XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ PHÁT HUY NĂNG KHIẾU CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍChuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC(BỘ MÔN VẬT LÍ)Mã số: Người hướng dẫn khoa học: TS: TÔN QUANG CƯỜNG GS. TS: NGUYỄN QUANG BÁULỜI CẢM ƠNLuận văn đã được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của GS. TS. Nguyễn Quang Báu và TS. Tôn Quang Cường. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thày đã dạy dỗ và hướng dẫn tôi rất nhiều trong quá trình nghiên cứu khoa học.Tôi cũng xin chân thành cảm ơn phòng đào tạo sau đại học trường Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp.Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Vật lí của trường Đại học Giáo dục và Đại học KHTN Hà Nội cùng các thầy cô trong trong khoa Vật lí trường Đại học Sư Phạm Hà Nội đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến quý báu về mặt chuyên môn trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn của tôi.Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Vật lí trường THPT Nguyễn Trãi – Thái Bình, các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Vật lí trường THPT Chuyên – Thái Bình cùng các em học sinh yêu quý đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình tôi làm thực nghiệm sư phạm và hoàn thành luận văn.Hà nội, ngày …..tháng…….năm 201Học viên
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC 0&0 - XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ PHÁT HUY NĂNG KHIẾU CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÍ) Mã số: Người hướng dẫn khoa học: TS: TÔN QUANG CƯỜNG GS TS: NGUYỄN QUANG BÁU LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành hướng dẫn tận tình GS TS Nguyễn Quang Báu TS Tôn Quang Cường Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thày dạy dỗ hướng dẫn nhiều trình nghiên cứu khoa học Tôi xin chân thành cảm ơn phòng đào tạo sau đại học trường Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập làm luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Vật lí trường Đại học Giáo dục Đại học KHTN Hà Nội thầy cô trong khoa Vật lí trường Đại học Sư Phạm Hà Nội tận tình giảng dạy, giúp đỡ đóng góp nhiều ý kiến quý báu mặt chuyên môn trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, thầy cô giáo tổ môn Vật lí trường THPT Nguyễn Trãi – Thái Bình, thầy cô giáo tổ môn Vật lí trường THPT Chuyên – Thái Bình em học sinh yêu quý tạo điều kiện giúp đỡ trình làm thực nghiệm sư phạm hoàn thành luận văn Hà nội, ngày … tháng…….năm 201 Học viên MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trang Lý chọn đề tài…………………………………………… Mục tiêu nghiên cứu đề tài Giả thuyết khoa học Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài Bố cục luận văn Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ PHÁT HUY NĂNG KHIẾU HỌC SINH THPT CHUYÊN 1.1 Tổng quan học sinh giỏi Vật lí…………………………… 1.1.1 Khái niệm học sinh giỏi, khiếu Vật lí………… 1.1.2 Các hình thức tổ chức dạy học cho học sinh giỏi, khiếu 1.2 Vai trò tác dụng hệ thống tập Vật lí HSG, khiếu……………………………………………………… 1.2.1 Ý nghĩa, mục đích tập Vật lí bồi dưỡng HSG… 1.2.2 Yêu cầu thiết kế hệ thống tập hướng dẫn giải tập Vật lí …………………………………………………… 1.3 Phân loại tập hướng dẫn giải tập Vật lí ……… 11 1.4 Sử dụng tập Vật lí nhằm phát bồi dưỡng HSG 13 1.5 Thực tiễn công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, khiếu Vật lí … 1.5.1 Ưu điểm hạn chế việc sử dụng hệ thống tập Vật lí cho HSG Trường THPT Chuyên (Thái Bình) …………… 17 1.5.2 Một số vấn đề đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh ………… 19 Kết luận chương 1……………………………………………… 20 15 Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ PHÁT HUY NĂNG KHIẾU CỦA HỌC SINH THPT CHUYÊN 2.1 Các bước giải tập Vật lí………………………………… 21 2.2 Cách hướng dẫn giải tập, mục tiêu, kĩ năng,kĩ xảo phân loại tập Vật lí…………………………………………………… 21 2.2.1.Cách hướng dẫn giải tập……………………………… 21 2.2.2 Mục tiêu, kĩ Vật lí chương “Dao động cơ”……… 23 2.3 Một số điểm lưu ý làm tập Vật lí sơ đồ phân loại tập chương “Dao động Cơ”………………………………………… 2.3.1 Một số lưu ý……………………………………………… 2.3.2 Sơ đồ phân loại tập chương “Dao động cơ"………… 23 23 23 2.4 Hệ thống tập cho HSG…………………………… 25 2.4.1 Bài tập định lượng……………………………………… 25 2.4.2 Bài tập định tính:……………………………………… 58 2.4.3 Bài tập tự giải………………………………………… 62 Kết luận chương 2………………… …… …………………… 78 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích phương pháp thực nghiệm sư phạm………… 79 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm……………………… 79 3.1.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm……………………… 79 3.2 Tiến trình thực nghiệm phân tích, đánh giá kết quả……… 80 3.2.1 Tiến trình thực nghiệm sư phạm………………………… 80 3.2.2 Phân tích kết mặt định tính 80 3.2.3 Phân tích kết mặt định lượng 81 3.3 Đánh giá chung thực nghiệm sư phạm 89 Kết luận chương 3………………………………………………… 90 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN…………………………………………………… 92 KHUYẾN NGHỊ……………………………………………… 93 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 PHỤ LỤC ………………………………………………………… 96 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT THPT……………………………………… Trung học phổ thông KHTN…………………………………… Khoa học tự nhiên NCKH…………………………………… Nghiên cứu khoa học ĐHQG…………………………………… Đại học quốc gia VTCB…………………………………… Vị trí cân Nxb……………………………………… Nhà xuất HS………………………………………….Học sinh GV………………………………………….Giáo viên VTCB……………………………………….Vị trí cân TB………………………………………… Trung bình C……………………………………………Nhiệt độ C K…………………………………………….Nhiệt giai tuyệt đối Kenvin s…………………………………………… Giây ĐC……………………………………………Đối chứng TN ……………………………………………Thực nghiệm HSG………………………………………… Học sinh giỏi TNSP…………………………………………Thực nghiệm sư phạm VD……………………………………………Ví dụ MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, công tác bồi dưỡng học sinh giỏi xác định nhiệm vụ quan trọng hàng đầu, mang tính thách thức cao việc nâng cao chất lượng dạy học Mục tiêu công tác bồi dưỡng HSG phát học sinh có tư chất thông minh, đạt kết xuất sắc học tập phát triển khiếu em số môn học sở đảm bảo giáo dục phổ thông toàn diện, giáo dục em thành người có lòng yêu nước, tinh thần vượt khó, tự hào, tự tôn dân tộc, có khả tự học, nghiên cứu khoa học sáng tạo để tiếp tục đào tạo thành nhân tài đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước Tuy nhiên, thực tế cho thấy công tác phát bồi dưỡng học sinh có khiếu môn Vật lí gặp nhiều khó khăn chưa đạt kết mong muốn Do kinh nghiệm giáo viên việc phát học sinh có khiếu môn Vật lí thiếu, thân GV lúng túng việc xác định phẩm chất, lực cần có HSG Vật lí biện pháp nhằm phát triển phẩm chất, lực Trong trình dạy học Vật lí, hệ thống tập đóng vai