8. Đóng góp của luận văn
2.3. Nội dung cơ bản của chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lý 12 chương
chương trình chuẩn
2.3.1. Nội dung khoa học (xem phụ lục 1) 2.3.2. Nội dung dạy học
Tri thức của chương “Sóng cơ và sóng âm” ta có thể chia làm hai phần chính: Đại cương về sóng cơ, sóng âm.
+ Đại cương về sóng cơ nghiên cứu về sóng cơ, sóng ngang, sóng dọc, các đặc trưng của một sóng hình sin, phương trình sóng, sự giao thoa của hai sóng mặt nước, cực đại và cực tiểu giao thoa, điều kiện giao thoa,
sóng kết hợp, sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định; sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do.
+ Sóng âm là gì? Các đặc trưng vật lý và sinh lý của âm.
2.3.3. Cấu trúc của chương
2.3.3.1. Grap nội dung của chương
Trong quá trình dạy học theo định hướng DH GQVĐ việc nắm được cấu trúc logic sự phát triển nội dung trong chương là cần thiết. Dưới đây là Grap tiến trình phát triển nội dung của chương “Sóng cơ và sóng âm”
Sóng ngang Sóng dọc Sóng hình sin Sóng âm Biên độ sóng Chu kỳ sóng Bước sóng Tốc độ truyền sóng Năng lượng sóng Phương trình sóng Giao thoa sóng Sóng dừng Sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định
Sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do Những đặc trưng vật lý của âm Những đặc trưng sinh lý của âm
Tần số âm Cường độ âm và mức cường độ âm Đồ thị dao độn g của âm Độ cao Độ to Âm sắc
2.3.3.2. Vấn đề hóa nội dung dạy học của chương
Trong dạy học giải quyết vấn đề nội dung dạy học của chương, của bài cần phải được sắp xếp thành một chuỗi các vấn đề nhận thức. Để làm được điều đó, giáo viên căn cứ vào mục tiêu, nhiệm vụ và yêu cầu của chương trình và sách giáo khoa, tiến hành tổ chức sắp xếp lại nội dung dạy học thành từng vấn đề theo một logic nhất định, đảm bảo nội dung dạy học theo yêu cầu của chương trình vừa phát triển năng lực nhận thức, năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Đó gọi là “vấn đề hóa nội dung dạy học”.
Nội dung của chương “Sóng cơ và sóng âm” cần tìm hiểu bao gồm các vấn đề chính sau:
Phát hiện ra sóng cơ và sóng âm đã thúc đẩy sự phát triển nền văn minh nhân loại như thế nào?
Sóng cơ và sóng âm có vai trò quan trọng như thế nào trong cuộc sống hiện nay?
Nghiên cứu sóng cơ và sóng âm có ý nghĩa như thế nào trong thực tiễn? Để tìm hiểu các vấn đề trên các bài học trong chương được sắp xếp theo trình tự như sau:
Bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ
- Sóng cơ là gì?
- Phân biệt được sóng dọc và sóng ngang như thế nào?
- Một sóng hình sin được đặc trưng bởi các đại lượng nào? Phương trình được viết như thế nào? Các đại lượng đặc trưng cho sóng hình sin có ý nghĩa gì?
Bài 8: Giao thoa sóng
- Hai sóng kết hợp là gì?
- Thế nào là hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước? - Sự giao thoa của hai sóng cần những điều kiện gì?
- Vị trí của cực đại và cực tiểu giao thoa được viết như thế nào? Bài 9: Sóng dừng
- Sóng dừng là gì?
- Để có sóng dừng trên một sợi dây trong hai trường hợp: có hai đầu cố định, một đầu dây cố định còn đầu kia tự do cần điều kiện gì?
- Thế nào là nút sóng và bụng sóng?
- Công thức xác định vị trí các nút và bụng trên sợi dây trong hai trường hợp: có hai đầu cố định, một đầu dây cố định còn đầu kia tự do?
- Giải thích hiện tượng sóng dừng? Bài 10: Đặc trưng vật lý của âm
- Sóng âm là gì?
- Đặc điểm của âm nghe được (âm thanh), hạ âm, siêu âm?
- Tốc độ truyền âm trong các môi trường rắn, lỏng, khí như thế nào? - Những đặc trưng vật lý của âm là gì?
Bài 11: Đặc trưng sinh lý của âm
-Những đặc trưng sinh lý của âm là gì?
