(SKKN 2022) vận dụng một số kiến thức toán học cơ bản trong công tác phụ đạo học sinh yếu kém môn vật lí tại trường THPT tĩnh gia 1

MỤC LỤC Trang Mục lục 1 Mở đầu - Lí chọn đề tài - Mục đích nghiên cứu .3 - Đối tượng nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu 2.Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước nghiên cứu sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các giải pháp thực để giải vấn đề 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm thân 12 Kết luận, kiến nghị 13 - Tài liệu tham khảo……………………………………………………… 15 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Trong thời gian qua Bộ Giáo dục Đào tạo có nhiều chủ trương, biện pháp tích cực để nâng cao chất lượng dạy học Đặc biệt thực vận động lớn : "Hai không", "Mỗi thầy cô giáo gương tự học sáng tạo", "Xây dựng trường học thân thiện, học sinh tích cực" Qua thực vận động làm thay đổi nhiều giáo dục nói chung, có mơn Vật lý nói riêng Trong năm qua, thực trạng ngày tính đa dạng trình độ học sinh lớp tăng Vấn đề học sinh yếu ln xã hội quan tâm tìm giải pháp để khắc phục tình trạng Để đưa giáo dục nước nhà phát triển tồn diện người giáo viên khơng biết dạy mà cịn phải biết tìm tịi phương pháp nhằm phát huy tính tích cực học sinh hạ thấp dần tỉ lệ học sinh yếu Vấn đề nêu khó khăn với khơng giáo viên Nhưng ngược lại, giải điều góp phần xây dựng thân giáo viên phong cách phương pháp dạy học đại, giúp cho học sinh có hướng tư việc lĩnh hội kiến thức Môn Vật lý trung học phổ thông mơn học nói khó học, khó hiểu với nhiều học sinh học sinh từ mức trung bình trở xuống lại có vai trị quan trọng việc hình thành phát triển tư học sinh học tập, đời sống thực tiễn khoa học kĩ thuật với kiến thức mơn Trong q trình giảng dạy môn Vật lý, người thầy phải hướng tới mục tiêu giúp học sinh nắm kiến thức bản, hình thành phương pháp, kĩ năng, kĩ xảo, thái độ động học tập đắn học sinh có khả tiếp cận chiếm lĩnh nội dung kiến thức mới, khắc sâu thêm kiến thức cũ học mà giúp học sinh biết đưa kiến thức Vật lý học vào đời sống, vào thực tiễn Từ thực tế dạy môn Vật lý lớp đại trà theo khối D Trường THPT Tĩnh Gia 1, có số học sinh khơng nắm vững kiến thức tốn cấp THCS Kết em học sinh khơng có khả biến đổi cơng thức vật lí q trình xây dựng kiến thức q trình giải tốn định lượng, từ lực học em ngày kém, đâm chán nản khơng cịn thích học mơn vật lí Vì thế, Tơi thiết nghĩ việc tìm nguyên nhân có biện pháp giúp đỡ đối tượng học sinh để em tiến lên mức đạt yêu cầu có kết cao học tập môn Vật lý dần yêu thích mơn học việc làm cần thiết Với lí trên, thân tơi ln mong muốn đề số học sinh yếu có hứng thú học tập, u thích học mơn Vật lý Và lí năm chọn đề tài “Vận dụng số kiến thức tốn học cơng tác phụ đạo học sinh yếu mơn Vật Lí trường THPT Tĩnh Gia ” 1.2 Mục đích nghiên cứu Để giải vướng mắc nêu trên, việc bổ túc cho học sinh kiến thức tốn học việc làm thực cấn thiết Vì vậy, trước bắt đầu học mộ vật lí trường THPT, tương ứng với chủ đề kiến thức, giáo viên cần cung cấp cho học sinh kiến thức tốn học có liên quan đến việc giải tốn vật lí mà em học 1.3 Đối tượng nghiên cứu + Các tiết phụ đạo mơn vật lí lớp 12 A5, 12 A13 + Đối tượng sử dụng đề tài: Học sinh học lớp12 A5, 12 A13 1.4 Phương pháp nghiên cứu + Nghiên cứu xây dựng sở lí thuyết : nghiên cứu tài liệu, trang web, viết,….có liên quan + Thống kê, xử lí số liệu NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Sự cần thiết tốn học việc học mơn vật lí trường THPT Vật lý mơn khoa học thực nghiệm, định luật, công thức vật lý xây dựng biểu thức toán học phù hợp với kết thực nghiệm - Để xác định đại lượng vật lý, giải thích thay đổi đại lượng vật lý, giải thích tượng vật lý thiết phải dùng cơng thức tốn học hàm số sơ cấp, phép tính đạo hàm, tích phân … -Việc sử dụng tốn học có ý nghĩa hiệu vào toán vật lý chuyện khó học sinh phổ thơng và học sinh yếu mơn vật lí mốt gốc kiến thức tốn lại khó nhiều Làm để học sinh yếu nắm cơng thức tốn học biến đổi cơng thức tốn học giải tốn vật lí cách hiệu cần thiết 2.1.2 Một số kiến thức toán học thường xuyên vận dụng biến đổi cơng thức vật lí * Quy tắc chuyển vế: chuyển số hạng từ vế sang vế đẳng thức, ta phải đổi dấu số hạng đó: dấu “+” đổi thành dấu “-” dấu “-” đổi thành dấu “+” Nhận xét: Nếu x = a – b theo quy tắc chuyển vế ta có x + b = a Ngược lại, x + b = a theo quy tắc chuyển vế ta có x = a – b *Tính chất tỉ lệ thức a c b.c a.d a.d b.c = ⇒ a.d = b.c từ ta suy a = ;b = ;c = ;d = b d d c b a a c Hay từ tỉ lệ thức = để đơn giản trình biến đổi cơng thức để tìm b d Từ tỉ lệ thức số hạng ta thực theo hai bước sau: Bước 1: Nhân chéo a.d = b.c Bước 2: Muốn tìm số hạng ta chuyển số hạng vế với sang mẫu vế khác suy a = b.c a.d a.d b.c ;b = ;c = ;d = d c b a * Căn bậc hai - Định nghĩa: Căn bậc hai số học số a không âm số x cho x2 = a + Số dương a có bậc hai số đối : a - a + Số có bậc hai, số : a = Chú ý : Với a ≥ ta có x = a ⇔ x ≥ x2 = a Với ∀a ∈ R ta có a = a a, Khia ≥ a2 = a =  − a, Khia < *Bình phương hai vế: Với a.b > ta có a = b ⇔ a = b * Lượng giác - Hệ thức lượng tam giác vuông AB + sin α = CA CB + cos α = CA AB + tan α = CB A (1) (2) (3) C α B CB (4) AB Định lý Py-ta-go: Trong tam giác vng, bình phương độ dài cạnh huyền tổng bình phương độ dài hai cạnh góc vng + cot α = AC = AB + BC - Bảng giá trị lượng giác cung đặc biệt Cung đối (α -α) cos(-α) = cosα sin(-α) = -sinα Cung phụ (α π/2 -α) cos(π/2 -α)= sinα sin(π/2 -α) = cosα Cung bù α (π - α) cos(π - α)= -cosα sin(π - α) = sinα Cung π (α π + α) cos(π + α) = -cosα sin(π + α) = -sinα Cung π/2 (α π/2 +α) cos(π/2 +α) = -sinα sin(π/2 +α) = cosα - Các đẳng thức lượng giác bản: sin2α + cos2α = 1; α=1 - Công thức biến đổi + Công thức cộng cos(a + b) = cosa.cosb - sina.sinb cos(a - b) = cosa.cosb + sina.sinb sin(a + b) = sina.cosb + sinb.cosa sin(a - b) = sina.cosb - sinb.cosa + Cơng thức biến đổi tích thành tổng cosa.cosb = [cos(a-b) + cos(a+b)] sina.sinb =[cos(a-b) - cos(a+b)] sina.cosb = [sin(a-b) + sin(a+b)] + Công thức biến đổi tổng thành tích cosa + cosb = 2cos cos sina + sinb = 2sincos cosa - cosb = -2sinsin sina - sinb = 2cossin *Đạo hàm +Đạo hàm hàm : (c)’ = + Đạo hàm hàm số y = x : (x)’= + Đạo hàm hàm hợp Nếu hàm số u = g ( x) có đạo hàm x u 'x hàm số y = f (u ) có đạo hàm u u 'x hàm hợp có đạo hàm x : y 'x = y 'u u 'x + Đạo hàm cuả tổng hay hiệu hai hàm số Nếu hàm số u= u(x) ;v= v(x) có đạo hàm điểm x thuộc khoảng xác định (u + v)’= u' + v' (u - v)’= u '- v' + Đạo hàm hàm lượng giác (sinx)’ = cosx (cosx)’ = - sinx Chú ý: Nếu y = sinu u = u(x) (sinu)’ = u’.cosu Nếu y = cosu u = u(x) (cosu)’ = - u’ sinu 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm a Về phía nhà trường Năm học 2021-2022 phân dạy lớp 12 A5, 12 A13 Các lớp lớp đại trà học khối D, có nhiều em học yếu mơn tốn mơn vật lí b Về phía học sinh - Một số em thuộc lớp 12 A5, 12 A13, chưa nắm vững kiến thức toán cấp THCS, nhiều học sinh chưa biết đổi đơn vị, chưa biết làm tính, yếu kỹ tính tốn Kết có nhiều học sinh khơng có khả biến đổi cơng thức vật lí trình xây dựng kiến thức q trình giải tốn định lượng, từ lực học em ngày kém, đâm chán nản khơng cịn thích học mơn vật lí - Học sinh chưa có phương pháp học tập khoa học, hầu hết học thụ động, lệ thuộc vào loại sách giải (chép tập vào khơng hiểu ), học vẹt, khơng có khả vận dụng kiến thức, thi cử quay cóp tài liệu - Học sinh bị hổng kiến thức từ lớp nhỏ: Đây điều phủ nhận với chương trình học tập Nguyên nhân nói đến phần lỗi giáo viên chưa đánh giá trình độ học sinh c Về phía giáo viên - Qua q trình cơng tác thân nhận thấy, cịn phận nhỏ giáo viên chưa ý quan sát đến đối tượng học sinh, đặc biệt học sinh yếu - Khi học sinh biết đổi cơng thức vật lí giáo viên tự biến đổi công thức cho học sinh, học sinh ghi học thuộc - Giáo viên gọi số học sinh học tốt lớp làm tập có biến đổi cơng thức chưa ý đến em học sinh yếu 2.3 Các giải pháp thực để giải vấn đề 2.3.1 Vận dụng số kiến thức toán học xây dựng kiến thức Trong chương trình SGK lớp 12 - Chương I Ví dụ Bài Dao động điều hịa Khi muốn xây dựng cơng thức vân tốc, gia tốc dao động điều hịa Từ cơng thức: x = A cos(ωt + ϕ ) Vận dụng đạo hàm hàm lượng giác (cosu)’ = - u’ sinu, : ⇒ v = x ' = −ω A sin(ωt + ϕ ) Vận dụng đạo hàm hàm lượng giác (sinu)’ = u’.cosu : ⇒ a = v ' = −ω Acos(ωt + ϕ ) Bài Con lắc lò xo 2 Khi muốn xây dựng công thức W = kA2 = mω A2 Từ cơng thức: ω = k muốn tìm k = m ω để xây dựng cồng thức m W= kA = mω A2 2 Bước 1: Vận dụng tính chất bậc hai x = a ⇔ x ≥ x2 = a: ⇒ ω2 = k m Bước 2: Vận dụng tính chất tỉ lệ thức: ⇒ k = m ω - Chương II Ví dụ Bài Giao thoa ánh sáng * Khi muốn tìm vị trí cực đaị vị trí cực tiểu giao thoa +Từ hệ thức π (d − d1 ) = kπ λ Vận dụng tính chất tỉ lệ thức: ⇒ d − d1 = k λ +Từ hệ thức π (d − d1 ) π = kπ + λ 2 Vận dụng tính chất tỉ lệ thức: ⇒ d − d1 = (k + )λ * Khi muốn xây dựng phương trình dao động tổng hợp M vùng giao thoa  t d   t d  uM = u1M + u2M = u1M = A cos π  −  + A cos π  −  λ T λ T Vận dụng cơng thức biến đổi tổng thành tích cosa + cosb = 2cos cos Ta uM = A cos π (d − d )  t d + d2  cos 2π  − ÷ λ 2λ  T - Chương III Ví dụ Bài 12 Đại cương vê dòng điện xoay chiều Khi xây dựng cơng thức tính cường độ hiệu dụng Từ hệ thức I = I02 Vận dụng tính chất bậc hai x = a ⇔ x ≥ x2 = a ⇒I= I0 r UL Bài 14 Mạch R,L,C mắc nối tiếp O Từ giản đồ véc tơ Fre-nen Vận dụng Định lý Py-ta-go tam giác vng Ta có U = U R2 + (U L − U C )2 = U R2 + (U LC ) r U LC ϕ r r UR I r U r UC Vận dụng hệ thức lượng tam giác vng ta tìm cơng thức tính độ lệch pha điện áp dịng điện Ta có: tan ϕ = U L −UC UR - Chương V Ví dụ Bài 25 Giao thoa ánh sáng + Khi muốn xây dựng công thức xác định vị trí vân sáng Từ hệ thức d2 − d1 = a.xk = k.λ D Vận dụng tính chất tỉ lệ thức: Bước 1: Nhân chéo a.xk = D.k.λ Bước 2: Suy xk = k λD a + Khi muốn xây dựng công thức đo bước sóng ánh sáng Từ cơng thức i = λD a Vận dụng tính chất tỉ lệ thức Bước 1: Nhân chéo i.a = λ D Bước 2: Suy λ = ia D 2.3.2 Vận dụng số kiến thức toán học giải tập định lượng Trong chương trình SGK lớp 12 - Chương I Ví dụ1 (Bài tập SGK trang 9vật lí 12 bản) Cho phương trình dao động điều hịa x= -5cos (4π t ) (cm) Biên độ pha ban đầu dao động Hướng dẫn giải: Vận dụng hệ thức liên hệ cos(π + α) = -cosα Ta có x= -5cos (4π t ) = 5cos (4π t + π ) (cm) ⇒ A = 5(cm) ϕ = π (rad ) Ví dụ Một lắc lị xo dao động điều hịa có W = 0,02J Biết lị xo có độ cứng k= 100N Tính biên độ dao động Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức W = k A2 Vận dụng tính chất tỉ lệ thức ⇒ A2 = 2W k Vận dụng tính chất bậc hai x = a ⇔ x ≥ x2 = a ⇒ A= 2W 2.0, 02 = = 0, 02m = 2cm k 100 Ví dụ (TN 2012) Một lắc lị xo gồm lị xo nhẹ có độ cứng 20 N/m vật nhỏ có khối lượng m Con lắc dao động điều hoà với tần số 1,59 Hz Giá trị m A 75 g B 200 g C 50 g D 100 g Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức: ω = k m Vận dụng tính chất tỉ lệ thức ⇒m= k k 20 = = = 0, 2kg = 200 g 2 ω (2π f ) (2π 1,59) - Chương II Ví dụ1: (TN 2007)Một sóng truyền mơi trường với vận tốc 110 m/s có bước sóng 0,25 m Tần số sóng A.440 Hz B.27,5 Hz C.50 Hz D.220 Hz Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức: λ = v f Vận dụng tính chất tỉ lệ thức ⇒ f = v 110 = = 440 Hz λ 0, 25 Ví dụ 2: (TN 2014) Trên sợi dây dài 1m, hai đầu cố định, có sóng dừng với bụng sóng Bước sóng sóng dây A m B m C 0,5 m D 0,25 m Hướng dẫn gải: Áp dụng công thức: l = k λ Vận dụng tính chất tỉ lệ thức 10 ⇒λ= 2.l 2.1 = = 1m k - Chương III Ví dụ (TN 2009): Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 1000 vịng, cuộn thứ cấp gồm 50 vòng Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp 220V Bỏ qua hao phí Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở A 44V B 110V Hướng dẫn gải: U C 440V D 11V N 2 Áp dụng công thức: U = N 1 Vận dụng tính chất tỉ lệ thức ⇒ U2 = N U1 2.1 = = 1m N1 ⇒ U2 = N U1 50.220 = = 11V N1 1000 - Chương IV Ví dụ (TN 2010) Trong mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C có dao động điện từ tự với tần số f Hệ thức 4π L A C = f2 B C = f2 4π L C C = 4π f L D C = 4π f L Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức: f = 2π LC Vận dụng phép bình phương hai vế ⇒ f2= 4π LC Vận dụng tính chất tỉ lệ thức ⇒ C= 4π f L - Chương V Ví dụ (Bài tập 10 SGK trang 133 vật lí 12 bản) Trong thí nghiệm Y- âng, khoảng cách hai khe a = 1,56 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai 11 khe đến quan sát D = 1,24 m Khoảng cách 12 vân sáng liên tiếp 5,11 mm Tính bước sóng ánh sáng Hướng dẫn giải: Theo ta có 11i = 5,21 mm Vận dụng tính chất tỉ lệ thức ⇒ i= 5, 21 mm 11 Bước sóng ánh sáng 5, 21 −3 10 1,56.10 −3 i a Áp dụng công thức: λ = = 11 ≈ 0,596.10−6 m D 1, 24 - Chương VI Ví dụ (TN 2010)Giới hạn quang điện kim loại 0,75 μm Biết số Plăng h = 6,625.10-34 J.s, tốc độ ánh sáng chân khơng c = 3.108m/s Cơng êlectron khỏi kim loại A 2,65.10-19 J B 2,65.10-32 J C 26,5.10-32 J D 26,5.10-19 J Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức: λ0 = hc A Vận dụng tính chất tỉ lệ thức ⇒ A= hc 6, 625.10−34.3.108 = = 2, 65.10 −19 J −6 λ0 0, 75.10 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm thân Trong trình giảng dạy, đặc biệt năm học 2021- 2022 , áp dụng ý tưởng đề tài vào lớp dạy Đồng thời đưa trao đổi thảo luận cho đồng chí giáo viên nhóm chun môn vật lý áp dụng, qua năm thực nghiệm giảng dạy, tơi thấy có chuyển biến tốt lên rõ rệt học sinh yếu thu kết sau Kết cá nhân Lớp Sĩ Số học sinh yếu số 2019- Tỉ lệ 2020-2021 Tỉ lệ So sánh 12 2020 12A14 36 10 em 36% Đầu năm Cuối Cuối học kỳ I năm lại em 3em 2,8% em Giảm 33,2% KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ - Các tổ nhóm chun mơn cần tổ chức dự đồng chí nhóm, đặc biệt đồng chí giáo viên trẻ Từ để góp ý cho phương pháp giảng dạy, đặc biệt phương pháp dạy lớp có nhiều học sinh yếu Đồng thời nhóm thường xuyên trao đổi đãnh giá tiến lớp có nhiều học sinh yếu lần học tháng qua điểm kiểm tra thường xuyên, định kỳ - Nhà trường cần có hội thảo vấn đề để giúp tất đồng chí giáo viên trường trao đổi học tập lẫn để giảm tỉ lệ học sinh yếu tất môn học - Hội đồng mơn Sở Giáo Dục Đào Tạo cần tích cực tổ chức hội thảo, hội nghị chuyên đề triển khai kinh nghiệm, cách tổ chức phụ đạo học sinh yếu để giáo viên có điều kiện học hỏi lẫn đặc biệt giáo viên trường cịn kinh nghiệm cơng tác giảng dạy Trên số kinh nghiệm nhỏ giải pháp giúp đỡ học sinh yếu Trong viết khơng tránh khỏi thiếu sót hạn chế Kính mong qúi thầy, đóng góp ý kiến cách chân thành để sửa chữa, bổ sung để viết hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh hóa, ngày tháng năm 2022 Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác 13 ( ký ghi rõ họ tên) Phạm Sơn Hải TÀI LIỆU THAM KHẢO SGK Vật lí 10 – Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam, năm 2013 14 SGK Vật lí 12 - Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam, năm 2013 SGK Toán - Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam, năm 2013 SGK Toán - Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam, năm 2013 SGK Toán - Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam, năm 2013 SGK Đại số 10 - Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam, năm 2013 SGK Đại số giải tích 11 - Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam, năm 2013 Tài liệu liên quan mạng internet 15 ... nhiều Làm để học sinh yếu nắm cơng thức tốn học biến đổi cơng thức tốn học giải tốn vật lí cách hiệu cần thiết 2 .1. 2 Một số kiến thức toán học thường xuyên vận dụng biến đổi cơng thức vật lí * Quy... kiến thức toán học công tác phụ đạo học sinh yếu mơn Vật Lí trường THPT Tĩnh Gia ” 1. 2 Mục đích nghiên cứu Để giải vướng mắc nêu trên, việc bổ túc cho học sinh kiến thức toán học việc làm thực... dạy môn Vật lý lớp đại trà theo khối D Trường THPT Tĩnh Gia 1, có số học sinh khơng nắm vững kiến thức toán cấp THCS Kết em học sinh khơng có khả biến đổi cơng thức vật lí trình xây dựng kiến thức