Sử dụng phương pháp GRAPH hướng dẫn học sinh giải bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao

Sử dụng phương pháp GRAPH hướng dẫn học
sinh giải bài 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 và 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 hiện hành, các dạng Bài tập vật lý
(BTVL) phần giao thoa sóng cơ. Hệ thống hố các dạng bài tập và phương pháp giải các bài
tập phần này. Vận dụng phương pháp Graph để xây dựng các dạng graph giúp học sinh giải
các bài tập hiệu quả. Xây dựng tiến trình dạy học hướng dẫn học sinh giải bài tập theo
phương pháp Graph. Thực nghiệm sư phạm.
Keywords: Vật lý; Phương pháp dạy học; Phương pháp Graph; Giao thoa sóng cơ
Content.
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong dạy học vật lí ở trường phổ thơng, bài tập vật lí ln giữ một vị trí đặc biệt quan trọng
trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lí. Nghiên cứu thực tế việc giảng dạy bài tập vật lí ở các
trường trung học phổ thông cho thấy việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vẫn cịn rập khn theo các
dạng bài và vận dụng cơng thức tốn học để giải các bài tập. Việc vận dụng kiến thức vật lí và các
phương pháp nhận thức của vật lí để giải các bài tập đó cịn hạn chế, ít quan tâm đến phát triển tư
duy vật lí.
Phương pháp Graph giúp xây dựng lơgíc tiến trình giải bài tập với tốc độ nhanh, hiệu quả.
Trong chương trình vật lí lớp 12 nâng cao, chương “Sóng cơ” có vai trị quan trọng trong việc tạo
nền tảng kiến thức về các hiện tượng vật lí có bản chất sóng, việc dạy và học phần này hiệu quả, sẽ

giúp cho học sinh học các phần sau hiệu quả hơn.

1


Từ những lí do trên tơi chọn đề tài “Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải bài
tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí
lớp 12 nâng cao nhằm nâng cao kĩ năng giải bài tập cho học sinh.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thơng hiện hành, các dạng bài tập vật lí phần giao thoa
sóng cơ. Hệ thống hoá các dạng bài tập và phương pháp giải các bài tập phần này.
- Vận dụng phương pháp Graph để xây dựng các dạng Graph giúp học sinh giải các bài tập
hiệu quả.
- Xây dựng tiến trình dạy học hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí bằng Graph.
- Thực nghiệm sư phạm.
4. Phạm vi nghiên cứu
Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí
lớp 12 nâng cao.
5. Giả thuyết nghiên cứu
Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12
nâng cao sẽ giúp học sinh tích cực, chủ động trong việc hệ thống hóa kiến thức và nâng cao hiệu quả của
quá trình giải bài tập.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
6.1. Nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu cơ sở lí luận để làm sáng tỏ vai trò của phương pháp Graph trong dạy học vật lí.
- Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thơng hiện hành, nội dung sách giáo khoa cơ bản và
nâng cao, các giáo trình, tài liệu hướng dẫn về phần giao thoa sóng cơ và những tài liệu tham khảo có
liên quan để xác định mức độ nội dung kiến thức và yêu cầu HS cần nắm vững.

6.2. Nghiên cứu thực tiễn
- Điều tra thực tiễn việc sử dụng phương pháp Graph trong quá trình dạy của giáo viên và học
của học sinh khi giải bài tập, phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao tại trường trung học phổ
thông.
6.3. Thực nghiệm sư phạm
- Tiến hành giảng dạy song song nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm ở trường trung học
phổ thông theo phương án đã xây dựng.
- Phân tích định tính và định lượng để đánh giá tính khả thi và tính hiệu quả của các biện
pháp do đề tài đưa ra.

2


7. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, luận văn được trình
bày trong 3 chương:
Chƣơng 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài.
Chƣơng 2: Sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật
lí lớp 12 nâng cao.
Chƣơng 3: Thực nghiệm sư phạm.
CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Bài tập vật lí và vai trị trong dạy học vật lí
1.1.1. Bài tập vật lí
Bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi hỏi
những suy luận lơgíc, những phép tốn và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương
pháp vật lí.
Bài tập vật lí là những bài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích, hình
thành các kiển thức, phát triển tư duy vật lí và rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức của học sinh
vào thực tiễn.

1.1.2. Phân loại bài tập vật lí
Các loại bài tập vật lí như sau:
- Bài tập định tính
- Bài tập tính tốn
- Bài tập thí nghiệm
- Bài tập đồ thị
1.2. Phƣơng pháp giải bài tập vật lí
1.2.1. Các bước giải bài tập vật lí
Những bước giải bài tập như sau:
+ Tìm hiểu đầu bài
+ Phân tích hiện tượng
+ Xây dựng lập luận
+ Biện luận
1.2.2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập tính tốn
Trong phạm vi đề tài luận văn, ta xét đến phương pháp xây dựng lập luận giải bài tập tính
tốn. Có hai phương pháp xây dựng lập luận: phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp.

3


1.3. Phƣơng pháp Graph trong dạy học vật lí
1.3.1. Graph
Graph là một cấu trúc gồm các đỉnh và các cạnh (vơ hướng hoặc có hướng) nối các đỉnh đó.
1.3.2. Phân loại Graph
1.3.2.1.Graph vô hướng
Graph vô hướng G = (V, E) gồm tập V ≠ Ø mà các phần tử của nó gọi là các đỉnh và một tập
E mà các phần tử của nó gọ i là các cạnh.
1.3.2.2. Graph có hướng
Graph có hướng G = (V, E) gồm tập V ≠ Ø mà các phần tử gọi là các đỉnh và một tập E mà
các phần tử của nó gọ i là các cạnh, đó là các cặp sắp thứ tự của các phần tử thuộc V.

1.3.3. Các bước lập graph giải bài tập vật lí
* Bước 1: Xác định các đỉnh của graph.
* Bước 2: Thiết lập các cung.
* Bước 3: Hồn thiện graph (bố trí các đỉnh và các cung).
1.3.4. Giải bài tập vật lí bằng Graph
Quy ước: Cái đã cho – kí hiệu chữ hoa: A,B,C...) và cái phải tìm (X), thơng qua các cái
chưa biết (chữ thường: a,b,c).
Hai dạng Graph vơ hướng và Graph có hướng, cụ thể như sau:
+ Mơ hình hóa giải bài tập vật lí bằng Graph vơ hướng:
* Bước 1: Xác định các đỉnh của graph.
Tóm tắt, phân tích đầu bài toán, xác định các đại lượng đã cho và đại lượng cần tìm . Đặt vào các
đỉnh.
* Bước 2: Thiết lập các cung.
Dựa vào các mối quan hệ giữa các đỉnh của grap nối chúng lại để diễn tả mối liên hệ giữa
h,
các đỉnh.
* Bước 3: Hoàn thiện graph.
Xếp các đỉnh theo 1 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

4


Sơ đồ 1.1. Mơ hình hóa giải bài tập vật lí bằng Graph vơ hƣớng
+ Mơ hình hóa giải bài tập vật lí bằng Graph có hướng
Graph có hướng cho thấy các bước giải cụ thể.
G1(a,b)

X(a,b)

G2’(a,b)

G2
G3

c

Sơ đồ 1.2. Mơ hình hóa giải bài tập vật lí bằng Graph có hƣớng
1.4. Một số nguyên tắc sử dụng graph trong DHV L
- Tránh tính hình thức trong việc lập và sử dụng grap h.
- Tránh lạm dụng graph.
1.5. Thực trạng việc sử dụng phƣơng pháp Graph trong DHVL
1.5.1. Mục đích điều tra tìm hiểu
Tìm hiểu tình hình dạy và học bài tập vật lí phần giao thoa sóng cơ học, vật lí lớp 12 nâng cao
ở trường THPT Thái Phiên thành phố Hải Phòng làm cơ sở thực hiện đề tài.
1.5.2. Nội dung tìm hiểu
- Thực trạng trang thiết bị phục vụ bộ mơn vật lí và phong trào chung của nhà trường.
- Tình hình dạy của giáo viên.
- Tình hình học tập của học sinh.
- Tìm hiểu thực trạng của việc ứng dụng Graph vào dạy học bài tập vật lí.
1.5.3. Phương pháp điều tra tìm hiểu
- Gặp gỡ lãnh đạo nhà trường, trao đổi.
- Dự giờ, gặp và trao đổi với tổ trưởng bộ môn và giáo viên bộ môn.
- Nghiên cứu giáo án của các giáo viên trong tổ khi dạy về giải bài tập phần giao thoa sóng
cơ, vật lí lớp 12 nâng cao.
- Trao đổi trực tiếp với học sinh lớp 12 của trường.
- Nghiên cứu vở bài tập của học sinh về phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao.
- Dự giờ, quan sát học sinh học trên lớp khi học về phương pháp giải bài tập phần giao thoa
sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao.

