Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập phần định luật Ohm để phát triển tư duy I. PHẦN MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Hiện nay cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển nhanh, kinh tế đóng vai trò hết sức quan trọng và nổi bật trong sự phát triển. Cùng với sự phát triển mới, yêu cầu mới đã đặt ra nhiều thách thức cho toàn ngành giáo dục, bên cạnh sự tất yếu phải đổi mới nội dung chương trình thì việc đổi mới về nội dung phương pháp dạy học cũng không nằm ngoài tính tất yếu đó. “ Học phải đi đôi với hành” câu nói đó đã trở thành bất hủ, là bài học cho cả người dạy lẫn người học. Với đặc trưng của bộ môn Vật lý là môn khoa học, kiến thức mà các em phải nắm không phải chỉ học vẹt là được. Bác Hồ của chúng ta đã từng nói: “ Các thầy giáo, cô giáo phải tìm cách dạy thế nào để học sinh hiểu chóng, nhớ lâu, tiến bộ nhanh. Các cháu học sinh không nên học gạo, học vẹt. Học phải suy nghĩ, phải liên hệ thực tế, phải có thí nghiệm và thực hành. Học và hành phải kết hợp với nhau.” Vậy làm sao để người học hiểu được bài? Đó là một câu hỏi lớn mà không phải ai cũng trả lời được. Theo tôi ngoài tiết học lí thuyết để hướng dẫn học sinh tìm ra kiến thức mới thì vấn đề củng cố, khắc sâu kiến thức đó và hướng dẫn học sinh biết vận dụng kiến thức vào thực tế cuộc sống là điều hết sức quan trọng. Thông qua giải bài tập Vật lý, kết quả của nó không chỉ dừng lại ở tìm ra đáp số của bài toán mà nó còn là phương pháp củng cố kiến thức, thêm yêu khoa học, nó là cái góp phần quan trọng trong việc giáo dục toàn diện học sinh như yêu cầu của giáo dục hiện nay. Trên thực tế, chúng ta đang đổi mới phương pháp kiểm tra đánh giá theo hình thức trắc nghiệm khách quan, đây là phương pháp mới rất hiệu quả và tiên tiến có thể dùng các loại máy móc để phụ trợ thêm trong quá trình đánh giá học sinh. Tuy nhiên song song với nó chúng ta cũng dễ thấy ngay nó cũng có hạn chế nhất định, đó là không phát huy được sự vận dụng khả năng phát triển về ngôn ngữ, tư duy lí luận . cho học sinh. chính vì những lí do trên nên tôi quyết định chọn “ Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập phần định luật Ohm để phát triển tư duy” 2. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu Để tránh tiêu cực trong thi cử và bệnh thành tích trong giáo dục, nhằm dạy cho học sinh đạt được yêu cầu mà bộ môn đặt ra, nhằm dạy thật hiệu quả và học thật hiểu bài. Xuất phát từ thực tế yêu cầu giảng dạy tại trường, thực tế học Vật lý của học sinh tại đơn vị nên ngay từ đầu năm học bản thân tôi đã dặt ra kế hoạch, thông qua một số nhiệm vụ sau: Người thực hiện: Phí Ngọc Thái Hiệu trưởng trường PTDT Nội trú Thuận Châu - 1 - Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập phần định luật Ohm để phát triển tư duy - Tham khảo các tài liệu về phướng pháp dạy học Vật lý ở trường Trung học cơ sở. - Dự giờ các tiết học thuộc bộ môn vật lý, toán. - Thực nghiệm trên lớp trực tiếp giảng dạy và các giáo viên khác giảng dạy rút kinh nghiệm và khảo sát chất lượng giờ dạy. Qua những nhiệm vụ trên, vì điều kiện nhà trườnng nhỏ, số lượng giáo viên cùng bộ môn ít, số học sinh cũng ít nên tôi chỉ thực hiện nghiên cứu trên đối tượng tôi đang dạy và phần kiến thức là phần định luật Ohm trong chương trình lớp 9 để không quá quan tâm đến số lượng mà chỉ chú trọng đến chất lượng nhằm rút kinh nghiệm cho làm các phần sau. 3. Đối tượng, cơ sở nghiên cứu a. Đối tượng: - Giáo viên và học sinh lớp 9- Trường PTDT Nội trú Thuận Châu. - Khi học phần định luật Ohm. b. Cơ sở nghiên cứu: - Dựa vào tình hình chất lượng học lực của học sinh về môn vật lý. - Qua thực trạng dạy và học của giáo viên và học sinh. - Qua ngiên cứu để thúc đẩy phương pháp hướng dẫn học sinh giải bài tập. 4. Phương pháp nghiên cứu: Tiến hành khảo sát chất lượng học sinh đầu năm học, kiểm tra giữa kì, kiểm tra 15 phút. Sau đó vận dụng đề tài sáng kiến kinh nghiệm này vào các tiết dạy cụ thể và theo dõi, đánh giá kết quả thu được. II. NỘI DUNG 1. Thực trạng: Đầu năm học 2009-2010 và điểm trung bình môn cuối năm của môn Vật lý của học sinh lớp 9 rất thấp, điểm khảo sát học sinh đầu năm thì kết quả cho thấy phần trăm học sinh đạt điểm dưới trung bình rất cao. Tình hình học sinh học tập môn vật lý cũng như các môn học khác nói chung cũng không thu được như mong đợi với yêu cầu đã đề ra. Dẫn đến tình trạng đó có rất nhiều nguyên nhân song về cơ bản có thể nêu ra một số nguyên nhân cơ bản sau: 2. Nguyên nhân và biện pháp khắc phục: Người thực hiện: Phí Ngọc Thái Hiệu trưởng trường PTDT Nội trú Thuận Châu - 2 - Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập phần định luật Ohm để phát triển tư duy a. Nguyên nhân Đối với giáo viên: - Trước đây số ít giáo viên được đào tạo chuyên ngành chính là vật lý, thường chỉ là giáo viên được đào tạo chuyên ngành Toán- lý, tuy nhiên trước đây Vật lý chỉ dạy ở lớp 8 và số tiết ít nên giáo viên thường chú trọng nhiều hơn về ngành Toán. - Trong giảng dạy ở một số trường đồ dùng dạy học chưa đầy đủ hoặc giáo viên rất ngại sử dụng vì nó rất cồng kềnh và tốn không ít thời gian để chuẩn bị và sau khi dạy xong thì phải soạn đồ dùng là rất tốn thời gian nên việc hình thành kiến thức cho học sinh theo phương pháp thực nghiệm chưa đạt được theo yêu cầu. Nhiều nơi, nhiều lúc khi giảng dạy môn vật lý vẫn còn mang tính thuyết trình, đọc hiểu. Đối với học sinh: - Với vấn đề về phổ cập hiện nay đã làm cho một bộ phận không ít học sinh hay nói cụ thể là không chịu học bài cũ ở nhà. - Với cách đánh giá học sinh hiện nay đang đổi mới theo cách sử dụng thêm hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan nhiều đáp án, mặc dù nó có rất nhiều lợi thế mà người ta không thể chối từ được thì bên cạnh đó hệ thống “Ngân hàng đề” hiện nay là rất ít, một số giáo viên ra đề trắc nghiệm chưa đạt yêu cầu về nhiều khía cạnh. Những yếu tố đó đã có ảnh hưởng đến học sinh về tính chây lười trong suy nghĩ khi giải quyết các vấn đề. - Với bộ môn Vật lý là một bộ môn khó, đòi hỏi để giải quyết được bài tập định lượng cần phải có một khả năng toán học nhất định để làm công cụ, nhưng đa phần yêu cầu này không đạt được hay chưa đủ. - Bên cạnh đó thời lượng để dạy các bài về định luật Ohm là ít so với dung lượng kiến thức cần cung cấp cho học sinh, nên khi nhìn các hình vẽ học sinh không biết hay không nhận thức được việc dụng cụ đó đo đại lượng nào của cái gì . - Sự kết hợp giữa các môi trường giáo dục chưa đạt đến độ nhịp nhàng. b. Biện pháp khắc phục một số nguyên nhân: Như vậy để dẫn đến tình trạng học sinh nắm kiến thức chưa đạt theo yêu cầu là có rất nhiều nguyên nhân. Mỗi nguyên nhân ít nhất phải có một đến nhiều biện pháp khắc phục và thực hiện biện pháp đó không chỉ một người có thể làm được. Song tôi nghĩ nguyên nhân cần và phải làm trước tiên đó là: Người thực hiện: Phí Ngọc Thái Hiệu trưởng trường PTDT Nội trú Thuận Châu - 3 - Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập phần định luật Ohm để phát triển tư duy * Với Thầy: Cần có biện pháp giảng dạy để phát huy hết tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong chiếm lĩnh tri thức. Trong mỗi tiết dạy lý thuyết phải xác định rõ nội dung trọng tâm để khắc sâu kiến thức và nhớ, hiểu ngay được tại lớp. Trong mỗi tiết dạy bài tập cần chọn ra những bài tiêu biểu mà không cần phải giải hết song khi giải bài tập nào học sinh phải hiểu được bài đó và biết vận dụng để giải được các bài tập khác . * Với trò: Song song với thầy, trò là người chủ động trong chiếm lĩnh tri thức thì học sinh phải là người tích cực chủ động sáng tạo. Phải nắm kiến thức cũ, đọc bài mới để biết được trong tiết tới ta cần biết cái gì và làm cách nào để biết được nó. * Với tất cả mọi người: Làm thật tốt công tác xã hội hóa giáo dục để thầy giáo có thời gian tập trung thời gian nhiều nhất có thể cho việc nâng cao chất lượng. Cụ thể là: soạn giảng, chuẩn bị đồ dùng dạy học . Qua những thực trạng, nguyên nhân và nêu ra một số biện pháp. Tôi xin đưa ra cách“ Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập về định luật Ohm để phát huy tính tư duy cho học sinh trong giảng dạy vật lý” 3. Cách thực hiện: Như vậy phần Vật lý 9 đề cập đến rất nhiều kiến thức, mỗi phần có đặc điểm riêng. Nhưng tôi chọn phần Định luật Ohm vì nó là phần đầu, phần mà lần đầu tiên trong khi học Vật lý học sinh mới bắt đầu có tiết giải bài tập, nó sẽ làm nền tảng cho học sinh khi học những phần tiếp theo và là nơi để kiểm nghiệm lại kết quả các môn học như toán, hóa . Riêng về phần định luật Ohm ta có thể thấy được nội dung cơ bản nó xoay quanh các vấn đề sau: + Mối quan hệ giữa cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở. + Mối quan hệ giữa cường độ dòng điện mạch chính và các cường độ dòng điện đi qua mạch rẽ. + Mối quan hệ giữa điện trở tương đương của đoạn mạch và các điện trở thành phần. + Về công thức khác phải biết nguyên tắc Định luật Ohm tổng quát: I n = n n R U hay nói một cách tổng quát là muốn tính cường độ dòng điện của đoạn mạch nào Người thực hiện: Phí Ngọc Thái Hiệu trưởng trường PTDT Nội trú Thuận Châu - 4 - Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập phần định luật Ohm để phát triển tư duy thì phải lấy hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch chia cho điện trở của đoạn mạch đó và I mc = mc mc R U ( I mc là cường độ dòng điện mạch chính) Theo tôi để học sinh giải được bài tập Vật lý thì ngoài các yếu tố khác, yếu tố quan trọng nhất là học sinh phải biết cách tóm tắt đề toán một cách hợp lí và khoa học. Ngoài ra khi biết liên kết các yếu tố: giữa các yếu tố giả thiết với nhau và giữa giả thiết và kết luận thì việc giải và hiểu được bài tập có thể đạt đến trên 90% là sẽ đạt được yêu cầu đề ra. 4. Một số ví dụ: 4.1. Bài tập 1: cho đoạn mạch có sơ đồ như hình vẽ 1, trong đó R 1 = 5 Ω khi K đóng vôn kế chỉ 6V, ampe kế chỉ 0,5A. a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. b. Tính giá trị của điện trở R 2 = ? c. CMR với mọi R 1 và R 2 > 0 thì R tđ > R 1 và R tđ > R 2. * Hướng dẫn học sinh tóm tắt và giải 1. Với ampe kế và vôn kế được mắc như đoạn mạch của hình vẽ trên thì nó đo đại lượng nào? 2. Ta có thể tính R tđ của đoạn mạch theo những cách nào? 3. Với điều kiện bài toán đã cho ta nên tính R tđ theo cách nào? 4. Ta có thể tính R 2 theo những cách nào? Tóm tắt R 1 = 5 U = 6V I = 0,5 A Tìm: a.> R tđ = ? b.> R 2 = ? Giải a./ R tđ = U/I = 6/0,5 = 12 ( Ω ) b./ V× R 1 nt R 2 => R tđ = R 1 + R 2 => R 2 = R tđ - R 1 = 12 - 5 = 7 ( Ω ) b./ Vì R 1 nt R 2 Người thực hiện: Phí Ngọc Thái Hiệu trưởng trường PTDT Nội trú Thuận Châu - 5 - V A R 1 AB K R 2 Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập phần định luật Ohm để phát triển tư duy Nên U 1 = I. R 1 = 0,5. 5 = 2,5 (V) Mà U = U 1 + U 2 => U 2 = U - U 1 = 6 - 2,5 = 3,5 ( V ) => R 2 = 3,5/0,5 = 7 ( Ω ) c/ R 1 ; R 2 là giá trị các điện trở nên R 1 >0 và R 2 >0 Do đó: R 1 + R 2 > R 1 R tđ > R 1 ; và R 1 + R 2 > R 2 R tđ > R 2 . 4.2 Bài tập 2: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ 2., trong đó R 1 = 10 Ω , ampe kế A 1 chỉ 1,2A, ampe kế A chỉ 1,8A. a) Tính hiệu điện thế U AB của đoạn mạch. b) Tính điện trở R 2 ? c) Chứng minh rằng với mọi giá trị của R 1 ; R 2 thì điện trở tương đương của đoạn mạch luôn nhỏ hơn các điện trở thành phần. Hướng dẫn học sinh tóm tắt và giải bài tập thông qua một số câu hỏi gợi ý: 1. Ampe kế A 1 và ampe kế A đo đại lượng nào của đoạn mạch nào? 2. Điện trở R 1 được mắc như thế nào với R 2 trong đoạn mạch AB? Đo đó ta có những tính chất nào? 3. Khi I AB , R AB chưa biết ta có thể tính trực tiếp nó hay không hay là tính nó thông qua việc tính đại lượng khác? Đó là đại lượng nào? 4. Nêu một số cách để tính R 2 khi đã thực hiện xong câu a? Tóm tắt R 1 = 10 I 1 = 1,2 A I = 0,5 A Tìm: a.> U AB = ? b.> I 1 = ? R 2 = ? Giải a./ Vì R 1 // R 2 => U AB = U 1 = U 2 = = I 1 .R 1 = = 1,2 . 10 = 12 (V) Người thực hiện: Phí Ngọc Thái Hiệu trưởng trường PTDT Nội trú Thuận Châu - 6 - R 1 R 2 A 1 A B K Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập phần định luật Ohm để phát triển tư duy b./ I = I 1 + I 2 => I 2 = I - I 1 = 0,6 ( A ) U AB = I 2 .R 2 => R 2 = U AB /I 2 = = 12/0,6 = 20 ( Ω ) Cách 2 b./ R tđ = U/I = 12/1,8 = 20/3 ( Ω ) Mà 1/R tđ = 1/R 1 + 1/R 2 => 1 1 2 RR RR R td td − × = = 3/2010 103/20 − × = 20 ( Ω ) c./ R 1 ; R 2 là giá trị các điện trở nên R 1 >0 và R 2 >0 Do đó: )2( 11111 )1( 11111 2 2121 1 1121 RR RRRRR RR RRRRR td td td td <⇔>⇔>+ <⇔>⇔>+ Từ (1) và (2) ta có được điều cần chứng minh. 4.3 Bài tập 3: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ 3, trong đó R 1 = 15 Ω , R 2 =R 3 =30 Ω , U AB =12V. a) Tính R AB =? b) Tính Hiệu điện thế và cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở. Hướng dẫn học sinh tóm tắt và giải bài tập thông qua một số câu hỏi gợi ý: 1. Trong đoạn mạch AB thì đoạn mạch AM và MB mắc như thế nào với nhau? Điện trở của đoạn AM và MB lần lượt bằng bao nhiêu? (tính như thế nào?) 2. Ampe kế mắc như hính vẽ sẽ đo cường độ dòng điện của đoạn mạch nào? Người thực hiện: Phí Ngọc Thái Hiệu trưởng trường PTDT Nội trú Thuận Châu - 7 - A R 3 R 2 R 1 A B M Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập phần định luật Ohm để phát triển tư duy 3. Nêu mối quan hệ của cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch AM, MB với đoạn mạch AB? 4. Hiệu điện thế của mỗi đoạn mạch AM và MB được tính như thế nào? Trong đó U MB có mối quan hệ như thế nào với U 2 ; U 3 ? Tóm tắt R 1 = 15 R 2 = R 3 = 30 U AB = 12 V Tìm: a.> R tđ = ? b.> I 1 = ? I 2 = ? I 3 = ? U 1 = ? U 2 = ? U 3 = ? Giải Ta có: R 1 nt ( R 2 //R 3 ) => R tđ = R 1 + 32 32 . RR RR + = 30 ( Ω ) => I = I 1 = I 2 + I 3 ( I 2 = I 3 ) = U/R tđ = 12/30 0,4 ( A) => I 2 = I 3 = I/2 = 0,2 (A) Từ định luật Ohm ta có: RIU R U I ×=⇒= Nên: 111 RIU ×= =0,4 . 15 = 6 (V) 2223 RIUU ×== =0,2 . 30 = 6 (V) 5. Một số bài tập để phát triển tư duy cho học sinh: 5.1 Cho một dây dẫn bằng đồng có tiết diện 1,7mm 2 có chiều dài 25m. Nếu cắt dây này làm 5 đoạn bằng nhau rồi ghép song song với nhau thì điện trở của chúng lúc này sẽ thay đổi như thế nào và bằng bao nhiêu? Người thực hiện: Phí Ngọc Thái Hiệu trưởng trường PTDT Nội trú Thuận Châu - 8 - Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập phần định luật Ohm để phát triển tư duy 5.2 Cho một dây dẫn có tiết diện s có chiều dài l. Nếu cắt dây này làm n đoạn bằng nhau rồi ghép song song với nhau thì điện trở của chúng lúc này sẽ thay đổi như thế nào và bằng bao nhiêu? 5.3 Có 04 bóng đèn lần lượt là Đ1: 9V-6W; Đ1: 9V- 6W; Đ2: 9V-3W; Đ3: 9V-4,5W; Đ1: 6V-2,4W. Tính cường độ dòng điện và hiệu điện thế tương đương của chúng khi: a) ghép chúng song song với nhau. b) ghép chúng nối tiếp với nhau. 5.4 Cho một dây dẫn có tiết diện s có chiều dài l. Nếu kéo dài dây này lên gấp n lần so với lúc đầu thì điện trở của nó lúc này sẽ thay đổi như thế nào và bằng bao nhiêu? III. KẾT QUẢ Dựa vào tỷ lệ phần trăm điểm học sinh trên trung bình của 02 đợt: kiểm tra khảo sát chất lượng đầu năm và điểm kiểm tra khảo sát chất lượng cuối học kỳ I như sau: Lớp 9A 9B 9C Tỷ lệ HS có điểm ≥ 5 KSCL đầu năm 0% 90% 13% Tỷ lệ HS có điểm ≥ 5 KSCL cuối HKI 54% 100% 65% Tăng 54% 10% 52% IV. KIẾN NGHỊ 1/ Đối với nhà trường, tổ chuyên môn - Cần có sự quan tâm hơn nữa đến môn Vật lý nói chung và Vật lý 9 nói riêng, thông qua việc phân công giáo viên có đủ sự nhiệt huyết, tận tình với học sinh. Người thực hiện: Phí Ngọc Thái Hiệu trưởng trường PTDT Nội trú Thuận Châu - 9 - Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập phần định luật Ohm để phát triển tư duy - Tạo điều kiện về thời gian để giáo viên dạy Vật lý có thời gian cần thiết để chuẩn bị đồ dùng cho các tiết dạy vì hiện nay giáo viên trợ giảng chưa có, phòng chức năng của bộ môn cũng chưa có. - Trong tổ chuyên môn cần có người chịu trách nhiệm chính của mỗi bộ môn để đi dự giờ, giúp đỡ các đồng nghiệp. - Nhà trường nên phân ra cho một nhóm chuyên dạy vật lý để có điều kiện nghiên cứu nâng cao về chuyên môn, nghiệp vụ. 2/ Đối với ngành giáo dục và đào tạo: - Thường xuyên tổ chức các kỳ khảo sát chất lượng giáo viên để giáo viên có cơ hội cọ xát và nâng cao tay nghề. Cũng như xác định lại khả năng của mình. - Tổ chức thi học sinh giỏi các khối lớp trong đó có nhiều môn, như: Toán, văn, anh, hóa, lý vì đây là các môn mà kiến thức của nó có ý nghĩa rất quan trọng với học sinh để tiếp tục học lên THPT cũng như đi vào lao động sản xuất, mà nhiều Sở GD&ĐT các tỉnh khác đang làm. - Tổ chức theo định kỳ các cuộc thi giáo viên “dạy giỏi”, giáo viên “làm và sử dụng đồ dùng dạy học giỏi”; giáo viên giỏi về “thiết kế giáo án điện tử trên sự hỗ trợ của Công nghệ thông tin” . 3/ Đối với chính quyền địa phương: - Trang bị các phòng học chức năng để giáo viên “có thể khai thác triệt để” đồ dùng dạy học. Người thực hiện: Phí Ngọc Thái Hiệu trưởng trường PTDT Nội trú Thuận Châu - 10 - [...]... định luật Ohm để phát triển tư duy TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Sách giáo khoa vật lý 9- NXB Giáo dục 2 Sách giáo viên vật lý 9 – NXB Giáo dục 3 Một số vấn đề về đổi mới phương pháp trong dạy học vật lý ở trường THCS- NXB Giáo dục 4 Một số vấn đề về đổi mới kiểm tra, đánh giá môn vật lý ở trường THCSNXB Giáo dục 5 Chuẩn kiến thức Vật lý 9- NXB Giáo dục Người thực hiện: Phí Ngọc Thái Hiệu trưởng trường PTDT . đào tạo chuyên ngành chính là vật lý, thường chỉ là giáo viên được đào tạo chuyên ngành Toán- lý, tuy nhiên trước đây Vật lý chỉ dạy ở lớp 8 và số tiết ít. Sách giáo khoa vật lý 9- NXB Giáo dục. 2. Sách giáo viên vật lý 9 – NXB Giáo dục. 3. Một số vấn đề về đổi mới phương pháp trong dạy học vật lý ở trường THCS-