TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ
NGUYỄN THU HÀ
LỰA CHỌN BÀI TẬP ĐỂ SỬ DỤNG TRONG
DẠY HỌC CHƯƠNG “SÓNG CƠ”_VẬT LÍ 12
(NÂNG CAO) KHÓA
luËn TèT NGHIÖP §¹I HäC
Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Người hướng dẫn khoa học
Th.S NGÔ TRỌNG TUỆ
hµ néi - 2015LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và nghiên cứu hoàn thành đề tài khóa luận
“Lựa chọn bài tập để sử dụng trong dạy học chương “Sóng cơ” _vật lí 12
(Nâng cao)”, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình từ phía các thầy cô giáo,
Hà Nội, tháng 5 năm 2015
Sinh viên Nguyễn Thu Hà
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ
THPT Trung học phổ thông
GQVĐ Giải quyết vấn đề
GV Giáo viên
HS Học sinh
1.3. Thực trạng dạy học bài tập vật lí chương “Sóng cơ”_Vật lí 12
THPT (nâng cao) 19
1.3.1 Đánh giá vai trò dạy học bài tập vật lí “Sóng cơ”_Vật lí 12
THPT (nâng cao) 19
1.3.2 Thực trạng việc rèn luyện bài tập chương “Sóng cơ” để giúp
HS nắm vững kiến thức và phát triển năng lực giải quyết vấn đề ở
trường THPT 21
CHƯƠNG 2. DẠY GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG
CƠ” _VẬT LÍ 12 THPT (NÂNG CAO) 24
2.1. Mục tiêu dạy học chương “Sóng cơ” 24
2.1.1. Mục tiêu về kiến thức 24
2.1.2. Mục tiêu về kĩ năng 25
2.1.3. Mục tiêu về thái độ 25
2.1.4. Mục tiêu về năng lực 25
2.2. Nội dung kiến thức chương “Sóng cơ” 25
2.3. Hệ thống bài tập chương “Sóng cơ” 35
2.4. Sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương “Sóng cơ” 52
Chương 3. DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 54
3.1. Mục đích, đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 54
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm 54
3.1.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm 54
3.1.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 54
3.2. Dự kiến thực nghiệm sư phạm 55
3.3. Phân tích kết quả thực nghiệm 55
3.3.1. Phân tích định tính 55
3.3.2. Phân tích định lượng 56
KẾT LUẬN CHUNG 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC 60
Song tính tích cực của nó còn được nâng cao hơn khi nó được sử dụng như
một nguồn kiến thức để HS tìm tòi rèn luyện năng lực GQVĐ chứ không phải
chỉ để tái hiện, củng cố kiến thức. Bài tập vật lí là một phương tiện hữu hiệu
để tích cực hóa hoạt động GQVĐ của HS trong từng bài học. Hiệu quả của nó
phụ thuộc vào việc sử dụng của GV trong quá trình dạy học. Bài tập vật lí với
chức năng là một phương pháp dạy học có một vị trí đặc biệt trong quá trình
dạy học vật lí ở trường THPT.
Nghiên cứu về bài tập vật lí đã có nhiều công trình đã đề cập đến. Ở đó,
đề cập đến việc phân dạng bài tập, xây dựng hệ thống bài tập, các phương
pháp giải bài tập, một số biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của
HS… Tuy nhiên về vấn đề phát triển năng lực GQVĐ cho HS thông qua việc
dạy học bài tập vật lí ở trường THPT còn chưa được đầy đủ.
Thực tế, giảng dạy ở trường phổ thông hiện nay cho thấy, việc dạy học
bài tập vật lí mới chỉ dừng lại ở mức độ tái hiên, củng cố kiến thức. Nhiều
GV gặp khó khăn trong việc lựa chọn bài tập sao cho có hệ thống phù hợp với
đối tượng HS mình dạy. Cách thức khai thác các tính năng của bài tập vật lí
còn hạn chế.
Là GV dạy bộ môn vật lí, chúng tôi mong muốn tìm ra các biện pháp
nhằm khắc phục phần nào những khó khăn và hạn chế của việc dạy học bài
tập vật lí ở trường THPT. Vì những lí do trên tôi xác định đề tài nghiên cứu
“Lựa chọn bài tập để sử dụng trong dạy học chương “Sóng cơ” _vật lí 12
(Nâng cao)”
2. Mục đích nghiên cứu
Lựa chọn và sử dụng hệ thống bài tập chương “Sóng cơ” trong dạy học
nhằm giúp HS lớp 12 THPT phát triển năng lực GQVĐ của HS.
3
3. Giả thuyết khoa học
Trong dạy học chương “Sóng cơ” lớp 12, nếu GV lựa chọn được hệ
thống bài tập và sử dụng nó một cách hợp lí thì phát triển năng lực GQVĐ
của HS.
7.2. Đóng góp về mặt thực tiễn
Hệ thống bài tập đã lựa chọn và hướng dẫn giải nó có thể làm tài liệu
tham khảo cho GV và HS trong dạy học chương “Sóng cơ”_vật lí 12 THPT.
8. Cấu trúc khóa luận
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc lựa chọn, sử dụng bài tập
vật lí
Chương 2: Dạy giải hệ thống bài tập chương “Sóng cơ”_Vật lí 12 THPT
(nâng cao)
Chương 3: Dự kiến thực nghiệm sư phạm 5
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC LỰA CHỌN,
SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÍ
1.1. Sử dụng bài tập vật lí
1.1.1. Quan niệm về bài tập vật lí
Bài tập vật lí là một vấn đề không lớn mà trong trường hợp tổng quát
được giải quyết nhờ các suy luận lôgic, những phép tính toán và thí nghiệm
dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí.
Trong quá trình giảng dạy, phải gắn liền việc giảng dạy lý thuyết với
việc giải bài tập, dùng lý thuyết làm cơ sở lý luận để làm bài tập. Việc giải bài
tập chính là đi soi sáng lại lý thuyết.
1.1.2. Tác dụng của bài tập vật lí
- Bài tập vật lí là phương tiện hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo
vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
- Bài tập vật lí là phương tiện hình thành kiến thức mới, đảm bảo cho
HS nắm được kiến thức mới một cách sâu sắc.
- Bài tập vật lí là một trong những phương tiện phát triển tư duy, óc
Bài tập vật lí
Bài tập đị
nh
tính
Bài tập đị
nh
lượng
Bài tập thí
nghiệm
Bài tập đồ
thị
7
- Phương pháp giải những bài tập định tính bao gồm việc xây dựng các
suy luận loogic dựa trên những khái niệm, quy tắc, định luật vật lí… nên bài
tập định tính là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy HS.
- Việc giải các bài tập định tính rèn luyện cho HS hiểu rõ bản chất của
các hiện tượng vật lí và những quy luật của chúng, dạy cho họ biết áp dụng
kiến thức vào thực tiễn, giáo dục cho các em có thái độ đúng với những bài
tập có tính toán, tập cho họ thói quen phân tích nội dung vật lí của chúng.
Thực tế dạy học đã cho thấy HS giải được các bài tập định tính chứng
tỏ đã nắm vững kiến thức, không mang hình thức chủ nghĩa trong việc chiếm
lĩnh tài liệu học tập.
Bài tập định tính chia làm hai loại là bài tập đơn giản và bài tập phức
tạp. Bài tập đơn giản là những bài tập định tính mà việc giải chúng chỉ dựa
vào một khái niệm, quy tắc, định luật vật lí hay một phép suy luận logic. Bài
tập phức tạp là những bài tập định tính mà việc giải chúng phải dựa vào vài
khái niệm, quy tắc, định luật vật lí, chuỗi suy luận phức tạp và dài. Các bài
tập định tính có mặt trong tât cả các phần của giáo trình vật lí phổ thông.
b) Bài tập định lượng
phương pháp trực quan biểu diễn mối quan hệ hàm số giữa những đại lượng
vật lí đặc trưng cho các quá trình xảy ra trong tự nhiên, trong kĩ thuật và tạo
điều kiện làm sáng tỏ một cách sâu sắc bản chất vật lí của các quá trình và
hiện tượng. Thuộc loại bài tập đồ thị là các bài tập mà từ sự phân tích đồ thị
cho trong đề bài ta thu được những dữ kiện để giải bài tập; việc giải dựa trên
cơ sở vẽ đồ thị; dựa vào đồ thị, xác định các cực trị của hàm số; dựa vào sự
biểu diễn của đồ thị các quá trình trong hệ trục tọa độ này để biểu diễn những
quá trình ấy trong hệ tọa độ khác.
9
1.1.4. Nguyên tắc lựa chọn bài tập cho một chương, phần trong chương
trình vật lí phổ thông
Trong chương trình vật lý phổ thông, để phát huy được khả năng của
các bài toán trong thực hiện được những yêu cầu trong dạy học vật lý thì việc
lựa chọn bài tập phải thỏa mãn một số yêu cầu sau:
Các bài tập được sắp xếp từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp về
số lượng đến nội dung. Có thể bắt đầu từ các bài tập định tính đơn giản, bài
tập định lượng tập dượt, sau đó đến những bài tập tổng hợp và những bài tập
dạng khác phức tạp hơn về nội dung. Cuối cùng là những bài tập phức tạp
nhất có nội dung kĩ thuật, cho thừa hay thiếu dữ kiện, bài tập ngụy biện và
nghịch lí, bài tập có nhiều lời giải khác nhau.
Mỗi bài tập là một mắt xích trong hệ thống bài tập, phải có mục đích
rõ ràng góp phần củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức của HS. Mỗi bài
tập sau phải đem lại cho HS một điều mới lạ và khó khăn vừa sức, đồng thời
giải bài tập trước là cơ sở giải bài tập sau.
Hệ thống bài tập phải giúp HS phân loại và nắm được phương pháp
giải từng loại bài tập cơ bản, chủ yếu trong từng đề tài, chương hay phần của
giáo trình vật lí
1.1.5. Phương pháp chung giải bài tập vật lí
Bài tập vật lý rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phong
phú. Tuy nhiên có thể vạch ra một dàn bài chung gồm những bước sau:
cách để kiểm tra sự đúng đắn của quá trình lập luận.
1.1.6. Sử dụng bài tập vật lí trong dạy học
1.1.6.1. Trong bài học nghiên cứu kiến thức mới
Trong quá trình giảng dạy một bài học mới, GV lựa chọn một số bài tập
ví dụ nhằm mục đích củng cố kiến thức cho HS và nâng cao được kiến thức
mà GV trình bày trong tiết học đó.
11
Để hệ thống bài tập đó phát huy được hiệu quả cao nhất trong quá trình
sử dụng, chúng tôi lưu ý một số điểm sau:
- Sau mỗi một phần kiến thức mới GV cho HS làm một số bài tập ví dụ
giúp HS hiểu bài hơn và nắm vững được kiến thức. Sau mỗi bài giải GV cần
phân tích và nhận xét toàn bộ quá trình giải.
- Sau mỗi bài học mới GV mời một số HS đứng dạy nhắc lại toàn bộ
kiến thức vừa được học. Sau đó GV nhận xét và nhấn mạnh các phần kiến
thức trọng tâm và ra bài tập về nhà cho HS.
1.1.6.2. Trong bài học luyện tập giải bài tập
GV lựa chọn hệ thống bài tập vật lí phù hợp trong các tiết học luyện tập
giải bài tập trên lớp nhằm mục đích giúp HS nắm vững và nâng cao được các
kiến thức mà GV trình bày trong các tiết học đó.
Để hệ thống bài tập đó phát huy được hiệu quả cao nhất trong quá trình
sử dụng, chúng tôi lưu ý một số điểm như sau:
- GV kiểm tra HS về sự nắm vững kiến thức đã học có liên quan đến
các bài tập định sử dụng trong tiết luyện tập trước khi ra đề.
- Sau khi hướng dẫn cho HS giải chi tiết một bài tập thì đề nghị HS giải
các bài tập tương tự. Sau mỗi bài giải của HS GV cần phân tích và nhận xét
toàn bộ quá trình giải.
- Trong quá trình HS nào đó được yêu cầu giải một bài tập trên bảng thì
cũng phải yêu cầu các HS khác tự làm và nhận xét bài làm của bạn khi được
chỉ định.
- Sau mỗi tiết học giải bài tập cần tóm tắt lại nội dung tiết học và ra bài
ii) Thực hiện giải pháp (giải quyết các vấn đề nhỏ hơn ở từng lĩnh
vực/nội dung cụ thể, chuyển đổi ý nghĩa của kết quả thu được về bối cảnh
thực tiễn) và đánh giá giải pháp vừa thực hiện, hoặc tìm kiếm giải pháp khác
PISA 2012 hướng đến việc giải quyết vấn đề mang tính tương tác
(interactive problem solving - IPS) “GQVĐ là năng lực của một cá nhân tham
gia vào quá trình nhận thức để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề
mà phương pháp của giải pháp đó không phải ngay lập tức nhìn thấy rõ ràng.
Nó bao gồm sự sẵn sàng tham gia vào các tình huống tương tự để đạt được
tiềm năng của mình như một công dân có tính xây dựng và biết suy nghĩ”. Dư
kiến ở PISA 2015 sẽ chuyển sang nhấn mạnh tính hợp tác (collaborative
problem solving - CPS “là năng lực cá nhân có thể tham gia hiệu quả vào
một quá trình mà hai hay nhiều đối tác cố gắng GQVĐ bằng cách chia “sẻ sự
hiểu biết và nỗ lực cùng đi đến một giải pháp”.
Có hai cách tiếp cận về năng lực GQVĐ. Theo cách truyền thống, năng
lực GQVĐ được tiếp cận theo tiến trình GQVĐ và sự chuyển đổi nhận thức
của chủ thể sau khi GQVĐ. Theo hướng hiện đại, năng lực GQVĐ được tiếp
cận theo quá trình xử lý thông tin, nhấn mạnh tới
i) suy nghĩ của người GQVĐ hay “hệ thống xử lý thông tin”,
ii) vấn đề
iii) không gian vấn đề. Ở đó không gian vấn đề là những diễn biến tâm
lý bên trong của người GQVĐ: trạng thái ban đầu (các thông tin đã biết);
thông trạng thái trung gian; trạng thái mong muốn (mục tiêu); và cách thức,
chiến lược hành động để chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác. Trong
quá trình giải quyết vấn đề, con người có thể sử dụng cách thức, chiến lược
khác nhau và do đó có thể có những kết quả đầu ra khác nhau. Đồng thời, vấn
đề được nảy sinh từ cuộc sống nên thường không rõ ràng ngay từ đầu, phức
tạp, và luôn thay đổi trong quá trình tương tác với vấn đề đó.
14
- Khái niệm năng lực: Năng lực là khả năng làm chủ những hệ thống
kiến thức, kỹ năng, thái độ và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lý vào
PISA
(2003 &
2012)
Australia
Năng lực tư duy
phản biện và sáng
tạo
ATC21S (2013)
Tìm
hiểu
vấn đề
Hấp
thụ
kiến
thức
Tìm
hiểu
và
khám
phá
vấn
đề
Tìm hiểu để xác
định, khám phá, tổ
chức thông tin và ý
tưởng
Xã
hội
Phân tích vấn đề và
Lập
kế
hoạch
và
thực
hiện
giải
pháp
Phân tích, tổng hợp,
đánh giá lý luận và
quy trình thực hiện
Tính hệ thống và
việc phát triển các
quy tắc từ nguyên
nhân và kết quả của
hành động
16
Rà
soát,
kiểm
tra
Giám
sát,
xem
xét
Xem xét cách tư duy
và quy trình thực
hiện
Xem xét và giám sát,
đề xuất vấn đề mới.
1.2.3. Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi giải bài tập vật lí
Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của HS trong giải bài tập vật lí theo
bảng mô tả sau:
Tiêu chí
đánh giá
Cấp độ
Tốt Khá Trung bình Yếu
Tìm hiểu vấn
đề
Tìm hiểu và
khám phá
được vấn đề
,
hấp thụ được
kiến thức,
không có gợi
ý của GV
Tìm hiểu và
khám phá
được vấn đề,
hấp thụ được
kiến thức, có
gợi ý của GV
Tìm hiểu và
khám phá
được vấn đề,
không hấp
thụ được kiến
thức, có gợi ý
được vấn đề,
không đưa ra
được phương
án GQVĐ, có
gợi ý của GV
Thực hiện kế
hoạch GQVĐ
Lập được kế
hoạch và thực
hiện được
Lập được kế
hoạch và thực
hiện được
Không lập
được kế
hoạch
Không lập
được kế
hoạch GQVĐ
18
giải pháp
GQVĐ,
không có gợi
ý của GV
giải pháp
GQVĐ, có
gợi ý của GV
GQVĐ,
nhưng lập
nghiệm được
giả thuyết để
đưa ra được
kết quả hợp
lí, có gợi ý
của GV
Để đánh giá năng lực GQVĐ của HS trong giải bài tập vật lí, ta chia
năng lực này thành các cấp:
Yếu: năng lực GQVĐ mức 1
Ở mức này HS chưa khám phá được vấn đề và chưa giải quyết được
vấn đề.
Trung bình: năng lực GQVĐ mức 2
Ở mức này, HS đã có thể phát hiện vấn đề mới bằng trực giác nhưng
chưa thể GQVĐ bằng phương pháp tối ưu, nếu có thể lí giải được chủ yếu mò
mẫm theo phương pháp thử và sai.
Khá: năng lực GQVĐ mức 3
19
Ở mức này, HS giải quyết được vấn đề và có cơ sở, tuy nhiên cần có sự
hỗ trợ của GV và làm việc theo nhóm, có sự góp ý, hỗ trợ của các bạn trong
nhóm.
Tốt: năng lực GQVĐ mức 4
Ở mức này, HS đã GQVĐ bằng những kiến thức và cơ sở vững chắc, lí
luận chặt chẽ. HS có khả năng phân tích, tổng hợp, đánh giá lí luận rất tốt.
1.3. Thực trạng dạy học bài tập vật lí chương “Sóng cơ”_Vật lí 12 THPT
(nâng cao)
1.3.1 Đánh giá vai trò dạy học bài tập vật lí “Sóng cơ”_Vật lí 12 THPT
(nâng cao)
Để đánh giá khách quan thực trạng của hoạt động dạy học bài tập vật lí
chương “Sóng cơ” của GV và HS trong trường THPT, chúng tôi tiến hành