Hướng dẫn học sinh giải bài tập là một khâu thiết yếu trong dạy học vật lí, trong giới hạn của đề tài tôi xây dựng tiến trình dạy học sử dụng bài tập trong hai tiết thực hành giải bài tập giúp học sinh ôn tập, luyện tập để góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức.
2.3.1. Thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng bài tập bài: “Sóng cơ, sự truyền sóng cơ”.
A. Ý TƯỞNG SƯ PHẠM
Mục đích, nhiệm vụ của đề tài “xây dựng tiến trình dạy học có sử dụng bài tập nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức”. Với đặc điểm của học sinh có điều kiện thuận lợi, có khả năng tư duy sáng tạo bằng các hình ảnh trực quan…Đồng thời dựa vào các cách phát triển tư duy, năng lực sáng tạo cho học sinh để nâng cao kiến thức cho học sinh trong dạy học:
- Xây dựng một lôgic nội dung phù hợp với đối tượng học sinh.
- Tạo nhu cầu hứng thú kích thích tìm tòi, ham hiểu biết của học sinh (làm xuất hiện tình huống lựa chọn, tình huống bế tắc, tình huống ngạc nhiên bất ngờ)
- Rèn cho học sinh các kĩ năng thực hiện các thao tác tư duy, những hành động nhận thức phổ biến trong vật lí.
- Rèn luyện ngôn ngữ vạt lí cho học sinh.
- Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng lời giải bài toán
- Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết.
- Luyện tập, đề xuất phương án kiểm tra dự đoán.
- Giải bài tập sáng tạo
Trên cơ sở đó ta có thể xây dựng bài giảng theo hướng của đề tài Trước hết giáo viên xác định các dạng bài tập
Dạng bài tập Phương pháp phương tiện Hoạt động
Bài tập định tính
Kiểm tra bài cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phátMáy tính, máy chiếu, các công thức cơ bản và tổ chức học sinh thành các nhóm .
Khởi động tư duy cho học sinh.
Tạo nhu cầu hứng thú kích thích ham hiểu biết của học sinh
Hệ thống bài tập về sóng cơ và sự truyền sóng cơ Giải bài tập
(bài tập tính toán)
Phương pháp nêu và giải quyết vấn đề, quan sát, mô hình, phân tích, tổng hợp
Rèn cho học sinh kĩ năng thực hiện các thao tác, kĩ năng, những hành động nhận thức phổ biến trong vật lý. Rèn luyện ngôn ngữ vật lý.
Luyện tập khả năng phỏng đoán
Giải thích hiện tượngBài tập mở rộng, nhằm phát triển kiến thức cho học sinhNêu và giải quyết vấn đề, quan sát, phân tích
Phát triển tư duy, nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh.
chức cho học sinh phân tích, tìm tòi và đi đến lời giải của bài đồng thời giáo viên yêu cấu học sinh tổng quat hóa và đi đến cách giải tổng quát của dạng bài tập đó. Việc dạy học sử dụng bài tập vật lí theo hướng nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh. Cụ thể giáo viên xây dựng một lôgic nội dung phù hợp với đối tượng học sinh, đồng thời giáo viên tạo hứng thú, kích thích tính tìm tòi, ham hiểu biết của học sinh bằng cách đưa ra các bài tập và yêu cầu học sinh suy nghĩ đưa đến cách giải, trong việc phân tích các bài tập luôn xuất hiện tình huống lựa chọn, đưa ra bài tập trong đó xuất hiện tình huống bất ngờ.
Giáo viên tổ chức hoạt động sáng tạo cho học sinh để góp phần nâng cao kiến thức, khả năng tư duy gắn với quá trình xây dựng lời giải tổng quát cho bài toán, qua việc giải thích các hiện tượng vật lí. Việc tổ chức học tập cho học sinh với ý tưởng sư phạm như đã nêu cùng với việc áp dụng các phương pháp dạy học tich cực trong dạy học, kết hợp với sự hỗ trợ của các phương tiện dạy học có thê giúp học sinh nâng cao chất lượng kiến thức của mình.
B. PHÂN TÍCH NỘI DUNG KIẾN THỨC.
1. Phần mở đầu: Kiểm tra bài cũ (Trả lời câu hỏi trắc nghiệm)
Giáo viên:
Sử dụng câu hỏi trắc nghiệm và câu hỏi tự luận để kiểm tra kiểm tra việc ôn tập kiến thức đã học và việc làm bài tập ở nhà của học sinh. Phương tiện hỗ trợ là máy vi tính với màn hính chiếu. Hệ thống câu hỏi soạn trên Powerpoint kết hợp với các hiệu ứng hoạt hình nhằm khởi động tư duy cho học sinh học tập.
Tổ chức cho học sinh hoạt động nhóm dưới hình thức trò chơi có tính điểm trong việc trả lời các câu hỏi trắc nghiệm, Gv cử một học sinh làm thư kí ghi kết quả của các nhóm. Cuối phần chơi có công bố xếp thứ của các đội. Dùng bảng phụ có ghi hệ thống các công thức cần nhớ cho học sinh trong khi giải bài tập và treo cố định trên bảng cho đến hết giờ học.
Học sinh: Hoạt động dưới sự tổ chức của giáo viên.
Câu hỏi trắc nghiệm:
Câu 1: Hãy chọn câu đúng
A. Sóng là dao động và phương trình sóng là phương trình dao động. B. Sóng là dao động và phương trình sóng khác phương trình dao động. C. Sóng là sự lan truyền của dao động, nhưng phương trình sóng cũng là
phương trình dao động.
D. Sóng là sự lan truyền của dao động và phương trình sóng cũng khác phương trình dao động.
Câu 2: Công thức liên hệ giữa tốc độ sóng v, bước sóng λ, chu kì T, và tần số f của sóng: A. v v.f T λ = = C. .T v.f λ = B. v .T f λ = λ = D. v v.T f λ = =
Câu 3: Bước sóng là
A.Quãng đường sóng truyền đi được trong 1s.
B.Khoảng cách 2 bụng sóng gần nhau nhất.
C.Khoảng cách hai điểm sóng gần nhất dao động cùng pha.
D.Khoảng cách giữa hai điểm của sóng có li độ bằng 0 ở cùng một
thời điểm.
Câu hỏi lý thuyết:
Nêu các đặc trưng của sóng, viết phương trình sóng tại một điểm cách nguồn
một khoảng là d? Giải thích tại sao sóng cơ không thể lan truyền trong chân
không.
2. Bài tập tính toán
- Về nội dung: Trong phần này giáo viên đưa ra bốn bài tập. Trong mỗi bài
tập đều có tính chất tổng hợp kiến thức và các yêu cầu đưa ra theo mức độ từ
dễ đến khó, từ vận dụng kiến thức đơn giản đến thao tác đòi hỏi khả năng tư
- Về phương pháp:
+ Phương pháp chung: phương pháp nêu và giải quyết vấn đề, phương pháp
phân tích ,phương pháp tích cực hoạt động nhận thức của học sinh.
+ Phương pháp cụ thể: Giáo viên đưa ra bài tập, yêu cầu học sinh tóm tắt,
phân tích bài toán, định hướng giải bằng cách chỉ ra logic tư duy và các kiến
thức sẽ phải sử dụng để giải bài tập.Từ những phát biểu của học sinh, giáo
viên điều chỉnh đưa ra gợi ý về tiến trình giải cụ thể, Cho học sinh hoạt động
cá nhân thực hiện nhiệm vụ giải bài tập. Giáo viên quan sát hoạt động của học
sinh, nhắc nhở HS thiếu ý thức, gợi ý cho HS yếu.Gv gọi 2 học sinh lên bảng
trình bày lời giải, cho các học sinh nhận xét phần trình bày của hai HS. GV
nhận xét chung và rút ra những điều cần lưu ý khi giải bài tập và nêu cách giải
bài tập tổng quát.
NỘI DUNG CÁC BÀI TẬP
Bài 1: Một người ngồi ở bờ biển quan sát thấy khoảng cách giữa hai ngọn
sóng liên tiếp bằng 10m. Ngoài ra người đó đếm được 20 ngọn sóng đi qua trước mặt trong 76s. Xác định vận tốc truyền sóng.
dạng 17 5cos(5 ) ( ). 30 M u = πt − π cm Biết rằng lúc t = 0 phần tử vật chất ở nguồn O đi qua vị trí cân bằng và theo chiều dương. Tìm bước sóng và tốc độ truyền sóng ?
