Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua việc hướng dẫn giải bài tập chương sóng cơ và sóng âm vật lý lớp 12

Trong dạy học vật lý, dạy học bài tập không những giúp HS hiểu được bài một cách sâu sắc, vận dụng những kiến thức vật lí trong yêu cầu học tập của chương trình mà còn HS phát triển tư d

NGUYỄN VĂN KIỂM

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM – VẬT LÝ 12

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA VẬT LÝ

Đà nẵng, 2020

NGUYỄN VĂN KIỂM

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM – VẬT LÝ 12

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Người hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Bảo Hoàng Thanh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA VẬT LÝ

Chuyên ngành: Sư Phạm Vật lý

Khóa: 2016-2020

Đà nẵng, 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản luận văn này là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi Các số liệu và tài liệu được trích dẫn trong luận văn là trung thực Kết quả nghiên cứu này không trùng với bất cứ công trình nào đã được công bố trước đó

Tôi chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình

Đà Nẵng, tháng 6 năm 2020

Tác giả

Nguyễn Văn Kiểm

LỜI CẢM ƠN

Tôi thực sự xin bày tỏ cảm xúc và lòng biết ơn sâu sắc của mình đến PGS TS Nguyễn Bảo Hoàng Thanh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tôi xin cảm ơn các thầy cô của Khoa Vật lý nói riêng và các thầy cô của trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng nói chung đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập

Tôi xin cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường THPT Thái Phiên đã chấp nhận cho tôi về thực hiện thực nghiệm trong giai đoạn học sinh đang chuẩn bị ôn thi THPT Quốc gia và ảnh hưởng của dịch Covid19 Tôi cũng xin cảm ơn cô Lê Thị Thanh Thúy và các thầy

cô giáo tổ bộ môn vật lý trường THPT Thái Phiên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm và hoàn thành đề tài

Đà Nẵng, tháng 6 năm 2020

Tác giả

Nguyễn Văn Kiểm

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN II LỜI CẢM ƠN III DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU VII

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Giả thuyết khoa học 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu 2

7 Cấu trúc luận văn 3

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỂN 4

1.1 Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí 4

1.1.1 Khái niệm năng lực 4

1.1.2 Năng lực giải quyết vấn đề 5

1.2 Bài tập vật lí 6

1.2.1 Khái niệm về bài tập vật lí 6

1.2.2 Vai trò của bài tập vật lý trong dạy học 6

1.2.3 Phân loại bài tập vật lý 7

1.3 Bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS 9

1.3.1 Tổ chức dạy học Vật lí theo hướng bồi dưỡng kiến thức và kỹ năng về các phương pháp nghiên cứu vật lí 9

1.3.2 Tổ chức dạy học vật lí theo hướng phối hợp một số phương pháp 11

1.4 Các bước hướng dẫn giải bài tập nhằm phát triển năng lực GQVĐ 12

1.5 Nguyên tắc, quy trình lựa chọn BTVL để bồi dưỡng năng lực GQVĐ 14

1.5.1 Nguyên tắc lựa chọn bài tập vật lý để bồi dưỡng năng lực GQVĐ 14

1.3.2 Quy trình xây dựng BT theo định hướng bồi dưỡng năng lực GQVĐ 15 1.4 Thực trạng của việc hướng dẫn giải bài tập v ật lý ở trường THPT 15

1.4.1 Thực trạng việc hướng dẫn giải bài t ập ở trường THPT 15

1.4.2 Nội dung và phương pháp điều tra 17

Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GQVĐ 25 2.1 Vị trí chương “Sóng cơ và sóng âm” trong chương trình vật lý phổ thông 25

2.1.1 Đặc điểm của chương 25

2.1.2 Sơ đồ cấu trúc của chương 25

2.3 Các dạng cơ bản về sóng cơ và sóng âm 26

2.3 Hệ thống bài tập 45

2.3.1 Bài tập “Sóng cơ và đặc trưng của sóng cơ” 45

2.3.2 Bài tập về giao thoa sóng 58

2.3.3 Bài tập về sóng dừng 58

2.3.4 Bài tập về sóng âm 58

2.4 Các giáo án được xây dựng theo định hướng bồi dưỡng năng lực GQVĐ 58

2.4.1.Giáo án 1: Bài tập về đặc trưng sóng cơ và giao thoa sóng 58

2.4.2 Giáo án 2: Bài tập sóng dừng và sóng âm 66

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 74

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 74

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 74

3.3 Thời gian thực nghiệm sư phạm 74

3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm 74

3.4 Các bước tiến hành thực nghiệm 74

3.4.1 Công tác chuẩn bị 74

3.4.2 Tiến hành thực nghiệm 74

3.5 Kết quả thực nghiệm sư phạm 75

3.5.1 Đánh giá định tính 75

3.5.2 Đánh giá định lượng 75

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 79

1 Kết luận 80

2 Kiến nghị 80

3 Hướng phát triển của luận văn 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

PHỤ LỤC 1 84

2.3.2 Bài tập về giao thoa sóng 84

2.3.3 Bài tập về sóng dừng 95

2.3.4 Bài tập về sóng âm 106

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Giải nghĩa

DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU

Hình 1.3.1 Quy trình xây dựng bài tập 17

Hình 2.1.1 Cấu trúc chương sóng cơ 24

Hình 2.3 1.Biểu diễn sóng cơ 25

Hình 2.3.1 Thí nghiệm giao thoa 41

Hình 2.3.2 Thí nghiệm giao thoa 51

Hình 3.5.1 Biểu đồ phổ điểm kết quả thực nghiệm 78

Hình 3.5.2 Biểu đồ tần suất theo phổ điểm HS 79

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, phần lớn học sinh THPT chưa thể hiện được năng lực GQVĐ trong quá trình giải bài tập các môn khoa học tự nhiên Học sinh đã quen trong việc thụ động tiếp thu kiến thức Trong nhiều năm qua, Việt Nam đang từng bước hội nhập với nền kinh tế trên thế giới, đòi hỏi nước ta cần có một nguồn nhân lực dồi dào, đủ trình độ cả về kiến thức lẫn kỹ năng Bên cạnh đó, xu thế toàn cầu hóa cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học và công nghệ yêu cầu con người cần phát huy tính tích cực, chủ động trong việc tiếp thu tri thức, biết vận dụng tri thức giải quyết vấn đề đặt ra một cách có tư duy tốt nhất

