Xây dựng và sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương dao động cơ lớp 12 cho học sinh nội trú

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC LƯƠNG THỊ BÍCH XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” LỚP 12 CHO HỌC SINH NỘI TRÚ LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ HÀ NỘI – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC LƯƠNG THỊ BÍCH XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” LỚP 12 CHO HỌC SINH NỘI TRÚ LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÝ) Mã số: 60 14 01 11 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Huy Sinh HÀ NỘI – 2015 LỜI CẢM ƠN Sau một quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học Giáo Dục - Đại Học Quốc Gia Hà Nội, tôi đã hoàn thành được nghiên cứu của mình. Với tình cảm chân thành, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các Thầy, các Cô đã tận tình giảng dạy, quan tâm, giúp đỡ, trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong những năm học vừa qua, tạo điều kiện tốt cho tôi thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp này. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo GS.TS Nguyễn Huy Sinh đã tận tình hướng dẫn, góp ý và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị học viên lớp Cao Học Vật Lý đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt khóa học vừa qua. Cùng với đó, tôi xin cảm ơn Sở Giáo Dục và Đào Tạo Hải Phòng, cảm ơn Ban Giám Hiệu, các anh chị đồng nghiệp, các em học sinh trường PT Nội Trú Đồ Sơn và những người thân trong gia đình đã quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu đề tài. Hải Phòng, tháng 11 năm 2014 Học viên Lương Thị Bích 1 BẢNG KÍ HIỆU VIẾT TẮT DTNT Dân tộc nội trú GD - ĐT Giáo Dục Đào Tạo GV Giáo viên HS Học sinh MCQ Multiple Choice Question PTDTNT Phổ thông dân tộc nội trú PT Phổ thông PTNT Phổ thông nội trú PTTH Phổ thông trung học QĐ Quyết định SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông TNKQ Trắc nghiệm khách quan UB Ủy Ban 2 MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn ........................................................................................... i Danh mục viết tắt ................................................................................. ii Mục lục ................................................................................................ iii Danh mục các bảng .............................................................................. vi Danh mục các sơ đồ, hình ................................................................... vii MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ....... 5 1.1. Cơ sở lý luận ................................................................................. 5 1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển phương pháp trắc nghiệm ......... 5 1.1.2. Khái niệm về trắc nghiệm ............................................................. 7 1.1.3. So sánh phương pháp tự luận và trắc nghiệm ............................... 8 1.2. Độ khó và độ phân loại học sinh của câu trắc nghiệm .................... 9 1.2.1. Độ khó (Chỉ số khó) ...................................................................... 9 1.2.2. Phân loại học sinh (Chỉ số phân biệt). ......................................... 10 1.3. Phương pháp xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan . 12 1.4. Hoạt động dạy học ......................................................................... 13 1.4.1. Bản chất của sự dạy .................................................................... 13 1.4.2 . Bản chất của sự học...................................................................... 16 1.4.3. Mối liên hệ giữa dạy và học .......................................................... 16 1.5. Tìm hiểu cơ sở thực tiễn................................................................... 19 1.5.1. Những đặc điểm riêng của trường Phổ Thông Nội Trú Đồ Sơn Hải Phòng ............................................................................................ 19 1.5.2. Thực trạng việc dạy và học vật lý ở trường PT Nội Trú Đồ Sơn . 22 1.5.3. Điều tra thăm dò tình hình dạy và học chương “Dao động cơ” Vật lý 12 ban cơ bản ở trường PT Nội Trú Đồ Sơn .............................. 24 1.5.4. Hướng khắc phục khó khăn trong việc dạy và học vật lý ở trường PT Nội Trú Đồ Sơn ................................................................... 3 30 Tiểu kết Chương 1................................................................................ 32 Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÝ 12 CHO HỌC SINH NỘI TRÚ ........................................................................... 33 2.1. Nội dung kiến thức chương “Dao động cơ” .................................... 33 2.1.1. Cấu trúc chương ............................................................................ 33 2.1.2. Vị trí và vai trò chương “Dao động cơ” trong chương trình Vật lý lớp 12 ............................................................................................... 34 2.2. Phân tích nội dung kiến thức trong chương “Dao động cơ” vật lý 12 ban cơ bản ....................................................................................... 34 2.2.1. Các khái niệm cơ bản ................................................................. 34 2.2.2. Các loại con lắc .......................................................................... 42 2.2.3. Các dạng dao động ..................................................................... 48 2.2.4. Tổng hợp dao động ..................................................................... 52 2.3. Phân loại bài tập chương “Dao động cơ” vật lý lớp 12 ban cơ bản. 55 2.4. Xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “dao động cơ” vật lý 12 ban cơ bản ................................................................................... 56 2.4.1. Để trả lời được các câu hỏi trắc nghiệm yêu cầu học sinh phải nắm được các kiến thức cơ bản ............................................................ 56 2.4.2. Xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm...................................... 58 Tiểu kết Chương 2................................................................................ 88 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .......................................... 89 3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 89 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .................................................. 89 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ........................................... 89 3.1.3. Đối tượng thực nghiệm. .............................................................. 90 3.1.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ........................................... 91 3.2. Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ........................ 92 3.2.1. Kết quả định tính ....................................................................... 92 4 3.2.2. Kết quả định lượng .................................................................... 92 3.3. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm ..................................... 100 Tiểu kết Chương 3................................................................................ 102 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ..................................................... 103 1. Kết luận ............................................................................................ 103 2. Khuyến nghị ..................................................................................... 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................. 104 PHỤ LỤC ........................................................................................... 105 5 DANH MỤC CÁC BẢNG Nội dung bảng Bảng 3.1 Trang Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích - phiếu số 1. ................................................................................................ 94 Bảng 3.2 Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích - phiếu số 2. ................................................................................................ 96 Bảng 3.3 Tổng hợp phân loại học viên theo kết quả điểm kiểm tra. ................................................................................................ 98 Bảng 3.4 Tổng hợp các tham số đặc trưng. ................................................................ 100 6 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Số hình Sơ đồ 1.1 Hình 2.1. Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 2.17 Hình 2.18 Hình 2.19 Hình 2.20 Hình 2.21 Hình 2.22 Hình 2.23 Hình 2.24 Nội dung sơ đồ, hình vẽ Trang Mối quan hệ giữa dạy và học ................................................................ 16 Thiết lập phương trình dao động của con lắc lò xo theo phương pháp động lực học................................................................ 37 Đồ thị của li độ (a), vận tốc (b), gia tốc (c) phụ thuộc thời gian................................................................................................ 40 Con lắc lò xo ........................................................................................ 43 Con lắc đơn .......................................................................................... 45 Khảo sát chuyển động của con lắc đơn ................................ 45 Dao động tắt dần................................................................................... 48 Đồ thị dao động tắt dần ................................................................ 50 Hình chiếu của chuyển động tròn trên trục Ox là dao động điều hòa ................................................................................................ 52 Biểu diễn dao động điều hòa trên giản đồ Fresnel ................................ 53 Tổng hợp hai dao động ................................................................ 54 Hướng dẫn giải bài tập 6................................................................ 61 Hướng dẫn giải bài tập 7................................................................ 62 Hướng dẫn giải bài tập 15 ................................................................ 67 Hướng dẫn giải bài tập 20 ................................................................ 69 Hướng dẫn giải bài tập 21 ................................................................ 70 Hướng dẫn giải bài tập 22 ................................................................ 71 Hướng dẫn giải bài tập 23 ................................................................ 71 Hướng dẫn giải bài tập 24 ................................................................ 72 Hướng dẫn giải bài tập 25 ................................................................ 73 Hướng dẫn giải bài tập 26 ................................................................ 73 Hướng dẫn giải bài tập 27 ................................................................ 74 Hướng dẫn giải bài tập 29 ................................................................ 75 Hướng dẫn giải bài tập 35 ................................................................ 77 Hướng dẫn giải bài tập 36 ................................................................ 78 7 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Đồ thị đường lũy tích – phiếu số 1 ........................................................ 96 Đồ thị đường lũy tích – phiếu số 2 ........................................................ 98 Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra học sinh theo điểm sau lần kiểm tra thứ nhất ................................................................ 99 Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra học sinh theo điểm sau lần kiểm tra thứ hai ................................................................ 99 8 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong hệ thống giáo dục hiện nay, hệ thống trường Phổ Thông Dân Tộc Nội Trú (PTDTNT) là loại trường chuyên biệt. Các trường này không chỉ góp phần nâng cao dân trí mà còn tạo nguồn cán bộ đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội cho các địa phương có đồng bào dân tộc nói chung và nhân dân vùng hải đảo nói riêng. Là một giáo viên hiện đang giảng dạy tại trường PT Nội Trú Đồ Sơn, Hải Phòng tôi nhận thấy học sinh ở đây phần lớn là con em nhân dân vùng hải đảo sông nước, các hộ gia đình có điều kiện kinh tế khó khăn nên phụ huynh thường ít quan tâm đến việc học tập của con em mình. Mặt khác, khi theo học tại các trường PTDTNT, phần lớn học sinh chưa quen với lối sống và hoạt động tập thể. Trong khi đó, công tác tổ chức nội trú là nhiệm vụ có tính đặc thù, không chỉ có ý nghĩa tổ chức đời sống, thực hiện chế độ chính sách mà còn tạo môi trường giáo dục tốt nhất cho các em học sinh. Trong hoạt động dạy và học, các trường PTDTNT đã thực hiện nhiều giải pháp nhằm nâng cao chất lượng dạy và học trong nhà trường. Học sinh của trường thuộc các vùng và miền quê khác nhau với những phong tục, lối sống, nhận thức khác nhau ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng học tập của các em. Việc đổi mới phương pháp cần được chú trọng thông qua các tổ nhóm thường xuyên sinh hoạt để thảo luận, bàn bạc cải tiến phương pháp soạn giáo án, giảng bài, phát huy tính chủ động, tích cực và sáng tạo phù hợp với từng môn học. Mặt khác, cần tập trung hướng dẫn học sinh các bước tiến hành tự học, trong đó chú trọng xây dựng kế hoạch tự học, phương pháp tự nghiên cứu tài liệu, chuẩn bị bài trước khi đến lớp... từ đó tạo không khí thi đua lành mạnh trong học tập giữa các học sinh, các lớp trong trường. 9 Với bối cảnh như vậy việc đổi mới phương pháp dạy học để phù hợp với các em học sinh nội trú và hải đảo là rất cần thiết. Từ trước đến nay, câu hỏi trắc nghiệm phần lớn được sử dụng trong các hoạt động giảng dạy ở nhà trường bởi những ưu điểm cơ bản như độ phủ rộng kiến thức, tính chính xác, khách quan, tăng cường độ nhanh nhạy, phán đoán tình huống, rèn được khả năng tư duy theo nhiều hướng... Hiện nay, ở chương trình Vật Lý phổ thông, sử dụng câu hỏi trắc nghiệm trong việc hình thành kiến thức mới, củng cố, ôn tập, kiểm tra đánh giá được chú trọng nhiều nhất ở khối lớp 12. Qua thực tế giảng dạy tại trường PT Nội Trú Đồ Sơn, tôi nhận thấy chương “Dao động cơ” là chương mở đầu và là nền tảng để học các chương tiếp theo: Sóng cơ, dao động điện từ, dòng điện xoay chiều... Đặc biệt, phần “Dao động cơ” chứa số lượng câu hỏi và bài tập rất lớn trong đề thi tốt nghiệp và thi đại học. Do vậy, việc xây dựng và sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm để phù hợp với học sinh ở ngôi trường chuyên biệt là rất cần thiết. Chính vì những lý do trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Xây dựng và sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao Động Cơ” lớp 12 cho học sinh nội trú”. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng và sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm của chương “Dao động cơ” lớp 12 để phù hợp với học sinh nội trú và hải đảo, từ đó giúp các em có hứng thú hơn trong học tập. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Thứ nhất: Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc dạy học ở các trường nội trú, dân tộc nội trú và các trường có con em miền hải đảo. Thứ hai: Đề xuất sử dụng câu hỏi trắc nghiệm để xây dựng phương án dạy 10 học cho học sinh nội trú và hải đảo. Thứ ba: Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính giá trị của câu hỏi trắc nghiệm và hiệu quả của việc sử dụng câu hỏi trắc nghiệm vào quá trình dạy học. 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 4.1. Khách thể nghiên cứu: học sinh nội trú, hải đảo ở Hải Phòng. 4.2. Đối tượng nghiên cứu: hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” lớp 12 cho học sinh nội trú và hải đảo. 5. Vấn đề nghiên cứu - Làm thế nào để đánh giá năng lực của học sinh nội trú và hải đảo? - Làm thế nào để xây dựng và sử dụng được hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” để phù hợp với học sinh nội trú và hải đảo? 6. Giả thuyết nghiên cứu - Năng lực của học sinh nội trú và hải đảo thể hiện qua quy mô và chất lương đào tạo của trường học. - Nếu sử dụng được hệ thống câu hỏi sẽ đem lại hiệu quả cao trong dạy học ở các trường nội trú và hải đảo. 7. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu khảo sát được tiến hành trên phạm vi trường PT Nội Trú Đồ Sơn là ngôi trường chuyên biệt với các em học sinh nội trú và hải đảo. 8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” lớp 12. - Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm tài liệu tham khảo cho sinh viên và giáo viên phổ thông. 11 9. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm. - Phương pháp phân tích tổng hợp để tổ chức hoạt động nhận thức dạy học cho học sinh. 10. Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dụng luận văn gồm ba chương: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài. Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” lớp 12 cho học sinh nội trú. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 12 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Cơ sở lý luận 1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển phương pháp trắc nghiệm * Lịch sử hình thành trắc nghiệm trên thế giới: Các phương pháp trắc nghiệm đo lường thành quả học tập đầu tiên được tiến hành vào thế kỷ XVII - XVIII tại Châu Âu. Sang thế kỉ XIX đầu thể kỉ XX , các phương pháp trắc nghiệm đo lường thành quả học tập đã được chú ý. Năm 1904 nhà tâm lí học người Pháp - Alfred Binet trong quá trình nghiên cứu trẻ em mắc bệnh tâm thần, đã xây dựng một số bài trắc nghiệm về trí thông minh. Năm 1916, Lewis Terman đã dịch và soạn các bài trắc nghiệm này ra tiếng Anh từ đó trắc nghiệm trí thông minh được gọi là trắc nghiệm Stanford - Binet. Vào đầu thế kỷ XX, E. Thorm Dike là người đầu tiên đã dùng trắc nghiệm khách quan (TNKQ) như là phương pháp "khách quan và nhanh chóng" để đo trình độ học sinh, bắt đầu dùng với môn số học và sau đó là một số môn khác. Trong những năm gần đây trắc nghiệm là một phương tiện có giá trị trong giáo dục. Hiện nay trên thế giới trong các kì kiểm tra, thi tuyển một số môn đã sử dụng trắc nghiệm khá phổ biến. * Lịch sử hình thành trắc nghiệm Ở Việt nam: Trắc nghiệm khách quan được sử dụng từ rất sớm trên thế giới song ở Việt Nam thì trắc nghiệm khách quan xuất hiện muộn hơn, cụ thể: Ở miền nam Việt Nam, từ những năm 1960 đã có nhiều tác giả sử dụng trắc nghiệm khách quan một số ngành khoa học (chủ yếu là tâm lí học). Năm 1969, tác giả Dương Thiệu Tống đã đưa một số môn trắc nghiệm khách quan và thống kê giáo dục vào giảng dạy tại lớp cao học và tiến sĩ giáo dục học tại trường đại học Sài Gòn. Năm 1974, ở miền Nam đã tổ chức thi tú tài bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan. 13 Tác giả Nguyễn Như An dùng phương pháp trắc nghiệm khách quan trong việc thực hiện đề tài “Bước đầu nghiên cứu nhận thức tâm lí của sinh viên đại học sư phạm” năm 1976 và đề tài “Vận dụng phương pháp test và phương pháp kiểm tra truyền thống trong dạy học tâm lí học” năm 1978. Tác giả Nguyễn Hữu Long, cán bộ giảng dạy khoa tâm lí, với đề tài: “test trong dạy học”. Những năm gần đây, nhằm nâng cao chất lượng đào tạo ở các trường đại học, Bộ giáo dục và Đào tạo và các trường đại học đã tổ chức các cuộc hội thảo trao đổi về việc cải tiến hệ thống các phương pháp kiểm tra, đánh giá của sinh viên trong nước và trên thế giới, các khoá huấn luyện và cung cấp những hiểu biết cơ bản về lượng giá giáo dục và các phương pháp trắc nghiệm khách quan. Theo xu hướng đổi mới của việc kiểm tra đánh giá, Bộ giáo dục và đào tạo đã giới thiệu phương pháp trắc nghiệm khách quan trong các trường đại học và bắt đầu những công trình nghiên cứu thử nghiệm. Các cuộc hội thảo, các lớp huấn luyện đã được tổ chức ở các trường như: Đại học sư phạm Hà Nội, Đại học Bách khoa Hà Nội, Cao đẳng sư phạm Hà Nội...Tháng 4 năm 1998, trường Đại học sư phạm Hà Nội - Đại học quốc gia Hà Nội có tổ chức cuộc hội thảo khoa học về việc sử dụng trắc nghiệm khách quan trong dạy học và tiến hành xây dựng ngân hàng trắc nghiệm khách quan để kiểm tra, đánh giá một số học phần của các khoa trong trường. Hiện nay, một số khoa trong trường đã bắt đầu sử dụng trắc nghiệm khách quan trong quá trình dạy học như: toán, lí … và một số bộ môn đã có học phần thi bằng phương pháp trắc nghiệm như môn tiếng Anh. Ngoài ra, một số nơi khác cũng đã bắt đầu nghiên cứu việc sử dụng phương pháp trắc nghiệm khách quan trong quá trình kiểm tra, đánh giá nhận thức của học sinh. Một số môn đã có sách trắc nghiệm khách quan như: toán, văn, lí, hoá, sinh, tâm lí….Ở nước ta, thí điểm thi tuyển sinh đại học bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan đã được tổ chức đầu tiên tại trường đại học Đà Lạt tháng 7 năm 1996 và đã thành công. Như vậy, phương pháp trắc nghiệm khách quan đã rất phổ biến ở các nước 14 phát triển, trong nhiều lĩnh vực, nhiều môn học với kết quả tốt và được đánh giá cao. Tuy nhiên, ở Việt Nam việc sử dụng phương pháp trắc nghiệm khách quan còn rất mới mẻ và hạn chế nhất là trong các trường phổ thông. Để học sinh phổ thông có thể làm quen dần với phương pháp trắc nghiệm khách quan. Hiện nay, Bộ giáo dục và Đào tạo đã đưa một số câu hỏi trắc nghiệm khách quan lồng ghép với câu hỏi tự luận trong các SGK một số môn học ở trường phổ thông trong những năm tới sẽ hoàn thành công việc này ở bậc THPT. Khi công việc đó thành công sẽ hứa hẹn một sự phát triển mạnh mẽ của phương pháp trắc nghiệm khách quan ở Việt Nam. Sử dụng phương pháp trắc nghiệm khách quan để làm đề thi tốt nghiệp THPT và làm đề thi tuyển sinh đại học sẽ đảm bảo được tính công bằng và độ chính xác trong thi cử. Vì vậy, bắt đầu từ năm học 2006 - 2007 Bộ giáo dục và Đào tạo có chủ trương tổ chức thi tốt nghiệp THPT và thi tuyển sinh đại học bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan đối với các môn: lí, hoá, sinh, tiếng Anh. 1.1.2. Khái niệm về trắc nghiệm Theo tác giả Dương Thiệu Tống: "Một dụng cụ hay phương thức hệ thống nhằm đo lường một mẫu các động thái để trả lời câu hỏi: thành tích của các cá nhân như thế nào khi so sánh với những người khác hay so sánh với một lĩnh vực các nhiệm vụ dự kiến". Theo tác giả Trần Bá Hoành: "Test có thể tạm dịch là phương pháp trắc nghiệm, là hình thức đặc biệt để thăm dò một số đặc điểm về năng lực, trí tuệ của học sinh (thông minh, trí nhớ, tưởng tượng, chú ý) hoặc để kiểm tra một số kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo của học sinh thuộc một chương trình nhất định. Theo nghĩa rộng trắc nghiệm là một hoạt động để đo lường năng lực của các đối tượng nào đó nhằm những mục đích xác định. Trong giáo dục trắc nghiệm được tiến hành thường xuyên ở các kỳ thi, kiểm tra để đánh giá kết quả 15 học tập, giảng dạy đối với một phần của môn học, toàn bộ môn học, đối với toàn bộ cấp học; hoặc để tuyển chọn người có năng lực nhất vào khóa học. 1.1.3. So sánh phương pháp tự luận và trắc nghiệm 1.1.3.1. Phương pháp tự luận Là các câu hỏi buộc trả lời theo dạng mở, thí sinh phải tự trình bày ý kiến trong một bài viết dài để giải quyết vấn đề mà câu hỏi nêu ra. Người ta gọi phương pháp này là tự luận (essay). Thi, kiểm tra tự luận rất quen thuộc với những ai đi học. * Ưu điểm của phương pháp tự luận: - Tạo điều kiện để HS bộc lộ khả năng diễn đạt những suy luận của mình - Có thể thấy quá trình tư duy của HS đi đến đáp án - Soạn dễ hơn, mất ít thời gian hơn * Nhược điểm của phương pháp tự luận: - Thiếu tính toàn diện và hệ thống - Thiếu tính khách quan - Chấm bài khó khăn, mất nhiều thời gian. Điểm có độ tin cậy thấp. - Không thể sử dụng các phương tiện kĩ thuật hiện đại để chấm bài, phân tích kết quả kiểm tra. 1.1.3.2. Phương pháp trắc nghiệm Là các câu hỏi có kèm theo câu trả lời sẵn yêu cầu học sinh suy nghĩ rồi dùng một kí hiệu đơn giản đã qui ước để trả lời. Người ta gọi phương pháp là trắc nghiệm khách quan (objective test). Trắc nghiệm khách quan tuy còn mới trong nhà trường nhưng khá phổ biến trong xã hội, dạng đơn giản nhất được dùng trong các chương trình về an toàn giao thông trên truyền hình. * Ưu điểm của trắc nghiệm khách quan: - Bài kiểm tra rất nhiều câu hỏi nên có thể bao quát một phạm vi rất rộng của nội dung chương trình 16 - Có tiêu chí đánh giá đơn nhất, không phụ thuộc ý muốn chủ quan của người chấm. - Sự phân bố điểm của các bài kiểm tra bằng tắc nghiệm khách quan được trải trên một phổ rộng hơn nhiều. - Có thể sử dụng phương tiện kĩ thuật hiện đại trong việc chấm điểm và phân tích kết quả kiểm tra. * Nhược điểm của trắc nghiệm khách quan: - Không cho phép đánh giá năng lực diễn đạt của học sinh cũng như không cho thấy quá trình suy nghĩ của học sinh để trả lời một câu hỏi hoặc giải đáp một bài tập. - Việc biên soạn đề kiểm tra gây khó khăn và mất nhiều thời gian. 1.2. Độ khó và độ phân loại học sinh của câu trắc nghiệm 1.2.1. Độ khó (Chỉ số khó) Dùng đo lường, xác định mức độ “dễ” hay “khó” của một câu trắc nghiệm. Đó là tỷ lệ phần trăm số sinh viên đã trả lời đúng đối với một câu trắc nghiệm. Chỉ số này biến thiên từ 0 đến 100%, chỉ số này càng cao thì câu trắc nghiệm càng dễ, đây là điều không logic nên đôi khi chỉ số này được gọi là “chỉ số dễ”, nhưng trong các tài liệu của Mỹ thì chỉ số này luôn dùng với từ là “chỉ số khó”. Trong các bài trắc nghiệm thông thường, khi các điều kiện như nhau thì điểm số sẽ có xu hướng phân tán nếu nhiều câu hỏi của bài trắc nghiệm ở mức độ khó trung bình, điều này có nghĩa là nhiều điểm số sẽ nằm ở giữa điểm mà bằng cách đoán mò ngẫu nhiên có thể đạt với số điểm cao nhất có thể có được. Ví dụ: Trong bài trắc nghiệm khách quan Multiple Choice Question (MCQ) với năm phương án chọn một, có thể 1/5 khả năng số lần đoán mò được câu đúng là 20%. Điểm tuyệt đối sẽ là 100% nếu làm đúng hết, thì mức độ khó trung bình sẽ nằm giữa 20% và 100%, tức là bằng 60%. 17 Như vậy, trong bài trắc nghiệm MCQ như trên thì điều mong muốn là nhiều câu trắc nghiệm sẽ được khoảng 60% học sinh trả lời đúng. Công thức tính chỉ số khó: DF (%) = (H + L) x 100/N (1.1) Trong đó: - H = Số trả lời đúng ở nhóm cao. - L = Số trả lời đúng ở nhóm thấp. - N = Tổng số sinh viên cả hai nhóm. Một câu trắc nghiệm có chỉ số khó nằm trong khoảng từ 30% đến 70% là chấp nhận được (trong khoảng này, chỉ số phân biệt hoàn toàn cao); 15% - 30% hoặc 70% - 85%: cần xem xét, sửa chữa; 85%: câu trắc nghiệm kém, cần loại bỏ. 1.2.2. Phân loại học sinh (Chỉ số phân biệt). Chỉ số phân biệt của một câu trắc nghiệm cho thấy sự phân tách giữa nhóm học sinh đạt điểm “cao” và nhóm học sinh đạt điểm “thấp”, chỉ số này càng cao thì câu trắc nghiệm có khả năng phân biệt càng lớn. Nói chung, một câu trắc nghiệm được gọi là phân biệt theo ý nghĩa tích cực là những học sinh đạt điểm cao của bài trắc nghiệm sẽ trả lời đúng và những học sinh đạt điểm thấp sẽ trả lời sai. Công thức tính chỉ số phân biệt: DI = 2 x (H – L)/N (1.2) Trong đó: - H = Số trả lời đúng ở nhóm cao. - L = Số trả lời đúng ở nhóm thấp. - N = Tổng số sinh viên cả hai nhóm. Trường hợp chỉ số phân biệt 0,35: câu trắc nghiệm rất tốt; từ 0,25 đến 0,34: câu trắc nghiệm tốt; từ 0,15 đến 0,24: nằm ở giới hạn sửa chữa; < 0,15: câu trắc nghiệm kém, nên loại bỏ. 18 Ví dụ: Xác định chỉ số khó và chỉ số phân biệt của câu trắc nghiệm. (Bảng 1.1). Nhóm cao: 27% học sinh đạt điểm cao nhất; nhóm thấp: 27% học sinh đạt điểm thấp nhất; mỗi nhóm có 50 học sinh; ghi chú: câu trắc nghiệm MCQ có 5 phương án chọn: A, B, C, D, E; ký hiệu "Đ" là đáp án đúng. Bảng 1.1. Xác định chỉ số khó và chỉ số phân biệt của câu hỏi trắc nghiệm Câu 1 Câu 2 Câu 3 Câu 4 Nhóm A B[Đ] C D E Nhóm cao 1 41 5 1 2 Nhóm thấp 10 19 10 1 10 - Chỉ số khó : (41 + 19) x 100/100 = 60% - Chỉ số phân biệt : (41 - 19) x 2/100 = 0,44. - Đánh giá: câu này rất tốt. Nhóm A[Đ] B C D E Nhóm cao 10 9 11 13 7 Nhóm thấp 11 12 12 10 5 - Chỉ số khó : 21%. - Chỉ số phân biệt : - 0,02. - Đánh giá: câu này có độ phân biệt rất kém, dường như quá khó hoặc không rõ nghĩa nên học sinh đoán mò.Nên loại bỏ. Nhóm A B C[Đ] D E Nhóm cao 0 0 49 1 0 Nhóm thấp 0 1 47 2 0 - Chỉ số khó : 96%. - Chỉ số phân biệt : 0,04. - Đánh giá: câu này quá dễ, không thể phân biệt được giữa nhóm cao với nhóm thấp. Nên loại bỏ. Nhóm A[Đ] B C D E Nhóm cao 15 22 3 6 4 Nhóm thấp 0 22 18 5 5 - Chỉ số khó : 15%. - Chỉ số phân biệt : 0,3. - Đánh giá: câu này phân biệt tốt nhưng rất khó, có thể chưa rõ nghĩa. Nên kiểm tra lại câu B để chắc chắn đó không phải là một câu đúng và diễn đạt lại cho rõ nghĩa. Có thể dùng được nhưng phải sửa chữa. 19 Ví dụ trên cho thấy một câu trắc nghiệm được chuẩn hóa đưa vào đề thi để sử dụng thì đồng thời phải đáp ứng chỉ số khó và chỉ số phân biệt. Ngày nay, nhờ các phần mềm thống kê hoặc các Module phần mềm chuyên dùng đánh giá câu trắc nghiệm được tích hợp trong hệ thống phần mềm. Thi trắc nghiệm có thể dễ dàng đánh giá chỉ số khó và chỉ số phân biệt của câu trắc nghiệm. Xét về góc độ lý thuyết, câu trắc nghiệm sau khi được đánh giá và chuẩn hóa đưa vào đề thi thì không phải sửa chữa. Tuy nhiên, trong thực tế xảy ra trường hợp câu trắc nghiệm trước đây được đánh giá là tốt thì hiện tại vì nhiều lý do khác nhau nên không còn phù hợp. Chính vì vậy, thường xuyên kiểm tra, đánh giá xác định chỉ số khó, chỉ số phân biệt của các câu trắc nghiệm đóng vai trò rất quan trọng trong triển khai trắc nghiệm khách quan đo lường, lượng giá kiến thức tại các nhà trường . 1.3. Phương pháp xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan Câu hỏi trắc nghiệm khách quan được đem ra sử dụng khi nó thích hợp nhất với phương pháp đánh giá mà giáo viên đặt ra. Câu hỏi trắc nghiệm khách quan cần phải gắn liền với mục đích kiểm tra và phù hợp với cách đánh giá. Câu hỏi trắc nghiệm khách quan không được gây trở ngại cho việc học của học sinh. Câu hỏi trắc nghiệm khách quan cần phải hướng giáo viên đến diễn biến tư duy đã sử dụng của học sinh. Các yếu tố gây nhiễu cần phải chỉ rõ được các lỗi của kiến thức hoặc các lỗi tư duy không chính xác của học sinh. Cần chỉ rõ phần câu dẫn mà câu hỏi đề cập đến trong câu trắc nghiệm .Phần dẫn phải có nội dung rõ ràng và chỉ nên đưa vào một nội dung , tránh đưa ra nhiều nội dung nhất là những nội dung trái ngược nhau trong một câu trắc nghiệm. 20 Những vấn đề cần chú ý khi xây dựng câu hỏi và câu trả lời trắc nghiệm khách quan. *Câu hỏi: Câu hỏi cần phải tuân thủ đúng qui tắc cho trước. Cần phải đưa ra các mệnh đề chính xác về mặt cú pháp. Không được đưa ra các thuật ngữ không rõ ràng. Tránh các hình thức câu phủ định và việc đặt ra nhiều mệnh đề phủ định trong câu hỏi. Cần tách biệt rõ ràng dữ kiện và phần câu hỏi trong câu dẫn. Trước khi đưa ra các giải pháp trả lời , ta phải nhóm các yếu tố chung của câu trả lời. * Câu trả lời: Độc lập về mặt cú pháp. Các phương án trả lời phải độc lập với nhau về mặt ngữ nghĩa. Tránh dùng các từ chung cho phần câu hỏi và các phương án trả lời. Không được đưa vào các từ không có khái niệm để đánh lạc hướng người trả lời. Không được biên soạn câu trả lời đúng với phần giải thích được mô tả chi tiết hơn so với các phương án trả lời khác. Các phuơng án trả lời phải có độ phức tạp như nhau. Nếu phải đưa ra các từ ngữ kĩ thuật hoặc từ chuyên môn vào các phương án trả lời thì mức độ chuyên môn phải đồng đều trong các phương án đó. Các phương án trả lời phải có cùng mức độ tổng quát. 1.4. Hoạt động dạy học 1.4.1. Bản chất của sự dạy *Các quan niệm về dạy 21 Nhiều tác giả cho rằng: “Dạy học là toàn bộ các thao tác có mục đích nhằm chuyển các giá trị tinh thần, các hiểu biết, các giá trị văn hóa mà nhân loại đã đạt được hoặc cộng đồng đã đạt được vào bên trong một con người”. Quan niệm này lí giải đầy đủ cách mà nền giáo dục đang cố gắng đào tạo những con người thích ứng với những nhu cầu hiện tại của xã hội. Tuy nhiên quan niệm này làm cho nền giáo dục luôn đi sau sự phát triển của xã hội. Bởi vì nó chỉ có nhiệm vụ tái hiện lại các giá trị tinh thần xã hội đã được vật chất hóa bằng cách nào đó để trở lại thành giá trị tinh thần bên trong người học. Quan niệm đó đi ngược lại quan niệm của Socrate về giáo dục trong đó giáo dục có nhiệm vụ “đỡ đẻ” các ý niệm vốn có trong mỗi con người, để cho ý niệm đó được khai sinh và trở thành giá trị tinh thần chung của nhân loại. Quan niệm đó cũng hạn chế nền giáo dục hướng đến một phương pháp giáo dục giúp cho người học trở thành những con người sáng tạo, vượt qua được những giá trị tinh thần hiện có của xã hội. Thời đại của chúng ta, và hơn nữa xã hội chúng ta đang hướng đến một xã hội tri thức. Một xã hội mà tri thức của con người đang được số hóa với một tốc độ cực lớn, làm cho tri thức dễ dàng và nhanh chóng trở thành tài sản chung. Tuy nhiên xã hội tri thức không chỉ có nhiệm vụ tích hợp các kiến thức của con người đã đạt được trong những phương tiện lưu trữ dung lượng cực lớn, trong các cơ sở dữ liệu khổng lồ mà còn có nhiệm vụ từ đó nhân lên khối lượng kiến thức này thành các kiến thức mới có chất lượng cao hơn nữa. Triết học Mác nói rằng “Lượng đổi thì chất đổi. Lượng thay đổi một cách tiệm tiến còn chất thì thay đổi một cách nhảy vọt”. Phạm trù về mối tương quan giữa lượng và chất này hoàn toàn đúng trong các hoạt động giáo dục. Người ta đã tính ra rằng khối lượng kiến thức hiện nay của nhân loại trong vòng 20 năm trở lại đây đã tăng bằng tổng khối lượng kiến thức mà nhân loại đạt được trong toàn bộ lịch sử trước đó của nó. Sự tăng về khối lượng kiến thức đó nhất thiết phải kéo theo sự thay đổi về chất tri thức của con người. Sự thay đổi về 22 chất đó là gì? Con người của thời đại hiện tại không chỉ có nhiệm vụ học tập và nhớ các kiến thức sẳn có mà còn đòi hỏi con người phải có khả năng từ khối lượng tri thức đó sản sinh ra các giá trị vật chất và tinh thần mới ...và nắm bắt tri thức mới. Thời đại của máy tính và mạng Internet đã làm cho mọi biên giới văn hóa, kinh tế dần bị xóa nhòa. Nếu trước đây việc tìm kiếm sở hữu tri thức là quan trọng hàng đầu trong cuộc đấu tranh sinh tồn, việc tích lũy kiến thức (nhớ) là ưu tiên 1 thì giờ đây khi mà các phương tiện lưu trữ đã quá đầy đủ, quá sẵn sàng cho việc truy cập và xử lí thì ưu tiên 1 lại là khả năng nhanh chóng tiếp cận, khả năng vận dụng và khả năng ... "đẻ" ra tri thức mới. Một ví dụ rất rõ ràng là trong vòng vài tháng thì công nghệ phần cứng của máy tính lại có một công nghệ mới, trong vòng vài năm thì Microsoft (chưa kể đến các hảng phần mềm khác!) lại xuất ra một phiên bản OS mới với nhiều tính năng mới, .v.v. Con người phải có khả năng thích ứng liên tục và nhanh chóng - chẳng những về tri thức mà còn về kỹ năng - với một tốc độ cực cao. Nếu cuộc cách mạng kỹ thuật của thế kỹ trước đã nối dài cách tay con người thì nay cuộc cách mạng công nghệ thông tin đã bố trí thêm cho mỗi con người vô số bộ óc bên ngoài cơ thể. Cách tay của con người trong thế kỹ trước cần được đào tạo để chế tạo và điều khiển những cách tay máy thì trong thời đại hôm nay bộ óc con người cần được đào tạo để chế tạo và điều khiển những bộ óc máy. Nhưng con người là con người! Những kiểu tâm trạng và kiểu cảm xúc của nó nói chung là bất biến đối với thay đổi kỹ thuật. Những vấn đề cốt lõi của con người về hạnh phúc, về sự sống, về cái chết, về chiến tranh và hòa bình, về khả năng sống hòa hợp trong không gian các giá trị văn hóa của cộng đồng .v.v. hầu như không hề tay đổi! Và nó cũng phải được đào tạo để thích ứng với điều đó! * Những lý luận trên đây có thể đưa đến một khái niệm tổng quát về bản chất của sự dạy học như sau: 23 “Dạy học là một quá trình gồm toàn bộ các thao tác có tổ chức và có định hướng giúp người học từng bước có năng lực tư duy và năng lực hành động với mục đích chiếm lĩnh các giá trị tinh thần, các hiểu biết, các kỹ năng, các giá trị văn hóa mà nhân loại đã đạt được để trên cơ sở đó có khả năng giải quyết được các bài toán thực tế đặt ra trong toàn bộ cuộc sống của mỗi người học” 1.4.2 . Bản chất của sự học Theo nghĩa rộng thì bản chất của sự học là hoạt động nhận thức của con người về những quy luật của tự nhiên xã hội, tư duy. Đó là hoạt động phản ánh những mặt nhất định của hiện tượng khách quan vào ý thức người học, tuy nhiên nó chủ yếu hướng người học vào lĩnh hội những chân lý đã được nhân loại phát hiện nhưng chúng lại là mới đối với họ. Học là việc người học tiếp thu chọn lọc các quy luật. Còn theo nghĩa hẹp trong từng lĩnh vực riêng thì học là hoạt động của thế giới vật chất và tinh thần. Kết quả có thể là để đấy, nhưng mục đích chính là để áp dụng cho chính mình hay cộng đồng. Việc học có thể truyền từ người này qua người khác, qua tài liệu và có khi không thể thực hiện bằng 2 cách trên mà chỉ bằng cách tự gạn lọc, tìm tòi và tự luyện của người học. 1.4.3. Mối liên hệ giữa dạy và học Theo Davydov: “các hoạt động dạy và học là các hoạt động cùng nhau của thầy và trò”. Có thể diễn tả quá trình dạy học một cách giản lược theo sơ đồ 1.1. Quá trình dạy học Dạy Học Truyền đạt Lĩnh hội Điều khiển Tự điều khiển Sơ đồ 1.1. Mối liên hệ giữa dạy và học. 24 Trong quá trình học, thông thường cần phải có người dạy và người học. Hai đối tượng này có quan hệ ràng buộc, bổ sung cho nhau. Người dạy: Là người tổ chức hướng dẫn quá trình dạy học (xác định mục đích, lựa chọn nội dung, kích thích hứng thú), động cơ của người học, tổ chức việc học, sử dụng phương pháp, phương tiện một cách thích hợp. Người học: Là người xác định mục tiêu, chủ động tích cực lĩnh hội bài giảng, lựa chọn cách học thích hợp để tìm kiếm kiến thức, cấu trúc lại vốn kiến thức của mình, vận dụng, kiểm tra đánh giá điều chỉnh việc học. Tuy nhiên, hai mặt hoạt động trên đây chưa đồng bộ là nguyên nhân làm suy giảm hiệu quả quá trình dạy học. Việc dạy học chỉ quan tâm chủ yếu đến cách dạy học của thầy, còn cách học của trò ít được chú ý, thậm chí bị bỏ qua, không phải bao giờ hễ cứ có dạy là có học. Quá trình dạy học là một hệ thống bao gồm nhiều nhân tố với vị trí và chức năng khác nhau. Trong đó giáo viên với hoạt động dạy và học sinh với hoạt động học là hai nhân tố trung tâm. Trong quá trình vận động phát triển mỗi nhân tố đều phát huy tác dụng của mình. Các nhân tố khác như mục đích, nhiệm vụ, nội dung, phương pháp và phương tiện dạy học có hoàn thiện đến mức độ nào đi nữa nếu không thông qua thầy và trò với hoạt động dạy và học của họ thì cũng không phát huy tác dụng thực tế. Hoặc ngược lại, nếu thầy, trò và hoạt động dạy học của họ không quán triệt được mục đích và nhiệm vụ dạy học, không nắm được nội dung dạy học, không sử dụng các phương pháp, phương tiện dạy học ở mức độ cần thiết thì hiệu quả tác dụng của các nhân tố này sẽ hạn chế rất nhiều, thậm chí có thể mất tác dụng. Vì vậy người ta quan niệm quá trình dạy học là quá trình có tính hai mặt: mặt hoạt động dạy và mặt hoạt động học, hai mặt hoạt động này hợp thành một thể thống nhất, tồn tại trong mối quan hệ qua lại đối với nhau. Nếu không có mối 25 quan hệ này thì không có sự tác động qua lại giữa thầy và trò, dạy với học, do đó cũng không có lý do tồn tại bản thân quá trình dạy học. Theo thuyết dạy học cộng tác do Nguyễn Ngọc Quang tổng kết (1983) hay lý luận dạy học hợp đồng (contract didactique) do S. Zohsua đề xuất (1993). Dạy học là một hệ toàn vẹn, tích hợp, cân bằng gồm các thành tố cơ bản: khái niệm khoa học, hoạt động dạy học, hoạt dộng học. Dạy có chức năng thiết kế, tổ chức chỉ đạo và kiểm tra quá trình dạy học; góp phần thi công nhưng không làm thay người học. Học là tự điều khiển quá trình chiếm lĩnh tri thức của bản thân (tự thiết kế, tự tổ chức, tự thi công, tự kiểm tra việc học của mình) dưới sự điều khiển sư phạm của giáo viên, hai hoạt động này thống nhất với nhau nhờ sự cộng tác. Sự cộng tác giữa dạy và học là yếu tố duy trì, phát triển sự thống nhất, toàn vẹn của quan hệ dạy học, cũng là nhân tố dẫn đến chất lượng cao của dạy học. Đỉnh cao của dạy học cộng tác là hệ dạy học tự học - cá thể hóa - có hướng dẫn. Khi xem xét các lí thuyết dạy học từ xa xưa cho đến nay, tác giả Đỗ Ngọc Đạt đã chia chúng thành ba nhóm cụ thể là: tiếp cận hướng vào giáo viên. Theo lí thuyết này giáo viên nắm quyền quyết định quan hệ dạy học, cả mục đích nội dung, phương pháp, không quan tâm đến ý nguyện của học sinh. Hình thức dạy theo kiểu chia lớp bài học theo kiểu giáo điều hoặc làm mẫu, bắt chước, Tiếp cận hướng vào học sinh, thuyết dạy lấy học sinh làm trung tâm, coi học sinh là chủ thể quyết định cả mục tiêu, nội dung và phương pháp của quan hệ dạy học. Tiếp cận cộng tác là sự tích hợp của hai cách tiếp cận hướng vào giáo viên, đưa ra quan điểm thống nhất biện chứng giữa dạy và học. Tóm lại, trong lịch sử giáo dục học và thực tiễn dạy học, người ta phải giải quyết các vấn đề quan hệ giữa thầy và trò. Trong quan hệ dạy học, thầy thực hiện 26 chức năng truyền đat, điều khiển tri thức. Cấu trúc lại vốn kiến thức của mình, vận dụng, điều chỉnh việc lĩnh hội tri thức. Như vậy, có thể nói rằng về bản chất, quan hệ dạy và học được hình dung là quan hệ giữa người thông báo và người tiếp thu thông báo, hoặc giữa người tổ chức, điều khiển chỉ đạo và người tự tổ chức, tự điều khiển hoạt động nhận thức. 1.5. Tìm hiểu cơ sở thực tiễn 1.5.1. Những đặc điểm riêng của trường Phổ Thông Nội Trú Đồ Sơn Hải Phòng 1.5.1.1. Lịch sử thành lập và nhiệm vụ của trường Trường PTTH nội trú Đồ Sơn được thành lập theo Quyết định số 1483/QĐ-UB ngày 12/7/2001 của Ủy ban nhân dân thành phố Hải Phòng về việc thành lập trường Trung học phổ thông nội trú Đồ Sơn trực thuộc Sở giáo dục thành phố Hải Phòng. Địa điểm được đặt tại số 6 Lý Thánh Tông, phường Vạn Sơn, quận Đồ Sơn. Đến tháng 8 năm 2011 Ủy ban nhân dân thành phố Hải Phòng ra Quyết định 1240/QĐ-UB ngày 11/8/2011 về việc ban hành Qui chế về tên trường, tổ chức, biên chế, tuyển sinh và chế độ chính sách đối với cán bộ, giáo viên, nhân viên và học sinh Tường Phổ hông trung học nội trú Đồ Sơn trực thuộc Sở GDĐT Hải Phòng. Trường PTNT Đồ Sơn là một mô hình giáo dục mới của GD và ĐT thành phố Hải Phòng. Là loại hình trường chuyên biệt nằm trong hệ thống các trường DTNT trong cả nước. Trường được xây dựng và thành lập theo chương trình mục tiêu (chương trình 7) của Bộ GD và ĐT dành riêng cho hệ thống các trường PTDTNT nhằm đáp ứng và giải quyết nhu cầu học tập của học sinh ở những vùng kinh tế có điều kiện đặc biệt khó khăn chưa có trường lớp, giải quyết vấn đề chính sách xã hội, rút ngắn khoảng cách dân trí giữa thành phố với nông thôn, miền núi với đồng bằng, đất liền với hải đảo. Ngoài ra trường còn có nhiệm vụ 27 phát hiện, bồi dưỡng chuẩn bị nguồn để đào tạo lực lượng cán bộ sau này về phục vụ ở những vùng kinh tế khó khăn ấy. 1.5.1.2. Vị trí địa lý, và cơ sở vật chất: Trường nội trú Đồ Sơn được xây dựng ở phường Vạn Sơn, quận Đồ Sơn, Thành Phố Hải Phòng. Trường được thành lập và đi vào hoạt động từ năm 2001-2002. Cơ sở vật chất của trường bao gồm 1 khu nhà nội trú 4 tầng, 1 khu giảng đường 3 tầng và khu hiệu bộ 2 tầng và một dãy khu giảng đường. Trong khu nội trú có một nhà tập đa năng, một nhà xưởng thực hành và sân tập thể thao cho học sinh. Mặc dù vậy nhưng điều kiện cơ sở vật chất của trường nói chung còn gặp nhiều khó khăn. Hệ thống thư viện của trường cho đến nay hầu như đã xuống cấp, các trang thiết bị như: bàn, ghế, kệ sách vừa thiếu vừa bị hư hỏng nhiều. Số lượng và chất lượng tài liệu tham khảo và sách báo quá nghèo nàn so với nhu cầu tìm hiểu, tra cứu của học sinh. Hệ thống các phòng thí nghiệm, trang thiết bị dạy học, dụng cụ thí nghiệm chưa được trang bị kịp thời, không đồng bộ, bị hư hỏng nhiều. Những điều kiện tối thiểu giúp giáo viên chuẩn bị và tiến hành thí nghiệm còn rất hạn chế. 1.5.1.3. Mô hình, tổ chức, đối tượng học sinh và qui mô đào tạo. Hải Phòng là một địa phương có phong trào giáo dục mạnh trong cả nước. Thành phố đã tập trung mọi nguồn lực tổ chức thực hiện có hiệu quả các chương trình đề án phát triển sự nghiệp giáo dục và đào tạo. Trong đó đề án phổ cập bậc trung học và dạy nghề đã hoàn thành vào năm 2008, 4 quận và thị xã đã hoàn thành vào năm 2005. Trường có nhiệm vụ nuôi dạy học sinh ăn ở nội trú từ lớp 6 đến lớp 12. Các học sinh thường là con em của huyện đảo Bạch Long Vỹ, học sinh được chọn cử của huyện Cát Hải, 6 xã miền núi thuộc huyện Thủy Nguyên. Một số 28 học sinh là những con em các gia đình hoặc bản thân học sinh có hoàn cảnh đặc biệt khó khăn đã biết vươn lên học giỏi của các huyện ngoại thành. Những trường hợp này nếu không được trợ giúp đưa vào trường nội trú sẽ phải bỏ học. Những đối tượng học sinh nằm trong diện cử tuyển đại đa số về trình độ văn hóa cũng như chất lượng giáo dục toàn diện còn nhiều hạn chế và bất cập. Nhà trường còn là nơi đăng cai tổ chức các hội nghị, hội thảo của Bộ, của ngành trong và ngoài thành phố. Nơi đây còn là nơi giao lưu giữa các trường, học sinh nội trú miền núi và học sinh miền hải đảo. Có thể cho rằng trường PT Nội Trú Đồ Sơn Hải Phòng là mô hình giáo dục mới nằm trong chủ trường đa dạng hóa các loại hình giáo dục của thành phố. Học sinh được nhà trường tiếp nhận về để nuôi dưỡng, chăm sóc, giáo dục với mức hỗ trợ kinh phí tiền ăn, bằng 460 nghìn đồng/tháng/học sinh, hưởng 9 tháng/năm. Qui mô nhà trường ổn định với 15 lớp, 3 ban giám hiệu, 36 giáo viên, 10 nhân viên. Các giáo viên đều đạt trình độ chuẩn và trên chuẩn về việc giảng dạy chăm sóc và nuôi dưỡng học sinh. Đội ngũ cán bộ, giáo viên và nhân viên của trường đã được các huyện cử tuyển và qua xét duyệt của Sở giáo dục và đào tạo Hải Phòng. 1.5.1.4. Công tác quản lý học sinh. Nhà trường thực hiện quản lý toàn diện đối với học sinh trong suốt thời gian học tập tại trường bằng các chế độ, quy chế, quy định, nội quy phù hợp với đặc điểm của trường PT Nội trú. Học sinh được tham gia các tổ chức các hoạt động giáo dục, hoạt động ngoại khóa. Trong những năm gần đây tỉ lệ học sinh giỏi thành phố của trường đã tăng, tỉ lệ học sinh đỗ tốt nghiệp cao hơn những năm học trước. 29 1.5.1.5. Một số thành tựu đã đạt được Trong nhiều năm tỷ lệ học sinh đỗ đại học và cao đẳng của trường đạt trên 35%, đặc biệt năm học 2012-2013 tỷ lệ học sinh đỗ đại học và cao đẳng của trường đạt trên 50% và được Bộ giáo dục và đào tạo xếp thứ 759 trên 2000 trường PTTH trên cả nước. Nhiều em đạt giải cao trong các kỳ thi học sinh giỏi, sau khi tốt nghiệp các trường cao đẳng, đại học đã trở lại địa phương để phục vụ cống hiến cho quê hương mình. Với điều kiện các em ở vùng sâu vùng xa, kinh tế khó khăn, các em được cấp học bổng. Nhà trường sử dụng số tiền học bổng đó để tổ chức nấu ăn phục vụ học sinh (số tiền học bổng vào khoảng 12.000đ/ngày). Tuy đời sống vật chất còn gặp nhiều khó khăn nhưng phần lớn các em đều học giỏi, chăm ngoan, có ý thức kỷ luật tốt. Năm 2005 trường được công nhận là trường chuẩn Quốc gia. 1.5.2. Thực trạng việc dạy và học vật lý ở trường PT Nội Trú Đồ Sơn 1.5.2.1. Thực trạng chung về dạy và học vật lý trong những năm qua Qua tìm hiểu thực tế dạy và học của trường PTNT Đồ Sơn chúng tôi nhận thấy rằng: * Về phía giáo viên: Phần lớn vẫn sử dụng phương pháp dạy học truyền thống, chưa có sự đổi mới sáng tạo trong giảng dạy. Trong nhiều tiết dự giờ chúng tôi thấy: GV khi giảng dạy có đặt câu hỏi cho học sinh nhưng chất lượng câu hỏi chưa cao, đơn giản, ít câu hỏi mang tính định hướng cho học sinh. Bên cạnh đó, một số câu hỏi lại quá khó, do đó không tạo được cơ hội cho học sinh tích cực suy nghĩ và giải quyết vấn đề cơ bản trong môn học. Trong giờ học GV rất ít sử dụng thí nghiệm để giới thiệu và chứng minh kiến thức mới. 100% GV được hỏi ý kiến họ cho biết các thầy cô ít cho HS làm thí nghiệm trên lớp khi nghiên cứu bài mới với các lí do: 30 - Không có hoặc dụng cụ thí nghiệm thiếu đồng bộ hoặc bị hỏng - Một số dụng cụ thí nghiệm cồng kềnh, lắp ráp mất nhiều thời gian làm thời gian giảng bài bị hạn chế. Hầu hết GV đều có nhận xét: giờ học Vật lí nếu kết hợp được thí nghiệm, biết cách tổ chức tình huống học tập thì sẽ kích thích được sự say mê, hứng thú, sáng tạo của học sinh. Song do những khó khăn nêu trên một phần do GV và HS đã quen nếp học cũ nên GV chỉ cần cho HS quan sát một số thí nghiệm đơn giản, một số dụng cụ trực quan còn chủ yếu GV vẽ hình lên bảng rồi mô tả và giải thích cho HS. * Về phía học sinh. + Đa số học sinh được hỏi cho rằng ít hoặc chưa có hứng thú học môn Vật Lý. + Một số khác cho rằng học vật lí chỉ để thi đại học nên chỉ chú ý vào học thuộc lí thuyết, cố gắng làm nhiều bài tập là đủ. + Rất ít học sinh có hứng thú học tập thực sự vì ý nghĩa thiết thực của môn Vật Lý. + Nhìn chung học sinh chưa hăng hái, hứng thú trong giờ học vật lí, ngại bày tỏ quan điểm, chính kiến của mình + Cách thức học vật lí của học sinh trong trường chủ yếu học theo vở ghi là chính. + Học sinh cho rằng vật lí là một môn học khó và trừu tượng; về lý thuyết đòi hỏi phải hiểu rõ bản chất của hiện tượng, không chỉ học thuộc lòng. Về bài tập thì yêu cầu phải có khả năng phân tích, tổng hợp, lập luận, biến đổi toán học phức tạp... + Khả năng tự học, mức độ tích cực, tự lực trong việc học tập môn Vật lý còn nhiều hạn chế. Năng lực tư duy lôgic, phân tích, tổng hợp, khái quát hoá kiến thức còn ở mức thấp. 31 + Thông qua công tác dự giờ chúng tôi thấy đa số HS quen thụ động nghe giảng, chăm chú ghi chép những kiến thức trên bảng, ít suy nghĩ, khả năng diễn đạt trình bày còn yếu. * Xét về phương pháp học tập: Phần nhiều học sinh nội trú rất chịu khó học tập song hầu hết chưa có phương pháp hợp lí, khoa học. Học sinh còn học một cách thụ động, nghe giảng, còn rụt rè, nhút nhát, ít trao đổi với thầy cô bạn bè, ghi nhớ, ít có đề xuất tham gia vào quá trình tìm kiếm lĩnh hội kiến thức. + Học sinh nặng về học thuộc lòng, chưa biết tìm đến bản chất Vật lý và xác định trọng tâm vấn đề cần nghiên cứu. Khả năng tự học của học sinh còn yếu, chưa biết cách tự nghiên cứu thong qua sách và tài liệu tham khảo. Nói chung đại đa số học sinh chưa biết phân bổ thời gian hợp lí, không biết lập kế hoạch học tập. Chúng tôi cho rằng, chương “Dao động cơ” gồm những kiến thức rất quan trọng của chương trình Vật lí lớp 12. Kiến thức chương này có thể giúp cho việc nghiên cứu các chương Sóng cơ, dao động và sóng điện từ, dòng điện xoay chiều. Đồng thời giúp học sinh hiểu được các loại dao động và ý nghĩa của nó trong đời sống. 1.5.3. Điều tra thăm dò tình hình dạy và học chương “Dao động cơ” Vật lý 12 ban cơ bản ở trường PT Nội Trú Đồ Sơn Chúng tôi cho rằng, chương “Dao động cơ” gồm những kiến thức rất quan trọng của chương trình Vật lí lớp 12. Kiến thức chương này có thể giúp cho việc nghiên cứu các chương Sóng cơ, dao động và sóng điện từ, dòng điện xoay chiều. Đồng thời giúp học sinh hiểu được các loại dao động và ý nghĩa của nó trong đời sống. Việc tìm hiểu về phương pháp dạy của giáo viên và học của học sinh đối với chương “Dao động cơ” là một trong những vấn đề quan trọng phục vụ cho mục tiêu nghiên cứu của đề tài. 32 Trên cơ sở đó phát hiện những khó khăn, sai lầm phổ biến ở học sinh cũng như thực tế giảng dạy của giáo viên hiện nay. Qua đó tìm các giải pháp khắc phục và có cơ sở để tổ chức định hướng học tập cho học sinh, sao cho phù hợp với đối tượng đồng thời nâng cao hơn chất lượng, hiệu quả dạy học. Để tìm hiểu tình hình thực tiễn dạy và học chương “Dao động cơ” vật lí 12 ban cơ bản ở trường PTNT Đồ Sơn chúng tôi sử dụng phương pháp điều tra qua phiếu điều tra ý kiến của giáo viên và học sinh. Mục đích điều tra là để tìm hiểu những khó khăn, vướng mắc đã gặp phải của học sinh khi sử dụng câu hỏi trắc nghiệm trong việc học chương “Dao động cơ” vật lí 12 chương trình cơ bản, để có cơ sở xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm phù hợp với đối tượng học sinh Nội Trú. Nội dung phiếu điều tra như sau: Phiếu điều tra học sinh STT Nội dung câu hỏi Theo em câu hỏi trắc nghiệm vật lý các Câu 1 thầy cô đưa ra có phù hợp với kiến thức vật lý mà em cần học không? Trong khi làm các câu hỏi trắc nghiệm Câu 2 vật lý nói chung, em thấy có phù hợp với năng lực và kiến thức của bản thân mình không? Hiện tại các em đã học chương “Dao động cơ” vật lý lớp 12, các em có thấy Câu 3 những câu hỏi trắc nghiệm được đưa ra ở chương học này phù hợp với năng lực 33 Ý kiến học sinh Ghi Có chú Không và kiến thức của bản thân không? Lượng kiến thức các câu hỏi trắc Câu 4 nghiệm chương “Dao động cơ” mà em đã thu nhận có vận dụng được vào các chương học tiếp theo? Câu 5 Việc vận dụng đó có thuận lợi? Khi làm bài tập trắc nghiệm chương “Dao động cơ” lớp 12 ban cơ bản, Câu 6 em thấy bản thân đã gặp khó khăn gì? Cần phải thay đổi vấn đề gì? Ý kiến đề xuất của các em như thế nào trong việc học chương “Dao động cơ” lớp 12 ban cơ bản. Phiếu điều tra giáo viên. STT Nội dung câu hỏi Ý kiến học sinh Có Câu 1 Trong quá trình giảng dạy vật lý các thầy cô nhận thấy học sinh có hứng thú với môn học không? Câu 2 Khi giảng dạy vật lý, lượng câu hỏi trắc nghiệm và lượng kiến thức trong từng câu hỏi trắc nghiệm thầy cô đưa ra có phù hợp với các em học sinh không? Câu 3 Tài nguyên câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” lớp 12 ban cơ bản hiện nay mà thầy cô đưa ra có phù hợp với đối tượng học sinh của thầy cô đang giảng dạy hay không? 