5


1.5.4. Kết quả điều tra tìm hiểu

Về hoạt động dạy của giáo viên, qua tìm hiểu cho thấy: sự tiếp thu kiến thức phần giao thoa sóng
cơ, vật lí lớp 12 nâng cao của học sinh chỉ ở mức ghi nhớ máy móc, chưa nắm vững được các khái niệm
cơ bản trong phần này; vận dụng một cách khó khăn các trường hợp tương tự khi đã có sự thay đổi.
1.6. Kết luận chƣơng 1
Bài tập vật lí có vai trò quan trọng trong việc rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến
thức vật lí giải quyết các vấn đề thực tiễn, việc giải bài tập vật lí địi hỏi những suy luận lơgíc, những
phép tốn và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí. Việc giải bài tập địi
hỏi sự tư duy định hướng một cách tích cực.
Phương pháp Graph là phương pháp khoa học sử dụng graph để mô tả sự vật, hoạt động, cho
phép hình dung một cách trực quan các mối liên hệ giữa các yếu tố trong cấu trúc của sự vật, cấu trúc
lơgíc của qui trình triển khai hoạt động (con đường từ lúc bắt đầu đến lúc kết thúc hoạt động) giúp
con người qui hoạch tối ưu, điều khiển tối ưu các hoạt động. Graph có tác dụng mơ hình hố các đối
tượng nghiên cứu và mã hố các đối tượng đó bằng một loại “ngôn ngữ” vừa trực quan, vừa cụ thể và
cô đọng.
Việc sử dụng Graph trong hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí giúp học sinh thu nhận kiến
thức một cách khoa học hơn, hiểu vấn đề một cách khái quát hơn.
Trên cơ sở nghiên cứu lí thuyết về Graph, đề tài nghiên cứu sử dụng vô hướng và graph có
hướng để hỗ trợ việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí, cụ thể là sử dụng graph vơ hướng để tìm
mối quan hệ giữa các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm, từ đó xây dựng graph có hướng để xác
định các bước giải bài tập vật lí.
Trên cơ sở tìm hiểu tình hình dạy và học bài tập vật lí nói chung và phần giao thoa sóng cơ
học, vật lí lớp 12 nâng cao nói riêng ở trường THPT Thái Phiên thành phố Hải Phịng, xác định khó
khăn của giáo viên khi dạy và học sinh khi học giải bài tập vật lí, đồng thời tìm hiểu thực trạng của
việc sử dụng Graph hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí. Từ đó xây dựng phương án xây dựng
Graph hỗ trợ hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí.
CHƢƠNG 2
SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP GRAPH HƢỚNG DẪN HỌC SINH
GIẢI BÀI TẬP PHẦN GIAO THOA SĨNG CƠ VẬT LÍ LỚP 12 NC
2.1. u cầu về kiến thức, kỹ năng
2.1.1. Yêu cầu về kiến thức

Trên cơ sở nghiên cứu chương trình, nội dung và các dạng bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật
lí lớp 12 nâng cao, đề tài xác định yêu cầu về kiến thức cơ bản để học sinh giải tốt các bài tập vật lí
phần này.

6


2.1.2. Yêu cầu về kỹ năng
Nghiên cứu các dạng bài tập phần này, đề tài xác định yêu cầu về kĩ năng để học sinh giải tốt
các bài tập vật lí.
2.2. Hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí bằng Graph
Chúng tơi xây dựng quy trình hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí gồm 4 bước như sau:
* Bước 1. Phân tích bài tốn, xây dựng graph vơ hướng định hướng tìm lời giải.
* Bước 2. Thiết lập các phương trình, xây dựng Graph có hướng xác định các bước giải.
* Bước 3. Giải bài toán theo các bước đã lập.
* Bước 4. Trình bày lời giải
Căn cứ vào Graph có hướng và kết quả tính tốn để giải bài tốn.
Ví dụ: Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nước có 2 nguồn kết hợp S1, S2 dao động cùng pha, cùng
tần số f = 10 Hz. Tại điểm M cách S1, S2 lần lượt là d1 = 16cm, d2 = 10cm có một cực đại. Giữa M và
đường trung trực S1S2 có hai cực đại. Tìm tốc độ truyền sóng.
* Bước 1. Phân tích bài 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 một đỉnh, đồng thời căn cứ trên yêu cầu đòi hỏi xác định v, cần xác
định , vậy ta đặt  vào 1 đỉnh. Dựa vào các quan hệ giữa các đại lượng để xác định các cung.
G1

d1

n

f

d2

v?

E2
G2

c

k

Sơ đồ 2.1. Sử dụng Graph vô hƣớng để phân tích bài tốn
* Bước 2. Thiết lập các phương trình, xây dựng Graph có hướng xác định các 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

7


Sơ đồ 2.2. Sử dụng Graph có hƣớng xác định bƣớc giải bài toán
* Bước 3. Giải bài toán theo các bước đã lập.
E1 :
E2.

d 2  d1

d 2  d1
d 2  d1

 n   



n
k 1

 v = λ f = 2.10 = 20 cm/s

* Bước 4. Trình bày lời giải
Ta có giữa trung trực S1S2 và M có k cực đại , suy ra n = k +1.
Điều

kiện

cực

đại:

d 2  d1

d 2  d1
d 2  d1

 n   


n
k 1

=

2

cm.

 v = λ f = 2.10 = 20 cm/s
2.3. Xây dựng hệ thống bài tập và Graph hƣớng dẫn học sinh giải bài tập phần giao thoa sóng
cơ
2.3.1. Kiến thức, kĩ năng cần thiết để giải bài tập chương Sóng cơ
Theo chương trình mơn Vật lí lớp 12 trung học phổ thơng (nâng cao), những kiến thức, kĩ
năng cơ bản phần sóng cơ như sau:
1. Xác định bước sóng
2. Thiết lập phương trình sóng
3. Xác định độ lệch pha giữa 2 điểm cách nguồn một khoảng x1, x2
4. Xác định điều kiện và các đặc điểm giao thoa sóng:
a. Xác định điều kiện giao thoa
b. Xác định phương trình sóng tại một điểm
c. Xác định các đặc điểm khi có giao thoa sóng
5. Xác định điều kiện và các đặc điểm giao thoa sóng trên dây – hiện tượng sóng dừng
a.Xác định điều kiện để có sóng dừng và đặc điểm sóng dừng.
b. Thiết lập phương trình sóng dừng trên sợi dây
6. Xác định các đặc điểm của sóng âm
a. Xác định cường độ âm
b. Xác định mức cường độ âm
c. Xác định tần số âm được phát ra bởi nhạc cụ
2.3.2. Các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí 12
nâng cao
Trên cơ sở phân tích trên, đề tài soạn hệ thống bài tập theo các dạng đã xác định và xây dựng
các graph để hướng dẫn giải bài tập.