- Mối liên hệ giữa ba đặc trưng sinh lý của âm với ba đặc trưng vật lý của âm tương ứng?
2.4. Thực trạng dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lý 12 ởmột số TTGDTX TP. Hồ Chí Minh một số TTGDTX TP. Hồ Chí Minh
Qua tìm hiểu ở các TTGDTX trên địa bàn TP Hồ Chí Minh, tôi nhận thấy:
- Về giảng dạy của giáo viên:
+ Phương pháp dạy học được sử dụng nhiều nhất vẫn là thuyết trình, diễn giảng kết hợp với đàm thoại và có thể làm thí nghiệm minh họa (nếu có). Theo kiểu dạy học này, trung tâm chú ý là nội dung các kiến thức cần dạy. GV trình bày theo thứ tự các nội dung kiến thức của SGK, một số GV cố
gắng đưa thêm các bài tập khó với mong muốn trang bị cho HS càng nhiều kiến thức càng tốt mà ít quan tâm đến việc hình thành cho HS phương pháp nhận thức khoa học vật lý.
+ Đã có nhiều GV tích cực cải tiến phương pháp dạy học nhằm kích thích sự hứng thú của HS. Tuy nhiên, sự hứng thú học tập của HS đang thể hiện ở vẻ bên ngoài mà chưa hứng thú, tích cực trong tư duy. Sở dĩ như vậy là do các phương pháp mà GV đưa ra vẫn chưa thực sự đổi mới, còn nặng về diễn giải, giải thích hơn là kích thích tìm tòi.
+ Với các bài học có thí nghiệm GV rất ít tiến hành thí nghiệm, hầu hết các thí nghiệm được mô tả như trong SGK và từ đó rút ra kết luận. Nếu có thí nghiệm thì chỉ đưa ra dưới dạng minh họa chứ không phải để xây dựng kiến thức mới.
- Về học tập của học sinh:
Hầu hết GV cho biết trong một tiết học chỉ có khoảng sáu đến tám HS tham gia phát biểu ý kiến xây dựng bài và thường tập trung ở số HS tương đối khá của lớp, số còn lại thường thụ động trong giờ học ít tham gia xây dựng kiến thức mới. Những câu hỏi mà GV đưa ra cũng chỉ là những câu hỏi mà HS tái hiện kiến thức đã có hoặc chỉ cần nhìn vào SGK là có thể trả lời được. Câu hỏi đặt ra chưa kích thích được sự hứng thú tìm tòi của HS, chưa theo hệ thống của việc hình thành phương pháp nhận thức khoa học vật lý.
- Về thiết bị dạy học:
Hiện nay hầu hết các trung tâm đã có phòng thí nghiệm, tuy nhiên các thiết bị thí nghiệm không được bảo quản chu đáo, ít được bổ sung thay thế. Các trung tâm không có phòng học bộ môn, do vậy việc triển khai thí nghiệm gặp nhiều khó khăn. Một số trung tâm thiết bị thí nghiệm tương đối đầy đủ nhưng cũng rất ít được sử dụng.
+ Việc dạy học theo phương pháp thuyết trình, diễn giảng đã thành thói quen của đa số GV và từ đó tạo ra tâm lý thụ động trong nhận thức của HS.
+ Bệnh thành tích ảo và áp lực thi cử còn nhiều nặng nề tạo ra tình trạng đối phó của GV và HS. GV chỉ lo nhồi nhét nhiều kiến thức cho HS mà ít quan tâm đến việc rèn luyện khả năng tư duy sáng tạo cho HS.
+ Cơ sở vật chất, dụng cụ thí nghiệm của nhà trường còn nhiều thiếu thốn chưa đồng bộ, độ chính xác chưa cao dẫn đến việc triển khai các bài học có thí nghiệm đạt hiệu quả chưa cao. Không có phòng học bộ môn nên GV gặp quá nhiều khó khăn khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học.
+ Năng lực chuyên môn cũng như nghiệp vụ sư phạm của một số GV chưa đạt yêu cầu, đặc biệt là việc sử dụng các phương tiện dạy học kể cả phương tiện truyền thống lẫn hiện đại còn hạn chế nên kết quả giờ dạy chưa cao.
+ Số HS trong một lớp đông (trên 45 HS) dẫn đến khó khăn trong việc triển khai các bài học có yêu cầu thí nghiệm. Khả năng tiếp thu của khá đông HS còn yếu, thường thụ động chờ đợi mà không tự mình tìm tòi nghiên cứu.
+ Đời sống GV còn gặp nhiều khó khăn nhiều GV chưa thực sự đầu tư về thời gian và công sức trong việc giảng dạy.
2.5. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương
2.5.1. Bài học xây dựng kiến thức mới
* Giáo án 1. Bài 7
SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ (2 tiết) I. Ý tưởng sư phạm
Đây là bài học xây dựng kiến thức mới là kiểu bài học thường gặp trong dạy học vật lý. Kiến thức trong bài học này nhiều và liên kế chặt chẽ với nhau do đó khi dạy bài này phải chia thành 2 tiết, tiết 1 dạy các mục 1, 2.1, tiết 2 dạy mục 2.2, 3 và củng cố kiến thức của cả bài.
Thí nghiệm tạo tình huống có vấn đề cho bài học là loại tình huống phù hợp có sức lôi cuốn học sinh, giải đáp được tình huống học sinh sẽ nắm được sóng cơ là gì? phân biệt sóng dọc, sóng ngang từ đó xây dựng phương trình sóng.
Vận dụng DHGQVĐ vào bài học này GV phải định hướng để học sinh tự tìm ra câu trả lời cho những câu hỏi đó bằng cách được chứng kiến tất cả các giai đoạn của quá trình nhận thức sáng tạo vật lý và trực tiếp tham gia vào một số khâu mà trong điều kiện dạy học có thể cho phép trong nghiên cứu của mình, chúng tôi sử dụng mức độ 2 của DHGQVĐ mức độ tìm tòi một phần.
II. Mục tiêu bài học
1. Mục tiêu kiến thức
Học xong bài này học sinh phải nắm được các nội dung sau: - Định nghĩa của sóng cơ.
- Phân biệt được khái niệm sóng ngang và sóng dọc.
- Nêu được đặc điểm của sự truyền của một biến dạng và sự truyền của một sóng hình sin.
- Bước đầu hiểu khái niệm bước sóng, pha. - Viết được phương trình sóng.
- Nêu được các đặc trưng của sóng.
- Giải thích sơ bộ về tính tuần hoàn của sóng.
2.Mục tiêu kỹ năng
- Quan sát thí nghiệm hình 7.1 để rút ra nhận xét về sóng trên mặt nước. - Tiến hành thí nghiệm về sự truyền sóng trên một sợi dây để có được hình ảnh về sự truyền của một biến dạng.
- Vận dụng lí thuyết làm được các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự.
Học tập tích cực, chủ động, có niềm tin vào tri thức vật lý. Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và có tinh thần hợp tác, đoàn kết trong học tập, cũng như trong việc áp dụng các hiểu biết đã đạt được.
III. Chuẩn bị
1.Chuẩn bịcủa giáo viên
- Các thí nghiệm như hình 7.1, 7.2, 7.3 SGK (trong thí nghiệm 7.1 có thể gắn một đĩa tròn nhỏ vào đầu nhọn của cần rung)
- Hình vẽ 7.3, 7.5 SGK
- Nếu có điều kiện, GV có thể sưu tầm một số tranh ảnh liên quan đến kiến thức trong bài.
Để có được kết quả tốt, GV có thể tiến hành trước các thí nghiệm để có thể điều chỉnh tần số dao động của cần rung (trong thí nghiệm tạo sóng) hoặc độ căng của dây (trong thí nghiệm với dây thừng).
2. Chuẩn bị của học sinh
- Ôn lại kiến thức về dao động điều hòa. Các kiến thức liên quan đến dao động điều hòa.
IV. Lôgic phát triển nội dung bài học
1 Sóng cơ Sóng ngang Sóng dọc 2 3 Các đặc trưng của một sóng hình sin 3.1
Sự truyền của một sóng hình sin 3.2 Biên độ của sóng Chu kỳ của sóng Tốc độ truyền sóng Bước sóng Năng lượng sóng Phương trình sóng 4
Sơ đồ lôgic phát triển nội dung bài 7- Vật lý 12, chương trình chuẩn
V. Tiến trình dạy học cụ thể
Nội dung I.SÓNG CƠ
Hoạt động 1 (7 phút): Củng cố kiến thức xuất phát Định hướng của giáo
viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung đạt được
Thế nào là dao động cơ, dao động tuần hoàn,dao động điều hòa?