trò nội dung, phương tiện để chuyển tải kiến thức, rèn luyện tư kỹ thực hành môn cách hiệu Đồng thời phương tiện để giảng dạy học tập môn Vật lý nhà trường Hướng dẫn giải tập Vật lí giúp cho HS củng cố kiến thức vận dụng kiến thức để giải tình linh hoạt từ kích thích niềm say mê phát huy lực tự chủ, tích cực học sinh giỏi Mặt khác, giải tập hình thức thúc đẩy khuyến khích khả tự học, tự nghiên cứu khám phá sáng tạo, phát triển tư lực chuyên biệt cho học sinh Sử dụng hệ thống tập hướng dẫn giải tập Vật lí biện pháp quan trọng để nâng cao chất lượng HSG Vật lí Đối với học sinh giải tập cách học tập tích cực, phương tiện chuyển tải kiến thức, rèn luyện tư kỹ thực hành môn hiệu Tuy vậy, hệ thống tập dùng để bồi dưỡng HSG Vật lí tập chương “Dao động cơ” lớp 12 nói riêng hạn chế số mặt như: nội dung chưa phong phú, chưa bám sát vào lực mục tiêu, qui trình, phương pháp tích hợp hệ thống tập trình bồi dưỡng HSG Đặc biệt, vấn đề sử dụng hệ thống tập theo quan điểm dạy học phân hóa đối tượng HSG học sinh khiếu đặt nhiều thách thức cần phải giải Từ thực tế mạnh dạn lựa chọn đề tài “Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương “Dao động cơ” Vật lí lớp 12 nhằm bồi dưỡng HSG phát huy khiếu học sinh THPT Chuyên” với mong muốn góp phần nghiên cứu nâng cao chất lượng hiệu bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí Mục tiêu nghiên cứu đề tài Xây dựng hệ thống hướng dẫn giải tập chương “Dao động cơ” Vật lí 12 để bồi dưỡng HSG phát huy khiếu học sinh THPT chuyên nhằm đạt thành tích cao kì thi HSG, thi tuyển sinh đại học cao đẳng Giả thuyết khoa học Việc xây dựng hệ thống tập qui trình hướng dẫn hoạt động giải tập chương “Dao động cơ” Vật lí 12 cách khoa học góp phần nâng cao chất lượng, hiệu công tác bồi dưỡng HSG Vật lí phát huy khiếu cho học sinh THPT Chuyên Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu Tính khoa học hiệu hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương “Dao động cơ” Vật lí 12 công tác bồi dưỡng HSG 4.2 Phạm vi nghiên cứu Hệ thống phương pháp giải tập vật lý chương “Dao động cơ” thuộc chương trình Vật lý 12 nâng cao sử dụng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi phát huy khiếu cho học sinh THPT Học sinh lớp chất lượng cao trường THPT Nguyễn Trãi - Thái Bình Học sinh lớp chuyên Vật lí trường THPT Chuyên - Thái Bình Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Đề tài luận văn tốt nghiệp thực nhằm giải nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu sở lý luận xây dựng hệ thống tập hướng dẫn giải tập Vật lí 12 chương “Dao động cơ”; lựa chọn hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương “Dao động cơ” Vật lí 12 - Nghiên cứu sở lý luận thực tiễn việc bồi dưỡng HSG, phát huy khiếu học sinh, biện pháp xây dựng hệ thống phương pháp giải tập, hướng dẫn giải tập Vật lí 12 chương “Dao động cơ” - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá, kiểm định tính khả thi hiệu hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập Vật lí 12 chương “Dao động cơ” Phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận Nghiên cứu sở lí luận để làm sáng tỏ vai trò việc xây dựng hệ thống hướng dẫn giải tập Vật lí chương “Dao động cơ” Vật lí 12 Nghiên cứu chương trình Vật lí phổ thông, nội dung sách giáo khoa Vật lí 12 nâng cao, sách tham khảo bồi dưỡng HSG, đề thi HSG qua năm tài liệu liên quan khác để xác định mức độ, nội dung yêu cầu kiến thức, kĩ giải tập phục vụ công tác bồi dưỡng HSG Vật lí 6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Điều tra, khảo sát thực tiễn công tác bồi dưỡng học sinh giỏi phát huy khiếu học sinh THPT Chuyên - Thái Bình trường THPT Nguyễn Trãi - Thái Bình Tập hợp, nghiên cứu nội dung sách giáo khoa Vật lí lớp 12 nâng cao, đề thi HSG, đề thi vào đại học cao đẳng, tài liệu tham khảo khác để tuyển chọn xây dựng hệ thống tập tự luận 6.3 Phương pháp thống kê toán học Thống kê, so sánh kết quả, phân tích số liệu để đánh giá tính hiệu hệ thống tập hướng dẫn giải tập Vật lí, đưa số khuyến nghị, kết luận liên quan đến công tác bồi dưỡng HSG Vật lí Đóng góp đề tài Kết nghiên cứu đề tài góp phần: - Làm sáng tỏ sở lí luận hệ thống tập việc vận dụng cho đối tượng học sinh giỏi học sinh khiếu, bổ sung nguồn tài liệu dùng việc bồi dưỡng HSG phát huy khiếu học sinh - Đề xuất biện pháp sử dụng tập chương “Dao động cơ” Vật lí 12 việc bồi dưỡng HSG phát huy khiếu học sinh - Góp phần khẳng định tính ưu việt sử dụng hệ thống tập dạy học Vật lí cho HSG học sinh khiếu, góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lí Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo, phụ lục, luận văn trình bày gồm chương: Chương Cơ sở lí luận thực tiễn việc “Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng HSG phát huy khiếu học sinh THPT Chuyên Chương Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương “Dao động cơ” Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi phát huy khiếu học sinh trung học phổ thông Chuyên Chương Thực nghiệm sư phạm 10 2 2 0 5,00 10,00 0,00 10,00 15,00 25,00 20,00 10,00 10,00 0,00 0,00 0,00 10,00 5,00 20,00 30,00 10,00 20,00 0,00 30,00 45,00 70,00 90,00 100,0 10,00 0,00 0,00 0,00 20,00 25,00 45,00 75,00 100,0 100,00 10 0,00 25,00 ∑ 20 20 100,00 100,00 Giá trị điểm trung bình lớp thực nghiệm: X A = 7,75 Giá trị điểm trung bình lớp đối chứng: X B = 6,05 Bảng 3.3 cho thấy: Số học sinh đạt điểm yếu (0-4): Nhóm ĐC HS chiếm 20% Nhóm TN HS chiếm 10% Số học sinh đạt điểm trung bình (5-7): Nhóm ĐC 10 HS chiếm 50% Nhóm TN HS chiếm 15% Số học sinh đạt điểm giỏi (8-10): Nhóm ĐC HS chiếm 30% Nhóm TN 15 HS chiếm 75% Như vậy, từ bảng 3.2 3.3 cho thấy, kết thu tương tự nhau: tỉ lệ học sinh đạt điểm yếu trung bình nhóm TN nhóm ĐC, tỉ lệ học sinh đạt điểm giỏi nhóm TN cao nhóm ĐC Bên cạnh đó, giá trị điểm trung bình nhóm TN so với nhóm ĐC, chứng tỏ kết điểm kiểm tra hai phiếu điểm giỏi nhóm TN tốt so với nhóm ĐC Mặt khác, kiểm tra theo phiếu số 3.1 (kết thống kê bảng 3.1) tiến hành trước so với phiếu số nội dung chương trình bồi dưỡng kiến thức chương “Dao động cơ” cho nhóm HSG Kết thu có đặc điểm tương tự Về chất lượng khẳng định kiểm tra theo phiếu số có điểm trung bình nhóm cao (7,75) số học sinh đạt điểm giỏi nhiều (75%) Như kết bảng 3.2 3.3 minh chứng cho thành công bước 92 đầu công tác thực nghiệm Kết cần ghi nhận thành công bước đầu đề tài đạt mục đích đặt luận văn %Xi 100 80 60 50 40 20 O TN 10 11 Điểm ĐC Hình 3.2 Đồ thị đường lũy tích - phiếu số Tương tự đồ thị đường lũy tích biểu diễn số liệu bảng 3.2, đường lũy tích ứng với tỉ lệ HSG đạt điểm Xi trở xuống (tần suất lũy tích) bảng 3.3 nằm phía trên, bên trái so với đường ứng với nhóm TN, chứng tỏ chất lượng nhóm TN cao