ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ HUYỀN TRANG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG
“SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN THEO HƯỚNG
TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG
LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ

Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÝ)

Mã số: 60 14 10

HÀ NỘI – 2013

i


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG
“SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN THEO HƯỚNG
TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG
LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ


chỉ bảo cho tôi rất nhiều trong thời gian thực nghiệm sư phạm tại trường.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành thới gia đình và bạn bè
tôi đã luôn ở bên động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất giúp tôi trong suốt
quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Hà Nội, tháng 3 năm 2013
Tác giả

Nguyễn Thị Huyền Trang

iii


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tên viết tắt

Tên đầy đủ

ĐC

Đối chứng

TN

Thực nghiệm

THPT

Trung học phổ thông


Hình 1.2: Sơ đồ xác lập mối quan hệ giữa các đại lượng

15

trong bài tập vật lí
Hình 1.3: Mô hình hóa sơ đồ luận giải các mối quan hệ xác

16

lập được trong bài tập vật lí.
Hình1.4: Sơ đồ các phương thức hướng dẫn giải bài tập vật lí 23
Hình 2.1a: Mô tả hiện tượng sóng dừng trên sợi dây có hai

57

đầu cố
Hình vẽ 2.1b: Mô tả hiện tượng sóng dừng trên sợi dây có
một đầu cố định,

33

Hình 2.2a: Hình minh họa cho bài tập 10

33

Hình 2.2b. Hình minh họa cho bài tập 10 (cách 2)

58

Hình 3.1- Đồ thị đường lũy tích

1.3.2. Tác dụng của bài tập trong dạy học vật lí........................................... 10
1.3.3. Phân loại bài tập vật lí ....................................................................... 11
1.3.4. Tư duy trong giải bài tập vật lí ........................................................... 16
1.3.5. Phương pháp giải bài tập vật lí .......................................................... 18
1.3.6. Hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí ............................................. 21
1.3.7. Lựa chọn và sử dụng bài tập vật lí. .................................................... 25
1.4. Tìm hiểu thực trạng hoạt động dạy và học bài tập vật lí ở trường trung
học phổ thông Cao Bá Quát – Quốc Oai hiện nay. ....................................... 26
1.4.1. Đối tượng và phương pháp điều tra.................................................... 26
1.4.2. Kết quả điều tra. ................................................................................ 27
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ........................................................................... 29

vi


Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN
HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM”
VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG (CHƯƠNG TRÌNH CƠ
BẢN)…… .................................................................................................... 30
2.1. Vị trí và vai trò chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí 12 THPT. ............ 30
2.2. Cấu trúc nội dung kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí 12
THPT... ........................................................................................................ 30
2.2.1. Cấu trúc chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí 12 THPT ..................... 30
2.2.2. Nội dung kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí 12 THPT. .. 30
2.4. Phân loại bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lý 12. .................... 40
2.5. Xây dựng hệ thống bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lý 12. ..... 41
2.5.1. Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập. ............................................... 41
2.5.2. Hệ thống bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lý 12. ................. 42
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ........................................................................... 72
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................................. 73

phương pháp mới để giải quyết những vấn đề tối ưu trong khoa học và trong
cuộc sống.
Trong các trường THPT, việc rèn luyện kỹ năng tư duy và truyền thụ
kiến thức cho học sinh là vấn đề quan trọng trong dạy học nói chung và môn
Vật lý nói riêng. Để việc dạy và học đạt kết quả cao thì người giáo viên phải
biết phát huy tính tích cực của học sinh, chọn lựa phương thức tổ chức hoạt
động, cách tác động phù hợp giúp học sinh vừa học tập, vừa phát triển nhận
thức. Việc giải bài tập Vật lý không những nhằm mục đích sử dụng công cụ
toán học, mà còn rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức, lý
thuyết đã học. Trên cơ sở đó hình thành tư duy logic để học sinh hiểu rõ bản
chất vật lý và giải quyết được những vấn đề thực tiễn. Do đó, với mỗi đơn vị
kiến thức vật lý việc xây dựng một hệ thống bài tập theo hướng phát huy tính
tích cực, tự chủ, năng lực sáng tạo của học sinh là cần thiết. Vì vậy tôi lựa
chọn đề tài: “Xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập chương "Sóng
cơ và sóng âm" vật lý lớp12 cơ bản theo hướng tích cực hóa hoạt động học
tập nhằm bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh” làm đề tài nghiên cứu.

