Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập dạy học chương hạt nhân nguyên tử vật lí 12 thpt nhằm nâng cao chất lượng học tập của học sinh luận văn thạc sỹ vật lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ PHƢỚC THÔNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP DẠY HỌC CHƢƠNG “HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ” – VẬT LÍ 12 THPT NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: Lý luận Phƣơng pháp dạy học mơn Vật Lí Mã số: 60.14.10 Cán hƣớng dẫnkhoa học: PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH THƢỚC Nghệ An – 2012 i LI CM N Hoàn thành luận văn này, tác giả xin cảm ơn sâu sắc đến cán h-ớng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Đình Th-ớc tr-ờng Đại học Vinh, đà giúp đỡ h-ớng dẫn tận tình Xin chân thành cảm ơn đến gia đình ng-ời thân đà tạo điều kiện vật chất tinh thần cho tác giả trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn quí thầy, cô chuyên ngành Lý luận Ph-ơng pháp dạy học môn Vật lý - Khoa Vật lý tr-ờng Đại học Vinh đà tạo ®iỊu kiƯn, gióp ®ì st thêi gian häc tËp Xin chân thành cảm ơn quí đồng nghiệp quan, Ban giám hiệu, thầy cô học sinh tr-ờng THPT Tân An, Long An đà tạo điều kiện cho thực nghiệm s- phạm kiểm chứng kết nghiên cøu Long An, ngày 25 tháng năm 2012 Tác giả Lê Phƣớc Thơng ii BẢNG CÁC KÍ TỰ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN BTVL CĐ DHVL ĐC ĐH GV HS KHGD KHTN LL NXB NXBGD NXBKHKT PGS PP SGK SGV TB THCS THPT TN TNSP VN Bài tập vật lí Cao đẳng Dạy học vật lí Đối chứng Đại học Giáo viên Học sinh Khoa học giáo dục Khoa học kĩ thuật Lí luận Nhà xuất Nhà xuất giáo dục Nhà xuất khoa học kĩ thuật Phó giáo sƣ Phƣơng pháp Sách giáo khoa Sách giáo viên Trung bình Trung học sở Trung học phổ thông Thực nghiệm Thực nghiệm sƣ phạm Về nhà MỤC LỤC Nội dung MỞ ĐẦU 1.1 1.1.1 1.1.2 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.3 1.3.1 1.3.2 1.4 1.4.1 1.4.2 1.5 1.6 1.6.1 1.6.2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.2.1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Dự kiến đóng góp đề tài Cấu trúc luận văn Chƣơng : CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ Ở TRƢỜNG PHỔ THƠNG Bài tập vật lítrong q trình dạy học Khái niệm tập vật lí (BTVL) Sử dụng tập vào mục đích trình dạy học Phân loại tập Phân loại theo nội dung Phân loại tập theo phƣơng thức cho điều kiện phƣơng thức giải Phân loại tập theo mức độ nhận thức Bài tập trắc nghiệm tự luận tập trắc nghiệm khách quan Bài tập trắc nghiệm tự luận Bài tập trắc nghiệm khách quan Hƣớng dẫn HS giải BTVL Hoạt động giải BTVL Cơ sở định hƣớng việc hƣớng dẫn HS giải BTVL Thực trạng sử dụng BTVLhiện Xây dựng hệ thống tập Xây dựng hệ thống tập Sử dụng hệ thống tập vào dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” Kết luận chƣơng Chƣơng 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP DẠY HỌC CHƢƠNG “HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ” – VẬT LÍ 12 THPT Mục tiêu dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” Mục tiêu chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” Những nội dung kiến thức HS cần phải nắm vững chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” Hệ thống tập chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” Phần I: Hệ thống tập câu hỏi: dạng tập định tính Tr 1 1 2 4 6 12 13 13 13 14 14 14 16 17 17 19 20 21 21 21 21 22 22 2.2.2 2.2.3 2.3 2.3.1 2.3.2 3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4 Phần II: Hệ thống tập tự luận Phần III Hệ thống tập câu hỏi trắc nghiệm khách quan (MCQ) ĐÁP ÁN VÀ HƢỚNG DẪN TRẢ LỜI Phần II Hệ thống tập câu hỏi trắc nghiệm khách quan (MCQ) Xây dựng tiến trình dạy học số tiết tập Giáo án tiết 64: Bài tập “Năng lƣợng liên kết hạt nhân Phản ứng hạt nhân” Giáo án tiết 67: Bài tập “Phóng xạ” Kết luận chƣơng Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM Mục đích nhiệm vụ thực tập sƣ phạm Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm Tiến trình nội dung thực nghiệm sƣ phạm Chuẩn bị thực nghiệm sƣ phạm Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm Kết thực nghiệm sƣ phạm Xử lí kết thực tập sƣ phạm Những nhận xét kết luận rút từ thực nghiệm sƣ phạm Kết luận chƣơng KẾT LUẬN Tài liệu tham khảo Phụ lục 28 40 46 50 50 57 68 69 69 69 69 70 71 72 74 76 77 78 P1-5 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vật lí mơn học có tập đa dạng phong phú GV sử dụng tập vật lí dạy học để thực tốt nhiệm vụ quan trọng dạy học vật lí nhà trƣờng là: giáo dƣỡng, giáo dục, phát triển trí tuệ giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho HS, đổi giáo dục Thực tiễn dạy học vật lí trƣờng phổ thơng, GV chƣa khai thác, sử dụng tập vật lí dạy học cách có hiệu đổi phƣơng pháp dạy học Việc nâng cao chất lƣợng giáo dục phải gắn liền với việc đổi mục tiêu, nội dung chƣơng trình phƣơng pháp giảng dạy để đảm bảo HS đáp ứng đƣợc yêu cầu định Với lí trên, tơi chọn nghiên cứu đề tài “Xây dựng sử dụng hệ thống tập dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 THPT nhằm nâng cao chất lƣợng học tập HS.” Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống tập dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 THPT dựa vào chuẩn kiến thức để nâng cao chất lƣợng học tập HS Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu - Q trình dạy học vật lí trƣờng THPT - Sử dụng tập vật lí dạy học THPT 3.2 Phạm vi nghiên cứu Bài tập dùng để dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 THPT chƣơng trình Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng sử dụng đƣợc hệ thống tập dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 THPT đảm bảo tính khoa học nâng cao đƣợc chất lƣợng học tập HS Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu phƣơng pháp dạy học vật lí trƣờng phổ thơng; phƣơng pháp dạy tập vật lí 5.2 Nghiên cứu mục tiêu, nội dung chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 THPT 5.3 Tìm hiểu thực trạng sử dụng tập vật lí lớp 12 THPT 5.4 Xây dựng hệ thống tập dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 THPT 5.5 Soạn thảo số giáo án dạy tập vật lí, chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 THPT 5.6 Đề xuất tiến trình sử dụng hệ thống tập đƣợc xây dựng 5.7 Thực nghiệm sƣ phạm trƣờng THPT Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu tƣ liệu phƣơng pháp dạy học vật lí phƣơng pháp dạy tập vật lí trƣờng phổ thơng - Nghiên cứu chƣơng trình, nội dung sách giáo khoa, tập vật lí chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” - Vật lí 12 THPT - Nghiên cứu lý luận xây dựng hệ thống tập sử dụng dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” - Vật lí 12 THPT, nhằm nâng cao chất lƣợng học tập HS 6.2 Phƣơng pháp điều tra phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm Điều tra thực trạng dạy học tập chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” - Vật lí 12 THPT 6.3 Phƣơng pháp thực nghiệm: thực nghiệm sƣ phạm để kiểm chứng kết nghiên cứu 6.4 Phƣơng pháp thống kê toán học Xử lý số liệu điều tra kết thực nghiệm sƣ phạm Đóng góp đề tài - Xây dựng đƣợc hệ thống tập dạy học chƣơng “Hạt nhân ngun tử”, theo