so với nhóm ĐC Mặt khác, ta thấy khoảng cách hai đường cong đồ thị hình 3.2 cách xa so với đồ thị hình 3.1 chứng tỏ qua thời gian bồi dưỡng, chất lượng học tập nhóm HSG tăng lên đáng kể Bảng 3.4 Bảng tổng hợp phân loại HS theo kết điểm kiểm tra Bảng 3.4 Bảng tổng hợp phân loại HS theo kết điểm kiểm tra Lần Tổng % học sinh đạt % học sinh % học sinh đạt kiểm số học điểm yếu đạt điểm điểm giỏi tra sinh Lần Lần Nhóm ĐC TN ĐC TN 20 20 20 20 Trung bình 25,00 10,00 20,00 10,00 93 45,00 40,00 50,00 15,00 30,00 50,00 30,00 75,00 Từ số liệu thu bảng 3.4 cho thấy: Tỉ lệ học sinh đạt điểm yếu, kiểm tra lần nhóm TN thấp nhóm ĐC 15%(= 25% – 10%), lần kiểm tra thứ hai nhóm TN thấp 10% (20%-10%) Tỉ lệ HS đạt điểm trung bình nhóm TN thấp so với nhóm ĐC 5%(= 45% – 40%) tỷ lệ lần kiểm tra thứ hai 35%(= 50% – 15%) Tỉ lệ HS đạt điểm giỏi lần kiểm tra thứ nhóm TN cao nhóm ĐC 20% (= 50% – 30%), lần tỉ lệ 45% (=75% – 30%) Các kết chứng tỏ học sinh giỏi nhóm TN tiếp thu kiến thức tốt hơn, điều góp phần đáng kể vào thành công bước đầu công tác thực nghiệm đề tài học sinh giỏi Bảng 3.5 Bảng tổng hợp tham số đặc trưng Lần kiểm Lần Lần ∑ HS X S2 S V(%) ĐC TN ĐC TN tra Nhóm 20 20 20 20 5,80 7,00 6,05 7,75 5,21 5,47 5,83 5,5 2,28 2,34 2,41 2,34 38,3 33,4 39,9 30,2 % TN ĐC 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Yếu, Trung Bình Khá, Giỏi HS Hình 3.3 Biểu đồ phân loại kết kiểm tra lần thứ 94 % TN ĐC 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Yếu, Trung Bình Khá, Giỏi HS Hình 3.4 Biểu đồ phân loại kết kiểm tra lần thứ hai Bảng 3.5 cho thấy: Điểm trung bình kiểm tra nhóm TN thấp hơn nhóm ĐC lần lần Giá trị phương sai S giá trị độ lệch chuẩn S cúa nhóm thực TN nhóm ĐC không lớn, chứng tỏ số liệu thu bị phân tán - Điểm Khá giỏi nhóm TN cao nhóm ĐC chứng tỏ hệ thống tập hướng dẫn giải bồi dưỡng học sinh giỏi - Hệ số biến thiên V nhóm TN nhỏ nhóm ĐC, chứng tỏ mức độ phân tán quanh giá trị trung bình cộng nhóm TN lớn hơn, nghĩa chất lượng nhóm TN cao so với nhóm ĐC Dựa kết thực nghiệm sư phạm cho thấy chất lượng học tập HS nhóm TN cao HS nhóm ĐC 3.3 Đánh giá chung thực nghiệm sư phạm Sau tiến hành thực nghiệm sư phạm xử lý số liệu, tác giả rút số nhận xét sau: - HS lớp TN nắm kiến thức sâu hơn, biểu khả vận dụng kiến thức lý thuyết tốt hơn, nắm phương pháp giải vận dụng cách khoa học việc giải toán Kết kiểm tra cho thấy nhóm TN điểm trung bình thấp nhóm ĐC 95 - Tỉ lệ HSG đạt điểm giỏi nhóm thực nghiệm cao tỉ lệ HS Khá nhóm TN thấp nhóm ĐC - Đồ thị đường lũy tích tỉ lệ HSG đạt điếm X i nhóm TN nằm bên phải phía đồ thị đường tích lũy tương ứng nhóm ĐC, điều chứng tỏ kết học tập nhóm thực nghiệm tốt nhóm ĐC Về hệ số biến thiên V nhóm TN nhỏ nhóm ĐC, điều chứng tỏ mức độ phân tán quanh giá trị trung bình cộng nhóm TN nhỏ hơn, nghĩa chất lượng nhóm TN đồng hơn, ổn định so với nhóm ĐC Trên sở đó, kết luận rằng: Việc sử dụng hệ thống tập hướng dẫn giải tập Vật lí trình bồi dưỡng HSG cho HS lớp TN mang lại hiệu cao, HSG thu nhận kiến thức chắn sâu, khả vận dụng lý thuyết vào tập tốt khẳng định HSG phát triển lực nhận thức tư Vật lí Đề tài giúp HSG có hệ thống tập đảm bảo tính logic khoa học nội dung kiến thức, thuận lợi cho GV công tác bồi dưỡng HSG Vật lí Kết luận Chương Sử dụng hệ thống tập hướng dẫn giải giúp chất lượng HSG tăng cách đáng kể điều khẳng định việc xây dựng hệ thống tập Vật lí có hiệu cao việc giúp HSG nâng cao tư phát triển khiếu Vật lí học sinh THPT Chuyên Sau tổ chức lớp TNSP, qua trình theo dõi, phân tích đánh giá kết thu được, tác giả đưa số nhận xét sau đây: - Việc tổ chức bồi dưỡng HSG theo nội dung soạn thảo luận văn góp phần kích thích hứng thú học tập HSG, giúp HSG nâng cao nhận thức kiến thức khó chương “Dao động cơ” Sự hỗ trợ kịp thời GV giúp HSG học tập đạt hiệu cao, phát huy tính tự lực tiếp thu kiến thức vững - Các kết thực nghiệm khẳng định rằng, hệ thống tập hướng dẫn giải tác giả xây dựng góp phần nâng cao đáng kể chất lượng bồi dưỡng HSG chương “Dao động cơ” Vật lí lớp 12 nâng cao trường THPT 96 Nguyễn Trãi HSG nắm vững kiến thức bản, mà tìm hiểu sâu kiến thức vận dụng linh hoạt kiến thức - Nhìn chung hệ thống tập phương pháp giải tập Vật lí chương “Dao động cơ” xây dựng khả thi Xây dựng hệ thống hướng dẫn giải tập Vật lí 12 nâng cao chương “Dao động cơ” , trình độ, trọng tâm, kết hợp với phương pháp bồi dưỡng hướng giáo viên góp phần nâng cao hiệu bồi dưỡng HSG Vật lí - Tuy nhiên thời gian thực nghiệm có giới hạn nên đề tài minh chứng phạm vi hẹp Để đề tài thành công phạm vi rộng cần phải có yêu cầu cao Cụ thể: Cần phải tiến hành thực nghiệm nhiều đối tượng HS mang tính “đại trà” hơn, tiến hành TNSP nhiều để điều chỉnh, bổ sung hệ thống cho phù hợp đạt hiệu cao bồi dưỡng HSG 97 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN Với nhiệm vụ nghiên cứu đề tài giả thuyết khoa học đặt đạt kết sau: - Nêu rõ sở lí luận việc sử dụng hệ thống tập hướng dẫn giải tập chương dao động Vật lí 12 nhằm bồi dưỡng HSG phát huy khiếu HS THPT Chuyên - Đề tài tính khả thi sử dụng hệ thống tập hướng dẫn giải chương dao động Vật lí 12 Trên sở lý luận HSG khiếu Vật lí học sinh THPT Chuyên, áp dụng xây dựng hệ thống tập hướng dẫn giải tập chương “Dao động cơ” Vật lí 12 nâng cao có hiệu cao Rèn luyện cho HS tư logic, xác khái niệm, định luật đồng thời bồi dưỡng nâng cao kiến thức Vật lí cho HSG, HS có khiếu Vật lí trường THPT Chuyên - Hệ thống tập hướng dẫn giải tập Vật lí phát huy tính tích cực, chủ động HSG, kích thích phát triển khiếu Vật lí HS chuyên Vật lí - Kết đạt HSG thông qua giải hệ thống tập cho thấy hệ thống tập giúp em củng cố kiến thức phát triển khiếu Vật lí Mục đích bồi dưỡng GV cho HSG hoàn thành - Phương pháp dùng hệ thống tập đề cập luận văn áp dụng hầu hết kiến thức Vật lí chương trình học trường THPT Chuyên - Một hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương “Dao động cơ” Vật lí 12 xây dựng đưa vào thử nghiệm Với kết đạt trình TNSP kiểm chứng đề tài thực nhiệm vụ đặt Từ kết nghiên cứu đề tài rút số học sau - Dùng hệ thống tập Vật lí giúp nâng cao kiến thức giúp em có sáng tạo để từ phát huy khiếu Vật lí HSG Hệ thống 98 tập yêu cầu GV HS phải có phối hợp trình hướng dẫn giải để từ HS tự lực khám phá kiến thức thời gian lớp Sử dụng hệ thống tập giúp học sinh có hệ thống kiến thức logic khắc sâu chất tượng Vật lí - Hệ thống tập xây dựng áp dụng HSG HS khiếu trường THPT Chuyên Hệ thống tập đòi hỏi người giáo viên cần có am hiểu nhiều HSG kiến thức Vật lí - Do điều kiện thời gian khuôn khổ luận văn nên phần TNSP mang tính minh họa cụ thể mà chưa mang tính khái quát phương diện thực nghiệm với nhiều trường THPT Chuyên KHUYẾN NGHỊ Trong trình thực đề tài xin mạnh