34 Không Ghi chú Câu 4 Lượng kiến thức chương “Dao động cơ” trong các câu hỏi trắc nghiệm đó có vận dụng được ở các chương học tiếp theo không? Câu 5 Việc vận dụng đó theo thầy cô có thuận lợi với các em không? Câu 6 Khi giảng dạy chương “Dao động cơ” lớp 12 ban cơ bản thầy cô thấy khó khăn gì? Ý kiến đề xuất của Thầy cô giáo giảng dạy môn vật lý? Thông qua điều tra 96 HS và 18 GV Vật lí ở trường PTNT Đồ Sơn và một số trường PTDTNT chúng tôi thu được một số kết quả sau: Kết quả điều tra học sinh STT Nội dung câu hỏi Ý kiến học sinh Có Không 1 Câu 1 50(52,08%) 46(47,92%) 2 Câu 2 73(76,04%) 23(23,96%) 3 Câu 3 75(78,13%) 21(21,87%) 4 Câu 4 90(93,75%) 6(6,25%) 5 Câu 5 60(62,5%) 36(37,5%) Ghi chú + Đa số học sinh cảm thấy khó khăn khi giải nhanh các câu hỏi trắc nghiệm vật lý. Bản chất 6 Câu 6 sự vật hiện tượng vật lý khó hiểu, trừu tượng. + Khi giảng dạy thầy cô cần giảng chị tiết hơn về các hiện tượng vật lý để các em hiểu hơn trọng tâm vấn đề cần giải quyết. 35 Kết quả điều tra giáo viên STT Nội dung câu hỏi Ý kiến giáo viên Có Không 1 Câu 1 5(27,78%) 13(72,22%) 2 Câu 2 18(100%) 0(0%) 3 Câu 3 15(83,33%) 3(16,67%) 4 Câu 4 16(88,89%) 2(11,11%) 5 Câu 5 18(100%) 0(0%) Ghi chú + Học sinh tập trung kém trong quá trình học tập vật lý. Chưa có ý thức tự giác làm bài tập. 6 Câu 6 + Số tiết bài tập còn ít so với lượng kiến thức lý thuyết trong SGK. + Cần tăng số tiết bài tập hơn nữa. + Công tác quản lý học sinh cần chặt chẽ hơn. Thông qua các phiếu điều tra thăm dò ý kiến học sinh và phiếu thăm dò ý kiến của các Thầy cô giáo dạy vật lý ở các trường PTDTNT cho phép nhận định rằng: * Về tình hình giảng dạy của giáo viên: - Phương pháp dạy chủ yếu của GV vẫn là truyền thụ một chiều, trong đó hình thức hoạt động chủ yếu của GV vẫn là thông báo, giảng giải nhấn mạnh nội dung quan trọng để HS ghi nhớ. Trong giờ dạy cũng có một số GV đã tìm cách tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS với những câu hỏi phát vấn yêu cầu HS suy nghĩ giải quyết, nhưng phần lớn những câu hỏi đó ít đòi hỏi ở HS sự phân tích, suy luận, tìm tòi mà chỉ chủ yếu yêu cầu ở HS sự tái hiện kiến thức nên chưa phát huy được tính tích cực của HS cũng như ít có tác dụng đối với sự phát triển tư duy của HS. 36 * Tình hình học tập của học sinh: - Trong giờ học học sinh rất ít phát biểu ý kiến xây dựng bài, hầu như không tham gia vào quá trình nghiên cứu, xây dựng kiến thức mới. Chủ yếu các em vẫn quen với cách học ngồi trật tự nghe giảng, GV đọc cho các em ghi chép. Các câu phát biểu trong giờ học phần lớn là các câu có nội dung nặng về tái tạo. Đây chính là một nguyên nhân làm cho HS lười suy nghĩ, thụ động tiếp thu kiến thức mà chủ yếu thông qua hoạt động ghi nhớ, tái hiện, do đó các em tỏ ra rất lúng túng khi vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các bài toán cơ bản trong chương. * Những khó khăn phổ biến khi học chương “Dao động cơ”: - Học sinh có thể nhớ các công thức Vật Lý, nhưng không hoặc chưa hiểu bản chất của hiện tượng vật lý nên gặp nhiều khó khăn khi áp dụng để giải bài tập. - Học sinh thụ động nghe và ghi, không tích cực tham gia tìm hiểu bài mới. - Kiến thức chương “Dao động cơ” hầu hết là kiến thức mới về các loại dao động, con lắc dao động nên học sinh khó hình dung và khó áp dụng để giải bài tập vật lí mang tính trừu tượng. - Với hình thức thi trắc nghiệm học sinh rất hay quên và nhầm lẫn đơn vị của các đại lượng, nhầm lẫn các loại dao động do không hiểu rõ bản chất của chúng. - Nói chung học sinh còn yếu về nhiều kiến thức toán học đặc biệt là khả năng tổng hợp véc tơ, cộng véc tơ còn chưa nắm rõ. - Kĩ năng giải bài tập của học sinh yếu và phụt huộc quá nhiều vào máy tính cầm tay. * Sơ bộ nhận định về nguyên nhân những khó khăn, sai lầm của học sinh: - Về học sinh: Học tập thụ động, ghi nhớ máy móc, ít tự lực suy nghĩ tìm giải pháp để giải quyết các vấn đề trong học tập nên hiểu không kĩ, chóng quên. - Về giáo viên: chậm đổi mới về phương pháp giảng dạy, ít tạo được tình huống gây sự chú ý, lôi cuốn, kích thích hứng thú học tập của HS. Phần lớn GV dạy 37 chay không có đồ dùng minh hoạ, thí nghiệm khảo sát, chứng minh...nên HS khó hiểu và không nhớ được. * Điều tra cơ sở vật chất phục vụ dạy và học: Cơ sở vật chất còn thiếu thốn khá nhiều, không đảm bảo cho việc dạy và học theo tinh thần đổi mới của ngành. Qua điều tra việc sử dụng SGK và sách tham khảo của giáo viên và học sinh chúng tôi thấy như sau: Với giáo viên: Sách giáo khoa và sách giáo viên nhìn chung là đủ, hầu hết trường đều có thư viện và phòng đọc nhưng lượng đầu sách nghèo nàn, giáo viên chủ yếu dùng SGK, SBT và SGV để soạn giảng. STK ít dùng hơn lí do là trong thư viện nhà trường có nhưng chủ yếu là để ở phòng đọc thư viện (các đầu sách chưa nhiều, chủng loại còn ít). GV ngại mất thì giờ lên đọc. Với học sinh: Sách GK, SBT tương đối đầy đủ. Tuy nhiên phần lớn là các tài liệu cũ, chưa cập nhật. HS có thể lên thư viện đọc các tài liệu tham khảo vào các buổi chiều thậm chí cả vào ngày nghỉ. Qua tìm hiểu thực tế cho thấy số học sinh tự giác lên thư viện tìm tài liệu học tập chưa nhiều những cũng có một số em tự mua thêm STK phục vụ cho việc học tập. Khi trao đổi với học sinh là các đối tượng điều tra thì chúng tôi được biết: - SGK, SBT nhà trường có thể cho mượn mỗi em một bộ. - Đối với STK, chỉ có một số em học khá, giỏi hoặc những em yêu thích môn học thì thường xuyên mượn, tìm mua và sử dụng. - Một số em khác cho rằng ở những lớp dưới tài liệu tham khảo chưa cần thiết vì thi đại học chủ yếu là chương trình lớp 12 nên khi học lớp 12 mới cần. 1.5.4. Hướng khắc phục khó khăn trong việc dạy và học vật lý ở trường PT Nội Trú Đồ Sơn * Về phía giáo viên: 38 + Phải dành thời gian đầu tư cho việc soạn giáo án với những mục tiêu cụ thể, rõ ràng, biết tổ chức định hướng cho học sinh học tập, tổ chức cho học sinh hoạt động, kích thích hứng thú học tập, lôi cuốn học sinh vào quá trình học tập một cách tích cực, tự giác. Trong mỗi bài học phải có sự liên hệ phần kiến thức đã học với phần kiến thức cần xây dựng để học sinh nắm được một cách liên tục, có hệ thống. + Cần quan tâm, sử dụng có hiệu quả dồ dùng, thiết bị dạy học, tổ chức cho học sinh, quan sát, làm thí nghiệm rồi tự rút ra kết luận dưới sự định hướng, giúp đỡ của giáo viên . + Cần quan tâm rèn luyện cho học sinh thói quen làm việc độc lập, có kĩ năng suy luận lôgic vật lí, rèn luyện ngôn ngữ Vật lí trong quá trình dạy học. * Về phía nhà trường: Cần quan tâm đặc biệt tới việc đổi mới phương pháp dạy và phương pháp học. Trang bị những thiết bị, đồ dùng dạy học một cách tốt nhất có thể. Tạo điều kiện tốt nhất cho giáo viên thường xuyên được tham gia các lớp tập huấn về đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ. Đặc biệt là: cần phải xây dựng một hệ thống câu hỏi trắc nghiệm phù hợp với những đặc điểm riêng của trường với trình độ chung của học sinh mà vẫn đảm bảo chất lượng do bộ GD & ĐT quy định. Đó cũng là mục đích nghiên cứu của đề tài cần thực hiện. 39 Tiểu kết Chương 1 Chúng tôi đã trình bày tóm tắt những nét cơ bản về cơ sở lý luận của phương pháp trắc nghiệm đặc biệt là những câu hỏi phục vụ cho các đề thi trắc nghiệm. Những ưu, nhược điểm của phương pháp trắc nghiệm cũng được làm rõ đồng thời cũng trình bày phương pháp đánh giá quá trình kiểm tra trắc nghiệm. Mối quan hệ giữa phương pháp trắc nghiệm với quá trình dạy và học cũng được phân tích thông qua một số ví dụ cụ thể. Để có cơ sở và luận cứ xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm cho việc dạy môn vật lý ở trường PTNT Đồ Sơn, Hải Phòng, chúng tôi đã tìm hiểu kĩ những cơ sở thực tiễn ở trường. Các đặc điểm riêng của trường cũng được phân tích, đánh giá một cách khách quan. Trên cơ sở điều tra bằng “phiếu điều tra” ý kiến giáo viên và học sinh chúng tôi đã phân tích, đánh giá và tìm hướng khắc phục khó khăn. Một trong những vấn đề quan trọng nhất là phải xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm phù hợp với những đặc điểm chung của học sinh nội trú đồng thời cũng đảm bảo trách nhiệm theo yêu cầu của bộ GD&ĐT. Chúng tôi giới hạn vấn đề nghiên cứu của đề tài trong chương “Dao động cơ” sẽ được trình bày chi tiết ở chương 2. 40 CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÝ 12 CHO HỌC SINH NỘI TRÚ 2.1. Nội dung kiến thức chương “Dao động cơ” 2.1.1. Cấu trúc chương Chương “Dao động cơ” vật lý 12 cơ bản có cấu trúc gồm 6 bài với thời lượng là 11 tiết trong đó có 7 tiết lý thuyết, 2 tiết bài tập và 2 tiết thực hành. - Bài 1: Dao động điều hòa - Bài 2: Con lắc lò xo - Bài 3: Con lắc đơn - Bài 4: Dao động tắt dần - Bài 5: Tổng hợp dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fresnel. - Bài 6: Thực hành: Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn. Phân bố nội dung kiến thức chương “Dao động cơ” Bài Tiết 1 Tiết 1, 2 Nội dung kiến thức Dao động điều hòa Tiết 3 Bài tập 2 Tiết 4 Con lắc lò xo 3 Tiết 5 Con lắc đơn Tiết 6 Bài tập 4 Tiết 7 Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức 5 Tiết 8 Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fresnel Tiết 9 Bài tập 6 Tiết 10, 11 Thực hành: Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn 41 2.1.2. Vị trí và vai trò chương “Dao động cơ” trong chương trình Vật lý lớp 12 2.1.2.1. Vị trí - Chương “Dao động cơ” là chương thứ nhất trong chương trình vật lý 12 cơ bản (đối với chương trình nâng cao đó là chương thứ hai). Đây là chương đầu tiên đưa ra khái niệm dao động điều hòa làm kiến thức cơ sở để nghiên cứu các kiến thức của các chương tiếp theo như: sóng cơ, dao động và sóng điện từ, điện xoay chiều, quang lý…v.v - “Dao động cơ” có nội dung khoa học mang tính kế thừa kiến thức của các chương “Động lực học chất điểm”, “Các định luật bảo toàn”, “ Động lực học vật rắn” và những kiến thức về toán học như các hàm lượng giác, đồ thị …...góp phần làm sâu sắc thêm kiến thức của chương này. 2.1.2.2. Vai trò. - Khảo sát dao động điều hòa – Tìm hiểu các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hòa: biên độ, tần số, pha, pha ban đầu, li độ, vận tốc, gia tốc. - Khảo sát dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức. - Tống hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. 2.2. Phân tích nội dung kiến thức trong chương “Dao động cơ” vật lý 12 ban cơ bản 2.2.1. Các khái niệm cơ bản 2.2.1.1. Dao động Dao động là sự lặp đi lặp lại nhiều lần một trạng thái của một vật nào đó. Trong cơ học, dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân bằng. Đó là những đèn chùm đong đưa, chiếc thuyền nhấp nhô tại nhổ neo và các pittông lên xuống trong động cơ ô tô. Đó là dây đàn ghi ta rung động, trống, chuông, màng rung trong máy điện thoại và các hệ micrô và tinh thể thạch anh trong đồng hồ đeo tay. Dao động không chỉ khu 42 trú trong các vật thể vật chất. Ánh sáng, sóng vô tuyến, tia X, tia Gamma cũng là chuyển động dao động. 2.2.1.2. Dao động tuần hoàn Trong thiên nhiên, đời sống và trong kỹ thuật, ta thường gặp nhiều hiện tượng lặp đi lặp lại một cách tuần hoàn, nghĩa là cứ sau một khoảng thời gian xác định, trạng thái lặp lại như cũ. Đó là dao động tuần hoàn. Dao động tuần hoàn là hiện tượng cứ sau một khoảng thời gian xác định trạng thái dao động được lặp lại như cũ. 2.2.1.3.Tần số dao động Đây là một tính chất quan trọng của chuyển động dao động, là số dao động được hoàn thành sau mỗi giây. Kí hiệu: f Đơn vị SI là Héc (kí hiệu Hz) trong đó: 1Hz = 1 dao động trong một giây = 1 (s-1) 2.2.1.4. Chu kỳ dao động Chu kì của dao động điều hòa là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. Tức là: T= (s) (2.1) 2.2.1.5. Dao động điều hòa a. Khái niệm Quan niệm 1: Dùng hàm điều hòa để định nghĩa: “Dao động điều hòa là chuyển động của một vật mà li độ biến đổi theo định luật dạng sin hay cosin theo theo thời gian, trong đó A, ω, φ là những hằng số”. x  A cost    (2.2) Hoặc x  A sin t    (2.3) Quan niệm 2: Dùng biểu thức của lực hồi phục để định nghĩa: 43 “ Chuyển động điều hòa đơn giản là chuyển động thực hiện bởi một hạt có khối lượng m, dưới tác dụng của một lực tỉ lệ với li độ của hạt nhưng trái dấu” F  kx (2.4) Quan điểm 3: Dùng phương trình vi phân để định nghĩa dao động điều hòa: x ''   2 x (2.5) Hay x ''  2 x 0 (2.6) “ Dao động điều hòa của một vật là dao động trong đó gia tốc của vật: + Luôn hướng về vị trí cân bằng + Tỉ lệ với li độ từ vị trí cân bằng” b. Phương trình dao động của con lắc lò xo Có hai cách để thiết lập phương trình dao động điều hòa: theo phương pháp động lực học và theo phương pháp năng lượng. Để đơn giản ta xét chuyển động của con lắc lò xo. Xét chuyển động của vật nặng trong con lắc lò xo nằm ngang. Con lắc lò xo gồm một vật nặng gắn vào đầu một lò xo có khối lượng không đáng kể, đầu kia của lò xo cố định.Vật chuyển động trên mặt nằm ngang không ma sát và chú ý con lắc dao động trong giới hạn đàn hồi của lò xo.  Theo phương pháp động lực học Chọn trục Ox như hình vẽ, gốc O ứng với vị trí cân bằng (VTCB). Tọa độ x của vật tính từ VTCB gọi là li độ (Hình 2.1a).   Ở VTCB, vật chịu tác dụng của trọng lực P và phản lực N cân bằng nhau. Kéo (hoặc nén) vật từ VTCB một đoạn x rồi thả nhẹ vật. Lúc này vật chịu  tác dụng tác dụng thêm lực đàn hồi Fdh (Hình 2.1b). Theo định luật II Niuton (Newton): = =m 44 (2.7)  N Chiếu lên trục Ox, ta có -kx = ma m v0 k (2.8) Vì gia tốc của vật là đạo hàm bậc 1 theo O VTCB vận tốc và là đạo hàm bậc 2 của li độ nên ta viết lại: k mx’’ = -kx hay là x’’ + x=0  P  Fdh  N  Fdh (2.9b)  x  N b (2.9a) k Đặt a  P c = Phương trình trở thành: x’’ + x=0  Hình 2.1. ThiếtPlập phương trình dao (2.10) động của con lắc lò xo theo phương pháp động lực học. Phương trình này gọi là phương trình động lực học của dao động. Đây là phương trình vi phân tuyến tính hạng hai thuần nhất. Do phải lấy tích phân hai lần nên nghiệm của phương trình chứa hai hằng số tùy ý. Theo lý thuyết phương trình vi phân thì nghiệm tổng quát của phương trình (2.10) có dạng: x  A sin t  A cos t 1 2 (2.11) trong đó A1 và A2 là hai hằng số tùy ý, dù A1 và A2 có giá trị nào thì biểu thức (2.11) cũng nghiệm đúng phương trình vi phân (2.10). Nếu biết được giá trị của hàm x và đạo hàm theo thời gian x’ của nó tại thời điểm ban đầu : t  0, x  x0 x '  x ' 0 (2.12) thì có thể xác định A1 và A2. Biểu thức (2.12) gọi là điều kiện ban đầu của (2.10). Từ điều kiện ban đầu và biểu thức (2.11) của nghiệm tổng quát ta xác định được giá trị của các hằng số A1 và A2. 45 Cho t = 0, từ phương trình (2), ta có : x  x0 (2.13) Lấy đạo hàm của (2) theo thời gian : x’ = ωA1cosωt - ωA2sinωt (2.14) Cho t = 0 trong phương trình (5): 1 x ' 0   A hay 1  x ' 0 1  (2.15) Nghiệm (2.11) với các giá trị của A1 và A2 đã được xác định gọi là nghiệm riêng của phương trình (2.10) với điều kiện ban đầu (2.12). Nghiệm tổng quát của (2.11) có thể viết dưới dạng : x = Acos(ωt + φ) (2.16) trong đó các hằng số tùy ý là A, φ. Hai biểu thức ở vế phải của (2.11) và (2.16) là trùng nhau với mối liên hệ giữa các hằng số tùy ý như sau: A12  A22 (2.17) A   arctan( 1 ) (2.18) A A2 Với điều kiện ban đầu ta cũng xác định giá trị của các hằng số tương tự như trên. Cũng có thể tính A và φ theo (7) và (8): x '2 2 (2.19) x ' 0  )  x0 (2.20) A  x 2 0    arctan( Biểu thức ở vế phải của (2.16) với các hằng số A, φ đã xác định theo (2.19) và 2.20) với điều kiện ban đầu (2.12). Đó là biểu thức của một dao động điều hòa có biên độ A và pha ban đầu φ, hai đại lượng này phụ thuộc vào cách kích thích 46 ban đầu, tức là vào điều kiện ban đầu, tần số góc của dao động đã có giá trị xác định trong (2.10). Trong từng trường hợp cụ thể ω có biểu thức xác định, chỉ phụ thuộc vào hệ dao động. Như vậy, các dao động của một hệ có cùng một tần số góc ω và có biên độ A, pha ban đầu φ phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu.  