Sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen và Phương pháp đại số trong tổ chức hoạt động giải bài tập về dao động cơ điều hoà theo hướng phát huy tính tích cực của Học sinh trung học phổ thông

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

--------

NGUYỄN MẠNH THẮNG

SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN VÀ PHƢƠNG

PHÁP ĐẠI SỐ TRONG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP

VỀ DAO ĐỘNG CƠ ĐIỀU HOÀ THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH

TÍCH CỰC CỦA HỌC SINH THPT

Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lý

Mã số: 60.14.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:

PGS.TS.Nguyễn Thị Hồng Việt

THÁI NGUYÊN - 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii

Lời cảm ơn

Để hoàn thành luận văn này, tác giả xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới

cô giáo hướng dẫn khoa học, PGS. TS. Nguyễn Thị Hồng Việt, người đã tận

tình hướng dẫn và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện

luận văn.

Tác giả cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy giáo, cô

giáo trong khoa Vật Lý và Khoa Sau Đại Học Đại Học Sư Phạm Thái

Nguyên; các đồng nghiệp, thầy giáo, cô giáo trường Trung học phổ thông Tân

Yên số 1 và Trung học phổ thông Tân Yên số 2 huyện Tân Yên tỉnh Bắc

Giang; cùng gia đình bạn bè đã động viên, giúp đỡ tác giả trong thời gian làm

luận văn.

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2011

Nguyễn Mạnh Thắng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,

kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong

một công trình nào khác.

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2011

Tác giả

Nguyễn Mạnh Thắng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa…………………………………….............................................i

Lời cảm ơn…………………………………………………………............... ii

Lời cam đoan………………………………………………………................iii

Mục lục…………………………………………………………………..... ...iv

Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt………………………………….........ix

Danh mục các hình vẽ, bảng biểu……………………………………….........x

MỞ ĐẦU …………………………………………………………….....……1

1. Lý do chọn đề tài…………………………………………………….……..1

2. Phạm vi nghiên cứu……………….………………………………………..3

3. Mục tiêu đề tài …………………………….……………………………….3

4. Giả thuyết khoa học……………………….………………………………..3

5. Đối tượng nghiên cứu…………………….………………………………...4

6. Nhiệm vụ nghiên cứu……………………………………………………....4

7. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………...4

8. Cấu trúc luận văn…………………………………………………………...5

NỘI DUNG…………………………………………………………………...7

Chƣơng I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ SỬ DỤNG PHƢƠNG

PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐẠI SỐ TRONG TỔ

CHỨC HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG CƠ ĐIỀU HOÀ

THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC CỦA HỌC SINH

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG…………....………………………………….7

1.1 Phương pháp giải bài tập vật lý...….....………………….……………….7

1.1.1 Vai trò của bài tập Vật lý…………………………………...…………...7

1.1.2 Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học Vật lý………………...…....9

1.1.3 Phương pháp giải bài tập Vật lý ……………...………………………...9

1.1.4 Phương tiện giải bài tập Vật lý………………..…………………….....13

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v

1.1.4.1 Phương pháp số.………………………..………………..…………..13

1.1.4.2 Phương pháp đại số…………..………..………………….………....13

1.1.4.3 Phương pháp đồ thị .............................................................................14

1.2 Tính tích cực……………………….……………………………….........17

1.2.1 Tính tích cực nhận thức là gì?………………………………………....17

1.2.2 Đặc điểm của tính tích cực …………...……………………………….18

1.2.3 Biểu hiện của tính tích cực trong hoạt động nhận thức…………….....19

1.2.3.1 Một vài đặc điểm về tính tích cực của HS…………………………...21

1.2.3.1.1 Tính tích cực bên ngoài và tính tích cực bên trong………...……...21

1.2.3.1.2 Tính tích cực của học sinh có mặt tự phát và mặt tự giác ……….21

1.2.4 Vai trò của tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong hoạt

động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý……………...………….22

1.2.5 Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của hoạt động……....23

1.2.6 Các tiêu chí đánh giá tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học

sinh…………………………………………………………………………..24

1.2.6.1 Mức độ hoạt động của học sinh trong giờ học………………………24

1.2.6.2 Sự tập trung chú ý của học sinh trong giờ học….…………………...25

1.2.6.3 Kết quả học tập ……...…………….………………………….....…25

1.3 Cơ sở thực tiễn về sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen và phương pháp

đại số trong tổ chức hoạt động giải bài tập về dao động cơ điều hoà theo

hướng phát huy tính tích cực của học sinh trung học phổ thông………….…26

1.3.1 Lập phiếu điều tra…………….………………………………………..27

1.3.2 Đánh giá kết quả điều tra………………………………………...….…27

Kết luận chƣơng I………………………………………………………......29

CHƢƠNG II: SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN VÀ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi

PHƢƠNG PHÁP ĐẠI SỐ ĐỂ GIẢI BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG CƠ

ĐIỀU HÒA THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC CHO HỌC

SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG……………........................................30

2.1 Xây dựng tiến trình giải bài tập về dao động điều hòa sử dụng phương

pháp giản đồ Fre-nen và phương pháp đại số theo hướng phát huy tính tích

cực cho học sinh trung học phổ thông…………………............... ………….30

2.1.1 Kết hợp phương pháp giản đồ Fre-nen và phương pháp đại số để giải

bài tập về dao động cơ điều hoà theo hướng phát huy tính tích cực cho học

sinh trung học phổ thông………………………………………….…………31

2.1.2 Xây dựng tiến trình giải bài tập về dao động điều hòa sử dụng phương

pháp giản đồ Fre-nen và phương pháp đại số theo hướng phát huy tính tích

cực cho học sinh trung học phổ thông……………..……………...................31

2.2 Đặc điểm về nội dung kiến thức và sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương

“Dao động cơ” - Vật lý lớp 12………....................................................……35

2.2.1 Đặc điểm về nội dung kiến thức chương Dao động cơ - Vật lý lớp

12…………………………………………………………………...……......35

2.2.2 Mục tiêu về kiến thức, kĩ năng và thái độ………………….………….39

2.2.2.1 Mục tiêu về kiến thức……………….……………………………….39

2.2.2.2 Mục tiêu về kĩ năng ………………………………………………...40

2.2.2.3 Mục tiêu về thái độ…………………….…………………………....40

2.2.3 Sơ đồ cấu trúc lô gíc nội dung chương Dao động cơ - Vật lý lớp 12….40

2.3 Phân dạng các bài tập chương Dao động cơ………….………………….41

2.3.1 Nguyên tắc phân dạng các bài tập …………………………………….41

2.3.2 Cơ sở phân dạng các bài tập chương Dao động cơ…………….……...42

2.3.3 Phân dạng các bài tập chương Dao động cơ…………………….……..43

2.4 Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động giải bài tập về dao động điều hoà

chương “Dao động cơ” với sự vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen và

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii

phương pháp đại số theo hướng phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận

thức của học sinh ……………………………………………………………60

2.4.1 Đề xuất vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen và phương pháp đại số

theo hướng phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh

………………………………………………………………..…...............…60

2.4.2 Đề xuất việc thiết kế tiến trình kết hợp phương pháp giản đồ Fre-nen và

phương pháp đại số theo hướng phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận

thức của học sinh …………………………………….…………..………….61

2.4.3 Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động giải bài tập về dao động điều hoà

chương “Dao động cơ” với sự vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen và

phương pháp đại số theo hướng phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận

thức của học sinh ……………………………………………………………62

Kết luận chƣơng 2……………………………………….………...……….88

CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM……….…………………....90

3.1 Mục đích, nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm……………………..…...90

3.1.1 Mục đích…………………………………………………………….....90

3.1.2 Nhiệm vụ……………………………………………………….……...90

3.2 Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm……………………….…..90

3.2.1 Đối tượng……………………………………………………………....90

3.2.2 Nội dung ……………………………….……………………………...90

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm…………..…………………………91

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm ……………..………………………………...91

3.3.2 Tiến hành dạy thực nghiệm và quan sát giờ học…………..…………..91

3.3.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm…...…………………………..92

3.3.4 So sánh kết quả thực nghiệm sư phạm với giả thuyết khoa học đã đề

ra…………………..…………………………………………………………92

3.4 Tổ chức thực nghiệm sư phạm.………………………………………….92

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn viii

3.4.1 Chuẩn bị thực nghiệm………………………………………………....92

3.4.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm……………..………………………..93

3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm…………..……………………..93

3.5.1 Tiêu chí đánh giá ...................................................................................93

3.5.2 Các tham số thống kê đặc trưng.............................................................94

3.5.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm …………………...………….92

3.5.3.1 Đánh giá định tính………...…………………………………………92

3.5.3.2 Đánh giá định lượng thông qua xử lí, phân tích bài kiểm tra bằng

phương pháp thống kê ………………………………………………………97

3.5.3.3 Nhận xét ...........................................................................................102

KẾT LUẬN CHƢƠNG III………………………………..………… ..…103

KẾT LUẬN CHUNG…………………………………………..…………104

DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................107

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ix

NHỮNG TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

ĐC Đối chứng

DĐĐH Dao động điều hoà

GV Giáo viên

HS Học sinh

HĐNT Hoạt động nhận thức

PP Phương pháp

SGK Sách giáo khoa

SBT Sách bài tập

THPT Trung học phổ thông.

TN Thực nghiệm

TNSP Thực nghiệm sư phạm

TTC Tính tích cực

VTCB Vị trí cân bằng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn x

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢNG

Trang

Hình 1.1 Mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà – giản

đồ Fre-nen……………………………………………………...................….15

Hình 2.2 Vòng tròn lượng giác……………………………………….……...17

Hình 2.3 Xác định thời gian, thời điểm chuyển động……………………….47

Hình 2.4. Xác định thời gian lớn nhất, bé nhất trong quãng đường S…….…48

Hình 2.5. Xác định quãng đường lớn nhất, bé nhất trong thời gian t…….….54

Hình 2.6. Xác định quãng đường chuyển động…………………….………..55

Hình2.7. Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số… ……58

Bảng 1.1: Bảng đánh giá kết quả học tập của HS………………...…………26

Bảng 2.1 Phân phối chương trình chương Dao động cơ……….…………..38

Bảng 3.1: Thống kê biểu hiện của TTC của HS……………………………..96

Bảng 3.2: Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra……...…………97

Bảng 3.3: Bảng xếp loại kiểm tra……………………………………………98

Bảng 3.4: Phân phối tần suất kết quả kiểm tra………………………………99

Bảng 3.5 Phân phối tần số luỹ tích………….……….……………………..100

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các tham số ……………………….………..……102

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Trong sự nghiệp giáo dục, Đảng và nhà nước ta đã xác định: “Giáo dục

là quốc sách hàng đầu”. Để thực hiện mục tiêu đề ra, Nghị Quyết Hội nghị lần

thứ 2 Ban chấp hành Trung ương Đảng đã quán triệt: “Đổi mới mạnh mẽ

phương pháp(PP) giáo dục – đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn

luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng phương

pháp tiên tiến và phương pháp hiện đại vào quá trình dạy học…”[2].

Giáo dục cần tạo ra đội ngũ lao động có khả năng đáp ứng được đòi hỏi

mới của xã hội và thị trường lao động, đặc biệt là năng lực hành động, tính

năng động, sáng tạo, tính tự lực và trách nhiệm cũng như năng lực cộng tác

làm việc, năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp. Với yêu cầu đó, ngành

giáo dục nước ta phải đổi mới toàn diện về: mục tiêu giáo dục, về chương

trình, sách giáo khoa (SGK), đội ngũ giáo viên (GV), phương tiện dạy học và

đặc biệt là PP dạy học.

Mục tiêu của giáo dục trong giai đoạn đổi mới đã được chỉ rõ trong Nghị

Quyết Trung ương khóa VIII lần 2: “Một mặt phải đảm bảo cho thế hệ trẻ tiếp

thu những tinh hoa của nền văn hóa nhân loại, mặt khác phải phát huy tính

năng động của mỗi cá nhân, bồi dưỡng năng lực sáng tạo, bồi dưỡng tình

cảm, thái độ cho HS”[2].

Như vậy, việc nghiên cứu các PP giáo dục nhằm phát huy tính tích cực (TTC)

trong hoạt động nhận thức (HĐNT) của HS để nâng cao chất lượng dạy học là

vấn đề cấp thiết đối với mọi GV và các nhà quản lý giáo dục. Nó đã và đang

trở thành một xu hướng ở các trường phổ thông hiện nay.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2

Trong dạy học vật lý, bài tập vật lý rất quan trọng, giúp HS hiểu sâu hơn

các hiện tượng các quy luật Vật lý, biết phân tích và vận dụng chúng vào việc

giải quyết những vấn đề thực tiễn đặt ra. Thông qua bài tập ở hình thức này

hay hình thức khác, tạo điều kiện cho HS vận dụng linh hoạt những kiến thức

để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì những

kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và trở thành vốn riêng của HS. Đặc biệt

trong quá trình giải bài tập, với những tình huống cụ thể, HS phải sử dụng các

thao tác tư duy khác nhau như: so sánh, tổng hợp, khái quát hoá, trừu tượng

hoá, … để giải quyết vấn đề. Vì vậy, trong quá trình giải bài tập, tư duy HS có

cơ hội để rèn luyện và phát triển tư duy, óc tưởng tượng, khả năng độc lập

trong suy nghĩ và giải quyết các vấn đề trong thực tiễn, cũng như rèn luyện

tính kiên trì của HS.

Các kiến thức vật lý ở chương trình trung học phổ thông (THPT)

thường gắn liền với hiện tượng tự nhiên và thực tế cuộc sống. Do vậy để giải

quyết được vấn đề đặt ra trong cuộc sống thì HS cần am hiểu và biết vận dụng

các kiến thức đó vào thực tế cuộc sống. Và bài tập vật lý là một trong các yếu

tố giúp cho HS giải quyết vấn đề trên.

Vấn đề đặt ra là: Trong khoảng thời gian cho phép HS phải giải xong

các bài tập và tránh được những sai sót có thể mắc phải trong quá trình tính

toán và có thể kiểm tra được kết quả một cách nhanh chóng.

Trong chương “Dao động cơ” vật lí 12, nếu chỉ sử dụng PP giải toán áp

dụng các công thức đại số thì HS phải thực hiện nhiều phép tính lượng giác,

điều này gây nhiều khó khăn cho HS. Ngoài ra, sự thay đổi cách dùng hàm

cosin thay cho hàm sin trong chương trình, SGK mới so với SGK cũ và một

số sách tham khảo cũng gây ra sự lúng túng cho HS khi giải các bài toán này.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3

Vậy làm cách nào giúp HS giải được các bài toán của chương “Dao động cơ”

- Vật lí 12 mà không gặp nhiều rắc rối ở các công thức toán học, đồng thời

giúp HS tính toán chính xác và có thể phát huy được TTC của HS trong

HĐNT?

Vấn đề sử dụng PP giản đồ Fre-nen và PP đại số trong dạy học chương

“Dao động cơ” đã có một số tác giả đề cập tới trong các công trình nghiên

cứu của mình như: Bùi Thị Vinh, Trần Thế An, ...

Với những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Sử dụng PP

giản đồ Fre-nen và PP đại số trong tổ chức hoạt động giải bài tập về dao

động cơ điều hoà theo hướng phát huy TTC của HS THPT”.

2. Phạm vi nghiên cứu

Luận văn chỉ nghiên cứu trong phạm vi:

+ Các bài tập chương “Dao động cơ” - Vật lý 12.

+ Sử dụng PP giản đồ Fre-nen và PP đại số trong tổ chức hoạt động giải bài

tập về dao động cơ điều hoà theo hướng phát huy TTC trong HĐNT nhằm

góp phần nâng cao kết quả học tập cho HS.

+ Đối tượng HS: trường THPT Tân Yên số 1 và trường THPT Tân Yên số 2.

3. Mục tiêu đề tài

Sử dụng PP giản đồ Fre-nen và PP đại số trong tổ chức hoạt động giải bài tập

về dao động cơ điều hòa theo hướng phát huy TTC trong HĐNT của HS

nhằm góp phần nâng cao kết quả học tập cho HS THPT.

4. Giả thuyết khoa học

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

4

Nếu tổ chức hoạt động giải bài tập về dao động cơ điều hoà theo hướng

phát huy TTC có sử dụng PP giản đồ Fre-nen và PP đại số thì có thể góp phần

nâng cao kết quả học tập cho HS THPT.

5. Đối tƣợng nghiên cứu

Hoạt động giải bài tập về dao động điều hòa chương “Dao động cơ”

với việc sử dụng PP giản đồ Fre-nen và PP đại số cho HS THPT.

6. Nhiệm vụ nghiên cứu

6.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận về thiết kế giờ dạy bài tập vật lý theo

hướng phát huy TTC của HS:

+ PP giải bài tập Vật lý.

+ PP Fre-nen và PP đại số

+ TTC của HS trong học tập.

6.2. Điều tra thực trạng việc sử dụng PP giản đồ Fre-nen và PP đại số

trong tổ chức hoạt động giải bài tập về dao động cơ điều hòa theo hướng phát

huy TTC cho HS ở trường THPT Tân Yên số 1 và trường THPT Tân Yên số

2.

6.3. Vận dụng lý luận và thực tiễn để xây dựng tiến trình hoạt động giải

bài tập chương Dao động cơ.

6.4. Thực nghiệm sư phạm(TNSP).

7. PP nghiên cứu

* PP nghiên cứu lý thuyết.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

5

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, các văn bản của nhà nước và của

nghành về giáo dục ở trường THPT.

- Nghiên cứu các PP dạy học.

- Nghiên cứu HĐNT, TTC trong HĐNT của HS.

- Nghiên cứu chương trình, SGK, SBT, sách giáo viên và tài liệu tham

khảo có liên quan đến chương “ Dao động cơ ” - Vật lí 12.

- Nghiên cứu PP giản đồ Fre-nen và PP đại số.

* PP nghiên cứu thực tiễn.

- Nghiên cứu nhận thức của học sinh về PP giản đồ Fre-nen.

- Nghiên cứu tình hình thực tế về việc sử dụng PP giản đồ Fre-nen và

PP đại số trong việc giải bài tập vật lý của HS trường THPT Tân Yên số 1 và

HS trường THPT Tân Yên số 2 tại huyện Tân Yên tỉnh Bắc Giang thông qua

phiếu điều tra.

* PP TNSP.

- Tiến hành TNSP có ĐC tại trường THPT để đánh giá kết quả của đề

tài.

* PP thống kê toán học

- Để sử lý các kết quả TN của đề tài.

8. Cấu trúc luận văn

I. Mở đầu.