Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý phần dao động cơ học và dao động điện tử Vật lý lớp 12 nâng cao theo phương pháp tương tự tt

i
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC



NGUYỄN VĂN NAM


HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ
PHẦN DAO ĐỘNG CƠ HỌC VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ LỚP
12 NÂNG CAO THEO PHƯƠNG PHÁP TƯƠNG TỰ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

Chuyên ngành : LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN VẬT LÍ)
Mã số: 60 14 10

Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Kim Chung




HÀ NỘI – 2012


v

MỤC LỤC
Lời cảm ơn………………………………………………… …… ….………
i
Danh mục viết tắt……………………………………………… … ….……
ii
Danh mục bảng biểu………………………………………………… ……….
ii
Mục lục…………………………………………………………….… ………
iv
MỞ ĐẦU………………………………………………………………….……
1
Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 6
1.1. Mục đích của việc bài tập và vai trò trong dạy học vật lí 6
1.1.1. Mục đích của việc giải bài tập vật lí trong dạy học 6
1.1.2. Vai trò của bài tập trong dạy học vật lí 7
1.1.3. Các dạng bài tập vật lí 8
1.2. Kĩ năng cần rèn luyện cho học sinh trong dạy bài tập vật lí 10
1.3. Phương pháp giải bài tập 13
1.3.1. Các bước giải bài tập 13
1.3.2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập 16
1.4. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí 20
1.4.1. Hướng dẫn theo mẫu (Angorit) 20
1.4.2. Hướng dẫn tìm tòi 21
1.4.3. Định hướng khái quát chương trình hóa 22
1.5. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí 23
1.5.1. Lựa chọn bài tập 23


vi
1.5.2. Sử dụng hệ thống bài tập 25

1.6. Suy luận tương tự 26
1.6.1. Định nghĩa và cấu tạo của suy luận tương tự 26
1.6.2. Cấu tạo của suy luận tương tự 28
1.6.3. Các quy tắc suy luận tương tự. 29
1.6.4. Các kiểu suy luận tương tự 30
1.6.5. Sử dụng phương pháp tương tự trong dạy học vật lí 32
1.7.1. Phương pháp điều tra 37
1.7.2. Kết quả điều tra 37
1.8. Kết luận chương 1 40
Chƣơng 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN HỌC
SINH GIẢI BÀI TẬP PHẦN DAO ĐỘNG CƠ VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN
TỪ VẬT LÝ LỚP 12 NÂNG CAO THEO PHƢƠNG PHÁP TƢƠNG
TỰ 41
2.1. Sự tương tự trong phần dao đông cơ học và dao động điện từ, chương
trình vật lí lớp 12 nâng cao 41
2.1.1. Sự tương tự trong phần dao đông cơ học và dao động điện từ 41
2.1.2. Mối quan hệ tương đồng giữa điện cơ 43
2.1.2.1. Mối quan hệ tương đồng qua các hàm dao động 43
2.1.2.2. Mối quan hệ tương đồng qua năng lượng : 45
2.1.2.3. Mối quan hệ tương đồng qua cách mắc thành bộ : 48
2.1.2.4. Mối quan hệ tương đồng qua tổng trở : 50


vii
2.3. Xây dựng hệ thống bài tập “phần dao động cơ và dao động điện từ thuộc
chương trình vật lí lớp 12 nâng cao” 51
2.3.1. Dạng 1. Viết phương trình dao động 51
2.3.2.Dạng 2. Tính quãng đường - Điện tích 56
2.3.3. Dạng 3. Xác định thời gian dao động 57
2.3.4. Dạng 4. Bài toán cực trị 62

2.3.5. Dạng 5. Bài toán về tần số dao động riêng 67
2.5. Soạn thảo tiến trình dạy học 72
Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ……………………………….76
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 76
3.2. Đối tượng và phương thức thực nghiệm sư phạm 77
3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 77
3.2.2. Phương thức thực nghiệm sư phạm 77
3.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 78
3.3.1. Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong quá trình TNSP 78
3.3. Hiệu quả của phương pháp 86
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
PHỤ LỤC 92