Theo phương pháp năng lượng Vì vật dao động dưới tác dụng của lực đàn hồi là lực thế cho nên cơ năng của nó được bảo toàn. Động năng của vật: Wđ = mv2 (2.21) kx2 (2.22) Thế năng của vật: Wt = Cơ năng của vật: W = Wđ+ Wt = mv 2+ kx2 (2.23) Vì W = const nên lấy đạo hàm bậc 1 hai vế theo t mv.v’+kx.x’=0 (2.24) mà v = x’, a = v’= x’’ nên viết lại hay mv.x’’ + kx.v = 0 (2.25a) mx’’ + kx =0 (2.25b) x’’ + (2.25c) x=0 Vậy phương trình này là phương trình dao động của con lắc lò xo, có dạng là phương trình vi phân bậc 2 nên nghiệm của nó có dạng x = Acos(ωt + φ) sau khi giải tương tự như phần trên đã trình bày. * Trên đây chỉ xét trường hợp con lắc lò xo nằm ngang, nhưng đối với các trường hợp như con lắc đơn, con lắc vật lý, con lắc lò xo thẳng đứng…..với các 47 điều kiện như con lắc dao động với góc nhỏ hay bỏ qua ma sát, vẫn chứng minh được phương trình dao động của con lắc là như phương trình (2.11) hay nói cách khác là vật dao động điều hòa. c. Các đại lượng đặc trưng - Li độ: Là độ lệch của vật so với vị trí cân bằng. Biểu thức li độ của vật dao động điều hòa: x  A cost    (2.26) ( x và A cùng đơn vị ) Vì vật dao động theo hướng này rồi lại sang hướng kia, nên x biến thiên giữa x = A và x = -A -Vận tốc, gia tốc của dao động điều hòa: Trong dao động điều hòa vận tốc và gia tốc được xác định như sau: Với biểu thức (2.26) x  A cost    thì vận tốc và gia tốc lần lượt có dạng: v = x’ = - A sin( a = v’ = x’’ = - A )=A sin( (2.27) )=-A x (2.28) a b c Hình 2.2: Đồ thị của li độ (a), vận tốc (b) và gia tốc (c) phụ thuộc thời gian. 48 Từ hình 2.2 ta thấy x dao động giữa A và – A (hình 2.2a) , vx dao động giữa ωA và –ωA (hình 2.2b), ax dao động giữa ω2A và - ω2A(hình 2.2c). Do đo tốc độ cực đại của một vật dao động là vmax = ωA và gia tốc cực đại của một vật dao động là amax = ω2A. Từ các biểu thức vx và ax, ta thấy vx sớm pha so với x là 900 , ax sớm pha so với x 1800 . Từ biểu thức ax ta thấy rằng “Đối với mỗi vật bất kì dao động điều hòa, gia tốc và li độ luôn luôn ngược hướng nhau và có độ lớn tỉ lệ nhau”. Trong các biểu thức nêu trên A được gọi là biên độ của dao động điều hòa. - Biên độ: Là li độ cực đại của vật dao động điều hòa. Biên độ A luôn luôn dương và có cùng đơn vị với li độ x. - Pha dao động. Độ lệch pha. Trong phương trình (2.26), đại lượng ( ) được gọi là pha của dao động. Là đại lượng xác định trạng thái của quá trình dao động tại mỗi điểm. Cần chú ý rằng: Khái niệm pha là một khái niệm khó đối với học sinh phổ thông. Điều đó một phần là do trong các tài liệu sách giáo khoa, nội dung của khái niệm đó chưa được giải thích một cách đầy đủ.Việc đưa khái niệm pha của dao động trên cơ sở so sánh dao động với chuyển động của một vật trên một đường tròn đã trở thành cách làm truyền thống. Ở đây pha của dao động xuất hiện dưới dạng xuất hiện dưới dạng góc quay của bán kính vectơ của một vật chuyển động tròn đều, một hình ảnh khá rõ ràng và dễ quan niệm. Tuy nhiên theo quan điểm đó, khái niệm pha trong nhận thức của học sinh gắn với chuyển động tròn nhiều hơn là gắn với dao động. Ở đây học sinh khó nhận thức được một cách đầy đủ rằng : pha là một đại lượng đặc trưng cho quá trình dao động. Do vậy khi dạy phần này, chú ý cho học sinh liên hệ lại với phần chất khí ở lớp 10: trạng thái một khối khí được đặc 49 trưng bởi các đại lượng: áp suất, thể tích, nhiệt độ. Tương tự như vậy, pha cũng là một đại lượng đặc trưng cho trạng thái dao động của vật. Tuy nhiên, đại lượng pha dao động lại không quan trọng bằng hiệu số pha hay còn gọi là độ lệch pha. Xét hai dao động điều hòa có phương trình lần lượt như sau: = và (2.29) Độ lệch pha được xác định bằng hiệu số pha ban đầu của hai dao động: (2.30) Dao động nào có pha ban đầu lớn hơn thì gọi là sớm pha hơn dao động kia hay có thể nói dao động có pha ban đầu nhỏ hơn thì gọi là trễ pha hơn dao động kia. Nếu = 2k thì nói hai dao động cùng pha, còn nếu = 2k thì nói hai dao động ngược pha nhau. Độ lệch pha có ý nghĩa rất lớn trong dao động, sóng cơ, quang lý… Đại lượng trong Hình 2.26 là pha ban đầu của dao động. Nó đặc trưng cho trạng thái ban đầu của dao động (thời điểm t = 0). - Tần số góc: Kí hiệu là có đơn vị (rad/s) Tần số góc là tốc độ biến đổi của góc pha. Biểu thức liên hệ của với T và f: (2.31) 2.2.2. Các loại con lắc Đối với các con lắc, khảo sát về mặt động học để chứng tỏ rằng con lắc dao động điều hòa qua việc thiết lập phương trình dao động của nó. Biết được rằng trong quá trình dao động, các con lắc chỉ chịu tác dụng của lực thế thì cơ năng được bảo toàn, nhưng nếu khảo sát về mặt năng lượng lại cho biết động năng và thế năng phụ thuộc vào thời gian. 50 2.2.2.1. Con lắc lò xo a. Định nghĩa Con lắc lò xo gồm một vật nặng khối lượng m gắn vào đầu một lò xo độ cứng k có khối lượng không đáng kể, đầu kia của lò xo cố định. Vật nặng dao động không ma sát quanh vị trí cân bằng. (Hình 2.3) Hình 2.3. Con lắc lò xo b. Khảo sát về mặt động lực học Nội dung này đã trình bày trong mục 2.2.1.5. Chú ý ở đây đối với con lắc lò xo thì tần số góc được xác định (2.32) Từ đó xác định được chu kỳ dao động của con lắc lò xo T= (2.33) Trong đó k : độ cứng của lò xo (N/m). m : khối lượng của vật treo vào con lắc (kg). Lưu ý: Lực F trong biểu thức (2.7) là lực phục hồi (hay lực kéo về). Trong trường hợp con lắc nằm ngang thì lực phục hồi là lực đàn hồi. Vậy hãy phân biệt lực đàn hồi và lực phục hồi. - Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi vật bị biến dạng, chống lại sự biến dạng đó, có xu hướng đưa vật trở lại trạng thái không biến dạng. - Lực phục hồi là lực (hoặc hợp lực) khi vật bị biến dạng, có xu hướng kéo vật trở lại vị trí cân bằng, có chiều hướng về vị trí cân bằng. Vậy đối với con lắc lò xo treo thẳng đứng thì lực phục hồi đàn hồi và trọng lực. c. Khảo sát theo phương pháp năng lượng Cho vật dao động điều hòa với phương trình : 51 là hợp lực của lực x  A cost    (2.34) Dao động là một dạng chuyển động cơ, vì vậy năng lượng dao động cơ E cho bởi: WW W đ t (2.35) - Thế năng của con lắc lò xo tại thời điểm t: Wt  1 2 1 2 kx  kA cos 2 t    2 2 (2.36) - Động năng của con lắc lò xo tại thời điểm t: Wd  1 2 1 mv  m 2 A2 sin 2 t    2 2 (2.37) - Cơ năng của con lắc W  Wt  Wd 1 m 2 A2 cos 2 (t   )  sin 2 (t   )  2 1  m 2 A2 2 1  kA2  const 2  (2.38) Phương trình 2.38 cho thấy rằng: - Cơ năng của con lắc dao động điều hòa là không đổi. - Có sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng, thế năng tăng thì động năng giảm và ngược lại. - Cơ năng tỉ lệ với bình phương biên độ của dao động. 2.2.2.2. Con lắc đơn a. Định nghĩa: Con lắc đơn gồm vật nặng có kích thước nhỏ, có khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây mềm không giãn có độ dài  và có khối lượng không đáng kể. 52 C C l M A B α M O Hình 2.4. Con lắc đơn O + Hình 2.5: Khảo sát chuyển động của con lắc đơn. b. Khảo sát con lắc đơn theo phương pháp động lực học Xét con lắc đơn có toàn bộ khối lượng tập trung vào một đầu M và đầu kia (C) được treo cố định (hình 2.4). Từ hình 2.4 cho thấy con lắc chuyển động trên một cung tròn, nên có thể dùng một tọa độ góc và áp dụng động lực học của chuyển động quay để phân tích chuyển động của con lắc. Chọn điểm O là vị trí cân bằng đi qua đầu trên của dây và chiều dương hướng từ trái sang phải. - Vật treo ở vị trí M xác định bởi cung OM = s = l.α, s gọi là li độ cung - Dây treo CM được xác định bởi góc gọi là li độ góc. - Phân tích các lực tác dụng lên vật trong quá trình dao động ta có:  + Trọng lực P có: độ lớn P = m.g có phương thẳng đứng và chiều từ trên xuống  + Lực căng của sợi dây T có: phương trùng với phương của dây, chiều hướng vào tâm C. 53  Trọng lực P được phân thành hai thành phần:   Thành phần Pn theo phương của dây treo CM.   Thành phần Pt theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo OM.   Thành phần Pn của trọng lực và T của dây treo gây tác động làm thay đổi tốc độ của vật. Hợp lực của chúng là lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động trên quỹ đạo tròn.  Thành phần Pt của trọng lực gây ra chuyển động luôn có khuynh hướng kéo vật về vị trí cân bằng O và có giá trị: Pt  mg sin  (2.39a) s  Nếu li độ góc  nhỏ thì tan   sin     , khi đó: (2.39b) (2.40) Hay (2.41) Biết rằng Đặt   nên g gọi là tần số góc của con lắc đơn, thay giá trị  vào phương trình (2.41) ta dược: s"   2 s  0 (2.42) Phương trình này có nghiệm s  S0cos(t   0 ) (2.43) Trong đó: S0   0 là biên độ dao động,  0 là pha ban đầu của dao động. Vậy tần số góc của con lắc đơn (2.44) 54 Chu kì dao động của con lắc đơn: T= (2.45) Tần số dao động của con lắc đơn: f  1 2 g  (2.46) Lưu ý: Như vậy thấy rằng, chu kì và tần số của con lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài dây treo và gia tốc trọng trường. Nhưng chiều dài dây và gia tốc trọng trường lại phụ thuộc vào các yếu tố khác: chiều dài phụ thuộc nhiệt độ, gia tốc trọng trường phụ thuộc độ cao, vĩ độ…nên chu kì của con lắc cũng thay đổi theo các đại lượng trên. c. Khảo sát con lắc đơn theo phương pháp năng lượng * Động năng của con lắc đơn Wd  1 2 mv  mgl (cos a  cos a max ) 2 (2.47) * Thế năng của con lắc đơn Wt = mgh = mgl (1  cos a ) (2.48) W  Wd  Wt = mgl (1  cos a max )  Wd max  Wt max (2.49) * Cơ năng của con lắc đơn Phương trình 2.49 cho thấy cơ năng của con lắc đơn là không đổi. Tóm lại: Trong quá trình dao động điều hòa của con lắc lò xo và con lắc đơn, có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng, khi động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại, nhưng tổng của chúng tức là cơ năng thì được bảo toàn. 55 2.2.3. Các dạng dao động 2.2.3.1. Dao động tự do “Dao động tự do xuất hiện trong trường hợp mà hệ vật lý được đưa ra khỏi trạng thái cân bằng và sau đó tự biến đổi không có tác dụng từ bên ngoài”. Hay có thể định nghĩa “Các dao động mà hệ thực hiện quanh vị trí cân bằng, sau khi hệ được đưa ra khỏi vị trí cân bằng bền bằng một cách nào đó” gọi là dao động tự do. Ví dụ: dao động của con lắc lò xo, con lắc đơn…..Chu kỳ dao động riêng phụ thuộc vào đặc tính của hệ như chu kỳ con lắc lò xo phụ thuộc vào độ cứng của lò xo, khối lượng của vật. 2.2.3.2. Dao động tắt dần a. Khái niệm Trong thực tế, khi khảo sát dao động của một hệ, ta không thể bỏ qua các lực ma sát. Do đó năng lượng của hệ không phải là hằng số mà giảm dần theo thời gian. Kết quả, biên độ giảm dần theo thời gian. Ta nói rằng dao động của hệ là dao động tắt dần. b. Khảo sát dao động tắt dần Ta thiết lập phương dao động tắt dần của con lắc lò xo. Giả sử cho con lắc dao động trong một môi trường chứa đầy dầu nhớt (Hình 2.6). Nếu vận tốc dao dộng của hệ nhỏ thì thực nghiệm chứng tỏ lực cản của môi trường ngược chiều và tỉ lệ với vận tốc của hệ FC  rv (2.50) Trong đó r gọi là hệ số cản của môi trường. Hình 2.6. Dao động tắt dần Lực đàn hồi của lò xo: Fd  kx (2.51) 56 Trong đó k là độ cứng của lò xo Khi đó tổng hợp lực tác dụng lên quả cầu là: (2.52) Viết phương trình động lực học đối với quả cầu: (2.53) Chiếu phương trình một lên chiều chuyển động, ta được ma  rv  kx Hay m (2.54) d 2x dx   kx  r 2 dt dt (2.55) d 2 x r dx k Hay 2   x0 dt m dt m (2.56) k r  02 và  2 m m (2.57) Ta đặt Vậy phương trình (2.56) trở thành: d 2x dx  2  02 x  0 2 dt dt (2.58) Phương trình (2.56) được gọi là phương trình vi phân của dao động tắt dần. Khi 0   thì phương trình (2.48) có nghiệm dưới dạng: x  A0 e  t cos(t   ). (2.59) Đó chính là biểu thức li độ của dao động tắt dần, hằng số  là tần số góc của dao động tắt dần. Công thức liên hệ giữa là:   02   2 (2.60) Khi đó chu kì của dao động tắt dần là T Ta đặt 2   2 02   2 A  A0 e  t (2.61) (2.62) 57 Khi đó A chính là biên độ của dao động tắt dần, ta thấy A giảm dần theo thời gian theo quy luật hàm mũ (2.63)  1  cos(t   )  1 (2.64) (2.64) (2.65)   A0e  t  A0e  t cos(t   )  A0 e  t hay  A0e   t  x  A0e  t Nghĩa là đồ thị của x theo t là một đường cong nằm nội tiếp giữa hai đường cong  A0 e  t , A0 e  t (hình 2.7). Về mặt lí thuyết mà nói, khi t   thì biên độ A giảm đến không. x A cos  A0 e   t O A0 e   t t Hình 2.7. Đồ thị dao động tắt dần 2.2.3.3. Dao động duy trì a. Khái niệm Muốn giữ cho biên độ dao động của vật không đổi mà không làm thay dổi chu kì riêng của nó, người ta dùng một hệ thống nhằm cung cấp cho nó sau mỗi chu kì một phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng tiêu hao do ma sát. Dao động của vật được duy trì theo cách này gọi là dao động duy trì. b. Ví dụ. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì. Với loại đồng hồ cũ dùng dây cót, khi lên dây cót, ta đã tích lũy vào dây cót một thế năng nhât định. Dây cót liên hệ với quả lắc bằng một hệ thống bánh răng và những cơ cấu thích 58 hợp. Mỗi khi con lắc đạt tới li dộ cực đại, sau một nữa chu kì dao động, thì dây cót lại dãn ra một chút và một phần năng lượng của nó qua những cơ cấu trung gian được truyền tới quả lắc. Năng lượng đó đủ để bù lại phần năng lượng tiêu hao do ma sát. Vì vậy quả lắc đồng hồ vẫn tiếp tục dao động lâu dài với tần số và biên độ như cũ. Trong đồng hồ để bàn và đeo tay, con lắc xoắn giữ vai trò của quả lắc đồng hồ treo tường. 2.2.3.4. Dao động cưỡng bức. Khi tác dụng ngoại lực tuần hoàn lên hệ, hệ bắt đầu dao động. Thực nghiệm chứng tỏ rằng trong giai đoạn đầu, dao động của hệ khá phức tạp. Nó là sự tổng hợp của hai dao động: dao động riêng tắt dần dưới tác dụng của nội lực và dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn. Sau một thời gian đủ lớn dao động tắt dần coi như không còn nữa, khi đó dao động của hệ là dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức. Biên độ của dao động cưỡng bức không chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức mà còn phụ thuộc vào cả độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệ dao động. Khi tần số của lực cưỡng bức càng gần với tần số riêng của hệ thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn. 2.2.3.5. Cộng hưởng. Với biên độ F0 của ngoại lực đã cho, khi khảo sát biên độ của dao động cưỡng bức, thấy rằng biên độ A của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số dao động riêng của hệ. Khi tần số của lực cưỡng bức có giá trị gần bằng giá trị tần số riêng của hệ thì biên độ của dao động cưỡng bức càng lớn. Biên độ của dao động cưỡng bức đạt giá trị lớn nhất khi tần số của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động. 59 “Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riềng f0 của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng” Điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng: f = f0 . (2.66) 2.2.4. Tổng hợp dao động. Phương pháp giản đồ Fresnel: 2.2.4.1. Dao động điều hòa và chuyển động tròn đều. Giả sử có một chất điểm M chuyển động tròn đều trên một đường tròn tâm O, bán kính A, theo chiều dương (ngược chiều kim đồng hồ) với tốc độ góc  . (hình 2.8) M M t  O  P A Hình 2.8. Hình chiếu của chuyển động tròn đều trên trục Ox là dao động điều hòa Gọi P là hình chiếu của điểm M lên trục Ox trùng với đường kính của đường tròn và có góc trùng với âm O của đường tròn. Ta thấy điểm P dao động trên trục Ox quanh gốc tọa độ O. Xét dao động của điểm P trên trục Ox có đặc điểm gì. Giả sử tại thời điểm ban đầu (t=0), điểm M ở vị trí M0, được xác định bằng góc (rad). Sau thời gian t giây, chất điểm chuyển động đến vị trí M, khi đó chất điểm quay được một góc . Tại thời điểm t vị trí của chất điểm 60 được xác định bởi góc (rad). Khi đó tọa độ x  OP của điểm P có phương trình là: x  OM cos(t   ) (2.67) hay x  A cos(t   ) (2.68) Trong đó A,  ,  là các hằng số. Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều hòa, nên dao động của điểm P được gọi là dao động điều hòa. Bây giờ, ta xét véc tơ gắn với chất điểm, khi chất điểm quay quanh trục Ox theo chiều dương với vận tốc góc  thì cũng quay quanh trục Ox theo chiều dương với vận tốc góc  . Khi đó hình chiếu của véc tơ xuống trục Ox tại thời điểm t bất kì cũng được biểu diễn bằng một dao động điều hòa giống như các phương trình (2.67) và (2.68). 2.2.4.2. Phương pháp giản đồ véctơ của Fresnel. Nguyên tắc chung: - Chọn trục Ox theo phương ngang - Vẽ có góc trùng với góc tọa độ O, và có độ dài tỉ lệ với biên độ A, và hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu một góc là . quay quanh trục Ox theo chiều dương với tốc độ góc bằng tần số góc  của dao O  2 1 Hình 2.9. Biểu diễn hai dao động điều hòa.(Hình 2.9) động trên giản đồ Fresnel 2.2.4.3. Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương và cùng tần số Trong thực tế ta thường gặp trường hợp một vật đồng thời tham gia nhiều dao động điều hòa cùng phương. 61 x Trước hết, ta xét trường hợp một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hòa cùng phương và cùng tần số góc. Giả sử hai dao động điều hòa này có dạng: x1  A1cos(t  1 ) (2.69a) (2.69b) x2  A2cos(t  2 ) a. Biểu thức của dao động tổng hợp: (2.70) Trước hết ta chọn trục ox theo phương ngang làm gốc sau đó biểu diễn: + Dao động x1 bằng có: - chiều dài tỉ lệ với biên độ A1 - tại thời điểm t = 0, - quay theo chiều dương với vận tốc góc bằng  + Dao động x2 bằng véc tơ có: - chiều dài tỉ lệ với biên độ A2 y Ay - tại thời điểm t = 0: - quay theo chiều dương với vận tốc  A2 y A1 y O  2 1 A2 x A1x Ax x Hình 2.10. Tổng hợp hai dao động Sau đó, vận dụng quy tắc hình bình hành ta vẽ và . Vì hai véc tơ và là tổng của hai véc tơ quay theo chiều dương cùng với vận tốc góc  nên hình bình hành OA1AA2 không bị biến dạng và quay theo chiều dương với tốc độ gốc  . Vì tổng hình chiếu của hai véc tơ 62 và bằng hình chiếu của véc tơ tổng gốc  , nên véc tơ lên trục Ox, và cũng quay theo chiều dương với tần số biểu diễn phương trình của dao động điều hòa tổng hợp: x  Acos( t+ ) (2.71) Trong đó A là biên độ của dao động tổng hợp,  là pha ban đầu của dao động tổng hợp (tại t = 0, ) “Vậy, dao động tổng hợp của hai dao động điều hào cùng phương, cùng tần số là một dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số với hai dao động đó”. b. Biên độ của dao động tổng hợp Xét tam giác OA1A (hình 2.10), theo hệ thức lượng trong tam giác ta có: · (OA) 2  (OA1 ) 2  (OA2 ) 2  2(OA1 )(OA2 )cosOAA 1 2 (2.72) 2  (OA1 )  (OA2 )  2(OA1 )(OA2 )cos( 2  1 ) Hay A2  A12  A22  2 A1 A2 cos(2  1 ) (2.73) (2.74) c. Pha ban đầu của dao động tổng hợp tan   OA y OA x  OA1 y  OA 2 y OA1x  OA 2 x  A1 sin 1  A 2 sin 2 A1 cos 1  A2 cos  2 (2.75) Ta thấy, biên độ A phụ thuộc vào các biên độ A1, A2 và vào độ lệch pha   2  1 của các dao động x1 và x2. A1  A2  A  A1  A2 Biên độ A có giá trị nhỏ nhất Amin  A1  A2 (2.76) khi độ lệch pha   2  1  (2n  1) , với hai dao động ngược pha. Biên độ A có giá trị lớn nhất Amax  A1  A2   2  1  2n với n = 0, khi độ lệch pha hai dao động cùng pha. 2.3. Phân loại bài tập chương “Dao động cơ” vật lý lớp 12 ban cơ bản Có rất nhiều cách để phân loại bài tập vật lý. Phân loại theo nội dung kiến thức, phân loại theo các điều kiện,…. Để phục vụ cho mục đích của đề tài chúng tôi chọn phân loại bài tập theo nội dung kiến thức. Căn cứ vào đó chúng tôi xây 63 dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm cho chương “Dao động cơ” lớp 12 chương trình cơ bản theo các dạng sau: - Dạng 1: Đại cương về các đại lượng cơ bản của dao động điều hòa. - Dạng 2: Bài tập về con lắc lò xo. - Dạng 3: Mối liên hệ giữa vật dao động điều hòa và chuyển động tròn đều (bài toán cực trị) - Dạng 4: Bài tập về con lắc đơn. - Dạng 5: Bài tập về dao động tắt dần - sự tự dao động - cưỡng bức - hiện tượng cộng hưởng. - Dạng 6: Bài tập tổng hợp dao động điều hòa. Phương pháp giản đồ Fresnel. 2.4. Xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “dao động cơ” vật lý 12 ban cơ bản Đây là những câu hỏi trắc nghiệm điển hình, trọng tâm của chương “Dao động cơ” được sử dụng để dạy học sinh PT Nội Trú Đồ Sơn. 2.4.1. Để trả lời được các câu hỏi trắc nghiệm yêu cầu học sinh phải nắm được các kiến thức cơ bản x = Acos( t + ). A là biên độ có giá trị dương và là giá trị cực đại của x; đơn Phương trình li độ vị m, cm. của vật dao động điều hòa. +( t+ ) là pha của dao động tại thời điểm t; đơn vị rad. + là pha ban đầu của dao động; đơn vị rad. + là tần số góc; đơn vị rad/s. + Chu kì dao động (T); đơn vị giây (s). + Tần số dao động ( f ); đơn vị Hec (Hz). Công thức tính (s) 64 chu kì, tần số góc, (Hz) tần số. , T, f chỉ phụ thuộc cấu tạo của hệ. Phương trình vận tốc của vật dao v = x' = - Asin( t + )= Acos( t + + ) + Vận tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa động điều hòa. cùng tần số nhưng sớm pha hơn so với với li độ. + Vị trí biên (x = ± A), v = 0. + Vị trí cân bằng (x = 0), |v| = vmax = Phương trình gia tốc của vật dao động điều hòa. 2 a = v' = x'' = - Acos( t + )=- A. 2 x + Gia tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ (sớm pha so với vận tốc). - Ở vị trí biên (x = A), gia tốc có độ lớn cực đại: amax = 2 A. - Ở vị trí cân bằng (x = 0), a = 0. Các công thức mở rộng và liên hệ. Động năng, thế năng và cơ năng Wt = của dao động điều hòa. mv2 = Wđ = kx2 = W = Wt + Wđ =  :  : 65 m 2 A2sin2( t + ). kA2cos2( t + ). k A2 = m 2 A2 = hằng số. 2.4.2. Xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm 2.4.2.1. Đại cương về các đại lượng cơ bản của dao động điều hòa Bài 1: Dao động của con lắc đơn là một dao động tuần hoàn. Biết rằng mỗi phút con lắc thực hiện được 360 dao động. Tần số dao động của con lắc là: A. 1/6 Hz B. 6 Hz C. 60 Hz D. 120 Hz Hướng dẫn giải: - Biết tần số f là số dao động trong 1s. Theo đề bài 1 phút có 360 dao động. Nghĩa là tần số dao động điều hòa sẽ là: (1) - Từ kết quả (1) học sinh có thể chọn phương án đúng (B). Bài 2: Một vật dao động điều hòa có các đặc điểm sau: - Khi đi qua vị trí có tọa độ - Khi có tọa độ cm thì vật có vận tốc cm thì vật có vận tốc cm/s. cm/s. Tần số góc và biên độ của dao động điều hòa trên lần lượt là: A. rad/s, A = 10cm. C. rad/s, A = 20cm. B. rad/s, A = 2cm. D. rad/s, A = 10cm. Hướng dẫn giải: - Dựa vào hệ thức độc lập: - Tại hai thời điểm có 2 giá trị của li độ và vận tốc, A và là những hằng số không đổi. Vì thế ta xây dựng được hai phương trình với hai ẩn A và . Từ 66 rad/s = 10cm Chọn A  Bài 3: Một vật dao động điều hòa với phương trình x  8cos(20t  ) (cm). Tốc độ 3 và gia tốc cực đại của vật là: A. 10cm/s và 160cm/s. B. 24cm/s và 1280cm/s. Hướng dẫn giải: C. 160cm/s và 32m/s. D. 80cm/s và 16m/s. - Xác định A và Áp dụng công thức: cm/s = 32m/s Chọn C Bài 4: Một vật dao động điều hòa với li độ x = Acos( t + ) và vận tốc dao động là v = - Asin( t + ) thì: A. Li độ sớm pha so với vận tốc B. Vận tốc sớm pha hơn li độ góc C. Vận tốc v dao động cùng pha với li độ D. Vận tốc dao động lệch pha /2 so với li độ Hướng dẫn giải: - Giáo viên hướng dẫn học sinh các cách biến đổi lượng giác trong toán học. - So sánh pha dao động của x và v để nhận xét. - Cách làm tương tự học sinh có thể tự lực làm bài tập khi so sánh pha dao động của gia tốc và li độ; gia tốc và vận tốc. Đổi phương trình vận tốc về dạng hàm cosin: 67 v= Acos( t +  + ) mà x = Acos( t + ) Nhận xét: Vận tốc sớm pha so với li độ x. Chọn D Bài 5: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của vận tốc theo li độ trong dao động điều hoà có dạng là: A. đường parabol. B. đường tròn. C. đường elip. D. đường hypebol. Hướng dẫn giải: - Từ phương trình của vận tốc v và li độ x hãy xác lập biểu thức về mối liên hệ giữa hai đại lượng này. - Nhận xét dạng đồ thị của phương trình tìm được. - Tương tự học sinh lập biểu thức mối liên hệ giữa các đại lượng khác và nhận xét về dạng đồ thị của các đại lượng. Biểu thức liên hệ giữa vận tốc và li độ: Dạng đồ thị hình elip: Chọn C Bài 6: Vật dao động điều hòa với phương trình x = 4cos(10 )(cm). Hỏi gốc thời gian đã được chọn lúc vật có trạng thái chuyển động như thế nào? A. Đi qua x = 2cm và chuyển động theo chiều dương trục Ox. B. Đi qua x = -2 cm và chuyển động ngược chiều dương trục Ox. C. Đi qua x = 2cm và chuyển động ngược chiều dương trục Ox. 68 D. Đi qua x = -2cm và chuyển động theo chiều dương trục Ox. Hướng dẫn giải: - Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác. - Học sinh biểu diễn trạng thái ban đầu của vật lên đường tròn lượng giác và nhận xét. Tại thời điểm ban đầu góc  = (rad) M O 2 4 (+) x Hình 2.11. Hướng dẫn giải bài tập Hình chiếu của điểm M lên trục Ox ứng với li độ x = 2cm. Khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì hình chiếu của điểm M lên trục Ox chuyển động ngược chiều (+) trục Ox. Chọn C Bài 7: Một vật dao động điều hòa theo phương trình: của vật sau 0,25s đầu tiên: A. 2,5cm C. 5cm B. 0 D. 5 cm Hướng dẫn giải: Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác Bước 1: Xác định pha ban đầu của vật ứng với vị trí Bước 2: Xác định vị trí ứng với thời điểm 0,25s đầu tiên Bước 3: Xác định li độ của vật tại thời điểm cần tìm. 69 cm. Tìm li độ Học sinh biểu diễn trạng thái ban đầu của vật lên đường tròn lượng giác. Tính góc: rad Học sinh biểu diễn trạng thái của vật sau 0,25s đầu tiên trên đường tròn lượng giác. -5 5 (+) x O Hình 2.12. Hướng dẫn giải bài tập 7 Chọn B Bài 8: Một vật có khối lượng 1kg được treo vào một lò xo thẳng đứng có độ cứng k = 40N/m. Gọi Ox là trục tọa độ có phương trùng với phương dao động của vật và có chiều hướng lên trên. Lấy gốc tọa độ trùng với vị trí cân bằng của vật. Khi vật dao động tự do với biên độ 5cm, thì động năng của vật khi nó đi qua vị trí cm là: A. 4mJ B. 1,6J C. 32mJ D. 16mJ Hướng dẫn giải: - Xác định biểu thức của động năng sao cho dễ dàng áp dụng các dữ kiện bài ra. Động năng của vật ở thời điểm bất kì được tính bởi: Đổi đơn vị: A = 5cm = 5.10-2 m. x = 3cm = 3.10-2 m. Thay số: (J) = 32 (mJ) 70 Chọn C Bài 9: Con lắc lò xo có chiều dài tự nhiên 20cm, đầu trên cố định. Treo vào đầu dưới một quả cầu có khối lượng 100g. Khi vật cân bằng thì lò xo dài 22,5cm. Từ vị trí cân bằng kéo quả cầu theo phương thẳng đứng, hướng xuống cho lò xo dài 26,5cm rồi buông không vận tốc đầu. Lấy g = 10m/s2. Năng lượng dao động và động năng của quả cầu khi nó ở li độ 2cm là: A. 32mJ và 2,4mJ B. 3,2mJ và 2,4mJ C. 1,6mJ và 1,2mJ D. 32mJ và 24mJ Hướng dẫn giải: - Để tìm năng lượng và động năng của quả cầu cần đi tìm biên độ dao động, tần số góc và vận tốc của vật tại thời điểm đã cho. Ta có : m = 0,1kg Chiều dài tự nhiên của lò xo: cm Chiều dài lò xo tại VTCB: cm Chiều dài lò xo tại vị trí buông không vận tốc đầu (vị trí biên độ): cm ⇒ Biên độ: A= (cm) Độ dãn lò xo tại VTCB: ∆ ⇒ (rad/s) Năng lượng của quả cầu: W= (mJ) Vận tốc quả cầu ở li độ x = 2cm là: 71 = ± 24(mJ) Chọn D Bài 10: Con lắc lò xo có khối lượng m = kg dao động điều hòa theo phương nằm ngang. Vận tốc của vật có độ lớn cực đại bằng 0,6m/s. Chọn thời điểm t = 0 lúc vật qua vị trí cm và tại đó thế năng bằng động năng. Chu kì dao động của con lắc và độ lớn của lực đàn hồi tại thời điểm t = (s) là: A. T = 0,314s; F = 3N B. T = 0,628s; F = 6N C. T = 0,628s; F = 3N D. T = 0,314s; F = 6N Hướng dẫn giải: - Để tìm chu kì của con lắc cần đi tìm đại lượng có liên quan. VD: f, ω, t, ... - Xây dựng biểu thức liên hệ giữa động năng và thế năng khi cm. - Để tìm độ lớn lực đàn hồi tại thời điểm t phải xác định vị trí vật tại thời điểm đó theo phương pháp đường tròn lượng giác. Tại t = 0; cm thì . Ta có: ⇔ ⇔ A = 6 (cm) Vận tốc cực đại ⇒ ω.A = 0,6 ⇔ ω = 10 (rad/s) 72 Chu kì T = (s) = 0,628 (s) Tại thời điểm t = Lực đàn hồi: F = m. = (s) vật cách gốc O đoạn x = cm. .x .100.0,03. = 6(N) Chọn B 2.4.2.2. Bài tập về con lắc lò xo Bài 11: Con lắc lò xo gồm vật m và lò xo k dao động điều hòa, khi mắc thêm vào vật m một vật khác có khối lượng gấp 3 lần vật m thì chu kì dao động của chúng: A. tăng lên 3 lần B. giảm đi 3 lần C. tăng lên 2 lần D. giảm đi 2 lần Hướng dẫn giải: Chu kì dao động của hai con lắc : T  2 m ' m  3m 4m ; T  2  2 k k k  T 1  T' 2 Chọn C Bài 12: Con lắc lò xo gồm lò xo k và vật m, dao động điều hòa với chu kì T=1s. Muốn tần số dao động của con lắc là f’= 0,5Hz thì khối lượng của vật m phải là: A. m’= 2m B. m’= 3m C. m’= 4m D. m’= 5m Hướng dẫn giải: Khi T = 1(s) thì tần số là: f  1 2 k m Tần số dao động mới của con lắc xác định từ công thức : f'  1 2 k f k m' m'   .  m k m f' m' 73  1 m'   m'  4m 0,5 m Chọn C Bài 13: Một vật nặng treo vào một lò xo làm lò xo dãn ra 10cm, lấy g = 10m/s2. Chu kì dao động của vật là: A. 0,628s. B. 0,314s. C. 0,1s. D. 3,14s. Hướng dẫn giải: Tại vị trí cân bằng, trọng lực cân bằng với lực đàn hồi của lò xo mg  k l 0  m l 0   T  2 k g m  2 k  l0  2 g 0,1  0, 628  s  10 Chọn A Bài 14: Một lò xo có độ cứng k mắc với vật nặng m1 có chu kì dao động T1=1,8s. Nếu mắc lò xo đó với vật nặng m2 thì chu kì dao động là T2 = 2,4s. Chu kì dao động khi ghép m1 và m2 với lò xo nói trên: A. 2,5s B. 2,8s C. 3,6s D. 3,0s Hướng dẫn giải: Chu kì của con lắc khi mắc vật m1: T1  2 m1 k Chu kì của con lắc khi mắc vật m2: T2  2 m2 k Chu kì của con lắc khi mắc vật m1 và m2: T  2 m1  m2 m m  2 1  2 k k k T12 T22 T  2  2  T12  T22  1,82  2,42  3,0s 2 4 4 Chọn D 74 Bài 15: Một con lắc lò xo có khối lượng của vật nặng m = 1,2kg, dao động điều hòa theo phương ngang với phương trình: x = 10cos(5t + 5π/6) (cm). Độ lớn của lực đàn hồi tại thời điểm t = π/5 (s) là: A. 150 B. 3N N. C. 150N D. 300N Hướng dẫn giải: - Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác. - Học sinh biểu diễn trạng thái ban đầu của vật lên đường tròn lượng giác và tìm li độ x tại thời điểm t. Tại thời điểm ban đầu góc  = (rad) vật ở vị trí M M O 5 -5 10 N x Hình 2.13. Hướng dẫn giải bài tập 15. Hình chiếu của điểm M lên trục Ox ứng với li độ x = Sau thời gian t = π/5 (s) thì cm. quay ngược chiều kim đồng hồ quét được góc: (rad) Vecto quay đến vị trí N ứng với li độ x = Ta có (N) cm Chọn A Bài 16: Khi mắc vật m vào một lò xo k1, thì vật m dao động với chu kì T1 = 0,6s. Khi mắc vật m vào lò xo k2, thì vật m dao động với chu kì T2 = 0,8s. Khi mắc vật m vào hệ hai lò xo k1 ghép nối tiếp k2 thì chu kì dao động của m là A. 0,48s B. 1,0s C. 2,8s 75 D. 4,0s Hướng dẫn giải: Treo vật vào hai lò xo ghép nối tiếp: T= T12  T22 = Chọn B Bài 17: Hai lò xo có độ cứng k1, k2 có chiều dài bằng nhau. Khi treo vật khối lượng m vào lò xo k1 thì chu kỳ dao động của vật là T1 = 0,3 s. Khi treo vật vào lò xo k2 thì chu kỳ dao động của vật là T2 = 0,4 s. Khi treo vật vào hệ hai lò xo ghép song song nhau một đầu thì chu kỳ dao động của vật là: A.0,35 s B.0,5 s C.0,7 s D.0,24 s Hướng dẫn giải: Treo vật vào hai lò xo ghép song song T= T1 .T 2 T12  T 22 = Chọn D. Bài 18: Con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa, ở vị trí cân bằng lò xo dãn 3cm. Khi lò xo có chiều dài cực tiểu lò xo nén 2cm. Biên độ dao động của con lắc là: A. 1cm B. 2cm C. 3cm Hướng dẫn giải: Ở vị trí cân bằng lò xo dãn 3cm Tại vị trí lò xo có chiều dài cực tiểu (hay vị trí biên) lò xo nén 2cm. Biên độ dao động của vật A = 3 + 2 = 5(cm) Chọn D. 76 D.5cm Bài 19: Một con lắc lò xo treo vào điểm cố định. Kéo vật cho lò xo giãn 7,5cm rồi thả nhẹ thì vật dao động với tần số 2Hz . Cho g = 10m/s2; π2 = 10. Biên độ dao động của lò xo là : A. 2,5 cm B. 1,5 cm C. 2,75 cm D. 1,25 cm Hướng dẫn giải: Độ dãn lò xo tại vị trí cân bằng: Kéo vật cho lò xo giãn 7,5cm (lò xo cách vị trí cân bằng khoảng A) A = 7,5 – 6,25 = 1,25cm Chọn D. 2.4.2.3. Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều. Bài 20: Một vật dao động điều hòa với chu kì T và biên độ A. Thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí biên dương đến vị trí có li độ bằng nửa biên độ là: A. T/4 B. T/8 C. T/6 D. T/2 Hướng dẫn giải: - Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác. - Học sinh biểu diễn trạng thái mà vật có li độ x1 và x2 trên đường tròn lượng giác. Sau đó xác định góc quay mà vật quét được. Tính t. x2 O -A Chọn C x1 A/2 A x Hình 2.14. Hướng dẫn giải bài tập 20 77 Bài 21: Một vật dao động điều hòa theo phương trình cm. Thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí vận tốc cực đại đến vị trí vận tốc -4 cm/s là: A. 1/12s B. 1/3s C. 1/6s D. 1/24s Hướng dẫn giải: - Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác. - Học sinh biểu diễn trạng thái mà vật có li độ x1 (vị trí có vận tốc cực đại) và x2 (vị trí có vận tốc -4 cm/s) trên đường tròn lượng giác. Sau đó xác định góc quay mà vật quét được. Tính t. Nhận thấy vmax = 8 cm/s Vị trí vật có vận tốc v = -4 vmax/2 O 4 -4 vmax/2 x x2 x1 Hình 2.15. Hướng dẫn giải bài tập 21 Chọn C Bài 22: Vật dao động điều hòa có phương trình: x = 5 cm. Vật đi qua VTCB lần đầu tiên vào thời điểm: A. 1/6s B. 1/12s C. 2/3s D. 1/3s Hướng dẫn giải: - Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác. - Học sinh biểu diễn trạng thái ban đầu của vật (vị trí mốc thời gian t0 = 0) là x1 và lúc vật qua VTCB lần đầu tiên là x2. Sau đó xác định góc quay mà vật quét được. Tính t. x2 O 78 -5 5 x1 x Chọn A Bài 23: Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình: cm. Trong 1s đầu tiên kể từ khi t = 0, chất điểm qua vị trí có li độ x = +3cm bao nhiêu lần: A. 5 lần B. 4 lần C. 6 lần D. 7 lần Hướng dẫn giải: - Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác. - Học sinh biểu diễn trạng thái ban đầu của vật (vị trí mốc thời gian t0 = 0) là x1 và trạng thái của vật ở thời điểm t = 1s là x2. Sau đó xác định góc quay mà vật quét được. Tính số lần vật qua vị trí x = +3cm. Vật đi từ x1 đến x2 có: x2 Vecto quay 1 vòng lượng giác qua vị trí x = +3cm 2 lần. Vecto quét 3 vòng lượng giác qua vị trí x = +3cm 6 lần -4 O 4 x x1 Hình 2.17. Hướng dẫn giải bài tập 23 Chọn C Bài 24: Con lắc lò xo gồm vật nặng nặng m = 100g, k = 50N/m dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 4cm. Chọn trục Ox thẳng đứng, chiều 79 dương hướng từ trên xuống. Lấy g = 10m/s2. Khoảng thời gian lò xo bị dãn trong một chu kì là: A. 0,28s B. 0,09s C. 0,14s D. 0,19s Hướng dẫn giải: - Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác. - Học sinh xác định góc mà vecto quét được khi lò xo bị dãn. Độ dãn lò xo tại VTCB: cm x2 (rad/s) 4 -4 -2 O x x1 Hình 2.18: Hướng dẫn giải bài tập 24 Chọn D Bài 25: Một vật dao động điều hòa theo pt: Biết rằng trong khoảng thời gian 1/60s đầu tiên vật đi từ VTCB và đạt li độ x = A theo chiều dương của trục Ox. Mặt khác tại vị trí li độ x = 2cm thì vận tốc của vật là v = 40 (cm/s). Tần số góc và biên độ dao động của vật lần lượt là: A. 20 rad/s và 4cm C. 30 rad/s và 2cm B. 40 rad/s và 4cm D. 10 rad/s và 3cm Hướng dẫn giải: - Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác. - Học sinh xác định góc mà vecto quét được trong 1/60s đầu tiên theo chiều dương trục Ox. x2 80 (rad/s) -A O A x Chọn A Bài 26: Một vật nhỏ dao động điều hòa có biên độ A, chu kì dao động T, ở thời điểm ban đầu t0 = 0 vật đang ở vị trí biên. Quãng đường mà vật đi được từ thời điểm ban đầu đến thời điểm t = T/4: A. A/4 B. 2A C. A D. A/2 Hướng dẫn giải: - Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác. - Học sinh biểu diễn trạng thái ban đầu của vật tại thời điểm t0 = 0 là x1 và thời điểm t = T/4 là x2. Xác định góc quay . Tính s. x2 Hình chiếu của vecto quay từ x1 đến x2 là đoạn A O -A x1 A x Hình 2.20. Hướng dẫn giải bài tập 26 Chọn C Bài 27: Một con lắc gồm lò xo có k = 100N/m và một vật nhỏ khối lượng 250g, dao động điều hòa với biên độ bằng 10cm. Lấy gốc thời gian t = 0 lúc vật qua VTCB. Quãng đường vật đi được trong t = A. 5cm B. 7,5cm s đầu tiên là: C. 15cm 81 D. 20cm Hướng dẫn giải: - Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác. - Học sinh biểu diễn trạng thái ban đầu của vật tại thời điểm t0 = 0 là x1 và thời điểm t = /24s đầu tiên là x2. Xác định góc quay Ta có: . Tính s. (rad/s) x2 -10 Hình chiếu của vecto quay từ x1 đến x2 là đoạn O 10 5 x A + A/2 = 15cm x1 Chọn C Hình 2.21. Hướng dẫn giải bài tập 27 Bài 28: Một vật dao động điều hòa với biên độ 6cm. Quãng đường nhỏ nhất mà vật đi được trong 1s là 18cm. Tần số của dao động là: A. 3/4Hz B. 1Hz C. 5/6Hz D. 2/3Hz Hướng dẫn giải: Sử dụng công thức: Smin = 2A(1 - cos ) = 2.6.