Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải nhanh bài toán dao động điều hòa – con lắc lò xo

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải nhanh bài toán dao động điều hòa – con lắc lò xo

1. MỤC LỤC Nội dung Trang Phần 1. Mở đầu 2 Phần 2. Nội dung 3 Chương 1: Cở sở khoa học của sáng kiến Chương 2: Thực trạng vấn đề 4 Chương 3: Giải pháp thực hiện của đề tài 5 Chương 4: kiểm chứng các giải pháp của sáng kiến 18 PHẦN 3 Kết luận 22 PHẦN 4. Tài liệu tham khảo 23 PHẦN 1 - MỞ ĐẦU 1
2. I. Lý do chọn đề tài. Trong chương trình vật lý 12, phần dao động cơ học con lắc lò xo là phần có nhiều dạng toán, vận dụng công thức khá đa dạng, thường học sinh rất lúng túng khi gặp các bài toán của phần này. Phần dao động cơ luôn chiếm tỉ lệ đáng kể trong các đề thi tốt nghiệp, cao đẳng và đại học. Theo phân phối chương trình số tiết dành cho phần này lại không nhiều, với 3 tiết lý thuyết, 1 tiết bài tập, do đó việc lĩnh hội kiến thức lý thuyết, vận dụng lý thuyết để có kỹ năng giải và làm chủ cách giải các dạng toán về phần này là một vấn đề không dễ, đòi hỏi người thầy phải chủ động về kiến thức và phải có phương pháp hướng dẫn học sinh giải bài tập một cách ngắn gọn, dễ hiểu dễ nhớ mới có thể đáp ứng được yêu cầu. Hiện này việc kiểm tra đánh giá về kết quả giảng dạy và thi tuyển trong các kỳ thi quốc gia đối với môn vật lý chủ yếu là trắc nghiệm khách quan. Do vậy trắc nghiệm khách quan trở thành phương pháp chủ đạo trong kiểm tra đánh giá trong nhà trường THPT. Điểm đáng lưu ý là nội dung kiến thức kiểm tra tương đối rộng, đòi hỏi học sinh phải học kĩ, nắm vững toàn bộ kiến thức của chương trình, tránh học tủ, học lệch.Với mong muốn tìm được phương pháp giải các bài toán trắc nghiệm một cách nhanh chóng linh hoạt đồng thời có khả năng trực quan hoá tư duy của học sinh và lôi cuốn được nhiều học sinh tham gia vào quá trình giải bài tập cũng như giúp một số học sinh không yêu thích hoặc không giỏi môn vật lý cảm thấy đơn giản hơn trong việc giải các bài tập trắc nghiệm vật lý. Là giáo viên trực tiếp giảng dạy môn vật lý ở trường phổ thông, bằng kinh nghiệm thực tế tôi tổng kết hệ thống lại đề xuất “Phương pháp giải nhanh bài toán dao động điều hòa – Con lắc lò xo” áp dụng cho lớp 12A1 nhằm nâng cao hiệu quả giảng dạy môn học. II. Mục đích nghiên cứu. Hệ thống lại toàn bộ kiến thức lý thuyết về dao động điều hòa con lắc lò xo. 2
3. Tổng hợp các dạng bài toán về dao động điều hòa con lắc lò xo. Phân tích các bài toán về “ Dao động điều hòa – con lắc lò xo” từ đó rút ra cách giải bài toán một cách nhanh nhất ngắn gọn nhất. Nghiên cứu phương pháp giảng dạy bài vật lý với quan điểm tiếp cận mới gúp cho học sinh có phương pháp phân tích và giải nhanh các dạng bài tập về dao động điều hòa con lắc lò xo giúp cho học sinh đạt được kết quả cao trong các kỳ thi bằng “Phương pháp Trắc nghiệm khách quan” III. Nhiệm vụ nghiên cứu. Trao đổi với đồng nghiệp về những khó khăn khi giảng dạy phần dao động điều hòa con lắc lò xo, tìm hiểu những hạn chế và các thiếu sót của học sinh khi học lý thuyết và vận dụng lý thuyết làm bài tập. Thăm dò, khảo sát học sinh trước khi thực hiện đề tài, trao đổi với học sinh về những khó khăn khi vận dụng lý thuyết giải bài tập phần này. Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp dạy học vật lý ở trường phổ thông, các tài liệu liên quan. Nghiên cứu lý thuyết về các nội dung ( Dao động điều hòa, con lắc lò xo). Vận dung lý thuyết trên để giải một số bài toán về “ Dao động điều hòa – con lắc lò xo ” Kiểm tra, đánh giá phân tích kết quả thu được sau khi thực hiện đề tài từ đó có sự điều chỉnh, bổ sung có hiệu quả. IV.Phương pháp nghiên cứu – Đối tượng nghiên cứu. 1. Phương pháp nghiên cứu : Nghiên cứu lý thuyết về “dao động động điều hòa – con lắc lò xo” vật lý 12 Phân tích và giải các bài tập phần “ Dao động điều hòa – con lắc lò xo” bằng nhiều cách => Cách giải ngắn gọn nhanh và cho kết quả chính xác. Sử dụng phương pháp hoạt động nhóm và động não khi dạy đề tài này cho học sinh. 2. Đối tượng nghiên cứu : Thực hiện dạy đề tài này trên lớp 12A1 trong năm học 2013 - 2014so sánh kết quả thu được với lớp 12A5 cùng đối tượng. 3
4. 3. Thời gian nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết và thực hiện đề tài tháng 8 trước khi bắt đầu năm học mới 2013 – 2014 Thực hiện dạy lý thuyết theo phân phối chương trình hiện hành. Dạy 4 tiết ôn tập rèn luyện kỹ năng cho học sinh lớp 12 vào tháng 9 năm 2013. Phân tích số liệu tổng hợp => kết quả kết thúc đề tài tháng 11/2013. V. Giải thuyết khoa học. Thông thường khi giải các bài tập về “Dao động điều hòa – con lắc lò xo” học sinh sẽ gặp phải một số các bài tập mang tính chất khảo sát mối liên hệ giữa các đại lượng vật lý và xác định giá trị các đại lượng này. Trên tinh thần trắc nghiệm khách quan, nếu phải giải bài toán này trong thời gian ngắn thì quả là rất khó đối với học sinh. Do đó tôi hệ thống lại các loại toán thường gặp và hướng dẫn học sinh giải các bài tập vị dụ cơ bản bằng nhiều cách để các em hiểu, ghi nhớ và dễ dàng giải quyết các bài toán tương tự khi gặp phải. Triển khai có hiệu quả phương pháp sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học giúp học sinh nắm vững kiến thức và vận dụng một cách thành thạo đạt kết quả cao trong các kỳ thi. VI. Giới hạn áp dụng của đề tài. Trong giới hạn đề tài tôi chỉ đưa ra một số phương pháp, cách giải nhanh bài toán về dao động điều hòa con lắc lò xo. Đối tượng áp dụng : Áp dụng thực tế trên lớp 12A1 trong năm học 2013 – 2014 nếu kết quả thu được đáng tin cậy và có hiệu quả cao sẽ nhân rộng cho tất các các đối học sinh tượng khối 12 trường THPT số 2 Yên Phong. 4
5. PHẦN 2 - NỘI DUNG CHƯƠNG I . THỰC TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I. Thực trạng vấn đề: 1. Đối với giáo viên: Vận dụng các phương pháp dạy học tích cực hóa hoạt động học tập, tiếp cận với các kĩ thuận dạy học, dần đổi mới phương pháp dạy học áp dụng rộng rãi cho nhiều đối tượng học sinh, nhất là các học sinh có học lực yếu. Với thời lượng 3 tiết lý thuyết 1 tiết bài tập phần dao động điều hòa con lắc lò xo thì rất khó khăn để hướng dẫn học sinh có kỹ năng và làm chủ được phương pháp giải 2 nội dung với hàng chục dạng toán. 2. Đối với học sinh: Một bộ phận không nhỏ các em học sinh còn yếu về các môn học tự nhiên, tư duy và kỹ năng môn học yếu chưa có kỹ năng vận dụng lý thuyết giải bài tập. Phần lớn học sinh không nhớ biểu thức định lí hàm số sin, cosin, định lí Pitago, không xác định được giá trị của các hàm số lượng giác. Hoặc nhớ được các hàm lượng giác thì việc vận dụng toán vào giải bài tập vật lý rất khó khăn. Một số học sinh chưa có động cơ học tập đúng đắn.Kết quả thu được sau khi học sinh học song phần này còn thấp qua các năm học. II. Giải pháp thực hiện : 1. Hướng dẫn học sinh hệ thống kiến thức lý thuyết cơ bản, mỗi nội dung sẽ có các dạng toán và phương pháp giải các dạng đó. Đây là phần rất quan trọng, yêu cầu các em hệ thống lại thành đề cương, giáo viên giúp chỉnh sửa cho ngắn gọn, khoa học. Với mỗi dạng lựa chọn một bài tập điển hình, kèm theo một hay các cách giải chúng, phân tích ưu nhược của từng cách từ đó học sinh biết vận dụng các bài tập tương tự và sẽ chủ động được cách giải. 2. Nhắc lại và cung cấp thêm các công thức toán học có liên quan để vận dụng giải toán phần Dao động điều hòa – Con lắc lò xo. 5
6. CHƯƠNG II. BÀI TẬP VẬT LÝ PHỔ THÔNG VÀ VAI TRÒ CỦA NÓ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT. 1 Vai trò của bài tập vật lý trong việc giảng dạy vật lý ở trường phổ thông . Việc giảng dạy bài tập vật lý trong nhà trường không chỉ giúp học sinh hiểu được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chương trình mà còn giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ của học tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra. Muốn đạt được điều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày. Kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thước do mức độ sâu sắc và vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận được. Chỉ thông qua việc giải các bài tập vật lý dưới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống cụ thể thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện. Trong qua trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lý đặt ra, học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa , trừu tượng hóa để giải quyết vấn đề, do đó tư duy của học sinh có điều kiện để phát triển. Vì vậy có thể nói bài tập vật lý 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 những khó khăn trong cuộc sống của học sinh. Bài tập vật lý là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong giờ học lý thuyết chưa có điều kiện để đề cập qua đó nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh. Đặc biệt, để giải được các bài tập vật lý dưới hình thức trắc nghiệm khách quan học sinh ngoài việc nhớ, tái hiện lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tính phản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải 6
7. giải nhiều các dạng bài tập khác nhau để có được kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa học . 2. Phân loại bài tập vật lý. a. Bài tập vật lý định tính hay bài tập câu hỏi lý thuyết. Là bài tập mà học sinh không cần phải tính toán (Hay chỉ có các phép toán đơn giản) mà chỉ vận dụng các định luật, định lý, qui luật để giải tích hiện tượng thông qua các lập luận có căn cứ, có lôgic. Nội dung của các câu hỏi khá phong phú, và đòi hỏi phải vận dụng rất nhiều các kiến thức vật lý. Thông thường để giải các bài toán này cần tiến hành theo các bước: B1:Phân tích câu hỏi. B2: Phân tích các hiện tượng vật lý diễn ra trong câu hỏi để từ đó xác định các kiến thức như định luật, khái niệm vật lý hay một qui tắc vật lý nào đó để giải quyết câu hỏi. B3: Tổng hợp các điều kiện đã cho với các kiến thức tương ứng đã phân tích để trả lời câu hỏi. b. Bài tập vật lý định lượng: - Đó là loại bài tập vật lý mà muốn giải quyết nó ta phải thực hiện một loạt các phép tính. Dựa vào mục đích dạy học ta có thể phân loại bài tập dạng này thành 2 loại: * Bài tập tập dượt: Là bài tập đơn giản được sử dụng ngay khi nghiên cứu một khái niệm hay một qui tắc vật lý nào đó để học sinh vật dụng kiến thức vừa mới tiếp thu. * Bài tập tổng hợp: Là những bài tập phức tạp mà muốn giải nó học sinh vận dụng nhiều kiến thức ở nhiều phần, nhiều bài nhiều chương, nhiều cấp học và thuộc nhiều lĩnh vực Đặc biệt, khi các câu hỏi loại này được nêu dưới dạng trắc nghiệm khách quan thì yêu cầu học sinh phải nhớ kết quả cuối cùng đã được chứng minh trước đó để giải 7