BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

LÊ QUANG HUẤN

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP
CHƯƠNG “ DAO ĐỘNG CƠ” – VẬT LÍ 12
NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

HÀ NỘI - 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

LÊ QUANG HUẤN

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP
CHƯƠNG “ DAO ĐỘNG CƠ” – VẬT LÍ 12
NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

Chuyên ngành: LL&PP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÍ
Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Người hướng dẫn khoa học: TS. NGÔ DIỆU NGA


Hà Nội, ngày 06 tháng 12 năm 2017
Người thực hiện

Lê Quang Huấn


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
CLLX

:

Con lắc lò xo

CLĐ

:

Con lắc đơn

CNH - HĐH

:

Công nghiệp hóa - Hiện Đại hóa

DĐĐH

:

Dao động điều hòa

Phương pháp dạy học

QTDH

:

Quá trình dạy học SGK

:

Sách giáo khoa

SGV

:

Sách giáo viên

THPT

:

Trung học phổ thông

TNKQ

:

Trắc nghiệm khái quát


1.1.2.2.Học sinh giỏi vật lí ..........................................................................................6
1.1.3. Bồi dưỡng học sinh giỏi ....................................................................................8
1.1.3.1. Một số quan điểm về bồi dưỡng học sinh giỏi ...............................................8
1.1.3.2. Mục têu bồi dưỡng học sinh giỏi ..................................................................9
1.1.4. Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi, học sinh giỏi Vật lí ....10
1.1.4.1. Năng lực và phẩm chất cần có của học sinh giỏi nói chung ........................10
1.1.4.2. Những năng lực và phẩm chất cần có của học sinh giỏi Vật lí ....................11
1.1.5. Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí...........................................11
1.1.5.1. Tổ chức dạy học ...........................................................................................11
1.1.5.2. Hướng dẫn tự học ........................................................................................12
1.1.5.3. Rèn luyện năng lực tư duy và khả năng suy luận logic cho học sinh ..........13


1.1.5.4. Thi giải Bài tập Vật lí cho học sinh giỏi ......................................................14
1.1.6. Những năng lực giáo viên cần có khi bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí ............14
1.2. Hoạt động nhận thức và phát triển tư duy học sinh trong dạy học vật lí ..........15
1.2.1. Khái niệm nhận thức .......................................................................................15
1.2.2. Rèn luyện các thao tác tư duy trong quá trình dạy học Vật lí .........................15
1.2.2.1. Phân tích và tổng hợp
...................................................................................16
1.2.2.2. So sánh .........................................................................................................16
1.2.2.3. Trừu tượng hoá và khái quát hoá .................................................................17
1.3. Cơ sở lý luận về dạy giải bài tập Vật lí ..............................................................17
1.3.1. Khái niệm về bài tập Vật lí .............................................................................17
1.3.2. Vai trò, tác dụng của bài tập Vật lí .................................................................18
1.3.3. Phân loại bài tập vật lí .....................................................................................18
1.3.3.1. Phân loại bài tập theo nội dung
....................................................................19
1.3.3.2. Phân loại bài tập theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải ......20
1.3.3.3. Phân loại bài tập theo yêu cầu luyện tập kĩ năng, phát triển tư duy trong

khăn

1.4.3.3.
Biện
pháp
.............................................................................................33

xử

lí

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1..........................................................................................34
Chương 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI
TẬP CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ”- VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT
LÍ.........................................................................................35
2.1. Vị trí chương “Dao động cơ” trong chương trình Vật lí phổ thông...................35
2.2. Nội dung chương “Dao động cơ” - Vật lí 12 .....................................................35
2.2.1. Các đại lượng và khái niệm cơ bản của dao động ..........................................35
2.2.2. Con lắc lò xo. ..................................................................................................38
2.2.3.
Con
lắc
.....................................................................................................40

đơn

2.2.4. Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số:
..........................41
2.2.5.
Dao


tập

2.4.1.
Dao
động
điều
..........................................................................................47

hòa

2.4.1.1.
Xây
dựng
khái
hòa......................................47

niệm

dao

động,

dao

động

điều

2.4.1.2. Tìm hiểu các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa ...........................47

2.4.2.4. Lực tác dụng lên con lắc lò xo dao động điều hòa.......................................54
2.4.2.5. Khảo sát sự chuyển hóa năng lượng của con lắc lò xo dao động điều hòa..56
2.4.3.
Con
lắc
.....................................................................................................58

đơn


2.4.3.1.Khảo sát dao động của con lắc đơn trong điều kiện không có ma sát
..........58
2.4.3.2. Chu kỳ và tần số dao động của con lắc đơn dao động điều hòa
..................58
2.4.3.3.Lực
tác
dụng
lên
hòa..........................................60

con

lắc

đơn

dao

động


chức
hướng
dẫn
.......................................................68

bài

hoạt

tập

động

trong

dạy

giải

học

bài

tập

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2........................................................................................131
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ...........................................................132
3.1.
Mục
đích


quả

sư

nghiệm

thực
quả

phạm

nghiệm

3.3.
Đối
tượng
thực
phạm......................................................................132
3.4.
Phương
pháp
tiến
.................................................132

sự

nghiệm
thực



...............................................................................135

của

chương


3.5.4. Đánh giá hiệu quả của hệ thống bài tập được xây dựng và việc sử dụng nó
trong quá trình dạy học thực tế đối với việc bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí phổ thông
thông

qua

ý

kiến

chuyên

gia....................................................................................136
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3........................................................................................138
KẾT LUẬN CHUNG..............................................................................................139
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................140
PHỤ LỤC


1



Vật lí ứng với từng chương bài và chủ đề cụ thể.


Xuất phát từ những lí do trên, tôi chọn đề tài “ Xây dựng hệ thống bài tập và
hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Dao động cơ”- Vật

nh

b i

dư ng h c sinh giỏi” nhằm góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi,
nâng cao chất lượng giảng dạy Vật lí ở trường THPT hiện nay.
2. Mục têu nghiên cứu
Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “
Dao động cơ” – Vật lí 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí ở trường Trung học
phổ thông.
3. Giả thuyết khoa học
Vận dụng lí luận về dạy giải bài tập vật lí và phân tích nội dung kiến thức
khoa học về “Dao động cơ” để xây dựng hệ thống bài tập đa dạng, phong phú, có
nội dung phù hợp chương trình vật lí phổ thông và hướng dẫn hoạt động giải bài tập
theo các phương pháp có sự định hướng tư duy, phát triển năng lực sáng tạo của
học sinh sẽ góp phần bồi dưỡng được học sinh giỏi Vật lí ở Trung học phổ thông.
4. Đối tượng phạm vi nghiên cứu
4. . Đối tượng nghiên cứu
Xây dựng hệ thống bài tập và phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập
trong dạy học vật lí phổ thông nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí.
4.2. Phạ vi nghiên cứu
- Xây dựng hệ thống bài tập và phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập
trong dạy học chương Dao động cơ – Vật lí 12.
-Mẫu khảo sát: học sinh khối 12 trường THPT Quang Trung Hà Đông thuộc TP

-Phương pháp điều tra để thu thập thông tin về thực trạng việc:
+ lựa chọn, sử dụng bài tập vật lí trong dạy học và bồi dưỡng học sinh giỏi.
+Hoạt động giải bài tập vật lí của học sinh và tác dụng của hoạt động này đối
với việc bồi dưỡng học sinh giỏi.
-Thực nghiệm sư phạm
6.3. Phương pháp thống kê toán
Sử dụng phương pháp thống kê toán để trình bày kết quả thực nghiệm sư
phạm và kiểm định hai giá trị trung bình cộng trước và sau khi thực nghiệm sư
phạm để so sánh kết quả học tập của lớp thực nghiệm bằng phần mềm SPSS
7. Dự kiến đóng góp của luận văn
* Về lý luận:
Phân tích được cơ sở lí luận : Quan niệm về học sinh năng khiếu, tài năng.


Quan niệm học sinh giỏi vật lí. Việc sử dụng bài tập vật lí trong dạy học vật lí để
bồi dưỡng học sinh giỏi.
* Về thực tễn:
Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc giảng dạy chương Dao động
cơ – Vật lí 12. Đồng thời nó còn có giá trị tham khảo cho các thầy cô ở các trường
THPT khi luyện tập cho học sinh giỏi để tham gia các kỳ thi học sinh giỏi các cấp.
8. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn gồm các
chương:
Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tễn về xây dựng hệ thống bài tập và hướng
dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí.
Chương 2. Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập
chương Dao động cơ – Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm.




1.1.2. H c sinh giỏi và h c sinh giỏi Vật
1.1.2.1. Học sinh giỏi
Trên thế giới việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi đã có từ rất lâu. Mỗi nước
có một hình thức giáo dục khác nhau và một khái niệm riêng về học sinh giỏi.
- Luật bang Georgia (Hoa Kỳ) định nghĩa HSG như sau: “HSG là học sinh
chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng sáng tạo, thể hiện một
động cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lí thuyết khoa học;
người cần một sự giáo dục đặc biệt và sự phục vụ đặc biệt để đạt được trình độ
tương ứng với năng lực của người đó” (Georgia Law).
- Cơ quan Giáo dục Hoa Kỳ miêu tả khái niệm học sinh giỏi như sau: Đó là
những học sinh có khả năng thể hiện xuất sắc hoặc năng lực nổi trội trong các lĩnh
vực trí tuệ, sự sáng tạo, khả năng lãnh đạo, nghệ thuật, hoặc các lĩnh vực lí thuyết
chuyên biệt. Những HS này thể hiện tài năng đặc biệt của mình từ tất cả các bình
diện xã hội, văn hóa và kinh tế”.
- Nhiều nước quan niệm: HSG là những đứa trẻ có năng lực trong các lĩnh vực
trí tuệ, sáng tạo, nghệ thuật và năng lực lãnh đạo hoặc lĩnh vực lí thuyết. Những
học sinh này cần có sự phục vụ và những hoạt động không theo những điều kiện
thông thường của nhà trường nhằm phát triển đầy đủ các năng lực vừa nêu trên.
Tóm lại theo chúng tôi, học sinh giỏi là những học sinh có khả năng thể hiện xuất
sắc hoặc năng lực nổi trội trong các lĩnh vực trí tuệ, sự sáng tạo, khả năng lãnh đạo,
nghệ thuật, hoặc các lĩnh vực lí thuyết chuyên biệt. Những HS này thể hiện tài năng
đặc biệt của mình từ tất cả các bình diện xã hội, văn hóa và kinh tế. Đồng thời, học
sinh giỏi cần rèn luyện trong quá trình hoạt động có nhận thức của bản thân chứ
không phải vốn sẵn có được trời ban cho.
1.1.2.2.Học sinh giỏi vật lí
Một số dấu hiệu của học sinh giỏi vật lí:
- Học sinh có thái độ say sưa, nhiệt tình trong việc học Vật lí chính là điều
kiện cần thiết để hình thành và phát triển năng lực ở bộ môn đó. Chính ý thức,
trách nhiệm cao với công việc, thái độ lao động say mê, cần cù đã có tác dụng với

cho người học hồi tưởng được những điều có ích cho việc giải bài toán, huy động
được những kiến thức có quan hệ với vấn đề đang xét.


- Có khả năng bổ sung thêm các yếu tố phụ nhằm làm cho bài toán
thêm phong phú, hiện tượng trở nên rõ rệt hơn.
- Có khả năng cách ly, phân chỉnh thể một sự kiện thành các hợp phàn , rồi
liên kết các hợp phần thành một chỉnh thể khác trước, từ đó quan niệm của
người học về sự kiện sẽ được chuyển biến sang tình huống có triển vọng hơn.
- Có khả năng đưa ra các quyết định trung gian thuộc loại quan trọng nhất là
mở rộng khu vực tìm tòi, phá bỏ những giới hạn trói buộc.
- Có khả năng tập trung chú ý vào mục đích
- Có năng lực thực nghiệm; có khả năng xác định nhanh mối liên hệ giữa lý
thuyết và thực hành.
- Có khả năng thiết kế và cải tến các dụng cụ thí nghiệm để sử dụng vào nhiều
mục đích khác nhau.Thích chế tạo, lắp ráp các dụng cụ và khéo léo chân tay.
Ngoài ra, một trong những têu chuẩn quan trọng để đánh giá học sinh giỏi vật lí
là trực giác vật lí (một khả năng do rèn luyện mà có) thông qua những kĩ năng thực
nghiệm và phương pháp thực nghiệm. (Bởi vì nếu dựa vào việc học qua sách vở thì
chỉ khi đã đạt được trình độ uyên bác nhất định mới có được trực giác vật lý tốt. HS
phổ thông chưa có những điều kiện như vậy nên tốt nhất là phải rèn luyện
thông qua thực nghiệm, vì trong thực nghiệm bản chất của hiện tượng được bộc lộ
với đủ khía cạnh của nó)
1.1.3. B i dư ng h c sinh giỏi
1.1.3.1. Một số quan điểm về bồi dưỡng học sinh giỏi
Trên thế giới việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi đã có từ rất lâu.
- Ở Trung Quốc, từ đời nhà Đường những trẻ em có tài đặc biệt được mời đến
sân Rồng để học tập và được giáo dục bằng những hình thức đặc biệt. Từ năm
1985, Trung Quốc thừa nhận phải có chương trình giáo dục đặc biệt dành cho hai
loại đối tượng học sinh yếu kém và học sinh giỏi, trong đó cho phép các học sinh

