Xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan dùng để đánh giá kiến thức học sinh trong dạy học vật lí 11 chương cảm ứng điện từ

Từ thực tế trên và những nhận thức thu được, đồng thời qua thực tiễn giảng dạy môn Vật lí ở trường THPT chúng tôi lựa chọn đề tài theo hướng “ Xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khá

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA VẬT LÝ -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 4

1 Lí do chọn đề tài: 4

2 Mục đích nghiên cứu đề tài 5

3 Giả thiết khoa học 5

4 Đối tượng nghiên cứu và nội dung nghiên cứu 6

5 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 6

6 Phương pháp nghiên cứu 6

7 Đóng góp của đề tài 6

8 Bố cục của luận văn: 7

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ BIÊN SOẠN CÁC CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 11 8

1.1 Cơ sở lí luận về về việc biên soạn câu hỏi trắc nghiệm 8

1.1.1 Khái niệm về phương pháp trắc nghiệm 8

1.1.2 Đánh giá ưu điểm và nhược điểm của phương pháp trắc nghiệm 8

1.1.3.Vấn đề sử dụng hiệu quả phương pháp trắc nghiêm trong kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh 10

1.2 Dạy học các bài tập vật lí 11

1.2.1 Định nghĩa bài tập vật lí trong dạy học 11

1.2.2 Mục đích sử dụng bài tập vật lí trong dạy học 11

1.2.3 Phân loại bài tập vật lí: 11

1.2.4 Phương pháp giải bài tập vật lí: 14

1.2.5 Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí: 16

1.3 Sử dụng thư viện câu hỏi và biên soạn câu hỏi theo các cấp độ tư duy 17

1.3.1 Thư viện câu hỏi và biên soạn câu hỏi 17

1.3.2 Hoạt động tương ứng với các cấp độ tư duy: 19

1.4 Hướng dẫn xây dựng thư viên câu hỏi và bài tập 21

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH VÀ PHÂN LOẠI BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 24

2.1 Phân tích nội dung và cấu trúc chương trình vật lí 11 phổ thông trung học ở chương “ Cảm ứng điện từ” 24

2.2 Các chuẩn môn học (theo chuẩn của bộ GD-ĐT ban hành) 28

2.2.1 Chuẩn kiến thức, kĩ năng: 28

2.2.2 Mục tiêu chi tiết: 30

2.3 Phân loại bài tập chương “Cảm ứng điện từ” vật lí 11 nâng cao 35

DẠNG I:XÁC ĐỊNH TỪ THÔNG, ĐỘ BIẾN THIÊN TỪ THÔNG, CẢM ỨNG TỪ XUẤT HIỆN TRONG KHUNG DÂY DẪN 35

DẠNG 2: XÁC ĐỊNH CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG DỰA VÀO ĐỊNH LUẬT LENTZ 40 DẠNG 3: TÍNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG DỰA VÀO ĐỊNH LUẬT FARADAY 45

DẠNG 4: SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG XUẤT HIỆN TRONG ĐOẠN DÂY DẪN CHUYỂN ĐỘNG CẮT CÁC ĐƯỜNG SỨC TỪ 50

DẠNG 5: DÒNG ĐIỆN FU-CÔ 55

DẠNG 6: HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 58

DẠNG 7: NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG 62

CHƯƠNG III HỆ THỐNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN NHIỀU LỰA CHỌN CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 11 NÂNG CAO 65

3.1 Bài tập trắc nghiệm chương “Cảm ứng điện từ” 65

DẠNG 1: TÍNH TỪ THÔNG, ĐỘ BIẾN THIÊN TỪ THÔNG, CẢM ỨNG TỪ XUẤT HIỆN TRONG KHUNG 65

DẠNG 2: XÁC ĐỊNH CHIỀU CỦA DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG 69

DẠNG 3: TÍNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG DỰA VÀO ĐỊNH LUẬT FA-RA-ĐÂY 76

DẠNG 4: SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TẠO BỞI ĐOẠN DÂY DẪN CHUYỂN ĐỘNG CẮT CÁC ĐƯỜNG SỨC TỪ 81

DẠNG 5: DÒNG ĐIỆN FU-CÔ 94

DẠNG 6: HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 96

DẠNG 7: NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG 102

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO 110

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài:

Ngày nay, khoa học công nghệ thông tin phát triển rất mạnh mẽ Công nghệ thông tin có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống Trong giảng dạy, việc ứng dụng công nghệ thông tin ( CNTT) đã đem đến nhiều lợi ích mà cụ thể là kết quả học tập của học sinh Quan điểm của các phương pháp dạy học là dạy học bằng hoạt động, thông qua hoạt động, học sinh bằng các hoạt động tích cực, tự lực của mình mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành kĩ năng, phát triển năng lực sáng tạo Vai trò của giáo viên trong dạy học là

tổ chức, hướng dẫn giúp đỡ học sinh thực hiện tốt các hoạt động học tập Đại hội Đảng cộng sản Việt Nam lần thứ IX và nghị quyết trung ương của Đảng đã có những khẳng định rõ ràng về vấn đề mà giáo dục phải chăm lo: “ Đổi mới phương pháp dạy học ở tất

cả các cấp bậc học, áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề…” Nhiệm vụ hiện nay của sự nghiệp giáo dục đào tạo là phải góp phần quyết định vào việc bồi dưỡng cho thế hệ trẻ tiềm năng trí tuệ, tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề để thích ứng được với thực tiễn và cuộc sống hiện tại

Muốn đổi mới phương pháp dạy học, trước hết cần phải đổi mới phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh Trong dạy học, kiểm tra đánh giá tốt sẽ phản ánh đầy đủ việc dạy của thầy và việc học của trò, người dạy hoàn thiện quá trình dạy, người học tự đánh giá lại bản thân

Thực tế ở nước ta cho thấy rằng, đa số học sinh sau khi tốt nghiệp phổ thông chưa đáp ứng được yêu cầu của cuộc sống bởi chất lượng dạy học và giáo dục còn yếu kém

Sự yếu kém do nhiều nguyên nhân, trong đó một nguyên nhân quan trọng là giáo viên đang còn xem nhẹ vấn đề kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của học sinh

Các bài kiểm tra viết được chia làm hai loại: loại trắc nghiệm tự luận và loại trắc nghiệm khách quan Đối với trắc nghiệm tự luận, đây là loại mang tính truyền thống, được sử dụng một cách phổ biến trong một thời gian dài từ trước tới nay Ưu điểm loại này là nó cho học sinh cơ hội phân tích và tổng hợp dữ kiện theo theo lời lẽ riêng của mình, nó có thể dùng để kiểm tra trình độ tư duy ở trình độ cao, nhưng hạn chế của nó cũng dễ nhận ra là nó chỉ cho khảo sát một số ít kiến thức trong thời gian nhất định Hơn nữa việc chấm điểm loại này đòi hỏi nhiều thời gian chấm bài, kết quả thì không có ngay, thiếu khách quan, khó ngăn chặn các hiện tượng tiêu cực và do đó trong một số trường hợp không xác định được thực chất trình độ nắm bài của học sinh Trong khi đó lợi thế của phương pháp trắc nghiệm khách quan có thể khảo sát trên một diện rộng, một cách nhanh chóng, khách quan chính xác Nó cho phép xử lí kết quả theo nhiều chiều từng học sinh cũng như tổng thể cả lớp học hoặc một trường học Nhưng việc biên soạn một hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan là không đơn giản, đòi hỏi sự quan tâm nhiều người, đặc biệt là các nhà giáo, phải qua nhiều thử nghiệm mất nhiều thời gian Các sách cung cấp câu hỏi trắc nghiệm về các môn học đã và đang xuất hiện nhiều trên thị trường, nhưng phần lớn không đảm bảo chất lượng Nguyên nhân quan trọng là

do cộng đồng giáo dục và trong xã hội nước ta chưa có nhiều người hiểu biết về phương pháp trắc nghiệm khách quan

Từ thực tế trên và những nhận thức thu được, đồng thời qua thực tiễn giảng dạy

môn Vật lí ở trường THPT chúng tôi lựa chọn đề tài theo hướng “ Xây dựng hệ thống

câu hỏi trắc nghiệm khách quan dùng để đánh giá kiến thức học sinh trong dạy học vật lí 11 chương “ Cảm ứng điện từ”

2 Mục đích nghiên cứu đề tài

Nghiên cứu xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan cho chương “ Cảm ứng điện từ” ở lớp 11 nâng cao nhằm đáp ứng yêu cầu của việc đánh giá kết quả học tập của học sinh THPT

3 Giả thiết khoa học

Nếu có một hệ thống câu hỏi được soạn thể một cách khoa học theo phương pháp trắc nhiệm khách quan nhiều lựa chọn, phù hợp với mục tiêu dạy học và nội dung kiến thức Vật lí chương “ Cảm ứng điện từ” của lớp 11 nâng cao THPT thì có thể đánh giá khách quan mức độ chất lượng kiến thức chương “ Cảm ứng điện từ” của học sinh góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn Vật lí ở trường THPT

4 Đối tượng nghiên cứu và nội dung nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Thực trạng sử dụng phương pháp trắc nghiệm trong việc kiểm tra đánh giá học sinh

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Nội dung kiến thức chương “ Cảm ứng điện từ” và đề tài phương pháp trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn để soạn thảo hệ thống câu hỏi nhằm kiểm tra đánh giá chất lượng kiến thức của chương

5 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của học sinh ở trường Trung học phổ thông

- Nghiên cứu cơ sở lí luận và kĩ thuật xây dựng câu hỏi trắc nghiệm khách quan

- Nghiên cứu nội dung chương trình vật lí 11 nói chung và chương “Cảm ứng điện từ” nói riêng Trên cơ sở đó xác định mức độ của mục tiêu nhận thức ứng với từng đơn

vị kiến thức mà học sinh cần đạt được

- Vân dụng cơ sở lí luận xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn chương “Cảm ứng điện từ” lớp 11 nâng cao trung học phổ thông

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận

- Phương pháp chọn lọc, phân tích, tổng hợp tài liệu

- Phương pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết

6.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Giải cụ thể các bài tập trong hệ thống bài trắc nghiệm

7.1 Đóng góp về mặt khoa học:

Đề tài nghiên cứu, hệ thống các phương pháp, cách soạn một bài trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn và sử dụng phương pháp trắc nghiệm khách quan để đánh giá kết quả học tập chương “Cảm ứng điện từ” của học sinh 11 Trung học phổ thông

8 Bố cục của luận văn:

Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục các tài liệu tham khảo, đề tài gồm 3 chương:

Chương I: Cơ sở lí luận về biên soạn các câu hỏi trắc nghiệm khách quan chương trình Vật lí 11

Chương II: Phân tích cấu trúc chương trình và phân loại bài tập chương cảm ứng điện từ

Chương III: Soạn thảo hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 nâng cao

KẾT LUẬN VÀ ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ BIÊN SOẠN CÁC CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 11

1.1 Cơ sở lí luận về về việc biên soạn câu hỏi trắc nghiệm

1.1.1 Khái niệm về phương pháp trắc nghiệm

Hiện nay, có nhiều định nghĩa khác nhau về trắc nghiệm

Theo từ điển Webster’s Collegiate cho rằng: “ Trắc nghiệm là bất cứ một loại câu hỏi hay bài tập hoặc một phương tiện nào đó để đo kỉ xảo, tri thức, trí tuệ năng lực hay tài năng của một các nhân hay nhóm”

F.S Freeman cho rằng: “ Trắc nghiệm tâm lí là một công cụ đã được chuẩn hóa dùng để đo lường khách quan một hay nhiều khía cạnh của nhân cách hoàn chỉnh qua những mẫu trả lời bằng ngôn ngữ hay phi ngôn ngữ hay bất cứ một hình thức hành vi nào khác”

Trong các định nghĩa đó, thì định nghĩa của Freeman hay hơn cả và đã được nhiều người chấp nhận vì nếu được bản chất của phương pháp trắc nghiệm đồng thời mô tả được hình thức thể hiện của trắc nghiệm điển hình, giúp chúng ta nhận diện được phương pháp trắc nghiệm

1.1.2 Đánh giá ưu điểm và nhược điểm của phương pháp trắc nghiệm

- Ưu điểm

Ưu điểm nổi bật câu hỏi trắc nghiệm giáo dục là nhanh chóng, tốn ít thời gian Soạn thảo một bài trắc nghiệm giáo dục thì công phu và lâu nhưng chấm rất nhanh và thuận lợi

Đảm bảo được tính khách quan trong việc đánh giá Đây là ưu điểm cơ bản của trắc nghiệm giáo dục Sự đánh giá đó không phụ thuộc vào quan hệ giữa người chấm thi

và thí sinh, tâm trạng của người chấm thi và các loại kích thích không ảnh hưởng đến kết quả của bài làm Trong thời gian làm trắc nghiệm, các thí sinh đều có những điều kiện khác nhau Một bài trắc nghiệm khách quan bao gồm những câu hỏi mà tất cả mọi người

giám khảo đều có thể trả lời giống nhau và các câu hỏi đó phải được định sẵn Vì vậy bài trắc nghiệm khách quan thường được chấm bằng bảng đục lỗ hay bằng máy

Ưu điểm nổi bậc thứ ba đó là khảo sát được một giới hạn rộng về nội dung của một môn học hay bài học Mặc khác, do phạm vi trí thức được kiểm tra bằng trắc nghiệm khách quan khá rộng nên có thể tránh được trường hợp học sinh may mắn “ trúng tủ”, tình trạng “học tủ”, học lệch được hạn chế, khắc phục

Thứ tư, trắc nghiệm giáo dục gây được hứng thú và tính tích cực học tập của học sinh Vì là một hình thức kiểm tra mới so với hình thức cổ truyền, và chủ yếu là tính chất “ gọn nhẹ” có kết quả tức thời của việc làm bài trắc nghiệm mà học sinh hào hứng với việc làm bài và do đó thúc đẩy được việc học tập và tự học

Có nhiều cách sắp đặt và tổ chức bài thi trắc nghiệm sao cho học sinh có thể biết được kết quả ngay sau khi làm bài xong Chẳng hạn như niêm yết những câu trả lời đúng ngay sau khi học sinh ra khỏi lớp Như vậy có thể thực hiện được tính công khai, công bằng và dân chủ

- Nhược điểm

Trước hết trắc nghiệm tâm lí nói chung và trắc nghiệm giáo dục nói riêng chỉ cho

ta biết kết quả chứ không cho ta biết quá trình dẫn đến kết quả đó Do vậy không tránh khỏi những trường hợp học sinh trả lời bằng cách đoán mò, hú họa ngẫu nhiên Các phương pháp truyền thống thì không thể làm như vậy Đây là một nhược điểm lớn cần được khắc phục Để khắc phục nhược điểm này, người ta đã tính toán các kết quả bằng cách không chỉ tính đến số lượng những câu trả lời đúng mà còn tính đến cả sự chênh lệch giữa số câu sai cũng như cả những câu trả lời đưa ra để lựa chọn

