Xây dựng và hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập chương sóng cơ học vật lí 12 nâng cao nhằm phát triển tư duy và nâng cao hiệu quả tự học của học sinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

ĐINH THỊ HƯƠNG

XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI

HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG "SÓNG CƠ HỌC" VẬT LÍ 12 NÂNG CAO NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ TỰ

HỌC CỦA HỌC SINH

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

Lời đầu tiên trong luận văn, tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt khóa học và quá trình nghiên cứu đề tài

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Huy Sinh - người đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình chỉ bảo, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo và các em học sinh Trường trung học phổ thông Ngô Quyền, thành phố Hải Phòng đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến bố, mẹ, chồng và các con đã luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành khoá học tại trường Đại học giáo dục, Đại học quốc gia Hà Nội

Hà Nội, ngày 28 tháng 11 năm 2012 Học viên

Đinh Thị Hương

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt ĐC GV HS PPDH SBT SGK STT THPT TN TNSP

Viết đầy đủ Đối chứng Giáo viên Học sinh

Phương pháp dạy học Sách bài tập

Sách giáo khoa Số thứ tự

Trung học phổ thông Thực nghiệm

Thực nghiệm sư phạm

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ii

1.2 Phương pháp giải bài tập vật lý 7

1.2.1 Các bước giải bài tập 7

1.2.2 Xây dựng lập luận trong giải bài tập 9

1.3 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý 12

1.3.1 Hướng dẫn theo mẫu 12

1.3.2 Hướng dẫn tìm tòi 13

1.3.3 Định hướng khái quát chương trình hóa 14

1.3.4 Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí 15

1.4 Tư duy trong giải bài tập vật lý 16

1.4 Tự học 16

1.5 Thực trạng sử dụng hệ thống bài tập vật lí ở trường THPT 17

1.5.1 Phương pháp điều tra 17

1.5.2 Phân tích kết quả điều tra và đánh giá chung 22

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 24

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG "SÓNG CƠ" VẬT LÝ 12 NÂNG CAO 25

2.1 Vị trí và vai trò của chương "Sóng cơ" Vật lý 12 nâng cao THPT 25

2.2 Cấu trúc chương "Sóng cơ" 26

2.3 Mục tiêu dạy học chương "Sóng cơ" Vật lý 12 Nâng cao 34

2.2.1 Chuẩn kiến thức, kĩ năng phần sóng cơ 34

2.2.2 Mục tiêu chi tiết về sóng

cơ 35

2.4 Phân loại bài tập chương "Sóng cơ" THPT Vật lý 12 Nâng cao 38

2.5 Nguyên tắc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương "Sóng cơ" Vật lý 12 Nâng cao 39

2.5.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập 39

2.5.2 Nguyên tắc sử dụng hệ thống bài tập 39

2 6 X â y d ự n g v à h ư ớ n g d ẫ n g i ả i h ệ t h ố n g bà i t ậ p c h ư ơ n g " S ó n g c ơ " V ậ t l ý 1 2 n â n g ca o 3

9 2.6.1 Dạng 1: Đại cương về song 40

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 78

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 78

3.2 Đối tượng và phương thức thực nghiệm sư phạm 78

3.3 Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 79

3.3.1 Phân tích định tính trong quá trình TNSP 79

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1a Bảng thống kê điểm số bài kiểm tra trước khi TNSP 82 Bảng 3.1b Bảng thống kê điểm số bài kiểm tra sau TNSP 82 Bảng 3.2a Bảng thống kê số % bài kiểm tra đạt điểm Xi của bài kiểm tra trước TNSP 83 Bảng 3.2b Bảng thống kê số % bài kiểm tra đạt điểm Xi của bài kiểm tra sau TNSP83 Bảng 3.3a Tần suất tích lũy hội tụ lùi bài kiểm tra trước TN 83 Bảng 3.3b Tần suất tích lũy hội tụ lùi bài kiểm tra sau TN 83 Bảng 3.4a Bảng tổng hợp các tham số của nhóm ĐC và TN đối với bài kiểm tra trướcTN 87 Bảng 3.4b Bảng tổng hợp các tham số của nhóm ĐC và TN đối với bài kiểm tra sau TNSP 87

Hình 2.4 Sóng dừng trong trường hợp hai đầu dây cố định 31

Hình 2.5 Sóng dừng trong trường hợp một đầu dây cố định 31

Hình 2.6 Sơ đồ phân loại bài tập chương "Sóng cơ" Vật lý 12 nâng cao THPT 38

Hình 2.7 Mô tả bài tập 11 43

Hình 2.8 Giao thoa hai nguồn sóng dao động cùng pha 48

Hình 2.9 Lời giải cho bài tập 3 52

Hình 2.10 Hình minh họa bài tập 5 56

Hình 2.11 Sóng dừng trên sợi dây với hai đầu là nút 58

Hình 3.1 Biểu đồ phân bố điểm bài kiểm tra trước TNSP 84

Hình 3.2 Biểu đồ phân bố điểm bài kiểm tra sau TNSP 84 Hình3.3 Đồ thị phân phối tần suất điểm (bài kiểm tra trước TNSP) 85 Hình 3.4 Đồ thị phân phối tần suất (bài kiểm tra sau TN) 85 Hình 3.5 Đồ thị phân phối tần suất tích lũy bài kiểm tra trước TNSP 86 Hình 3.6 Đồ thị phân phối tần suất tích lũy bài kiểm tra sau TNSP 86

MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài

Trong dạy học Vật lý việc sử dụng Hệ thống bài tập là hết sức quan trọng trong việc phát triển tư cho học sinh Bài tập vật lý có tác dụng giúp cho học sinh hình thành, rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn và cho việc đào sâu, mở rộng kiến thức Giải bài tập vật lý sẽ giúp cho học sinh có được những kĩ năng kĩ xảo cần thiết từ đó phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo

Bài tập vật lý luôn giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, giúp thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lí Bài tập vật lý được sử dụnglà phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh, được sử dụng như là một phương tiện nghiên cứu tài liệu mới trong giai đoạn hình thành kiến thức mới cho học sinh, giúp cho học sinh lĩnh hội được kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc Bài tập vật lý là một phương tiện để ôn tập, củng cố kiến thức lí thuyết đã học, đồng thời là phương tiện để rèn luyện tư duy hiệu quả Thông qua bài tập vật lý có thể bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh, đồng thời cũng là một phương tiện rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống

Trong các kiến thức vật lý ở lớp 12 trung học phổ thông thì kiến thức về sóng cơ là một trong những mảng kiến thức quan trọng góp phần làm hoàn thiện hệ thống vật lý tổng thể là mắt xích quan trọng trong hệ thống vật lý THPT.Chương trình vật lý 12 phần sóng cơ chiếm thời lượng như sau: phân phối chương trình cho sách giáo khoa (SGK) Vật lý 12 Nâng cao là 12 tiết chiếm 11% tổng số tiết dành cho cả chương trình,số câu trong đề thi đại học là 5 câu chiếm 10% trên tổng số câu Kiến thức chương sóng cơ bao gồm cả kiến thức chung về sóng , sẽ còn được sử dụng cho các chương tiếp sau là chương IV " Dao động và sóng điện từ" và chươngVI "Sóng ánh sáng" Kiến thức về sóng cơ được xây dựng như kiến thức nền tảng cho sóng không những chỉ là các đại lượng mà còn cả về các hiện tượng đặc trưng như giao thoa, nhiễu xạ Như vậy thấy rằng học sinh cần phải nắm vững kiến

thức về sóng cơ ,nhận dạng và thực hiện giải bài toán sóng cơ một cách thành thạo và bài bản

Bài tập và hệ thống bài tập trong dạy học đã được nhiều nhà khoa học, nhà giáo dục học quan tâm, xây dựng và phát triển Các công trình trước đây về vấn đề này phần lớn còn mang tính lý thuyết và khái quát hóa cao Do vậy để góp phần đưa hệ thống bài tập vào trong quá trình dạy và học ở trường THPT,thì nên xây dựng và hướng dẫn giải chi tiết hệ thống bài tập đó Để ứng dụng hệ thống bài tập để dạy và họccó hiệu quả phần chương "Sóng cơ" thuộc chương trình vật lý 12 Nâng cao, tôi chọn đề tài nghiên cứu là: " Xây dựng và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương " Sóng cơ học" Vật lý 12 Nâng cao nhằm phát triển tư duy và nâng cao hiệu quả tự

học của học sinh" 2 Mục đích nghiên cứu

-Xây dựng hệ thống bài tập chương 'Sóng cơ"Vật lý 12 Nâng cao mang tính hệ thống, khoa học theo các mức độ nhận thức của học sinh

-Hướng dẫn học sinh giải bài tập giúp học sinh nắm vững kiến thức, phát triển được tư duy và nâng cao hiệu quả tự học trong hoạt động giải bài tập

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu chương trình vật lý phổ thông hiện hành, chuẩn kĩ năng kiến thức, các dạng bài tập và phương pháp giải bài tập phần sóng cơ

- Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn học sinh giải bài tập về sóng cơ dựa trên mục tiêu và chuẩn kĩ năng kiến thức đã đề ra

- Thực nghiệm sư phạm 4 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy học của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học phần bài tập về sóng cơ, vật lý 12 trung học phổ thông theo mục tiêu và chuẩn kiến thức kĩ năng

6 Giả thuyết nghiên cứu

- Xây dựng được một hệ thống bài tập phù hợp với mục tiêu dạy học và sử dụng hợp lý các hình thức tổ chức hướng dẫn học sinh trong dạy giải bài tập vật lý thì không những làm cho học sinh nắm vững kiến thức mà còn phát triển được tư duy và nâng cao hiệu quả tự học của học sinh

7 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu

- Xây dựng hệ thống và hướng dẫn học sinh giải bài tập chương " Sóng cơ" Vật lý 12 Nâng cao tại trường THPT Ngô quyền -Hải Phòng

8.Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Góp phần nâng cao hiệu quả của việc dạy giải bài tập Vật lý tạo hứng thú cho học sinh trong việc học tập và tự học của học sinh

- Luận văn này có thể được sử dụng như một tài liệu trong giảng dạy bộ môn vật lý

9 Phương pháp nghiên cứu

9.1 Nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu cơ sở lí luận để làm sáng tỏ vai trò hệ thống bài tập vật lý về sóng cơ chương trình vật lý 12 nâng cao trung học phổ thông

- Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông, các giáo trình, tài liệu hướng dẫn về sóng cơ nội dung sách giáo khoa và những tài liệu tham khảo có liên quan để xác định mức độ nội dung và yêu cầu về kiến thức, kĩ năng giải bài tập mà học sinh cần nắm vững

9.2 Nghiên cứu thực tiễn

- Tìm hiểu nội dung chương trình, phương pháp và hình thức tổ chức việc giải bài tập vật lí chương sóng cơ

- Điều tra thực tiễn việc sử dụng hệ thống bài tập trong giải bài tập vật lý phần sóng cơ tại trường trung học phổ thông

9.3 Thực nghiệm sư phạm

- Tiến hành giảng dạy song song nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm theo phương án đã thiết kế

- Trên cơ sở phân tích định tính và định lượng kết quả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và tính hiệu quả của các biện pháp do đề tài đưa ra

10 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong ba chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2: Xây dựng và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương "Sóng cơ học" Vật lý 12 nâng cao

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Bài tập vật lý là những bài luyện tập, những tình huống được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lý, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lý của học sinh và rèn kĩ năng vận dụng kiến thứccủa học sinh vào thực tiễn

Giải bài tập vật lý không chỉ nhằm mục đích giải toán, mà nó còn có ý nghĩa to lớn trong việc rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng tính toán,suy luận logic để giải quyết những vấn đề trong thực tế cuộc sống Giúp học sinh hiểuđược một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức trong chương trình quy định , giúpcác em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ của học tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra Vì vậy mà phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày Kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thước do mức độ sâu sắc và vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận được Chính vìthế có thể nói bài tập vật lý đặc biệt quan trọng trong dạy học vật lý ở trường phổ thông

Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lý đặt ra, học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa  để giải quyết vấn đề, do đó tư duy của HS phát triển Có thể nói bài tập vật lý là một phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng

tượng, khả năng suy nghĩ độc lập rèn luyệntính kiên trì trong việc khắc phục khó

khăn trong cuộc sống của học sinh

Trong quá trình dạy học bài tập vật lý, vai trò tự học của học sinh là rất cần thiết Để giúp học sinh khả năng tự học, người giáo viên phải biết lựa chọn bài tập sao cho phù hợp, sắp xếp chúng một cách có hệ thống từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp và hướng dẫn cho học sinh cách giải để tìm ra được bản chất vật lý của bài toán Bài tập vật lý còn là phương tiện kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo, đặc biệt là giúp phát hiện trình độ phát triển trí tuệ, làm bộc lộ những khó khăn, sai lầm của học sinh trong học tập đồng thời giúp họ vượt qua những khó khăn và khắc phục các sai lầm đó

Vật lý là môn học liên quan đến nhiều hiện tượng trong tự nhiên và các ứng dụng trong kỹ thuật và đời sống hằng ngày Học sinh khi giải BTVL là tìm đến bản chất của các vấn đề đó và áp dụng nó giải quyết các vấn đề của cuộc sống Vì vậy việc sử dụng bài tập vật lý còn có chức năng giáo dục tư tưởng đạo đức, kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp

1.1.2 Các kiểu bài tập vật lí 1.1.2.1 Bài tập vật lí định tính

Bài tập định tính là bài tập mà HS không cần phải tính toán (Hay chỉ có các phép toán đơn giản) mà chỉ vận dụng các định luật, định lý, qui luật để giải thích các hiện tượng thông qua các lập luận có căn cứ, có lôgíc Nội dung của các câu hỏi khá phong phú, và đòi hỏi phải vận dụng rất nhiều các kiến thức vật lí

1.1.2.2 Bài tập vật lí định lượng

Bài tập vật lý định lượng là loại bài tập vật lí mà muốn giải quyết nó ta phải thực hiện một loạt các phép tính Dựa vào mục đích dạy học ta có thể phân loại bài tập dạng này thành hai loại :

- Bài tập tập dượt : Là bài tập đơn giản được sử dụng ngay khi nghiên cứu một khái niệm hay một qui tắc vật lí nào dó để học sinh vật dụng kiến thức vừa mới tiếp thu

- Bài tập tổng hợp : Là những bài tập phức tạp mà muốn giải nó học sinh vận dụng nhiều kiến thức ở nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học và thuộc nhiều lĩnh vực Đặc biệt khi các câu hỏi loại này được nêu dưới dạng trắc nghiệm khách quan, thì yêu cầu học sinh phải nhớ kết quả cuối cùng đã được chứng minh trước đó để giải nó một cách nhanh chóng Vì vậy yêu cầu học sinh phải hiểu bài một cách sâu sắc để vận dụng kiến thức ở mức độ cao

- Vẽ đồ thị theo những dữ liệu đã cho : bài tập này rèn luyện cho học sinh kỹ năng vẽ đồ thị, nhất là biết cách chọn hệ tọa độ và tỉ lệ xích thích hợp để vẽ đồ thị chínhxác

1.1.2.4 Bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm là loại bài tập cần phải tiến hành các thí nghiệm hoặc để kiểm chứng cho lời giải lý thuyết, hoặc để tìm những số liệu, dữ kiện dùng trong việc giải các bài tập Tác dụng cụ thể của loại bài tập này là giáo dục, giáo dưỡng và giáo dục kỹ thuật tổng hợp Đây là loại bài tập thường gây cho học sinh cảm giác lí thú và đặc biệt đòi hỏi học sinh nhiều tính sáng tạo

1.2 Phương pháp giải bài tập vật lý

1.2.1 Các bước giải bài tập

Giải một bài tập vật lí thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài tập, xem xét hiện tượng vật lí, xác lập được những mối liên hệ cụ thể dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể của bài tập đã cho Từ đó tính toán những mối liên hệ đã xác lập được để dẫn đến lời giải và kết luận chính xác Sự nắm vững

những mối liên hệ này sẽ giúp cho giáo viên định hướng phương pháp dạy bài tập một cách hiệu quả

Không thể chỉ ra được một phương pháp nào cụ thể mà có thể áp dụng để giải được tất cả bài tập vì bài tập vật lí rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phong phú Từ sự phân tích như đã nêu ở trên, có thể vạch ra một phương pháp chung chung gồm các bước chính như sau :

1 Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện

- Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu ý nghĩa của những thuật ngữ quan trọng, xác định đâu là ẩn số, đâu là dữ kiện

- Dùng kí hiệu tóm tắt đề bài cho gì? Yêu cầu gì? Dùng hình vẽ mô tả lại tình huống, minh họa nếu cần

2 Phân tích hiện tượng

- Nhận biết các dữ liệu đã cho trong đề bài có liên quan đến những kiến thức nào, khái niệm nào, hiện tượng nào, quy tắc nào, định luật nào trong vật lí

- Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đề bài, mỗi giai đoạn bị chi phối bởi những đặc tính nào, định luật nào Có như vậy học sinh mới hiểurõ được bản chất của hiện tượng, tránh sự áp dụng máy móc công thức

3 Xây dựng lập luận

Tìm quan hệ giữa ẩn số phải tìm với các dữ kiện đã cho Đối chiếu các dữ kiện đã cho và cái phải tìm liên hệ với nhau như thế nào, qua công thức, định luật nào để xác lập mối liên hệ Thành lập các phương trình nếu cần với chú ý có bao nhiêu ẩn số thì có bấy nhiêu phương trình

* Đối với những bài tập tổng hợp phức tạp, có hai phương pháp xây dựng lập luận để giải :

- Phương pháp phân tích : xuất phát từ ẩn số cần tìm, tìm ra mối liên hệ giữa ẩn số đó với một đại lượng nào đó theo một định luật đã xác định ở bước 2, diễn đạt bằng một công thức có chứa ẩn số Sau đó tiếp tục phát triển lập luận hoặc biến đổi

công thức này theo các dữ kiện đã cho Cuối cùng đi đến công thức sau cùng chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho

- Phương pháp tổng hợp : xuất phát từ dữ kiện đã cho của đầu bài, xây dựng lập luận hoặc biến đổi công thức diễn đạt mối quan hệ giữa các dữ kiện đã cho với cácđại lượng khác để tiến dần đến công thức cuối cùng có chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho

* Đối với bài tập định tính : ta không cần tính toán nhiều mà chủ yếu sử dụng lập luận, suy luận logic dựa vào kiến thức vật lí để giải thích hoặc dự đoán hiện tượng xảy ra

Thông thường để giải các bài toán này cần tiến hành theo các bước : * Phân tích câu hỏi

* Phân tích hiện tượng vật lí có đề cập đến trong câu hỏi để từ đó xác định các định luật, khái niệm vật lí hay một qui tắc vật lí nào đó để giải quyết câu hỏi

* Tổng hợp các điều kiện đã cho với các kiến thức tương ứng để trả lời câu hỏi * Đối với bài tập trắc nghiệm khách quan : cần nắm thật vững kiến thức trong sách giáo khoa, nếu không sẽ không nhận biết được trong các phương án để lựa chọnđâu là phương án đúng

4 Lựa chọn cách giải cho phù hợp 5 Kiểm tra, xác nhận kết quả và biện luận

- Từ mối liên hệ cơ bản, lập luận giải để tìm ra kết quả

- Phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phù hợp với điều kiện đầu bài tập hoặc không phù hợp với thực tế Việc biện luận này cũng là mộtcách để kiểm tra sự đúng đắn của quá trình lập luận Đôi khi nhờ sự biện luận này mà học sinh có thể tự phát hiện ra những sai lầm của quá trính lập luận, do sự vô lý của kết quả thu được

1.2.2 Xây dựng lập luận trong giải bài tập

Xây dựng lập luận trong giải bài tập là một bước quan trọng của quá trình giải bài tập vật lí Trong bước này, ta phải vận dụng những định luật vật lí, những quy tắc,

những công thức để thiết lập mối quan hệ giữa đại lượng cần tìm, hiện tượng cần giải

thích hay dự đoán với những dữ kiện cụ thể đã cho trong đầu bài Muốn làm được điều đó, cần phải thực hiện những suy luận logic hoặc những biến đổi toán học thích hợp Có rất nhiều cách lập luận tùy theo loại bài tập hay đặc điểm của từng bài tập Tuy nhiên, tất cả các bài tập mà ta đã nêu ra trong mục phân loại bài tập ở trên đều chứa đựng một số yếu tố của bài tập định tính và bài tập tính toán tổng hợp Dưới đây, ta xét đến phương pháp xây dựng lập luận giải hai loại bài tập đó

1 Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính

Bài tập định tính thường có hai dạng : giải thích hiện tượng và dự đoán hiện tượng sẽ xảy ra

+ Bài tập giải thích hiện tượng:

Giải thích hiện tượng thực chất lý giải xem vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế nghĩa là biết hiện tượng và phải giải thích nguyên nhân xảy ra hiện tượng đó Đối với học sinh nguyên nhân đó là những đặc tính, những định luật vật lí Vì thế nên trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập được mối quan hệ giữa một hiện tượng cụthể với một số đặc tính của sự vật hiện tượng hay với một số định luật vật lí Ta phải thựchiện phép suy luận logic (luận ba đoạn), trong đó tiên đề thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật vật lí có tính tổng quát, tiên đề thứ hai là những điều kiện cụ thể, kết luận là hiện tượng nêu ra

Thông thường những hiện tượng thực tế rất phức tạp mà các định luật vật lí lại rất đơn giản, cho nên mới nhìn thì khó có thể phát hiện ra mối liên hệ giữa hiện tượngđã cho với những định luật vật lí đã biết Ngoài ra ngôn ngữ dùng trong lời phát biểu các định nghĩa, định luật vật lí nhiều khi lại không hoàn toàn phù hợp với ngôn ngữ thông thường dùng để mô tả hiện tượng Vì vậy cần phải mô tả hiện tượng theo ngôn ngữ vật lí và phân tích hiện tượng phức tạp ra các hiện tượng đơn giản chỉ tuân theo một định luật, một quy tắc nhất định

Việc tìm lời giải bài tập định tính giải thích hiện tượng có thể theo một một quy trình định hướng sau đây :

 Tìm hiểu đầu bài, đặc biệt chú trọng diễn đạt hiện tượng mô tả trong đầu bài bằng ngôn ngữ vật lí (dùng các khái niệm vật lí thay cho khái niệm dùng trong đời sống hằng ngày)

 Phân tích hiện tượng  Xây dựng lập luận :

- Tìm trong đầu bài những dấu hiệu có liên quan đến một tính chất vật lí, một định luật vật lí đã biết

- Phát biểu đầy đủ tính chất đó, định luật đó

- Xây dựng một luận ba đoạn để thiết lập mối quan hệ giữa định luật đó với hiện tượng đã cho, nghĩa là giải thích được nguyên nhân của hiện tượng Trong trường hợp hiện tượng phức tạp thì phải xây dựng nhiều luận ba đoạn liên tiếp

+ Bài tập dự đoán hiện tượng

Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của đầu bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện tượng gì xảy ra và xảy ra như thế nào Từ đó tìm quy luật chung chi phối hiện tượng cùng loại và rút ra kết luận Về mặt logic ta phải thiết lập một luận ba đoạn, trong đó ta mới biết tiên đề thứ hai (phán đoán khẳng định riêng), cần phải tìm tiên đề thứ nhất (phán đoán khẳng định chung) và kết kuận (phán đoán khẳng định riêng)

2 Xây dựng lập luận trong giải bài tập định lượng

Muốn giải được bài tập định lượng, trước hết phải hiểu rõ hiện tượng xảy ra, diễn biến của nó từ đầu đến cuối Cho nên có thể nói phần đầu của bài tập định lượng là một bài tập định tính Do đó khi giải bài tập định lượng cần phải thực hiện bước 1 và 2 giống như khi giải bài tập định tính Riêng bước 3 về xây dựng lập luận, có thể áp dụng các công thức và những cách biến đổi toán học chặt chẽ, rõ

ràng hơn

Có hai phương pháp xây dựng lập luận : phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp

* Phương pháp phân tích : phương pháp phân tích bắt đầu bằng việc tìm một định luật, một quy tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lượng cần tìm và một vài đại lượng khác chưa biết Sau đó tìm những định luật, công thức khác cho biết mối quan hệ giữa những đại lượng chưa biết này với các đại lượng đã biết trong đầu bài Cuối cùng ta tìm được một công thức trong đó chỉ chứa đại lượng cần tìm với các đại lượngđã biết Thực chất của phương pháp phân tích là phân tích một bài toán phức tạp thànhnhiều bài toán đơn giản hơn

*Phương pháp tổng hợp : việc giải bài tập bắt đầu từ những đại lượng đã cho trong điều kiện của bài tập Dựa vào các định luật, quy tắc vật lí, ta phải tìm những công thức chứa đại lượng đã cho và các đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên quan đến đại lượng phải tìm Cuối cùng ta tìm được một công thức chỉ chứa đại lượngphải tìm và những đại lượng đã biết

* Phối hợp phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp : trong thực tế giải bài tập, hai phương pháp trên không tách rời nhau, mà thường xen kẽ, hỗ trợ lẫn nhau

Phương pháp tổng hợp đòi hỏi người giải bài tập có kiến thức rộng rãi, kinh nghiệm phong phú để có thể dự đoán được con đường đi từ những dữ kiện trung gian,thoạt mới nhìn hình như không có quan hệ gì chặt chẽ tới một kết quả có liên quan đến tất cả những điều đã cho Bởi vậy, ở giai đoạn đầu của việc giải bài tập thuộc một dạng nào đó, do học sinh chưa có nhiều kinh nghiệm, ta nên bắt đầu từ câu hỏi đặt ra trong bài tập rồi gỡ dần, làm sáng tỏ dần những yếu tố có liên quan đến đại lượng cần tìm, nghĩa là dùng phương pháp phân tích

Trong những bài tập tính toán tổng hợp, hiện tượng xảy ra do nhiều nguyên nhân, trải qua nhiều giai đoạn, khi xây dựng lập luận có thể phối hợp hai phương pháp

1.3 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

1.3.1 Hướng dẫn theo mẫu (Angorit)

Hướng dẫn Angorit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt được kết quả mong muốn Giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải toán để xác định được

một trình tự giải một cách chính xác, chặt chẽ, logic, khoa học Học sinh chấp hành

các hành động đã được giáo viên chỉ ra, vận dụng đúng công thức và tính toán cẩn thận sẽ giải được bài toán đã cho

 Điều kiện áp dụng : khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài toán điển hình, luyện cho học sinh kỹ năng giải một dạng bài tập xác định

1.3.2 Hướng dẫn tìm tòi

Định hướng tìm tòi là kiểu định hướng mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải bài toán Giáo viên phải gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động thực hiện để đạt được kết quả, phải chuẩn bị tốt các câu hỏi gợi mở Học sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ không phải là học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu của giáo viên

- Phương pháp này không thể áp dụng cho toàn bộ đối tượng học sinh

- Hướng dẫn của giáo viên không phải lúc nào cũng định hướng được tư duy của học sinh

*Điều kiện áp dụng : khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải quyết được bài tập đồng thời vẫn đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy học sinh muốn tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

1.3.3 Định hướng khái quát chương trình hóa

Định hướng khái quát chương trình hóa là sự hướng dẫn cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết tương tự như hướng dẫn tìm tòi Sự định hướng được chương trình hóa theo các bước dự định hợp lý để giải quyết vấn đề đặt ra

Cụ thể :

- Giáo viên định hướng ban đầu để HS tự tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra

- Nếu học sinh không tự giải quyết được, giáo viên sẽ gợi ý thêm, cụ thể hóa hoặc chi tiết hóa thêm một bước để thu hẹp phạm vi tìm tòi giải quyết cho vừa sức học sinh

- Nếu học sinh vẫn không tự giải quyết được thì giáo viên nên chuyển dần sang kiểu định hướng theo mẫu để theo đó học sinh tự giải quyết được một bước hay một khía cạnh nào đó của vấn đề Sau đó tiếp tục giải quyết vấn đề tiếp theo

- Cứ như thế giáo viên hướng dẫn và định hướng để học sinh giải quyết hoàn chỉnh vấn đề

* Yêu cầu đối với giáo viên : định hướng hoạt động tư duy của HS, không được làm thay, phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài toán của học sinh