1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Bài tập vật lí (BTVL) luôn giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong dạy
học vật lí (DHVL) ở trường phổ thông, giúp thực hiện nhiệm vụ dạy học
vật lí, là một phương tiện để ôn tập, củng cố kiến thức lí thuyết đã học,
phương tiện rất tốt để rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên
cứu khoa học cho học sinh (HS); BTVL cũng là một phương tiện rèn
luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, đời sống,
phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh, có thể
được sử dụng như là một phương tiện nghiên cứu tài liệu mới trong giai
đoạn hình thành kiến thức mới cho học sinh, giúp cho học sinh lĩnh hội
được kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc.
Trong thực tế việc dạy học vật lí ở các trường trung học phổ thông
(THPT) cho thấy việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vẫn còn rập khuôn

theo các dạng bài và vận dụng toán học để giải các bài tập.
Sự suy luận tương tự là một phương pháp suy luận lôgíc từ sự giống
nhau về các dấu hiệu xác định của hai hay nhiều đối tượng, từ đó suy ra
sự giống nhau về các dấu hiệu khác của chúng, từ việc xác định các
điểm giống và khác nhau giữa các dạng bài tập sẽ giúp hệ thống hóa các
dạng bài tập và giúp học sinh phát triển kĩ năng giải các dạng bài tập.
Trong chương trình vật lí lớp 12, các hiện tượng vật lí liên quan đến
dao động có vai trò quan trọng, có mối liên hệ chặt chẽ với nhau, các
dạng bài tập và cách giải có nhiều nét tương tự giữa dao động cơ học và
dao động điện từ, học sinh sẽ được học ở các phần sau.
Từ những lí do trên tôi chọn đề tài “Hướng dẫn học sinh giải bài tập
vật lí phần dao động cơ học và dao động điện từ vật lí lớp 12 nâng cao
theo phương pháp tương tự”.



2
2. Mục tiêu nghiên cứu
Vận dụng phương pháp suy luận tương tự để hướng dẫn học sinh giải
bài tập thuộc phần “dao động cơ học và dao động điện từ” phần này
nhằm phát huy tính tích cực và chủ động cho học sinh.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông hiện hành, các dạng bài
tập phần dao động cơ học và dao động điện từ vật lí lớp 12 nâng cao, hệ
thống hoá các dạng bài tập và phương pháp giải các bài tập phần này.
- Vận dụng phương pháp suy luận tương tự để xây dựng hệ thống các
dạng phần trên nhằm giúp HS giải các bài tập hiệu quả.
- Xây dựng tiến trình dạy học hướng dẫn học sinh giải bài tập theo
phương pháp suy luận tương tự.
- Thực nghiệm sư phạm.

4. Phạm vi nghiên cứu
Xây dựng hệ thống và hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí phần dao
động cơ và dao động điện từ thuộc chương trình vật lí lớp 12 nâng cao
theo phương pháp tương tự.
5. Giả thuyết khoa học
Vận dụng phương pháp suy luận tương tự để hướng dẫn học sinh giải
bài tập phần dao động cơ và dao động điện từ thuộc chương trình vật lí
lớp 12 nâng cao, sẽ giúp học sinh tích cực, chủ động trong việc hệ thống
hóa kiến thức, phát triển kĩ năng giải bài tập cho học sinh.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu thực tiễn
- Thực nghiệm sư phạm


3
7. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ
lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương :
Chƣơng 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài.
Chƣơng 2. Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn học sinh giải bài
tập phần tự phần dao động cơ và dao động điện từ thuộc chương trình
vật lí lớp 12 nâng cao theo phương pháp tương tự.
Chƣơng 3. Thực nghiệm sư phạm.

4
CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Mục đích của việc bài tập và vai trò trong dạy học vật lí
1.1.1. Mục đích của việc giải bài tập vật lí trong dạy học
Trong thực tế dạy học bài toán vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt
ra đòi hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên
cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí.
Quá trình giải một bài tập vật lí là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài
toán, xem xét hiện tượng vật lí đề cập, dựa vào kiến thức vật lí để tìm ra
những cái chưa biết trên cơ sở những cái đã biết. Thông qua hoạt động
giải bài tập, học sinh cách suy nghĩ, lập luận để hiểu rõ bản chất của vấn
đề, và có cái nhìn đúng đắn khoa học.
1.1.2. Vai trò của bài tập trong dạy học vật lí
Bài tập vật lí là một phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng
tượng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động, tính kiên trì trong
việc khắc phục khó khăn trong cuộc sống của học sinh.
Để giúp học sinh khả năng tự học, người giáo viên phải biết lựa chọn
bài tập sao cho phù hợp, sắp xếp chúng một cách có hệ thống từ dễ đến

khó, từ đơn giản đến phức tạp và hướng dẫn cho học sinh cách giải để
tìm ra được bản chất vật lí của bài toán vật lí.
Bài tập vật lí còn là phương tiện kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng
và kĩ xảo, đặc biệt là giúp phát hiện trình độ phát triển trí tuệ của học
sinh. Bài tập vật lí còn có chức năng giáo dục tư tưởng đạo đức, kĩ thuật
tổng hợp và hướng nghiệp.
1.1.3. Các dạng bài tập vật lí
- Bài tập vật lí định tính
- Bài tập vật lí định lượng
- Bài tập đồ thị


5
- Bài tập thí nghiệm :
1.2. Kĩ năng cần rèn luyện cho học sinh trong dạy bài tập vật lí
Trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí, những kĩ năng
cần rèn luyện cho học sinh là :
1. Phân tích hiện tượng vật lí.
2. Thực hiện tiến trình giải một bài tập vật lí.
3. Phân tích, tổng hợp, khái quát hóa vấn đề qua bài tập vật lí.
1.3. Phƣơng pháp giải bài tập
1.3.1. Các bước giải bài tập
Các bước chính như sau :
1. Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện
2. Phân tích hiện tượng
3. Xây dựng lập luận
4. Lựa chọn cách giải cho phù hợp.
5. Kiểm tra, xác nhận kết quả và biện luận.
1.3.2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập
1. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính

Bài tập định tính thường có hai dạng : giải thích hiện tượng và dự
đoán hiện tượng sẽ xảy ra.
+ Bài tập giải thích hiện tượng:
Xây dựng lập luận :
- Tìm trong đầu bài những dấu hiệu có liên quan đến một tính chất vật
lí, một định luật vật lí đã biết.
- Phát biểu đầy đủ tính chất đó, định luật đó.
- Xây dựng một luận ba đoạn để thiết lập mối quan hệ giữa định luật
đó với hiện tượng đã cho, nghĩa là giải thích được nguyên nhân của hiện
tượng. Trong trường hợp hiện tượng phức tạp thì phải xây dựng nhiều
luận ba đoạn liên tiếp.


6
+ Bài tập dự đoán hiện tượng
Về mặt logic ta phải thiết lập một luận ba đoạn, trong đó ta mới biết
tiên đề thứ hai (phán đoán khẳng định riêng), cần phải tìm tiên đề thứ
nhất (phán đoán khẳng định chung) và kết kuận (phán đoán khẳng định
riêng).
2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định lượng
Có hai phương pháp xây dựng lập luận : phương pháp phân tích và
phương pháp tổng hợp.
Phương pháp phân tích.
Phương pháp tổng hợp.
1.4. Hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lí
- Hướng dẫn theo mẫu (Angorit)
- Hướng dẫn tìm tòi
- Định hướng khái quát chương trình hóa
1.5. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí
1.5.1. Lựa chọn bài tập

- Bài tập phải đi từ dễ tới khó, từ đơn giản đến phức tạp.
- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập.
- Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập : bài tập giả tạo
và bài tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài
tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và
nghịch lý, bài tập có nhiều cách giải khác nhau và bài tập có nhiều lời
giải tùy theo điều kiện cụ thể của bài tập mà giáo viên không nêu lên
hoặc chỉ nêu lên một điều kiện nào đó mà thôi.
1.5.2. Sử dụng hệ thống bài tập
Các bài tập đã lựa chọn có thể sử dụng ở các khâu khác nhau của quá
trình dạy học : nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới củng cố hệ thống
hóa, kiểm tra và đánh giá kiến thức kĩ năng của học sinh.


7
1.6. Suy luận tƣơng tự
1.6.1. Định nghĩa và cấu tạo của suy luận tương tự
Theo suy luận tương tự hay phép tương tự là suy luận căn cứ vào một
số thuộc tính giống nhau của hai đối tượng, để rút ra kết luận về những
thuộc tính giống nhau khác của hai đối tượng đó.
1.6.2. Cấu tạo của suy luận tương tự
Có thể trình bày cấu trúc của suy luận tương tự như sau :
- S1 có các dấu hiệu P1, P2 Pn
- S2 có các dấu hiệu P1, P2 Pn-1)
S2 có dấu hiệu Pn
Cấu tạo của suy luận tương tự cũng khá giống với cấu tạo của quy
nạp, nhưng ở kết luận không đề cập đến toàn bộ lớp, mà chỉ đến đặc
điểm riêng của đối tượng hay nhóm đối tượng.
1.6.3. Các quy tắc suy luận tương tự.
Có ba quy tắc cơ bản sau đây :

1) Số lượng các đặc điểm giống (hoặc khác) nhau ở hai đối tượng so
sánh càng nhiều, thì kết luận càng chính xác.
2) Các đặc điểm giống (hoặc khác) nhau đó càng bản chất, thì kết luận
rút ra càng chính xác hơn.
3) Mối liên hệ giữa các đặc điểm giống (hoặc khác) với đặc điểm
được rút ra ở kết luận càng chặt chẽ, hữu cơ, mang tính quy luật bao
nhiêu, thì kết luận cũng sẽ càng chính xác.
1.6.4. Các kiểu suy luận tương tự
a) Các kiểu tương tự căn cứ vào tính chất giống nhau.
Chia ra thành hai dạng cơ bản :
- Suy luận tương tự về thuộc tính của các đối tượng có đặc điểm là,
dựa trên cơ sở sự giống nhau về thuộc tính nào đó của hai đối tượng
(hay nhóm đối tượng) để rút ra kết luận, chúng có thể giống nhau ở một


8
số thuộc tính khác nữa.
- Suy luận tương tự về quan hệ giữa các đối tượng, đặc điểm là các
đối tượng được so sánh không có những thuộc tính như nhau, mà lại có
những thuộc tính hoàn toàn khác nhau, ở một nghĩa nào đó, thậm chí là
không thể so với nhau được, nhưng chúng có những mối quan hệ như
nhau với các đối tượng khác.
b) Các kiểu tương tự theo mức giống nhau của các đối tượng.
Sự giống nhau giữa các thuộc tính hay các mối quan hệ qua lại của các
đối tượng có thể có những mức độ khác nhau. Vì thế phép tương tự còn
có các dạng khác nữa - khoa học hoặc phổ thông.
1.6.5. Sử dụng phương pháp tương tự trong dạy học vật lí
1.6.5.1. Sự cần thiết của việc sử dụng SLTT trong DHVL
Sử dụng suy luận tương tự giúp cho học sinh làm quen với một
phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu vật lí. Việc sử dụng PPTT

góp phần nâng cao hiệu quả của giờ học, thể hiện tính hệ thống của các
kiến thức.Việc sử dụng suy luận tương tự còn làm cho học sinh dễ hình
dung các hiện tượng. quá trình vật lí không thể quan sát trực tiếp được.
1.6.5.2. Các khả năng sử dụng ưphơng pháp TT trong DHVL
Có thể sử dụng sự TT ở các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy
học, nhưng có giá trị hơn cả là việc sử dụng PPTT để xây dựng kiến
thức mới.Sử dụng sự tương tự để minh hoạ làm cho học sinh dễ hình
dung các hiện tượng, quá trình VL không thể quan sát trực tiếp được.
Sử dụng sự TT để hệ thống hoá các kiến thức mà học sinh đã lĩnh hội
ở nhiều phần khác nhau của vật lí.
1.7. Thực trạng việc sử dụng PPTT trong DHVL
1.7.1. Phương pháp điều tra
Quá trình điều tra được tiến hành ở trường: THPT Ngô Quyền thành
phố Hải Phòng. Nội dung điều tra tập trung vào việc dạy của giáo viên


9
và việc học của học sinh, đặc biệt quan tâm đến việc sử dụng suy luận
tương tự trong dạy học vật lí nói chung và việc sử dụng suy luận tương
tự trong giải bài tập vật lí phần cơ học và phần điện - từ học nói riêng.
Có rất nhiều nguyên học sinh còn chưa thường xuyên là :
- HS chưa tích cực phân tích HTVL, tìm hiểu kỹ đề bài.
- HS chưa xác lập được mối liên hệ giữa các bài tập.
- KT toán học, KN lập luận giải BT của HS còn nhiều hạn chế.
- Việc sử dụng phổ biến các dạng thi bài trắc nghiệm, để học sinh giải
nhanh các bài tập, học sinh ghi nhớ công thức và tính thật nhanh.

10
CHƢƠNG 2
XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN
HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP PHẦN DAO ĐỘNG CƠ VÀ
DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÝ
LỚP 12 NÂNG CAO THEO PHƢƠNG PHÁP TƢƠNG TỰ
2.1. Sự tƣơng tự trong phần dao đông cơ học và dao động điện từ,
chƣơng trình vật lí lớp 12 nâng cao
2.1.1. Sự tương tự trong phần dao đông cơ học và dao động điện từ
Dao động con lắc lò xo và mạch dao động LC tuy khác nhau về bản chất
nhưng có những sự tương tự khác thú vị. Dựa vào sự so sánh này ta có thể
hiểu rõ và nắm chắc hơn kiến thức nội dung này (bảng 2.1, bảng 2.2).
Ta nhận thấy rằng : Trong phương trình mô tả dao động cơ học và dao
động điện từ, có các đại lượng từng cặp tương cặp tương ứng đóng vai
trò tương tự nhau.
2.1.2. Mối quan hệ tương đồng giữa điện cơ
- Mối quan hệ tương đồng qua các hàm dao động
- Mối quan hệ tương đồng qua năng lượng :
- Mối quan hệ tương đồng qua cách mắc thành bộ :
- Mối quan hệ tương đồng qua tổng trở.
2.3. Xây dựng hệ thống bài tập “phần dao động cơ và dao động điện
từ thuộc chƣơng trình vật lí lớp 12 nâng cao”
Trên cơ sở phân tích các yêu cầu của chương trình vật lí phổ thông và
các dạng bài tập thường gặp trong phần dao động cơ học và dao động
điện từ, đề tài soạn hệ thống bài tập tương tự giữa 2 phần trên và hướng

dẫn giải các bài đó một cách chi tiêt, cụ thể các dạng bài như sau:
- Dạng 1. Viết phương trình dao động.
- Dạng 2. Tính quãng đường - Điện tích
- Dạng 3. Xác định thời gian dao động


11
- Dạng 4. Bài toán cực trị
- Dạng 5. Bài toán về tần số dao động riêng
Với mỗi dạng được phân tích cách giải, các bài tập và lời giải như ví
dụ dưới đây.
Bảng 2.1. Các PT tƣơng ứng giữa DĐCH và DĐĐT
Dao động cơ
Dao động điện
x” +
2
x = 0
q” +
2
q = 0
k
m

1
LC

x = Acos( t + )
q = Q
0
cos( t + )

v = x’ = - Asin( t + )
i = q’ = - Q
0
sin( t + )
2 2 2
()
v
Ax

2 2 2
0
()
i
qq

F = - kx = - m
2
x
2
q
u L q
C

W
đ
=
1
2
mv
2

W
L
=
1
2
Li
2
W
t
=
1
2
kx
2
W
C
=
2
2
q
C


Bảng 2.2. Các ĐL và định luật giữa DĐCH và DĐĐT
Các đại lƣợng tƣơng ứng
Đại lƣợng cơ

Đại lƣợng điện
(Tọa độ) x

q (Điện tích)
(Vận tốc) v = x’

i = q’ (Cường độ dòng điện)
(Khối lượng) m

L (Độ tự cảm)
(Độ cứng lò xo) k

(Nghịch đảo điện dung)
(Lực) F

U (Hiệu điện thế)
(Động năng)
2
1
mv
2


2
1
Li
2
(Năng lượng từ)


12
(Thế năng)
2

1
kx
2


2
1
q
2
/C (Năng lượng điện)
Các định luật tƣơng ứng
(Định luật II Niutơn) F = ma e = L. = Lq’’ (ĐL cảm ứng điện từ)
E =
2
1
kx
2
+
2
1
mv
2
= hằng số E =
2
1
2
2
2
1
Li

C
q
= hằng số
(ĐL bảo toàn cơ năng) (ĐL bảo toàn năng lượng điện từ)
2.3.1. Dạng 1. Viết phương trình dao động
Các bước giải bài tập dạng này như sau :
Dao động cơ học
Dao động điện từ
* Phương trình dao động có dạng :
x = Acos( t + )
Bước 1 : Tìm tần số góc dựa vào
các thông số đầu bài cho ( =
m
k
;
)
Bước 2 : Tìm các giá trị A, φ dựa
vào điều kiện ban đầu tại thời điểm t
= 0.
?cos
?sin
?cos
2
Aa
Av
Ax

Sau khi viết phơng trình dạng Cos,
đổi về dạng Sin có thể dùng công
thức :

)2/sin()cos( tAtAx

* Phương trình dao động có dạng :
q = Q
0
cos( t + )
Bước 1 : Tìm tần số góc dựa vào
các thông số đầu bài cho ( =
LC
1
)

Bước 2 : Tìm các giá trị Q
0
, φ dựa
vào điều kiện ban đầu tại thời điểm t
= 0.
Sau khi viết phương trình dạng Cos
hoặc Sin.
Bài A 1.1
Cho một vật có khối lượng m =
2kg, mắc vào lò xo có k = 200N/kg,
viết phương trình dao động trong
Bài B 1.1
Cho mạch dao động LC gồm một
cuộn cảm có hệ số tự cảm L =
0,4mH và tụ điện có điện dung C =


13

cáctrường hợp kéo vật lệch ra khỏi vị
trí cân bằng theo chiều dương một
đoạn 5cm rồi thả nhẹ. Chọn t = 0 lúc
thả vật.
Giải
Giả sử phương trình dao động có
dạng : x = Acos( t + )
Ta có :
)/(10
2
200
srad
m
k

1.Tìm A và φ dựa vào trạng thái dao
động ban đầu (t = 0). Ta có :
0sin
5cos
Av
Ax

)2(
)1(

Từ (2)
0

kết hợp (1), ta chọn nghiệm :
0

cmA 5

Vậy phương trình dao động là :
)(10cos5 cmtx
.
Hoặc đổi về sin:
cmtx )
2
10sin(5


4pF. Lúc đầu điện tích của tụ điện là
q
Max
= Q
o
= 1nC và bắt đầu đóng
khoá k, chọn t = 0. Viết biểu thức
điện tích q trên tụ điện.

Giải
Biểu thức điện tích biến thiên trên
tụ điện : q = Q
0
cos( t + )
Tần số góc :

)/(10.5,2

10.4.10.4,0
11
7
123
srad
LC

Tại thời điểm t = 0 thì :

0sin
cos
o
oo
Qi
QQq


0

Vậy :
))(10.5,2cos(10)cos(
79
CttQq
o


2.5. Soạn thảo tiến trình dạy học
Trong một tiết bài tập vật lí không yêu cầu học sinh phải giải nhiều
bài toán mà chỉ cần 1 hoặc 2 bài. Ngoài ra một bài tập vật lí cần bao quát
các nội dung khác nhau của một bài học hoặc của một chương, hay nói

cách khác bài tập vật lí đó phải rộng.
Khi dạy một tiết bài tập cần tuân theo các bước sau :
Bƣớc 1: Vào đầu giờ học giáo viên có thể kiểm tra bài cũ hoặc gọi
học sinh lên bảng ghi lại những công thức liên quan đến bài tập sẽ làm,


14
sau đó giáo viên có thể ghi lại ở một góc bảng và sử dụng cho cả tiết
học.
Bƣớc 2 : Giáo viên sắp xếp hệ thống kiến thức trong bài tập từ dễ đến
khó. Trong mỗi bài cần có nhiều câu hỏi với các mức độ khác nhau :
- Chỉ vận dụng công thức đơn giản để tính toán cho học sinh yếu.
- Suy luận từ vài công thức mới có được kết quả cho học sinh trung
bình.
- Câu khó cho học sinh khá, giỏi.
* Đối với mỗi bài toán không nên để học sinh bắt tay vào làm ngay
mà giáo viên cần tập cho học sinh các thói quen sau :
a) Đọc kỹ đề bài và tóm tắt đề bài. Một bài tập có thể học sinh không
giải ra nhưng phải hiểu và thậm chí có thể thuộc bài tập, phải biết người
ta cho gì và tìm gì?
b) Phân tích hiện tượng vật lí của bài toán, tìm ra những định luật
những công thức vật lí và kiến thức toán học liên hệ giữa cái đã cho và
cái cần tìm.
c) Khi giải xong cho học sinh nhận xét kết quả.
* Để gây hứng thú HT cho HS có thể sử dụng các biện pháp sau :
a) Chỉ ra những sai lầm mà học sinh thường nắc phải.
b) Đối với những câu hỏi khó, có thể cho thêm các câu hỏi gợi ý.
c) Sau khi đã giải xong bài tập giáo viên có thể chỉ thêm học sinh các
cách giải khác hoặc có thể hỏi ý kiến xem có HS nào đưa ra cách giải
nào khác không.

Ở bước này giáo viên cho học sinh thảo luận để phân tích những điểm
giống nhau của hai phần trên. Để quá trình này có hiệu quả, giáo viên có
thể mở rộng, thu hẹp, điều chỉnh lại khi cần thiết, để học sinh hiểu được
những đặc điểm chung cơ bản. Những tương tự được chỉ ra là kết quả
của quá trình thiết lập sự tương ứng giữa nguồn và mục tiêu.


15
Bƣớc 3 : Suy xét. Trong bước này, giáo viên cần xét xem nguồn có rõ
ràng và hữu ích hay gây nhầm lẫn, để từ đó có thể đưa ra kết luận về
nguồn của phép tương tự. Sau đó, cũng nên xem xét lại tâm điểm từ các
kết luận được rút ra, đồng thời đề ra những thay đổi để cải tiến cho lần
sau.
Cuối giờ học giáo viên có thể có thêm những biện pháp thích hợp để
học sinh thư giãn như :
- Cho HS làm bài tập và chấm điểm cho 5 HS làm nhanh nhất.
- Có thể giáo viên đưa ra những bái tập định tính vui để học sinh có
thể suy nghĩ trả lời liền hoặc về nhà tự giải.

16
CHƢƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm
Thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm mục đích kiểm tra tính đúng đắn
của đề tài đã nêu, tức là: Việc xây dựng hệ thống bài tập, phương pháp
giải các dạng bài tập phần dao động cơ - dao động điện từ và tiến trình
tổ chức hướng dẫn học sinh giải bài tập phần này dựa trên suy luận
tương tự sẽ có tác dụng giúp học sinh nắm vững kiến thức, nâng cao kĩ
năng giải bài tập, phát triển hứng thú, óc sáng tạo, phát huy tính tích cực,
tự lực của học sinh trong quá trình học tập.
3.2. Đối tƣợng và phƣơng thức thực nghiệm sƣ phạm
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
- Chúng tôi tổ chức tiến hành TNSP ở 4 lớp: Lớp: 12A10; 12A11
trường THPT Ngô Quyền thành phố Hải Phòng, do cô giáo Đinh Thị
Hương trực tiếp giảng dạy.Lớp: 12A9; 12A12 trường THPT Ngô Quyền
thành phố Hải Phòng, do thầy Nguyễn Văn Nam (chủ đề tài) trực tiếp
giảng dạy
3.2.2. Phương thức thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm được tiến hành tại lớp 12A9 (2 lớp có 46 học sinh) và
lớp 12A12 (có 45 học sinh).Ở đối chứng, tại lớp 12A10; 12A11 (2 lớp
có 85 học sinh), giảng dạy như thông thường.

Trình độ của 2 nhóm về học môn vật lí là tương đương nhau.
3.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm
3.3.1. Phân tích định tính
+ Ở lớp thực nghiệm :
Trước khi giải bài tập giáo viên tổ chức, hướng dẫn, định hướng tổng
quát phương pháp giải, hướng dẫn học sinh thực hiện theo tiến trình giải
bài tập. Thông qua phương pháp đàm thoại bằng các câu hỏi gợi mở để


17
tổ chức có hiệu quả hoạt động thầy và trò, từng bước giải đáp vấn đề đặt
ra của bài toán. Xác định các đại lượng biết, đại lượng cần tìm, phân tích
bài toán theo logic các điều kiện bài tập và kiến thức vật lí. Khích lệ học
sinh chủ động tích cực xây dựng bài và giải bài tập một cách tốt nhất
(Bằng những lời khen, bằng ghi điểm đúng mức). Đồng thời qua bài tập
rèn luyện, phát triển các kỹ năng cho học sinh. Trong giờ học giáo viên
không làm thay bài tập, khi học sinh có thể làm được, dù chỉ là số ít.
Các bước cơ bản sau :
Bước 1: Giáo viên hướng dẫn, kiểm tra kiến thức liên quan đến bài
tập về phần dao động điện từ.
Giáo viên thực hiện công tác tổ chức, giới thiệu nội dung bài học; đặc
câu hỏi gọi học sinh trả lời nhắc các học sinh khác tập trung lắng nghe,
chuẩn bị nhận xét, góp ý trả lời của bạn. Sau khi học sinh (được kiểm
tra) thực hiện xong, giáo viên cho các học sinh khác nhận xét góp ý bổ
sung. Về cơ bản học sinh nhớ được các công thức xác định các đại lượng
Z; U; I; P… Để học sinh được khắc sâu kiến thức, tiện theo dõi và vận
dụng thì giáo viên nên ghi vắn tắt đáp án, công thức liên quan ở góc phải
bảng và giữ lại trong tiết học.
Bước 2 : Giáo viên tổ chức giao các bài tập cơ bản. Để học sinh tự
giải trong 3 phút. Gọi một học sinh lên bảng giải bài, cả lớp cùng giải

bài tập và đồng thời chú ý bài giải của bạn để nhận xét, góp ý, hoàn
thiện bài giải. Đa số học sinh giải được những bài tập dạng cơ bản hoặc
bài tập khó, lớp vẫn có một số học sinh giải được.
Khi giáo viên yêu cầu học sinh giải BT phần dao động cơ (bài A11).
Chỉ có số ít học sinh giải được, số ít học sinh chú ý bài giải của bạn để
nhận xét, góp ý. Chỉ khi giáo viên hướng dẫn so sánh sự tương tự giữa
dao động cơ và dao động điện từ. Đa số học sinh mới quan tâm đến lời
giải bài tập này.


18
Bước 3: Giáo viên giao nhiều bài tập theo các dạng và chia lớp thành
2 nhóm lớn A và B, trong đó phân công 2 em giải 1 bài tập theo các
dạng đã xác định. Do đã hiểu ý nghĩa việc suy luận tương tự nên học
sinh rất hào hứng. Quá trình thảo luận diễn ra sôi nổi.
Bước 4 : Giáo viên cũng cố kiến thức, rút kinh nghiệm sau tiết học
giải bài tập. Giáo viên cùng học sinh kiểm tra bài giải, các đơn vi đo và
có những nhận xét, kinh nghiệm gì có được trong bài tập. Trên cơ sở đó
có thể mở rộng khái quát thành tiến trình giải bài tập tương tự và cả bài
tập có yêu cầu cao hơn.
+ Ở lớp đối chứng: Giáo viên dạy theo cách thông thường, gồm các
bước : ôn tập kiến thức về dao động điện từ, giới thiệu từng dạng bài tập,
giao bài tập cơ bản gồm B1.1, B2.1…, học sinh tự giải bài tập, giáo viên
chữa bài tập. Quan sát cho thấy học sinh làm bài tập chỉ quan tâm đến vận
dụng công thức, thay số và tính toán. Khi giáo viên chữa bài tập học sinh
chăm chú ghi vào vở cẩn thận. Với cách như thế, trong 1 tiết dạy giáo
viên chỉ có thể giới thiệu 2 đến 3 dạng bài tập. Khi giao bài tập đòi hỏi
suy luận, học sinh gặp nhiều khó khăn, chỉ một số ít các em giải được.
Tóm lại: Qua quan sát cho thấy, việc áp dụng phương pháp suy luận
tương tự hướng dẫn học sinh giải bài tập phần trên không chỉ giúp học

sinh ôn tập lại kiến thức đã học, tạo được mối liên hệ giữa kiến thức cũ
và kiến thức mới, mà còn giúp học sinh tiếp thu bài nhanh hơn và tránh
được các sai lầm.
3.3.2. Phân tích định lượng
Để có căn cứ đánh giá và với sự góp ý của giáo viên trường THPT,
chúng tôi đã tiến hành soạn thảo và tổ chức cho học sinh làm bài kiểm
tra với thời gian 45 phút sau khi kết thúc bài học. Bài kiểm tra có tác
dụng một lần nữa kiểm định lại những khó khăn, sai lầm của học sinh
mà đề tài tìm hiểu trước đó, đông thời đó là căn cứ để đánh giá năng lực


19
tư duy vật lí, và tính sáng tạo của học sinh (Đề và đáp án bài kiểm tra đã
được trình bày ở phần phụ lục).
Cụ thể thông qua điểm kiểm tra giữa học kì 1 lớp 12 và bài kiểm tra
sau tiết dạy thực nghiệm đã thu được kết quả như sau
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát trƣớc khi thực hiện
Nhóm
Số
HS
Giỏi
Khá
TB
Yếu - Kém
SL
%
SL
%
SL
%

SL
%
Đối chứng
85
4
5%
63
74%
13
15%
5
6%
Thực
nghiệm
91
5
5%
68
75%
12
13%
6
7%
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát sau khi thực hiện đề tài
Nhóm
số
HS
Giỏi
Khá
TB

Yếu
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
Đối chứng
85
8
9%
60
71%
9
11%
8
9%
Thực
nghiệm
91
15
16%
66
73%
8
9%
2
2%

Qua số liệu trên cho thấy các em học sinh giỏi đã tăng lên nhiều sau
khi học tập bằng phương pháp trên, điều đó cho thấy những học sinh
chịu khó tư duy, suy nghĩ sẽ học tập theo PP trên tốt hơn.
Dựa trên kết quả bài kiểm tra 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 3.2 và hình 3.3) :
* Thống kê kết quả bài kiểm tra :



20



Hình 3.1.Đồ thị tần suất điểm số thực nghiệm sƣ phạm
Bảng 3.5. Các thông số thống kê mô tả điểm số TNSP

Nhom
N
Mean
Std.
Deviation
Std. Error
Mean
KTA
Thực
nghiệm
91

7.54
1.128
.118
Đối chứng
85
7.11
1.604
.174
Điểm trung bình lớp thực nghiệm là 7.54, lớp đối chứng là 7,11. Như
vậy với đối tượng học sinh như nhau, kết quả kiểm tra đã cho thấy chất
lượng của bài dạy ở lớp thực nghiệm cao hơn so với ở lớp đối chứng.
* Kiểm định sự khác nhau của các trung bình cộng (từ tổng thể chung
có phương sai khác nhau).


21
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 3.6. Kiểm định sự khác nhau của các trung bình cộng

Nhận xét :
- Điểm trung bình cộng của lớp thực nghiệm (7,54) cao hơn lớp đối
chứng (7,11), Phép kiểm định Independent Samples Test trên phần mềm
SPSS cho thấy các hệ số có ý nghĩa đều dưới 0.05 (Thỏa mãn giá trị cho
phép). Do vậy, có thể khẳng định sự sai khác trên là có ý nghĩa chứng tỏ
việc áp dụng các biện pháp đã đề xuất có hiệu quả tốt hơn phương pháp
dạy học thông thường.
- Từ bảng 3.2 cho thấy độ lệch chuẩn (Std. Deviation) giá trị điểm số
của lớp thực nghiệm (1.118) nhỏ hơn lớp đối chứng (1.174) nghĩa là độ

phân tán về điểm số quanh điểm trung bình của lớp đối chứng là nhỏ
hơn lớp thực nghiệm.
3.3. Hiệu quả của phƣơng pháp
+ Đối với giáo viên :
- Giáo viên nắm vững chương trình bộ môn học, giúp nghiên cứu kĩ
các tài liệu sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập. Đặc biệt với học
sinh khá, giỏi phải nghiên cứu các loại sách nâng cao, sách bồi dưỡng.
Giảng dạy theo phương pháp tương tự giúp GV và HN liên hệ bài học