Phương án dạy học chuyên đề bồi dưỡng phần Cơ học vật rắn cho

8. Cấu trúc luận văn

2.6. Phương án dạy học chuyên đề bồi dưỡng phần Cơ học vật rắn cho

sinh chuyên Vật lý.

Để triển khai sử dụng chuyên đề bồi dưỡng HSG phần Cơ học vật rắn, chúng tôi đề xuất phương án dạy học chuyên đề theo hướng: dạy – tự học, đánh giá – tự đánh giá. Cụ thể theo kế hoạch ở bảng 4 như sau:

Bảng 4. Kế hoạch bồi dưỡng đội tuyển HSG Vật lý lớp 11 trường THPT chuyên Trần Hưng Đạo – Bình Thuận năm học 2012-2013.

Thời điểm Nội dung - Hình thức dạy học Thời

lượng Ghi chú

24/12/2012 Thi khảo sát kiến thức đầu vào 2 tiết Xem mục 2.5.1. 31/12/2012 Dạy modun 1 trên lớp 4 tiết Xem mục 2.4.2

Tự giải bài tập modun 1 ở nhà 1 tuần Xem mục 2.4.2. §3 và §4 07/01/2013 Dạy modun 2 trên lớp 4 tiết Xem mục 2.4.3.

Tự giải bài tập modun 2 ở nhà 1 tuần Xem mục 2.4.3. §3 và §4 14/01/2013 Dạy modun 3 trên lớp 4 tiết Xem mục 2.4.4.

Tự giải bài tập modun 3 ở nhà 1 tuần Xem mục 2.4.4. §3 24/01/2013 Dạy modun 3 trên lớp (tt) 4 tiết Xem mục 2.4.4.

Tự giải bài tập modun 3 ở nhà 4 tuần Xem mục 2.4.4. §4

Nghỉ Tết âm lịch

18/2/2013 Thi thử HSG Olympic 3 tiết Xem mục 2.5.2. 25/2/2013 Dạy modun 4 trên lớp 4 tiết Xem mục 2.4.5.

Tự giải bài tập modun 4 ở nhà 1 tuần Xem mục 2.4.5. §3 04/03/2013 Dạy modun 4 trên lớp (tt) 4 tiết Xem mục 2.4.5.

Tự giải bài tập modun 4 ở nhà 3 tuần Xem mục 2.4.5. §4 25/03/2013 Thi thử HSG quốc gia 3 tiết Xem mục 2.5.3.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Trong chương trình bồi dưỡng HSG THPT, Cơ học là một phân môn khó và rất quan trọng, mang tính nền tảng để hình thành tư duy Vật lí cho HS và tiếp tục học tập các ngành kỹ thuật ổ bậc đại học. Trong đó, chuyên đề về Cơ học vật rắn là một chuyên đề khó, đa dạng và phức tạp, các bài toán rất phong phú và mang nhiều tính thực tiễn.

Các đề thi chọn HSG quốc gia hầu như năm nào cũng có các bài toán cơ học vật rắn và chiếm tỉ trọng điểm khá lớn. Trong khi đó, HS chủ yếu quen với cách giải các bài toán cơ chất điểm, khi gặp các bài toán vật rắn tỏ ra lúng túng.

Các bài toán cơ học vật rắn thực sự phức tạp, đa dạng, đặc biệt các bài toán trong đề thi HSG Olympic, quốc gia rất khó. Muốn tìm ra lời giải đòi hỏi người học cần vận dụng hết sức linh hoạt các kiến thức nền tảng. Người học cần nắm vững các kĩ thuật tính toán đặc trưng trong cơ học vật rắn như cách xác định tâm quay tức thời, cách chọn hệ quy chiếu sao cho thích hợp và đặc biệt là phối hợp nhuần nhuyễn giữa phương pháp các định luật bảo toàn và phương pháp động lực học.

Các kĩ thuật tính toán và phương pháp giải toán cần được rèn luyện thông qua các bài tập cụ thể. Vì các bài toán hết sức đa dạng và tính toán chi tiết phức tạp đòi hỏi HS phải chăm chỉ luyện tập từ các bài toán cơ bản, các bài toán tương tự sau đó mở rộng sang các bài toán nâng cao, các cơ hệ phức tạp.

Nội dung chuyên đề bồi dưỡng này kết hợp với phương án dạy học đã được đề xuất sẽ được đánh giá hiệu quả ở quá trình thực nghiệm sư phạm một cách khách quan, khoa học

Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm được tiến hành nhằm mục đích kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài. Cụ thể quá trình thực nghiệm đề tài để căn cứ thực tế và kết quả định tính và định lượng đo được để :

- Xem xét, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các phương án sử dụng chuyên đề theo hướng dạy - tự học - đánh giá - tự đánh giá.

- Kiểm nghiệm xem sau khi học xong chuyên đề kiến thức, kỹ năng của học sinh được nâng cao hay không ?

Qua quá trình thực nghiệm giúp tác giả biết được những mặt hạn chế của chuyên, từ đó điều chỉnh, biên soạn lại cho phù hợp với yêu cầu đặt ra của kỳ bồi dưỡng.

3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

Quá trình thực nghiệm sư phạm có các nhiệm vụ sau:

- Triển khai sử dụng chuyên đề bồi dưỡng phần Cơ học vật rắn để giảng dạy, hướng dẫn tự học, kiểm tra, đánh giá đội tuyển học sinh giỏi Vật lý.

- Thu thập thông tin, số liệu trong quá trình thực nghiệm trung thực, khách quan.

- Xử lý, phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm, rút ra kết luận.

3.3. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm

Đối tượng của thực nghiệm sư phạm là học sinh trong đội tuyển học sinh giỏi Vật lý khối 11 trường THPT chuyên Trần Hưng Đạo tỉnh Bình Thuận, năm học 2012- 2013 gồm 08 học sinh.

3.4. Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm. 3.4.1. Xây dựng kế hoạch tiến hành thực nghiệm. 3.4.1. Xây dựng kế hoạch tiến hành thực nghiệm.

Căn cứ kế hoạch bồi dưỡng học sinh giỏi năm học 2012-2013 của nhà trường và của tổ, chúng tôi đã đăng ký thời gian và kế hoạch giảng dạy chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi phần Cơ học vật rắn như sau:

- Thời gian tiến hành thực nghiệm: từ ngày 24/12/2012 (đầu học kỳ 2) đến ngày 30/03/2013 (trước ngày thi Olympic khu vực phía Nam 01 tuần lễ).

- Phân phối chương trình: 32 tiết

TT Nội dung Số tiết Ghi chú

1 Kiểm tra khảo sát kiến thức đầu vào 2

2 Modun 1. Cân bằng của vật rắn. 4

3 Modun 2. Khảo sát chuyển động song phẳng về

mặt động học. 4

4 Modun 3. Khảo sát chuyển động song phẳng về mặt động lực học. 8 5 Modun 4. Các định luật bảo toàn và định lý biến

thiên. 8

6 Thi thử 6 2 lần

Thời lượng trong phân phối chương trình không bao gồm thời gian gặp gỡ trao đổi với học sinh trong quá trình tự học, tự kiểm tra.

3.4.2. Tiến hành giảng dạy chuyên đề bồi dưỡng để thực nghiệm.

Trong quá trình tiến hành thực nghiệm chúng chúng tôi đã triển khai các modun kiến thức theo chu trình sau đây :

 Kiểm tra đầu vào: khảo sát kiến thức học sinh trước khi giảng dạy chuyên đề bằng hình thức kiểm tra;

 Modun 1 :

 Dạy modun 1- Cân bằng của vật rắn. - Dạy nội dung lý thuyết trọng tâm;

- Dạy bài tập minh họa và bài tập bổ sung kiến thức.  Bài tập luyện tập cho học sinh tự học gồm:

- Bài tập vận dụng kiến thức đã học;

- Bài tập luyện tập nâng cao và bài tập sáng tạo.  Kiểm tra bài tập tự giải của học sinh và nhận xét.  Modun 2 : tương tự trên

 Modun 3 : tương tự trên  Thi thử đề thi HSG Vật lý Olympic.

 Modun 4 : tương tự trên Học sinh tiếp tục tự học, ôn tập.  Thi thử đề thi HSG Vật lý quốc gia.

3.4.3. Kiểm tra đánh giá từng đối tượng.

3.4.3.1. Kiểm tra đầu vào : trước khi dạy học modun 1, chúng tôi đã tiến hành

khảo sát năng lực học sinh trong đội tuyển bằng hình thức thi viết 90 phút, đề thi có mức độ khó tương đương đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh. Qua kiểm tra, giáo viên nắm rõ năng lực từng đối tượng.

3.4.3.2. Thi thử HSG Vật lý Olympic : Sau khi khảo sát đầu vào và giảng dạy

xong các modun 1, 2, 3 thì học sinh có một thời gian để tự học và trao đổi với thầy. Sau đó, chúng tôi đã tổ chức cho đội tuyển thi thử đề thi HSG Vật lý Olympic.

3.4.3.3. Thi thử HSG Vật lý quốc gia : Sau khi thi thử đề thi HSG Vật lý

Olympic, đội tuyển tiếp tục học modun cuối cùng và sau đó, chúng tôi tiếp tục cho đội tuyển thi thử đề thi HSG Vật lý quốc gia. Bài tập trong đề thi thử này có độ khó và mức sáng tạo cao hơn.

3.4.4. Kết quả thực nghiệm

Kết quả bài làm của học sinh được thu thập ở bảng 5

Bảng 5 Kết quả khảo sát kiến thức và kết quả các kỳ thi thử HSG.

TT Họ và tên học sinh Điểm bài làm của học sinh Lần 1 Khảo sát kiến thức Lần 2 Thi thử Olympic Lần 3 Thi thử Quốc gia 1 Nguyễn Thị Ngọc Duyên 8,6 13,00 6,00

2 Phan Anh Luân 9,0 12,50 9,00

3 Nguyễn Như Quỳnh 7,9 19,00 12,00

4 Trương Thị Bích Thảo 7,9 10,00 7,50

5 Trần Huy Thái 8,0 10,50 7,50

6 Trần Quốc Anh Tuấn 8,0 10,00 6,50

7 Đặng Lê Phương Uyên 9,2 16,00 14,00

3.4.5. Xử lý kết quả của quá trình thực nghiệm.

Qua quá trình thực nghiệm chúng tôi thu thập được kết quả của 3 lần làm bài của học sinh như trên.

 Kết quả về mặt định lượng.

Để xử lý kết quả thực nghiệm chúng tôi đã lập bảng phân phối kết quả thực nghiệm. Trong bảng này số lượng của giá trị xi là số HS đạt điểm xi.

Bảng 6: Bảng phân phối kết quả thực nghiệm.

Lần khảo sát Số HS Số HS đạt điểm xi i x ≤6 6˂xi≤8 8˂xi≤10 10˂xi≤12 12˂xi≤14 14˂xi≤16 16˂xi≤18 18˂xi≤20 Lần 1 8 0 1 2 3 1 1 0 0 Lần 2 8 0 1 1 1 2 1 2 0 Lần 3 8 0 1 2 2 1 1 1 0

Để thấy rõ số % HS đạt được các mức điểm khác nhau chúng tôi đã lập bảng phân phối tần suất. Trong bảng này tần suất của giá trị xi là tỉ số

n ni

trong đó ni là số HS đạt điểm xi, n là số HS dự kiểm tra.

Bảng 7: Bảng phân phối tần suất (Số phần trăm học sinh đạt điểm: xi )

Lần khảo sát Số HS Số % HS đạt điểm xi i x ≤6 6˂xi≤8 8˂xi≤10 10˂xi≤12 12˂xi≤14 14˂xi≤16 16˂xi≤18 18˂xi≤20 Lần 1 8 0,00 12,50 25,00 37,50 12,50 12,50 0,00 0,00 Lần 2 8 0,00 12,50 12,50 12,50 25,00 12,50 25,00 0,00 Lần 3 8 0,00 12,50 25,00 25,00 12,50 12,50 12,50 0,00

Từ bảng phân phối tần suất ta có đồ thị phân bố tần suất (Đồ thị 1).

Để biết được HS đạt từ một điểm nào đó trở xuống (hoặc trở lên) ta cộng dồn tần suất của điểm số xi với tần suất tất cả các điểm số nhỏ hơn xi và được tần số tích luỹ từ nhỏ lên.

Bảng 8:Bảng phân phối tần suất lũy tích (Số phần trăm học sinh đạt điểm ≤xi) Lần khảo sát Số H S Số % HS đạt điểm ≤xi 6 8 10 12 14 16 18 20 Lần 1 8 0,00 12,50 37,50 75,00 87,50 100,00 100,00 100,00 Lần 2 8 0,00 12,50 25,00 37,50 62,50 75,00 100,00 100,00 Lần 3 8 0,00 12,50 37,50 62,50 75,00 87,50 100,00 100,00 Từ bảng phân bố tần suất tích luỹ chúng ta có đồ thị phân bố tần suất tích luỹ (Đồ thị 2).

3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm 3.5.1. Đánh giá định tính 3.5.1. Đánh giá định tính

a). Kết quả khảo sát kiến thức đầu vào (lần 1)

Qua kết quả khảo sát kiến thức đầu vào cho thấy chưa có sự phân hóa rõ trong đội tuyển. Kiến thức được kiểm tra thuộc phần cơ học mà học sinh đạ học. Trong quá trình chấm bài chúng tôi cũng nhận thấy tư duy toán học (nhận xét dựa vào câu 1 của đề) và tư duy vật lý (nhận xét dựa vào câu 3 của đề) chưa được thể hiện tốt.

Kết quả này còn cho thấy học sinh chưa tiếp xúc nhiều với các dạng bài tập khó có kiến thức nâng cao, sáng tạo…

Đồ thị 2: Đường phân bố tần suất lũy tích

b). Kết quả thi thử HSG Olympic (lần 2)

Kết quả bài thi thử lần 2 cho thấy có sự tiến bộ rất rõ rệt về điểm số. Trong quá trình chấm bài chúng tôi cũng nhận thấy kỹ năng và phương pháp giải toán của học sinh có bài bản hơn. Điều đó đã khẳng định cũng chứng tỏ về tính hiệu quả của chuyên đề bồi dưỡng và phương án dạy học đã xây dựng sau 3 modun mà chúng tôi bồi dưỡng cho đội tuyển.

c). Kết quả thi thử HSG quốc gia (lần 3)

Kết quả điểm bài làm của học sinh lần này đã phân hóa rõ rệt. Một nhóm học sinh đã tiếp cận được với đề thi quốc gia về độ khó và mức độ sáng tạo. Tuy nhiên, một số học sinh trong đội tuyển cũng đã thể hiện sự “đuối sức” trước những bài toán có yêu cầu cao về mức sáng tạo và có “tính mới”.

Tuy nhiên, đây là đối tượng học sinh lớp 11 nên mục tiêu chính của các em là đạt kết quả trong kỳ thi Olympic. Đối với kỳ thi quốc gia các em còn tiếp tục luyện tập.

Qua kết quả này chúng ta thấy rằng quá trình dạy học bồi dưỡng học sinh giỏi cần phải có sự nỗ lực và đầu tư lớn lao của thầy và trò đồng thời các phương án dạy học và việc biên soạn chuyên đề bồi dưỡng phải được nghiên cứu một cách khoa học và nghiêm túc để phát huy hiệu quả trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi.

3.5.2. Đánh giá định lượng

Để nghiên cứu, đánh giá một cách khoa học hiệu quả của việc triển khai chuyên đề bồi dưỡng này, chúng tôi đã xử lí số liệu theo phương pháp thống kê để xem kết quả có tin cậy không.

a) Các thông số thống kê  Điểm trung bình: n i i i 1 f x X n = =∑  Phương sai: n 2 i i 2 i f (x X) n 1 − δ = − ∑  Độ lệch chuẩn: δ = δ2  Hệ số biến thiên: V = .100% X δ

Bảng 9. Các thông số thống kê toán.

Lần khảo sát Số Các tham số X δ2 δ V% Lần 1 8 10,88 5,27 2,3 21,14 Lần 2 8 12,94 11,53 3,40 26,28 Lần 3 8 11,69 10,28 3,20 27,37

b) Giả thuyết và kiểm định giả thuyết.

b1- Đối với kỳ thi thử HSG Olympic.

Gọi H0 là giả thuyết thống kê: Sự khác nhau giữa X và 2 X1 (cụ thể là

2 1

X >X ) là không thực chất mà do ngẫu nhiên mà có với mức ý nghĩa α = 0,05. Gọi H1 là đối giả thuyết thống kê: Sự khác nhau giữa X và 2 X1 (cụ thể là

2 1

X >X ) là thực chất do có tác động sư phạm).

Để kiểm định giả thiết H0 và giả thiết H1 chúng ta sử dụng đại lượng ngẫu

nhiên t2 : 2 1 2 2 2 2 1 2 1 X X 12,94 10,88 t 2,33 11,53 5, 27 8 8 n n − − = = = δ +δ +

Với n1= 8; n2 = 8 là số HS tham gia khảo sát kiến thức đầu vào và thi thử HSG Olympic Vật lý.

N = n1 + n2 – 2 = 14, tra bảng phân phối Student (dạng II) ta có các giá trị của t0 (với xác suất sai lầm α = 0,05) là : t2 = 2,14.

Với kết quả thực nghiệm t2 = 2,33 > t0 ta chấp nhận t2 với sự sai lệch về điểm số trung bình của kỳ thi thử HSG Olympic và kết quả khảo sát đầu vào là đáng tin cậy với xác suất 95%.

b2- Đối với kỳ thi thử HSG quốc gia.

Tính toán tương tự ta có đại lượng ngẫu nhiên t3 với: 3 1 3 2 2 3 1 3 1 X X 11,69 10,88 t 1,02 10, 28 5, 27 8 8 n n − − = = = δ +δ +

Với kết quả thực nghiệm t3 = 1,02 < t0 ta chưa chấp nhận được kết quả về điểm số trung bình của kỳ thi thử HSG quốc gia và kết quả khảo sát đầu vào.

Qua đợt thực nghiệm với kết quả thu được cho thấy việc sử dụng chuyên đề bồi dưỡng phần Cơ học vật rắn với phương án dạy học đã áp dụng cho kết quả tốt và đạt được mục tiêu kỳ bồi dưỡng đội tuyển dự thi Olympic.

Đối với mục tiêu của kỳ bồi dưỡng HSG quốc gia thì kết quả thực nghiệm cho thấy chưa đáp ứng tốt. Điều này là rất khách quan và phù hợp thực tế. Bởi lẽ, kỳ thi HSG quốc gia có yêu cầu rất cao về độ khó và mức sáng tạo, cần có sự đầu tư và miệt mài của thầy và trò. Hơn nữa, mẫu thử của chúng ta là học sinh lớp 11 nên chưa đủ ‘độ chín’ về kiến thức, kỹ năng. Như thế đòi hỏi người thầy và các cấp quản lý phải có những quyết sách đúng đắn trong công tác đào tạo