Xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập chương "dao động cơ" vật lý lớp 12 trung học phổ thông chương trình cơ bản theo hướng phát huy tính tích cực tự chủ và bồi dưỡng năng lưc sáng tạo của học sinh.

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHẠM THỊ THÚY HỒNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG

“DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÝ LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG,

CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC

TỰ CHỦ VÀ BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

(BỘ MÔN VẬT LÝ)

Mã số: 60 14 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ

Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. NGUYỄN HUY SINH

Hµ Néi - 2012

i

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện, tôi đã hoàn thành đề tài

nghiên cứu của mình. Để có được kết quả này, ngoài sự nỗ lực, tìm tòi, học

hỏi, nghiên cứu của bản thân, tôi luôn nhận được sự ủng hộ giúp đỡ nhiệt tình

từ các thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp.

Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Giáo dục - Đại học quốc

gia Hà Nội đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi được học tập nghiên cứu trong

suốt khóa học. Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong nhà trường đã

truyền thụ cho tôi vốn kiến thức vô cùng quý báu để tôi có thể hoàn thành tốt đề

tài và làm giàu thêm hành trang kiến thức trên con đường sự nghiệp của mình.

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS. TS Nguyễn Huy Sinh –

người đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

này.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng tập thể giáo viên

và học sinh trường THPT Trần Quốc Tuấn đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong

quá trình thực nghiệm sư phạm.

Hà Nội, tháng 12 năm 2012

Tác giả

Phạm Thị Thúy Hồng

ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BT: Bài tập

BTVL: Bài tập vật lí

CCGD: Cải cách giáo dục

ĐC: Đối chứng

HD: Hướng dẫn

HS: Học sinh

GV: Giáo viên

SBT: Sách bài tập

SGK: Sách giáo khoa

THPT: Trung học phổ thông

THCS: Trung học cơ sở

TNKQ: Trắc nghiệm khách quan

TNKQNLC: Trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn

TN: Thực nghiệm

TSLT: Tần suất lũy tích

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1. Kết quả điều tra giáo viên trường THPT Trần Quốc Tuấn -

Hải Hậu - Nam Định............................................................................................. 20

Bảng 1.2: Kết quả điều tra học sinh. ................................................................ 21

Bảng 3.1. Thống kê số điểm kiểm tra sau khi TNSP của các lớp TN và ĐC ...... 98

Bảng 3.2. Xử lí kết quả với các thông số tính toán theo phương pháp thống kê.......... 99

Bảng 3.3: Các tham số đặc trưng tính được dùng để so sánh sau TNSP ............. 100

Bảng 3.4: Tần suất và tần suất lũy tích................................................................ 100

iv

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Sơ đồ 1.1: Phân loại các bài tập vật lí ................................................................ 7

Sơ đồ 1.2. Luận giải bài tập vật lí ....................................................................... 10

Sơ đồ 2.1. Phân loại các dạng bài tập chương “Dao động cơ” vật lí 12

chương trình cơ bản.............................................................................................. 41

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Hình 2.1: Mô tả chiều dài lớn nhất và nhỏ nhất của lò xo ................................... 32

Hình 2.2: Mô tả dao động tắt dần của con lắc lò xo ..................................... 35

Hình 2.3: Tổng hợp hai dao động điều hòa bằng véc tơ quay.............................. 36

Hình 2.4: Mô tả mối quan hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà ........ 46

Hình 2.5: Vẽ hai véc tơ quay ứng với hai vị trí của vật ....................................... 48

Hình 2.6 : Biểu diễn góc quét của hai véc tơ quay.............................................. 50

Hình 2.7 : Biểu diến hai véc tơ quay tại hai thời điểm t1 và t2 ........................................... 54

Hình 2.8: Con lắc lò xo nằm trên mặt phẳng nghiêng.......................................... 58

Hình 2.9: Biểu diễn cấu tạo của con lắc đơn..................................................................... 72

Hình 2.10: Mô tả dao động tắt dần của con lắc trong môi trường có ma sát ...... 83

Hình 2.11: Dao động của con lắc lò xo tắt dần dưới tác dụng của lực ma sát .... 84

Hình 3.1: Phân bố điểm theo 11 bậc lớp TN và lớp ĐC ..................................... 101

Hình 3.2: Đường phân bố tần suất lũy tích của lớp TN và lớp ĐC...................... 101

v

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn............................................................................................................ i

