Sử dụng phương pháp GRAPH hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, Vật lí lớp 12 Nâng cao Applying GRAPH method in instructing students to solve practice on muscle wave interference, Advanced Physics 12 NXB H : ĐHGD, 2012 Số trang 94 tr + Hà Thị Minh Phượng Trường Đại học Quốc gia Hà Nội; Trường Đại học Giáo dục Luận văn ThS ngành: Lí luận Phương pháp dạy học (bộ mơn Vật lí); Mã số: 60 14 10 Người hướng dẫn: TS Phạm Kim Chung Năm bảo vệ: 2012 Abstract Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thơng hành, dạng Bài tập vật lý (BTVL) phần giao thoa sóng Hệ thống hoá dạng tập phương pháp giải tập phần Vận dụng phương pháp Graph để xây dựng dạng graph giúp học sinh giải tập hiệu Xây dựng tiến trình dạy học hướng dẫn học sinh giải tập theo phương pháp Graph Thực nghiệm sư phạm Keywords: Vật lý; Phương pháp dạy học; Phương pháp Graph; Giao thoa sóng Content MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong dạy học vật lí trường phổ thơng, tập vật lí ln giữ vị trí đặc biệt quan trọng việc thực nhiệm vụ dạy học vật lí Nghiên cứu thực tế việc giảng dạy tập vật lí trường trung học phổ thơng cho thấy việc hướng dẫn học sinh giải tập cịn rập khn theo dạng vận dụng cơng thức tốn học để giải tập Việc vận dụng kiến thức vật lí phương pháp nhận thức vật lí để giải tập cịn hạn chế, quan tâm đến phát triển tư vật lí Phương pháp Graph giúp xây dựng lơgíc tiến trình giải tập với tốc độ nhanh, hiệu Trong chương trình vật lí lớp 12 nâng cao, chương “Sóng cơ” có vai trị quan trọng việc tạo tảng kiến thức tượng vật lí có chất sóng, việc dạy học phần hiệu quả, giúp cho học sinh học phần sau hiệu Từ lí chọn đề tài “Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao” Mục tiêu nghiên cứu Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao nhằm nâng cao kĩ giải tập cho học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thơng hành, dạng tập vật lí phần giao thoa sóng Hệ thống hố dạng tập phương pháp giải tập phần - Vận dụng phương pháp Graph để xây dựng dạng Graph giúp học sinh giải tập hiệu - Xây dựng tiến trình dạy học hướng dẫn học sinh giải tập vật lí Graph - Thực nghiệm sư phạm Phạm vi nghiên cứu Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao Giả thuyết nghiên cứu Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao giúp học sinh tích cực, chủ động việc hệ thống hóa kiến thức nâng cao hiệu trình giải tập Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1 Nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu sở lí luận để làm sáng tỏ vai trị phương pháp Graph dạy học vật lí - Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thơng hành, nội dung sách giáo khoa nâng cao, giáo trình, tài liệu hướng dẫn phần giao thoa sóng tài liệu tham khảo có liên quan để xác định mức độ nội dung kiến thức yêu cầu HS cần nắm vững 6.2 Nghiên cứu thực tiễn - Điều tra thực tiễn việc sử dụng phương pháp Graph trình dạy giáo viên học học sinh giải tập, phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao trường trung học phổ thông 6.3 Thực nghiệm sư phạm - Tiến hành giảng dạy song song nhóm đối chứng nhóm thực nghiệm trường trung học phổ thông theo phương án xây dựng - Phân tích định tính định lượng để đánh giá tính khả thi tính hiệu biện pháp đề tài đưa Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, luận văn trình bày chương: Chƣơng 1: Cơ sở lí luận thực tiễn đề tài Chƣơng 2: Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao Chƣơng 3: Thực nghiệm sư phạm CHƢƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Bài tập vật lí vai trị dạy học vật lí 1.1.1 Bài tập vật lí Bài tập vật lí hiểu vấn đề đặt mà trường hợp tổng quát đòi hỏi suy luận lơgíc, phép tốn thí nghiệm dựa sở định luật phương pháp vật lí Bài tập vật lí luyện tập lựa chọn cách phù hợp với mục đích, hình thành kiển thức, phát triển tư vật lí rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức học sinh vào thực tiễn 1.1.2 Phân loại tập vật lí Các loại tập vật lí sau: - Bài tập định tính - Bài tập tính tốn - Bài tập thí nghiệm - Bài tập đồ thị 1.2 Phƣơng pháp giải tập vật lí 1.2.1 Các bước giải tập vật lí Những bước giải tập sau: + Tìm hiểu đầu + Phân tích tượng + Xây dựng lập luận + Biện luận 1.2.2 Xây dựng lập luận giải tập tính tốn Trong phạm vi đề tài luận văn, ta xét đến phương pháp xây dựng lập luận giải tập tính tốn Có hai phương pháp xây dựng lập luận: phương pháp phân tích phương pháp tổng hợp 1.3 Phƣơng pháp Graph dạy học vật lí 1.3.1 Graph Graph cấu trúc gồm đỉnh cạnh (vơ hướng có hướng) nối đỉnh 1.3.2 Phân loại Graph 1.3.2.1.Graph vơ hướng Graph vô hướng G = (V, E) gồm tập V ≠ Ø mà phần tử gọi đỉnh tập E mà phần tử gọ i cạnh 1.3.2.2 Graph có hướng Graph có hướng G = (V, E) gồm tập V ≠ Ø mà phần tử gọi đỉnh tập E mà phần tử gọ i cạnh, cặp thứ tự phần tử thuộc V 1.3.3 Các bước lập graph giải tập vật lí * Bước 1: Xác định đỉnh graph * Bước 2: Thiết lập cung * Bước 3: Hoàn thiện graph (bố trí đỉnh cung) 1.3.4 Giải tập vật lí Graph Quy ước: Cái cho – kí hiệu chữ hoa: A,B,C ) phải tìm (X), thơng qua chưa biết (chữ thường: a,b,c) Hai dạng Graph vơ hướng Graph có hướng, cụ thể sau: + Mơ hình hóa giải tập vật lí Graph vơ hướng: * Bước 1: Xác định đỉnh graph Tóm tắt, phân tích đầu toán, xác định đại lượng cho đại lượng cần tìm Đặt vào đỉnh * Bước 2: Thiết lập cung Dựa vào mối quan hệ đỉnh grap nối chúng lại để diễn tả mối liên hệ h, đỉnh * Bước 3: Hoàn thiện graph Xếp đỉnh theo lơgíc khoa học G1(V1) A a? b? X? a? c? E2{B,b} G2(V2) B X(a,b) E1{A,a} E3{C,c} G3(V3) D c Sơ đồ 1.1 Mơ hình hóa giải tập vật lí Graph vơ hƣớng + Mơ hình hóa giải tập vật lí Graph có hướng Graph có hướng cho thấy bước giải cụ thể G1(a,b) X(a,b) G2’(a,b) G2 G3 c Sơ đồ 1.2 Mô hình hóa giải tập vật lí Graph có hƣớng 1.4 Một số nguyên tắc sử dụng graph DHV L - Tránh tính hình thức việc lập sử dụng grap h - Tránh lạm dụng graph 1.5 Thực trạng việc sử dụng phƣơng pháp Graph DHVL 1.5.1 Mục đích điều tra tìm hiểu Tìm hiểu tình hình dạy học tập vật lí phần giao thoa sóng học, vật lí lớp 12 nâng cao trường THPT Thái Phiên thành phố Hải Phòng làm sở thực đề tài 1.5.2 Nội dung tìm hiểu - Thực trạng trang thiết bị phục vụ mơn vật lí phong trào chung nhà trường - Tình hình dạy giáo viên - Tình hình học tập học sinh - Tìm hiểu thực trạng việc ứng dụng Graph vào dạy học tập vật lí 1.5.3 Phương pháp điều tra tìm hiểu - Gặp gỡ lãnh đạo nhà trường, trao đổi - Dự giờ, gặp trao đổi với tổ trưởng môn giáo viên môn - Nghiên cứu giáo án giáo viên tổ dạy giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao - Trao đổi trực tiếp với học sinh lớp 12 trường - Nghiên cứu tập học sinh phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao - Dự giờ, quan sát học sinh học lớp học phương pháp giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao 1.5.4 Kết điều tra tìm hiểu Về hoạt động dạy giáo viên, qua tìm hiểu cho thấy: tiếp thu kiến thức phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao học sinh mức ghi nhớ máy móc, chưa nắm vững khái niệm phần này; vận dụng cách khó khăn trường hợp tương tự có thay đổi 1.6 Kết luận chƣơng Bài tập vật lí có vai trị quan trọng việc rèn luyện cho học sinh khả vận dụng kiến thức vật lí giải vấn đề thực tiễn, việc giải tập vật lí địi hỏi suy luận lơgíc, phép tốn thí nghiệm dựa sở định luật phương pháp vật lí Việc giải tập đòi hỏi tư định hướng cách tích cực Phương pháp Graph phương pháp khoa học sử dụng graph để mô tả vật, hoạt động, cho phép hình dung cách trực quan mối liên hệ yếu tố cấu trúc vật, cấu trúc lơgíc qui trình triển khai hoạt động (con đường từ lúc bắt đầu đến lúc kết thúc hoạt động) giúp người qui hoạch tối ưu, điều khiển tối ưu hoạt động Graph có tác dụng mơ hình hố đối tượng nghiên cứu mã hố đối tượng loại “ngôn ngữ” vừa trực quan, vừa cụ thể cô đọng Việc sử dụng Graph hướng dẫn học sinh giải tập vật lí giúp học sinh thu nhận kiến thức cách khoa học hơn, hiểu vấn đề cách khái quát Trên sở nghiên cứu lí thuyết Graph, đề tài nghiên cứu sử dụng vơ hướng graph có hướng để hỗ trợ việc hướng dẫn học sinh giải tập vật lí, cụ thể sử dụng graph vơ hướng để tìm mối quan hệ đại lượng biết đại lượng cần tìm, từ xây dựng graph có hướng để xác định bước giải tập vật lí Trên sở tìm hiểu tình hình dạy học tập vật lí nói chung phần giao thoa sóng học, vật lí lớp 12 nâng cao nói riêng trường THPT Thái Phiên thành phố Hải Phịng, xác định khó khăn giáo viên dạy học sinh học giải tập vật lí, đồng thời tìm hiểu thực trạng việc sử dụng Graph hướng dẫn học sinh giải tập vật lí Từ xây dựng phương án xây dựng Graph hỗ trợ hướng dẫn học sinh giải tập vật lí CHƢƠNG SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP GRAPH HƢỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP PHẦN GIAO THOA SÓNG CƠ VẬT LÍ LỚP 12 NC 2.1 Yêu cầu kiến thức, kỹ 2.1.1 Yêu cầu kiến thức Trên sở nghiên cứu chương trình, nội dung dạng tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao, đề tài xác định yêu cầu kiến thức để học sinh giải tốt tập vật lí phần 2.1.2 Yêu cầu kỹ Nghiên cứu dạng tập phần này, đề tài xác định yêu cầu kĩ để học sinh giải tốt tập vật lí 2.2 Hƣớng dẫn học sinh giải tập vật lí Graph Chúng tơi xây dựng quy trình hướng dẫn học sinh giải tập vật lí gồm bước sau: * Bước Phân tích tốn, xây dựng graph vơ hướng định hướng tìm lời giải * Bước Thiết lập phương trình, xây dựng Graph có hướng xác định bước giải * Bước Giải toán theo bước lập * Bước Trình bày lời giải Căn vào Graph có hướng kết tính tốn để giải tốn Ví dụ: Trong thí nghiệm giao thoa mặt nước có nguồn kết hợp S1, S2 dao động pha, tần số f = 10 Hz Tại điểm M cách S1, S2 d1 = 16cm, d2 = 10cm có cực đại Giữa M đường trung trực S1S2 có hai cực đại Tìm tốc độ truyền sóng * Bước Phân tích tốn, xây dựng graph vơ hướng định hướng tìm lời giải Tóm tắt đầu bài: f=10Hz, d1=16cm, d2 =10cm C(M,d) -> k =2 v=? Mỗi đại lượng ta đặt vào đỉnh, đồng thời yêu cầu đòi hỏi xác định v, cần xác định , ta đặt  vào đỉnh Dựa vào quan hệ đại lượng để xác định cung G1 d1 n f d2 v? E2 G2 c k Sơ đồ 2.1 Sử dụng Graph vơ hƣớng để phân tích tốn * Bước Thiết lập phương trình, xây dựng Graph có hướng xác định bước giải E1  E1 = |d1-d2|/k+1 E2 v=λf v? G1(f,d1,d2) v=λf G2 (c,k) n ĐK cực đại  = |d1-d2|/k+1 n= k+1 Sơ đồ 2.2 Sử dụng Graph có hƣớng xác định bƣớc giải toán * Bước Giải toán theo bước lập E1 : E2 d  d1 d  d1 d  d1   n      n k 1  v = λ f = 2.10 = 20 cm/s * Bước Trình bày lời giải Ta có trung trực S1S2 M có k cực đại , suy n = k +1 Điều kiện cực đại: d  d1 d  d1 d  d1   n      n k 1 = cm  v = λ f = 2.10 = 20 cm/s 2.3 Xây dựng hệ thống tập Graph hƣớng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng 2.3.1 Kiến thức, kĩ cần thiết để giải tập chương Sóng Theo chương trình mơn Vật lí lớp 12 trung học phổ thông (nâng cao), kiến thức, kĩ phần sóng sau: Xác định bước sóng Thiết lập phương trình sóng Xác định độ lệch pha điểm cách nguồn khoảng x1, x2 Xác định điều kiện đặc điểm giao thoa sóng: a Xác định điều kiện giao thoa b Xác định phương trình sóng điểm c Xác định đặc điểm có giao thoa sóng Xác định điều kiện đặc điểm giao thoa sóng dây – tượng sóng dừng a.Xác định điều kiện để có sóng dừng đặc điểm sóng dừng b Thiết lập phương trình sóng dừng sợi dây Xác định đặc điểm sóng âm a Xác định cường độ âm b Xác định mức cường độ âm c Xác định tần số âm phát nhạc cụ 2.3.2 Các dạng tập phương pháp giải dạng tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí 12 nâng cao Trên sở phân tích trên, đề tài soạn hệ thống tập theo dạng xác định xây dựng graph để hướng dẫn giải tập Ví dụ dạng “Viết phương trình sóng M cách S1, S2 d1, d2”, tập graph lời giải sau: Bài 1: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp S1,S2 cách 12 cm dao động với phương trình u = 2.cos80πt cm Viết phương trình sóng M cách S1,S2 10cm cm, biết tốc độ truyền sóng mặt nước v = 0,8 m/s * Bước Phân tích tốn, xây dựng graph vơ hướng d=12cm, u = 2.cos80πt cm M: d1=10, d2=6cm, v = 0,8 m/s uM = ? d1 G1 v d2 uM  d E E2 f u E1 E1 u = 2.cos80πt cm G2 E2: uM = 2a.cos   d cos[ t  (d1  d )]   Sơ đồ 2.3 Graph vơ hƣớng tốn * Bước Xây dựng Graph có hướng G1(d1,d2) u M E2 G2 (d,u)  f Sơ đồ 2.4 Graph có hƣớng tốn = v/f E2: uM = 2a.cos * Bước Giải toán   d cos( t  (d1  d ))   v = 80 cm/s , f = 40 Hz   = v/f =2 cm E1 : E2 uM = 2.2 cos  cos(80πt -  16)  uM = 4cos(80πt - 8π) cm * Bước Trình bày lời giải Ta có cơng thức: uM = 2a.cos   d cos( t  (d1  d ))   v = 80 cm/s , f = 40 Hz   = v/f =2 cm => uM = 2.2 cos  cos(80πt -  16)  uM = 4cos(80πt - 8π) cm 2.4 Xây dựng tiến trình dạy học giải tập vật lí Graph Dựa tư tưởng “bài toán đường ngắn nhất” lý thuyết graph dạy học, nhằm thực toán theo hướng tối ưu hoá, tức xác định phương án khác để triển khai học Phát huy trí tưởng tượng khơng gian; biết quy lạ quen; rèn luyện tư lôgic cho học sinh Sử dụng Graph hướng dẫn học sinh giải tập vật lí có tổ chức cho học sinh sử dụng lớp tự học nhà: - Ở lớp, thực hoạt động tổ chức giáo viên để tự lập graph nội dung (hệ thống hoá khái niệm), qua hiểu chất vấn đề, chiếm lĩnh tri thức nội dung học tập - Ở nhà, học sinh tự học graph để ghi nhớ nội dung học vận dụng linh hoạt trường hợp cần thiết Căn vào kiểu Graph cách xây dựng Graph tác dụng Graph đó, kết hợp với bước giải tập vật lí nói chung, chúng tơi xây dựng tiến trình hướng dẫn học sinh giải tập vật lí gồm hoạt động sau: * Hoạt động 1: Ôn tập (kiểm tra cũ) Trong hoạt động này, giáo viên hướng dẫn học sinh ôn lại kiến thức liên quan đến dạng tập Giáo viên sử dụng Graph để hệ thống hóa kiến thức liên quan * Hoạt động 2: Giao tập Giáo viên nêu đề hướng dẫn học sinh tìm hiểu đề bài, phân tích tượng Trong hoạt động giáo viên nêu đề học sinh tự suy nghĩ giải quyết, việc thực vai trò cố vấn cho học sinh cần thiết (gợi ý, giải đáp thắc mắc, chi chưa rõ đề ) Giáo viên phân tích, ghi bảng tập điển hình, nêu câu hỏi, tổ chức động viên tập thể học sinh tham gia vào cơng việc giải tốn đặt Giáo viên hướng dẫn học sinh thực hiện: Tìm hiểu đề a) Ở bước cần xác định rõ điều kiện làm rõ ý nghĩa thuật ngữ, cụm từ quan trọng b) Ghi vắn tắt điều kiện, sử dụng kí hiệu, vẽ hình sơ đồ cần thiết Phân tích tượng Phân tích nội dung BT với mục đích làm rõ chất Vật lí tượng mô tả bài, gợi lại đầu óc HS khái niệm, định luật có liên quan, cần thiết cho việc giải BT 10 * Hoạt động 3: Tổ chức HS xây dựng lập luận giải tập Trong bước này, giáo viên hướng dẫn học sinh tóm tắt đầu u cầu tốn xác định đỉnh Graph dựa vào đỉnh để tìm mối liên hệ biết cần tìm phương pháp phân tích phương pháp tổng hợp Để có hiệu quả, giáo viên nên dành thời gian để học sinh có thời gian suy nghĩ làm việc độc lập tự lực.Giáo viên hướng dẫn học sinh theo bước: Bước Xây dựng graph vơ hướng định hướng tìm lời giải Bước Xây dựng Graph có hướng xác định bước giải Bước Giải toán theo bước lập Bước Trình bày lời giải nhóm cá nhân * Hoạt động Thảo luận Giáo viên tổ chức lớp phân tích thảo luận toán, học sinh ghi cách giải lên bảng, trình bày lời giải Graph thảo luận tìm lời giải tối ưu Chính nhờ hoạt động này, giáo viên kiểm tra độ sâu sắc, vững chắc, sáng tạo, tư Vật lí học sinh, đồng thời thấy sai sót điển hình học sinh qua rút kinh nghiệm cho việc dạy học * Hoạt động Củng cố, mở rộng Hoạt động giúp giáo viên áp dụng biện pháp để cá biệt hoá học sinh việc giải BTVL: biến đổi mức độ yêu cầu tập cho đối tượng học sinh khác mức độ trừu tượng đề bài, loại vấn đề cần giải quyết, phạm vi tính phức tạp số liệu cần xử lí, loại số lượng thao tác tư logic phép biến đổi toán học phải sử dụng, phạm vi mức độ kiến thức, kĩ cần huy động; biến đổi mức độ yêu cầu số lượng tập cần giải, mức độ tự lực học sinh trình giải tập 2.5 Kết luận chƣơng Trên sở phân tích yêu cầu kiến thức, kĩ giải tập phần giao thoa sóng theo chương trình vật lí lớp 12 nâng cao, đề tài xác định kiến thức kĩ giải tập phần này, từ làm xác định dạng tập phần Căn vào kiểu Graph cách xây dựng Graph tác dụng Graph đó, kết hợp với bước giải tập vật lí nói chung, xây dựng quy trình hướng dẫn học sinh giải tập gồm bước sau: Bước Phân tích tốn, xây dựng graph vơ hướng định hướng tìm lời giải Bước Thiết lập phương trình, xây dựng Graph có hướng xác định bước giải Bước Giải toán theo bước lập Bước Trình bày lời giải 11 Từ việc xác định dạng tập phần trên, đề tài soạn hệ thống tập từ đơn giản đến phức tạp Với dạng tập có hướng dẫn học sinh xây dựng lập luận giải toán Graph Dựa tư tưởng “bài toán đường ngắn nhất” lý thuyết graph dạy học, nhằm thực toán theo hướng tối ưu hoá, tức xác định phương án khác để triển khai học Đề tài xây dựng tiến trình dạy học sinh giải tập Graph Mặc dù tập vật lí khác loại mục đích sử dụng dạy học, người thầy giáo khơng đơn giản trình bày cách giải cho học sinh mà phải dạy học sinh tự lực giải tập vật lí Vì vậy, việc sử dụng Graph hướng dẫn học sinh giải tập giúp giáo viên trình bày cách giải mẫu loại bài, hình thành cho học sinh thói quen phân tích tốn, ghi chép tính tốn cách hợp lí, rèn luyện tư logic Học sinh sử dụng Graph cơng cụ để tìm lời giải tối ưu cho dạng tập CHƢƠNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1 Mục đích, nhiệm vụ, đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm nhằm mục đích kiểm tra tính đắn giả thuyết khoa học mà đề tài nêu từ đánh giá tính khả thi đề tài, cụ thể kiểm nghiệm việc áp dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao trường THPT Thái Phiên, thành phố Hải Phòng 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm Trong trình thực nghiệm sư phạm, đề tài thực nhiệm vụ sau: - Tổ chức dạy học phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao lớp thực nghiệm - So sánh đối chiếu kết học tập lớp thực nghiệm lớp đối chứng để sơ đánh giá hiệu việc áp dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao - Đánh giá tính khả thi hiệu việc áp dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng 3.1.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm Tổng số học sinh khảo sát 78 học sinh hai lớp: - Lớp đối chứng: lớp 12A4 với 40 học sinh, học sinh nam 22 18 học sinh nữ, thầy giáo Hồng Long, giáo viên Vật lí trường giảng dạy - Lớp thực nghiệm: lớp 12A5 với 38 học sinh, học sinh nam 20 18 học sinh nữ, trực tiếp giảng dạy 12 Qua kiểm tra chương “Dao động học” thấy chất lượng học tập học sinh hai lớp coi gần tương đương 3.2 Cách thức tiến hành thực nghiệm sƣ phạm Trong trình thực nghiệm sư phạm, chúng tơi tiến hành dạy song song lớp thực nghiệm lớp đối chứng thời gian, nội dung phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao Ở lớp đối chứng, giảng dạy với phương pháp truyền thống Ở lớp thực nghiệm, trực tiếp giảng dạy, áp dụng phương pháp Graph để hướng dẫn học sinh giải tập Cuối đợt thực nghiệm sư phạm cho học sinh làm kiểm tra viết 45 phút để sơ đánh giá kết tiến trình dạy học soạn Ngồi ra, chúng tơi tổ chức điều tra để đánh giá hứng thú học sinh học Graph 3.3 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm sƣ phạm 3.3.1 Phân tích định tính + Ở lớp thực nghiệm 12A5: Tiết học đầu, hướng dẫn học sinh cách thức xây dựng graph để giải tập vật lí với tập xác định đại lượng sóng (bài 1,2) Giáo viên hướng dẫn học sinh làm quen với cách xác định đỉnh graph, dựa vào đỉnh xác định mối liên hệ xây dựng graph vơ hướng Sau giáo viên yêu cầu học sinh tự xác định bước giải tập xây dựng graph có hướng, trình bày lời giải graph, ghi chép vào để chuẩn bị cho thảo luận Ở tiết học thứ 2, tiết học quan sát sử dụng kết để so sánh với lớp đối chứng Hầu hết học sinh xây dựng grahp để giải tập, yêu cầu tìm lời giải tối ưu giải thích cách xây dựng lập luận giải tập, đa số học sinh lúng túng Về tinh thần học tập học sinh, số đơng học sinh có quan tâm tham gia việc đóng góp xây dựng với khơng khí sơi tích cực Trong thảo luận với lớp, việc sử dụng graph đem lại tranh luận sơi học sinh, nhóm học sinh bảo vệ quan điểm nhóm khác có quan điểm khác + Ở lớp đối chứng 12A4: Giáo viên sử dụng cách hướng dẫn thường dạy, gồm bước: Củng cố kiến thức, giới thiệu dạng tập, giải tập mẫu giao tập tương tự Để so sánh kĩ giải tập hai lớp đối chứng thực nghiệm, sử dụng tập lớp thực nghiệm Với tập đơn giản học sinh sử dụng máy tính nhanh kết quả, thời gian giải tập so với lớp đối chứng (chỉ khoảng phút) tập đơn giản áp dụng cơng thức tính tốn Tuy nhiên, giao tập 5, không đơn thuẩn áp công thức tính mà địi hỏi suy luận, học sinh tỏ lúng túng Một số học sinh giải tốn, u cầu trình 13 bày giải thích cách giải học sinh lúng túng, trình bày lời giải mà khơng hiểu cách lập luận Nhận xét chung: Hệ thống graph lập giúp cho học trở nên phong phú hơn, sinh động thu hút ý học sinh 3.3.2 Phân tích kiểm tra Để có đánh giá chúng tơi soạn thảo tổ chức cho học sinh làm kiểm tra viết với thời gian 45 phút Nội dung kiểm tra bao gồm số kiến thức mà học sinh phải nắm vững phải vận dụng vào giải tập * Phân tích số liệu Sau tổ chức cho học sinh làm kiểm tra viết tiến hành chấm xử lí kết thu theo phương pháp thống kê toán học phần mềm SPSS 16 * Thống kê kết kiểm tra: Sử dụng chức thống kê mô tả tần suất (Frequencies) vẽ đồ thị, kết sau (bảng 3.1; 3.2 hình 3.1): Bảng 3.2.Bảng tần suất điểm - Lớp thực nghiệm Frequency Percent Valid Percent Cumulative Percent Valid 2.6 2.6 2.6 13.2 13.2 15.8 13.2 13.2 28.9 17 44.7 44.7 73.7 10 26.3 26.3 100.0 Total 38 100.0 100.0 14 Bảng 3.1 Bảng tần suất điểm - Lớp đối chứng Frequency Valid Percent Valid Percent Cumulative Percent 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 5.0 2.5 2.5 7.5 10.0 10.0 17.5 17 42.5 42.5 60.0 15 37.5 37.5 97.5 2.5 2.5 100.0 40 100.0 100.0 Total Hình 3.1 Đồ thị tần suất điểm số lớp thực nghiệm lớp đối chứng Bảng 3.3 Các tham số thống kê nhom KTA N Mean Std Deviation Std Error Mean Thuc nghiem 38 7.789 1.0694 1735 Doi chung 40 7.100 1.1503 1819 15 Nhìn đồ thị chứng tỏ lớp thực nghiệm HS đồng lớp đối chứng Điểm trung bình lớp thực nghiệm: 7,79; lớp đối chứng 7,1 Tuy nhiên để khẳng định chắn khác biệt này, nhóm tiến hành thực kiểm định thống kê T-test sai khác giá trị trung bình điểm số lớp phần mềm SPSS Bảng 3.4 Bảng kiểm định kết kiểm tra T – test Levene's Test t-test for Equality of Means 95% CID Sig (2- Mean F Sig t df Std Error tailed) Difference Difference Lower Upper 008 6895 2518 1879 1.1910 2.743 75.967 008 6895 2513 1889 1.1901 KTA Equal variances 103 749 2.738 76 assumed Equal variances not assumed - Đồ thị tần suất cho thấy số điểm nhiều lớp thực nghiệm tập trung điểm 8, lớp đối chứng tập trung điểm Miền giá trị lớp thực nghiệm từ 4,5- 9,5, độ lệch chuẩn 1,7; lớp đối chứng 2,5-9,5, độ lệch chuẩn 1,8; lớp thực nghiệm độ phân tán chứng tỏ lớp thực nghiệm học sinh đồng lớp đối chứng - Điểm trung bình cộng học sinh lớp thực nghiệm (7,79) cao lớp đối chứng (7,1) Phép kiểm định T-test phần mềm SPSS chứng tỏ việc sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao có hiệu tốt phương pháp dạy học thơng thường Như vậy, xét mặt định lượng việc sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao đem lại hiệu bước đầu việc nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức học sinh 16 3.3.3 Hiệu phương pháp Graph việc hướng dẫn học sinh giải tập vật lí Với phương pháp Grahp, học sinh nắm nội dung khái niệm học, biết vận dụng định nghĩa, khái niệm để giải tập cụ thể, nhiên số học sinh mắc sai lầm tính tốn, biến đổi, lập luận thiếu chặt chẽ dẫn đến kết sai 3.4 Kết luận chƣơng Qua số tiết học ỏi trình thực nghiệm sư phạm, với số lượng học sinh hạn chế, chưa đủ để khẳng định giá trị phổ biến việc sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao Tuy nhiên, với kết bước đầu thu chứng tỏ việc xây dựng tập vật lí graph cách hợp lý, hỗ trợ việc giảng dạy, tổ chức thảo luận, hướng dẫn học sinh giải nhiệm vụ nhận thức trình hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao có tác dụng nâng cao chất lượng dạy học, giúp học sinh nắm vững kiến thức; phát triển hứng thú, óc sáng tạo; phát huy tính tích cực, tự lực học sinh q trình học tập Tuy nhiên, thơng qua thực nghiệm chúng tơi thấy cịn số hạn chế: - Để có học lơi học sinh tích cực, tự lực tìm tịi giải vấn đề tham gia thảo luận giải tập graph địi hỏi giáo viên phải có đầu tư thời gian, chuẩn bị công phu, với khéo léo điều khiển lớp học - Kết khả quan bước đầu đợt thực nghiệm sư phạm theo định hướng đề tài cho phép kết luận hồn tồn vận dụng lý thuyết graph vào dạy học giải tập vật lí trường THPT, đem lại kết tích cực việc kết hợp vận dụng phương pháp Graph dạy học với phương pháp, xu hướng dạy học phương pháp dạy học phát giải vấn đề Những nghiên cứu lý luận thực nghiệm chứng tỏ giả thiết khoa học mà đề tài đề chấp nhận KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 1.Kết luận Qua trình thực đề tài nghiên cứu, giải số vấn đề sau: - Vận dụng quan điểm lý luận phương pháp Graph sử dụng graph dạy học vào hướng dẫn học sinh giải tập vật lí nói chung giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao nói riêng - Nghiên cứu nguyên tắc kỹ thuật xây dựng graph để giải BTVL - Qua tìm hiểu thực tế dạy học chương giao thoa sóng trường THPT nay, chúng tơi phát khó khăn giáo viên dạy học học sinh học tập tập chương đưa giải pháp khắc phục khó khăn theo hướng phát triển hứng thú, tính tích cực, tự 17 lực tham gia giải vấn đề học tập học sinh, góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức học sinh - Qua nghiên cứu TLGK, sách tham khảo, làm rõ nội dung kiến thức bản, kĩ cần thiết để giải tập chương giao thoa sóng Từ xây dựng hệ thống tập với graph hướng dẫn học sinh giải tập cụ thể - Thực nghiệm sư phạm bước đầu cho thấy rằng, với khả giáo viên học sinh có, vấn đề triển khai tập vật lí graph dạy học trường THPT thực - Vận dụng phương pháp dạy học tích cực, phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải BTVL, đề tài cho thấy phương pháp nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức học sinh tổ chức hoạt động hướng dẫn học sinh giải tập vật lí graph tổ chức thảo luận nhóm giúp nâng cao tính cực, tự lực chiếm lĩnh tri thức học sinh Với kết trên, đề tài đạt mục đích đề khẳng định giả thuyết khoa học ban đầu Q trình nghiên cứu đề tài chúng tơi nhận thấy, đề tài số nhược điểm sau: - Việc tổ chức cho học sinh tự lực học tập, thảo luận nhóm giải tập grapg theo hướng tăng cường tính tích cực tự lực giải vấn đề hướng dẫn giáo viên phần kiến thức chương giao thoa sóng mang lại số hiệu định, để triển khai đề tài diện rộng phụ thuộc vào trình độ tư duy, lực sư phạm trình độ chun mơn Vật lí, lực quản lý học tập, phương thức tổ chức thảo luận giáo viên, đặc biệt hình thức thi kiểm tra - đánh giá Khuyến nghị Khi bắt tay nghiên cứu đề tài này, nhận thấy đề tài mới, nước ta chưa có đề tài nghiên cứu cụ thể vận dụng lý luận dạy học vào xây dựng tập vật lí graph dạy học nói chung dạy học Vật lí nói riêng, thực tiễn giới cho thấy tính hiệu Tuy khả cịn hạn chế thời gian ngắn, mạnh dạn đề xuất nghiên cứu đề tài Để hoàn thiện, đề tài cần bổ sung, mở rộng Chúng tơi hy vọng đề tài góp phần nhỏ bé vào việc đổi phương pháp dạy học trường phổ thông phát triển kĩ giải tập vật lí cho học sinh Qua đề tài này, mong quan tâm thầy cô giáo trường, nhà sư phạm, giáo viên vật lí góp ý kiến cho đề tài chúng tơi hồn thiện nữa, tạo điều kiện cho mở rộng sang phần nội dung khác chương trình vật lí phổ thơng, góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí trường phổ thơng 18 References Bộ Giáo dục Đào tạo (2008) Sách giáo khoa Vật lí 12 nâng cao NXB GD, Hà Nội Bộ Giáo dục Đào tạo (2008) Sách giáo viên Vật lí 12 nâng cao NXB GD, Hà Nội Nguyễn Hữu Châu (2004) Những vấn đề chương trình trình dạy học NXB Hà Nội Hoàng Chúng (2000) Graph giải tốn phổ thơng NXB GD, Hà Nội Bùi Quang Hân (chủ biên), Đào Văn Cự, Phạm Ngọc Tiến, Nguyễn Thành Tƣơng (1995) Giải tốn vật lí 12 NXB GD, Hà Nội Nguyễn Văn Khải, Nguyễn Duy Chiến, Phạm Thị Mai (2008), Lí luận dạy học Vật lí trường phổ thông, NXB GD, Hà Nội Vũ Thanh Khiết (1999) Một số phương pháp giải tốn vật lí sơ cấp NXB GD, Hà Nội Vũ Thanh Khiết (2006) Kiến thức nâng cao vật lý THPT NXB Hà Nội, Hà Nội Vũ Thanh Khiết (2008) Tuyển tập toán nâng cao vật lí trung học phổ thơng NXB ĐHQG HN, Hà Nội 10 L.I Reznicop, A.V Pioruskin, P.A Znamenxki (1973) Những sở phương pháp giảng dạy vật lí, NXB GD, Hà Nội 11.M E TULTRINXKI (1978), Những tập định tính Vật lí trường phổ thông ( Người dịch: Nguyễn Phúc Thuần, Phạm Hồng Tuất), NXB GD, Hà Nội 12 Nguyễn Hữu Ngự (2001) Lý thuyết đồ thị NXB ĐHQG, Hà Nội 13 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng (2001) Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học Vật lý trường phổ thông NXB ĐHQG, Hà Nội 14 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế (2003) Phương pháp dạy học Vật lý trường phổ thông NXB ĐHSP Hà Nội, Hà Nội 15 Phạm Hữu Tòng (2001) Lí luận dạy học vật lí trường trung học NXB GD, Hà Nội 16.Phạm Hữu Tòng (2004) Dạy học vật lí trường trung học phổ thơng theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo tư khoa học, NXB ĐHSP Hà Nội, Hà Nội 17 Đỗ Hƣơng Trà, Phạm Gia Phách (2009) Dạy học tập vật lí trường phổ thông NXB ĐHSP Hà Nội, Hà Nội Tiếng Anh 18 Richard Coughlan (2000), European Union Physics Colloquium, Physics Education, 35(4), Bristol, pp 287-292 19 19 Yogesh Kumar Singh, Ruchika Nath (2007) Teaching of General Science, S.B Nangia, SPH Publishing Corporation, New Delhi, India 20 Sandra K Abell, Norman G Lederman (2007) Handbook of research on science education, Routledge, New York 20 ... cứu Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao Giả thuyết nghiên cứu Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa. ..Từ lí tơi chọn đề tài ? ?Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao? ?? Mục tiêu nghiên cứu Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải. .. viên tổ dạy giải tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao - Trao đổi trực tiếp với học sinh lớp 12 trường - Nghiên cứu tập học sinh phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao - Dự