1
Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học s phạm hà nội 2
Dơng thị Dung
Xây dựng hệ thống bài tập và hớng dẫn
hoạt động giải bài tập chơng Dao động và sóng điện từ
nhằm bồi dỡng năng lực sáng tạo cho học sinh lớp 12
THPT
Chuyên ngành: lí luận và phơng pháp dạy học bộ môn vật lí
Mã số: 60.14.10
Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục
Ngời hớng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thế Khôi Hà nội, 2009 Tụ điện
Nguồn điện
Cuộn cảm
BTVL: Bi tp vt lớ
THPT: Trung hc ph thụng
THCS: Trung hc c s
GV: Giỏo viờn
HS: Hc sinh
TN: Thc nghim
C: i chng
3
Danh môc c¸c b¶ng
B¶ng 3.1 53
B¶ng 3.2 54
B¶ng 3.3 55
B¶ng 3.4 57
B¶ng 3.5 59
B¶ng 3.6 60
B¶ng 3.7 61
B¶ng 3.8 62
H×nh 2.11; 2.12 41
H×nh 2.13 44
H×nh 2.14 45
H×nh 2.15; 2.16 46
§å thÞ 3.1; 3.2 56
§å thÞ 3.3 ;3.4 58
5
Lời cam đoan
Dới sự hớng dẫn của tiến sĩ Nguyễn Thế Khôi, tôi đã làm
việc một cách nghiêm túc, cẩn thận theo đúng các qui định của nhà
trờng. Luận văn này là thành quả của quá trình làm việc nghiêm
túc, đã đợc thực nghiệm ở một số trờng THPT trong tỉnh Vĩnh
Phúc. Tôi xin cam đoan nội dung trong luận văn này cha đợc
công bố ở tài liệu nào.
Hà Nội, ngày 09 tháng 9 năm 2009
Ngời viết
7
mục lục
I. Mở đầu 1
2.1.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung 28
2.1.2.Vị trí: 29
2.2. Mục tiêu cần đạt dợc qua việc dạy chơng Dao động và sóng điện
từ. 30
2.2.1. Nội dung kiến thức học sinh cần đạt đợc sau khi học: Dao động điện
từ : 30
2.2.2. Các kỹ năng cần đợc rèn luyện 32
2.2.3. Mục tiêu dạy học 33 8
2.3 Thực trạng dạy học chơng Dao động và sóng điện từ 34
2.3.1. Đối tợng, nội dung và phơng pháp điều tra 34
2.3.2. Kết quả điều tra 34
2.3.3. Những khó khăn và sai lầm phổ biến của học sinh 35
2.4. Hệ thống bài tập chơng Dao động và sóng điện từ và hớng dẫn
hoạt động giải bài tập. 36
2.4.1. Hệ thống bài tập chơng Dao động và sóng điện từ 36
Bài tập về mạch dao động LC 37
Bài tập về sóng điện từ 41
Bài tập về sự phát và thu sóng điện từ 42
2.4.2. Dự kiến sử dụng hệ thống bài tập trong quá trình dạy học và phân tích
tiên nghiệm tiến trình hớng dẫn học sinh giải một số bài tập. 44
2.4.2.1. Dự kiến sử dụng hệ thống bài tập trong quá trình dạy học 44
2.4.2.2. Phân tích tiên nghiệm tiến trình hớng dẫn học sinh giải một số
bài tập 46
Bài soạn có sử dụng bài tập 47
Phụ lục 3 83
Phụ lục 4 85 9
I. Mở đầu
1. Lí do chọn đề tài
Nhân loại đang bớc sang một thời đại mới, thời đại mà khoa học và
công nghệ phát triển nh vũ bão, thời đại mà sáng tạo đợc coi là yếu tố đặc
trng cho con ngời lao động mới. Tình hình đó đòi hỏi nền giáo dục nớc ta
phải đổi mới mạnh mẽ và sâu sắc toàn diện để có thể đào tạo cho đất nớc
những con ngời lao động sáng tạo, hoạt động có hiệu quả trong hoàn cảnh
mới, hoà nhập với cộng đồng thế giới trong nền kinh tế thị trờng cạnh tranh
quyết liệt. Điều này đã đợc khẳng định trong Nghị quyết hội nghị lần II của
Ban chấp hành Trung ơng Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VIII: Đổi mới
phơng pháp dạy học ở tất cả các cấp học, các bậc học Từng bớc áp dụng
phơng pháp dạy học tiên tiến, phơng tiện hiện đại để bồi dỡng cho học
sinh năng lực t duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề[12]. Để thực hiện
đợc các yêu cầu trên, trong những năm gần đây ngành giáo dục đã không
ngừng đổi mới nội dung sách giáo khoa, kèm theo đó là phơng pháp dạy học
theo hớng phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh. Trớc những
thách thức to lớn này, để tránh nguy cơ tụt hậu, việc rèn luyện năng lực sáng
tạo cho thế hệ trẻ ngày càng cấp bách hơn bao giờ hết. Vì vậy, ngay trong dạy
học phổ thông, giáo viên cần đặt học sinh trớc những tình huống cụ thể để họ
tự lực tìm hiểu, phân tích xử lí vấn đề và tìm ra kiến thức mới.
Có những đề tài khoa học nghiên cứu cách thức tổ chức dạy học nhằm
3.3. Tìm hiểu thực trạng việc dạy học giải bài tập vật lí chơng Dao
động và sóng điện từ trong việc bồi dỡng năng lực sáng tạo cho học sinh lớp
12 THPT. 11
3.4. Xây dựng hệ thống bài tập chơng Dao động và sóng điện từ và
đề ra cách hớng dẫn giải bài tập nhằm bồi dỡng năng lực sáng tạo cho học
sinh lớp 12 THPT.
3.5. Tiến hành thực nghiệm s phạm nhằm đánh giá tính khả thi, tính
hiệu quả của hệ thống bài tập và cách hớng dẫn học sinh giải bài tập chơng
Dao động và sóng điện từ trong việc bồi dỡng năng lực sáng tạo của học
sinh.
4. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu
Hoạt động của giáo viên và học sinh lớp 12 THPT trong việc dạy học
bài tập vật lí chơng Dao động và sóng điện từ.
5. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng đợc hệ thống bài tập và đề ra cách hớng dẫn hoạt động
giải bài tập dựa trên cơ sở khoa học thì có thể bồi dỡng năng lực sáng tạo cho
học sinh lớp 12 THPT, góp phần nâng cao chất lợng dạy học vật lí ở trờng
phổ thông.
6. Phơng pháp nghiên cứu
6.1. Nghiên cứu lí luận việc bồi dỡng năng lực sáng tạo cho học sinh
trong dạy học bài tập vật lí. Nghiên cứu chơng trình, sách giáo khoa vật lí 12
THPT để xác định mục tiêu, dạy học chơng Dao động và sóng điện từ và
các kiến thức mà học sinh cần nắm vững.
6.2. Điều tra cơ bản thực trạng dạy học bài tập vật lí chơng Dao động
và sóng điện từ.
6.3. Phơng pháp thực nghiệm s phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu
quả của đề tài.
trình hoạt động của giáo viên và học sinh trong sự thống nhất của ba thành
phần: Giáo viên, học sinh, t liệu hoạt động dạy học.
Học đồng nghĩa với sự phát triển: Sự học nói chung, là sự thích ứng của
ngời học với những tình huống thích đáng làm nảy sinh và phát triển ở ngời
học những dạng thức hoạt động xác định, phát triển ở ngời học những năng
lực thể chất, tinh thần và nhân cách của cá nhân. Nói riêng sự học có chất
lợng một tri thức mới phải là sự thích ứng của ngời học với những tình
huống học tập thích đáng. Chính quá trình thích ứng này là hoạt động của
ngời học xây dựng trên nền tri thức mới với tính cách là phơng tiện tối u
giải quyết tình huống mới. Đồng thời là quá trình góp phần làm phát triển các
năng lực nhận thức, thực tiễn và nhân cách của ngời học.
Nếu là hành động của học sinh xây dựng kiến thức cho bản thân mình
và vận dụng kiến thức cho bản thân mình, thì dạy học là dạy hành động (hành
động chiếm lĩnh tri thức và hành động vận dụng tri thức). Do đó, trong dạy
học giáo viên cần phải tổ chức các tình huống học tập đòi hỏi sự thích ứng của
học sinh để qua đó chiếm lĩnh đợc tri thức đồng thời phát triển trí tuệ và nhân
cách toàn diện của mình.
Nh vậy, muốn đạt chất lợng, hiệu quả cao trong sự vận hành tơng
tác dạy học gồm ngời dạy (giáo viên), ngời học (học sinh) và t liệu hoạt
động dạy học (môi trờng) thì giáo viên cần tổ chức, kiểm tra, định hớng
hành động của học sinh theo một chiến lợc hợp lí, sao cho học sinh tự chiếm
lĩnh, xây dựng tri thức cho mình, năng lực trí tuệ và nhân cách toàn diện của
học sinh từng bớc phát triển. Có thể mô tả sự tơng tác nói trên trong hệ dạy
học bằng sơ đồ nh hình 1 dới đây: 14
Giáo viên
Hình 1.1 15
giác, tích cực, tự chủ, tự điều chỉnh hoạt động nhận thức của trò. Học sinh với
t cách là chủ thể nhận thức, chủ thể của hoạt động học phải tự mình tìm ra
kiến thức bằng hành động của chính mình dới sự hớng dẫn của thầy. Tuy
nhiên, tri thức do học sinh tự tìm ra dễ mang tính chủ quan, phiến diện, thiếu
khoa học. Vì vậy, ngời thầy cần tổ chức để trò thể hiện chính kiến của mình
trớc lớp, trao đổi, thảo luận với bạn để tăng thêm tính khách quan khoa học
trong tri thức do họ tự tìm ra. Trên cơ sở kiến thức của thầy, của bạn, trò tự
kiểm tra đánh giá, sửa chữa rút kinh nghiệm về cách học, cách giải quyết vấn
đề. Để thể hiện đầy đủ vai trò chủ thể của mình, trong quá trình học, các em
phải có sự hứng thú rõ rệt với tri thức thu nhận đợc, có ý thức trách nhiệm
với việc học của mình và phải tham ra tích cực trong suốt quá trình học. Ngời
học phải tự tham gia thực hiện nhiệm vụ học tập bằng tất cả khả năng, tất cả
tri thức và kinh nghiệm sống của mình đã có. Nh vậy, trong quá trình dạy
học hiện đại. học sinh vừa là đối tợng của hoạt động dạy, vừa là chủ thể nhận
thức, nhng chỉ khi nào học sinh thực hiện tốt vai trò chủ thể thì các em mới
tiếp thu một cách có ý thức và hiệu quả sự tác động s phạm của thầy để
chiếm lĩnh tri thức và biến chúng thành tài sản cá nhân.
Tóm lại, hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh
luôn luôn song song tồn tại, nếu thiếu một trong hai thì không còn gọi là quá
trình dạy học. Sự thống nhất biện chứng thể hiện mối quan hệ mật thiết tác
động qua lại, phụ thuộc lẫn nhau giữa hoạt động dạy và hoạt động học đòi hỏi
phải xây dựng mối quan hệ đúng đắn mối quan hệ giữa thầy và trò. Việc tôn
trọng vai trò chủ thể của học sinh trong quá trình dạy là rất có ý nghĩa và sẽ
thúc đẩy học sinh chủ động tham ra vào quá trình chiếm lĩnh tri thức mới[16].
Phơng pháp dạy học là tổ hợp các cách thức hoạt động, tơng tác giữa
thầy và trò trong quá trình dạy học nhằm đạt đợc đợc mục đích dạy học.
Phơng pháp dạy học là một trong những yếu tố quan trọng nhất của quá trình
dạy học và luôn là trung tâm chú ý của các nhà giáo dục trên thế giới. 17
Phơng pháp là hình thức tự vận động bên trong của nội dung[13],
nên cùng với sự biến đổi của nội dung, phơng pháp dạy học cũng đang đợc
đổi mới theo hớng hiện đại hoá. Việc đổi mới phơng pháp dạy học đòi hỏi
phải tìm kiếm phơng pháp dạy học mới và cải tạo các phơng pháp cổ truyền
cho phù hợp với nội dung hiện đại, theo hớng nâng cao tính tích cực, độc lập,
sáng tạo, nâng cao năng lực nội sinh của ngời học, đổi mới cách điều khiển
quá trình dạy học và đa công nghệ hiện đại vào nhà trờng. Cụ thể là các
phơng pháp dạy học phải:
- Góp phần hình thành động cơ nhận thức, các phơng pháp nhận thức
bồi dỡng cho học sinh phơng pháp tự học, tự khám phá để chiếm lĩnh tri
thức.
- Nhằm nâng cao tính tích cực, độc lập, sáng tạo và phát huy năng
lực vận dụng tri thức vào thực tiễn của học sinh.
Trong bối cảnh nền kinh tế thị trờng, mở cửa, hội nhập, phát triển nền
kinh tế tri thức, việc cạnh tranh trên lĩnh vực trí tuệ đang diễn ra rất gay gắt
thì cách thức đào tạo con ngời có trí tuệ, giàu tính sáng tạo càng có ý nghĩa
đặc biệt quan trọng. Các phơng pháp dạy học phải phản ánh trong mình nó
những thành tựu của phơng pháp riêng của mỗi khoa học các phơng pháp
triết học và các phơng pháp khoa học chung, bởi vì việc nắm vững các
phơng pháp này có tác dụng đến việc phát triển tính độc lập, sáng tạo của
mỗi học sinh. Phơng pháp dạy học có đặc điểm riêng khác biệt với phơng
pháp tác động của con ngời lên các đối tợng vô tri trong hoạt động sản xuất
vật chất nói chung. Đối với việc học, giáo viên là chủ thể của hoạt động dạy
lĩnh đợc nội dung dạy học, đạt đợc mục tiêu xác định.
1.2 Quan niệm về năng lực sáng tạo của học sinh
1.2.1. Khái niệm về năng lực
Năng lực là khả năng, điều kiện sẵn có để thực hiện tốt một hoạt động
nào đó[19]. Trong tâm lí học, ngời ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lí
riêng của cá nhân, nhờ những thuộc tính này mà con ngời hoàn thành tốt một
Hnh ng
ca GV
Phng tin
ca HS
Hnh ng
ca HS
Phng tin
ca GV
Kt qu
t
c
ca HS
Mc
ớch c
a
HS
Mc
ớch c
a
GV
Hình 1.2 19
20
thờng liên quan đến tính tự giác, chủ động, độc lập, tự tin. Sự sáng tạo là
hình thức cao nhất của tính tích cực, độc lập của con ngời. Ngời có t duy
sáng tạo không chịu nghĩ theo lề thói chung, không bị ràng buộc bởi những
quy tắc hành động cứng nhắc đã học, ít chịu ảnh hởng của ngời khác.
1.2.3. Khái niệm về năng lực sáng tạo
Năng lực sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra những giá trị mới về
vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng
thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới. Đối với học sinh, năng
lực sáng tạo trong học tập chính là năng lực biết giải quyết vấn đề học tập để
tìm ra cái mới ở mức độ nào đó, thể hiện đợc khuynh hớng năng lực sáng
tạo và kinh nghiệm của cá nhân học sinh. Sáng tạo đối với học sinh là sáng tạo
lại cái mà nhân loại đã biết( nhng học sinh cha biết), do đó thật ra là tập
sáng tạo, còn giáo viên đã biết và biết cách làm.
Năng lực nói chung và năng lực sáng tạo nói riêng không phải là bẩm
sinh mà đợc hình thành, phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể. Bởi
vậy, muốn hình thành năng lực hoạt động sáng tạo phải chuẩn bị cho học sinh
những điều cần thiết để họ có thể thực hiện thành công với một số kết quả mới
mẻ nhất định trong hoạt động đó. Đó là tổ chức hoạt động cho học sinh càng
nhiều càng tốt.
Từ các cơ sở lí luận trên chúng ta có thể có những quan niệm về năng
lực sáng tạo của học sinh là:
Năng lực nhìn thấy vấn đề mới trong điều kiện quen biết. Năng
lực nhìn thấy chức năng mới của đối tợng quen biết.
Năng lực tự chuyển tải tri thức và kĩ năng từ lĩnh vực quen biết
sang tình huống mới, vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện hoàn
cảnh mới. 21
22
các hiện tợng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển t duy vật lí của học
sinh và rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức của họ vào thực tiễn.
Định nghĩa BTVL nêu trên đợc nhiều nhà lí luận dạy học bộ môn và các giáo
viên tán thành, chấp nhận. Cả hai ý nghĩa khác nhau là vận dụng kiến thức cũ
và tìm kiếm kiến thức mới đều có mặt trong định nghĩa này. Giải BTVL là
một trong những hình thức luyện tập chủ yếu và đợc thực hành nhiều nhất.
Do vậy các BTVL có vai trò cực kỳ quan trọng trong việc hình thành rèn luyện
kĩ năng, kĩ xảo vận dụng và tìm tòi kiến thức mới cho học sinh. Vai trò và tác
dụng của BTVL là:
Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu mở rộng kiến thức:
- BTVL sẽ giúp học sinh thấy đợc những ứng dụng muôn hình muôn
vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đã học. Bài tập sẽ giúp học sinh phân tích
để nhận biết các biểu hiện của các khái niệm, định luật vật lí. Bài tập là một
phơng tiện củng cố ôn tập kiến thức. Khi giải bài tập học sinh phải nhớ kiến
thức thuộc nhiều chơng, nhiều phần của chơng trình từ đó sẽ mở rộng kiến
thức cho các em.
- Khi nghiên cứu các vấn đề lí thuyết, học sinh thờng tiếp thu kiến
thức ở dạng tĩnh và theo từng yếu tố riêng biệt. Qua việc giải bài tập học sinh
nắm đợc kiến thức ở dạng động khi có sự tác động tơng hỗ giữa nhiều yếu
tố. Việc nghiên cứu những kiến thức trong trạng thái động nh vậy sẽ cho học
sinh thấy rõ bản chất và mối quan hệ quy luật của các yếu tố kiến thức, thấy
đợc cơ chế của các kiến thức trong những hệ thống nhất định. Quá trình vận
động và tác động tơng hỗ thờng xảy ra trong thực tế cuộc sống và đợc
phản ánh phần nào trong các BTVL.
Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới. Khi các
bài tập đợc sử dụng khéo léo ở đầu giờ học có thể dẫn học sinh đến những
suy nghĩ về một hiện mới, hoặc xây dựng một khái niệm để giải thích hiện
tợng mới do giải bài tập phát hiện ra.
24
làm cho t duy phong phú hơn. Nh vậy, bài tập chẳng những làm cho học
sinh hiểu sâu, nhớ lâu và vận dụng kiến thức tốt mà còn làm phát triển trí tuệ,
tình cảm cho học sinh.
BTVL là phơng tiện hữu hiệu để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, rèn luyện
thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu đợc để giải quyết các vấn đề
thực tiễn. Trong đó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lí thuyết để giải
thích các hiện tợng thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tợng có thể xảy ra trong
thực tiễn, trong những điều kiện cho phép.
Giải BTVL là hình thức làm việc tự lực cao và góp phần phát triển t
duy sáng tạo cho học sinh.
- Khi giải BTVL, học sinh hiểu sâu sắc hơn các quy luật, biết ứng dụng
chúng vào tính toán, kĩ thuật bằng chính sự tìm tòi của mình. Qua đó rút ra
đợc những kết luận sau mỗi bài tập, đây chính là quá trình làm cho t duy
học sinh phát triển, năng lực làm việc, năng lực giải quyết vấn đề đợc nâng
cao. Đặc biệt có những bài tập giải thích hiện tợng, bài tập thí nghiệm, bài
tập thiết kế dụng cụ rất có ích và còn giúp bồi dỡng năng lực sáng tạo cho
học sinh.
Giải BTVL kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh.
- Bài tập là phơng tiện rất tốt để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức
của học sinh tuỳ theo cách đặt câu hỏi, giúp cho việc đánh giá chất lợng học
sinh đợc chính xác hơn nhiều, từ đó giáo viên biết đợc lỗ hổng kiến thức
của học sinh mà có cách khắc phục kịp thời nhất.
Việc giải BTVL có thể mang đến cho ngời học niềm phấn khởi, sáng
tạo đối với những thành công, tăng thêm sự yêu thích học bộ môn và gây hứng
thú đối với môn vật lí.
1.3.2. Các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong hoạt
động giải BTVL.
Copyright: Tài liệu đại học ©