LUAN VAN THAC SI VAT LY SONG CO HOC

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG (CHƯƠNG TRÌNH CƠ) LỜI CẢM ƠNTrong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo, các cán bộ phụ trách, bạn bè và những người thân của tôi. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới:Các thầy cô giáo trong ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, Trường Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội, cùng toàn thể các thầy cô giáo tham gia giảng dạy, giúp đỡ tôi trong quá trình trưởng thành tại trường, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận văn.GS. TS Nguyễn Huy Sinh, người thầy đáng kính đã hết lòng giúp đỡ, hướng dẫn, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.Bạn giám hiệu, các thầy cô giảng dạy bộ môn Vật lí tại trường THPT Cao Bá Quát – Quốc Oai, nơi tôi công tác đã cộng tác, động viên, giúp đỡ và chỉ bảo cho tôi rất nhiều trong thời gian thực nghiệm sư phạm tại trường.Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành thới gia đình và bạn bè tôi đã luôn ở bên động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất giúp tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.Hà Nội, tháng năm 201 Tác giả

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo, các cán bộ phụ trách, bạn bè và những người thân của tôi Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới:

Các thầy cô giáo trong ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, Trường Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội, cùng toàn thể các

thầy cô giáo tham gia giảng dạy, giúp đỡ tôi trong quá trình trưởng thành tại trường, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận văn.

GS TS Nguyễn Huy Sinh, người thầy đáng kính đã hết lòng giúp đỡ,

hướng dẫn, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Bạn giám hiệu, các thầy cô giảng dạy bộ môn Vật lí tại trường THPT Cao Bá Quát – Quốc Oai, nơi tôi công tác đã cộng tác, động viên, giúp đỡ và

chỉ bảo cho tôi rất nhiều trong thời gian thực nghiệm sư phạm tại trường.

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành thới gia đình và bạn bè tôi đã luôn ở bên động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất giúp tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Hà Nội, tháng 3 năm 2013 Tác giả

Nguyễn Thị Huyền Trang

DANH MỤC BẢNG, HÌNH VẼ

Trang

Bảng 2.1 Những mục tiêu về trình độ và và kiến thức khi

dạy chương "Sóng cơ và sóng âm" vật lý 12 THPT

Bảng 3.2 Bảng tổng hợp phân loại học sinh theo kết quả

điểm kiểm tra

80

Bảng 3.3 – Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng 81Hình 1.1 Sơ đồ phân loại bài tập vật lí 14Hình 1.2: Sơ đồ xác lập mối quan hệ giữa các đại lượng

trong bài tập vật lí

15

Hình 1.3: Mô hình hóa sơ đồ luận giải các mối quan hệ xác

lập được trong bài tập vật lí

Hình 3.2 – Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra học sinh theo

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Danh mục các chữ viết tắt ii

Danh mục bảng, hình vẽ iii

Mục lục iv

MỞ ĐẦU 1

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài.

Chúng ta đang sống trong thời đại bùng nổ tri thức khoa học và công nghệ Mọi sự phát triển của xã hội đều dựa vào tri thức, và khả năng tư duy sáng tạo của con người Trong xã hội công nghệ hóa nhanh chóng như hiện nay, người lao động ở lĩnh vực nào cũng cần phải học hỏi và trau dồi năng lực của mình để phù hợp với sự phát triển của khoa học kĩ thuật Nghĩa là người lao động phải có khả năng tích lũy kiến thức để thích ứng với yêu cầu mới của xã hội Chính vì vậy, một trong những mục đích giáo dục hiện nay là đặc biệt quan tâm đến việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo, cải tiến và tìm tòi những phương pháp mới để giải quyết những vấn đề tối ưu trong khoa học và trong cuộc sống

Trong các trường THPT, việc rèn luyện kỹ năng tư duy và truyền thụ kiến thức cho học sinh là vấn đề quan trọng trong dạy học nói chung và môn Vật lý nói riêng Để việc dạy và học đạt kết quả cao thì người giáo viên phải biết phát huy tính tích cực của học sinh, chọn lựa phương thức tổ chức hoạt động, cách tác động phù hợp giúp học sinh vừa học tập, vừa phát triển nhận thức Việc giải bài tập Vật lý không những nhằm mục đích sử dụng công cụ toán học, mà còn rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức, lý thuyết đã học Trên cơ sở đó hình thành tư duy logic để học sinh hiểu rõ bản chất vật lý và giải quyết được những vấn đề thực tiễn Do đó, với mỗi đơn vị kiến thức vật lý việc xây dựng một hệ thống bài tập theo hướng phát huy tính

tích cực, tự chủ, năng lực sáng tạo của học sinh là cần thiết Vì vậy tôi lựa

chọn đề tài: “Xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập chương "Sóng

cơ và sóng âm" vật lý lớp12 cơ bản theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập nhằm bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh” làm đề tài nghiên cứu.

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xây dựng hệ thống bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lý 12 mang tính hệ thống, khoa học theo các mức độ nhận thức của học sinh

- Hướng dẫn giải bài tập giúp học sinh không những nắm vững kiến thức mà còn phát huy được tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo trong hoạt động giải bài tập

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động hướng dẫn cho học sinh trường THPT Cao Bá Quát – Quốc Oai – Hà Nội giải bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lý 12 THPT thuộc chương trình cơ bản

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của phương pháp dạy học Vật lý để phát huy tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh Đặc biệt chú ý đến cơ sở lý luận về dạy giải bài tập vật lý phổ thông

- Nghiên cứu nội dung kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lý

12 THPT thuộc chương trình cơ bản

- Nghiên cứu phương pháp giải bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lý 12 THPT thuộc chương trình cơ bản

- Xây dựng và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lý 12

- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài tập và phương pháp hướng dẫn hoạt động giải hệ thống bài tập đã xây dựng

- Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm

6 Giả thuyết nghiên cứu

Xây dựng được một hệ thống bài tập phù hợp với mục tiêu dạy học và thời gian dành cho mỗi chủ đề kiến thức vật lí Tổ chức hoạt động dạy giải bài tập theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh nhằm phát huy tác dụng của bài tập vật lí, góp phần giúp cho học sinh không chỉ nắm vững kiến thức mà còn phát huy được tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo

7 Luận cứ

7.1 Luận cứ lí thuyết

- Các cơ sở lí luận về dạy học tích cực

- Các biện pháp phát huy tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động dạy và học bài tập vật lí

7.2 Luận cứ thực tế

- Tìm hiểu thực tiễn qua dự giờ, trao đổi với các giáo viên có nhiều kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm

- Tổ chức các lớp dạy học thực nghiệm, rút kinh nghiệm các giờ học,

có thể tham khảo ý kiến cẩu học sinh thực nghiệm

- Kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh Xử lý kết quả và đưa

ra nhận xét chung

Nghiên cứu lý thuyết về cơ sở lý luận dạy học kết hợp với thực tiễn: phương pháp thực nghiệm, phương pháp điều tra, khảo sát và sử dụng phương pháp thống kê toán học để đánh giá và khẳng định các giả thuyết khoa học.

