Tài liệu Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí trong dạy học chương sóng cơ và sóng âm (vật lý 12) góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐÀO NGỌC DŨNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG „„SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM‟‟ (VẬT LÍ 12) GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG NẮM VỮNG KIẾN THỨC CHO HỌC SINH Chuyên ngành: LL&PPDH Bộ Môn Vật lí Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Văn Khải Thái Nguyên – 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong trong bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học nào. Thái Nguyên, tháng 10 năm 2014 Tác giả Đào Ngọc Dũng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận văn này, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, các đồng nghiệp, bạn bè, ngƣời thân. Với những tình cảm chân thành và trân trọng nhất, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Văn Khải đã tận tình đóng góp những ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau đại học, khoa Vật lí, các thầy cô giáo giảng dạy cùng toàn thể các bạn học viên lớp cao học K19 trƣờng ĐHSP – ĐHTN đã tận tình giảng dạy, góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và làm luận văn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo của trƣờng THPT Dân Lập Bình Lục, trƣờng THPT C Bình Lục – Hà Nam đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Thái Nguyên, tháng 10 năm 2014 Tác giả Đào Ngọc Dũng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii MỤC LỤC Trang bìa phụ Lời cam đoan ....................................................................................................................i Lời cảm ơn ...................................................................................................................... ii Mục lục........................................................................................................................... iii Danh mục các bảng biểu ............................................................................................. iv Danh mục hình ................................................................................................................v Danh mục các từ viết tắt ............................................................................................... vi MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ TRONG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC ..6 1.1. Tổng quan vấn đề cần nghiên cứu .............................................................. 6 1.2. Kiến thức và chất lƣợng nắm vững kiến thức ............................................. 9 1.2.1. Các mục tiêu và nhiệm vụ dạy học vật lí ở trƣờng THPT ............................ 9 1.2.1.1. Mục tiêu dạy học vật lí ở trƣờng THPT ............................................... 9 1.2.1.2. Nhiệm vụ dạy học vật lí ở trƣờng THPT .......................................... 11 1.2.2. Chất lƣợng nắm vững kiến thức vật lí của học sinh .................................... 13 1.2.2.1. Tính chính xác của kiến thức ............................................................. 14 1.2.2.2. Tính hệ thống của kiến thức ............................................................... 14 1.2.2.3. Tính khái quát của kiến thức .............................................................. 14 1.2.2.4. Tính bền vững của kiến thức .............................................................. 15 1.2.2.5. Tính áp dụng đƣợc của kiến thức và khả năng vận dụng chúng ........ 15 1.3. Bài tập vật lí .............................................................................................. 15 1.3.1. Khái niệm bài tập vật lí ................................................................................. 15 1.3.2. Vai trò của bài tập vật lí ................................................................................ 16 1.3.3. Phân loại bài tập Vật lí ................................................................................. 18 1.3.4. Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí theo hƣớng nâng cao chất lƣợng năm vững kiến thức cho học sinh ................................................................ 23 1.3.4.1. Xây dựng hệ thống bài tập vật lí ....................................................... 23 1.3.4.2. Sử dụng bài tập Vật lí......................................................................... 31 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv 1.4. Nghiên cứu thực trạng dạy học sử dụng hệ thống bài tập vật lí chƣơng “sóng cơ và sóng âm”....................................................................................... 34 1.4.1. Mục đích điều tra ........................................................................................... 34 1.4.2. Phƣơng pháp điều tra..................................................................................... 34 1.4.3. Đối tƣợng điều tra .......................................................................................... 34 1.4.4. Kết quả điều tra .............................................................................................. 34 CHƢƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ KHI DẠY HỌC CHƢƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” ............................................ 37 2.1. Phân tích mục tiêu và nội dung dạy học chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” ....... 37 2.1.1 Đặc điểm về nội dung kiến thức chƣơng “Sóng cơ và sóng âm”. ............... 37 2.1.2. Cấu trúc chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” ...................................................... 38 2.1.3. Mục tiêu dạy học chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” ....................................... 39 2.1.3.1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chƣơng trình ....................................... 39 2.1.3.2. Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn kiến thức, kĩ năng........................ 40 2.2. Xây dựng hệ thống bài tập phù hợp với mục tiêu và nội dung dạy học chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” ......................................................................... 42 2.2.1. Hệ thống bài tập sử dụng cho xây dựng kiến thức mới .............................. 42 2.2.2. Hệ thống bài tập sử dụng cho ôn tập, hệ thống hóa và luyện tập ............... 44 2.2.3. Hệ thống bài tập sử dụng cho kiểm tra đánh giá ......................................... 49 2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức về chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” trong chƣơng trình (Vật lí 12). ................................................................. 55 2.3.1. Sử dụng bài tập trong xây dựng kiến thức mới. .......................................... 55 2.3.2. Sử dụng bài tập trong bài học luyện tập, ôn tập nhằm nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức cho học sinh. .......................................................................... 59 2.3.3. Thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng bài tập bài: “Sóng cơ, sự truyền sóng cơ” .................................................................................................................... 59 2.3.4. Thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng bài tập bài: “Giao thoa sóng”........ 78 2.4. Sử dụng bài tập nhằm nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức cho học sinh ................................................................................................................... 96 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM........................................................... 102 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v 3.1. Mục đích, nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm ...................................... 102 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm .......................................................... 102 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm.......................................................... 102 3.2. Đối tƣợng, phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ..................................... 102 3.2.1. Đối tƣợng của thực nghiệm sƣ phạm ......................................................... 102 3.2.2. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ........................................................... 102 3.2.2.1. Chọn mẫu thực nghiệm .................................................................... 102 3.2.2.2. Tiến hành dạy thực nghiệm và quan sát giờ học.............................. 103 3.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm .................................................. 103 3.3.1. Về mặt định tính .......................................................................................... 103 3.3.2. Về mặt định lƣợng ....................................................................................... 104 3.4. Tổ chức thực nghiệm sƣ phạm ................................................................ 104 3.4.1. Khống chế những ảnh hƣởng không mong muốn tới kết quả thực nghiệm sƣ phạm................................................................................................................... 104 3.4.2. Chuẩn bị thực nghiệm ................................................................................. 104 3.4.3. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm ................................................................ 105 3.5. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm ................................................................ 105 3.5.1. Kết quả quan sát các hoạt động biểu hiện nhằm nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức........................................................................................................ 105 3.5.2. Xử lí kết quả thực tập sƣ phạm ................................................................... 106 3.5.3 Kết quả các bài kiểm tra ............................................................................... 108 3.5.3.1. Kết quả bài kiểm tra lần 1 ................................................................ 108 3.5.3.2 Kết quả bài kiểm tra lần 2 ................................................................ 111 3.6. Đánh giá chung về thực nghiệm sƣ phạm ............................................... 113 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 119 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 122 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1. Phân phối chƣơng trình chƣơng “Sóng cơ và sóng âm”........................... 37 Bảng 3.1: Thống kê các hoạt động biểu hiện của mức độ nắm vững kiến thức của HS .................................................................................................................................. 105 Bảng 3.2: Kết quả kiểm tra lần 1 ................................................................................ 108 Bảng 3.3: Kết quả xếp loại học tập lần 1 ................................................................... 108 Bảng 3.4: Bảng phân bố tần suất lần 1 ...................................................................... 109 Bảng 3.5: Kết quả kiểm tra lần 2 ................................................................................ 111 Bảng 3.6: Kết quả xếp loại học tập lần 2 ................................................................... 111 Bảng 3.7: Bảng phân bố tần suất lần 2 ....................................................................... 112 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii v DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Biểu đồ xếp loại học tập lần 1 .................................................................... 109 Hình 3.2: Đồ thị phân bố tần suất lần 1...................................................................... 110 Hình 3.3: Đồ thị phân bố tần suất lũy tích lần 1 ........................................................ 110 Hình 3.4: Biểu đồ xếp loại học tập lần 2 .................................................................... 111 Hình 3.5: Đồ thị phân bố tần suất lần 2...................................................................... 113 Hình 3.6: Đồ thị phân bố tần suất lũy tích lần 2 ........................................................ 113 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ĐHSP Đại học sƣ phạm ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh SGK Sách giáo khoa SBT Sách bài tập THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sƣ phạm NXB Nhà xuất bản BTVL Bài tập vật lí Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1 MỞ ĐẦU 1/ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Giáo dục có vai trò rất lớn trong việc phát triển nguồn nhân lực chất lƣợng cao. Chính vì thế trong tình hình của đất nƣớc ta hiện nay giáo dục phải đƣợc xem là mục tiêu quan trọng hàng đầu. trong quan điểm đầu tiên của các quan điểm chỉ đạo phát triển giáo dục. Đảng và chính phủ ta cũng xác định rằng “giáo dục là quốc sách hàng đầu”. Mục tiêu phát triển giáo dục của bậc trung học phổ thông đƣợc chính phủ xác định là: “Thực hiện chương trình phân ban hợp lý nhằm đảm bảo cho học sinh có học vấn phổ thông, cơ bản theo một chuẩn thống nhất, đồng thời tạo điều kiện cho sự phát triển nhân lực của mỗi học sinh, giúp học sinh có hiểu biết về kĩ thuật…[9]” Để đáp ứng đƣợc mục tiêu này thì trong quá trình dạy học đòi hỏi phải không ngừng đổi mới, hiện đại hóa phƣơng pháp, nội dung dạy học về các lĩnh vực khoa học tự nhiên, khoa học xã hội nhân văn nhằm phát triển năng lực tự học cho các em, để các em có khả năng chiếm lĩnh đƣợc các kiến thức mới và nhanh chóng tiếp thu đƣợc cái mới khi vào đời. Quá trình dạy học ở trƣờng trung học hiện nay tồn tại rất nhiều mâu thuẫn. Cụ thể là: “trong học sinh, mâu thuẫn giữa một bên là tư duy cụ thể phát triển và một bên là tư duy trừu tượng kém phát triển” [5]. Đa số các em còn thiên về cách học thuộc lòng, quen làm với các mẫu đã cho sẵn…do đó mà khả năng phân tích, tổng hợp của các em còn yếu. Và “mâu thuẫn giữa khối lượng tri thức đang được đổi mới tăng lên phức tạp và thời gian học tập không thể tăng lên được”[5], thực tế việc giảng dạy các môn khoa học tự nhiên nói chung và bộ môn vật lý nói riêng ở trƣờng phổ thông vẫn còn quá phụ thuộc vào phƣơng pháp dạy học cổ truyền, nhồi nhét kiến thức cho học sinh vì thế mà các em không thể phát huy đƣợc năng lực của mình và còn nhiều mâu thuẫn nữa. Chỉ có cách giải quyết tốt nhất mâu thuẫn này mới nâng cao đƣợc chất lƣợng giáo dục từ đó mới phát triển tốt nền giáo dục ở Việt Nam. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2 Và để giải quyết các mâu thuẫn này thì cũng đòi hỏi phải đổi mới phƣơng pháp, nội dung dạy học theo hƣớng tích cực hóa hoạt động nhận thức của ngƣời học. Bản chất của hƣớng này là khơi gợi, phát huy năng lực tìm tòi sáng tạo… của ngƣời học thông qua việc tạo điều kiện cho họ giải quyết vấn đề. Là một giáo viên vật lí tôi nhận thấy rằng việc dạy học các môn khoa học ở nhà trƣờng không chỉ giúp học sinh có một số kiến thức cụ thể nào đó mà quan trọng hơn trong quá trình dạy các kiến thức cụ thể đó phải rèn luyện cho học sinh tiềm lực để khi ra trƣờng họ có thể tự học tập, có khả năng giải quyết các vấn đề nhằm đáp ứng những đòi hỏi đa dạng của cuộc sống. Môn vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, giải bài tập là một trong những hoạt động nhằm nâng cao chất lƣợng học tập, kích thích tính tích cực, chủ động … của học sinh. Do vậy để nâng cao đƣợc chất lƣợng dạy học, phát huy đƣợc năng lực của học sinh trong dạy học nói chung và trong dạy học vật lý nói riêng thì ta phải vận dụng nhiều phƣơng pháp và biện pháp dạy học khác nhau. Trong đó việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí là một trong những biện pháp đó. Bởi vì các bài tập vật lí có tầm quan trọng trong việc xây dựng kiến thức mới, “ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức, rèn luyện kĩ năng, kỹ xảo cho học sinh, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn, rèn luyện cho các em vận dụng kiến thức một cách khái quát, thói quen làm việc tự lực…”[24] Vì những lý do trên nên tôi quyết định lựa chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lý trong tiến trình dạy học chƣơng “sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) góp phần nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức cho học sinh”. 2/ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” của vật lí 12 nhằm góp phần nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến cho học sinh . Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3 3/ KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Khách thể nghiên cứu: • Nhiệm vụ, mục đích dạy học và phƣơng pháp dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông. • Bài tập trong dạy học vật lí • Tổ chức dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông • Phƣơng pháp và kĩ thuật thực nghiệm vật lý ở trƣờng phổ thông • Học sinh lớp 12 khi học tập chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” Đối tƣợng nghiên cứu: Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí khi dạy học chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” (vật lí 12) góp phần nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức cho học sinh. 4/ PHẠM VI NGHIÊN CỨU • Xây dựng và sử dụng một số bài tập của chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” vật lí 12 • Khả năng áp dụng các dạng bài tập này vào việc giảng dạy vật lí ở các trƣờng THPT. 5/GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu xây dựng và sử dụng đƣợc hệ thống bài tập khi dạy học chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) phù hợp với quan điểm hiện đại về chất lƣợng kiến thức trong dạy học vật lí thì có thể nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức cho học sinh. 6/ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU • Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc đổi mới phƣơng pháp dạy học trong dạy học vật lí. • Phân tích nội dung , kiến thức cần dạy của chƣơng • Nghiên cứu những yêu cầu chung đối với việc dạy học bài tập vật lí (BTVL), đề xuất những biện pháp nhằm góp phần phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh trong việc sử dụng BTVL. • Xây dựng một số bài tập thuộc chƣơng “Sóng cơ và sóng âm”. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 4 • Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm các bài tập đã xây dựng nhằm đánh giá và rút ra kết luận. 7/ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 7.1 Phƣơng pháp nghiên cứu luận. • Nghiên cứu mục tiêu đổi mới trong dạy học nói chung và trong dạy học vật lý nói riêng • Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học về việc sử dụng BTVL theo tinh thần đổi mới phƣơng pháp dạy học. • Nghiên cứu những chính sách, văn kiện của Đảng, nhà nƣớc, Bộ giáo dục về việc nâng cao chất lƣợng giáo dục. 7.2 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm có đối chứng để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng bài tập vật lí ở trƣờng THPT 7.3 Phƣơng pháp điều tra giáo dục Điều tra thực trạng của việc sử dụng bài tập vật lí (BTVL): những thuận lợi, khó khăn của việc sử dụng bài tập vật lí ở trƣờng THPT. 7.4 Phƣơng pháp thống kê toán học Sử dụng phƣơng pháp này nhằm xử lý các số liệu thu thập đƣợc từ đó có cơ sở rút ra những kết luận phù hợp. 8/ NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN • Góp phần cụ thể hóa các vấn đề lí luận về bài tập vật lí theo định hƣớng xây dựng về sử dụng hệ thống bài tập vào việc dạy học nhằm nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức của học sinh. • Xây dựng đƣợc và sử dụng hệ thống bài tập theo định hƣớng nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức cho học sinh (HS) khi dạy học chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” (vật lí 12). Kết quả nghiên cứu có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên vật lí 9/ CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Phần mở đầu Phần nội dung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 5 Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí trong tiến trình dạy học. Chƣơng 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí khi dạy học chƣơng “Sóng cơ và sóng âm”. Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 6 CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ TRONG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1.1. Tổng quan vấn đề cần nghiên cứu Việc dạy học bài tập vật lí trong nhà trƣờng không chỉ giúp học sinh hiểu đƣợc một cách sâu sắc và đầy đủ kiến thức quy định trong chƣơng trình mà còn giúp các em vận dụng kiến thức đó giải quyết những nhiệm vụ của bài tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra. Để đạt đƣợc điều đó, phải thƣờng xuyên rèn luyện cho học sinh những kĩ xảo cuộc sống hàng ngày. Kĩ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thƣớc đo mức độ sâu sắc và vững vàng những kiến thức mà học sinh đã thu nhận đƣợc. Với vai trò là cách thức vận dụng, bài tập vật lí có một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông. Trƣớc hết, Vật lí là một môn khoa học giúp học sinh nắm đƣợc các quy luật vận động của thế giới vật chất và bài tập vật lí giúp học sinh hiểu rõ những quy luật ấy, biết phân tích và vận dụng những quy luật vào thực tiễn.Trong nhiều trƣờng hợp mặc dù giáo viên có trình bày tài liệu một cách mạch lạc, hợp logic, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu, quy tắc và có kết quả chính xác thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chƣa đủ để học sinh hiểu và nắm vững sâu sắc kiến thức. Chỉ thông qua việc giải bài tập vật lí dƣới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết các tình huống cụ thể thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện. Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập Vật lí đặc trƣng học sinh phải sử dụng các thao tác tƣ duy nhƣ phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tƣợng hóa… để giải quyết vấn đề, do đó tƣ duy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 7 của học sinh có điều kiện để phát triển, kiến thức đƣợc vững vàng hơn. Do đó có thể nói bài tập vật lí là phƣơng tiện rất tốt để giúp học sinh nắm vững kiến thức, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn khi gặp phải trong cuộc sống. Bài tập vật lí là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong giờ học lý thuyết chƣa có điều kiện để đề cập qua đó nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh. Đặc biệt, để giải đƣợc bài tập vật lí dƣới hình thức trắc nghiệm khách quan học sinh ngoài việc nhớ đến kiến thức tổng hợp, chính xác ở nhiều phần, nhiều chƣơng, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tính phản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải giải nhiều dạng bài tập khác nhau để có đƣợc kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa học. Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm đƣợc cái chung, cái khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tƣợng. Trong các bài tập học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tƣợng đó vào những trƣờng hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ đó mà học sinh nắm đƣợc những biểu hiện cụ thể của chúng trong thực tế, phát hiện đƣợc ngày càng nhiều những hiện tƣợng thuộc ngoại diện của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hay phạm vi ứng dụng của chúng. Quá trình nhận thức các khái niệm, định luật vật lí không kết thúc ở việc xây dựng nội hàm của các khái niệm, định luật vật lí mà còn tiếp tục ở giai đoạn vận dụng thực tế. Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật, bài tập vật lí sẽ giúp học sinh thấy đƣợc những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn kiến thức đã học. Vì lí do trên, trong chƣơng trình sách giáo khoa vật lí hiện nay ở các cấp học quỹ thời gian dành cho giải bài tập vật lí cũng tăng lên. Các nghiên cứu khoa học về vấn đề này chiếm một vị trí đáng kể. Các nghiên cứu này khai thác nhiều mặt, nhiều góc cạnh khác nhau của bài tập vật lí với những mục đích khác nhau. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 8 Các nghiên cứu đó có thể nghiên cứu với mục đích cung cấp một phƣơng pháp dạy học hoặc lí luận dạy học về bài tập vật lí của từng đơn vị kiến thức vật lí phổ thông. Cụ thể nhƣ luận án tiến sĩ của Nguyễn Thế Khôi (1995) về một số phương án xây dựng hệ thống bài tập động lực học nhằm giúp học snh nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề; hay cuốn bài tập về phương pháp dạy bài tập vật lí của GS – TS Phạm Hữu Tòng (1994)… ngoài ra còn nhiều luận văn thạc sĩ khoa học nghiên cứu về vấn đề này nhƣ: Đồng Thị Vân Thoa (2001) với một số biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của Học sinh THPT miền núi khi giảng dạy bài tập vật lí, Nguyễn Thị Mai Anh (2002) với phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh lớp 10 THPT qua giải bài tập vật lí bằng phương pháp vectơ. Nguyễn Thị Nga (2004) với lựa chọn và phối hợp các giải pháp nhằm tích cực hóa nhận thức của hoạt động học tập của học sinh THPT trong giờ bài tập vật lí. Đỗ Thị Thúy Nga (2009) với phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học hiện đại để phát triển hứng thú và năng lực tự học tập của học sinh qua các hoạt động giải bài tập vật lí, hay gần nhất: Luận án tiến sĩ của Nguyễn Thanh Hải với nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập định tính trong dạy học cơ học vật lí 10 THPT… Ngoài ra còn rất nhiều nghiên cứu về phân loại và các phƣơng pháp giải bài tập vật lí theo hình thức hệ thống bài tập theo nội dung, theo phƣơng pháp giải. Đó là các tài liệu tham khảo hữu ích về bài tập vật lí 12 THPT nhƣ: Hướng dẫn giải bài tập và câu hỏi trắc nghiệm của các tác giả Bùi Quang Hân, Nguyễn Duy Hiền, Nguyễn Tuyến, Phương pháp giải toán vật lí 12 – PGS.TS Vũ Thanh Khiết (chủ biên), Giải toán Vật lí 12 của tác giả Bùi Quang Hân, bài tập điển hình của tác giả Nguyễn Cảnh Hòe… Các nghiên cứu về bài tập vật lí thực sự đã đem lại nguồn tài liệu phong phú và hữu ích cho giáo viên dạy vật lí và học sinh. Tuy nhiên, nghiên cứu về bài tập nhằm nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức cho học sinh chƣa đƣợc đầy đủ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 9 1.2. Kiến thức và chất lƣợng nắm vững kiến thức 1.2.1. Các mục tiêu và nhiệm vụ dạy học vật lí ở trƣờng THPT 1.2.1.1. Mục tiêu dạy học vật lí ở trƣờng THPT Mỗi một quốc gia, nhà nƣớc căn cứ vào nhu cầu phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội của đất nƣớc vào thời điểm hiện tại và tƣơng lai, đều có một mục tiêu giáo dục chung cho quốc gia mình. Nhƣ vậy, mục tiêu này sẽ thay đổi theo mỗi giai đoạn phát triển của đất nƣớc. Tuy nhiên, nền giáo dục ở bất kì nƣớc nào cũng phải nhằm đào tạo thế hệ trẻ trở thành những ngƣời có năng lực, tích cực tham gia vào công cuộc xây dựng và phát triển đất nƣớc. Mục tiêu giáo dục THPT, trong mục 1 điều 27 đã chỉ rõ: “Mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đaọ đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mĩ, và các kĩ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân; chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ tổ quốc”.[17] Trong luật giáo dục cũng đã chỉ rõ: “phương pháp dạy học phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc trưng của môn học, đặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện từng lớp học, bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học,khả năng hợp tác, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú và trách nhiệm học tập cho học sinh”[17]. Do đó mục tiêu cụ thể của môn học vật lí ở phổ thông trung học đề ra có nhiều yêu cầu toàn diện. a) Kiến thức Đạt đƣợc một hệ thống kiến thức vật lí phổ thông, cơ bản phù hợp với những quan điểm hiện đại, bao gồm: Các khái niệm về các sự vật, hiện tƣợng và quá trình vật lí thƣờng gặp trong đời sống và sản xuất. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 10 Các đại lƣợng, các định luật và nguyên lí vật lí cơ bản. Những nội dung chính của một số thuyết vật lí quan trọng nhất. Những ứng dụng phổ biến của vật lí trong đời sống và sản xuất. Các phƣơng pháp chung của nhận thức khoa học và những phƣơng pháp đặc thù của vật lí, trƣớc hết là phƣơng pháp thực nghiệm và phƣơng pháp mô hình. b) Kĩ năng Biết quan sát các hiện tƣợng và quá trình vật lí trong tự nhiên, trong đời sống hàng ngày hoặc trong các thí nghiệm, biết điều tra, sƣu tầm, tra cứu các tài liệu từ các nguồn khác nhau để thu thập thông tin cần thiết cho việc học tập môn Vật lí. Sử dụng đƣợc các dụng cụ đo phổ biến của vật lí, biết lắp ráp và tiến hành thí nghiệm vật lí đơn giản. Biết phân tích, tổng hợp và xử lí các thông tin thu đƣợc để rút ra kết luận, đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay về bản chất của các hiện tƣợng hoặc quá trình vật lí, cũng nhƣ đề xuất phƣơng án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã đề ra. Vận dụng đƣợc kiến thức vật lí để mô tả, giải thích các hiện tƣợng và quá trình vật lí, giải các bài tập vật lí và giải quyết các vấn đề đơn giản trong đời sống và sản xuất ở mức độ phổ thông. Sử dụng đƣợc các thuật ngữ vật lí, các biểu, bảng, đồ thị để trình bày rõ ràng, chính xác những hiểu biết cũng nhƣ kết quả thu đƣợc qua thu thập và xử lí thông tin. c) Thái độ Có hứng thú học vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học, trân trọng những đóng góp của vật lí cho sự tiến bộ của xã hội và công lao của các nhà khoa học. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 11 Có thái độ khách quan, trung thực; có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và có tinh thần hợp tác trong việc học tập môn vật lí, cũng nhƣ trong việc áp dụng các hiểu biết đã đạt đƣợc. Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lí vào đời sống nhằm cải thiện điều kiện sống, học tập cũng nhƣ để bảo vệ môi trƣờng sống tự nhiên. Có thế giới quan, nhân sinh quan, tƣ duy khoa học và những phẩm chất, năng lực theo mục tiêu của giáo dục phổ thông. 1.2.1.2. Nhiệm vụ dạy học vật lí ở trƣờng THPT Các mục tiêu và nhiệm vụ của trƣờng phổ thông đƣợc thực hiện chủ yếu thông qua việc dạy học các môn học. Môn Vật lí cũng nhƣ các môn khoa học khác ở nhà trƣờng phổ thông không chỉ trang bị hệ thống kiến thức cơ bản, hiện đại mà còn góp phần giáo dục và phát triển toàn diện ngƣời học sinh. Vật lí là một nghành khoa học nghiên cứu các quy luật, các tính chất chung nhất của cấu trúc, sự tƣơng tác và chuyển động của vật chất. Vật lí không chỉ liệt kê, mô tả hiện tƣợng mà còn đi sâu nghiên cứu bản chất, khảo sát mặt định lƣợng và tìm ra quy luật chung của chúng. Sự phát triển của vật lí có liên quan mật thiết với tƣ tƣởng triết học, là cơ sở của nhiều nghành khoa học, kĩ thuật và công nghệ tiên tiến. Các kiến thức vật lí đƣợc xem nhƣ những mô hình đƣợc con ngƣời xây dựng nên để biểu đạt hiện thực. “Môn vật lí ở trường phổ thông góp phần hoàn chỉnh học vấn phổ thông và góp phần làm phát triển nhân cách của học sinh, chuẩn bị cho học sinh bước vào cuộc sống lao động, sản xuất, bảo vệ Tổ Quốc hoặc tiếp tục học lên…”[25] Chính vì vậy môn vật lí ở trƣờng phổ thông có các nhiệm vụ sau: a) Trang bị cho học sinh các kiến thức vật lí phổ thông cơ bản, hiện đại, có hệ thống. Các hiện tƣợng vật lí Các khái niệm vật lí Các định luật vật lí Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/