chƣơng trình vật lí lớp 12, THPT; bao gồm 17 tập định tính, 17 tập định lƣợng 47 tập trắc nghiệm khách quan nội dung chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” - Ngồi hệ thống tập định lƣợng có phần định hƣớng tƣ giúp cho HS tìm kết toán nhằm bồi dƣỡng phát triển tƣ lực sáng tạo học sinh Cấu trúc đề tài: Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, đề cƣơng luận văn gồm ba chƣơng chính: Chƣơng Cơ sở lý luận thực tiễn dạy học tập vật lí trƣờng phổ thông Chƣơng Xây dựng sử dụng hệ thống tập dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” - Vật lí 12 THPT Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm - Tài liệu tham khảo - Phụ lục NỘI DUNG Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ Ở TRƢỜNG PHỔ THƠNG 1.1 Bài tập vật lí q trình dạy học [14] 1.1.1 Khái niệm tập vật lí (BTVL): Trong thực tế dạy học, ngƣời ta thƣờng gọi vấn đề không lớn, đƣợc giải nhờ suy lí logic, phép tốn thí nghiệm dựa sở định luật phƣơng pháp vật lí, vấn đề gọi BTVL Hiểu theo nghĩa rộng vấn đề xuất nghiên cứu tài liệu giáo khoa tập HS Sự tƣ định hƣớng cách tích cực việc ln ln giải tập 1.1.2 Sử dụng tập vào mục đích q trình dạy học 1.1.2.1 BTVL đƣợc sử dụng nhƣ phƣơng tiện nghiên cứu tài liệu mới: - Bài tập tạo tình có vấn đề để bƣớc vào dạy học mới: ví dụ để dạy Phản xạ tồn phần, ta dùng tập sau: “ Chiếu tia sáng từ nƣớc ngồi khơng khí Tính góc khúc xạ, biết góc tới bằng: a/ 30° ; b/ 45°; c/ 60° Chiết suất nƣớc 4/3” Trong trƣờng hợp a/ b/ HS tính đƣợc góc khúc xạ cịn trƣờng hợp c/ áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng lúc xuất mâu thuẫn, “tình có vấn đề” xuất - Bài tập điểm khởi đầu dẫn dắt đến kiến thức Khi có trình độ tốn học, nhiều tập đƣợc sử dụng khéo léo dẫn HS đến suy nghĩ tƣợng xây dựng khái niệm để giải thích tƣợng tập phát Ví dụ: vận dụng định luật thứ hai Newton để giải tốn hai vật tƣơng tác, thấy đại lƣợng ln khơng đổi tích mv hai vật tƣơng tác Kết việc giải tập dẫn đến việc cần thiết phải xây dựng khái niệm động lƣợng định luật bảo toàn động lƣợng 1.1.2.2 BTVL phƣơng tiện củng cố, ôn tập kiến thức: cách sinh động có hiệu Khi giải tập đòi hỏi HS phải ghi nhớ lại công thức, định luật, kiến thức học, có địi hỏi phải vận dụng cách tổng hợp kiến thức học chƣơng, phần phần nhờ HS hiểu rõ hơn, ghi nhớ vững kiến thức học 1.1.2.3 BTVL phƣơng tiện rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát: Có thể xây dựng nhiều tập có nội dung thực tiễn, giải tập khơng làm cho HS nắm vững kiến thức học, mà tập cho HS quen với việc liên hệ lí thuyết với thực tế vận dụng kiến thức học giải vấn đề đặt sống nhƣ giải thích tƣợng cụ thể thực tiễn, dự đoán tƣợng xảy thực tiễn điều kiện cho trƣớc 1.1.2.4 Bài tập phƣơng tiện (cơng cụ) có tầm quan trọng đặc biệt việc rèn luyện tƣ duy, bồi dƣỡng phƣơng pháp nghiên cứu khoa học cho HS: Giải BTVL hình thức làm việc tự lực HS Trong giải tập HS phải phân tích điều kiện đề bài, tự xây dựng lập luận, phải huy động thao tác tƣ để xây dựng lập luận, thực việc tính tốn, có phải tiến hành thí nghiệm, thực phép đo, xác định phụ thuộc hàm số đại lƣợng, kiểm tra kết luận (đánh giá kết giải quyết), điều kiện tƣ lôgic, tƣ sáng tạo HS đƣợc phát triển, lực giải vấn đề lực làm việc độc lập HS đƣợc nâng cao 1.1.2.5 Thơng qua giải tập rèn luyện cho HS đức tính tốt tác phong làm việc khoa học nhƣ tính tự lực cao, tính kiên trì vƣợt khó, tính cẩn thận, tính hợp tác, tính khiêm tốn học hỏi, v.v 1.1.2.6 BTVL phƣơng tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ HS cách xác Nếu GV biết đề kiểm