Đề tài Nghiên cứu, sử dụng bài tập chương “các định luật bảo toàn” nhằm phát huy tính tích cực, chủ động trong học tập vật lý của học sinh lớp 10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA SƯ PHẠM BỘ MÔN VẬT LÝ HUỲNH NGỌC THẢO XUYÊN LỚP DH5L Khóa luận tốt nghiệp NGHIÊN CỨU, SỬ DỤNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, CHỦ ĐỘNG TRONG HỌC TẬP VẬT LÝ CỦA HỌC SINH LỚP 10 Cán bộ hướng dẫn NGUYỄN TIẾN DŨNG LONG XUYÊN 05/2008 TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA SƯ PHẠM BỘ MÔN VẬT LÝ HUỲNH NGỌC THẢO XUYÊN LỚP DH5L Khóa luận tốt nghiệp NGHIÊN CỨU, SỬ DỤNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, CHỦ ĐỘNG TRONG HỌC TẬP VẬT LÝ CỦA HỌC SINH LỚP 10 Cán bộ hướng dẫn NGUYỄN TIẾN DŨNG LONG XUYÊN 05/2008 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học An Giang, Khoa sư phạm cùng quí thầy cô đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành được khóa luận. Tôi xin gởi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Tiến Dũng, nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy mà tôi đã học hỏi thêm được rất nhiều về phương pháp nghiên cứu khoa học và biết cách tự mình nghiên cứu một vấn đề khoa học một cách nghiêm túc và đúng đắn. Tôi xin cảm ơn gia đình và những bạn bè thân đã giúp đỡ tạo cho tôi nhiều điều kiện thuận lợi để tôi để có thể hoàn thành được khoá luận. MỤC LỤC MỤC LỤC ........................................................................................... TRANG Phụ bìa....................................................................................................................i Lời cảm ơn ............................................................................................................ ii Danh mục các chữ viết tắt ................................................................................... iii Phần 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG..............................................................1 1. Lý do chọn đề tài .................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu............................................................................... 2 3. Khách thể nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu ..................................... 2 4. Phạm vi nghiên cứu................................................................................. 2 5. Giả thuyết khoa học ................................................................................ 2 6. Nhiệm vụ nghiên cứu .............................................................................. 3 7. Đóng góp của đề tài................................................................................. 3 8. Các phương pháp nghiên cứu.................................................................. 3 9. Tóm tắt hoạt động nghiên cứu ................................................................ 3 Phần 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU..............................................................4 Chương I: cơ sở lý luận ................................................................................4 I. Cơ sở tâm lý của hoạt động dạy học ........................................................... 4 1. Hoạt động dạy học ............................................................................ 1.1 Hoạt động dạy .............................................................................. 4 1.2 Hoạt động học .............................................................................. 4 1.3 Hoạt động dạy học ....................................................................... 4 2. Khái niệm tính tích cực ............................................................................ 5 2.1 Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh ............... 5 2.2 Những biểu hiện và mức độ của tính tích cực của học sinh........ 5 2.3 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh ......................... 6 2.4 Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh .... 6 3. Khái niệm tính chủ động......................................................................... 7 4. Mối quan hệ giữa tích cực và chủ động .................................................. 7 5. Quan hệ giữa phát huy tính tích cực, chủ động học tập với những đặc điểm lứa tuổi học sinh trung học phổ thông.......................................... 