Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm dạy học chương động lực học chất điểm vật lý 11 nâng cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH PHAN CÔNG NHẬN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM DẠY HỌC CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM VẬT LÍ 10 NÂNG CAO LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Mã số: 60.14.10 Cán hƣớng dẫn khoa học : PGS TS NGUYỂN ĐÌNH THỨỚC VINH, 2012 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Đại học Vinh, Hội đồng khoa học nhà trƣờng, thầy cô giáo khoa Vật lí trƣờng Đại học Vinh tạo điều kiện cho tơi thực hồn thành luận văn Xin cám ơn bạn đồng nghiệp nhiệt tình giúp đỡ tơi để tơi hồn thành luận văn thời hạn Đặc biệt xin tỏ lịng biết ơn đến PGS.TS Nguyễn Đình Thƣớc ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn công tác nghiên cứu hồn thành luận văn Xin chúc thầy dồi sức khỏe phục vụ tốt cho nghiệp giáo dục đào tạo Tác giả CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN BT Bài tập BTTN Bài tập thí nghiệm GV Giáo viên HS Học sinh PPTN Phƣơng pháp thực nghiệm SBT Sách tập SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thơng TN Thí nghiệm TNSP Thực nghiệm sƣ phạm MỤC LỤC Trang Mở đầu Lý 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 Những đóng góp luận văn Cấu trúc luận văn Chƣơng Bài tập thí nghiệm bồi dƣỡng tƣ vật lí cho học sinh dạy học 1.1 Tƣ vật lí bồi dƣỡng tƣ vật lí cho HS dạy học 1.1.1 Tƣ vật lí 1.1.2 Đặc điểm tƣ vật lí 1.1.3 Bồi dƣỡng tƣ vật lí dạy học mơn vật lí trƣờng THPT 1.2 Bài tập thí nghiệm vật lí 13 1.2.1 Khái niệm 13 1.2.2 Phân loại tập thí nghiệm vật lí .14 1.3 Quy trình xây dựng sử dụng BTTN theo hƣớng bồi dƣỡng tƣ vật lí cho HS THPT 20 1.4 Thực trạng sử dụng BTTN số trƣờng THPT 22 1.4.1 Thực trạng BTTN tài liệu dạy học xuất .22 1.4.2 Thực trạng sử dụng BTTN trƣờng THPT 23 1.4.3 Một số nguyên nhân 23 Kết luận chƣơng .24 Chƣơng Xây dựng hệ thống tập thí nghiệm dạy học chƣơng động lực học chất điểm vật lí 10 nâng cao 25 2.1 Nội dung kiến thức chƣơng Động lực học chất điểm .25 2.1.1 Mục tiêu dạy học .25 2.1.2 Nội dung chƣơng Động lực học chất điểm 27 2.2 Hệ thống tập thí nghiệm chƣơng Động lực học chất điểm - Vật lí 10 28 2.2.1 Bài tập có hƣớng dẫn giải 28 2.2.2 Bài tập tự giải .47 2.2.3 Đề xuất phƣơng án sử dụng tập thí nghiệm vào dạy học 48 2.2.3.1 Bài tập thí nghiệm học tập vật lí 48 2.2.3.2 Bài tập thí nghiệm học xây dựng kiến thức 57 2.2.3.3 Bài học thực hành vật lí: Đo hệ số ma sát lăn .63 Kết luận chƣơng 67 Chƣơng Thực nghiệm sƣ phạm 68 3.1 Mục đích nhiệm vụ 68 3.2 Đối tƣợng nội dung 68 3.3 Phƣơng pháp thực nghiệm .69 3.4 Đánh giá kết 70 Kết luận chƣơng .76 Kết luận kiến nghị 77 Tài liệu tham khảo .79 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật bùng nổ thông tin khoa học làm cho kho tàng tri thức nhân loại tăng lên cách đáng kể Mâu thuẫn quỹ thời gian giảng dạy nhà trƣờng lƣợng kiến thức cần trang bị cho HS ngày gay gắt Để đáp ứng nhu cầu đào tạo nguồn nhân lực cho nghiệp công nghiệp hóa đại hóa đất nƣớc yêu cầu ngày cao xã hội, đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi cách toàn diện nội dung, phƣơng pháp, phƣơng tiện dạy học hình thức kiểm tra đánh giá kết học tập Do lƣợng kiến thức phong phú, học lý thuyết lớp chiếm nhiều, thời gian dành cho HS luyện tập Bên cạnh đó, học vật lí quan trọng phải biết vận dụng kiến thức để giải tập, giải thích tƣợng vật lí nhƣ ứng dụng kiến thức vào thực tiễn Tuy nhiên, tình hình dạy học vật lí đƣợc đánh giá: “Vật lí mơn khoa học thực nghiệm nhƣng chƣa giảng dạy tên gọi Hiện tƣợng dạy chay phổ biến, kể trƣờng có đủ thiết bị thí nghiệm.”, với cách dạy học chủ yếu thầy chủ động truyền đạt, trò thụ động ghi nhớ Từ đó, khơng phát huy đƣợc tính động, tích cực nhƣ khơng kích thích đƣợc hứng thú học tập HS Để góp phần nâng cao chất lƣợng giáo dục, địi hỏi ngƣời GV phải khơng ngừng đổi phƣơng pháp giảng dạy, cải thiện cách soạn nhằm giúp HS có điều kiện vận dụng tốt kiến thức học Có nhƣ thế, HS nắm vững kiến thức học Mặt khác, để đáp ứng nhu cầu ngày cao mục tiêu giáo dục, HS không học để biết mà cịn học để thi, để đọ sức với bạn nƣớc bạn quốc tế thông qua kỳ thi quốc gia Với kỳ thi lớn, nội dung đề thi ngày theo hƣớng mở, dạng tập phong phú đa dạng, địi hỏi tính sáng tạo HS cao Một dạng tập BTTN BTTN tập giải phải thực thí nghiệm Vì BTTN vừa phát huy đƣợc ƣu tập vật lí vừa phát huy đƣợc chức thí nghiệm vật lí dạy học Tuy nhiên, sách BTTN vật lí Trong trình giảng dạy, GV đƣa vào tập dạng Chính lí trên, chọn đề tài: “Xây dựng sử dụng hệ thống tập thí nghiệm dạy học chƣơng “Động lực học chất điểm” vật lí 10 nâng cao Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống BTTN chƣơng “Động lực học chất điểm” vật lí 10 nâng cao sử dụng chúng dạy học nhằm phát triển tƣ lực sáng tạo cho HS Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tƣợng - Q trình dạy học vật lí trƣờng THPT - Bài tập thí nghiệm vật lí 3.2 Phạm vi nghiên cứu BTTN chƣơng “Động lực học chất điểm” vật lí 10 chƣơng trình nâng cao Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng đƣợc hệ thống BTTN chƣơng Động lực học chất điểm bảo đảm nội dung khoa học vật lí sử dụng phù hợp với đối tƣợng HS trình dạy học giúp HS phát triển tƣ lực sáng tạo, góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học vật lí THPT Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu sở lý luận dạy học tập vật lí 5.2 Nghiên cứu lý thuyết phát triển tƣ HS dạy học vật lí 5.3 Tìm hiểu mục tiêu, nội dung chƣơng Động lực học chất điểm 5.4 Xây dựng hệ thống BTTN chƣơng Động lực học chất điểm 5.5 Đề xuất phƣơng án dạy học BTTN với hệ thống tập xây dựng 5.6 Thực nghiệm sƣ phạm Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận Tham khảo, nghiên cứu lý thuyết, tài liệu vấn đề liên quan đến việc giải nhiệm vụ đề tài 6.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra, khảo sát việc nghiên cứu ứng dụng ứng dụng - TNSP trƣờng THPT Thanh Bình để đánh giá kết nghiên cứu 6.3 Phƣơng pháp thống kê tốn học Dùng để xử lí số liệu điều tra kết TNSP Những đóng góp luận văn - Xây dựng đƣợc hệ thống BTTN vật lí 25 để dạy học chƣơng Động lực học chất điểm, có hệ thống câu hỏi định hƣớng tƣ cho HS cách giải giúp HS tự lực học tập nhằm phát triển tƣ - Thiết kế đƣợc giảng sử dụng BTTN xây dựng kiến thức q trình giải tập vật lí góp phần đổi phƣơng pháp dạy học Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, tài liệu tham khảo, luận văn gồm có chƣơng: Chƣơng BTTN bồi dƣỡng tƣ vật lí cho HS dạy học Chƣơng Xây dựng sử dụng hệ thống BTTN dạy học chƣơng Động lực học chất điểm, vật lí 10 nâng cao Chƣơng Thực nghiệm sƣ phạm Kết