Bài 3: Một sóng cơ học có vận tốc truyền sóng là v = 500cm/s và tần số trong
khoảng từ 10Hz đến 20Hz. Biết hai điểm M và N trên phương truyền sóng nằm cùng một phía so với nguồn cách nhau một khoảng 0,5m luôn dao động ngược pha. Tìm bước sóng.
Bài 4: Một nguồn phát sóng cơ dao động theo phương trình
4cos(4 ) ( ).
4
u = πt − π cm
Biết dao động tại hai điểm gần nhau nhất trên phương
truyền sóng cách nhau 0,5m có độ lêch pha là 3
π
.
c) Viết phương trình sóng tại điểm M cách nguồn 30cm.
d) Điểm M trên phương truyền cách nguồn phát sóng một khoảng d, tại thời điểm t1, đang đi qua vị trí có li độ u1 = 3cm theo chiều âm. Sau thời điểm trên 9s thì điểm M sẽ đi qua vị trí có li độ bằng bao nhiêu.
Nêu bài toán và môphỏng bài toán
Phương pháp: Nêu và giải quyết vấn đềPhân tích bài toán và áp dụng kiến thức để giải quyết bài toán
Tóm tắt bài toán và áp dụng các kiếnthức liên quan để giải quyết bài toán
Phương pháp: đàm thoại, phát vấn Nhắc lại định nghĩa chu kì, bước sóng
Chu kì là khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại như cũ Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì
Phương pháp mô hình Vẽ hình và suy ra bước sóng, chu kì
λ Bước sóng λ = 10m, chu kì T = 4s 10 2,5m 4 v T λ = = = Từ những phân tích trên tìm vận tốc ? Xác định vận tốc dựa vào hệ thức nào
Nhận xét kết quả Những lưu ý ?
Nêu bài toán và mô phỏng bài toán
Phương pháp: Nêu và giải quyết vấn đềPhân tích bài toán và áp dụng kiến thức để giải quyết bài toán
Tóm tắt bài toán và các kiến thức liên quan để giải quyết bài toán
Phương pháp: đàm thoại, phát vấnNhắc lại định phương trình tại nguồn O và phương trình sóng tại M cách nguồn d
2 cos( ) M d u a ω ϕt π λ = + − Phương pháp tổng hợp
Kết hợp đầu bài cho và phương trình (1) tìm các yêu cầu bài toán. Từ những phân tích, dữ kiện bài toán viết phương trình tại nguồn O và M
2 5cos(4 ) 2 M d u πt π π λ = + − kết quả Nhận xét kết quả
Nêu bài toán và mô phỏng bài toán
Phương pháp: Nêu và giải quyết vấn đề Phân tích bài toán
Tóm tắt bài toán và các kiến thức liên quan để giải quyết bài toán
Phương pháp: đàm thoại,phát vấn Viết các biểu thức liên quan để giải quyết bài toán
(2 1) (2)k
ϕ π
∆ = +
Phương pháp tổng hợp
Từ điều kiện bài toán tìm giá trị của k = > tần số f =>bước sóng λ Từ hai biểu thức (1) và (2) tìm tần số f 100 3 v cm f =
Nhận xét kết quả, tổng hợp cách giải tổng quát đối với dạng bài toán
Nêu bài toán vàmô phỏng bài toán
Phương pháp: Nêu và giải quyết vấn đề Phân tích bài toán
Tóm tắt bài toán và định hướng phương pháp giải
Phương pháp: đàm thoại,phát vấn Xác định bước sóng, và viết phương trình tại M
2 7 4cos(4 ) 4cos(4 )( ) 4 12 M M d u πt π π u πt π cm λ = − − => = − Phương pháp phân tích
Sử dụng máy tính Fx 570Es để giải bài toán
Áp dụng các kiến thức liên quan để giải quyết bài toán
2 1 9
t = t + s
3
4 36
4
cos SHIFT cos + ÷ π
Nhận xét kết quả, tổng hợp cách giải tổng quát đối với dạng bài toán và lưu ý sử dụng máy tính để giải
C. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC I. Mục tiêu
1. Kiến thức:
- Học sinh phát biểu được định nghĩa về sóng cơ, các đại lượng đặc trưng của sóng, phân loại sóng cơ.
- Phát biểu được định nghĩa tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng và biểu thức liên hệ giữa chúng.
- Viết được phương trình sóng tại một điểm trên trục,xác định được độ lệch pha giữa hai điểm trên cùng phương truyền.
- Viết được các biểu thức để làm bài tập.
2. Kĩ năng:
- Vận dụng phương trình sóng, biểu thức liên hệ giữa v,T và λ để giải các bài tập đơn giản về sóng.
- Phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, cụ thể hóa, mô hình trong họt động giải bài tập vật lý.
- Giải thích được một số hiện tượng vật lý trong thực tế .
- Tự giải được các bài tập cơ bản và tư duy được bài tập sáng tạo.
3. Thái độ:
- Rèn luyện ý thức tự giác, chủ động trong các hoạt động nhóm, cùng hợp tác với bạn và GV trong các hoạt động học tập.
- Hình thành lòng đam mê với khoa học, yêu thích môn Vật lí, có ý thức tìm hiểu và giải thích các hiện tượng Vật lí có liên quan.
- Tích cực, linh hoạt, sáng tạo trong việc học tập.
II. Phương pháp:
Nêu và giải quyết vấn đề, thuyết trình, vấn đáp, phân tích, tổng hợp, …
III. Chuẩn bị của GV và HS
- Lập kế hoạch bài giảng, chuẩn bị hệ thống bài tập, chuẩn bị hệ thống phương tiện dạy học .
- Bảng ghi tóm tăt nội dung các kiến thức cơ bản để giải bài tập. - Phiếu học tập
2. Học sinh:
- Ôn lại kiến thức về dao động điều hòa, kiến thức về sóng cơ. - Làm các bài tập được giao về nhà.
IV. Hoạt động dạy – học
Hoạt động 1 : Kiểm tra bài cũ
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Đưa ra các bài tập trắc nghiệm theo thứ tự.
Tổ chức cho các nhóm học sinh thi đua bằng việc trả lời các câu hỏi trắc nghiệm, cử một học sinh ghi kết quả của các nhóm.
Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi và trình bày rõ suy luân để có đáp án. Yêu cầu học sinh khác nhận xét phần trình bày của học sinh trước.
Đưa ra nhận xét chung về hoạt động và ý thức chuẩn bị kiến thức cho bài học của học sinh.
Nêu vấn đề: Với những kiến thức đã học mà ta vừa ôn tập lại ở trên, chúng ta sẽ tiếp tục nghiên cứu giải quyết một số dạng toán định lượng từ đó xem xét đến các ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống.
Đọc các câu hỏi trắc nghiệm và trả lời theo yêu cầu của giáo viên.
Trình bày suy luận để đưa ra đáp án lựa chọn
Tiếp thu và rút kinh nghiệm
Hoạt động 2 : Giải bài tập
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Nêu bài tập (đưa nội dung bài tập lên màn chiếu).
- Chiếu hình ảnh mô phỏng quá trình sóng truyền qua.
- Hãy tóm tắt và phân tích bài toán ?
- Nhắc lại định nghĩa bước sóng và chu kì.
- Bước sóng, chu kì được xác định như thế nào?
- Muốn tính đươc vận tốc truyền sóng trên mặt nước cần áp dụng công thức nào.
- Giáo viên thiết lập sơ đồ suy luận đưa đến phương án giải bài tập. yêu cầu học sinh trình bày lời giải theo phương án lựa chọn.
- Hãy trình bày lời giải bài toán. - Kiểm tra bài làm cuả học sinh và nhận xét, sửa những lỗi học sinh mắc phải. tổng quát lên phương pháp giải dạng bài tập.
Bài 1: Một người ngồi ở bờ biển quan sát thấy khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếpbằng 10m. Ngoài ra người đó đếm được 20 ngọn sóng đi qua trước mặt trong 76s. Xác định vận tốc truyền sóng.
- Đọc và tóm tắt bài toán.
- Trả lời các câu hỏi và hoàn thành lời giải theo sự trợ giúp của giáo viên.
Kết quả:
+ Khi người đó quan sát được 20 ngọn sóng đi qua trước mặt thì sóng đã thực hiện được quãng đường là 19λ. Thời gian tương ứng với để sóng lan truyền được quang đường trên là 19T, theo đầu bài 19T = 76 = > T = 4s
+ Khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp chính là bước sóng λ = 10m = > Tốc độ truyền sóng 10 2,5 / 4 v m s T λ = = =
Bài 2: Phương trình dao động tại M các nguồn O một khoảng d = 12cm có dạng