(1 - cos ) = 18cm rad Hz Chọn D Bài 29: Con lắc lò xo treo thẳng đứng, độ cứng k = 80N/m, vật nặng khối lượng m = 200g dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ A = 5cm, lấy g = 10m/s2. Trong một chu kì, thời gian lò xo dãn là: A. s B. s C. Hướng dẫn giải: 82 s D. s - Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác. - Học sinh xác định góc mà vecto quét được khi lò xo bị dãn. Độ dãn lò xo tại VTCB: cm x2 (rad/s) -5 -2,5 5 O x1 Hình 2.22. Hướng dẫn giải bài tập 29 Chọn A 2.4.2.4. Bài tập về con lắc đơn. Bài 30: Biết chu kì của con lắc đơn là 1,5s. Trung bình trong 2 phút vật đi qua VTCB bao nhiêu lần: A. 80 B. 120 C. 160 D. 180 Hướng dẫn giải: Biết trong 1 chu kì con lắc đi qua VTCB 2 lần. Trong 2 phút = 120s = 80 chu kì con lắc qua VTCB 160 lần. Chọn C Bài 31: Con lắc đơn dao động điều hòa với chu kì T = 2s tại nơi có giá tốc trọng trường g = 9,81m/s2. Chiều dài con lắc là: A. 0,994m B. 96,6cm C. 9,81m D. 0,2m Hướng dẫn giải: Từ công thức T = 2 (m) Chọn A Bài 32: Con lắc đơn chiều dài l = 1m, dao động tại nơi có g = 9,8m/s2. Biên độ góc của dao động là 60. Vận tốc của con lắc khi đi qua vị trí cân bằng là: 83 x A. 1/3(m/s) B. 10/3(m/s) C. 1/6(m/s) D. 2/3(m/s) Hướng dẫn giải: Ta có: (rad/s) Mà: (rad) Vận tốc con lắc khi qua VTCB là v = vmax: v= (m/s) Chọn A Bài 33: Hai con lắc đơn mà chiều dài của chúng khác nhau 22cm dao động ở cùng một nơi. Trong cùng một khoảng thời gian, con lắc thứ nhất thực hiện được 30 dao động toàn phần, con lắc thứ hai thực hiện được 36 dao động toàn phần. Độ dài của các con lắc nhận giá trị nào sau đây: A. l1 = 72cm; l2 = 50cm C. l1 = 78cm; l2 = 110cm B. l1 = 88cm; l2 = 110cm D. l1 = 50cm; l2 = 72cm Hướng dẫn giải: Trong cùng một khoảng thời gian, con lắc thứ nhất thực hiện được 30 dao động toàn phần, con lắc thứ hai thực hiện được 36 dao động toàn phần. cm cm Chọn D 84 Bài 34: Con lắc đơn dao động điều hòa có S0 = 4cm, tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2. Biết chiều dài dây là l = 1m. Hãy viết phương trình dao động biết lúc t = 0 vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương: A. S = 4cos(10 cm C. S = 4cos( cm B. S = 4cos(10 cm D. S = 4cos(10 cm Hướng dẫn giải: Ta có: (rad/s) Lúc t = 0 vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương rad Chọn C Bài 35: Con lắc đơn gồm một vật khối lượng m = 10g, chiều dài l = 1m. Tại thời điểm ban đầu đưa vật khỏi vị trí cân bằng một góc 0,14rad và thả nhẹ. Vật dao động điều hòa. Lấy g = 10m/s2. Động năng của con lắc tại li độ góc 0,07rad là: A. 14,7.10-4J B. 2,45.10-4J C. 19,6.10-4J D. 7,35.10-4J Hướng dẫn giải: x2 - Hướng dẫn học sinh làm bài trên đường tròn lượng giác. Tại vị trí li độ góc rad = /2 = = Thì v = vmax = 0,14.1. = 0,14 vmax /2 O x1 0,14 -0,14 Hình 2.23. Hướng dẫn giải bài tập 35 (m/s) Động năng của con lắc: (J) Chọn A Bài 36: Một con lắc đơn có khối lượng vật nặng m = 200g dao động với phương trình s = 10cos(2t - )cm. Ở thời điểm t = 85 ) con lắc có động năng là: B. 10-2J A. 10J C. 10-3J D. 10-4J Hướng dẫn giải: - Hướng dẫn học sinh vẽ và sử dụng đường tròn lượng giác. - Học sinh xác định vị trí của vật ở thời điểm ban đầu t0 = 0 là vị trí x1 và thời điểm t = ) là vị trí x2. Tìm vận tốc của vật tại vị trí đó. Tính động năng. Tại thời điểm t = ) vecto quét được góc: O rad 10 -10 Thì v = vmax/2 = = 10. x2 vmax/2 = x1 = 10 (m/s) Hình 2.24. Hướng dẫn giải bài tập 36 Động năng của con lắc: (J) Chọn A Bài 37: Một con lắc đơn có chiều dài l1 dao động với chu kì T1 = 2s; con lắc đơn có chiều dài l2 dao động với chu kì T2 = 1,5s. Chu kì của con lắc đơn có dây treo dài bằng tổng chiều dài dây treo của hai con lắc trên là: A. 2,5s B. 0,5s C. 2,25s Hướng dẫn giải: Ta có: (1) (2) (3) 86 D. 3,5s Bình phương hai vế 3 phương trình (1); (2); (3) ta có: (4) (5) (6) Lấy (4) + (5) được: )= Chọn A Bài 38: Bốn con lắc đơn có chiều dài lần lượt là l1; l2; l3 = l1 + l2; l4 = l1 – l2. Con lắc đơn (l3; g) có chu kì T3 = 0,4s. Con lắc đơn (l4; g) có chu kì T4 = 0,3s. Con lắc đơn (l1; g) có chu kì là: A. 0,1s B. 0,5s C. 0,7s D. 0,35s Hướng dẫn giải: Ta có: (1) (2) (3) (4) Bình phương hai vế 3 phương trình (1); (2); (3) ta có: (4) 87 (5) (6) (7) Lấy (4) + (5) và (4) – (5) được: = = = = = 0,125s = 0,35s = 0,035s = 0,187s Chọn D Bài 39: Bốn con lắc đơn có chiều dài lần lượt là l1; l2; l3 = l1 + l2; l4 = l1 – l2. Con lắc đơn (l3; g) có tần số f3 = 6Hz. Con lắc đơn (l4; g) có tần số f4 = 10Hz. Con lắc đơn (l2; g) có tần số là: A. 0,1s B. 0,33s C. 0,7s Hướng dẫn giải: Ta có: (1) (2) (3) (4) 88 D. 0,35s Bình phương hai vế 3 phương trình (1); (2); (3) ta có: (4) (5) (6) (7) Lấy (4) + (5) và (4) – (5) được: = = = = = 0,018s = 7,45s = 8,89s = 0,335s Chọn B 2.4.2.5. Bài tập về dao động tắt dần - sự tự dao động - cưỡng bức - hiện tượng cộng hưởng. Bài 40: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = chịu tác dụng của ngoại lực F = cos( cos(2 cm thì (N). Để biên độ dao động là lớn nhất thì tần số của lực cưỡng bức phải bằng: A. 2 (Hz) B. 1 (Hz) C. 2 (Hz) D. (Hz) Hướng dẫn giải: Để biên độ dao động là lớn nhất thì tần số của lực cưỡng bức phải bằng tần số dao động. f= 89 Chọn B Bài 41: Một người đi bộ với bước đi dài Nếu người đó xách một xô nước mà nước trong xô dao động với tần số f = 2Hz. Người đó đi với vận tốc bao nhiêu thì nước trong xô sóng sánh mạnh nhất: A. 12m/s B. 2,4m/s C. 20m/s D. 1,2m/s Hướng dẫn giải: Ta có: Chu kì: T= = 0,5s Vận tốc để nước trong xô sóng sánh mạnh nhất: v= (m/s) Chọn D Bài 42: Một xe máy chạy trên con đường lát gạch, cứ cách khoảng 9m trên đường lại có một rãnh nhỏ. Chu kì dao động riêng của khung xe trên các lò xo giảm xóc là 1,5s. Xe bị xóc mạnh nhất khi vận tốc của xe là: A. 6km/h B. 21,6km/h C. 0,6km/h D. 21,6m/s Hướng dẫn giải: Ta có: Vận tốc để xe bị xóc mạnh nhất: v= (m/s) = 21,6 (km/h) Chọn D Bài 43: Một con lắc đơn có vật nặng khối lượng 100g. Khi cộng hưởng nó có năng lượng toàn phần là 5.10-3J. Biên độ dao động khi đó là 10cm. Lấy g = 10m/s2. Chiều dài con lắc bằng: A. 95cm B. 100cm C. 1,2m Hướng dẫn giải: 90 D. 1,5m Dựa vào biểu thức của năng lượng toàn phần có: Chọn B Bài 44: Một con lắc đơn có độ dài l = 16cm được treo trong một toa tàu ở ngay vị trí phía trên của trục bánh xe. Chiều dài mỗi thanh ray là 12m. Lấy g = 10m/s2. Coi tàu chuyển động thẳng đều. Con lắc sẽ dao động mạnh nhất khi vận tốc đoàn tàu là: A. 15m/s B. 1,5cm/s C. 1,5m/s D. 15cm/s Hướng dẫn giải: Chu kì dao động của con lắc đơn: Vận tốc đoàn tàu để con lắc dao động mạnh nhất: v= Chọn A Bài 45:Một con lắc đơn có độ dài 30cm được treo vào tầu, chiều dài mỗi thanh ray là 12,5m ở chỗ nối hai thanh ray có một khe hở hẹp, lấy g = 9,8m/s2. Tàu chạy với vận tốc nào sau đây thì con lắc đơn dao động mạnh nhất: A. 40,9km/h B. 12m/s C. 40,9m/s Hướng dẫn giải: Chu kì dao động của con lắc đơn: 91 D. 10m/s Vận tốc đoàn tàu để con lắc dao động mạnh nhất: v= Chọn B Bài 46: Một người xách một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi dài 40cm. Chu kì dao động riêng của nước trong xô là 0,2s. Để nước trong xô dao động mạnh nhất thì người đó phải đi với vận tốc là: A. 20cm/s B. 72km/h C. 2m/s D. 5cm/s Hướng dẫn giải: Ta có: Vận tốc để nước trong xô dao động mạnh nhất: v= (cm/s) = 2 (m/s) Chọn C 2.4.2.6. Bài tập tổng hợp dao động điều hòa. Phương pháp giản đồ Fresnel. Bài 47: Cho 2 dao động điều hòa: x1  8 cos(10 t  6)(cm); x2  8 cos(10 t  2 3)(cm) Dao động tổng hợp của 2 dao động trên là : A. C. B. D. Hướng dẫn giải: Nhận xét: Hai dao động có cùng biên độ, vuông pha nhau nên biên độ tổng hợp là: A= cm Pha dao động tổng hợp là: rad 92 Chọn B Bài 48: Một vật dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng có li độ thỏa mãn phương trình: x  4 4 cos( 2 t   )  cos 2 t ( cm ) . Biên độ và pha ban đầu 3 3 3 của dao động là: A. A = 4(cm);  = - /3(rad) C. A = 4 3 (cm);  = /6(rad) B. A = 4 (cm);  = - /6(rad) D. A = 8 3 (cm);  = 2/3(rad) Hướng dẫn giải: Nhận xét: dao động là tổng hợp của 2 dao động thành phần: cm và cm Nhận xét: Hai dao động cùng biên độ và lệch pha nhau một góc rad Áp dụng công thức: Chọn A Bài 49: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Biết phương trình của dao động tổng hợp là x  3 cos(10 t  5 )( cm ) , 6  phương trình của thành phần dao động thứ nhất là x1  5cos(10 t  )(cm) . 6 Phương trình của thành phần dao động thứ hai là: 93  B. x2  2cos(10 t  )(cm)  A. x2  8 cos(10 t  )(cm ) 6 6 C. x2  8 cos(10 t  5 )(cm ) 6 D. x2  2 cos(10 t  5 )(cm) 6 Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức: và A = 8cm Chọn A Bài 50: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng  tần số theo các phương trình x1  2 cos(5 t  )( cm ), x2  2 cos(5 t )( cm ) . Vận tốc 2 của vật có độ lớn cực đại là: A. 10 (cm/s) B. 10 (cm/s) C. 10 (cm/s) D. 10 (cm/s) Hướng dẫn giải: Nhận xét: Hai dao động cùng biên độ cùng tần số và vuông pha nhau Độ lớn vận tốc cực đại là vmax = 10 (cm/s) Chọn A Bài 51: Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ và có các pha ban đầu là   và  . Pha ban đầu của dao động tổng hợp hai dao 3 6 động trên bằng: A.   2 B.  4 C. 94  6 D.  12 Hướng dẫn giải: Nhận xét: Hai dao động cùng biên độ cùng tần số và vuông pha nhau rad Chọn D Bài 52: Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình lần lượt  4 là x1  4 cos(10t  ) (cm); x 2  3cos(10t  3 ) (cm). Độ lớn vận tốc của vật ở vị trí 4 cân bằng là: A. 100 cm/s. B. 50 cm/s. C. 80 cm/s. D. 10 cm/s. Hướng dẫn giải: Nhận xét: Hai dao động cùng tần số và ngược pha nhau Độ lớn vận tốc ở vị trí cân bằng là vận tốc cực đại : vmax = 10 (cm/s) Chọn D Tiểu kết Chương 2 Để xây dựng được hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” Vật lý 12 cho học sinh nội trú chúng tôi đã nghiên cứu chi tiết nôi dụng kiến thức cấu trúc và vai trò của chướng trong toàn bộ chương trình Vật Lí lớp 12. Các khái niệm cơ bản và các đặc trưng riêng về dao động của chương Sóng cơ đã được trình bày, giải thích và biểu diễn dưới dạng các phương trình toán học. 95 Trên cơ sở đó, kết hợp với đặc thù riêng của trường học sinh Nội Trú chúng tôi đã xây dựng được hệ thống câu hỏi trắc nghiệm gồm 50 bài với đầy đủ phần hướng dẫn giải cho học sinh Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” được xây dựng dựa trên sự phân loại các bài tập đã được trình bày trong mục 2.3. Hệ thống câu hỏi mà chúng tôi xây dựng đã được đưa vào thực nghiệm sư phạm tại trường PTNT Đồ Sơn, Hải Phòng. Đề kiểm tra sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm mà chúng tôi xây dựng được đưa ra trong phần phụ lục. 96 CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm Thực hiện đầy đủ quy trình thiết kế câu hỏi trắc nghiệm, sau khi tiến hành thử nghiệm với các học sinh trường PT Nội Trú Đồ Sơn đã phân tích, để đưa ra những câu hỏi hay và phù hợp với đối tượng học sinh chúng tôi nghiên cứu. Thực nghiệm sư phạm của chúng tôi nhằm mục đích kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết mà đề tài nêu ra, đó là việc xây dựng các hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” vật lí 12 dành cho học sinh nội trú sẽ giúp các em hứng thú hơn với môn học. Mục đích thực nghiệm sư phạm của chúng tôi là: - Kiểm tra hiệu quả của việc vận dụng câu hỏi trắc nghiệm đã xây dựng cho học sinh Nội Trú. - Kiểm tra sự tác động của của câu hỏi trắc nghiệm quá trình học tập và sự phát triển của học sinh nội trú. - Sau khi tiến hành thực nghiệm sẽ rút ra được kết quả về hệ thống câu hỏi trắc nghiệm đã xây dựng. Rút ra kinh nghiệm để sửa chữa những câu hỏi chưa tốt, bỏ đi những câu hỏi kém chất lượng, bổ sung thêm những câu hỏi khác, các câu hỏi cần được tiếp tục đem thử nghiệm để đánh giá chất lượng. Do hạn chế về thời gian và điều kiện nên quá trình thực nghiệm sư phạm chỉ thực hiện được trong phạm vi trường PT Nội Trú Đồ Sơn – Hải Phòng. 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm Để đạt được mục đích đặt ra, trong quá trình thực nghiệm sư phạm chúng tôi đã thực hiện các nhiệm vụ sau: 97 - Khảo sát, điều tra cơ bản để chọn các nhóm thực nghiệm và đối chứng, chuẩn bị các thông tin và điều kiện cần thiết phục vụ cho công tác TNSP. - Tổ chức triển khai nội dung thực nghiệm. - Xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm, đánh giá theo các tiêu chí từ đó nhận xét và rút ra kết luận về tính khả thi của đề tài. - So sánh, đối chiếu kết quả học tập giữa nhóm thực nghiệm với nhóm đối chứng để đánh giá sơ bộ hiệu quả của đề tài nghiên cứu. - Trên cơ sở thực nghiệm, chúng tôi đánh giá kết quả khả thi của quá trình sử dụng hệ thống bài tập đã được soạn thảo cho học sinh theo hướng tiếp cận hoạt động để tiếp sau đó tìm thêm những vấn đề cần phải bổ sung, nhằm hoàn thiện dần hệ thống bài tập phục vụ trực tiếp cho trường PT Nội Trú. 3.1.3. Đối tượng thực nghiệm. Chúng tôi tiến hành thực nghiệm trên đối tượng là HS lớp 12 ở trường PT Nội Trú Đồ Sơn – Hải Phòng Dựa vào kết quả khảo sát và phân loại HS, chúng tôi chọn 2 lớp, trong đó: 1 lớp TN và 1 lớp ĐC có trình độ tương đương về kiến thức và năng lực tư duy. Cụ thể: Lớp Thực Đối nghiệm chứng 12A 12B Điểm trung bình môn học Điểm trung bình kiểm của lớp (Học kì I) tra khảo sát môn vật lí TNSP Thực nghiệm 5,9 Đối chứng Thực nghiệm Đối chứng 5,7 5,1 5,5 Hai lớp có điểm khảo sát tương đối đồng đều tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực nghiệm sư phạm. 98 3.1.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 3.1.4.1. Phương pháp và quá trình tiến hành thực nghiệm - Việc giảng dạy lớp ĐC và lớp TN được tiến hành song song trong cùng một khoảng thời gian và cùng nội dung kiến thức chương “ Dao động cơ”. - Lớp đối chứng do cô Nguyễn Thị Hoa dạy cho học sinh cách làm bài tập chương “Dao động cơ” theo từng bài sau khi đã học theo phương pháp truyền thống. - Lớp thực nghiệm do cô Lương Thị Bích dạy cho học viên cách làm bài câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” theo hệ thống câu hỏi trắc nghiệm như đã xây dựng ở chương 2 của luận văn và trong quá trình thực nghiệm thu thập các thông tin cần thiết. - Sau quá trình TNSP, chúng tôi cho học viên ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng làm bài kiểm tra cùng một đề. - Chấm điểm kiểm tra của hai lớp và tiến hành phân tích kết quả của học sinh. 3.1.4.2. Xây dựng tiêu chí đánh giá a. Đánh giá định tính. - Tính khả thi của hệ thống câu hỏi trắc nghiệm mới soạn thảo. - Sự phát triển tư duy của học viên b. Đánh giá định lượng. Dựa trên kết quả của các bài kiển tra giữa lớp ĐC và TN. Căn cứ vào việc phân tích các tham số đặc trưng của quá trình thực nghiệm sư phạm như: giá trị trung bình điểm số X , phương sai 2 S , độ lệch chuẩn S, hệ số biến thiên V và độ đáng tin cậy… Phương pháp đánh giá căn cứ vào quan sát, ghi chép trong quá trình dạy học, sản phẩm học tập của học sinh, kiểm tra viết. 99 3.2. Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 3.2.1. Kết quả định tính Quá trình thực nghiệm được thực hiện ở hai lớp 12 theo hình thức như sau: - Học viên lớp thực nghiệm được học theo một hệ thống câu hỏi trắc nghiệm đã xây dựng ở chương 2 của luận văn do cô Lương Thị Bích trường PT Nội Trú Đồ Sơn giảng dạy. - Học viên lớp đối chứng được học theo cách quen thuộc mà cô Nguyễn Thị Hoa giảng dạy. Ưu điểm của lớp TN so với lớp ĐC: + Không khí học tập của học sinh. + Khả năng diễn đạt của học sinh. + Kỹ năng giải bài tập cơ bản. + Kỹ năng quan sát, phân tích những hiện tượng vật lí của học viên có tính bản chất hơn, để từ đó có thể mở rộng và vận dụng kiến thức vào các vấn đề thực tiễn cuộc sống. 3.2.2. Kết quả định lượng Để đánh giá định lượng hiệu quả cho học viên, chúng tôi căn cứ vào kết quả cụ thể của các bài kiểm tra được thực hiện ở 2 lớp thực nghiệm và các lớp đối chứng. Nội dung bài kiểm tra là những câu hỏi tương tự câu hỏi của phần dao động cơ vật lí 12 cơ bản. Bài kiểm tra viết được tiến hành đồng thời trên hai đối tượng học sinh nhằm đánh giá chất lượng của học sinh và khả năng nắm vững kiến thức của các em. Qua đó đánh giá mức độ đạt được mục tiêu về mặt định lượng của các quá trình TNSP. Bài kiểm tra được tiến hành trong 45 phút. Căn cứ vào kết quả bài kiểm tra của học viên, việc đánh giá được tiến hành bằng phương pháp thống kê toán học. Từ đó cho phép đánh giá chất lượng và hiệu quả dạy học, đồng thời kiểm tra giả thiết khoa học của đề tài. 100 Chúng tôi phân tích và sử lý kết quả bài kiểm tra bằng các đại lượng thống kê và so sánh chất lượng kiến thức của học viên thông qua điểm kiểm tra của lớp ĐC và TN. Chúng tôi sử dụng các đại lượng để so sánh và đánh giá với các kí hiệu như sau: a. Trung bình cộng: là tham số đặc trưng cho sự tập trung của số liệu b. Phương sai ( S2 ), độ chuẩn (S): là tham số đo mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng. S2 = và S = Giá trị S càng nhỏ chứng tỏ số liệu càng ít phân tán. c. Hệ số biến thiên ( V ): Khi hai bảng số liệu có giá trị trung bình cộng khác nhau, người ta so sánh mức độ phân tán của số liệu bằng hệ số biến thiên (nhóm nào đó có hệ số biến thiên V nhỏ hơn sẽ có chất lượng đồng đều hơn). V= .100% * Nếu V < 30% : Độ dao động đáng tin cậy. * Nếu V > 30% : Độ dao động không đáng tin cậy. d. Độ đáng tin cậy: là sai khác giữa hai giá trị phản ánh kết quả của lớp TN và lớp ĐC: với ST = ( : Đối chứng; ; S2 : Thực nghiệm) e. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích: - Tần số: Cho biết số học sinh đạt điểm Xi - Tần suất: Cho biết tỉ lệ % học viên đạt điểm Xi - Tần suất lũy tích: cho biết tỉ lệ % học viên đạt điểm Xi trở xuống. Nếu đồ thị đường lũy tích của nhóm nào ở vị trí cao hơn chứng tỏ chất lượng của nhóm đó tốt hơn ( điểm trung bình của các bài kiểm tra của lớp cao hơn nhóm còn lại ). 101 3.2.2.1. Kết quả kiểm tra lần 1 - TNSP Bảng 3.1. Phân phối tần số, tần suất và tuần suất lũy tích ( Lớp thực nghiệm và lớp đối chứng – Phiếu số 1) Điểm Số học viên đạt điểm % học viên đạt điểm (tần số ) Xi (tần suất ) Xi % học viên đạt điểm Xi trở xuống (tần số lũy tích) ĐC TN ĐC TN ĐC TN 0 0 0 0,00 0,00 0,00 0,00 1 0 0 0,00 0,00 0,00 0,00 2 1 0 2,85 0,00 2,85 0,00 3 7 5 20,00 14,28 22,85 14,28 4 9 11 25,71 31,42 48,56 45,70 5 10 10 28,57 28,57 77,13 74,27 6 8 8 22,86 22,86 100,00 97,13 7 0 1 0,00 2,86 100,00 100,00 8 0 0 0,00 0,00 100,00 100,00 9 0 0 0,00 0,00 100,00 100,00 10 0 0 0,00 0,00 100,00 100,00 35 35 0,00 0,00 - Giá trị điểm trung bình của lớp ĐC: = 4,48 - Giá trị điểm trung bình của lớp TN: = 4,68 Bảng 3.1 cho thấy: + Số học viên đạt điểm yếu kém (0 - 4): 102 Đối với lớp đối chứng là 17 HV chiếm 48,56 % Đối với lớp thực nghiệm là 16 HV chiếm 45,70 % + Số học viên đạt điểm trung bình (5 - 6 ): Đối với lớp đối chứng là 18 HV chiếm 51,42 % Đối với lớp thực nghiệm là 18 HV chiếm 51,42 % Như vậy, tỷ lệ học sinh đạt điểm yếu kém ở lớp TN ít hơn ở lớp ĐC (48,56 % > 45,70 %), tỷ lệ học sinh đạt điểm trung bình ở lớp TN bằng lớp ĐC (51,42%), tỷ lệ học sinh đạt điểm khá ở lớp TN cao hơn lớp ĐC (2,86% > 0,00). Bên cạnh đó, giá trị trung bình của lớp TN cao hơn lớp ĐC (4,68 > 4,48), chứng tỏ kết quả điểm bài kiểm tra ở phiếu số 1 của nhóm TN tốt hơn nhóm ĐC. Mặt khác, bài kiểm tra theo phiếu số 1 ( kết quả thống kê ở bảng 3.1 ) được tiến hành trước so với phiếu số 2 trong chương trình xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ”. Kết quả thu được như nhau. Như vậy các kết quả trong bảng 3.1 và 3.2 đã chứng minh cho sự thành công bước đầu của đề tài đã đạt được mục đích đặt ra trong luận văn. - Số liệu về tỷ lệ học viên đạt điểm Xi trở xuống (tần suất lũy tích) trong bảng 3.1, được biểu diễn trên đồ thị hình 3.1: 103 % học sinh đạt điểm Xi trở xuống 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC TN Điểm Xi Hình 3.1: Đồ thị đường tích lũy – phiếu số 1 Biểu diễn tần suất lũy tích: số % học viên đạt điểm Xi trở xuống Đồ thị cho thấy, đường lũy tích ứng với nhóm ĐC luôn ở cao hơn nhóm TN chứng tỏ ở mỗi mức điểm Xi bất kì lớp ĐC có số học viên đạt điểm Xi nhiều hơn so với lớp TN, nói cách khác đồ thị này cho thấy chất lượng chung của nhóm TN là cao hơn. 3.2.2.2. Kết quả kiểm tra lần 2 – TNSP Bảng 3.2. Phân phối tần số, tần suất, tần suất lũy tích ( Lớp thực nghiệm và lớp đối chứng – Phiếu số 2) Điểm 0 1 2 Số học viên đạt điểm (tần số ) Xi ĐC 0 0 0 TN 0 0 0 % học viên đạt điểm (tần suất ) Xi ĐC 0,00 0,00 0,00 104 TN 0,00 0,00 0,00 % học viên đạt điểm Xi trở xuống (tần số lũy tích) ĐC TN 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3 4 5 6 7 8 9 10 7 6 12 10 0 0 0 0 35 2 3 14 16 0 0 0 0 35 20,00 17,14 34,28 28,57 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 - Giá trị điểm trung bình của lớp ĐC: = 4,71 - Giá trị điểm trung bình của lớp TN: = 5,25 5,71 8,57 40,00 45,71 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 20,00 37,14 71,42 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 5,71 14,28 54,28 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 Bảng 3.2 cho thấy: + Số học viên đạt điểm yếu kém (0 - 4): Ở lớp đối chứng là 13 HV chiếm 37,14 % Ở lớp thực nghiệm là 5 HV chiếm 14,28 % + Số học viên đạt điểm trung bình (5 - 6 ): Ở lớp đối chứng là 22 HV chiếm 62,85 % Ở lớp thực nghiệm là 30 HV chiếm 85,71 % Từ bảng 3.2, kết quả thu được là: tỉ lệ học viên đạt điểm yếu kém ở lớp TN ít hơn nhóm ĐC (14,28 % < 37,14 %), tỷ lệ học viên đạt điểm trung bình ở lớp TN cao hơn lớp ĐC (85,71 % > 62,85 %). Bên cạnh đó, giá trị trung bình của lớp TN cao hơn lớp ĐC (5,25 > 4,71), chứng tỏ kết quả điểm bài kiểm tra ở cả hai phiếu của lớp TN tốt hơn lớp ĐC. Bài kiểm tra theo phiếu số 1 (kết quả thống kê ở bảng 3.1 ) được tiến hành trước so với phiếu số 2 trong chương trình xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiêm chương dao động cơ. Kết quả thu được có đặc điểm giống nhau. Như vậy các kết quả trong bảng 3.1 và 3.2 đã chứng minh sự thành công bước đầu của đề tài đã đạt được mục đích đặt ra của luận văn. 105 - Số liệu về tỷ lệ học viên đạt điểm Xi trở xuống (tần suất lũy tích) trong bảng 3.2, được biểu diễn trên đồ thị hình 3.2: % học sinh đạt điểm Xi trở xuống 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC TN Điểm Xi Hình 3.2: Đồ thị đường tích lũy – phiếu số 2 Biểu diễn tần suất lũy tích: số % học viên đạt điểm Xi trở xuống Tương tự như đồ thị đường lũy tích biểu diễn số liệu trong bảng 3.1, đường lũy tích ứng với tỷ lệ học viên đạt điểm Xi trở xuống (tần suất lũy tích) trong bảng 3.2 cũng nằm ở phía trên, ở bên trái so với đường ứng với nhóm TN, chứng tỏ rằng chất lượng của lớp TN cao hơn so với lớp ĐC. Mặt khác, ta có thể thấy khoảng cách giữa hai đường cong trong đồ thị 3.2 cách xa nhau hơn so với đồ thị hình 3.1 chứng tỏ rằng trong quá trình dạy học viên theo hệ thống bài tập đã xây dựng trong chương 2 của luận văn đã cho thấy số học viên yếu kém giảm, học viên trung bình tăng lên. Bảng 3.3. Tổng hợp phân loại học viên theo kết quả điểm kiểm tra Lần kiểm tra Lớp Tổng số học sinh % học sinh đạt điểm yếu kém % học sinh đạt điểm trung bình Lần 1 ĐC 35 48,56 51,43 TN 35 45,70 51,43 ĐC 35 37,14 62,85 Lần 2 106 TN 35 14,28 107 95,71 Có thể xây dựng biểu đồ phân loại học sinh theo điểm kiểm tra từ bảng tổng hợp kết quả 3.3 như các hình 3.3 và 3.4 sau đây: Hình 3.3. Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra học sinh theo điểm sau lần kiểm tra thứ nhất Hình 3.4. Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra học sinh theo điểm sau lần kiểm tra thứ hai 108 Các kết quả trên đây đã chứng tỏ rằng học viên nhóm TN tiếp thu kiến thức tốt hơn, điều này đã góp phần thành công bước đầu của công tác thực nghiệm đề tài. Bảng 3.4. Tổng hợp các tham số đặc trưng Lần kiểm Lớp tra Lần 1 Lần 2 Tổng số học sinh S V% ĐC 35 4,48 1,19 1,10 24,00 TN 35 4,68 0,71 0,93 18,24 ĐC 35 4,71 1,60 1,25 27,00 TN 35 5,25 1,82 1,34 25,00 Bảng 3.4 cho thấy: Điểm trung bình các bài kiểm tra của lớp TN cao hơn nhóm ĐC trong cả lần 1 và lần 2. Giá trị của phương sai 2 S và giá trị lệch chuẩn S của lớp TN và lớp ĐC đều không lớn, chứng tỏ số liệu thu được ít bị phân tán. Hệ số biến thiên V của lớp TN bao giờ cũng nhỏ hơn lớp ĐC, chứng tỏ mức độ phân tán quanh giá trị trung bình cộng của lớp TN cũng nhỏ hơn, nghĩa là chất lượng của lớp TN đồng đều hơn so với lớp ĐC. Dựa trên các kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy chất lượng học tập của học viên lớp TN cao hơn lớp ĐC. 3.3. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm 1. Học viên ở lớp TN nắm vững kiến thức hơn, biểu hiện ở khả năng tái hiện và vận dụng kiến thức tốt hơn, biết cách giải các bài tập mẫu nhanh hơn. Kết quả kiểm tra cho thấy ở lớp TN điểm trung bình cao hơn ở nhóm ĐC. 109 2. Tỉ lệ học viên đạt điểm trung bình ở lớp TN cao hơn, còn tỉ lệ học viên yếu kém ở lớp TN thấp hơn lớp ĐC. Không khí học tập ở nhóm TN sôi nổi hơn lớp ĐC. 3. Đồ thị đường các lũy tích về tỉ lệ học viên đạt dưới điểm Xi của lớp TN luôn nằm về bên phải và phía dưới đồ thị các đường lũy tích tương ứng của nhóm ĐC, chứng tỏ kết quả học tập của lớp TN tốt hơn lớp ĐC. Mặt khác, hệ số biến thiên V của nhóm TN bao giờ cũng nhỏ hơn lớp ĐC. Chứng tỏ mức độ phân tán quang giá trị trung bình cộng của lớp TN cũng nhỏ hơn, nghĩa là chất lượng của lớp TN đồng đều hơn, ổn định hơn so với lớp ĐC. Như vậy có thể kết luận chắc chắn rằng: việc sử dụng hợp lý các câu hỏi trắc nghiệm vật lý trong quá trình dạy học đã mang lại hiệu quả cao. Học viên nhận thức chắc chắn kiến thức, bền vững hơn và từ đó biết cách làm các câu hỏi trắc nghiệm tương tự tốt hơn. 110 Tiểu kết Chương 3 Chúng tôi đã đưa ra mục đích, nhiệm vụ và phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm, xây dựng các tiêu chí đánh giá thực nghiệm sư phạm. Trên cơ sở đó chúng tôi đã áp dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm xây dựng ở chương 2 cho quá trình thực nghiệm sư phạm ở trường PTNT Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng. Kết quả các bài kiểm tra thực nghiệm sư phạm đã được phân tích đánh giá cả về định tính và định lượng theo phương pháp thống kê thuộc phạm vi kiến thức chương “Dao động cơ” Vật lý lớp 12. Những thông số đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy lớp thực nghiệm có kết quả cao hơn lớp đối chứng. Kết quả này cho thấy sự cần thiết phải xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm phù hợp với trình độ đặc thù của học sinh nội trú và áp dụng phương pháp giảng dạy tích cực sẽ đảm bảo cho học sinh nội trú có chất lượng cao hơn. Thực nghiệm sư phạm là bằng chứng để khẳng định tính khả thi và cũng là minh chứng cho các mục tiêu đã đạt được của đề tài nghiên cứu trong quá trình thực hiện luận văn. 111 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 1. Kết luận Luận văn này đã trình bày một số cơ sở lý luận về việc xây dựng các câu hỏi trắc nghiệm đồng thời so sánh giữa các bài tập trắc nghiệm và tự luận. Trên cơ sở đó chúng tôi vận dụng để khảo sát thực trạng dạy và học tại trường PTNT Đồ Sơn. Dựa vào hoàn cảnh cụ thể và những đặc điểm riêng biệt của trường Nội Trú, chúng tôi tiến hành nghiên cứu chi tiết nội dung chương “Dao động cơ” nhằm xây dựng được một hệ thống bài tập trắc nghiệm phù hợp với đặc điểm, trình độ của học sinh và đảm bảo chất lượng giáo dục theo quy định của Bộ GD&ĐT. Hệ thống câu hỏi mà chúng tôi xây dựng đảm bảo độ khó và có khả năng phân loại được học sinh trong quá trình sử dụng. Mặt khác, hệ thống câu hỏi này còn giúp cho học sinh nội trú tiếp cận bài học một cách hệ thống, mở rộng, củng cố, nâng cao kiến thức và tạo được hứng thú trong học tập. Thông qua thực nghiệm sư phạm, các câu hỏi trắc nghiệm dã được đưa vào sử dụng. Kết quả cho thấy chất lượng dạy và học tại trường đã được cải thiện. Tóm lại, luận văn đã đạt được các mục tiêu nghiên cứu và đề tài có tính khả thi cao. 2. Khuyến nghị - Mỗi môn học cần xây dựng một hệ thống ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm căn cứ vào chuẩn kiến thức, kỹ năng đã được đặt ra. - Giáo viên cần sử dụng đa dạng các câu hỏi trắc nghiệm dành cho học sinh. - Phải có tác động qua lại giữa giáo viên và học sinh để điều chỉnh quá trình dạy học. 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lương Duyên Bình, Vũ Quang, Nguyễn Thượng Chung, Tô Giang, Trần Chí Minh, Ngô Quốc Quýnh (2008), Vật Lí 12. Nhà xuất bản Giáo Dục, Hà Nội. 2. Phạm Kim Chung, Tập Bài giảng Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông. Khoa sư phạm, Trường ĐHGD, ĐHQGHN. 3. Vũ Dũng (Chủ biên, 2000), Từ điển Tâm lý học. Nhà xuất bản KHXH, Hà Nội. 4. Vũ Cao Đàm (1998), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học. Nhà xuất bản KH&KT, Hà Nội. 5. Đào Văn Phúc (1999), Lịch sử Vật Lí. Nhà xuất bản Giáo Dục, Hà Nội. 6. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp dạy học Vật lý ở trường phổ thông. Nhà xuất bản ĐHSPHN, Hà Nội. 7. Phạm Hữu Tòng (2001), Lí luận dạy học Vật lí ở trường trung học. Nhà xuất bản Giáo Dục, Hà Nội. 8. Phạm Hữu Tòng (2004), Dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học, Nhà xuất bản ĐHSPHN, Hà Nội. 9. Nguyễn Trọng Thuyết (2009), “Quan hệ tương tác giữa thầy và trò trong quá trình dạy học”, Tạp chí đại học Sài Gòn (1) 10. Phạm Viết Vượng (2004), Giáo dục học. Nhà xuất bản ĐHQGHN, Hà Nội. 11. http://www.ued.edu.vn/khoatamlygiaoduc/mod/glossary/view.php?id=47 12. http://vi.wikipedia.org/wiki/IQ 13. http://vi.wikipedia.org/wiki/T%C3%A2m_l%C3%BD_h%E1%BB%8Dc 14. http://www.wattpad.com/11493567-gd/page/14 113 PHỤ LỤC Đề kiểm tra số 1 (Phiếu số 1 – Thời gian 30 phút) Câu 1: Một vật dao động điều hòa có gia tốc liên hệ với li độ theo hệ thức a = 100x. Tần số góc của vật là: A. 100 rad/s B. 5/ rad/s C. 50/ Câu 2: Một vật dao động điều hòa với tần số góc rad/s D. 10 rad/s , biên độ A. Tại li độ x độ lớn vận tốc v của vật là: A. v = D. v = B. v = C. v = Câu 3: Một vật dao động điều hòa, trong thời gian 1 phút vật thực hiện được 30 dao động toàn phần. Chu kì dao động của vật là: A. 2s B. 30s C. 0,5s D. 1s Câu 4: Một quả cầu nhỏ treo vào lò xo có độ cứng k làm cho lò xo dãn đoạn . Cho quả cầu dao động theo phương thẳng đứng, chu kì dao động của quả cầu được tính theo công thức: A. T = B. T = C. T = D. T = Câu 5: Con lắc lò xo gồm một lò xo thẳng đứng có đầu trên cố định, đầu dưới gắn một vật dao động điều hòa có tần số góc 10 rad/s. Lấy g = 10m/s2 = . Tại VTCB độ dãn lò xo là: A. 9,8cm B. 10cm C. 4,9cm D. 5cm Câu 6: Vật có khối lượng m = 0,2kg được gắn vào một con lắc lò xo. Con lắc này dao động với tần số f = 10Hz. Lấy 10 = 114 . Độ cứng của lò xo bằng: A. 800 (N/m) B. 800/ C. 0,05 (N/m) (N/m) D. 15,9 (N/m) Câu 7: Hai lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng lần lượt là k1 = 100N/m; k2 = 150N/m được mắc nối tiếp. Độ cứng của hệ hai lò xo là: A. 60N/m B. 250N/m C. 0,993N/m D. 151N/m Câu 8: Một vật dao động điều hòa với phương trình cm. Thời điểm thứ nhất vật đi qua VTCB là: A. 1/4s B. 1/2s C. 1/6s D. 1/3s Câu 9: Một người xách một xô nước đi trên đường mỗi bước đi dài 45cm thì nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất. Chu kì dao động riêng của nước trong xô là 0,3s. Vận tốc của người đó là: A. 5,4km/h B. 3,6m/s C. 4,8km/h D. 4,2km/h Câu 10: Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng  4 phương. Hai dao động này có phương trình lần lượt là x 1  4 cos(10t  ) (cm) và x 2  3 cos(10t  3 ) (cm). Độ lớn vận tốc của vật ở vị trí cân bằng là: 4 A. 100cm/s B. 50cm/s C. 80cm/s D. 10cm/s Đáp án Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đáp án D C A D B A A A A D Mỗi đáp án đúng được 1 điểm. Đề kiểm tra số 2 (Phiếu số 2 – thời gian 30 phút) Câu 1: Một vật dao động điều hòa có phương trình: x = 5sin(2 . Lấy Vận tốc của vật khi có li độ x = 3cm là: A. 25,12 cm/s B. 25,12 cm/s 115 C. 12,56 cm/s D. 12,56 cm/s Câu 2: Một chất điểm thực hiện dao động điều hòa với chu kì T = 3,14s và biên độ A = 1m. Tại thời điểm chất điểm đi qua vị trí cân bằng, vận tốc của nó bằng: A. 0,5m/s B. 1m/s C. 2m/s D. 3m/s Câu 3: Một con lắc lò xo có độ cứng k, treo vật có khối lượng m1 vào lò xo thì nó dao động với chu kì T1 = 0,3s, khi treo vật có khối lượng m2 thì nó dao động với chu kì T2 = 0,4s. Khi treo cả hai vật m1, m2 vào lò xo thì hệ dao động với chu kì bằng: A. 0,7s B. 0,1s C. 0,24s D. 0,5s Câu 4: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox. Vận tốc của vật khi qua vị trí cân bằng là 62,8cm/s và gia tốc ở vị trí biên là 2m/s2. Lấy Biên độ và chu kì dao động của vật là: A. 10cm; 1s B. 1cm; 0,1s C. 2cm; 0,2s D. 20cm; 2s Câu 5: Một vật dao động điều hòa có m = 500g với phương trình dao động x = 2cos( A. 0,1J . Lấy 2 = 10. Năng lượng dao động của vật là: B. 0,01J C. 0,02J D. 0,1mJ Câu 6: Con lắc lò xo nằm ngang. Khi vật đang đứng yên ở VTCB ta truyền cho vật nặng vận tốc v = 31,4cm/s theo phương ngang để vật dao động điều hòa. Biết biên độ dao động là 5cm, chu kì dao động của con lắc là: A. 0,5s B. 1s C. 2s Câu 7: Vật dao động điều hòa có phương trình: D. 4s (cm,s). Vật qua VTCB lần thứ 2 vào thời điểm: A. 1,5s B. 0,5s C. 1s Câu 8: Một vật dao động điều hòa với phương trình D. 2,4s )cm. Thời điểm thứ 3 vật qua vị trí x = 2cm theo chiều dương là: A. 9/8s B. 11/8s C. 5/8s 116 D. 1,5s Câu 9: Một người xách một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi dài 40cm. Chu kì dao động riêng của nước trong xô là 0,2s. Để nước trong xô sóng sánh mạnh nhất thì người đó phải đi với vận tốc là: A. 20cm/s B. 72km/h C. 2m/s D. 5cm/s Câu 10: Một vật tham gia đồng thời 2 dao động thành phần cùng phương, cùng  2 tần số x1 = 4cos100t (cm) và x2 = 4cos(100t + ) (cm) có phương trình tổng hợp là:  ) (cm) 4 A. x = 4 2 cos(100t + B. x = 4 2 cos100t(cm) C. x = 4cos(100t +  ) (cm) 4 D. x = 4cos100t (cm) Đáp án Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đáp án B C D D A B A B C A Mỗi đáp án đúng được 1 điểm. 117 [...]... Xây dựng và sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương Dao Động Cơ lớp 12 cho học sinh nội trú 2 Mục đích nghiên cứu Xây dựng và sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm của chương Dao động cơ lớp 12 để phù hợp với học sinh nội trú và hải đảo, từ đó giúp các em có hứng thú hơn trong học tập 3 Nhiệm vụ nghiên cứu Thứ nhất: Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc dạy học ở các trường nội trú, dân tộc nội. .. hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương Dao động cơ lớp 12 cho học sinh nội trú và hải đảo 5 Vấn đề nghiên cứu - Làm thế nào để đánh giá năng lực của học sinh nội trú và hải đảo? - Làm thế nào để xây dựng và sử dụng được hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương Dao động cơ để phù hợp với học sinh nội trú và hải đảo? 6 Giả thuyết nghiên cứu - Năng lực của học sinh nội trú và hải đảo thể hiện qua quy mô và. .. ba chương: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương Dao động cơ lớp 12 cho học sinh nội trú Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 12 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Cơ sở lý luận 1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển phương pháp trắc nghiệm * Lịch sử hình thành trắc nghiệm trên thế giới: Các phương pháp trắc nghiệm. .. gặp phải của học sinh khi sử dụng câu hỏi trắc nghiệm trong việc học chương Dao động cơ vật lí 12 chương trình cơ bản, để có cơ sở xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm phù hợp với đối tượng học sinh Nội Trú Nội dung phiếu điều tra như sau: Phiếu điều tra học sinh STT Nội dung câu hỏi Theo em câu hỏi trắc nghiệm vật lý các Câu 1 thầy cô đưa ra có phù hợp với kiến thức vật lý mà em cần học không? Trong... trú, dân tộc nội trú và các trường có con em miền hải đảo Thứ hai: Đề xuất sử dụng câu hỏi trắc nghiệm để xây dựng phương án dạy 10 học cho học sinh nội trú và hải đảo Thứ ba: Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính giá trị của câu hỏi trắc nghiệm và hiệu quả của việc sử dụng câu hỏi trắc nghiệm vào quá trình dạy học 4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 4.1 Khách thể nghiên cứu: học sinh nội trú, hải đảo ở... khối lớp 12 Qua thực tế giảng dạy tại trường PT Nội Trú Đồ Sơn, tôi nhận thấy chương Dao động cơ là chương mở đầu và là nền tảng để học các chương tiếp theo: Sóng cơ, dao động điện từ, dòng điện xoay chiều Đặc biệt, phần Dao động cơ chứa số lượng câu hỏi và bài tập rất lớn trong đề thi tốt nghiệp và thi đại học Do vậy, việc xây dựng và sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm để phù hợp với học sinh. .. các câu hỏi trắc nghiệm Câu 2 vật lý nói chung, em thấy có phù hợp với năng lực và kiến thức của bản thân mình không? Hiện tại các em đã học chương Dao động cơ vật lý lớp 12, các em có thấy Câu 3 những câu hỏi trắc nghiệm được đưa ra ở chương học này phù hợp với năng lực 33 Ý kiến học sinh Ghi Có chú Không và kiến thức của bản thân không? Lượng kiến thức các câu hỏi trắc Câu 4 nghiệm chương Dao động. .. học - Nếu sử dụng được hệ thống câu hỏi sẽ đem lại hiệu quả cao trong dạy học ở các trường nội trú và hải đảo 7 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu khảo sát được tiến hành trên phạm vi trường PT Nội Trú Đồ Sơn là ngôi trường chuyên biệt với các em học sinh nội trú và hải đảo 8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng hệ thống câu. .. Đồng thời giúp học sinh hiểu được các loại dao động và ý nghĩa của nó trong đời sống 1.5.3 Điều tra thăm dò tình hình dạy và học chương Dao động cơ Vật lý 12 ban cơ bản ở trường PT Nội Trú Đồ Sơn Chúng tôi cho rằng, chương Dao động cơ gồm những kiến thức rất quan trọng của chương trình Vật lí lớp 12 Kiến thức chương này có thể giúp cho việc nghiên cứu các chương Sóng cơ, dao động và sóng điện từ,... động cơ mà em đã thu nhận có vận dụng được vào các chương học tiếp theo? Câu 5 Việc vận dụng đó có thuận lợi? Khi làm bài tập trắc nghiệm chương Dao động cơ lớp 12 ban cơ bản, Câu 6 em thấy bản thân đã gặp khó khăn gì? Cần phải thay đổi vấn đề gì? Ý kiến đề xuất của các em như thế nào trong việc học chương Dao động cơ lớp 12 ban cơ bản Phiếu điều tra giáo viên STT Nội dung câu hỏi Ý kiến học sinh ... câu hỏi trắc nghiệm chương Dao Động Cơ lớp 12 cho học sinh nội trú Mục đích nghiên cứu Xây dựng sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương Dao động cơ lớp 12 để phù hợp với học sinh nội trú. .. tài chương Dao động cơ trình bày chi tiết chương 40 CHƯƠNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÝ 12 CHO HỌC SINH NỘI TRÚ 2.1 Nội dung kiến thức chương Dao. .. học sinh nội trú hải đảo? - Làm để xây dựng sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương Dao động cơ để phù hợp với học sinh nội trú hải đảo? Giả thuyết nghiên cứu - Năng lực học sinh nội trú