luận Phụ lục Chƣơng BÀI TẬP THÍ NGHIỆM BỒI DƢỠNG TƢ DUY VẬT LÍ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC 1.1 Tƣ vật lí bồi dƣỡng tƣ vật lí cho HS dạy học 1.1.1 Tƣ vật lí [13], [15] Tƣ vật lí quan sát tƣợng vật lí, phân tích tƣợng phức tạp thành phận đƣơn giản xác lập chúng mối quan hệ phụ thuộc định, tìm mối liên hệ mặt định tính mặt định lƣợng tƣợng đại lƣợng vật lí, dự đốn hệ từ lý thuyết áp dụng kiến thức khái quát thu đƣợc từ thực tiễn Các tƣợng vật lí tự nhiên phức tạp, nhƣng định luật chi phối chúng thƣờng lại đơn giản, tƣợng bị nhiều yếu tố tác động chồng chéo lên nối tiếp mà ta quan sát đƣợc kết tổng hợp cuối Bởi muốn nhận thức đƣợc đặc tính chất qui luật tự nhiên việc phải phân tích đƣợc tƣợng phức tạp thành phận, giai đoạn chi phối số nguyên nhân, bị tác động số yếu tố, tốt nguyên nhân, yếu tố Có nhƣ thế, ta xác lập đƣợc mối quan hệ chất, trực tiếp; phụ thuộc định lƣợng đại lƣợng vật lí dùng để đo lƣờng thuộc tính chất vật tƣợng Muốn biết đƣợc kết luận khái quát thu đƣợc có phản ánh thực tế khách quan hay không, ta phải kiểm tra lại thực tiễn Để làm việc đó, ta phải xuất phát từ kết luận khái quát, suy hệ quả, dự đoán đƣợc tƣợng quan sát đƣợc thực tiễn Nếu thí nghiệm xác nhận tƣợng nhƣ dự đốn kết luận khái qt ban đầu đƣợc xác nhận chân lý Mặt khác, việc vận dụng kiến thức vật lí khái quát vào thực tiễn tạo điều kiện cho ngƣời cải tạo đƣợc thực tiễn, làm cho tƣợng vật lí xảy theo hƣớng có lợi cho ngƣời, thỏa mãn đƣợc nhu cầu ngày cao ngƣời Ngoài q trình nhận thức vật lí, ngƣời khơng sử dụng hình thức tƣ mà sử dụng tổng hợp, xen kẻ nhiều hình thức tƣ duy, có hình thức chung nhƣ tƣ lí luận, tƣ logic hình thức đặt thù vật lí nhƣ thực nghiệm, mơ hình hóa… 1.1.2 Đặc điểm tƣ vật lí [13], [15] 1.1.2.1 Tính có vấn đề tƣ vật lí Tƣ vật lí nhƣ tƣ nói chung có đặc điểm quan trọng tình có vấn đề Luận điểm X.L.Rubinstein điểm xuất phát q trình tƣ đóng góp quan trọng việc hồn thiện kho tàng lí luận phát triển tƣ “Quá trình tƣ phân tích tình có vấn đề” Rõ ràng tác động hoàn cảnh gây tƣ vật lí Muốn kích thích đƣợc tƣ vật lí HS trƣớc hết ta phải đƣa HS vào tình có vấn đề Tình có vấn đề phải đƣợc HS nhận thức đầy đủ, đƣợc chuyển thành đầy đủ nhiệm vụ cá nhân, đồng thời chủ thể phải có nhu cầu giải quyết, nhu cầu nhận thức tri thức cần thiết liên quan tới vấn đề Những dấu hiệu tình có vấn đề: – Nó phải chứa đựng điều biết làm liệu, phải cho trƣớc liệu để làm điểm xuất phát cho suy nghĩ, cho tìm tịi sáng tạo; – Nó bao hàm chƣa biết, địi hỏi phải có tìm tịi sáng tạo, có tham gia hoạt động tƣ có nhanh trí; – Nó phải thể tính lạ, tính khơng bình thƣờng tốn nhận thức, nhằm kích thích hứng thú lịng khao khác tìm tịi học hỏi HS Nhƣ vậy, tình có vấn đề ln chứa đựng mới, khác lạ nhƣng phải phù hợp với vốn kinh nghiệm trình độ HS Mỗi BTTN vấn đề, đọc đề HS đƣợc đặt vào tình có vấn đề Với tình có vấn đề đó, HS khơng thể nhận thức đƣờng cảm tính mà địi hỏi phải đƣợc giải phƣơng pháp tức phải tƣ 1.1.2.2 Tính trừu tƣợng khái quát tƣ vật lí Tƣ vật lí phản ánh chất, chung cho nhiều vật tƣợng vật lí hợp thành nhóm, loại, phạm trù Nhờ phản ánh khái quát vật tƣợng, tƣ vật lí khơng giải nhiệm vụ 10 - GV nhóm hƣớng dẫn định hƣớng, giúp đỡ HS gặp khó khăn Hoạt động (15 phút): Xử lý số liệu viết báo cáo thí nghiệm Hoạt động giáo viên Hoạt động học Nội dung sinh - Cho HS xử lý số liệu viết Xử lý số liệu A1  A2  A3 báo cáo thí nghiệm cách: A - GV yêu cầu HS nhắc lại cách -Tính giá trị trung bình A  Amin tính sai số giá trị trung bình - Tính sai số  A= max cách ghi kết thí nghiệm -Viết kết A= A  A Gv thu báo cáo thí nghiệm HS vào buổi sau Hoạt động (3 phút): Tổng kết, nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - GV nhận xét, đánh giá thực hành - Nhắc HS nhà hoàn thiện báo cáo Nêu lên nhiệm vụ nhà: yêu cầu HS hoàn thành tuần Nội dung đạt đƣợc - Ghi dặn dò GV -Bài - Ghi lại câu hỏi nhà báo cáo thí nghiệm -Hệ thống lại nội dung chƣơng II cách - Ghi thời gian hoàn liệt kê lực học: thành + Lực xuất trƣờng hợp nào? + Đặc điểm lực + Công thức xác định 71 Kết luận chƣơng Chúng xây dựng đƣợc 25 BTTN đề xuất phƣơng án sử dụng vào dạy học số điển hình, soạn thảo giáo án để tổ chức dạy học trƣờng THPT Chúng nhận thấy BTTN loại tập đa chức trình dạy học BTTN giúp cho trình phát triển lực tƣ duy, sáng tạo, tính tự lực tìm tịi HS BTTN bồi dƣỡng cho HS kỹ thực nghiệm mà HS thiếu yếu Biên soạn sử dụng hệ thống BTTN vào việc dạy học khơng q khó GV, hệ thống BTTN đƣợc xây dựng theo hình thức dạy học vật lí phù hợp với hình thức dạy học trƣờng THPT nƣớc ta Hệ thống BTTN xây dựng dùng cho HS trƣờng THPT Các thiết bị thí nghiệm đƣợc lựa chọn cho BTTN đơn giản, dễ tìm khơng đắt tiền, phù hợp với điều kiện học tập HS Việt Nam 72 Chƣơng THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1 Mục đích nhiệm vụ 3.1.1 Mục đích thực nghiệm Mục đích TNSP kiểm tra tính đắn giả thuyết khoa học mà đề tài đặt ra, cụ thể kiểm tra hiệu việc sử dụng BTTN theo hƣớng bồi dƣỡng tƣ phát triển lực sáng tạo cho HS THPT Cụ thể, kết TNSP phải trả lời đƣợc câu hỏi: – Sử dụng BTTN theo hƣớng bồi dƣỡng tƣ vật lí có góp phần phát huy đƣợc tính tức cực, chủ động, sáng tạo HS học tập vật lí hay khơng? – Chất lƣợng học tập HS trình học tập đƣợc tổ chức theo tiến trình dạy học thực nghiệm so với trình học tập đƣợc tổ chức theo tiến trình dạy học bình thƣờng nhƣ nào? – Cần có bổ sung, chỉnh lí nhƣ BTTN sử dụng tiến trình dạy học đề xuất? 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm Trong trình TNSP chúng tơi thực nhiệm vụ sau: – Tiến hành điều tra, thăm dò để nắm rõ tình hình dạy học vật lí sử dụng BTTN số trƣờng THPT địa bàn huyện Thanh Bình tỉnh Đồng Tháp – Tổ chức dạy học số nội dung chƣơng “Động lực học chất điểm”- vật lí 10 nâng cao THPT cho lớp đối chứng thực nghiệm – Kiểm tra, thu thập số liệu, xử lí kết thực nghiệm để đánh giá hiệu vấn đề nghiên cứu 3.2 Đối tƣợng nội dung 3.3.1 Đối tƣợng thực nghiệm Chúng chọn HS hai lớp 10A1, 10A2 trƣờng THPT Thanh Bình thuộc tỉnh Đồng Tháp 73 3.3.1 Nội dung thực nghiệm – Ở lớp thực nghiệm, GV dạy theo tiến trình dạy học thực nghiệm thiết kế Các dạy học đƣợc tiến hành thực nghiệm thuộc chƣơng “Động lực học chất điểm”- Vật lí 10 nâng cao THPT, bao gồm: Bài 1: Bài tập chuyển động vật bị ném Bài 2: Bài “ Lực ma sát” Bài 3: Thí nghiệm thực hành: Đo hệ số ma sát lăn – Ở lớp đối chứng GV dạy theo tiến trình dạy học bình thƣờng 3.3 Phƣơng pháp thực nghiệm 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm Chuẩn bị cho việc TNSP đề tài, bắt đầu tiến hành điều tra GV, HS địa bàn tỉnh Đồng Tháp với mục đích trao đổi với GV HS thông qua phiếu điều tra để nắm bắt thực trạng dạy học vật lí trƣờng THPT Qua đó, tạo điều kiện thuận lợi cho công việc TNSP đề tài mà nghiên cứu Trên sở khảo sát, điều tra thăm dị đối tƣợng, chúng tơi tiến hành chọn mẫu thực nghiệm với yêu cầu mẫu đƣợc chọn phải tƣơng đƣơng kích thƣớc chất lƣợng Về kích thƣớc, chúng tơi lựa chọn số lƣợng mẫu nhóm thực nghiệm đối chứng gần nhau, HS lớp 10 trƣờng THPT Thanh Bình thuộc tỉnh Đồng Tháp; chất lƣợng vào chất lƣợng tuyển đầu vào hai lớp Hai lớp thực nghiệm đối chứng 10A1 10A2 có chất lƣợng học tập tƣơng đối ngang nhau, có số lƣợng 40HS 3.3.2 Dạy mẫu quan sát học Tất học lớp thực nghiệm đƣợc quan sát ghi chép hoạt động GV HS theo nội dung sau: – Hoạt động dạy học GV: + Khả sử dụng BTTN nhằm bồi dƣỡng tƣ vật lí cho HS giai đoạn khác trình dạy học 74 + Hiệu việc tổ chức dạy học theo hƣớng tăng cƣờng sử dụng BTTN – Hoạt động học tập HS: + Không khí lớp học, hứng thú học tập tích cực HS qua thái độ học tập, hoạt động xây dựng học… + Khả suy luận, vận dụng kiến thức để thiết kế phƣơng án thí nghiệm; thao tác thí nghiệm; dự đốn, nhận xét giải thích kết thí nghiệm… nhằm đánh giá khả tƣ HS thông qua BTTN + Mức độ lĩnh hội vận dụng kiến thức qua kết trả lời câu hỏi phần củng cố, vận dụng kiến thức + Mức độ đạt đƣợc mục tiêu học Sau học, trao đổi với GV HS để rút kinh nghiệm, điều chỉnh cho tiết dạy 3.3.3 Kiểm tra đánh giá Chúng tổ chức cho tất HS nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng làm kiểm tra theo hình thức tự luận thời gian 45 phút (mẫu đề) Thời điểm kiểm tra sau kết thúc chƣơng, để kiểm tra đƣợc kết học tập lớp nhƣ nhà HS Nội dung kiểm tra giống cho hai nhóm, nhằm đảm bảo tính cơng bằng, khách quan việc đánh giá mức độ nắm vững vận dụng kiến thức HS 3.4 Đánh giá kết 3.4.1 Tiêu chí đánh giá – Khơng khí lớp học thể tập trung ý xây dựng bài, tự giác thực chu đáo, nhanh gọn xác nhiệm vụ học tập – Thái độ học tập HS, số lƣợt HS tham gia phát biểu xây dựng – Số lƣợt HS tham gia đề xuất phƣơng án thí nghiệm – Số HS sử dụng thành thạo thiết bị thí nghiệm – Khả phân tích tƣợng vật lí, dự đoán diễn biến tƣợng, so sánh tƣợng liên quan để khái quát hóa kiện 75 – Khả thực thí nghiệm đơn giản, xử lí số liệu đo đƣợc sau tiến hành đo đạc – Kết lĩnh hội nhanh, xác có khả vận dụng kiến thức, sáng tạo giải giải vấn đề học tập – Điểm trung kiểm tra – Mức độ nắm vững kiến thức HS thể qua khả vận dụng kiến thức lý thuyết vào giải BTTN thí nghiệm, giải thích tƣợng liên quan đến thực tế, khả đề xuất phƣơng án thí nghiệm, đề xuất dự đốn kiểm tra, hình thành ý tƣởng thiết kế thí nghiệm 3.4.2 Nhận xét chung Quan sát học lớp thực nghiệm đƣợc tiến hành thao dạy học thiết kế , nhận thấy: - Việc sử dụng BTTN dạy học vật lí góp phần đáng kể vào việc phát triển bồi dƣỡng tƣ vật lí cho HS, cụ thể khơng khí học tập lớp học sơi hơn, HS ln đặt trạng thái tích cực làm việc để thảo luận vấn đề GV đặt qua BTTN Các em hứng thú, tích cực tập trung hoạt động học tập lớp - Thông qua việc giải BTTN, HS không hiểu đƣợc kiến thức mà rèn luyện đƣợc kĩ thực hành, kĩ thiết kế lắp đặt dụng cụ thí nghiệm Biểu kết vận dụng kiến thức để giải BTTN nhiều HS nhanh, chặt chẻ xác 3.4.3 Đánh giá kết học tập 3.4.3.1 Tính tốn số liệu Để so sánh, đánh giá mức độ tiếp thu vận dụng kiến thức HS lớp thực nghiệm đối chứng, cần tính giá trị sau: n - Giá trị trung bình cộng: X  fx i i 1 76 n i với Xi điểm số; fi số HS đạt điểm Xi; n số HS dự kiểm tra n  f (X S - Độ lệch chuẩn: i i 1 i  X)2 n 1 S n S V  100% X - Sai số tiêu chuẩn: m - Hệ số biến thiên: - Độ lệch chuẩn S cho biết mức độ phân tán quanh giá trị X , S bé chứng tỏ số liệu phân tán - Sau tiến hành kiểm tra, chấm xử lí số liệu theo phƣơng pháp thống kê toán học, kết thu đƣợc đƣợc biểu diễn bảng 1, 2, 3, Bảng 1: Bảng thống kê điểm số (Xi ) kiểm tra Nhóm Số HS Điểm số (Xi) 10 TNg 40 0 13 ĐC 40 0 10 10 Bảng Bảng phân phối tần suất Số Nhóm HS Số % HS đạt điểm (Xi) TNg 40 0 2,5 ĐC 40 0 7,5 17,5 10 15 12,5 22,5 32,5 12,5 2,5 25 17,5 10 2,5 Bảng Bảng phân phối tần suất tích lũy Nhóm Số HS TNg 40 ĐC 40 Số % HS đạt mức điểm (Xi) trở xuống 0,0 0 2,5 7,5 17,5 30 52,5 0,0 12,5 30 70 87,5 97,5 77 45 85 10 97,5 10 100 Bảng Bảng tham số thống kê Nhóm Số HS X S V(%) X  X m thực nghiệm 40 7,1 1,55 21,8 7,1  0,04 ĐC 40 5,5 1,70 30,9 5,5  0,04 Đồ thị 1: Đường phân bố tần suất % 35 32.5 30 25 25 20 17.5 15 10 5 22.5 15 12.5 7.5 2.5 TN ĐC 10 12.5 10 17.5 2.5 2.5 10 Điểm Đồ thị 2: Đường phân bố tần suất luỹ tích % 120 100 87.5 80 70 60 45 52.5 30 40 TN ĐC 30 20 97.5 100 100 97.5 85 12.5 2.5 7.5 17.5 78 10 Điểm Dựa vào tham số tính tốn trên, đặc biệt từ bảng tham số thống kê (Bảng 4), đồ thị phân phối tần suất phân phối luỹ tích rút kết luận sơ sau: - Điểm trung bình kiểm tra HS nhóm thực nghiệm (7,1) cao so với HS nhóm đối chứng (5,5) - Đƣờng luỹ tích ứng với lớp thực nghiệm nằm bên phải phía dƣới đƣờng luỹ tích lớp đối chứng Nhƣ kết học tập lớp thực nghiệm cao kết học tập lớp đối chứng Qua tính tốn phân tích kết trên, chúng tơi thấy điểm trung bình cộng nhóm thực nghiệm cao nhóm đối chứng Tuy nhiên, kết ngẫu nhiên Vì vậy, để độ tin cậy cao hơn, chúng tơi dùng phƣơng pháp kiểm định giả thuyết thống kê đƣợc trình bày phần dƣới 3.4.3.2 Kiểm định giả thuyết thống kê Để kết luận kết học tập nhóm thực nghiệm cao nhóm đối chứng ngẫu nhiên hay áp dụng tiến trình dạy học thực nghiệm mang lại, tiếp tục phân tích số liệu phƣơng pháp kiểm định giả thuyết thống kê Các giả thiết thống kê với mức ý nghĩa α (với sai số α) - Giả thuyết H0: “Sự khác giá trị trung bình điểm số nhóm đối chứng nhóm thực nghiệm khơng có ý nghĩa” - Giả thuyết H1: “Điểm trung bình nhóm thực nghiệm lớn điểm trung bình nhóm đối chứng cách có ý nghĩa” - Để tiến hành kiểm định, chúng tơi tính đại lƣợng kiểm định t Giá trị đại lƣợng kiểm định t đƣợc tính theo cơng thức: t X TN  X DC 2 S TN S DC  nTN n DC 79 Với: XTN  7, ; XDC  5, ; STN  1, 55 ; SDC  1, ; n TN  40 ; nĐC = 40 Thay giá trị vào công thức trên, ta tính đƣợc t = 4,39 Nhƣ vậy, đại lƣợng kiểm định qua thực nghiệm t = 4,39 Chọn mức ý nghĩa α = 0.05, tra bảng giá trị hàm Laplace  (t )   2 , ta có tα = 1,65 So sánh với kết tính tốn qua thực nghiệm ta thấy: t > tα, nên ta bác bỏ giả thuyết H0 chấp nhận giả thuyết H1 Nhƣ điểm trung bình cộng nhóm thực nghiệm cao điểm trung bình cộng nhóm đối chứng thực chất, khơng phải ngẫu nhiên Điều có nghĩa tiến trình dạy học thực nghiệm mang lại hiệu cao tiến trình dạy học thơng thƣờng Việc sử dụng BTTN theo hƣớng phát triển tƣ vật lí cho HS tình hồn cảnh khác trình dạy học phát huy đƣợc tính tích cực, chủ động sáng tạo HS học tập, góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học vật lí trƣờng THPT 80 Kết luận chƣơng Sau xử