Thứ hai, trắc nghiệm chỉ tính đến những chỉ số định lượng những đặc điểm tính mà không biết đến các chỉ số định lượng được dùng để so sánh cả mức độ tri thức lẫn trí tuệ con người

Trắc nghiệm là một phương pháp dễ sử dụng nhưng lại mang tính tính khoa học rất cao và công phu trong khâu soạn thảo vì nó là phương pháp phức tạp về mặt lí thuyết

Do đó phải có đội ngũ chuyên gia có trình độ chuyên môn, có kĩ thuật soạn thảo mới làm được

Một hạn chế lớn của phương pháp này đó là: trắc nghiệm không tính đến sự phát triển của năng lực nói riêng, tâm lí nói chung Trắc nghiệm làm giảm thiểu các năng lực trí tuệ, dễ làm cho học sinh trở nên xơ cứng, máy móc, không phát triển tư duy đặc biệt

là tư duy sáng tạo

Ngoài những nhược điểm trên thì phương pháp kiểm tra bằng trắc nghiệm không

có khả năng phát triển ngôn ngữ viết, do đó giáo viên không biết được tư tưởng, tình cảm, thái độ của học sinh về vấn đề nêu ra Đây là một ngược điểm lớn cần phải được khắc phục

Trắc nghiệm có khả năng mang lại kết quả khách quan, nhưng không phải là một phương pháp vạn năng, không thể thay thế các phương pháp cổ truyền mà cần sử dụng phối hợp với chúng một cách hợp lí Cần phải đa dạng hóa các loại trắc nghiệm, chú trọng những câu hỏi mang tính tư duy, hạn chế câu hỏi tái hiện

1.1.3.Vấn đề sử dụng hiệu quả phương pháp trắc nghiêm trong kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh

- Mức độ phức tập khi viết câu hỏi và tổ hợp đề

Theo Bloom (1956) cấu trúc kết quả học tập được phân chia thành 6 mức độ nhận thức: đánh giá, tổng hợp, phân tích, áp dụng, hiểu, nhận biết Để đề thi đánh giá được các mức độ nhận thức như vậy là một vấn đề phức tạp, cho nên trong khi soạn câu hỏi trắc nghiệm cần phải chuẩn bị hàng tháng, hàng năm, phải chuẩn bị kĩ lưỡng, có thử nhiệm trước khi đưa ra sử dụng thì mới có thể đảm bảo được các mức độ nhận thức như vậy

- Phân tích và đánh giá các câu hỏi

Để đảm bảo hiệu quả sử dụng phương pháp trắc nghiệm trong kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của học sinh thì cần phải phân tích, đánh giá các câu hỏi Do không chú

ý đến việc phân tích các câu hỏi, không có thử nghiệm khi đưa ra sử dụng nên một số

bài trắc nghiệm quá dễ hoặc quá khó so với năng lực của học sinh Đề quá dễ dẫn đến kết quả làm bài của học sinh quá tốt nên bị xã hội phê phán là chạy theo thành tích, không phản ánh đúng thực lực của học sinh Đề quá khó dẫn đến kết quả làm bài của học sinh quá kém cũng bị xã hội phê phán là chất lượng giáo dục thấp Tuy nhiên đánh giá chất lượng giáo dục mà chỉ nhìn vào điểm số là cách đánh giá rất thiếu chính xác vì điểm số phụ thuộc rất nhiều vào độ khó của đề thi

1.2 Dạy học các bài tập vật lí

1.2.1 Định nghĩa bài tập vật lí trong dạy học

Trong thực tế dạy học, bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí Hiểu theo nghĩa rộng, mỗi vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài toán đối với học sinh

1.2.2 Mục đích sử dụng bài tập vật lí trong dạy học

Rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh

Phương pháp ôn tập củng cố kiến thức một cách sinh động và có hiệu quả

Rèn luyện những đức tính: tự lập, cẩn thận, kiên trì, tinh thần vượt khó

Phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức kỹ năng của học sinh

1.2.3 Phân loại bài tập vật lí:

- Bài tập định tính:

Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải, học sinh không cần phải thực hiện các phép tính phức tạp hay chỉ phải làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được Muốn giải được những bài tập định tính, học sinh phải thực hiện những phép suy luận loogic, do đó phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lí và nhận biết được

biểu hiện của chúng trong những trường hợp cụ thể Đa số các bài tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ra rong những điều kiện xác định Nhằm mục đích: tăng thêm hứng thú, phát triển óc quan sát, là phương tiện tốt để phát triển tư duy của học sinh

- Bài tập tính toán:

Bài tập tính toán là những bài tập mà muốn giải chúng, ta phải thực hiện một loạt phép tính và kết quả thu được một đáp số định lượng, tìm giá trị của một số đại lượng vật

lí Có thể chia làm hai loại: bài tập tập dượt và bài tập tổng hợp:

 Bài tập tính toán tập dượt

Bài tập tính toán tập dượt là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ đề cập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản Những bài tập này

có tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học làm cho học sinh hiểu rõ ý nghĩa của các định luật và các công thức biễu diễn chúng, sử dụng các đơn vị vật lí và thói quen cần thiết để giải bài tập phức tạp hơn

 Bài tập tính toán tổng hợp

Bài tập tính toán tổng hợp là bài tập muốn giải nó thì phải vận dụng nhiều khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức Những kiến thức cần sử dụng trong việc giải bài tập tổng hợp có thể là những kiến thức đã học trong nhiều bài trước Loại bài tập này có tác dụng đặc biệt giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các phần của chương trình vật lí, tập cho học sinh biết phân tích những hiện tượng thực tế phức tạp thành những phần đơn giản tuân theo một định luật xác định Dạng bài tập này có ưu điểm lớn là 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

Phương pháp số học: Phương pháp giải chủ yếu là phương pháp số học, tác động

ẩn số

Phương pháp đại số: Dựa trên các công thức Vật lí, lập các phương trình từ đó

giải chúng để tìm ra ẩn số

Phương pháp hình học: Khi giải dựa vào hình dạng của đối lượng, các dữ liệu

cho theo hình vẽ để vận dụng quy tắc hình học hoặc lượng giác Ví dụ: khi giải bài

toán động học, tĩnh học, tĩnh điện, quang hình học

Trong các phương pháp trên, phương pháp đại số là phương pháp phổ biến nhất, quan trọng hơn cả vì vậy cần thường xuyên quan tâm rèn luyện cho học sinh

Khi giải các bài tập tính toán người ta còn sử dụng thủ pháp logic khác nhau, cũng

có thể coi là phương pháp giải: đó là phương pháp phân tích, tổng hợp

Phương pháp phân tích: Cần chia các bài toán đã cho thành các bài toán nhỏ hơn

(phân tích) lời giải bắt đầu từ đại lượng phải tìm hoặc từ việc tìm kiếm các quy luật từ

đó cho phép tìm lời giải trực tiếp cho bài toán, khi phân tích bài toán, học sinh sẽ tìm

ra quy luật đại lượng phải tìm với đại lượng khác, quá trình tiếp tục cho tới khi tìm ra câu trả lời cuối cùng

- Bài tập thí nghiệm:

Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lí thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập, những thí nghiệm này thường là những thí nghiệm đơn giản có thể làm ở nhà, với những dụng cụ đơn giản dễ tìm hoặc dễ tự làm được Để giải các bài tập thí nghiệm, đôi khi cũng cần đến những thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải tới phòng thí nghiệm vật lí của trường phổ thông để thực hiện

Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về cả 3 mặt giáo dưỡng, giáo dục và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lí thuyết và thực tiễn Cần lưu ý rằng: trong các bài tập thí nghiệm thì 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 lí để giải các hiện tượng mới là nội dung chính của bài tập thí nghiệm

- Bài tập đồ thị:

Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để giải phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi học sinh phải biễu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trên trong bài tập bằng đồ thị Khi giải bài tập đó đòi hỏi học sinh

vẽ chính xác đồ thị biễu diễn các số liệu thực nghiệm

Ta đã biết: đồ thị là một hình thức để biểu đạt mối quan hệ giữa hai đại lượng vật lí, tương đương với cách biểu đạt bằng lời hay bằng công thức Nhiều khi nhờ vẽ được chính xác đồ thị biểu diễn các số liệu thực nghiệm mà ta có thể tìm được định luật vật lí mới Bởi vậy các bài tập luyện tập sử dụng đồ thị hoặc xây dựng đồ thị có vị trí ngày càng quan trọng trong dạy học vật lí

1.2.4 Phương pháp giải bài tập vật lí:

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

Bài tập vật lí rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phong phú gồm các bước chính sau:

a Tìm hiểu đầu bài:

- Phân biệt đâu là ẩn số, đâu là dữ liệu

- Ghi vắn tắt các điều kiện, có thể sử dụng các kí hiệu, vẽ hình hoặc sơ đồ nếu cần thiết

- Dùng các ký hiệu để tóm tắt đầu bài

b Phân tích hiện tượng:

Trước hết là nhận biết những dữ kiện cho trong đầu bài có liên quan đến những khái niệm nào, qui tắc nào, định luật nào trong vật lí Xác định được các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đầu bài, mỗi giai đoạn bị chi phối bởi những đặc tính nào, định luật nào, cần phải hình dung rõ được bản chất của hiện tượng, tránh được sự mò mẫn,

c Xây dựng lập luận:

Sử dụng hai phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp

- Phương pháp phân tích thì xuất phát từ ẩn số của bài tập, tìm ra mối quan hệ giữa

ẩn số đó với một đại lượng nào đó của một định luật đã xác định, diễn đạt bằng công thức, tiếp tục phát triển lập luận hoặc biến đổi cuối cùng tìm được một công thức chỉ chứa mối quan hệ giữa ẩn số và các dữ kiện đã cho

- Phương pháp tổng hợp thì trình tự làm ngược lại: điểm xuất phát không phải từ ẩn

số mà từ những dữ kiện của đầu bài, xây dựng lập luận hoăc biến đổi công thức diễn đạt mối quan hệ giữa các dữ kiện đã cho với các đại lượng khác để tiến dần đến công thức cuối cùng chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho

Cả hai phương pháp đều có giá trị, nhiều khi chúng bổ sung cho nhau Tuy nhiên trong giai đoạn đầu của quá trình vận dụng kiến thức để giải bài tập thì phương pháp phân tích dễ thực hiện hơn đối với học sinh vì mục tiêu của lập luận rõ ràng hơn

d Giải bài tập:

Ở bước này cần hình thành một kế hoạch giải bài toán, bổ sung các điều kiện bằng các hằng số Vật lí hoặc các bảng số liệu, phân tích các đồ thị nếu có

Chuyển đơn vị đo các đại lượng Vật lí sang hệ số SI

Tìm quy luật liên hệ các đại lượng phải tìm và các đại lượng đã cho viết ra các công thức tương ứng

Lập các phương trình dưới dạng tổng quát hoặc lắp ráp các thí nghiệm cần thiết cho việc giải toán (bài toán thí nghiệm)

Giải phương trình để tìm ẩn số (hoặc phân tích các số liệu thực nghiệm)

1.2.5 Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí:

a Việc lựa chọn bài tập:

Trong dạy học bất cứ một đề tài nào, giáo viên cần phải lựa chọn một hệ thống bài tập thỏa mãn các yêu cầu sau:

Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp ( phạm vi và số lượng các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng từ trong một đề tài đến trong nhiều đề tài, số lượng các đại lượng cho biết và các đại lượng phải tìm…) giúp học sinh nắm được các phương pháp giải các loại bài tập điển hình

Mỗi bài tập phải là một mắc 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 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 liệu, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lí, bài tập có nhiều cách giải khác nhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo những điều kiện cụ thể của bài tập mà giáo viên không nêu lên hoặc chỉ nêu lên một điều kiện nào đó mà thôi

- Bài tập giả tạo là bài tập mà nội dung không sát với thực tế, các quá trình tự nhiên được đơn giản hóa đi nhiều hoặc ngược lại có ý ghép nhiều yếu tố thành một đối tượng phức tạp để luyện tập nghiên cứu Bài tập giả tạo thường là bài tập định lượng, có tác dụng giúp học sinh sử dụng thành thạo các công thức để tính đại lượng nào đó khi biết các đại lượng khác có liên quan, mặc dù trong thực tế ta có thể đo nó được trực tiếp

- Bài tập có nội dung thực tế là bài tập đề cập đến những vấn đề có liên quan trực tiếp tới đối tượng có trong đời sống, kĩ thuật

- Bài tập luyện tập được dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng các kiến thức đã học để giải từng loại bài tập theo mẫu xác định Việc giải bài tập này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu cho học sinh luyện tập để nắm vững cách giải đối với một loại bài tập nhất định

- Bài tập sáng tạo là bài tập mà các điều kiện cho trong đầu bài không chỉ dẫn trực

phát triển tính tự lực và sáng tạo của học sinh, giúp học sinh nắm vững các kiến thức chính xác, sâu sắc và mềm dẻo

kĩ năng của học sinh

Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập mà giáo viên đã lựa chọn của học sinh thường bắt đầu bằng những bài tập định tính hay những bài tập tập dượt Sau đó học sinh sẽ giải những bài tập tính toán, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm có nội dung phức tạp hơn Việc giải những bài tập tính toán tổng hợp, những bài tập có nội dung kĩ thuật với dữ liệu không đầy đủ, những bài tập sáng tạo có thể coi là sự kết thúc việc hệ thống bài tập đã được lựa chọn cho đề tài

Cần chú ý cá biệt hóa học sinh trong việc giải bài tập vật lí, thông qua các biện pháp sau:

Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các loại đối tượng học sinh khác nhau, thể hiện ở mức độ trừu tượng của đầu bài, loại vấn đề cần giải quyết, phạm vi và tính phức hợp của các số liệu cần xử lí, loại và số lượng thao tác tư duy logic và các phép biến đổi toán học cần sử dụng, phạm vi và các mức độ các kiến thức kĩ năng cần huy động Biến đổi mức độ yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về mức độ tự lực của học sinh trong quá trình giải bài tập

1.3 Sử dụng thư viện câu hỏi và biên soạn câu hỏi theo các cấp độ tư duy

1.3.1 Thư viện câu hỏi và biên soạn câu hỏi

GV phải căn cứ vào hệ thống các chuẩn kiến thức, kỹ năng được mô tả trong ma trận đề kiểm tra để biên soạn câu hỏi và bài tập theo các cấp độ của tư duy từ dễ đến khó Đó là các kiến thức khoa học và cả phương pháp nhận thức chúng, các kỹ năng và

khả năng vận dụng vào thực tế, những thái độ, tình cảm đối với khoa học và xã hội Dưới đây ta tìm hiểu kỹ hơn về những cấp độ này trong môn Vật lí

- Cấp độ 1: Đó là những câu hỏi yêu cầu về kiến thức đạt ở mức độ nhận biết hoặc

câu hỏi yêu cầu về kỹ năng đạt ở mức độ bắt chước làm được một việc đã học, có thái

- Cấp độ 2: Đó là những câu hỏi yêu cầu về kiến thức đạt ở mức độ thông hiểu

hoặc câu hỏi yêu cầu về kỹ năng đạt được ở mức độ làm được chính xác một việc đã học, có thái độ đúng mực

Nội dung thể hiện ở việc thông hiểu thông tin, nắm bắt được ý nghĩa, chuyển tải kiến thức từ dạng này sang dạng khác, diễn giải các dữ liệu, so sánh, đối chiếu tương phản, sắp xếp thứ tự, sắp xếp theo nhóm, suy diễn các nguyên nhân, dự đoán các hệ quả Động từ mô tả yêu cầu cần đạt ở cấp độ 2 có thể quy về nhóm động từ: hiểu được, trình bày được, mô tả được, diễn giải được,

- Cấp độ 3: Đó là những câu hỏi yêu cầu về kiến thức đạt ở mức độ vận dụng cấp

độ thấp, những câu hỏi yêu cầu giải quyết vấn đề bằng những kiến thức, kỹ năng đã học đòi hỏi đến sự tư duy lôgic, phê phán, phân tích, tổng hợp, có thái độ tin tưởng

Nội dung thể hiện ở việc sử dụng thông tin, vận dụng các phương pháp, khái niệm

và lý thuyết đã học trong những tình huống khác, giải quyết vấn đề bằng những kỹ năng hoặc kiến thức đã học

Động từ mô tả yêu cầu cần đạt ở cấp độ 3 có thể quy về nhóm động từ: vận dụng được, giải thích được, giải được bài tập, làm được

- Cấp độ 4: Đó là những câu hỏi về kiến thức đạt ở mức độ vận dụng cấp độ cao,

hiểu biết của bản thân HS đòi hỏi đến sự tư duy lôgic, phê phán, phân tích, tổng hợp và

có dấu hiệu của sự sáng tạo, có thái độ tin tưởng

Nội dung thể hiện ở việc phân tích nhận ra các xu hướng, cấu trúc, những ẩn ý, các

bộ phận cấu thành, thể hiện ở việc sử dụng những gì đã học để tạo ra nhữg cái mới, khái quát hóa từ các dữ kiện đã biết, liên hệ những điều đã học từ nhiều lĩnh vực khác nhau,

dự đoán, rút ra các kết luận, thể hiện ở việc so sánh và phân biệt các kiến thức đã học, đánh giá giá trị của các học thuyết, các luận điểm, đưa ra quan điểm lựa chọn trên cơ sở lập luận hợp lý, xác minh giá trị của chứng cứ, nhận ra tính chủ quan, có dấu hiệu của sự sáng tạo

Động từ mô tả yêu cầu cần đạt ở cấp độ 4 có thể quy về nhóm động từ: phân tích được, so sánh được, giải thích được, giải được bài tập, suy luận được, thiết kế được

Sự phân loại các cấp độ là tương đối, phụ thuộc vào đặc trưng của từng môn học

và đối tượng học sinh Đó là các mức độ yêu cầu về kiến thưc, kỹ năng cần đạt của chương trình giáo dục phổ thông

Chú ý: Những câu hỏi liên quan đến các kiến thức về lý thuyết thường ở cấp độ 1,

cấp độ 2 Những câu hỏi liên quan đến bài tập, thực hành thường ở cấp độ 3, cấp độ 4 Những câu hỏi, bài tập ở cấp độ 4 thường liên quan đến sự vận dụng nhiều kiến thức, kỹ năng tổng hợp trong phạm vi kiểm tra chẳng hạn như những câu hỏi cần vận dụng các mức cao của tư duy để xử lí tình huống, giải quyết vấn đề, những câu hỏi vận dụng các kiến thức, kỹ năng đã học vào thực tiễn như các kỹ năng sống, kỹ năng giao tiếp, kỹ năng thực hành, kỹ năng giải thích các sự vật hiện tượng cũng như ứng dụng trong thế giới tự nhiên, những câu hỏi liên quan đến các vấn đề bảo vệ môi trường, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, ứng phó với sự biến đổi khí hậu và giảm thiểu thiên tai … (tùy theo môn học)

Số lượng câu hỏi và bài tập cho các chuẩn kiến thức, kỹ năng cần kiểm tra biên soạn được càng nhiều, càng chất lượng thì càng tốt

1.3.2 Hoạt động tương ứng với các cấp độ tư duy:

Phần lớn chúng ta đều cảm nhận được rằng có nhiều cấp độ tư duy khác nhau, từ hời hợt cho đến phức tạp, sâu sắc Trên cơ sở thang phân loại của Bloom và thang phân loại của Nikko, căn cứ vào các mục tiêu giáo dục, các mục đích học tập khác nhau và cấu trúc của quá trình tiếp thu, ta có thể phân loại thành tư duy thành 4 cấp độ sau đây: cấp độ 1, cấp độ 2, cấp độ 3 và cấp độ 4

Ý nghĩa quan trọng nhất của thang phân loại tư duy là nó giúp chúng ta hiểu được cấu trúc của quá trình học hỏi, tiếp thu nhận thức của HS GV cần nắm vững các cấp độ tư duy khác nhau này để kiểm tra, đánh giá tư duy (kiến thức, kỹ năng và thái độ) của HS và

mở ra cơ hội để HS biết được khả năng của mình từ đó tự phát triển các kỹ năng tư duy ở cấp độ cao hơn Chúng ta càng thúc đẩy HS vươn tới tư duy ở cấp độ cao hơn, HS càng tham gia tích cực hơn vào quá trình học tập và họ sẽ lĩnh hội tốt hơn nội dung học tập, và hiệu quả đào tạo cũng cao hơn

Bảng dưới đây đưa ra một số gợi ý về những yêu cầu kiểm tra đánh giá cho từng cấp độ

Cấp độ

1

Quan sát và nhớ lại thông tin, nhận biết

được thời gian, địa điểm và sự kiện, nhận

biết được các ý chính, nắm được chủ đề

nội dung

Liệt kê, định nghĩa, thuật lại, mô tả, nhận dạng, chỉ ra, đặt tên, sưu tầm, tìm hiểu, lập bảng kê, trích dẫn, kể tên, ai, khi nào, ở đâu v.v

Cấp độ

2

Thông hiểu thông tin, nắm bắt được ý

nghĩa, chuyển tải kiến thức từ dạng này

sang dạng khác, diễn giải các dữ liệu, so

sánh, đối chiếu tương phản, sắp xếp thứ tự,

sắp xếp theo nhóm, suy diễn các nguyên

nhân, dự đoán các hệ quả

Tóm tắt, mô tả, diễn giải, so sánh tương phản, dự đoán, liên hệ, phân biệt, ước đoán, chỉ ra khác biệt đặc thù, trình bày suy nghĩ, mở rộng, v.v

Cấp độ Sử dụng thông tin, vận dụng các phương Vận dụng, thuyết minh, tính toán,

3 pháp, khái niệm và lý thuyết đã học trong

những tình huống khác, giải quyết vấn đề

bằng những kỹ năng hoặc kiến thức đã học

hoàn tất, minh họa, chứng minh, tìm lời giải, nghiên cứu, sửa đổi, liên hệ, thay đổi, phân loại, thử nghiệm, khám phá v.v

cái mới, khái quát hóa từ các dữ kiện đã

biết, liên hệ những điều đã học từ nhiều

lĩnh vực khác nhau, dự đoán, rút ra các kết

luận

So sánh và phân biệt các kiến thức đã học,

đánh giá giá trị của các học thuyết, các

luận điểm, đưa ra quan điểm lựa chọn trên

cơ sở lập luận hợp lý, xác minh giá trị của

chứng cứ, nhận ra tính chủ quan

Có dấu hiệu của sự sáng tạo

Phân tích, phân tách, xếp thứ tự, giải thích, kết nối, phân loại, sắp xếp, chia nhỏ, so sánh, lựa chọn, giải thích, suy diễn

Kết hợp, hợp nhất, sửa đổi, sắp xếp lại, thay thế, đặt kế hoạch, sáng tạo, thiết kế, chế tạo, điều gì sẽ xảy ra nếu?, sáng tác, xây dựng, soạn lập, khái quát hóa, viết lại theo cách khác

Đánh giá, quyết định, xếp hạng, xếp loại, kiểm tra, đo lường, khuyến nghị, thuyết phục, lựa chọn, phán xét, giải thích, phân biệt, ủng

hộ, kết luận, so sánh, tóm tắt v.v

1.4 Hướng dẫn xây dựng thư viên câu hỏi và bài tập

Thư viện câu hỏi, bài tập là tiền đề để xây dựng Ngân hàng câu hỏi, phục vụ cho việc dạy và học của các thầy cô giáo và học sinh, đặc biệt là để đánh giá kết quả học tập của học sinh Trong khuôn khổ phần viết này chúng tôi nêu một số vấn đề về Xây dựng Thư viện câu hỏi và bài tập trên mạng internet

Mục đích của việc xây dựng Thư viện câu hỏi, bài tập trên mạng internet là nhằm cung cấp hệ thống các câu hỏi, bài tập có chất lượng để giáo viên tham khảo trong việc xây dựng đề kiểm tra nhằm đánh giá kết quả học tập của học sinh theo chuẩn kiến thức, kĩ năng

của chương trình giáo dục phổ thông Các câu hỏi của thư viện chủ yếu để sử dụng cho các loại hình kiểm tra: kiểm tra thường xuyên và kiểm tra định kì; dùng cho hình thức luyện tập và ôn tập Học sinh có thể tham khảo Thư viện câu hỏi, bài tập trên mạng internet để tự kiểm tra, đánh giá mức độ tiếp thu kiến thức và năng lực học; các đối tượng khác như phụ huynh học sinh

và bạn đọc quan tâm đến giáo dục phổ thông tham khảo

Trong những năm qua một số Sở GDĐT, phòng GDĐT và các trường đã chủ động xây dựng trong website của mình về đề kiểm tra, câu hỏi và bài tập để giáo viên và học sinh tham khảo Để Thư viện câu hỏi, bài tập của các trường học, của các sở GDĐT, Bộ GDĐT ngày càng phong phú cần tiếp tục tổ chức biên soạn, chọn lọc câu hỏi, đề kiểm tra

có phần gợi ý trả lời; qui định số lượng câu hỏi và bài tập, font chữ, cỡ chữ; cách tạo file của mỗi đơn vị

Trên cơ sở nguồn câu hỏi, bài tập từ các Sở và các nguồn tư liệu khác Bộ GDĐT

đã và đang tổ chức biên tập, thẩm định, đăng tải trên website của Bộ GDĐT và hướng dẫn

để giáo viên và học sinh tham khảo sử dụng

Để xây dựng và sử dụng thư viện câu hỏi và bài tập trên mạng internet đạt hiệu quả tốt nên lưu ý một số vấn đề sau:

a Về dạng câu hỏi

Nên biên soạn cả 2 loại câu hỏi, câu hỏi dạng tự luận và câu hỏi trắc nghiệm khách quan (nhiều lựa chọn, điền khuyết, đúng sai, ghép đôi ) Ngoài các câu hỏi đóng (chiếm

đa số) còn có các câu hỏi mở (dành cho loại hình tự luận), có một số câu hỏi để đánh giá

kết quả của các hoạt động thực hành, thí nghiệm

b Về số lượng câu hỏi

Số câu hỏi của một chủ đề của chương trình giáo dục phổ thông (GDPT) tương ứng

với một chương trong SGK, bằng số tiết của chương đó theo khung phân phối chương trình nhân với tối thiểu 5 câu/1 tiết Hàng năm tiếp tục bổ sung để số lượng câu hỏi và bài tập ngày càng nhiều hơn

Đối với từng môn tỷ lệ % của từng loại câu hỏi so với tổng số câu hỏi, do các bộ môn bàn bạc và quyết định, nên ưu tiên cho loại câu hỏi trắc nghiệm nhiều lựa chọn và câu hỏi tự luận

Đối với các cấp độ nhận thức (nhận biết, thông hiểu, vận dụng) thì tuỳ theo mục

tiêu của từng chủ đề để quy định tỉ lệ phù hợp đối với số câu hỏi cho từng cấp độ, nhưng cần có một tỉ lệ thích đáng cho các câu hỏi vận dụng, đặc biệt là vận dụng vào thực tế Việc xác định chủ đề, số lượng và loại hình câu hỏi nên được xem xét trong mối quan hệ chặt chẽ với khung phân phối chương trình, các chương, mục trong sách giáo khoa, quy định về kiểm tra định kì và thường xuyên

Số lượng câu hỏi tuỳ thuộc vào số lượng của các chủ đề, yêu cầu về chuẩn KT, KN của mỗi chủ đề trong chương trình GDPT

Mỗi môn cần thảo luận để đi đến thống nhất về số lượng câu hỏi cho mỗi chủ đề

c Yêu cầu về câu hỏi

Câu hỏi, bài tập phải dựa vào chuẩn kiến thức kĩ năng của chương trình GDPT do

Bộ GDĐT ban hành, đáp ứng được yêu cầu về: lí thuyết, thực hành, kĩ năng của một môn học hoặc tích hợp nhiều môn học Các câu hỏi đảm bảo được các tiêu chí đã nêu ở Phần thứ nhất

Thể hiện rõ đặc trưng môn học, cấp học, thuộc khối lớp và chủ đề nào của môn học Nội dung trình bày cụ thể, câu chữ rõ ràng, trong sáng, dễ hiểu

Đảm bảo đánh giá được học sinh về cả ba tiêu chí: kiến thức, kỹ năng và thái độ

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH VÀ PHÂN LOẠI

BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 2.1 Phân tích nội dung và cấu trúc chương trình vật lí 11 phổ thông trung học ở

chương “ Cảm ứng điện từ”

2.1.1 Tổng quan lí thuyết:

a Từ thông

- Khái niệm:

Giả sử có một mặt phẳng diện tích S được đặt trong từ

trường đều 𝐵⃗ ( như hình 1.1).Vẽ vecto pháp tuyến 𝑛⃗ của S,

chiều của 𝑛⃗ có thể chọn tùy ý Góc hợp bởi 𝐵⃗ và 𝑛⃗ kí hiệu là α

Tuy nhiên, để đơn giản, sau này ta qui ước là nếu không

có những điều kiện bắt buộc đối với chiều của 𝑛⃗ thì ta chọn

chiều của vecto 𝑛⃗ sao cho α là góc nhọn

Với quy ước đó, Φ là đại lượng dương

- Ý nghĩa của từ thông:

Trong công thức (1) nếu α = 0 thì Φ = BS Lấy S = 1 thì Φ = B Đẳng thức này gợi ý

ta đưa ra quy định là vẽ các đường sức từ sao cho số đường sức từ xuyên qua một đơn vị

Hình 1.1

Hình 1.2 Các đường sức từ xuyên qua diện tích S

diện tích đặt vuông góc với đường sức thì bằng trị số của cảm ứng từ B Nếu vậy, từ thông bằng số đường sức từ xuyên qua diện tích S đặt vuông góc với đường sức

Vì vậy, người ta dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó Đó là ý nghĩa của từ thông

- Đơn vị của từ thông

Đơn vị của từ thông là vebe, kí hiệu là Wb

1WB = 1 T.1m2

b Hiện tượng cảm ứng điện từ:

- Dòng điện cảm ứng: Dòng điện xuất hiện khi có sự biến đổi từ thông qua một mạch điện kín gọi là dòng điện cảm ứng

- Suất điện động cảm ứng: Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch kín thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng

- Chiều dòng điện cảm ứng Định luật Len-xơ:

Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó

- Định luật Fa- ra-đây về cảm ứng điện từ:

Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông

Trong hệ SI: ec ( V ), ΔΦ (Wb), Δt (s)

Nếu khung dây có N vòng dây:

t N

Φ là từ thông gửi qua diện tích giới hạn bởi một vòng dây

c Suất điện động cảm ứng trong đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường:

- Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường:

Khi một đoạn dây dẫn chuyển động tịnh tiến với vận tốc v trong một

từ trường đều 𝐵⃗ không song song với các đường sức từ, thì trong đoạn

dây dẫn đó xuất hiện suất điện động cảm ứng có chiều tuân theo quy tắc

bàn tay phải và có độ lớn tính bởi:

e = B.l.v.sinθ

Trong đó vr và Bur cùng vuông góc với đoạn dây và θ là góc giữa Bur

và vr

- Quy tắc bàn tay phải:

Áp dụng qui tắc bàn tay phải để xác định các cực của nguồn điện cảm ứng

Đặt bàn tay phải duỗi thẳng để cho các đường cảm ứng từ (vectơ Bur ) hướng vào lòng bàn tay, ngón tay cái choãi ra chỉ chiều chuyển động của dây dẫn, khi đó chiều từ

cổ tay đến ngón tay giữa là chiều đi qua nguồn tương đương từ cực âm sang cực dương

Chiều của dòng điện cảm ứng chạy trên đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường (khi đoạn dây là một phần của mạch kín) cũng được xác định bằng quy tắc bàn tay phải

- Biểu thức suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn:

- Ứng dụng của dòng điện Fu-co

 Một vài ứng dụng dòng Fu-cô

Hãm chuyển động: nhất là chuyển động quay của một bộ phận nào đó trong một

số thiết bị máy móc hay dụng cụ như cân đồng hồ, tác dụng hãm của dòng Fu-co trong phanh điện từ ở các xe có tải trọng lớn, dùng trong công tơ điện…

 Một vài ví dụ về trường hợp dòng Fu-co có hại:

- Làm nóng động cơ, gây hỏng máy

- Chống lại sự quay của động cơ , làm giảm công suất của động cơ

 Cách khắc phục:

Để giảm tác dụng có hại của dòng Fu-co, người ta không dùng lõi sắt khối liền, mà dùng những lá thép silic mỏng có phủ lớp sơn cách điện ghép sát với nhau Ngoài ra những lá mỏng này lại được đặt song song với đường sức từ Làm như vậy điện trở của lõi sắt đối với dòng Fu-co tăng lên, và làm giảm cường độ của nó một cách đáng kể

- Hiện tượng tự cảm:

Khi dòng điện chạy trong một mạch kín thì có từ thông do chính dòng điện này gửi qua mạch kín đó Nếu cường độ dòng điện trong mạch điện biến thiên thì từ thông qua mạch cũng biến thiên và trong mạch sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng Hiện tượng trên là hiện tượng cảm ứng điện từ

Vậy hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra gọi là hiện tượng tự cảm

Trong đó: Δi là độ biến thiên cường độ dòng điện trong mạch trong thời gian Δt;

L là hệ số tự cảm ( hay độ tự cảm) của mạch đó có giá trị tùy thuộc vào hình dạng và kích thước của mạch, có đơn vị là henri (H)

Từ thông tự cảm qua mạch có dòng điện i: Φ = Li

Độ tự cảm của ống dây dẫn dài (solenoid); có chiều dài l và số vòng dây N:

S N V

n L

2 7 2

7

.10 4

10

Trong đó n là số vòng dây trên đơn vị dài của ống, V là thể tích của ống

Nếu ống dây có lõi là vật liệu sắt từ có độ từ thẩm  thì

l

S N L

2 7

.10 4

 

f Năng lượng từ trường:

- Năng lượng của ống dây có dòng điện I, độ tự cảm L:

- Năng lượng từ trường:

Năng lượng từ trường của ống dây dẫn có độ tự cảm L và có dòng điện I chạy qua:

- Mật độ năng lượng từ trường là:



2.2 Các chuẩn môn học (theo chuẩn của bộ GD-ĐT ban hành)

2.2.1 Chuẩn kiến thức, kĩ năng:

- Viết được công thức tính

từ thông qua một diện tích

và nêu được đơn vị đo từ

thông

- Nêu được các cách làm

biến đổi từ thông

- Phát biểu được định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện

từ, định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng

đều mang năng lượng

- Làm được thí nghiệm về hiện

tượng cảm ứng điện từ

- Tính được suất điện động cảm ứng trong trường hợp từ

thông qua một mạch kín biến đổi đều theo thời gian

- Xác định được chiều của dòng điện cảm ứng theo định

luật Len-xơ

- Tính được suất điện động tự cảm trong ống dây khi dòng

điện chạy qua nó có cường

độ biến đổi đều theo thời gian

2.2.2 Mục tiêu chi tiết:

điện cảm ứng

được định luật Faraday,định

luật lentz

-Hiểu được mục đích của các thí nghiệm về sự biến thiên của

từ trường

-Nêu được 2 cách làm biến

e c





xác định suất

vòng

-Vận dụng công thức :BScos để giải bài tập khi ta thay đổi các góc 

phải

được biểu thức suất điện động cảm ứng trong

đoạn dây

nguyên tắc ,cấu tạo và hoạt động của máy

phát hiện

-Thiết lập được biểu thức xác định suất điện động cảm ứng trong đoạn dây

động trong từ trường

- Hiểu được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện

- Hiểu được bản chất của sự xuất hiện dòng điện cảm ứng trong đoạn dây

vuông góc với B

-Vận dụng thành thạo quy tắc bàn tay phải

để áp dụng vào việc

giải bài tập

-Vận dụng công thức vừa thiết lập (ở phần vận dụng bậc 1) để xác định rõ các đại lượng thông qua một

số bài tập năng cao

-Vận dụng trường hợp 2 (trường hợp khi

v

và B

cùng vuông góc với đoạn dây ,đồng thời v

hợp với

B

một góc ) để giải bài tập nâng cao khi

ta thay đổi góc 

điện Fu-Cô?

-Nêu lên được cái lợi và cái hại của dòng

điện Fu-Cô

-Nêu được một

số tác dụng của dòng điện Fu-

Cô

- Hiểu được

sinh ra dòng Fu-cô

- Hiểu được các tác dụng của dòng Fu-cô và cách khắc phục

khắc phục

-.Vận dụng dòng

Fu-Cô để chế tạo một số thiết bị có lợi như phanh xe đạp,một số thiết bị ở máy móc

đơn giản

-Tìm hiểu rõ các tác hại của dòng Fu-Cô

và đưa ra cách khắc

phục

- Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm

- Viết được công

được kết quả thí nghiệm về hiện tượng tự cảm khi đóng và

tính hệ số tự cảm và biểu

-Vận dụng biểu thức xác định suất điện động tự cảm và biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài (vừa

- Nêu được độ

tự cảm là gì và đơn vị đo độ tự cảm

- Viết được biểu thức tính

hệ số tự cảm của một ống dây dài dặt

tự cảm và biểu thức tính hệ số

tự cảm của ống

dây dài

điện động tự cảm để giải một số bài

không có lõi sắt và có lõi

sắt

thiết lập ở phần thông hiểu) để giải một số

bài tập khó hơn

-Vận dụng biểu thức suất điện động tự cảm cho cả hai trường hợp (vừa thiết lập ở vận dụng bậc 1) để giải một số bài tập nâng

mà là do ống dây cung cấp

này được tích lũy trong ống

từ trường

-So sánh sự tương quan giữa các đại lượng trong biểu thức năng lượng từ trường và biểu thức

trường

-Vận dụng công thức năng lượng từ trường trong một ống dây dài

và biểu thức mật độ

năng lượng từ trường

và biểu thức tính năng lượng

từ trường

Và biểu thức mật độ năng

108

1

B w





đúng cho cả trường hợp từ

để giải quyết một số bài

tập đơn giản

(vừa thiết lập ở phần vận dụng bậc 1) để giải một số bài tập

nâng cao

2.3 Phân loại bài tập chương “Cảm ứng điện từ” vật lí 11 nâng cao

DẠNG I:XÁC ĐỊNH TỪ THÔNG, ĐỘ BIẾN THIÊN TỪ THÔNG, CẢM ỨNG TỪ

XUẤT HIỆN TRONG KHUNG DÂY DẪN

 Từ thông  qua một diện tích S, giới hạn bởi một vòng dây kín phẳng C, đặt trong

từ trường đều có cảm ứng từ urB là một đại lượng có biểu thức

XÁC ĐỊNH CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG DỰA VÀO ĐỊNH LUẬT LENZT

DẠNG 3:

TÍNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG DỰA VÀO ĐỊNH LUẬT FARA-DAY

DẠNG 4:

SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG XUẤT HIỆN TRONG ĐOẠN DÂY DẪN CHUYỂN ĐỘNG CẮT CÁC ĐƯỜNG SỨC TỪ

DẠNG 5:

DÒNG ĐIỆN DU-CÔ

DẠNG 6:

HIỆN TƯỢNG

TỰ CẢM

DẠNG 7:

NĂNG LƯỢNG

TỪ TRƯỜNG

 α = 900 : các đường sức từ không qua mặt (S) ⇒ Φ = 0

Bài tập:

Câu 1.1.A: chọn phát biểu sai khi nói về từ thông:

A.Từ thông là một đại lượng luôn dương vì nó tỉ lệ với đường sức từ đi qua diện tích có

từ thông

B Từ thông là đại lượng vô hướng

C Từ thông có thể dương, âm hoặc bằng không

D Đơn vị của từ thông là Wb = Tm2

Câu 1.2.A : Đơn vị của từ thông là:

A.Tesla(T) B.Ampe (A) C.Veebe (Wb) D.Vôn (V)

PHÂN TÍCH:

Mục đích nhằm kiểm tra sự nhận biết đơn vị từ thông của học sinh

Học sinh đã học về khái niệm từ thông, biểu thức tính từ thông BScos.vì vậy phải nhớ

được đơn vị của từ thông là Wb Vì vậy đáp án đúng là C

Câu 1.3.B: Một vòng dây phẳng giới hạn, diện tích S = 5cm2 đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,4T; B hợp với pháp tuyến n của mặt phẳng vòng dây một góc α = 600 Tính từ thông qua S

A.10-4 Wb B 2.10-4 Wb C 3.10-4 Wb D 4.10-4 Wb

TÓM TẮT:

S = 5 cm2 = 5.10-4 m2, B = 0,4 T

Từ thông qua mặt S: Φ = BScosα = 0,4.5.10-4.0,5 = 10-4 (Wb)

Vậy đáp án chọn A

Câu 1.4.C: Một khung dây hình tròn có đường kính 10cm Cho dòng điện có cường độ

20A chạy trong dây dẫn Tính Cảm ứng từ B do dòng điện gây ra tại tâm của khung dây

và Từ thông xuyên qua khung dây

cũ trong chương từ trường để áp dụng tính cảm ứng từ

Để tính cảm ứng từ ta áp dụng được công thức sau:

R I

B2.107 (*)

Trong đó: B là cảm ứng từ do dòng điện gây ra tại tâm khung dây có đơn vị là (Tesla), I là dòng điện chạy trong khung dây có đơn vị là (Ampe), R là bán kính của khung dây tròn

có đơn vị là (mét)

Thay các số liệu bài cho vào công thức (*) ta có:

4 2

7 7

10.51,210.5

20.10.2.10

Câu 1.5.D: Khung dây dẫn hình chữ nhật MNPQ gồm N=20 vòng

dây, diện tích mỗi vòng dây là 6 2

trục ( ) thẳng đứng như hình vẽ 1.1 Khung dây đặt trong một từ

trường đều có vectơ cảm ứng từ B nằm ngang hợp với pháp tuyến

dây theo chiều kim đồng hồ quanh trục  một góc 1800.Tính độ

biến thiên từ thông qua khung dây

Mục đích nhằm kiểm tra mức độ vận dụng công thức tính từ thông ở vị trí đầu và vị

trí sau khi khung quay, từ đó tính được độ biến thiên từ thông

Để tính được độ biến thiên từ thông qua khung dây, học sinh phải áp dụng được

công thức sau: NBScos

Từ thông khi khung dây ở vị trí ban đầu: 1NBScos

Từ thông sau khi khung dây quay:

2 NBScos( )NBScos1

Suy ra độ biến thiên từ thông là:

21212NBScos2.20.0,2.6.104.cos300 4.103

Vậy độ biến thiên từ thông là:    4 . 103(Wb)

Dấu trừ chỉ chiều dòng điện cảm ứng

Vì vậy chọn đáp án C

Câu 1.6.D: Một khung dây hình tròn có diện tích S=15cm2 , gồm 20

vòng dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B hợp với pháp tuyến

của mặt phẳng khung dây một góc 300 như hình 1.2 Cho biết B=0,04

T Tính độ biến thiên từ thông qua khung dây khi quay khung dây

Mục đích nhằm kiểm tra sự vận dụng bậc cao học sinh về công thức tính độ biến

thiên từ thông trong khung dây tròn

Hình 1.2

Để tính độ biến thiên từ thông, ta cần biết từ thông lúc sau và từ thông lúc đầu Sau

đó, tính độ biến thiên từ thông bằng công thức: ∆𝛷 = 𝛷2− 𝛷1

Một điều cần chú ý là diện tích đây là diện tích của cả N vòng dây (vì từ đường sức

từ đ qua cả N vòng này nên ta tính từ thông là từ thông qua cả N vòng dây)

Các bước để xác định chiều của dòng điện cảm ứng:

Bước 1: Nhận xét sự biến thiên của từ thông khi cho nam châm ( vòng dây) dịch chuyển lại gần hay ra xa vòng dây ( nam châm) ( tăng hay giảm)

Bước 2: Sau khi xác định sự biến thiên từ thông ta có thể xác định được B c dựa vào định luật Lenzt