0016 xây dựng hoàn thiện và sử dụng các thí nghiệm trong dạy học một số kiến thức chương sóng cơ – vật lí 12 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triể

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO
TRƯỜNGĐẠIHỌCSƯPHẠMHÀNỘI

CAOTIẾNKHOA

XÂY DỰNG,HỒNTHIỆNVÀSỬDỤNG
CÁC THÍ NGHIỆM TRONGDẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN
THỨCCHƯƠNG “SĨNG CƠ” -VẬT LÍ 12 THEO HƯỚNGPHÁT HUY
TÍNHTÍCHCỰCVÀPHÁTTRIỂNNĂNGLỰCSÁNGTẠOCỦAHỌCSIN
H

Chun ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ mơn Vật
líMãsố:62.14.01.11

TĨMTẮT LUẬNÁNTIỂNSĨGIÁODỤCHỌC

HàNội-2014


Cơngtrìnhđượchồnthànhtại:
TrườngđạihọcsưphạmHàNội
Ngườihướngdẫnkhoahọc:

1.PGS.TS.PhạmXnQuế
2.PGS.TS.NguyễnVănKhải

Phảnbiện1:PGS.TS.HàVănHùng–TrườngĐạihọcVinh
Phảnbiện2:PGS.TS.LụcHuyHồng–TrườngĐạihọcSưphạm Hà Nội
Phảnbiện3:TS.TrầnĐứcVượng–ViệnKhoahọcgiáodụcViệt Nam

LuậnánsẽđượcbảovệtrướchộiđồngchấmluậnáncấpTrườnghọptại:TrườngĐạih

ọcSưphạmHàNội
Vàohồi…giờ…ngày…tháng…năm2014

Cóthểtìmhiểuluậnántại:
ThưviệnQuốcgiaViệtNam
ThưviệnTrườngĐạihọcSưphạmHàNội
ThưviệnTrườngĐạihọcSưphạmĐạihọcTháiNgunTrungtâmhọcliệu-Đại họcThái Ngun


1
1. LÍDOCHỌNĐỀTÀI

MỞĐẦU
Mụcđích,nhiệm
vụcơbảncủagiáodụctrongthời
kìcơngnghiệphóa,hiệnđạihóaởnướctalànhằmđàotạonh
ữngconngườipháttriểntồndiện,năngđộngvàsángtạo.Mu
ốnthực hiện được mục đích, nhiệm vụ cơ bản đó, cần
phải giảiquyết một cách đồng bộ hàngloạt vấn đề,
trongđó phương pháp giáo dục và đào tạo là một vấn
đề có vị trí đặc biệt quantrọng.
Thực tế dạy học Vật lí chỉ ra rằng có thể nâng cao
chất lượng học tập và phát triểnnănglực giải quyết vấn
đề của học sinh bằng những phươngpháp, biện pháp
khác
nhau.Lý
luậndạyhọchiệnđạichorằng,dạyhọcchỉđạtđượchiệuquảc
aokhihọcsinhlàchủthểtích cựccủaqtrìnhnhậnthức.
Lí luận dạy học hiện đại chỉ ra rằng: Để đáp ứng
được mục tiêu đề ra về phát triểnnănglực hoạtđộng

(đặc biệt là năng lực sáng tạo) thơng qua dạy học,
thường
trong
dạy
học,
họcsinh(HS)phảilàchủthểtíchcựccủaqtrìnhnhậnthức
,
chủđộngchiếmlĩnhkiếnthứcphỏngtheoqtrìnhnhậnthứ
ccủacácnhànghiêncứu.
Vậtlíhọclàkhoahọcthựcnghiệmnêntronghoạtđộnghọ
ccủaHSlncầncócácphươngtiệndạyhọc(PTDH)đặcbiệ
tlàcácthiếtbịthínghiệm(TBTN)đểtạođiềukiệnchoviệc
dạy học đạt hiệuquả cao nhất. Vì vậy việc nghiên cứu
xây dựng mới, hồn thiện và sửdụng có hiệu quả các
PTDH (mà cụ thể là các TBTN) là hết sức cần
thiếtnhằm
hỗ
trợ
việcdạyhọcpháthuytínhtích
cựcnhậnthứccủaHStrongqtrìnhhọctập.
Qua tìm hiếuthực tế dạy học mơn vật lí ở các
trường hiện nay, chúng tơi nhận thấy
việcsửdụngcácthínghiệmtrongdạyhọccáckiếnthứcvềS
óngcơ(Vậtlí12)cịncónhượcđiểmnhư:thiếucácthiếtbịt
hínghiệmđểtiếnhànhcácthínghiệmđịnhlượngcầnthiết;chư
akhaithácđúngvaitrịcủathínghiệmmơphỏngtrongqtrìn
hhìnhthànhmộtsốkiếnthứcliênquanđếncácqtrìnhvimơ.
Các nhược điểm đó dẫn đến những hạn chế trongtổ
chức dạy học theo hướng phát huytínhtích
cựcvànănglựcsángtạocủaHS,vídụ:cịncónhữngápđặttro

2
ngqtrìnhtổchứchoạtđộn
gnhậnthức;
cónhữngnộidungkiếnthứ
cđượchìnhthànhchưaman
gtínhkhoahọccao.
Từcáclí
dotrên,chúngtơiđãchọnvấ
nđề“Xâydựng,hồnthiện
và
sửdụngcácthínghiệmtron
g dạy học một số kiến
thức chương “Sóng cơ” –
Vật lí 12 theo hướng phát
huytínhtích
cựcvàpháttriểnnănglựcsán
gtạocủahọcsinh”làmđềtài
nghiêncứucủaluậnán.
2. MỤCĐÍCHNGHIÊNC
ỨU

Xâydựng,hồnthiệnvà
sửdụngcácTNtrongtiếntrìn
hdạyhọcpháthiệnvàgiảiqu
yếtvấnđềphỏngtheoconđư
ờngnghiêncứuvậtlímộtsốk
iếnthứcvềSóngcơvậtlí12,theohướngpháthu
ytínhtích

cực,sángtạovàgópphầnnâ
ngcaokếtquảhọctậpcủaHS
.
3. KHÁCHTHỂVÀĐỐI
TƯỢNGNGHIÊNCỨ
U

- Khách thể nghiên
cứu: q trình dạy học
(QTDH) một số kiến
thức về Sóng cơVậtlí12.


- Đốitượngnghiêncứu:CácTNvàviệcxâydựng,sửdụngchúngtrongquátrìnhtổchức
dạy
học phát hiện và giải quyết vấn đề (PH&GQVĐ) một số kiếnthức về Sóng cơ vậtlí12phỏngtheoconđườngnghiêncứuvậtlí(NCVL).
4. GIẢTHUYẾTKHOAHỌC

Nếutổchứcqtrình dạyhọcPH&GQVĐphỏngtheocon đườngnghiên cứuvậtlíđối vớimột
sốkiếnthứcchương“Sóngcơ”
-Vậtlí12và
xâydựng,hồnthiện,sửdụngcácTNđápứngucầucủa
việctổchứcnàythì
cóthểpháthuytínhtích cực,sángtạovànângcaokếtquảhọctậpcủaHS.
5. NHIỆMVỤNGHIÊNCỨU

- Nghiên cứulýluậnvềviệctổchứchoạtđộngnhậnthứctích cực, sángtạocủaHStrong dạy
học PH&GQVĐ phỏng theo con đường NCVL và vị trí của TN vật lí
trongtiếntrìnhdạyhọcPH&GQVĐ.
- Nghiên cứu mụctiêu dạy học, nội dung một số kiến thức chương “Sóng cơ” - Vật

lí12từđóxácđịnhcácTNcầnxâydựngvàsửdụngtrongdạyhọcPH&GQVĐphỏngtheoconđườn
gNCVL.
- Nghiên cứu thực trạng:Phương pháp dạy học, thực trạng TN và việc sử dụng
chúngnhằmxácđịnhcáckhókhănmàgiáoviên(GV)vàHSgặpphảitrongqtrìnhdạyhọcPH&GQV
Đ.
- Xây dựng và hồn thiện các TN cần được sử dụng trong dạy học một số kiến
thứcchương“Sóngcơ”đápứngucầuviệctổchứcqtrìnhdạyhọcPH&GQVDphỏngtheoconđườngNCVL.
Soạn thảo 4 tiến trình dạy học PH&GQVĐ có sử dụng TN đã xây dựng và
hồnthiện,phỏngtheoconđườngNCVLđốivớimộtsốkiếnthứcvềsóngcơtheohướngpháthuytínhtí
chcực,sángtạovànângcaokếtquảhọctậpcủaHS.
- Thựcnghiệmsưphạmđánhgiátínhkhảthicủatiếntrìnhdạyhọcđãsoạnthảonóichung và của các
TN đã xây dựng nói riêng, từ đó, sửa đổi, bổ sung và hồn thiện tiếntrìnhdạyhọccũngnhưcácTN. Kết quả
TNSPcũngđượcdùnglàm cơsởđểbướcđầuđánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học nói
chung và của các TN nói riêng đối vớiviệcphát triển tính tích cực và nănglực sáng tạo
của HS cũng như sơ bộ đánh giá kết quả họctậpcủaHS.
6. PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU

- Phươngphápnghiêncứulíthuyết
* Nghiêncứucáctàiliệuđãđượccơngbốởtrongvàngồinướcđểlàmcơsởlíluậnviệcvậndụ
ngphươngphápdạyhọcPH&GQVĐ,vai trịvịtrícủa TNtrongphươngphápdạyhọcnày.
* Nghiêncứucáctàiliệu,SGK,SGV,SBT,cácsáchthamkhảovềdaođộngvàsóngcơvàvềcác
TNsóngcơ.
- Phươngphápđiềutrakhảosát thựctế
- Phươngpháplấkiếncủacácchungia
- Thựcnghiệm trongphòngTN


- Thựcnghiệmsưphạm(TNSP)ởtrườngphổthơng.
- Phươngphápthốngkêtốnhọc
7. KẾTQUẢVÀĐĨNGGĨPCỦALUẬNÁN

- Làmrõnộihàmkháiniệm“DạyhọcPH&GQVĐphỏngtheoconđườngNCVL”,trêncơ sở đó,
xâydựngTBTNđểđápứngđượccácucầucủadạyhọcPH&GQVĐphỏngtheoconđườngNCVL.
- Chếtạođược4TBTNgồm:M á y pháttầnsốkép,nguồndaođộngcơđộclập;đènhoạtnghiệmc
óđiềukhiểnthờigiansángtắt;BộTBTNghépnốivớimáytính,khảosáthiệntượngĐốpplesóngâm;nh
ờđó,đãxâydựngđượcphươngánsửdụngchúngtrongdạyhọcPH&GQVĐphỏngtheoconđường
NCVLđối
với
mộtsốkiếnthứcvềsóngcơởlớp12.Trongđó,TBTNmáypháttầnsốképvànguồndaođộngcơđộc
lập,đượcchếtạodựatrênphươngánmới.
- Triển khai nghiên cứu một số đặc điểm quan trọng của dạy học vật lí phỏngtheo
conđườngNCVLnhưđãnêutrênthơngquaviệcđềxuất4tiếntrìnhkhoahọc,xâydựng6kiến
thứcvềSóngcơ-Vậtlí12.Trongcáctiếntrình
khoahọcxâydựngkiếnthứctrêncầnphảisửdụngcácTNmớitừ4TBTNđãchếtạocũngnhưsửdụn
gcácTNmơphỏng.CáctiếntrìnhhọcxâydựngkiếnthứcvàcácTBTNmớiđãđượcTNSPkhẳng
địnhtínhkhảthivàhiệuquảcủachúngđốivớiviệcpháttriểnhoạtđộnghọctíchcựcvàsángtạo,gópp
hầnnângcaokếtquảhọctậpcủaHS.
8. CẤUTRÚCLUẬNÁN

Luậnángồm4chương,136trangnộidung,trongđócó10hìnhvẽvà ảnh,14bảngbiểuvà4đồthị.
Chương1
TỔNGQUANVẤNĐỀNGHIÊNCỨU
1.1. CÁCNGHIÊNCỨUỞNƯỚCNGỒI

1.1.1. Cácnghiêncứuvềvấnđềpháttriểntínhtíchcực,sángtạocủaHS
Đã có nhiều cơngtrình nghiên cứu để phát triển tính tích cực, tự lực và sáng tạo của
HStrongQTDHnhưcácnghiêncứucủaJ.Comenxki(1592–1670),J.J.Rousseau(1712–
1778)vàđặcbiệttrongthếkỉ20,nghiêncứubởiJ.P.Martinvớiphươngphápgiảngdạy"Lernen durch
Lehren
LDL"(learningbyteaching-họctậpbằngcách

giảngdạy),mộtphươngphápđểHShọctậpbằngcáchgiảngdạycácbạncủamình.Dewey(1859–
1952)làngườiđềxướng“phươngphápdạyhọclấyHSlàmtrungtâm”.
VềcơsởtâmlýhọccủaQTDH, cócácnghiêncứuthựcnghiệmcủabatácgiảlớnlà
W.M.Wundt(Anh)
(xâydựngmộtkhoatâmlýhọcmangtínhthựcchứng,mangtínhgiảiphóngconngười);E.L.Thorn
dike(Mỹ)vàđặcbiệtlàcácnghiêncứucủaJ.Piaget.Pháttriển năng lực sáng tạo của HS trong
dạy học đã đượcnghiên cứu và thực nghiệm bởi cácnhà sư phạm trên cơ sở tâm lí họcdạy
học, theo các cơ chế tâm lí được sắp xếp theo địnhhướng phát triển từ thuyết phản xạ có
điều
kiện
của
Pavlov,
thuyết
hành
vi
(Behavorism),vớingườiđặtnềnmóngxâydựnglàWatson(Mỹ),vớisựpháttriểncủaE.L.Thorndi
ke(1864–1949),B.F.Skinner(1904–1990)vànhiềutácgiảkhác…Thuyếtnhậnthức


(thuyếttrinhận–Congnitivism)rađờitrongnửađầuthếkỉ20vàpháttriểnmạnhtrongnửasaucủathếkỉ20với
các
đại
diện
lớn
của
thuyết
này
là
nhà
tâm

lí
học
người
Áo
J.PiagetcũngnhưcácnhàtâmlýhọcxơviếtnhưL.S.Vưgơtxki,A.N.Leontev…
Thuyếtkiếntạo(Construcktivism)họctậplàtựtạotrithức,đượcpháttriểntừkhoảngnhữngnăm60củathếkỉ20vớiđạidiệntiênphongcũ
ngchínhlàJ.PiagetvàL.S.Vưgơtxki.
Muốnpháthuytínhtíchcực,nănglựcsángtạocủaHStrongdạyhọc,nhiềunghiêncứuđãchỉ
ra,trongdạyhọccầntổchứcchoHS
hoạtđộngnhậnthứctheocon
đườngsángtạocủacácnhàkhoahọccủabộmơn.Vớimơnvậtlí,việcápdụngchutrìnhsángtạotrongng
hiêncứuvật
lí,ápdụngphươngphápthựcnghiệmtrongdạyhọcđượcchútrọng,điểnhìnhlàcácnghiêncứucủaV.
G.Razumơpxki.
1.1.2. CácnghiêncứuvềTBTNvậtlí dànhchodạyhọcsóngcơ
Sửdụngcách nghiêncứuquacáccatalogcủacáchãngsản xuấtTBTNlớn củanướcngồi,
chúng tơi thu được kết quả về sự nghiên cứu các TBTN dành cho phần sóng cơ
cụthểcủacáchãngPhywe(Đức),hãngPasco(Mỹ).ĐiểmchungnhaucủacácbộTBTNsửdụng
cho phần sóng cơ do các hãng nướcngồi sản xuất là về ngun tắc hoạt động,
tíchhợpnhiềuchứcnăngvàcóthểthựchiệnnhiềuTN,chủyếulàTNnghiên cứukhảosát,cần thực hiện với
thời
gian
đủ
dài
trong
phịng
TN.
Một
điểm
chung

nữa
của
các
bộTBTNlàgiáthànhkhácao,khócóthểtrangbịrộngrãichocáctrườngPT ởViệt Nam.
1.2. CÁCNGHIÊNCỨUTRONGNƯỚC

1.2.1. CácnghiêncứuvềvấnđềpháttriểntínhtíchcựcvàsángtạocủaHS
Trong những năm gần đây, ở nước ta đã có nhiều cơng trình nghiên cứu của các
nhàgiáo dục học, lí luận dạy học đề cập tới vấn đề phát triển tínhtích cực nhận thức của
HSnhưHàThếNgữ,ĐặngVũHoạt,TháiDuyTuyên,HồNgọcĐại,…
Trong dạy học bộ mơn Vật lí,các nghiên cứu phát triển tính tích cực tự lực sáng tạo
củaHS được đề cập đầy đủ và cụ thể qua các cơng trình của các tác giả: Phạm Hữu Tịng,NguyễnĐứcThâm,
NguyễnNgọcHưng,PhạmXnQuế…Cácluận áncủanghiêncứusinhvàcaohọctriểnkhaicụthểnhữngnội
dung
kiến
thức
phổ
thơng
như
Đào
CơngNghinh(1995),TrầnVănNguyệt(1997),ĐỗHươngTrà(1997),PhạmThịNgọcThắng(2002),
HuỳnhTrọngDương(2007),NguyễnAnhThuấn(2007),DươngXnQ(2011) Trong các cơng trình nêu trên,
cơng
trình
của
tác
giả
Nguyễn
Anh
Thuấn:

đãnghiêncứumộtsốTNdạyhọcphầnsóngcơtheohướngpháttriểnhoạtđộngnhậnthứctích
cực,
sáng tạo của HS. Tuy nhiên theo u cầu dạy học phát triển nănglực khoa
học,sángtạochoHSthìcầnphảitiếptụcnghiêncứu xâydựng,hồnthiệnvàsửdụngcácTNthuộcphần
Sóng cơ theo tư tưởng dạy học phỏng theo con đường NCVL với tính
địnhlượng,chínhxáccao,đápứngđượccácucầuđadạngcủaqtrìnhdạyhọc.
Từ cácphân tích trên chúng tơi định hướng nghiên cứu luận án là tổ chức q trình
dạyhọcPH&GQVDphỏngtheocon
đườngNCVL,nộidungcụthểchúngtơisẽtrìnhbàyởmục2.2.2.2.


1.2.2. CácnghiêncứuvềTBTNvậtlí trongdạyhọcsóngcơ
TronglĩnhvựcnghiêncứuvềPTDH,đãcónhiềucơngtrìnhcủa cáctácgiảtrongnước:Nguyễn Đức
Thâm,NguyễnNgọcHưng,ĐàoCơngNghinh,NguyễnAnhThuấn,Nguyễn Dỗn Quới [55] [45] [32][59]…
Các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Đào CơngNghinh đãchếtạođượcthiếtbịcần
rungđiệntừđểtiếnhànhthínghiệmvềhiện tượnggiaothoasóngtrênmặtnướcvàthínghiệmvềsóngdừngtrêndâyđàn
hồi.
Các
tác
giảNguyễnĐứcThâm,NgơQuangSơnđãchếtạomộtsốthiếtbịthínghiệmđơngiản:cầnrungđơngiản
,mơhìnhsóngngang.TácgiảNguyễnAnhThuấnđãđisâunghiêncứuquytrìnhvàvậndụngquitrìnhxâydựng
thiết
bị
thí
nghiệm,
xây
dựng
được
5
thiết

bị
thínghiệm(kênhsóngnước,mơhìnhsóng,thiếtbịthínghiệmvềhiệntượngsóngtrêncácvậtđànhồi,kh
aysóngnước,nguồnâmdùngmạchIC)chophéptiếnhànhđượccácthínghiệmcầnthiếttrongtiếntrìn
hdạyhọc4bàihọcchươngsóngcơhọc.Tuynhiêntheoucầudạyhọcpháttriểnnănglựckhoahọc,sá
ngtạochoHSthìcầnphảitiếptụcnghiêncứuxâydựng,hồnthiệnvàsửdụngcácTNthuộcphầnSó
ngcơtheotưtưởngdạyhọcphỏngtheoconđườngNCVL.
Khidạyhọcphầngiaothoasóng, TBTNđượctrangbịtạicáctrườngphổthơnghiệnnaycũngnhưtấtcả
TBTNcủacáchãngsảnxuấtthiếtbịdạyhọclớntrênthếgiớinhưPhywe,Leybold(Đức),Pasco(Mỹ)[89][90]vàcáccơsởsảnxuấtthiếtbịtrong
nướcđềudựatrênnguntắclàchosẵnhainguồnsóngđượctáchratừmộtnguồn(đểđượchainguồncù
ngpha,
cùngtầnsố)tạorahaisóngkếthợptrênmặtnước,sauđóchoHSquansáttrênhìnhảnhchiếuquahoặcp
hảnxạthuđượctrênmàn.Nhượcđiểmlớnnhấtcủanguntắcnàylàngaytừđầuđưaramột
cáchápđặt2nguồncócùngtầnsố(thậmchícịncùngcảbiênđộ..v..v..),dođóvơhìnhđãápđặtngayđiều
kiệngiaothoa2sónglà
cùngtầnsố(2sóngkếthợp).Cáccảitiếnbộthiếtbịnàymớichỉdừnglạiởcáchchếtạonguồnkếthợp(ch
útrọngvềmặtkĩthuật)màkhơngchúýtớiviệccầntránhápđặtnhưđãnêutrên,dovậyvẫnchưađápứngđượcu
cầucủaQTDHphỏngtheoconđườngNCVL.
Khitiến hành các TNvề sóng cơ (sóng nước, sóngtrên dây) trên TBTN hiện có
cũngcónhữnghạnchếnhưqtrìnhdaođộngdiễnrarấtnhanhnênhìnhảnhsóngHSquansátđượcc
hỉlàhìnhảnhlưutrênvõngmạcmàHSkhơngnhậnrađượcsựdaođộngcủacácphần tử mơi trường
khi sóng truyền qua. Hạn chế này dẫn đến việc xây dựng thiếuchínhxác các khái niệm về
sóng, chính vì thế có thể nảysinh mâu thuẫn giữa kết quả trực quanmàTBTNmanglạivớikếtquảlí
thuyết
tính
tốn
được.
Điều
mâu
thuẫn
này

thườngkhơngđượcgiảiquyếttriệtđể,gâykhókhănchoQTDHnhưnghiêncứuvậtlí.
Với kiến thức hiệu ứng Đốpple trong âm học, mới chỉ có các hãng sản xuất thiết
bịnhưPhywe,Pasco[89]chếtạoTBTNnhưnggiáthànhcao,khôngphùhợpvớiđiềukiệnhiện


cóởcáctrườngphổthơng.Với
tiếntrìnhxâydựngkiếnthứcđượcthựchiệnhiệnnaytheoSGK,mộtvàiTNđượcđềxuấtvẫnmangnặn
gtínhhànlâm,độtnhiênđượcđưarabởiGV mà khơng dựa trên cách tiếp cận kiến thức từ các hiện tượng xuất phát từ tự
nhiên,vấn đề xuất hiện với HS không phải do bản thân hiệntượng do TN mang lại làm căn cứ
vàxuấtphátđiểmbanđầuchoHStìmtịi,màlạilàcóđượcTNnhưGV(theoSGK)trìnhbày.
Kếtquả
TNđềxuất
dochưa
làmrõdấuhiệubảnchấtnêncóthểmangđếnsựngộnhậnsailầm
vềhiệntượng.VídụnhưTNquaycịi,đềxuấtHSnghetiếngcịiđểrútracóhiệuứngĐốpplevàtìmcâu
trảlờigiảithíchhiệntượng.
Với quan điểm tổ chức dạy học sao cho HS được học vật lí phỏng theo con
đườngNCVLtrongđiềukiệntrườngphổthơng,donhữnghạnchếnêutrêncủacácTBTNtruyềnthố
ng,chúngtơiđềra cácnhiệm vụvới cácnộidungsau:
+NghiêncứuchếtạovàsửdụngcácTNđểtổchứcQTDHcáckiếnthứccơbảngiaothoasóng,sóngd
ừng,hiệuứngĐốpplephỏngtheoconđườngNCVL.
+VậndụngtổchứcdạyhọcPH&GQVĐphỏngtheoconđườngNCVLtrongviệcđềxuấttiếntrì
nhkhoahọcxâydựngkiếnthứcvàthiếtkếtiếntrìnhdạyhọccụthểvềsóngcơchoHSlớp12theohướn
gpháthuytínhtíchcực,sángtạocủaHS.
Chương2
CƠSỞLÍLUẬNVÀTHỰCTIỄNCỦAĐỀTÀI
2.1. PHÁTHUYTÍNHTÍCHCỰC,NĂNGLỰCSÁNGTẠO

2.1.1. PháthuytínhtíchcựccủaHS
2.1.1.1. TínhtíchcựcTínhtíchcựcnhậnthức

2.1.1.2. NhữngbiểuhiệncủatínhtíchcựccủaHStronghọctập
Các biểu hiện của tính tích cực xéttrên các khía cạnh tiếp nhận vấn đề nghiên cứu,
thựchiện nhiệm vụ, giải quyết vấnđề và tổng kết, trình bày kết quả, vận dụng kiến thức
đượcnêu,đượcchúngtơisửdụngđểđánhgiáhiệuquảcủa
cáctiếntrìnhdạyhọcmộtsốkiếnthứcchương“sóngcơ”đốivớiviệcpháttriểntínhtíchcựccủaHStro
nghọctập.
2.1.1.3. NhữngtiêuchíđánhgiátínhtíchcựcnhậnthứccủaHStronggiờhọc
1-Kếtquảhọctập(Saumộtgiờhọc,một qtrìnhhọc)2Mứcđộhoạtđộngcủa HStronggiờhọc:
3-Sựtậptrungchúýcủa HStrongtiếntrìnhbàihọc4Hứngthúnhậnthứccủa HS
5-LượngthờigianduytrìtrạngtháitíchcựccủaHStronglớp:
2.1.1.4. Cácbiệnpháppháthuytínhtíchcực nhậnthức
Theomụctiêunghiêncứu,chúngtơitậptrungchocácbiệnphápđãtrìnhbàychitiếttrongluậnán.
2.1.2. PháttriểnnănglựcsángtạocủaHS


2.1.2.1. Kháiniệmnănglựcsángtạo
Nănglựcsángtạocóthểhiểulàkhảnăngtạoranhữnggiátrịmớivềvậtchấtvàtinhthần, tìm ra cái
mới, giảipháp mới, cơng cụ mới, vận dụng thành cơng những hiểu biết
đãcóvàohồncảnhmới.
2.1.2.2. Cácbiểuhiệncủanănglực sángtạo
2.1.2.3. Tiêuchíđánhgiánănglựcsángtạo
2.1.2.4. CácbiệnpháphìnhthànhvàpháttriểnnănglựcsángtạocủaHS
Từ những vấn đề lý luận đã nêu, chúng ta có thể xây dựng lộ trình tổng qt
củaphươngphápdạyhọctíchcựclà:“Làmchongườihọctiếpcậntài
liệuhọctậpởtrạngtháivậnđộngtheohệthốngvàphêphán”
2.2. TỔCHỨCDẠYHỌCVẬTLÍPHỎNGTHEOCONĐƯỜNGNCVL

2.2.1. Qtrìnhnhậnthứcvậtlítrongkhoahọcvậtlívàtrongdạyhọcvậtlí
Q trình sáng tạo khoa học có thể khái qt theo dạng chu trình mà
V.G.Razumốpxkinghiêncứu.

Xuất phát từ tư tưởng “Dạy HS học vật lí như NCVLtrong QTDH, để việc tổ
chứchoạtđộngnhậnthứccủaHSphỏngtheohoạt
độngcủacácnhàkhoahọcđượcthànhcơngcầnchúý:
- Lơgictiếntrìnhkhoahọcxâydựngkiếnthức(trongđóđặcbiệt
tránhnhữngthơngbáốpđặt..v..v..):theoquiluậtnhậnthứctrongnghiêncứuvật lí
- Phương pháp nghiên cứu: phương pháp lí thuyết và phương pháp thực nghiệm
vàphươngphápmơphỏngnhờmáyvitính..v..v..
- Phươngtiệnnghiêncứu:hệthốngthiếtbịnghiêncứucàngđầyđủ,mangtínhchínhxác,khoahọ
ccao,hệthốngcáctưliệuthamkhảocànghiệnđạivàphùhợptrìnhđộhọcsinh,điềukiệntrườngphổt
hơngcàngtốt
- Hìnhthức tổ chức nghiêncứu: cá nhân, hợp tác nhóm (thảo luận, tự
đánhg i á , đánh giá ..v..v..)
Ngồi ra,việcdạyhọcvật lí nhưnghiêncứuvậtlí cịnchúýđếnniềmsaymê, tính
tíchcực,tựlựcvàsángtạocaođộcủangườihọc.
Cósựkhácbiệtgiữaqtrìnhhoạtđộngcủahọcsinhtronghọctậpvàqtrìnhsángtạo của các nhà khoa
học.
Sự
khác
biệt
này
bao
gồm
những
vấn
đề:
Về
nội
dung
kiếnthức;Vềthờigiannghiêncứu;Vềphươngtiệnnghiêncứudođặcđiểmcủahọcsinhvànhữngđiềukiệ
nlàmviệccủahọ.

2.2.2. TổchứcDHVLphỏngtheoconđườngNCVL
2.2.2.1. Cơsởtâmlíhọctrongviệctổchứcqtrìnhnhậnthứcvậtlí
2.2.2.1.1. Lý thuyết phát triển nhận thức của J. Piaget (Jean Piaget – 1896 – 1980,
nhàtâmlíhọc,giáodụchọc,triếthọcvàlơgichọcngườiThụySĩ).


2.2.2.1.2. Lý thuyết phát triển nhận thức của Lev Semyonovich Vygotsky
(L.S.Vygotsky–NhàtâmlíhọcngườiNga):
2.2.2.2. TổchứcdạyhọcPH&GQVĐphỏngtheoconđườngNCVLCăncứvàohailýthuyết tâm
lý học bổ sung hỗ trợ lẫn nhau của Piagetvà Vygotsky, việc tổ chức q
trìnhnhậnthứcvậtlímộtcáchkhoahọccầnphảitổchứctheokiểudạyhọcpháthiệnvàgiảiquyếtvấn
đềvới cácchúýquantrọngnhưsau:
1) Tổchứctìnhhuốnghọctậptrongđólàmxuấthiệnmâuthuẫnvềmặtnhậnthức
2) Điều khiển, dẫn dắt học sinh tự lực giải quyết mâu thuẫn nhận thức một
cáchsángtạo
3) DạyhọcPH&GQVĐphỏngtheoconđườngNCVL
Với dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề,việc phát hiện vấn đề là rất quan trọng
đượcthựchiệntốtnhấtlàbởiHS.
Thiếtkếvàthựchiệntiếntrình dạyhọcPH&GQVĐphỏngtheoconđườngNCVL:
1) TổchứchoạtđộnghọctậpcủaHStheoconđường,phươngphápnhậnthứcvậtlí,PH&GQV
Đ(pháthuytínhhứngthú,tựlựcvàsángtạocủaHS)
2) Logictiếntrìnhkhoahọcxâydựngkiếnthứcmangtínhkhoahọc
-Tránhápđặt,cơngnhận
- XâydựngvàsửdụngcácTNcótínhkhoahọc,địnhlượng,chínhxác
- Sau khi xây dựng được các phương trình vật lí tốn mơ tả q trình, hiện tượng vật
límột cách tổng qt thì sử dụng mơ phỏng để trực quan hóa q trìnhhiện tượng vật
lítrongnhữngđiềukiệncụthểđểchỉrõdấuhiệubảnchấtcủahiệntượng(cóthểbị
giớihạncủaviệcquan
sátthựctế)vàlàmcơsở
choviệckiểmchứngtính

đúngđắn
củaquiluậtđượcmơtảbởi phươngtrìnhnàybằngthựcnghiệm
3) Sử dụngphốihợpcácTNtrongcácphacủaquá trìnhnhậnthức
- Phối hợp trong quátrìnhxây dựng/ hình thành mộtđơn vịk i ế n t h ứ c ( t r o n g
c á c giai đoạn/ pha dạy học khác nhau) phối hợp để khai thác và sử dụng các ưu
điểm củatừngloại TN
- Sử dụng TN truyền thống ở các pha nêu vấn đề (tạo tình huống có vấn đề) và
vậndụngkiếnthứctrongthựctiễn
- Sử dụngthíchhợpcácloạiTNtrongphagiảiquyếtvấnđề
(tronggiảiphápsuyluậnlíthuyết
cóthểsửdụng2phươngpháp:
phươngphápgiảitíchvàphươngphápmơphỏng/TNmơphỏng;sửdụngTNghépnốivớimáyvitínhk
hiTNtruyềnthốngkhơngđápứng)
- Sử
dụngcácTNkĩthuậtsốtrongviệctrìnhbàykiếnthứcmangtínhkhái
qtvàkhoahọcởgiaiđoạnvậndụng
2.3. VAI TRỊ CỦA THÍ NGHIỆM TRONG VIỆC TỔ CHỨC Q TRÌNH NHẬN
THỨCVẬTLÍ


2.3.1. Vai trị củathí nghiệm trong việc tổ chức q trình nhận thức vật lí
mộtcáchkhoahọc
2.3.1.1. Vaitrịcủathínghiệmtrongcácgiaiđoạnnhậnthứcvậtlí
2.3.1.2. Sựcầnthiếtsửdụngphối hợpcácloạiphươngtiệndạyhọctrongviệc
tổchứcqtrìnhnhậnthứcvậtlímộtcáchkhoahọc
Trongluậnánnày,chúngtơi đềxuất việcxâydựngvàsửdụngcácloại TBTNtheocácphươngán:
+CảitiếncấutrúccácTBTNtruyềnthốngtheohướngsốhóa (Đènhoạtnghiệm,nguồnxung…)
+ Ghép nối TBTN truyền thống với TBTN kĩthuật số để thu thập, xử lí, hỗ trợ đánh
giáđối tượng nghiên cứu đòi hỏi điều kiện nghiên cứu đặc biệt như diễnra rất nhanh hoặc
rấtchậm…

+SửdụngTNmơphỏngnhằmgiúpHStiếpcậncácđềxuất
bằngconđườnglíthuyếtmộtcáchtrựcquan,sinhđộng,hỗtrợhọcsinhhìnhdungtiếpnhậnnhữngkiế
nthứcmangtính khái qt một cách trực quan, dễ dàng thơngqua hình ảnh, âm thanh
(multimedia) cácqtrìnhdiễnbiếntheothờigianmộtcáchchọnlọc
+Sửdụngcácvideo,các
filêmthanhđãđượcghilạitừcáchiệntượngtựnhiên
(chứkhơngsắpđặthaytựnghĩ,tạorahiệntượngkhơngtồntạitrongthựctếtrướckhitìmrakiếnthức)là
mdữliệuthựctếkếthợpvớicácphầnmềmphântích(Phầnmềmphântíchâm thanh, phân tích
video,phầnmềm dao động kí…) nhằm hỗ trợ khảo sát bản chất cáchiệntượngvậtlí.Sử
dụngtrongbướcgiảiquyết vấnđềtrongdạyhọc.
Cácphươngánsửdụngtrênnhằmmụcđíchhỗtrợdạyhọcđạthiệuquảkhitổchứcqtrìnhnhậnth
ứcmộtcáchkhoahọcnhưqtrìnhnghiêncứuvậtlí chohọcsinh.
2.3.2. Vai trị củathí nghiệm trong việc tổ chức q trình nhận thức vật lí
mộtcáchtíchcựcsángtạo
TNcóvaitrịquantrọngtrongchiếmlĩnhkiếnthứccủahọcsinh:
TNcóvaitrịquantrọngtrongviệcpháttriểncácnănglựchoạtđộngnhậnthứctíchcực,tựlựcvàsángt
ạo:
TNcóvaitrịquantrọngtrongviệc tạohứngthú,lịngsay mêhọctập
2.3.3. Đề xuất hệ thống các biện pháp sử dụngphối hợp các loại thí nghiệm
truyềnthống và kĩ thuật số trong việc tổ chức q trình nhận thức vật límột cách
tích cực,sángtạo
Từ các quanđiểm sử dụng phương tiện kĩ thuật số, đối chiếu với q trình tổ chức
nhậnthứctíchcực,tựlực
vàsángtạocủaHSvànội
dungcác
bướccủadạyhọcpháthiệnvàgiảiquyếtvấnđềdẫnđếnviệccầnthựchiệncácbiệnphápsau:
Biệnpháp1:TăngcườngcáchoạtđộngcủaHStrongviệcsửdụngnhữngqtrình,hiệntượngtr
ongtự nhiênvàtrongđờisốnghaynhữngTNvềnhữngqtrình,hiệntượng

tồn tại trong tự nhiên,cuộc sống được hỗ trợ bằng máy vi tính khi xây dựng tình huống
cóvấnđềđểHSđềxuấtđượcvấnđềcầnnghiêncứu
Biệnpháp2:Tăngđộchínhxác,tínhđịnhlượng,sốlượngdữliệuvềqtrình,hiệntượng VL trong các
TN
của
HS
theo
dạy
học
PH&GQVĐ
Biện
pháp
3:
Kết
hợp
thínghiệmbiểudiễncủagiáoviênvàthínghiệmtrựcdiệncủahọcsinh
Biệnpháp3:KếthợpTNtrựcdiệncủaHSvàTNbiểudiễncủaGV
Biệnpháp4:T ă n g cườnghoạtđộngcủaHStrongviệcsửdụngcácTNmơphỏngvềcácqtrình
vimơ
Việcsử dụngcácTNtrong4biệnphápđãđềxuấtởtrên,cầnlư:
- sử dụngphối hợp sao cho đạt mục đích HS học kiến thức một cách khoa học, tích
cựcvàsángtạo,
- TNtruyềnthốngthườngvànênsửdụngtronggiaiđoạnpháthiệnvấnđề
- TNtruyềnthốngvàkĩthuậtsốthườngđượcsửdụngtronggiaiđoạngiảiquyếtvấnđề
- TNtruyềnthốngvà
kĩthuậtsố(TNghépnốimáyvitính)thườngđượcsửdụngtronggiaiđoạncủngcố,rènluyệnkĩnăng.
2.4. THỰCTẾDẠYHỌCCHƯƠNG“SĨNGCƠ”ỞTHPT

2.4.1. Mụctiêucầnđạtđượctrongdạyhọccáckiếnthứccủachương“sóngcơ”
Theou cầupháthuytínhtíchcựcvànănglựcsángtạocủa HSthìviệcdạyhọccáckiếnthứccủa

chương“Sóngcơ” cầnphảihướngtớicácmụctiêucaohơn.chúngtơixâydựngnhưsau:
- Mứcđộnhậnbiết,táihiện:
+Nhậndạngđượccácdấuhiệuđặctrưngcủaqtrìnhsóngcơ.
+Nhớđượcdạngtốnhọccủa phươngtrìnhsóngcơ.
+
Trìnhbàyđược
biểuthứctínhđộlệchphacủa
daođộngtạicácđiểmkhácnhautrêncùngphươngtruyềnsóng.
+Nhớđượcbiểuthứctínhbướcsóng.
+
Nhớđượccácđặcđiểmcơbảncủa
sóngngang,sóngdọc,mặtnướckhicógiaothoa,sóngdừng…
- Mứcđộhiểu,vậndụngđượctrongcáctìnhhuốngquenthuộc:
+ Trình bày được các khái niệm về hiện tượng: Sóng dừng, giao thoa,hiệu ứng
Doppledướicácdạng:phátbiểubằnglời,bảnchấtvậtlí
+Nêucácđặcđiểmcủasóngdừng,giaothoasóng,điềukiện xuấthiệnhiệntượnggiaothoa.
+ Xác định đượcý nghĩa vật lí của khái niệm bước sóng, chu kì sóng, biên độ sóng;
ýnghĩavậtlícủaphươngtrìnhsóngkhixéttạimộtvịtrí,xéttạimộtthờiđiểm.
+Phân tíchđượcnộidungvậtlí-tốnhọccủacáccơngthứctính
bướcsóng,biênđộsóngtronghiệntượnggiaothoa
+Biếtcáchxử lícácsốliệuTNthuthậpđượcmộtcáchkhoa học.


+TiếnhànhđượccácTNtheokếhoạchđãđềra.
+Mơtảđượcđặcđiểmlantruyềnsóng,đặcđiểmcủaqtrìnhtruyềnnănglượngtronghiệntượngsóng
.
- Mứcđộvậndụnglinhhoạttrongcáctìnhhuốngkhơngquenthuộc:
+Sửdụngphươngphápđạisốđểtổnghợpđượchaidaođộngcùngphương,cùngtầnsố,cùngbiênđộ
.
+LậpkếhoạchvàthựchiệncácTNkhicóTBTN.

+ Tìmđượccơngthứctổngqtliênhệvịtrícủamộtphầntửsóngvàđộlệchpha
giữahaisóngtớiđiểmxéttronghiệntượnggiaothoavà sóngdừng.
+Rútrađượccácyếutốcầnkiểmnghiệmtừcáckếtquả suyluậnlíthuyết.
- Mứcđộsángtạo
+XâydựngphươngánTNkiểmnghiệmđượccáckếtquảtừsuyluậnlíthuyết.
+Đềxuấtđượccáchthứcbốtrí,tiếnhànhTNhiệuquả.
+Đềrakếhoạchgiảibàitốnlíthuyếtvàcáchthứckiểmnghiệmkếtquả.
+Bổsung,điều chỉnhcáckếhoạchthựchiệnnhiệmvụđãđềra.
+ĐềxuấtviệccảitiếnmộtsốchitiếtcủaTBTNvàcáchthứcthựchiệnTN.
- Ngồi mục tiêu kiến thức, kĩ năng thì việc dạy học về sóng cơ cũngcần đạt được
mụctiêucholĩnhvựctìnhcảm,tháiđộ:
+ Quan tâm, hứng thú đối với cácvấn đề về sóng cơ: tị mị, hỏi và trao đổi các vấn
đềliênquanđếnsóngcơtrongđờisốngvàkĩthuật...
+
Tựđềrađượckếhoạchvàthựchiệnnghiêncứuđểtìmrađặcđiểm,quyluậtcủacáchiệntượngliênqu
antớisóngcơ,sóngâmvàtácđộngvớiconngười.
Nhữngmụctiêutrênđượcchúngtơilấylàmcăncứđểđánhgiáthựctếdạyhọcchương“Sóng cơ” mà
chúngtơitiếnhànhđiềutra.ChúngcũngsẽlàcăncứđểxâydựngvàsửdụngTBTNtrongtiếntrìnhdạyhọcsẽTNSP.
2.4.2. Khảosátthựctiễndạyhọcvậtlíchương“sóngcơ”ởcáctrườngTHPT
2.4.2.1. Mụcđíchkhảosát:
Khảo sát thực tế dạy học vật lí phần “sóng cơ” nhằm phục vụ mục đíchnghiên cứu
củaluậnán.
2.4.2.2. Nộidungkhảosát:
- Tìmhiểuthựctrạngthiếtbị thínghiệmởtrườngTHPT hiệnnaycóđápứngucầudạy học
vật lí như nghiêncứu vật lí, phát huy cao độ tính tích cực, tự lực và sáng tạo
củaHS,trêncơsởđóxácđịnhcácthiếtbị cầnđượccảitiếnhồnthiệnhoặcchếtạomới.
- Các khó khăn của giáo viên và học sinh khi dạy họccác kiến thức phần sóng cơ, từ
đólàmcơsởxâydựngtiến trìnhdạyhọctheohướngtíchcựchoạtđộngnhậnthứccủahọcsinh.
2.4.2.3. Phươngphápđiềutrakhảosát:
- Điềutraquaphiếuđiềutra

- Traođổitrựctiếpvớigiáoviên,họcsinh
- Dự giờ,khảosátcácthiếtbịthínghiệmcủaphịngthínghiệmvật lícủanhàtrường.
Chúng tơi đã tìm hiểu tình hình dạy học chương sóng cơ tại các trường THPT ở
cáctỉnh:TỉnhTháiNgun:THPTGangThépTháiNgun,THPTKhánhHịa;THPTĐạiTừ;THPT
ChunTháiNgun;TỉnhCaoBằng:THPTDântộcnộitrútỉnhCaoBằng;Tỉnh Quảng Ninh: THPT
MóngCái;TỉnhTunQuang:THPTKimXun–SơnDương; THPT Sơn Dương. Thờigian thực hiện các
điều tra: Vịng 1: Năm 2008; Vịng 2:Nămhọc2011–2012.
2.4.2.4. Kếtquảđiềutra:
* Vềphươngphápdạyhọccủagiáoviên
Vớikếtquảđiềutramớinhất,hầuhếtgiáoviênđượcđiềutrathườngxunsửdụngphươngphápđàm
thoạigợimởchohọcsinh
thamgiaxâydựngbàitừngphần,kếthợpthuyếttrình(25/27giáoviênchiếm93%sốđượchỏi).
* Vềthựctrạngsử dụngthínghiệmtrongdạyhọcphầnsóng:
Như vậy hầu hết giáo viên đều ý thức được vai trị quan trọng của thí nghiệm vật
lítrong dạy học và thực tế triển khai thường sử dụng thí nghiệm biểu diễn, các loại
thínghiệmkhácchưađượcthựchiệnđầyđủ.
+Trangthiếtbịhiệncó:
Các phương tiện kĩ thuậtsố như máy vi tính, máy phát âm tần… hầu hết tại các
trườngđềuđãcó,đâychínhlàcơsởchoviệcsửdụngphốihợpcácphươngtiệndạyhọctruyềnthốngvà
hiệnđạiđượcthựchiện.
* Kếtluận:
Vớikết
quảđiềutra,đểpháthuytínhtíchcựctựlựcsángtạocủa
họcsinhtrongqtrìnhdạyhọc,cầncómộtsốbiệnphápcơbản:
- Thay đổi lơgic hình thành các kiến thức trong chương,cần có tiến trình dạy học
phùhợpvớiucầu.
- Chế tạo, hồn thiện thiết bị thí nghiệm để có thể tiến hành các thí nghiệm theo
qtrìnhdạyhọcucầu.

- Sử dụng các thí nghiệm với các thiết bị thí nghiệm đã chếtạo trong tiến trình dạy
họcgiảiquyếtvấnđềsaochokíchthíchđượchứngthú,pháttriểnđượctínhtíchcực,tựlực,sángtạocủ
ahọcsinh.


Chương3
XÂYDỰNG,HỒNTHIỆNCÁCTN,THIẾTKẾTIẾNTRÌNHDẠYHỌCMỘTSỐKIẾNTH
ỨCVỀ“SĨNGCƠ”VẬTLÍ12NHẰMPHÁTHUY
TÍNHTÍCHCỰCSÁNGTẠO CỦAHS

Trong chươngnày chúng tơi trình bày các vấn đề: xây dựng hồn thiện các TBTN vàthiết
kế tiến trình dạy học một số kiến thức về Sóngcơ - Vật lí 12 với việc sử dụng
cácTBTNđãxâydựng,nhằmpháthuytínhtíchcực,sángtạovà gópphầnnângcaokết
quảhọctậpcủaHS.
3.1. QUYTRÌNHXÂYDỰNGVÀHỒNTHIỆNTBTNTRONGDẠYHỌCVẬT LÍ

3.1.1. CácucầuchungđốivớiTBTNphầnsóngcơ
3.1.1.1. ucầuvềmặtkhoahọckĩthuật
3.1.1.2. Yêucầuvềmặtsưphạm
3.1.1.3. Yêucầuvềkinhtế
3.1.1.4. Yêucầuvềthẩmmĩ
3.1.1.5. CácyêucầuđốivớiTBTNbiểudiễnvàthựctập
TBTN cần được chế tạo thành bộ, bộ phận quan trọng nhất có thể sử dụng với
nhiềuphépđovớicùngmụcđíchTNhoặcthựchiệnnhiềuTN khácnhautrong cùngmộtthờigian.
TBTNcầnđápứngđượccácucầuđadạngcủaHSvớivaitrịlàngườinghiêncứu,thựchiệnđượccácphươngánTNvớigiátrịđodảirộng
mà
vẫn
hoạt
động
ổnđịnh.VÍdụmáypháttầnsốképcóthểđiềuchỉnhđượcđộlệchphagiữahainguồnvớicác giá trị

bất kì từ 1 tới 360o,tần số thay đổi từ 1-200Hz, khoảng cách các nguồn sóngđiềuchỉnhđịnh
lượng để thay đổi số vân giao thoa trong miền giao thoa. Nguồn âmtrongTBTNkhảosáthiệntượngĐốpplecóthểthayđổitần sốkhikhảosátcáctrườnghợpkhácnhau…
TBTNcầnđượcchếtạođơngiản,bằngvậtliệucóđộbềncaođểsửdụngtầnsuấtlớnkhisửdụngvớivai
trịTBTNthựctập.TBTNcầnđápứngđượcucầucaonhấtvềantồn cho người sử dụng. Ví dụng
với
bộ
TBTN
khảo
sát
hiện
tượng
Đốp-ple,xe
chạy
vớitốcđộcaocầnchạytrêngiácókíchthướckhơngqlớn,thiếtkếchắcchắn,đaitruyềngọngàng.
TBTNcầncósựlắpghépcầnđượcchếtạodễdạnglắpráp, dễdạngthuthậpsốliệu.VớiTBTNghépnối
máytínhcầnđượccàiđặtphầnmềm,ghépnốiphầncứngnhanhchóng tiện lợi. Ví dụphần ghép nối máy tính của
thí nghiệm khảo sát sóng cơ,khảo sáthiệntượngĐốp-pleđềuđượcghépnốiquacổngUSB.
3.1.2. QuytrìnhxâydựngTBTNtrongdạyhọcvậtlí
Quytrìnhtiếnhànhtheocácgiaiđoạnsau:
- Xácđịnhmụctiêudạyhọc(họcsinhcầnđạtđượckiếnthức,kĩnăngvà
pháttriểntưduygì,nhưthếnàotrongqtrìnhchiếmlĩnhkiếnthức)
- Xácđịnhlơgictiếntrìnhkhoahọcxâydựngkiếnthức


- Xácđịnhcácucầuvềkhoahọc,kĩthuật,sưphạm,kinhtếvàmĩthuậtcủathiếtbịthí
nghiệmđápứnghỗtrợtổchứchoạtđộngnhậnthứchọc
sinhtheolơgictiếntrìnhkhoahọcxâydựngkiếnthứcvàchứcnăngcầncócủathínghiệm đó
- Thiếtkế,chếtạothiếtbịthínghiệmvàthửnghiệm,kiểmtratrongthựcnghiệmsưphạm.
3.2. XÂYDỰNGVÀHỒNTHIỆNCÁCTBTNTRUYỀNTHỐNGVÀKĨTHUẬTSỐN
HẰMHỖTRỢDẠYHỌCMỘTSỐKIẾNTHỨCTRONGCHƯƠNG“SĨNGCƠ”VẬTLÍ12

3.2.1. Xâydựngvà hồnthiệnTBTNgiaothoa sóngnước
Để khắc phục các hạnchế của bộ TN hiệncó ởc á c t r ư ờ n g T H P T , đ ồ n g
t h ờ i đ á p ứng được yêu cầu hỗ trợ HS nghiên cứu hiện tượng giao thoa như nhà vật
lí, chúng tơiđãxâydựng TBTNgiaothoasóngnướcgồmcác TBTNthành phầnnhưsau:
- TBTNnguồndaođộng
- TBTNmáyphát tầnsốkép
- TBTNđènhoạtnghiệm
Chúng tôi đãm ô t ả t ừ n g T B T N t h à n h p h ầ n t h e o c ù n g m ộ t
c ấ u t r ú c : S ự c ầ n t h i ế t phải chế tạo TBTN, Cấu tạo và nguyên tắc hoạt
động củaTBTN, Kết quả thử nghiệmđánhgiáTBTN,Đềxuất sử dụngTBTN.
3.2.1.1. TBTNnguồndaođộng
a) SựcầnthiếtphảichếtạoTBTNnguồndaođộng
Trên thế giới, TBTN giao thoa sóng nước của các hãng Pasco, Phywe; của một
sốnước trong khu vực như Inđơnêxia có kết cấu khá phức tạp, cồng kềnh. Trên
nguntắctạosựdaođộngbằngtrụccamtácđộnglênhaicầnrunghoặcsửdụngkhơngkhíbị
nén g i ã n , hoặcsửdụngnướcnhỏgiọt…Đi ểm chungnhaucủacác bộTNnàylàgiá thành
cao,khơngphùhợpvớiđiềukiệnkhíhậuViệtNamvàítđượcsửdụngtạiViệtNam.
Thực tế phổ thơng, hầu hết được trang bị bộ TN giao thoa sóng nước với nguồn
cầnrung sử dụng sự quay lệch tâm của một động cơ điện một chiều, khi quay với tốc
độ n(vòng/giây) tương ứng tạo ra dao động cưỡng bức với tần số f = n tác động lên cầnrungvà tạorasóng lan
truyềntrênmặtnướctrong khaynướccủabộTN.
Tất cả các TBTN giao thoa sóng nước hiện có trên thế giới và ở Việt N a m đ ề u
t ạ o ra hai nguồn kết hợp bằng cách tách ra từ một nguồn. Như vậy, hai nguồn sóng
này đãlàhainguồnkếthợp(cùngtầnsố,độlệchphakhơngđổi,cùngbiênđộ).Khisửdụngthiết bị này để khảo sát hiện
tượng giao thoa sóng nước, người học đã nhận thấy ngayhiện tượng giao thoa sóng
nước trong một trường hợp đặc biệt, đơn giản nhất: hainguồn cùng tần số, biên độ, pha
ban đầu. Với thiết bị thí nghiệm như vậy, vơ hìnhchung, đã có sựáp đặt ngay
từbanđ ầ u v i ệ c t ạ o r a h i ệ n t ư ợ n g g i a o t h o a t r o n g đ i ề u kiện
đặc biệt.

Dạy học phỏng theo conđường NCVL, thì khơng thể ngay từ đầu trìnhbày trướcHS
một quá trình quá đặc biệt được tạo bởi hai nguồn cùng tất cả tần số, biên độ vàpha,
nghĩa là ngay từđầu đãđịnh hướng HS phải quansátvào chínhq u á
t r ì n h đ ặ c biệtnày
(màtrongthựctế
thìhầunhưkhơngbaogiờconngườig ặ p t r o n g t ự nhiên...).
Để tránh áp đặt sử dụng thí nghiệm mở đầu như vậy, chúng tơi đã đưa ra ý
tưởngthiếtkếhainguồns ó n g độclập,trênc ơ sởđótạorahiệntượnggiaothoasónggầ
n


với tự nhiên, với các tần số f 1và f2của hai nguồn có thể được điều chỉnh khác nhau.Chỉ
khi điều chỉnh f1thay đổi sao cho f1=f2thì quan sát thấy hiện tượng đặc biệt đó(giao
thoa) nghĩa là chỉ khi có hai nguồn kết hợp. Bộ TN như vậy sẽ tạo điều kiện choGV,
HS chủ động, linh hoạt khảo sát hiện tượng, đáp ứng được các yêu cầu khác nhaucủa
QTDH.Quanghiêncứuvàthửnghiệmnhiềulần,đưarathựctếdạyhọcởphổthông, chúng tôi đã hoàn thiện nguồn
dao động đáp ứng được các yêu cầu dạy học củaTBTN.
Cácu cầuđốivớinguồndaođộng
- Daođộngổnđịnhchỉtheophươngthẳngđứng(Nhằmkhắcphụcnhượcđiểmcủanguồnsó
nghiệncótại cáctrườngTHPT)
- Tầnsốđượcxácđịnhvớiđộchính xáctới1Hz.
- Cầncó hainguồnc ó thểđiềuchỉnht ầ n s ố , bi ên độ mộtc á c h độc lậphoặcđiềuch
ỉnhđồngthời(Hainguồnsóngkết hợp)
- Tạo ra các sóng nước ổn định nhờ tiếp xúc của đầu cần rung và mặt nước. Đầu
cầnrungcần cóhìnhdạng vàkhối lượngthíchhợp.
- Cót h ể d ễ d à n g c h ế t ạ o h à n g l o ạ t v ớ i g i á t h à n h thấp,h o ạ t đ ộ n g b ề n
bỉ,d ễ sửachữa.
b) CấutạovànguyêntắchoạtđộngcủaT B T N nguồn daođộng
TBTN nguồn dao động tạo ra hai nguồn dao động (nguồn sóng) trên mặt nước .
Hainguồnsóngnàycóthểthayđổitầnsốcủamỗi nguồnmộtcáchđộclập.

TBTNnguồndaođộngcócấutạo:
- Mỗi nguồnsóng sử dụng cuộnd â y
c ó lõi thép kĩ thuật. Cần rung làm bằng vật
liệusắt từ ở phần gần đầu cuộnd â y . P h ầ n
n ố i dài có chiều dài 15mm. Cuối cần rung
cógắn khối bán cầu nhỏ. Khối bán cầu
đượctiếpxúc
vớimặt
nước,khicầnrungdaođộng, khối bán cầu sẽ
tạo trên mặt nước mộtsóngtrịn.
- Hainguồnsónggiống
hệt Hình 3.1 Nguồn sóng sử dụng
nhau,mỗinguồn được gắn tương ứng trên trongTNgiaothoasóngnước
một thanhkim loại .
Cáchđiềuchỉnh:
- Khoảngcáchgiữahainguồnsóngcóthểđiềuchỉnhđượcnhờđiềuchỉnhgóclệchgiữathanh
kim loạit r o n g khoảngtừ 10tới 100mm.
- Tầnsố của hai nguồnsóng có thể điều chỉnh chínhxác
từ1Hzđến200HznhờTBTNmáyphát tần sốkép(Sẽmơtảởphần3.2.1.3)
c) Kếtquảthửnghiệmđánhgiá
- Ưuđiểm:
+Khửbỏđượchiệntượngdao độngngangkhi hoạt động.
+C ó t hể đ i ề u c h ỉ n h c h í n h x á c t ần s ố dao đ ộ n g nhờđi ều chỉ nh t ầ n s ố dịng đ i ệ n xoa
ychiều cungcấpbởimáypháttần sốsẵncótrongphịngTN.
+Cóthểđiềuchỉnhtầnsốtừngnguồn.
+Cóthểthayđổivàđođược khoảngcáchgiữacácnguồn.


+ Có thể thay đổi độ lệchp h a d a o đ ộ n g g i ữ a c á c n g u ồ n ( k h i
c ù n g t ầ n s ố ) v à s ử dụng với máyphát tần sốkép.

+ Đáp ứng được các yêu cầu nêu trên khi tổ chức dạy học theo logic tiến trình
khoahọc xây dựng kiến thức theo conđường học như NCVL, phát huy tính tíchc ự c
v à sángtạocủaHS.
+Chếtạođơngiản,giáthànhthấp.Hoạtđộngổnđịnh,điềuchỉnhdễdàng.
- Nhượcđiểm:
Chưađịnhlượngđượcbiênđộdaođộng(vìbiênđộnhỏ).
d) Đềxuấtsửdụng
- Sử dụng cùng máy phát tần số có sẵn ở các trường hoặc sử dụng với máy phát
tầnsố kép (được nghiên cứu và trình bày trong LA) để mở rộng phạm vi sử dụng.
Thaythếchocácnguồnsóngnướchoạt độngthiếuổnđịnhhiệncó.
- Cần sử dụng với khay nước với chiều dày lớp nước tối thiểu từ 3 cm, thành
khaynước cần đặt nghiêng (nhằm giảm tối đa nhiễu sóng phản xạ từ thành và đáy
khaynướclênmặtnước).
- Sửdụngtrong tiếntrìnhdạyhọcđượcđềxuấtởphầntiếptheo.
3.2.1.2. TBTNm á y pháttầnsốkép
a) SựcầnthiếtphảichếtạoTBTNmáyphát tần sốkép
Chúng tôi đã nghiên cứu và chế tạo bộ nguồn phát tần số kép (phần cứng) và
phầnmềm điều khiển ghép nối thiết bị với máy vi tính để hiển thị rõ ràng và điều khiển
dễdàngc á c t ần s ố nguồn d a o đ ộ n g , đ ộ
Kết nốitínhiệuvớimáytínhqua
Led hiển thị 7 thanh,
cổngUSB
lệchphagiữahainguồn,đápứngđược các
Cơngtắc,Nútchỉnh
u cầu của TBTN hỗ trợQTDH.
Cácyêucầuvớimáypháttầnsốkép
Vimạchđiềukhiểntrung tâm
- Tạo ra hai tín hiệu điện áp
Mạchtạonguồnổnápđiềuchỉnh vơcấp(có
xoaychiều (hai kênh riêng biệt) hình

bảovệ q dịng)
sin cóthểđiều chỉnhvàđịnhlượngđượctầnsố,biênđộ
Tạoranguồnđiệnápcóbiênđộ,tầnsố vàgócphađiềuchỉnhđược
từngkênhmộtcáchđộclậphoặcđồngthời.
- Tínhiệuđượchiểnthịtầnsốtrên
Kênh1
Kênh2
thiết bị.Có đènbáo chớp sáng mơ
Hình 3.2 Sơ đồ khối cấu tạo của máy
tảtrựcquantínhiệuđiệnápcungcấp.
pháttầnsốkép
- Tạorah a i t í n h i ệ u đ i ệ n á p x o a y
chiều cùng tần số, có độ lệch pha có thể điều chỉnh được nhanh chóng (Cùng
pha,vngpha, ngượcpha)vàđiều chỉnh giátrịtheotừngđộ.
- Tần số, độ lệch pha được điều chỉnh, hiển thị trên màn hình qua phần ghép
nốimáytínhgiúpcảlớpquansátđượcdễdàng.
b) Cấutạomáypháttầnsốkép
Hình3.2làsơđồkhốicấutạocủamáyphát tầnsốkép.
Các thành phần cấu tạo nên máy phát tần số kép được đóng gọn trong hộp
nhựachuyên dụng, đáp ứng quy chuẩn an toàn. Các nút điểu chỉnh nhẹ, dễ dàng, có
hướngdẫnbằngtiếngviệtrõràngtrên mặtmáy.


Để thuận lợi cho việc sử dụng của GV, trên cơ sở các máy vi tính cài đặt các hệ điều
hành khác nhau tại các trường THPT, chúng tôi đã lựa chọn phương án ghép nốimáy
tính thơng qua cổng chuyển đổi COM/USB, tương thích với tất cả các hệ
điềuhànhW i n d o w s ( W i n d o w s X P , W i n d o w s 7 , W i n d o w s 8 :
3 2 h o ặ c 6 4 b i t ) . G i a o d i ệ n hiển thị của phần mềm ghép nối, điều khiển
được thiết kế hướng đến phục vụ tốt nhấtcho việc quan sát thu thập số liệu của HS và
việc thiết kế tiến trình dạy học đa dạng(Chonhiềunộidung, nhiềutìnhhuốngthực

dạy)dànhchoGV.
Phầnm ề m đ i ề u k h i ể n t h i ế t b ị đ ư ợ c l ậ p t r ì n h r i ê n g b i ệ t ,
đ ư ợ c t h ử n g h i ệ m v à c ả i tiến liên tục đáp ứng yêu cầu dạy học (Hiện nay
là phiên bản 1.0.05). Phần mềm đượchướngdẫn đầyđủbằngtiếngViệt, thuậnlợi chocác
GVkhi càiđặt.
Hình 3.3 gồm hai phần: Máy phát tần số kép (bên trái) được ghép nối truyền
thơngvới máy tính, hiểnt h ị t r ê n m à n h ì n h l à g i a o d i ệ n p h ầ n
m ề m đ i ề u k h i ể n m á y p h á t t ầ n sốkép.
c) Kếtquảthửnghiệmvàđánh
giá
Máy phát tần số kép đã
đượcchế tạo có các tính năng
đúngnhư thiết kế: Tạo ra dao
độngđiện tuần hoàn với tần số
pháttùy ý nhảy bậc từ 1 tới
200Hz,biênđộđiệnáptốiđa24V,cư
ờngđ ộ d ò n g đ i ệ n h i ệ u d ụ n g
Hình 3.3 Hình ảnh máy phát tần số kép đã được
tốiđađạttới1A.Máyphátđượcthiếtk
ghépnốimáytính
ếbộphậnbảovệtựđộng
ngắtkhiqtảivàkhơiphụclạidễdàng.
Đầu ra có hai kênh có thể điều chỉnh hồn tồn độc lập, hoặc có thể hoạt động ởchế
độ nguồn kết hợp, ở chế độ này người sử dụng có thể điều chỉnh tần số của haikênh,
điều chỉnh độ lệch pha dao động giữa hai kênh tùy ý từ 0 0tới 3600hoặc điềuchỉnh
nhanh các mức cùng pha, vuông pha, ngược pha. Việc điều khiển được hiển thịrõ ràng
trên mặt máy phát và đồng thời hiển thị rõ ràng trên màn hình máy tính đượcghépnối
với máyphát.
d) Đềxuấtsửdụng
- Sửdụng cùngTBTN nguồndaođộng (3.2.1.1).

- Sửdụngtrongtiếntrìnhdạyhọcđượcđềxuấtởphầntiếptheo.
3.2.1.3. TBTNđènhoạtnghiệm
a) Sựcầnthiếtphảichếtạođènhoạtnghiệm
Trong QTDH các kiến thức vật lí thuộc chương trình vật lí THPT, có nhiều
qtrìnhdiễn ra rất nhanh như sự rơi tự do, các quá trìnhd a o đ ộ n g t u ầ n
h o à n , q u á t r ì n h lan truyền sóng, hiện tượng giao thoa sóng cơ…. Chúng được
trình bày trên cơ sở cácquan sát, đo đạc bằng thực nghiệm. Tuy nhiên do các quá trình
này diễn ra rất nhanhnên ta khó hay khơng thể quan sát được, nhưng việc này lại hết
sức cần thiết để từ đólà cơ sở giúp HS khám phá bản chất các hiện tượng, từ trực quan
sinh
động,
Trongthựctếdạyhọchiệnnay,việcsửdụngcácdụngcụđogiántiếp,cácphươngánTN