1


2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xây dựng hệ thống bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lý 12
mang tính hệ thống, khoa học theo các mức độ nhận thức của học sinh.
- Hướng dẫn giải bài tập 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. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Hoạt động hướng dẫn cho học sinh trường THPT Cao Bá Quát – Quốc
Oai – Hà Nội giải bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lý 12 THPT

kiến thức mà còn phát huy được tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo.
7. Luận cứ
7.1. Luận cứ lí thuyết
- Các cơ sở lí luận về dạy học tích cực.
- Các biện pháp phát huy tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực
sáng tạo của học sinh trong hoạt động dạy và học bài tập vật lí.
7.2. Luận cứ thực tế
- Tìm hiểu thực tiễn qua dự giờ, trao đổi với các giáo viên có nhiều
kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm.
- Tổ chức các lớp dạy học thực nghiệm, rút kinh nghiệm các giờ học,
có thể tham khảo ý kiến cẩu học sinh thực nghiệm.
- Kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh. Xử lý kết quả và đưa
ra nhận xét chung.
8. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết về cơ sở lý luận dạy học kết hợp với thực tiễn:
phương pháp thực nghiệm, phương pháp điều tra, khảo sát và sử dụng phương
pháp thống kê toán học để đánh giá và khẳng định các giả thuyết khoa học.
9. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục,
luận văn được trình bày trong 3 chương:

3


Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy và học bài tập vật lí phổ
thông.
Chương 2. Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài
tập chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lý 12 THPT (chương trình cơ bản)
theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập nhằm bồi dưỡng năng lực sáng
tạo của học sinh.

chức và điều khiển quá trình học tập của học sinh, làm cho việc học tập trở
thành hoạt động độc lập có ý thức. Bằng sự khéo léo của phương pháp sư
phạm, giáo viên khai thác tiềm năng trí tuệ, kiến thức và kinh nghiệm sống

5


của học sinh, giúp họ tìm ra những phương pháp học tập sáng tạo, tư liệu nắm
lấy kiến thức hình thành các kỹ năng hoạt động.
Vậy theo lý thuyết hoạt động ta nhận thấy: Chủ thể của hoạt động dạy
là giáo viên, người tổ chức mọi hoạt động học tập của học sinh, người quyết
định chất lượng giáo dục.
Dạy học có nội dung hiện đại, nội dung được chọn lọc từ kết quả nhận
thức của nhân loại và xây dựng theo một lôgic phù hợp với lôgic khoa học và
qui luật nhận thức của học sinh. Nội dung dạy học hoàn thiện tạo nên kết quả
giáo dục toàn diện.
Dạy học được tiến hành bằng các phương pháp với sự hỗ trợ của nhận
thức của học sinh cùng thực hiện bằng nhiều hình thức tổ chức phong phú và
đa dạng.
Dạy học cần có một môi trường giáo dục thuận lợi ở cả hai phương
diện vĩ mô và vi mô. Môi trường vĩ mô là mục đích chính trị, xã hội ổn định,
pháp luật kỷ cương vững chắc, nền văn hóa khoa học và công nghệ tiến bộ,
kinh tế phát triển. Môi trường vi mô là mục đích giáo dục gia đình, nhà
trường, tập thể và các mối quan hệ bạn bè thuận lợi, tích cực. Sự vận động và
phát triển của quá trình dạy học là kết quả của quá trình tác động biện chứng
giữa các nhân tố kế tục – kết quả dạy học là kết quả phát triển tổng hợp của
toàn hệ thống. Muốn nâng cao chất lượng quá trình dạy học phải nâng cao
chất lượng của từng thành tố và chất lượng tổng hợp của toàn hệ thống.
1.1.3. Bản chất của hoạt động học
Học sinh là chủ thể của hoạt động học tập, chủ thể có ý thức, chủ động,

kinh tế - khoa học kỹ thuật của đất nước trong trào lưu phát triển chung của
thời đại. Các thành tố này có mối quan hệ mật thiết, chặt chẽ với nhau theo
nhiều tầng bậc ở nhiều cấp độ khác nhau.
- Bản chất của quá trình dạy học được thể hiện thông qua mối quan hệ
tương tác giữa giáo viên và học sinh. Dạy học là toàn bộ những hoạt động
chung của cả thầy và trò trong đó thầy giữ vai trò chủ đạo còn trò giữ vai trò
chủ động, độc lập, tích cực sáng tạo lĩnh hội tri thức nhằm thực hiện tốt các
nhiệm vụ dạy học.

