Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí trong dạy học chương "sóng cơ và sóng âm" (vật lý 12) góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

ĐÀO NGỌC DŨNG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ

TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG „„SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM‟‟

(VẬT LÍ 12) GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG

NẮM VỮNG KIẾN THỨC CHO HỌC SINH

Chuyên ngành: LL&PPDH Bộ Môn Vật lí

Mã số: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Văn Khải

Thái Nguyên – 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

i

LỜI CAM ĐOAN

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

liệu, kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chƣa từng đƣợc ai

công bố trong trong bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học nào.

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2014

Tác giả

Đào Ngọc Dũng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

ii

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận văn này, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ

nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, các đồng nghiệp, bạn bè, ngƣời thân.

Với những tình cảm chân thành và trân trọng nhất, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn

sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Văn Khải đã tận tình đóng góp những

ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thành luận văn này.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau đại học, khoa Vật

lí, các thầy cô giáo giảng dạy cùng toàn thể các bạn học viên lớp cao học K19

trƣờng ĐHSP – ĐHTN đã tận tình giảng dạy, góp nhiều ý kiến quý báu cho

tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và làm luận văn.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo của

trƣờng THPT Dân Lập Bình Lục, trƣờng THPT C Bình Lục – Hà Nam đã tạo

điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này.

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2014

Tác giả

Đào Ngọc Dũng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

iii

MỤC LỤC

Trang bìa phụ

Lời cam đoan....................................................................................................................i

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

Mục lục...........................................................................................................................iii

Danh mục các bảng biểu ............................................................................................. iv

Danh mục hình ................................................................................................................v

Danh mục các từ viết tắt............................................................................................... vi

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

CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ

SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ TRONG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC..6

1.1. Tổng quan vấn đề cần nghiên cứu ..............................................................6

1.2. Kiến thức và chất lƣợng nắm vững kiến thức.............................................9

1.2.1. Các mục tiêu và nhiệm vụ dạy học vật lí ở trƣờng THPT............................ 9

1.2.1.1. Mục tiêu dạy học vật lí ở trƣờng THPT............................................... 9

1.2.1.2. Nhiệm vụ dạy học vật lí ở trƣờng THPT .......................................... 11

1.2.2. Chất lƣợng nắm vững kiến thức vật lí của học sinh....................................13

1.2.2.1. Tính chính xác của kiến thức ............................................................. 14

1.2.2.2. Tính hệ thống của kiến thức............................................................... 14

1.2.2.3. Tính khái quát của kiến thức.............................................................. 14

1.2.2.4. Tính bền vững của kiến thức.............................................................. 15

1.2.2.5. Tính áp dụng đƣợc của kiến thức và khả năng vận dụng chúng........ 15

1.3. Bài tập vật lí ..............................................................................................15

1.3.1. Khái niệm bài tập vật lí .................................................................................15

1.3.2. Vai trò của bài tập vật lí ................................................................................16

1.3.3. Phân loại bài tập Vật lí .................................................................................18

1.3.4. Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí theo hƣớng nâng cao chất

lƣợng năm vững kiến thức cho học sinh ................................................................23

1.3.4.1. Xây dựng hệ thống bài tập vật lí ....................................................... 23

1.3.4.2. Sử dụng bài tập Vật lí......................................................................... 31

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

iv

1.4. Nghiên cứu thực trạng dạy học sử dụng hệ thống bài tập vật lí chƣơng

“sóng cơ và sóng âm”.......................................................................................34

1.4.1. Mục đích điều tra...........................................................................................34

1.4.2. Phƣơng pháp điều tra.....................................................................................34

1.4.3. Đối tƣợng điều tra..........................................................................................34

1.4.4. Kết quả điều tra..............................................................................................34

CHƢƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ KHI

DẠY HỌC CHƢƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” ............................................ 37

2.1. Phân tích mục tiêu và nội dung dạy học chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” .......37

2.1.1 Đặc điểm về nội dung kiến thức chƣơng “Sóng cơ và sóng âm”................37

2.1.2. Cấu trúc chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” ......................................................38

2.1.3. Mục tiêu dạy học chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” .......................................39

2.1.3.1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chƣơng trình ....................................... 39

2.1.3.2. Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn kiến thức, kĩ năng........................ 40

2.2. Xây dựng hệ thống bài tập phù hợp với mục tiêu và nội dung dạy học

chƣơng “Sóng cơ và sóng âm”.........................................................................42

2.2.1. Hệ thống bài tập sử dụng cho xây dựng kiến thức mới ..............................42

2.2.2. Hệ thống bài tập sử dụng cho ôn tập, hệ thống hóa và luyện tập...............44

2.2.3. Hệ thống bài tập sử dụng cho kiểm tra đánh giá .........................................49

2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức về chƣơng “Sóng cơ và sóng

âm” trong chƣơng trình (Vật lí 12). .................................................................55

2.3.1. Sử dụng bài tập trong xây dựng kiến thức mới. ..........................................55

2.3.2. Sử dụng bài tập trong bài học luyện tập, ôn tập nhằm nâng cao chất lƣợng

nắm vững kiến thức cho học sinh. ..........................................................................59

2.3.3. Thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng bài tập bài: “Sóng cơ, sự truyền

sóng cơ”....................................................................................................................59

2.3.4. Thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng bài tập bài: “Giao thoa sóng”........78

2.4. Sử dụng bài tập nhằm nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức cho học

sinh ...................................................................................................................96

CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM........................................................... 102

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

v

3.1. Mục đích, nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm......................................102

3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm ..........................................................102

3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm..........................................................102

3.2. Đối tƣợng, phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm .....................................102

3.2.1. Đối tƣợng của thực nghiệm sƣ phạm.........................................................102

3.2.2. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm...........................................................102

3.2.2.1. Chọn mẫu thực nghiệm.................................................................... 102

3.2.2.2. Tiến hành dạy thực nghiệm và quan sát giờ học.............................. 103

3.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm..................................................103

3.3.1. Về mặt định tính ..........................................................................................103

3.3.2. Về mặt định lƣợng.......................................................................................104

3.4. Tổ chức thực nghiệm sƣ phạm................................................................104

3.4.1. Khống chế những ảnh hƣởng không mong muốn tới kết quả thực nghiệm

sƣ phạm...................................................................................................................104

3.4.2. Chuẩn bị thực nghiệm .................................................................................104

3.4.3. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm ................................................................105

3.5. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm ................................................................105

3.5.1. Kết quả quan sát các hoạt động biểu hiện nhằm nâng cao chất lƣợng nắm

vững kiến thức........................................................................................................105

3.5.2. Xử lí kết quả thực tập sƣ phạm...................................................................106

3.5.3 Kết quả các bài kiểm tra...............................................................................108

3.5.3.1. Kết quả bài kiểm tra lần 1 ................................................................ 108

3.5.3.2 Kết quả bài kiểm tra lần 2 ................................................................ 111

3.6. Đánh giá chung về thực nghiệm sƣ phạm...............................................113

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................... 116

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 119

PHỤ LỤC .................................................................................................................. 122

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1. Phân phối chƣơng trình chƣơng “Sóng cơ và sóng âm”...........................37

Bảng 3.1: Thống kê các hoạt động biểu hiện của mức độ nắm vững kiến thức của

HS..................................................................................................................................105

Bảng 3.2: Kết quả kiểm tra lần 1 ................................................................................108

Bảng 3.3: Kết quả xếp loại học tập lần 1 ...................................................................108

Bảng 3.4: Bảng phân bố tần suất lần 1......................................................................109

Bảng 3.5: Kết quả kiểm tra lần 2 ................................................................................111

Bảng 3.6: Kết quả xếp loại học tập lần 2 ...................................................................111

Bảng 3.7: Bảng phân bố tần suất lần 2.......................................................................112

iv

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

vii

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1: Biểu đồ xếp loại học tập lần 1....................................................................109

Hình 3.2: Đồ thị phân bố tần suất lần 1......................................................................110

Hình 3.3: Đồ thị phân bố tần suất lũy tích lần 1........................................................110

Hình 3.4: Biểu đồ xếp loại học tập lần 2....................................................................111

Hình 3.5: Đồ thị phân bố tần suất lần 2......................................................................113

Hình 3.6: Đồ thị phân bố tần suất lũy tích lần 2........................................................113

v

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ĐHSP Đại học sƣ phạm

ĐC Đối chứng

GV Giáo viên

HS Học sinh

SGK Sách giáo khoa

SBT Sách bài tập

THPT Trung học phổ thông

TN Thực nghiệm

TNSP Thực nghiệm sƣ phạm

NXB Nhà xuất bản

BTVL Bài tập vật lí

vi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

1

MỞ ĐẦU

1/ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Giáo dục có vai trò rất lớn trong việc phát triển nguồn nhân lực chất

lƣợng cao. Chính vì thế trong tình hình của đất nƣớc ta hiện nay giáo dục phải

đƣợc xem là mục tiêu quan trọng hàng đầu. trong quan điểm đầu tiên của các

quan điểm chỉ đạo phát triển giáo dục. Đảng và chính phủ ta cũng xác định

rằng “giáo dục là quốc sách hàng đầu”.

Mục tiêu phát triển giáo dục của bậc trung học phổ thông đƣợc chính

phủ xác định là: “Thực hiện chương trình phân ban hợp lý nhằm đảm bảo cho

học sinh có học vấn phổ thông, cơ bản theo một chuẩn thống nhất, đồng thời

tạo điều kiện cho sự phát triển nhân lực của mỗi học sinh, giúp học sinh có

hiểu biết về kĩ thuật…[9]” Để đáp ứng đƣợc mục tiêu này thì trong quá trình

dạy học đòi hỏi phải không ngừng đổi mới, hiện đại hóa phƣơng pháp, nội

dung dạy học về các lĩnh vực khoa học tự nhiên, khoa học xã hội nhân văn

nhằm phát triển năng lực tự học cho các em, để các em có khả năng chiếm lĩnh

đƣợc các kiến thức mới và nhanh chóng tiếp thu đƣợc cái mới khi vào đời.

Quá trình dạy học ở trƣờng trung học hiện nay tồn tại rất nhiều mâu

thuẫn. Cụ thể là: “trong học sinh, mâu thuẫn giữa một bên là tư duy cụ thể phát

triển và một bên là tư duy trừu tượng kém phát triển” [5]. Đa số các em còn

thiên về cách học thuộc lòng, quen làm với các mẫu đã cho sẵn…do đó mà khả

năng phân tích, tổng hợp của các em còn yếu. Và “mâu thuẫn giữa khối lượng

tri thức đang được đổi mới tăng lên phức tạp và thời gian học tập không thể

tăng lên được”[5], thực tế việc giảng dạy các môn khoa học tự nhiên nói chung

và bộ môn vật lý nói riêng ở trƣờng phổ thông vẫn còn quá phụ thuộc vào

phƣơng pháp dạy học cổ truyền, nhồi nhét kiến thức cho học sinh vì thế mà các

em không thể phát huy đƣợc năng lực của mình và còn nhiều mâu thuẫn nữa.

Chỉ có cách giải quyết tốt nhất mâu thuẫn này mới nâng cao đƣợc chất lƣợng

giáo dục từ đó mới phát triển tốt nền giáo dục ở Việt Nam.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

2

Và để giải quyết các mâu thuẫn này thì cũng đòi hỏi phải đổi mới

phƣơng pháp, nội dung dạy học theo hƣớng tích cực hóa hoạt động nhận

thức của ngƣời học. Bản chất của hƣớng này là khơi gợi, phát huy năng lực

tìm tòi sáng tạo… của ngƣời học thông qua việc tạo điều kiện cho họ giải

quyết vấn đề.

Là một giáo viên vật lí tôi nhận thấy rằng việc dạy học các môn khoa

học ở nhà trƣờng không chỉ giúp học sinh có một số kiến thức cụ thể nào đó

mà quan trọng hơn trong quá trình dạy các kiến thức cụ thể đó phải rèn luyện

cho học sinh tiềm lực để khi ra trƣờng họ có thể tự học tập, có khả năng giải

quyết các vấn đề nhằm đáp ứng những đòi hỏi đa dạng của cuộc sống. Môn

vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, giải bài tập là một trong những hoạt

động nhằm nâng cao chất lƣợng học tập, kích thích tính tích cực, chủ động …

của học sinh.

Do vậy để nâng cao đƣợc chất lƣợng dạy học, phát huy đƣợc năng lực

của học sinh trong dạy học nói chung và trong dạy học vật lý nói riêng thì ta

phải vận dụng nhiều phƣơng pháp và biện pháp dạy học khác nhau. Trong đó

việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí là một trong những biện pháp

đó. Bởi vì các bài tập vật lí có tầm quan trọng trong việc xây dựng kiến thức

mới, “ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức, rèn luyện kĩ năng, kỹ xảo cho học

sinh, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn, rèn luyện cho các em

vận dụng kiến thức một cách khái quát, thói quen làm việc tự lực…”[24]

Vì những lý do trên nên tôi quyết định lựa chọn đề tài: “Xây dựng và

sử dụng hệ thống bài tập vật lý trong tiến trình dạy học chƣơng “sóng cơ

và sóng âm” (Vật lí 12) góp phần nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến

thức cho học sinh”.

2/ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học

chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” của vật lí 12 nhằm góp phần nâng cao chất

lƣợng nắm vững kiến cho học sinh .

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

3

3/ KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU

Khách thể nghiên cứu:

• Nhiệm vụ, mục đích dạy học và phƣơng pháp dạy học vật lí ở trƣờng

phổ thông.

• Bài tập trong dạy học vật lí

• Tổ chức dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông

• Phƣơng pháp và kĩ thuật thực nghiệm vật lý ở trƣờng phổ thông

• Học sinh lớp 12 khi học tập chƣơng “Sóng cơ và sóng âm”

Đối tƣợng nghiên cứu: Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài

tập vật lí khi dạy học chƣơng “Sóng cơ và sóng âm” (vật lí 12) góp phần

nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức cho học sinh.

4/ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

• Xây dựng và sử dụng một số bài tập của chƣơng “Sóng cơ và sóng

âm” vật lí 12

• Khả năng áp dụng các dạng bài tập này vào việc giảng dạy vật lí ở các

trƣờng THPT.

5/GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu xây dựng và sử dụng đƣợc hệ thống bài tập khi dạy học chƣơng

“Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) phù hợp với quan điểm hiện đại về chất lƣợng

kiến thức trong dạy học vật lí thì có thể nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến

thức cho học sinh.

6/ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

• Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc đổi mới phƣơng pháp dạy học

trong dạy học vật lí.

• Phân tích nội dung , kiến thức cần dạy của chƣơng

• Nghiên cứu những yêu cầu chung đối với việc dạy học bài tập vật lí

(BTVL), đề xuất những biện pháp nhằm góp phần phát huy tính tích cực, chủ

động cho học sinh trong việc sử dụng BTVL.

• Xây dựng một số bài tập thuộc chƣơng “Sóng cơ và sóng âm”.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

4

• Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm các bài tập đã xây dựng nhằm đánh

giá và rút ra kết luận.

7/ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

7.1 Phƣơng pháp nghiên cứu luận.

• Nghiên cứu mục tiêu đổi mới trong dạy học nói chung và trong dạy

học vật lý nói riêng

• Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học về việc sử dụng BTVL theo tinh

thần đổi mới phƣơng pháp dạy học.

• Nghiên cứu những chính sách, văn kiện của Đảng, nhà nƣớc, Bộ giáo

dục về việc nâng cao chất lƣợng giáo dục.

7.2 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm

Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm có đối chứng để đánh giá hiệu quả của

việc sử dụng bài tập vật lí ở trƣờng THPT

7.3 Phƣơng pháp điều tra giáo dục

Điều tra thực trạng của việc sử dụng bài tập vật lí (BTVL): những

thuận lợi, khó khăn của việc sử dụng bài tập vật lí ở trƣờng THPT.

7.4 Phƣơng pháp thống kê toán học

Sử dụng phƣơng pháp này nhằm xử lý các số liệu thu thập đƣợc từ đó

có cơ sở rút ra những kết luận phù hợp.

8/ NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN

• Góp phần cụ thể hóa các vấn đề lí luận về bài tập vật lí theo định

hƣớng xây dựng về sử dụng hệ thống bài tập vào việc dạy học nhằm nâng cao

chất lƣợng nắm vững kiến thức của học sinh.

• Xây dựng đƣợc và sử dụng hệ thống bài tập theo định hƣớng nâng

cao chất lƣợng nắm vững kiến thức cho học sinh (HS) khi dạy học chƣơng

“Sóng cơ và sóng âm” (vật lí 12). Kết quả nghiên cứu có thể dùng làm tài liệu

tham khảo cho giáo viên vật lí

9/ CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Phần mở đầu

Phần nội dung

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

5

Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng hệ

thống bài tập vật lí trong tiến trình dạy học.

Chƣơng 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí khi dạy học

chƣơng “Sóng cơ và sóng âm”.

Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm