(Luận văn thạc sĩ) xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập chương sóng cơ và sóng âm vật lí 12 dành cho học sinh lớp chọn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” VẬT LÍ 12 DÀNH CHO HỌC SINH LỚP CHỌN LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SĨNG ÂM” VẬT LÍ 12 DÀNH CHO HỌC SINH LỚP CHỌN LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MƠN VẬT LÍ) Mã số: 60140111 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS TƠN TÍCH ÁI HÀ NỘI – 2014 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập hồn thành luận văn này, tơi nhận ủng hộ, giúp đỡ quý báu thầy cô giáo, cán phụ trách, bạn bè người thân tơi Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: Các thầy cô giáo ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, Trường Đại học Giáo Dục - Đại học Quốc Gia Hà Nội, tồn thể thầy giáo tham gia giảng dạy, giúp đỡ tơi q trình trưởng thành trường, tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành luận văn Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới GS TS Tơn Tích Ái, người thầy đáng kính hết lịng giúp đỡ, hướng dẫn, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình thực đề tài Tôi chân thành cảm ơn Ban giám hiệu tập thể giáo viên học sinh trường THPT Quế Võ số - Quế Võ - Bắc Ninh tạo điều kiện giúp đỡ q trình thực nghiệm sư phạm Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè bên động viên tạo điều kiện tốt giúp suốt q trình học tập hồn thành luận văn Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Tác giả Nguyễn Thị Lan Hương i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên đầy đủ ĐC Đối chứng HS Học sinh HSG Học sinh giỏi GV Giáo viên TN Thực nghiệm THPT Trung học phổ thông ii MUCLỤC Trang Lời cảm ơn i Danh mục viết tắt ii Mục lục iii Danh mục bảng v Danh mục hình vi MỞ ĐẦU Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Vấn đề dạy học phân hóa tổ chức lớp chọn trường THPT 1.2 Bồi dưỡng kiến thức cho học sinh lớp chọn trường THPT 1.2.1 Vai trò lớp chọn trường THPT 1.2.2 Những lực, phẩm chất nhu cầu học sinh lớp chọn 1.2.3 Những dấu hiệu học sinh có khả học tốt mơn Vật lí 1.2.4 Các hình thức tổ chức dạy học cho học sinh lớp chọn 1.3 Dạy giải tập vật lí phổ thơng 10 1.3.1 Khái niệm tập Vật lí 10 1.3.2 Vai trò, tác dụng tập vật lí dạy học Vật lí 10 1.3.3 Vai trò tập vật lí việc phát bồi dưỡng kiến thức cho HS có lực tốt HS giỏi 11 1.3.4 Vai trị, tác dụng tập phần sóng sóng âm chương trình Vật lí phổ thông 12 1.3.5 Phân loại tập Vật lí 12 1.3.6 Phân tích tư q trình giải tập Vật lí 15 1.3.7 Phương pháp giải tập Vật lí 16 1.3.8 Hướng dẫn học sinh giải tập Vật lí 18 1.3.9 Lựa chọn tập dạy học Vật lí 21 1.4 Tìm hiểu kiến thức giảng dạy cho HS lớp chọn trường THPT 22 1.4.1 Chương trình bồi dưỡng kiến thức chung cho HS lớp chọn 22 1.4.2 Chương trình bồi dưỡng HS giỏi lớp chọn 23 1.4.3 Thực trạng dạy học lớp chọn 24 1.5 Tìm hiểu thực trạng việc dạy học Vật lí cho HS lớp chọn trường THPT Quế Võ - Quế Võ - Bắc Ninh 25 1.5.1 Sự phát triển trường THPT Quế Võ - Quế Võ - Bắc Ninh 25 1.5.2 Thực trạng dạy học chương “Sóng sóng âm” Vật lí 12 trường THPT Quế Võ 1- Quế Võ - Bắc Ninh 26 1.5 Kết luận Chương 27 iii Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” VẬT LÍ 12 DÀNH CHO HỌC 28 SINH LỚP CHỌN 2.1 Phân tích nội dung kiến thức “Sóng sóng âm” Vật lí 12 28 2.1.1 Các khái niệm sóng 28 2.1.2 Phương trình sóng 31 2.1.3 Giao thoa sóng 33 2.1.4 Sóng dừng 35 2.1.5 Sóng âm 38 2.2 Vị trí vai trị chương “Sóng sóng âm” Vật lí 12 THPT 41 2.3 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Sóng sóng âm” Vật lí 12 THPT 41 2.4 Mục tiêu dạy học chương “Sóng sóng âm” Vật lí 12 THPT 43 2.4.1 Mục tiêu kiến thức cấp độ nhận thức 43 2.4.2 Mục tiêu kỹ 46 2.5 Xây dựng hệ thống hướng dẫn giải tập chương “Sóng sóng âm” Vật lí 12 dành cho học sinh lớp chọn 46 2.5.1 Phân loại dạng tập chương “Sóng sóng âm” Vật lý 12 46 2.5.2 Hệ thống tập hướng dẫn giải tập chương “Sóng sóng âm” 47 2.6 Kết luận Chương 94 95 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 95 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 95 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 95 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 95 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 96 3.4 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 96 3.4.1 Xây dựng tiêu chí để đánh giá 96 3.4.2 Phân tích kết mặt định tính 97 3.4.3 Phân tích kết mặt định lượng 98 3.5 Đánh giá chung thực nghiệm sư phạm 103 3.6 Kết luận Chương 104 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 105 Kết luận 105 Khuyến nghị 105 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Ma trận mô tả mối liên hệ nội dung kiến thức chương cấp độ nhận thức 43 Bảng 3.1: Bảng thống kê điểm số 99 Bảng 3.2: Bảng xử lý kết 100 Bảng 3.3: Bảng tổng hợp phân loại học sinh theo kết điểm kiểm tra 100 Bảng 3.4: Bảng tần số, tần suất tần suất lũy tích kiểm tra 101 Bảng 3.5 Các tham số đặc trưng 101 v DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Sơ đồ phân loại tập vật lí 15 Hình 1.2 : Sơ đồ định hướng giải 19 Hình 2.1: Diễn giải cho kết luận độ lệch pha 32 Hình 2.2: Diễn giải nhanh pha, chậm pha 32 Hình 2.3: Hình ảnh giao thoa nguồn pha 34 Hình 2.4: Mơ hình ảnh sóng dừng 35 Hình 2.5: Mơ tả điều kiện để có sóng dừng sợi dây có đầu cố định 36 Hình 2.6: Mơ tả điều kiện để có sóng dừng sợi dây có đầu cố định, đầu tự 36 Hình 2.7: Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Sóng sóng âm” vật lí 12 53 Hình 2.8: Hình minh họa đề dạng 53 Hình 2.9: Hình minh họa đáp án dạng 54 Hình 2.10: Hình phương pháp giải tốn liên quan đến phương trình sóng dạng 55 Hình 2.11a: Minh họa dạng 59 Hình 2.11b: Minh họa dạng 59 Hình 2.11c: Minh họa dạng 59 Hình 2.11d: Minh họa dạng 59 Hình 2.11e: Minh họa dạng 60 Hình 2.12: Minh họa dạng 65 Hình 2.13: Hình cho phương pháp giải tốn dạng pha dao động điểm nằm đường trung trực hai nguồn 70 Hình 2.14: Minh họa dạng 73 Hình 2.15: Hình hướng dẫn học sinh dạng 74 Hình 2.16: Hình minh họa phương pháp giải tốn liên quan đến hai điểm dao động pha ngược pha dạng 76 Hình 2.17: Hình minh họa cho hướng dẫn dạng 77 Hình 2.18: Hình minh họa dạng 78 Hình 2.19: Hình 6.1 83 Hình 2.20: Hình 7.1 83 Hình 2.21: Hình 6.3 90 Hình 3.1: Đồ thị đường phân bố tần suất lũy tích lớp ĐC TN 102 Hình 3.2: Biểu đồ phân loại kết kiểm tra học sinh theo điểm 102 vi MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Định hướng đổi phương pháp dạy học xác định Nghị Trung ương khóa VII (1 - 1993), Nghị Trung ương khóa VIII (12 - 1996), thể chế hóa Luật giáo dục (2005) Luật giáo dục, điều 28.2 rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc nhóm, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú trách nhiệm học tập cho học sinh” Như vậy, trình dạy học khơng nhằm mục đích trang bị kiến thức mà cần hướng đến phát huy hết tiềm người học Người học ln tích cực, chủ động tìm hiểu, chiếm lĩnh kiến thức, đặc biệt họ tự sáng tạo, tự tư định hướng người thầy Từ họ phát huy khả tự học trì việc học lâu dài Tính tích cực học tập tích cực nhận thức, thể động cơ, hứng thú học tập - tiền đề tự giác, độc lập sáng tạo Để người học tích cực chủ động học tập người thầy cần có phương pháp dạy học tích cực, nghĩa tập trung vào việc phát huy tính tích cực người học Muốn đổi cách học phải đổi cách dạy Cách dạy đạo cách học, ngược lại thói quen học tập trị ảnh hưởng tới cách dạy thầy Trong đổi phương pháp dạy học phải có hợp tác thầy trò, phối hợp nhịp nhàng hoạt động dạy với hoạt động học thành cơng Trong phương pháp dạy học tích cực việc sử dụng hệ thống tập phương pháp phổ biến, sử dụng thường xuyên mang lại hiệu cao Đặc biệt mơn Vật lí mơn khoa học tự nhiên điều lại thể rõ nét Bài tập phương tiện để tiếp cận kiến thức, rèn luyện khả tư nâng cao kĩ thực nghiệm dạy học mơn Vật lí trường phổ thơng Hiện tài liệu hệ thống tập môn Vật lí trường phổ thơng phong phú Tuy nhiên, nhiều tài liệu chưa phù hợp với đối tượng HS, đặc biệt trường THPT, thường tổ chức riêng lớp chọn mà nguồn cung cấp HS thi HS giỏi cấp - kể HS giỏi cấp quốc gia quốc tế Mặc dù hình thức lớp chọn hình thành tổ chức dạy nhiều năm nhiều trường tồn quốc, chưa có tài liệu riêng phù hợp đào tạo cho đối tượng Mặt khác tài liệu có chưa tạo thuận lợi cho GV HS tiến hành dạy học tích cực, hiệu mang lại chưa cao Vì việc xây dựng hệ thống tập hướng dẫn giải nhằm đạt kết cao việc bồi dưỡng HS lớp chọn cần thiết cho GV HS trường THPT Với kinh nghiệm qua số năm tham gia giảng dạy trường THPT, thấy nội dung chương “Sóng sóng âm” Vật lí 12 quan trọng, có nhiều vấn đề liên quan đến thực tế đời sống sở để học sinh học tiếp nhiều phần kiến thức chương trình Vật lí 12 Trong học sinh thường thụ động, gặp nhiều khó khăn học nội dung kiến thức Trên sở đó, chúng tơi chọn đề tài: Xây dựng hệ thống hướng dẫn giải tập chương "Sóng sóng âm" Vật lí 12 dành cho học sinh lớp chọn Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng hệ thống tập chương “Sóng sóng âm” Vật lí 12 đảm bảo tính hệ thống, khoa học - Xây dựng hệ thống tập chương “Sóng sóng âm” Vật lí 12 hướng dẫn giải tập dành cho HS lớp chọn Áp dụng cho trường THPT Quế Võ - Quế Võ - Bắc Ninh Phạm vi nghiên cứu Đề tài nghiên cứu xây dựng hệ thống tập hướng dẫn giải tập chương “Sóng sóng âm” Vật lí 12 phù hợp với học sinh lớp chọn Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý luận phương pháp dạy học Vật lí Đặc biệt ý đến sở lí luận dạy giải tập Vật lí phổ thơng - Phân tích chương trình, nội dung kiến thức kỹ cần đạt chương “Sóng sóng âm” Vật lí 12 - Điều tra thực trạng dạy tập chương “Sóng sóng âm” Vật lí 12 học sinh lớp chọn trường THPT Quế Võ – Bắc Ninh - Xây dựng hệ thống tập phần sóng sóng âm phù hợp với đặc trưng lớp chọn, đồng thời soạn thảo phương pháp hướng dẫn học sinh giải theo dạng tập từ khái quát phương pháp giải tập theo hệ thống tập phân dạng ... hướng dẫn giải tập chương "Sóng sóng âm" Vật lí 12 dành cho học sinh lớp chọn Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng hệ thống tập chương ? ?Sóng sóng âm? ?? Vật lí 12 đảm bảo tính hệ thống, khoa học - Xây dựng. .. hướng dẫn giải tập chương ? ?Sóng sóng âm? ?? Vật lí 12 dành cho học sinh lớp chọn 46 2.5.1 Phân loại dạng tập chương ? ?Sóng sóng âm? ?? Vật lý 12 46 2.5.2 Hệ thống tập hướng dẫn giải tập chương ? ?Sóng. ..ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM? ?? VẬT LÍ 12 DÀNH CHO HỌC SINH LỚP CHỌN LUẬN VĂN THẠC