dạn có số ý kiến sau: Thứ nhất: sở vấn đề lí luận đề xuất luận văn, đề tài cần nghiên cứu rộng rãi Thứ hai: Các thầy cô sử dụng hệ thống tập hướng dẫn giải tập chương “Dao động cơ” phải ý tới đối tượng học sinh hướng dẫn giúp hoạt động học tập tích cực có hiệu cao Thứ ba: Đối với ban giám hiệu trường THPT THPT Chuyên Thái Bình cần quan tâm đạo phát động đề tài sáng kiến kinh nghiệm giáo viên tham gia bồi dưỡng HSG có kết cao Thứ tư: Do thời gian nghiên cứu hạn chế nên kết nghiên cứu luận văn chưa đầy đủ, sâu sắc không tránh khỏi thiếu sót Vì tác giả mong muốn đề tài nghiên cứu sâu áp dụng rộng rãi để kiểm chứng tính khả thi đề tài cách khách quan nâng cao giá trị thực tiễn đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (2001) Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học Vật lý trường phổ thông Nhà xuất ĐHQG, Hà Nội Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2003) Phương pháp dạy học Vật lý trường phổ thông Nxb ĐHSPHN, Hà Nội Phạm Hữu Tòng (2001) Lí luận dạy học Vật lí trường trung học Nxb GD, Hà Nội Phạm Hữu Tòng (2004) Dạy học Vật lí trường trung học phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo tư khoa học, Nxb ĐHSPHN, Hà Nội Nguyễn Thế Khôi, Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Đức Hiệp, Nguyễn Ngọc Hưng, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Đình Khiết, Vũ Đình Túy, Phạm Quý Tư Vật lí 12 nâng cao, Nxb GDVN, Hà Nội Vũ Cao Đàm (1998) Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Nxb KH&KT, Hà Nội Phạm Viết Vượng (2004) Giáo dục học Nxb ĐHQGHN, Hà Nội Vũ Dũng (Chủ biên, 2000) Từ điển Tâm lý học Nxb KHXH, Hà Nội Phạm Kim Chung Tập Bài giảng Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thông Khoa Sư phạm, Trường ĐHGD, ĐHQGHN 10 (GS.TS Nguyễn Quang Báu, Nguyễn Cảnh Hòe, Phạm Huy Thông) Bài tập Vật lí nâng cao lớp 12 (dành cho chuyên Vật lí, luyên học sinh giỏi, thi đại học (xuất năm 2006 NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội) Các trang web: http://en.wikipedia.org/wiki/Gifted_education http://en.wikipedia.org/wiki/Intellectual_giftedness www.moet.gov.vn/?page=1.5&view=11603 National Association for Gifted Children Britain (NAGC): www.nagcbritain.org.uk California Association for the Gifted (CAG): www.cagifted.org The Academy for the Gifted Children (PACE): www.pace.on.ca Gifted Children Australia: www.gifted-children.com.au 100 PHỤ LỤC Đề kiểm tra 45 phút lần 1: Bài 1: Một lắc gồm vật nặng có khối lượng m=100g treo vào đầu tự lò k B xo có độ cứng k=20N/m Vật m đặt giá đỡ nằm ngang, cho giá đỡ chuyển m động thẳng xuống nhanh dần với gia tốc O C x a=2m/s2 Lấy g=10m/s2 Hỏi sau vật m rời khỏi giá đỡ ? Tìm chu kì biên độ dao động vật Hướng dẫn giải Sau vật m rời khỏi giá đỡ ? Lấy trục tọa độ ox có phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống dưới, gốc O vị trí cân m Ban đầu lò xo không bị biến dạng vật vị trí B Gốc thời gian lúc cho giá đỡ chuyển động Khi chưa tách khỏi giá đỡ, vật m chịu tác dụng trọng lực P, phản lực N lực căng Fdh lò xo Theo định luật Niu Tơn ta có P + N + Fdh = ma Giả sử đến điểm C vật rời khỏi giá đỡ Khi phản lực N=0 vật có gia tốc a=2m/s2 Ta có phương trình P + Fdh = ma chiếu xuống ox ta P-Fdh=ma hay mg-kBC=ma suy BC=4cm Mặt khác, gọi t thời gian từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vật m rời khỏi giá đỡ, ta có BC=at2/2 Suy t=0,2s Tìm chu kì, biên độ 101 Tần số góc ω = Chu kì T = k = 10 rad/s m 2π = 0,44 s ω Gọi ∆l độ giãn lò xo lúc vật VTCB ta có k∆l = mg ⇒ ∆l = BO = 5cm vị trí C ( tức thời điểm t=0,2s) lúc m tách khỏi giá đỡ, có vận tốc vc=at=0,4m/s Mặt khác, theo hệ thức độc lập với thời gian, ta có vc= vc2 vc = ω A − xc ⇒ A = + xc2 = 3cm ω 2 Với xc=CO=BO-BC=0,01 m Bài 2: Hai vật có khối lượng m gắn chặt vào lò xo độ dài L, độ cứng k đứng yên mặt phẳng nằm ngang tuyệt đối nhẵn Vật thứ có khối lượng m chuyển động với vận tốc V đến va chạm hoàn toàn đàn hồi với vật 1.Chứng tỏ vật luôn chuyển động phía Tìm vận tốc vật và m v m L m khoảng cách chúng vào thời điểm lò xo biến dạng lớn Hướng dẫn giải Gọi vận tốc vào thời điểm sau va chạm vật v1, v2, độ biến dạng lò xo x Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta mv=m(v1+v2) hay v=v1+v2 102 Mặt khác, theo định luật bảo toàn lượng 2 2 mv = mv1 + mv2 + kx 2 2 kx ⇔ = v − (v12 + v2 ) m kx ⇔ = 2v1v2 m kx ⇒ v1v2 = 2m Vì kx >0 nên v1v2>0 tức v1,v2 dấu 2m Nghĩa sau va chạm hai vật luôn chuyển động phía Vì v1+v2=v không đổi, suy tích v1v2 cực đại kx tức cực đại v1=v2=v/2 2m Lúc ta có v kxmax m = ⇒ xmax = v 2m 2k lò xo biến dạng lớn v1=v2=v/2 lúc khoảng cách S12 = L ± xmax = L ± v m 2k Kiểm tra 45 phút lần Bài 1: 103 Một cầu có khối lượng m treo vào giá đỡ dây nhẹ dài l Giá đỡ đặt xe lăn có khối lượng M dịch chuyển không ma sát mặt phẳng nằm ngang Kéo m cho dây lệch góc α buông Cho l α m M biết khối tâm xe chân giá đỡ Tìm chu kì biên độ dao động xe lăn cầu Hướng dẫn giải Ban đầu m cách giá đỡ khoảng x0=1 α ( α nhỏ) Gọi A1 A2 biên độ dao động m M Vì chúng dao động quanh khối tâm đứng yên nên có: A1 + A2 =l α ; A1 M = A2 m ⇔ A1 = Mlα mlα ; A2 = m+M m+M Khi m Vị trí thấp m chuyển hoàn toàn thành động m M nên chúng có vận tốc lớn v1, v2 Theo định luật bảo toàn động lượng lượng ta có mv1 + Mv2 = Và 2 mv1 + mv2 = mgl (1 − cos α ) 2 2m gl (1 − cos α ) ⇔ v2 = M ( M + m) Vì α nhỏ nên α2 − cos α = ⇒ v = mα gl M ( M + m) Mặt khác 104 v2 = ω A2 = ⇒ T2 = 2π A2 T2 2πA2 = 2π v2 M +m M ( M + m) l = 2π m gl g (1 + ) M Làm tương tự ta tính chu kì dao động m T1=T2 Hai dao động chu kì ngược pha Bài 2: Một lò xo OA có độ cứng k, khối lượng không O đáng kể, đầu O giữ cố định, đầu A gắn vào đĩa có khối lượng M Từ độ cao h so với VTCB đĩa, thả vòng có khối m h lượng m rơi không vận tốc đầu đến gắn chặt vào đĩa, hai dao động Coi va chạm vòng đĩa hoàn toàn không đàn hồi Bỏ qua M ma sát lực cản môi trường Xác định vận tốc hệ sau va chạm Tìm biên độ chu kì dao động hệ Áp dụng số k=100N/m; M=600g; m=400g; h=20cm Lấy g=10m/s2 Hướng dẫn giải Tìm vận tốc sau va chạm Vận tốc vòng trước va chạm v = gh Gọi V vận tốc hệ sau va chạm, theo định luật bảo toàn động lượng, ta có (M+m)V=mv ⇒V = m gh mv = = 0,8m / s M +m M +m Tìm biên độ chu kì dao động 105 Gọi x0 khoảng cách từ VTCB vật M đến VTCB hệ hai vật (x0 độ lệch hệ hai vật thời điểm ban đầu – lúc va chạm với vị trí cân hệ hai vật trình dao động) ta có x0 = M +m M mg g− g= k k k Năng lượng kích thích để hệ hai vật dao động E= 1 ( M + m)V + kx 2 m2v mg ⇔ E = ( M + m) + k ( )2 2 ( M + m) k m2v m2 g ⇔E= ( + ) ( M + m) k ⇔E= m 2 gh m g ( + ) ( M + m) k Mặt khác kA 1 m 2 gh m g ⇔ kA2 = ( + ) 2 ( M + m) k E= ⇔ A= mg k 2hk + = 5cm g ( M + m) Chu kì dao động T = 2π M +m = 0,628s k 106