Tài liệu Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn chủ đề ‘‘khúc xạ ánh sáng” nhằm phát triển năng lực vật lí cho học sinh trung học phổ thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ TÚ ANH XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC TIỄN CHỦ ĐỀ „KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ HÀ NỘI – 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ TÚ ANH XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC TIỄN CHỦ ĐỀ „KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ Chuyên nghành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lý Mã số: 8140111 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS Phạm Kim Chung HÀ NỘI – 2019 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới các thầy, các cô trong trƣờng Đại học Giáo dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ em trong quá trình học tập tại trƣờng. Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo và học sinh tại trƣờng THPT Trần Hƣng Đạo – Hà Đông đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong quá trình thực nghiệm đề tài. Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Phạm Kim Chung, ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn, động viên, chỉ bảo, tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện khoá luận. Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và ngƣời thân đã giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khoá luận tại trƣờng. Hà Nội, tháng 06 năm 2019 Tác giả Nguyễn Thị Tú Anh i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ BTVL Bài tập vật lí BTTT Bài tập thực tiễn DH Dạy học GD Giáo dục GV Giáo viên GQVĐ Giải quyết vấn đề HS Học sinh NL Năng lực NXB Nhà xuất bản PPDH Phƣơng pháp dạy học SGK Sách giáo khoa TH Tự học TN Thực nghiệm THPT Trung học phổ thông KT Kiểm tra ii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH Bảng 1.1: Kết quả khảo sát việc dạy học bài tập Vật lí đối với học sinh ....... 22 Bảng 3.1. Phân bố điểm kiểm tra học sinh trƣớc khi thực nghiệm ................. 71 Biểu đồ 3.1: Biểu đồ tần số điểm của học sinh trƣớc khi thực nghiệm sƣ phạm...71 Hình 3.1: Hình ảnh học sinh tích cực tham gia thảo luận trong giờ học ........ 72 Hình 3.2: Hình ảnh các nhóm tham gia trong lớp thực nghiệm sƣ phạm........... 73 Bảng 3.2: Phân bố điểm của học sinh sau thực nghiệm.................................. 73 Biểu đồ 3.2: Biểu đồ tần số điểm của học sinh sau khi thực nghiệm sƣ phạm ......74 Bảng 3.3: Phân bố tần số luỹ tích hội tụ lùi của nhóm HS trƣớc và sau ....... 74 Bảng 3.3. Biểu đồ biểu diễn đƣờng tần suất tích lũy hội tụ lùi của nhó ......... 74 Bảng 3.4. Bảng kết quả các tham số thống kê ................................................ 76 Bảng 3.5: Kết quả điều tra học sinh về các giờ dạy thực nghiệm sƣ phạm .... 77 iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN....................................................................................................i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT...............................................................ii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH...........................................iii MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÝ GẮN VỚI THỰC TIỄN .......................... 5 1.1. Mục tiêu của giáo dục hiện nay ................................................................. 5 1.1.1.Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông hiện nay ................................... 5 1.1.2. Mục tiêu giáo dục môn vật lí ở trƣờng phổ thông hiện nay .................... 5 1.2. Năng lực vật lí ............................................................................................ 6 1.2.1. Khái niệm năng lực ................................................................................. 6 1.2.2. Một số biểu hiện của năng lực ................................................................ 7 1.2.3. Các loại năng lực ..................................................................................... 7 1.2.4. Năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn ................................... 8 1.3. Bài tập vật lí ............................................................................................... 9 1.3.1. Khái niệm về bài tập vật lí ..................................................................... 9 1.3.2. Vai trò của bài tập trong dạy học vật lí ................................................... 9 1.3.3 . Phân loại bài tập vật lí .......................................................................... 10 1.3.4. Phƣơng pháp giải bài tập vật lý ............................................................. 13 1.4. Bài tập vật lí gắn với thực tiễn ................................................................. 17 1.4.1. Khái niệm .............................................................................................. 17 1.4.2. Phân loại ................................................................................................ 17 1.4.3 Các bƣớc để xây dựng bài tập vật lí gắn với thực tiễn........................... 18 1.5. Phƣơng pháp giải bài tập theo dạy học giải quyết vấn đề........................ 19 1.5.1. Dạy học giải quyết vấn đề ..................................................................... 19 1.5.2. Hƣớng dẫn giải bài tập vật lí theo dạy học giải quyết vấn đề ............... 19 1.5.2.1. Bản chất của dạy học giải quyết vấn đề ............................................ 19 iv 1.5.3. Một số lƣu ý khi giải bài tập theo dạy học giải quyết vấn đề .............. 20 1.6. Thực trạng sử dụng hệ thống bài tập vật lý gắn với thực tiễn ở trƣờng THPT ............................................................................................................... 21 1.6.2. Đối tƣợng và thời gian. ......................................................................... 21 1.6.3. Nội dung khảo sát.................................................................................. 21 1.6.4. Phƣơng pháp.......................................................................................... 21 1.6.5. Kết quả sau khi khảo sát ....................................................................... 22 CHƢƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC TIỄN ........... 26 TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” ........................... 26 Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG.................................................... 26 2.1. Phân tích nội dung và cấu trúc chƣơng “Khúc xạ ánh sáng”–Vật lí 11... 26 2.1.1. Nội dung kiến thức cơ bản chủ đề Khúc xạ ánh sáng .......................... 26 2.1.2. Mục tiêu dạy học chủ đề Khúc xạ ánh sáng.......................................... 29 2.2. Xây dựng bài tập có nội dung gắn với thực tiễn chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 .............................................................................................. 30 2.3. Bài tập tự giải theo năng lực Vật lí: ......................................................... 57 2.3.1. Phát biểu định nghĩa , định luật............................................................. 57 2.3.2. Giải thích/chứng minh một vấn đề thực tiễn......................................... 58 2.3.3. Phân tích, tổng hợp để giải thích/chứng minh một vấn đề thực tiễn .... 58 2.4. Xây dựng bài giảng sử dụng bài tập gắn với thực tiễn trong dạy học một số kiến thức chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 ..................................... 59 Kết luận chƣơng 2 ........................................................................................... 68 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ................................................... 69 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm......................................................... 69 3.1.1 Mục đích thực nghiệm ........................................................................... 69 3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm bài tập vật lí gắn với thực tiễn ........................ 69 3.2. Đối tƣợng, thời gian và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm .................. 69 3.2.1. Đối tƣợng TNSP .................................................................................... 69 v 3.2.2. Thời gian và địa điểm TNSP. ................................................................ 69 3.3.1. Phƣơng pháp điều tra ............................................................................ 70 3.3.2. Phƣơng pháp quan sát ........................................................................... 70 3.3.3. Phƣơng pháp thống kê toán học ............................................................ 70 3.3.4. Xây dựng phƣơng thức và tiêu chí đánh giá ......................................... 70 3.4 . Nội dung thực nghiệm ............................................................................. 71 3.4.1. Tài liệu và cách thức thực nghiệm sƣ phạm ......................................... 71 3.4.2. Chọn mẫu thực nghiệm sƣ phạm .......................................................... 71 3.5. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm ................................................................. 72 3.5.1. Về mặt định tính. ................................................................................... 72 3.5.2. Về mặt định lƣợng................................................................................. 73 Kết luận chƣơng 3 ........................................................................................... 78 KẾT LUẬN ..................................................................................................... 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 80 vi MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Theo Nghị quyết về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục đào tạo của Hội nghị Trung ƣơng 8 Khóa XI đã nêu: “Phát triển giáo dục đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dƣỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất ngƣời học. Học đi đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trƣờng kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội”[1]. Hiện nay đổi mới phƣơng pháp dạy và học theo hƣớng hiện đại, phát huy tính cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của ngƣời học là vấn đề đƣợc quan tâm trong dạy học nói chung và dạy học môn Vật lý nói riêng. Muốn có kết quả cao trong quá trình dạy và học thì giáo viên phải lựa chọn phƣơng pháp dạy học phù hợp để phát huy năng lực của ngƣời học, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để ngƣời học tự cập nhật và đổi mới tri thức. Trong quá trình giảng dạy ở trƣờng THPT nhiệm vụ phát triển tƣ duy cho học sinh là nhiệm vụ quan trọng đòi hỏi tiến hành đồng bộ ở các môn trong đó Vật lí là môn khoa học tự nhiên đề cập đến nhiều vấn đề của khoa học. Hơn thế nữa Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, kiến thức vật lí gắn kết một cách chặt chẽ với thực tế đời sống, việc học sinh có thể sử dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn là hết sức cần thiết. Việc vận dụng kiến thức vật lí vào đời sống hiện nay còn rất nhiều hạn chế đối với đa số học sinh phổ thông. Bài tập Vật lí thực tiễn giúp phát triển cho học sinh các năng lực Vật lí, giúp ngƣời học phát hiện và giải quyết các vấn đề trong học tập và trong thực tiễn. Chƣơng “ Khúc xạ ánh sáng” là một trong những chƣơng có nhiều ứng dụng thực tiễn. Tuy nhiên trong quá trình dạy và học ở THPT thì học sinh không hứng thú trong việc giải quyết các bài tập vì nội dung khó hiểu. Khi 1 giáo viên sử dụng các bài tập Vật lí thực tiễn trong quá trình dạy học và kiểm tra – đánh giá, giúp học sinh tiếp thu kiến thức tích cực hơn và nhanh hơn. Xuất phát từ những lý do trên tác giả chọn đề tài : “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn chủ đề “Khúc xạ ánh sáng” nhằm phát triển năng lực Vật lí cho học sinh THPT” 2. Mục đích nghiên cứu: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập Vật lí gắn với thực tiễn chủ đề “Khúc xạ ánh sáng” nhằm phát triển năng lực Vật lí cho học sinh THPT. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu: - Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập Vật lí và bài tập Vật lí gắn với thực tiễn. - Nghiên cứu cơ sở lý luận về năng lực Vật lí - Nghiên cứu nội dung chủ đề “Khúc xạ ánh sáng”. - Tìm hiểu thực trạng dạy học Vật lí ở trƣờng THPT Trần Hƣng Đạo – Hà Đông. - Xây dựng bài tập Vật lí có nội dung gắn với thực tiễn chƣơng “ Khúc xạ ánh sáng” - Thiết kế kịch bản dạy học kiến thức chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” có sử dụng bài tập gắn với thực tiễn. - Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá các kết luận. 4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy và học sử dụng bài tập Vật lí gắn với thực tiễn chủ đề “ Khúc xạ ánh sáng” (Vật lí 11- Cơ bản THPT) của giáo viên và học sinh lớp 11 trƣờng THPT Trần Hƣng Đạo Hà Đông, thành phố Hà Nội - Đối tượng nghiên cứu: Quá trình xây dựng và sử dụng bài tập Vật lí gắn với thực tiễn trong dạy học Vật lí ở trƣờng THPT. 5. Vấn đề nghiên cứu 2 - Xây dựng hệ thống bài tập Vật lí có nội dung gắn với thực tiễn chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” (Vật lí 11- Cơ bản THPT) - Sử dụng hệ thống bài tập Vật lí có nội dung gắn với thực tiễn chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” phát huy năng lực Vật lí của học sinh, phát huy đƣợc tính tích cực của học sinh. 6. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng đƣợc hệ thống bài tập vật lí gắn với thực tiễn và tổ chức dạy học kiến thức chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 theo dạy học giải quyết vấn đề thì sẽ phát triển đƣợc năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn của học sinh. 7. Giới hạn phạm vi nghiên cứu Xây dựng bài tập Vật lí gắn với thực tiễn để dạy học kiến thức chủ đề “Khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 tại trƣờng THPT Trần Hƣng Đạo Hà Đông - Hà Nội. 8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Về lí luận của đề tài: Góp phần hệ thống hoá cơ sở lý luận việc sử dụng bài tập Vật lí nói chung và bài tập Vật lí gắn với thực tiễn nói riêng trong dạy học Vật lí. - Về thực tiễn của đề tài : Xây dựng đƣợc bài tập Vật lí gắn với thực tiễn và các tiến trình sử dụng bài tập gắn với thực tiễn trong dạy học chƣơng “Khúc xạ ánh sáng ” – Vật lí 11. 9. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý luận: Để hệ thống hoá những cơ sở lý luận về bài tập Vật lí gắn với thực tiễn tìm tài liệu nghiên cứu về các nội dung có liên quan đến luận văn . - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Khảo sát thực trạng việc sử dụng bài tập Vật lí gắn với thực tiễn trong dạy học Vật lí ở trƣờng THPT. 3 - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Để kiểm nghiệm tính khả thi của đề tài , tổ chức thực nghiệm sƣ phạm các nội dung đã đề xuất trong khoá luận. Xử lý các số liệu thu đƣợc từ TN bằng cách dùng phƣơng pháp thống kê toán học. 10. Cấu trúc của luận văn Luận văn có cấu trúc gồm: mở đầu, nội dung, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo. Phần nội dung luận văn đƣợc trình bày trong 3 chƣơng: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng bài tập vật lí gắn với thực tiễn. Chương 2: Xây dựng và sử dụng bài tập Vật lí có nội dung gắn với thực tiễn chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 Cơ bản THPT. Chương 3: Thực nghiệm sƣ phạm. 4 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÝ GẮN VỚI THỰC TIỄN 1.1. Mục tiêu của giáo dục hiện nay 1.1.1.Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông hiện nay Nền giáo dục nƣớc ta đang trong giai đoạn đổi mới căn bản và toàn diện theo hƣớng xã hội hóa, dân chủ hóa và hội nhập quốc tế. Chất lƣợng giáo dục ngày càng tăng, giáo dục đang chú trọng phát triển ngƣời học một cách toàn diện: giáo dục đạo đức, kỹ năng sống, năng lực thực hành.... để đáp ứng nhu cầu nhân lực cho đất nƣớc. Giáo dục phổ thông nƣớc ta đang chú trọng đến phát triển năng lực cho học sinh tức là quan tâm đến việc học sinh vận dụng đƣợc gì qua việc học. Để làm đƣợc điều đó thì các nhà giáo dục phải thực hiện thành công việc chuyển từ phƣơng pháp dạy học truyền thống sang phƣơng pháp dạy học tích cực tức là vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm chất, đồng thời phải chuyển từ kiểm tra đánh giá kiến thức sang kiểm tra đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, không chỉ đánh giá kết quả mà còn cả đánh giá quá trình để nâng cao chất lƣợng dạy và học. Khi xác định đƣợc mục tiêu giáo dục là quan trọng và cần thiết vì nó định hƣớng chiến lƣợc đầu tƣ, xây dựng nội dung chƣơng trình, cho công tác quản lý, vận hành các bậc học và định hƣớng phƣơng pháp dạy, học, kiểm tra đánh giá. Để chuẩn bị cho quá trình đổi mới, cần thiết phải đổi mới đồng bộ từ mục tiêu, nội dung, hình thức và phƣơng pháp dạy học, phƣơng tiện và kiểm tra đánh giá. Tóm lại mục tiêu giáo dục nƣớc ta hiện nay là truyền đạt kiến thức, đào tạo năng lực, sáng tạo ra tri thức mới, rèn luyện cho HS những kỹ năng sống để có thể đáp ứng yêu cầu của đất nƣớc trong giai đoạn đổi mới. 1.1.2. Mục tiêu giáo dục môn vật lí ở trường phổ thông hiện nay 5 Theo nghiên cứu dự thảo tháng 1/2018 về chƣơng trình môn vật lí thì mục tiêu giáo dục môn vật lí ở trƣờng phổ thông hiện nay nhƣ sau: - Giúp học sinh đạt đƣợc năng lực chung và các phẩm chất đƣợc quy định trong Chƣơng trình giáo dục phổ thông tổng thể. - Phát huy tính tích cực chủ động, sáng tạo của học sinh, tránh áp đặt một chiều, tập chung bồi dƣỡng năng lực tự chủ và tự học. Phát triển khả năng vận dụng kiến thức kỹ năng vật lí để phát hiện, giải quyết các vấn đề trong thực tiễn; khuyến khích tạo điều kiện cho học sinh đƣợc trải nghiệm, sáng tạo. 1.2. Năng lực vật lí 1.2.1. Khái niệm năng lực Trong các tài liệu nghiên cứu ở Việt Nam, năng lực cũng đƣợc hiểu theo các phạm trù khác nhau. - Quan điểm của các nhà tâm lý học cho rằng : năng lực là tổng hợp các đặc điểm, thuộc tính tâm lý của cá nhân phù hợp với yêu cầu cụ thể của một hoạt động nào đó nhằm đạt đƣợc hiệu quả nhất định. - Theo dự thảo chƣơng trình Giáo dục phổ thông tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo, “Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí...thực hiện thành công một loại hoạt động xác định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể" [4]. Nội dung nghiên cứu của luận văn đƣợc dựa trên cơ sở khái niệm năng lực của tài liệu này. Nhƣ vậy, cho dù cách biểu đạt có khác nhau, nhƣng cách hiểu về khái niệm năng lực đều chứa đựng nội dung chủ yếu đó là: năng lực là tổng hợp các đặc điểm, thuộc tính tâm sinh lí và trình độ chuyên môn của cá nhân phù hợp với yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nào đó nhằm đảm bảo cho hoạt động đó đạt hiệu quả cao. Năng lực là sự kết hợp của các khả 6 năng, phẩm chất, thái độ của một ngƣời để thực hiện một nhiệm vụ có hiệu quả. - Các năng lực hình thành trên cơ sở tƣ chất tự nhiên của bản thân nơi đóng vai trò quan trọng, năng lực của con ngƣời không phải hoàn toàn do tự nhiên mà có, phần lớn do luyện tập mà có. 1.2.2. Một số biểu hiện của năng lực Ngƣời có năng lực trong lĩnh vực nào đó thì có các biểu hiện sau: - Có kiến thức cơ bản hoặc chuyên sâu trong một lĩnh vực nào đó, xác định đƣợc mục tiêu cách thức, phƣơng pháp và lựa chọn đƣợc phƣơng pháp phù hợp để đạt đƣợc mục tiêu - Nhanh nhậy, linh hoạt, chủ động trong các tình huống phát sinh - Theo tâm lý học hiện đại, con ngƣời khi sinh ra năng lực chƣa có sẵn có mà năng lực đƣợc hình thành và phát triển trong quá trình lao động và nhận thức. Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: sinh học, môi trƣờng, xã hội. 1.2.3. Các loại năng lực Tâm lý học phân năng lực thành hai dạng khác nhau nhƣ năng lực chung và năng lực chuyên môn. - Năng lực chung: là năng lực nhƣ năng lực phán xét tƣ duy lao động, năng lực khái quát hóa, năng lực tƣởng tƣợng, năng lực lập luận... và cần cho nhiều lĩnh vực khác nhau - Năng lực chuyên môn: là năng lực cụ thể trong lĩnh vực nhất định của xã hội nhƣ năng lực âm nhạc, hội họa, kinh doanh, tổ chức.... Năng lực chung và năng lực chuyên môn liên hệ mật thiết với nhau, năng lực chung là tiền đề của năng lực chuyên môn, nếu năng lực chung càng tốt thì càng dễ đạt đƣợc năng lực chuyên môn. Ngƣợc lại năng lực chuyên môn phát triển thì trong những điều kiện nhất định lại có ảnh hƣởng tích cực đối với năng lực chung. Trên thực tế muốn có kết quả tốt trong một lĩnh vực nào đó thì năng lực chung phải phát triển ở một trình độ cần thiết và có năng lực 7 chuyên môn tƣơng ứng với công việc của mình. Những năng lực này không phải là bẩm sinh, mà nó có đƣợc do sự phát triển giáo dục, bồi dƣỡng của con ngƣời. 1.2.4. Năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn Theo chƣơng trình môn Vật lí phổ thông 2018, nội dung học tập chú trọng vào bản chất, ý nghĩa vật lí của các đối tƣợng, đề cao tính thực tiễn; giúp học sinh phát triển tƣ duy khoa học dƣới góc độ vật lí, khơi gợi sự ham thích ở học sinh, tăng cƣờng khả năng vận dụng tri thức vào thực tiễn, góp phần hình thành các phẩm chất và năng lực chung đƣợc quy định trong Chƣơng trình giáo dục phổ thông tổng thể. Học sinh hình thành và phát triển đƣợc năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên, cụ thể là năng lực vật lí, thông qua học tập vật lí . Năng lực Vật lí bao gồm các thành phần sau: a) Nhận thức kiến thức vật lí – Kiến thức phổ thông đƣợc nhận thức đƣợc cốt lõi về: chất, năng lƣợng và sóng; lực và trƣờng, mô hình hệ vật lí – Từ bộ môn vật lí có thể nhận biết đƣợc một số ngành, nghề liên quan đến vật lí. b) Tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên dƣới góc độ vật lí –Khám phá và tìm tòi theo tiến trình một số sự vật, hiện tƣợng đơn giản, gần gũi trong thế giới tự nhiên và đời sống. – Rút ra những dấu hiệu chung và riêng của một số sự vật, hiện tƣợng đơn giản, gần gũi trong thế giới tự nhiên bằng cách phân tích, so sánh. - Kiểm tra các dự đoán, lí giải các chứng cứ, rút ra kết luận bằng cách sử dụng đƣợc các chứng cứ khoa học . c) Kiến thức vật lí đƣợc vận dụng vào thực tiễn – Sử dụng toán học là công cụ để giải quyết vấn đề cụ thể và vận dụng đƣợc kiến thức vật lí để mô hình hoá các hệ vật lí đơn giản. 8 – Dự đoán, mô tả, giải thích hiện tƣợng, giải quyết vấn đề một cách khoa học; ứng xử thích hợp với thiên nhiên trong một số tình huống liên quan đến bản thân, gia đình và cộng đồng. Những biểu hiện của năng lực vận dụng vật lí vào thực tiễn: – Chứng minh/giải thích một vấn đề thực tiễn. – Phân tích, tổng hợp để chứng minh, giải thích một vấn đề thực tiễn. – Đánh giá, phản biện về một vấn đề thực tiễn. – Đề xuất một số phƣơng pháp, biện pháp mới, thiết kế mô hình, kế hoạch,... 1.3. Bài tập vật lí 1.3.1. Khái niệm về bài tập vật lí Có thể hiểu bài tập vật lí là một vấn đề, một hệ thống các thông tin đƣợc đặt ra trong quá trình dạy và học đòi hỏi HS phải có lời giải đáp. Để làm đƣợc việc đó, HS cần có những kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, suy luận logic, phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các kiến thức vật lí. 1.3.2. Vai trò của bài tập trong dạy học vật lí Vật lý là bộ môn khoa học tự nhiên giúp học sinh hiểu đƣợc quy luật vận động của thế giới vật chất, bài tập vật lý giúp học sinh hiểu rõ hơn những qui luật đó, giúp học sinh biết phân tích, tổng hợp và vận dụng những qui luật ấy vào đời sống. Ngƣợc lại nếu học sinh vận dụng thành thạo bài tập vật lí thì học sinh sẽ nắm chắc kiến thức vật lí. Bài tập vật lí là những tình huống đƣợc lựa chọn phù hợp với mục đích là nghiên cứu các hiện tƣợng vật lí, các khái niệm vật lí, phát triển tƣ duy và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Ví dụ: Sau khi dạy xong phần lý thuyết vật lý về định luật khúc xạ ánh sáng học sinh có thể vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn bằng một câu hỏi: Em hãy nêu các dụng cụ sử dụng thấu kính mà em biết? 9 Hoặc có thể đƣa ra một tình huống nào đó cần phải tính toán và làm sáng tỏ các vấn đề lý thuyết vừa học. Bài tập vật lí đóng vai trò quan trọng trong dạy học vật lí ở trƣờng học. Việc giải bài tập vật lí giúp học sinh giải thích, chứng minh, vận dụng kiến thức, kỹ năng tính toán, suy luận logic để giải quyết những vấn đề trong cuộc sống. Giúp học sinh hiểu sâu hơn kiến thức, vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn. Muốn vậy phải thƣờng xuyên rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo. Việc vận dụng kiến dụng kiến thức vật lí trong bài tập cũng nhƣ trong đời sống hàng ngày cho biết mức độ kiến thức mà học sinh tiếp thu đƣợc. Khi giải quyết các bài tập vật lí đặt ra, học sinh cần sử dụng các thao tác nhƣ phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tƣợng hóa... để giải quyết do đó tạo điều kiện cho tƣ duy của học sinh phát triển. Nên có thể khẳng định bài tập vật lí là công cụ tốt để phát triển tƣ duy logic, trí tƣởng tƣợng, sáng tạo, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động, khả năng khắc phục và giải quyết khó khăn trong đời sống của học sinh. Trong quá trình dạy học vật lí, học sinh phải nêu cao vai trò tự học. Muốn vậy giáo viên cần phải có hệ thống bài tập phù hợp, sắp xếp bài tập theo hệ thống từ đơn giản đến phức tạp, từ dễ đến khó và hƣớng dẫn học sinh tìm ra đƣợc bản chất vật lí của bài toán vật lí. Bên cạnh đó bài tập vật lí còn dùng để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng giúp phát hiện đƣợc học sinh giỏi, phát hiện những khó khăn, sai lầm của học sinh từ đó giúp học sinh khắc phục và vƣợt qua khó khăn. Vật lí là bộ môn khoa học tự nhiên liên quan đến các hiện tƣợng trong đời sống. Kiến thức vật lí đƣợc ứng dụng nhiều trong đời sống và sản xuất . Khi giải các bài tập vật lí là học sinh đã hiểu đƣợc bản chất vấn đề và áp dụng nó để giải quyết các vấn đề cuộc sống. Do vậy việc sử dụng bài tập vật lí còn giúp giáo dục tƣ tƣởng đạo đức, hƣớng nghiệp. 1.3.3 . Phân loại bài tập vật lí 1.3.2.1. Bài tập vật lí định tính 10 Bài tập định tính là bài tập mà HS không phải tính toán hoặc chỉ có các phép toán đơn giản, bài tập loại này chỉ vận dụng các khái niệm, định luật, định lý, qui luật để giải thích các hiện tƣợng bằng các lập luận có logic. Nội dung câu hỏi liên quan đến nhiều vấn đề nên đòi hỏi sử dụng nhiều kiến thức vật lí. Ví dụ: Để đo nhiệt độ của mặt trời ngƣời ta làm thế nào? Để trả lời đƣợc câu hỏi này ngƣời học phải nắm vững kiến thức vật lý, căn cứ vào kiến thức đã biết và lựa chọn vận dụng phù hợp, đó là khối kiến thức về quang phổ, các loại quang phổ, sóng ánh sáng. 1.3.2.2. Bài tập vật lí định lượng Bài tập vật lí định lƣợng là loại bài tập sử dụng các phép tính để giải quyết bài tập. Ta phân loại bài tập dạng này thành hai loại dựa vào mục đích dạy học: - Bài tập cơ bản : Là bài tập đơn giản mà sử dụng ngay khi nghiên cứu một khái niệm hay một định luật vật lí nào đó để học sinh sử dụng kiến thức vừa mới tiếp thu. - Bài tập tổng hợp : Là loại bài tập phức tạp hơn mà học sinh muốn giải thì phải vận dụng nhiều kiến thức các phần, các chƣơng, thuộc các lĩnh vực. Đặc biệt khi bài tập đƣợc đƣa ra dƣới dạng trắc nghiệm khách quan, thì học sinh phải nhớ kết quả cuối cùng đã đƣợc chứng minh để giải một cách nhanh chóng. Muốn vậy học sinh phải hiểu bài, vận dụng kiến thức ở mức độ cao. Ví dụ: Khi nghiên cứu về định luật Ôm cho đoạn mạch ta có sự liên hệ giữa cƣờng độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở của đoạn mạch: I = U từ đó có R thể cho biết cƣờng độ dòng điện I=5A, điện trở của đoạn mạch R=10Ω, yêu cầu học sinh tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch? Muốn có một bài tập tổng hợp GV có thể cho nhiều điện trở mắc nối tiếp hoặc song song với nhau yêu cầu tính cƣờng độ dòng điện qua mạch chính, hoặc qua các điện trở thành 11 phần. Lúc này học sinh phải phân tích, tổng hợp đồng thời kết hợp với tính toán để giải bài tập. 1.3.2.3.Bài tập đồ thị Bài tập mà đề bài cho đồ thị hoặc trong quá trình giải phải sử dụng đồ thị thì có thể phân loại thành các kiểu câu hỏi sau: - Đọc và tìm hiểu dữ kiện đồ thị đã cho : Loại bài tập này giúp rèn luyện kỹ năng đọc đồ thị cho học sinh, biết cách phán đoán nhận biết sự thay đổi trạng thái của vật thể, hệ vật lí, của một hiện tƣợng hay một quá trình vật lí nào đó. Biết cách khai thác dữ liệu từ đồ thị để giải quyết một vấn đề cụ thể. - Vẽ đồ thị dựa vào dữ liệu đã cho : bài tập loại này rèn cho học sinh kỹ năng vẽ đồ thị, đặc biệt là biết cách chọn hệ tọa độ và tỉ lệ xích thích hợp để vẽ chính xác. Ví dụ: Từ công thức liên hệ cƣờng độ dòng điện và hiệu điện thế I= U R và bằng các kiến thức đã học, Hãy cho biết hình dạng đồ thị sự phụ thuộc giữa cƣờng độ và hiệu điện thế là đƣờng gì? Muốn giải bài toán trên HS phải có kiến thức về đồ thị, cách chọn các điểm đặc biệt. Từ nhiều điểm trên đồ thị, HS nối các điểm đó tạo thành một đƣờng thẳng, sau đó nhận xét về đặc điểm của đƣờng đó nhƣ thế nào. 1.3.2.4. Bài tập thí nghiệm Bài tập thí nghiệm là bài tập học sinh phải làm các thí nghiệm để kiểm nghiệm lại lý thuyết, có thể tìm những số liệu dùng trong việc giải bài tập Bài tập thí nghiệm thƣờng đem lại cảm giác thích thú cho học sinh đặc biệt học sinh có sáng tạo. Ví dụ: Làm thí nghiệm về sự khúc xạ ánh sáng, thông qua đo các góc tới i, góc khúc xạ r kiểm nghiệm lại định luật khúc xạ ánh sáng. 12