9 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy và học bài tập vật lí phổ thông

Chương 2 Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lý 12 THPT (chương trình cơ bản) theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập nhằm bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY GIẢI BÀI TẬP

VẬT LÍ PHỔ THÔNG 1.1 Quan điểm hiện đại về dạy học

1.1.1 Khái niệm về hoạt động dạy học

Dạy học là một bộ phận của quá trình sư phạm tổng thể, là một trong những con đường để thực hiện mục đích giáo dục Dạy học là hoạt động phối hợp của hai chủ thể đó là giáo viên và học sinh Dạy và học là hai hoạt động được thực hiện đồng thời với cùng một nội dung và hướng tới cùng một mục đích Phải khẳng định rằng, nếu hai hoạt động này bị tách rời sẽ lập tức phá

vỡ hoạt động dạy học Học tập không có giáo viên trở thành tự học, giảng dạy không có học sinh trở thành độc thoại

1.1.2 Bản chất của hoạt động dạy

Trong dạy học, giáo viên đóng vai trò là chủ thể của hoạt động giảng dạy, người được đào tạo chu đáo về nghiệp vụ sư phạm, người nắm vững kiến thức về khoa học chuyên ngành, các qui luật phát triển tâm lý, ý thức và đặc điểm hoạt động nhận thức của học sinh, để tổ chức cho họ học tập, giáo viên giữ vai trò chủ đạo trong toàn bộ tiến trình dạy học Người xây dựng và thực thi kế hoạch giảng dạy bộ môn, người tổ chức cho học sinh thời gian hoạt động và học tập với mọi hình thức, trong những thời gian và không gian khác nhau, người điều khiển các hoạt động trí tuệ và hướng dẫn thực hành của học sinh trên lớp, trong phòng thí nghiệm… Giáo viên là người chỉ dẫn giúp đỡ học sinh học tập, rèn luyện, đồng thời là người kiểm tra uốn nắn và giáo dục học sinh trong mọi phương diện

Trên nguyên tắc phát huy tích cực nhận thức của học sinh, giáo viên tổ chức và điều khiển quá trình học tập của học sinh, làm cho việc học tập trở thành hoạt động độc lập có ý thức Bằng sự khéo léo của phương pháp sư phạm, giáo viên khai thác tiềm năng trí tuệ, kiến thức và kinh nghiệm sống của học sinh, giúp họ tìm ra những phương pháp học tập sáng tạo, tư liệu nắm lấy kiến thức hình thành các kỹ năng hoạt động

Vậy theo lý thuyết hoạt động ta nhận thấy: Chủ thể của hoạt động dạy

là giáo viên, người tổ chức mọi hoạt động học tập của học sinh, người quyết định chất lượng giáo dục

Dạy học có nội dung hiện đại, nội dung được chọn lọc từ kết quả nhận thức của nhân loại và xây dựng theo một lôgic phù hợp với lôgic khoa học và qui luật nhận thức của học sinh Nội dung dạy học hoàn thiện tạo nên kết quả giáo dục toàn diện

Dạy học được tiến hành bằng các phương pháp với sự hỗ trợ của nhận thức của học sinh cùng thực hiện bằng nhiều hình thức tổ chức phong phú và

đa dạng

Dạy học cần có một môi trường giáo dục thuận lợi ở cả hai phương diện vĩ mô và vi mô Môi trường vĩ mô là mục đích chính trị, xã hội ổn định, pháp luật kỷ cương vững chắc, nền văn hóa khoa học và công nghệ tiến bộ, kinh tế phát triển Môi trường vi mô là mục đích giáo dục gia đình, nhà trường, tập thể và các mối quan hệ bạn bè thuận lợi, tích cực Sự vận động và phát triển của quá trình dạy học là kết quả của quá trình tác động biện chứng giữa các nhân tố kế tục – kết quả dạy học là kết quả phát triển tổng hợp của toàn hệ thống Muốn nâng cao chất lượng quá trình dạy học phải nâng cao chất lượng của từng thành tố và chất lượng tổng hợp của toàn hệ thống

Mặc dù học sinh là chủ thể của hoạt động học là chủ thể tích cực trong nhận thức, rèn luyện và tu dưỡng bản thân, tuy nhiên học sinh còn là đối tượng giảng dạy và giáo dục của thầy giáo, là người phải tiếp thu sự chỉ dẫn dạy bảo từ phía thầy giáo Người học quyết định chất lượng học tập của mình.

1.1.4 Mối quan hệ giữa hoạt động dạy và hoạt động học

Hoạt động dạy và hoạt động học là hai mặt của một quá trình luôn gắn

bó không tách rời nhau, tác động qua lại bổ sung cho nhau, thống nhất biện chứng với nhau, quyết định lẫn nhau, thâm nhập vào nhau tạo thành một hoạt động chung nhằm giúp cho người học phát triển trí tuệ, góp phần hoàn thiện nhân cách

1.1.5 Bản chất của quá trình dạy học

Quá trình dạy học được tổ chức trong nhà trường bằng phương pháp sư phạm đặc biệt nhằm trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức khoa học và hình thành hệ thống kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn

- Bản chất của quá trình dạy học là một chỉnh thể toàn vẹn thống nhất được tạo nên bởi các thành tố như: Mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện, người dạy, người học cùng với môi trường văn hóa – chính trị - xã hội – kinh tế - khoa học kỹ thuật của đất nước trong trào lưu phát triển chung của thời đại Các thành tố này có mối quan hệ mật thiết, chặt chẽ với nhau theo nhiều tầng bậc ở nhiều cấp độ khác nhau

- Bản chất của quá trình dạy học được thể hiện thông qua mối quan hệ tương tác giữa giáo viên và học sinh Dạy học là toàn bộ những hoạt động chung của cả thầy và trò trong đó thầy giữ vai trò chủ đạo còn trò giữ vai trò chủ động, độc lập, tích cực sáng tạo lĩnh hội tri thức nhằm thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học

- Bản chất của quá trình dạy học được xem như là một quá trình nhận thức Vì quá trình dạy học xét cho cùng cũng là vì học trò, học trò nắm được những gì, học được những gì, vận dụng như thế nào?

1.2 Tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo của học sinh

1.2.1 Tính tích cực và tự chủ

Tích cực, tự chủ trong học tập là một hoạt động nhằm làm chuyển biến

vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp cận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập

Phát huy tính tích cực tự chủ trong hoạt động nhận thức của học sinh là một trong những nhiệm vụ của thầy giáo trong nhà trường và cũng là một trong những biện pháp nâng cao chất lượng dạy học Tuy không phải là vấn

đề mới, nhưng với xu hướng đổi mới dạy học hiện nay thì việc tích cực hóa hoạt động của học sinh là một vấn đề được đặc biệt quan tâm Trong đó học sinh chuyển từ vai trò là người thu nhận thông tin sang vai trò là người chủ động, tích cực tham gia tìm kiếm kiến thức, người thầy chuyển từ người truyền thông tin sang vai trò người tổ chức, hướng dẫn, giúp đỡ để học sinh tự mình khám phá kiến thức mới Phát huy khả năng tích cực, tự chủ hoạt động nhận thức của học sinh sẽ góp phần làm cho mối quan hệ giữa dạy và học, giữa thầy và trò ngày càng gắn bó, hiệu quả hơn

Tích cực hóa vừa là biện pháp thực hiện nhiệm vụ dạy học, đồng thời

nó góp phần rèn luyện cho học sinh những phẩm chất của người lao động mới: tự chủ, năng động, sáng tạo Đó là một trong những mục tiêu mà các nhà trường phải hướng tới

Để phát huy tốt tính tích cực, tự chủ trong hoạt động nhận thức của học sinh, chúng ta cần quan tâm đến một số biện pháp sau:

- Tạo ra và duy trì không khí dạy học trong lớp học sao cho tạo được một môi trường thuận lợi cho việc học tập và phát triển của học sinh Qua đó, học sinh dễ dàng bộc lộ những hiểu biết của mình và sẵn sang tham gia tích cực trong quá trình dạy học

- Khởi động tư duy gây hứng thú học tập cho học sinh Trước mỗi tiết học tư duy của học sinh ở trạng thái nghỉ ngơi, nên trước hết thầy giáo phải tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh ngay từ khâu đề xuất vấn đề học tập nhằm vạch ra trước mắt học sinh lý do của việc học và giúp các em xác định được nhiệm vụ học tập, đồng thời tạo ra sự hứng thú cho học sinh

Đây là bước khởi động tư duy nhằm đưa học sinh vào trạng thái sẵn sàng hoc tập, lôi kéo học sinh vào không khí dạy học.

- Khai thác và phối hợp các phương pháp dạy học một cách có hiệu quả, đặc biệt chú trọng tới các phương pháp dạy học tích cực Việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh phụ thuộc nhiều vào việc tổ chức và điều kiện của quá trình dạy học của người thầy Bởi vậy, trong tiến trình dạy học, người thầy cần phải lựa chọn và sử dụng các phương pháp dạy học hiệu quả, có như vậy mới khuyến khích tính tích cực sáng tạo của học sinh trong học tập

- Tổ chức cho học sinh hoạt động Trong việc xác định rõ vai trò, nhiệm vụ của từng chủ thể có ý nghĩa rất quan trọng, nó giúp cho chủ thể định hướng hoạt động của mình Trong giở học người thầy không được làm thay học sinh, mà phải đóng vai trò là người tổ chức quá trình học tập của học sinh, hướng dẫn học sinh đi tìm kiếm kiến thức mới, còn học sinh phải chuyển từ vai trò thụ động sang chủ động tham gia tích cực và sáng tạo vào quá trình học tập, tránh tình trạng ngồi chờ và ghi chép máy móc Vì vậy, cần phải tăng cường việc tổ chức cho học sinh thảo luận và làm việc theo nhóm

1.2.2 Bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh

Năng lực luôn gắn với kỹ năng kỹ xảo trong lĩnh vực hoạt động tương ứng Song kỹ năng, kỹ xảo liên quan đến việc thực hiện một loạt hành động, chuyên biệt đến mức thành thạo, tự động hóa, máy móc Năng lực sáng tạo gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo và vốn hiểu biết của chủ thể Trong bất kỳ lĩnh vực nào, càng thành thạo và có kiến thức sâu thì càng nhạy bén trong dự đoán, đề ra được nhiều dự đoán, nhiều phương án để lựa chọn, càng tạo điều kiện cho trực giác phát triển Bởi vậy, không thể rèn luyện năng lực sáng tạo tách rời, độc lập với học tập kiến thức về một lĩnh vực nào đó

Các biện pháp bồi dưỡng, phát triển năng lực sáng tạo:

- Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới Do kiến thức vật lí trong trường phổ thông là kiến thức đã được loài người khẳng định, nhưng chúng vẫn luôn mới mẻ đối với học sinh Việc

nghiên cứu kiến thức mới sẽ thường xuyên tạo ra các tình huống đòi hỏi học sinh phải đưa ra những ý kiến mới, giải pháp mới đối với chính bản thân họ.

- Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết

Dự đoán có vai trò hết sức quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học dự đoán chủ yếu dựa vào trực giác, kết hợp với các kinh nghiệm phong phú và kiến thức của bản thân về một lĩnh vực nhất đinh Có thể dự đoán theo những cách sau: dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có, dựa trên sự tương tự, dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng vật lí, dựa trên

sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình, dựa trên sự mở rộng phạm

vi ứng dụng của một kiến thức, dựa trên dự đoán về mối quan hệ định lượng

1.3 Cơ sở lý luận về dạy và học bài tập vật lí phổ thông

1.3.1 Khái niệm về bài tập vật lí

Trong thực tế dạy học, bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán, những thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật, khái niệm và quy tắc vật lí

Hiểu theo nghĩa rộng mỗi vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đối với học sinh Sự tư duy có định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải bài tập

1.3.2 Tác dụng của bài tập trong dạy học vật lí

- Bài tập là một phương tiện giúp cho việc ôn tập, củng cố, đào sâu,

mở rộng kiến thức một cách sinh động và có hiệu quả Khi giải bài tập học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học trong cả một chương, một phần do đó học sinh sẽ hiểu rõ hơn và ghi nhớ vững chắc những kiến thức đã học

- Bài tập vật lí có thể được sử dụng như là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới Ở những lớp của học sinh bậc trung học phổ thông, trình độ toán học đã khá phát triển nên nhiều khi các bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới, hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bài tập phát hiện ra

- Bài tập vật lý là phương tiện rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

- Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh Trong khi giải bài tập học sinh phải tự mình phân tích đề bài, tự xây dựng những lập luận, thực hiện những phép tính toán Khi cần thiết phải tiến hành thí nghiệm, thực hiện các phép đo, xác định sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng, kiểm tra các kết luận của mình Trong những điều kiện đó tư duy của học sinh được phát triển, năng lực làm việc độc lập của học sinh được nâng cao.

- Bài tập vật lí là phương tiện để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh

- Bài tập vật lí có vai trò quan trọng trong việc rèn luyện tư duy và phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

1.3.3 Phân loại bài tập vật lí

Có nhiều cách phân loại bài tập, tùy theo các dấu hiệu khác nhau mà

có cách phân loại khác nhau như: phân loại theo nội dung, phân loại theo yêu cầu phát triển tư duy, phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải

1.3.3.1 Phân loại theo nội dung

- Theo đề tài vật lí: Bài tập vật lí được phân biệt thành các bài tập cơ

học, điện học, nhiệt học, quang học,… Các bài tập này thường xuất hiện ngay sau khi nghiên cứu tài liệu mới về một vấn đề nào đó Sự phân chia này chỉ mang tính chất quy ước, vì kiến thức được sử dụng trong giả thiết của bài tập không chỉ lấy ở một chương mà có thể lấy ở những phần học khác nhau trong chương trình vật lí đã học

- Bài tập có nội dung trừu tượng và bài tập có nội dung cụ thể:

Bài tập có nội dung trừu tượng là bài tập trong điều kiện của nó bản

chất vật lí đã được nêu lên, những chi tiết không bản chất đã được lược bỏ bớt Khi gặp những bài tập loại này học sinh sẽ dễ dàng nhận ra cần phải sử dụng những công thức, định luật hay kiến thức vật lí nào để giải quyết bài tập

Do đó những bài tập loại này thường được áp dụng cho học sinh tập dượt, vận dụng các công thức vừa học

Bài tập có nội dung cụ thể là bài tập mà trong điều kiện của nó, những

tượng vật lí chưa được sáng tỏ Khi giải bài tập vật lí loại này học sinh phải nhận rõ bản chất của hiện tượng vật lí và phải phân tích các dữ kiện để làm sáng tỏ vấn đề.

- Bài tập kĩ thuật tổng hợp: Là các bài tập có nội dung chứa đựng các

kiến thức về kỹ thuật, về sản xuất về công nông nghiệp, về giao thông vận tải… Các bài tập loại này sẽ giúp học sinh liên hệ được lý thuyết với thực hành, học tập với thực tiễn cuộc sống, cho học sinh thấy được khoa học vật lý

ở xung quanh chúng ta

- Bài tập có nội dung lịch sử: Là các bài tập có chứa đựng các kiến

thức có liên quan đến lịch sử, những dữ kiện về các thí nghiệm vật lý cổ điển, những phát minh sáng chế hay những câu chuyện có tính chất lịch sử

- Bài tập vui: Là các bài tập có sử dụng các dữ kiện, hiện tượng kì lạ

hoặc vui, dí dỏm, hài hước Loại bài tập này sẽ làm cho tiết học thêm sinh động, hấp dẫn, từ đó nâng cao hứng thú học tập của học sinh

1.3.3.2 Phân loại theo yêu cầu phát triển tư duy

- Bài tập luyện tập: Là loại bài tập dùng để củng cố kiến thức lý thuyết

cơ bản đã học, hoặc sau khi học xong một kiến thức vật lý mới, giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn các khái niệm, định luật vật lí mới nghiên cứu, nắm vững cách giải đối với một loại bài tập nhất định đã được chỉ dẫn cách thức giải

- Bài tập sáng tạo: Là loại bài tập phát triển tư duy sáng tạo của học

sinh Có thể chia bài tập sáng tạo thành hai loại:

Bài tập nghiên cứu: Là loại bài tập cần giải thích một hiện tượng chưa

biết trên cơ sở mô hình trừu tượng thích hợp rút ra từ lí thuyết vật lí

Bài tập thiết kế: Là loại bài tập vận dụng các kiến thức lí thuyết đã biết

để đưa ra mô hình phù hợp với mô hình trừu tượng đã cho

1.3.3.3 Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải

- Bài tập định tính: Bài tập định tính là bài tập mà khi giải học sinh

không cần phải thực hiện các phép tính phức tạp mà chỉ làm các phép tính đơn giản có thể tính nhẩm được Muốn giải những bài tập định tính học sinh phải thực hiện những phép suy luận logic, do đó phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lí và nhận biết được những biểu hiện của chúng trong các trường hợp cụ thể

- Bài tập tính toán: Bài tập tính toán là bài tập muốn giải chúng ta phải

thực hiện một loạt các phép tính và kết quả là thu được một đáp số định lượng, tìm giá trị của một số đại lượng vật lí Có thể chia bài tập tính toán làm

2 loại: bài tập tập dượt và bài tập tổng hợp

Bài tập tập dượt: là bài tập cơ bản, đơn giản , trong đó chỉ đề cập đến

một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản

Bài tập tổng hợp: là bài tập mà muốn giải chúng ta phải sử dụng nhiều

khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức những kiến thức dùng trong bài tập tổng hợp có thể là những kiến thức đã học trong nhiều bài trước và có thể

ở nhiều phần của chương trình

- Bài tập thí nghiệm: Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí

nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập Những thí nghiệm này thường là những thí nghiệm đơn giản có thể làm ở nhà với những dụng cụ đơn giản để tìm hoặc tự làm được Bài tập thí nghiệm cũng có thể có dạng định tính hoặc định lượng

- Bài tập đồ thị: Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu dùng làm

dữ kiện để giải phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại để hỏi học sinh phải biểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng

đồ thị

- Bài tập trắc nghiệm khách quan: Là bài tập thường được dùng để

kiểm tra kiến thức trong một phạm vi rộng, số lượng người được kiểm tra nhiều, kết quả thu được khách quan không phụ thuộc vào người chấm Bài tập dạng này yêu cầu học sinh phải nhớ, hiểu và vận dụng đồng thời rất nhiều các kiến thức liên quan

`

Tóm lại: Các dạng bài tập vật lí được trình bày vắn tắt theo sơ đồ trong hình 1.1

1.3.4 Tư duy trong giải bài tập vật lí

Để nêu ra được nét chung của phương pháp giải bài tập vật lí ta cần hiểu rõ quá trình tư duy trong việc xác lập đường lối giải một bài tập vật lí Quá trình giải một bài tập vật lí thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài tập, xem xét hiện tượng vật lí được đề cập và dựa trên kiến thức vật lí, toán học để xác lập được mối quan hệ của cái đã cho và cái phải tìm, sao cho thấy được cái phải tìm liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho Từ đó đi

và phương thức giải

Phân loại theo yêu cầu phát triển

tư duy

Bài tập luyện tập

Bàì tập sáng tạo

Phân loại theo nội dung

Bài tập có nội dung cụ thể hoặc trừu tượng

Bài tập

kĩ thuật tổng hợp

Bài tập vật lí vui

Bài tập theo đề tài vật lí

Bài tập có nội dung lịch sử

Cơ Nhiệt Điện Quan g

tới chỉ rõ được mối liên hệ tường minh trực tiếp của cái phải tìm với những

cái đã biết tức là tìm được lời giải đáp

Ta có thể biểu diễn mô hình hóa các mối liên hệ của cái đã cho, cái

phải tìm và cái chưa biết như cách mô tả sau đây:

Trong đó x là cái phải tìm

là những cái đã cho

là những cái chưa biết

Giả sử khi giải một bài tập nào đó, phân tích điều kiện của đề bài, dựa

trên các kiến thức vật lí ta xác lập được các mối quan hệ như hình 1.2 Nhờ

các mối quan hệ này mà ta có thể làm sáng tỏ cái chưa biết để rồi xác định cái

phải tìm

Quá trình làm sáng tỏ các yếu tố chưa biết trong các mối quan hệ đã

xác lập được trong hình 1.2, để đi đến xác định cái phải tìm được mô hình hóa

trong sơ đồ luận giải sau

Từ mô hình hóa sơ đồ luận giải các mối quan hệ xác lập được trong bài

VI V

IV

I II

Hình 1.2: Sơ đồ xác lập mối quan hệ giữa các

đại lượng trong bài tập vật lí 3 4

5

1 2

II

IV

x V

VI

III

• Từ V rút ra (4) Từ VI rút ra (5)

• Từ (4) và (5) thế vào IV rút ra (2)

• Thế (1), (2) vào I rút ra

Ví dụ: Một sóng truyền trên sợi dây dài đàn hồi với tần số 500Hz,

người ta thấy khoảng cách giữa 5 điểm dao động cùng pha liên tiếp là 80cm

Tính tốc độ truyền sóng trên dây.

Tư duy giải ví dụ trên:

Căn cứ vào 2 mối quan hệ trên có thể tiến hành giải bài tập theo sơ đồ

luận giải sau:

(Từ I rút ra λ Thế λ vào II rút ra v)

Từ sự phân tích về tư duy giải bài tập vật lí cho thấy có hai phần việc

cơ bản đó là:

• Xác lập được mối quan hệ cụ thể dựa trên sự vận dụng kiến thức vật

lí vào điều kiện cụ thể của bài tập đã cho

• Tiếp tục luận giải tính toán đi từ những mối quan hệ đã xác lập được

đến kết luận cuối cùng giải đáp được vài vấn đề đặt ra trong bài tập

1.3.5 Phương pháp giải bài tập vật lí

Rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập vật lí một cách khoa học, đảm bảo đi đến kết quả chính xác là việc làm rất cần thiết Nó không những giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện kỹ năng suy luận lôgic, làm việc một cách khoa học, có kế hoạch

Bài tập vật lí rất đa dạng, nên phương pháp giải cũng phong phú Tuy nhiên, có thể đưa ra tiến trình chung gồm những giai đoạn chính để giải một bài tập vật lí như sau:

Tìm hiểu đề bài:

- Tìm hiểu đề bài là vấn đề quan trọng đầu tiên khi giải một bài tập vật

lí Bởi vì tìm hiểu kỹ đề bài mới xác định được ý nghĩa của các thuật ngữ, phân biệt được đâu là ẩn số, đâu là dữ liệu

- Sau khi làm rõ các vấn đề trên ta tiến hành sử dụng các ký hiệu vật lý

để ghi tóm tắt đầu bài Tóm tắt đầu bài được hiểu như một bài tập ghi bằng các ký hiệu dưới dạng đơn giản nhất

- Đổi đơn vị về hệ đơn vị hợp pháp

- Vẽ hình mô tả bài tập

Phân tích hiện tượng: Phân tích hiện tượng trong bài tập vật lý nhằm

xác định các giai đoạn, diễn biến của hiện tượng vật lý nêu trong bài tập Từ

đó người giải bài tập nhận biết được những dữ kiện đã cho của đầu bài liên quan đến những khái niệm nào, hiện tượng nào, quy tắc nào, định luật nào trong vật lí xét về mặt lý thuyết

Xây dựng lập luận: Thực chất của giai đoạn này là tìm mối quan hệ

giữa ẩn số phải tìm với những dữ liệu đã cho và giải bài toán Có thể xem xét

cụ thể về xây dựng lập luận trong giải các bài tập định tính và định lượng

- Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính Trong việc xây dựng

lập luận giải bài tập định tính cần chia thành hai nhánh:

• Xây dựng lập luận trong giải bài tập giải thích hiện tượng vật lý

Giải thích hiện tượng vật lý thực chất là cho biết một hiện tượng vật lí

và lí giải xem vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế

Trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập được mối quan hệ giữa hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay với một số định luật vật lí

Thực hiện phép suy luận lôgic, luận ba đoạn trong đó tiền đề thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật vật lí tổng quát, tiền đề thứ hai

là những điều kiện cụ thể,kết luận về hiện tượng được nêu ra

• Xây dựng lập luận trong giải bài tập dự đoán hiện tượng vật lý

Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của

đề bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện tượng gì xảy ra và xảy ra thế nào theo quan điểm vật lý học

Ta thực hiện suy luận lôgic,thiết lập luận ba đoạn, trong đó ta mới biết tiền đề thứ hai (phán đoán khẳng định riêng), cần phải tìm tiền đề thứ nhất( phán đoán khẳng định chung) và kết luận (phán đoán khẳng định riêng)

Trong trường hợp hiện tượng xảy ra phức tạp, ta phải xây dựng một chuỗi luận ba đoạn liên tiếp ứng với các giai đoạn diễn biến của hiện tượng

- Xây dựng lập luận trong bài tập định lượng về vật lý

Thông thường có hai phương pháp xây dựng lập luận: Phương pháp phân tích, phương pháp tổng hợp

• Phương pháp phân tích

Tìm một định luật hoặc một qui tắc diễn đạt bằng một công thức vật lý

có chứa đại lượng cần tìm và một vài đại lượng khác chưa biết có liên quan

Tìm những định luật, công thức khác biểu diễn mối liên hệ giữa các đại lượng chưa biết ở trên với các đại lượng đã cho ở đầu bài

Sử dụng suy luận và biến đổi toán học, đưa đến công thức chỉ chứa đại lượng phải tìm trong mối liên hệ với các đại lượng đã cho Đó là những hàm

số, những phương trình cụ thể có thể giải được

• Phương pháp tổng hợp

Từ những đại lượng vật lý đã cho ở đề bài Dựa vào các định luật,qui tắc vật lí,tìm những công thức có chứa đại lượng đã cho với các đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên quan đến đại lượng cần tìm

Sử dụng suy luận và biến đổi toán học, đưa đến công thức chỉ chứa đại lượng phải tìm trong mối liên hệ với các đại lượng đã cho

Biện luận: Đây là phần phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những

kết quả không phù hợp với điều kiện bài tập hoặc không phù hợp với thực tế Điều này còn khẳng định bài tập mang ý nghĩa vật lí trong phạm vi nào

Việc giải bài tập vât lí đều phải trải qua giai đoạn tìm hiểu đề bài và phân tích hiện tượng để không rơi vào sự mò mẫm, quanh co Việc xây dựng lập luận ở các loại bài tập khác nhau có thể có những nét đặc trưng khác nhau

1.3.6 Hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí

1.3.6.1 Những công việc cần làm để hướng dẫn học sinh giải một bài toán vật lí cụ thể

Để có thể thực hiện tốt việc hướng dẫn học sinh giải một bài toán cụ thể thì giáo viên cần làm tốt các khâu sau:

- Trước tiên, Giáo viên phải giải bài toán đó theo phương pháp giải một bài tập vật lí một cách tỉ mỉ Tìm ra các cách giải bài toán đó (nếu có)

- Sau đó, xác định rõ mục đích sử dụng bài toán này Bài toán được sử dụng để xây dựng một đơn vị kiến thức mới, hay để luyện tập, ôn tập, củng cố kiến thức

- Trên cơ sở đó xác định những kiến thức áp dụng để giải bài toán

- Khi làm tốt các khâu trên, cần xác định bài toán được áp dụng cho những đối tượng học sinh nào Với mức độ nhận thức của từng đối tượng học sinh, khi giải bài toán này thì có thể gặp những khó khăn gì

- Từ đó, soạn hệ thống câu hỏi để hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn

1.3.6.2 Các phương thức hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí.

Thông thường có ba phương thức hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí như sau:

Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn angôrit).

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 Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi giáo viên phải xây dựng được một angôrit giải, phải phân tích một cách khoa học việc giải bài tập và đảm bảo cho các hành động được thực hiện là những hành động sơ cấp đối với học sinh và họ phải nắm được các hành động này

Kiểu hướng dẫn angôrit thường được sử dụng khi cần hình thành các

kỹ năng hẹp hoặc khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài tập điển hình nào đó Điều này cần thiết ở giai đoạn đầu khi giải một loại bài tập mới

mà học sinh chưa thể xác định được một cách rành mạch các bước hành động

Ưu điểm của hướng dẫn angôrit là đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã được giao một cách chắc chắn, giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập của học sinh ở giai đoạn đầu có hiệu quả Tuy nhiên, do việc hướng dẫn học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo mẫu đã

có sẵn nên tác dụng rèn khả năng tìm tòi sáng tạo của học sinh bị hạn chế

Việc truyền đạt cho học sinh angôrit giải một loại bài tập xác định có thể theo những cách khác nhau: Chỉ dẫn cho học sinh angôrit có sẵn trước khi cho học sinh tiến hành giải bài tập hoặc cho học sinh giải một bài tập mẫu, sau đó mới cho học sinh xác định angôrit giải loại bài tập đó Đối với những học sinh yếu, giáo viên cần đưa ra những bài tập nhỏ đảm bảo học sinh thực hiện được những chỉ dẫn riêng lẻ trong angôrit giải lớn hơn Đối với những học sinh khá giỏi, trong quá trình giải bài tập, giáo viên có thể lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình xây dựng angôrit chung để giải loại bài tập đó và

mở rộng áp dụng cho những bài tập tiếp theo nhằm rèn luyện và phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh

Hướng dẫn tìm tòi (hướng dẫn ơrixtic).

Là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải được bài toán nhưng vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy của học sinh, vẫn tạo điều kiện để học sinh tự tìm tòi phát hiện cách giải quyết

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là giáo viên chỉ định hướng cho học sinh cách giải bài tập chứ không phải làm bài tập thay học sinh Khi giải xong, giải đúng bài tập, học sinh sẽ hân hoan, vui sướng, tự tin và có hứng thú học tập

Tuy nhiên, khó khăn của kiểu định hướng này là học sinh thực hiện nhiệm vụ một cách mò mẫm theo cách thử và sai Do đó, kết quả là nhiệm vụ

có thể thực hiện được nhưng hành động mà nhờ đó nhiệm vụ được thực hiện không bền vững khi thay đổi điều kiện

Định hướng khái quát chương trình hóa.

Là kiểu định hướng tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề, kích thích học sinh tự xây dựng cơ sở định hướng hành động và sau đó thực hiện hành động theo cơ sở định hướng đó Nếu học sinh hoàn toàn không thể đáp ứng được đòi hỏi của giáo viên thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên chính là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp thêm phạm

vi tìm tòi giải quyết cho vừa sức học sinh và phải thực hiện các bước tiếp theo cho đến khi giải quyết xong vấn đề

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải bài tập, nhằm giúp cho học sinh tự giải được bài tập đã cho, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài tập

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là kết hợp việc thực hiện hai yêu cầu

cơ bản nhất khi giải một bài tập vật lí Đó là:

- Rèn luyện tư duy học sinh trong quá trình giải bài tập

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

Với định hướng khái quát đòi hỏi giáo viên phải phân tích cho được cơ

sở định hướng hành động và các hành động cần thực hiện khi giải một bài tập vật lí, đồng thời phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài tập của học sinh Người giáo viên không thể chỉ dựa vào những lời hướng dẫn có thể soạn sẵn

mà phải kết hợp việc định hướng với việc kiểm tra kết quả hoạt động của học sinh để điều chỉnh sự giúp đỡ thích ứng với trình độ của học sinh

Tóm lại: Phương pháp giải bài tập vật lý được biểu diễn tổng thể qua sơ

đồ sau đây:

Hình 4: Sơ đồ phương pháp giải bài tập vật lí

Hình1.4: Sơ đồ các phương thức hướng dẫn giải bài tập vật lí

Phương pháp giải bài tập vật lý

Các giai đoạn để giải 1 bài tập

Xây dựng lập luận trong giải bài tập định

lượng

Phương phápphân tích

Phương pháptổng hợp

Tìm hiểu

đề bài hiện tượngPhân tích

Xây dựnglập luận

Biện luận

Phương pháp giải bài tập vật lý

Các giai đoạn để giải 1 bài tập

vật lý

1.3.7 Lựa chọn và sử dụng bài tập vật lí.

1.3.7.1 Lựa chọn các bài tập vật lí.

Trong thực tế dạy học vật lí người giáo viên thường xuyên phải thực hiện công việc lựa chọn và vận dụng các bài tập vật lí sao cho phù hợp với mục tiêu dạy học của mỗi bài học, của công việc như: giờ dạy kiến thức mới, giờ luyện tập, giờ kiểm tra, giờ ôn tập Khi đó việc lựa chọn hệ thống các bài tập cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Nội dung bài tập phải phù hợp với nội dung các kiến thức cơ bản và

kỹ năng giải bài tập của học sinh

- Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp,…giúp học sinh xây dựng 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 vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức cho học sinh

- Trong hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều loại: bài tập giả tạo, bài tập trừu tượng, bài tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập, bài tập sáng tạo,…

- Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính vừa sức đối với học sinh đại trà, đồng thời chú ý tới sự phân hóa học sinh

- Chú ý đích đáng về số lượng và nội dung các bài tập nhằm giúp học sinh vượt qua những khó khăn chủ yếu, khắc phục những sai lầm phổ biến

• Để củng cố, bổ sung, hoàn thiện những kiến thức lý thuyết đã học

• Lựa chọn bài tập điển hình nhằm hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải, từ đó hình thành phương pháp giải chung cho mỗi loại bài tập đó

• Để kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh

- Sắp xếp các bài tập đã chọn thành một hệ thống, định rõ kế hoạch và mục đích sử dụng trong tiến trình dạy học Có thể lập kế hoạch sử dụng bài tập theo bảng dưới đây:

STT bài

trong

SGK

Nội dungtiết học

Ra bài tập và giải ngaytại lớp Ra về nhà Giải ở lớp

các bài tập Hình thành

kiến thứcmới

để thu thập các thông tin sau đây:

- Tình hình dạy giải bài tập chương “sóng cơ và sóng âm”

- Tình hình hoạt động giải bài tập chương “sóng cơ và sóng âm”

- Những khó khăn và sai lầm mà học sinh thường mắc phải khi giải bài tập vật lí nói chung và bài tập chương “sóng cơ và sóng âm” nói riêng Từ đó tìm hiểu những nguyên nhân dẫn đến những sai lầm đó của học sinh và đề xuất phương án khắc phục

Phương pháp điều tra:

- Điều tra giáo viên: sử dụng phiếu điều tra (Nội dung và kết quả điều tra được trình bày trong phần phụ lục 1), dự giờ giảng, trao đổi trực tiếp ,xem giáo án

- Điều tra học sinh: sử dụng phiếu điều tra (Nội dung và kết quả điều tra được trình bày trong phần phụ lục 2), quan sát hoạt động giải bài tập của học sinh trong giờ học, kiểm tra khảo sát, phân tích kết quả

1.4.2 Kết quả điều tra.

Căn cứ kết quả điều tra thông qua phiếu điều tra giáo viên và học sinh chúng tôi đã phân tích, đánh giá một cách tổng hợp và rút ra những nhận xét sau đây:

Tình hình dạy giải bài tập của giáo viên.

- Số tiết học dành cho việc chữa bài tập còn ít mà yêu cầu rèn luyện kĩ năng lại nhiều nên giáo viên rất khó bố trí thực hiện cho đầy đủ.

- Trình độ học sinh trong lớp không đồng đều nên chọn bài để chữa trên lớp rất khó vì bài khó thì học sinh trung bình không hiểu nổi, bài dễ lại làm cho các em giỏi ít hứng thú

- Mỗi giáo viên thường chọn riêng cho mình một phương pháp giải và đưa ra cho học sinh luyện tập, nên công tác đánh giá, kiểm tra chất lượng học sinh cả khối cũng gặp nhiều khó khăn

Tình hình hoạt động giải bài tập của học sinh.

- Nhiều học sinh nhớ máy móc các công thức, chưa hiểu hết bản chất vật lí của hiện tượng nêu ra trong các bài tập, dẫn đến học sinh gặp nhiều khó khăn trong việc giải bài tập hoặc áp dụng sai công thức trong quá trình giải

- Trong các giờ bài tập số học sinh tích cực tham gia hoạt động giải bài tập chiếm khoảng 30%, còn số học sinh thụ động, lười suy nghĩ, chưa có ý thức hoặc chưa biết cách phân loại và xây dựng phương pháp giải cho mỗi loại bài tập chiếm khoảng 70%

Những khó khăn, sai lầm của học sinh thường gặp khi giải bài tập chương “sóng cơ và sóng âm”.

- Rất nhiều học sinh nắm không vững những kiến thức toán học có liên quan đến việc giải các bài tập vật lí như: Vectơ, lượng giác, đạo hàm… nên chưa hiểu được bản chất vật lí của bài tập, dẫn đến việc giải các bài tập vật lí càng khó hơn

- Khả năng vận dụng những kiến thức lý thuyết vật lí đã học vào các ứng dụng thực tế của đa số học sinh còn hạn chế Do vậy, việc giải các bài tập lấy dữ kiện từ thực tế phần lớn học sinh thường giải sai

- Rất nhiều học sinh không tự giác học, thụ động, lười suy nghĩ, thường đợi giáo viên đưa ra phương pháp giải cho một dạng bài tập nào đó rồi mới vận dụng các bài tập tương tự như vậy

Nguyên nhân của những khó khăn, sai lầm của học sinh khi giải bài tập vật lí và phương pháp khắc phục.

- Nguyên nhân:

• Học sinh quên nhiều kiến thức toán học liên quan và khả năng vận dụng những kiến thức toán học vào giải bài tập vật lí còn hạn chế.

• Giáo viên chưa lựa chọn được hệ thống bài tập và phương pháp hướng dẫn giải bài tập đầy đủ và phù hợp với đối tượng học sinh

- Đề xuất phương án khắc phục

• Lựa chọn hệ thống bài tập và phương pháp giải bài tập phù hợp với học sinh

• Thường xuyên ôn tập kiến thức cho học sinh qua hoạt động giải bài tập

• Rèn luyện cho học sinh một số kĩ năng vận dụng kiến thức toán học vào giải bài tập vật lí

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Để giải quyết được các nhiệm vụ mà đề tài luận văn đặt ra, trong chương này chúng tôi đã trình bày một số vấn đề cơ sở lí luận dạy học hiện đại, tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo của học sinh, lý luận về dạy giải bài tập vật lí ở trường THPT; đồng thời trình bày thực trạng hoạt động dạy và học bài tập vật lí ở trường THPT Cao Bá Quát – Quốc Oai hiện nay

Những luận điểm lí luận và thực tiễn trình bày trong chương là cơ sở giúp chúng tôi soạn thảo hệ thống và hướng dẫn giải bài tập chương "Sóng cơ

và sóng âm" Vật lí 12 THPT được trình bày ở chương 2

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG (CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN)

2.1 Vị trí và vai trò chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí 12 THPT.

Chương “Sóng cơ và sóng âm” là chương thứ 2 trong chương trình Vật

lí 12 THPT Các kiến thức trong chương giúp học sinh hiểu:

• Khái niệm sóng

• Quy luật chuyển động của sóng và những hiện tượng đặc trưng của sóng

• Việc nghiên cứu chuyển động của sóng có những ứng dụng quan trọng nào trong đời sống và kỹ thuật

2.2 Cấu trúc nội dung kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí 12 THPT

2.2.1 Cấu trúc chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí 12 THPT

Chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí 12 THPT có cấu trúc gồm 5 bài với nội dung cụ thể như sau:

Bài 7 Sóng cơ và sự truyền sóng cơ 2 tiết

Bài 10 Đặc trưng vật lí của âm 1 tiết

Bài 11 Đặc trưng sinh lí của âm 1 tiết

2.2.2 Nội dung kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí 12 THPT.

2.2.2.1 Sóng cơ và sự truyền sóng cơ.

a Định nghĩa: Sóng cơ là dao động lan truyền trong môi trường vật chất.

b Phân loại: Gồm 2 loại

- Sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động dọc theo phương trùng với phương truyền sóng.

- Sóng dọc truyền được trong cả chất khí, chất lỏng và chất rắn

c Các đại lượng đặc trưng của sóng hình sin.

Biên độ sóng A:

Biên độ A của sóng là biên độ dao động của một phần tử của môi trường khi có sóng truyền qua

Chu kì sóng, tần số của sóng:

Chu kì sóng là chu kì dao động của một phần tử của môi trường khi

có sóng truyền qua, chu kì sóng là chu kì dao động và cũng là chu kì của nguồn sóng

Tần số sóng là tần số dao động của một phần tử của môi trường khi có

sóng truyền qua, tần số sóng là tần số dao động và cũng là tần số của nguồn sóng

Tốc độ truyền sóng:

- Tốc độ truyền sóng υ là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường

- Đối với mỗi môi trường tốc độ truyền sóng υ có giá trị không đổi

Bước sóng λ(m):

- Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì

v T f

Thì phương trình sóng tại điểm M cách O một khoảng x là:

- Nhận xét: Tính tuần hoàn của sóng

• Tại một điểm xác định trong môi trường truyền sóng có x = const uM

là một hàm biến thiên điều hòa theo thời gian t với chu kì T

• Tại một thời điểm xác định t = const uM là một hàm biến thiên điều hòa trong không gian theo biến x với chu kì λ

c Vị trí cực đại, cực tiểu giao thoa

Từ biểu thức biên độ dao động của M ta có:

Quỹ tích của những điểm này là những đường hypebol có hai tiêu điểm

S1, S2, chúng được gọi là những vân giao thoa cực đại

- Biên độ dao động cực tiểu Amin = A khi

2.2.2.3 Sóng dừng.

a Định nghĩa: Sóng dừng là trường hợp đặc biệt của giao thoa sóng,

trong đó có sự giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ Những điểm tăng cường lẫn nhau gọi là bụng sóng, những điểm triệt tiêu lẫn nhau gọi là nút sóng

- Sóng âm là những sóng cơ học lan truyền trong môi trường vật chất.

- Nguồn âm là những vật dao động phát ra âm

- Sóng âm truyền trong mỗi môi trường với một tốc độ hoàn toàn xác định

- Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào bản chất môi trường, nhiệt độ, áp suất…

c Hạ âm, siêu âm.

- Sóng có tần số dưới 16Hz gọi là sóng hạ âm

- Sóng có tần số trên 20000Hz gọi là sóng siêu âm

- Âm nghe được có tần số nằm trong khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz

d Đặc trưng vật lý của âm.

- Tần số âm

- Cường độ âm và mức cường độ âm:

Hình 2.1a: Mô tả hiện tượng sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định

Hình vẽ 2.1b: Mô tả hiện tượng sóng dừng trên sợi dây có một đầu

cố định,

một đầu tự do

• Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng năng lượng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.

Trong đó P:công suất âm

S: diện tích sóng âm truyền qua

Trong đó I: cường độ âm

I0 :cường độ âm chuẩn (I0 = 10-12 W/m2)

- Dao động âm:

• Nhạc âm là những âm có tần số xác định

• Tạp âm là những âm có tần số không xác định

• Âm cớ bản - họa âm: Một nhạc cụ phát âm có tần số f0 thì cũng có khả năng phát âm có tần số 2f0,3f0… Trong đó:

Âm có tần số f0 gọi là âm cơ bản

Âm có tần số 2f0,3f0 … gọi là các họa âm

Tập hợp các họa âm gọi là phổ của nhạc âm (Đồ thị dao động âm)

e Đặc trưng sinh lí của âm

• Âm càng to thì mức cường độ âm càng lớn

- Âm sắc: là một đặc trưng sinh lí của âm, giúp ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm

2.3 Mục tiêu dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lý 12.

2.3.1 Mục tiêu về kiến thức và trình độ nhận thức.

Nội dung kiến thức của chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lý 12 có thể chia làm bốn nội dung cớ bản, đó là:

Kiến thức về sóng cơ và sự truyền sóng cơ.

Giao thoa sóng.

Sóng dừng.

Sóng âm.

Khi xác định mục tiêu dạy học của từng nội dung kiến thức trên cần chỉ

rõ nội dung kiến thức và các cấp độ nhận thức cần đạt được (nhận biết, hiểu

và vận dụng) Bảng 2.1 đưa ra những mục tiêu về kiến thức và trình độ nhận thức khi dạy chương " Sóng cơ và sóng âm"

Bảng 2.1 Những mục tiêu về trình độ và và kiến thức khi dạy chương

về sóng cơ, sóng ngang, sóng dọc

và nêu được ví

dụ về sóng ngang, sóng dọc

- Phát biểu được các định nghĩa

về tốc độ truyền sóng, bước sóng, tần số sóng, biên

độ sóng và năng lượng sóng

- Viết được phương trình sóng tại một điểm có sóng truyền qua

- Phân biệt được sóng ngang và sóng dọc

- Nêu được đặc điểm của sự truyền của một biến dạng và sự truyền của một sóng hình sin

- Giải thích sơ

bộ về tính tuần hoàn của sóng

- Tiến hành thí nghiệm về sự truyền sóng trên một sợi dây để

có được hình ảnh về sự truyền của một biến dạng

- Giải được các bài tập về sóng

cơ và sự truyền sóng cơ

2 Giao thoa

sóng

- Phát biểu được định nghĩa 2 nguồn sóng kết hợp

- Nêu được hiện

- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng trên mặt nước

- Giải được các bài tập đơn giản

về hiện tượng giao thoa

tượng giao thoa của hai sóng là gì.

- Phát biểu được điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa

- Viết được phương trình sóng tổng hợp tại một điểm trong vùng giao thoa khi có các sóng kết hợp truyền qua

- Thiết lập được công thức xác định vị trí cực đại, cực tiểu giao thoa

- Mô tả được hình dạng của vân giao thoa của sóng trên mặt nước

3 Sóng dừng - Nêu được đặc

điểm của sự phản xạ sóng trên một vật cản

cố đinh, một vật cản tự do

- Phát biểu được định nghĩa sóng tới, sóng phản xạ

và sóng dừng

- Viết được phương trình sóng tổng hợp tại một điểm trên dây khi xảy ra hiện tượng sóng

- Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện

để có sóng dừng khi đó

- Giải thích được hiện tượng sóng dừng khi đó

- Viết được công thức xác định các nút sóng, bụng sóng trong trường

- Tiến hành được thí nghiệm sóng dừng trên một sợi dây để kiểm nghiệm lại các kiến thức về sóng dừng

- Giải được các bài tập đơn giản

về sóng dừng

dừng hợp dây có 2

đầu cố định và trường hợp dây

có một đầu cố định, một đầu tự do

4 Sóng âm

- Nêu được sóng

âm, nguồn âm,

hạ âm, siêu âm,

âm nghe được là gì?

- Nêu được các đặc trưng vật lý của âm là: tần số

âm, cường độ

âm và mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, khái niệm âm cơ bản và họa âm

- Nêu được ba đặc trưng sinh lí của âm là: độ cao, độ to, và âm sắc

- Nêu được ba đặc trưng vật lí tương ứng với ba đặc trưng vật lí

- Nêu được một

số ví dụ về môi trường truyền

âm, giải thích

sơ bộ về lí do

âm có thể truyền trong các môi trường đó

- Nêu được ví

dụ minh họa cho khái niệm

âm sắc

- Nêu được tác dụng của hộp cộng hưởng âm

Giải được các bài toán liên quan tới năng lượng âm, cường độ âm và mức cường độ âm

2.3.2 Mục tiêu về kĩ năng học sinh cần đạt được.