Viết phương trình của dao động điều hòa?
Định nghĩa chu kì và tần số của dao động điều hòa?
Trả lời các câu hỏi của giáo viên
Hoạt động 2 (3 phút): Đề xuất vấn đề nghiên cứu Định hướng của giáo
viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung đạt được
- Gv cho HS xem video clip về sóng nước trong tự nhiên, tiến hành nhanh thí nghiệm thả một vật nặng vào chậu nước to để tạo sóng (chú ý: vật phải đủ nhỏ so với chậu nước và khi thả thì
- HS quan sát video clip hình ảnh về sóng và thí nghiệm tạo sóng.
phải thả nhẹ nhàng, tránh làm nước bắn tung toé ra ngoài).
- Những hình ảnh mà chúng ta vừa quan sát trên video clip và qua thí nghiệm người ta gọi chung là sóng cơ. Vậy sóng cơ là gì? Đặc điểm của sóng cơ? Sóng cơ có thể truyền đi như thế nào? Những câu hỏi này sẽ được giải đáp trong bài học hôm nay.
- Cá nhân nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu.
Hoạt động 3 (15 phút): Nghiên cứu về sóng cơ Định hướng của giáo
viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung đạt được
- GV tiến hành thí nghiệm 7.1 tạo sóng trên mặt nước nhờ cần rung. Trong khi tiến hành thí nghiệm, GV giới thiệu cho - HS về mục đích thí nghiệm (không cần phải nêu lý do gắn đĩa nhỏ vào đầu cần rung), thời điểm và
- HS nghe GV giới thiệu, quan sát diễn biến của thí nghiệm, trả lời câu hỏi do GV đưa ra.
I. SÓNG CƠ
1. Thí nghiệm
SGK trang 36
2. Định nghĩa
sóng cơ là dao động cơ
lan truyền trong một môi
vị trí HS cần quan sát. - Chú ý: Khi làm thí nghiệm không nên để cho đĩa rời khỏi mặt nước vì khi đó dao động của đĩa sẽ không có tác dụng tạo sóng.
GV làm thí nghiệm, HS quan sát và trả lời câu hỏi “Điều gì sẽ xảy ra với mẩu nút chai nhỏ khi cho đầu cần rung đang hoạt động chạm mặt nước?
Nút chai dao động khi nào? Có phải khi cần rung bắt đầu hoạt động?
Khi hạ thấp cần rung sao cho đĩa vừa chạm mặt nước, ta trông thấy mặt nước có hình dạng như thế nào?
Có thấy mẫu nút
Mẩu nút chai dao động.
Nút chai chỉ dao động khi cần rung đã chạm mặt nước.
Khi hạ thấp cần rung sao cho đĩa vừa chạm mặt nước, ta trông thấy các gợn sóng tròn, đồng tâm O, lan rộng dần.
chai bị đẩy ra xa O không?
- Khi cần rung chạm mặt nước nó tạo ra những vòng tròn đồng tâm, lan rộng ra, kéo theo sự dao động của nút chai. Những vòng tròn đồng tâm mà chúng ta quan sát được là gọi là sóng cơ.
- Nếu không cho cần rung hoạt động, nghĩa là không cho điểm O dao động thì sóng cơ cũng biến mất.
Vì sao gọi là sóng cơ?
- Như vậy, có thể định nghĩa sóng cơ như sau:
sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường.
- Nhận thấy các vòng tròn thu được trong thí
bị dịch chuyển đi xa.
Gọi là sóng cơ vì chúng được tạo ra từ những dao động cơ học.
- Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
nghiệm đều là đường tròn đồng tâm và chúng luôn cách nhau một khoảng nhất định.
Sóng cơ có thể truyền đi theo các phương như thế nào? Tốc độ truyền sóng ra sao?
HS phát biểu sóng cơ và ví dụ về sóng cơ ?
- Sóng cơ được chia làm hai loại sóng dọc và sóng ngang vậy làm thế nào để phân biệt hai loại sóng này ta sẽ tìm hiểu trong mục 3 và 4.
Sóng cơ có thể truyền đi theo các phương khác nhau trên mặt nước, với cùng một tốc độ truyền sóng v.
HS trả lời theo yêu