Trước những yêu cầu về nguồn nhân lực của thời đại, đòi hỏi ngành giáo dục phải phát triển chương trình theo hướng phát triển năng lực Trường phổ thông không chỉ trang bị cho HS những kiến thức, kĩ năng mà còn phải bồi dưỡng cho HS năng lực giải quyết vấn đề mới trong học tập

Trong dạy học khoa học tự nhiên nói chung và môn Vật lý nói riêng, vấn đề đặt ra

là làm thế nào để giúp HS có thể giải quyết vấn đề của một bài toán mà không theo kiểu

tư duy học vẹt Giúp HS có thể hiểu, nắm vững các khái niệm, định luật, tính chất vật

lý Từ đó khơi dậy lòng say mê, hứng thú cho học sinh học tập

Trong dạy học vật lý, dạy học bài tập không những giúp HS hiểu được bài một cách sâu sắc, vận dụng những kiến thức vật lí trong yêu cầu học tập của chương trình mà còn

HS phát triển tư duy giải quyết vấn đề

Chương “Sóng cơ và sóng âm” trong chương trinh Vật lý 12 là chương có kiến thức khó, trừu tượng, tổng hợp và liên môn Bài tập ở chương này, đòi học học sinh phải nắm được kiến thức toán học, kiến thức chương I “Dao động cơ học” mới có thể giải quyết được lượng bài tập cơ bản của chương Học sinh cần tư duy tốt và có nghiên cứu thực

tế mới giải quết được vấn đề mới, khó trong chương học này Vì đặc tính của chương này, tôi chọn hướng nghiên cứu để bồi dưỡng học sinh năng lực giải quyết vấn đề nhằm giúp học sinh tư duy học tập tốt, hình thành và hoàn thiện các kỹ năng để đáp ứng học tập các môn khoa học tự nhiên nói chung và kích thích niềm đam mê học Vật lý Từ đó,

tôi chọn đề tài “Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua việc hướng dẫn giải bài tập chương “sóng cơ và sóng âm - Vật lí lớp 12”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng được hệ thống bài tập nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua việc hướng dẫn giải bài tập chương “sóng cơ

và sóng âm - Vật lí lớp 12 để nâng cao chất lượng và hiệu quả học tập

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu của đề tài

- Bồi dưỡng năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề

- Quá trình dạy học vật lý ở trường THPT

- Dạy học bài tập Vật lý

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Bồi dưỡng năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học bài

tập chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lý 12

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được hệ thống bài tập nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề

trong dạy học bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” và sử dụng một cách đồng bộ thì

sẽ nâng cao được chất lượng và hiệu quả học tập

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xây dựng cơ sở lý luận về năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học bài tập vật lí

- Nghiên cứu thực trạng dạy học bài tập vật lí chương “Sóng cơ và sóng âm” ở trường THPT

- Phân tích chương trình và nội dung sách giáo khoa chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí 12

- Xây dựng hệ thống bài tập chương “sóng cơ và sóng âm”

- Thiết kế các tiến trình dạy học BT chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lý 12

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Nghiên cứu các tài liệu tham khảo để xây dựng cơ sở lý luận của đề tài

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Điều tra, đánh giá thực trạng dạy học BTVL ở một số trường THPT

- Phương pháp thống kê toán học

Xứ lý kết quả thực nghiệm sư phạm bằng công cụ toán học thống kê

7 Cấu trúc luận văn

Nội dung luận văn gồm 3 chương:

+ Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiển

+ Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập chương sóng cơ và sóng âm

+ Tài liệu tham khảo

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỂN

1.1 Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí

1.1.1 Khái niệm năng lực

Theo Gerard và Roegiers (1996) [14] đã định nghĩa “Năng lực là tích hợp những kĩ năng nhận biết một vấn đê và giải quyết vấn đề đó một cách phù hợp và một cách tự nhiên”

Bernd Meier và Nguyễn Văn Cường (2014) [6] định nghĩa: “Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống thay đổi thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động” Khái niệm này nhấn mạnh đến khả năng hành động có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống thay đổi thuộc các lĩnh vực khác nhau

Theo Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội (2016) [13], “Năng lực là những khả năng, kĩ xảo học được hay sẵn sàng về động cơ xã hội … và khả năng vận dụng các cách GQVĐ một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt bằng những phương tiện, biện pháp, cách thức phù hợp”

Trong Chương trình giáo dục phổ thông chương trình tổng thể ban hành theo Thông tư 32 (2018) [4] giải thích “Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phépcon người huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí, thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.” Theo khái niệm này, năng lực có thể được biểu thị như sau:

Năng lực =𝐾𝑖ế𝑛 𝑡ℎứ𝑐 + 𝐾ỹ 𝑛ă𝑛𝑔 + 𝑇ℎá𝑖 độ

𝑇ì𝑛ℎ ℎ𝑢ố𝑛𝑔 𝑐ụ 𝑡ℎểQua phân tích và tổng hợp những ý kiến của các tác giả trên chúng tôi thống nhất với khái niệm về năng lực trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể ban hành theo Thông tư 32 (2018) [4]

1.1.2 Năng lực giải quyết vấn đề

* Khái niệm năng lực GQVĐ

Đánh giá PISA (2012) [15] định nghĩa, “Năng lực GQVĐ là khả năng của một

cá nhân hiểu và giải quyết tình huống có vấn đề khi mà giải pháp giải quyết chưa rõ ràng Nó bao hàm sự sẵn sàng tham gia vào các tình huống tương tự để đạt được tiềm năng của mình như một công dân tích cực và xây dựng”

Theo Phan Đồng Châu Thủy và Nguyễn Thị Ngân (2017) [12], “Năng lực GQVĐ của học sinh là khả năng của học sinh phối hợp vận dụng những kinh nghiệm bản thân, kiến thức, kĩ năng của các môn học trong chương trình trung học phổ thông

để giải quyết thành công các tình huống có vấn đề trong học tập và trong cuộc sống của các em với thái độ tích cực.”

Theo Nguyễn Thị Lan Phương (2015) [9], có thể đề xuất định nghĩa như sau:

“Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng của một cá nhân “huy động”, kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức kiến thức, kỹ năng với thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ

cá nhân,… để hiểu và giải quyết vấn đề trong tình huống nhất định một cách hiệu quả

và với tinh thần tích cực”

Các tác giả trên đều cho rằng năng lực GQVĐ được bộc lộ trong quá trình

cá nhân đó giải quyết được các vấn đề một cách hiệu quả với thái độ tích cực và

nguồn tri thức, kĩ năng phù hợp Vì vậy: “Năng lực GQVĐ là khả năng của một

cá nhân huy động những kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm của mình để giải quyết các tình huống có vấn đề một cách hiệu quả, tích cực và sáng tạo”

Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể (2018) [4] đưa ra các biểu hiện năng lực GQVĐ của HS gồm: “nhận ra ý tưởng mới”, “phát hiện và làm rõ vấn đề”, “hình thành và triển khai ý tưởng mới”, “đề xuất lựa chọn giải pháp”, “thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ”, “tư duy độc lập”

* Vai trò của năng lực GQVĐ đối với người học

Con người luôn phải giải quyết các vấn đề nảy sinh trong cuộc sống, vấn đề sẽ còn nảy sinh và cần giải quyết khi con người còn ý thức Vai trò của giáo dục, của nhà trường và cụ thể là của các nhà giáo là giúp HS rèn luyện phát triển được các năng lực, trong đó có năng lực GQVĐ để HS có thể tự mình giải quyết có hiệu quả những vấn đề gặp phải trong cuộc sống, trong công việc, trong các mối quan hệ

Năng lực GQVĐ và sáng tạo là một trong 10 năng lực cốt lõi mà chương trình giáo dục phổ thông tổng thể hướng tới, là một trong ba “năng lực chung được tất cả các môn học và hoạt động giáo dục góp phần hình thành và phát triển” [4] Điều đó

để thấy được rằng năng lực GQVĐ cần thiết cho mọi lĩnh vực của cuộc sống Phát triển năng lực GQVĐ cần có nền tảng, sự hỗ trợ của nhiều năng lực khác nhau như: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực thể chất, năng lực tin học, năng lực thẩm mỹ, năng lực giao tiếp và hợp tác …

Tóm lại, năng lực GQVĐ rất quan trọng đối với người học, vừa giúp người học có được kinh nghiệm, củng cố, chiếm lĩnh được tri thức, vừa cho người học tâm thế vững vàng để giải quyết các vấn đề trong học tập cũng như trong cuộc sống, giúp

họ có được kết quả học tập tốt hơn, cuộc sống chất lượng, ý nghĩa và tích cực hơn

1.2 Bài tập vật lí

1.2.1 Khái niệm về bài tập vật lí

Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề hay một câu hỏi cần được giải đáp nhờ lập luận lôgic, suy luận toán học hay thực nghiệm vật lí trên cơ sở

sử dụng các định luật và các phương pháp của vật lí học là bài toán vật lí

Bài toán vật lí, hay đơn giản gọi là các bài tập vật lí, là một phần hữu cơ của quá trình dạy học vật lí vì nó cho phép hình thành và làm phong phú các khái niệm vật lí, phát triển t ư duy vật lí và thói quen vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn

1.2.2 Vai trò của bài tập vật lý trong dạy học

Trong quá trình dạy học, giáo viên giúp HS nắm được phương pháp chiếm lĩnh kiến thức, phương pháp hoạt động học tập (nhận thức) cũng như phương pháp hoạt động trong cuộc sống xã hội Qua việc tự dành lấy kiến thức thì ở HS sẽ hình thành, phát triển năng lực hoạt động trí tuệ, năng lực giải quyết vấn đề Nói cách khác HS phải phát triển trong hoạt động và học tập diễn ra trong hoạt động Vì lẽ đó, HS cần phải được huấn luyện ngay từ khâu xây dựng kiến thức cho đến khâu vận dụng nó vào trong thực tế Giải BTVL là một trong những hình thức luyện tập chủ yếu và được tiến hành nhiều nhất trong hoạt động dạy học Do vậy, BTVL có vai trò cực kì quan trọng trong việc hình thành, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng và tìm tòi kiến thức cho học sinh Chúng được sử dụng trong những tiết học với những mục đích khác nhau:

- BTVL được sử dụng như là các phương tiện nghiên cứu tài liệu mới, khi trang bị kiến thức mới cho HS nhằm đảm bảo cho HS lĩnh hội kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc

- BTVL là phương tiện rèn luyện cho HS kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn

- BTVL là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh Bới vì, giải BTVL là hình thức làm việc tự lực căn bản của HS Trong quá trình giải bài tập vật lý HS phải phân tích điều kiện trong đề bài, tự xây dựng lập luận, thực hiện việc 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 để kiểm tra các kết luận của mình Trong những điều kiện đó tư duy logic, tư duy sáng tạo của HS được phát triển, năng lực làm việc độc lập của HS được nâng cao

- BTVL là phương tiện ôn tập và cũng cố kiến thức đã học một cách sinh động và có hiệu quả

- Thông qua giải BTVL có thể rèn luyện được những đức tính tốt như: tính độc lập, tính cấn thận, kiên trì, vượt khó

- BTVL cũng là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức, kĩ năng của HS một cách chính xác

1.2.3 Phân loại bài tập vật lý

a) Phân loại theo phương thức giải

* Bài tập định tính: Bài tập định tính là những BT mà khi giải HS không cần thực

hiện các phép tính phức tạp hay chỉ làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được Muốn giải những BT 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 lý, nhận biết được những biểu hiện của chúng trong những trường hợp cụ thể Đa số các BT định tính yêu cầu HS giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ra trong những điều kiện cụ thể Bài tập định tính làm tăng sự hứng thú của HS đối với môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát ở HS, là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy của HS, và dạy cho HS biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn

* Bài tập định lượng: Bài tập định lượng là loại bài tập mà khi giải HS phải thực

hiện một loạt các phép tính để xác định mối liên hệ phụ thuộc về lượng giữa các đại lượng và kết quả thu được là một đáp án định lượng Có thể chia bài tập định lượng làm hai loại: bài tập tính toán tập dượt và bài tập tính toán tổng hợp

* Bài tập tính toán tập dượt: là loại bài tập tính toán đơn giản, trong đó chỉ đề cập

đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản nhằm củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm học sinh hiểu rõ ý nghĩa của các định luật và các công thức biểu diễn chúng

* Bài tập tính toán tổng hợp: Là loại bài tập mà khi giải thì phải vận dụng nhiều

khái niệm, định luật, nhiều công thức Loại bài tập này có tác dụng đặc biệt giúp HS đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các phần của chương trình vật lí

