skkn xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập dạy học chương “dòng điện không đổi” lớp 11 trung học phổ thông chương trình chuẩn

Mã số: ………..SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM  XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI”... Với lí do trên, tôi đã chọn và nghiên cứu đề tài “Xây dựng và sử dụng h

Mã số: ………

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM



XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI”

Năm học 2013 - 2014

I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN

1 Họ và tên: Nguyễn Phú Phước

2 Ngày tháng năm sinh: 20/ 04/ 1984

7 Đơn vị công tác: Trường THPT Tôn Đức Thắng

II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

- Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Thạc sĩ

- Năm nhận bằng: 2013

- Chuyên ngành đào tạo: LL và PPDH môn Vật lí

III KINH NGHIỆM KHOA HỌC

- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm : Giảng dạy

- Số năm có kinh nghiệm: 5 năm

- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Giáo dục là một hệ thống lớn trong hệ thống xã hội, có liên quan mật thiết đến việc hình thành và phát triển con người, là nhân tố quyết định đến sự phát triển của xã hội loài người Vì vậy quốc gia nào, dân tộc nào cũng quan tâm đến giáo dục

Nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo nhằm tạo ra nguồn nhân lực phục vụ

sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước đang là vấn đề được Đảng, Nhà nước hết sức quan tâm Đổi mới giáo dục nói chung và đổi mới phương pháp dạy học nói riêng là một trong những yêu cầu bức thiết của toàn xã hội đối với ngành giáo dục nước ta hiện nay

Với lí do trên, tôi đã chọn và nghiên cứu đề tài “Xây dựng và sử dụng hệ

thống bài tập dạy học chương “Dòng điện không đổi” lớp 11 trung học phổ thông chương trình chuẩn”.

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập chương “Dòng điện không đổi” lớp

11 trung học phổ thông CTC và sử dụng hệ thống bài tập đó trong dạy học để phát triển tư duy của học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu:

Bài tập vật lý trong quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông

3.2 Phạm vi nghiên cứu:

Bài tập chương “Dòng điện không đổi” lớp 11 trung học phổ thông CTC

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được một hệ thống BTVL chương “Dòng điện không đổi” lớp 11 trung học phổ thông chương trình chuẩn bảo đảm tính khoa học

và vận dụng vào quá trình dạy học một cách hợp lý thì sẽ góp phần phát triển được tư duy và nâng cao chất lượng học tập của học sinh.

5 Phương pháp nghiên cứu

5.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận.

Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến đề tài

5.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Tìm hiểu thực trạng sử dụng bài tập trong quá trình dạy học vật lý ở trường THPT

Thực nghiệm sư phạm

6 Đóng góp mới của đề tài

Hệ thống được cơ sở lý luận để xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vào quá trình dạy học vật lý nhằm phát triển tư duy của học sinh

PHẦN 2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc dạy học giải bài tập vật lý ở trường THPT

2.1.1 Dạy học bài tập trong tiết học làm bài tập

Vào đầu tiết học làm bài tập hoặc trước khi làm bài tập nào đó, giáo viên phải giúp học sinh nhớ lại, hệ thống lại các kiến thức lý thuyết đã được học trước đó liên quan đến tiết học

Trong tiết học giải bài tập người ta thường sử dụng chủ yếu hai hình thức làm việc của lớp học là: Giáo viên làm bài tập trên bảng cho học sinh theo dõi, hoặc là hướng dẫn học sinh tự làm bài tập trên bảng vào vở Hình thức thứ hai được áp dụng để hình thành kĩ năng, kĩ xảo thực hành, để kiểm tra kết quả học tập của cá nhân, của nhóm học sinh

Khi trình bày phương pháp giải những bài tập loại mới, giáo viên phải giải thích cho học sinh nguyên tắc giải, sau đó phân tích một bài tập mẫu làm cho học sinh hiểu rõ lôgic để từ đó vận dụng vào làm bài thực hành

- Sử dụng các bài tập vui, các bài tập nghịch lý và ngụy biện

- sử dụng các tài liệu trực quan (tranh ảnh, mô hình, các video clip…) và các thí nghiệm vật lý

- Kết hợp làm việc tập thể và cá nhân một cách có hiệu quả

Trước khi giải một bài tập nào đó phải hướng dẫn cho học sinh dự kiến các cách giải theo khả năng tư duy của các em và để cho các em suy nghĩ vài phút Trong quá trình giải bài tập, giáo viên phải luôn lưu ý tới những học sinh còn yếu, nhắc nhở, động viên, khích lệ và đặt ra những câu hỏi nhằm giúp các em gỡ bỏ được những khúc mắc mà do tâm lý e ngại không dám thể hiện ra.

2.1.2 Dạy học bài tập trong tiết ôn tập

Trong tiết ôn tập, loại bài tập thường sử dụng là các bài tập có tính phát triển, cho phép khái quát hóa nội dung các bài tập tạo điều kiện đi sâu vào giải thích các hiện tượng vật lý Đặc biệt là các bài tập có tính chất tổng hợp giúp học sinh liên hệ rộng tới các đơn vị kiến thức đã học, khắc sâu thêm kiến thức, hệ thống hóa các khái niệm, các định luật, các công thức cần nắm để vận dụng chúng

2.1.3 Dạy học bài tập kiểm tra

Dạy học bài tập kiểm tra là một hình thức để đánh giá mức độ nắm vững kiến thức, khả năng vận dụng kiến thức của học sinh Vì khi giải bài tập loại này, học sinh phải làm việc hoàn toàn độc lập Tùy theo việc đánh giá mà giáo viên có thể vận dụng một trong hai hình thức sau đây:

- Kiểm tra nhanh: Hình thức này thường dùng để tìm hiểu trình độ, khả năng xuất phát của học sinh để làm cơ sở cho việc nghiên cứu, chọn lựa nội dung cũng như phương pháp giảng dạy cho phù hợp, sát đúng với đối tượng học sinh Hoặc cũng nhằm để đánh giá khả năng nhận thức của học sinh về một khía cạnh của một đề tài nào đó Các bài tập được chọn là những bài để học sinh làm trong thời gian ngắn (từ 10-15 phút) Ở đây nên lựa chọn các câu hỏi và các bài tập có nhiều đáp án, buộc học sinh phải tư duy nhiều hơn để phân tích chọn lựa được phương án đúng (câu hỏi có nhiều lựa chọn)

- Kiểm tra tổng kết: Hình thức này cho phép giáo viên đánh giá nhận thức của học sinh không phải chỉ một vài khía cạnh mà cả một đề tài nào đó, hoặc

cả một phần bài nào đó của tài liệu Các bài tập được chọn là những bài kiểm tra tổng kết phức tạp hơn, đòi hỏi học sinh phải hiểu và vận dụng kiến thức ở phạm vi rộng, hoặc phải phân tích bài tập để nhận ra được những đặc điểm tinh tế ở trong bài Tuy nhiên, để có tác dụng tốt hơn các bài tập kiểm tra tổng kết phải chọn lựa sao cho vừa sức với học sinh

2.1.4 Quan hệ giữa hoạt động giải BTVL với việc phát triển tư duy cho học sinh

Trong học tập vật lý, một trong những hoạt động chủ yếu để phát triển tư duy cho HS là hoạt động giải bài tập Vì vậy GV cần phải tạo điều kiện để thông qua hoạt động này thì năng lực tư duy được phát triển, HS sẽ có những phẩm chất tư duy mới như:

- Năng lực phát hiện vấn đề mới

- Tìm ra hướng mới

- Tạo ra kết quả học tập mới

Để có được những kết quả trên, người GV cần ý thức được mục đích của việc giải BTVL, không phải chỉ tìm ra đáp số đúng mà còn là phương tiện khá hiệu quả để rèn luyện tư duy vật lý cho HS BTVL phong phú đa dạng, để giải được BTVL cần phải vận dụng nhiều kiến thức cơ bản, sử dụng các thao tác

tư duy so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, trừu tượng hóa,…Qua đó

HS thường xuyên được rèn luyện ý thức tự giác trong học tập, nâng cao khả năng hiểu biết của bản thân

- Thông qua hoạt động giải bài tập sẽ giúp cho tư duy được rèn luyện và phát triển thường xuyên, đúng hướng, thấy được giá trị lao động, nâng khả năng hiểu biết thế giới của HS lên một tầm cao mới, góp phần cho quá trình hình thành nhân cách toàn diện của HS

Hình 1: Quan hệ giữa hoạt động giải bài tập vật lý với phát triển tư duy

2.1.5 Thực trạng dạy học bài tập Vật lí ở trường THPT Tôn Đức Thắng, huyện Tân Phú, tỉnh Đồng Nai.

- Đa số tiết dạy bài tập Vật lí; học sinh gặp những hoang mang và chưa biết được hướng giải bài tập và giải bài tập nhằm mục đích gì? Tuy trong tiết dạy bài tập Vật lí giáo viên có soạn gián án về tính thực nghiệm và kỹ năng giải toán bài tập Vật lí; nhưng học sinh chỉ giải bài tập bằng cách sử dụng công thức và một số kỹ năng toán cơ bản; chưa hình dung được bài tập Vật lí

kỳ thi khác

Hoạt động giải BTVL

Nghiên cứu

đề bài Xây dựng tiến trình luận giải Giải Kiểm tra

Phân tích Tổng hợp, So sánh Khái Trừu tượng Quan Trí Tưởng phê phán quát hóa sát nhớ tượng

Tư duy phát triển BTVL

2.2 Xây dựng hệ thống bài tập dạy học chương “dòng điện không đổi” lớp 11 trung học phổ thông chương trình chuẩn

Từ cơ sở lý luận và thực tiển, tôi đã tiến hành tuyển chọn xây dựng hệ thống bài tập tự luận dạy học chương “Dòng điện không đổi lớp 11 THPT chương trình chuẩn” Hệ thống bài tập được trình bày dưới đây sẽ góp phần phát huy tính tích cực, tự lực và từ đó phát triển tư duy cho học sinh Một số bài tập trong hệ thống đã được chúng tôi vận dụng, dạy học đạt hiệu quả cao trong thực nghiệm sư phạm

2.2.1 Bài tập tự luận

* Chủ đề 1: Dòng điện không đổi

* Kiến thức liên quan và phương pháp

+ Xác định cường độ dòng điện từ định nghĩa dòng điện và đại lượng

liên quan

+ Sử dụng công thức cường độ dòng điện.

+ Định nghĩa: Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ

không thay đổi theo thời gian

+ Tác dụng của dòng điện: Dòng điện có tác dụng đặc trưng là tác

dụng từ

Tác dụng từ là dấu hiệu tổng quát nhất để nhận biết dòng điện Ngoài ra tùy theo môi trường truyền mà có thể có: Tác dụng nhiệt, tác dụng hóa, và tác dụng cơ,…

+ Cường độ dòng điện: I= q

t

I: Cường độ dòng điện, tính bằng Ampe (A)

Q: Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong thời gian t, đơn vị Cu-lông (C)

• Bài tập minh họa:

Bài tập 1 Đặt vào hai đầu một điện trở 20Ω một hiệu điện thế 2V trong

khoảng thời gian là 20s Lượng điện tích dịch chuyển qua điện trở này bằng bao nhiêu?

HD giải :Lượng điện tích dịch chuyển qua R trong thời gian t là:

Q = It = U t

R = 2C

Bài tập 2 Tính số electron đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại

trong 1 giây nếu có điện lượng 15 Culông dịch chuyển qua tiết diện đó trong

30 giây

HD giải: Áp dụng các công thức I= q

tiết diện thẳng của dây dẫn kim loại trong một giây và e là điện tích nguyên tố

n = 0,31.1019

* Chủ đề 2: Định luật ohm cho đoạn mạch – Điện trở

* Kiến thức liên quan và phương pháp

+ Sử dụng định luật Ohm tính cường độ dòng điện, điện trở và các đại

lượng liên quan

+ Định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ có điện trở R: Cường độ dòng

điện trong một đoạn mạch chứa điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với điện trở R của đoạn mạch đó

+ Điện trở - Công thức tính điện trở của vật dẫn đồng chất:

a) Điện trở: Điện trở của vật dẫn là đại lượng đặc trưng cho mức độ cản

vật càng lớn thì cường độ dòng điện qua vật càng nhỏ ( khi U không đổi)

b) Công thức tính điện trở: Điện trở của một vật dẫn hình trụ đồng tính

S

ρ

chất cấu tạo nên vật dẫn, tính bằng ( Ωm)

+ Đoạn mạch song song:

Cường độ dòng điện chính bằng tổng cường độ các dòng điện rẽ:

• Bài tập minh họa:

Bài tập 1 Một dây dẫn kim loại có điện trở là R bị cắt thành 2 đoạn bằng

nhau, rồi được mắc song song với nhau thì điện trở tương đương của nó là 10Ω Giá trị của R bằng bao nhiêu?

HD giải : Khi dây dẫn bị cắt 1 nửa thì độ dài của mỗi đoạn dây mới sẽ bằng 1

2

l

l =Khi cột hai đoạn dây dẫn mới song song với nhau thì điện tích tiết diện sẽ

' ' 2

Bài tập 2 Trong mạch gồm các điện trở R1= 2Ω và R2 = 4Ω được mắc vào

2A Hai điện trở đó mắc như thế nào?

HD giải : Ta có: U1 = R1.I1 = 2.2 = 4V

2

U

R = 8

⇒ I2 = I1 ⇒R2 nối tiếp với R1.

Bài tập 3 Có hai điện trở R1 và R2 được mắc hai cách ( nối tiếp, song song)Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch luôn bằng 12V Cường độ dòng điện trong trường hợp nối tiếp là 0,3A và trong trường hợp song song là 1,6A

Biết R1 ≥R2 Giá trị của điện trở R1,R2 bằng bao nhiêu?

Bài tập 4 Người ta cần một điện trở 100Ω bằng một dây nicrom có đường

4

l d

2 4

R d

π ρ

l= .10 (0, 4.10 )2 83 2

4.110.10

Bài tập 5 Trong một mạch điện có mắc một bóng đèn có điện trở 87Ω và

hai đầu mạch là U = 220V Hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn bằng bao nhiêu?

HD giải : Ampe kế và bóng đèn ghép nối tiếp nên cường độ dòng điện qua

Bài tập 6 Giữa hai đầu AB của một mạch điện có mắc song song 3 dây dẫn

HD giải : Điện trở tương đương :

Bài tập 7 Một dây dẫn kim loại dài 1m, tiết diện 1,5mm2 có điện trở 0,3Ω

1.1,5 1,5

R l S

R =l S = =

Suy ra: R2 = 0,4Ω

Bài tập 8 Một thỏi đồng có khối lượng 176g được kéo thành dây dẫn có tiết

điện trở suất của đồng bằng 1,6.10-8 Ωm.

HD giải : Gọi l , s lần lượt là chiều dài và tiết diện của dây đồng R = ρ l

R D

Tiết diện dây dẫn: S = ρ S l = 1,6.10-8

2 2.10

* Chủ đề 3 : Công và công suất của mạch

* Kiến thức liên quan và phương pháp

+ Xác định công và công suất của nguồn điện, máy thu điện và mạch

điện kín

+ Sử dụng các công thức tính công, công suất của nguồn điện, máy thu

và của mạch điện kín để giải

+ Nguồn điện: Là dụng cụ biến đổi các dạng năng lượng khác( cơ năng,

hóa năng, nhiệt năng, quang năng, ) thành điện năng Nguồn điện tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện trong mạch Mỗi nguồn điện đặc

A: công của nguồn điện làm chuyển dịch điện tích +q bên trong

nguồn điện (J)

+ Công của nguồn điện: A= qξ = ξIt

+ Công suất của nguồn điện: P= ξI

+ Máy thu điện: Máy thu điện là dụng cụ chuyển hóa điện năng thành

các dạng năng lượng khác ( cơ năng, hóa năng,…) ngoài nội năng Mỗi máy

'

A q

A’: Điện năng chuyển thành cơ năng, hóa năng,…( Không phải nội năng)

q: Điện lượng chuyển qua máy

• Bài tập minh họa:

Bài tập 1 Hai bóng đèn có hiệu điện thế định mức lần lượt là U1 = 12V và

Bài tập 2 Để bóng đèn loại 120V- 60W sáng bình thường ở mạng điện có

hiệu điện thế là 220V, người ta mắc nối tiếp với nó một điện trở phụ R Tìm điện trở phụ đó

HD giải : Điện trở của bóng đèn:

Để đèn sáng bình thường khi mắc vào mạng điện 220V ta phải mắc nối tiếp

a/ R1 và R2 mắc nối tiếp b/ R1 và R2 mắc song song

HD giải : a/ Trường hợp R1 và R2 ghép nối tiếp:

Bài tập 4 Một bàn là dùng điện 220V Có thể thay đổi giá trị điện trở cuộn

dây bàn là này như thế nào để dùng điện 110V mà công suất không thay đổi?

Bài tập 5 Hai bóng đèn có công suất định mức lần lượt là 25W và 100W đều

làm việc bình thường ở hiệu điện thế 110V Hỏi:

a/ Cường độ dòng điện qua bóng đèn nào lớn hơn ?

b/ Điện trở của bóng đèn nào lớn hơn?

c/ Có thể mắc nối tiếp 2 bóng đèn này vào mạng điện có hiệu điện thế 220V được không ? Đèn nào sẽ dễ hỏng

HD giải : a/ Cường độ dòng điện qua bóng bóng đèn 25W:

b/ Điện trở bóng đèn 25W:

2 1

* Chủ đề 4 : Định luật Jun – Lenxơ

* Kiến thức liên quan và phương pháp

+ Xác định nhiệt lượng tỏa ra trên 1 điện trở và các đại lượng liên quan

+ Dựa vào định luật JUN-LENXƠ để tính toán, lập luận và giải.

+ Định luật Jun-Lenxơ : Nhiệt lượng tỏa ra trên 1 vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường độ dòng điện và thời gian cường độ dòng điện chạy qua vật

R t

• Bài tập minh họa:

Bài tập 1 Một bếp điện gồm 2 dây điện R1 , R2 Nếu dùng riêng R1 thì thời

HD giải : Q là nhiệt lượng cần làm sôi ấm nước

Ta có: Q1 = R1

2 2

1 1 1 2 1

1 U .

2 2 2 2 2

2 U .

Bài tập 2 Một bếp điện gồm 2 dây điện R1 , R2 Nếu dùng riêng R1 thì thời

HD giải : Q là nhiệt lượng cần làm sôi ấm nước:

Ta có:

Q1 = R1

2 2

1 1 1 2 1

1 U .

2 2 2 2 2

2 U .

Điện trở tương đương:

Trong đó: P là công suất của bếp điện

Từ (1) và (2), ta suy ra: P=

3

2 1 ( ) 4,19.10 2(100 20)

70 20.60 100

cm T T Ht

= 800W

* Chủ đề 5 : Định luật ohm dối với mạch kín

* Kiến thức liên quan và phương pháp

+ Xác định cường độ dòng điện và các đại lượng liên quan trong mạch kín + Sử dụng định luật Ohm cho mạch kín để giải.