Danh mục viết tắt.................................................................................................. ii

Danh mục các bảng............................................................................................... iii

Danh mục các hình, sơ đồ .................................................................................... iv

Mục lục ................................................................................................................. v

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

Chương1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY GIẢI BÀI TẬP

VẬT LÍ PHỔ THÔNG....................................................................................... 4

1.1. Khái niệm về giải bài tập vật lí ..................................................................... 4

1.2. Vai trò và tác dụng của bài tập vật lí ........................................................... 4

1.2.1. Thông qua dạy học về bài tập vật lí sẽ giúp học sinh nắm vững một

cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn các quy luật và hiện tượng vật lí ....... 4

1.2.2. Bài tập vật lí là công cụ và là phương tiện giúp học sinh nghiên cứu tài

liệu mới................................................................................................................. 4

1.2.3. Bài tập vật lí là phương tiện để học sinh rèn luyện kỹ năng, khả năng

vận dụng kiến thức, liên hệ lí thuyết với thực tế, học tập với đời sống ............. 4

1.2.4. Bài tập vật lí có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc rèn luyện tư duy,

bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh ............................... 5

1.2.5. Bài tập vật lí là phương tiện giúp học sinh ôn tập, củng cố kiến thức

đã học một cách sinh động và có hiệu quả .......................................................... 5

1.2.6. Bài tập vật lí là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của

học sinh một cách chính xác................................................................................. 5

1.2.7. Bài tập vật lí góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện chứng

cho học sinh, làm cho họ hiểu thế giới tự nhiên là thế giới vật chất, vật chất

luôn ở trạng thái vận động, giúp họ tin vào sức mạnh của mình, mong muốn

đem tài năng trí tuệ cải tạo tự nhiên ..................................................................... 5

1.3. Phân loại bài tập vật lí .................................................................................. 6

1.3.1. Phân loại bài tập theo nội dung .................................................................. 8

1.3.2. Phân loại theo yêu cầu mức độ phát triển tư duy ....................................... 8

1.3.3. Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải................ 9

1.4. Tư duy trong giải bài tập vật lí ...................................................................... 10

1.5. Phương pháp giải bài tập vật lí ........................................................ 11

1.6. Những yêu cầu chung trong dạy học về bài tập vật lí .................................. 12

1.6.1. Tiêu chuẩn lựa chọn hệ thống bài tập vật lí................................................ 12

1.6.2. Các yêu cầu khi dạy học bài tập vật lí ....................................................... 13

vi

1.7. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí ......................................................... 13

1.7.1. Kiểu hướng dẫn thứ nhất là: Hướng dẫn theo mẫu (hướng dẫn angorit)........... 14

1.7.2. Kiểu hướng dẫn thứ hai - Hướng dẫn tìm tòi .......................................... 14

1.7.3. Kiểu hướng dẫn thứ ba- Hướng dẫn khái quát chương trình hóa........... 15

1.8. Các hình thức dạy học về bài tập vật lí ......................................................... 15

1.8.1. Giải bài tập trong tiết nghiên cứu tài liệu mới............................................ 15

1.8.2. Giải bài tập trong tiết luyện tập về bài tập................................................ 16

1.8.3. Giải bài tập trong tiết ôn tập, củng cố kiến thức ........................................ 16

1.8.4. Giải bài tập trong tiết kiểm tra.................................................................... 17

1.8.5. Giải bài tập trong các buổi ngoại khóa...................................................... 17

1.9.1. Tính tích cực và tự chủ .............................................................................. 17

1.9.2. Phương pháp dạy học tích cực................................................................... 17

1.9.3. Các đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực..................................... 17

1.9.4. Các yếu tố thúc đẩy dạy học tích cực ......................................................... 18

1.10. Tìm hiểu thực trạng hoạt động dạy giải bài tập vật lí ở một số trường

THPT hiện nay ..................................................................................................... 19

1.10.1. Đối tượng và phương pháp điều tra......................................................... 19

1.10.2. Nhận xét chung về kết quả điều tra ở trường trung học phổ thông Trần

Quốc Tuấn- Hải Hậu - Nam Định ....................................................................... 24

Tiểu kết chương 1................................................................................................. 27

Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI

BÀI TẬP CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ LỚP 12 TRUNG HỌC

PHỔ THÔNG - CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN ................................................. 28

2.1. Vị trí vai trò chương dao động cơ trong chương trình vật lí 12 THPT￾Chương trình cơ bản ............................................................................................. 28

2.2. Đặc điểm, cấu trúc và nội dung kiến thức chương “Dao động cơ” ............ 29

2.3. Mục tiêu dạy học chương “Dao động cơ” ................................................... 37

2.4. Những kỹ năng mà học sinh cần đạt được ................................................... 40

2.5. Phân loại bài tập chương “Dao động cơ”- vật lí 12 chương trình cơ bản .... 41

2.6. Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương

“Dao động cơ” - Vật lí 12 chương trình cơ bản ................................................... 42

2.7. Sử dụng hệ thống bài tập chương “Dao động cơ học”- Vật lí 12 –Chương

trình cơ bản........................................................................................................... 90

Kết luận chương 2 ................................................................................................ 91

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................ 92

3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm............................................................. 92

3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm.................................................................. 92

vii

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm............................................................ 92

3.4. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm................................................. 93

3.4.1. Đánh giá định tính về việc nắm vững liến thức, phát huy tính tích cực

tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh ........................................... 93

3.4.2. Phân tích đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm bằng phương pháp thống kê.... 97

Kết luận chương 3 ................................................................................................ 102

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .................................................................... 103

1. Kết luận ............................................................................................................ 103

2. Khuyến nghị .................................................................................................... 103

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 104

PHỤ LỤC ............................................................................................................ 105

1

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Trong những năm gần đây, việc đổi mới công tác giáo dục diễn ra rất sôi động

trên thế giới và ở nước ta và sự đổi mới phương pháp dạy học là thực sự cần cần

thiết. Có thể thấy: lựa chọn phương pháp dạy học phù hợp nhằm rèn luyện tính tích

cực, tự chủ, năng lực tự suy nghĩ cho học sinh là vấn đề quan trọng trong dạy học.

Quá trình dạy học vật lí góp phần quan trọng trong việc nâng cao chất lượng

học tập và phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh. Thông qua giải bài tập vật lí

học sinh sẽ phát huy mạnh mẽ năng lực vốn có, lời giải các bài tập là thước đo đúng

đắn, thực chất sự tiếp thu, vận dụng kiến thức và kỹ năng, kỹ xảo của học sinh.

Trong lí luận dạy học hiện nay thì dạy học phải chú trọng nhiều đến hoạt động

và vai trò của người học. Vấn đề rèn luyện năng lực hoạt động tự giác, chủ động

sáng tạo và đánh giá sự tiếp thu kiến thức của học sinh thông qua việc nghiên cứu

xây dựng một hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập là cần thiết.

Sau 7 năm giảng dạy tại trường THPT Trần Quốc Tuấn và qua tìm hiểu thực tế,

trao đổi kinh nghiệm với các đồng nghiệp ở các trường trong tỉnh, tôi nhận thấy trong

chương trình vật lí 12 cơ bản chương “Dao động cơ” là phần kiến thức cơ bản, nền

tảng, nhưng cũng rất phức tạp. Nội dung khoa học trong chương này là một phần kiến

thức kích thích sự tò mò, lòng ham học, ham hiểu biết của học sinh, đặc biệt các kiến

thức trong chương “Dao động cơ” còn liên quan đến nhiều vấn đề của toán học mà học

sinh ưa thích.

Do vậy, việc xây dựng một hệ thống bài tập được phân dạng rõ ràng, có

phương pháp giải phù hợp, các bài toán trong mỗi dạng được sắp xếp từ dễ đến khó,

từ đơn giản đến phức tạp sẽ nâng cao hiệu quả học tập và rèn luyện tư duy logic,

tính sáng tạo của học sinh trong giải bài tập.

Với tất cả các lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Xây dựng hệ thống và

hướng dẫn giải bài tập chương “Dao động cơ ” Vật lí lớp 12 Trung học phổ

thông, chương trình cơ bản theo hướng phát huy tính tích cực tự chủ và bồi

dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh” làm đề tài nghiên cứu.

2

2. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu, xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập chương “Dao động

cơ” Vật lí 12 THPT chương trình cơ bản, nhằm 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. Câu hỏi vấn đề nghiên cứu

Dạy bài tập chương “Dao động cơ” như thế nào để bồi dưỡng tính tích cực , tự

chủ và sáng tạo của học sinh?

4. Giả thuyết khoa học

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 sẽ phát huy được hết các tác

dụng của bài tập vật lí góp phần giúp cho học sinh nắm vững kiến thức mà còn phát

huy được tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo của mình.

5. Đối tượng nghiên cứu

- Học sinh khối lớp 12 THPT – Trường THPT Trần Quốc Tuấn. Tỉnh Nam Định.

- Hệ thống bài tập chương dao động cơ.

- Hoạt động dạy và học về bài tập vật lí lớp 12 chương “Dao động cơ” trong

trường THPT Trần Quốc Tuấn tỉnh Nam Định.

6. Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận và thực tiễn hệ thống bài tập chương “Dao động cơ” thuộc

chương trình vật lí 12 THPT chương trình cơ bản.

- Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn giải BT chương “Dao động cơ” cho

học sinh khối 12 THPT- chương trình cơ bản nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ và

năng lực sáng tạo của học sinh.

Đối tượng thực nghiệm: Hoạt động dạy học về bài tập vật lí chương Dao động

cơ – vật lí 12 trường THPT Trần Quốc Tuấn tỉnh Nam Định.

7. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về vai trò, tác dụng, phương pháp giải bài tập vật lí ở

trường phổ thông.

3

- Nghiên cứu nội dung kiến thức và phương pháp giải BT chương Dao động cơ

- Vật lí 12 THPT chương trình cơ bản.

- Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Dao

động cơ- Vật lí 12 THPT chương trình cơ bản.

- Điều tra thực trạng dạy bài tập chương “Dao động cơ” ở các trường THPT.

- Soạn thảo tiến trình hướng dẫn học sinh giải các dạng bài tập

- Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài

tập và phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập đã soạn thảo.

8. Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận dạy học.

- Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn như: phương pháp thực nghiệm,

phương pháp điều tra, phương pháp khảo sát thực tiễn.

- Phương pháp thống kê toán học.

9. Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị tài liệu tham khảo, phụ lục, nội

dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:

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

Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí

chương Dao động cơ – vật lí 12 trung học phổ thông.

Chương 3: Thực nghiệm Sư phạm .

4

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY GIẢI

BÀI TẬP VẬT LÍ PHỔ THÔNG

1.1. Khái niệm về giải bài tập vật lí

Trong các tài liệu giáo khoa cũng như các tài liệu về phương pháp dạy học bộ

môn người ta thường hiểu: Bài tập vật lí là những bài luyện tập được lựa chọn một

cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu hiện tượng vật lí, hình thành các

khái niệm, phát triển tư duy vật lí và rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức của học

sinh vào thực tiễn.

1.2. Vai trò và tác dụng của bài tập vật lí

Đánh giá về vai trò và tác dụng của bài tập vật lí có thể đưa ra những nhận xét

sau đây:

1.2.1. Thông qua dạy học về bài tập vật lí sẽ giúp học sinh nắm vững một cách

chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn các quy luật và hiện tượng vật lí

Các bài tập vật lí thường chứa đựng nội dung bài học trên lớp, ở đó hội tụ đầy đủ

các công thức mà học sinh phải vận dụng để làm bài tập. Thông qua đó học sinh sẽ

hiểu sâu sắc và chính xác kiến thức các hiện tượng vật lí được học trên lớp.

1.2.2. Bài tập vật lí là công cụ và là phương tiện giúp học sinh nghiên cứu tài liệu

mới

Trong một số tiết học, giáo viên có thể lựa chọn một số bài tập điển hình làm đề

tài để học sinh ngiên cứu tài liệu mới.

Trong quá trình giải quyết các tình huống do bài tập đề ra, học sinh có nhu cầu

tìm kiếm kiến thức mới, điều này đảm bảo cho học sinh lĩnh hội chắc chắn và sâu

sắc kiến thức.

1.2.3. Bài tập vật lí là phương tiện để học sinh rèn luyện kỹ năng, khả năng vận

dụng kiến thức, liên hệ lí thuyết với thực tế, học tập với đời sống

Trong quá trình giải bài tập vật lí, học sinh phải hiểu và học thuộc các công thức

và kiến thức liên quan đến vấn đề cần giải quyết. Thông qua giải bài tập học sinh sẽ

biết cách khắc phục những nhược điểm mà các em hay mắc phải như: không đổi đơn

vị, bấm máy tính sai, trình bày không khoa học ...