Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy học sát đối tượng thông qua chương Sóng Cơ Vật lý 12 theo hướng phát triển phẩm chất năng lực học sinh tại trường THPT Kỳ Sơn

Chia sẻ: Buctranhdo Buctranhdo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:84

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của sáng kiến là nâng cao năng lực tổ chức dạy học sát đối tượng theo hướng phát triển phẩm chất năng lực; phát huy tính tích cực, tự lực, nắm vững kiến thức, kỹ năng góp phần phát triển phẩm chất và năng lực học sinh tại trường THPT Kỳ Sơn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy học sát đối tượng thông qua chương Sóng Cơ Vật lý 12 theo hướng phát triển phẩm chất năng lực học sinh tại trường THPT Kỳ Sơn

DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT TRONG SÁNG KIẾN Nội dung Viết tắt Trung học phổ thông THPT Giáo viên GV Học sinh HS Biết - mong muốn - học K–W–L Sách giáo khoa SGK Câu hỏi CH Trung bình TB Sơ đồ tư duy SĐTD Phương pháp dạy học PPDH 0
PHẦN I - ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài. Đổi mới dạy học nói chung và đổi mới dạy học Vật lý là một trong những yêu cầu căn bản, có tầm quan trọng đặc biệt trong chiến lược đổi mới phương pháp giáo dục ở nước ta. Đổi mới phương pháp dạy học đã được xác định rõ trong Luật giáo dục, các Nghị quyết của Trung ương (Nghị quyết Trung ương 4 khóa VII; Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII); được cụ thể hoá trong các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo với tinh thần chung là Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; Bồi dưỡng phương pháp tự học, làm việc theo nhóm, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Theo một số công văn định hướng của Bộ, của Sở, của nhà trường và huyện nhà thì phải tổ chức cho học sinh nắm vững kiến thức, kỹ năng để phát triển phẩm chất, năng lực. Như tại công văn Số: 3414/BGDĐT-GDTrH về Vv: Hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ giáo dục trung học năm học 2020-2021 ban hành ngày 4 tháng 9 năm 2020 đặt ra nhiệm vụ nâng cao chất lượng, hiệu quả thực hiện chương trình giáo dục trung học theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh như thực hiện hiệu quả các phương pháp và hình thức dạy học, các phương pháp và hình thức kiểm tra, đánh giá giáo dục theo định hướng phát triển năng lực học sinh. Trước những yêu cầu giáo dục đặt ra yêu cầu cho giáo viên nói chung và giáo viên đang công tác ở các huyện miền núi nói riêng phải thực hiện đổi mới dạy học theo hướng phát triển phẩm chất, năng lực học sinh. Bản thân tôi và đồng nghiệp ở trường đã tiến hành đổi mới dạy học theo định hướng phát triển năng lực nhưng nhìn chung hiệu quả chưa cao do điều kiện cơ sở vật chất ở trường THPT Kỳ Sơn đang còn rất thiếu thốn. Chất lượng đầu vào của các em rất thấp. Học sinh nơi đây đều là con em đồng bào dân tộc. Các em còn lơ là việc học, gia đình chưa quan tâm đến việc học, chưa đầu tư cho con em đi học. Nhiều em mất gốc từ cấp 2 thậm chí nhiều em đi học cho có lớp. Bản thân nhiều năm công tác ở trường miền núi, tôi luôn trăn trở làm thế nào để đáp ứng yêu cầu đổi mới theo hướng phát triển phẩm chất năng lực học sinh nhưng phải phù hợp với đối tượng. Xuất phát từ những lý do trên mà tôi đã chọn đề tài: “Tổ chức dạy học sát đối tượng thông qua chương Sóng Cơ Vật lý 12 theo hướng phát triển phẩm chất năng lực học sinh tại trường THPT Kỳ Sơn”. Đề tài của chúng tôi chia sẻ với bạn đọc về những việc mà chúng tôi đã làm được như: khảo sát thực tiễn, xây dựng quy trình thực hiện để dạy học sát đối tượng và chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm thu được kết quả tích cực. 2. Mục tiêu của đề tài - Đối với giáo viên: Nâng cao năng lực tổ chức dạy học sát đối tượng theo hướng phát triển phẩm chất năng lực. 1
- Đối với học sinh: Phát huy tính tích cực, tự lực, nắm vững kiến thức, kỹ năng góp phần phát triển phẩm chất và năng lực học sinh tại trường THPT Kỳ Sơn. 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: Học sinh lớp 12 trường THPT Kỳ Sơn và các trường miền núi. - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu tổ chức hoạt động dạy học chương Sóng Cơ Vật lý 12 tại trường THPT Kỳ Sơn. 4. Thời gian nghiên cứu - Từ tháng 6/2018 đến tháng 10/2018 hình thành ý tưởng. - Từ tháng 11/2018 đến tháng 1/2021 nghiên cứu và thử nghiệm. - Từ tháng 1/2021 đến tháng 3/2021 viết thành đề tài. 5. Đóng góp mới của đề tài - Điều tra, phân tích thực trạng về môi trường, xã hội, gia đình của học sinh ở các trường THPT trên huyện miền núi. - Làm rõ cơ sở lí luận và thực tiễn về việc tổ chức dạy học sát đối tượng học sinh THPT miền núi. - Đề xuất quy trình, thiết kế, tổ chức dạy học sát đối tượng cho học sinh THPT miền núi. - Xây dựng, thiết kế một số chủ đề dạy học chương Sóng cơ Vật lí 12 THPT. - Thực nghiệm và rút ra những kinh nghiệm trong tổ chức dạy học cho HS miền núi. - Tổng hợp và đưa ra định hướng cho bản thân và đồng nghiệp trong việc tổ chức dạy học sát đối tượng ở trường THPT Kỳ Sơn và các trường THPT miền núi. 2
PHẦN II - NỘI DUNG CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN 1. Cơ sở lý luận 1.1. Tổng quan chung về phương pháp dạy học sát đối tượng Dạy học sát đối tượng có nghĩa là giáo viên phải hiểu biết sâu sắc đối tượng học sinh của mình để từ đó lựa chọn nội dung và phương pháp dạy học cho phù hợp với trình độ nhận thức, năng lực học tập của học sinh. Cụ thể là giáo viên phải hiểu được trình độ nhận thức của học sinh ở mức độ nào? Tinh thần, thái độ, động cơ, ý thức học tập ra sao? Sở trường, nguyện vọng, cá tính nổi bật của từng học sinh là gì? Những ưu điểm, nhược điểm của học sinh và phải biết được học sinh của mình đang thiếu hụt điều gì, cần cái gì,… Có hiểu được như vậy giáo viên mới tìm được biện pháp tác động có hiệu quả, mới đem lại được những cái cần và đủ cho từng học sinh. 1.2. Quy trình thực hiện dạy học sát đối tượng Bước 1. Khảo sát học sinh. Bước 2. Thiết kế, tổ chức dạy học. Bước 3. Ôn tập lý thuyết. Bước 4. Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập theo bốn mức độ: nhận biết, thông hiểu, vận dụng và vận dụng cao. Bước 5. Giao nhiệm vụ cho học sinh Bước 6. Học sinh thực hiện nhiệm vụ, giáo viên theo dõi và hỗ trợ khi cần. Bước 7. Nhận xét, đánh giá học sinh. 2. Cơ sở thực tiễn 2.1. Thực trạng dạy học Vật lý 12 THPT Miền núi Để phục vụ cho hướng nghiên cứu của đề tài, tôi đã tiến hành tìm hiểu thực trạng dạy học bộ môn Vật lý nói chung và phần kiến thức chương Sóng cơ lớp 12 nói riêng ở trường THPT Kỳ Sơn trong năm học 2018 – 2019. Tôi tiến hành: + Điều tra học sinh tại các lớp + Phiếu điều tra nhằm thu thập số liệu cụ thể + Dự giờ GV bộ môn + Soạn thảo phiếu thăm dò ý kiến của GV + Quan sát sư phạm Kết quả điều tra cho thấy: 3
a. Việc học của HS Bảng 2.1: Kết quả điều tra tình hình học tập môn Vật lý của HS Số lượng Tỉ lệ STT Các chỉ tiêu (n = 62) (%) Thái độ học Yêu thích môn học 20 32,3 1 tập môn Vật Bắt buộc phải học 27 43,5 lý Không thích môn học 15 24,2 Thụ động học thuộc lòng không 5 8,1 nắm được ý chính Chú ý lắng nghe GV giảng bài, 20 32,3 ghi chép các ý chính, nhớ lâu Nghe giảng, tham gia tích cực các 12 19,4 2 Phương pháp hoạt động học tập nhóm Biết cách đọc tài liệu, sưu tầm, tự 5 8,1 tìm hiểu, làm ra đồ dùng học tập Có ý thức chuẩn bị bài mới trước 17 27,4 khi đến lớp Tìm đọc các tài liệu ngoài SGK 3 4,7 liên quan đến môn học Loại giỏi 4 6,45 Kết quả học Loại khá 20 32,26 tập môn Vật 3 Loại trung bình 33 53,23 lý của em năm học trước Loại yếu kém 5 8,06 Qua bảng 2.1 tôi rút ra nhận xét như sau: - Đối với môn Vật lý tỉ lệ không thích môn học là 24,2 %. Điều này thể hiện quan điểm của học sinh về môn Vật lý chưa thật cao. Các em chưa thích học môn Vật lý. - Vẫn còn tình trạng HS học tập theo phương pháp thụ động, học vẹt, không nắm được ý chính. HS có ý thức lắng nghe giảng bài, nắm các ý chính cốt lõi (32,3%), có ý thức chuẩn bị bài mới trước khi đến lớp (27,4%) nhưng vẫn chưa tìm được phương pháp học tập sáng tạo, thích hợp để nâng cao hiệu quả học tập, phần ít HS tìm đọc các tài liệu ngoài SGK (4,7%), số học sinh tham gia tích cực các hoạt động học tập nhóm chưa nhiều (19,4%), số HS sưu tầm, tự tìm hiểu, làm ra đồ dùng học tập còn thấp (8,1%), do đó chất lượng lĩnh hội kiến thức và kết quả học tập bộ môn chưa cao. 4
- Quan sát những lớp học, tiết học mà GV có tổ chức hoạt động học tập cho HS như: Giao nhiệm vụ phù hợp năng lực, cho học sinh tự làm thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của giáo viên, tổ chức cho các em thể hiện năng khiếu của mình thì các em rất hứng thú, tích cực, sôi nổi xây dựng bài. Ngược lại, trong các giờ học mà GV chỉ sử dụng phương pháp thuyết trình, giảng giải thì không khí học tập rất kém sôi nổi. - Khảo sát học sinh: Trong năm học 2018- 2019, tôi được phân công giảng dạy hai lớp 12 là 12A2 và 12 A4. Chúng tôi tiến hành kiểm tra học sinh theo bốn mức độ: nhận biết, thông hiểu, vận dụng và vận dụng cao có kết quả quả như sau: Điểm từ 6 đến 7 Điểm từ 5 đến 6 Điểm dưới 5 Số Lớp Số Số lượng Số lượng Tỷ lệ Tỷ lệ Tỷ lệ lượng lượng Lớp 12A2 28 4 14,3% 4 14,3% 20 71,4% Lớp 12A4 30 2 6,7% 3 10% 26 83,3% Qua khảo sát phân loại học sinh tôi còn tìm hiểu đặc điểm của từng em, sở thích, sở trường của các em, khả năng học môn toán của các em. Từ đó đưa ra các phương pháp dạy học phù hợp. b. Việc dạy của GV Bảng 2.2: Mức độ sử dụng các phương pháp dạy học Vật lý của thầy cô hiện nay Sử dụng Không sử Ít sử dụng Số thường xuyên dụng TT Tên phương pháp lượng Số Tỉ lệ Số Tỉ lệ Số Tỉ lệ lượng (%) lượng (%) lượng (%) Thuyết trình bài 1 10 0 0 7 70 3 30 giảng Hỏi đáp, thông báo 2 10 3 30 5 50 2 20 tái hiện Biểu diễn thí 3 10 1 10 7 70 2 20 nghiệm 4 Dạy học hợp tác 10 4 20 5 50 1 10 Dạy học giải quyết 5 10 7 70 2 20 1 10 vấn đề 6 Dạy học dự án 10 0 0 2 20 8 80 5
Qua bảng 2.2 cho thấy: - Hiện nay, GV cũng đã đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực như: dạy học giải quyết vấn đề (70%), dạy học hợp tác (40%) nhưng có những biện pháp vẫn thường ít sử dụng hay sử dụng không thường xuyên như dạy học dự án ( 80%), biểu diễn thí nghiệm ít giáo viên sử dụng thường xuyên (10%) để nâng cao khả năng thực hành thí nghiệm, khả năng sáng tạo cho HS. - Cũng qua điều tra, tham khảo ý kiến của các giáo viên dạy chương Sóng cơ Vật lý 12 THPT lâu năm thì trong dạy học chương Sóng cơ giáo viên có thể tổ chức cho học sinh tự làm thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của giáo viên, có thể tự chế tạo các nhạc cụ và biểu diễn các nhạc cụ đó, giúp HS hiểu rõ, nắm chắc kiến thức, bản chất hiện tượng, hứng thú học tập, phát triển năng lực bản thân. Tuy nhiên các phương pháp này vẫn chưa được GV chú trọng, việc tổ chức dạy học dự án hay làm thí nghiệm rất mất thời gian, gây ồn trong lớp… Kết luận: Qua điều tra thực trạng dạy học dạy chương Sóng cơ Vật lý 12 THPT cho thấy: - Mặc dù các GV hiện nay đã tích cực trong việc đổi mới các phương pháp dạy học nhưng nó chưa thật sự phổ biến, chưa mang lại hiệu quả như mong đợi. - Nhiều giáo viên dạy học còn quá cao nên những em ở mức yếu, trung bình chưa nắm được kiến thức, kỹ năng cơ bản dẫn đến dễ chán học môn Vật lý. - HS còn thụ động trong việc tiếp nhận, tìm hiểu kiến thức mới, chưa có phương pháp học tập tích cực nên vẫn còn tình trạng HS có học lực trung bình, yếu kém nhiều. Từ đó chúng tôi đặt ra câu hỏi đâu là nguyên nhân của thực trạng nêu trên ở Trường THPT Kỳ Sơn. 2.2. Nguyên nhân của thực trạng dạy học Vật lý 12 THPT các trường Miền núi hiện nay.  Về phía GV: - Phần lớn GV hiện nay đã chú trọng công tác đổi mới phương pháp giảng dạy để phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS nhưng khó thực hiện. Vì để sử dụng các phương pháp dạy học tích cực đòi hỏi các GV phải đầu tư thời gian, công sức, tìm hiểu nhiều kiến thức khác nhau và các GV vẫn còn có tâm lý ngại thay đổi. Hơn nữa nhiều giáo viên đã tiến hành đổi mới nhưng chưa phù hợp đối tượng học sinh nên hiệu quả chưa cao. - Với học sinh trường THPT Kỳ Sơn học lực còn yếu, các em lại mất gốc nên việc đổi mới dạy học gặp nhiều khó khăn. - Yêu cầu kiểm tra, thi cử còn tập trung vào kiểm tra kiến thức chữ chưa tập trung đúng mức vào đánh giá năng lực tư duy, sáng tạo và kỹ năng thực hành của 6
HS. Chính những điều này đã tạo nên những trở ngại trong việc đổi mới PPDH cho GV và HS. - Ở nhiều trường phổ thông hiện nay cơ sở vật chất còn thiếu thốn: số phòng thí nghiệm ít nhưng số lớp đông. Đó cũng là một trong những nguyên nhân ảnh hưởng đến kết quả đổi mới phương pháp dạy học.  Về phía HS: - Tỉ lệ HS có thái độ không thích học môn học, coi đó là môn phụ vẫn còn cao nên HS chỉ dừng lại ở mức học để đối phó chứ chưa có ý thức tìm các phương pháp học hiệu quả, chưa tìm hiểu các kiến thức ngoài SGK. - Trên lớp HS chủ yếu ghi chép các ý chính để về nhà học bài trả lời bài cũ hôm sau, chưa chú trọng đầu tư thời gian cho việc rèn luyện kỹ năng học tập tích cực như làm thí nghiệm, sáng tạo khoa học, chưa mạnh dạn phát huy sở trường của bản thân. - Số đông các em có học lực yếu, trung bình, thiếu kiến thức cơ bản về môn toán. * Một số nguyên nhân khác Ngoài những nguyên nhân trên theo tôi còn có một số nguyên nhân khác như thiếu tài liệu hướng dẫn tự học, cở sở vật chất chưa đáp ứng cho việc đổi mới phương pháp như phòng học hiện đại, máy chiếu, phòng máy chiếu, phòng thực hành thí nghiệm, sách giáo khoa chưa hấp dẫn cả nội dung lẫn hình thức.... Qua việc nghiên cứu nguyên nhân thực trạng ở trên chúng ta có thể khẳng định việc phân loại học sinh, đưa ra các yêu cầu phù hợp với từng đối tượng học sinh, tổ chức cho học sinh tự làm thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của giáo viên, có thể tự chế tạo các nhạc cụ và biểu diễn các nhạc cụ đó, giúp HS hiểu rõ, nắm chắc kiến thức, bản chất hiện tượng, hứng thú học tập, phát triển năng lực bản thân là rất cần thiết.Vì vậy đòi hỏi GV phải đổi mới phương pháp dạy học theo hướng sát đối tượng học sinh. 2.3. Tìm hiểu đối tượng học sinh Trường THPT Kỳ Sơn - Phần lớn các em học sinh các trường miền núi là học sinh dân tộc thiểu số nên đầu vào thấp, các em ít đầu tư cho việc học, năng lực nhận thức và tư duy chưa nhanh. Khả năng làm việc nhóm còn yếu, các em còn rụt rè, không có khả năng thuyết trình trước đám đông. Ý thức và thái độ học tập của nhiều em chưa cao. Học sinh có khả năng sáng tạo chiếm tỉ lệ thấp nên rất khó khăn trong việc tổ chức các hoạt động theo hình thức dạy học dự án hay dạy học hợp tác, đặc biệt là đối với bộ môn Vật lý. - Các em làm được một số bài tập đơn giản. Tuy nhiên do giờ học trên lớp còn nặng nề, không gây được hứng thú học tập cho học sinh cho nên có nhiều học sinh thụ động trong việc tiếp thu kiến thức: Lười suy nghĩ, lười hoạt động chỉ ngồi nghe giảng và ghi chép. 7
- Kỹ năng vận dụng kiến thức đã học vào trong đời sống thực tiễn và thực hành còn kém. - Hoạt động chủ yếu của học sinh là học thuộc lý thuyết, viết đúng công thức và luyện giải bài tập. Hoạt động học tập của các em chủ yếu là hoạt động cá nhân. Học sinh không được trực tiếp làm thực hành, thí nghiệm. Do đó, cơ hội để các em hiểu sâu kiến thức, rèn luyện kỹ năng cũng như phát triển năng lực sáng tạo là không nhiều. - Các em chưa từng hoặc rất ít được giáo viên giao nhiệm vụ làm các dụng cụ phục vụ cho bộ môn Vật lý. Các em ít được và hầu như chưa được tham gia các hoạt động mang tính chất vừa học vừa chơi về môn Vật lý, nên nhiều em thấy sợ học môn Vật lý. Kiến thức mà các em đạt được còn hời hợt, không chắc chắn, còn rập khuôn khi áp dụng kiến thức. - Đa số các em không có khả năng sáng tạo, thiết kế, chế tạo các dụng cụ về môn Vật lý (đặc biệt là các em học sinh các trường miền núi). Học sinh ít có khả năng vận dụng kiến thức một cách sáng tạo vào thực tiễn. - Khả năng làm việc tự lực, làm việc nhóm, diễn đạt về một vấn đề của học sinh còn kém, thường lúng túng khi diễn đạt ý tưởng của mình hoặc điều muốn hỏi, do các em ít được trao đổi, tranh luận với bạn bè và thầy cô. Học sinh tại trường tôi rất yếu môn Vật lý, khả năng quan sát, vận dụng vào thực tiễn chưa nhiều nên rất khó để học tốt môn Vật lý. Nhưng nhiều giáo viên vẫn sử dụng phương pháp dạy học truyền thụ một chiều, hoặc dạy quá cao đã gây nên tình trạng thụ động trong học tập của học sinh, học sinh học không theo kịp dẫn đến hiệu quả dạy học chưa cao. Học sinh ít được lôi cuốn động viên khích lệ để hứng thú, tự giác học tập, gây nên tình trạng chán học, bỏ học ở một số bộ phận học lực yếu kém. Việc tìm hiểu, hiểu rõ đối tượng học sinh giúp giáo viên trong quá trình giảng dạy đưa ra phương pháp dạy học phù hợp với đối tượng nhằm phát triển phẩm chất, năng lực học sinh. Đặc biệt trong dạy học giáo viên tạo cho HS một thói quen thường xuyên ứng dụng các kiến thức lý thuyết, các nguyên lý đã học vào thực tiễn để quá trình học là một quá trình kiến tạo, phát triển năng lực. Trong quá trình dạy học nên khuyến khích các em sử dụng các nguồn nguyên vật liệu sẵn có, quen thuộc, rẻ tiền để tạo ra những nhạc cụ thân thiện với môi trường, giáo dục ý thức trách nhiệm các em với cộng đồng, môi trường tự nhiên góp phần bảo tồn và phát huy bản sắc văn hóa dân tộc. 2.4. Phân tích cấu trúc và nội dung chương Sóng cơ Vật lý 12 THPT Theo cấu trúc chương trình của Bộ ban hành năm học 2020-2021, chương Sóng cơ được chia thành hai chủ đề: Chủ đề 12.2: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ; Chủ đề 12.3: Sóng âm. 8
2.4.1. Chủ đề: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ A . Nội dung chủ đề a. Các định nghĩa cơ bản Định nghĩa sóng cơ: sóng cơ là dao động lan truyền trong một môi trường vật chất. Sóng ngang: là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang ( sóng cơ) truyền trong chất rắn và bề mặt chất lỏng. Sóng dọc: là sóng cơ trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được cả trong môi trường rắn, lỏng, khí. Đặc trưng của sóng hình sin: + Biên độ sóng (A): Biên độ của sóng bằng với biên độ dao động của một phần tử môi trường có sóng truyền qua. + Chu kỳ sóng: Là thời gian để sóng lan truyền được một bước sóng. Chu kỳ sóng bằng với chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. + Tần số của sóng: Là số bước sóng mà sóng lan truyền được trong 1s. Tần số sóng bằng với tần số dao động của phần tử môi trường. + Tốc độ truyền sóng: Tốc độ truyền sóng v là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường. Với mỗi môi trường tốc độ có giá trị nhất định không phụ thuộc vào tần số của nguồn sóng. + Bước sóng : - Là quãng đường mà sóng truyền trong một chu kỳ. - Hoặc là khoảng cách gần nhất của hai điểm cùng pha trên phương truyền sóng. + Năng lượng sóng: W = 1 m2A2. 2 + Nếu sóng lý tưởng (sóng truyền theo một phương) thì năng lượng sóng không đổi. + Nếu sóng lan tỏa theo hình tròn trên mặt nước thì năng lượng sóng giảm tỉ lệ với khoảng cách đến nguồn. + Nếu sóng lan tỏa theo hình cầu (sóng âm) thì năng lượng sóng giảm tỉ lệ với bình phương khoảng cách đến nguồn. * Chú ý: Sóng cơ không truyền vật chất mà chỉ truyền dao động, năng lượng, pha dao động... 9
b. Phương trình sóng + Tại nguồn phát O phương trình sóng là: uO = acos(t + ) thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là: OM x uM = acos(t +  - 2 ) = acos(t +  - 2 ).   + Độ lệch pha của hai dao động giữa hai điểm cách nhau một khoảng d trên 2d phương truyền sóng là:  = .  Nhận xét: Chiều truyền sóng là chiều từ điểm nhanh pha tới điểm trễ pha. c. Giao thoa + Định nghĩa: Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng cường nhau tạo thành cực đại hoặc làm yếu nhau (tạo thành cực tiểu) gọi là sự giao thoa sóng. + Giao thoa sóng bản chất là tổng hợp dao động điều hòa. + Nguồn kết hợp là hai nguồn có cùng tần số và độ lệch pha không đổi theo thời gian. + Nếu tại hai nguồn S1 và S2 cùng phát ra hai sóng giống hệt nhau có phương trình sóng là: u1 = u2 = Acost và bỏ qua mất mát năng lượng khi sóng truyền đi thì thì sóng tại M (với S1M = d1; S2M = d2) là tổng hợp hai sóng từ S1 và S2 truyền tới sẽ có phương trình là: uM = 2Acos  ( d 2  d 1 ) cos(t -  ( d 2  d 1 ) ).   2 (d 2  d 1 ) + Độ lệch pha của hai sóng từ hai nguồn truyền tới M là:  = .  1 + Tại M có cực đại khi d2 - d1 = k; có cực tiểu khi d2 - d1 = (k + ). 2 d. Định nghĩa sóng dừng Sóng dừng là trường hợp đặc biệt của giao thoa sóng, trong đó có sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ. Những điểm tăng cường lẫn nhau gọi là bụng sóng, những điểm triệt tiêu lẫn nhau gọi là nút sóng. + Sóng tới và sóng phản xạ nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau và tạo ra một hệ sóng dừng. + Trong sóng dừng có một số điểm luôn luôn đứng yên gọi là nút và một số điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng.  + Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề của sóng dừng là . 2 + Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề của sóng dừng là  . 4 + Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có chiều dài l:  - Hai đầu cố định thì: l = k . 2  - Một đầu cố định, một đầu là tự do thì: l=(2k+ 1) . 4 10
B. Yêu cầu cần đạt của chủ đề sóng cơ a. Kiến thức - Phát biểu được các định nghĩa về sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang và nêu được ví dụ về sóng dọc, sóng ngang. - Phát biểu được các định nghĩa về tốc độ truyền sóng, bước sóng, tần số sóng, biên độ sóng và năng lượng sóng. - Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng. - Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để khi đó có sóng dừng. b. Kĩ năng - Viết được phương trình sóng. - Giải được các bài toán đơn giản về giao thoa và sóng dừng. - Giải thích được sơ lược hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây. - Có kỹ năng làm thí nghiệm. c. Về thái độ - phẩm chất: - Tích cực, chủ động trong học tập - Hợp tác với các thành viên trong nhóm để hoàn thành nhiệm vụ. - Biết lắng nghe và đóng góp ý kiến. d. Năng lực hướng tới - Năng lực chung: + Năng lực tự chủ và tự học. + Năng lực giao tiếp và hợp tác. + Năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo. - Năng lực Vật lí: + Năng lực nhận thức Vật lí. + Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ Vật lí. + Vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học. 2.4.2. Chủ đề: Sóng âm A. Nội dung kiến thức cần xây dựng trong chủ đề sóng âm Xác định vấn đề cần giải quyết của chủ đề sóng âm: Kiến thức về sóng âm là một phần nhỏ trong kiến thức của chương sóng cơ được trình bày trong chương trình phổ thông nhằm hoàn thiện một cách tổng quát 11
về sóng cơ học. Sóng âm là loại sóng gần gũi trong cuộc sống hằng ngày của con người. Ở lớp 7, học sinh đã biết những kiến thức cơ bản về âm, nguồn âm, tần số, biên độ âm, độ cao, độ to. Nhưng chưa nắm được các đặc trưng của âm như âm sắc, cường độ âm, mức cường độ âm để giải thích được một số hiện tượng về sóng âm và ứng dụng trong thực tế về sóng âm. Trên cơ sở đó đề xuất phương án giúp học sinh nắm được bản chất vật lí của sóng âm để vận dụng vào việc giải thích các hiện tượng sóng âm và ứng dụng của sóng âm trong thực tế. Nội dung chủ đề này đề cập đến các nội dung sau: Nội dung 1:Âm, nguồn âm. Nội dung 2: Những đặc trưng của âm . * Nội dung 1: Âm, nguồn âm. a. Âm là gì? Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn. b. Nguồn âm - Nguồn âm là vật dao động phát ra âm. - Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm. c. Âm nghe được, hạ âm, siêu âm - Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20000Hz. - Âm có tần số dưới 16Hz gọi là hạ âm. - Âm có tần số trên 20 000Hz gọi là siêu âm. d. Sự truyền âm * Môi trường truyền âm - Âm truyền được qua các chất rắn, lỏng và khí. Âm không truyền được trong chân không. - Âm hầu như không truyền được qua các chất xốp như bông, len,...những chất đó gọi là chất cách âm. * Tốc độ truyền âm - Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định. Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường. - Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi. Nội dung 2: Những đặc trưng của âm a. Tần số âm - Độ cao * Tần số: 12
- Tần số âm là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm. - Nhạc âm là âm có tần số xác định. Tạp âm là âm không có một tần số xác định. * Độ cao - Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với tần số của âm. - Âm nghe càng thanh (cao) khi tần số càng lớn. Âm nghe càng trầm (thấp) khi tần số càng nhỏ. b. Cường độ và mức cường độ âm - Độ to * Cường độ âm Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng P trong một đơn vị thời gian: I = 2 . 4R Đơn vị cường độ âm là W/m2. * Mức cường độ âm I Đại lượng L = lg . với I0 là cường độ âm chuẩn (âm rất nhỏ vừa đủ nghe, I0 thường lấy chuẩn cường độ âm I0 = 10-12 W/m2 ) gọi là mức cường độ âm của âm có cường độ I. Đơn vị của mức cường độ âm ben (B). Trong thực tế người ta thường dùng ước số của ben là đêxiben (dB): 1dB = 0,1B. * Độ to - Độ to của âm là một khái niệm nói về đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với với đặc trưng vật lí mức cường độ âm. - Độ to của âm phụ thuộc vào cường độ âm, mức cường độ âm và tần số của âm. c. Đồ thị dao động âm - Âm sắc: * Âm cơ bản và họa âm - Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f0 thì bao giờ nhạc cụ đó cũng đồng thời phát ra một loạt âm có tần số 2f0, 3f0, ... có cường độ khác nhau. Âm có tần số f0 gọi là âm cơ bản hay họa âm thứ nhất, các âm có tần số 2f0, 3f0, gọi là các họa âm thứ 2, thứ 3, Biên độ của các họa âm lớn, nhỏ không như nhau, tùy thuộc vào chính nhạc cụ đó. Tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm. - Phổ của cùng một âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau. - Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm trong một nhạc âm ta được đồ thị dao động của nhạc âm đó. * Âm sắc - Các nhạc cụ khác nhau phát ra các âm có cùng một độ cao nhưng tai ta có thể phân biệt được âm của từng nhạc cụ, đó là vì chúng có âm sắc khác nhau. 13
- Âm có cùng một độ cao do các nhạc cụ khác nhau phát ra có cùng một chu kì nhưng đồ thị dao động của chúng có dạng khác nhau. Vậy, âm sắc là một đặc trưng sinh lí của âm, giúp ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra. Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm. B. Yêu cầu cần đạt của chủ đề sóng âm a. Kiến thức - Nêu được sóng âm, âm thanh, hạ âm, siêu âm, sự truyền âm. - Nêu được cường độ âm và mức cường độ âm là gì và đơn vị đo mức cường độ âm. - Nêu được ví dụ để minh hoạ cho khái niệm âm sắc. Trình bày được sơ lược về âm cơ bản, các hoạ âm. - Nêu được các đặc trưng của âm: tần số, mức cường độ âm và các hoạ âm,độ cao, độ to và âm sắc của âm. - Nêu mỗi liên hệ giữa đặc trưng vật lý và đặc trưng sinh lý của âm. - Tính toán các thông số phù hợp cho bộ phận của nhạc cụ tự chế. - Vận dụng được các kiến thức trong chủ đề và các kiến thức đã biết thiết kế, chế tạo nhạc cụ từ các vật liệu phù hợp. b. Kĩ năng - Giải được các bài tập về sóng âm. - Vận dụng các đặc trưng của âm để giải thích được một số hiện tượng trong đời sống có liên quan đến sóng âm. - Biết được một số ứng dụng trong thực tế liên quan đến sóng âm (Hộp cộng hưởng âm). - Biết thiết kế chế tạo nhạc cụ đơn giản từ vật liệu thân thiện với môi trường. - Rèn luyện kĩ năng sống. + Tính hợp tác giữa các thành viên trong công việc; sự chia sẻ; sự phân công công việc theo năng lực; sự khoa học trong kế hoạch học tập và làm việc; thói quen làm việc đúng thời gian, khả năng vượt thử thách, tháo gỡ khó khăn... Phát huy được năng lực riêng, sở trường của người học; khả năng giao tiếp, thuyết trình ... + Xây dựng những kĩ năng sống cơ bản trong HS sau khi thực hiện dự án, kĩ năng giao tiếp được nâng lên; cách thức làm việc khoa học hơn; tinh thần hợp tác giữa các thành viên trong tập thể thể lớp sẽ được nâng lên. c. Thái độ - Tự tin đưa ra các ý kiến cá nhân khi thực hiện nhiệm vụ ở lớp, ở nhà. 14
- Có thái độ tích cực, hợp tác khi làm việc nhóm. - Tự lực, tự giác học tập, tham gia xây dựng kiến thức. - Yêu thích, cảm nhận vẻ đẹp âm nhạc. - Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhóm. d. Năng lực hướng tới - Năng lực chung: + Năng lực tự chủ và tự học: nghiên cứu kiến thức sóng âm và các kiến thức liên quan. + Năng lực giao tiếp và hợp tác. + Năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo: chế tạo nhạc cụ đơn giản. - Năng lực Vật lí. + Năng lực nhận thức Vật lí. + Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ Vật lí. + Vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học. CHƯƠNG 2. TỔ CHỨC DẠY HỌC SÁT ĐỐI TƯỢNG CHƯƠNG SÓNG CƠ VẬT LÝ 12 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT NĂNG LỰC HỌC SINH TẠI TRƯỜNG THPT KỲ SƠN 1. Khảo sát học sinh Giáo viên ra đề kiểm tra chương 1 Vật lý 12 gồm 20 câu theo bốn mức độ: nhận biết, thông hiểu, vận dụng và vận dụng cao trong thời gian 25 phút (Phụ lục 5). Từ kết quả thu được và quá trình tìm hiểu đối tượng để phân loại học sinh. Giỏi Khá TB Yếu Kém Lớp Sĩ Số Tỉ lệ Số Tỉ lệ Số Tỉ lệ Số Tỉ lệ Số Tỉ lệ số lượng (%) lượng (%) lượng (%) lượng (%) lượng (%) (em) (em) (em) (em) (em) 12A2 28 0 0 4 14,3 10 35,7 14 50 0 0 12A4 30 0 0 3 10 11 37,7 16 53,3 0 0 2. Thiết kế, tổ chức dạy học các bài học, chủ đề dạy học chương Sóng cơ theo hướng sát đối tượng học sinh. Chương Sóng cơ nằm sau chương Dao động điều hòa, đòi hỏi học sinh phải vận dụng các kiến thức của chương 1. Nếu nắm vững kiến thức, kỹ năng chương Sóng cơ sẽ giúp cho các em học khi học sóng điện từ và sóng ánh sáng dễ dàng hơn. Để học tốt chương Sóng cơ đòi hỏi phải huy động một số lượng lớn kiến thức toán học, kỹ năng làm thí nghiệm, quan sát, vận dụng vào thực tế. Vì vậy yêu cầu 15
giáo viên phải tổ chức các hoạt động phù hợp để các đối tượng học sinh nắm vững kiến thức, kỹ năng cơ bản. 2.1. Mục tiêu của chương: Đã nêu ở mục 2.4.1 phần II 2.2. Chuẩn bị: - Giáo viên: máy chiếu, clip giao thoa sóng trong thực tế, bộ thí nghiệm sóng dừng, sáo, khèn, phiếu học tập... - Học sinh: sách giáo khoa, các tài liệu liên quan, vật liệu, đồ dùng làm sáo, khèn, giấy A0, bút màu, bút dạ... 2.3. Thiết kế hoạt động học tập bài “Sóng cơ và sự truyền sóng cơ” HĐ 1(5 phút): Khởi động: Làm nảy sinh vấn đề tìm hiểu về sóng cơ. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS - Kiểm tra sĩ số - Báo học sinh vắng. - Kiểm tra bài cũ: Không - Các em có thích đi du lịch Cửa Lò để tắm biển không? - Tiếp thu vấn đề. Các em sẽ rất thích thú với những con sóng từ ngoài khơi chạy xô vào bờ. Vậy sóng hình thành như thế nào? Có đặc điểm gì? HĐ 2(15 phút): Tìm hiểu sự truyền sóng cơ Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Chia lớp thành 3 nhóm, mỗi nhóm có 9 học sinh, gồm các cả ba đối tượng: yếu, trung bình, khá. Giao mỗi nhóm 1 bảng phụ và bút. *GV cho HS xem lại thí nghiệm hình 7.1 SGK mà các bạn đã thực hiện và trả lời các câu hỏi: Câu hỏi 1: Khi nguồn O dao động ta trông thấy gì trên mặt nước? HS quan sát và thực Câu hỏi 2: Khi có sóng trên mặt nước O, M dao động hiện nhiệm vụ. như thế nào? HS báo cáo và thảo Câu hỏi 3: Sóng truyền từ O đến M theo phương nào? luận. Với nhóm yếu, kém các em sẽ trả lời được CH1, nhóm TB có thể trả lời được CH1, CH 2, nhóm khá trả lời được 3 câu hỏi. - GV gợi ý CH 2: Quan sát phương dao động của O và M. - GV gợi ý CH3: Quan sát phương lan truyền các vòng 16
tròn từ O tới M. Nhận xét, đánh giá kết quả các nhóm. Chốt lại kiến thức cần nắm về định nghĩa sóng cơ, sóng ngang. *GV thực hiện thí nghiệm ảo hình 7.2 SGK.Yêu cầu học sinh quan sát trả lời các câu hỏi: CH 1: Nhận xét phương dao động của lò xo và phương truyền dao động từ vòng này sang vòng khác? CH 2: Thế nào là sóng dọc? Với CH 1 HS khá có thể trả lời được, GV chỉ rõ để hai nhóm còn lại thấy được phương dao động của lò xo và phương truyền dao động từ vòng này sang vòng khác. Với CH 2: học sinh thường xem SGK để trả lời. GV cần làm rõ để HS nắm được đặc điểm sóng dọc, sóng ngang. Hình 1: Sóng trên mặt nước HĐ 3 (20 phút): Tìm hiểu các đặc điểm sóng cơ Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS - Sự truyền sóng hình sin: Đây là một phần khó hình dung vì học sinh yếu môn toán. GV cho HS quan sát trên máy chiếu để thấy được dạng sóng, quá trình truyền dao động từ P đến 17
P1 trong 1 chu kỳ. Đặc biệt GV vẽ hình minh - HS quan sát, tiếp thu. họa và đặt ra các câu hỏi để HS nắm vững kiến thức: Dao động cùng pha, ngược pha. CH 1: Những điểm nào dao động cùng pha, những điểm nào dao động ngược pha? - Yêu cầu HS đọc SGK và rút ra các đặc trưng của một sóng hình sin. a. Biên độ sóng. - Phát biểu SGK. b. Chu kì của sóng. c.Tốc độ truyền sóng. d. Bước sóng. e. Năng lượng của sóng. Viết công thức tính bước sóng? Để nhóm HS yếu có thể đưa ra công thức tính bước sóng và biết áp dụng công thức tính bước - Dưới sự hướng dẫn của GV sóng GV đặt ra câu hỏi: Các em hãy nhớ lại viết công thức tính bước sóng. công thức tính quãng đường trong chuyển động thẳng đều, dựa vào định nghĩa bước sóng để rút ra công thức tính bước sóng. Cần nói rõ các đại lượng và đơn vị. - Dùng hình vẽ minh hoạ thêm bước sóng. HĐ 4 (5phút): Củng cố, giao nhiệm vụ Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Yêu cầu : - Nhóm HS yếu nhắc lại định nghĩa sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang. Nếu các em chưa nắm - Suy nghĩ, thảo luận trả lời. vững thì GV mời nhóm HS khá nhắc lại. - Nhóm HS trung bình nhắc lại định nghĩa, công thức tính bước sóng. - Giao bài tập về nhà và nhiệm vụ ở nhà. - Tìm hiểu thêm về nguồn năng lượng sóng và - Ghi nhận các bài tập. nguồn năng lượng sạch bền vững từ sóng biển. - Xem bài mới ở nhà. 18
TIẾT 2 HĐ 1 (7 phút): Ổn định, vào bài Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS - Kiểm tra sĩ số - Báo học sinh vắng. - Kiểm tra bài cũ: CH 1: Thế nào là sóng dọc? Sóng ngang? - Trả lời bài cũ. CH 2: Viết công thức tính bước sóng? CH 3: Một sóng cơ học có f = 50 Hz truyền trong một môi trường với vận tốc 2m/s. Tính bước sóng? Với 3 câu hỏi này GV có thể đánh giá được các em về nhà có học bài cũ và nắm vững kiến thức không. Ở CH 3, nếu nhóm HS yếu GV hướng dẫn thêm. HĐ 2 (15 phút): Xây dựng phương trình sóng Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Đây là một phần khó, vận dụng kiến thức toán nên GV đưa ra câu hỏi phù hợp: - Thảo luận. - Tâm O phát sóng, dao động điều hòa với phương trình: u0 = Acost CH 1: Tính thời gian sóng truyền từ O đến M? - Theo dõi, tham gia xây dựng bài CH 2: Viết dao động tại điểm M cách O một x khoảng là x? uM =Acos(t – t ) = Acos(t – ) v Với nhóm HS yếu, GV gợi ý để HS có thể x = Acos(t –2 ). trả lời được CH1.  Với CH2: GV hướng dẫn để nhóm HS khá u  A cos 2 ( t  x ) M T  cùng xây dựng. 19