lý và t duy sáng tạo. Nghiên cứu lý 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 tế dạy học bài tập thí nghiệm vật lý ở trờng phổ thông. Nghiên cứu chơng trình vật lý lớp 12 THPT. Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm nhằm bồi dỡng một số thao tác t duy, hành động sáng tạo, khả năng vận dụng vào thực tiễn, hớng nghiệp cho học sinh trong dạy học chơng Dao động điện - Dòng điện xoay chiều. Thiết kế thi công một số bài học tiêu biểu sử dụng bài tập thí nghiệm đã biên soạn để dạy học chơng "Dao động điện - Dòng điện xoay chiều". 6. phơng pháp nghiên cứu 6.1. Phơng pháp nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu lý luận về t duy trong nhận thức khoa học và t duy vật lý. Nghiên cứu cơ sở lý luận về xây dựng và sử dụng bài tập vật lý, bài tập thí nghiệm vật lý nhằm phát triển t duy sáng tạo cho học sinh. 8 Nghiên cứu chơng trình sách giáo khoa, sách bài tập và sách tham khảo để phân tích cấu trúc logic, nội dung các kiến thức thuộc chơng Dao động điện - Dòng điện xoay chiều vật lý 12 THPT. 6.2. Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu thực tiễn: quan sát, điều tra thực trạng về việc giảng dạy bài tập vật lý, đặc biệt là bài tập thí nghiệm ở trờng THPT. Thiết kế một số phơng án sử dụng BTTN đã xây dựng vào dạy học theo giả thuyết khoa học của đề tài. Thực nghiệm s phạm ở các trờng THPT, để chỉnh lý, bổ sung, thẩm định ph- ơng án đã thiết kế và kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài. Dùng phơng pháp thống kê toán học để xử lý kết quả thực nghiệm s phạm, từ đó rút ra kết luận đồng thời đề xuất việc áp dụng kết quả nghiên cứu của đề tài cho các phần khác của chơng trình vật lý. 7. cấu trúc luận văn Mở đầu. Nội dung: 3 chơng. Chơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển t duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học. Chơng 2: Bài tập thí nghiệm vật lý chơng Dao động điện Dòng điện xoay chiều với việc bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh phổ thông Chơng 3: Thực nghiệm s phạm. Kết luận. Danh mục các bài báo đã công bố. Tài liệu tham khảo. Phụ lục. chơng I Cơ sở lý luận của việc phát triển t duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học 1.1. Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh 9 Trong quá trình dạy học tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh (HS) là một trong những nhiệm vụ chủ yếu của ngời giáo viên (GV). Vì thế, nó luôn luôn là trung tâm chú ý của lý luận và thực tiễn dạy học. Các nhà giáo dục Đông, Tây, Kim, Cổ đã trao đổi bàn luận nhiều về vấn đề này và cho đến nay nó vẫn là một trong những vấn đề của giáo dục - dạy học. 1.1.1. Tích cực hoá là gì? Tích cực hoá là một tập hợp các hành động nhằm chuyển biến vị trí của ngời học từ thụ động sang chủ động, từ đối tợng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập. 1.1.2.Các đặc điểm tính tích cực của học sinh Tính tích cực của học sinh có hai mặt, đó là mặt tự phát và mặt tự giác: Mặt tự phát của tính tích cực là những yếu tố tiềm ẩn, bẩm sinh thể hiện ở tính tò mò, hiếu kì, hiếu động, linh hoạt và sôi nổi trong hành vi mà mỗi học sinh đều có, ở những mức độ khác nhau. Chúng ta coi trọng những yếu tố tự phát này, cần nuôi dỡng, phát triển chúng trong dạy học. Mặt tự giác của tính tích cực là trạng thái tâm lý tích cực có mục đích và đối t- ợng rõ rệt, do đó khi hoạt động có sự nỗ lực, vợt khó khăn, trở ngại để chiếm lĩnh đối tợng đó. Tính tự giác thể hiện ở óc quan sát, tính phê phán trong t duy, trí tò mò khoa học 1.1.3. Những biểu hiện của tính tích cực nhận thức của học sinh Trong quá trình dạy học, để phát hiện đợc HS có tích cực học tập hay không, ngời GV cần dựa vào một số dấu hiệu sau đây: - Các em có chú ý học tập không? - Có hăng hái tham gia vào mọi hình thức hoạt động học tập không? (đợc biểu hiện qua việc phát biểu ý kiến xây dựng bài, ghi chép). - Có hoàn thành nhiệm vụ đợc giao không? (làm bài tập ở nhà, chuẩn bị bài mới). - Có ghi nhớ tốt những điều đã học không? - Có hiểu bài học không? Có thể trình bày nội dung bài học theo ngôn ngữ riêng không? - Có vận dụng đợc những kiến thức đã học vào thực tiễn không? - Có đọc thêm tài liệu tham khảo, làm thêm các bài tập nâng cao không? 10 . lâm xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm góp phần bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh (áp dụng cho chơng dao động điện - dòng điện xoay chiều lớp 12 thpt). 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 Dao động điện - Dòng điện xoay chiều lớp 12 THPT)