* 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 Bài tập thí nghiệm cũng

có thể có dạng định tính hoặc định lượng

Lưu ý: trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các số liệu để giải bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như thế Cho nên phần vận dụng các định luật vật lí để lý giải các hiện tượng mới là nội dung chính của bài tập thí nghiệm

* Bài tập đồ thị: Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ

kiện để giải phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngươc lại, đòi hỏi HS phải biểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị

b) Phân loại theo nội dung

Người ta giữa vào nội dụng chia các bài tập theo đề tài của tài liệu vật lý Sự phân chia này có tính chất quy ước ví bài tập có thể đề cập tới những kiến thức của những phần khác nhau trong chương trình vật lý Theo nội dung người ta chia các bài tập thành các loại sau:

- Bài tập cơ học

- Bài tập nhiệt học

- Bài tập động học chất điểm

- Bài tập động lực học chất điểm

- Bài tập các định luật bảo toàn

- Bài tập tĩnh học,

c) Phân loại theo mục đích dạy học

- Bài tập mở đầu bài học, nhằm kích thích hứng thú hoạt động

- Bài tập nghiên cứu để xây dựng kiến thức mới

- Bài tập ôn luyện, cũng cố kiến thức

- Bài tập sáng tạo

- Bài tập kiểm tra, thi cử

1.3 Bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS

1.3.1 Tổ chức dạy học Vật lí theo hướng bồi dưỡng kiến thức và kỹ năng về các phương pháp nghiên cứu vật lí

Vật lí học là một môn khoa học thực nghiệm Bài học đa phần chứa nhiều sự kiện, hiện tượng trong thực tế cuộc sống và kĩ thuật, nhiều khả năng cho HS làm thí nghiệm hoặc thực hành quan sát Điều đó đã tạo nhiều thuận lợi để giáo viên vật lí áp dụng các PPDH khác nhau trong một giờ học, nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của

HS Có nhiều phương pháp để bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh và một trong những con đường đó là sử dụng các phương pháp dạy học tích cực Trong phần này, chúng tôi sẽ chỉ trình bày ba PPDH tích cực được đưa vào sử dụng trong dạy học VL nhằm bồi dưỡng, hình thành và phát triển NL GQVĐ của học sinh

PP1: Phương pháp dạy học GQVĐ:

Dạy học GQVĐ là quá trình DH được GV tổ chức phỏng theo quá trình nhận thức sáng tạo vật lí, trong đó HS đóng vai trò nhà nghiên cứu (trong các điều kiện của dạy học) có sự giúp đỡ định hướng trực tiếp hoặc gián tiếp của GV Theo GS Hồ Ngọc Đại bản chất của DH nêu và GQVĐ một cách ngắn gọn: “Thầy thiết kế, trò thi công” [dẫn theo 11,tr-78] Dựa vào cấu trúc của DH GQVĐ mà ta đưa ra cấu trúc NL GQVĐ của học sinh

PP2 Phương pháp thực nghiệm:

Để giúp cho HS có thể bằng hoạt động của bản thân mình mà tái tạo, chiếm lĩnh được các kiến thức vật lí thì tốt nhất là giáo viên phỏng theo phương pháp thực nghiệm của các nhà khoa học mà tổ chức cho học sinh hoạt động theo các giai đoạn sau

*Giai đoạn 1: GV mô tả một hoàn cảnh thực tiễn hay biểu diễn một vài thí nghiệm

và yêu cầu các em dự đoán diễn biến của hiện tượng, tìm nguyên nhân hoặc xác lập mối quan hệ nào đó, tóm lại là nêu lên một câu hỏi mà HS chưa biết câu trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tòi mới trả lời được

*Giai đoạn 2: GV hướng dẫn HS xây dựng một câu trả lời dự đoán ban đầu, dựa

vào sự quan sát tỉ mỉ kỹ lưỡng vào kinh nghiệm bản thân, vào những kiến thức đã có (ta gọi là xây dựng giả thuyết) Những dự đoán này có thể còn thô sơ, có vẻ hợp lý nhưng chưa chắc chắn

*Giai đoạn 3: Từ giả thuyết dùng suy luận logic hay suy luận toán học suy ra một

hệ quả: dự đoán một hiện tượng trong thực tiễn, một mối quan hệ giữa các đại lượng vật

lý

*Giai đoạn 4: Xây dựng và thực hiện một phương án thí nghiệm để kiểm tra xem

hệ quả dự đoán ở trên có phù hợp với kết quả thực nghiệm không Nếu phù hợp thì giả thuyết trên trở thành chân lý, nếu không phù hợp thì phải xây dựng giả thuyết mới

*Giai đoạn 5: Ứng dụng kiến thức Học sinh vận dụng kiến thức để giải thích hay

dự đoán một số hiện tượng trong thực tiễn, để nghiên cứu các thiết bị kỹ thuật Thông qua đó, trong một số trường hợp, sẽ đi tới giới hạn áp dụng của kiến thức và xuất hiện mâu thuẫn nhận thức mới cần giải quyết

PP3: Dạy học theo nhóm:

Dạy học theo nhóm là sự phát triển của phương pháp dạy học nhằm phát huy tính

tích cực tự chủ của HS Do đó, trong dạy học, khi tổ chức hoạt động nhóm, ta lấy tính tích cực của HS làm trung tâm tiếp cận từ việc dạy cho đến việc học vì hiệu quả thực tế của người học Theo cách dạy học này, lớp học được chia làm nhiều nhóm nhỏ, mỗi nhóm từ 4 đến 6 HS, nhóm được duy trì cho từng tiết học, các nhóm được giao cùng một nhiệm vụ giống nhau hoặc khác nhau Trong mỗi nhóm có một nhóm trưởng, nhóm trưởng chịu trách nhiệm phân chia công việc cho các thành viên trong nhóm Trong thực hiện công việc, các thành viên trong nhóm làm việc tích cực và tạo không khí thi đua với các nhóm khác, GV tạo điều kiện cho HS hứng thú trong không khí thi đua này Mỗi nhóm sẽ trình bày kết quả của mình trước toàn lớp và các nhóm có thể trao đổi tranh luận với nhau về kết quả của nhóm khác cũng như kết quả của nhóm mình

