Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo dạy học chương “điện học” vật lý 9 trung học cơ sở

Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Điện học” trong dạy học thì có thể bồi dưỡng được năng lực sáng tạo cho học sinh.. Tư duy Vật lý “Tư duy

ĐẶNG THỊ HỒNG MẾN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐIỆN HỌC”

VẬT LÝ 9 TRUNG HỌC CƠ SỞ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGHỆ AN - 2017

ĐẶNG THỊ HỒNG MẾN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐIỆN HỌC”

VẬT LÝ 9 TRUNG HỌC CƠ SỞ

Chuyên ngành:: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lý

Mã số: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC

NGHỆ AN - 2017

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiêu, khoa Sau đại học, khoa Vật

Lý và Bộ môn phương pháp giảng dạy Vật Lý trường Đại học Vinh

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyễn Đình Thước là người trực tiếp hướng dẫn, động viên, giúp đỡ trong suốt thời gian tác giả thực hiện nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu và các giáo viên trong tổ chuyên môn Toán - Lý trường THCS Quang Trung - TP Vinh - Nghệ An đã tạo điều kiện cho tác giả tiến hành thực nghiệm sư phạm đề tài

Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến gia đình, bạn bè và người thân đã luôn ủng hộ, luôn bên canh giúp đỡ, động viên tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng nhưng trong luận văn vẫn không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, tác giả rất mong nhận được những lời góp ý, hướng dẫn của các thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp để luận văn này thêm hoàn thiện hơn Xin chân thành cảm ơn

Đặng Thị Hồng Mến

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG, ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ v

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Giả thuyết khoa học 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Đóng góp mới của đề tài 3

8 Cấu trúc luận văn 4

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 5

1.1 Tư duy - Tư duy Vật lý 5

1.1.1 Tư duy 5

1.1.2 Tư duy Vật lý 9

1.2 Năng lực - Năng lực sáng tạo 11

1.2.1 Năng lực 11

1.2.2 Năng lực sáng tạo 12

1.2.3 Năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học Vật lý 12

1.3 Bài tập sáng tạo 14

1.3.1 Khái niệm 14

1.3.2 Bài tập sáng tạo theo các dấu hiệu nhận biết 15

1.3.3 Sử dụng bài tập sáng tạo 17

1.4 Thực trạng sử dụng bài tập sáng tạo về Vật lý ở trường THCS 18

1.4.1 Thực trạng 18

1.4.2 Nguyên nhân 19

1.4.3 Đề xuất 19

Kết luận chương 1 20

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO

CHƯƠNG “ĐIỆN HỌC” VẬT LÝ 9 THCS 21

2.1 Phân tích chương trình chương "Điện học" Vật lý 9 THCS 21

2.1.1 Vị trí 21

2.1.2 Mục tiêu dạy học của chương "Điện học" 21

2.1.3 Logic trình bày kiến thức chương "Điện học" 22

2.2 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo 24

2.2.1 Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi 24

2.2.2 Bài tập thí nghiệm Vật lý 44

2.2.3 Bài tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện 46

2.2.4 Bài tập nghịch lý và ngụy biện 47

2.2.5 Bài toán hộp đen 55

2.2.6 Bài toán có nhiều cách giải 58

2.3 Thiết kế một số tiến trình dạy học trong chương "Điện học" 62

2.3.1 Giáo án bài tập sử dụng bài tập sáng tạo 62

2.3.2 Giáo án thực hành sử dụng bài tập sáng tạo 68

2.3.3 Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi sử dụng bài tập sáng tạo 71

Kết luận chương 2 80

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 83

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 83

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 83

3.3 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 83

3.4 Diễn biến thực nghiệm sư phạm 84

3.5 Kết quả thực nghiệm sư phạm 84

3.5.1 Đánh giá định tính 84

3.5.2 Đánh giá định lượng 84

Kết luận chương 3 92

KẾT LUẬN CHUNG 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 PHỤ LỤC

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG, ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ

Trang

Sơ đồ:

Sơ đồ 2.1 Logic trình bày kiến thức chương "Điện học" 23

Bảng: Bảng 3.1 Kết quả bài kiểm tra lớp ĐC (9B) 85

Bảng 3.2 Kết quả bài kiểm tra lớp TN (9C) 86

Bảng 3.3 Bảng thống kê điểm số 87

Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất 88

Bảng 3.5 Bảng phân phối tần suất tích lũy 89

Bảng 3.6 Bảng thông số thống kê 90

Đồ thị: Đồ thị 3.1 Đồ thị phân phối tần suất 88

Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất tích lũy 89

Biểu đồ: Biểu đồ 3.1 Biểu đồ phân phối tần suất 88

Biểu đồ 3.2 Biểu đồ phân phối tần suất tích lũy 89

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong những thâ ̣p niên gần đây đổi mới giáo du ̣c đào ta ̣o là xu thế toàn cầu

Vào những thâ ̣p niên cuối của thế kỷ XX, khoa học và công nghệ trên thế giới phát triển như vũ bão ta ̣o ra những bước tiến nhảy vọt, đă ̣c biê ̣t trong các lĩnh vực điện tử - viễn thông, tin học và công nghê ̣ thông tin Những thành tựu của

sự phát triển này đã tác động ma ̣nh mẽ đến mo ̣i mặt của đời sống xã hội trong từng quốc gia và trên pha ̣m vi toàn cầu, trong đó có giáo dục Để diễn đa ̣t bước ngoặt trong tiến trình phát triển của nhân loa ̣i người ta đã nói đến mô ̣t thời đa ̣i tin học với sự bùng nổ thông tin và công nghê ̣ đổi mới nhanh đến mức chóng

mặt Đó chính là nền tảng khoa ho ̣c - công nghê ̣ của quá trình toàn cầu hóa và sự phát triển của kinh tế tri thức Những chuyển biến hết sức ma ̣nh mẽ này đã làm thay đổi, nếu không nói là đảo lô ̣n nhiều triết lý, quan niê ̣m, phương thức tổ chứ c và hoa ̣t đô ̣ng của hầu hết các lĩnh vực mà trước hết và chủ yếu la ̣i chính là giáo du ̣c và đào ta ̣o Muốn làm được điều đó, phải bàn tới việc đổi mới các phương pháp dạy học nói chung, trong dạy học Vật lý nói riêng

Gần đây, nhiều tài liệu Tiếng Việt thường bàn đến phương pháp dạy học tích cực Trong đó, bài tập sáng tạo là một trong những công cụ đắt giá, giúp chúng ta nâng cao hiệu quả dạy học, phát huy tính sáng tạo của người học, đó là điều mà nền giáo dục chúng ta muốn hướng tới Khái niệm này dù đã có nhiều nhà nghiên cứu đưa ra song chưa hoàn thiện và thống nhất

Một thực tế cho thấy, đa số các giáo viên đều cứng nhắc trong việc đưa ra những bài tập mẫu, bài tập điển hình trong các tiết dạy trên lớp Những bài tập

đó thông thường là những bài toán có trong sách giáo khoa hoặc có hơn cũng chỉ

là bài toán Vật lí trong sách bài tập, chưa đủ để rèn chuyện cho các em tính sáng tạo, linh hoạt khi có sự thay đổi Mặt khác, các em thường ít chịu khó trong việc

tự học, tự tìm tòi nếu không có sự giao nhiệm vụ hay bắt buộc của giáo viên

Chính vì thế mà học sinh dần quen với cách học thụ động, rập khuôn nên khi gặp phải những bài tập khó, bài tập khác dạng quen thuộc thì các em tỏ ra lúng túng, bất lực Lâu dần hình thành những con người thụ động, thiếu tính linh hoạt trong mọi việc

Chương “Điện học” là một chương rất quan trọng trong chương trình Vật

lý 9 trung học cơ sở Lượng bài tập ở chương này rất nhiều và khó, hầu hết học sinh đều gặp khó khăn trong việc giải bài tập

Với những lý do trên, tôi chọn đề tài: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài

tập sáng tạo dạy học chương “Điện học” Vật lý 9 trung học cơ sở

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo dạy học chương “Điện học” Vật lý 9 nhằm bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu của đề tài

- Quá trình dạy học Vật lý ở trường THCS

- Bài tập sáng tạo Vật lý

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Chương “Điện học” Vật lý 9 - THCS

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Điện học” trong dạy học thì có thể bồi dưỡng được năng lực sáng tạo cho học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận về sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học Vật

lý ở trường phổ thông

5.2 Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Điện học” Vật lý 9, nội dung dạy học chương - cơ sở Vật lý cho việc xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dạy học chương “Điện học”

5.3 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Điện học”

5.4 Đề xuất các phương án dạy học sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo đã xây dựng nhằm nâng cao hiệu quả, chất lượng dạy học Vật lý

5.5 Thực nghiệm sư phạm các phương án dạy học đã thiết kế

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Đọc các tài liệu tham khảo để xây dựng cơ sở lý luận của đề tài

6.2 Phương pháp quan sát, phương pháp điều tra

Điều tra thực trạng dạy học chương “Điện học” ở trường THCS

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Thực nghiê ̣m sư pha ̣m ở trường trung ho ̣c cơ sở để kiểm chứng giả thiết khoa học và đánh giá tính khả thi kết quả nghiên cứu của đề tài

6.4 Phương pháp thống kê toán học

Xử lý kết quả điều tra, kết quả thực nghiệm sư phạm bằng công cụ toán học thống kê

7 Đóng góp mới của đề tài

8 Cấu trúc luận văn

Luận văn có cấu trúc 3 phần:

* Mở đầu

* Nội dung

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về sử dụng bài tập sáng tạo dạy học Vật lý ở trường phổ thông

1.1 Tư duy - Tư duy Vật lý

1.2 Năng lực - Năng lực sáng tạo

2.1 Phân tích chương trình chương "Điện học" Vật lý 9 THCS

2.2 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo

2.3 Thiết kế một số tiến trình dạy học trong chương "Điện học"

Kết luận chương 2

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm

3.3 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

3.4 Diễn biến thực nghiệm sư phạm

3.5 Kết quả thực nghiệm sư phạm

Kết luận chương 3

* Kết luận chung

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO

DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

1.1 Tư duy - Tư duy Vật lý

1.1.1 Tư duy

a) Khái niệm tư duy

Có thể hiểu về tư duy như sau: “Tư duy là giai đoạn cao của quá trình nhận thức đi sâu vào bản chất và phát hiện ra tính quy luật của sự cân bằng những hình thức như: biểu tượng, khái niệm, phán đoán và suy lí” [10, tr.1]

b) Đặc điểm của tư duy [10, tr.2 - 3]

“- Tính có vấn đề của tư duy: Khi gặp những hoàn cảnh, những tình huống mà vốn hiểu biết đã có, phương pháp hành động đã biết của con người không đủ giải quyết, lúc đó con người rơi vào hoàn cảnh có vấn đề (hay còn gọi là tình huống có vấn đề) Khi ấy, con người phải vượt ra khỏi phạm vi hiểu biết và đi tìm kiến thức, con đường giải quyết (đi tìm cái mới) hay nói con người phải tư duy

- Tính khái quát của tư duy: Tư duy có khả năng khám phá những thuộc tính chung, những mối liên hệ, quan hệ có tính quy luật của hàng loạt sự vật, hiện tượng Do vậy, tư duy có tính khái quát

- Tính gián tiếp của tư duy: Ở mức độ nhận thức cảm tính, con người phản ánh trực tiếp sự vật, hiện tượng bằng giác quan của mình và cũng chỉ có những hình ảnh cảm tính về các sự vật, hiện tượng đó Trong tư duy của con người phản ánh thế giới một cách gián tiếp, phản ánh bằng ngôn ngữ

- Tư duy có quan hệ trực tiếp với ngôn ngữ: Ngôn ngữ được xem là phương tiện của tư duy Trong quá trình tư duy nhờ sự tham gia của hệ thông tin ngôn ngữ

mà con người tiến hành thao tác tư duy Cuối cùng, sản phẩm của quá trình tư duy là những khái niệm, phán đoán, suy lý,… được biểu đạt bằng từ ngữ, câu, v.v…

- Tư duy có quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính: Tư duy và nhận thức cảm tính thuộc hai mức độ nhận thức khác nhau nhưng không tách rời nhau, có mối quan hệ chặt chẽ, bổ sung cho nhau, chi phối lẫn nhau Trong hoạt động nhận thức, nói chung nhận thức cảm tính bao giờ cũng có tư duy trừu tượng, tựa

hồ như làm thành chỗ dựa cho tư duy Ngược lại, tư duy và kết quả của nó chi phối khả năng phản ánh của cảm giác và tri giác, làm cho khả năng cảm giác của con người mang tính lựa chọn, tính ý nghĩa.”

c) Tư duy như một quá trình và tư duy như một hoạt động [10, tr.3]

“Tư duy như một quá trình: Tư duy xuất hiện như một quá trình theo quy

luật diễn biến của nó Quá trình này có các giai đoạn kế tiếp nhau

Giai đoạn 1: Xác định vấn đề, biểu đạt nó thành khái niệm tư duy Khi gặp tình huống (hoàn cảnh) có vấn đề, chủ thể phải ý thức được đó là tình huống có vấn đề đối với bản thân, phải phát hiện ra mâu thuẫn chứa đựng trong tình huống đó, tạo ra nhu cầu cần phải giải quyết vấn đề, tìm thấy những tri thức đã

có bằng kinh nghiệm cá nhân có liên quan đến vấn đề, sử dụng các tri thức đó vào giải quyết vấn đề, từ đó đề ra nhiệm vụ tư duy

Giai đoạn 2: Huy động các tri thức, vốn kinh nghiệm của bản thân có liên quan đến vấn đề, làm xuất hiện trong bộ não chủ thể tư duy những mối liên tưởng xung quanh vấn đề, từ đó đề ra nhiệm vụ tư duy

Giai đoạn 3: Sàng lọc những liên tưởng, gạt bỏ những cái không cần thiết, hình thành giả thuyết có vấn đề có thể có

Giai đoạn 4: Hình thành cách giải quyết vấn đề, nếu giả thuyết sai thì phủ định lại nó để hình thành giả thuyết mới, nếu giả thuyết được khẳng định thì chuyển sang giai đoạn 5

Giai đoạn 5: Giải quyết vấn đề đi đến kết quả, kiểm tra lại kết quả.”

d) Các thao tác tư duy cơ bản [6], [10]

“Quá trình tư duy gồm các thao tác trí tuệ hay còn gọi là các thao tác tư duy; có các thao tác tư duy cơ bản như: phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng, khái quát hóa,…

Phân tích: là dùng trí óc tách đối tượng tư duy thành những thuộc tính, những bộ phận, các mối liên hệ để nhận thức đối tượng được sâu sắc hơn

Tổng hợp: là dùng trí óc đưa ra những thuộc tính, những thành phần đã được phân tích vào thành một chỉnh thể giúp chúng ta nhận thức đối tượng được bao quát hơn

Phân tích và tổng hợp có quan hệ mật thiết với nhau, bổ sung cho nhau trong một quá trình tư duy thống nhất Phân tích là cơ sở của tổng hợp, tổng hợp diễn ra trên cơ sở phân tích

So sánh: là dùng trí óc để xác định sự giống nhau, khác nhau giữa các sự vật, hiện tượng (giữa các thuộc tính, các quan hệ, các bộ phận của một sự vật, hiện tượng) K.D.Usinxki coi “So sánh là cơ sở của mọi sự hiểu biết của tư duy” còn I.L.Xêchênốp coi so sánh là “kho tàng trí tuệ giữa bản chất của con người” Trừu tượng hóa: là thao tác tư duy trong đó chủ thể dùng trí óc gạt bỏ những thuộc tính, những bộ phận, những quan hệ không cần thiết về một phương diện nào đó, chỉ giữ lại nững yếu tố cho tư duy mà thôi

Khái quát hóa: là thao tác trí tuệ trong đó chủ thể dùng trí óc bao quát nhiều đối tượng khác nhau tạo thành một nhóm, một loại… trên cơ sở có một số thuộc tính chung và bản chất những mối quan hệ có tính quy luật Kết quả khái quát hóa cho ta một cái gì đó chung cho hàng loạt sự vật, hiện tượng cùng loại

Trừu tượng hóa và khái quát hóa là hai thao tác tư duy có quan hệ mật thiết với nhau, chi phối, bổ sung cho nhau

Kết quả của cả quá trình tư duy là những sản phẩm của trí tuệ: những khái niệm, những phán đoán, những suy lý”

e) Các loại tư duy [6], [10]

Có nhiều cách phân loại tư duy Dựa vào dấu hiệu đặc trưng, có một số cách phân loại sau đây:

- Phân loại dựa trên lịch sử hình thành và phát triển tư duy:

Chúng ta có thể chia tư duy thành các loại:

+ Tư duy trực quan - hành động: là loại tư duy bằng các thao tác cụ thể, tay chân, hướng vào việc giải quyết một số tình huống cụ thể

+ Tư duy trực quan - hình ảnh: là loại tư duy mà việc giải quyết vấn đề dựa vào hình ảnh của các sự vật, hiện tượng

+ Tư duy hình tượng (tư duy ngôn ngữ - logic): là loại tư duy phát triển ở mức độ cao nhất, chỉ có ở con người Đó là loại tư duy mà việc giải quyết vấn đề dựa trên các khái niệm, các mối quan hệ logic và gắn bó chặt chẽ với ngôn ngữ, dùng ngôn ngữ làm phương tiện Ba loại tư duy nói trên có mối quan hệ mật thiết và chi phối lẫn nhau Tư duy trực quan - hành động, tư duy trực quan - hình ảnh làm cơ sở cho tư duy trừu tượng

- Phân loại dựa vào logic hình thức và logic biện chứng:

Có hai loại tư duy:

+ Tư duy logic hình thức: là loại tư duy dựa vào logic hình thức Logic hình thức là khoa học nghiên cứu những hình thức của tư duy (khái niệm, phán đoán, suy luận, chứng minh) từ khía cạnh hay kết cấu logic hay hình thức, bỏ qua nội dung cụ thể của các đối tượng chỉ tách ra những phương thức liên hệ qua các bộ phận của nội dung Nhiệm vụ chính là xây dựng các quy tắc, quy luật

mà sự tuân thủ là điều kiện cần thiết để đạt đến những kết quả chân thực trong quá trình nhận thức

+ Tư duy biện chứng: là loại tư duy dựa vào logic biện chứng Logic biện chứng nghiên cứu những quy luật chung nhất của sự phát sinh và phát triển của

tư duy, giúp chúng ta nắm vững sự vật

- Phân loại dựa vào tính chất, kết quả của quá trình tư duy

+ Tư duy tích cực: là loại tư duy dựa vào tính chất tích cực của nhận thức của học sinh trong quá trình học tập

+ Tư duy độc lập: là loại tư duy dựa vào tính độc lập nhận thức của học sinh trong quá trình học tập

+ Tư duy sáng tạo: là tư duy tạo ra được cái mới Tư duy sáng tạo là tư duy tích cực và tư duy độc lập Nhưng không phải tư duy tích cực đều là tư duy độc lập và mọi tư duy độc lập đều không đều là tư duy sáng tạo

- Phân loại dựa vào dấu hiệu cấu trúc khác nhau của hiện thực:

+ Tư duy hình tượng là tư duy biến đổi cấu trúc của tri giác

+ Tư duy kinh nghiệm là giai đoạn thấp của quá trình nhận thức lí tính Trong đó con người rút ra những tri thức về sự vật, hiện tượng khách quan, chủ yếu thông qua con đường khái quát hóa kinh nghiệm quy nạp

+ Tư duy khoa học (tư duy lý luận) là tư duy dựa vào những quy luật và những thuộc tính khách quan, bản chất do khoa học xác định

+ Tư duy logic là tư duy thay thế các hoạt động với các sự vật, hiện tượng bằng sự vận dụng theo quy tắc logic học

+ Tư duy khái quát là tư duy hoạt động dựa vào sự khái quát hóa

- Phân loại tư duy dựa vào các dấu hiệu đặc thù của đối tượng tư duy + Tư duy Toán học

+ Tư duy Vật lý

+ Tư duy ngôn ngữ

+ Tư duy hội họa,…

1.1.2 Tư duy Vật lý

“Tư duy Vật lý là sự quan sát các hiện tượng Vật lý, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lý, dự đoán các hệ quả mới từ các thuyết và vận dụng sáng tạo những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn.” [6, tr.117]

Các hiện tượng Vật lý trong tự nhiên thường rất phức tạp, nhưng những định luật chi phối chúng lại rất đơn giản Vì mỗi hiện tượng bị nhiều yếu tố cùng tác động chồng chéo lên nhau mà ta chỉ quan sát được kết quả tổng hợp cuối

cùng của chúng Vì thế muốn nhận thức được những đặc tính bản chất và quy luật của tự nhiên thì việc đầu tiên phải phân tích được hiện tượng phức tạp thành những thành phần, những bộ phận, những giai đoạn bị chi phối bởi một số ít nguyên nhân, bị tác động bởi một số yếu tố (tốt nhất là từ một nguyên nhân, một yếu tố) Có như thế mới xác lập được những mối quan hệ bản chất, trực tiếp, những sự phụ thuộc định lượng giữa các đại lượng Vật lý dùng để đo lường những tính chất của sự vật, hiện tượng Để biết được những kết luận khái quát thu được có phản ánh đúng thực tế khách quan hay không, ta phải kiểm chứng lại trong thực tiễn Muốn thực hiện điều đó, ta bắt đầu từ những kết luận khái quát, suy ra những hệ quả, sự đoán những hiện tượng mới có thể quan sát được trong thực tiễn Nếu thí nghiệm kiểm chứng hiện tượng mới đúng như dự đoán thì kết luận khái quát ban đầu được xác nhận là chân lí

Việc vận dụng những kiến thức khái quát vào thực tiễn tạo điều kiện cho con người cải tạo thế giới tự nhiên, làm cho hiện tượng Vật lý xảy ra theo hướng

ý muốn của con người, thỏa mãn được nhu cầu ngày càng tăng của con người Trong quá trình nhận thức Vật lý, con người phải sử dụng tổng hợp nhiều hình thức tư duy như tư duy khoa học, tư duy logic và những hình thức đặc thù của Vật lý học như thực nghiệm, mô hình hóa,…

Trong quá trình nghiên cứu Vật lý, học sinh áp dụng những phương pháp nhận thức khoa học, sử dụng những thao tác tư duy và các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm khác nhau Theo sự định hướng của giáo viên, học sinh tự lực phân tích các hiện tượng và quá trình Vật lý, quan sát, đo đạc, thí nghiệm, tính toán Học sinh biết cách gạt bỏ những khía cạnh không bản chất đối với việc nghiên cứu vấn đề đã cho, so sánh, khái quát hóa các sự kiện, diễn đạt các khái niệm và định luật, những quy tắc, nguyên lý Từ những tri thức Vật lý đã biết, học sinh lại tiếp tục vận dụng tìm kiếm tri thức mới, vận dụng giải quyết những bài toán đa dạng, phong phú của thực tiễn

1.2 Năng lực - Năng lực sáng tạo

1.2.1 Năng lực

Trong các tài liệu về tâm lí học, giáo dục học và lý luận dạy học được định nghĩa về năng lực không thống nhất, do cách tiếp cận khác nhau Nội hàm năng lực các định nghĩa năng lực đều có điểm chung: năng lực là thuộc tính tâm lí của mỗi người, năng lực gắn với hoạt động của một lĩnh vực cụ thể Có thể hiểu năng lực như sau:

Năng lực là khả năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,…

Dựa vào định nghĩa về năng lực cho ta thấy giữa người này với người khác

có những năng lực khác nhau Có các dấu hiệu đặc biệt về năng lực đó là:

a) Khác biệt trong khuynh hướng hoạt động

b) Khác biệt trong nhịp độ hoạt động và sự tiến bộ hoạt động, sự dễ dàng trong hoạt động đó

c) Số lượng và chất lượng của kết quả hoạt động

d) Tính chất độc lập và sáng tạo trong hoạt động

Khuynh hướng là dấu hiệu đầu tiên và sớm nhất của những năng lực đang hình thành Khuynh hướng biểu hiện ở nguyện vọng và ý muốn của con người đối với hoạt động nhất định Ví dụ như trong lĩnh vực hội họa, âm nhạc, toán học, Vật lý, Nhiều khi nguyện vọng này xuất hiện rất sớm và có tính chất tự phát, say mê trong những điều kiện không thuận lợi Rõ ràng, khuynh hướng cho

ta biết những tiền đề bẩm sinh nhất định đối với việc phát triển năng lực

Người có năng lực về một hoạt động thuộc lính vực nào đó thường bắt tay vào thực hiện một hoạt động nào đó dễ dàng hơn người không có năng lực Sự tiến bộ trong hoạt động đó rất nhanh về cường độ và độ sâu (chất lượng) hơn người không có năng lực Người có năng lực ở mức độ bao giờ cũng thể hiện được tính độc lập và sáng tạo trong hoạt động

Khi xét về bản chất của năng lực ta cần chú ý đến sự khác nhau giữa người này và người khác về hiệu quả hoạt động

Năng lực tạo điều kiện cho việc tiếp thu tri thức, kỹ năng, kỹ xảo Nói đến năng lực được hiểu bao gồm tri thức và kỹ năng của một con người

1.2.2 Năng lực sáng tạo

“Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị (Sáng tạo, Bách khoa toàn thư Liên Xô Tập 42, tr.54)

“Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới” [6, tr.133]

1.2.3 Năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học Vật lý

Ý thức và các phẩm chất tâm lý, năng lực của con người hình thành và biểu hiện trong hoạt động Việc dạy học sẽ làm cho HS phát triển ở các mức độ khác nhau Điều đó tùy thuộc vào nội dung và PPDH Dạy học Vật lý không chỉ đơn thuần nhằm vào một mục tiêu duy nhất là làm cho HS có được một số kiến thức Vật lý cụ thể nào đó mà còn nhằm vào mục tiêu quan trọng là hình thành và phát triển tư duy, năng lực sáng tạo và nhân cách toàn diện của HS thông qua hoạt động học, quá trình hoạt động HS tự chủ chiếm lĩnh và vận dụng những kiến thức cụ thể đó

Phát triển tư duy vừa là điều kiện bảo đảm cho HS nắm vững kiến thức, vừa tạo điều kiện cho HS có khả năng tự học tập, nghiên cứu, tìm tòi giải quyết vấn đề, đáp ứng những đòi hỏi đa dạng của hoạt động thực tiễn sau khi rời ghế nhà trường

Trong dạy học Vật lý, sự phát triển tư duy của HS được thể hiện trong quá trình HS chiếm lĩnh và vận dụng tri thức Sự phát triển tư duy của HS thể hiện ở

sự phát triển ngôn ngữ; sự phát triển óc quan sát; sự phát triển khả năng nhận ra

dược cái bản chất trong các hiện tượng, tình huống Vật lý; sự phát triển khả năng áp dụng các phương pháp logic, tư duy biện chứng và sự phát triển khả năng áp dụng các phương pháp nhận thức tổng quát (PP thực nghiệm, PP toán học, PP quy nạp - diễn dịch, PP mô hình,…)

Nhiệm vụ của quá trình dạy học không chỉ giới hạn ở hình thành các kiến thức, kỹ năng, tái tạo kiến thức và kỹ năng một cách đơn thuần mà còn cần phải phát triển được ở HS năng lực vận dụng kiến thức trong các tình huống mới, tìm

ra các angorit hợp lý để giải các bài toán trong thực tiễn

Trong quá trình nhận thức, con người phải hoạt động tư duy nhằm thu được những tri thức mới và sáng tạo những phương thức mới để thu nhận tri thức Nhận thức của cá nhân có tính chất lặp lại rất nhiều mẫu hoạt động đã có sẵn Giả sử không có tính chất đó thì không thể có sự truyền thụ kinh nghiệm xã hội, tích lũy được từ người này cho người khác

Như vậy, mỗi người ngoài việc xác lập những liên hệ mới giữa các tri thức

về hiện thực, chủ yếu bằng cách thông qua việc tái tạo lại những liên hệ đã biết hoặc nhận thức các liên hệ đó theo những dấu hiệu đã lĩnh hội từ trước Và chỉ ở một chừng mực nhất định, cá nhân cần phải tự lực xác lập những mối liên hệ mới mà không có sẵn mẫu hay không chịu theo mẫu Như vậy, ở mỗi cá nhân luôn có hai kiểu tư năng lực: năng lực tái hiện và năng lực sáng tạo

Trong quá trình nhận thức của HS thì năng lực tái hiện giữ một vai trò quan trọng Nếu không thì khó có thể lĩnh hội được một khối lượng tri thức, nội dung, tài liệu học trong chương trình học trong một thời gian ngắn Việc dạy học ngày nay theo hướng không chỉ tăng tỉ trọng năng lực sáng tạo mà còn phát triển năng lực đó của mỗi HS đến trình độ sao cho học có thể suy nghĩ một cách sáng tạo

về tất cả những điều họ lĩnh hội được bằng con đường tái hiện Nói cách khác là phải làm cho HS học tập tiếp cận con đường nhận thức của các nhà khoa học

Năng lực sáng tạo là năng lực tạo ra cái mới Năng lực sáng tạo của HS có tính đặc thù: Trong quá trình sáng tạo, tạo ra cái mới không phải chủ yếu đối với

xã hội mà đối với mỗi cá nhân, nhưng cái mới ấy đồng thời cũng có ý thức xã hội bởi vì khi đó cá nhân được hình thành và bộc lộ Mỗi cá nhân tích lũy tri thức trong nhà trường có thể tiếp tục sáng tạo ra những sáng tạo mới cho xã hội Quá trình hoạt động sáng tạo của HS giống và có khi trùng với hoạt động sáng tạo của các nhà khoa học Sự sáng tạo của HS và của nhà khoa học giống hệt nhau về nỗ lực, về khó khăn và về quy trình

Cơ sở định hướng của phương pháp dạy học phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của HS là sự hiểu biết quy luật của sự sáng tạo khoa học tự nhiện, phương pháp luận sáng tạo Trong quá trình dạy học các kiến thức cụ thể cần tổ chức, định hướng các hành động học tập của HS sao cho phù hợp với những đòi hỏi của tiến trình khoa học xây dựng tri thức

1.3 Bài tập sáng tạo

1.3.1 Khái niệm

“Cơ sở lý thuyết của bài tập sáng tạo (BTST) trong dạy học Vật lý là sự giống nhau về bản chất của hoạt động nhận thức khoa học Vật lý và hoạt động học tập Vật lý Bản chất đó thể hiện tính mới mẻ trong nhận thức: đối với nhà Vật lý học, “cái mới” tìm ra là phát minh khoa học mà nhân loại chưa một ai biết, còn đối với HS khám phá “cái mới” đối với bản thân mình và “cái mới” là bản chất của sự sáng tạo Trong Vật lý học, V.G Razumôpxki trình bày quá trình sáng tạo dưới dạng chu trình như sau:

Mô hình giả định

n

Sự kiện

Hệ quả lôgic

Thực nghiệm

Quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm 4 giai đoạn như trên Trong

đó khó khăn nhất, đòi hỏi sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những sự kiện khởi đầu đề xuất mô hình giải thuyết và giai đoạn đưa ra phương án thực nghiệm để kiểm tra hệ quả suy ra từ mô hình giả thuyết Trong hai giai đoạn này không có con đường suy luận logic mà chủ yếu dựa vào trực giác; ở đây tư duy trực giác giữ vai trò quan trọng bắt buộc phải đưa ra một phỏng đoán mới, một giải pháp mới chưa hề có, một hoạt động sáng tạo thật sự

Dựa vào chu trình sáng tạo khoa học, trong Vật lý học thì sự tương tư về bản chất của quá trình nhận thức của HS khi học tập Vật lý và của nhà khoa học khi nghiên cứu Vật lý, có thể xây dựng những bài tập sáng tạo về Vật lý Đây là một khái niệm khá mới của lý luận dạy học Vật lý nước ta, còn ít được đề cập hoặc nếu có còn sơ sài chưa thành hệ thống và khó vận dụng

Bài tập sáng tạo về Vật lý là bài tập mà giả thiết không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng, quá trình Vật lý, có những đại lượng Vật lý ẩn dấu; điều kiện bài toán không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angorit giải hay kiến thức Vật lý cần sử dụng

Bài tập sáng tạo có những tính chất sau:

+ Đề bài không có thông tin về cách giải, phải đi tìm angorit giải

+ Bài tập không theo khuôn mẫu

+ Xuất hiện tình huống mới

+ Có tính phát hiện

+ Vận dụng linh hoạt, sáng tạo những kiến thức, kinh nghiệm đã có

+ Yêu cầu khả năng đề xuất đánh giá của người học.” [7], [10]

1.3.2 Bài tập sáng tạo theo các dấu hiệu nhận biết

Theo V.G Razumôpxki, dựa theo sự tương tự giữa quá trình sáng tạo khoa học với tính chất của quá trình tư duy trong giải BTST thì BTST được chia làm hai loại: [6, tr.144]

- Bài tập nghiên cứu đòi hỏi trả lời câu hỏi “tại sao?” tương tự với “phát minh” trong sáng tạo khoa học

- Bài tập thiết kế đòi hỏi trả lời câu hỏi “làm thế nào?” tương tự với “sáng chế” trong sáng tạo khoa học kỹ thuật

Sự phân loại trên có tính chất khái quát cao nên khó vận dụng trong thực tiễn Các câu hỏi “tại sao” và “như thế nào” cũng thường xuất hiện trong bài tập luyện tập Để dễ vận dụng trong thực tiễn dạy học, chúng tôi dựa vào các dấu hiệu về BTST của Nguyễn Đình Thước - Phạm Thị Phú [7], [9]; các dấu hiệu sáng tạo như sau:

- Dấu hiệu 1 (DH1): Bài tập có nhiều cách giải

- Dấu hiệu 2 (DH2): Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi Đây là những bài tập có nhiều hơn một câu hỏi Ở câu hỏi thứ nhất là một bài tập luyện tập, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự, nếu vẫn áp dụng phương pháp giải như trên sẽ dẫn đến bế tắc vì nội dung câu hỏi đã có sự biến đổi về chất

- Dấu hiệu 3 (DH3): Bài tập thí nghiệm về vật lý gồm các bài tập thí nghiệm định tính và bài tập thí nghiệm định lượng

Bài tập thí nghiệm định tính yêu cầu thiết kế phương án thí nghiệm theo một mục đích cho trước, thiết kế một dụng cụ ứng dụng Vật lý hoặc yêu cầu làm thí nghiệm theo chỉ dẫn quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra Bài tập thí nghiệm định lượng gồm các bài tập đo đạc đại lượng Vật lý, minh lại quy luật Vật lý bằng thí nghiệm

- Dấu hiệu 4 (DH4): Bài tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện

- Dấu hiệu 5 (DH5): Bài tập Vật lý, ngụy biện

Đây là những bài toán mà trong đề bài chứa đựng một sự ngụy biện nên đã dẫn đến nghịch lý: Kết luận rút ra mâu thuẫn với thực tiễn hoặc mâu thuẫn với những nguyên tắc, định luật Vật lý đã biết

Các DH4, DH5 có tác dụng bồi dưỡng tư duy phê phán, phản biện cho HS; giúp cho tư duy có tính độc đáo, nhạy cảm

- Dấu hiệu 6 (DH6): Bài toán “hộp đen”

Theo M.Vunsoman, bài toán hộp đen gắn liền với việc nghiên cứu đối tượng

mà cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết), nhưng có thể đưa ra

mô hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dữ kiện “đầu vào”, “đầu ra” Giải bài toán hộp đen là quá trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phân tích mối quan hệ giữa

dữ kiện đầu vào, đầu ra để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen Tính chất quá trình tư duy của HS khi giải toán hộp đen tương tự như quá trình tư duy của người

kỹ sư nghiên cứu cấu trúc chiếc đồng hồ mà không cách gì tháo được chiếc đồng

hồ ra; anh ta phải đưa ra mô hình về cấu trúc chiếc đồng hồ, vận hành mô hình đó, điều chỉnh mô hình cho đến khi hoạt động quan sát được mô hình giống như chiếc đồng hồ thật thì khi đó mô hình sáng tạo của người kỹ sư phản ánh đúng cấu tạo chiếc đồng hồ thật Chính vì vậy các bài toán hộp đen ngoài chức năng giáo dưỡng còn có cả chức năng bồi dưỡng năng lực sáng tạo

- Giai đoạn 3: Giai đoạn cao nhất của việc nắm vững tư liệu học tập, HS sử dụng các kiến thức đã có để giải các bài tập sáng tạo

Hoạt động nhận thức của học sinh trước hết sử dụng tư duy trực giác, tư duy liên tưởng để phát hiện vấn đề và tìm con đường giải bài toán Cụ thể học sinh phải xác định cần sử dụng quy tắc, bài tập nào, theo quy tắc thủ thuật suy luận nào?

Học sinh luyện tập và giải các bài tập theo mẫu Giai đoạn 1 và 2 là những giai đoạn quan trọng trong dạy học nhưng không thể dừng lại ở đó Ngày nay các kiến thức sâu sắc thu được ở giai đoạn 3 của việc nắm vững tư liệu có liên quan chặt chẽ tới hoạt động sáng tạo của học sinh với khả năng áp dụng kiến thức của mình thích ứng với các điều kiện cụ thể của thực tiễn Để phát huy tư duy, nắm vững tri thức đã có, bồi dưỡng năng lực sáng tạo đối với học sinh nhất thiết phải có Trong nhà trường của các nước có nền giáo dục phát triển, số lượng BTST thường chiếm từ 20 - 50% tổng số bài tập

Bài tập sáng tạo luôn gây cho học sinh nhiều hứng thú Việc thực hiện thành công những bài tập đó, đặc biệt là bài tập thí nghiệm Vật lý mà kết quả xác nhận điều tiên đoán lý thuyết, gây cho học sinh cảm giác hài lòng, vui sướng Giải BTST mà học sinh tự lực thực hiện thực sự đã tích cực hóa hoạt động nhận thức của chính bản thân họ

Việc sử dụng đều đặn những BTST về Vật lý không những phát triển ở học sinh năng lực dự đoán trực giác mà còn hình thành ở họ một trạng thái tâm lý quan trọng: kiến thức cần thiết không phải để nhớ chúng một cách máy móc và

“hoàn lại” cho giáo viên khi bị hỏi, chúng cần thiết để giải thích những hiện tượng chưa biết, để hiểu cơ chế của chúng hoặc thu nhận những kiến thức mới Giải bài tập sáng tạo là hoạt động sáng tạo

1.4 Thực trạng sử dụng bài tập sáng tạo về Vật lý ở trường THCS

Qua điều tra, tìm hiểu các giáo viên Vật lý ở thành phố Vinh - Nghệ An về việc sử dụng bài tập sáng tạo Vật lý ở các trường THCS thực trạng như sau:

1.4.1 Thực trạng

- Giáo viên chỉ chữa những bài tập trong SGK hoặc có hơn là trong SBT

mà chưa chú trọng việc tìm kiếm hoặc xây dựng những bài tập mới để rèn luyện năng lực sáng tạo của học sinh

- Một số giáo viên chưa xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng để giúp học sinh có thể giải quyết được bài toán trong tình huống mới khiến học sinh tỏ ra

lúng túng, sợ sệt và lâu dần mất niềm tin vào chính bản thân mình khi gặp phải những khó khăn nêu trên

- Do thực trạng của nền giáo dục nước ta còn nặng về bệnh thành tích, cấp trên luôn đặt ra các chỉ tiêu quá cao so với tình hình thực tế nên giáo viên luôn chú trọng vào những bài tập thiên về kiểm tra kiến thức mà bỏ qua chức năng quan trọng của BTST này

- Nhiều giáo viên còn hiểu không đầy đủ về bài tập luyện tập và BTST nên

họ nghĩ BTST là những dạng bài tập nâng cao

1.4.2 Nguyên nhân

- Trong những năm gần đây, vì các môn thi tuyển vào lớp 10 ở thành phố Vinh được ấn định 3 môn là Toán, Ngữ Văn và Tiếng Anh nên các giáo viên Vật

Lý nói chung chưa chú trọng việc tìm kiếm hoặc xây dựng dạng BTST này

- Giáo viên ngại trong việc tốn thời gian trong việc xây dựng BTST nên chú trọng vào việc rèn luyện cho HS các dạng bài tập quen thuộc để đối phó với việc kiểm tra chất lượng

1.4.3 Đề xuất

- Xây dựng các hoạt động ngoại khóa cho HS để giúp các em có thêm hứng thú với môn Vật lý, các em biết thêm các ứng dụng thực tế của các kiến thức mà các em đã học được, từ đó khắc sâu kiến thức Giúp các em HS có được kỹ năng thực hành mai sau Các hình thức tổ chức: câu lạc bộ Toán - Lý, rung chuông vàng, đường lên đỉnh Olympia,…

- Giáo viên nên chú trong hoạt động tìm tòi mở rộng theo phương pháp dạy học mới, giao cho các em thêm các nhiệm vụ hoạt động cá nhân, hoạt động nhóm,… khi về nhà để các em tìm hiểu thêm và có thể sáng tạo theo khả năng của mình để phát triển niềm yêu thích đối với lĩnh vực sáng tạo khoa học kỹ thuật

- Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo tương ứng với từng phần để phát huy năng lực sáng tạo cho học sinh

Kết luận chương 1

Trong chương 1, chúng tôi đã trình bày cơ sở lý luận về việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua việc sử dụng BTST trong dạy học và thực trạng sử dụng BTST về Vật Lý ở trường THCS hiện nay

BTST về Vật lý là những bài tập có thông tin chưa đầy đủ về hiện tượng Vật lý: thừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi, bài tập có nhiều cách giải, bài tập Vật lý và ngụy biện, bài tập hộp đen, bài tập thí nghiệm Vật lý và chúng có chung đặc điểm là không có angorit giải

cụ thể Khi người học giải BTST, hoạt động sáng tạo được thực hiện; qua hoạt động sáng tạo, tư duy sáng tạo, năng lực sáng tạo của học sinh được hình thành

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO

CHƯƠNG “ĐIỆN HỌC” VẬT LÝ 9 THCS

2.1 Phân tích chương trình chương "Điện học" Vật lý 9 THCS

2.1.1 Vị trí

Ở chương trình Vật lý 9, chương "Điện học" được xây dựng là chương 1

Nó là một trong những nội dung quan trọng trong chương trình học và cũng

là tiền đề để các em tiếp tục học ở những bậc học tiếp theo Hơn nữa đây cũng là phần có rất nhiều ứng dụng trong thực tế đời sống của con người

2.1.2 Mục tiêu dạy học của chương "Điện học"

* Kiến thức:

1 Phát biểu được định luật Ôm

2 Nêu được điện trở của dây dẫn có giá trị hoàn toàn xác định và được tính bằng thương số U,

I nhận biết được đơn vị điện trở

3 Nêu được đặc điểm về cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song

4 Nêu được mối quan hệ giữa điện trở của dây với chiều dài, tiết diện và vật liệu làm dây

5 Nêu được biến trở là gì? Dấu hiệu nhận biết biến trở trong kỹ thuật

6 Nêu được ý nghĩa số vôn, số oát ghi trên các thiết bị điện

7 Viết được các công thức tính công suất điện và điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch

8 Nêu được một số ví dụ chứng tỏ dòng điện có mang năng lượng

9 Chỉ ra được các sự chuyển hóa năng lượng khi các thiết bị điện hoạt động bình thường

10 Xây dựng được hệ thức Q = I2.R.t và phát biểu được định luật Jun - Lenxơ

* Kỹ năng:

1 Xác định được điện trở bằng vôn kế và ampe kế

2 Nghiên cứu bằng thực nghiệm mối quan hệ của điện trở tương đương với điện trở thành phần trong đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song

3 Vận dụng được định luật Ôm nhiều nhất cho mạch có 3 điện trở thành phần

4 Xác định được bằng thực nghiệm mối quan hệ giữa điện trở dây dẫn với chiều dài, tiết diện và vật liệu làm dây

5 Giải thích nguyên tắc hoạt động của biến trở con chạy và sử dụng được biến trở con chạy để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch

6 Vận dụng được định luật Ôm và công thức R l

S

  để giải bài toán có U

không đổi gắn với biến trở

7 Xác định được công thức tính công suất điện của một đoạn mạch bằng vôn kế và ampe kế Vận dụng công thức P = U.I và A = P.t để tìm các đại lượng còn lại

8 Vận dụng được định luật Jun - Lenxơ để giải bài tập

9 Giải thích được các tác hại của hiện tượng đoản mạch và tác dụng của cầu chì để bảo vệ an toàn mạch điện

10 Giải thích và nêu được các biện pháp an toàn khi sử dụng điện; các biện pháp tiết kiệm điện năng

2.1.3 Logic trình bày kiến thức chương "Điện học"

Sơ đồ 2.1 Logic trình bày kiến thức chương "Điện học"

đều R l

S

 

Định luật Ôm đối với mạch chỉ

có dây dẫn

UIR



Công suất của dòng điện

P = U.I

Công của dòng điện

A = U.I.t

Định luật Jun - Lenxơ:

Q = I2.R.t

Các quy tắc an toàn điện

Biện pháp

sử dụng tiết kiệm điện

nối tiếp

Mạch song song

Mạch hỗn hợp

2.2 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo

2.2.1 Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi

Bài 1 Cho mạch điện như hình vẽ:

Tính điện trở tương đương của mạch

Nên điện thế tại C bằng điện thế tại D và điện thế tại E bằng điện thế tại G,

ta có thể xem như mạch không có R7 và R8

R 2 R 1

A +

A B

- Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

- Hiệu điện thế giữa M, N; giữa M, C

Gợi ý:

a) K mở, dòng điện chạy trong mạch như thế nào?

+ Vẽ sơ đồ tương đương

+ Tính R3 theo công thức nào ?

b) K đóng, dòng điện chạy trong mạch như thế nào?

+ Vẽ sơ đồ mạch tương đương

Bài 3 Cho mạch điện như hình vẽ U = 18V, các điện trở của ampe kế

không đáng kể Điện trở R3 có thể thay đổi được Số chỉ ampe kế A1, A2 theo thứ tự là 0,5A; 0,3A

a Tính R1 và R2

b Chỉnh R3 để số chỉ ampe kế là

1A Tính R3 tương ứng

c Giảm giá trị R3 so với câu 2 thì số chỉ của

ampe kế thay đổi như thế nào?

Gợi ý:

a) Các điện trở được mắc theo kiểu nào?

+ Các ampe kế đo các giá trị nào?

+ Áp dụng các công thức nào để tính R1 và R2?

b) Lúc này, giá trị của ampe kế nào thay đổi?

+ Tính I3 theo công thức nào?

c Khi đó sổ chỉ A1, A2 không đổi A3 tăng  A tăng

Bài 4 Cho mạch điện như hình vẽ

R1 = 4, R2 = 6, R3 = 12, U = 6V

Điện trở của các Ampe kế và dây nối không đáng kể

Tính số chỉ của các Ampe kế khi:

+ Vẽ sơ đồ mạch tương đương?

+ Áp dụng công thức định luật Ôm trong đoạn mạch nào để giải?

+ Tính các giá trị Ia, Ia1, Ia2 theo các công thức nào?

Các câu b, c, d giải tương tự câu a

Hướng dẫn:

a Sơ đồ mạch tương đương khi K1 mở, K2 đóng:

a) Mạch được mắc như thế nào?

+ Áp dụng công thức định luật Ôm nào để giải?

-b) Khi mắc vôn kế vào 2 điểm M, N thì dòng điện trong mạch chạy thế nào?

+ Tính UV theo công thức nào?

c) Khi mắc ampe kế thay cho vôn kế, dòng điện trong mạch chạy thế nào? + Ta có thể chập điểm những điểm nào với nhau?

+ Vẽ sơ đồ mạch tương đương

+ Giải để tìm giá trị Ia tương ứng

Do I1 > I3 nên dòng I1 đến M một phần rẽ qua ampe kế (dòng Ia), một phần

a Tìm số chỉ của vôn kế V khi nó mắc giữa A và N trong hai trường hợp K

+ Tính UV trong mỗi trường hợp

b) Thay vôn kế bởi ampe kế

+ Giải tương tự câu a

I 4

N

B -

Am pe kế A có điện trở R3 = 1 Bỏ quả điện trở của khóa K

a Khi K mở, ampe kế A chỉ 0,5A Tính R2?

b Tìm số chỉ Ampe kế và cường độ dòng điện qua khóa K (chỉ rõ chiều dòng điện qua khóa K) khi K đóng

Gợi ý:

a) Khi K mở, dòng điện chạy trong mạch như thế nào?

+ Vẽ sơ đồ mạch tương đương

+ Ampe kế chỉ giá trị nào?

+ Tính R2 theo công thức nào?

b) Khi K đóng, giả sử chiều dòng điện chạy từ A đến B

+ Vẽ sơ đồ mạch tương đương

+ Vận dụng phương pháp tách nút tại A và B để giải, tính IK và chỉ rõ chiều dòng điện qua khóa K

Bài 8 Cho mạch điện như hình vẽ:

Có một vôn kế V có điện trở rất lớn và một Ampe kế A có điện trở rất nhỏ

R1 = 6, R2 = 3, R3 = 12, R4 = 6, R5 = 6, U = 12V

a Nối vôn kế giữa C và D thì vôn kế chỉ bao nhiêu?

b Nối vôn kế giữa D và E thì vôn kế chỉ bao nhiêu?

c Nối ampe kế giữa C và D thì vôn kế chỉ bao nhiêu?

d Nối ampe kế giữa D và E thì ampe kế chỉ bao nhiêu?