Tài liệu Lựa chọn và rèn luyện phương pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LA THỊ THẮNG Lựa chọn và rèn luyện phương pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi Chuyên ngành: LL&PP dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 60140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. T¤ V¡N B×NH THÁI NGUYÊN - 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục .............................................................................................................……..i Danh mục các chữ viết tắt trong luận văn ........................................................ ……..ii Danh mục các bảng, sơ đồ, hình vẽ và đồ thị .................................................. …….iii Mở đầu ................................................................................................................ …..1 Chƣơng I. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc lựa chọn và rèn luyện phƣơng pháp giải bài tập vật lí cho học sinh trong việc bồi dƣỡng học sinh giỏi .... …..5 1.1. Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi ................................................................... .….5 1.1.1. Các công trình nghiên cứu về bồi dưỡng học sinh giỏi ........................... …..5 1.1.1.1. Các nghiên cứu về bài tập vật lí .............................................................. …..5 1.1.1.2. Các nghiên cứu về học sinh giỏi và công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ... …..6 1.1.2. Quan niệm về học sinh giỏi và giáo dục học sinh giỏi ............................. …..6 1.1.3. Mục tiêu của việc bồi dưỡng học sinh giỏi............................................... …..8 1.1.4. Một số biện pháp phát hiện học sinh giỏi ở bậc THPT ............................ …..8 1.1.5. Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi ở bậc THPT ............................ …..9 1.1.5.1. Kích thích động cơ học tập của học sinh ................................................ …..9 1.1.5.2. Soạn thảo nội dung dạy học và có phương pháp dạy học phù hợp ......... …..9 1.1.5.3. Kiểm tra, đánh giá ................................................................................... …10 1.1.6. Những năng lực cần thiết của giáo viên dạy bồi dưỡng học sinh giỏi ...... …11 1.2. Nội dung, phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí ................................ …11 1.2.1. Mối quan hệ giữa mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học ................... …11 1.2.2. Mục tiêu, nội dung, phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí .............. …12 1.2.2.1. Mục tiêu bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí .................................................. …12 1.2.2.2. Nội dung dạy học trong bồi dưỡng học sinh giỏi.................................... …13 1.2.2.3. Các hình thức và phương pháp dạy học trong bồi dưỡng học sinh giỏi . ....14 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 1.3. Thuận lợi và khó khăn trong bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THPT .............. …15 1.3.1. Thuận lợi .................................................................................................... …15 1.3.2. Khó khăn .................................................................................................... …15 1.4. Bài tập trong dạy học vật lí .......................................................................... …16 1.4.1. Khái niệm bài tập vật lí ............................................................................. …16 1.4.2. Phân loại bài tập vật lí ............................................................................... …17 1.4.2.1. Phân loại dựa vào cả nội dung và hình thức ........................................... …17 1.4.2.2. Phân loại theo nội dung ........................................................................... …17 1.4.2.3. Phân loại theo phương pháp giải ............................................................. …18 1.4.2.4. Phân loại theo mức độ phức tạp của hoạt động tư duy của học sinh khi tìm lời giải............................................................................................................................. …19 1.4.3. Vai trò của bài tập vật lí trong quá trình dạy học vật lí ............................ …20 1.4.3.1. Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức ...................... …20 1.4.3.2. Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới........................…21 1.4.3.3. Bài tập vật lí là một trong những phương tiện rất quí báu để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn................................................................. …21 1.4.3.4. Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh .21 1.4.3.5. Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh ......…22 1.4.3.6. Bài tập vật lí cũng là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh ................................................................................ …22 1.5. Thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí ở một số trường THPT tỉnh Thái Nguyên ......................................................................................................... …22 1.5.1 Mục đích...................................................................................................... …22 1.5.2 Phương pháp................................................................................................ …23 1.5.3. Kết quả điều tra .......................................................................................... …23 Kết luận chương I ................................................................................................. …25 Chƣơng II: Lựa chọn và rèn luyện phƣơng pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dƣỡng học sinh giỏi .................................. …26 2.1. Vấn đề lựa chọn bài tập cho học sinh dùng trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi........................................................................................................................ …26 2.1.1 Nguyên tắc lựa chọn bài tập cho học sinh ................................................. …26 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 2.1.2. Nguyên tắc lựa chọn bài tập dành cho học sinh giỏi ................................ …26 2.1.2.1. Hệ thống bài tập phải được lựa chọn theo từng chủ đề và từng phần của môn học ................................................................................................................ …27 2.1.2.2. Hệ thống bài tập được lựa chọn theo nguyên tắc lựa chọn trong lựa chọn ..…27 2.2. Rèn luyện phương pháp giải bài tập vật lí cho học dùng trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ............................................................................................. …28 2.2.1. Những yêu cầu về lời giải một bài tập vật lí của học sinh giỏi ................ …28 2.2.2. Các tiêu chí rèn luyện phương pháp giải bài tập vật lí cho học sinh ....... …28 2.2.2.1. Học sinh phải nắm vững phương pháp chung giải bài tập vật lí .......... …29 2.2.2.2. Học sinh phải nắm vững phương pháp giải từng nhóm bài theo cùng một chủ đề ................................................................................................................... …32 2.2.2.3. HS phải đạt được các kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tiễn hoạt động giải bài tập cũng như các hoạt động trong học tập và cuộc sống ....…33 2.2.2.4. Trong quá trình giải bài tập, cần khuyến khích học sinh tìm nhiều cách giải cho cùng một bài .......................................................................................... …34 2.2.3. Quy trình rèn luyện phương pháp giải bài tập vật lí cho học sinh dùng trong bồi dưỡng học sinh giỏi ....................................................................................... …34 2.3. Phần cơ học trong chương trình bộ môn vật lí lớp 10 ................................. …35 2.3.1 Vị trí và vai trò của phần cơ học - vật lí 10................................................. …35 2.3.2 Cấu trúc nội dung phần cơ học - vật lí 10 ................................................... …36 2.4. Lựa chọn bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi ......................................................................................................... …38 2.4.1. Chủ đề 1: Động học chất điểm ................................................................... …38 2.4.2. Chủ đề 2: Động lực học chất điểm ............................................................. ....40 2.4.3. Chủ đề 3: Tĩnh học vật rắn ......................................................................... …43 2.4.4. Chủ đề 4: Các định luật bảo toàn ............................................................... …46 2.5. Phương pháp rèn luyện phương pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi ........................................................ …46 2.5.1. Tổ chức hoạt động tự học ở nhà cho HS................................................... …46 2.5.2. Tổ chức hoạt động dạy học trên lớp ......................................................... …48 2.5.3. Kiểm tra, đánh giá và tự kiểm tra đánh giá ................................................ …49 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 2.5.3.1. Vai trò của kiểm tra, đánh giá và tự kiểm tra đánh giá ........................... …49 2.5.3.2. Các tiêu chí đánh giá ............................................................................... …50 2.5.3.3. Biên soạn đề kiểm tra lớp 10 bồi dưỡng HSG ........................................ …50 2.5.4. Hệ thống kiến thức lý thuyết và phương pháp giải bài tập phần cơ học dùng trong bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí (dùng làm tài liệu tự học cho HS) .............. …52 2.5.4.1. Kiến thức toán học trong dạy học vật lí .................................................. …52 2.5.4.2. Kiến thức lí thuyết vật lí.......................................................................... …53 2.5.4.3. Một số phương pháp giải bài tập vật lí ................................................... …64 2.5.5. Ví dụ minh họa về phương pháp rèn luyện phương pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi ...................... …72 Kết luận chương II ............................................................................................... …98 Chƣơng III. Thực nghiệm sƣ phạm.................................................................. …99 3.1. Mục đích thực nghiệm .................................................................................. …99 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm .................................................................................. ....99 3.3. Đối tượngthực nghiệm .................................................................................. …99 3.4. Phương pháp đánh giá .................................................................................. ..100 3.5. Tiến hành thực nghiệm ................................................................................. . 100 3.6. Đánh giá hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất .......................................... ..101 3.6.1. Đánh giá qua kết quả bài kiểm tra.............................................................. ..101 3.6.2. Đánh giá qua kết quả thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh ............................... ..107 3.6.3. Đánh giá qua theo dõi quá trình học tập của học sinh .............................. ..107 3.6.4. Đánh giá qua ý kiến của các đồng nghiệp ................................................. ..108 Kết luận chương III .............................................................................................. ..109 Kết luận và kiến nghị ......................................................................................... ..110 Tài liệu tham khảo ............................................................................................... ..112 Phụ lục .................................................................................................................. ..115 Phụ lục 1: Phiếu tham khảo ý kiến giáo viên vật lí ............................................. ..115 Phụ lục 2: Đề và đáp án chấm kiểm tra khảo sát lần 1, lần 2 .............................. ..119 Phụ lục 3: Hệ thống bài tập được lựa chọn ......................................................... ..125 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN VIẾT ĐẦY ĐỦ VIẾT TẮT Bài tập BT Chuyển động CĐ Dạy học DH Đại học ĐH Đối chứng ĐC Giáo dục & đào tạo GD&ĐT Giáo viên GV Học sinh HS Học sinh giỏi HSG Kiểm tra KT Nhà xuất bản NXB Nhanh dần đều NDĐ Phương pháp PP Phương pháp dạy học PPDH Phương tiện dạy hoc PTDH Sách giáo khoa SGK Trung học phổ thông THPT Thực nghiệm TN Thực nghiệm sư phạm TNSP Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữ mục tiêu, nội dung, phương pháp Hình 2.1.Sơ đồ nguyên tắc lựa chọn BT dùng cho bồi dưỡng HSG Hình 2.2. Sơ đồ PP phân tích Hình 2.3. Sơ đồ PP tổng hợp Hình 3.1. Biểu đồ xếp loại kết quả kiểm tra lần 1 Hình 3.2. Biểu đồ xếp loại kết quả kiểm tra lần 2 Hình 3.3. Đồ thị đường lũy tích kết quả KT lần 1 Hình 3.4. Đồ thị đường lũy tích kết quả kiểm tra lần 2 Bảng 2.1. Quy trình rèn luyện phương pháp giải bài tập vật lí cho học sinh Bảng 2.2. Phân bố số tiết đối với chương trình chuẩn: Bảng 2.3. Phân bố số tiết đối với chương trình trình nâng cao: Bảng 2.4. Ma trận đề kiểm tra khảo sát Bảng 3.1. Bảng số liệu thực nghiệm và đối chứng Bảng 3.2. Phân phối chương trình ôn luyện bồi dưỡng HSG phần cơ học (38 tiết) Bảng 3.3. Bảng điểm các bài kiểm tra Bảng 3.4. Xếp loại kết quả học tập Bảng 3.5. Phần trăm HS đạt điểm khá giỏi, trung bình, yếu kém Bảng 3.6. Các số liệu thống kê của các bài kiểm tra Bảng 3.7. Phần trăm HS đạt điểm Xi trở xuống Bảng 3.8. Bảng thống kê Tkđ Bảng 3.9. Kết quả thu được từ kì thi chọn HSG cấp tỉnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn của mình đến các thầy cô giáo trong khoa Sau Đại học, khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu khoa học tại khoa. Tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới PGS.TS. Tô Văn Bình - Đại học sư phạm Thái Nguyên, người đã trực tiếp giảng dạy, nhiệt tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi xin cảm ơn sâu sắc tới lãnh đạo sở Giáo dục – Đào tạo tỉnhThái Nguyên, Ban giám hiệu, các đồng chí lãnh đạo, giáo viên tổ, nhóm vật lí, cùng các thầy cô cộng tác ở các trường dạy thực nghiệm sư phạm, đã nhiệt tình đóng góp ý kiến, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm. Tôi xin cảm ơn chân thành tới người thân, các đồng nghiệp trong tổ chuyên môn, ban giám hiệu trường PT Dân tộc Nội trú Thái Nguyên, nơi tôi đang công tác, đã động viên giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành khoá học. Thái Nguyên, tháng 5 năm 2013 La Thị Thắng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong một công trình nào khác. Thái nguyên, tháng 5 năm 2013 Tác giả La Thị Thắng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 MỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Theo Georgia Law, học sinh giỏi (HSG) là học sinh (HS) chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lí thuyết khoa học, là người cần một sự giáo dục đặc biệt và sự phục vụ đặc biệt để đạt được trình độ tương ứng với năng lực của người đó. Trên thế giới, việc phát hiện và bồi dưỡng HSG đã có từ rất lâu. Có thể nói, hầu như tất cả các nước đều coi trọng vấn đề đào tạo và bồi dưỡng HS giỏi trong chiến lược phát triển chương trình GD phổ thông. Đối với nước ta, Đảng và Nhà nước đã khẳng định nhiệm vụ của ngành giáo dục là nâng cao dân trí, phổ cập giáo dục phổ thông cho toàn dân, song song nhiệm vụ đó thì cần phải bồi dưỡng nhân tài, phát hiện các HS có năng khiếu ở trường phổ thông và có kế hoạch đào tạo riêng để họ thành những cán bộ khoa học kĩ thuật nòng cốt. “Bồi dưỡng nhân tài” là một nội dung quan trọng trong nhiều nghị quyết của Đảng và Nhà nước. Hiện nay HSG được rèn luyện trong các trường học riêng, thường gọi là trường chuyên, trường năng khiếu của các tỉnh, thành phố. Tuy nhiên, không phải tất cả HSG đều được học tập trong những trường đặc biệt như vậy mà vẫn có một tỉ lệ không nhỏ những HSG - ở cả thành phố, nông thôn cũng như những HS sinh sống tại những vùng khó khăn, xa trung tâm đô thị và những HS là người dân tộc thiểu số - đang theo học tại các trường trung học phổ thông (THPT) không chuyên. Do vậy, các trường THPT đều xây dựng kế hoạch và tổ chức bồi dưỡng HSG đối với bộ môn vật lí cũng như tất cả các môn học khác. Trong quá trình giảng dạy, một trong những nhiệm vụ quan trọng của mỗi giáo viên là bồi dưỡng HSG bộ môn. Việc bồi dưỡng HSG nhằm mục tiêu chính là tạo cho họ nhiều cơ hội trở thành những nhà khoa học, kĩ thuật của đất nước. Cũng thông qua bồi dưỡng HSG, có thêm động lực để tự học, tự bồi dưỡng và nâng cao trình độ chuyên môn. Trong quá trình bồi dưỡng HSG, hệ thống bài tập (BT) được sử dụng phải đa dạng, phải có tính tổng hợp và chuyên sâu. Nếu giáo viên lựa chọn được các BT đảm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 bảo các đặc tính trên và HS được rèn luyện tốt về phương pháp (PP) giải các BT thì các em sẽ hứng thú, tích cực, tự lực trong học tập. Việc rèn luyện PP giải BT cho HS vừa có tác dụng củng cố kiến thức và mở rộng hiểu biết của HS vừa tập cho HS đem kiến thức đã học vận dụng vào những trường hợp cụ thể, vào những hoàn cảnh mới, tức là tập cho các em sáng tạo. Đối với bộ môn vật lí, phần cơ học là phần đầu tiên trong chương trình vật lí lớp 10, cũng là phần mở đầu trong chương trình vật lí THPT. Đó là phần kiến thức hết sức cơ bản, có vai trò tạo dựng nền tảng cho tư duy, cho việc học vật lí của HS trong cả cấp học. Và như vậy việc rèn luyện PP giải BT phần cơ học cho HS là khâu then chốt, là một trong những yếu tố quyết định chất lượng quá trình dạy và học bộ môn vật lí. Bản thân tôi thường xuyên tham gia công tác bồi dưỡng HSG nên đã tìm đọc các tài liệu tham khảo và các đề tài nghiên cứu về BT vật lí. Thực tế, số lượng BT trong mỗi cuốn sách tham khảo là rất nhiều cho nên việc lựa chọn các BT phù hợp với từng loại đối tượng HS là rất cần thiết. Cũng đã có nhiều nghiên cứu về BT vật lí như Nguyễn Thị Mai Anh (2002), Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS lớp 10 THPT qua giải bài tập Vật lí bằng PP véc tơ, Luận văn thạc sĩ - Trường Đại học Thái Nguyên; Nguyễn Thị Nga (2004), Lựa chọn và phối hợp các giải pháp nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS THPT trong giờ giải bài tập Vật lí, Luận văn thạc sĩ - Trường Đại học Thái Nguyên; Đỗ Thị Thuý Hà (2009), Phối hợp các PP và phương tiện dạy học hiện đại để phát triển hứng thú và năng lực tự lực học tập cho HS qua các hoạt động giải bài tập Vật lí phần Cơ học (chương trình Vật lí 10 nâng cao), Luận văn thạc sĩ - Trường Đại học Thái Nguyên,… Tuy nhiên các đề tài này chủ yếu nghiên cứu về công tác giảng dạy cho HS đại trà, còn công tác bồi dưỡng HS giỏi thì còn ít người nghiên cứu. Xuất phát từ những thực tế và lí do nêu trên, tôi chọn đề tài: “Lựa chọn và rèn luyện phương pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi” II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu, đề xuất nguyên tắc lựa chọn và lựa chọn các BT của phần cơ học; Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 12 rèn luyện PP giải cho HS nhằm nâng cao hiệu quả công tác bồi dưỡng HSG vật lí lớp 10. III. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Khách thể nghiên cứu: HS có kết quả đầu vào đạt loại khá, giỏi môn vật lí đang học lớp 10 tại một số trường THPT của tỉnh Thái Nguyên. Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học BT của giáo viên và HS trong thời gian ôn bồi dưỡng HS giỏi bộ môn vật lí. IV. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu lựa chọn được một hệ thống BT phù hợp với đối tượng HS khá giỏi và rèn luyện được cho các em các PP giải BT phần cơ học vật lí lớp 10 thì sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn vật lí nói chung và công tác bồi dưỡng HS giỏi nói riêng. V. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu quá trình tổ chức, thực hiện công tác bồi dưỡng HS giỏi môn vật lí lớp 10 của một số trường THPT của tỉnh Thái Nguyên thông qua việc lựa chọn và rèn luyện PP giải BT. VI. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Tìm hiểu đặc điểm của HSG. - Nghiên cứu hoạt động dạy và hoạt động học, mối quan hệ giữa mục tiêu, nội dung, PP để vận dụng mối quan hệ đó vào việc bồi dưỡng HSG. - Nghiên cứu về BT và PP giải BT trong dạy học vật lí. - Điều tra thực trạng bồi dưỡng HSG vật lí ở các trường THPT không chuyên. - Nghiên cứu nội dung, cấu trúc đặc điểm phần cơ học vật lí lớp 10 (cả chương trình chuẩn và nâng cao). - Cách thức lựa chọn BT cho đối tượng HS khá giỏi. - Lựa chọn hệ thống BT cơ học vật lí lớp 10 cho HS khá giỏi. - Nghiên cứu việc rèn luyện PP giải BT cho HS khá giỏi. - Thiết kế tiến trình dạy học một số buổi dạy bồi dưỡng HSG vật lí lớp 10 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 13 trên cơ sở các BT đã được lựa chọn. - TN sư phạm để đánh giá giả thuyết khoa học và rút ra kết luận. VII. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu lí luận: - Đọc và tìm hiểu lí luận từ sách, báo, tạp chí, văn bản, nghị quyết để làm sáng tỏ quan điểm của đề tài. - Nghiên cứu chương trình, nội dung SGK, sách giáo viên và các tài liệu liên quan đến phần cơ học dùng cho việc giảng dạy và học tập bộ môn vật lí lớp 10. Nghiên cứu thực tế: - Điều tra tình hình thực tế về bồi dưỡng HSG bộ môn vật lí lớp 10. Thực nghiệm sư phạm: - Tiến hành giảng dạy đủ các buổi ôn bồi dưỡng HSG theo kế hoạch của trường PTDT Nội trú Thái Nguyên dành cho bộ môn vật lí khối 10 bằng các giáo án đã thiết kế theo hướng nghiên cứu của đề tài. - Tiến hành giảng dạy một số buổi ôn bồi dưỡng HSG tại các lớp thực nghiệm (theo hướng nghiên cứu của đề tài) và đối chứng (theo PP truyền thống) tại các trường: THPT Đại Từ; THPT Lưu Nhân Chú; THPT Nguyễn Huệ. - Đánh giá và so sánh kết quả ở các lớp thực nghiệm với các lớp đối chứng nhằm kiểm tra giả thuyết nêu ra. (Có sử dụng PP thống kê toán học). - Tìm những điểm chưa hợp lí cần phải điều chỉnh, bổ sung và hoàn thiện các giáo án đã thiết kế sau khi TN sư phạm. VIII. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI - Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận của việc tổ chức hoạt động rèn luyện PP giải BT cho HS giỏi. - Các BT được lựa chọn và các giáo án đã thiết kế sau khi hoàn thiện có thể vừa dùng làm tài liệu bồi dưỡng HSG Bộ môn vật lí cho HS cả ở ba khối lớp 10, lớp 11 và lớp 12, vừa dùng làm tài liệu bồi dưỡng chuyên môn nghiệp và tài liệu tham khảo GV vật lí. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 14 Chƣơng I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC LỰA CHỌN VÀ RÈN LUYỆN PHƢƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ CHO HỌC SINH TRONG VIỆC BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI 1.1. Vấn đề bồi dƣỡng học sinh giỏi 1.1.1. Các công trình nghiên cứu về bồi dƣỡng học sinh giỏi 1.1.1.1. Các nghiên cứu về bài tập vật lí Hiện nay, có thể nói đã có rất nhiều nghiên cứu khoa học về BT vật lí. Các nghiên cứu này khai thác khá nhiều mặt, nhiều góc cạnh khác nhau của BT vật lí với những mục đích khác nhau. Các nghiên cứu đó có thể là những nghiên cứu với mục đích cung cấp một PP dạy học hoặc lí luận dạy học về BT vật lí. Ví dụ như luận án tiến sĩ của Nguyễn Thế Khôi (1995) về Một phương án xây dựng hệ thống bài tập phần Động lực học lớp 10 THPT nhằm giúp học sinh 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 có nhiều luận văn thạc sĩ khoa học nghiên cứu về vấn đề này như: Đồng Thị Vân Thoa (2001 – ĐHSP ĐHTN) 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- ĐHSP ĐHTN) 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 hoạt động học tập của HS THPT trong giờ giải bài tập Vật lí, Đào Quang Thành với Tích cực hóa hoạt động học tập vật lí của học sinh PTTH miền núi trên cơ sở tổ chức, định hướng, rèn kỹ năng giải bài tập vật lí(1997-ĐHSP ĐHTN); Nguyễn Thế Chung với Một số biện pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh THPT miền núi khí dạy học bài tập vật lí phần "Quang hình học" Vật lí lớp 11 (2009 ĐHSP ĐHTN); Hoàng Văn Vĩnh với Xây dựng tiến trình hướng dẫn giải bài tập phần Từ trường (Vật lí 11) theo hướng phát huy tính tích cực và tự lực của học sinh trung học phổ thông miền núi (2010ĐHSP ĐHTN); Đỗ Thị Thuý Hà với Phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 15 học hiện đại để phát triển hứng thú và năng lực tự lực học tập cho học sinh qua các hoạt động giải bài tập vật lí phần cơ học (chương trình Vật lí 10 nâng cao) (2009ĐHSP ĐHTN);… Bên cạnh đó chúng ta cũng gặp rất nhiều tài liệu tham khảo về phân loại và các PP giải BT vật lí theo hình thức hệ thống các BT theo nội dung, theo PP giải. Ví dụ ngay về các tài liệu tham khảo về BT vật lí lớp 10 THPT, bạn đọc rất dễ tìm thấy các cuốn sách như: Giải toán Vật lí 10 của tác giả Bùi Quang Hân, BT chọn lọc Vật lí 10 của tác giả Đoàn Trọng Căn (chủ biên), Bài tập Vật lí sơ cấp của tác giả Vũ Thanh Khiết Và Phạm Quý Tư, Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi THPT môn Vật lí của giáo sư Dương Trọng Bái, … 1.1.1.2. Các nghiên cứu về học sinh giỏi và công tác bồi dƣỡng học sinh giỏi Trong công cuộc cải cách giáo dục hiện nay, việc phát hiện và đào tạo HSG nhằm cung ứng nguồn nhân lực chất lượng cao cho đất nước là một trong những nhiệm vụ quan trọng ở bậc THPT. Thực hiện nhiệm vụ quan trọng này, đã và đang có nhiều đề tài nghiên cứu về vấn đề phát hiện, bồi dưỡng HSG ở hầu hết các bộ môn, ví dụ như: - “Xây dựng hệ thống bài tập hóa học nhằm rèn luyện tư duy trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học ở trường THPT” - Luận án Tiến sĩ của Vũ Anh Tuấn (2004)ĐHSP Hà Nội. -“Xây dựng hệ thống bài tập hóa học vô cơ nhằm rèn luyện tư duy trong bồi dưỡng HSG ở trường THPT” - Luận văn Thạc sĩ của Đỗ Văn Minh (2007) ĐHSP Hà Nội; - “Bồi dưỡng năng lực ứng dụng số phức vào giải toán hình học và lượng giác cho HS khá giỏi trung học phổ thông” -Luận văn Thạc sĩ của Phạm Xuân Thám (2008) ĐHSP ĐHTN;… Tuy nhiên, nghiên cứu về HSG và công tác bồi dưỡng HSG áp dụng cho môn vật lí thì có rất ít. Cho đến nay tại Đại học Thái Nguyên chưa có nghiên cứu nào về công tác này đối với môn vật lí. 1.1.2. Quan niệm về học sinh giỏi và giáo dục học sinh giỏi Hầu như tất cả các nước trên thế giới đều coi trọng vấn đề đào tạo và bồi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 16 dưỡng HSG trong chiến lược phát triển chương trình giáo dục phổ thông. Luật bang Georgia (Hoa Kỳ) định nghĩa HSG như sau: “HSG là HS chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lí thuyết hoặc khoa học; là người cần một sự giáo dục đặc biệt để đạt được trình độ tương ứng với năng lực của người đó”. [2] Trên thế giới việc phát hiện và bồi dưỡng HSG đã có từ rất lâu. Ở Trung Quốc, từ đời nhà Đường những trẻ em có tài đặc biệt được mời đến sân Rồng để học tập và được giáo dục bằng những hình thức đặc biệt. Ở châu Âu trong suốt thời Phục hưng, những người có tài năng về nghệ thuật, kiến trúc, văn học... đều được nhà nước và các tổ chức cá nhân bảo trợ, giúp đỡ. Đối với nước ta, hệ thống trường THPT chuyên, năng khiếu của các tỉnh, thành phố đã có những đóng góp to lớn trong việc phát hiện và bồi dưỡng HS có năng khiếu, góp phần quan trọng trong công tác đào tạo nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài cho đất nước. Tuy nhiên, do nhiều yếu tố, vẫn còn có những HS có năng lực học tập đã và đang theo học tại các trường THPT không chuyên. Việc phát hiện và bồi dưỡng những HS này đã được các trường THPT đưa vào kế hoạch năm học. Hằng năm, các sở GD&ĐT các tỉnh cũng tổ chức kì thi chọn HS giỏi các môn văn hóa lớp 10, lớp 11 và lớp 12 trước khi chọn đội tuyển thi chọn HSG quốc gia. Trong phạm vi đề tài, tác giả chỉ tập trung nghiên cứu về công tác bồi dưỡng HSG ở các trường THPT không chuyên. Các hình thức giáo dục HSG Từ điển bách khoa Wikipedia trong mục Giáo dục HSG (gifted education) nêu lên các hình thức sau đây: - Lớp riêng biệt (Separate classes): HSG được rèn luyện trong một lớp hoặc một trường học riêng, thường gọi là lớp chuyên, lớp năng khiếu. - Phương pháp Mông-te-xơ-ri (Montessori method): Trong một lớp HS chia thành ba nhóm tuổi, nhà trường mang lại cho HS những cơ hội vượt lên so với các bạn cùng nhóm tuổi. PP này đòi hỏi phải xây dựng được các mức độ khá tự do, nó hết Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 17 sức có lợi cho những HSG trong hình thức học tập với tốc độ cao. - Tăng gia tốc (Acceleration): Những HS xuất sắc xếp vào một lớp có trình độ cao với nhiều tài liệu tương ứng với khả năng của mỗi HS. - Học tách rời (Pull-out) một phần thời gian theo lớp HSG, phần còn lại học lớp thường. - Làm giàu tri thức (Enrichment) toàn bộ thời gian HS học theo lớp bình thường, nhưng nhận tài liệu mở rộng để thử sức, tự học ở nhà. - Dạy ở nhà (Homeschooling) một nửa thời gian học tại nhà học lớp, nhóm, học có cố vấn (mentor) hoặc một thầy một trò (tutor) và không cần dạy. - Trường mùa hè (Summer school) bao gồm nhiều course học được tổ chức vào mùa hè. - Sở thích riêng (Hobby) một số môn thể thao như cờ vua được tổ chức dành để cho HS thử trí tuệ sau giờ học ở trường. 1.1.3. Mục tiêu của việc bồi dƣỡng học sinh giỏi Theo các quan điểm giáo dục, mục tiêu của việc bồi dưỡng HSG nói chung gồm: [24]; [27] - Phát triển PP suy nghĩ ở trình độ cao phù hợp với khả năng trí tuệ của trẻ. - Tạo điều kiện tốt nhất để phát triển khả năng, năng khiếu của HS. - Thôi thúc động cơ học tập mãnh liệt. Có ý chí quyết tâm vượt mọi khó khăn. Bồi dưỡng PP tự học. - Phát triển các kĩ năng, kĩ xảo. Bồi dưỡng PP lao động, làm việc khoa học. - Hình thành, rèn luyện và phát triển khả năng nghiên cứu khoa học, khả năng hợp tác. - Hình thành, rèn luyện và phát triển khả năng giao tiếp, ứng xử linh hoạt trước mọi tình huống xảy ra. - Định hướng nghề nghiệp. Phát triển phẩm chất lãnh đạo. 1.1.4. Một số biện pháp phát hiện học sinh giỏi ở bậc trung học phổ thông Sau một thời gian giảng dạy, để có thể lựa chọn được những HS có năng lực nhằm bồi dưỡng HSG, GV phải kiểm tra toàn diện các kiến thức về lí thuyết, BT và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 18 thực hành; tổ chức các buổi báo cáo chuyên đề; tổ chức cho HS làm việc hợp tác theo nhóm. Thông qua những hoạt động này GV sẽ phát hiện được HSG thông qua các dấu hiệu: - HSG có thể học bằng nhiều cách khác nhau và với tốc độ nhanh hơn so với các HS khác. - Mức độ nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo thể hiện tốt hơn so với các HS khác và so với chương trình phổ thông. - Mức độ tư duy, cách xử lí vấn đề, khả năng vận dụng kiến thức thể hiện một cách linh hoạt và sáng tạo. - Khi giải BT thì có những đề xuất mới, những PP giải ngắn gọn và độc đáo. - Trình bày một vấn đề thì thể hiện tính chặt chẽ, logic, có sức thuyết phục cao. - Hoàn thành các bài kiểm tra trước thời hạn mà vẫn đảm bảo chất lượng. 1.1.5. Một số biện pháp bồi dƣỡng học sinh giỏi ở bậc trung học phổ thông 1.1.5.1. Kích thích động cơ học tập của học sinh + Chuẩn bị cở sở vật chất dạy học. - Xây dựng môi trường dạy học phù hợp. - Chuẩn bị tài liệu; phương tiện, thiết bị dạy học (máy tính, máy chiếu, tranh ảnh, hình vẽ, băng hình, mô hình, dụng cụ thí nghiệm…) đầy đủ. - Cơ sở vật chất đầy đủ: phòng học, phòng thí nghiệm, phòng bộ môn… + Xây dựng niềm tin trong mỗi HS - Việc học trong đội tuyển trở thành niềm vui, niềm vinh dự cho bản thân, gia đình và nhà trường. - Thường xuyên quan tâm, giúp đỡ và nắm bắt tâm lí của mỗi HS. - Giao các nhiệm vụ vừa sức cho HS và nâng dần độ khó của yêu cầu. - Cần khuyến khích và động viên kịp thời đối với từng HS (có chế độ khen thưởng rõ ràng). + Kiểm tra, đánh giá năng lực của từng HS thường xuyên và từ đó uốn nắn, điều chỉnh, bổ sung và nâng cao kiến thức, kĩ năng cho các em. 1.1.5.2. Soạn thảo nội dung dạy học và có phƣơng pháp dạy học phù hợp Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 19 + Nội dung dạy học - Hệ thống lí thuyết, phải được biên soạn chính xác, đầy đủ, rõ ràng, ngắn gọn, dễ hiểu, bám sát yêu cầu của chương trình thi HSG cấp tỉnh. - Hệ thống BT phải được lựa chọn kĩ càng, phong phú, đa dạng giúp HS đào sâu kiến thức, rèn luyện kĩ năng kĩ xảo, PP giải BT và phát triển tư duy cho HS. + Phương pháp dạy học - Kết hợp linh hoạt giữa các PP thuyết trình; vấn đáp, đàm thoại; phát hiện và giải quyết vấn đề; đàm thoại nêu vấn đề… - GV nên phát tài liệu trước để HS nghiên cứu ở nhà, khi đến lớp GV sẽ giải đáp những thắc mắc của HS và giảng giải những phần khó, phức tạp. - Chia lớp học thành nhiều nhóm, giao nhiệm vụ cho từng nhóm. GV tổ chức cho từng nhóm báo cáo, các nhóm còn lại lắng nghe, chất vấn, nhận xét, cho điểm; cuối cùng GV tổng kết, đánh giá chung. - Tổ chức cho HS tham gia các chuyên đề nghiên cứu khoa học (dạy học dự án) phù hợp với năng lực của HS. 1.1.5.3. Kiểm tra, đánh giá - Đánh giá HSG dựa trên khả năng tinh thần, trí tuệ, sáng tạo và động cơ học tập trong quá trình tham gia bồi dưỡng HSG. - GV cần xây dựng và lập ra các đề tài nghiên cứu khoa học của bộ môn và tổ chức hướng dẫn cho HS được tham gia nghiên cứu các đề tài đó. - Để đánh giá chính xác khả năng của HS giỏi cần sử dụng nhiều loại hình đánh giá, nhiều PP: trắc nghiệm, quan sát, phỏng vấn, thuyết trình, thảo luận… - Trong quá trình dạy học, cần kết hợp một cách hợp lí hình thức trắc nghiệm tự luận với hình thức trắc nghiệm khách quan. - Nội dung đề thi cần kiểm tra được một cách toàn diện trình độ của HS. Tăng cường các BT yêu cầu HS suy luận, lập luận logic mới có thể giải quyết được. - GV cần bồi dưỡng năng lực tự kiểm tra, đánh giá cho HSG: Sau mỗi lần kiểm tra GV tổ chức sửa đề kiểm tra rồi cho HS tự chấm điểm hoặc cho HS chấm chéo bài Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 20 cho nhau, sau đó GV rà soát lại. Nếu cách làm này lặp lại nhiều lần sẽ giúp cho HS học hỏi được kinh nghiệm lẫn nhau, rèn luyện tính trung thực, nâng cao trình độ. - Đề kiểm tra đổi mới theo hướng: GV ra một đề gốc và yêu cầu HS hãy soạn những đề kiểm tra khác nhau dựa vào các những số liệu ở đề gốc. - Tổ chức cho HS tham gia xây dựng các dự án học tập, tổ chức báo cáo trước tập thể lớp, cho các nhóm nhận xét, đánh giá lẫn nhau. - Tổ chức các câu lạc bộ học tập của từng bộ môn để HS tham gia, điều hành hoạt động. - Tổ chức cho HS đi tham quan các nhà máy, cơ sở sản xuất,… và yêu cầu HS tổ chức báo cáo các kết quả thu thập được. 1.1.6. Những năng lực cần thiết của giáo viên dạy bồi dƣỡng học sinh giỏi Muốn đào tạo nên những HS thông minh, sáng tạo thì trước hết phải có những người thầy thông minh, sáng tạo và biết tôn trọng sự sáng tạo của người khác. Vì vậy người GV cần: - Luôn không ngừng học hỏi, cập nhật thông tin, nghiên cứu tài liệu từ đó khái quát, tổng hợp và xây dựng, biên soạn tài liệu mới để HS dễ hiểu. - Lập kế hoạch bồi dưỡng HSG phù hợp với năng lực của HS. - Có kĩ năng giao tiếp, kĩ năng truyền đạt rõ ràng, dễ hiểu, chính xác. - Có kĩ năng lựa chọn và sử dụng PPDH phù hợp với nội dung dạy học và đối tượng HS. - Biết giám sát, theo dõi, tiếp nhận thông tin phản hồi từ HS và đồng nghiệp. - Có kĩ năng tiến hành thí nghiệm và sử dụng các thiết bị hỗ trợ dạy học như tranh vẽ, máy tính, máy chiếu, phần mềm vật lí… - Có kĩ năng lựa chọn BT và ra đề kiểm tra. - Có kĩ năng nghiên cứu khoa học. 1.2. Nội dung, phƣơng pháp bồi dƣỡng học sinh giỏi vật lí 1.2.1. Mối quan hệ giữa mục tiêu, nội dung, phƣơng pháp dạy học Vấn đề đầu tiên và có ý nghĩa quyết định đối với việc xây dựng và sử dụng PP dạy học là xác định được mối quan hệ bộ ba: Mục tiêu (M) - Nội dung (N) - Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn