Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC VINH NGUYễN NHƯ PHúC KHAI THáC, XÂY DựNG Và Sử DụNG Hệ THốNG BàI TậP ĐịNH TíNH THEO HƯớNG TRựC QUAN HóA TRONG DạY HọC CHƯƠNG ĐộNG LựC HọC CHấT ĐIểM VậT Lý 10 NÂNG CAO LUậN VĂN THạC Sĩ GIáO DụC HọC Vinh - 2009 2 Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC VINH NGUYễN NHƯ PHúC KHAI THáC, XÂY DựNG Và Sử DụNG Hệ THốNG BàI TậP ĐịNH TíNH THEO HƯớNG TRựC QUAN HóA TRONG DạY HọC CHƯƠNG ĐộNG LựC HọC CHấT ĐIểM VậT Lý 10 NÂNG CAO Chuyờn ngnh: Lí LUN V PHNG PHP DY HC VT Lí Mó s: 60.14.10 LUậN VĂN THạC Sĩ GIáO DụC HọC Cán bộ hớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Bảo Hoàng Thanh Vinh - 2009 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng công bố trong bất kì một công trình nào khác. Tác giả Nguyễn Như Phúc LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Khoa đào tạo Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí, Tổ bộ môn Phương pháp giảng dạy Vật lí trường Đại học Vinh cùng trường THPT Nghi Lộc, Trường THPT Tân Kỳ 1, Trung tâm GDTX Tân Kỳ. Tác giả xin được bày tỏ lòng biêt ơn sâu sắc đối với Thầy giáo: PGS.TS. Nguyễn Quang Lạc và Thầy giáo: TS. Nguyễn Bảo Hoàng Thanh, Những người đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã trực tiếp giảng dạy và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu ở trường Đại học Vinh. Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè và những người thân yêu đã động viên giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận văn này. Vinh, tháng 12 năm 2009 Tác giả DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ BTĐT Bài tập định tính ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh TN Thí nghiệm TNg Thực nghiệm THPT Trung học phổ thông MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu đề tài 3 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4 3.1. Đối tượng nghiên cứu 4 3.2. Phạm vi nghiên cứu 4 4. Giả thuyết khoa học 4 5. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 4 6. Phương pháp nghiên cứu 5 7. Cấu trúc luận văn 6 Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 7 1.1. Nhiệm vụ của việc dạy học vật lí ở trường phổ thông 8 1.1.1. Đặc điểm của môn vật lí ở trường phổ thông 9 1.1.2. Các nhiệm vụ của việc dạy học vật lí ở trường phổ thông 9 1.2. Một số vấn đề về tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí 11 1.2.1. Hoạt động dạy học và sự phát triển trí tuệ của học sinh 11 1.2.2. Bản chất của hoạt động học vật lí 13 1.2.3. Bản chất của hoạt động dạy vật lí 16 1.2.4. Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí 17 1.2.4.1. Khái niệm tính tích cực 17 1.2.4.2. Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh 18 1.2.4.3. Một số biện pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí 18 1.3. Vai trò của bài tập định tính trong việc phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí 21 1.3.1. Khái niệm bài tập định tính 21 1.3.2. Phân loại bài tập định tính 22 1.3.3. Các hình thức thể hiện bài tập định tính 22 1.3.4. Vai trò của bài tập định tính 24 1.3.5. Phương pháp giải bài tập định tính 24 1.4. Bài tập định tính theo hướng trực quan hóa trong dạy học vật lí 28 1.4.1. Việc khai thác, xây dựng và sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa 28 1.4.2. Thực trạng của việc xây dựng và khai thác, sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa trong dạy học vật lí ở trường THPT hiện nay 31 1.4.3. Một số nguyên nhân cơ bản 32 1.4.4. Những thuận lợi và khó khăn của việc xây dựng và khai thác sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa trong dạy học 33 1.5. Kết luận chương 1 35 Chương 2 KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH THEO HƯỚNG TRỰC QUAN HÓA TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC VẬT LÍ 10 NÂNG CAO 37 2.1. Một số biện pháp vận dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa trong dạy học vật lí 37 2.1.1. Các biện pháp sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa trong dạy học giải quyết vấn đề - Ơrixtic 37 2.1.1.1. Khái quát về dạy học giải quyết vấn đề - Ơrixtic 37 2.1.1.2. Sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa để tạo ra tình huống có vấn đề 39 2.1.1.3. Sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa hỗ trợ quá trình nghiên cứu giải quyết vấn đề 41 2.1.1.4. Sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quán hóa trong giai đoạn củng cố và vận dụng kiến thức 42 2.1.2. Một số biện pháp tăng cường sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa trong quá trình dạy học vật lí bằng phương pháp thực nghiệm 45 2.1.2.1. Sử dụng bài tập định tính và câu hỏi thực tế để nêu các sự kiện mở đầu 45 2.1.2.2. Sử dụng bài tập định tính và câu hỏi thực tế để làm bộc lộ quan niệm có sẵn của học sinh 46 2.1.2.3. Sử dụng bài tập định tính và câu hỏi thực tế hỗ trợ việc xây dựng mô hình - giả thuyết 46 2.1.2.4. Sử dụng bài tập định tính và câu hỏi thực tế hỗ trợ cho học sinh tự lực suy ra hệ quả lôgic 47 2.1.2.5. Sử dụng bài tập định tính và câu hỏi thực tế hỗ trợ học sinh tự lực xây dựng các phương án thí nghiệm kiểm tra hệ quả lôgic 48 2.2. Soạn thảo bài tập định tính và câu hỏi thực tế theo hướng trực quan chương ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM vật lí 10 nâng cao 48 2.2.1. Một số yêu cầu đối với việc soạn thảo bài tập định tính và câu hỏi thực tế theo hướng trực quan 48 2.2.2. Tóm tắt nội dung chương ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM 10 nâng cao 49 2.2.3. Hệ thống bài tập định tính và câu hỏi thực tế theo hướng trực quan chương ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM vật lí 10 nâng cao 54 2.2.3.1. Bài tập về tổng hợp và phân tích lực 54 2.2.3.2. Bài tập về định luật I Niutơn - quán tính 56 2.2.3.3. Bài tập về định luật II Niutơn 59 2.2.3.4. Bài tập về định luật III Niutơn 61 2.2.3.5. Bài tập về lực hấp dẫn 64 2.2.3.6. Bài tập về chuyển động của vật bị ném 65 2.2.3.7. Bài tập về lực đàn hồi 66 2.2.3.8. Bài tập về lực ma sát 67 2.2.3.9. Bài tập về hệ quy chiếu có gia tốc. Lực quán tính 68 2.2.3.10. Bài tập về lực hướng tâm và lực quán tính li tâm. Hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng 70 2.2.3.11. Bài tập về chuyển động của hệ vật 72 2.3. Thiết kế giáo án có sử dụng bài tập định tính và câu hỏi thực tế theo hướng trực quan hóa 73 2.4. Kết luận chương 2 78 Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 81 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm 81 3.2. Đối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm 81 3.2.1. Đối tượng thực nghiệm 81 3.2.2. Nội dung thực nghiệm 81 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 82 3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm 82 3.3.2. Quan sát giờ học 82 3.3.3. Tổ chức kiểm tra kết quả nắm vững kiến thức của học sinh 83 3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm 83 3.4.1. Nhận xét về tiến trình dạy học 83 3.4.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 84 3.5. Kết luận chương 3 89 KẾT LUẬN 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC