Tài liệu Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương “ dòng điện không đổi” vật lí 11 nhằm bồi dưỡng năng lực tự học của học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 ====== PHẠM THỊ NGHĨA XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI”- VẬT LÍ 11 NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Hà Nội, 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 ====== PHẠM THỊ NGHĨA XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI”- VẬT LÍ 11 NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lý luận và Phƣơng pháp dạy học Vật lí Mã số: 8 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. NGÔ DIỆU NGA Hà Nội, 2018 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô giáo trong Ban giám hiệu, Phòng Sau Đại học trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi tiến hành đề tài nghiên cứu và hoàn thành luận văn này! Tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn tới các Thầy, Cô giáo, Các nhà khoa học trong và ngoài trƣờng ĐHSP Hà Nội 2 đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo, hƣớng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập và triển khai nghiên cứu đề tài này, nhất là TS. Ngô Diệu Nga– ngƣời hƣớng dẫn trực tiếp luận văn của tôi! Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô cán bộ quản lý và giáo viên các trƣờng THPT Liên Hà- huyện Đông Anh, Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và dành thời gian quý báu tận tình giúp đỡ, cung cấp thông tin, tƣ liệu, tham gia góp ý kiến, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn thạc sĩ! TÁC GIẢ PHẠM THỊ NGHĨA LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng luận văn này là do tôi tự nghiên cứu, học hỏi và tiếp thu ý kiến của thầy hƣớng dẫn để hoàn thiện. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác. Tôi cũng xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho công việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả PHẠM THỊ NGHĨA MỤC LỤC MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1 1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................................. 1 2.Lịch sử vấn đề nghiên cứu .............................................................................................. 2 3. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................................... 3 4. Giả thuyết khoa học ........................................................................................................ 3 5.Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài .................................................................................... 4 6. Nhiệm vụ nghiên cứu...................................................................................................... 4 7. Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................................ 5 8. Đóng góp của đề tài ........................................................................................................ 6 9. Cấu trúc của luận văn ..................................................................................................... 6 Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG, SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH ........................................................................ 7 1.1.Cơ sở lý luận về dạy giải bài tập vật lí ...................................................................... 7 1.1.1.Khái niệm bài tập vật lí ............................................................................................. 7 1.1.2.Vai trò, tác dụng của bài tập vật lí. .......................................................................... 7 1.1.3. Phân loại bài tập vật lí .............................................................................................. 8 1.1.3.1. Phân loại bài tập theo nội dung ........................................................................... 9 1.1.3.2. Phân loại theo phƣơng thức cho điều kiện và phƣơng thức giải ................... 