1.1.3.2. Mục têu bồi dưỡng học sinh giỏi
Nhưng dẫu quan niệm như thế nào thì xét cho cùng mục têu chính của chương
trình dành cho học sinh giỏi nhìn chung các nước đều khá giống nhau. Có thể nêu
lên một số điểm chính sau đây:


- Phát triển phương pháp suy nghĩ ở trình độ cao phù hợp với khả năng trí tuệ
của trẻ.
- Bồi dưỡng sự lao động, làm việc sáng tạo.
- Phát triển các kĩ năng, phương pháp và thái độ tự học suốt đời.
- Nâng cao ý thức và khát vọng của trẻ về sự tự chịu trách nhiệm.
- Khuyến khích sự phát triển về lương tâm, ý thức trách nhiệm trong đóng góp
xã hội.
- Phát triển phẩm chất lãnh đạo.
1.1.4. Những năng ực, phẩm chất cần có của h c sinh giỏi, h c sinh giỏi Vật
1.1.4.1. Năng lực và phẩm chất cần có của học sinh giỏi nói chung
- Năng lực tếp thu kiến thức
+ Khả năng nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng
+ Luôn hứng thú trong các tiết học, đặc biệt là bài mới
+ Có ý thức tự bổ sung, hoàn thiện những tri thức đã thu được
- Năng lực suy luận
+ Biết phân tích sự vật, hiện tượng qua các dấu hiệu đặc trưng của chúng
+ Biết thay đổi góc nhìn khi xem xét một sự vật hiện tượng
+ Biết cách tìm con đường ngắn nhất để đi đến một kết luận chính xác
+ Biết xét đủ các điều kiện cần thiết để kết luận được giả thuyết đúng
+ Biết quay lại điểm vừa xuất phát để tìm đường đi mới
- Năng lực đặc biệt
+ Biết diễn đạt chính xác điều mình muốn trình bày
+ Sử dụng thành thạo hệ thống kí hiệu, các quy ước để diễn tả vấn đề
+ Biết phân biệt thành thạo các kỹ năng đọc, viết và nói

tự học hỏi, sáng tạo nhằm phát huy tối đa năng lực của mình.
1.1.5. Một số biện pháp b i dư ng h c sinh giỏi Vật
1.1.5.1. Tổ chức dạy học
Đào tạo các học sinh giỏi là cả một quá trình đào tạo nghiêm túc khoa học và
công phu. Trong quá trình này đòi hỏi chúng ta phải xây dựng được lộ trình đào tạo
hàng năm cho nhóm, lớp học sinh giỏi. Các nhóm học sinh này không chỉ được học


theo chương trình phổ thông hiện hành mà còn phải bổ sung thêm kiến thức
theo chương trình thi học sinh giỏi theo chương trình của khu vực và quốc tế, vì vậy
cần nghiên cứu để học sinh có thể đáp ứng theo chuẩn đào tạo trong nước
mà còn hướng tới chuẩn khu vực và quốc tế. Từ việc xây dựng chương trình chi
tiết riêng cho các nhóm học sinh giỏi. Việc bồi dưỡng học sinh giỏi là một quá trình
và cần có có mục têu, kế hoạch rõ ràng. Các giai đoạn bồi dưỡng học sinh giỏi ở
THPT có thể diễn ra theo các bước chung nhất:
Giai đoạn 1 : Ôn tập, củng cố kiến thức ở THCS nhằm giúp học sinh có được
mạch kiến thức và cơ sở để phát triển các kiến thức ở lớp trên..
Giai đoạn 2 : Dạy các kiến thức cơ bản theo chương trình vật lí phổ thông ở
từng lớp. Đặc biệt chú trọng đến việc bồi dưỡng năng lực tự học và phát triển
các thao tác tư duy, tính sáng tạo của học sinh.
Giai đoạn 3: Tổ chức dạy các chuyên đề nâng cao. Các em trong nhóm học
sinh giỏi ngoài học các kiến thức cơ bản trên lớp còn học thêm các kiến thức mở
rộng so với chương trình phổ thông.
Giai đoạn 4 : Tham gia thi học sinh giỏi các cấp.
1.1.5.2. Hướng dẫn tự học
Một trong các tố chất quan trọng của học sinh giỏi là cần biết tự học. Việc hướng
dẫn tự học là một biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi hữu hiệu. Để bồi dưỡng được
năng lực tự học giáo viên chú ý đến các biện pháp:
- Tập luyện cho học sinh tự học mở rộng được kiến thức và bồi dưỡng trí tuệ.
- Rèn luyện cho học sinh cách học có hệ thống: