Tài liệu Xây dựng tiến trình dạy học bài tập chương điện tích điện trường vật lý 11 nâng cao theo hướng phát huy tích cực, tự lực của học sinh​

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM --------------------- ĐÀO HỒNG NGHIỆP XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI TẬP CHƢƠNG “ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƢỜNG” (VL 11 NC) THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2015 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM --------------------- ĐÀO HỒNG NGHIỆP XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI TẬP CHƢƠNG “ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƢỜNG” (VL 11 NC) THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: LL&PPDH Bộ Môn Vật lý Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Vũ Thị Kim Liên THÁI NGUYÊN - 2015 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 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 chƣa có ai công bố trong một công trình nào khác. Thái Nguyên, tháng 11 năm 2015 Tác giả Đào Hồng Nghiệp i Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn: Cô giáo PGS.TS Vũ Thị Kim Liên đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Ban giám hiệu trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái Nguyên, các thầy cô giáo trong khoa Sau đại học, khoa Vật lí, thƣ viện trƣờng Đại học Sƣ phạm đã tạo mọi điều kiện cho việc học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Các trƣờng: THPT Ngô Quyền; THPT Trại Cau và các đồng nghiệp, các em học sinh đã tận tình giúp đỡ trong quá trình tìm hiểu thực tế và kiểm nghiệm đề tài. Toàn thể gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã quan tâm, giúp đỡ và động viên để tôi hoàn thành đề tài này. ii Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC Lời cam đoan .................................................................................................................. i Lời cảm ơn .....................................................................................................................ii Mục lục ........................................................................................................................ iii Danh mục các chữ viết tắt............................................................................................. iv Danh mục các bảng ........................................................................................................ v Danh mục các hình ....................................................................................................... vi MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................ 2 3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu .......................................................................... 3 4. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................. 3 5. Giả thiết khoa học ..................................................................................................... 3 6. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................................ 3 7. Các phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................... 4 8. Những đóng góp của luận văn .................................................................................. 4 9. Cấu trúc luận văn ...................................................................................................... 4 Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH ....................................................... 5 1.1. Tổng quan vấn đề cần nghiên cứu ........................................................................ 5 1.2. Bài tập trong dạy học vật lí .................................................................................... 7 1.2.1. Khái niệm bài tập vật lí [6,19] ............................................................................ 7 1.2.2. Vai trò của bài tập vật lí [6,20 ] .......................................................................... 7 1.2.3. Phân loại bài tập vật lí [6, 9] ............................................................................. 11 1.2.4. Phƣơng pháp giải bài tập vật lí ......................................................................... 14 1.2.5. Các nguyên tắc lựa chọn hệ thống bài tập ........................................................ 16 1.2.6. Một số điểm cần lƣu ý học sinh khi dạy học bài tập vật lí ............................... 17 1.3. Vấn đề phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh .............................................. 18 1.3.1. Phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học vật lí [7,21,25] .................. 18 iii Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 1.3.2. Vấn đề phát huy tính tự lực của học sinh ......................................................... 22 1.3.3. Mối liên hệ giữa tính tích cực và tính tự lực [2] ............................................... 24 1.4.1. Nội dung điều tra .............................................................................................. 25 1.4.2. Phƣơng pháp điều tra ........................................................................................ 25 1.4.3. Kết quả điều tra ................................................................................................. 26 1.5. Một số biện pháp nhằm phát huy tính tích cực và tự lực của học sinh qua rèn luyện giải bài tập vật lí ................................................................................. 28 1.5.1. Lựa chọn bài tập phù hợp vừa sức với học sinh ............................................... 29 1.5.2. Phƣơng pháp dạy học phải đa dạng .................................................................. 30 1.5.3. Tổ chức hoạt động học tập tích cực, tự lực giải bài tập vật lí ........................... 30 1.5.4. Chú trọng rèn luyện những kĩ năng cơ bản, cần thiết trong quá trình giải bài tập ........ 31 1.5.5. Kiểm tra, đánh giá và khuyến khích sự tự kiểm tra, đánh giá của học sinh khi giải bài tập vật lí ................................................................................................... 32 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 .............................................................................................. 33 Chƣơng 2: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ CHƢƠNG “ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƢỜNG”(VL 11) .......................................... 34 2.1. Vị trí, vai trò của chƣơng ''Điện tích - Điện trƣờng”trong chƣơng trình vật lí THPT ........................................................................................................ 34 2.2. Mục tiêu cần đạt khi dạy học bài tập chƣơng “Điện tích- Điện trƣờng” ................ 36 2.2.1. Về kiến thức ....................................................................................................... 36 2.2.2. Về kĩ năng .......................................................................................................... 36 2.2.3. Về thái độ ........................................................................................................... 36 2.3. Đề xuất tiến trình dạy học bài tập vật lí theo hƣớng phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh ............................................................................................. 37 2.4. Thiết kế tiến trình dạy học bài tập chƣơng ''Điện tích- Điện trƣờng” theo hƣớng phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh ............................................. 39 2.4.1. Ý tƣởng sƣ phạm............................................................................................... 40 2.4.2. Xây dựng tiến trình dạy học bài tập một số kiến thức của chƣơng. ................. 42 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 .............................................................................................. 67 iv Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ............................................................... 68 3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tƣợng của thực nghiệm sƣ phạm (TNSP) .................... 68 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm ................................................................. 68 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm ................................................................ 68 3.1.3. Đối tƣợng của thực nghiệm sƣ phạm ................................................................ 68 3.2. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm .................................................................... 69 3.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm .............................................................. 69 3.4. Tiến hành TNSP................................................................................................... 70 3.5. Kết quả TNSP ...................................................................................................... 71 3.5.1. Kết quả quan sát các biểu hiện của mức độ tích cực, tự lực trong hoạt động học tập ..................................................................................................... 71 3.5.2. Kết quả các bài kiểm tra ................................................................................... 72 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 .............................................................................................. 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 80 1. Kết luận ................................................................................................................... 80 2. Kiến nghị................................................................................................................. 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 81 PHỤ LỤC v Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BT Bài tập BTVN Bài tập về nhà ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh KT Kiểm tra NC Nâng cao THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sƣ phạm iv Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Biểu hiện của mức độ tích cực trong hoạt động học tập .............................71 Bảng 3.2: Biểu hiện của mức độ tự lực trong hoạt động học tập ................................72 Bảng 3.3: Kết quả kiểm tra lần 1 .................................................................................72 Bảng 3.4: Xếp loại học tập lần 1 ..................................................................................73 Bảng 3.5: Bảng phân phối tần suất lần 1 .....................................................................73 Bảng 3.6: Kết quả kiểm tra lần 2 .................................................................................75 Bảng 3.7: Xếp loại học tập lần 2 ..................................................................................75 Bảng 3.8: Bảng phân phối tần suất lần 2 .....................................................................76 v Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Cấu trúc nội dung chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng” .................................35 Hình 2.2: Sơ đồ tiến trình dạy học bài tập vật lí ..........................................................38 Hình 2.3. Sơ đồ chủ đề bài tập chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng” .............................39 Hình 2.4. Sơ đồ định hƣớng giải bài tập chƣơng Điện tích - Điện trƣờng ..................40 Hình 2.5. Sơ đồ tóm tắt kiến thức phần bài tập về điện tích, điện trƣờng ...................46 Hình 2.6. Sơ đồ tóm tắt kiến thức về công của lực điện trƣờng ..................................61 Hình 3.1. Biểu đồ xếp loại học tập ..............................................................................73 Hình 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lần 1 ....................................................................74 Hình 3.3. Biểu đồ xếp loại học tập lần 2 .....................................................................75 Hình 3.4. Biểu đồ tần suất lần 2 ...................................................................................76 vi Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Bài tập vật lí luôn giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông. Là một bộ phận hữu cơ của sách giáo khoa, bài tập vật lí vừa giúp thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lí, vừa là một phƣơng tiện để ôn tập, củng cố kiến thức lí thuyết đã học, vừa là phƣơng tiện để rèn luyện tƣ duy, bồi dƣỡng tính tích cực, tự lực cho học sinh. Ngoài ra, bài tập vật lí cũng là một phƣơng tiện rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, phƣơng tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh, có thể đƣợc sử dụng nhƣ là một phƣơng tiện nghiên cứu tài liệu mới trong giai đoạn hình thành kiến thức mới cho học sinh, giúp cho học sinh lĩnh hội đƣợc kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc. Đồng thời với hệ thống hợp lý, bài tập vật lý cũng hỗ trợ tích cực cho khả năng phát triển tƣ duy suy luận và hiểu biết tiến trình khoa học của các hiện tƣợng tự nhiên. Chƣơng “ Điện tích - Điện trƣờng” là chƣơng đầu tiên của sách Vật lí 11 (NC), cung cấp những kiến thức mở đầu và cơ bản nhất về phần điện học - điện từ học, cũng là cơ sở lý thuyết của nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và trong các ngành kĩ thuật hiện đại. Tuy nhiên, do nội dung chƣơng có những khái niệm trừu tƣợng, nên việc hiểu biết sâu sắc các kiến thức của chƣơng đối với nhiều học sinh còn khó khăn, đặc biệt là việc vận dụng để giải bài tập cũng nhƣ giải thích các hiện tƣợng thực tế đối với các em còn khó khăn hơn. Nhằm nâng cao chất lƣợng dạy học, trong thời gian qua đã có một số đề tài nghiên cứu dạy học theo hƣớng tích cực chƣơng “ Điện tích - Điện trƣờng” nhƣ: 1. Xây dựng tài liệu hƣớng dẫn tự học chƣơng ''Điện tích - Điện trƣờng" Vật lí 11 NC (Nguyễn Thị Cúc - ĐHGD) 2. Tổ chức thí nghiệm trực diện nhằm kích thích hứng thú học tập, phát huy tính tích cực, tự lực cho học sinh dân tộc nội trú khi dạy phần “Điện tích, điện trƣờng” và “Dòng điện không đổi” (Vật lý 11) (Phùng Mạnh Tƣờng - ĐHSP Thái Nguyên). 3. Tổ chức hoạt động ngoại khóa về các kiến thức “Điện tích-Điện trƣờng” Vật lí 11 theo hƣớng phát huy tính tích cực, năng lực sáng tạo của học sinh” (Nguyễn Tiến Vinh - ĐHSP Thái Nguyên). 1 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 4. Nâng cao chất lƣợng dạy học vật lý chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng” lớp 11 nâng cao THPT nhờ việc sử dụng thí nghiệm nhờ máy vi tính (Nguyễn Đình Khang - ĐH Vinh) Và một số đề tài nghiên cứu về dạy bài tập theo hƣớng tích cực hoá hoạt động học tập và hệ thống hóa kiến thức và bồi dƣỡng năng lực cho học sinh nhƣ: 1. Nghiên cứu dạy và học bài tập chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng” Vật lí 11 THPT theo hƣớng phát triển nhận thức tích cực của học sinh (Phạm Thanh Hoài 2008 - Luận văn thạc sĩ giáo dục học - Đại học Vinh) 2. Xây dựng và sử dụng bài tập chƣơng Điện tích - Điện trƣờng, Vật lý 11 THPT theo hƣớng cũng cố, hệ thống hóa kiến thức và bồi dƣỡng năng lực cho học sinh (Nguyễn Đăng Nhật - ĐH Huế) Các đề tài này cho thấy việc vận dụng các phƣơng pháp dạy học tích cực trong dạy học ở bậc học phổ thông là rất đa dạng và phong phú. Việc dạy bài tập theo hƣớng tích cực hoá có thể giúp nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức của học sinh. Tuy nhiên các đề tài trên chủ yếu tập trung về hoạt động ngoại khóa hoặc bài giảng điện tử, còn đề tài về bài tập thƣờng áp dụng cho đối tƣợng là học sinh ban cơ bản và học sinh khu vực miền núi. Do đó việc giúp học sinh có một hệ thống các bài tập từ cơ bản đến nâng cao phù hợp với chƣơng trình sách giáo khoa nâng cao với phƣơng pháp giải cụ thể, hƣớng dẫn chi tiết để các em có thể học tốt môn Vật Lí ngay từ những bài đầu tiên của một chủ đề mới là hết sức cần thiết. Bên cạnh đó, một số bài toán hay về phƣơng pháp cũng nhƣ thuật giải sẽ góp phần nào đó trong việc tạo nguồn cảm hứng học tập, tƣ duy sáng tạo của học sinh. Chính vì những lí do đó nên chúng tôi quyết định lựa chọn đề tài: “Xây dựng tiến trình dạy học bài tập chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng” (VL 11 NC) theo hƣớng phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh” 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học bài tập chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng” (VL 11 NC) nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh trong học tập. 2 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu * Khách thể nghiên cứu: • Nhiệm vụ, mục đích dạy học và phƣơng pháp dạy học bài tập vật lí ở trƣờng phổ thông. • Tổ chức dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông • Phƣơng pháp và kĩ thuật thực nghiệm vật lí ở trƣờng phổ thông • Học sinh lớp 11 khi học tập chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng” *Đối tƣợng nghiên cứu: Tổ chức các hoạt động dạy và học bài tập Vật lí cho học sinh lớp 11 trƣờng THPT 4. Phạm vi nghiên cứu • Kiến thức: Chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng” Vật lí 11 (NC) • Địa điểm: Một số trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên. 5. Giả thiết khoa học Nếu xây dựng tiến trình dạy học bài tập chƣơng ''Điện tích - Điện trƣờng” (VL 11 NC) phù hợp với quan điểm hiện đại về dạy học vật lí thì có thể phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh trong học tập. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu • Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học hiện đại trong dạy học bài tập vật lí, tính tích cực, tự lực của HS. • Nghiên cứu về thực trạng dạy học ở một số trƣờng THPT hiện nay • Phân tích nội dung, kiến thức cần dạy của chƣơng • Nghiên cứu những yêu cầu chung đối với việc dạy học bài tập vật lí, đề xuất những biện pháp nhằm góp phần phát huy tính tích cực, tự lực của HS trong việc dạy học bài tập vật lí. • Xây dựng tiến trình dạy học bài tập chƣơng “Điện tích- Điện trƣờng” theo hƣớng phát huy tính tích cực, tự lực của HS • Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm các bài tập đã xây dựng nhằm đánh giá và rút ra kết luận. 3 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 7. Các phƣơng pháp nghiên cứu 7.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận • Nghiên cứu mục tiêu đổi mới trong dạy học nói chung và trong dạy học vật lí nói riêng • Nghiên cứu cơ sở lý luận về việc dạy học bài tập vật lí theo tinh thần đổi mới phƣơng pháp dạy học • Nghiên cứu những chính sách, văn kiện của Đảng, Nhà nƣớc, Bộ giáo dục về việc nâng cao chất lƣợng giáo dục, đổi mới phƣơng pháp dạy học. 7.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm có đối chứng để đánh giá hiệu quả của việc dạy học bài tập vật lí ở trƣờng THPT 7.3. Phương pháp điều tra giáo dục Điều tra thực trạng của việc dạy học bài tập vật lý: những thuận lợi, khó khăn của việc dạy học bài tập vật lí ở trƣờng THPT. 7.4. Phương pháp thống kê toán học Sử dụng phƣơng pháp này nhằm xử lý các số liệu thu thập đƣợc từ đó có cơ sở rút ra những kết luận phù hợp. 8. Những đóng góp của luận văn • Làm sáng tỏ cơ sở lý luận của việc dạy học BTVL theo hƣớng phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh. • Xây dựng đƣợc tiến trình dạy học bài tập chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng (VL- 11 NC) nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh. • Có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên vật lí THPT. 9. Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, mục lục, danh mục tài liệu tham khảo, danh mục các bảng, các hình, các biểu đồ, các chữ viết tắt, phần chính của luận văn đƣợc trình bày theo 3 chƣơng: Chƣơng 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng tiến trình dạy học bài tập vật lí theo hƣớng phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh Chƣơng 2: Xây dựng tiến trình dạy học bài tập vật lí chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng” (VL 11) Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm 4 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Chƣơng 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH 1.1. Tổng quan vấn đề cần nghiên cứu Trong dạy học vật lí, việc giảng dạy bài tập vật lí trong nhà trƣờng không chỉ giúp học sinh hiểu đƣợc một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức đã học mà còn làm phát triển khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao của học sinh trong quá trình nắm vững kiến thức. Từ đó, giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết tốt những nhiệm vụ của học tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra. Bản thân mỗi bài tập vật lí là một tình huống vận dụng vật lí tích cực . Song tính tính cực của nó còn đƣợc nâng cao hơn khi nó đƣợc sử dụng nhƣ là nguồn kiế n thức để học sinh rèn luyện khả năng tự học, tự tìm tòi, trau dồi kiến thức. Theo tác giả Thái Duy Tuyên: “Cần phát động phong trào cải tiến dạy học theo hƣớng phát triển tính tích cực, độc lập, sáng tạo của học sinh vì đó là phẩm chất nhân cách rất cơ bản mà ta muốn hình thành”. Nghiên cứu các vấn đề về BTVL đã có một số công trình đề cập đến, nhƣng đa số các công trình đề cập đến các phƣơng án giải quyết bài tập, xây dựng và sử dụng BTVL nhƣ: “Xây dựng phƣơng án giải quyết bài tập Vật lý bằng thí nghiệm ở PTTH miền núi [10], “Xây dựng và sử dụng bài tập vật lý trong quá trình tổ chức hoạt động dạy, học kiến thức mới chƣơng “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 nâng cao”. [15] Cũng có một vài công trình đề cập đến một số biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, phát triển tƣ duy sáng tạo cho học sinh thông qua hoạt động dạy - học bài tập vật lí nhƣ: “Một số biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh THPT miền núi khi giảng dạy bài tập vật lí” [18], “Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh lớp 10 THPT qua giải bài tập vật lí bằng phƣơng pháp vectơ” [1] hay “Lựa chọn và phối hợp các giải pháp nhằm tích cực hoá hoạt động học tập của học sinh THPT trong giờ giải bài tập vật lí [12], hoặc “Sử dụng hệ thống bài tập chƣơng “Các định luật bảo toàn” Vật lí lớp 10 nâng cao theo hƣớng 5 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn phát huy tính tính cực và sáng tạo của học sinh [5] và “Lựa chọn và xây dựng tiến trình dạy học bài tập vật lí chƣơng “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10 - Cơ bản) nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh trƣờng dân tộc nội trú Trung học phổ thông” [13], kể cả đề tài “Định hƣớng tìm tòi giải quyết vấn đề khi dạy bài tập định lƣợng chƣơng “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 - Cơ bản nhằm phát huy tính tích cực của học sinh miền núi [14], và “Phát triển năng lực tự lực, sáng tạo của học sinh miền núi thông qua tổ chức hoạt động giải bài tập Vật lí phân tử và nhiệt hóa học ở lớp 10 Trung học phổ thông”[11] Việc hƣớng dẫn giải các bài tập Vật lí không chỉ dừng lại ở các công trình nghiên cứu, hay các báo cáo khoa học, mà đã đƣợc viết thành sách sử dụng phổ biến trong hoạt động dạy học, đó là bộ sách “Giải toán Vật lí - lớp 10, 11, 12” của tác giả Bùi Quang Hân (Chủ biên) [4]; hay cuốn “Bài tập Vật lí sơ cấp” của tác giả Vũ Thanh Khiết và Phạm Quý Tƣ [8];…Các tác giả đã thể hiện đƣợc cơ bản sự phân loại và đƣa ra phƣơng pháp giải chung, và phƣơng pháp giải cụ thể cho từng phần, từng nội dung kiến thức, và từng bài tập. Vấn đề phát huy tính tích cực, tự lực trong hoạt động nhận thức của học sinh khi dạy học bài tập Vật lí cũng đƣợc nhiều tác giả quan tâm và nghiên cứu nhƣ những đề tài luận văn: “Xây dựng tiến trình hƣớng dẫn giải bài tập phần Từ trƣờng (Vật Lý 11) theo hƣớng phát huy tính tích cực và tự lực của học sinh THPT miền núi [23], hay “Xây dựng tiến trình hƣớng dẫn giải bài tập phần Chất khí (Vật lý 10- nâng cao) theo hƣớng phát huy tính tích cực và tự lực của học sinh” [16] hoặc “Phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh miền núi khi dạy học bài tập Vật lí chƣơng “Động lực học vật rắn”(Vật lí 12 - Nâng cao) [3] Tuy nhiên, về vấn đề xây dựng tiến trình dạy học bài tập vật lí ở các nội dung kiến thức cụ thể nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh vẫn cần đƣợc nghiên cứu một cách đầy đủ hơn.Để bổ sung những phần mà các tác giả trên chƣa đề cập nghiên cứu chúng tôi lựa chọn đề tài theo hƣớng phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh khi dạy học bài tập vật lí chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng” (VL 11 NC) 6 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 1.2. Bài tập trong dạy học vật lí 1.2.1. Khái niệm bài tập vật lí [6,19] Trong thực tế dạy học, ngƣời ta thƣờng 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 toán vật lí. Bài toán vật lí, hay đơn giản gọi là các bài tập vật lí, là một phần hữu cơ 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 1.2.2. Vai trò của bài tập vật lí [6,20 ] 1.2.2.1. Bài tập giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm đƣợc cái chung, cái khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tƣợng. Trong các bài tập, học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tƣợng đó vào những trƣờng hợp cụ thể rất đa dạng; nhờ thế mà học sinh nắm đƣợc những biểu hiện cụ thể của chúng trong thực tế, phát hiện ngày càng nhiều những hiện tƣợng thuộc ngoại diên của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hay thuộc phạm vi ứng dụng của chúng. Quá trình nhận thức các khái niệm, định luật vật lí không kết thúc ở việc xây dựng nội hàm của các khái niệm, định luật vật lí mà còn tiếp tục ở giai đoạn vận dụng vào thực tế. Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật, bài tập vật lí sẽ giúp học sinh thấy đƣợc những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đã học. Vật lí học không phải chỉ tồn tại trong óc chúng ta dƣới dạng những mô hình trừu tƣợng do ta nghĩ ra, mà là sự phản ánh vào trong óc chúng ta thực tế phong phú, sinh động. Tuy nhiên, các khái niệm, định luật vật lí thì rất đơn giản, còn biểu hiện của chúng trong tự nhiên thì lại rất phức tạp, bởi vì các sự vật, hiện tƣợng có thể bị chi phối bởi nhiều định luật, nhiều nguyên nhân đ̀ ồng thời hay liên tiếp chồng chéo lên nhau. Bài tập sẽ giúp luyện tập cho học sinh phân tích để nhận biết đƣợc những trƣờng hợp phức tạp đó. Ví dụ: Định luật thứ hai của Niutơn có dạng rất đơn giản F = ma nhƣng qua bài tập, học sinh sẽ thấy đƣợc rằng định luật này có thể áp dụng để nghiên cứu chuyển động của tất cả các vật ta gặp hàng ngày từ các vật cực 7 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn nhỏ nhƣ hạt bụi đến các vật cực lớn nhƣ các hành tinh, các thiên thể ..., những vật chịu tác dụng của một lực hay đồng thời của nhiều lực. Bài tập vật lí là một phƣơng tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động. Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp những kiến thức thuộc nhiều chƣơng, nhiều phần của chƣơng trình. 1.2.2.2. Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới Ở những lớp trên của bậc trung học phổ thông, với trình độ toán học đã khá phát triển, nhiều khi các bài tập đƣợc sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến những suy nghĩ về một hiện tƣợng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tƣợng mới do bài tập phát hiện ra. 1.2.2.3. Bài tập vật lí là một trong những phƣơng tiện rất quí báu để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu nhận đƣợc để giải quyết các vấn đề của thực tiễn. Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lí thuyết để giải thích các hiện tƣợng thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tƣợng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trƣớc. 1.2.2.4. Thông qua dạy học về bài tập vật lí, người học có thể nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những quy luật vật lí, những hiện tượng vật lí, ứng dụng chúng vào thực tiễn Trong nhiều trƣờng hợp, dù GV cố gắng trình bày tài liệu một cách mạch lạc, lô gíc, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng các yêu cầu và cho kết quả chính xác thì đó mới chỉ là điều kiện cần chứ chƣa phải là điều kiện đủ để học sinh hiểu sâu và nắm vững kiến thức. Chỉ có thông qua các BTVL ở hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho HS vận dụng linh hoạt các kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc, hoàn thiện và trở thành vốn riêng của ngƣời học. Chẳng hạn với bài tập “Tại sao khi mở cửa tủ lạnh thì không khí trong phòng lại nóng lên” có thể rèn cho HS thói quen quan sát, tập giải thích các hiện tƣợng xảy ra xung quanh bằng kiến thức đã học. 8 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Vật lí là môn học có tính tƣơng tác và ứng dụng rất cao trong đời sống. Khi dạy học đến một vấn đề nào đó, GV cố gắng yêu cầu vận dụng kiến thức vào những hiện tƣợng, các vật dụng trong cuộc sống. Điều này những giúp HS biến các kiến thức lí thuyết khô khan thành những kiến thức có nghĩa trong cuộc sống. Kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn là thƣớc đo mức độ sâu sắc và vững vàng của những kiến thức HS thu nhận đƣợc. 1.2.2.5. Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh. Trong khi làm bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài, tự xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà học sinh rút ra đƣợc nên tƣ duy học sinh đƣợc phát triển, năng lực làm việc tự lực của họ đƣợc nâng cao, tính kiên trì đƣợc phát triển. Cần lƣu ý rằng việc rèn luyện cho học sinh giải các bài tập vật lí không phải là mục đích của dạy học. Mục đích cơ bản đặt ra khi giải bài tập vật lí là làm sao cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những qui luật vật lí, biết phân tích và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kĩ thuật và cuối cùng phát triển đƣợc năng lực tƣ duy, năng lực giải quyết vấn đề. 1.2.2.6. Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh Có nhiều bài tập vật lí không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp bồi dƣỡng cho học sinh tƣ duy sáng tạo. Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tƣợng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ rất có ích về mặt này. 1.2.2.7. Bài tập vật lí cũng là một phƣơng tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh. Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể phân loại đƣợc các mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, khiến cho việc đánh giá chất lƣợng kiến thức của học sinh đƣợc chính xác. 1.2.2.8. Bài tập vật lí còn có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp Các BTVL có thể đề cập đến các lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống: khoa học kĩ thuật, thông tin liên lạc, giao thông vận tải, sản xuất công nghiệp …Các bài tập này là phƣơng tiện thuận lợi để HS liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với đời sống, vận dụng kiến thức đã học vào thực tế sản xuất và cuộc sống. 9 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 1.2.2.9. Thông qua việc giải bài tập vật lí có thể rèn luyện cho học sinh những đức tính tốt như tinh thần tự lực, tính cẩn thận, tính kiên trì và tinh thần vượt khó Trong quá trình giải BTVL khi gặp những khó khăn trong bài toán, mà HS cố gắng nỗ lực vƣợt qua thì sẽ giúp HS rèn luyện đƣợc tính kiên trì cũng nhƣ tinh thần vƣợt khó. Việc tự giải đƣợc bài tập giúp cũng cho HS rèn giũa đức tính tự lập. 1.2.2.10. Nhờ dạy học về bài tập vật lí giáo viên có thể giới thiệu cho học sinh biết sự xuất hiện những tư tưởng và quan điểm tiên tiến hiện đại, các phát minh làm thay đổi thế giới Để có đƣợc nền khoa học vật lí nhƣ ngày nay, lịch sử vật lí đã trải qua bao cuộc thăng trầm, đấu tranh quyết liệt chống lại tƣ tƣởng bảo thủ, lạc hậu, phản động. Nhờ dạy học về BTVL GV có thể giới thiệu cho HS biết sự xuất hiện những tƣ tƣởng và quan điểm tiên tiến hiện đại, các phát minh làm thay đổi thế giới. Tiếp xúc với các hiện tƣợng trong đời sống hàng ngày qua các BTVL giúp HS nhìn thấy khoa học vật lí ở xung quanh mình, qua đó kích thích hứng thú, đam mê của các em với môn học, bồi dƣỡng khả năng quan sát. BTVL góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện chứng cho HS, làm cho họ hiểu rõ thế giới tự nhiên là vật chất, vật chất luôn ở trạng thái vận động, họ tin vào sức mạnh của mình, mong muốn đem tài năng và trí tuệ cải tạo thiên nhiên. Giải BTVL không phải là một công việc nhẹ nhàng, nó đòi hỏi sự làm việc căng thẳng, tích cực của HS, một sự vận dụng tổng hợp những kiến thức, kinh nghiệm đã có để tìm lời giải nêu ra trong bài tập. Khi giải thành công một bài tập nó sẽ đem đến cho HS niềm phấn khởi sáng tạo, sẵn sàng đón nhận những bài tập mới ở mức độ cao hơn. Tuy nhiên không phải cứ cho HS làm bài tập là chúng ta đạt ngay đƣợc các yêu cầu mong muốn. BTVL chỉ phát huy tác dụng to lớn của nó trong những điều kiện sƣ phạm nhất định. Kết quả rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo giải bài tập phụ thuộc rất nhiều vào việc có hay không có một hệ thống bài tập đƣợc lựa chọn và sắp xếp phù hợp với mục đích dạy học, với yêu cầu rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho ngƣời học. 10 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn