Một số giải pháp tháo gỡ khó khăn trong chủ đề dao động cơ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO YÊN BÁI TRƯỜNG THCS&THPT PÚNG LUÔNG BÁO CÁO SÁNG KIẾN CẤP CƠ SỞ (Lĩnh vực: VẬT LÝ 12) MỘT SỐ GIẢI PHÁP THÁO GỠ KHÓ KHĂN TRONG CHỦ ĐỀ DAO ĐỘNG CƠ Tác giả: MÙA A PHỨ Trình độ chun mơn: Đại học Sư phạm vật lý Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS&THPT Púng Luông Yên Bái, ngày 20 tháng 01 năm 2022 I THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN Tên sáng kiến: “Một số giải pháp tháo gỡ khó khăn chủ đề Dao động cơ” Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Vật lý 12 Phạm vi áp dụng sáng kiến: Học sinh lớp 12 Trung học phổ thông Thời gian áp dụng sáng kiến: Từ ngày 12 tháng 09 năm 2020 đến Tác giả: Họ tên: MÙA A PHỨ Năm sinh: 15/09/1987 Trình độ chun mơn: Đại học sư phạm vật lý Chức vụ công tác: Giáo viên Nơi làm việc: Trường THCS&THPT Púng Luông Địa liên hệ: Bản Ngã Ba Kim, xã Púng Luông, Huyện Mù Cang Chải, Tỉnh Yên Bái Điện thoại: 0372 555 890 Đồng tác giả: Khơng II MƠ TẢ SÁNG KIẾN: Tình trạng giải pháp biết Qua nhiều năm công tác, giảng dạy môn vật lý vùng miền núi từ năm 2010 đến nay, giảng dạy trường THPT Mù Cang Chải giảng dạy trường THCS&THPT Púng Luông Đồng thời năm cơng tác, tơi có nhiều buổi tập huấn nhiều cán giáo viên tỉnh Sở giáo dục Tôi nhận thấy đặc điểm chung: Đối với phương pháp giảng dạy thông thường, sử dụng kế hoạch dạy học thơng thường có số lượng học sinh lớn gặp phải nhiều khó khăn q trình nhận thức nội dung chủ đề “dao động cơ” Ngay lý thuyết lẫn tập gây tình trạng khó hiểu học sinh, thời lượng để giảng dạy chủ đề gấp gáp, khiến cho nhiều em học sinh tiếp cận kịp nội dung chủ đề, trừ em nhận thức tốt, em học sinh giỏi Nội dung chủ đề “dao động cơ” cịn có ảnh hưởng đến nhiều nội dung chương trình mơn vật lý lớp 12 Bởi nhiều nội dung liên quan đến “dao động” sóng cơ, sóng âm Dịng điện xoay chiều điện dao động Sóng điện từ, sóng ánh sáng Qua nhiều năm cơng tác, thân nhận thấy học sinh gặp nhiều khó khăn nhận thức chủ đề “dao động cơ” Những điểm khúc mắc nhiều tơi xin thống kê điều dễ gặp học sinh nơi công tác, sau: 1.1 Lý thuyết mẻ cấp độ khó cao Qua dịp nghỉ hè, khoản thời gian học sinh rời xa sách vở, phần quên nhiều kiến thức Khi học sinh bắt đầu bước vào lớp 12, phần kiến thức thuộc chủ đề “dao động cơ” Học sinh chưa quen với kiến thức có trừu tượng logic phần nội dung chủ đề “dao động cơ” Đã qua nhiều năm làm kiểm tra khảo sát, kiểm tra 15 phút, kiểm tra đánh giá thường xuyên theo chương trình Giáo dục phổ thơng mới, chí kiểm tra kì I Kết cho thấy có nhiều học sinh không hiểu lý thuyết nội dung Dao động Ví dụ câu hỏi đơn giản: Li độ cực đại vật dao động điều hòa đại lượng sau đây? A Tần số f dao động B Biên độ A dao động C Chu kì T dao động D Tần số góc ω Có nhiều học sinh khơng lập luận câu trả lời Sự lập luận ảnh hưởng tới q trình giải tốn dao động trở nên gặp nhiều khó khăn 1.2 Học sinh hạn chế kiến thức Hàm số cosin 4 Theo nội dung SGK công văn hướng dẫn, để lên kế hoạch dạy nội dung xây dựng lý thuyết có phần trừu tượng rườm rà học sinh Cuối học sinh thừa nhận cơng thức hay phương trình dao động dao động điều hòa Hơn dao động vật có li độ tuân theo hàm số cosin (hay sin) li độ vật cịn tương đồng với vật chuyển động tròn đều, nên cần phải nắm thật rõ kiến thức đường tròn lượng giác, vấn đề logic trừu tượng cho học sinh vùng núi Cụ thể học sinh khơng thể hình dung đồ thị hàm số sin đồ thị hàm số cosin Nếu gắn vật dao động điều hịa với hàm số học sinh bắt đầu lúng túng, không hiểu khơng có phương tiện phương pháp để giảng dạy cho học sinh Đặc biệt học sinh miền núi chưa có điều kiện tiếp cận với khoa học, tốn học nhiều 1.3 Thực trạng học sinh giải toán Dao động Riêng phần dao động cơ: Như tơi trình bày Một phần học sinh không nắm lý thuyết nên không rèn luyện toán ứng dụng cho học sinh Mặt khác, học sinh miền núi có đặc thù tính tốn chưa tốt, tiếp cận với kiến thức khoa học Vì khả tính tốn tốn cịn hạn chế Giữa lý thuyết tập tốn lý có tương tác hỗ trợ nhau, yếu mặt tính tốn ảnh hưởng đến phần nhận thức lý thuyết ngược lại Ví dụ: cho x= 5cos2𝜋t (cm), Chu kỳ vận tốc cực đại dao động bao nhiêu? Thì có nhiều học sinh khơng biết tính Với câu hỏi điều khó khăn học sinh khơng có sáng tạo q trình hướng dẫn học sinh giải tập tốn lý phần dao động Ngồi cịn nhiều vấn đề khó khăn chủ đề mà học sinh gặp phải không đáng kể như: nhiều biểu thức đại lượng mới, cần học sinh có trí nhớ ý thức học tập rèn luyện tích cực Nội dung giải pháp đề nghị công nhận sáng kiến: 2.1 Mục đích giải pháp Mục đích viết sáng kiến tạo công cụ, phương pháp dạy học cho đạt kết cao cho học sinh, từ ngày nâng cao trình độ chun mơn thân Mục đích thứ hai nhằm đưa giải pháp chia sẻ với đồng nghiệp vấn đề chuyên môn mà thân nghiên cứu thời gian qua, áp dụng vào dạy học để nâng cao chất lượng dạy học cho học sinh vùng núi, nâng cao trình độ chun mơn cá nhân mơn Vật lí 12 Trong khó khăn gặp phải chủ đề “dao động cơ”, xin đưa giải pháp sau: 2.2 Nội dung giải pháp * Giải pháp 1: Lý luận lý thuyết cách tường minh dễ hiểu cho học sinh Phần kiến thức chủ đề “dao động cơ” thực trạng lý thuyết mẻ cấp độ khó cao Khi học sinh bắt đầu bước vào lớp 12, chưa quen với kiến thức có trừu tượng logic phần nội dung chủ đề “dao động cơ” Để hình thành khái niệm, đảm bảo học sinh nắm khái niệm nội dung lý thuyết bắt buộc giáo viên phải sử dụng thiết bị xây dựng lý thuyết cách tường minh sau: Ví dụ minh họa: Giáo viên bắt buộc phải có chuẩn bị thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Dùng sợi buộc vào nặng cho nặng lắc dao động 6 Thí nghiệm 2: dùng thước nhựa loại 20; 30cm kẹp đầu đầu lại để tự gảy cho dao động Những tượng vật chuyển động gọi dao động Yêu cầu học sinh lấy ví dụ xung quanh sống Từ yêu cầu học sinh tự rút kết luận khái niệm dao động sau: Dao động chuyển động qua lại vật quanh vị trí cân Qua nhiều ví dụ học sinh lấy như: Con lắc đồng hồ; Dây đàn rung gẩy; Mặt trống rung, cành lung lay, mặt nước gợn sóng Giáo viên kết hợp với học sinh thảo luận phân loại dao động khác nhau: Dao động tuần hoàn; Dao động điều hòa, dao động dừng lại nhanh gọi dao động tắt dần * Giải pháp 2: Thuyết trình minh chứng vật dao động tuân theo hàm số cosin (hay sin) theo thời gian 7 Để giải vấn đề: học sinh thừa nhận cơng thức hay phương trình dao động dao động điều hòa, đồng thời cho học sinh nắm thật rõ kiến thức đường trịn lượng giác Tơi đưa giải pháp sau: Đầu tiên học sinh phải quan sát cách tường minh vật chuyển động trịn có bóng chiếu dao động diều hịa, điều thực thí nghiệm đơn giản Vị trí vật li độ x quỹ đạo dao động Để chứng minh cho học sinh hiểu cách tường minh toán đồ thị, giáo viên cần đưa ví dụ cụ thể Ví dụ tốn: Cho phương trình dao động: x = 4cos2𝜋t (cm) Tính li độ dao động với t = 0,1; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; đến Và vẽ đồ thị x theo t dựa vào bảng kết dưới: Bảng kết quả: x (cm) t (s) 3,24 1,24 0,1 0,2 -1,24 -3,24 -4 -3,24 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 -1,24 1,24 3,24 0,7 0,8 0,9 Đồ thị biểu diễn: Sau học cách tính tốn quy luật tốn dùng tốn để quay lại chứng minh lý thuyết học sinh hiểu lý thuyết Từ học sinh bắt đầu hiểu kiến thức ghi nhớ kiến thức cách chắn lâu dài để áp dụng nội dung có liên quan đến dao động năm học Học sinh thực tính tốn vẽ đồ thị hàm số x = 4cos2𝜋t (cm) * Giải pháp 3: Các toán nâng cao khả tính tốn Bước Giáo viên Chia lớp thành nhóm Bước 2: Phát cho nhóm phiếu học tập dựa vào hướng dẫn giáo viên Bài toán mẫu hướng dẫn giải để hoàn thành phiếu học tập Phiếu học tập 1 Cho phương trình dao động x = 4cos t (cm) Tại thời điểm t = π s li độ ? A w rad/s B cm C cm D - cm Cho phương trình dao động x = 5cos(πt – π) cm Tại thời điểm t = giây li độ x ? A cm B -5 cm C 2,5 cm D cm Cho phương trình dao động x = 5sin(2πt – π) cm Phương trình dạng hàm số cos ? A x = 5cos(2πt – π) cm B x = 5cos2πt cm C x = 5cos(2πt – π/2) cm D x = 5cos(2πt + π) cm Cho phương trình dao động x = 6cos(πt + π/6) cm Biên độ, tần số dao động ? A 6cm, 0,5 Hz B 3cm, Hz C 6cm, Hz D 5cm, Hz Phiếu học tập Cho phương trình dao động x = 2cos(2πt + π/6) cm Chu kì dao động ? A 0,5 giây B giây C giây D giây Chiều dài dây dài mét lắc đơn dao động với chu kì bao nhiêu? A ≈ 2,83 giây B 2,1 giây C ≈1,6giây D giây Chu kì lắc lị xo tính theo công thức: A T  2 k m B   v f C T  2 m k D   2v f Vận tốc cực đại lắc lị xo có K=20N/m, m=0,2kg, Biên độ dao động 0,04m A 0,4m/s B 3,32m/s C 3,76m/s D 0,6 m/s 10 Phiếu học tập Cho phương trình dao động x = 4cos t (cm) Tại thời điểm t = π s li độ ? A w rad/s B cm C cm D - cm 10 Cho phương trình dao động x = 5cos(πt – π) cm Tại thời điểm t = giây li độ x ? A cm B -5 cm C 2,5 cm D cm 11 Cho phương trình dao động x = 5sin(2πt – π) cm Phương trình dạng hàm số cos ? A x = 5cos(2πt – π) cm B x = 5cos2πt cm C x = 5cos(2πt – π/2) cm D x = 5cos(2πt + π) cm 12 Cho phương trình dao động x = 6cos(πt + π/6) cm Biên độ, tần số dao động ? A 6cm, 0,5 Hz B 3cm, Hz C 6cm, Hz D 5cm, Hz Phiếu học tập 13 Dao động tắt dần dao động có: A Biên độ tăng dần theo thời gian B Biên độ giảm dần theo thời gian C Biên độ thay đổi theo thời gian D Biên độ trì theo thời gian 14 Cho phương trình dao động x = 4cos t (cm) Tại thời điểm t = 2π s li độ ? A w rad/s B cm C cm D cm 15 Cho phương trình sóng u = 50cos wt (cm) Biên độ sóng cao ? A w rad/s B 50 cm C 20 cm D 40 cm 16 Chiều dài dây dài mét lắc đơn dao động với chu kì bao nhiêu? A ≈ 2,83 giây B 2,1 giây C ≈1,6giây D giây Bước 3: Học sinh nhóm thực hồn thành phiếu học tập nhóm; Giáo viên theo dõi gợi ý cần giải pháp Bước Học sinh trình bày kết quả: Đại diện nhóm trình bày kết thực khoản thời gian chuẩn bị Bước Kết luận: Giáo viên dựa vào bảng kết để đánh giá nhóm Rút kinh nghiệm trình dạy học điều chỉnh phương pháp dạy học tích 11 cực thân Kết luận kết nhận thức học sinh để điều chỉnh mức độ dạy học kiểm tra Một số hình ảnh học sinh trình bày kết nghiên cứu chủ đề dao động Khả áp dụng giải pháp Trên kinh nghiệm qua nhiều năm giảng dạy Vật lí 12 tơi rút để viết thành giải pháp sáng kiến kinh nghiệm dành cho giáo viên giảng dạy mơn vật lí 12 vùng cao Nội dung sáng kiến áp dụng cho giáo viên vùng cao để dạy học sinh thuộc đối tượng học sinh miền núi, vùng sâu vùng xa Các trường áp dụng địa bàn huyện như: Trường THCS&THPT Púng Luông trường THPT Mù Cang Chải Trường địa bàn tỉnh áp dụng như: Trường THCS&THPT Nậm Púng; Trường THPT Trạm Tấu, Trường THPT Sơn Thịnh… Bản thân muốn nhân rộng sáng kiến để chia sẻ cho trường bạn, từ áp dụng tháo gỡ khó khăn việc giảng dạy chủ đề dao động cơ, môn vật lý khối lớp 12 Các nội dung sáng kiến áp dụng cho chủ đề “dao động cơ”, chủ đề năm học học sinh bắt đầu vào năm học cuối cấp, năm học lớp 12 Sáng kiến nhằm mục đích thúc đẩy việc sử dụng thiết bị học tập quan trọng bối cảnh giáo dục Nhất giai đoạn chuẩn bị áp dụng chương trình giáo dục phổ thơng Tâm nguyện tơi giúp 12 đồng chí đồng nghiệp ngành giáo viên mơn vật lí, tích cực giảng dạy để kết môn Vật lý thu hái kết cao Học sinh vượt khó học tốt, học giỏi, có kết tốt, hướng tới có nhiều học sinh u thích lựa chọn mơn Vật lý để học Hiệu quả, lợi ích thu dự kiến thu áp dụng giải pháp Trong năm gần đây, sau áp dụng giải pháp chất lượng học tập học sinh tăng lên, thể qua điểm kiểm tra Bảng kết kiểm tra kì I năm 2021-2022 STT Lớp Tổng số 12a1 32 12a2 39 12a3 39 Giỏi, Khá Tb Yếu 20 25% 63% 12% 12 21 30% 53% 17% 13 21 33% 53% 14% Ghi So sánh với kết năm học 2017-2018 STT Lớp Tổng số 12A6 43 12A7 41 Giỏi, Khá Tb Yếu 29 12% 67% 21% 26 11 10% 63% 27% Ghi Việc áp dụng sáng kiến thể buổi sinh hoạt chuyên đề, sinh hoạt tổ chuyên môn triển khai Trong buổi họp chia sẻ kinh nghiệm giảng dạy áp dụng sáng kiến Qua thời gian áp dụng sáng kiến, Tổ trưởng chun mơn chứng nhận kết có tăng lên Kết kiểm tra bảng điểm lớp phân công dạy vượt kế hoạch đề 13 Những người tham gia tổ chức áp dụng sáng kiến lần đầu (nếu có) STT Họ tên Năm sinh Đinh Thị Phương 1988 Duyên Nguyễn Thị Thúy 1984 Đơn vị Chức danh Trình độ Nội dung chun cơng việc mơn hỗ trợ ĐH SP Áp dụng Vật lí SK THCS & Bí thư THPT Púng đồn Lng trường THPT Mù Giáo ĐH SP Áp dụng Cang Chải viên lí Vật lí SK Các thông tin cần bảo mật: Nội dung sáng kiến Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến - Đối với giáo viên Giáo viên chuyên môn vật lý THPT + Thiết bị cần sử dụng: Máy chiếu, máy tính; Dụng cụ thí nghiệm: Con lắc đơn, vật khác dao động + Học liệu: Phiếu học tập phát cho học sinh Đề kiểm tra Hành trang kiến thức lượng giác, chuyển động tròn - Học sinh: Chuẩn bị kiến thức cũ đường tròn lượng giác chuyển động tròn học lớp 10 theo hướng dẫn giáo viên (Giáo viên yêu cầu học sinh ôn tập theo phiếu học tập cụ thể) Tài liệu gửi kèm: Không III Cam kết không chép vi phạm quyền Tôi cam kết sáng kiến không chép quyền Nếu có chép quyền cá nhân hay tập thể tơi xin chịu trách nhiệm hồn tồn Mù Cang Chải, ngày 20 tháng 01 năm 2022 Người viết báo cáo Mùa A Phứ 14 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG VỀ VIỆC TRIỂN KHAI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN TẠI ĐƠN VỊ