10 1.1.3.3. Phân loại theo yêu cầu luyện tập kĩ năng, phát triển tƣ duy .......................... 13 1.1.4. Phƣơng pháp giải bài tập vật lí ............................................................................. 14 1.1.5. Lựa chọn và sử dụng bài tập vật lí trong dạy học vật lí ..................................... 16 1.1.6. Hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí ................................................................. 17 1.1.6.1.Những công việc cần làm để hƣớng dẫn học sinh giải một bài tập vật lí cụ thể ........................................................................................................................................ 17 1.1.6.2. Các kiểu hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí ............................................... 17 1.2. Cơ sở lí luận của quá trình tự học ............................................................................ 20 1.2.1. Khái niệm tự học .................................................................................................... 20 1.2.2. Vai trò của tự học ................................................................................................... 21 1.2.3. Các hình thức tự học .............................................................................................. 23 1.2.4. Năng lực tự học ....................................................................................................... 24 1.2.4.1. Khái niệm năng lực tự học ................................................................................. 24 1.2.4.2. Các thành phần của năng lực tự học ................................................................. 24 1.2.5. Biện pháp bồi dƣỡng năng lực tự học của học sinh trong dạy học .................. 25 1.2.5.1. Hƣớng dẫn cách lập kế hoạch học tập .............................................................. 25 1.2.5.2. Hƣớng dẫn cách nghe giảng và ghi chép theo tinh thần tự học..................... 25 1.2.5.3. Hƣớng dẫn cách phân tích bài học .................................................................... 26 1.2.5.4. Hƣớng dẫn cách nghiên cứu khoa học .............................................................. 26 1.3.Thực tiễn về hoạt động tự học vật lí của học sinh và việc hƣớng dẫn tự học của giáo viên ở một số trƣờng trung học phổ thông (THPT). ............................................. 27 1.3.1. Mục đích của việc điều tra: ................................................................................... 27 1.3.2. Đối tƣợng và Phƣơng pháp điều tra ..................................................................... 27 1.3.3.Kết quả điều tra ........................................................................................................ 27 1.3.2.1 Tình hình dạy giải bài tập:................................................................................... 28 1.3.2.2 Tình hình hoạt động giải bài tập của học sinh: ................................................. 28 1.3.2.3. Những khó khăn, sai lầm của học sinh khi giải bài tập “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 .................................................................................................................... 28 1.3.2.4. Tình hình hoạt động tự học ................................................................................ 29 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 ................................................................................................. 31 Chƣơng 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” – VẬT LÍ 11 .................................. 32 NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC Ở HỌC SINH .................................... 32 2.1. Phân tích nội dung kiến thức chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 .......... 32 2.2. Cấu trúc nội dung chƣơng “Dòng điện không đổi” Vật lí 11.............................. 35 2.3. Mục tiêu dạy học chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 .............................. 36 2.3.1. Mục tiêu về nội dung kiến thức và cấp độ nhận thức ....................................... 36 2.3.2.Mục tiêu về kỹ năng ................................................................................................ 43 2.3.3. Mục tiêu thái độ ...................................................................................................... 44 2.3.4. Mục tiêu bồi dƣỡng năng lực ................................................................................ 45 2. 4. Hệ thống bài tập ........................................................................................................ 45 2.4.1. Nội dung1: Dòng điện không đổi – Nguồn điện - Một số loại nguồn điện.... 45 2.4.2. Nội dung2: Điện năng và công suất điện. Định luật Jun – Lenxơ.................... 47 2.4.3.Nội dung 3. Định luật Ôm toàn mạch.Định luật Ôm đối với các loại mạch điện .Mắc các nguồn điện thành bộ. ........................................................................................ 50 2.4.3.1. Định luật Ôm cho mạch chỉ có điện trở thuần ................................................. 50 2.4.3.2. Định luật Ôm toàn mạch..................................................................................... 51 2.4.3.4. Bài tập tổng hợp, nâng cao ................................................................................. 56 2.4. Kế hoạch sử dụng bài tập nhằm bồi dƣỡng năng lực tự học trong dạy học chƣơng “Dòng điện không đổi” -Vật lí 11 ..................................................................... 59 2.5. Thiết kế phƣơng án dạy học chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 có sử dụng hệ thống bài tập đã soạn thảo nhằm bồi dƣỡng năng lực tự học. ...................... 60 Kết luận chƣơng 2 ............................................................................................................. 76 Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ..................................................................... 77 3.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm........................................................................ 77 3.2. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm ............................................................................. 77 3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ........................................................................ 77 3.4. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm ............................................ 78 3.4.1. Tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm ................................................ 78 3.4.2.Diễn biến và đánh giá việc bồi dƣỡng năng lực tự học của học sinh trong quá trình thực nghiệm sƣ phạm............................................................................................... 78 3.4.3. Kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh. ................................................ 80 3.4.3.1. Mục đích kiểm tra ............................................................................................... 80 3.4.3.2. Hình thức kiểm tra............................................................................................... 80 3.4.3.3. Nội dung kiểm tra ................................................................................................ 80 3.4.3.4. Đánh giá kết quả học tập của học sinh ............................................................. 80 Kết luận chƣơng 3 ............................................................................................................. 86 KẾT LUẬN CHUNG ....................................................................................................... 