7

B GIO DC V O TO
TRNG I HC S PHM H NI 2

Hoàng Trung Hiếu

Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn
học sinh lớp 12 THPT Ban KHTN
giải bài tập chương Hạt nhân nguyên tử
giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản,
góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề

LUN VN THC S GIO DC HC

H NI, 2010


8

Lời cảm ơn
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Vật lí và phòng
Sau Đại học trường Đại học Sư phạm Hà nội 2 cùng các thầy, cô giáo đã
tận tình giảng dạy, tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành khoá học.
Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS : Nguyễn Thế Khôi,
người đã quan tâm, động viên hướng dẫn và giúp đỡ tôi tận tình trong quá
trình nghiên cứu.
Xin cảm ơn Ban giám hiệu, tập thể giáo viên vật lí ở các trường
THPT A Duy Tiên, THPT B Duy Tiên, THPT C Duy Tiên, đã giúp
tôi trong đợt TNSP.
Tôi chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã quan tâm

Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Mở ĐầU

7

NộI DUNG

12

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

12

1.1. Quan niệm về BTVL

12

1.2. Tác dụng của BTVL trong dạy học

12

1.3. Phân loại BTVL

16

1.4. Nguyên tắc lựa chọn BTVL cho một chương, phần của sách

18

giáo khoa VL THPT


2.1. Vị trí, nhiệm vụ và thời lượng chương Hạt nhân nguyên tử

32

2.2. Cấu trúc chương Hạt nhân nguyên tử

33

2.3. Mục tiêu dạy học chương Hạt nhân nguyên tử

34

2.4. Xây dựng hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử trong

40

chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN
2.5. Hướng dẫn giải hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử trong
chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN giúp HS nẵm vững kiến

57

thức và phát triển năng lực GQVĐ
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

76

3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm


5. HS
6. KHTN
7. THPT
8. VL

Viết đầy đủ
Bài tập
Bài tập vật lí
Giải quyết vấn đề
Giáo viên
Học sinh
Khoa học tự nhiên
Trung học phổ thông
Vật lí


13

Danh mục các bảng
1. Bảng 1.1. Phân loại BTVL.
2. Bảng 2.1. Sơ đồ cấu trúc logic chương Hạt nhân nguyên tử .
3. Bảng 2.2. Dạng công thức xác định các đại lượng trong hiện tượng phóng
xạ
4. Bảng 3.1. Danh sách GV dạy bộ môn KHTN ở lớp TN và lớp ĐC
5. Bảng 3.2. Kết quả các bài kiểm tra thực nghiệm sư phạm.
6. Bảng 3.3. Tổng hợp kết quả thực nghiệm sư phạm.
7. Bảng 3.4. Bảng phân phối tần số.
8. Bảng 3.5. Bảng phân phối tần suất.
9. Bảng 3.6. Bảng phân phối tần suất lũy tích.
10. Bảng 3.7. Bảng tổng hợp số liệu xác định các tham số đặc trưng

khoá VIII chỉ rõ :

Đổi mới phương pháp dạy học ở tất cả các cấp, bậc học,

áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho HS năng lực
tư duy sáng tạo, năng lực GQVĐ...

và

đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo

dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư
duy sáng tạo của người học... . Một trong những biện pháp quan trọng để
thực hiện đường lối trên là đưa HS vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức,


15

thông qua hoạt động tự lực của bản thân mà chiếm lĩnh kiến thức, phát triển
năng lực trí tuệ.
Việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo và GQVĐ cho người học có thể thực
hiện ở tất cả các bộ môn trong chương trình Trung học phổ thông(THPT).
Trong dạy học VL, có thể giúp HS nâng cao chất lượng học tập và phát triển
năng lực GQVĐ bằng nhiều biện pháp, phương pháp khác nhau. Một trong số
đó là giải bài tập vật lí (BTVL). Giữ vai trò là một phương pháp dạy học, giải
BTVL có tác dụng tích cực đối với khả năng nắm vững kiến thức, vận dụng
vào thực tế và bồi dưỡng năng lực làm việc độc lập của HS.
Bên cạnh đó, số lượng BT trong sách giáo khoa, sách BT và các tài liệu
tham khảo là khá nhiều và đa dạng. Điều này gây khó khăn cho nhiều GV
trong việc lựa chọn và hướng dẫn hoạt động giải BT cho HS. Vì vậy, cần phải

lực GQVĐ.
2. Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu lí luận về BTVL, tìm hiểu thực trạng dạy học
giải BTVL chương Hạt nhân nguyên tử, nghiên cứu nội dung và xác định mục
tiêu dạy học chương này mà xây dựng, hướng dẫn HS giải hệ thống BT
chương Hạt nhân nguyên tử

giúp HS lớp 12 THPT Ban KHTN nắm vững

kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực GQVĐ.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
3.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận về việc lựa chọn và hướng dẫn HS giải BTVL
trong dạy học
3.2. Điều tra thực trạng dạy học giải BT chương Hạt nhân nguyên tử trong
chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN
3.3. Nghiên cứu nội dung, xác định mục tiêu dạy học chương Hạt nhân
nguyên tử trong chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN
3.4. Lựa chọn, phân loại, đề ra phương pháp giải và cách hướng dẫn HS giải
hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử trong chương trình VL lớp 12 THPT
Ban KHTN nhằm giúp HS nắm vững kiến thức và phát triển năng lực GQVĐ.
3.5. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của hệ thống
BT chương Hạt nhân nguyên tử trong chương trình VL lớp 12 THPT Ban
KHTN đã xây dựng và cách hướng dẫn hệ thống BT đó nhằm giúp HS nắm
vững kiến thức và phát triển năng lực GQVĐ.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu


17


18

7. Đóng góp của đề tài
7.1. Đóng góp về mặt lý luận: Hệ thống lại một số cơ sở lí luận về BTVL góp
phần khẳng định vai trò quan trọng của giải BT trong quá trình HS nắm vững
kiến thức cơ bản, rèn luyện năng lực GQVĐ.
7.2. Đóng góp về mặt thực tiễn:
- Lựa chọn và hướng dẫn giải BTVL chương Hạt nhân nguyên tử nhằm giúp
HS nắm vững kiến thức cơ bản, rèn luyện năng lực GQVĐ.
- Làm tài liệu tham khảo cho GV và HS trong quá trình dạy học chương Hạt
nhân nguyên tử trong chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục nghiên cứu,
đề tài gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn
Chương 2: Xây dựng và hướng dẫn học sinh lớp 12 Ban KHTN
giải hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm


19

Nội dung
Chương 1. CƠ Sở Lý LUậN Và THựC TIễN của đề tài
1.1. quan niệm về BTVL
Trong thực tiễn dạy học, người ta thường gọi một vấn đề không lớn,
được giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa
trên cơ sở các định luật và phương pháp VL là một BTVL. Thật ra, trong các
giờ học VL, mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa chính
là một BT đối với HS. Sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là

thời hay chồng chéo lên nhau. BTVL luyện tập cho HS phân tích để nhận biết
những trường hợp phức tạp đó. BTVL là phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức
sinh động. Khi giải BT, HS phải nhớ lại các kiến thức thuộc nhiều chương,
nhiều phần của chương trình [15, tr.337].
1.2.2. BTVL nhằm hình thành kiến thức mới
Mỗi BT được giải đều mang kèm theo nó những nhiệm vụ rèn luyện những
kỹ năng tương ứng. Trong một số trường hợp, bản thân việc nghiên cứu tài liệu
mới cũng tựa như việc giải những BTVL nhất định, khi đó BT xuất hiện như
một vấn đề VL mới mà việc giải dẫn đến tri thức mới. Theo X. E. Camenetxki
V. P. Ôrêkhôp thì sự tư duy định hướng một cách tích cực đến một vấn đề
nào đó luôn luôn là việc giải BT. ở đây, tính tích cực của HS và do đó, chiều
sâu và độ vững chắc của kiến thức sẽ lớn nhất khi tình huống có vấn đề
được tạo ra. Trong nhiều trường hợp, nhờ tình huống này có thể xuất hiện kiểu
BT mà trong quá trình giải, HS sẽ phát hiện lại quy luật VL , chứ không
phải tiếp thu quy luật đó dưới hình thức có sẵn. Khi đó, BT xuất hiện như một
phương tiện nghiên cứu hiện tượng VL . Trong quá trình giải BT có thể cho
HS phân tích, suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm
mới để giải thích hiện tượng mới nêu ra trong BT [5, tr.8]. Vì vậy, BT vừa
được dùng để gây tình huống có vấn đề trong giờ học, vừa để cụ thể hoá
những điều kiện khi phát hiện thực chất của các đối tượng nghiên cứu, vừa để
củng cố những kết luận đạt được.


21

1.2.3. Hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực
tiễn
Có thể xây dựng rất nhiều BT có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu
HS phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tượng thực tiễn
hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện

1.2.5. Kiểm tra đánh giá mức độ nắm vững kiến thức của HS
Thông qua giải BT, có thể kiểm tra, đánh giá kĩ năng kĩ xảo của HS ,
làm bộc lộ những khó khăn, sai lầm của HS trong học tập đồng thời giúp họ
vượt qua những khó khăn và khắc phục sai lầm đó [7, tr.8]. Mức độ nắm vững
kiến thức của HS được thể hiện thông qua kĩ năng kĩ xảo khi tiến hành giải
các BTVL. Căn cứ vào cách thức đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể đánh giá được
mức độ nắm vững kiến thức của HS một cách chính xác.
1.2.6. Giáo dục tư tưởng, đạo đức, kĩ thuật tổng hợp
Đối với việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho HS, BTVL có ý nghĩa rất lớn.
Nội dung của những BT này có thể bao gồm những hiểu biết về sản xuất công
nghiệp và nông nghiệp, về giao thông vận tải, về thông tin liên lạc, về kỹ thuật
hiện đại...Các BT như vậy là những phương tiện thuận lợi để HS liên hệ lý
thuyết với thực hành, học tập với đời sống.
Giải BTVL có ý nghĩa giáo dục tư tưởng, đạo đức rât lớn. Nhờ BTVL, ta có
thể giới thiệu cho HS biết sự xuất hiện những tư tưởng và quan điểm tiên tiến
hiện đại, phát minh của các nhà bác học, thành tựu của nền khoa học. BTVL
còn là phương tiện hiệu quả để giáo dục tình yêu lao động, đức tính kiên trì, ý
chí và tính cách của HS. Giải BTVL không phải là công việc nhẹ nhàng, nó
đòi hỏi phải bỏ ra nhiều thời gian và công sức, nó cũng có thể mang lại cho
HS niềm phấn khởi sáng tạo, tăng thêm sự yêu thích, hứng thú đối với bộ môn
VL [5, tr.12].


23

1.3. Phân loại BTVL
Có nhiều cách phân loại khác nhau dựa vào đặc điểm của BTVL. Theo
các tài liệu về phương pháp giảng dạy VL như [5], [7], [15]... BTVL có thể
được phân loại theo những đặc điểm khác nhau. Trên thực tế mỗi BTVL có thể
chứa đựng một vài yếu tố của một hay nhiều loại khác. Có thể tổng hợp các

Phối hợp

Theo đặc điểm
về PPNC vấn đề

Định tính
Định lượng
Bằng lời

Theo p.thức giải
hay p.thức cho đk

Tính toán
Thực nghiệm
Đồ thị
Dự đoán h.tượng

Theo hình thức
lập luận lôgic

Giải thích h.tượng

Tổng hợp
Theo mức độ phức
tạp của hoạt động
tư duy trong quá
trình tìm kiếm lời
giải

Cơ bản

Kiến thức VL là kết quả phản ánh trong đầu óc con người về các tính
chất, các mối quan hệ quy luật của các sự vật hiện tượng VL và về cách nhận
thức, vận dụng kết quả phản ánh đó của con người [6, tr.19]. Kiến thức cơ bản


26

về VL có thể chia làm năm nhóm: 1)Khái niệm (sự vật, hiện tượng, đại lượng
VL); 2) Định luật, nguyên lí; 3) Thuyết; 4) Phương pháp nghiên cứu; 5) ứng
dụng trong sản xuất, đời sống.
Mỗi một kiến thức đều có nội hàm xác định nhưng lại có ngoại diên rất
rộng. Mặt khác để HS nắm vững kiến thức một cách chắc chắn, sâu sắc thì
cần phải chú ý đến việc rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức ấy vào thực tiễn.
Những kiến thức được nắm vững một cách tự giác, sâu sắc phần lớn là do tích
luỹ thêm kĩ năng, kĩ xảo sẽ trở thành công cụ tư duy cho HS [7, tr17-18]
1.5.1.2. Khái niệm kĩ năng, kĩ xảo VL
Kĩ năng chính là kiến thức trong hành động. Kĩ xảo là hành động mà
những phần hợp thành của nó do luyện tập mà trở thành tự động hoá. Kĩ xảo là
mức độ cao của sự nắm vững kĩ năng[7, tr17]. Theo quá trình luyện tập mà
một số kĩ năng có thể trở thành kĩ xảo.
*Những kĩ năng VL được chia làm bốn nhóm:
- Quan sát, đo lường, sử dụng dụng cụ và máy đo phổ biến, thực hiện những
thí nghiệm đơn giản;
- Giải BTVL;
- Vận dụng các kiến thức VL để giải thích các hiện tượng VL trong đời sống và
sản xuất;
- Sử dụng các thao tác tư duy logic và các phương pháp nhận thức VL .
*Những kĩ xảo VL được chia làm hai nhóm:
- Thực nghiệm;
- áp dụng các phương pháp toán học và các phương tiện phụ trợ.

việc đó.
Người có năng lực về một mặt nào đó thì không phải nỗ lực nhiều trong
quá trình công tác mà vẫn khắc phục được những khó khăn một cách nhanh
chóng và dễ dàng hơn những người khác hoặc có thể vượt qua được những khó
khăn mới mà nhiều người khác không vượt qua được [15, tr128]


28

Sự biểu hiện của năng lực thể hiện ở sự khác biệt giữa các cá nhân về kĩ
năng kĩ xảo khi thực hiện một hoạt động cụ thể. Năng lực được hình thành
trong quá trình học tập, lao động và giao lưu của các cá nhân.
1.5.2.2. Quan hệ giữa giải BTVL với phát triển năng lực GQVĐ. Biểu hiện của
năng lực GQVĐ trong hoạt động giải BTVL
* Quan hệ giữa giải BTVL với phát triển năng lực GQVĐ
Vấn đề chỉ những nhiệm vụ nhận thức mà HS không thể giải quyết
được chỉ bằng những kinh nghiệm sẵn có, nó đòi hỏi phải có suy nghĩ độc lập
mà kết quả là sau khi giải quyết được vấn đề HS thu nhận được kiến thức và
kĩ năng mới, hình thành được năng lực mới [14, tr.2].
Để GQVĐ (chứa đựng câu hỏi về cái mới chưa biết ) cá nhân cần phải
có kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo cần thiết, đồng thời phải tự lực tìm tòi, sáng tạo
để hình thành kĩ năng kĩ xảo mới.
Trong dạy học VL, mỗi BTVL là một vấn đề cần giải quyết. Giải BT là
một hình thức tự lực giải quyết một vấn đề nào đó được nêu ra trong đề bài.
*Biểu hiện của năng lực GQVĐ: Là khả năng xác định chính xác nội dung,
yêu cầu của vấn đề cần giải quyết; phát hiện được các điều kiện xuất phát và
đích đến của vấn đề; sự không đầy đủ, không thích hợp của những kiến thức,
những phương thức hoạt động đã biết để GQVĐ mới; khả năng vận dụng
những kiến thức, kĩ năng đã có để tìm ra giải pháp thích hợp; khả năng đề xuất
được nhiều giải pháp để cùng giải quyết một vấn đề và căn cứ vào nội dung cụ

* Đối với tiết học nghiên cứu tài liệu mới:
- Căn cứ vào nội dung, đặc điểm kiến thức, GV có thể sử dụng BT để
tạo tình huống có vấn đề và hình thành kiến thức mới.
Mục đích của BT nhằm hình thành kiến thức mới là giúp HS lĩnh hội
được kinh nghiệm mà xã hội đã biết, những vấn đề mà các nhà khoa học đã
giải quyết. Bản chất của việc hình thành kiến thức mới bằng giải BT là trong
mỗi trường hợp phải tạo ra tình huống bắt buộc cho HS độc lập tìm cách giải
quyết. Những tình huống như vậy không tự nhiên mà đến, việc xây dựng được
chúng đòi hỏi GV phải đề ra một hay một hệ thống BT làm cho HS thực sự


30

cảm thấy một vướng mắc nào đó về lí thuyết hay thực tiễn, hiểu rõ được vấn
đề chủ yếu do GV nêu ra hay diễn đạt vấn đề ấy, mong muốn GQVĐ đó và
quan trọng hơn cả là BT đó phải có khả năng giải quyết được.
- Sau khi hình thành kiến thức mới, GV nêu ra các loại BT thường gặp
theo từng kiến thức cụ thể, yêu cầu HS giải một vài BT cơ bản minh họa cho
mỗi loại.
- Giao BT về nhà, gợi ý cách giải quyết những khó khăn và yêu cầu HS
tự rút ra phương pháp giải từng loại, kiểu BT.
Lưu ý: BT hình thành kiến thức mới có chứa vấn đề học tập cần giải
quyết, GV nên sử dụng những BT vừa sức HS nhằm lôi cuốn họ muốn tự lực
GQVĐ. Mỗi BT phải chứa đựng một yếu tố mới mà để giải nó, HS cần lập
luận logic, tìm câu trả lời từ việc quan sát tự nhiên hoặc làm thí nghiệm. GV
phải chú ý đến nội dung tình huống, cách giải và kết luận để từ đó rút ra kiến
thức mới, đồng thời phải đảm bảo thời gian và mục tiêu tiết học.
* Đối với tiết học luyện tập giải BT:
- Kiểm tra sự chuẩn bị của HS về lí thuyết, giải BT và các bước giải BT
từng loại.

tượng nghiên cứu. Từ những điều quan sát, người giải phải xác định mối quan
hệ nhân quả giữa hiện tượng và bản chất của nó, nghĩa là phải dùng phép quy
nạp khoa học.
1.7.2. Khi giải BT vận dụng kiến thức
Khi giải một BT vận dụng kiến thức, HS cần phải GQVĐ nêu trong đầu
bài bằng kiến thức vốn có của mình. Hoạt động của HS trong quá trình giải
BT nhằm vận dụng kiến thức được tiến hành qua những bước sau:
- Nghiên cứu tìm hiểu đề bài: tìm hiểu hiện tượng vật lí, phân tích các
thuật ngữ, xác định cái đã cho, cái phải tìm, tóm tắt đầu bài.
- Thiết lập mối quan hệ giữa dữ kiện đã cho và cái phải tìm: liên hệ hiện
tượng vật lí đã cho với kiến thức, định luật, định lí và các công thức đã biết;
thông qua các mối liên hệ kể trên, định hướng cách thức đi từ mối quan hệ đó
đến kết quả cần tìm.