lí kết thu đƣợc q trình TNSP phƣơng pháp thống kê tốn học, chúng tơi khẳng định: - BTTN đƣợc sử dụng theo hƣớng bồi dƣỡng tƣ vật lí cho HS tình huống, hồn cảnh khác trình dạy học nhƣ: BTTN học luyện tập giải tập, thực hành vật lí, kiểm tra đánh giá, ngoại khóa Các biện pháp sử dụng BTTN theo hƣớng bồi dƣỡng tƣ vật lí bƣớc đầu mang lại kết khả quan - Việc vận dụng kết nghiên cứu đề tài vào thực tế dạy học vật lí trƣờng THPT hồn tồn có tính khả thi Giả thuyết khoa học đề đắn Vấn đề lại phụ thuộc vào cách vận dụng GV vào học cụ thể cho đạt đƣợc hiệu cao nhất, góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học mơn vật lí trƣờng THPT 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Từ kết nghiên cứu trên, đối chiếu với mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu, nhận thấy luận văn đạt đƣợc kết sau đây: – Nghiên cứu, hệ thống sở lí luận việc sử dụng BTTN theo hƣớng bồi dƣỡng tƣ vật lí cho HS q trình dạy học – Tổ chức điều tra khảo sát thực trạng vấn đề sử dụng BTTN, dùng BTTN theo hƣớng bối dƣỡng tƣ vật lí cho HS – Nghiên cứu nội dung, chƣơng trình SGK tài liệu tham khảo liên quan, xây dựng đƣợc hệ thống BTTN chƣơng “Động lực học chất điểm” thuộc chƣơng trình vật lí 10 nâng cao gồm có 25 tập theo qui trình sau: đề bài, hệ thống câu hỏi định hƣớng tƣ HS, lời giải tóm tắt Trên sở hệ thống BTTN xây dựng đƣợc, GV lựa chọn vận dụng hợp lý vào hồn cảnh khác q trình dạy học bồi dƣỡng đƣợc lịng say mê, u thích môn học ; bồi dƣỡng đƣợc kỹ thực nghiệm thao tác tƣ phƣơng pháp suy luận; kỹ giải BTTN; kỹ giải vấn đề theo PPTN; kỹ diễn đạt vấn đề theo phƣơng pháp vật lí, góp phần bồi dƣỡng tƣ vật lí ch HS – Dựa sở lí luận thực tiễn vấn đề nghiên cứu, xây dựng đƣợc hệ thống BTTN theo hƣớng bồi dƣỡng tƣ vật lí cho HS tình hồn cảnh khác q trình dạy học nhƣ: BTTN luyện tập giải tập, thực hành vật lí, học xây dựng kiến thức mới, kiểm tra đánh giá Thiết kế tiến trình dạy học só nội dung chƣơng “Động lực học chất điểm” thuộc chƣơng trình vật lí 10 nâng cao – Tiến hành TNSP trƣờng THPT để kiểm nghiệm tính đắn giả thuyết khoa học tính khả thi đề tài Các số liệu thu đƣợc hồn tồn trung thực, xác, việc xử lí số liệu thu đƣợc theo lý thuyết phƣơng pháp thống kê toán học Kết TNSP cho phép khẳng định: giả thuyết khoa học có tính khả thi, sử dụng BTTN trình dạy học phát huy 82 đƣợc tính tích cực, chủ động sáng tạo HS, góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học mơn vật lí 10 trƣờng THPT 3.2 Kiến nghị Để việc áp dụng kết nghiên cứu đề tài vào thực tế dạy học vật lí có hiệu quả, chúng tơi có số kiến nghị sau: – Đối với HS: Nhận thức đắn vai trị việc bồi dƣỡng tƣ vật lí Cần phát huy tính tự giác, tích cực, sáng tạo học lớp nhƣ nhà thong qua việc giải BTTN – Đối với GV: Thƣờng xuyên sƣu tầm, tuyển chọn biên soạn loại BTTN vật lí cho HS thơng qua nguồn tài liệu khác nhƣ: sách, mạng internet,… qua trao đổi, chia với đồng nghiệp Vận dụng linh hoạt biện pháp sử dụng BTTN vật lí cho HS q trình dạy học để phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo HS học, góp phần nâng cao hiệu dạy học – Bộ Giáo dục Đào tạo cần đạo việc biên soạn BTTN SGK, SBT sách tham khảo vật lí theo hƣớng tăng cƣờng loại BTTN có tác dụng bồi dƣỡng tƣ vật lí cho HS, hạn chế loại BTTN tái hiện, vận dụng đơn thuần, máy móc… – Cần có hình thức kiểm tra, đánh giá phù hợp cần đƣa BTTN vào đợt kiểm tra, thi học kỳ… 3.3 Hƣớng phát triển luận văn Từ kết nghiên cứu thực tiễn dạy học vật lí trƣờng THPT chúng tơi nhận thấy luận văn phát triển theo hƣớng sau: – Tiếp tục hồn thiện sử lí luận việc sử dụng BTTN theo hƣớng bồi dƣỡng tƣ vật lí cho HS THPT – Mở rộng thiết kế, xây dựng sử dụng hệ thống BTTN vật lí cho HS THPT chƣơng, phần khác chƣơng trình chuẩn nâng cao vật lí THPT 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Dũng - Phương pháp luận sáng tạo khoa học - kĩ thuật [2] Nguyễn Quang Học, Vũ Thị Phƣơng Anh - Các tập hay vật lí sơ cấp - NXBKHKT 2000 [3] Hà Văn Hùng, Lê cao Phan - Tổ chức hoạt động thí nghiệm vật lí tự làm trường THCS, NXBGD [4] Nguyễn Thế Khơi, Phạm Q Tƣ - Vật lí 10 (Nâng cao), NXBGD 2006 [5] Nguyễn Thế Khôi, Phạm Quý Tƣ - Vật lí lớp 10 nâng cao Sách giáo viên NXBGD 2006 [6] Nguyễn Quang Lạc, Lí luận dạy học đại trường PT, 1995 [7] Lê Nguyên Long - Giải tốn Vật lí nào? - NXBGD 1999 [8] Lê Nguyên Long, An Văn Chiêu, Nguyễn Khắc Mão - Giải tốn Vật lí trung học phổ thơng số phương pháp - NXBGD Hà Nội 2003 [9] Phạm Thị Phú, Nguyễn Đình Thƣớc - “ Bài tập sáng tạo vật lí trường trung học phổ thơng” - Tạp chí Giáo dục số 163 Kỳ tháng 5/2007 [10].Phạm Thị Phú - Bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh nhằm nâng cao hiệu dạy học học lớp 10 phổ thông trung học - Luận án tiến sỹ giáo dục - Đại học sƣ phạm Vinh 1999 [11] Phạm Thị Phú - Chuyển hóa phương pháp nhận thức vật lí thành phương pháp dạy học vật lí - Vinh 2007 [12].Phạm Thị Phú, Nguyễn Đình Thƣớc - Logic dạy học vật lí - ĐH Vinh 2001 [13].Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế - Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thông - NXBGD 2003 [14].Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng - Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh dạy học Vật lí trường trung học phổ thông - ĐHSP ĐHQG Hà Nội 1998 [15].Nguyễn Đình Thƣớc - Những tập sáng tạo vật lí trung học phổ thơng - NXB ĐHQG Hà Nội, 2010 84 [16].Nguyễn Đình Thƣớc - Phát triển tư học sinh dạy học vật lí Bài giảng cho học viên cao học - ĐH Vinh 2008 [17].Phạm Hữu Tịng - Dạy học vật lí trường trung học phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động tích cực, tự chủ, sáng tạo tư khoa học NXB ĐHSP Hà Nội 2004 [18] Nguyễn Cảnh Toàn, Nguyễn Văn Lê, Châu An - Khơi dậy tiềm sáng tạo - NXBGD 2005 [19] Phạm Viết Trinh - Bài tập vật lí đại cương- NXBGD 1989 [20].Lê Trọng Tƣờng - Bài tập Vật lí 10 nâng cao - NXB GD năm 2006 [21].D Haliday, Robert Resnick, Jearl Walker - Cơ sở vật lí tập 1,2 - NXBDG 1998 [22].V Grigôriev, G Miakisev - Các lực tự nhiên - NXB KHKT 1982 [23].V Langue - Những tập hay thí nghiệm vật lí - NXBGD Hà Nội 1998 85 ... phƣơng án sử dụng tập thí nghiệm vào dạy học 48 2.2.3.1 Bài tập thí nghiệm học tập vật lí 48 2.2.3.2 Bài tập thí nghiệm học xây dựng kiến thức 57 2.2.3.3 Bài học thực hành vật lí: Đo hệ số... Chƣơng Xây dựng hệ thống tập thí nghiệm dạy học chƣơng động lực học chất điểm vật lí 10 nâng cao 25 2.1 Nội dung kiến thức chƣơng Động lực học chất điểm .25 2.1.1 Mục tiêu dạy học ... BTTN vật lí Trong q trình giảng dạy, GV đƣa vào tập dạng Chính lí trên, tơi chọn đề tài: ? ?Xây dựng sử dụng hệ thống tập thí nghiệm dạy học chƣơng ? ?Động lực học chất điểm? ?? vật lí 10 nâng cao Mục