7


- Bản chất của quá trình dạy học được xem như là một quá trình nhận
thức. Vì quá trình dạy học xét cho cùng cũng là vì học trò, học trò nắm được
những gì, học được những gì, vận dụng như thế nào?
1.2. Tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo của học sinh
1.2.1. Tính tích cực và tự chủ
Tích cực, tự chủ trong học tập là một hoạt động nhằm làm chuyển biến
vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp cận tri thức
sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập.
Phát huy tính tích cực tự chủ trong hoạt động nhận thức của học sinh là
một trong những nhiệm vụ của thầy giáo trong nhà trường và cũng là một
trong những biện pháp nâng cao chất lượng dạy học. Tuy không phải là vấn
đề mới, nhưng với xu hướng đổi mới dạy học hiện nay thì việc tích cực hóa
hoạt động của học sinh là một vấn đề được đặc biệt quan tâm. Trong đó học
sinh chuyển từ vai trò là người thu nhận thông tin sang vai trò là người chủ
động, tích cực tham gia tìm kiếm kiến thức, người thầy chuyển từ người
truyền thông tin sang vai trò người tổ chức, hướng dẫn, giúp đỡ để học sinh tự
mình khám phá kiến thức mới. Phát huy khả năng tích cực, tự chủ hoạt động
nhận thức của học sinh sẽ góp phần làm cho mối quan hệ giữa dạy và học,

nhiệm vụ của từng chủ thể có ý nghĩa rất quan trọng, nó giúp cho chủ thể định
hướng hoạt động của mình. Trong giở học người thầy không được làm thay
học sinh, mà phải đóng vai trò là người tổ chức quá trình học tập của học
sinh, hướng dẫn học sinh đi tìm kiếm kiến thức mới, còn học sinh phải
chuyển từ vai trò thụ động sang chủ động tham gia tích cực và sáng tạo vào
quá trình học tập, tránh tình trạng ngồi chờ và ghi chép máy móc. Vì vậy, cần
phải tăng cường việc tổ chức cho học sinh thảo luận và làm việc theo nhóm.
1.2.2. Bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh
Năng lực luôn gắn với kỹ năng kỹ xảo trong lĩnh vực hoạt động tương
ứng. Song kỹ năng, kỹ xảo liên quan đến việc thực hiện một loạt hành động,
chuyên biệt đến mức thành thạo, tự động hóa, máy móc. Năng lực sáng tạo
gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo và vốn hiểu biết của chủ thể. Trong bất kỳ lĩnh
vực nào, càng thành thạo và có kiến thức sâu thì càng nhạy bén trong dự
đoán, đề ra được nhiều dự đoán, nhiều phương án để lựa chọn, càng tạo điều

9


kiện cho trực giác phát triển. Bởi vậy, không thể rèn luyện năng lực sáng tạo
tách rời, độc lập với học tập kiến thức về một lĩnh vực nào đó.
Các biện pháp bồi dưỡng, phát triển năng lực sáng tạo:
- Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến
thức mới. Do kiến thức vật lí trong trường phổ thông là kiến thức đã được loài
người khẳng định, nhưng chúng vẫn luôn mới mẻ đối với học sinh. Việc
nghiên cứu kiến thức mới sẽ thường xuyên tạo ra các tình huống đòi hỏi học
sinh phải đưa ra những ý kiến mới, giải pháp mới đối với chính bản thân họ.
- Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết.
Dự đoán có vai trò hết sức quan trọng trên con đường sáng tạo khoa
học. dự đoán chủ yếu dựa vào trực giác, kết hợp với các kinh nghiệm phong
phú và kiến thức của bản thân về một lĩnh vực nhất đinh. Có thể dự đoán theo

học sinh. Trong khi giải bài tập học sinh phải tự mình phân tích đề bài, tự xây
dựng những lập luận, thực hiện những phép 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, kiểm tra các kết luận của mình. Trong những điều kiện đó tư
duy của học sinh được phát triển, năng lực làm việc độc lập của học sinh được
nâng cao.
- Bài tập vật lí là phương tiện để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức
của học sinh.
- Bài tập vật lí có vai trò quan trọng trong việc rèn luyện tư duy và
phát triển tư duy sáng tạo của học sinh.
1.3.3. Phân loại bài tập vật lí
Có nhiều cách phân loại bài tập, tùy theo các dấu hiệu khác nhau mà
có cách phân loại khác nhau như: phân loại theo nội dung, phân loại theo
yêu cầu phát triển tư duy, phân loại theo phương thức cho điều kiện và
phương thức giải
1.3.3.1. Phân loại theo nội dung
- Theo đề tài vật lí: Bài tập vật lí được phân biệt thành các bài tập cơ
học, điện học, nhiệt học, quang học,… Các bài tập này thường xuất hiện ngay
sau khi nghiên cứu tài liệu mới về một vấn đề nào đó. Sự phân chia này chỉ

11


mang tính chất quy ước, vì kiến thức được sử dụng trong giả thiết của bài tập
không chỉ lấy ở một chương mà có thể lấy ở những phần học khác nhau trong
chương trình vật lí đã học.
- Bài tập có nội dung trừu tượng và bài tập có nội dung cụ thể:
Bài tập có nội dung trừu tượng là bài tập trong điều kiện của nó bản
chất vật lí đã được nêu lên, những chi tiết không bản chất đã được lược bỏ
bớt. Khi gặp những bài tập loại này học sinh sẽ dễ dàng nhận ra cần phải sử

Bài tập nghiên cứu: Là loại bài tập cần giải thích một hiện tượng chưa
biết trên cơ sở mô hình trừu tượng thích hợp rút ra từ lí thuyết vật lí.
Bài tập thiết kế: Là loại bài tập vận dụng các kiến thức lí thuyết đã biết
để đưa ra mô hình phù hợp với mô hình trừu tượng đã cho.
1.3.3.3. Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải
- Bài tập định tính: Bài tập định tính là bài tập mà khi giải học sinh
không cần phải thực hiện các phép tính phức tạp mà chỉ làm các phép tính
đơn giản có thể tính nhẩm được. Muốn giải những bài tập 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 lí và nhận biết được những biểu hiện của chúng trong
các trường hợp cụ thể.
- Bài tập tính toán: Bài tập tính toán là bài tập muốn giải chúng ta phải
thực hiện một loạt các phép tính và kết quả là thu được một đáp số định
lượng, tìm giá trị của một số đại lượng vật lí. Có thể chia bài tập tính toán làm
2 loại: bài tập tập dượt và bài tập tổng hợp
Bài tập tập dượt: là bài tập cơ bản, đơn giản , trong đó chỉ đề cập đến
một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản.
Bài tập tổng hợp: là bài tập mà muốn giải chúng ta phải sử dụng nhiều
khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức. những kiến thức dùng trong bài
tập tổng hợp có thể là những kiến thức đã học trong nhiều bài trước và có thể
ở nhiều phần của chương trình.
- 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

13


giản có thể làm ở nhà với những dụng cụ đơn giản để tìm hoặc tự làm được.
Bài tập thí nghiệm cũng có thể có dạng định tính hoặc định lượng.


Bài tập có nội dung
lịch sử

Quang

Bài tập vật lí vui

BÀI
TẬP
VẬT
LÍ

Phân loại
theo yêu
cầu phát
triển tư
duy

Bài tập luyện tập

Bàì tập sáng tạo

Bài tập định tính

Bài tập định lượng
Phân loại
theo
phương
thức cho


a

Trong đó x
a ,

b

….

1

2

là cái phải tìm
là những cái đã cho

b

là những cái chưa biết
1 , 2
Giả sử khi giải một bài tập nào đó, phân tích điều kiện của đề bài, dựa
trên các kiến thức vật lí ta xác lập được các mối quan hệ như hình 1.2. Nhờ
các mối quan hệ này mà ta có thể làm sáng tỏ cái chưa biết để rồi xác định cái
phải tìm.

a

1


4

V

g

h

4

VI

i

k

5

Hình 1.2: Sơ đồ xác
Hình
lập mối
2. quan hệ giữa các
đại lượng sssssss
trong bài tập vật lí

16


Quá trình làm sáng tỏ các yếu tố chưa biết trong các mối quan hệ đã
xác lập được trong hình 1.2, để đi đến xác định cái phải tìm được mô hình hóa

 Từ (4) và (5) thế vào IV rút ra (2)
 Thế (1), (2) vào I rút ra x
Ví dụ: Một sóng truyền trên sợi dây dài đàn hồi với tần số 500Hz,
người ta thấy khoảng cách giữa 5 điểm dao động cùng pha liên tiếp là 80cm.
Tính tốc độ truyền sóng trên dây.
Tư duy giải ví dụ trên:

a. Tóm tắt
Cho: f = 500Hz
n=5
d = 80cm
Hỏi: v = ?
b. Xác lập các mối quan hệ
 Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất dao động cùng pha là một
bước sóng (λ)

17


Khoảng cách giữa 5 điểm liên tiếp dao động cùng pha là d = (5 - 1)λ
 Tốc độ truyền sóng: v = λf
Hai mối quan hệ trên được mô hình hóa như hình sau:
II

v

I

f


làm việc một cách khoa học, có kế hoạch.
Bài tập vật lí rất đa dạng, nên phương pháp giải cũng phong phú. Tuy
nhiên, có thể đưa ra tiến trình chung gồm những giai đoạn chính để giải một
bài tập vật lí như sau:
 Tìm hiểu đề bài:

18