1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI NGÔ THỊ THANH NHÀN Lùa chọn hớng dẫn giảI hệ thống bàI tập chơng “®iƯn tÝch ®iƯn trêng” nh»m gióp häc sinh líp 11 thpt nắm vững kiến thức bản, góp phần phát triển lực giảI vấn đề Chuyờn ngnh: Lí luận Phơng pháp dạy học môn vật lí Mã số: 601410 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Ngun ThÕ Kh«i H NI, 2009 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng Nội dung đề tài không trùng hợp với nội dung đề tài đà công bố Tác giả Ngô Thị Thanh Nhàn Lời cảm ơn Tôi xin cảm ơn sự giúp đõ, động viên, góp ý quý báu thầy cô giáo giảng dạy, thầy cô khoa Vật lí phòng Sau Đại học trờng Đại học S phạm Hà nội 2, thầy cô khoa Vật lí trờng Đại học S phạm Hà nội, Ban giám hiệu tập thể giáo viên vật lí trờng THPT Quang Minh trình học tập nghiên cứu Đặc biệt, bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thế Khôi ngời đà quan tâm, động viên, bảo tận tình để hoàn thành đề tài Mặc dù đà cố gắng, song thời gian nghiên cứu hạn chế, tiến hành thực nghiệm diện cha rộng nên luận văn không tránh khỏi hạn chế, thiếu sót Rất mong nhận đợc đóng góp ý kiến thầy cô bạn Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2009 Tác giả Ngô Thị Thanh Nhàn Mục lục Mở ®Çu dung Ch¬ng LÝ ln vỊ bµi tËp vËt lÝ 1.1 Quan niƯm vỊ bµi lÝ tËp vËt 1.2 Tác dụng lí tập vật vật Nguyên tắc lựa chọn hệ thống tập cho phần chơng trình vËt lÝ phỉ th«ng 1.5 C¸c kiĨu híng dÉn häc sinh phổ thông giải tập vật lí 1.6 Yêu cầu hi nh hng t hc sinh trình gii vt lí 1.7 Hoạt động giáo viên tiết học vật lí 1.8 Quan hƯ giải tập vật lí với phát triển lực giải vấn đề Biểu lực giải vấn đề hoạt động giải tập vËt lÝ Tæng kÕt 1.3 Phân loại tập lí ch¬ng, Néi 1.4 chơng Ch- ơng Hệ thống tập chơng Điện tích Điện trờng Trang 2.1 Vị trí, thời lợng dạy học chơng Điện tích Điện trờng 2.2 Sơ đồ cấu trúc logic chơng Điện tích Điện tr- ờng 2.3 Mục tiêu dạy học chơng Điện tích Điện trờng 2.4 Thùc tr¹ng d¹y häc giải tập chơng Điện tích Điện trờng 2.5 Phân loại tập phơng pháp giải loại 2.6 Hệ thống tập chơng Điện tÝch §iƯn trêng” líp 11 THPT… 1 9 2 29 35 35 2.6.1 Hình thành kiến thức 35 2.6.2 VËn dông kiÕn thøc ®· häc 47 2.7.Hớng dẫn học sinh giải tập chơng “§iƯn tÝch §iƯn trêng” 47 2.7.1 Híng dÉn häc sinh giải tập nhằm hình thành kiến thức 50 2.7.2 Hớng dẫn học sinh giải tập nhằm củng cè kiÕn thøc 63 Tỉng kÕt ch¬ng 64 Chơng Thực nghiệm s phạm 64 3.1 Mơc ®Ých cđa thùc nghiƯm s ph¹m 64 3.2 NhiƯm vơ cđa thùc nghiƯm s ph¹m 65 3.3 Đối tợng thực nghiƯm s ph¹m 65 3.4 Quá trình thực nghiệm s phạm 66 3.5 KÕt qu¶ thùc nghiƯm s ph¹m 75 Tỉng kÕt ch¬ng KÕt luËn Danh mục tài liệu tham khảo Phô lôc 76 78 81 B¶ng kÝ hiƯu chữ viết tắt Đc Đối chứng ThPt Trung học phổ thông Thực nghiệm Tn Danh mục bảng, hình vẽ, đồ thị Bảng 1.1 Phân loại tập vật lí Bảng 2.1 Sơ đồ cấu trúc logic chơng Điện tích Điện trờng Bảng 3.1 Kết thực nghiệm s phạm Bảng 3.2 Tổng hợp kết thực nghiệm s phạm Bảng 3.3 Bảng phân phối tần số Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất Bảng 3.5 Bảng phân phối tần suất lũy tích Hình 3.1 Đồ thị đờng phân bố tần suất Hình 3.2 Đồ thị đờng lũy tích tụ tích điện theo C2 Ngoài ra, có trờng hợp đặc biệt A mạch cầu tụ điện cân (Bài 6.11): mạch tụ gồm năm tụ mắc theo sơ đồ hình 2.13 thỏa mÃn: C1C4 C2C3 q5 ngợc lại y U5  th × C3 C5 N C Hình 2.13 Tổng kết chơng Trên đây, đà nghiên cứu vấn đề sau: - Nghiên cứu kĩ nội dung kiến thức, vị trí thời lợng dạy học chơng Điện tích Điện trờng Từ đó, lập sơ đồ cấu trúc logic, nêu đợc mục tiêu dạy học chơng (nội dung kiến thức cần nắm vững, kĩ mà cần rèn luyện cho học sinh), phân loại tập đề phơng pháp giải loại tập - Nghiên cứu tình hình dạy học giải tập chơng Điện tích Điện trờng để phát khó khăn chủ yếu, sai lầm phổ biến mà học sinh hay gặp phải học tập chơng - Dựa vào sở lí luận tập vật lí, quan hệ giải tập vật lí với phát triển lực giải vấn đề, biểu lực giải vấn đề hoạt động giải tập vật lí thực trạng dạy học giải tập vật lí nh mục tiêu dạy học chơng Điện tích Điện trờng , đề xuất đợc hệ thống tập rèn kĩ vận dụng kiến thức đà học hình thành kiến thức đồng thời đề cách hớng dẫn học sinh giải hệ thống tập dạy học nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức bản, góp phần phát triển lực giải vấn đề Chơng Thực nghiệm s phạm 3.1 Mục đích thực nghiệm s phạm Hớng dẫn học sinh lớp 11 THPT giải tập, từ đánh giá tính khả thi, hiệu hệ thống tập chơng Điện tích Điện trờng cách sử dụng hai loại tiết học phổ biến vật lí nghiên cứu tài liệu luyện tập giải tập việc nâng cao chất lợng nắm vững kiến thức bản, góp phần phát triển lực giải vấn đề 3.2 NhiƯm vơ cđa thùc nghiƯm s ph¹m - Sư dụng hớng dẫn học sinh giải hệ thống tập chơng Điện tích Điện trờng lớp 11 THPT đà soạn thảo dạy học tiết học nghiên cứu tài liệu mới, luyện tập giải tập - Kiểm tra đánh giá hiệu hệ thống tập, cách sử dụng dạy học, cách tổ chức hớng dẫn học sinh suy nghĩ trình tìm kiếm lời giải cho loại tập nhằm nâng cao chất lợng nắm vững kiến thức, góp phần phát triển lực giải vấn đề cho học sinh - Xử lí, phân tích kết thực nghiệm s phạm từ rút kết luận : + Mức độ nắm vững kiến thức, rèn luyện kỹ giải tập góp phần phát triển lực giải vấn đề + Khả sử dụng hệ thống tập chơng Điện tích Điện trờng lớp 11 THPT giáo viên việc hớng dẫn giải việc khắc phục khó khăn sai lầm học sinh học tập chơng + Sự phù hợp số lợng chất lợng nội dung tập hệ thống theo yêu cầu nắm vững kiến thức chơng Điện tích Điện trờng, góp phần phát triển lực giải vấn đề cho học sinh 3.3 Đối tợng thực nghiệm s phạm Học sinh lớp 11 trờng THPT Quang Minh (Mê Linh Hà Nội) 3.4 Quá trình thực nghiệm s phạm 3.4.1 Chuẩn bị thực nghiệm s phạm 3.4.1.1 Chọn giáo viên thực nghiệm Trớc thực nghiệm s phạm, đà trực tiếp trao đổi với giáo viên tổ vật lí trờng THPT Quang Minh chọn giáo viên tham gia dạy thực nghiệm Giáo viên tham gia dạy thực nghiệm giáo viên có trình độ chuyên môn nghiệp vụ vững vàng, có trách nhiệm cao dạy hai lớp 11 theo chơng trình chuẩn Chúng ®· trao ®ỉi víi vỊ nhiƯm vơ, mơc ®Ých nội dung thực nghiệm Đồng thời thảo luận vấn đề: dạng tập, số lợng tập, chất lợng tập, khó khăn vớng mắc mà học sinh gặp phải đề phơng án hớng dẫn học sinh khắc phục khó khăn 3.4.1.2 Chọn lớp thực nghiệm Chúng chọn lớp (mỗi lớp có từ 44 đến 45 học sinh), đó, có lớp đối chứng lớp thực nghiệm với trình độ nhận thức học sinh gần nh tơng đơng không môn vật lí mà môn học khác, chủ yếu môn tự nhiên nh toán, hóa, công nghệ (dựa vào kết học tập lớp 10, ra, chọn lớp mà lớp 10 em đợc học giáo viên môn chủ yếu môn đà nêu trên) 3.4.1.3 Thời gian tiến hành thực nghiệm s phạm Thực nghiệm s phạm đợc tiến hành hai vòng: - Vòng 1: từ tháng năm 2009 đến cuối tháng năm 2009 - Vòng 2: từ đầu tháng năm 2009 đến tháng năm 2009 3.4.2 Quá trình tiến hành thực nghiệm s phạm Mỗi vòng thực nghiệm s phạm đợc tiến hành hai lớp, lớp đối chứng lớp thực nghiệm lớp đối chứng, giáo viên sử dụng tập theo phơng pháp mà giáo viên thờng dùng (sử dụng tập sách giáo khoa, sách tập vật lí lớp 11) hớng dẫn học sinh giải theo cách họ Lớp thực nghiệm sử dụng hệ thống tập đợc hớng dẫn theo cách mà đà soạn thảo (mục 2.6 2.7) Để kiểm tra trình độ nắm vững kiến thức, đánh giá lực giải vấn đề nh kết sửa đổi quan niệm sai lầm vốn có học sinh sau đợt thực nghiệm s phạm, cho học sinh làm ba kiểm tra Trong đó, 15 phút 45 phút theo hình thức trắc nghiệm khách quan 45 phút theo hình thức tự luận (xem phụ lục) Các câu hỏi ba kiểm tra có nội dung không giống hệt nh sách giáo khoa hay sách tập để tránh tình trạng học sinh mở tài liệu kiểm tra, câu hỏi tập yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức mức độ khác Nội dung kiểm tra có tác dụng giúp kiểm tra lại kết luận quan niệm sai lầm, khó khăn học sinh học giải tập mà đà rút đợc qua đợt tìm hiểu thực trạng dạy học chơng Điện tích Điện trờng, đồng thời giúp phần đánh giá đợc lực giải vấn đề học sinh 3.5 Kết thực nghiệm s phạm 3.5.1 Đánh giá định tính Thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên, học sinh, đặc biệt kiểm tra tập học sinh qua kiểm tra, chúng t«i rót mét sè nhËn xÐt nh sau: 3.5.1.1 Chất lợng nắm vững kiến thức kĩ giải tập chơng Điện tích Điện trờng học sinh lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng, thể hiện: - lớp thực nghiệm, có khoảng 60% học sinh giải đợc hầu hết tập hệ thống mà xây dựng Trong tỉ lệ lớp đối chứng (chỉ khoảng 10%) - Trong trình giải tập, đợc rèn luyện thờng xuyên nên gần nh toàn học sinh lớp thực nghiệm đà biểu diễn xác hớng lực Cu-lông nh vectơ cờng độ điện trờng Ngoài ra, khả tổng hợp vectơ học sinh lớp đợc hoàn thiện - Kết qua ba kiểm tra lớp thực nghiệm đợc nâng dần lên điều chứng tỏ em đà dần nắm vững kiến thức, giải thành thạo loại tập quen dần với cách suy nghĩ tự lực để giải vấn đề - Các kỹ giải tập chơng Điện tích Điện trờngcủa lớp thực nghiệm tốt lớp đối chứng tập đợc xây dựng cách hệ thống, đợc nâng dần từ dễ đến khó Bên cạnh đó, học sinh lớp thực nghiệm thờng xuyên luyện tập loại tập nên kỹ năng, kĩ xảo giải tập vật lí đợc nâng cao dần, học sinh nhanh chóng định hớng đợc phơng án giải tập em mắc sai lầm nh biến đổi sai công thức, đổi sai đơn vị, Đối với học sinh lớp đối chứng gần nh hầu hết không phán đoán đợc phơng pháp làm tập có yếu tố mới, bắt tay vào thực em hay biến đổi sai công thức, đổi sai đơn vị 3.5.1.2 Năng lực giải vấn đề học sinh lớp thực nghiệm phát triển rõ rệt với học sinh lớp đối chứng, thể điểm sau: - Trong c¸c giê kiĨm tra, rÊt nhiỊu häc sinh líp thùc nghiƯm lµm xong tríc giê nép bµi, em có thời gian để kiểm tra lại làm nộp nhanh chóng Trong đó, lớp đối chứng, hầu hết em cha làm xong xin thêm để làm - Trong tiết học, học sinh lớp đối chứng tình trạng bị động, giáo viên yêu cầu em làm Nếu gặp vấn đề không giải đợc em hầu nh không thảo luận, trao đổi với để tìm hớng giải không diễn đạt đợc vấn đề mà em vớng mắc Vì vậy, em thờng ngồi chờ hớng dẫn yêu cầu thầy cô Còn lớp thực nghiệm thảo luận sôi nổi, cá nhân trao đổi với nhóm thảo luận với nhóm khác Các em tích cực tham gia vào việc đề xuất, giải vấn đề tiết học hình thành kiến thức thông qua hoạt động giải tập Có thể dẫn vài ví dụ sau: + Trong dạy học kiến thức xác định cờng độ điện trờng gây điểm cách điện tích điểm Q khoảng r , đặt câu hỏi: Để xác định đợc cờng độ điện trờng điểm khảo sát ta phải làm nh nào? nhiều em lớp thực nghiệm khẳng định đợc phải sử dụng điện tích thử q đặt điểm khảo sát, sau xác định lực điện tác dụng lên điện tích Còn học sinh lớp đối chứng giải đợc toán có yêu cầu cụ thể thầy cô hÃy xác định lực điện tác dụng lên ®iƯn tÝch thư q ®Ỉt ®iƯn trêng cđa ®iƯn tích điểm Q cách Q khoảng r + Khi xây dựng biểu thức công lực ®iƯn ®iƯn trêng ®Ịu, häc sinh cđa c¸c líp thực nghiệm tham gia vào trình đề xuất vấn đề có định hớng giáo viên, từ biểu thức công học, em tin tởng tìm đợc hào hứng bắt tay vào giải toán + Khi tìm hệ thức liên hệ hiệu điện cờng độ điện trờng, lực giải vấn đề học sinh lớp thực nghiệm đợc biểu rõ rệt Các em tích cực tham gia vào việc đề xuất vấn đề, em thấy chắn hai đại lợng phải có mối liên hệ dựa vào kiến thức đà học tìm đợc mối liên hệ - Trong tiết học luyện tập giải tập, hầu hết học sinh lớp thực nghiệm vừa đọc vừa tóm tắt đợc đề bài, nghĩa xác định đợc xác vấn đề cần giải quyết, đà cho phải tìm Trong phần tập thấy thiếu kiện (ví dụ số điện môi, điện tích hạt nhân nguyên tử Heli, ), học sinh lớp phát báo lại với giáo viên, có em tự bổ sung đợc đại lợng thiếu sau giải tập Điều chứng tỏ học sinh lớp đà có thói quen giải tập, nhanh chóng phát quen thuộc đà biết phải tìm Chẳng hạn, giải tập xác định cờng độ điện trờng gây điểm, có học sinh lớp thực nghiệm nhận xét đợc rằng: Loại tập tơng tự nh loại tập xác định lực điện tác dụng lên điện tích điểm từ phía điện tích điểm khác không gian Hay gặp tập tìm điều kiện để cờng độ điện trờng điểm không, có em liên tởng tới việc tìm điều kiện cân điện tích điểm Từ đó, dựa vào bớc giải loại tập mà em đà xây dựng, em phác thảo đợc đờng chung để giải toán nhanh chóng rút đợc phơng pháp giải tập loại Điều chứng tỏ kĩ tự khái quát, rút đợc sơ đồ định hớng giải toán loại học sinh lớp thực nghiệm ngày đợc củng cố Trong đó, kĩ học sinh lớp đối chứng hạn chế Chẳng hạn, tiến hành hai khảo sát nhỏ nh sau: chọn ngẫu nhiên lớp häc sinh (tỉng céng lµ 12 häc sinh, ®ã häc sinh líp thùc nghiƯm vµ häc sinh lớp đối chứng), sau yêu cầu em nêu bớc giải cho loại tập mà tiết học nghiên cứu vào tờ giấy Lần đầu loại toán xác định cờng độ điện trờng gây điểm, lần sau giải tập chuyển động hạt mang điện điện trờng (thực chất, phơng pháp chung để giải toán loại em đà đợc nghiên cứu từ lớp 10 khác lực tác dụng vào vật khảo sát có thêm lực điện) Kết hai khảo sát cho thấy: kĩ tự khái quát, rút đợc sơ đồ định hớng giải toán loại học sinh lớp thực nghiệm cao hẳn so với học sinh lớp ®èi chøng (lÇn ®Çu cã häc sinh líp thùc nghiệm viết đợc lớp đối chứng học sinh nào, lần sau có tới học sinh lớp thực nghiệm viết đợc lớp đối chứng có học sinh) Tuy nhiên bên cạnh đó, lớp thực nghiệm tồn nhiều học sinh cẩu thả lại yếu kĩ tính toán, biến đổi toán học nên trình giải tập cha sửa chữa đợc sai lầm hay mắc phải dẫn đến không tìm kết toán tìm đợc lại kết sai (điều đặc biệt thể rõ lớp đối chứng) 3.5.2 giá định lợng * Kết kiểm tra hai vòng đợc nêu bảng 3.1 Bảng 3.1 Kết thực nghiệm s phạm Bài kiể Lớp m Sĩ số ĐC1 §iĨ m §iĨm 10 43 8 3 1 3,63 ĐC2 45 10 5 2 0 3,56 TN1 45 4 6 5,27 ... dạy học chơng Điện tích Điện trờng, tìm hiểu thực trạng dạy học chơng này, xây dựng hệ thống tập đề cách hớng dẫn học sinh giải hệ thống tập nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức bản, góp phần phát. .. học sinh nắm vững kiến thức góp phần phát triển lực giải vấn đề 4.Đối tợng phạm vi nghiên cứu - Hệ thống tập chơng Điện tích Điện trờng lớp 11 THPT - Hoạt động giáo viên học sinh dạy học giải tập. .. trò tập vật lí việc giúp học sinh nắm vững kiến thức bản, phát triển lực giải vấn đề 7.2 Đóng góp mặt thực tiễn - Phân loại, đề phơng pháp giải loại tập, lựa chọn hệ thống tập chơng Điện tích Điện