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 90 DANH MỤC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH Sơ đồ . Phân loại bài tập vật lí [13] .............................................................................9 Sơ đồ cấu trúc nội dung của chƣơng “Dòng điện không đổi” ..................................36 Bảng 2.1. Mục tiêu về nội dung kiến thức và cấp độ nhận thức ...............................37 Bảng 2.2. Kế hoạch sử dụng bài tập nhằm bồi dƣỡng năng lực tự học trong dạy học chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 ...............................................................59 Bảng 1. Thống kê điểm ............................................................................................81 Bảng 2. Xử lí kết quả để tính các tham số ................................................................81 Bảng 3. Tổng hợp các tham số x , S2, S, V ..............................................................82 Bảng. Tính tần suất i và tần suất luỹ tích hội tụ lùi  i ......................................82 i Hình 2: Đồ thị đƣờng phân bố tần số luỹ tích ( hội tụ lùi ) .......................................83 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Con ngƣời đang bƣớc vào những năm đầu của thế kỉ 21, ở giai đoạn mà cuộc cách mạng khoa học công nghệ đang phát triển một cách vƣợt bậc. Đi cùng với sự phát triển đó là lƣợng tri thức mới khổng lồ liên tục đƣợc bổ sung vào kho tàng tri thức nhân loại. Với lƣợng tri thức đó con ngƣời ngày nay không thể nào nắm bắt hết đƣợc, do đó vấn đề không phải ở chỗ một ngƣời có thể nhớ đƣợc lƣợng kiến thức bao nhiêu mà là ngƣời đó phải có những năng lực gì để có thể giải quyết tốt hầu hết các yêu cầu vô cùng đa dạng trong cuộc sống hiện nay. Điều đó tác động mạnh mẽ đến giáo dục đào tạo, đòi hỏi giáo dục đào tạo phải có sự đổi mới sâu sắc, toàn diện để có thể đáp ứng xu thế phát triển mới. Đây vừa là cơ hội vừa là thách thức cho nền giáo dục Việt Nam.. Một trong những nội dung chính của mục tiêu giáo dục phổ thông hiện nay là chú trọng phát triển các năng lực, phát huy tính tích cực, tự giác chủ động , sáng tạo ở học sinh (HS). Điều đó đƣợc khẳng định trong Chiến lƣợc giáo dục 2011-2020, ban hành kèm theo quyết định số 711/QĐ/TTg ngày 13/06/2012 của Thủ tƣớng Chính phủ “Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học và đánh giá kết quả học tập, rèn luyện theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo và năng lực tự học của người học… Để quá trình dạy học vật lý ở trƣờng phổ thông đạt hiệu quả cao, phát huy đƣợc tính tích cực và sáng tạo của học sinh nhằm góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học thì việc giảng dạy bài tập vật lí (BTVL) ở trƣờng phổ thông phải có sự thay đổi, nhất là về cách thức tổ chức, giao nhiệm vụ (BTVL) cho học sinh làm việc. Nghiên cứu thực tế việc giảng dạy BTVL ở các trƣờng phổ thông cho thấy cách làm việc của thầy và trò xung quanh vấn đề giải bài tập vẫn còn mang nặng tính hình thức và theo lối mòn: hết bài học, thầy cho một số bài tập, hôm sau chữa các bài tập đó...Vì thế, không góp phần hình thành năng lực cho học. Thực ra thì cách thi hiện này cũng sẽ đƣợc dần dần thay thế bằng những hình thức thi khác mà trong đó không có những bài tập phức tạp, mang tính đánh đố. Tuy nhiên, không vì thế mà tác dụng 2 của BTVL lại mất đi mà ngƣợc lại, các thế mạnh của BTVL sẽ đƣợc phát huy nhiều hơn, nếu nhƣ chúng ta có nhiều hình thức sử dụng BTVL trong dạy học vật lí phong phú hơn, có tiêu chí hơn, nhằm phát huy tính tích cực và sáng tạo học tập, đạt hiệu quả cao. Nếu đầu tƣ suy nghĩ, chúng ta có thể “phá vỡ lối mòn” lâu nay trong việc sử dụng BTVL để có thể đạt đƣợc mục tiêu này. Trong chƣơng trình vật lí lớp 11 thì chƣơng “Dòng điện không đổi” là chƣơng quan trọng không những về mặt lí thuyết mà còn có ý nghĩa trong thực tế. Nhƣ vậy, để việc dạy học chƣơng này có hiệu quả, ta cần có một sự nghiên cứu cặn kẽ về nội dung chƣơng trình, phƣơng pháp giảng dạy; trong đó, việc sử dụng đa dạng BT trong dạy học vật lí là vấn đề mà chúng tôi hƣớng tới. Chính vì lý do trên mà chúng tôi chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương “ Dòng điện không đổi” vật lí 11 nhằm bồi dưỡng năng lực tự học của học sinh”. 2.Lịch sử vấn đề nghiên cứu 2.1.Những vấn đề nghiên cứu ở nước ngoài liên quan đến đề tài Ở Anh, vào những năm 1920 đã hình thành nhà trƣờng kiểu mới, khuyến khích hoạt động tự quản của học sinh. Ở Hoa Kì, từ năm 1970, gần 200 trƣờng dạy học thử nghiệm GV hƣớng dẫn học sinh cách học, học sinh độc lập làm việc theo nhịp độ riêng phù hợp với nhận thức của mình. Hiện nay, đổi mới phƣơng pháp dạy học theo hƣớng tích cực hóa hoạt động tự học của học sinh đã đƣợc nhân rộng khắp thế giới. 2.2.Những vấn đề nghiên cứu trong nước liên quan đến đề tài Việc tìm tòi nghiên cứu để có phƣơng pháp dạy học sinh tiếp nhận thông tin đã có từ xa xƣa khi con ngƣời biết truyền đạt tri thức cho nhau. Cha ông ta đã có câu “Đi một ngày đàng, học một sàng khôn” là nói về việc cần thiết của việc tự học. Ngày nay có rất nhiều công trình nghiên cứu về đổi mới trong phƣơng pháp dạy học với từng môn học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo của học sinh. Có nhiều nhà nghiên cứu khoa học giáo dục, các nghiên cứu sinh và học viên cao 3 học quan tâm tới việc nghiên cứu hƣớng dẫn học sinh cách tự học: Nguyễn Thị Tân với đề tài:Hƣớng dẫn học sinh tự học trong dạy học chƣơng “ Động học chất điểm ” Vật lí 10 nâng cao (Luận văn Thạc sĩ – ĐHSPHN2 - 2011). Nguyễn Thị Kim Cƣơng với đề tài: Hƣớng dẫn học sinh tự học trong dạy học chƣơng “ Dòng điện xoay chiều ” Vật lí 12 nâng cao (Luận văn Thạc sĩ – ĐHSPHN - 2010). Đoàn Thanh Hà với đề tài “Xây dựng tài liệu và tổ chức hƣớng dẫn học sinh tự học theo môđun trong dạy học chƣơng “Hạt nhân nguyên tử” Vật lý lớp 12”( Luận văn Thạc sĩĐHGD- ĐHQGHN- 2012), Nguyễn Thị Vui với đề tài:“Biên soạn tài liệu và tổ chức hƣớng dẫn học sinh tự học theo môđun trong dạy học chƣơng “Sóng ánh sáng” Vật lí lớp 12 THPT” ( Luận văn Thạc sĩ- ĐHSPHN2- 2014), Nguyễn Thị Nhung “Xây dựng tài liệu và tổ chức hƣớng dân tự học theo môđun phần “Động lực học chất điểm” thuộc môn Vật lí đại cƣơng ở trƣờng Sĩ quan lục quân 1.”( Luận văn Thạc sĩ- ĐHGD- ĐHQGHN- 2015), Nguyễn Thị C m Anh“ Biên soạn tài liệu và hƣớng dẫn học sinh tự học theo môđun trong dạy học chƣơng “Chất khí” Vật lí 10 ( Luận văn Thạc sĩ- ĐHSPHN2- 2016), Nguyễn Hồng Phƣớc “Xây dựng tài liệu và tổ chức hƣớng dẫn học sinh Trung tâm giáo dục thƣờng xuyên tự học theo môđun chƣơng “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 ” ( Luận văn Thạc sĩ- ĐHSPHN22016), Vũ Thị Mai Hƣơng “Xây dựng tài liệu và tổ chức hƣớng dẫn học sinh ở Trung tâm giáo dục thƣờng xuyên tự học theo môđun chƣơng “Động lực học chất điểm”– Vật lí 10” ( Luận văn Thạc sĩ- ĐHSPHN2- 2016) ( Luận văn Thạc sĩĐHSPHN2- 2016).... 3. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu, vận dụng cơ sở lí luận về hoạt động dạy giải bài tập vật lí phổ thông và dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực để xây dựng hệ thống bài tập chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 và đề xuất qui trình sử dụng nó trong dạy học, nhằm bồi dƣỡng năng lực tự học của học sinh 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng đƣợc một hệ thống bài tập chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 phù hợp với mục tiêu dạy học và thời gian dành cho mỗi chủ đề kiến thức vật 4 lí, đồng thời tổ chức hoạt động dạy giải hệ thống bài tập theo hƣớng bồi dƣỡng năng lực của học sinh sẽ phát huy đƣợc hết các tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học vật lí, góp phần vào việc giúp học sinh không những chiếm lĩnh kiến thức mà còn bồi dƣỡng đƣợc năng lực tự học. 5.Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài 5.1. Đối tượng nghiên cứu - Hệ thống lí luận về dạy giải bài tập vật lí phổ thông và dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực - Các hoạt động dạy và học của GV và HS khi tiến hành dạy học chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 - Nội dung kiến thức chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 - Mẫu khảo sát: Học sinh trƣờng THPT Liên Hà Đông Anh Hà Nội. 5.2.Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 và đề xuất qui trình sử dụng nó trong dạy học, nhằm bồi dƣỡng năng lực sáng tạo ở học sinh - Các nghiên cứu đƣợc tiến thực nghiệm ở lớp 11A6 và 11A7 trƣờng THPT Liên Hà Đông Anh Hà Nội. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt đƣợc mục tiêu đặt ra, chúng tôi thực hiện các nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu lí luận về: + Cơ sở lý thuyết của quá trình tự học + Năng lực tự học + Một số hình thức dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực cho học sinh + Cơ sở lí luận về dạy giải bài tập vật lí phổ thông + Chƣơng trình, sách giáo khoa về các nội dung kiến thức chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 - Nghiên cứu thực tiễn 5 +Điều tra về dạy học các kiến thức trong chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11của một số trƣờng THPT. +Thực tiễn về việc tự học của một số học sinh khi học trong chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 + Xử lý kết quả và tìm hiểu nguyên nhân từ kết quả. Đề xuất biện pháp khắc phục. - Xây dựng hệ thống bài tập chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 - Xây dựng kế hoạch sử dụng hệ thệ thống bài tập đã biên soạn - Thiết kế các phƣơng án dạy học chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 có sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng nhằm bồi dƣỡng năng lực tự học của học sinh. - Thực nghiệm sƣ phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các phƣơng án dạy học đã thiết kế. 7. Phƣơng pháp nghiên cứu 7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu lý luận về dạy giải bài tập vật lí phổ thông. - Nghiên cứu lý luận về dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực của học sinh trong dạy học vật lí.Đặc biệt chú ý đến bồi dƣỡng năng lực tự học. - Nghiên cứu nội dung chƣơng trình Vật lí phổ thông, đặc biệt chú ý đến chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 7.2. Phương pháp điều tra khảo sát - Điều tra về thực trạng việc dạy giải bài tập vật lí phổ thông và việc bồi dƣỡng năng lực tự học của học sinh thông qua hoạt động này. 7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Thực nghiệm sƣ phạm với hệ thống bài tập chƣơng “Dòng điện không đổi”Vật lí 11 đã xây dựng và quy trình sử dụng nó trong dạy học. - Phân tích kết quả thực nghiệm sƣ phạm để rút ra kết luận cho vấn đề nghiên cứu 6 8. Đóng góp của đề tài - Trình bày có hệ thống và bổ sung những lý luận về dạy giải bài tập vật lí phổ thông nhằm bồi dƣỡng năng lực tự học của học sinh. - Xây dựng đƣợc hệ thống bài tập chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11và đề xuất qui trình sử dụng nó trong dạy học, nhằm bồi dƣỡng năng lực tự học của học sinh 9. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn gồm các chƣơng: Chƣơng 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng, sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học vật lí nhằm bồi dƣỡng năng lực tự học của học sinh Chƣơng 2. Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chƣơng “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 nhằm bồi dƣỡng năng lực tự học ở học sinh Chƣơng 3. Thực nghiệm sƣ phạm. 7 Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG, SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH 1.1.Cơ sở lý luận về dạy giải bài tập vật lí 1.1.1.Khái niệm bài tập vật lí Trong thực tế dạy học, ngƣời ta hay gọi một vấn đề, hay một câu hỏi cần đƣợc giải đáp nhờ lập luận lôgic, suy luận toán học hay thực nghiệm vật lí trên cơ sở sử dụng các định luật và các phƣơng pháp của Vật lí học là bài tập vật lí. [18] Bài toán vật lí, hay đơn giản gọi là các bài tập vật lí, là một phần không thể thiếu của quá trình dạy học vật lí vì nó cho phép hình thành và làm phong phú các khái niệm vật lí, phát triển tƣ duy vật lí và thói quen vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn, góp phần vào việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hƣớng nghiệp. 1.1.2.Vai trò, tác dụng của bài tập vật lí. Mục tiêu của dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông là phải đảm bảo trang bị đầy đủ cho học sinh những kiến thức phổ thông cơ bản, hiện đại, làm cho học sinh có thể vận dụng những kiến thức đó để giải quyết nhiệm vụ học tập. Để đạt đƣợc những nhiệm vụ trên đồi hỏi học sinh phải đƣợc rèn luyện một cách thƣờng xuyên, kết hợp nhiều phƣơng pháp. Bài tập vật lí là một trong những phƣơng pháp đƣợc vận dụng có hiệu quả trong dạy học vật lí. Nó có một tầm quan trọng đặc biệt góp phần vào việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí ở phổ thông. [15] Có thể nói, việc giải các bài tập vật lí đƣợc xem nhƣ mục đích, là phƣơng pháp dạy học. Ngƣời ta ngày càng chú ý tăng cƣờng các bài tập vật lí vì chúng đóng vai trò quan trọng trong dạy học và giáo dục học sinh. Tùy thuộc vào những tình huống cụ thể, bài tập vật lí đƣợc sử dụng theo các mục đích khác nhau. - Bài tập vật lí có thể đƣợc sử dụng nhƣ là phƣơng tiện nghiện cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội đƣợc kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc 8 - Bài tập vật lí là một phƣơng tiện để học sinh rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức, liên hệ lí thuyết với thực tế, học tập với đời sống. - Bài tập vật lí là một phƣơng tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tƣ duy, bồi dƣỡng phƣơng pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh. - Bài tập vật lí là một phƣơng tiện ôn tập, củng cố kiến thức đã học một cách sinh động và có hiệu quả. - Thông qua việc giải bài tập có thể rèn luyện cho học sinh những đức tính tốt nhƣ tinh thần tự lập, tính c n thận, tính kiên trì, tinh thần vƣợt khó. - Bài tập vật lí là một phƣơng tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh một cách chính xác. 1.1.3. Phân loại bài tập vật lí Số lƣợng các bài tập Vật lí sử dụng trong thực tiễn dạy học hiện nay rất lớn, vì vậy cần có sự phân loại sao cho có tính tƣơng đối thống nhất về mặt lí luận cũng nhƣ thực tiễn cho phép ngƣời dạy lựa chọn, sử dụng hợp lí các bài tập Vật lí trong dạy học. Các bài tập vật lí khác nhau về nội dung, mục đích dạy học, vì vậy trong dạy học vật lí có thể phân loại chúng theo các cơ sở : [13] - Phân loại theo nội dung - Phân loại theo phƣơng thức cho điều kiện và phƣơng thức giải. - Phân loại theo yêu cầu luyện tập kĩ năng, phát triển tƣ duy sáng tạo của học sinh. 9 BÀI TẬP VẬT LÍ Bài tập theo đề tài vật lí Cơ Bài tập có nội dung cụ thể hoặc trừu tƣợng Nhiệt Bài tập Kĩ thuật tổng hợp Điện Phân loại theo phƣơng thức cho điều kiện và phƣơng thức giải Phân loại theo yêu cầu phát triển tƣ duy Phân loại theo nội dung Bài tập có nội dung lịch sử Bài tập vật lí vui Bài tập luyệ n tập Bài tập sáng tạo Bài tập định tính Bài tập định lƣợng Bài tập thí nghiệm Bài tập đồ thị Trắc nghiêm khách quan Quang Sơ đồ … Phân loại bài tập vật lí [13] Tuy nhiên, cần nói thêm rằng, các phƣơng án phân loại nhƣ trên không hoàn toàn tách biệt, một bài tập cụ thể có thể đồng thời thuộc một vài nhóm khác nhau. 1.1.3.1. Phân loại bài tập theo nội dung Nên chia các bài tập theo các đề tài của tài liệu vật lí của chúng. Theo đó, ngƣời ta phân thành các bài tập về Cơ học, Vật lí phân tử, Điện học...sự phân chia này mang tính quy ƣớc, bởi vì kiến thức sử dụng trong giả thiết một bài tập thƣờng không phải chỉ lấy trong một chƣơng mà có thể lấy từ những chƣơng, những phần vật lí khác nhau trong chƣơng trình vật lí đã học. Theo nội dung, bài tập vật lí cũng có thể phân chia thành các bài tập có nội dung trừu tƣợng và bài tập có nội dung cụ thể. Ở các bài tập có nội dung trừu tƣợng, 10 các dữ kiện đều cho dƣới dạng các kí hiệu, lời giải cũng sẽ biểu diễn dƣới dạng một công thức chứa đựng n số và dữ kiện đã cho. Ngƣợc lại, với các bài tập có nội dung cụ thể, các dữ kiện đều cho dƣới dạng các con số cụ thể. Ƣu điểm của bài tập trừu tƣợng là nhấn mạnh bản chất vật lí của hiện tƣợng mô tả trong bài tập, còn ƣu điểm của các bài tập cụ thể mang đặc trƣng trực quan gắn liền với thực tiễn, với kinh nghiệm sống của học sinh. Các bài tập mà nội dung chứa đựng những tài liệu về kĩ thuật, về sản xuất công nông nghiệp về giao thông liên lạc gọi là những bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp. Bài tập có nội dung lịch sử: đó là những bài tập chứa đựng những kiến thức có đặc điểm lịch sử : những dữ liệu về các thí nghiệm vật lí , về những phát minh sáng chế hoặc về những câu chuyện có tính chất lịch sử. Ngoài ra, để phát triển và duy trì hứng thú học vật lí, ngƣời ta thƣờng sử dụng các bài tập vật lí vui làm cho bài học sinh động. Trong các bài tập nhƣ vậy các điều kiện của bài tập thƣờng chứa đựng các yếu tố nghịch lí hoặc gây trí tò mò ở học sinh. 1.1.3.2. Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải Theo đó, ngƣời ta sẽ phân ra thành các dạng: bài tập định tính, bài tập định lƣợng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị, bài tập trắc nghiệm khách quan. - Bài tập định tính: Có hai loại bài tập định tính là: Giải thích hiện tƣợng và dự đoán hiện tƣợng. + Giải thích hiện tƣợng thực chất là cho biết một hiện tƣợng và lí giải xem vì sao hiện tƣợng lại xảy ra nhƣ thế. Trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập đƣợc mối quan hệ giữa hiện tƣợng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay với một số định luật vật lí. Thực hiện phép suy luận logic luận ba đoạn trong đó tiền đề thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật vật lí tổng quát, tiền đề thứ hai là những điều kiện cụ thể,kết luận về hiện tƣợng đƣợc nêu ra. + Dự đoán hiện tƣợng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của đề bài, xác định những định luật chi phối hiện tƣợng và dự đoán đƣợc hiện tƣợng gì 11 xảy ra và xảy ra thế nào. Ta thực hiện suy luận lôgic,thiết lập luận ba đoạn, trong đó ta mới biết tiền đề thứ hai( phán đoán khẳng định riêng), cần phải tìm tiền đề thứ nhất( phán đoán khẳng định chung) và kết luận (phán đoán khẳng định riêng). Trong trƣờng hợp hiện tƣợng xảy ra phức tạp, ta phải xây dựng một chuỗi luận ba đoạn liên tiếp ứng với các giai đoạn diễn biến của hiện tƣợng. - Bài tập định lƣợng (bài tập tính toán): Đó là các bài tập khi giải phải sử dụng các phƣơng pháp Toán học (dựa trên các định luật và quy tắc, thuyết Vật lí). Đây là dạng bài tập sử dụng rộng rãi, thƣờng đƣợc soạn thảo cho chƣơng trình Vật lí phổ thông. Các bài tập này có thể giải trên lớp, trong giờ luyện tập, giao về nhà cho học sinh tập vận dụng kiến thức (sau đó có sự kiểm tra của giáo viên). Dạng bài tập này có ƣu điểm lớn là làm sâu sắc các kiến thức của học sinh, rèn luyện cho học sinh vận dụng phƣơng pháp nhận thức đặc thù của Vật lí đặc biệt phƣơng pháp suy luận Toán. Tuỳ theo phƣơng pháp toán học đƣợc vận dụng, bài tập tính toán đƣợc quy về các bài tập số học, đại số và hình học. Tuỳ theo phƣơng pháp Toán học đƣợc vận dụng, bài tập tính toán đƣợc quy về các bài tập số học, đại số và hình học. + Phương pháp số học: Phƣơng pháp giải chủ yếu là tác động lên các con số hoặc các biểu diễn chữ mà không cần thành lập phƣơng trình để tìm ra n số. + Phương pháp đại số: Dựa trên các công thức Vật lí, lập các phƣơng trình từ đó giải chúng để tìm ra n số. + Phương pháp hình học: Khi giải dựa vào hình dạng của đối lƣợng, các dữ liệu cho theo hình vẽ để vận dụng quy tắc hình học hoặc lƣợng giác. Trong các phƣơng pháp trên, phƣơng pháp đại số là phƣơng pháp phổ biến nhất, quan trọng hơn cả vì vậy cần thƣờng xuyên quan tâm rèn luyện cho học sinh. Khi giải các bài tập tính toán ngƣời ta còn sử dụng thủ pháp logic khác nhau, cũng có thể coi là phƣơng pháp giải: đó là phƣơng pháp phân tích, phƣơng pháp tổng hợp. +Phương pháp phân tích: * Tìm một định luật, một qui tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lƣợng cần tìm và một vài đại lƣợng khác chƣa biết.