tra, đề thi nội dung bảo đảm tính phân hóa lực học vật lí HS qua giải HS ta phân loại đƣợc mức độ lực học tập vật lí HS đạt đƣợc cách xác Tóm lại: BTVL phƣơng tiện có vai trị chức để thực mục đích nêu Ta sử dụng BTVL vào giai đoạn trình Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực tập sƣ phạm Thực nghiệm sƣ phạm đƣợc tiến hành nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học đề tài Cụ thể trình thực nghiệm phải xem xét: - Hệ thống tập xây dựng có hợp lí khơng? Phƣơng pháp giải cho dạng tập nêu có tác dụng nhƣ q trình giải tập HS? - Khi vận dụng hệ thống tập chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” xây dựng vào dạy học hiệu chất lƣợng dạy học đƣợc nâng cao nhƣ nào? Để đạt đƣợc mục đích thực nghiệm sƣ phạm có nhiệm vụ sau:  Soạn thảo hệ thống câu hỏi tập kiểm tra để định hƣớng HS dạng tập cần nắm tiết dạy lí thuyết  Xây dựng số phƣơng án dạy tập sở dạng toán phân loại  Tiến hành dạy thực nghiệm giáo án soạn thảo  Đánh giá tính khả thi dạng tập đƣa đề xuất hƣớng dạy tập phần Hạt nhân nguyên tử 3.2 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm HS lớp 12 theo học chƣơng trình mơn Vật lí – trƣờng trƣờng THPT Tân An tỉnh Long An học qua chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” năm học 2011-2012 3.3 Tiến trình nội dung thực nghiệm sƣ phạm 3.3.1 Chuẩn bị thực nghiệm sƣ phạm Trên sở HS khối 12 trƣờng THPT Tân An năm học 2011-2012, vào điểm kiểm tra vật lí HS năm học 2010-2011, lựa chọn đƣợc 06 lớp có chất lƣợng ngang để làm lớp thực nghiệm (125 HS), lớp đối chứng (130 HS) Trƣờng Nhóm TN 12B1 (40 HS) Nhóm ĐC 12B4 (42 HS) THPT Tân An 12B2 (42 HS) 12B5 (44 HS) 12B3 (43 HS) 12B6 (44 HS) Để đánh giá chất lƣợng hai lớp thực nghiệm đối chứng cách xác trƣớc tiến hành thực nghiệm sƣ phạm kiểm tra kiểm tra 71 tiết Qua kết kiểm tra chúng tơi hồn tồn yên tâm với nhận định chất lƣợng hai lớp 3.3.2 Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm Thực nghiệm sƣ phạm đƣợc tiến hành vào đầu năm học 2011-2012 trƣờng THPT Tân An Bản thân cơng tác phịng Khảo thí kiểm định chất lƣợng giáo dục – Sở Giáo dục Đào tạo tỉnh Long An, không trực tiếp giảng dạy, đƣợc thống Ban giám hiệu nhà trƣờng GV mơn Vật lí trực tiếp giảng dạy sáu lớp trên, thân nhờ GV mơn Vật lí đƣợc phân công giảng dạy nội dung giáo án lý thuyết tập chƣơng VII: “Hạt nhân nguyên tử” - Sách giáo khoa Vật lí 12 – để giảng dạy khảo sát lớp thực nghiệm lớp đối chứng Đồng thời, thân dự tiết lý thuyết tập chƣơng VII: “Hạt nhân nguyên tử” lớp khảo sát Quan điểm giảng dạy lớp thực nghiệm lớp đối chứng nhƣ sau: 3.3.2.1 Các tiết lý thuyết: Phƣơng pháp dạy lớp thực nghiệm lớp đối chứng giống Nhƣng lớp thực nghiệm: có soạn thảo trƣớc hệ thống câu hỏi tập kiểm tra để định hƣớng HS dạng tập cần nắm tiết học giao nhiệm vụ nhà để HS suy nghĩ phân dạng tập giải tập nhà 3.3.2.2 Các tiết tập: - Ở lớp đối chứng thực dạy theo tiến trình: chọn tập tiêu biểu, có sẵn SGK sách tập để sửa, nhận xét lời giải - Ở lớp thực nghiệm: để thực tiết dạy tập, thực theo tiến trình giáo án soạn chƣơng Gồm bƣớc sau: + Chuẩn bị: GV phân loại tập thực giải, tìm sai sót mà HS dễ nhầm lẫn; lựa chọn dạng tập sửa lớp, tập giao cho HS tìm hiểu nhà + Soạn tiến trình dạy học lớp, nguyên tắc tạo điều kiện tối đa để HS tự lực nắm vững kiến thức + Thực sửa tập lớp:  Thông qua hỏi cũ GV tóm tắt kiến thức liên quan lên bảng (ghi thành cột) 72  Phát phiếu học tập cho nhóm HS yêu cầu nhóm thực cơng việc  Các đại diện nhóm lên trình bày lời giải  Các nhóm nhận xét rút kết luận phƣơng pháp giải chung cho