8 II. Cơ sở về lý luận dạy học ............................................................................10 1. Khái niệm bài tập Vật lý ........................................................................10 2. Nhiệm vụ dạy học Vật lý ở trường phổ thông .......................................12 3. Mục đích, yêu cầu của chương “Các định luật bảo toàn”-Vật lý 10 cơ bản .....................................................................................................13 4. Bài tập trong dạy học Vật lý nhằm phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh ..................................................................................13 4.1 Vai trò của bài tập Vật lý trong việc phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh ......................................................13 4.2 Phương pháp giải bài tập Vật lý.................................................14 4.3 Những yêu cầu chung đối với dạy học BTVL ...........................15 4.4 Hoạt động của giáo viên và học sinh khi gải BTVL..................16 III. Cơ sở thực tiễn .........................................................................................16 Chương II: Xây dựng hệ thống bài tập chương“Các định luật bảo toàn” Vật lý 10_cơ bản........................................................18 I. Mức độ nội dung kiến thức mà học sinh cần nắm vững........................18 1. Động lượng và định luật bảo toàn động lượng.....................................18 2. Công và công suất .................................................................................20 3. Động năng .............................................................................................21 4. Thế năng................................................................................................22 5. Cơ năng .................................................................................................23 II. Một số bài tập trong chương “Các định luật bảo toàn” .......................24 1. Bài 1 ......................................................................................................24 2. Bài 2 ......................................................................................................25 3. Bài 3 ......................................................................................................28 4. Bài 4 ......................................................................................................29 5. Bài 5 ......................................................................................................30 6. Bài 6 ......................................................................................................32 7. Bài 7 ......................................................................................................34 8. Bài 8 ......................................................................................................35 9. Bài 9 ......................................................................................................37 10. Bài 10 ..................................................................................................38 11. Bài 11 ..................................................................................................40 III. Soạn thảo tiến trình dạy học với các bài tập vật lý trong chương “Các định luật bảo toàn” ............................................................41 1. Giáo án 1: giải bài tập về tính động lượng, định luật bảo toàn động lượng ..............................................................................................41 2. Giáo án 2: giải bài tập công, công suất..................................................49 3. Giáo án 3: giải bài tập về động năng, thế năng, cơ năng .......................56 Chương III: Thực nghiệm sư phạm .........................................................63 I. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng thực nghiệm sư phạm ..........................63 1. Mục đích ................................................................................................63 2. Nhiệm vụ ................................................................................................63 3. Đối tượng thực nghiệm ..........................................................................63 II. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .......................................................63 1. Chọn mẫu ...............................................................................................63 2. Phương pháp tiến hành...........................................................................63 III. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm.................................................63 1. Lựa chọn tiêu chí đánh giá .....................................................................64 2. Kết quả thực nghiệm sư phạm ...............................................................64 2.1. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm....................................64 2.2. Phân tích số liệu thực nghiệm sư phạm .................................64 Phần 3: KẾT LUẬN .....................................................................................69 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................70 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTVL : bài tập vật lý GV : giáo viên HS : học sinh ĐC : đối chứng TN : thực nghiệm THPT : trung học phổ thông PPDH : phương pháp dạy học TNSP : thực nghiệm sư phạm Trang 1 PHẦN 1: PHẦN MỞ ĐẦU 1/ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Giáo dục có vai trò rất to lớn trong việc phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao. Chính vì thế trong tình hình của đất nước ta hiện nay giáo dục phải được xem là mục tiêu quan trọng hàng đầu.Trong quan điểm đầu tiên của các quan điểm chỉ đạo phát triển giáo dục Đảng và Chính phủ ta cũng đã xác định rằng “giáo dục là quốc sách hàng đầu”. Mục tiêu phát triển giáo dục đến năm 2010 của bậc trung học phổ thông được Chính phủ ta xác định là: “ Thực hiện chương trình phân ban hợp lý nhằm đảm bảo cho học sinh có học vấn phổ thông, cơ bản theo một chuẩn thống nhất, đồng thời tạo điều kiện cho sự phát triển nhân lực của mỗi học sinh, giúp học sinh có hiểu biết về kỹ thuật…”[5]. Để đáp ứng được mục tiêu này thì trong quá trình dạy học đòi hỏi phải không ngừng đổi mới, hiện đại hoá phương pháp, nội dung dạy học về các lĩnh vực khoa học tự nhiên, khoa học xã hội nhân văn nhằm phát triển năng lực tự học cho các em, để các em có khả năng chiếm lĩnh được các kiến thức mới và nhanh chóng tiếp thu được cái mới khi vào đời. Quá trình dạy học ở trường trung học hiện nay tồn tại rất nhiều mâu thuẫn. Cụ thể là :“ Trong học sinh, mâu thuẫn giữa một bên là tư duy cụ thể phát triển và một bên là tư duy trừu tượng kém phát triển”[14]. Đa số các em còn thiên về cách học thuộc lòng, quen làm với các mẫu đã cho sẵn…do đó mà khả năng phân tích, tổng hợp của các em còn yếu. Và "mâu thuẫn giữa khối lượng tri thức đang được đổi mới tăng lên phức tạp và thời gian học tập không thể tăng lên được" [14], thực tế việc giảng dạy các môn khoa học tự nhiên nói chung và bộ môn Vật lý nói riêng ở trường phổ thông vẫn còn quá phụ thuộc vào các phương pháp dạy học cổ truyền, nhồi nhét kiến thức cho học sinh vì thế mà các em không thể phát huy được năng lực của mình và còn nhiều mâu thuẫn nữa. Chỉ có giải quyết tốt các mâu thuẫn này thì mới nâng cao được chất lượng giáo dục từ đó mới phát triển tốt được nền giáo dục ở Việt Nam. Và để giải quyết các mâu thuẫn này thì cũng đòi hỏi phải đổi mới phương pháp, nội dung dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của người học. Bản chất của hướng này là khơi gợi, phát huy năng lực tìm tòi, sáng tạo … của người học thông qua việc tạo điều kiện cho họ giải quyết vấn đề. Là một sinh viên sư phạm Vật lý tôi nhận thấy rằng việc dạy học các môn khoa học ở nhà trường không chỉ là giúp cho học sinh có được một số kiến thức cụ thể nào đó mà quan trọng hơn trong quá trình dạy các kiến thức cụ thể đó phải rèn luyện cho học sinh tiềm lực để khi ra trường họ có thể tự học tập, có khả năng giải quyết các vấn đề nhằm đáp ứng những đòi hỏi đa dạng của cuộc sống. Môn Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, giải các bài tập là một trong những hoạt động nhằm nâng cao chất lượng học tập, kích thích tính tích cực, chủ động… của học sinh. Do vậy để nâng cao được chất lượng dạy học, phát huy được năng lực của học sinh trong dạy học nói chung và trong dạy học Vật lý nói riêng thì ta phải vận dụng nhiều phương pháp và biện pháp dạy học khác nhau. Trong đó việc giải bài tập là một trong những biện pháp đó. Bởi vì các bài tập Vật lý có tầm quan trọng trong việc “ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho học sinh, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn, rèn luyện cho các em vận dụng kiến thức một cách khái quát, thói quen làm việc tự lực…”[19]. Trang 2 Về việc sử dụng BTVL để phát huy những năng lực của học sinh cũng đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu, nhưng nghiên cứu việc sử dụng bài tập Vật lý nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh trong chương các định luật bảo toàn thì chưa có đề tài nào nghiên cứu về vấn đề này. Vì những lý do trên nên tôi quyết định lựa chọn đề tài: “ Nghiên cứu, sử dụng bài tập chương “ Các định luật bảo toàn” nhằm phát huy tính tích cực, chủ động trong học tập Vật lý của học sinh lớp 10”. 2/ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu sử dụng bài tập trong dạy học chương “ Các định luật bảo toàn” của Vật lý 10 và xây dựng một số bài tập nhằm phát huy tính tích cực và chủ động cho học sinh. 3/ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU • Khách thể nghiên cứu - Nhiệm vụ, mục đích dạy học và phương pháp dạy học Vật lý ở trường THPT. - Nội dung và phương pháp dạy học các đề tài riêng biệt của giáo trình Vật lý. - Sử dụng bài tập trong dạy học Vật lý. - Tổ chức dạy học Vật lý ở trường THPT. - Phương pháp và kỹ thuật thực nghiệm Vật lý ở trường phổ thông. - Giáo viên Vật lý và học sinh lớp 10 THPT. - Quy chế kiểm tra đánh giá học sinh trung học. • Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu các dạng bài tập của chương “Các định luật bảo toàn” trong chương trình Vật lý 10 THPT cơ bản. - Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc sử dụng bài tập trong giảng dạy Vật lý nhằm phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh. 4/ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Xây dựng và sử dụng một số bài tập Vật lý thuộc chương “Các định luật bảo toàn”_ Vật lý 10 THPT cơ bản. - Khả năng áp dụng các dạng bài tập này vào việc giảng dạy Vật lý ở các trường THPT thuộc địa bàn tỉnh An Giang. 5/ GIẢ THUYẾT KHOA HỌC - Nếu xây dựng được các dạng bài tập hay, giải quyết được nhiều vấn đề thực tiễn sẽ giúp cho giáo viên rất nhiều trong việc giảng dạy phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh, giúp cho giáo viên kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của học sinh toàn diện hơn, chính xác hơn. 6/ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc đổi mới phương pháp dạy học trong dạy học Vật lý. Trang 3 - Nghiên cứu những yêu cầu chung đối với việc dạy học BTVL, đề xuất những biện pháp nhằm góp phần phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh trong việc sử dụng BTVL. - Xây dựng một số bài tập thuộc chương “ Các định luật bảo toàn”. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm các bài tập đã xây dựng nhằm đánh giá kết quả và rút ra kết luận. 7/ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI - Nếu đề tài này thành công nó sẽ là một tài liệu tham khảo thiết thực cho các giáo viên. Góp phần khẳng định tính khả thi của việc sử dụng bài tập vào việc giảng dạy nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh. 8/ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU a) Phương pháp đọc sách và tài liệu tham khảo - Để tìm cơ sở lý luận cho việc nghiên cứu đề tài và sử dụng những kết quả nghiên cứu để vận dụng vào nghiên cứu đề tài tôi đã tiến hành đọc một số sách, báo, tài liệu, công trình nghiên cứu đã có… nhằm: • Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học về việc sử dụng BTVL theo tinh thần đổi mới PPDH. • Nghiên cứu những chính sách, văn kiện của Đảng, Nhà nước, Bộ giáo dục về việc nâng cao chất lượng giáo dục. b) Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Tiến hành thực nghiệm sư phạm có đối chứng để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng bài tập Vật lý trong quá trình dạy học. c) Phương pháp điều tra giáo dục - Điều tra thực trạng của việc sử dụng BTVL: những thuận lợi, khó khăn của việc sử dụng bài tập trong dạy học Vật lý ở trường THPT. d) Phương pháp thống kê toán học - Tôi sử dụng phương pháp này nhằm xử lý các số liệu thu thập được từ đó có cơ sở rút ra những kết luận phù hợp. 9/ TÓM TẮT HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU 15/10/2007 – 05/11/2007 : Xây dựng đề cương chi tiết. 06/11/2007 - 30/11/2007 : Hoàn thành đề cương chi tiết. 01/12/2007 – 30/03/2008 : Hoàn thành hệ thống bài tập và tiến hành thực nghiệm. 10/04/2008 – 30/04/2008 : Hoàn chỉnh khoá luận và viết báo cáo. Trang 4 PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN I. Cơ sở tâm lý của hoạt động dạy học 1. Hoạt động dạy học: 1.1. Hoạt động dạy “Hoạt động dạy là hoạt động của người lớn tổ chức và điều khiển hoạt động của trẻ nhằm giúp chúng lĩnh hội nền văn hóa – xã hội, tạo ra sự phát triển tâm lý, hình thành nhân cách của chúng” [4]. Muốn trẻ lĩnh hội được nền văn hóa – xã hội, phát triển tâm lý và hình thành nhân cách thì hoạt động dạy của người lớn phải vạch ra được mục đích, phải có được những yếu tố tâm lý cần có trong hoạt động dạy và phải bằng cách nào đó đạt được mục đích mà hoạt động dạy đã vạch ra. Như vậy muốn tạo ra được tính tích cực trong hoạt động của học sinh. Thì người thầy phải có trình độ tổ chức và điều khiển hoạt động học. Phải làm sao cho các em vừa ý thức được đối tượng cần lĩnh hội, vừa biết cách chiếm lĩnh được đối tượng đó. Để hoạt động dạy được tiến hành một cách có hiệu quả thì ngoài mục đích và những cách thức để thực hiện được mục đích thì người dạy cần phải có những yếu tố tâm lý cần thiết. Một yếu tố bao trùm, cơ bản đó chính là nhân cách của người thầy giáo, được xem là công cụ chủ yếu để tiến hành hoạt động dạy được thể hiện trong lương tâm, trách nhiệm, trình độ và tay nghề trong hoạt động dạy - học. 1.2. Hoạt động học “Hoạt động học là hoạt động đặc thù của con người được điều khiển bởi mục đích tự giác là lĩnh hội những tri thức, kĩ năng, kỹ xảo mới, những hình thức hành vi và những dạng hoạt động nhất định”[4]. Có nhiều cách học khác nhau, thông thường được diễn ra theo hai cách: • Cách học thứ nhất: là nhằm vào việc nắm các khái niệm, kĩ năng mới, xem đó là mục đích trực tiếp của mình . • Cách học thức hai: cách tiếp thu các tri thức và kỹ năng trong khi thực hiện các mục đích khác còn gọi là học một cách ngẫu nhiên. Học theo cách thứ nhất và cách thứ hai thì cũng đều hướng một cách khách quan vào việc hình thành nhân cách học sinh nhưng trong đó học theo cách thứ nhất là yếu tố trực tiếp nhất. 1.3. Hoạt động dạy học: “Hoạt động dạy học là một quá trình hoạt động thống nhất giữa giáo viên và học sinh, trong đó giáo viên giữa vai trò hướng dẫn, tổ chức, điều khiển hoạt động của học Trang 5 sinh, học sinh giữ vai trò tự tổ chức, tự điều khiển hoạt động học của mình nhằm thực hiện các nhiệm vụ dạy học”[14]. * Đặc điểm của hoạt động dạy học: “Hoạt động dạy học ở trường trung học góp phần quan trọng vào việc thực hiện mục tiêu giáo dục trung học”[14]. “Hoạt động dạy học ở trường trung học được tiến hành với nội dung dạy học có tính hệ thống ngày càng cao và mức độ ngày càng sâu”[14]. “Hoạt động dạy học được tiến hành với sự tham gia tích cực của học sinh -