* Yêu cầu đối với học sinh : phải tự mình giải quyết vấn đề, vận dụng hết kiến thức và kỹ năng đã được học để tham gia vào quá trình giải

* Ưu điểm :

- Rèn luyện được tư duy và tính độc lập suy nghĩ của học sinh trong quá trình giải bài tập

- Đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho

- Giáo viên có thể theo sát HS trong quá trình giải bài tập nên dễ phát hiện được những thiếu sót hoặc sai lầm của học sinh để điều chỉnh và củng cố lại

* Nhược điểm :

- Để làm tốt được sự hướng dẫn này phụ thuộc vào trình độ và khả năng sư phạm của người giáo viên Đôi khi người giáo viên dễ sa vào làm thay cho học sinh trong từng bước định hướng Do vậy câu hỏi định hướng của giáo viên phải được cân nhắc kỹ và phù hợp với trình độ học sinh

Trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập không thể theo một khuôn mẫu nhất định, mà tùy thuộc vào nội dung, kiến thức, yêu cầu của bài toán, và còn tùy thuộc vào đối tượng học sinh mà chúng ta có cách lựa chọn kiểu hướng dẫn cho phù hợp Như người giáo viên phải biết phối hợp cả ba kiểu hướng dẫn trên nhưng áp dụngkiểu hướng dẫn tìm tòi là chủ yếu

1.3.4 Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí

Hệ thống bài tập mà giáo viên lựa chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau : - Bài tập phải đi từ dễ tới khó, từ đơn giản đến phức tạp :Phạm vi và số lượng các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng từ một đề tài đến nhiều đề tài, số lượng các đại lượng cho biết và các đại lượng cần tìm giúp học sinh nắm được phương pháp giải các loại bài tập điển hình

- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một phần nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức

- Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập : bài tập giả tạo và bài tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lý, bài tập có nhiều cách giải khácnhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo điều kiện cụ thể của bài tập mà GV không nêulên hoặc chỉ nêu lên một điều kiện nào đó mà thôi

Giáo viên phải dự kiến chi tiết kế hoạch sử dụng hệ thống bài tậptrong tiến trình giảng dạy.Sử dụng ở các khâu trong quá trình dạy học: nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới, củng cố, hệ thống hóa, kiểm tra và đánh giá kiến thức, kỹ năng của HS Cần quan tâm cả đến số lượng bài tập cần giải, ở lớp, hay tự làm ở nhà

1.4 Tư duy trong giải bài tập vật lý

Tư duy là một quá trình tâm lý phản ánh thuộc tính bản chất của những mối quan hệ có tính quy luật của sự vật hiện tượng mà trước đó ta chưa biết Các trạng thái tư duy bao gồm : nắm vấn đề , tự động hoá và chuyển hoá

Nắm bắt vấn đề : là trạng thái tư duy có được trong quá trình dạy học , hoặc tự sáng tạo nên hoặc tiếp thu từ môi trường bên ngoài

Tự động hoá thao tác: Vận dụng trạng thái tư duy một cách tự giác và thuần thục Muốn các trạng thái tư duy tự động hoá , người học phải phát triển trí nhớ và khi đã tự động hoá thì nó giải phóng bộ nhớ cho người học và không bị phụ thuộc vào hoàn cảnh

Chuyển hoá : Trạng thái tư duy từ nắm vấn đề sang vận dụng để xử lý vấn đề cụ thể trong các lĩnh vực khác nhau Kĩ năng toán học phải được vận dụng để giải quyết các vấn đề của vật lý hay hoá học

Kĩ năng tư duy là khả năng tiến hành các thao tác trí tuệ như phân tích so sánh, suy luận tổng hợp đánh giá các tri thức lĩnh hội và các vấn đề của thực tiễn khách quan, từ đó giúp con người giả quyết vấn đề một cách đúng đắn ,linh hoạt và sáng tạo

Tư duy trong giải bài tập vật lý thể hiện rõ trong phương pháp giải và hoạt động giải bài tập Cụ thể là xác lập mối quan hệ dựa trên vận dụng kiến thức vật lý vào điều kiện đã cho ,lập luận tính toán đi từ những mối quan hệ được xác lập nhằm giải đáp vấn đề Qua giải bài tập học sinh phải thực hiện các kĩ năng tư duy thông quacác trạng thái tư duy Như vậy giải bài tập vật lý làm cho tư duy của học sinh phát triển

Một hệ thống bài tập phù hợp về nội dung và các cấp độ nhận thức giúp cho học sinh khi thực hành trên nó sẽ tổng hợp, khái quát hoá tốt kiến thức, phát huy tính tích cực tự chủ sáng tạo

1.5 Tự học

Tự học là hoạt động độc lập chiểm lĩnh kiến thức kĩ năng kĩ xảo , là tự mình động não , suy nghĩ sử dụng các năng lực trí tuệ ( quan sát so sánh , phân tích )

cùng các phẩm chất động cơ, tình cảm để chiếm lĩnh tri thức của một lĩnh vực hiểu

biết nào đó hay những kinh nghiệm lịch sử, xã hội của nhân loại, biến nó thành sở hữu của chính bản thân người học Các hình thức tự học bao gồm : tự học không có hướng dẫn, tự học có hướng dẫn

Việc chiếm lĩnh kiến thức của học sinh đối với một bài học không chỉ diễn ra trong 45 phút của giờ học, việc giải bài tập không chỉ diễn ra trong lớp với sự theo dõi, hướng dẫn của thầy cô mà đòi hỏi phải tiếp diễn trong những khoảng thời gian khác ở đó học sinh tự học Khi thực hiện tự học học sinh cần xây dựng kĩ năng kế hoạch hoá, kĩ năng đọc và kĩ năng nghe và ghi chép bài giảng kĩ năng ôn tập luyện tậpkhi được tiếpcận một một hệ thống bài tập có tính khoa học có thể giúp khả năng tự học được nâng cao 1.6 Thực trạng sử dụng hệ thống bài tập vật lý ở trường THPT

1.6.1 Phương pháp điều tra

Quá trình điều tra được tiến hành ở trường: THPT Ngô quyền - TP Hải Phòng + Điều tra giáo viên:

- Trao đổi với 8 giáo viên thông qua phiếu điều tra Phiếu điều tra giáo viên

Anh chị cho biết ý kiến về phương pháp dạy học thông qua lựa chọn các đáp án của các câu hỏi sau

Câu hỏi 1: Khi dạy bài 14 -Sóng cơ Phương trình sóng thuộc SGK Vật lý 12 nâng cao,Trong mục 1 a/ Quan sát hiện tượng anh ( chị) đã sử dụng cách nào trong sau đây?

A Làm thí nghiệm thực, cho học sinh quan sát, đưa ra các câu hỏi định hướng cho mục đích xây dựng bài học

B Làm thí nghiệm ảo trên máy tính cho học sinh quan sát, đưa ra các câu hỏi định hướng cho mục đích xây dựng bài học

C Cho học sinh đọc sách giáo khoa và yêu cầu các em mô tả lại, sau đó giáo viên nhận xét

D Giáo viên mô tả hiện tượng và yêu cầu học sinh trả lời một số câu hỏi định hướng cho mục đích xây dựng bài

Câu hỏi 2 : Khi dạy bài 14 -Sóng cơ Phương trình sóng thuộc SGK Vật lý 12 nâng cao,Trong mục 3 a (Lập phương trình) anh ( chị) đã sử dụng cách nào trong 4 cách sau

A Giáo viên trình bày lập phương trình sóng cho học sinh lắng nghe và ghi chép

B Giáo viên trình bày kết hợp các câu hỏi vấn đáp để lập phương trình sóng C Giáo viên yêu cầu học sinh đọc sách giáo khoa, sau đó yêu cầu một học sinh lên bảng trình bày sau đó các bạn khác nhận xét

D Giáo viên trình bày đến 1 chỗ nào đó , sau đó tiếp tục yêu cầu học sinh tiếp tục thành lập phương trình và sau đó nhận xét và rút ra kết luận

Câu hỏi 3 : Khi thực hiện dạy một tiết bài tập, anh ( chị) đã thường sử dụng cách tổ chức nào sau đây ?

A Cả lớp cùng làm bài tập các học sinh cơ bản là làm việc độc lập

B Chia các học sinh theo nhóm để các em có thể trao đổi thảo luận với nhau trong quá trình làm bài

Câu hỏi 4: Khi thực hiện soạn bài tập để dạy một tiết bài tập (theo phân phối chương trình), anh chị thường lựa chọn bài tập theo tiêu chí nào dưới đây?

A Định hướng theo chuẩn kiến thức kĩ năng B Hệ mục tiêu dạy học

C Kết hợp chuẩn kiến thức kĩ năng và hệ mục tiêu đào tạo

- Nghiên cứu giáo án môn Vật lý 12 Nâng cao- chương sóng cơ của 4 giáo viên

Xem phần bài soạn 11 tiết theo phân phối chương trình

Bài 14 Sóng cơ và phương trình sóng cơ

1 giáo án thiết kế làm cả hai các thí nghiệm hình 14.1(SGK) và 14.2(SGK) 1 giáo án thiết kế làm thí nghiệm hình 14.2(SGK)

2 giáo án không thực hiện các thí nghiệm thật mà chỉ mô tả thí nghiệm 1 giáo án sử dụng máy chiếu

Các giáo án chủ yếu dùng phương pháp thuyết trình kết hợp vấn đáp Bài 15 Phản xạ sóng dừng :

3 giáo án thiết kế làm cả hai các thí nghiệm hình 15.1(SGK) và 15.2(SGK) 1 giáo án không thiết kế cả hai các thí nghiệm hình 15.1(SGK) và 15.2(SGK) 1 giáo án có sử dụng video về sóng dừng

Các giáo án chủ yếu dùng phương pháp thuyết trình kết hợp vấn đáp Bài 16 Giao thoa sóng

Các giáo án chủ yếu dùng phương pháp thuyết trình kết hợp vấn đáp Tất cả các giáo án thiết kế thực hiện thí nghiệm giao thoa sóng nước Bài 17 : Sóng âm nguồn nhạc âm

Hai giáo án thiết chủ yếu dùng phương pháp thuyết trình Hai giáo án có thiết kế sử dụng hình ảnh thông qau trình chiếu

Tất cả các giáo án không thiết kế để học sinh được quan sát các nguồn nhạc âm thực như đàn , sáo ,

Bài 18 : Hiệu ứng Đốp -Ple

Tất cả các giáo án không thực hiện thí nghiệm mà chỉ mô tả thí nghiệm 18.1 SGK

Tất cả các giáo án dùng phương pháp thuyết trình kết hợp vấn đáp Các tiết bài tập :

Các giáo án đều có phần kiểm tra bài cũ định hướng kiến thức của phần đã học có ý định luyện tập trong tiết học

Có 2 giáo án soạn: các bài tập theo hệ thống ( chỉ mang tính chất tương đối ) và hướng dẫn chi tiết một số bài, Các bài tập còn lại có sự định hướng

Có 2 giáo án còn lại chọn một số bài tập trong SGK và sách bài tập Vật lý 12 Nâng cao Yêu cầu học sinh giải

+ Điều tra học sinh: Phỏng vấn 10 học sinh và phát phiếu điều tra cho 135 học sinh

Phiếu điều tra học sinh :

Câu hỏi 1 : Trong 1 tiết học Vật lý , em thường tập trung nghe giảng được khoảng thời gian nào sau đây?

A Tất cả thời gian

B Phần lớn thời gian tập trung

C Lúc tập trung đan xen mất tập trung D Phần lớn thời gian mất tập trung

Câu hỏi 2 : Cảm nhận của em về kiến thức môn vật lý A là môn học thú vị, các công thức dễ nhớ khi làm bài tập B là môn học tạo nên sự căng thẳng, các công thức quá nhiều C là môn học ở mức độ trung bình không gây hứng thú

Câu hỏi 3 : Khi ôn tập chuẩn bị đến tiết kiểm tra một tiết môn Vật lý em thường A dùng nhiều thời gian để ôn tập vì thường đã quên kiến thức ở các bài đã học

B dùng nhiều thời gian để làm lại các bài khó, có thể đọc lại lý thuyết

C dùng khoảng thời gian vừa phải để xem lại các dạng bài tập, có thể đọc lại lý thuyết

D không ôn tập gì

Câu hỏi 4: Giáo viên dạy môn Vật lý của em ra bài tập về nhà

A hầu như không có

B ra trong sách giáo khoa

C ra trong sách giáo khoa và sách bài tập D biên soạn theo chủ đề phát cho học sinh

Câu hỏi 5: Khi làm bài tập vật lý ở nhà em thường A hoàn thành những bài cô giáo bắt buộc làm

B làm hết bài tập cô giáo ra và tìm thêm bài tập trong các sách tham khảo khác C làm hết bài tập cô giáo ra và tìm thêm đề trên mạng Internet để làm

D làm những bài cảm thấy dễ còn lại chép bài của bạn khác cho xong

- Nghiên cứu vở ghi chép của 45 học sinh lớp 12 A9 - ở lớp này giáo viên yêu cầu làm bài tập về nhà ngay dưới mỗi tiết học trên lớp:

30 học sinh vở ghi đầy đủ: có ghi ngày tháng - đủ số bài , các bài đủ các mục cuối mỗi bài có bài tập về nhà

8 học sinh ghi đầy đủ lý thuyết song phần bài tập vẫn còn thiếu ở một số bài học

1 học sinh ghi lý thuyết rất vắn tắt ( chỉ có đề mục và các công thức ) bài tập cuối mỗ bài đầy đủ

2 học sinh ghi thiếu một số tiết lý thuyết đồng thời thiếu bài tập về nhà + Dự giờ 3 giáo viên

Giáo viên 1dự giờ bài: Sóng cơ Phương trình sóng cơ ( tiết 1) Không làm các thí nghiệm thực; Không trình chiếu

Phương pháp thuyết trình kết hợp câu hỏi vấn đáp, đan xen các bài tập minh hoạ Học sinh tương đối chú ý, tích cực ghi chép và làm các bài tập

Kết quả giờ học: học sinh nắm được bài làm tốt các bài tâp 1,2,3 SGK Giáo viên 2 dự giờ bài: Phản xạ sóng.Sóng dừng

Làm thí nghiệm về sóng tới và sóng phản xạ và hiện tượng sóng dừng

Phương pháp dạy học kết hợp thực nghiệm, thuyết trình, vấn đáp, trong bài giảng có các ví dụ minh hoạ là bài tập

Kết quả giờ dạy: Học sinh tích cực trong nhận thức làm tốt các ví dụ minh hoạ là các bài tập đơn giản

Giáo viên 3 dự giờ tiết Bài tập về hiện tượng giao thoa và sóng dừng Tiến trình tiết dạy như sau

Kiểm tra bài cũ - Giáo viên ghi vắn tắt các công thức lên bảng

Gọi học sinh lên bảng lần lượt làm bài tập 3,4 SGK trang 83; 1,2,3,4,5 SGK trang 89 Nhận xét bài tập

Kết quả tiết dạy học sinh lên bảng làm sai 1 câu( b bài 4 trang83) Các bài tập khác đều làm đúng Học sinh lên bảng làm bài tác phong nhanh nhẹn, một số nhỏ học sinh ở dưới đợi bạn làm xong rồi chép Phần lớn học sinh chú ý hoàn tự hoàn thiện bài tập của mình Nhìn chung các học sinh tích cực trong tiết học

1.6.2 Phân tích kết quả điều tra và đánh giá chung + Kết quả điều tra với giáo viên

Qua trao đổi trực tiếp với các giáo viên, thì đa phần các giáo viên được trao đổi đều tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo tiến trình nội dung bài học theo kiểu truyền thống Trong quá trình sử dụng bài tập thì có 87,5 % giáo viên dạy bài tập theo các dạng sách tham khảo hoặc làm bài tập trong sách bài tập vật lý ( trong bộ sách giáo khoa), các sách này có phần bài tập còn ở dạng cơ bản, chưa phân loại và định hướng theo chuẩn kiến thức kĩ năng và hệ mục tiêu dạy học Còn 12,5% số giáo viên trong tổng số giáo viên đã kết hợp chuẩn kiến thức kĩ năng và hệ mục tiêu dạy học để xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn học sinh giải bài tập

Nghiên cứu giáo án của giáo viên, kết quả 75,5% giáo án thiết kế tiến trình dạy học bài tập theo phương pháp truyền thống là chính Trong giáo án có thể thấy việc học tập bài tập của học sinh còn thụ động, quá trình đi tìm kiến thức còn phụ thuộc vào giáo viên nhiều Do đó không kích thích được sự say mê, tích cực học tập, sáng tạo cho người học

Nghiên cứu giáo án của giáo viên, kết quả 90% giáo án thiết kế tiến trình dạy học theo phương pháp truyền thống trong đó sử dụng phương pháp thuyết trình có giảng giải và phương pháp vấn đáp là chính, các phương pháp dạy học mới hay các kỹ thuật dạy học hiện đại là ít có Việc học tập của học sinh còn thụ động, quá trình đitìm kiến thức còn phụ thuộc vào giáo viên nhiều Do đó chư thực sự kích thích được sự say mê, tích cực học tập, sáng tạo cho người học

+ Kết quả điều tra với học sinh

Qua trao đổi trực tiếp với các học sinh và nghiên cứu vở ghi của học sinh thì thu được đa số các em ngồi nghe cô giảng bài thông báo kiến thức và ghi lại các kiến thức thầy, cô cho ghi vở Khi trao đổi về sự tập trung chú ý và hứng thú trong học tậpthì thấy rằng các em vẫn mất tập trung do chư thực sự hứng thú với bài giảng cũng như bài tập của giáo viên Giáo viên đưa ra số lượng bài tập còn ít, làm cho các em không được luyện tập nhiều và do đó khả năng làm bài tập rất kém

Qua trao đổi trực tiếp với các học sinh và nghiên cứu vở ghi của học sinh thì thấy đa số thu được các em ngồi nghe cô giảng bài thông báo kiến thức và ghi lại các kiến thức cô nhấn mạnh hoặc đọc chậm Thỉnh thoảng có một vài câu hỏi phát vấn chứ ít khi các em được tự mình đi tìm hay khám phá kiến thức mới Khi trao đổ về sự tập trung chú ý và hứng thú trong học tập thì được biết phần lớn học sinh hay mất tập trung Theo các em là do kiến thức nhiều, có quá nhiều công thức, định luật, định lí cần nhớ, còn giờ học thì hay quá căng thẳng, nhiều áp lực, không thoải mái, nên các emthấy mệt mỏi Khi hỏi về các kiến thức đã học các em nhớ lại nhiều không, đa số học sinh nói quên nếu không bỏ ra nhiều thời gian để học thuộc Khi chuẩn bị có bài kiểm tra thì các em phải bỏ rất nhiều công sức và thời gian để ôn tập.Khi hỏi về việc tự làm bài tập ở nhà thì được biết các em thường làm những bài cô giáo yêu cầu thông thườnglà bài tập sách giáo khoa, và việc làm các bài tập đó đa phần vì do đối phó, và nếu không làm được thì hôm sau chép của bạn khác

Dự giờ giáo viên, quan sát học sinh thì hầu hết thấy các em tiếp thu kiến thức vẫn còn thụ động Trong tiết dạy học bài tập thì học sinh học tập và giải bài tập còn chư thực sự tốt, chỉ tập trung vào một số ít học sinh khá- giỏi Các bài tập chưa phong phú, ít có sự liên kết với nhau như những mắt xích, hay chưa phân loại được các bài tập từ

dễ đến khó Quan sát học sinh thì hầu hết thấy các em tiếp thu kiến thức một cách thụ

động Nhiều học sinh rất ngại phát biểu xây dựng bài, thiếu tự tin khi trả lời câu hỏi phần lớn các em học sinh có tâm lí chờ đợi sự giải thích, thông báo kiến thức của giáo viên, vừa nghe, vừa cặm cụi ghi lại Như vậy với vai trò là chủ thể chủ động khám phá kiến thức mới của học sinh không được phát huy Tiết học không khắc sâu được nội dung trọng tâm, không tạo ra sự thoải mái cho người học

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Giải bài tập vật lí là một trong những hình thức tập luyện chủ yếu, được tiến hành nhiều nhất và mang lại hiệu quả rõ rệt Trong mỗi tiết học hoạt động giải bài tập vật lí tham gia vào quá trình quá trình dạy học là một tất yếu, giúp học sinh nắm bắt kiến thức mới một cách hiệu quả gây hứng thú cho việc tiếp thu kiến thức, và đặc biệt là việc củng cố lại kiến thức đã học

Vì những lý do trên mà hoạt động giải bài tập có vai trò rất quan trọng trong dạy học bộ môn vật lý :

- Giải bài tập vật lí giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức, liên hệ lí thuyết với thực tế, học tập với đời sống Bài tập vật lí có thể sử dụng như một phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới khi cần trang bị kiến thức cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc

- Bài tập vật lí có tầm quan trọng đặc biệt rèn luyện cho học sinh tính sáng tạo, độc lập trong suy nghĩ, rèn luyện tư duy, đức tính kiên trì và sự yêu thích môn học, bồidưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh

- Bài tập vật lí là hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và là phương tiện để kiểm tra kiến thức kĩ năng của học sinh một cách hiệu quả

- Bài tập vật lí có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp

CHƯƠNG 2

XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG " SÓNG CƠ " VẬT LÝ 12 NÂNG CAO

2.1 Vị trí và vai trò của chương "Sóng cơ" Vật lý 12 nâng cao THPT

Vật lý 12 Nâng cao THPT gồm 10 chương Chương III " Sóng cơ" sau chương "Dao động cơ" nên khi học chương này học sinh đã có kiến thức về dao động điều hoà nên có điều kiện nghiên cứu sâu về sóng cơ Một số kiến thức của chương sóng cơ được vận dụng cho nội dung tiếp theo là chương "Dao động và sóngđiện từ sóng điện từ" cũng như chương "Sóng ánh sáng"

Chương " Sóng cơ" nghiên cứu:

- Quy luật chuyển động của sóng - Hiện tượng đặc trưng của sóng

- Ứng dụng của chuyển động sóng trong đời sống kĩ thuật

Phân phối chương trình của chương " Sóng cơ" Vật lý 12 Nâng cao gồm 11 tiết Tiết

theo PPCT Tiết 23; 24 Tiết 25 Tiết 26 Tiết 27 Tiết 28; 29 Tiết 30 Tiết 31 Tiết 32; 33 Tiết 34

Tên bài

Sóng cơ phương trình sóng Phản xạ sóng Sóng dừng Giao thoa sóng

2.2 Cấu trúc chương " Sóng cơ"

2.2.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương

Chương III Sóng cơ

Hiện tượng sóng cơ Các hiện tượng đặc trưng của sóng Ứng dụng của sóng cơ Phuơng trình sóng cơ

Khái niệm sóng cơ Giao Sóng Nhiễu thoa dừng xạ sóng sóng

Sóng Sóng dọc Ngang

Nội dung kiến thức nâng cao so với sách giáo khoa Các đại lượng đặc vật lý 12 ( Cơ bản )

trưng của sóng

Phương trình sóng cơ

-Hiệu ứng Đốp -ple Phương trình sóng dừng

Định lượng về âm cơ bản và các hoạ âm

Tính tuần hoàn theo thời gian Sóng âm

Tính tuần hoàn theo không gian

Những đặc trưng của âm

Các nguồn nhạc âm

2.2.2.1 Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

* Khái niệm sóng cơ: Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi

trường vật chất

* Đặc điểm của sóng cơ :

- Sóng cơ không truyền được trong chân không

- Khi sóng cơ lan truyền, các phân tử vật chất chỉ dao động tại chỗ , pha dao động và năng lượng sóng chuyển dời theo sóng

- Trong môi trường đồng tính và đẳng hướng, tốc độ truyền sóng không đổi * Phân loại:

- Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương truyền sóng Môi trường truyền sóng dọc là rắn, lỏng, khí

- Sóng ngang là sóng có các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng Môi trường truyền sóng ngang là chất rắn, bề mặtchất lỏng

* Các đặc trưng của sóng cơ:

- Chu kì và tần số sóng: Tất cả các phần tử của môi trường đều dao động với cùng chu kì T, bằng chu kì của nguồn dao động, gọi là chu kì của sóng

- Bước sóng  : là quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kì dao động Bước sóng cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó là cùng pha

- Tốc độ truyền sóng là tốc độ truyền pha dao động v =f

- Biên độ sóng tại một điểm là biên độ dao động của phần tử môi trường tại đ iểm đ ó

- Năng lượng sóng có được do năng lượng dao động của các phần tử của môi trường có sóng truyền qua Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng

uM(t) = Acos t v = Acos2 T Acos T

-Tính tuần hoàn của sóng cơ

Tính tuần hoàn theo thời gian : Xét một phần tử sóng tại một điểm x= const

 Error! Reference source not found phương trình sóng trở thành một hàm điều hoà theo thời gian với chu kì T

Tính tuần hoàn theo không gian : Xét tất cả các vị trí của sóng tại một thời

điểm t = const  t = const  phương trình sóng trở thành một hàm điều hoà không gian với chu kì 

Hình 2.2 a Hiện tượng giao thoa sóng Hình 2.2 b Điểm M trên trường giao thoa

Hình 2.2 Minh hoạ hiện tượng giao thoa của hai sóng tkết hợp S1 và S2 Hai nguồn sóng S1 và S2 dao động theo phương trình :

Từ hình (2.5 ) có thể xét các vị trí cực đại và cực tiểu của giao thoa

Vị trí các cực đại giao thoa (Biên độ dao động cực đại bằng 2A)

Những điểm khác dao động với biên độ 0 < a < 2A

-Độ lệch pha của sóng tổng hợp so với hai nguồn :

Nếu cosError! Reference source not found.> 0 thì  = Error! Reference

2.2.2.4 Hiện tượng nhiễu xạ sóng :

Hiện tượng sóng khi gặp vật cản thì đi lệch khỏi phương truyền thẳng của sóng và đi vòng qua vật cản

+Khảo sát định lượng hiện tượng sóng dừng :

Xét sóng dừng trên sợi dây đàn hồi AB -trường hợp đầu phản xạ cố định ( đầu B), hình( 2.3)

MSóng phản xạ

Hình 2.3 Hiện tượng sóng dừng -Giả sử phương trình sóng tới tại B :

Phương trình sóng tới tại M:

-uMt = Acos(t +Error! Reference source not found.) (2 12)

- Phương trình sóng phản xạ tại B: uBpx = Acos(t - ) -Phương trình sóng phản xạ tại M:

(2.13) uMpx = Acos(t -  -Error! Reference source not found.)

(2 14)

-Phương trình sóng tổng hợp tại M :

uM = uMt + uMpx = 2Acos(Error! Reference source not found.+Error! Reference source not found.)cos(Error! Reference source not f o un d ) (2.15)

-Những điểm cách B(nút)Error! Reference source not found thì dao động với biên độ cực đại (bụng)

Những điểm cách B(nút )Error! Reference source not found thì dao động với biên độ bằng không (nút )

Hai nút hoặc hai bụng liền kề cách nhau một khoảng /2 Một bụng và một nút liền kề cách nhau một khoảng /4

Các điểm trên cùng một bó sóng dao động cùng pha, hai điểm trên hai bó sóng liền kề dao động ngược pha

+Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây :

- Sợi dây hai đầu cố định : Chiều dài sợi dây l = k/2

Hình 2.4 Sóng dừng trong trường hợp hai đầu dây cố định - Sợi dây có một đầu cố định một đầu tự do: l = (2k +1)/4

Hình 2.5 Sóng dừng trong trường hợp một đầu dây cố định

- Sóng âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí và không truyền được trong chân không Một số vật liệu mà sóng âm hầu như không truyền qua gọi là chất cách âm

-Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào bản chất, nhiệt độ, áp suất của môi trường Trong một môi trường vận tốc sóng âm là xác định

*Các đặc trưng của âm

I0 : Cường độ âm chuẩn (âm có tần số 1000 Hz, cường độ I0 = 10-12 W/m2) Đơn vị đo mức cường độ âm là ben (B)

Thường dùng đơn vị đêxiben (dB) Công thức tính mức cường độ âm theo đơn vị đêxiben là

( 2.17)

Đặc trưng sinh lý của âm

-Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lí gắn liền với đặc trưng vật lí tần số âm Âm càng cao khi tần số càng lớn

- Độ to của âm là một đặc trưng sinh lí gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm Âm càng to khi mức cường độ âm càng lớn