Báo cáo luận văn Cao học (Vật lí)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LÊ THỊ BÌNH THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN DẠY HỌC BÀI “MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU” VÀ BÀI “MÁY BIẾN ÁP” TRONG SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÍ LỚP 12 NÂNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

LÊ THỊ BÌNH

THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN DẠY HỌC BÀI “MÁY

PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU” VÀ BÀI “MÁY BIẾN

ÁP” TRONG SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÍ LỚP 12

NÂNG CAO TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO

HƯỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHÓM NHẰM

PHÁT TRIỂN HOẠT ĐỘNG TÍCH CỰC, TỰ CHỦ VÀ BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC

SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤCNgười hướng dẫn khoa học: TS NGÔ DIỆU NGA

HÀ NỘI- 2009

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

2 Mục đích nghiên cứu

3 Giả thuyết khoa học

4 Đối tượng nghiên cứu

5 Phạm vi nghiên cứu

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

7 Phương pháp nghiên cứu

8 Cấu trúc luận văn

1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

• Nhiệm vụ mới đặt ra cho nhà trường phổ thông trong xã hội tri thức

• Vấn đề nâng cao chất lượng dạy học

• Tình trạng dạy học vật lí trong xu thế đổi mới chung của đất nước

• Việc dạy học kiến thức phần có các bài về các ứng dụng kỹ thuật ở SGK Vật lí lớp 12 THPT

 Từ những lí do trên, với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy và học Vật lí ở trường THPT chúng tôi chọn

đề tài: Thiết kế phương án dạy học bài “Máy phát điện

xoay chiều” và bài “Máy biến áp” trong sách giáo khoa vật lí lớp 12 nâng caoTHPT theo hướng tổ chức hoạt động nhóm nhằm phát triển hoạt động tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh.

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Vận dụng hệ thống quan điểm lí luận dạy học hiện đại

về việc tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong

dạy học Vật lí và dạy học theo hướng tổ chức hoạt động

nhóm để thiết kế phương án dạy học bài “Máy phát điện

xoay chiều” và bài “Máy biến áp” thuộc chương “Dòng

điện xoay chiều” vật lí 12 nâng cao THPT nhằm phát

triển hoạt động tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực

sáng tạo của học sinh.

3 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

• Tổ chức dạy học theo hình thức hoạt động nhóm có tác

dụng phát triển hoạt động tích cực, tự chủ của học sinh

• Thiết kế phương án dạy học bài “Máy phát điện xoay

chiều” và bài “Máy biến áp” ở vật lí lớp 12 nâng cao

THPT theo hướng tổ chức hoạt động nhóm sẽ không

những làm cho học sinh tự lực chiếm lĩnh kiến thức mà

còn bồi dưỡng cho học sinh phát triển hoạt động tích

cực, tự chủ và năng lực giải quyết vấn đề

4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

• Hoạt động dạy - học của giáo viên và học sinh trong

quá trình dạy học bài “Máy phát điện xoay chiều” và

bài “Máy biến áp” vật lí lớp 12 nâng cao THPT

5 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

• Đề tài nghiên cứu phương pháp tổ chức hoạt động

nhóm cho học sinh để thiết kế phương án dạy học bài

“Máy phát điện xoay chiều” và bài “Máy biến áp”

chương trình Vật lí phổ thông, nhằm phát huy năng lực

sáng tạo, phát triển hoạt động tích cực, tự chủ của học

sinh và nâng cao chất lượng dạy học

6 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

• Nghiên cứu các cơ sở lí luận có liên quan đến đề tài làm

cơ sở định hướng cho quá trình thiết kế hoạt động dạy học

• Xác định nội dung các kiến thức bài “Máy phát điện

xoay chiều” và bài “Máy biến áp” trong chương trình

Vật lí 12 THPT

• Tìm hiểu việc dạy và học nhằm sơ bộ đánh giá thực tế dạy học bài “Máy phát điện xoay chiều” và bài “Máy biến áp” vật lí lớp 12 THPT

• Thiết kế phương án dạy bài “Máy phát điện xoay chiều”

và bài “Máy biến áp” vật lí lớp 12 THPT theo hướng tổ

7 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

• Phương pháp nghiên cứu lí luận làm sáng tỏ những vấn

đề mà đề tài sẽ vận dụng

• Phương pháp điều tra thăm dò (trao đổi với giáo viên,

học sinh, dự giờ, tham khảo giáo án, phiếu điều tra) để

thu thập thông tin về đối tượng

• Phương pháp thực nghiệm sư phạm

• Phương pháp thống kê toán học

8 CẤU TRÚC LUẬN VĂN

• Ngoài phần mở đầu và kết luận, phụ lục và tài liệu

tham khảo, luận văn gồm 3 chương:

 Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài.