8

Ví dụ đối với dạng “Viết phương trình sóng tại M cách S1, S2 lần lượt là d1, d2”, bài tập và
graph cũng như lời giải như sau:
Bài 1: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp S1,S2 cách nhau 12 cm dao động với phương trình u =
2.cos80πt cm. Viết phương trình sóng tại M cách S1,S2 lần lượt là 10cm và 6 cm, biết tốc độ truyền
sóng trên mặt nước v = 0,8 m/s.
* Bước 1. Phân tích bài 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
1

E2

f

u

E1

E1. u = 2.cos80πt cm

G2

E2: uM = 2a.cos



d .cos[ t  (d1  d 2 )]



Sơ đồ 2.3. Graph vô hƣớng bài tốn 1
* Bước 2. Xây dựng Graph có hướng
G1(d1,d2)

u
M

E2
G2 (d,u)



f

Sơ đồ 2.4. Graph có hƣớng bài tốn 1
= v/f

E2: uM = 2a.cos

* Bước 3. Giải bài toán.



d .cos( t  (d1  d 2 )) .



v = 80 cm/s , f = 40 Hz   = v/f =2 cm.
E1 :

E2.

uM = 2.2 cos


2

4 .cos(80πt -


2

.16)  uM = 4cos(80πt - 8π) cm

* Bước 4. Trình bày lời giải

9


Ta có cơng thức: uM = 2a.cos



d .cos( t  (d1  d 2 )) .



v = 80 cm/s , f = 40 Hz   = v/f =2 cm.
=> uM = 2.2 cos


2

4 .cos(80πt -


2

.16)  uM = 4cos(80πt - 8π) cm.

2.4. Xây dựng tiến trình dạy học giải bài tập vật lí bằng Graph
Dựa trên tư tưởng “bài toán con đường ngắn nhất” của lý thuyết graph trong dạy học, nhằm
thực hiện bài toán theo hướng tối ưu hoá, tức là xác định các phương án khác nhau để triển khai bài
học. Phát huy trí tưởng tượng khơng gian; biết quy lạ về quen; rèn luyện tư duy lôgic cho học sinh.

Sử dụng Graph hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí có tổ chức cho học sinh sử dụng cả ở trên lớp
và tự học ở nhà:
- Ở trên lớp, thực hiện các hoạt động dưới sự tổ chức của giáo viên để tự lập được graph nội dung (hệ
thống hố khái niệm), qua đó hiểu bản chất vấn đề, chiếm lĩnh tri thức nội dung học tập.
- Ở nhà, học sinh tự học bằng graph để ghi nhớ nội dung bài học và có thể vận dụng linh hoạt trong
các trường hợp cần thiết.
Căn cứ vào các kiểu Graph và cách xây dựng Graph cũng như tác dụng của các Graph đó, kết
hợp với các bước giải bài tập vật lí nói chung, chúng tơi xây dựng tiến trình hướng dẫn học sinh giải
bài tập vật lí gồm các hoạt động như sau:
* Hoạt động 1: Ôn tập (kiểm tra bài cũ)
Trong hoạt động này, giáo viên hướng dẫn học sinh ôn lại các kiến thức liên quan đến các
dạng bài tập. Giáo viên có thể sử dụng Graph để hệ thống hóa các kiến thức liên quan.
* Hoạt động 2: Giao bài tập
Giáo viên nêu đề bài và hướng dẫn học sinh tìm hiểu đề bài, phân tích hiện tượng. Trong hoạt
động này giáo viên nêu đề bài còn học sinh tự suy nghĩ giải quyết, ngồi việc thực hiện vai trị cố vấn
cho học sinh khi cần thiết (gợi ý, giải đáp các thắc mắc, chi chưa rõ của đề bài...). Giáo viên phân
tích, ghi trên bảng các bài tập điển hình, nêu các câu hỏi, tổ chức và động viên tập thể học sinh tham
gia vào cơng việc giải bài tốn đặt ra.
Giáo viên hướng dẫn học sinh thực hiện:
1. Tìm hiểu đề bài
a) Ở bước này cần xác định rõ các điều kiện và làm rõ ý nghĩa các thuật ngữ, các cụm từ quan trọng.
b) Ghi vắn tắt các điều kiện, có thể sử dụng các kí hiệu, vẽ hình hoặc sơ đồ nếu cần thiết.
2. Phân tích hiện tượng
Phân tích nội dung BT với mục đích làm rõ bản chất Vật lí của các hiện tượng được mơ tả trong bài, gợi
lại trong đầu óc của HS những 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 bài tập.

Trong bước này, giáo viên hướng dẫn học sinh tóm tắt đầu bài và yêu cầu bài toán xác định
các đỉnh Graph và dựa vào các đỉnh để tìm mối liên hệ giữa cái đã biết và cái cần tìm bằng phương
pháp phân tích hoặc phương pháp tổng hợp. Để có hiệu quả, giáo viên nên dành thời gian để từng
học sinh có thời gian suy nghĩ và làm việc độc lập tự lực.Giáo viên có thể hướng dẫn học sinh theo
các bước:
Bước 1. Xây dựng graph vơ hướng định hướng tìm lời giải.
Bước 2. Xây dựng Graph có hướng xác định các bước giải.
Bước 3. Giải bài tốn theo các bước đã lập.
Bước 4. Trình bày lời giải của nhóm hoặc cá nhân.
* Hoạt động 4. Thảo luận
Giáo viên tổ chức cả lớp phân tích và thảo luận bài toán, học sinh ghi cách giải lên bảng, trình bày
lời giải bằng Graph và thảo luận tìm lời giải tối ưu. Chính nhờ những hoạt động này, giáo viên kiểm
tra được độ sâu sắc, sự vững chắc, sự sáng tạo, tư duy Vật lí của học sinh, đồng thời cũng thấy được
những sai sót điển hình của học sinh qua đó rút ra kinh nghiệm cho việc dạy học của mình.
* Hoạt động 5. Củng cố, mở rộng
Hoạt động này giúp giáo viên áp dụng các biện pháp để cá biệt hoá học sinh trong việc giải
các BTVL: biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các đối tượng học sinh khác nhau như mức độ
trừu tượng của đề bài, loại vấn đề cần giải quyết, phạm vi và tính phức tạp của các số liệu cần xử lí,
loại và số lượng các thao tác tư duy logic và các phép biến đổi toán học phải sử dụng, phạm vi và
mức độ kiến thức, kĩ năng cần huy động; biến đổi mức độ yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về
mức độ tự lực của học sinh trong quá trình giải bài tập.
2.5. Kết luận chƣơng 2
Trên cơ sở phân tích yêu cầu về kiến thức, kĩ năng giải bài tập phần giao thoa sóng cơ theo
chương trình vật lí lớp 12 nâng cao, đề tài đã xác định những kiến thức cơ bản và kĩ năng giải bài tập
phần này, từ đó làm căn cứ xác định các dạng bài tập cơ bản trong phần trên.
Căn cứ vào các kiểu Graph và cách xây dựng Graph cũng như tác dụng của các Graph đó, kết
hợp với các bước giải bài tập vật lí nói chung, xây dựng quy trình hướng dẫn học sinh giải bài tập
gồm 4 bước như sau:
Bước 1. Phân tích bài tốn, xây dựng graph vơ hướng định hướng tìm lời giải.
Bước 2. Thiết lập các phương trình, xây dựng Graph có hướng xác định các bước giải.

Bước 3. Giải bài toán theo các bước đã lập.
Bước 4. Trình bày lời giải.

11


Từ việc xác định các dạng bài tập phần trên, đề tài đã soạn hệ thống các bài tập từ đơn giản
đến phức tạp. Với mỗi dạng bài tập đều có hướng dẫn học sinh xây dựng lập luận giải các bài toán
bằng Graph.
Dựa trên tư tưởng “bài toán con đường ngắn nhất” của lý thuyết graph trong dạy học,
nhằm thực hiện bài toán theo hướng tối ưu hoá, tức là xác định các phương án khác nhau để triển
khai bài học. Đề tài đã xây dựng tiến trình dạy học sinh giải bài tập bằng Graph.
Mặc dù các bài tập vật lí khác nhau về loại và mục đích sử dụng trong dạy học, người thầy
giáo không chỉ đơn giản trình bày cách giải cho học sinh mà phải dạy học sinh tự lực giải được bài
tập vật lí. Vì vậy, việc sử dụng Graph hướng dẫn học sinh giải bài tập giúp giáo viên trình bày cách
giải mẫu mỗi loại bài, hình thành cho học sinh thói quen phân tích đúng bài tốn, ghi chép và tính
tốn một cách hợp lí, rèn luyện tư duy logic. Học sinh có thể sử dụng Graph như cơng cụ để tìm lời
giải tối ưu cho mỗi dạng bài tập.
CHƢƠNG 3
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 đúng đắn của giả thuyết khoa học mà đề
tài đã nêu ra từ đó đánh giá tính khả thi của đề tài, cụ thể là kiểm nghiệm việc áp dụng phương pháp
Graph hướng dẫn học sinh giải bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao tại trường
THPT Thái Phiên, thành phố Hải Phòng.
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
Trong quá trình thực nghiệm sư phạm, đề tài đã thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Tổ chức dạy học phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao tại lớp thực nghiệm.
- So sánh đối chiếu kết quả học tập ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng để sơ bộ đánh giá hiệu quả

của việc áp dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí
lớp 12 nâng cao.
- Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc áp dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải bài
tập phần giao thoa sóng cơ.
3.1.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Tổng số học sinh khảo sát là 78 học sinh ở hai lớp:
- Lớp đối chứng: lớp 12A4 với 40 học sinh, học sinh nam là 22 và 18 học sinh nữ, do thầy
giáo Hoàng Long, giáo viên Vật lí của trường giảng dạy.
- Lớp thực nghiệm: lớp 12A5 với 38 học sinh, học sinh nam là 20 và 18 học sinh nữ, do tôi
trực tiếp giảng dạy.

12


Qua bài kiểm tra của chương “Dao động cơ học” chúng tôi thấy chất lượng học tập của học
sinh hai lớp này được coi gần như tương đương nhau.
3.2. Cách thức tiến hành thực nghiệm sƣ phạm
Trong quá trình thực nghiệm sư phạm, chúng tôi tiến hành dạy song song ở lớp thực nghiệm và
lớp đối chứng trong cùng một thời gian, cùng 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, tôi trực tiếp giảng dạy, áp dụng phương pháp Graph để hướng dẫn học sinh
giải bài tập.
Cuối đợt thực nghiệm sư phạm chúng tôi đã cho học sinh làm một bài kiểm tra viết 45 phút để
sơ bộ đánh giá kết quả của tiến trình dạy học đã soạn. Ngồi ra, chúng tôi tổ chức điều tra để đánh
giá về hứng thú của học sinh trong khi học bằng Graph.
3.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm
3.3.1. Phân tích định tính
+ Ở lớp thực nghiệm 12A5:
Tiết học đầu, chúng tôi hướng dẫn học sinh cách thức xây dựng graph để giải các bài tập vật lí với

các bài tập xác định các đại lượng cơ bản của sóng (bài 1,2). Giáo viên hướng dẫn học sinh làm quen với
cách xác định các đỉnh graph, dựa vào các đỉnh xác định các mối liên hệ và xây dựng graph vơ hướng.
Sau đó giáo viên u cầu học sinh tự xác định các bước giải bài tập và xây dựng graph có hướng, trình
bày lời giải bằng graph, ghi chép vào vở để chuẩn bị cho thảo luận.
Ở tiết học thứ 2, tiết học này chúng tôi quan sát và sử dụng kết quả để so sánh với lớp đối chứng.
Hầu hết học sinh đã xây dựng được các grahp để giải bài tập, nhưng khi yêu cầu tìm lời giải
tối ưu hoặc giải thích cách xây dựng lập luận giải bài tập, đa số học sinh rất lúng túng. Về tinh thần
học tập của học sinh, số đông học sinh có sự quan tâm và tham gia việc đóng góp xây dựng bài với
một khơng khí sơi nổi và tích cực hơn. Trong khi thảo luận với cả lớp, việc sử dụng graph đã đem lại
sự tranh luận sôi nổi giữa các học sinh, nhóm học sinh bảo vệ quan điểm của mình và các nhóm khác
có quan điểm khác.
+ Ở lớp đối chứng 12A4:
Giáo viên sử dụng cách hướng dẫn như thường dạy, gồm các bước: Củng cố kiến thức, giới
thiệu dạng bài tập, giải bài tập mẫu và giao bài tập tương tự. Để có thể so sánh kĩ năng giải bài tập ở
hai lớp đối chứng và thực nghiệm, chúng tôi cũng sử dụng các bài tập như đối với lớp thực nghiệm.
Với bài tập đơn giản học sinh sử dụng máy tính rất nhanh và ra ngay kết quả, thời gian giải
bài tập ít hơn so với lớp đối chứng (chỉ khoảng 2 phút) vì bài tập này đơn giản là áp dụng công thức
và tính tốn. Tuy nhiên, khi giao bài tập 5, ở bài này khơng đơn thuẩn là áp cơng thức tính mà đòi
hỏi suy luận, học sinh tỏ ra lúng túng. Một số học sinh giải được bài toán, nhưng khi yêu cầu trình

13


bày và giải thích cách giải thì học sinh rất lúng túng, chỉ trình bày được lời giải mà khơng hiểu cách
lập luận.
Nhận xét chung:
Hệ thống các graph đã lập được đã giúp cho bài học trở nên phong phú hơn, sinh động hơn và
thu hút được sự chú ý của học sinh.
3.3.2. Phân tích bài kiểm tra
Để có căn cứ đánh giá chúng tôi đã soạn thảo và tổ chức cho học sinh làm bài kiểm tra viết với

thời gian 45 phút. Nội dung bài kiểm tra bao gồm một số kiến thức cơ bản mà học sinh phải nắm
vững và phải vận dụng được vào giải bài tập.
* Phân tích số liệu
Sau khi tổ chức cho học sinh làm bài kiểm tra viết chúng tôi tiến hành chấm bài và xử lí kết
quả thu được theo các phương pháp thống kê toán học bằng phần mềm SPSS 16.
* Thống kê kết quả bài kiểm tra:
Sử dụng chức năng thống kê mô tả tần suất (Frequencies) và vẽ đồ thị, kết quả như sau (bảng 3.1; 3.2
và hình 3.1):
Bảng 3.2.Bảng tần suất điểm - Lớp thực nghiệm
Frequency

Percent

Valid Percent

Cumulative Percent

Valid 5

1

2.6

2.6

2.6

6

5

13.2

13.2

15.8

7

5

13.2

13.2

28.9

8

17

44.7

44.7

73.7

9

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

3

1

2.5

2.5

2.5

4

1

2.5

2.5

5.0

5

1

2.5

2.5

7.5

6

4

10.0

10.0

17.5

7

17

42.5

42.5

60.0

8

15

37.5

37.5

97.5

9

1

2.5

2.5

100.0

40

100.0

100.0

Total

Hình 3.1. Đồ thị tần suất điểm số lớp thực nghiệm và 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 trên đồ thị chứng tỏ lớp thực nghiệm HS đồng đều hơn lớp đối chứng. Điểm trung bình
lớp thực nghiệm: 7,79; lớp đối chứng là 7,1. Tuy nhiên để khẳng định chắc chắn sự khác biệt này,
nhóm tiến hành thực hiện kiểm định thống kê T-test về sự sai khác giá trị trung bình điểm số của các
lớp bằng phần mềm SPSS.
Bảng 3.4. Bảng kiểm định kết quả 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 nhất của lớp thực nghiệm tập trung ở điểm 8, còn lớp
đối chứng chỉ tập trung ở điểm 7. Miền giá trị của 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; như vậy ở lớp thực nghiệm độ phân tán ít hơn chứng tỏ lớp
thực nghiệm học sinh đồng đều hơn lớp đối chứng.
- Điểm trung bình cộng của học sinh lớp thực nghiệm (7,79) cao hơn lớp đối chứng (7,1). Phép
kiểm định T-test trên phần mềm SPSS chứng tỏ việc sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học
sinh giải bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao có hiệu quả tốt hơn phương pháp dạy

học thông thường.
Như vậy, xét về mặt định lượng việc sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải bài
tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao đã đem lại hiệu quả bước đầu trong việc nâng cao
chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh.

16


3.3.3. Hiệu quả của phương pháp Graph đối với việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí
Với phương pháp Grahp, học sinh nắm được nội dung các khái niệm đã học, biết vận dụng
định nghĩa, khái niệm để giải các bài tập cụ thể, tuy nhiên còn một số học sinh cịn mắc sai lầm khi
tính tốn, biến đổi, lập luận thiếu chặt chẽ do đó dẫn đến kết quả sai.
3.4. Kết luận chƣơng 3
Qua một số tiết học ít ỏi của q trình thực nghiệm sư phạm, với số lượng học sinh hạn chế,
chưa đủ để khẳng định giá trị phổ biến của việc sử dụng phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải
bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao. Tuy nhiên, với những kết quả bước đầu thu
được có thể chứng tỏ rằng việc xây dựng bài tập vật lí bằng graph một cách hợp lý, hỗ trợ việc giảng
dạy, tổ chức thảo luận, hướng dẫn học sinh giải quyết nhiệm vụ nhận thức trong quá trình hướng dẫn
học sinh giải bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12 nâng cao sẽ 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 của học sinh trong q trình học tập.
Tuy nhiên, thơng qua thực nghiệm chúng tơi thấy cịn một số hạn chế:
- Để có các giờ học lơi cuốn được học sinh tích cực, tự lực tìm tịi giải quyết vấn đề hoặc tham gia thảo
luận giải bài tập bằng graph địi hỏi giáo viên phải có sự đầu tư thời gian, sự chuẩn bị công phu, với sự
khéo léo điều khiển lớp học.
- Kết quả khả quan bước đầu trong đợt thực nghiệm sư phạm theo định hướng của đề tài đã cho phép
chúng tôi kết luận rằng hồn tồn có thể vận dụng được lý thuyết graph vào dạy học giải bài tập vật
lí ở trường THPT, đem lại những kết quả tích cực hơn bằng việc kết hợp vận dụng phương pháp
Graph dạy học với các phương pháp, các xu hướng dạy học mới như phương pháp dạy học phát hiện
và giải quyết vấn đề. Những nghiên cứu lý luận và thực nghiệm đã chứng tỏ rằng giả thiết khoa học

mà đề tài đã đề ra là chấp nhận được.
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
1.Kết luận
Qua q trình thực hiện đề tài nghiên cứu, chúng tơi đã giải quyết được một số vấn đề sau:
- Vận dụng những quan điểm lý luận về phương pháp Graph và sử dụng graph trong dạy học vào
hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí nói chung và giải bài tập phần giao thoa sóng cơ, vật lí lớp 12
nâng cao nói riêng.
- Nghiên cứu nguyên tắc và kỹ thuật xây dựng graph để giải các BTVL.
- Qua tìm hiểu thực tế dạy và học chương giao thoa sóng cơ ở trường THPT hiện nay, chúng tôi đã
phát hiện những khó khăn của giáo viên khi dạy học và học sinh khi học tập về bài tập chương này
và đưa ra các giải pháp khắc phục các khó khăn đó theo hướng phát triển hứng thú, tính tích cực, tự

17


lực tham gia giải quyết vấn đề trong học tập của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng nắm vững
kiến thức của học sinh.
- Qua nghiên cứu TLGK, các sách tham khảo, chúng tôi đã làm rõ các nội dung kiến thức cơ bản, các
kĩ năng cần thiết để giải bài tập trong chương giao thoa sóng cơ. Từ đó xây dựng hệ thống bài tập với
các graph hướng dẫn học sinh giải bài tập cụ thể.
- Thực nghiệm sư phạm bước đầu cho thấy rằng, với khả năng của giáo viên và học sinh hiện có, vấn
đề triển khai các bài tập vật lí bằng graph dạy học ở các trường THPT có thể thực hiện được.
- Vận dụng các phương pháp dạy học tích cực, phương pháp Graph hướng dẫn học sinh giải BTVL,
đề tài đã cho thấy một phương pháp nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh là tổ chức
hoạt động hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí bằng graph và tổ chức thảo luận nhóm giúp nâng cao
tính cực, tự lực chiếm lĩnh tri thức của học sinh.
Với kết quả như trên, đề tài đã đạt được mục đích đề ra và khẳng định được giả thuyết khoa
học ban đầu.
Q trình nghiên cứu đề tài của chúng tơi cũng nhận thấy, đề tài này còn một số nhược điểm sau:
- Việc tổ chức cho học sinh tự lực học tập, thảo luận nhóm giải bài tập bằng grapg theo hướng

tăng cường tính tích cực tự lực giải quyết vấn đề dưới sự hướng dẫn của giáo viên trong các phần
kiến thức chương giao thoa sóng cơ tuy đã mang lại một số hiệu quả nhất định, nhưng để triển khai
đề tài trên diện rộng phụ thuộc vào trình độ tư duy, năng lực sư phạm và trình độ chuyên mơn Vật lí,
năng lực quản lý học tập, phương thức tổ chức thảo luận của giáo viên, đặc biệt là các hình thức thi
và kiểm tra - đánh giá.
2. Khuyến nghị
Khi bắt tay nghiên cứu đề tài này, chúng tôi nhận thấy rằng đây là một đề tài mới, hiện nay
nước ta chưa có đề tài nghiên cứu cụ thể về vận dụng lý luận dạy học vào xây dựng những bài tập vật
lí bằng graph dạy học nói chung và dạy học Vật lí nói riêng, mặc dù thực tiễn trên thế giới đã cho
thấy tính hiệu quả của nó. Tuy khả năng cịn hạn chế và trong thời gian ngắn, chúng tôi cũng mạnh
dạn đề xuất và nghiên cứu đề tài này. Để hoàn thiện, đề tài này cịn cần được bổ sung, mở rộng hơn
nữa.
Chúng tơi hy vọng rằng đề tài sẽ góp phần nhỏ bé vào việc đổi mới phương pháp dạy học ở
trường phổ thông nhất là phát triển kĩ năng giải bài tập vật lí cho học sinh.
Qua đề tài này, chúng tơi cũng rất mong được sự quan tâm của các thầy cô giáo trong trường,
các nhà sư phạm, các giáo viên vật lí góp ý kiến cho đề tài của chúng tơi hồn thiện hơn nữa, tạo
điều kiện cho chúng tơi mở rộng sang phần nội dung khác trong chương trình vật lí phổ thơng, góp
phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường phổ thơng.

18


References.
1. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2008). Sách giáo khoa Vật lí 12 cơ bản và nâng cao. NXB GD, Hà
Nội.
2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2008). Sách giáo viên Vật lí 12 cơ bản và nâng cao. NXB GD, Hà
Nội.
3. Nguyễn Hữu Châu (2004). Những vấn đề cơ bản về chương trình và quá trình dạy học. NXB
Hà Nội.
4. Hồng Chúng (2000). Graph và giải tốn phổ thông. NXB GD, Hà Nội.

5. Bùi Quang Hân (chủ biên), Đào Văn Cự, Phạm Ngọc Tiến, Nguyễn Thành Tƣơng (1995).
Giải tốn vật lí 12. NXB GD, Hà Nội.
6. Nguyễn Văn Khải, Nguyễn Duy Chiến, Phạm Thị Mai (2008), Lí luận dạy học Vật lí ở
trường phổ thơng, NXB GD, Hà Nội.
7. Vũ Thanh Khiết (1999). Một số phương pháp giải các bài tốn vật lí sơ cấp. NXB GD, Hà
Nội.
8. Vũ Thanh Khiết (2006). Kiến thức cơ bản nâng cao vật lý THPT. NXB Hà Nội, Hà Nội.
9. Vũ Thanh Khiết (2008). Tuyển tập các bài toán cơ bản và 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 cơ sở của phương pháp
giảng dạy vật lí, NXB GD, Hà Nội.
11.M. E. TULTRINXKI (1978), Những bài tập định tính về Vật lí trong trường phổ
thơng ( 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 trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông. NXB ĐHQG, Hà Nội.
14. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế (2003). Phương pháp dạy học
Vật lý ở trường phổ thông. NXB ĐHSP Hà Nội, Hà Nội.
15. Phạm Hữu Tịng (2001). Lí luận dạy học vật lí ở trường trung học. NXB GD, Hà Nội.
16.Phạm Hữu Tịng (2004). Dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông theo định hướng phát
triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học, NXB ĐHSP Hà Nội, Hà
Nội.
17. Đỗ Hƣơng Trà, Phạm Gia Phách (2009). Dạy học bài tập vật lí ở trường phổ thơng. 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