Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương Điện xoay chiều Vật lí lớp 12 nâng cao nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi : Luận văn ThS. Giáo dục học: 60 14 10

Xây dựng tiến trình dạy học các kiến thức thuộc chương “Điện xoay chiều” với việc sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi .... Là một học viên cao học bộ môn Vậ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

VŨ VĂN PHONG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÝ 12 NÂNG CAO

NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

trong quá trình học tập và thực hiện đề tài này

Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo GS.TS Tôn

Tích Ái đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận

văn này

Nhân dịp này tôi xin gửi lời cảm ơn đến Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nam, cảm ơn Ban giám hiệu, tổ Lý trường THPT B Thanh Liêm – Hà Nam, cảm ơn các bạn học viên Thạc sĩ Lý luận và phương pháp dạy học Vật Lí khóa

7, các em học sinh, người thân trong gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi, động viên tôi thực hiện đề tài này

Cuối cùng, dù rất tâm huyết và hết sức cố gắng song bản luận văn chắc chắn còn nhiều thiếu sót Kính mong được sự chỉ dẫn của các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp

Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 11 năm 2013

Học viên

Vũ Văn Phong

DANH MỤC MỘT SỐ KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn i

Danh mục viết tắt ii

Mục lục iii

Danh mục các bảng v

Danh mục các sơ đồ vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1 Lịch sử vấn đề 5

1.2 Quan điểm hiện đại về dạy học 6

1.2.1 Bản chất của quá trình dạy học 6

1.2.2 Nhiệm vụ của dạy học 6

1.3.Quan niệm về năng lực, tư duy sáng tạo của học sinh 7

1.3.1 Khái niệm về năng lực 7

1.3.2 Khái niệm về tư duy sáng tạo 7

1.4 Bài tập Vật lí và phân loại bài tập Vật lí 8

1.4.4 Vai trò và tác dụng của bài tập Vật lí trong dạy học 12

1.4.5 Phương pháp giải bài tập 13

1.4.6 Lựa chọn bài tập trong dạy học vật lý 14

1.4.7 Hướng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí 15

1.5 Phát triển tư duy Vật lí cho học sinh 16

1.6 Quan niệm về học sinh giỏi 17

1.6.1 Quan niệm về học sinh giỏi 17

1.7 Vị trí và tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi trong dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông , 19

1.8 Khảo sát và phân tích thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí ở trường trung học phổ thông 20

Kết luận chương 1 23

Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP

CHƯƠNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VẬT LÍ 12 NÂNG CAO

NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 24

2.1 Vị trí ,cấu trúc nội dung chương “Điện xoay chiều” Vật lí lớp 12 nâng cao 24

2.1.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung 24

2.1.2 Vị trí, vai trò 24

2.2 Mục tiêu dạy học chương “Điện xoay chiều” Vật lí lớp 12 nâng cao 25

2.2.1 Kiến thức 25

2.2.2 Kĩ năng 26

2.2.3 Nội dung kiến thức trọng tâm 26

2.3 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương “Điện xoay chiều ” Vật lí lớp 12 nâng cao

31 2.3.1 Hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan 31

2.3.3 Hệ thống bài tập định lượng 47

2.3.4 Hệ thống bài tập thí nghiệm và liên hệ thực tế 53

2.4 Xây dựng tiến trình dạy học các kiến thức thuộc chương “Điện xoay chiều” với việc sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi 54

2.4.1 Bài soạn có sử dụng hệ thống bài tập chương điện xoay chiều 55 2.4.2 Sử dụng hệ thống bài tập chương “Điện xoay chiều ” trong ôn luyện học sinh giỏi 66

Kết luận chương 2 82

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 84

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 84

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 84

3.3 Phương pháp và nội dung tiến hành thực nghiệm sư phạm 84

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 85

3.5 Phân tích đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 86

Kết luận chương 3 90

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 91

1 Kết luận 91

2 Khuyến nghị 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

PHỤ LỤC 97

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Ma trận các câu hỏi của bộ đề trắc nghiệm 31

Bảng 2.2: Ma trận các câu hỏi của hệ thống bài tập định lượng 53

Bảng 3.1 Kết quả thực nghiệm sư phạm 85

Bảng 3.2 Kết quả điểm kiểm tra 86

Bảng 3.3 Bảng giá trị các tham số đặc trưng 88

Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất (Wi%) số học sinh đạt điểm Xi 88 Bảng 3.5 Phân phối tần suất (wi%) số học sinh đạt điểm Xi trở xuống 88

DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc của hệ bài tập ………9

Hình 1.2 Phân loại bài tập vật lí ……… 10

Hình 1.3 Hướng dẫn hoạt động giải bài tập……… 15

Hình 2.1 Cấu trúc nội dung chương điện xoay chiều……… 24

Đồ thị 3.1 Phân bố tần suất……… 89

Đồ thị 3.2 Phân bố tần suất lũy tích……… 89

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Chúng ta đang sống trong một thế giới diễn ra sự bùng nổ về khoa học và công nghệ do đó sự nghiệp giáo dục và đào tạo nước ta đóng vai trò, chức năng quan trọng trong việc “nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” để thực hiện thành công công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và hội nhập với quốc tế, sánh vai cùng các nước tiên tiến trên thế giới Trong những năm qua, với sự quan tâm của Đảng, Nhà nước, toàn xã hội và sự nỗ lực phấn đấu của ngành giáo dục, sự nghiệp giáo dục đã có một số tiến bộ mới: ngân sách đầu tư cho giáo dục nhiều hơn, cơ sở vật chất kĩ thuật được tăng cường, quy mô giáo dục được mở rộng, trình độ dân trí được nâng cao Những tiến bộ ấy đã góp phần quan trọng vào công cuộc đổi mới, xây dựng và bảo vệ Tổ quốc

Từ thực tế đó đặt ra cho ngành giáo dục và đào tạo không những có nhiệm vụ

“giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mĩ và các kĩ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân” mà còn phải có nhiệm vụ phát hiện, bồi dưỡng những học sinh có năng

khiếu, có tư duy sáng tạo nhằm đào tạo các em trở thành những nhà khoa học, nhà quản lý, doanh nhân giỏi và trở thành cán bộ lãnh đạo các cấp của Đảng, Nhà nước

Vì vậy, việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lí ở trường phổ thông

có một vị trí quan trọng đặc biệt, là công tác mũi nhọn và trọng tâm Nó có tác dụng thiết thực và mạnh mẽ nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ của đội ngũ các thầy cô giáo, nâng cao chất lượng giáo dục góp phần khẳng định thương hiệu của nhà trường, tạo ra khí thế hăng say vươn lên học tập giành những đỉnh cao trong học sinh

Là một học viên cao học bộ môn Vật Lí, tôi nhận thấy rằng trong quá trình dạy học của giáo viên Vật lí cũng như việc bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí học đang gặp một số khó khăn như: giáo viên chưa có nhiều kinh nghiệm trong việc phát hiện năng khiếu học sinh bộ môn, chưa có định hướng đúng đắn cho các em để các

em có thêm niềm đam mê học môn Vật lí Bản thân giáo viên cũng chưa định hướng rõ được phẩm chất và năng lực cần có của một học sinh giỏi là gì? Cần làm

những gì để góp phần hình thành và phát triển những phẩm chất và năng lực cần có của một học sinh giỏi…Đặc biệt giáo viên chưa chuẩn bị tốt hệ thống lý thuyết và chưa xây dựng được hệ thống bài tập chuyên sâu trong quá trình giảng dạy, học sinh không có nhiều tài liệu tham khảo, nội dung giảng dạy so với nội dung thi quốc gia, quốc tế là rất xa… Ta biết rằng trong học tập bộ môn Vật lí nói chung và việc bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí thì bài tập Vật lí có vai trò hết sức quan trọng Chỉ thông qua việc giải các bài tập vật lý dưới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống cụ thể thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện Vì vậy có thể nói bài tập vật lý là một phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, trí tưởng tượng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống của học sinh Bài tập vật

lý là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong giờ học lý thuyết chưa

có điều kiện để đề cập qua đó nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh Xuất phát từ

những lí do trên tôi đã chọn đề tài nghiên cứu: “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương Điện xoay chiều Vật lí lớp 12 nâng cao nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi ” Với mong muốn công trình của mình sẽ góp phần thiết thực vào việc

bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí phổ thông hiện nay

3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

- Hoạt động dạy và học của giáo viên và học sinh tại trường THPT B Thanh Liêm –Hà Nam và một số trường trung học phổ thông trong tỉnh Hà Nam, trong tiến trình dạy học một số kiến thức chương “ Điện xoay chiều ” – Vật lí 12 nâng cao

- Phạm vi về thời gian: từ tháng 02 đến tháng 11 năm 2013

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được hệ thống bài tập và sử dụng hệ thống bài tập hợp lí chương

“Điện xoay chiều” – Vật lí 12 nâng cao thì sẽ phát huy tính tích cực, phát triển năng

lực sáng tạo của học sinh trong học tập, đồng thời có hiệu quả tốt trong việc bồi dưỡng HSG Vật lí THPT

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích nghiên cứu ở trên, chúng tôi đề ra các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:

- Nghiên cứu các quan điểm dạy học hiện đại, trong đó đặc biệt quan tâm đến

cơ sở lí luận bài tập vật lí

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về việc bồi dưỡng HSG Vật lí THPT

- Nghiên cứu nội dung kiến thức và hệ thống bài tập nhằm rèn luyện tư duy và năng lực sáng tạo cho HSG Vật lí THPT

-Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập chương “Điện xoay chiều ” – Vật lí 12 nâng cao nhằm hỗ trợ quá trình bồi dưỡng HSG Vật lí THPT

- Đề xuất tiến trình dạy học các kiến thức thuộc chương “Điện xoay chiều” với việc sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo nội dung và tiến trình đã soạn thảo Phân tích kết quả thực nghiệm thu được để đánh giá sự vận dụng các kiến thức vật lí vào thực tiễn của học sinh, tính tích cực, chủ động, tính sáng tạo và hợp tác của học sinh trong học tập Từ đó, nhận xét, rút kinh nghiệm, sửa đổi, bổ sung

6 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nhiệm vụ trên, chúng tôi dử dụng các phương pháp sau:

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận

Nghiên cứu các tài liệu về cơ sở lí luận của dạy học bài tập Vật lí, phân tích

và tổng hợp lý thuyết và bài tập Vật lí dùng trong việc bồi dưỡng HSG để làm cơ sở định hướng cho việc thực hiện mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên và các tài liệu tham khảo để xác định mức độ nội dung kiến thức Vật lí ở chương “Điện xoay chiều” mà học sinh cần tiếp thu được

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

-Tìm hiểu việc dạy (thông qua phỏng vấn, trao đổi với giáo viên) và việc học (thông qua trao đổi với học sinh) nhằm sơ bộ đánh giá tình hình bồi dưỡng học sinh gỏi chương “Điện xoay chiều”

- Điều tra cơ bản năng lực tư duy của học sinh

- Đề xuất hệ thống bài tập nhằm hỗ trợ HSG tự học

6.3 Phương pháp thực nghiệm

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo kế hoạch Phân tích kết quả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm, đối chiếu với mục đích nghiên cứu và rút ra kết luận của đề tài

7 Đóng góp của đề tài

- Làm rõ cơ sở lí luận về dạy học bài tập Vật lí trong việc phát hiện và bồi dưỡng HSG

- Vận dụng cơ sở lí luận của dạy học để xây dựng hệ thống bài tập chương

“Điện xoay chiều” Vật lí lớp 12 ban nâng cao nhằm phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập và hố trợ cho việc bồi dưỡng HSG Vật lí THPT, có thể làm tư liệu tham khảo cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy và học ở các trường THPT

8 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình báy trong 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí ở trường trung học phổ thông

Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương

“Điện xoay chiều” Vật lí lớp 12 nâng cao

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

sự tham gia tích cực vào các hoạt động học tập Trong nhà trường THPT ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện cho học sinh còn phải chú ý đến nhiệm vụ "mũi nhọn" phát hiện bồi dưỡng học sinh năng khiếu để nhanh chóng tạo nguồn đào tạo cán bộ tri thức và tay nghề lao động cao cho cộng đồng để hoàn thành công cuộc CNH - HĐH đất nước đúng như điều Bác Hồ đã từng nói : "Kiến thiết cần có nhân tài, nhân tài ở nước ta tuy chưa thật nhiều lắm, nhưng nếu chúng

ta khéo léo chọn lựa, khéo phân phối, khéo dùng thì nhân tài ngày càng phát triển thêm nhiều"

Đã có nhiều tác giả viết và nghiên cứu về các phương pháp dạy học tích cực qua chương: Điện xoay chiều để giúp đạt được mục đích trên như: Luận văn thạc sĩ “Xây dựng hệ thống câu hỏi trắc trắc nghiệm khách quan dùng kiểm tra - đánh giá kết quả học tập môn Vật Lí của học sinh THPT trong giảng dạy chương : Điện xoay chiều Vật Lí 12 ” của Ngô Ánh Diệp – Đại học Vinh Luận văn thạc sĩ

“Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong dạy học chương Điện xoay chiều” của Nguyễn Đăng Quang –Đại học Vinh Luận văn thạc sĩ “Bồi dưỡng năng lực tự học và liên hệ thực tế của học sinh trong dạy học chương Điện xoay chiều” của Nguyễn Kim Dũ –Đại học sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh Luận văn thạc sĩ “ Hướng dẫn học sinh giải bài toán cực trị phần dòng điện xoay chiều vật lí lớp 12 nâng cao bằng sơ đồ tư duy” của Nguyễn Thị Mến – Trường Đại học Giáo dục –Đại học Quốc gia Hà nội Luận văn thạc sĩ “Sử dụng phần mêm toán học Matlab trong dạy học bài tập chương dòng điện xoay chiều vật

lí 12 nâng cao” của Vy Hồng Hiếu - Trường Đại học Giáo dục –Đại học Quốc gia

Hà nội Tuy nhiên có rất ít các công trình nghiên cứu và viết về xây dựng hệ thống bài tập nhằm phát huy tính tích cực, bồi dưỡng học sinh giỏi thông qua dạy học chương điện xoay chiều Vì vậy trong đề tài này tôi muốn xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương Điện xoay chiều Vật lí lớp 12 nâng cao nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi

1.2 Quan điểm hiện đại về dạy học

1.2.1 Bản chất của quá trình dạy học ,[17,Tr140]

Có rất nhiều quan niệm khác nhau về dạy và học Với quan niệm thông thường dạy thế nào thì học thế ấy nên khái niệm dạy sẽ kéo theo khái niệm học Dạy là hoạt động lãnh đạo, tổ chức, điều khiển hoạt động học của học sinh Học là hoạt động do được sự lãnh đạo, tổ chức, điều khiển nên nó là hoạt động nhận thức đặc biệt

Tóm lại, hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh luôn song hành tồn tại , là hai mặt của một quá trình luôn luôn tác động qua lại, bổ sung cho nhau, quyết định lẫn nhau thông qua hoạt động cộng tác nhằm tạo cho người học khả năng phát triển trí tuệ, góp phần hoàn thiện nhân cách Bản chất của quá trình dạy học là một hệ thống toàn vẹn bao gồm ba thành tố cơ bản là khái niệm khoa học (nội dung dạy học), học và dạy Dạy học bao gồm quá trình dạy và quá trình học

1.2.2 Nhiệm vụ của dạy học,[17,Tr142]

Dựa trên cơ sở mục đích dạy học và mục tiêu của trường PT, sự tiến bộ của cuộc cách mạng khoa học – công nghệ, đặc điểm của lứa tuổi học sinh ở các cấp học ở trường PT, người ta đề ra ba nhiệm vụ dạy học sau

Nhiệm vụ 1: Làm cho học sinh nắm vững hệ thống những tri thức PT cơ bản,

hiện đại phù hợp với thực tiễn nước ta về tự nhiên, xã hội và tư duy, đồng thời rèn luyện cho họ hệ thống kỹ năng, kỹ xảo tương ứng

Nhiệm vụ 2: Phát triển trong học sinh năng lực hoạt động trí tuệ và hoạt động

thực hành, đặc biệt là năng lực tư duy sáng tạo Năng lực hoạt động trí tuệ được đặc trưng bởi hai mặt sau: Năng lực vận dụng các thao tác trí tuệ và sự tích luỹ các tri thức cơ bản, thiết yếu nhất Trong quá trình nắm tri thức diễn ra sự thống nhất giữa

một bên là những tri thức với tư cách là cái được phản ánh và một bên là thao tác trí tuệ với tư cách là phương thức phản ánh

Nhiệm vụ 3: Trên cơ sở vũ trang tri thức, hình thành kỹ năng, kỹ xảo và phát

triển năng lực hoạt động trí tuệ và thực hành mà hình thành cho học sinh cơ sở thế giới quan khoa học, lý tưởng và những phẩm chất đạo đức của con người mới

Ba nhiệm vụ dạy học nêu trên có mối liên hệ mật thiết với nhau, tác động hỗ

trợ lẫn nhau để hoàn thành mục đích giáo dục

1.3 Quan niệm về năng lực, tƣ duy sáng tạo của học sinh

1.3.1 Khái niệm về năng lực [28] [31] [34]

Theo quan điểm của những nhà tâm lý học Năng lực là tổng hợp các đặc điểm, thuộc tính tâm lý của cá nhân phù hợp với yêu cầu đạc trưng của một hoạt động, nhất định nhằm đảm bảo cho hoạt động đó đạt hiệu quả cao Các năng lực hình thành trên cơ sở của các tư chất tự nhiên của cá nhân nới đóng vai trò quan trọng, năng lực của con người không phải hoàn toàn đo tự nhiên mà có, phần lớn do công tác, do tập luyện mà có Tâm lý học chia năng lực thành các dạng khác nhau như năng lực chung và năng lực chuyên môn

- Năng lực chung là năng lực cần thiết cho nhiều ngành hoạt động khác nhau như năng lực phán xét tư duy lao động, năng lực khái quát hoá, năng lực lát tập, năng lực tưởng tưởng

- Năng lực chuyên môn là năng lực đặc trưng trong lĩnh vực nhất định của xã hội như năng lực tổ chức, năng lực âm nhạc, năng lực kinh doanh, hội hoạ, toán học

1.3.2 Khái niệm về tư duy sáng tạo [28] [31] [34]

Tư duy sáng tạo là một dạng tư duy độc lập, tạo ra ý tưởng mới, độc đáo và có hiệu quả giải quyết vấn đề cao.Nội dung của sự sáng tạo bao gồm hai ý chính: Có tính mới (khác với cái cũ, cái đã biết) và có lợi ích (có giá trị hơn cái cũ) Theo Henry Gleitman “Sáng tạo, đó là năng lực tạo ra những giải pháp mới hoặc duy nhất cho một vấn đề thực tiễn và hữu ích” Nhà tâm lý học Đức Mehlonr cho rằng: “Tư duy sáng tạo là hạt nhân của sự sáng tạo cá nhân, đồng thời là mục tiêu cơ bản của giáo dục” Theo ông, tư duy sáng tạo đặc trưng bởi chất lượng hoạt động trí tuệ như

tính mềm dẻo, tính nhuần nhuyễn, tính độc đáo, tính nhạy cảm… Một số thành tố

đặc trưng của tư duy sáng tạo: Tính mềm dẻo, tính nhuần nhuyễn, tính độc đáo, tính nhạy cảm vấn đề, tính hoàn thiện Ngoài năm thành phần cơ bản đó còn có những yếu tố quan trọng như tính chính xác năng lực định giá trị, năng lực định nghĩa lại…

1.4 Bài tập Vật lí và phân loại bài tập Vật lí

1.4.1 Khái niệm về bài tập Vật lí , [15], [32,tr7]

Theo X.E Camenetxki và V.P.Oorrekhop « Trong thực tế dạy học, bài tập Vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật

và các phương pháp vật lí » Thực ra, trong các giờ học Vật lí, mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa trong các tiết học chính là một bài tập đối với học sinh Hiểu theo nghĩa rộng thì sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải bài tập

Trong các tài liệu giáo khoa cũng như các tài liệu về phương pháp dạy học bộ môn người ta thường hiểu bài tập Vật lí là những bài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng Vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy Vật lí của học sinh và rèn kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn

Với định nghĩa trên, cả hai ý nghĩa khác nhau của bài tập Vật lí là vận dụng kiến thức và hình thành kiến thức mới đều có mặt Do đó, bài tập Vật lí với tư cách

là một phương pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành

nhiệm vụ dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông

1.4.2 Mục đích, ý nghĩa của việc giải bài tập Cấu trúc của hệ bài tập Vật lí,

[19] , [29]

Quá trình giải một bài tập vật lý là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài toán, xem xét hiện tượng vật lý đề cập, dựa vào kiến thức vật lý để tìm ra những cái chưa biết trên cơ sở những cái đã biết Thông qua hoạt động giải bài tập, học sinh không những củng cố lý thuyết và tìm ra lời giải một cách chính xác, mà còn hướng cho học sinh cách suy nghĩ, lập luận để hiểu rõ bản chất của vấn đề, và có cái nhìn đúng đắn khoa học

Sơ đồ cấu trúc của hệ bài tập được thể hiện như sau

BÀI TẬP NGƯỜI GIẢI

Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc của hệ bài tập

1.4.3 Phân loại bài tập Vật lí ,[15], [32, tr.15]

Số lượng các bài tập Vật lí sử dụng trong thực tiễn dạy học hiện nay rất nhiều, vì vậy cần có sự phân loại sao cho có tính tương đối thống nhất về mặt lí luận cũng như thực tiễn để người dạy lựa chọn và sử dụng hợp lí các bài tập Vật lí trong dạy học Các bài tập vật lí khác nhau về nội dung và mục đích dạy học, trong dạy học vật lí có thể phân loại chúng theo các cách sau:

- Phân loại theo nội dung

- Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải

- Phân loại theo yêu cầu luyện tập kĩ năng, phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

Tuy nhiên, cần nói thêm rằng, các phương án phân loại như trên không hoàn toàn tách biệt, một bài tập cụ thể có thể đồng thời thuộc một vài nhóm khác nhau

1.4.3.1 Phân loại bài tập theo nội dung

Hình 1.2 Phân loại bài tập vật lí

Nên chia các bài tập theo các đề tài của tài liệu vật lí của chúng Theo đó, người ta phân thành các bài tập về Cơ học, Vật lí phân tử, Điện học sự phân chia này mang tính quy ước, bởi vì kiến thức sử dụng trong giả thiết một bài tập thường không phải chỉ lấy trong một chương mà có thể lấy từ các chương, các phần vật lí khác nhau trong chương trình vật lí đã học

Theo nội dung, bài tập vật lí cũng có thể phân chia thành các bài tập có nội dung trừu tượng và bài tập có nội dung cụ thể Ở các bài tập có nội dung trừu tượng, các dữ kiện đều cho dưới dạng các kí hiệu, lời giải cũng sẽ biểu diễn dưới dạng một công thức chứa đựng ẩn số và dữ kiện đã cho

Ngược lại, với các bài tập có nội dung cụ thể, các dữ kiện đều cho dưới dạng các con số cụ thể Ưu điểm của bài tập trừu tượng là nhấn mạnh bản chất vật lí

Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải

Phân loại theo

nội dung

BÀI TẬP VẬT LÍ

Phân loại theo yêu cầu phát triển tư duy

Bài tập luyệ

n tập

Bài tập sáng tạo

Bài tập

đồ thị

Trắc nghiêm khách quan

Bài tập định tính

Bài tập định lượng

Bài tập thí nghiệm

Kĩ thuậ

t tổng hợp

Bài tập

có nội dung lịch

sử

Bài tập vật lí vui

của hiện tượng mô tả trong bài tập, còn ưu điểm của các bài tập cụ thể mang đặc trưng trực quan gắn liền với thực tiễn, với kinh nghiệm sống của học sinh

1.4.3.2 Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải

Theo đó, người ta sẽ phân ra thành các dạng: bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị, bài tập trắc nghiệm khách quan

- Bài tập định tính: Có hai loại bài tập định tính là: Giải thích hiện tượng

và dự đoán hiện tượng

+ Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng và lí giải xem

vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế Trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập được mối quan hệ giữa hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay với một số định luật vật lí

+ Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của

đề bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện tượng gì xảy ra và xảy ra thế nào Ta thực hiện suy luận lôgic,thiết lập luận ba đoạn, trong đó

ta mới biết tiền đề thứ hai (phán đoán khẳng định riêng), cần phải tìm tiền đề thứ nhất (phán đoán khẳng định chung) và kết luận (phán đoán khẳng định riêng)

- Bài tập định lƣợng (bài tập tính toán): Đó là các bài tập khi giải phải sử

dụng các phương pháp Toán học, bằng cách dựa trên các định luật, các quy tắc và công thức Vật lí Đây là dạng bài tập phổ biến, thường được soạn thảo cho chương trình Vật lí phổ thông Các bài tập này có thể giải trên lớp, trong giờ luyện tập, giao

về nhà cho học sinh tập vận dụng kiến thức (sau đó có sự kiểm tra của giáo viên) Dạng bài tập này có ưu điểm làm sâu sắc các kiến thức của học sinh, rèn luyện cho học sinh vận dụng phương pháp nhận thức đặc thù của Vật lí, đặc biệt phương pháp suy luận Toán học Tuỳ theo phương pháp Toán học được vận dụng, bài tập tính toán được quy về các bài tập số học, đại số và hình học

- Bài tập thí nghiệm: là loại bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm

chứng lời giải bằng lí thuyết hoặc tìm những số liệu cần thiết cho bài tập Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng về mặt giáo dục và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lí luận và thực tiễn: trong các bài tập thí nghiệm thì trong thí nghiệm chỉ cho các số liệu để giải bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện

tượng lại xảy ra như thế, cho nên phần vận dụng các định luật vật lý để lý giải các hiện tượng mới là nội dung chính của bài tập thí nghiệm

- Bài tập đồ thị: là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để

giải phải tìm trong đồ thị đã cho trước hoặc ngược lại Bài tập đòi hỏi học sinh phải biểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng đã nêu trong bài tập Bài tập đồ thị có tác dụng rèn luyện kĩ năng đọc, vẽ đồ thị, và mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng

mô tả trong đồ thị

- Bài tập trắc nghiệm khách quan: bài tập dạng trắc nghiệm khách quan

thường dùng để kiểm tra kiến thức trong phạm vi rộng, số lượng người được kiểm tra nhiều, kết quả thu được khách quan không phụ thuộc người chấm Bài tập dạng này yêu cầu học sinh phải nhớ, hiểu và vận dụng đồng thời rất nhiều các kiến thức liên quan

1.4.4 Vai trò và tác dụng của bài tập Vật lí trong dạy học, [15] ; [19, tr.337] ; [32, tr.7]

1.4.4.1 Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức

Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm được cái chung, khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tượng Trong bài tập, học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vào những trường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ thế mà học sinh nắm được những biểu hiện cụ thể của chúng trong thực tế Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật, bài tập vật lý sẽ giúp học sinh thấy được những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đã học

Bài tập vật lý là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp các kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương trình

1.4.4.2 Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới

Các bài tập nếu được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bài tập phát hiện ra

1.4.4.3 Giải bài tập vật lý rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

Bài tập vật lý là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn Có thể xây dựng nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó học sinh phải biết vận dụng lý thuyết để giải thích hoặc dự đoán các hiện tượng xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước

1.4.4.4 Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh

Trong khi làm bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài,

tự xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà học sinh rút ra được nên tư duy học sinh được phát triển, năng lực làm việc tự lực của họ được nâng cao, tính kiên trì được phát triển

1.4.4.5 Giải bài tập vật lý góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

Việc giải bài tập vật lý đòi hỏi phải phân tích bài toán để tìm bản chất vật lý với mức độ khó được nâng dần lên giúp học sinh phát triển tư duy

Có nhiều bài tập vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ rất

có ích về mặt này

1.4.4.6 Giải bài tập vật lý để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh

Bài tập vật lý cũng là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể phân loại được các mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, khiến cho việc đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh được chính xác

1.4.5 Phương pháp giải bài tập,[19, tr.347], [32, tr.31]

Đối với học sinh phổ thông, vấn đề giải và sửa bài tập gặp không ít khó

khăn vì học sinh thường không nắm vững lý thuyết và kĩ năng vận dụng kiến thức vật lý Vì vậy các em giải một cách mò mẫm, không có định hướng rõ ràng,

áp dụng công thức máy móc và nhiều khi không giải được Có nhiều nguyên nhân:Học sinh chưa có phương pháp khoa học để giải bài tập vật lý.Chưa xác định được mục đích của việc giải bài tập là xem xét, phân tích các hiện tượng vật

lý để đi đến bản chất vật lý

Việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một cách khoa học, đảm bảo đi đến kết quả một cách chính xác là một việc rất cần thiết Nó không những giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện kĩ năng suy luận logic, làm việc một cách khoa học, có kế hoạch

Quá trình giải một bài tập vật lý thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài tập, xem xét hiện tượng vật lý, xác lập được những mối liên hệ cụ thể dựa trên

sự vận dụng kiến thức vật lý vào điều kiện cụ thể của bài tập đã cho Từ đó tính toán những mối liên hệ đã xác lập được để dẫn đến lời giải và kết luận chính xác

Sự nắm vững những mối liên hệ này sẽ giúp cho giáo viên định hướng phương pháp dạy bài tập một cách hiệu quả

Bài tập vật lý rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phong phú Vì vậy không thể chỉ ra được một phương pháp nào cụ thể mà có thể áp dụng để giải được tất cả bài tập Từ sự phân tích như đã nêu ở trên, có thể vạch ra một dàn bài chung gồm các bước chính như sau:

- Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện

- Phân tích hiện tượng

-Xây dựng lập luận

- Lựa chọn cách giải cho phù hợp

- Kiểm tra, xác nhận kết quả và biện luận

1.4.6 Lựa chọn bài tập trong dạy học vật lý, , [15] [19, tr.363]

Hệ thống bài tập mà giáo viên lựa chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Bài tập phải đi từ dễ tới khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi và số

lượng các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng từ một đề tài đến nhiều đề tài, số lượng các đại lượng cho biết và các đại lượng cần tìm…) giúp học sinh nắm được phương pháp giải các loại bài tập điển hình

- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một

phần nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức

- Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập: bài tập giả tạo và bài tập

có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lý

1.4.7 Hướng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí ,[15], [32, tr57]

Ta có thể minh họa bằng sơ đồ sau:

Hình 1.3.Hướng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí

Để việc hướng dẫn giải bài tâp cho học sinh có hiệu quả, thì trước hết giáo viên phải giải được bài tập đó, và phải xuất phát từ mục đích sư phạm để xác định kiểu hướng dẫn cho phù hợp

Theo đó, tùy theo mục đích sư phạm mà người ta vận dụng các kiểu hướng dẫn khác nhau trong hướng dẫn giải bài tập vật lí

1.4.7.1 Hướng dẫn theo mẫu (hướng dẫn Angorit)

Sự hướng dẫn hành động theo mẫu sẵn có thường gọi là hướng dẫn angôrit Hướng dẫn angorit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt được các kết quả như mong muốn Những hành động sơ cấp phải được học sinh hiểu một cách đơn giá và học sinh đã nắm vững Kiểu hướng dẫn angorit không đòi hỏi học sinh phải tự mình tìm tòi xác định các hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra mà chỉ đòi hỏi học sinh chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra, căn cứ theo đó học sinh

sẽ đạt được kết quả, sẽ giải được bài tập đã cho

1.4.7.2 Hướng dẫn tìm tòi (Hướng dẫn Ơrixtic)

Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết Không phải là giáo viên chỉ dẫn cho học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo một mẫu đã có để đi tới kết quả mà là giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả Thông thường, kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải được bài tập, đồng thời vẫn đảm

Tư duy giải

bài tập vật lí

Phân tích phương pháp giải bài tập vật lí cụ thể

Mục đích sư

phạm

Xác dịnh kiểu hướng dẫn

Phương pháp hướng dẫn giải bài tập vật lí cụ thể

bảo yêu cầu phát triển tư duy học sinh, muốn tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm cách giải quyết

1.4.7.3 Định hướng khái quát chương trình hóa

Định hướng khái quát chương trình hóa cũng là sự hướng dẫn cho học sinh

tự tìm tòi cách giải quyết, chứ không thông báo ngay cho học sinh cái có sẵn Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là, giáo viên định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề Phương pháp hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải bài tập của học sinh, nhằm giúp cho học sinh tự giải được bài tập đã cho, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình dạy giải bài tập

Trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập không thể theo một khuôn mẫu nhất định, mà tùy thuộc vào nội dung, kiến thức, yêu cầu của bài toán, và còn tùy thuộc vào đối tượng học sinh mà chúng ta có cách lựa chọn kiểu hướng dẫn cho phù hợp Người giáo viên phải biết phối hợp cả ba kiểu hướng dẫn trên, tận dụng những ưu điểm trong cả ba phương pháp

1.5 Phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh

1.5.2 Các biện pháp phát triển tư duy của học sinh ,[28], [31]

1.5.2.1 Tạo nhu cầu hướng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh

Tư duy là quá trình tâm lý diễn ra trong đầu học sinh Tư duy chỉ thực sự có hiệu quả khi học sinh tự giác mang hết sức mình thực hiện Tư duy chỉ được bắt đầu trong khi xuất hiện một câu hỏi mà chưa có lời giải đáp ngay ở trong đầu học sinh, khi giữa một bên là nhu cầu, nhiệm vụ nhận thức mới phải giải quyết và một bên là

trình độ kiến thức hiện có không đủ để giải quyết nhiệm vụ đó, cần phải xây dựng kiến thức mới, tìm giải pháp mới Lúc đó học sinh vừa ở trạng thái hơi căng thẳng, vừa hưng phấn khao khát vượt qua được khó khăn, giải quyết được mâu thuẫn, đạt được một trình độ cao hơn trên con đường nhận thức Ta nói rằng: học sinh được đặt vào “tình huống có vấn đề ”

Nhu cầu hứng thú còn được tạo ra từ sự kích thích bên ngoài như: khen thưởng,

sự ngưỡng mộ của bạn bè, gia đình, sự hứa hẹn một tương lai tươi đẹp, thực tế xây dựng quê hương đất nước

1.5.2.2 Xây dựng logic nội dung phù hợp với đối tượng học sinh

Vật lý học đưa vào dạy học ở trường phổ thông không phải là vật lý học được trình bày dưới dạng hiện đại nhất của khoa học, bởi nếu như vậy thì nhiều khi học sinh không thể hiểu được Do đó giáo viên phải tìm một con đường thích hợp vừa với trình độ của học sinh Vật lý học trong nhà trường phổ thông đơn giản, dễ hiểu hơn vật lý trong khoa học thực sự nhưng không được trái với tinh thần của khoa học hiện đại Trong quá trình học lên các lớp trên, kiến thức của học sinh sẽ được hoàn chỉnh, bổ sung thêm, tiếp cận ngày càng gần hơn với khoa học vật lý hiện đại

c Rèn luyện cho học sinh kỹ năng thực hiện các thao tác tư duy

Tổ chức quá trình học tập ở từng giai đoạn, xuất hiện những tình huống bắt buộc học sinh phải thực hiện các thao tác tư duy và hành động nhận thức mới có thể giải quyết được vấn đề và hoàn thành được nhiệm vụ học tập

Đặt ra những câu hỏi để định hướng cho học sinh tìm những thao tác tư duy hay phương pháp suy luận, hành động trí tuệ thích hợp

Phân tích câu trả lời của học sinh, chỉ ra chỗ sai của học sinh khi thực hiện các thao tác tư duy và hướng dẫn cách sửa chữa

1.6 Quan niệm về học sinh giỏi

1.6.1 Quan niệm về học sinh giỏi, [34, tr.353]

Nhìn chung các nước đều dùng hai thuật ngữ chính là gift (giỏi, có năng khiếu)

và talent (tài năng) Luật bang Georgia (Hoa Kỳ) định nghĩa HSG như sau:“HSG là học sinh chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lý thuyết khoa học; người cần một sự giáo dục đặc biệt và sự phục vụ đặc biệt để đạt được trình độ

tương ứng với năng lực của người đó” Cơ quan giáo dục Hoa Kỳ miêu tả khái niệm

HS giỏi như sau: Đó là những học sinh có khả năng thể hiện xuất sắc hoặc năng lực nổi trội trong các lĩnh vực trí tuệ, sự sáng tạo, khả năng lãnh đạo, nghệ thuật, hoặc các lĩnh vực lí thuyết chuyên biệt Những HS này thể hiện tài năng đặc biệt của mình từ tất cả các bình diện xã hội, văn hóa và kinh tế”

Nhiều nước quan niệm: HSG là những đứa trẻ có năng lực trong các lĩnh vực trí tuệ, sáng tạo, nghệ thuật và năng lực lãnh đạo hoặc lĩnh vực lí thuyết Những học sinh này cần có sự phục vụ và những hoạt động không theo những điều kiện thông thường của nhà trường nhằm phát triển đầy đủ các năng lực vừa nêu trên Nhiều tài liệu khẳng định: HSG có thể học bằng nhiều cách khác nhau và tốc độ nhanh hơn so với các bạn cùng lớp vì thế cần có một Chương trình HSG để phát triển và đáp ứng được tài năng của họ

1.6.2 Những phẩm chất cần có của học sinh giỏi Vật Lí

Theo nhiều tài liệu được trình bày : Đối với một học sinh giỏi vật lí, trước hết học sinh đó phải có kiến thức cơ bản vững vàng, sâu sắc, có hệ thống Từ những kiến thức có được, một học sinh giỏi vật lí cần biết vận dụng linh hoạt các kiến thức

cơ bản vào giải quyết các vấn đề đặt ra, biết áp dụng trong các tình huống mới Một học sinh giỏi vật lí cần có năng lực tư duy sáng tạo (biết phân tích tổng hợp và so sánh, khái quát hóa, có khả năng sử dụng các phương pháp phán đoán mới: quy nạp, diễn dịch, nội suy…) Kỹ năng thực hành là một yếu tố không thể thiếu đối với học sinh giỏi vật lí, để từ đó kết hợp tốt các kỹ năng thực hành với các phương pháp nghiên cứu khoa học vật lí (biết nêu ra những dự đoán, lý luận cho các hiện tượng xảy ra trong thực tế, biết cách dùng thực nghiệm để kiểm chứng lại những lý luận trên và biết dùng lý thuyết để giải thích các hiện tượng đã được kiểm chứng) Như vậy đối với những giáo viên, khi đào tạo những học sinh có năng khiếu về môn vật

lí ta cần hướng học sinh học tập để học sinh được trang bị những kiến thức, kỹ năng, giúp các em tự học hỏi, tự sáng tạo nhằm phát huy tối đa năng lực của mình

1.6.3 Mục tiêu dạy học sinh giỏi ,[34]

Mục tiêu chính của chương trình dành cho HSG và HS tài năng nhìn chung các

nước đều xác định là

- Phát triển phương pháp suy nghĩ ở trình độ cao phù hợp với khả năng trí tuệ của trẻ

- Thúc đẩy được động cơ học tập của học sinh Bồi dưỡng sự lao động, làm việc sáng tạo

- Phát triển các kĩ năng, phương pháp và thái độ tự học suốt đời

- Nâng cao ý thức và khát vọng của trẻ về sự tự chịu trách nhiệm

- Khuyến khích sự phát triển về lương tâm và ý thức trách nhiệm trong đóng góp xã hội

- Hình thành , rèn luyện và phát triển khả năng NCKH, khả năng hợp tác

- Phát triển phẩm chất lãnh đạo

1.7 Vị trí và tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi trong dạy

học Vật lí ở trường trung học phổ thông ,[34]

Có thể nói, hầu như tất cả các nước đều coi trọng vấn đề đào tạo và bồi dưỡng

học sinh giỏi trong chiến lược phát triển giáo dục phổ thông Nhiều nước ghi riêng thành một mục dành cho HSG hoặc coi đó là một dạng của giáo dục đặc biệt

Trong suốt thế kỉ XX, HSG đã trở thành một vấn đề của nước Mỹ với hàng loạt các tổ chức và các trung tâm nghiên cứu, bồi dưỡng học sinh giỏi ra đời Năm 2002

có 38 bang của Hoa Kỳ có đạo luật về giáo dục HSG Nước Anh thành lập cả một Viện hàn lâm quốc gia dành cho học sinh giỏi và tài năng trẻ và Hiệp hội quốc gia dành cho học sinh giỏi, bên cạnh website hướng dẫn giáo dạy cho HS giỏi và HS tài năng (http://www.nc.uk.net/gt/) Từ năm 2001 chính quyền New Zealand đã phê chuẩn kế hoạch phát triển chiến lược HSG Cộng hòa liên bang Đức có Hiệp hội dành cho HSG và tài năng Đức Giáo dục Phổ thông Hàn Quốc có một chương trình đặc biệt dành cho HSG nhằm giúp chính quyền phát hiện HS tài năng từ rất sớm

Từ năm 1985, Trung Quốc thừa nhận phải có một chương trình GD đặc biệt dành cho hai loại đối tượng HS yếu kém và HSG

Ở Việt Nam hiện nay, Đảng và nhà nước ta luôn quan tâm đến dân trí, nhân lực, nhân tài vì nguồn lực con người là động lực phát triển của đất nước Tương lai của

sự phồn vinh của đất nước tùy thuộc vào cả 3 mặt : Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực , bồi dưỡng nhân tài vì vậy đã coi “ Giáo dục là quốc sách hang đầu ” , và công tác phát hiện bồi dưỡng học sinh giỏi có một vai trò rất quan trọng vì “Tài năng là

vốn quí của nước nhà ” Đồng chí Lê Khả Phiêu nguyên Bí thư trung ương Đảng đã từng nói : "Về nhân tài một mặt phải tìm được những cách thích hợp để phát hiện và bồi dưỡng nhân tài, đồng thời cũng cần lưu ý là nhân tài sẽ có điều kiện xuất hiện trên một nền dân trí rộng và trên cơ sở việc tổ chức đào tạo nhân lực tốt và nhân tài

là người có trí tuệ sắc bén và những người có bàn tay vàng có những kỹ năng đặc biệt” Giáo sư Nguyễn Cảnh Toàn cũng đã nói : "Không có nền có gốc thì không có cây cao bóng cả" Nguồn lực đó là người lao động có trí tuệ có tay nghề thành thạo,

có phẩm chất tốt đẹp, được đào tạo bồi dưỡng và phát huy bởi một nền giáo dục tiên tiến gắn liền với một nền khoa học công nghiệp hiện đại Nhận thức đầy đủ và sâu sắc về vai trò tầm quan trọng của nhiệm vụ phát hiện và bồi dưỡng HSG, Bộ giáo dục và đào tạo cũng có những chủ trương mới về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi

Đó là tiếp tục chú trọng xây dựng hệ thống các trường chuyên một cách hoàn thiện hơn, khuyến khích và tôn vinh các học sinh xuất sắc đạt thành tích cao Các em học sinh có năng khiếu có thể được học với chương trình có tốc độ cao hơn học sinh bình thường Hiện nay công tác bồi dưỡng tuyển chọn HSG diễn ra ở tất cả các cấp học từ tiểu học, THCS, THPT đến Đại học cũng đã tổ chức những kì thi olympic cho sinh viên, nhiều học sinh Việt Nam tham gia các kì thi HSG khu vực và quốc tế

đã đạt nhiều thành tích tích xuất xắc, điều đó chứng tỏ vai trò của của bồi dưỡng

HSG ở nước ta hiện nay đang được quan tâm, khích lệ

1.8 Khảo sát và phân tích thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí ở trường trung học phổ thông

1.8.1 Những khó khăn

Trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi của các trường THPT hiện nay thường

gặp những hạn chế về kết quả Điều đó xuất phát từ những nguyên nhân chủ yếu như sau:

- Nội dung bồi dưỡng: Vì không phải là trường chuyên nên không có chương

trình dành cho lớp chuyên, thiếu định hướng và thiếu tính liên thông trong hệ thống chương trình Tất cả giáo viên dạy bồi dưỡng đều phải tự soạn, tự nghiên cứu và tự sưu tầm tài liệu , đôi khi đề thi HSG đề cập đến kiến thức quá rộng nên GV không xác định rõ được giới hạn kiến thức cần giảng dạy cho học sinh Căn cứ vào các tài liệu đã xuất bản hay các đề thi hàng năm ở các cấp thì có nhiều phần , bài tập đề cập đến kiến thức quá rộng , nằm ngoài chương trình quá xa không phù hợp

- Giáo viên : GV dạy bồi dưỡng HSG vẫn phải hoàn tất công tác giảng dạy như

các giáo viên khác, đôi khi còn kiêm nhiệm nhiều công tác khác như: chủ nhiệm, tổ trưởng bộ môn, thư ký hội đồng giáo dục, công đoàn… đó là một thực tế do ban giám hiệu lúc nào cũng muốn giao công tác cho những giáo viên tốt, giỏi, có uy tín Chính vì

lý do đó, việc đầu tư cho công tác bồi dưỡng HSG cũng có phần bị hạn chế Một số khó khăn khác đôi khi gặp phải là có giáo viên giỏi nhưng không gắn bó với công tác bồi dưỡng HSG vì nhiều lý do khác nhau Việc giáo viên dạy bồi dưỡng phải trên cơ sở tình nguyện chứ không thể áp đặt hoặc dùng biện pháp hành chính

- Học sinh: Một số HS không yên tâm khi được chọn bồi dưỡng HSG vì phải

mất nhiều thời gian, ảnh hưởng đến sức khỏe và kết quả học tập chung Đặc biệt trong kì thi tuyển tốt nghiệp và đại học hiên nay môn Vật lí được thi dưới hình thức trắc nghiệm nên HSG không cảm thấy tha thiết khi được chọn bồi dưỡng HSG Cũng chính vì điều này mà hiện nay một số tỉnh, thành phố đã ra đề thi HSG Vật lí cũng dưới hình thức trắc nghiệm , hay một phần trắc nghiệm

HS và phụ huynh HS chưa thật sự yên tâm do chính sách đặc cách của HS đạt giải chưa ổn định , chưa thỏa đáng Theo các em và gia đình thì việc ôn thi đại học mới là cần thiết, thực tế còn việc HSG chỉ là để sát hạch thử hay lấy danh hiệu

- Chế độ : Hiện nay các nhà trường PT đều coi việc bồi dưỡng HSG là trách

nhiệm của mỗi giáo viên, vì vậy kinh phí dành cho bồi dưỡng theo qui định còn quá bất cập, hạn chế Do đó có nhiều GV đầu tư quan tâm nhiều đến luyện thi đại học hơn là bồi dưỡng HSG, bên cạnh đó việc tổ chức bồi dưỡng HSG ở cả ba khối lớp thì có tình trạng có GV năm nào cũng gánh trách nhiệm bồi dưỡng HSG, với

áp lực về thời gian và thành tích như hiện nay thì sẽ gây nhiều vất vả và ức chế với giáo viên

1.8.2 Một số khuyến nghị trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi

+ Về nội dung chương trình

- Nên có giới hạn kiến thức thông báo trước trong đề thi của mỗi năm

- Biên soạn chương trình, nội dung bồi dưỡng rõ ràng, cụ thể, chi tiết cho từng khối, lớp ,về từng mảng kiến thức rèn luyện các kỹ năng ngôn ngữ theo số tiết quy định nhất định và nhất thiết phải bồi dưỡng theo quy trình từ thấp đến cao, từ dễ

- Xác định rõ trọng tâm kiến thức giảng dạy cho từng khối lớp để tránh trùng lập Chương trình bồi dưỡng cần có sự liên thông trong suốt 3 năm liền (từ lớp 10 đến lớp 12 )

- Trường nên mua bổ sung kịp thời những tài liệu nâng cao mới để giúp giáo viên cập nhật những nội dung mới để đưa vào giảng dạy

- Sưu tầm các bộ đề thi các cấp trong tỉnh nhà và các tỉnh khác thông qua công nghệ thông tin nhằm giúp các em tiếp xúc làm quen với các dạng đề

+ Về cơ sở vật chất và phương tiện dạy học v.v …

- Cần tạo mọi điều kiện cho giáo viên tham gia các lớp học tập nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ Tổ chức các buổi trao đổi , học hỏi giữa các GV bồi dưỡng HSG trong phạm vi cấp tỉnh hay cụm tỉnh

- Cần đầu tư một cách đồng bộ cơ sở vật chất, trang thiết bị phục vụ dạy học như: Phòng học bộ môn, thiết bị thực hành ,thí nghiệm, phương tiện công nghệ thông tin , máy chiếu, loa trợ giảng …

+ Về chế độ đãi ngộ với giáo viên bồi dưỡng học sinh giỏi

- Có những chế độ động viên, khuyến khích khen thưởng cao đối với giáo viên tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi như: Ưu tiên khi xét các danh hiệu thi đua, giảm tiết dạy chính khóa, ưu tiên trong các các đợt xét nâng bậc lương sớm, lấy thành tích bồi dưỡng học sinh giỏi làm một trong các tiêu chí đánh giá danh hiệu giáo viên giỏi các cấp…

- Cần phải phân công chuyên môn một cách hợp lý, lựa chọn giáo viên có năng lực chuyên môn giỏi, có kinh nghiệm, tinh thần trách nhiệm, cố gắng phân công theo hướng ổn định để phát huy kinh nghiệm của giáo viên

+ Về quyền lợi , chế độ với học sinh giỏi

- Với học sinh ,giáo viên cần hướng dẫn học sinh các tài liệu, sách vở, băng đĩa phù hợp với trình độ của các em để tự rèn luyện thêm ở nhà Đồng thời cung cấp hoặc giới thiệu các địa chỉ trên mạng để học sinh có thể tự học, tự nghiên cứu, bổ sung kiến thức

- Có những chính sách ưu tiên, động viên , khuyến khích thích hợp để các em

có thêm động lực, yêu thích bộ môn hơn : Như đặt ra mức thưởng cao cho các giải , với các học sinh có giải cao cần được cộng điểm ưu tiên trong kì thi tốt nghiệp, đặc biệt là kì thi đại học hiện nay, với các học sinh đạt giải quốc gia được ưu tiên xét tuyển thẳng đại học thì các học sinh đạt giải cao ở kì thi cấp tỉnh cũng cần dược cộng điểm ưu tiên khi thi đại học , đó chính là nguồn động viên lớn lao với các em… nếu làm được điều này thì sự nghiệp bồi dưỡng HSG chắc chắn sẽ có nhiều khởi sắc

Kết luận chương 1

Trong chương này , tôi đã trình bày:

+ Lịch sử vấn đề nghiên cứu, quan điểm hiện đại về dạy học (bản chất quá trình dạy học, nhiệm vụ của dạy học) Bên cạnh đó tôi cũng đã trình bày những lý luận về năng lực tư duy sáng tạo , tư duy vật lí, phát triển tư duy vật lí cho học sinh Ngoài

ra, ý nghĩa, vị trí ,vai trò, tác dụngcủa bài tập Vật lí , phân loại bài tập ,hướng dẫn giải bài tập Vật lí cũng được trình bày để thông qua đó thấy được vai trò ,công việc xây dựng một hệ thống bài tập mà tôi sẽ xây dựng ở chương sau

+ Nêu ra quan điểm về HSG, mục đích dạy HSG, đồng thời đã phân tích vai trò của việc ôn luyện HSG trong nhà trường phổ thông cũng như thực trạng của việc ôn tập bồi dưỡng HSG

Vì vậy , để nâng cao chất lượng bồi dưỡng HSG, thúc đẩy phát triển tư duy, sáng tạo của học sinh thì GV cần có trình độ cao về

Lý luận và tác dụng, vai trò của bài tập Vật lí

Cơ sở lý luận về tư duy, tư duy Vật lí của HS

+ Tôi cũng đã nêu ra một số tồn tại trong chương trình THPT đối với việc bồi dưỡng HSG, những khó khăn về chương trình ,nội dung bồi dưỡng, những khó khăn của GV và HS khi tham gia bồi dưỡng HSG, từ đó đề cập dến một số nhu cầu để công tác bồi dưỡng HSG trong trường THPT được thuận lợi và hiệu quả hơn

CHƯƠNG 2

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VẬT LÍ 12 NÂNG CAO NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 2.1 Vị trí ,cấu trúc nội dung chương “Điện xoay chiều” Vật lí lớp 12 nâng cao

2.1.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung

Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc nội dung chương điện xoay chiều

Máy biến

C

Công suất tức thời

Công suất tiêu thụ

Động

cơ không đồng

bộ 1 pha

Động

cơ không đồng

bộ 3 pha

Máy phát điện xoay chiều một pha

Máy phát điện xoay chiều

cộng hưởng trong mạch LC … , khi đó học sinh sẽ dễ dàng hiểu được bản chất dòng điện trong mạng điện xoay chiều thực chất là một dao động điện từ cưỡng bức gây

ra bởi diện áp hai đầu đoạn mạch và cách tạo ra dòng điện xoay chiều là dựa trên

hiện tượng cảm ứng điện từ

- Điện xoay chiều là một chương có lượng kiến thức tương đối nhiều và hay, phần kiến thức về điện xoay chiều không thể thiếu trong các đề thi tốt nghiệp, thi đại học cao đẳng và đặc biệt là thi học sinh giỏi, hơn thế nữa phần này còn chiếm một tỉ trọng lớn trong các đề thi Những kiến thức của chương điện xoay chiều rất gần gũi với thực tế hằng ngày, như các loại đoạn mạch xoay chiều, các dụng cụ tiêu thụ điện điện trở, tụ điện, cuộn cảm, động cơ điện gắn liền với mạng điện trong mỗi gia đình Máy biến áp, máy phát điện hiện nay cũng là những thiêt bị thông dụng

mà học sinh rất rễ thấy trong thực tế, đặc biệt là bài toán truyền tải điện năng, mạng lưới điện… Vì vậy việc dạy và học chương điện xoay chiều có một ý nghĩa quan trọng trong chương trình Vật Lí phổ thông

2.2 Mục tiêu dạy học chương “Điện xoay chiều” Vật lí lớp 12 nâng cao

2.2.1 Kiến thức

-Viết được biểu thức của cường độ dòng điện và điện áp tức thời

- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện, của điện áp

- Viết được các công thức tính cảm kháng, dung kháng và tổng trở của đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp và nêu được đơn vị đo các đại lượng này

- Viết được các hệ thức của định luật Ôm đối với đoạn mạch RLC nối tiếp (đối với giá trị hiệu dụng và độ lệch pha)

- Nêu được những đặc điểm của đoạn mạch RLC nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện

- Viết được công thức tính công suất điện và công thức tính hệ số công suất của đoạn mạch RLC nối tiếp

- Nêu được lí do tại sao cần phải tăng hệ số công suất ở nơi tiêu thụ điện

- Nêu được nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy biến áp, máy phát điện xoay chiều , động cơ không đồng bộ ba pha

2.2.2 Kĩ năng

- Vận dụng được các công thức tính cảm kháng ,dung kháng ,tổng trở

- Vẽ giản đồ Fre-nen cho đoạn mạch RLC nối tiếp

- Giải được các bài tập đối với đoạn mạch RLC nối tiếp

- Giải thích nguyên tắc hoạt động của máy biến áp

- Giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều

- Giải thích được nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha

- Giải được các bài tập về máy biến áp lí tưởng, truyền tài điện, máy phát

điện xoay chiều, động cơ không đồng bộ

- Vẽ được đồ thị biểu diễn dòng điện ba pha

- Tiến hành được thí nghiệm để khảo sát đoạn mạch RLC nối tiếp

2.2.3 Nội dung kiến thức trọng tâm

Dòng điện xoay chiều Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần

- Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian i = I0cos(t +i), trong đó :, i là giá trị tức thời của cường độ dòng điện tại thời điểm t; , I0 > 0 là giá trị cực đại của i , gọi là biên độ của dòng điện,;  > 0 là tần số góc;, t + i là pha của i tại thời điểm t ;, i là pha ban đầu Biểu thức của điện áp tức thời cũng có dạng : u  U cos( t+0  u)

trong đó, u là giá trị tức thời của điện áp tại thời điểm t, U0 > 0 là biên độ của điện

áp,là tần số góc, (t + u) là pha của u tại thời điểm t, u là pha ban đầu

- Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R bởi dòng điện không đổi ấy bằng công suất trung bình tiêu thụ trong R bởi dòng điện xoay chiều nói trên Điện áp hiệu dụng được định nghĩa tương tự

Giá trị hiệu dụng của đại lượng xoay chiều bằng giá trị cực đại (biên độ) của đại lượng chia cho 2

- Công thức tính giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp : :

 trong đó, I0 là giá trị cực đại (biên độ) của dòng điện, U0 là giá

trị cực đại (biên độ) của điện áp

- Các số liệu ghi trên các thiết bị điện đều là các giá trị hiệu dụng Ví dụ bóng đèn có ghi 220V- 0,3A, nghĩa là bóng đèn được thiết kế dùng với điện áp hiệu dụng 220V, khi đó thì cường độ hiệu dụng của dòng điện là 0,3A

Các thiết bị đo đối với mạch điện xoay chiều chủ yếu là đo giá trị hiệu dụng

Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện ,cuộn cảm

- Nếu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì :cường độ dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp giữa hai đầu mạch

- Nếu đoạn mạch chỉ có tụ điện, thì cường độ dòng điện sớm pha

2



so với điện áp giữa hai bản tụ điện

- Nếu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần thì :cường độ dòng điện trễ pha

2



so với điện áp tức thời

R là điện trở thuần của mạch;

ZL là cảm kháng của cuộn cảm, được tính bằng công thức ZL = L;

ZC là dung kháng của tụ điện, được tính bằng công thức ZC 1

C



 Điện trở R , cảm kháng ZL , dung kháng ZC và tổng trở Z đều có đơn vị là ôm ()

Mạch có R,L,C nối tiếp Cộng hưởng điện

- Công thức tính tổng trở Z của mạch RLC nối tiếp là :

L C

Z  R (Z Z )

- Định luật Ôm : : Cường độ hiệu dụng trong một đoạn mạch điện xoay chiều

có R,L,C mắc nối tiếp có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch và tổng trở của đoạn mạch : : I = U

Z

- Độ lệch pha  giữa điện áp u đối với cường độ dòng điện i được xác định từ công thức : : Z L Z C

tan

R



 

Nếu ZL > ZC, > 0 thì u sớm pha hơn so với i

Nếu ZL < ZC,  < 0 thì u trễ pha hơn so với i

- Trong đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp, khi ZL= ZC thì điện áp biến thiên cùng pha với dòng điện, trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng Khi

đó ta có : : L 1

C

 

 hay 2LC = 1 :

- Hiện tượng cộng hưởng có những đặc điểm :

Tổng trở của mạch đạt giá trị cực tiểu: Zmin = R, lúc đó cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt giá trị cực đại: Im ax U

R



Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch biến đổi cùng pha với cường độ dòng điện Điện áp tức thời giữa hai bản tụ điện và điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm có biên độ bằng nhau nhưng ngược pha nên triệt tiêu nhau Điện áp giữa hai đầu điện trở bằng điện áp hai đầu đoạn mạch

Công suất của đoạn mạch xoay chiều Hệ số công suất

- Công thức tính công suất tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều có RLC nối tiếp : là P = UIcos = RI2

Trong đó, U là giá trị hiệu dụng của điện áp, I là giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện của mạch điện và cosử gọi là hệ số công suất của mạch điện

- Công thức tính hệ số công suất: : cos = R

Z



trong đó, R là điện trở thuần và Z là tổng trở của mạch điện

Máy phát điện xoay chiều

- Mỗi máy phát điện xoay chiều kiểu cảm ứng đều có hai bộ phận chính ::

phần cảm nhằm tạo ra từ trường;, được cấu tạo bởi nam châm vĩnh cửu hoặc nam

châm điện; phần ứng gồm các cuộn dây mà trong đó có dòng điện cảm ứng Bộ phận đứng yên gọi là stato, bộ phận quay gọi là rôto

- Máy phát điện xoay chiều có rôto là phần cảm (nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện) có p cặp cực từ, stato là phần ứng (các cuộn dây)

- Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Khi rôto quay với tốc độ n (vòng/s) thì từ thông qua mỗi cuộn dây của stato biến thiên tuần hoàn với tần số f = np Kết quả là trong các cuộn dây xuất hiện suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần số f: e d

- Máy phát điện xoay chiều ba pha là máy tạo ra ba suất điện động xoay chiều

hình sin cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau 2

3



từng đôi một

- Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều ba pha : gồm hai bộ phận:

Stato gồm có ba cuộn dây hình trụ giống nhau được đặt trên một đường tròn tại ba

vị trí đối xứng (ba trục của ba cuộn dây nằm trên mặt phẳng đường tròn, đồng quy tại tâm O của đường tròn và lệch nhau 120o)

Rôto là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện có thể quay quanh một trục

đi qua O Khi rôto quay với tốc độ góc  thì trong mỗi cuộn dây của stato xuất hiện suất điện động cảm ứng cùng biên độ, cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha

nhau 2

3



Động cơ không đồng bộ

- Nguyên tắc hoạt động của động cơ điện không đồng bộ ba pha dựa trên hiện

tượng cảm ứng điện từ và tác dụng của từ trường quay

- Một khung dây dẫn đặt trong từ trường quay, thì khung sẽ quay theo từ trường đó với tốc độ góc nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường Động cơ hoạt động theo nguyên tắc này gọi là động cơ không đồng bộ

- Khi khung dây dẫn đặt trong từ trường quay thì từ thông qua khung dây biến thiên, trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng Từ trường tác dụng một ngẫu lực lên khung dây làm khung dây quay Theo định luật Len-xơ, chiều dòng

điện cảm ứng xuất hiện trong khung phải có tác dụng làm quay khung theo chiều từ trường quay để chống lại sự biến thiên từ thông của từ trường qua khung dây Kết quả là khung quay nhanh dần đuổi theo tốc độ quay của từ trường Tuy nhiên khi tốc độ góc của khung dây tăng lên thì tốc độ biến thiên từ thông qua khung sẽ giảm

đi, do đó cường độ của dòng điện cảm ứng, đồng thời momen lực từ cũng sẽ giảm

đi Cho đến khi momen lực từ vừa đủ cân bằng với momen lực cản của các lực cản

và ma sát thì khung sẽ quay đều Tốc độ góc của khung nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường quay

- Trong động cơ không đồng bộ ba pha, từ trường quay được tạo nên bởi dòng điện ba pha chạy trong các cuộn dây stato

Máy biến áp Truyền tải diện

- Máy biến áp là thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều

- Máy biến áp gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau, quấn trên một lõi

sắt từ khép kín (làm bằng thép silic) Một trong hai cuộn dây được nối với nguồn điện xoay chiều được gọi là cuộn sơ cấp, có N1 vòng dây Cuộn thứ hai được nối với tải tiêu thụ, gọi là cuộn thứ cấp, có N2 vòng dây

- Máy biến áp hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ Nguồn phát điện tạo nên một điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp gây ra biến thiên từ thông trong trong hai cuộn Do cấu tạo của máy biến áp, có lõi bằng chất sắt từ nên hầu như mọi đường sức từ do dòng điện ở cuộn sơ cấp gây ra đều đi qua cuộn sơ cấp, nói cách khác từ thông qua mỗi vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là như nhau Kết quả là trong cuộn thứ cấp có sự biến thiên từ thông, do đó xuất hiện một suất điện động cảm ứng Khi máy biến áp làm việc, trong cuộn thứ cấp xuất hiện dòng điện xoay chiều cùng tần số f với dòng điện ở cuộn sơ cấp

- Ở chế độ không tải thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy

biến áp tỉ lệ với số vòng dây : : 2 2

Nếu điện năng hao phí không đáng kể (máy biến áp lí tưởng), ở chế độ có tải thì cường độ dòng điện qua mỗi cuộn dây tỉ lệ nghịch với điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn : : 1 2

- Công suất hao phí trên đường dây tải điện là

2 2

2.3 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương “Điện xoay chiều ” Vật lí lớp 12 nâng cao

2.3.1 Hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan

Bảng 2.1: Ma trận các câu hỏi của bộ đề trắc nghiệm

Mức độ

Nội dung

Biết (20%)

Hiểu (20%)

Vận dụng (40%)

Tổng hợp (20%)

Tổng

65 câu Dòng điện

2câu 3;5

4câu 4;6;7;8

2câu 9;10; 10 câu

2câu 15;16

4câu 13;17;18

19

2câu 12;20 10 câu