toán thuộc dạng sửa  GV nhận xét công việc nhóm tổng hợp ý kiến HS Trên sở đó, nêu lên dạng tập phƣơng pháp giải dạng tập  GV giao nhiệm vụ HS thực công việc nhà 3.3.3 Kết thực nghiệm sƣ phạm Đánh giá định tính Trong tiết vật lí tơi dự GV mơn thao giảng lớp thực nghiệm lớp đối chứng thân nhận thấy HS lớp thực nghiệm hẳn lớp đối chứng mặt sau đây: - Các nhóm HS hào hứng vào công việc tham gia phân dạng tập nêu phƣơng pháp giải tập - Khi thực cơng việc tự giải tập HS nhận dạng nhanh giải hiệu - Trong hợp tác nhóm để phân loại tập, HS biết vận dụng linh hoạt kiến thức học để đề xuất dạng tập, phƣơng pháp giải nên phát triển đƣợc tƣ sáng tạo - Trong lí thuyết, GV yêu cầu nêu tập ví dụ để yêu cầu HS nhận dạng giải em thực tốt - Sau xem tập trao đổi với HS thấy HS lớp thực nghiệm nắm dạng toán chƣơng VII: “Hạt nhân nguyên tử” chắn Những HS lớp thực nghiệm tỏ hào hứng thực công việc phân loại tập nhà đƣợc GV bổ sung, hoàn chỉnh dạng tập - Theo dõi trình làm kiểm tra HS, đặc biệt trắc nghiệm (chứa nhiều dạng tốn) chúng tơi nhận thấy HS lớp thực nghiệm làm hiệu Đánh giá định lƣợng qua kết kiểm tra: Để đánh giá kết thực nghiệm sƣ phạm yêu cầu HS làm kiểm tra (một tiết) kiểm tra 15 phút; 73 Với quan điểm đề cách thức tiến hành kiểm tra nhƣ trình bày chúng tơi thu đƣợc kết kiểm tra lớp đối chứng lớp thực nghiệm Số kiểm tra đạt điểm Xi Nhóm Số HS 10 TN 125 12 20 22 31 12 ĐC 130 13 18 28 30 16 Bảng Bảng thống kê điểm số (X i) kiểm tra 3.4 Xử lí kết thực tập sƣ phạm Số % kiểm tra đạt điểm Xi Nhóm Số HS TN 125 0,0 4,0 5,6 9,6 ĐC 130 3,1 10,0 13,9 21,5 23,1 12,3 16,0 17,6 24,8 9,6 7,2 6,9 5,4 2,3 10 5,6 1,5 Số % kiểm tra đạt điểm Xi Bảng Bảng phân phối tần suất (i) 30 25 20 TN 15 ĐC 10 Điểm 10 Biểu đồ phân phối tần suất hai nhóm Nhóm Số HS TN ĐC 125 130 Số % kiểm tra đạt điểm Xi trở xuống 10 0,0 4,0 9,6 19,2 35,2 52,8 77,6 87,2 94,4 100 3,1 13,1 26,9 48,5 71,6 83,9 90,8 96,2 98,5 100 Bảng Bảng phân phối tần suất lũy tích (fi) 74 Số % kiểm tra đạt điểm Xi trở xuống 100 80 TN 60 ĐC 40 20 Điểm 10 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích hai nhóm Nhóm Tổng HS TN ĐC 125 130 số Kém (0-2) 4,0 13,1 Yếu (3-4) 15,2 35,4 Số % HS TB (56) 33,6 35,4 Khá (7-8) 34,4 12,3 Giỏi (9-10) 12,8 3,8 Bảng4 Phân loại theo học lực 35 30 Số % học sinh 25 TN 20 ĐC 15 10 Kém Yếu Trung bình Khá Giỏi Xếp loại Biểu đồ phân loại theo học lực Kết tổng hợp hai kiểm tra thực tập sƣ phạm đƣợc xử lí phƣơng pháp thống kê tốn học theo trình tự sau: - Tính tham số thống kê k  Điểm trung bình (TB): X = f X i i i=1 n với Xi điểm số; fi số HS đạt điểm X i; n số HS dự kiểm tra k  Phƣơng sai: S2 =   fi Xi -X i=1 n-1 75  k  f (X -X) i i  Độ lệch chuẩn: S=  Hệ số biến thiên : S V  100% x  Sai số tiêu chuẩn: m  S n i=1 n-1 Bảng tổng hợp tham số Lớp Tổng số HS X S2 S V% m X  X m TN 125 6,20 3,85 1,96 32 0,01 6,20 ± 0,01 ĐC 130 4,82 3,77 1,94 40 0,01 4,82 ± 0,01 3.5 Những nhận xét kết luận rút từ thực nghiệm sƣ phạm Căn vào kết thực nghiệm sƣ phạm biện pháp khác (trao đổi với HS, nghiên cứu tập ) rút số nhận xét nhƣ sau: - Chất lƣợng nắm kiến thức phần “Hạt nhân nguyên tử” HS lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng, thể chỗ: + Điểm trung bình HS lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng + Hệ số biến thiên lớp thực nghiệm nhỏ lớp đối chứng Nghĩa độ phân tán quanh điểm trung bình cộng lớp thực nghiệm nhỏ + Đƣờng tích luỹ lớp thực nghiệm nằm bên phải phía dƣới đƣờng tích luỹ lớp đối chứng, chứng tỏ chất lƣợng học tập HS lớp thực nghiệm tốt Đồng thời tỷ lệ HS giỏi lớp thực nghiệm cao - Để khẳng định kết thực tập sƣ phạm nhƣ dạy tập theo tiến trình đề ra, ngẫu nhiên; tiến hành kiểm định giả thiết thống kế nhƣ sau: + Ta đề giả thiết H0 là: X TN  X DC : “sự khác giá trị trung bình điểm số lớp thực nghiệm lớp đối chứng khơng có nghĩa” + Đối giả thiết H1 là: X TN  X DC : “Điểm trung bình lớp thực nghiệm lớp điểm trung bình lớp đối chứng có ý nghĩa” Để kiểm định giả thiết H0 giả thiết H1 sử dụng đại lƣợng ngẫu nhiên: 76 XTN -X ĐC t= SP n TN n ĐC (1); n TN +n ĐC (n TN -1).STN +(n ĐC -1).S2ĐC với SP = (2) n TN +n ĐC -2 Sau tính đƣợc t, tiến hành so sánh với giá trị tới hạn t  đƣợc tra bảng Student ứng với mức ý nghĩa  bậc tự do: f = nTN + nĐC - Để rút kết luận: - Nếu t  t khác X TN X ĐC có ý nghĩa - Nếu t  t khác X TN X ĐC ý nghĩa Sử dụng cơng thức (1), (2) với số liệu: X TN = 6,20; X ĐC = 4,82; nTN = 125; nĐC = 130; STN = 1,96; SĐC = 1,94  thu đƣợc kết quả: SP = 1,95; t = 5,63 Tra bảng phân phối Student với mức ý nghĩa  = 0,05 bậc tự f: f = nTN + nĐC – = 253, ta có t = 1,96 Qua tính tốn kết TN, nhận thấy điều kiện t  t đƣợc thỏa mãn nghĩa giả thuyết Ho bị bác bỏ, tức khác X TN X ĐC có ý nghĩa, với mức ý nghĩa  = 0,05 Từ kết cho thấy: điểm trung bình kiểm tra nhóm TN cao so với điểm trung bình kiểm tra nhóm ĐC Điều có nghĩa tiến trình dạy học theo phƣơng pháp TN mang lại hiệu cao tiến trình dạy học thơng thƣờng Kết luận chƣơng Sau xử lý kết thu đƣợc trình TNSP phƣơng pháp thống kê tốn học, chúng tơi khẳng định: - Việc nghiên cứu sử dụng BTVL dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” theo hƣớng nhằm nâng cao chất lƣợng học tập HS tạo điều kiện giúp 77 giảm thời gian truyền giảng, tăng thời gian trao đổi GV HS, tăng thời gian cho hoạt động nhóm HS - Từ kết thống kê phân tích số liệu điều tra thu đƣợc cho thấy kết học tập nhóm TN cao kết học tập nhóm ĐC Cụ thể điểm trung bình nhóm TN cao nhóm ĐC Nhƣ vậy, việc sử dụng hệ thống BTVL dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” theo hƣớng nhằm nâng cao chất lƣợng học tập HS phát huy đƣợc tính tích cực, chủ động, sáng tạo HS học, góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” Vật lí 12 THPT KẾT LUẬN Qua kết nghiên cứu trình thực đề tài: “Xây dựng sử dụng hệ thống tập dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 THPT nhằm nâng cao chất lƣợng học tập HS.”, thân tác giả thực hiện: - Nghiên cứu lí luận DHVL, BTVL; sở đƣa nguyên tắc phân loại BTVL, tiến trình dạy BTVL tiết học: lí thuyết, ơn tập, tập 78 - Trình bày phƣơng pháp giải BTVL tổng quát tập phần Hạt nhân nguyên tử nói riêng - Xây dựng đƣợc hệ thống tập phần Hạt nhân nguyên tử phƣơng pháp giải tập đó; nguồn tài liệu hữu ích cho HS việc nắm bắt kiến thức Hạt nhân nguyên tử nói riêng tài liệu dùng cho HS ơn tập nói chung - Xây dựng đƣợc số giáo án để dạy tập sở tập phân loại tiến hành dạy thực nghiệm số lớp HS 12 - Kết thực tập sƣ phạm nói lên vai trị hệ thống tập nhƣ tiến trình áp dụng vào dạy học có tính khả thi hiệu Trên sở đóng góp đề tài chúng tơi mong muốn, phần lý luận chung nhƣ minh hoạ đƣợc nêu góp phần bổ sung vào lý luận dạy học BTVL Các dạng tập phần Hạt nhân nguyên tử phƣơng pháp giải mà đề tài xây dựng đƣợc ứng dụng dạy học thân đồng nghiệp để không ngừng nâng cao hiệu trình dạy học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lƣơng Duyên Bình (Chủ biên) - Vật lí đại cƣơng tập 3, Quang học – Vật lí nguyên tử hạt nhân NXBGD 2000 [2] Lƣơng Duyên Bình (Chủ biên) – Bài tập Vật lí đại cƣơng tập 3, Quang học – Vật lí nguyên tử hạt nhân NXBGD 2000 [3] X.E Camenetxki – V.P Ơrêkhơp – Phƣơng pháp giải tập Vật lí, tập NXBGD [4] Nguyễn Quang Lạc Những tiếp cận đại lý luận phƣơng pháp dạy học Vật lí ĐH Vinh 2010 79 [5] IA.I Pê-ren-man Vật lí vui, NXB Giáo dục, 1977 [6] Phạm Thị Phú Phát triển tập vật lí nhằm củng cố kiến thức bồi dƣỡng tƣ linh hoạt, sáng tạo cho HS Tạp chí Giáo dục, số 138, 5/2006 [7] Phạm Thị Phú - Nguyễn Đình Thƣớc Logic học dạy học Vật lí ĐH Vinh, 2001 [8] Vũ Quang (Chủ biên) Vật lí 12 NXB Giáo dục, 2008 [9] Vũ Quang (Chủ biên) Bài tập Vật lí 12 NXB Giáo dục, 2008 [10] Vũ Quang (Chủ biên) Vật lí 12 Sách GV NXB Giáo dục, 2008 [11] Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên) Phƣơng pháp dạy học vật lí trƣờng phổ thơng NXB ĐHSP, 2002 [12] Nguyễn Đình Thƣớc Phát triển tƣ HS dạy học vật lí ĐH Vinh, 2010 [13] Phạm Viết Vƣợng Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học NXB ĐHQG Hà Nội 2004 [14] Phạm Hữu Tòng Phƣơng pháp dạy tập vật lí - NXBGD 1989 [15] Nguyễn Đình Nỗn – Phạm Thị Phú – Nguyễn Đình Thƣớc Bài tập trắc nghiệm vật lí 12 NXB ĐHSP, 2009 [16] David Halliday – Robert Resnick – Jearl Walker Cơ sở Vật lí, tập NXBGD 1999 80 PHỤ LỤC Các đề kiểm tra Đề số (kiểm tra 15 phút) Câu 1: Hạt nhân nguyên tử cấu tạo bởi: A prôton, nơtron electron B nơtron electron C prôton, nơtron D Prôton, electron Câu 2: Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân: A có khối lƣợng B Cùng số Z, khác số A C số Z, số A D số A Câu 3: Độ hụt khối hạt nhân ZA X với N = A – Z: A m  Nmn  Z mp B m  m  N mp  Zmp C m   Nmo  Z mp   m D m  Z mp  Nmn Câu 4: Một mẫu chất phóng xạ rađơn chứa 10 10 nguyên tử phóng xạ Biết chu kỳ bán rã rađơn T = 3,8 ngày Hỏi có nguyên tử phân rã sau ngày? A 1,70.109 hạt/ngày B 1,50.109 hạt/ngày C 1,67.109 hạt/ngày D 1,87.109 hạt/ngày Câu 5: Hạt nhân Đơtơri 12 D biết mD = 2,0136u; mn =1,0087u; mp =1,0073u Năng lƣợng liên kết hạt nhân 12 D là: A 0,67 MeV B 1,86 MeV C 2,02 MeV D 2,23 MeV Câu 6: Phát biểu sau không A Tia  dòng hạt nhân nguyên tử Hêli 24 Li B Khi qua điện trƣờng hai tụ điện tia  bị lệch phía âm C Tia  ion hóa khơng khí mạnh D Tia  có khả đâm xuyên mạnh nên đƣợc sử dụng để chữa bệnh ung thƣ Câu 7: Một lƣợng chất phóng xạ có khối lƣợng mo Sau chu kỳ bán rã khối lƣợng chất phóng xạ lại A mo/5 B mo/25 C mo/32 P.1 D mo/50 Câu 8: Chất phóng xạ Iốt 131 53 I có chu kỳ bán rã ngày đêm Ban đầu có 1,00g chất sau ngày đêm lại A 0,92g Câu 9: 24 11 B 0,87g C 0,78g D 0,69 - Na chất phóng xạ β với chu kỳ bán rã 15 Ban đầu có lƣợng chất sau khoảng thời gian lƣơng chất phóng xạ bị phân rã 75%? A 7h30min B 15h00min Câu 10: Đồng vị C 22h30min D 30h00min - Co chất phóng xạ β với chu kỳ bán rã T = 5,33 năm, 60 27 ban đầu có lƣợng Co có khối lƣợng mo Sau năm lƣợng Co bị phân rã phần trăm? A 12,2% Câu Đáp án B 27,8% C B C 30,2% Đáp án đề số C C D D D 42,7% C A D 10 A Đề kiểm tra số (kiểm tra tiết) Câu 1: (1,0 điểm) Nêu khái niệm lƣợng liên kết lƣợng liên kết riêng hạt nhân Hãy viết biểu thức chúng Mức độ bền vững hạt nhân phụ thuộc vào đại lƣợng nào? Trắc nghiệm (mỗi câu 0,5 điểm): Câu 2: Trong phản ứng hạt nhân đại lƣợng sau đƣợc bảo tồn : - Tổng khối lƣợng hệ - Tổng điện tích hệ - Tổng lƣợng nghỉ hệ - Động lƣợng hệ - Tổng số nuclôn A 1, B 2, C 3, Câu 2: Nếu khối lƣợng tính D 2, MeV động lƣợng hạt c2 đƣợc tính đơn vị sau : A c2 MeV B c MeV C MeV c Câu 3: Số lƣợng hạt mang điện nguyên tử Rađi A 314 B 176 C 138 P.2 D c2 MeV 226 88 Ra : D 157 Câu 4: Số nơtron hạt nhân Na23, Al27 P31 lần lƣợt: A 13, 15 16 B 12, 13 15 C 12, 14 16 D 14, 15 17 Câu 5: Hạt đƣợc tạo phản ứng hạt nhân sau : He  49 Be  126 C  ? A Nơtron B Prôton C Êlectron D Hạt  Câu 6: Một hạt nhân có 231 nuclơn, 140 nơtron Hạt nhân đó: A 234 90 Th B 231 91 Pa C 91 40 Zr D 140 58 Ce Câu 7: Tính lƣợng liên kết riêng hạt nhân liti 37 Li , biết khối lƣợng hạt nhân m = 7,0l60u; mp = 1,007276u; mn = 1,008665u A 6, 43 MeV nuclon B 4, 21 MeV nuclon C 5,38 MeV nuclon D 7,94 MeV nuclon Câu 8: Tổng khối lƣợng hạt trƣớc phản ứng hạt nhân nhỏ tổng khối lƣợng hạt sau phản ứng 0,02u Phản ứng thu hay tỏa lƣợng ? A Tỏa lƣợng nhỏ 10 MeV B Tỏa lƣợng lớn 15 MeV C Thu lƣợng nhỏ 10 Me V D Thu lƣợng lớn 15 MeV Câu 9: Tính lƣợng liên kết riêng hạt nhân đơteri 12 D , biết khối lƣợng mD = 2,0136u; mp = l,0073u; mn=1,0087u A 3,2013 MeV B 1,1172 MeV C 2,2344 MeV D 4,1046 MeV Câu 10: Năng lƣợng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân C 12 thành ba hạt  ? Biết mC = 11,9967u ; m= =4,0015u A 7,2618 MeV B 0,0078 MeV C 5,2783 MeV D 7,9952 MeV Tự luận (4,0 điểm) Câu 11: (2,0 điểm) Cho phƣơng trình phản ứng : 11H  49 Be  24 He  36 Li Một hạt prôtôn đƣợc gia tốc đến động Wp = 5,45 MeV cho bắn vào hạt beri đứng yên để thực phản ứng Hạt α sinh bay vuông góc với P.3 prơtơn có động Wα = MeV Xác định động hạt Li tạo thành Lấy gần khối lƣợng hạt : mp= u; mBe = 9u ; mα = 4u ; mLi = 6u Câu 12: (2,0 điểm) Khi bom hiđrô nổ, phản ứng nhiệt hạch xảy heli đƣợc tạo thành từ đơteri triti Hãy viết phƣơng trình phản ứng tính lƣợng đƣợc sinh g heli đƣợc hình thành Biết mH2 = 2,01410u ; mH3 = 3,01605u; mHe =4,00260u; mn = l,00866u Đáp án, biểu điểm đề kiểm tra số Câu 1: (1,0 điểm) Nêu khái niệm lƣợng liên kết hạt nhân đúng: (0,25 điểm); Nêu khái niệm lƣợng liên kết riêng hạt nhân đúng: (0,25 điểm); Viết biểu thức lƣợng liên kết lƣợng liên kết riêng hạt nhân đúng: (0,25 điểm); Mức độ bền vững hạt nhân phụ thuộc vào đại lƣợng: lƣợng liên kết riêng: (0,25 điểm) Trắc nghiệm (mỗi câu 0,5 điểm) Câu D C B Đáp án C A B C D B 10 A Tự luận (4,0 điểm) Câu 11: (2,0 điểm) Theo định luật bảo tồn động lƣợng : p p  p  p Li (0,25đ) Do hạt a bay vng góc với hƣớng bay hạt prơtơn (hình vẽ) nên áp dụng định lí Pi-ta-go ta có pLi2  p2  p 2p  mLi2 vLi2  m2 v2  m2p v2p (0,5đ) Giữa động lƣợng động có quan hệ với : W mv2  p2  m2 v  2mW (0,25đ) Thay biểu thức vào phƣơng trình trên, ta có : 2mLi WLi  2mα Wα  2mp Wp (0,5đ) P.4 Từ ta rút biểu thức để xác định động hạt Li: WLi  mα Wα  mp Wp mLi  3,575(MeV) (0,5đ) Câu 12: (2,0 điểm) Phƣơng trình phản ứng đƣợc viết theo định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân : 12 H  13H  24 He  01n (0,25đ) Năng lƣợng đƣợc giải phóng hạt nhân heli đƣợc tạo thành là: Wo  mO c (0,25đ) Trong độ hụt khối : mo  mH  mH  mHe  mn  0, 01889u  17, MeV c2 (0,5đ) Năng lƣợng đƣợc giải phóng phản ứng là: Wo = 17,6MeV Số hạt g heli : N  m 1.6, 02.1023 NA   1,505.1023 A (0,5đ) Vậy lƣợng giải phóng lg heli đƣợc tổng hợp : W  NWo  17,6.106.1,505.1023  26, 488.1029 MeV  4, 23.1011 ( J ) P.5 (0,5đ) ... trạng sử dụng BTVLhiện Xây dựng hệ thống tập Xây dựng hệ thống tập Sử dụng hệ thống tập vào dạy học chƣơng ? ?Hạt nhân nguyên tử? ?? Kết luận chƣơng Chƣơng 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP DẠY HỌC... 5.4 Xây dựng hệ thống tập dạy học chƣơng ? ?Hạt nhân nguyên tử? ?? – Vật lí 12 THPT 5.5 Soạn thảo số giáo án dạy tập vật lí, chƣơng ? ?Hạt nhân nguyên tử? ?? – Vật lí 12 THPT 5.6 Đề xuất tiến trình sử dụng. .. dạy học vật lí trƣờng THPT - Sử dụng tập vật lí dạy học THPT 3.2 Phạm vi nghiên cứu Bài tập dùng để dạy học chƣơng ? ?Hạt nhân nguyên tử? ?? – Vật lí 12 THPT chƣơng trình Giả thuyết khoa học Nếu xây