1.3.2 Tổ chức dạy học vật lí theo hướng phối hợp một số phương pháp

Các PPDH tích cực là một thuật ngữ rút gọn để chỉ những PPDH mà trong đó người

GV tổ chức các hoạt động dạy và học thống nhất nhau, phát huy được tối đa khả năng làm việc của HS trong và ngoài lớp nhằm rèn luyện tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học PPDH nói chung cũng như PPDH VL nói riêng rất đa dạng và phong phú Mỗi PPDH được thực hiện phù hợp với nội dung, đối tượng, điều kiện cơ sở vật chất dạy học cụ thể, nhưng điều quan trọng hơn là phụ thuộc vào ý tưởng của GV trong vấn đề xử lí nội dung cũng như ý đồ tác động của GV đối với HS Điều này càng thấy

rõ trong việc đổi mới dạy học Thông thường, trước một bài học, đa số GV suy nghĩ, làm thế nào để có thể truyền tải hết nội dung SGK đến HS Bây giờ cần suy nghĩ thêm,

và tất nhiên sẽ khó khăn hơn, dạy như thế nào để có thể phát triển người học tốt nhất Thực ra, không có PPDH nào là cũ nếu người GV sử dụng PPDH với ý thức phát triển

HS như đã nói Không ai có thể loại bỏ PPDH diễn giảng bởi vì nó vẫn có tác dụng đối với những bài học có tính chất lí luận, những vấn đề khó mà không có thời gian để HS trao đổi trên lớp

Phối hợp tốt các phương pháp dạy học nhằm hai mục đích chính như sau:

+ Để tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS phải phối hợp nhiều phương pháp với nhau Những phương pháp có tác dụng tốt nhất trong việc tích cực hoá hoạt động nhận thức là: Dạy học nêu vấn đề, dạy học theo phương pháp thực nghiệm, dạy học hợp tác nhóm, theo dự án,

+ Để thực hiện dạy học phân hoá theo trình độ năng lực, thiên hướng và nhịp độ học

tập của HS, tạo thuận lợi cho sự bộc lộ và phát triển tiềm năng của mỗi HS, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập

1.4 Các bước hướng dẫn giải bài tập nhằm phát triển năng lực GQVĐ

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

Quá trình giải một bài tập vật lý thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài tập, xem xét hiện tượng vật lý, xác lập được những mỗi quan hệ cụ thể dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lý vào điều kiện cụ thể của bài tập đã cho Từ đó tính toán những mối liên hệ đã xác lập được để dẫn đến lời giải và kết luận chính xác Việc nắm vững những mối liên hệ này sẽ giúp GV định hướng phương pháp dạy bài tập một cách hiệu quả Bài tập vật lý rất đa dạng nên phương pháp giải cũng rất phong phú Vì vậy, chúng

ta không thể chỉ ra được một phương pháp nào cụ thể mà có thể áp dụng để giải được tất cả các bài tập Từ sự phân tích như đã nói ở trên, có thể vạch ra một dàn bài chung gồm các bước chính như sau:

Bước 1: Tìm hiểu nội dung bài toán

- Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu ý nghĩa của những thuật ngữ quan trọng, xác định đâu là

ẩn số, đâu là dữ kiện

- Dùng kí hiệu tóm tắt đề bài cho gì? Hỏi gì? Dùng hình vẽ mô tả lại tình huống, minh họa nếu cần

- Khi thực hiện bước này là giúp cho HS phát hiện và thâm nhập được vấn đề

Bước 2: Phân tích hiện tượng

- Nhận biết các dữ kiện bài toán đã cho trong đề bài có liên quan đến những kiến thức, khái niệm, hiện tượng, quy tắc, định luật vật lý nào

- Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đề bài, mỗi giai đoạn

bị chi phối bởi những đặc tính nào, định luật nào Từ đó, học sinh mới hiểu rõ được bản chất của hiện tượng, tránh áp dụng công thức một cách máy móc

Bước 3: Xây dựng bài giải

Bước này là tìm quan hệ giữa ấn số phải tìm với các dữ kiện đã cho Đối chiếu các

dữ kiện đã cho và cái cần tìm liên hệ với nhau như thế nào, qua công thức, định luật nào

để xác lập mối liên hệ Thành lập các phương trình liên hệ giữa ẩn số cần tìm và cái đã cho với chú ý có bao nhiêu ẩn số thì có bấy nhiêu phương trình

* Đối với những bài tập tổng hợp phức tạp, có hai phương pháp xây dựng lập luận

để giải:

- Phương pháp phân tích: Xuất phát từ ẩn số cần tìm, ta tìm ra mối liện hệ giữa ẩn

số với một đại lượng nào đó theo một định luật đã xác định ở bước 2, diễn đạt bằng công thức có chứa ẩn số Sau đó tiếp tục phát triển lập luận hoặc biến đổi công thức này theo các dữ kiện đã cho Cuối cùng đi đến công thức chứa ẩn số

và các dữ kiện đã cho của bài toán

- Phương pháp tổng hợp: Xuất phát từ dữ kiện đã cho của đầu bài, xây dựng lập luận hoặc biến đổi công thức diễn đạt mối quan hệ giữa các dữ kiện đã cho với các đại lượng khác để tìm công thức cuối cùng có chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho bài toán

* Đối với bài tập định tính: Ta không cần tính toán nhiều mà chủ yếu sử dụng lập luận, suy luận logic dựa vào kiến thức vật lý để giải thích hoặc dự đoán hiện tượng xảy

ra

Bước 4: Rút ra các kết quả cần tìm

Trong quá trình giải bài tập thì các kĩ năng tính toán, kĩ năng vận dụng các công cụ toán học, kĩ năng thực hành vật lý quyết định sự thành công của việc giải bài tập Mỗi bài tập là một dịp tốt giúp HS rèn luyện kĩ năng

Bước 5: Đánh giá việc giải toán và biện luận

Phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phù hợp với điều kiện

đề bài hoặc không phù hợp với điều kiện thực tiễn Việc biện luận này cũng là một cách

để kiểm tra sự đụng đắn của quá trình lập luận hoặc có thể giúp HS có thể tự phát hiện

ra những sai lầm của quá trình lập luận, sự vô lý của kết quả thu được

Để hoạt động giải bài tập vật lý của HS đạt kết quả tốt, GV cần phải trợ giúp học sinh bằng cách xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng tư duy

1.5 Nguyên tắc, quy trình lựa chọn BTVL để bồi dưỡng năng lực GQVĐ

1.5.1 Nguyên tắc lựa chọn bài tập vật lý để bồi dưỡng năng lực GQVĐ

- Hệ thống các bài tập không chỉ sử dụng trong dạy học vật lý ở trường THPT nói riêng, mà còn có thể sử dụng trong quá trình dạy học nói chung và có thể vận dụng trong thực tiễn

- Trong quá trình sử dụng hệ thống bài tập, GV cần quan tâm đúng mức tới việc tăng cường hoạt động cho người học, phát huy tối đa có thể tính tích cực, độc lập cho người học

- Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể 2018 [4] đưa ra các biểu hiện năng lực GQVĐ của HS gồm: “nhận ra ý tưởng mới”, “phát hiện và làm rõ vấn đề”, “hình thành

và triển khai ý tưởng mới”, “đề xuất giải pháp”, “thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ”, “tư duy độc lập”

- Từ những phân tích và tổng hợp các ý kiến ở mục 1.1.1, chúng tôi xác định năng lực GQVĐ gồm các kĩ năng thành tố sau:

Đ1 Đề xuất các giải pháp GQVĐ nêu trong đề bài

Đ2 Lựa chọn giải pháp tối ưu để GQVĐ

L3 Trình bày được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình

4 Đánh giá và

điều chỉnh giải

pháp

ĐG1 Biện luận tính đúng đắn của kết quả

ĐG2 Điều chỉnh và vận dụng giải quyết những nhiệm vụ đặt ra tiếp theo

1.3.2 Quy trình xây dựng BT theo định hướng bồi dưỡng năng lực GQVĐ

Sau khi nghiên cứu quy trình xây dựng bài tập của nhiều tác giả trước đây: Nguyễn Hòa Bình (2015) [1]; Nguyễn Khả Thụ (2013) [10]; Nguyễn Minh Hiển (2015) [7], đồng thời căn cứ vào đặc điểm, cấu trúc kiến thức phần “Sóng cơ và sóng âm” và năng lực, trình độ nhận thức, tâm lí của HS, tôi đề xuất quy trình xây dựng bài tập gồm 5 bước như sau:

Hình 1.3.1 Quy trình xây dựng bài tập

1.4 Thực trạng của việc hướng dẫn giải bài tập v ật lý ở trường THPT

1.4.1 Thực trạng việc hướng dẫn giải bài tập ở trường THPT

Để tìm hiểu thực trạng việc hướng dẫn giải bài tập vật lý nói chung và bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” nói riêng cũng như việc tổ chức dạy tiết bài tập theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh hiện nay, tôi tiến hành khảo sát các giáo viên và học sinh ở các trường THPT Trần Văn Kỹ, Thừa Thiên

Bước 1 Xác định mục tiêu bài học/chủ đề Bước 2 Phân tích logic nội dung bài học/chủ đề Bước 3 Xác định kiến thức, KN hình thành Bước 4 Xây dựng nội dung bài tập

Bước 5 Kiểm tra, thực nghiệm, đánh giá

Huế và Trường THPT Thái Phiên, Đà Nẵng bằng cách:

- Trao đổi với giáo viên, dự giờ, xem giáo án

- Trao đổi với học sinh, tìm hiểu về cách học bài tập vật lý

- Dùng phiếu điều tra lấy ý kiến của giáo viên và học sinh

Căn cứ vào thông tin thu nhận được qua điều tra, chúng tôi rút ra một số nhận xét sau đây:

* Đối với giáo viên:

Hầu hết giáo viên cho rằng bài tập “Sóng cơ và sóng âm” có vai trò quan trọng trong chương trình vật lý 12 nói riêng và vật lý phổ thông nói chung

Tất cả các GV vật lý được hỏi ý kiến đều xác định mục đích chính của giờ giải bài tập là củng cố kiến thức và rèn luyện phương pháp giải bài tập Hình thức

tổ chức giải bài tập chủ yếu là GV nêu đề bài, tổ chức cho cả lớp thảo luận, phân tích để giải bài tập Song các giờ bài tập vẫn chủ yếu thiên về giải các bài tập định lượng trong sách giáo khoa và sách bài tập Chỉ có một số ít giáo viên biên soạn các bài tập theo hệ thống và bài tập tổng hợp kiến thức

Thực hiện theo định hướng đổi mới phương pháp dạy học, hầu hết các GV vật

lí ở THPT đã có sự tìm hiểu và vận dụng phương pháp dạy học phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh như đàm thoại, phát hiện và giải quyết vấn đề, tổ chức hoạt động nhóm,…Tuy nhiên, trong các giờ bài tập thì hầu như phương pháp chủ yếu là gọi một vài HS khá lên bảng giải bài tập các HS khác theo dõi và sau đó GV nhận xét bài giải

* Đối với học sinh:

Việc học sinh học bài tập vật lý ở trên lớp rất thụ động, chỉ có một số học sinh khá và đam mê học vật lý thì tìm tòi, mày mò để giải bài tập và đọc thêm tài liệu, còn đa số thì chờ giáo viên hoặc bạn giải rồi chép vào vở

Nhiều học sinh giải bài tập vật lý mà không hiểu được bản chất vật lý, chỉ áp dụng công thức rồi suy ra kết quả

Trong các giờ bài tập, hầu hết học sinh cho rằng các giờ bài tập học tại trường

là tẻ nhạt, rời rạc Vấn đề học sinh quan tâm khi giải bài tập vật lý: Phần lớn các

em quan tâm đến việc tìm ra đáp án cho bài toán Những học sinh ở mực độ trung bình, yếu thì lại quan tâm tới độ khó, dễ của bài toán Trong các giờ bài tập vật lý, học sinh mong muốn nắm được phương pháp giải bài tập chung, cúng cố kiến thức, vận dụng kiến thức đã học, sau đó giải được các bài tập trong sách giáo khoa và sách tham khảo

Để khắc phục tình trạng đó, tôi cho rằng cần thay đổi tư duy trong cách dạy học bài tập vật lý của GV và cách học bài tập vật lý của học sinh GV không thể truyền thụ một chiều theo cách áp đặt, học sinh thì thụ động tiếp thu ghi chép lời giải Trong các giờ dạy lý thuyết hay giờ dạy bài tập cần lấy học sinh làm trung tâm, giáo viện cần tổ chức các tình huống có vấn đề đòi hỏi học sinh phải dự đoán, tranh luận, tự đề xuất giải pháp và học sinh tự tin tham gia một cách tích cực chủ động vào mọi hoạt động của quá trính dạy học

Đối với chương “Sóng cơ và sóng âm” là chương có vị trí quan trọng trong chương trình vật lý 12, số lượng bài tập nhiều, đa dạng và khó, vì vậy cần hệ thống phân loại thành các dạng bài tập rồi hướng dẫn học sinh giải theo định hướng giải quyết vấn đề Nếu làm được như vậy thì không những học sinh sẽ nắm được toàn

bộ bài tập ở phần này mà còn biết cách phân tích, khái thác để giải một bài tập vật

lý nói chung và từ đó năng lực giải bài tập của các em được nâng cao và cải tạo được tính tích cực, sự hứng thú khi học vật lí

1.4.2 Nội dung và phương pháp điều tra

1.4.2.1 Nội dung điều tra

- Chúng tôi tiến hành điều tra 25 giáo viên của 2 trường THPT Trần Văn Kỷ, Thừa Thiên Huế và Trường THPT Thái Phiên, Đà Nẵng với 200 HS Trường THPT trên địa bàn Thành phố Đà Nẵng để tìm hiểu thực trạng việc dạy học bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho học sinh thông qua việc dạy học bài tập vật lý

1.4.2.2 Phương pháp điều tra

Sử dụng phiếu điều tra và phiếu thăm dò ý kiến để biết thực trạng dạy học bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho học sinh THPT

1.4.3 Kết quả điều tra

1.4.3.1 Kết quả tham khảo góp ý kiến của HS

Câu 1 Trong giờ học, các em thấy môn vật lý như thế nào?

Câu 2 Các em có thái độ như thế nào khi làm bài tập vật lí có nội dung giúp HS bồi

dưỡng năng lực GQVĐ do thầy (cô) giao nhiệm vụ?

Thích 30%

Bình thường 52%

Không thích 14%

Câu 3 Thái độ của em như thế nào khi đứng trước tình huống có vấn đề?

Rất hứng thú và tìm hiểu bằng mọi cách 36 18

Rất quan tâm 27%

Quan tâm 48%

Bình thường 19%

Không quan tâm 6%

Rất hứng thú

và tìm hiểu bằng mọi cách 18%

Hứng thú và muốn tìm hiểu 44%

Thấy lạ, không cần tìm hiểu 25%

Không hứng thú và không quan tâm 13%

Câu 4 Trước một tình huống có vấn đề, cách giải quyết của em như thế nào?

Quyết tâm gải quyết và tìm ra đáp án 36 18

Câu 5: Em thấy có cần thiết phải rèn luyện năng lực GQVĐ không?

Nhờ Thầy cô, bạn bè giải quyết 44%

Thấy khó, không muốn tìm hiểu 22%

Không quan tâm 16%

1.4.3.2 Kết quả tham khảo góp ý kiến của GV

Câu 1 Thầy (cô) đánh giá tầm quan trọng của việc hướng dẫn giải bài tập để phát triển năng lực GQVĐ hiện nay như thế nào?

Cần thiết 38%

Bình thường 14%

Không cần thiết 6%

Rất quan trọng 88%

Quan trọng 12%

Câu 2 Thầy (cô) giáo có thường xuyên sử dụng bài tập có nội dung để rèn luyện năng

lực GQVĐ trong dạy học không?

Câu 3 Theo đánh giá của Thầy/Cô, Khi dạy học theo phương pháp phát hiện năng lực

GQVĐ gặp những khó khăn nào?

Cần bổ sung thêm bài tập có liên quan

đến năng lực GQVĐ

Rất thường xuyên 4% Thường

xuyên 16%

Thỉnh thoảng 80%

Câu 4 Khi dạy học theo phương pháp rèn luyện năng lực GQVĐ, Thầy/Cô thường sử

dụng phương pháp nào?

(3)Sử dụng bài tập bồi dưỡng năng lực GQVĐ và

yêu cầu HS sử dụng kiến thức đã học để giải quyết 5 20

(4)Yêu cầu HS nhận xét lời giải của người khác, lập

luận bác bỏ quan niệm trái ngược và bảo vệ quan

điểm của mình

Phải bổ sung kiến thức các môn khác 16%

Phải tăng cường kiến thức thực tế 8%

Cần thời gian đầu tư vào liên môn 8%

Cần đổi mới phương pháp dạy học 48%

Cần bổ sung thêm bài tập

có liên quan đến năng lực GQVĐ 20%

(1) 20%

(2) 16%

(3) 20%

(4) 44%

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Dựa trên thực trạng của việc hướng dẫn giải BTVL ở các trường THPT hiện nay, tôi đã hệ thống được cơ sở lí luận bồi dưỡng năng lực GQVĐ của HS trong dạy học bài tập vật lý Trình bày cấu trúc của năng lực GQVĐ trong dạy học vật lí nói chung và dạy học BTVL nói riêng làm cơ sở định hướng bồi dưỡng các thành tố của nó trong quá trình dạy học Chương này đã nêu lên quy trình trình, nguyên tắc lựa chọn bài tập để bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho học sinh

Trên cơ sở lý luận và điều tra thực trạng, tôi sẽ trình bày cơ sở lý thuyết của chương

“Sóng cơ và sóng âm” và đưa ra quy trình, nguyên tắc để xây dựng hệ thống bài tập nhằm bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS

Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN

2.1.2 Sơ đồ cấu trúc của chương

Hình 2.1.1 Cấu trúc chương sóng cơ

Theo sơ đồ trên không có nghĩa sóng âm là hoàn toàn khác hẳn với sóng cơ mà

nó cũng là sóng cơ nhưng nó có một số tích chất đặc biệt như: tai ta nghe được(xét theo nghĩa thông thường); trong chất khí hoặc lỏng thì chỉ có sóng âm dọc mới truyền được, còn trong chất rắn thì có thể có cả sóng âm ngang và sóng âm dọc… nên tách ra thành một phần riêng Theo sơ đồ trên thì dựa trên cơ sở sóng cơ để xây dựng về sóng âm (vì

sóng âm có những tích chất tương tự với sóng cơ: giao thoa, nhiễu xạ ),

SÓNG CƠ

Sóng dọc Các đại lượng đặc trưng SÓNG CƠ

Nguồn âm nhạc

2.2 Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập

- Hệ thống các bài tập phải thể hiện rõ ý tưởng góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh, đồng thời cũng góp phần quan trọng vào việc làm cho học sinh nắm vững các tri thức, kĩ năng của môn học

- Hệ thống các biện pháp phải thể hiện tính khả thi, có thể thực hiện được trong quá trình dạy học

- Ngoài việc đề xuất, chúng tôi đã sưu tầm các BTVL theo hướng bồi dưỡng năng lực GQVĐ, và từ đó xây dựng hình thành một hệ thống BTVL dùng cho dạy học chương

“Sóng cơ và sóng âm” BTVL ở dạng này chỉ yêu cầu HS nắm được những khái niệm

cơ bản Thông qua những BT này sẽ rèn luyện cho HS phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống; thu thập và làm rõ thông tin có liên quan đến vấn đề; đề xuất

và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất để GQVĐ

2.3 Các dạng cơ bản về sóng cơ và sóng âm

2.3.1 Dạng 1 Tính các đại lượng cơ bản của sóng

* Bước sóng: có thể định nghĩa như sau:

+ Là quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kỳ dao động

+ Là khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha

+ Khoảng cách giữa hai lần gợn sóng (hoặc đỉnh sóng) liên tiếp gọi là bước sóng

* Tốc độ truyền sóng: là tốc độ truyền pha dao động và chỉ phụ thuộc vào tính chất đàn

hồi của môi trường (vr>vl>vk)

* Tần số f độc lập với các đại lượng khác

𝜆 = 𝑣 𝑇 =𝑣

𝑓

* Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng

- Phương truyền sóng tại hai điểm có toạ độ

u = acos ( t 2 x1 )

* Hệ quả: Xét trên một phương truyền sóng:

+ Khoảng cách của những điểm = số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha

1 ( 4 ) 1 2

* Lưu ý: Xét trên 1 phương truyền sóng, khi sóng lan truyền thì các phần từ “Sườn

trước” đi lên còn các phần tử “Sườn sau” đi xuống

Ví dụ 1 Một dây đàn hồi căng ngang Cho một đầu dao động theo phương thẳng đứng

với chu kỳ 2s thì trên dây có sóng truyền đi Sau thời gian 0,3s dao động truyền đi được 1,5 m Bước sóng là:

5 1

Ví dụ 2 Trên mặt nước có sóng, ta thấy khoảng cách giữa hai gợn sóng liên tiếp là 10

cm và một chiếc lá nhỏ trên mặt nước nho lên liên tiếp 3 lần trong thời gian 5 s Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là :

Sườn sau Sườn trước

Hình 2.3.1 Biểu diễn sóng cơ

A 4 cm/s B 6 cm/s C 8 cm/s D 2 cm/s

HD giải:

- Khoảng cách giữa hai lần gợn sóng là  nên  =10 cm

- Chiếc lá nhỏ nhô lên liên tiếp 3 lần tức là chỗ lá nhỏ có 3 gợn sóng liên tiếp đi qua Vậy nước ở đó thực hiện 2 lần dao động nên

• Trong T=0,1s sóng truyền được quãng đường λ

• Trong 2s song truyền được quãng được s=20λ

Ví dụ 4 Một sóng cơ học có tần số 500Hz, có tốc độ lan truyền 400m/s Hai điểm gần

nhất trên phương truyền sóng cách nhau một khoảng bao nhiêu để chúng dao động lệch pha nhau π/4?

d

10 1 , 0 500 8

400 8

8 4

Ví dụ 5 Một mũi nhọn S chạm nhẹ vào mặt nước và DĐĐH với f =20Hz Người ta thấy

hai điểm A, B trên mặt nước cùng nằm trên phương truyền sóng cách nhau một khoảng

d=10(cm) luôn dao động ngược pha nhau Tính tốc độ truyền sóng Biết rằng tốc độ của sóng có giá trị từ 0,8m/s đến 1m/s

HD Giải:

21221

20.1,021

)2

1()2

1(

)12(

2)12(

+

=+

=+

=



+

=+

=



k k

k

df v

f

v k k

d

k

d k

2 8 ,

Biết li độ dao động tại O có Phương trình U(O) = A cos(t +)thì:

+ Ly độ dao động tại M do O truyền tới với OM=x (Sóng truyền từ O đến M) là:

) T

2 (vi )

x 2 - t ( cos

A

)]

) v

x - (t ( cos[

s cm T

v= = =

Ví dụ 2 Sợi dây OA rất dài căng thẳng nằm ngang Cho đầu O dao động điều hoà theo

phương thẳng đứng với phương trình )

4 - t 10 2cos(

=

u(O)  

(cm) thì trên dây có sóng truyền đi với tốc độ là 5 m/s Phương trình dao động tại điểm M cách O là 12,5 cm là:

A u = 2cos( 10t)(cm) B )(cm)

4 - t 10 2cos(

=

2 - t 10 2cos(

) ( 1 2 , 0 5

) ( 2 , 0 10

2 2

m cm

OM x

m T

v

s T

2 ) 2

0,125 2

4 - t 10 2cos(

-=

Ví dụ 3 Cho đầu O của dây đàn hồi rất dài dao động điều hoà theo phương vuông góc

với dây, biên độ dao động là 4 cm, chu kỳ 0,1 s Lấy gốc thời gian là lúc đầu O có li độ cực đại Tốc độ truyền sóng trên dây là 40 m/s Phương trình dao động tại điểm M cách

O là 50cm là:

4 - t 20 4cos(

=

2 - t 20 4cos(

2 2

s rad

- Vậy u(O) = 4 cos (20t) (cm)

- Phương trình dao động tại M có dạng:

)(41,0.40

m cm

OM x

m T

v



4 - t 20 4cos(

) 4

0,5 2 - t 20 4cos(

=

(Chọn A)

Ví dụ 4 Sóng truyền với tốc độ không đổi là 10 m/s từ M đến O trên cùng phương

truyền sóng với MO=50 cm Coi biên độ không đổi Phương trình dao động tại điểm O

làu(O) = 5cos( 10t)(cm) Phương trình sóng tại M là:

2 - t 10 5cos(

=

2 t 10 5cos(

=

u  +

C )(cm)

4 - t 10 5cos(

=

6 t 10 5cos(

) 2

0,5 2 t 10 5cos(

Ví dụ 5 Một sóng cơ được truyền theo phương Ox với tốc độ 20 cm/s Biết khi truyền

biên độ không thay đôi Phương trình sóng tại O là t)

6 4cos(

=

u(O) 

(cm) Li độ dao động tại M cách O 40 cm lúc li độ dao động tại O đạt cực đại là:

) 240

40 2 - t 6 4cos(

4 t) 6