Sáng kiến kinh nghiệm Chế tạo dụng cụ thí nghiệm minh họa quá trình truyền pha dao động điều hòa

Nội dung tóm tắt: Sáng kiến kinh nghiệm Chế tạo dụng cụ thí nghiệm minh họa quá trình truyền pha dao động điều hòa

1. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Ninh Bình. - Tên tôi là: Nguyễn Chí Thanh. - Ngày sinh: 10 tháng 8 năm 1978. - Đơn vị công tác: Trường THPT Yên Khánh B. - Chức vụ: Phó Hiệu trưởng. - Trình độ chuyên môn: Cử nhân Vật lý – Thạc sĩ Quản lý giáo dục. - Điện thoại: 0915430269 - Là tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: Chế tạo dụng cụ thí nghiệm minh họa quá trình truyền pha dao động điều hòa. 1. Chủ đầu tư sáng kiến: Sáng kiến do cá nhân tác giả tự đầu tư, chế tạo. 2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Sáng kiến được áp dụng trong lĩnh vực giáo dục, dùng cho giảng dạy bộ môn Vật lý và Toán học cấp Trung học phổ thông. 3. Mô tả bản chất của sáng kiến. 3.1. Về nội dung của sáng kiến. 3.1.1. Giải pháp cũ thường làm. a) Giải pháp cũ thường làm: Trong chương trình Vật lý 12 cấp trung học phổ thông, kiến thức về biến thiên điều hòa của các đại lượng vật lý, sự truyền pha dao động là nội dung xuyên suốt, liên quan đến 5/8 chương trong Sách Vật lý 12 ban Cơ bản; 5/10 chương của Sách Vật lý 12 ban Khoa học tự nhiên (ban Nâng cao). Trong chương trình toán học lớp 11, nội dung về hàm số sin, cosin, đồ thị hàm số sin, sóng hình sin . chiếm thời lượng đáng kể. Tuy nhiên trong các phòng thí nghiệm của các trường THPT hiện nay chưa có thiết bị nào dùng để vẽ đồ thị hàm số sin, cosin nhanh chóng, mô tả quá trình truyền pha một cách trực quan. Chính vì vậy khi giảng dạy nội dung kiến thức liên quan đển hàm số sin, quá trình truyền pha dao động điều hòa giáo viên thường có 03 giải pháp: * Giải pháp 01: Giáo viên phô to phóng to hoặc vẽ lại, chụp lại các hình trong sách giáo khoa có liên quan đến bài dạy, sau đó trình chiếu hoặc treo lên bảng để học sinh quan sát. * Giải pháp 02: Khi giảng dạy đến nội dung nào, giáo viên vẽ đồ thị hàm cosin hoặc quá trình truyền pha tại thời điểm đang xét lên bảng. * Giải pháp 03: Sử dụng một số phần mềm Vật lý thực hiện thí nghiệm ảo vẽ đồ thị hàm số sin, cosin hoặc mô tả quá trình truyền pha dao động trên máy tính. 1
2. (Trong phụ lục 01 có các ví dụ và hình ảnh cụ thể cho từng giải pháp ở trên. b) Đánh giá chung về hiệu quả của các giải pháp cũ: - Ưu điểm: Giáo viên có sử dụng đồ dùng, thiết bị dạy học, giờ dạy tương đối sinh động, trực quan. - Hạn chế: + Giáo viên mất nhiều thời gian trong tiết dạy vào việc diễn giảng, vẽ hình, gây tốn kém nếu in ấn. + Khó lột tả hết bản chất vật lý, toán học của hiện tượng, thậm chí có thể làm cho học sinh ngộ nhận về hiện tượng. + Chưa hoàn toàn phù hợp với xu thế giáo dục hiện nay là gắn với thực nghiệm, thực tiễn từ đó giúp học sinh chủ động phát hiện kiến thức. + Một số giáo viên chấp nhận dạy chay do ngại chuẩn bị đồ dùng trước khi dạy. 3.1.2. Giải pháp mới cải tiến. a) Chế tạo dụng cụ mô tả quá trình truyền pha dao động: - Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của dụng cụ: Thiết bị hoạt động dựa theo nguyên tắc liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều, quan hệ chuyển động giữa trục khuỷu và thanh truyền biến chuyển động tròn thành chuyển động tịnh tiến - Nguyên vật liệu: Theo bảng tính dưới đây: TT Nguyên liệu Kích cỡ, quy cách Số lượng Xuất xứ 1 Thép hộp Kích thước 20 x 20 mm 2600m m. Việt Nam 2 Thép lá kích thước 50 x 20 x 2 mm 02 miếng Việt Nam 3 Thép cây Đường kính 5 mm 200 mmm Việt Nam 4 Nan hoa xe đạp Đường kính 1,5 mm 80 chiếc Việt Nam 5 Xích xe máy Xe 100 phân khối 01 bộ Việt Nam 6 Tấm kim loại hình Đường kính 100 mm, bề dày 2 02 chiếc Việt Nam tròn mm. 7 Vòng bi nhỏ Đường kính 20 mm 02 chiếc Việt Nam 8 Hạt gỗ nhỏ hình Đường kính 5 -7 mm, có lỗ 40 hạt Việt Nam cầu xuyên tâm 9 Bảng composit kích thước 300 x 500 mm 03 chiếc Việt Nam 10 Sơn chống rỉ 01 hộp nhỏ Việt Nam 11 Sơn nhũ 01 hộp nhỏ Việt Nam 12 Giấy đề can 01 tờ Việt Nam 13 Dầu bôi trơn 10 ml Việt Nam 14 Que hàn 02 que Việt Nam 2
3. - Dụng cụ chế tạo: Bộ dụng cụ cơ khí đơn giản gồm máy hàn kim loại loại nhỏ, khoan sắt có đường kính mũi khoan 1,5 mm, cưa sắt, kìm, dũa, kéo cắt giấy và cắt sắt, thước kẻ li, dụng cụ bảo hộ lao động như kính hàn, găng tay. - Các bước chế tạo: * Bước 1: Chế tạo các bộ phận của dụng cụ và công dụng của từng bộ phận: + Chế tạo bộ khung: Sử dụng máy hàn, cắt kim loại chế tạo bộ khung bằng sắt hộp, kích thước 600 x 500 x 200 mm, trên giá đỡ có lắp tay quay, trục quay cách chân giá đỡ 45 cm. Khung đỡ dùng để lắp các chi tiết của dụng cụ + Chế tạo trục khuỷu: Tháo một bên các mắt xích xe máy sau đó uốn lại thành hình elipxoit thành gồm 02 vòng tuần hoàn đường kính 10 cm, chiều dài 45 cm, tương đương 40 mắt xích, sao cho mỗi đốt xích có thể tạo nên một trục khuỷu, các trục này song song với nhau, quay đồng tâm quanh trục quay. Gắn 02 đốt xích ngoài cùng vào 02 mâm kim loại tròn đảm bảo đồng trục, hàn tay quay có gắn với ổ bi vào 01 mâm, mâm còn lại gắn với ổ bi khác ( đây là khâu khó khăn nhất trong chế tạo, đòi hỏi các bước xích phải đều nhau, 20 mắt xích tạo nên một vòng tròn, mỗi trục đốt xích có tâm hợp nhau góc 18 độ). Trục khuỷu có tác dụng tạo ra chuyển động tròn khi quay tay quay. + Chế tạo thanh truyền 01: Cắt nan hoa xe đạp thành đoạn có chiều dài 12 cm, một đầu uốn thành khoong tròn có đường kính bằng đường kính đốt xích xe máy làm trục khuỷu, một đầu uốn thành hình L để gắn vào thanh truyền 02, thanh truyền 01 có tác dụng truyền lực từ vòng xích sang thanh truyền 2, số lượng 40 chiếc + Chế tạo thanh truyền 02: Cắt nan hoa xe đạp thành đoạn có chiều dài 27 cm sau đó uốn một đầu thành khoong tròn có đường kính khoảng 3 mm vừa để lắp vào đầu L của thanh truyền 01, số lượng 40 chiếc, thanh truyền 02 nhận lực từ thanh truyền 01, có tác dụng biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, thanh truyền 02 chuyển động tịnh tiến nhờ 02 thanh dẫn hướng. + Chế tạo thanh dẫn hướng: Khoan các lỗ nhỏ đường kính 1,5 mm lên lá thép kích thước 50 x 2m x 2 mm, gồm 40 lỗ mỗi lỗ các nhau 6 mm, số lượng 02 chiếc. Thanh dẫn hướng dùng để định hướng chuyển động tịnh tiến của thanh truyền 02 + Chế tạo bảng minh họa composit: Mỗi bảng compsit kích thướng 30 x 50 cm có kẻ các trục vuông góc hoặc trang trí phù hợp với nội dung từng bài dạy của giáo viên. * Bước 2: Lắp đặt các bộ phận khung đỡ theo trình tự sau đây - Lắp trục khuỷu lên giá đỡ, thử sao cho trục khuỷu quay đều, đồng tâm, sau thì hàn cố định vòng bi có gắn trục quay và tay quay vào giá đỡ - Lắp thanh truyền 01: Dùng tuốc nơ vít mở khoong tròn trên thanh truyền 01 lắp vào các đốt xích sau đó dung kìm chốt lại để khoong không bị long nhưng không chặt quá làm ảnh hưởng đến chuyển động của thanh truyền và trục khuỷu. 3
4. + Lắp thanh dẫn hướng 01: Hàn 01 thanh dẫn hướng vào khung sao cho thanh dẫn hướng song song với trục quay của trục khuỷu, thẳng đứng với trục quay, cách trục quay 15 cm, các lỗ dẫn hướng nằm thẳng đứng phía dưới các trục khuỷu. + Lắp thanh truyền 02: Luồn thanh truyền 02 qua các lỗ của thanh dẫn hướng, sao cho các khoong tròn ở phía trên, sau đó dùng tuốc nơ vít và kìm gắn đầu L của thanh truyền 01 vào khoong trong của thanh truyền 02. + Gắn các hạt gỗ minh họa chuyển động: Luồn đầu còn lại của thanh truyền 02 vào lỗ của các hạt gỗ sao cho khoảng cách từ các hạt gố đến tâm khoong tròn đều bằng nhau và bằng 12 cm. + Lắp thanh dẫn hướng 02: Luồn đầu dưới thanh truyền 02 vào các lỗ của thanh dẫn hướng 02 sau đó đặt thanh dẫn hướng 02 ở phía dưới và song song với thanh dẫn hướng 01. Quay nhẹ tay quay để các hạt nhựa chuyển động lên xuống, điều chỉnh khoảng cách hai thanh dẫn hướng sao cho vị trí cân bằng của các hạt nhựa khi dao động cách đều hai thanh, cố định thanh dẫn hướng 02 vào khung đỡ Ngoài ra cũng có thể gắn các hạt nhựa vào đầu dưới cùng của thanh truyền 02 * Bước 3: Hoàn thiện, trang trí: + Hàn móc đỡ các bảng composit phía sau khung + Quét sơn chống rỉ, phun sơn nhũ đảm bảo tính thẩm mĩ + Tra dầu mỡ vào các trục quay để đảm bảo vận hành êm, không bị kẹt hay có tiếng kếu. Sản phẩm hoàn thiện và được các giáo viên trường THPT Yên Khánh B sử dụng. Hình 01: Sản phẩm số 01: Dụng cụ thí nghiệm mô tả quá trình truyền pha dao động 4
5. Hình 02: Sản phẩm số 02, Dụng cụ thí nghiệm mô tả quá trình truyền pha dao động b) Cách sử dụng dụng cụ mô tả quá trình truyền pha dao động: Khi dạy đến các nội dung trong các bài kể trên, giáo viên kết hợp vừa diễn giảng lí thuyết, vừa sử dụng dụng cụ, dùng tay quay hình elipxoit chuyển động, từ đó các hạt nhựa minh họa các điểm sẽ chuyển động theo quy luật hàm sin, giúp học sinh tiếp nhận kiến thức một cách trực quan, dễ hiểu. (Trong phụ lục 02 có ví dụ và hình ảnh cụ thể cho giải pháp mới) 3.1.3. Tính mới, tính sáng tạo của giải pháp. + Là sản phẩm mới: Dụng cụ này chưa được sản xuất trên thị trường. Trong các thiết bị thí nghiệm bộ môn Vật lý THPT do Bộ Giáo dục và Đào tạo quy định không có dụng cụ thí nghiệm nào có chức năng tương tự. + Giúp giáo viên giảng dạy đạt hiệu quả cao hơn, tiết kiệm được thời gian cung cấp kiến thức lí thuyết cho học sinh, học sinh lĩnh hội kiến thức trực quan, sinh động, hiểu đúng bản chất vật lý, không bị ngộ nhận. + Dụng cụ sử dụng đơn giản, bền, không mất chi phí vận hành, bảo dưỡng, có thể dùng cho nhiều môn như Vật lý, Toán học. + Phù hợp với sự chỉ đạo của Bộ GD &ĐT, của Sở GD & ĐT trong việc tăng cường sử dụng thiết bị thí nghiệm, chế tạo đồ dùng dạy học. + Về mặt kĩ thuật: Đây cũng là một giải pháp về mặt kĩ thuật, cùng lúc có thể tạo ra nhiều chuyển động của các cặp trục khuỷu – thanh truyền có pha ban đầu khác nhau 5
6. 3.2 Khả năng áp dụng của sáng kiến: Sáng kiến được sử dụng trong nhiều bài dạy (có thể sử dụng trong 06 bài của chương trình Vật lý 12 và 04 bài trong chương trình Toán 11), các chủ đề kiến thức ôn thi tốt nghiệp, Đại học cao đẳng cụ thể: * Bài “Dao động điều hòa” (Bài 1 – sách Vật lý 12 ban Cơ bản; Bài 6 - sách Vật lý 12 ban Nâng cao), nội dung minh họa sự phụ thuộc của li độ, vận tốc, gia tốc vào thời gian; đồ thị phụ thuộc của các đại lượng trên theo thời gian. * Bài “Con lắc lò xo” (Bài 2- sách Vật lý 12 ban Cơ bản). * Bài “Con lắc đơn” (Bài 3 – sách Vật lý 12 ban Cơ bản; bài 7 – sách Vật lý ban Nâng cao). * Bài “Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Frexnen”. (Bài 5 – Vật lý 12 cơ bản; Bài 12 – Vật lý nâng cao) nội dung phần ảnh hưởng của độ lệch pha, ý nghĩa của các trạng thái cùng pha, ngược pha, vuông pha * Bài “Sóng cơ, phương trình sóng cơ” (Bài 14 – Vật lý 12 nâng cao; Bài 7 – Vật lý 12 cơ bản: Nội dung minh họa quá trình truyền pha dao động trong sóng cơ học, xây dựng khái niệm bước sóng, mối quan hệ giữa bước sóng và pha dao động của các điểm trên phương truyền * Các nội dung liên quan đến đồ thị sự phụ thuộc của li độ, vận tốc, gia tốc, năng lượng dao động điều hòa theo thời gian, nội dung về hình ảnh sóng cơ học trong quá trinh giáo viên dạy ôn thi tốt nghiệp, Đại học – Cao đẳng cho học sinh. * Ngoài ra trong bộ môn Toán lớp 11 nội dung đồ thị các hàm số lượng giác sin, cosin, đó là bài Các hàm số luợng giác; Phương trình luợng giác cơ bản; Một số dạng phương trình luợng giác cơ bản. 4. Những thông tin cần được bảo mật: Không. 5. Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: Tất cả các giáo viên giảng dạy vật lý hoặc Toán học cấp THPT có thể xem xét, chế tạo dụng cụ giống của tác giả hoặc có cải tiến để sử dụng trong giảng dạy. 6. Đánh giá lợi ích thu được khi sử dụng dụng cụ trong giảng dạy. a) Hiệu quả kinh tế. - Giúp nhà trường tiết kiệm được kinh phí mua một số thiết bị minh họa tương tự, mỗi bài dạy giáo viên có thể tiết kiệm được từ 20.000 đến 30.000 đồng trong việc mua giấy khổ to để vẽ hoặc phô tô các hình mô tả sự truyền pha, tiết kiệm được thời gian chuẩn bị bài dạy từ 15 đến 20 phút/tiết Tiết kiệm được từ 3 – 5 phút trong mỗi bài dạy dành để củng có kiến thức cho học sinh. b) Hiệu quả xã hội. - Thúc đẩy phong trào chế tạo đồ dụng dạy học trong toàn trường (năm học 2013 – 2014 có 12 đồ dùng dạy học được giáo viên nhà trường chế tạo), nâng cao tỉ lệ giờ dạy có thực hành, thí nghiệm từ đó góp phần nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện của trường 6
7. đây như: Đạt giải Khuyến khích toàn đoàn trong hội thi đồ dùng dạy học năm học 2013 – 2014 do Sở Giáo dục và Đào tạo Ninh Bình tổ chức. Nhà trường xếp thứ 6/27 (tăng 10 bậc so với năm trước) trường trong Kì thi Học sinh giỏi lớp 12 năm học 2013 2014 - Được các đồng nghiệp đánh giá tích cực và thường xuyên sử dụng trong các giờ dạy. - Đối với học sinh, dụng cụ tạo được sự tò mò, hứng thú giúp các em chủ động hơn trong lĩnh hội kiến thức, hiểu bài hơn trong giờ học (Kết quả khảo sát ở phụ lục 03). - Dụng cụ đã đạt được giải Nhất trong Hội thi đồ dùng dạy học tự làm của giáo viên trung học năm học 2013 – 2014 do Sở Giáo dục và Đào tạo Ninh Bình tổ chức. 7. Danh sách những người đã tham gia áp dụng sáng kiến lần đầu: Số Họ và tên Nơi công tác Chức Trình độ Nội dung TT danh chuyên môn công việc 1 Tạ Văn Bình Trường THPT Giáo viên Cử nhân Vật Dạy có sử Yên Khánh B lý dụng dụng cụ 2 Đinh Thị Bắc Trường THPT Tổ phó Thạc sĩ Dạy có sử Yên Khánh B chuyên vật lý dụng dụng môn cụ 3 Hà Thị Thu Hà Trường THPT Giáo viên Thạc sĩ Dạy có sử Yên Khánh B vật lý dụng dụng cụ 4 Hà Thị Tố Quyên Trường THPT Tổ trưởng Thạc sĩ Toán Dạy có sử Yên Khánh B chuyên học dụng dụng môn cụ 5 Đinh Thị Thu Huế Trường THPT Giáo viên Thạc sĩ Toán Dạy có sử Yên Khánh B học dụng dụng cụ Yên Khánh, ngày 20 tháng 9 năm 2014 Người nộp đơn Nguyễn Chí Thanh 7
8. PHỤ LỤC 1 MỘT SỐ HÌNH ẢNH MINH HỌA SỬ DỤNG CÁC GIẢI PHÁP CŨ THƯỜNG LÀM * Giải pháp 1: Giáo viên phô to phóng to hoặc vẽ lại, chụp lại các hình trong sách giáo khoa có liên quan đến bài dạy, sau đó trình chiếu hoặc treo lên bảng để học sinh quan sát. Ví dụ 01: Khi dạy bài 6 “Dao động điều hòa” – Vật lý 12 nâng cao mục 5. Đồ thị (li độ) của dao động điều hòa, ứng với mỗi pha ban đầu khác nhau, đồ thị dao động là khác nhau, trong hình vẽ dưới đây là đồ thị hàm số x = A.cos(ωt + φ) với φ = 0, các trường hợp pha ban đầu khác 0 như π/2; π/4; π/6 việc minh họa bằng đồ thị trở nên rất khó khăn. Hình 01: Đồ thị biểu diễn x = A.cos(ωt + φ) với φ = 0 – Hình chụp từ Trang 31- Sách giáo khoa Vật lý 12 nâng cao Ví dụ 02: Khi dạy bài sóng cơ, phương trình sóng cơ – Bài 7- Vật lý 12 ban cơ bản (Bài 14 – Vật lý 12 nâng cao), mục II “Các đặc trưng của một sóng hình sin”: giáo viên diễn giảng quá trình truyền pha dao động của các phần tử môi trường trong không gian tại mỗi thời điểm khác nhau là một hình ảnh khác nhau, thể hiện như Hình 02 hoặc Hình 03. Hình 02: Hình 14.3 Mô hình biểu diễn vị trí của các phần tử sóng ngang ở những thời điểm liên tiếp –Hình chụp từ Trang 72 - Sách giáo khoa Vật Lý 12 – Nâng cao 8
9. Hình 03: Sự truyền pha dao động – bước sóng – Hình chụp từ- Trang 28 Sách giáo khoa Vật lý 12 Để giải thích cho học sinh hiểu được các hình ảnh sóng trên, nhiều giáo viên phải thừa nhận rất vất vả và tốn thời gian. Giáo viên phải mất công đánh dấu các điểm theo thứ tự A, B, C, D sau đó giải thích các điểm chuyển động như thế nào từ đó hợp lại thành hình dạng của sợi dây tại các thời điểm khác nhau, mỗi thời điểm là một hình vẽ. t = 0, trạng thái của các điểm như thế nào (bằng một hình vẽ), khi t = T/4 trạng thái của các điểm như thể nào (bằng một hình vẽ khác cứ như vậy đến khi rút ra kết luận sau một chu kì, hình ảnh sóng lại lặp lại. Điều này là quá trừu tượng với đại đa số học sinh, các em phải tưởng tượng xem các điểm được đánh dấu di chuyển lên xuống, từ đó xác định xem các điểm nào dao động cùng pha, ngược pha để rút ra khái niệm về sự truyền pha dao động, bước sóng. * Giải pháp 02: Khi giảng dạy đến nội dung nào, giáo viên vẽ đồ thị hàm cosin hoặc quá trình truyền pha tại thời điểm đang xét lên bảng. Tuơng tự như trong ví dụ 02 ở trên, khi dạy khi dạy nội dung sự truyền pha dao động trong sóng cơ học, thay việc dùng hình chụp sẵn, giáo viên phải vẽ trạng thái sóng ở các thời điểm khác nhau như khi t= T, t = 5T/4 từ đó hình thành các khái niệm về sự truyền pha, buớc sóng Hình 04: Hình vẽ quá trình truyền pha dao động của sóng truyền trên một sợi dây ở các thời điểm khác nhau ( T và 5T/4) 9
10. * Giải pháp 03: Sử dụng một số phần mềm Vật lý thực hiện thí nghiệm ảo vẽ đồ thị hàm số sin, cosin hoặc mô tả quá trình truyền pha dao động trên máy tính: Cách này đòi hỏi giáo viên phải có trình độ tin học nhất định và do chỉ là thí nghiệm ảo nên tính thực tiễn không cao, học sinh dề bị hiểu nhầm bản chất vật lý, ngộ nhận kiến thức, không nên lạm dụng nhiều trong giảng dạy. Trong ví dụ 01 ở trên, thay việc vẽ, chụp lại đồ thị, giáo viên có thể dùng máy tính để vẽ đồ thị dao động của vật: Hình 05: Hình chụp từ thí nghiệm ảo, đồ thị li độ phụ thuộc thời gian của dao động điều hòa ứng với pha ban đầu là -π/2 ) 10
11. PHỤ LỤC 2 MỘT SỐ HÌNH ẢNH MINH HỌA SỬ DỤNG GIẢI PHÁP MỚI CẢI TIẾN - Trong Bài 1 – sách Vật lý 12 ban Cơ bản; Bài 6 - sách Vật lý 12 ban Nâng cao): Khi dạy đến nội dung đồ thị phụ thuộc của li độ vào thời gian, ứng với mỗi pha ban đầu khác nhau thì hình dạng đồ thị khác nhau (giáo viên chỉ việc quay tay quay để các hạt nhựa sắp xếp theo dạng đồ thị tương ứng với đồ thị theo yêu cầu đề bài, như hình chụp dưới đây: Hình 08: Đồ thị tọa độ thời gian của dao động điều hòa ứng với trường hợp pha ban đầu là - π/2 - Trong Bài 14 “Sóng cơ, phương trình sóng cơ” – Vật lý 12 nâng cao; Bài 7 – Vật lý 12 cơ bản: Khi dạy đến nội dung quá trình truyền pha dao động, bước sóng giáo viên quay chậm tay quay để các hạt nhựa sắp xếp theo trật tự ở các thời điểm khác nhau như T, 5T/4,1,5T học sinh sẽ quan sát được một cách rất trực quan trạng thái dao động đã truyền từ nguồn ra ngoài môi trường xung quanh theo thời gian, từ đó hình thành các định nghĩa, khái niệm rõ ràng, dễ hiểu. 11
12. Hình 09: Mô tả trạng thái sóng trên dây ở thời điểm t = T Hình 10: Mô tả trạng thái sóng trên dây ở thời điểm t = 5T/4 - Trong Bài “Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Frexnen”. (Bài 5 – Vật lý 12 cơ bản; Bài 12 – Vật lý nâng cao): Khi dạy đến nội dung quan hệ pha của hai dao động điều hòa, giáo viên quay để các hạt gỗ dao động để học sinh quan sát từ đó yêu cầu các em xác định các vật dao động cùng pha, ngược pha, vuông pha bằng cách đánh dấu theo màu sắc khác nhau. 12
13. Hình 11: Nhận biết các điểm dao động cùng pha, ngược pha - Trong các bài khác liên quan, giáo viên có thể sử dụng dụng cụ với nhiều mục đích khác nhau như vẽ đồ thị, từ đồ thị nhận biết phương trình - Trong bộ môn toán: Khi dạy về đồ thị hàm số sin, cosin, giáo viên chỉ cần đặt tên lại các trục tọa độ từ đó có thể sử dụng thiết bị để mô tả đồ thị hàm số, đặc biệt với các trường họp khó vẽ như pha ban đầu là /4, /6 giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian vẽ đồ thị, dành thời gian tiết kiệm được trong việc rèn luyện kĩ năng cho học sinh. Cô Đinh Thị Thu Huế - GV Toán sử dụng dụng cụ dạy bài Hàm số lượng giác tại lớp 11B2 13
14. PHỤ LỤC 03 KẾT QUẢ KHẢO SÁT SO SÁNH MỨC ĐỘ HIỂU BÀI VÀ MỨC ĐỘ HỨNG THÚ GIỮA HAI GIẢI PHÁP CŨ VÀ MỚI - Tác giả đã trực tiếp đánh giá hiệu quả của việc sử dụng dụng cụ bằng cách dạy tại 02 lớp 12B1 và 12B2 năm học 2013 - 2014 có sĩ số và lực học tương đương nhau với bài dạy là bài 7 “Sóng cơ và sự truyền sóng cơ” – Vật lý 12 ban Cơ bản. Lớp 12B1 dạy bằng giải pháp cũ giáo viên vẽ trực tiếp quá trình truyền pha dao động lên bảng. Lớp 12B2 giảng dạy bằng giải pháp mới có sử dụng dụng cụ mô tả quá trình truyền pha dao động. Sau giờ dạy giáo viên phát phiếu điều tra mức độ hiểu bài và mức độ hứng thú của học sinh. Kết quả khảo sát thể hiện ở bảng dưới đây: Mức độ hứng thú (Theo tỉ Nội dung kiến Mức độ hiểu bài (Theo tỉ lệ %) lệ %) TT thức đã học Rất hiểu Còn mơ hồ Không hiểu Có Không trong bài 12B1 12B2 12B1 12B2 12B1 12B2 12B1 12B2 12B1 12B2 Định nghĩa 1 100 100 0 0 0 0 51,4 82,9 48,6 17,1 sóng cơ 2 Sóng ngang 90 82,9 11,4 5,7 5,7 2,8 51,4 82,9 48,6 17,1 3 Sóng dọc 90 82,9 11,4 5,7 5,7 2,8 51,4 82,9 48,6 17,1 Sự truyền sóng 4 51,4 85,7 20 14,3 28,6 0 34,2 91,4 65,8 8,6 hình sin 5 Biên độ sóng 74,2 91,4 25,8 8,6 0 0 51,4 82,9 48,6 17,1 6 Chu kì sóng 74,2 91,4 25,8 8,6 0 0 51,4 82,9 48,6 17,1 7 Bước sóng 51,4 85,7 20 14,3 28,6 0 51,4 82,9 48,6 17,1 Năng lượng 8 74,2 91,4 25,8 8,6 0 0 51,4 82,9 48,6 17,1 sóng Bảng 01: Kết quả khảo sát mức độ hiểu bài và mức độ hứng thú sau bài học tại lớp 12B1 và 12B2 Từ bảng số liệu khảo sát có thể thấy dụng cụ đặc biệt hiệu quả trong việc mô tả quá trình truyền pha dao động của sóng cơ học. Bên cạnh đó khi sử dụng dụng cụ, đã tiết kiệm được thời gian vẽ hình khoảng 05 phút, giúp giáo viên dành thời gian này để củng cố thêm kiến thức vào cuối tiết dạy. 14