Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương tĩnh điện học nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên vật lí

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN ĐỨC HƢNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG
GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG "TĨNH ĐIỆN HỌC"
NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI – 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN ĐỨC HƢNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG
GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG "TĨNH ĐIỆN HỌC"
NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ
CHUYÊN NGÀNH LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN VẬT LÝ)
MÃ SỐ: 60 14 01 11

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Quang Báu

HÀ NỘI – 2015

MỤC LỤC
Lời cảm ơn……… …………………………………………………………….i
Danh mục các chữ viết tắt… ………………………………………………….ii
Mục lục……………………………………………………………………….iii
Danh mục các bảng… .. …………………………………………………..…..vi
Danh mục các sơ đồ hình vẽ ... ……………………………………………....vii
MỞ ĐẦU …………………………………………………………………......1
CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ PHƢƠNG PHÁP
HƢỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
VÀ BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ ………………………….....4
1.1. Vấn đề bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lý…………….…………………......4
1.1.1. Tầm quan trọng của công tác bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lý …………4
1.1.2. Học sinh giỏi và học sinh giỏi Vật lý… ……………………………......4
1.1.3. Giáo dục học sinh giỏi… .. ……………………………………………..5
1.1.4. Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi …………………6
1.1.5. Một số biện pháp bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lý … ………………….8
1.2. Bài tập Vật lý trong dạy học ở trƣờng trung học phổ thông .. ………….11
1.2.1. Khái niệm về bài tập Vật lý … ………………………………………..11
1.2.2. Vai trò, mục đích sử dụng bài tập Vật lý trong dạy học ……………...12
1.2.3. Phân loại bài tập Vật lý …… . …………………………………...........13
1.2.4. Phƣơng pháp giải bài tập Vật lý… .. ……………………………….….15
1.2.5. Các kiểu hƣớng dẫn giải bài tập Vật lý… …………………………….18
1.3. Tình hình thực tế công tác bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lý trƣờng THPT
chuyên Nguyễn Trãi – tỉnh Hải Dƣơng….. ………………………………….19
1.3.1. Thuận lợi trong công tác bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lý ở trƣờng THPT
chuyên Nguyễn Trãi… ... …………………………………………………….19
1.3.2. Một số yếu tố bất lợi trong công tác bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lý ở
trƣờng THPT chuyên Nguyễn Trãi ... ………………………………………..19

KẾT LUẬN CHƢƠNG I……………………………………………………21

i


CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN
HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG "TĨNH ĐIỆN HỌC "NHẰM
BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN VẬT LÍ …………………...23
2.1. Nội dung kiến thức chƣơng Tĩnh điện học

………………….………..23

2.1.1. Cấu trúc nội dung chƣơng Tĩnh điện học ……………………………23
2.1.2. Phân tích nội dung chƣơng Tĩnh điện học ……………………………24
2.2. Mục tiêu chƣơng Tĩnh điện học

……………………………………..28

2.2.1. Kiến thức ……………………………………………………………...28
2.2.2. Kỹ năng.... .............................................................................................29
2.3. Phƣơng pháp xây dựng và hƣớng dẫn giải hệ thống bài tập chƣơng Tĩnh
điện học… …………………………………………………………………….……...29
2.3.1. Phƣơng pháp xây dựng hệ thống bài tập chƣơng Tĩnh điện học ……29
2.3.2. Phƣơng pháp hƣớng dẫn giải bài tập chƣơng Tĩnh điện học… …….…32
2.4. Xây dựng hệ thống bài tập và hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập chƣơng
Tĩnh điện học nhằm bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lý trung học phổ thông
chuyên . ...........................................................................................................34
2.4.1. Lực tƣơng tác tĩnh điện ……………………………………………….34
2.4.2. Bài tập về điện trƣờng

…………..………………………………….45

2.4.3. Bài tập về công của lực điện trƣờng. Điện thế. Hiệu điện thế ………52
2.4.4. Bài tập về tụ điện. ………………………………….…………………55
KẾT LUẬN CHƢƠNG II… ……………………………………………………..73
CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM …………………………….74
3.1. Mục đích, đối tƣợng và phƣơng pháp của thực nghiệm sƣ phạm ….......74
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm… ……………………………....74
3.1.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp của thực nghiệm sƣ phạm ………………74
3.2. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm… ……………………..………………76
3.3. Kết quả và xử lý kết quả… ……………………………………………77
3.3.1. Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong quá trình TNSP
3.3.2. Phân tích bài kiểm tra…

…..77

……………………………………………78

ii


3.4. Đánh giá chung về thực nghiệm sƣ phạm …………………………………..83
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 ..............................................................................85
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ. ..............................................................86
Kết luận.. ...... ...................................................................................................86
Khuyến nghị...... ....... .......................................................................................87
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................89
PHỤ LỤC … ……………………………………………………………..…90

iii

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Giáo dục đƣợc coi là quốc sách hàng đầu của nƣớc ta, hiện nay giáo
dục đang có những đổi mới và đƣợc quan tâm đặc biệt. Trong đó, đào tạo
nhân tài vẫn là một trong những mục tiêu quan trọng nhất của ngành giáo dục,
các trƣờng chuyên là một trong những mũi nhọn tiên phong trong quá trình
đào tạo nhân tài cho đất nƣớc.
Trong quá trình giảng dạy ở trƣờng phổ thông nhiệm vụ phát triển tƣ
duy cho học sinh là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến hành đồng bộ ở các
môn, trong đó Vật lý là môn khoa học tự nhiên đề cập đến nhiều vấn đề của
khoa học, sẽ góp phần rèn luyện tƣ duy cho học sinh ở mọi góc độ đặc biệt là
qua phần giải bài tập Vật lý. Bài tập Vật lý không những có tác dụng rèn
luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh
động, phong phú mà còn thông qua đó để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng
cần thiết về Vật lý, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thông minh sáng tạo cho
học sinh, giúp học sinh hứng thú trong học tập đáp ứng yêu cầu bồi dƣỡng
cho học sinh giỏi trong giai đoạn hiện nay. Cũng thông qua bài tập Vật lý giáo
viên kiểm tra, đánh giá việc nắm vững kiến thức và kỹ năng Vật lý của học
sinh.
Trong các lớp chuyên Vật lý THPT của nƣớc ta hiện nay, học sinh
đƣợc luyện nhiều bài tập khó dẫn đến quen, còn nặng về tính toán đôi khi
chƣa phát huy đƣợc óc quan sát, khả năng phát hiện vấn đề. Việc thực hiện
mục tiêu phát hiện, bồi dƣỡng và phát triển học sinh năng khiếu chƣa đƣợc
đầy đủ.
Vì các lí do trên nên tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu "Xây dựng
hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương "Tĩnh điện
học" nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên Vật lí" nhƣ là một hƣớng đi
thích hợp, hữu ích cho giáo viên trong việc giảng dạy ở các lớp chuyên Vật lý

THPT hiện nay.

1


2. Lịch sử nghiên cứu
Có nhiều công trình nghiên cứu khác đề cập đến hệ thống bài tập
chƣơng Tĩnh điện học, nhƣng các công trình đó với mục đích chủ yếu là trình
bày các dạng toán để củng cố kiến thức, chƣa quan tâm đến học sinh giỏi ở
khối chuyên.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Vận dụng lý luận hiện đại, xây dựng hệ thống bài tập và hƣớng dẫn
hoạt động giải bài tập chƣơng Tĩnh điện học nhằm bồi dƣỡng học sinh giỏi
THPT chuyên.
4. Câu hỏi nghiên cứu
Vận dụng lý luận hiện đại, xây dựng hệ thống bài tập và hƣớng dẫn
hoạt động giải bài tập chƣơng Tĩnh điện học nhằm bồi dƣỡng học sinh giỏi
THPT chuyên nhƣ thế nào?
5. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng đƣợc hệ thống kiến thức lý thuyết và bài tập đa dạng,
phong phú có chất lƣợng kết hợp với phƣơng pháp hƣớng dẫn hoạt động giải
bài tập trong dạy học sinh giỏi; qua đó giúp học sinh nâng cao đƣợc kiến thức,
góp phần nâng cao chất lƣợng bồi dƣỡng học sinh giỏi chuyên Vật lý THPT.
6. Đối tƣợng nghiên cứu
Hệ thống bài tập và quá trình giải bài tập chƣơng Tĩnh điện học– Vật lý
11 THPT.
7. Phạm vi nghiên cứu
Áp dụng với chƣơng Tĩnh điện học lớp 11 THPT.
Nghiên cứu cho học sinh học môn Vật lý ở khối chuyên Vật lý THPT.
8. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu lý luận về vai trò, tác dụng, phƣơng pháp giải bài tập Vật lý.
- Nghiên cứu nội dung kiến thức chƣơng Tĩnh điện học Lựa chọn, xây
dựng hệ thống bài tập chƣơng Tĩnh điện học.

2


- Định hƣớng, xây dựng phƣơng pháp giải bài tập và hƣớng dẫn hoạt
động giải bài tập chƣơng Tĩnh điện học.
- Thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá ƣu điểm, nhƣợc điểm, tính hiệu quả
của hệ thống bài tập và phƣơng pháp hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập
chƣơng Tĩnh điện học.
9. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: Tham khảo sách báo, tạp chí
chuyên ngành, sƣu tầm tài liệu về bài tập Vật lý – vai trò của bài tập
Vật lý trong dạy học.
- Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn: Phƣơng pháp thực nghiệm, phƣơng
pháp điều tra
- Phƣơng pháp thống kê toán học.
10. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần Mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung
chính của luận văn đƣợc trình bày trong 03 chƣơng.
Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy bài tập Vật lý phổ thông.
Chƣơng 2: Hệ thống bài tập và hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập
chƣơng Tĩnh điện học.
Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm.

3

CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ PHƢƠNG PHÁP HƢỚNG DẪN
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VÀ BỒI DƢỠNG
HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ
1.1. Vấn đề bồi dƣỡng học sinh giỏi Vật lý
1.1.1. Tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý
Giáo dục đƣợc coi là quốc sách hàng đầu của nƣớc ta, hiện nay Ngành
đang có những đổi mới và đƣợc quan tâm đặc biệt. Trong đó, đào tạo nhân tài
vẫn là một trong những mục tiêu hàng đầu của ngành giáo dục, các trƣờng
chuyên là một trong những mũi nhọn tiên phong trong quá trình đào tạo nhân
tài cho đất nƣớc. Hệ thống các trƣờng chuyên trung học phổ thông trên cả
nƣớc đã và đang đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện, bồi dƣỡng học
sinh giỏi và là cái nôi để đào tạo các nhà khoa học, nhà quản lý và các doanh
nhân giỏi.
1.1.2. Học sinh giỏi và học sinh giỏi Vật lý
“Học sinh giỏi là học sinh chứng minh đƣợc trí tuệ ở trình độ cao và có
khả năng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc
trong lĩnh vực lý thuyết, khoa học, cần một sự giáo dục đặc biệt và sự phục vụ
đặc biệt để đạt đƣợc trình độ tƣơng ứng với năng lực
Cũng có nhiều nƣớc quan niệm: Học sinh giỏi là những đứa trẻ có năng
lực trong các lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, nghệ thuật và năng lực lãnh đạo hoặc
lĩnh vực lý thuyết.
Học sinh giỏi Vật lý là ngƣời có năng lực quan sát tốt, nắm vững bản
chất của hiện tƣợng Vật lý mong muốn khám phá các hiện tƣợng Vật lý và
vận dụng tối ƣu các kiến thức thức Vật lý để giải quyết một hay nhiều vấn đề
mới, bài tập mới có thể chƣa đƣợc học hoặc thấy bao giờ.
Nói chung học sinh giỏi và học sinh giỏi Vật lý đều có đặc điểm là tích
cực, chủ động, sáng tạo trong học tập có năng lực tƣ duy phát triển. Trong qua

4

trình dạy học để lựa chọn phƣơng pháp dạy học phù hợp giáo viên luôn phải
quan tâm đến những đặc điểm này.
1.1.3. Giáo dục học sinh giỏi
1.1.3.1. Một số quan điểm về giáo dục học sinh giỏi
Trong chiến lƣợc phát triển giáo dục phổ thông. Nhiều nƣớc ghi riêng
thành một mục dành cho HSG hoặc coi đó là một dạng của giáo dục đặc biệt.
Trong thực tế đã có những phân tích về quá trình phát triển của giáo dục học
sinh giỏi trên thế giới:
“Trên thế giới việc phát hiện và bồi dƣỡng HSG đã có từ rất lâu. Ở
Trung Quốc, từ đời nhà Đƣờng những trẻ em có tài đặc biệt đƣợc mời đến sân
Rồng để học tập và đƣợc giáo dục bằng những hình thức đặc biệt.
Trong tác phẩm phƣơng Tây, Plato cũng đã nêu lên các hình thức giáo
dục đặc biệt cho HSG. Ở châu Âu trong suốt thời Phục hƣng, những ngƣời có
tài năng về nghệ thuật, kiến trúc, văn học... đều đƣợc nhà nƣớc và các tổ chức
cá nhân bảo trợ, giúp đỡ.
Nƣớc Mỹ mãi đến thế kỉ 19 mới chú ý tới vấn đề giáo dục học sinh giỏi
và tài năng. Đầu tiên là hình thức giáo dục linh hoạt tại trƣờng St. Public
Schools Louis 1868 cho phép những HSG học chƣơng trình 6 năm trong vòng
4 năm; sau đó lần lƣợt là các trƣờng Woburn; Elizabeth; Cambridge…Trong
suốt thế kỉ XX, HSG đã trở thành một vấn đề của nƣớc Mỹ với hàng loạt các
tổ chức và các trung tâm nghiên cứu, bồi dƣỡng học sinh giỏi ra đời. Năm
2002 có 38 bang của Hoa Kỳ có đạo luật về giáo dục HSG (Gifted & Talented
Student Education Act) trong đó 28 bang có thể đáp ứng đầy đủ cho việc giáo
dục học sinh giỏi.
Từ năm 2001 chính quyền New Zealand đã phê chuẩn kế hoạch phát
triển chiến lƣợc HSG. Cộng hòa liên bang Đức có Hiệp hội dành cho HSG và
tài năng Đức...
Giáo dục Phổ thông Hàn Quốc có một chƣơng trình đặc biệt dành cho

HSG nhằm giúp chính quyền phát hiện học sinh tài năng từ rất sớm. Năm

5


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Quang Báu - Nguyễn Cảnh Hòe (2007), Bài tập Vật lí nâng
cao 11, Nxb Đại học Sƣ phạm.
2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (ngày 15/02/2012), Quy chế Tổ chức và hoạt
động của trường trung học phổ thông chuyên, Ban hành kèm theo Thông tư
số: 06/2012/TT-BGDĐT.
3. Phạm Kim Chung (2011), Bài giảng chuyên đề, phương pháp dạy
học Vật lý. Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội.
4. Phạm Kim Chung (2006), Bài giảng phương pháp dạy học Vật lí ở
trường Trung học phổ thông, Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội.
5. Vũ Cao Đàm (2011) Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nhà
xuất bản Giáo dục Việt Nam.
6. Nguyễn Phú Đồng (2013), Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý, tập 1, Nhà
xuất bản Tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh.
7. Phạm Minh Hạc (1996), Tuyển tập Tâm lý học J.Piaget, NXB
Giáo dục.
8. Nguyễn Thị Mỹ Lộc ( 2009), Tâm lý học giáo dục, Nhà xuất bản Đại
học quốc gia Hà Nội.
9. Phạm Hữu Tòng (1989), Phương pháp dạy bài tập vật lý, Nxb Giáo
dục.
10. Phạm Hữu Tòng (1994), Bài tập về phương pháp dạy bài tập vật lí,
Nxb Giáo dục.
11. Đỗ Ngọc Thống (2007), “Bồi dƣỡng học sinh giỏi ở một số nƣớc
phát triển”, .

6