 Chương 2: Thiết kế phương án dạy học bài “Máy phát

điện xoay chiều” và bài “Máy biến áp” trong sách giáo

khoa vật lí nâng cao lớp 12 nâng caoTHPT theo hướng

tổ chức hoạt động nhóm nhằm phát triển hoạt động tích

cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học

sinh

“MÁY BIẾN ÁP”

ĐIỆN XOAY CHIỀU”

VẬT LÍ LỚP 12 NÂNG CAO THPT THEO HƯỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHÓM NHẰM PHÁT TRIỂN HOẠT ĐỘNG TÍCH CỰC, TỰ CHỦ CỦA HỌC SINH.

CHƯƠNG 3

THỰC NGHIỆM

SƯ PHẠM

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN

DẠY HỌC THEO HƯỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHÓM

1.1 Quan niệm hiện đại về dạy học

1.2 Bản chất hoạt động nhận thức vật lí

1.3 Tổ chức dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự

chủ, sáng tạo của học sinh

1.4 Dạy học các ứng dụng kỹ thuật của vật lí

1.5 Tổ chức dạy học theo nhóm

1.6 Thiết kế phương án dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể

1.7 Tình hình dạy học các bài về các ứng dụng kĩ thuật vật lí

1.4 Dạy học các ứng dụng kỹ thuật của vật lí

1.4.1 Khái niệm về ứng dụng kỹ thuật trong vật lí

1.4.2 Vai trò của việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật

trong dạy học vật lí

1.4.3 Hai con đường dạy học những ứng dụng kỹ thuật

của vật lí

1.4.1 Khái niệm về ứng dụng kỹ thuật trong vật lí

• Các ứng dụng của các khái niệm, định luật, nguyên lý,

hiệu ứng của vật lí vào trong kỹ thuật và đời sống (gọi

là các ứng dụng kỹ thuật) được hiểu là các ứng dụng

thiết bị máy móc (hoặc hệ thống các đối tượng,thiết bị

máy móc) được chế tạo và sử dụng với mục đích nào

đó trong kỹ thuật và trong đời sống mà nguyên tắc hoạt

động của chúng dựa trên các khái niệm, định luật,

nguyên lý, hiệu ứng đó

1.4.2 Vai trò của việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật

trong dạy học vật lí

• Nghiên các ứng dụng kỹ thuật là cầu nối giữa lý thuyết

và thực tiễn, giữa bài học vật lí và đời sống sản xuất

• Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật là con đường tốt nhất

tạo điều kiện phát triển tư duy vật lí kỹ thuật ở học

sinh

• Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật giúp học sinh thấy được

ý nghĩa to lớn của việc phát minh ra các định luật,

nguyên lý, hiệu ứng, … vật lí và hiểu được ứng dụng

của chúng trong cuộc sống hàng ngày

• Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật kích thích hứng thú, nhu

cầu học tập của học sinh đối với môn vật lí

1.4.3 Hai con đường dạy học những ứng dụng kỹ thuật của

vật lí

• Con đường thứ nhất: (Đi từ cụ thể đến trừu tượng) là

quan sát cấu tạo đối tượng kĩ thuật đã có sẵn, giải thích

nguyên tắc hoạt động của nó

• Con đường thứ hai: Dựa trên những định luật vật lí

những đặc tính vật lí của sự vật hiện tượng, thiết kế

một thiết bị nhằm giải quyết một yêu cầu kĩ thuật nào

đó

1.5 Tổ chức dạy học theo nhóm

1.5.1 Khái niệm về hoạt động nhóm

• Trong dạy học, hoạt động nhóm là hình thức tổ chức

cho học sinh học tập, thảo luận theo từng nhóm, cùng

nhau giải quyết một nhiệm vu học tập cụ thể nào đó

giúp học sinh tự chiếm lĩnh kiến thức, hiểu thấu đáo

vấn đề và phát triển những kĩ năng trí tuệ cần thiết

• Hoạt động nhóm là một trong những biện pháp tích cực

hoá hoạt động nhận thức của học sinh - một hình thức

dạy học phổ biến ở các nước phát triển

1.5.2 Nguyên tắc cần thực hiện khi tổ chức hoạt động nhóm

1.5.3 Tổ chức dạy học vật lí bằng hình thức hoạt động nhóm

1.5.3.1 Bản chất của quá trình dạy học theo nhóm

• Bản chất của quá trình dạy học theo nhóm là quá trình

thực hiện những biện pháp có cơ sở khoa học để tổ

chức, điều khiển mối tương tác giữa các thành tố: giáo

viên, nhóm học sinh và tri thức làm cho chúng vận

động và phát triển theo một trật tự nhất định

1.5.3.2 Cơ sở của việc dạy học theo nhóm

1.5.3.3 Những ưu điểm của việc tổ chức dạy học bằng

1.5.3.6 Các cách chia nhóm

1.5.3.8 Các kĩ năng rèn luyện cho học sinh khi hoạt động

nhóm

1.5.3.7 Quản lí hoạt động nhóm

1.7 Tình hình dạy học các bài về các ứng dụng kĩ thuật

vật lí chương “Dòng điện xoay chiều” ở trường THPT

1.7.1 Mục đích điều tra

1.7.2 Phương pháp điều tra

1.7.3 Kết quả điều tra

1.7.3 Kết quả điều tra

1.7.3.1 Tình hình dạy học chương “Dòng điện xoay

chiều”

1.7.3.2 Những khó khăn chủ yếu và những sai lầm phổ

biến của học sinh khi học các ứng dụng kỹ thuật của vật lí ở chương “Dòng điện xoay chiều”

1.7.3.3 Nguyên nhân dẫn đến những khó khăn của học

sinh

1.7.3.4 Đề xuất những biện pháp khắc phục những khó

khăn của học sinh

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

• Tìm hiểu quan niệm hiện đại về dạy học như: Nhiệm vụ của quá trình dạy học, bản chất của học và chức năng của dạy trong hệ tương tác dạy học, bản chất hoạt động nhận thức vật lí

• Nghiên cứu lí luận về việc tổ chức dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh Ở phần này chúng tôi quan tâm đến những luận điểm như: Khái niệm phương pháp dạy học tích cực, tính tích cực, tự chủ của học sinh, phát triển tư duy của học sinh, phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

• Để phát huy đầy đủ vai trò của học sinh trong sự tự chủ xây dựng kiến thức, đồng thời cho họ làm quen với việc xây dựng bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học thì có thể tổ chức hoạt động dạy học theo hướng tổ chức hoạt động nhóm

• Thiết lập sơ đồ biểu đạt logic của tiến trình nhận thức khoa học đối với tri thức cần dạy đáp ứng được đòi hỏi phương pháp luận của tiến trình khoa học xây dựng tri thức

HOẠT ĐỘNG TÍCH CỰC, TỰ CHỦ CỦA HỌC SINH.

2.1 Phân tích một số nội dung kiến thức khoa học

phần “Dòng điện xoay chiều”

2.2 Phân tích cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng

một số kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều”

vật lí lớp 12 THPT

2.3 Thiết kế phương án dạy học bài “Máy phát điện

2.1 Phân tích một số nội dung kiến thức khoa học phần

“Dòng điện xoay chiều”

2.1.1 Đại cương về dòng điện xoay chiều

2.1.2 Máy điện xoay chiều

2.1.1.1 Khái niệm dòng điện xoay chiều

2.1.1.2 Các đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay

chiều

2.1.1.3 Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

2.1.2.1 Định nghĩa

2.1.2.2 Phân loại

2.1.2.3 Định luật điện từ dùng trong máy điện xoay chiều

2.1.2.4 Trong chương trình phổ thông học sinh được tìm

hiểu về các máy điện

2.2 Phân tích cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng một

số kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều” vật lí lớp 12 THPT

2.2.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung kiến thức chương “Dòng

điện xoay chiều”

2.1.2 Sơ đồ logic mạch kiến thức của chương “Dòng điện

xoay chiều”

RLC mắc nối tiếp

Công suất của dòng điện xoay chiều

Chỉ có

tụ điện

Chỉ có cuộn cảm

DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Sản xuất, sử dụng và truyền tải dòng điện xoay chiều

Hiện tượng cộng hưởng điện

Sản xuất dòng điện xoay chiều

Sử dụng dòng điện xoay chiều

Truyền tải dòng điện xoay chiều.

Máy phát điện xoay chiều

Động cơ không đồng bộ

ba pha

Máy biến áp (MBA)

.

Cách tạo ra suất điện động xoay chiều trong các máy phát điện.

Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều

Máy phát điện xoay chiều 1 pha

Máy phát điện xoay chiều 3 pha

Cấu

Cấu tạo

Dòng điện xoay chiều 3 pha

Cấu tạo tắc hoạt Nguyên dụng Ứng

động

Sơ đồ logic mạch kiến thức của chương “Dòng điện xoay chiều”

27

chiều” và bài “Máy biến áp”

TIẾT 1: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHATIẾT 2: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHATIẾT 3: MÁY BIẾN ÁP

TIẾT 1: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA

1 Các câu hỏi cơ bản và kết luận

2 Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức “Máy

phát điện xoay chiều một pha ”

3 Mục tiêu dạy học

4 Chuẩn bị của giáo viên và học sinh

5 Tổ chức hoạt động dạy học

1 Các câu hỏi cơ bản và kết luận

• Câu hỏi 1: Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều

1 pha?

 Trả lời : Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1

pha dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi từ thông qua một

vòng dây biến thiên điều hòa, trong vòng dây xuất hiện một suất

điện động cảm ứng xoay chiều.

• Câu hỏi 2: Nguyên tắc cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 1

pha?

 Trả lời: Máy phát điện xoay chiều một pha có hai bộ phận

chính: + Bộ phận tạo ra từ trường hay phần cảm – là nam châm

điện hoặc nam châm vĩnh cửu.

+ Bộ phận tạo ra dòng điện hay phần ứng – là khung dây hay các cuộn dây có N vòng Phần ứng đặt trong từ trường của

phần cảm.

Một trong hai phần được đặt cố định, phần cố định gọi

là Stato còn phần quay gọi là Roto.

3 Mục tiêu dạy học

a Mục tiêu kết quả học

•Phát biểu được tác dụng của máy phát điện xoay chiều một pha.

•Thiết kế được máy phát điện xoay chiều một pha (về nguyên tắc).

b Mục tiêu trong quá trình học

•Đề xuất được các các phương án thiết kế mẫu máy máy phát điện

xoay chiều một pha trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ và các

cách làm biến thiên từ thông.

•Chế tạo và vận hành được các mẫu máy đã thiết kế.

•Trả lời câu hỏi: Nguyên tắc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của

máy phát điện xoay chiều một pha là gì?

•Trả lời được câu hỏi: Làm thế nào để tăng suất điện động do máy

phát điện xoay chiều một pha sinh ra?

4 Chuẩn bị của giáo viên và học sinh

a Chuẩn bị của giáo viên

•Chuẩn bị phiếu 2 học tập (Phần phụ lục),

•Giấy A3,

•Bút phóc,

•Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm

5 Tổ chức hoạt động dạy học.

Chúng tôi tổ chức hoạt động dạy học theo các giai đoạn

của dạy ứng dụng kỹ thuật của vật lí

Giai đoạn 4: Thảo luận các phương án để chọn mẫu máy đơn giản và mẫu

máy phù hợp với thực tế.

Giai đoạn 2: Thông qua nhu cầu thực tế cần có dòng điện có điện áp

lớn → nhu cầu cần có máy phát điện xoay chiều một pha.

Giai đoạn 3: Vận dụng định luật cảm ứng điện từ, các cách làm biến thiên

từ thông, đề xuất các mẫu máy phát điện xoay chiều một pha.

 Hoạt động 1: Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu (5 phút).

 Hình thức tổ chức dạy học: Giáo viên hướng dẫn cả lớp thảo

luận.

• Trong thực tế em biết có những loại nguồn điện nào?

• Hướng dẫn học sinh thảo luận phân tích việc sử dụng các loại nguồn điện

• Với vai trò quan trọng của máy phát điện trong đời sống.Vậy nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều dựa trên hiện tượng vật lí nào? Tại sao?

Chúng tôi xây dựng tiến trình dạy học theo phương pháp nêu và giải quyết vấn đề.

 Hoạt động 2: Giải quyết vấn đề (35 phút).

 Hình thức tổ chức dạy học: Tổ chức hoạt động nhóm.

• Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi chọn phương án tổ

chức hoạt động nhóm theo hình thức cả lớp, các nhóm

chung một nhiệm vụ, các thành viên trong nhóm chung

một nhiệm vụ và theo cấu trúc TGT

• Cách chia nhóm học sinh: Chọn lớp học khoảng 32 em

học sinh, chia thành 8 nhóm, mỗi nhóm có 4 em, trong

đó các thành viên số 1 của từng nhóm có lực học ngang

đỡ nhau hiểu bài

Các thành viên cùng số thi đấu với nhau.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

* Cho học sinh suy nghĩ máy phát điện có

mấy bộ phận:

- Chia nhóm, cử nhóm trưởng.

- Phát phiếu học tập số 1.

- Quan sát các nhóm làm việc và hướng dẫn

các nhóm đi chệch hướng đồng thời khuyến

khích các nhóm hoạt động tích cực

- Hướng dẫn thảo luận:

+ Đề nghị các nhóm thảo luận dán giấy vẽ

các mẫu máy lên bảng.

+ Các nhóm học sinh chữa bài cho nhau theo

hình thức: 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 → 7 → 8 →

- Học sinh về vị trí của nhóm.

- Các nhóm làm việc theo phiếu học tập (10 phút).

- Trả lời các câu hỏi ở phiếu học tập.

- Mỗi nhóm cử đại diện dán giấy vẽ mẫu máy lên bảng.