Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương dòng điện xoay chiều vật lý 12 ban cơ bản theo lí thuyết phát triển bài tập vật lý nhằm nâng cao chất lượng học tập của học sinh

- 8 - - Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng BTVL trong vai trò nâng cao chất lượng học tập của học sinh THPT - Nghiên cứu lý thuyết phát triển BTVL - Nghiên cứu mục tiêu, nội dun

- 1 -

Bộ giáo dục và đào tạo

Tr-ờng đại học vinh

NGUYỄN VĂN AN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG

“DềNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÍ 12 BAN CƠ BẢN THEO LÍ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP VẬT LÍ NHẰM NÂNG CAO CHẤT

LƯỢNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH

Chuyờn ngành: LÍ LUẬN VÀ PPDH MễN VẬT LÍ

Mó số : 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS NGUYỄN QUANG LẠC

Vinh - 2012

- 2 -

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU

1 Lí 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 Kết quả đóng góp của đề tài 3

8 Cấu trúc luận văn 3

Ch-¬ng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 5 1.1 1.1.1

1.1.2 Tác dụng của BTVL trong việc nâng cao chất lượng học tập của học sinh………

Vai trò của bài tập vật lí………

Qúa trình dạy BTVL………

5 5 5 6 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 Lý thuyết phát triển bài tập vật lí

Lý thuyết về phát triển bài tập vật lí………

Tại sao trong dạy học BTVL cần vận dụng lý thuyết phát triển bài tập ?

Phát triển BTVL trong dạy học BTVL [10] ……… Quy trình xây dựng hệ thống BTVL (phát triển bài tập vật lí)

8

8

12

13

- 3 -

trong dạy học BTVL……… 14

1.3 Thực trạng chung của việc sử dụng bài tập ở trường THPT nói chung, bài tập nói riêng chương “ Dòng điện xoay chiều ” lớp 12 chương trình cơ bản 15

1.4 KÕt luËn ch-¬ng 1 16

Ch-¬ng 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÍ LỚP 12 THEO LTPTBTVL 2.1 Mục tiêu dạy học của chương “ Dòng điện xoay chiều ” lớp 12 chương trình cơ bản……… 18

2.2 Logic trình bày kiến thức chương “ Dòng điện xoay chiều ” lớp 12 chương trình cơ bản……… 19

2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 Xây dựng hệ thống bài toán cơ bản trong chương “Dòng điện xoay chiều ”………

BTCB Loại 1: Tính toán các đại lượng trong đoạn mạch chỉ chứa R hoặc L hoặc C, đoạn mạch RLC nối tiếp

BTCB Loại 2: Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch điện xoay chiều

BTCB Loại 3: Tính toán các đại lượng khi có cộng hưởng điện trong đoạn mạch RLC mắc nối tiếp

BTCB Loại 4: Bài toán về công suất điện và hệ số công suất

BTCB Loại 5: Bài tập về máy biến áp và truyền tải điện năng

BTCB Loại 6: Tính tần số dòng điện do máy phát điện tạo ra

20 20 21 22 22 23 25 2.4 Các hướng phát triển bài tập cơ bản trong chương

“Dòng điện xoay chiều ” … 26

- 4 -

2.4.1 Các hướng phát triển bài tập cơ bản loại 1… 26

2.4.2 Các hướng phát triển bài tập cơ bản loại 2………… 30

2.4.3 2.4.4 Các hướng phát triển bài tập cơ bản loại 3………

Các hướng phát triển bài tập cơ bản loại 4………

37 42 2.4.5 Các hướng phát triển bài tập cơ bản loại 5……… 50

2.4.6 Các hướng phát triển bài tập cơ bản loại 6……….… 54

2.5 Đề xuất hướng sử dụng hệ thống bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” theo lý thuyết phát triển bài tập ……… 58

2.6 Kết luận chương 2 81

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 83 3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 83

3.2 3.3 3.4 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm………

Đối tượng của thực nghiệm sư phạm…

Phương pháp thực nghiệm sư phạm

83 83 84 3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm… 84

3.6 Kết luận chương 3 88

Kết luận 90

Tài liệu tham khảo 91

- 5 -

LỜI CẢM ƠN

Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Khoa đào tạo Sau đại học, tổ

bộ môn Phương pháp giảng dạy Vật lý Trường Đại học Vinh, các thầy giáo,

cô giáo khoa Vật lý Trường Đại học Vinh cùng Trường PT Cấp 2-3 Đồng Tiến - Huyện Đồng Phú - Tỉnh Bình Phước

Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo - PGS TS Nguyễn Quang Lạc, người đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo tham gia giảng dạy đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu và giúp đỡ trong thời gian theo học Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, những người thân yêu đã động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này

Do thời gian không nhiều, luận văn không tránh khỏi những thiếu s t, tác giả mong muốn nhận được những ý kiến đ ng g p c a độc giả

Vinh, tháng 02 năm 2012

Tác giả

Nguyễn Văn An

- 6 -

MỞ ĐẦU 1.Lí do chọn đề tài

Ở thời đại ngày nay giáo dục đứng trước một thực trạng là thời gian học

có hạn nhưng kiến thức nhận loại phát triển rất nhanh, từ đó một vấn đề hết sức quan trọng đặt ra là làm thế nào để học sinh có thể tiếp nhận đầy đủ khối lượng tri thức ngày càng tăng của nhân loại trong khi quỹ thời gian dành cho dạy và học không thay đổi, để giải quyết vấn đề này thì nền giáo dục phải có biến đổi sâu sắc cả mục đích, nội dung và phương pháp dạy học

Trong đó quan trọng nhất là đổi mới phương pháp dạy và học Định hướng công cuộc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là chuyển từ cách dạy “Thầy truyền thụ, trò tiếp thu” sang việc thầy tổ chức các hoạt động dạy học để trò dành lấy kiến thức, tự xây dựng kiến thức cho mình, bồi dưỡng năng lực tự học, nâng cao chất lượng học tập của học sinh

Làm thế nào để nâng cao chất lượng học tập của học sinh? Ngoài năng lực sư phạm của giáo viên còn đòi hỏi hệ thống tri thức cần truyền tải đến học sinh, trong dạy học nói chung và DHVL nói riêng bài tập là một công cụ rất quan trọng hổ trợ đắc lực cho việc củng cố tri thức, mở rộng kiến thức, rèn luyện tính tự lực của học sinh và có thể giúp học sinh nắm vững và hiểu sâu hơn về lí thuyết

Việc dạy học Vật lý các trường trung học phổ thông hiện nay chưa phát huy được hết vai trò của bài tập vật lý trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học Một phần do đa số giáo viên chỉ giao bài tập ở sách giáo khoa để cho học sinh tham khảo và xem đó là bài tập mẫu để học sinh làm các bài khác Do đó chưa phát huy được tính sáng tạo của học sinh trong giải bài tập vật lý và khi

- 7 -

áp dụng cũng không linh hoạt, nhất là khi cho bài tập khác dạng thì học sinh lúng túng không giải quyết được Bên cạnh đó đa số học sinh hiện nay cũng còn thụ động trong việc học tập của mình, các em chỉ học xoay quanh những

gì mà giáo viên đã cung cấp chứ ít chủ động tìm tòi học tập điều mới ngoài thông tin từ người thầy Mặt khác một số học sinh sau thời gian học tập ở trường khi về nhà do phải giúp đỡ gia đình nên không có thời gian tự tìm tòi học hỏi thêm

Xuất phát từ cơ sở lí luận và thực tiễn trên chúng tôi chọn đề tài:

“ Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “Dòng điện xoay chiều”

vật lí 12 ban cơ bản theo lý thuyết phát triển bài tập vật lí nhằm nâng cao chất lượng học tập của học sinh”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 ban cơ bản theo lí thuyết phát triển bài tập Vật lí, nhằm nâng cao chất lượng học tập của học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng

- Quá trình dạy học và dạy học BTVL ở trường THPT

- Lý thuyết phát triển BTVL

3.2.Phạm vi

- Bài tập chương Dòng điện xoay chiều SGK Vật lí 12 ban cơ bản

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 ban cơ bản theo lí thuyết PTBTVL vào dạy học một cách hợp

lí sẽ nâng cao được chất lượng học tập của học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- 8 -

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng BTVL trong vai trò nâng cao

chất lượng học tập của học sinh THPT

- Nghiên cứu lý thuyết phát triển BTVL

- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí

12 ban cơ bản để xây xựng hệ thống bài tập theo LT PTBTVL

- Nghiên cứu thực trạng dạy học BT chương “Dòng điện xoay chiều”

Vật lí 12 ban cơ bản

- Đề xuất phương án xây dựng và sử dụng bài tập theo LT PTBTVL

- Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

- Cơ sở lí luận của việc sử dụng BTVL trong vai trò nâng cao chất lượng

- Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “Dòng điện xoay chiều”

Vật lí 12 ban cơ bản theo lí thuyết PTBTVL

- Thực nghiệm sư phạm

7 Đóng góp của đề tài

- Đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả của lý thuyết phát triển

bài tập trong dạy học BTVL ở trường phổ thông

- Xây dựng được hệ thống 6 loại BTCB chương “Dòng điện xoay

chiều” Vật lí 12 ban cơ bản và phát triển chúng theo các phương án khác

nhau Có 53 bài tập điển hình minh họa cho sự phát triển BTVL đồng thời đề

xuất tiến trình dạy học BTVL theo tinh thần lí thuyết phát triển BTVL

- 9 -

8 Cấu trúc luận văn

Luận văn ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo thì phần nội dung gồm có:

Ch-¬ng 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển bài tập trong dạy học Vật lí

Ch-¬ng 2 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “Dòng điện

xoay chiều” Vật lí lớp 12 theo LTPTBTVL

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

1.1.1 Vai trò của bài tập Vật lí

BTVL có vai trò hết sức quan trọng, chúng được sử dụng trong DHVL với những mục đích khác nhau :

- BTVL được sử dụng như các phương tiện nghiên cứu tài liệu mới, khi trang bị kiến thức mới cho học sinh, nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc

- BTVL là phươg tiện rèn luyện cho học sinh kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức, liên hệ lý thuyết và thực tiễn, học tập và đời sống

- BTVL là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh bởi

vì giải BTVL là hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh Trong quá trình giải BTVL học sinh phải phân tích điều kiện trong đề bài, tự xây dựng những lập luận, thực hiện việc tính toán khi cần thiết phải tiến hành cả thí nghiệm, thực hiện các phép đo, xác định sự phụ thuộc hàm số giữa các đại

sử dụng các kiểu định hướng khác nhau cho phù hợp, ba kiểu hướng dẫn học sinh giải BTVL đó là:

Hướng dẫn theo mẫu, hướng dẫn tìm tòi và định hướng khái quát chương trình hoá [15]

a.Hướng dẫn theo mẫu(hướng dẫn Algôrit)

Sự hướng dẫn hành động theo mẫu thường được gọi là hướng dẫn Algôrit, hướng dẫn Algôrit được dùng với ý nghĩa là một quy tắc hành động hay một chương trình hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác

và chặt chẽ, chỉ cần thực hiện hành động theo trình tự và quy tắc đã chỉ ra thì

sẽ dẫn đến kết quả

Hướng dẫn Algôrit là hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn Những hành động này là những hành động sơ cấp phải được học sinh hiểu một cách đơn giản và học sinh đã nắm vững

- 12 -

Kiểu hướng dẫn Algôrit không đòi hỏi học sinh sự 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 của giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ giải được các bài tập đã cho Kiểu hướng dẫn Algôrit đòi hỏi giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải bài toán để xác định được một trình tự chính xác, chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giải bài toán Cần đảm bảo cho hành động đó là hành động sơ cấp đối với học sinh Nghĩa là kiểu hướng dẫn này đòi hỏi phải xây dựng được Algôrit bài toán

Kiểu hướng dẫn Algôrit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài tập điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh kỹ năng giải một bài toán xác định Người ta xây dựng Algôrit giải cho từng bài toán cơ bản và điển hình và rèn luyện cho học sinh kỹ năng giải các bài toán đó dựa trên việc làm cho học sinh nắm vững được các Algôrit giải Kiểu hướng dẫn Algôrit có ưu điểm là đảm bảo cho học sinh giải bài toán đã cho một cách chắc chắn, nó giúp cho học sinh rèn luyện kỹ năng giải toán có hiệu quả Tuy nhiên nếu chỉ hướng dẫn cho học sinh luôn áp dụng kiểu Algôrit thì học sinh giải toán chỉ đi theo đường mòn có sẵn, do đó ít có tác dụng rèn luyện khả năng tìm tòi, sáng tạo và tư duy bị hạn chế

b Hướng dẫn tìm tòi

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 vấn đề Ở đây, giáo viên không phải chỉ dẫn cho học sinh chấp hành các hành động theo hướng đã có

để đi đến 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

Kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đở học sinh vượt qua khó khăn để giải quyết bài toán, đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu sự phát triển tư duy cho học sinh, tạo điều kiện để học sinh tự tìm tòi cách giải quyết

- 13 -

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được sự làm thay của giáo viên cho học sinh trong việc giải bài tập Nhưng vì kiểu hướng dẫn này đòi hỏi học sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ không phải chỉ chấp hành các hành động theo mẩu đã đặt ra, nên không phải lúc nào cũng đảm bảo cho học sinh giải được bài toán một cách chắc chắn Khó khăn của kiểu hướng dẫn này chính là ở chỗ hướng dẫn của giáo viên làm sao không đưa học sinh đến chỗ thừa, sự hướng dẫn như vậy nhằm giúp học sinh trong việc định hướng suy nghĩ vào phạm vi cần tìm tòi, chứ không phải ghi nhận tái tạo cái

có sẵn

c) Định hướng khái quát chương trình hoá

Định hướng khái quát chương trình hoá cũng là sự hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh tự tìm tòi cách giải quuyết, tức là giúp học sinh tìm phương hướng để tự lực xây dựng được angôrit giải bài tập hoặc giúp cho học sinh ý thức được đường lối khái quát của việc tìm tòi giải quyết một vấn đề nào đó, để họ chương trình hoá hoạt động của mình theo các bước dự định hợp lý Sự định hướng chung ban đầu đòi hỏi quá trình tự lực tìm tòi, giải quyết của học sinh Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp của giáo viên là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh, để thu hẹp hơn phạm vi phải tìm tòi, giải quyết cho vừa sức học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi, giải quyết thì sự hướng dẫn của giáo viên chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầu của một bước, sau đó tiếp tục yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo, nếu cần thì giáo viên lài giúp đỡ thêm Cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề

Kiểu định hướng khái quát chương trình hoá là sự vận dụng phối hợp hai kiểu định hướng trên nhằm khai thác, phát huy được ưu điểm của hai kiểu

- 14 -

định hướng trên: tạo cơ hội cho học sinh phát huy hành động tìm tòi sáng tạo của mình, đồng thời vẫn đảm bảo cho học sinh đạt được tri thức cần dạy

1.2 Lý thuyết phát triển bài tập Vật lí

1.2.1 Lý thuyết về phát triển bài tập Vật lí [9]

a.Khái niệm phát triển BTVL

- Bài tập cơ bản: BTCB là bài tập mà khi giải chỉ sử dụng một đơn vị kiến thức cơ bản ( một khái niệm hoặc một định luật Vật Lý)

Chọn BTCB là hành động có tính quyết định cho việc củng cố kiến thức, kỹ năng nào? Hành động này bao gồm việc:

+ Xác định mục tiêu: cần củng cố kiến thức cơ bản nào? Nội dung của kiến thức đó, phương trình liên hệ các đại lượng, công thức biểu diễn

1KTCB

Kết luận Giả thuyết

- 15 -

+ Chọn hoặc đặt đề bài tập

+ Xác định dữ kiện, ẩn số

+ Mô hình hoá đề bài và hướng giải

Từ BTCB, có thể phát triển thành những BTPH muôn hình muôn vẻ

Về mặt lí luận có thể khái quát thành 5 PA phát triển bài tập như sau:

PA1: Hoán vị giả thiết và kết luận của bài tập cơ bản để được bài tập cơ bản khác có độ khó tương đương

Sơ đồ mô hình hoá hành động phát triển BT theo PA1

BTCB cũ:

BTCB mới:

PA2 Phát triển giả thiết BTCB

Dữ kiện bài toán không liên hệ trực tiếp với ẩn số bằng phương trình biểu diễn kiến thức cơ bản mà liên hệ gián tiếp thông qua cái chưa biết trung gian a, b nhờ phương trình biểu diễn kiến thức cơ bản khác

Phát triển giả thiết BTCB là thay giả thiết của bài toán đó bằng một số BTCB khác buộc phải tìm các đại lượng trung gian là cái chưa biết liên hệ dữ kiện với ẩn số (cái phải tìm)

Sơ đồ mô hình họa:

Kết luận x ? Giả thiết a,b,c f(a,b,c,x)

Giả thiết Cho a,b,x Cho a,c,x Cho b,c,x

Kết luận Tìm c

Tìm b Tìm a

Dự kiện b 1 ,b 2

Cái chưa biết a

Cái chưa biết b

KTCB a

KTCB b

f a (a 1 ,a 2 ,a) )

f b (b 1 ,b 2 ,b) ) b

- 16 -

Mức độ phức tạp phụ thuộc vào số bài toán trung gian (hay số cái chƣa biết) Tuỳ thuộc vào đối tƣợng HS mà có thể tăng hoặc giảm số bài toán trung gian

PA3 Phát triển kết luận BTCB

Cái cần tìm (ẩn số) không liên hệ trực tiếp với dữ kiện bằng một kiến thức cơ bản mà thông qua các ẩn số trung gian Phát triển kết luận là thay kết luận của bài toán cơ bản bằng một số bài toán cơ bản trung gian để tìm ẩn số trung gian X, Y liên kết dữ liệu a, b, c và các ẩn số x1, y1

Sơ đồ mô hình hoá phát triển kết luận

Mức độ phức tạp phụ thuộc vào số bài toán trung gian (số ẩn số bài toán trung gian)

ẩn số trung gian y

- 17 -

PA4 Đồng thời phát triển giả thiết và kết luận của BTCB (kết hợp PA2 và

PA3)

• Các gạch nối là những kiến thức cơ bản, chiều mũi tên là hướng phát

triển bài toán

PA5 Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận và hoán vị giả thiết kết luận

( kết hợp cả 4 PA trên)

1.2.2 Tại sao trong dạy học BTVL cần vận dụng lý thuyết phát triển bài

tập ? [ 9 ]

Vai trò của BTVL trong DHVL là hết sức quan trọng, việc sử dụng

chúng trong giờ học lại càng quan trọng trong việc nâng cao chất lượng của

học sinh

Trong những giờ dạy BTVL việc thành công, hiệu quả của giờ dạy

không phải là chúng ta tìm ra được đáp số của bài toán Không dừng lại ở đó

mà hãy nhìn nhận bài tập đó dưới nhiều góc độ khác nhau, với những lời giải

khác nhau (nếu có), hãy xem xét lại ý nghĩa của các số liệu, đối chiếu chúng

với thực tế, rút ra những nhận xét bổ ích, chỉ ra được mấu chốt của từng lời

giải, đâu là cái mới, cái cũ…nói cách khác, chúng ta phải mổ xẻ bài tập vừa

chữa cũng như lời giải bài tập đó để tìm ra cái mới trong đó

Cái chưa biết c

Cái chưa biết b

f (a, b, c, x) KTCB

c 1 , c 2

Cái chưa biết c x

Cái chưa

biết b x

Cái chưa biết a x

a x1 , a x2

c x1 , c x2

b x1 , b x2

- 18 -

Mặt khác trong thực tế dạy học học sinh thường gặp nhiều bài tập cùng dạng tuy chúng có thể khác nhau về cách diễn đạt nhưng lại dùng những công thức, kiến thức giống nhau để lập luận và tìm ra lời giải Nếu như vậy thì sẽ không hiệu quả khi chúng ta yêu cầu học sinh cứ giải hết bài tập này đến bài tập khác trong cùng một dạng, nó vừa mất thời gian dễ nhàm chán vì bài tập lặp đi lặp lại cùng một dạng và không phát huy được các đối tượng học sinh khá giỏi chính vì vậy mà những bài tập cùng dạng hoặc sử dụng kiến thức như nhau để giải thì nên chọn bài tập điển hình để chữa, sau đó thông qua bài tập điển hình nhận xét đánh giá chỉ ra lời giải cho các bài tập khác

Trong học tập và tài liệu tham khảo học sinh thường gặp các bài tập phức tạp và để giải chúng học sinh phải chia thành các bài tập nhỏ để giải, đó

là các BTCB Nói một cách khác việc giải BTPH thực chất là học sinh phải giải các BTCB, tuy vậy việc học sinh phát hiện ra BTCB là vấn đề khó khăn

vì các em sẽ không biết mình sẽ gặp những BTCB nào? Thế thì chúng ta hãy xuất phát từ BTCB và biến nó thành BTPH Nếu làm được như vậy thì khi gặp BTPH, các bài tập cùng dạng với bài tập vừa chữa học sinh sẽ dễ dàng tìm ra lời giải Nói như vậy thông qua BTCB học sinh nắm được BTPH, thông qua lời giải BTCB học sinh có lời giải BTPH

Phát triển BTCB thành BTPH làm cho học sinh không chỉ nắm được một bài tập mà thông qua đó nắm được nhiều bài nữa, học sinh không những nắm kiến thức một cách chắc chắn và sâu sắc mà còn làm tăng sự hứng thú học tập, năng lực làm việc độc lập của học sinh Vì ở đây học sinh vừa cố gắng hoàn thành nhiệm vụ của giáo viên giao cho, các em có thể vừa đặt ra nhiệm vụ cho mình bằng cách tự đặt ra các đề bài tập, lúc này giáo viên chỉ đóng vai trò trọng tài và cố vấn là chủ yếu

Tuy nhiên trong các giờ dạy bài tập không nên phức tạp bài toán quá nhiều và mất nhiều thời gian cho công việc này Chúng ta nên phân bố thời

- 19 -

gian một cách hợp lí để hoàn thành nhiệm vụ chữ bài tập, đó là: củng cố kiến thức cũ, giúp học sinh nắm bắt kiến thức mới, phát triển năng lực làm việc độc lập, đồng thời giúp học sinh nắm bắt thêm những dạng toán tương tự, những BTPH trên cơ sở những BTCB vừa chữa

1.2.3 Phát triển BTVL trong dạy học BTVL [9]

Việc phát triển bài tập phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Mục tiêu giáo dưỡng : cần củng cố, khắc sâu kiến thức nào

- Nội dung kiến thức của bài tập

- Trình độ năng lực tư duy, khả năng làm việc tích cực, độc lập của học sinh và mục tiêu phát triển tương ứng

- Thời gian tiết học

1.2.4 Quy trình xây dựng hệ thống BTVL ( phát triển bài tập vật lí ) trong dạy học BTVL.[ 9 ]

1, Giáo viên xác định hệ thống bài tập cơ bản của chương

- Xác định nội nung kiến thức cơ bản của chương

- Các phương trình biểu diễn

- Lựa chọn BTCB

- Mô hình hóa bài tập

2, Học sinh giải BTCB (tập dượt để hiểu rõ và ghi nhớ kiến thức cơ bản)

3, Giáo viên khái quát hoá phương pháp giải BTCB và phân tích bài tập

Các dữ kiện a, b, c liên hệ với x bằng phương trình kiến thức cơ bản f(a, b, c, x) = f Nắm được phương trình này sẽ giải quyết được hàng loạt các bài tập khác

4, Giáo viên phát triển bài toán theo PA1 để được BTCB có độ khó tương đương

5, Giáo viên yêu cầu học sinh phát triển bài tập theo PA1 (làm theo mẫu) bằng ngôn ngữ nói Học sinh tự đặt đề bài và giải Điều này có tác dụng tốt

Thông qua thực tế giảng dạy, tìm hiểu và dự giờ của giáo viên chúng tôi rút ra được một số nhận xét về việc dạy học bài tập vật lý như sau:

a Về phía giáo viên

- Nhận thức về vai trò tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học của một số giáo viên chưa được đầy đủ, hợp lý, đa số chỉ thiên về vai trò kiểm tra, đánh giá kiến thức của học sinh thông qua việc giải bài tập vật lý

- Đa số giáo viên chưa thực sự dày công nghiên cứu việc định hướng phát triển tư duy cho học sinh trong giải bài tập vật lý Hầu hết các giáo viên đều

áp đặt học sinh suy nghĩ và giải bài tập theo cách của mình mà không hướng dẫn học sinh độc lập suy nghĩ tìm kiếm lời giải, chưa có thái độ khách quan

để thực sự tôn trọng tư duy của các em

- 21 -

- Giáo viên sử dụng các bài tập từ tài liệu có sẵn để chữa cho học sinh mà thực sự chưa có sự đầu tư, sửa đổi các bài tập cho phù hợp với trình độ của học sinh, ngại tìm kiếm thêm bài tập để xây dựng thành hệ thống bài tập phong phú, chưa xây dựng được một hệ thống các câu hỏi định hướng tư duy tích cực đối với từng loại bài tập và thích hợp với trình độ các đối tượng học sinh nhằm đưa học sinh vào con đường độc lập tư duy cao độ để tìm lời giải

- Trong quá trình giảng dạy các giáo viên chưa quan tâm đến việc tổ chức cho học sinh tự phát triển bài tập trên cơ sở các bài tập đã giải được hoặc ngược lại chưa chú ý trong việc hướng dẫn cho học sinh phương pháp phân tích những bài tập phức hợp để đưa dần về các bài tập cơ bản dễ giải hơn

b Về phía học sinh

- Việc học sinh học BTVL ở trên lớp, ở trường trung học phổ thông cũng như các lớp luyện thi học sinh rất thụ động, chỉ có một số các em học khá và say mê học Vật lí thì chịu khó tìm tòi, đọc thêm tài liệu tham khảo còn phần nhiều các em chờ giáo viên hoặc bạn giải rồi chép vào vở

- Các lớp ôn luyện thi thì chủ yếu là các em chép bài và rất ít khi phát biểu

- Nhiều học sinh giải BTVL chỉ áp dụng công thức rồi suy ra kết quả mà không hiểu được bản chất Vật lí

- Các em chưa bao giờ tự đặt ra bài toán cho mình kể cả các học sinh khá Thực trạng trên đòi hỏi mỗi giáo viên cần phải tự xây dựng được cho mình hệ thống BTCB theo từng chương và phát triển nó thành các BTPH, từ

đó sử dụng hệ thống bài tập này một cách hợp lí để nâng cao chất lượng học tập của học sinh

1.4 Kết luận chương 1

Trong chương 1, chúng tôi đã nghiên cứu và đạt được các kết quả sau:

- Phát triển BTVL vừa thực hiện tốt chức năng giáo dưỡng (ôn tập, củng

cố, hệ thống hoá kiến thức) vừa góp phần phát triển năng lực tư duy lôgic, tư

- 22 -

duy biện chứng, tư duy sáng tạo, năng lực diễn đạt bằng ngôn ngữ nói, viết cho học sinh Việc yêu cầu học sinh tự đặt các đề bài tập để phát triển BTVL (sáng tạo các bài tập mới trên cơ sở BTCB) là biện pháp biến học sinh từ thụ động giải bài tập thành chủ động giải bài tập và hệ thống hoá bài tập, tức là biến học thành tự học, hạn chế dần việc học sinh đến các lớp học thêm, lò luyện thi vừa tốn công sức tiền của vừa không phát huy năng lực tự học của học sinh

- Nghiên cứu và hệ thống hóa các phương án phát triển bài tập Vật lí, quy trình phát triển bài tập trong dạy học Vật lí

- Điều tra thực trạng dạy học Vật lí và việc sử dụng bài tập Vật lí ở trường phổ thông trên địa bàn tỉnh Bình phước

Trong chương 2 chúng tôi sẽ vận dụng các phương án và quy trình phát triển bài tập để xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập cho chương “Dòng điện

xoay chiều” Vật lí 12 cơ bản

- 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)

- 24 -

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

Kĩ năng:

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

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

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

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

BTCB 1.1: Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một hiệu điện thế xoay chiều có

- 26 -

b, Đoạn mạch chỉ chứa cuộn thuần cảm L= 1

 H, tính cảm kháng ZL, I Lời giải tóm tắt :

BTCB 2.1: Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một hiệu điện thế xoay chiều có

dạng u = 200cos100t(V) Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch trong các trường hợp sau :

a, Đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần R = 100 

u = U 0 cos(t + u ) i = I 0 cos(t +i )

I 0 = U 0

Z

.10-4F Đặt vào điện áp u = 100 2cos100t (v), viết biểu thức cường độ

dòng điện tức thời trong mạch ?

4 ) (A)

 F cung cấp bởi điện

áp hiệu dụng 100V, f = 1KHz Hãy xác định công suất tiêu thụ và hệ số công suất

100 2 = 2 A  Công suất tiêu thụ : P = R.I2 = 100.2 = 200W

Hệ số công suất : cos = R

BTCB 4.3:

Mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp Đặt điện áp u =100 2cos(100t)(V)

vào mạch điện khi đó biểu thức dòng điện tức thời là i = 2cos(100t +

4 )(A) Tính công suất của mạch điện ?

( học sinh có thể giải theo giản đồ Fre-nen )

N

- 30 -

2.3.5 BTCB Loại 5: Bài tập về máy biến áp và truyền tải điện năng

Ở BTCB ta có thể cho U1, N2, N1 tìm U2, hoặc cho I1, N1, N2 tìm I2 hoặc cho

I1, U1, U2 tìm I2 ( học sinh ghi nhớ công thức)

BTCB 5.1:

Cuộn dây sơ cấp của máy biến áp lý tưởng có 150 vòng, cuộn dây thứ cấp

có 15000 vòn, điện áp đưa vào máy biến áp là 220 V Hỏi

a, Đó là máy tăng áp hay hạ áp ?

b, Điện áp lấy ra ở cuộn thứ cấp là bao nhiêu?

BTCB 5.2: Một máy biến áp lý tưởng cuộn sơ cấp N1 = 5000 vòng, thứ cấp

N2 = 250 vòng ; dòng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp là I1 = 0,5A

Hãy tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua cuộn thứ cấp?

BTCB 6.1: Tính tần số dòng điện xoay chiều do máy phát điện tạo ra khi nó

quay với tốc độ 600 vòng/phút và có 5 đôi cực

Lời giải tóm tắt : Tần số dòng điện : f = n.p = 10.5 = 50HZ

( n = 600 vòng/phút= 10 vòng/ giây)

Như vậy từ 6 loại BTCB chúng tôi đã xây dựng được 13 BTCB cho

chương “Dòng điện xoay chiều ”

2.4 Các hướng phát triển bài tập cơ bản trong chương “Dòng điện xoay

chiều ”

2.4.1 Các hướng phát triển bài tập cơ bản loại 1

Trên cơ sở các BTCB đã trình bày ở trên áp dụng các phương án phát

triển ta có các bài tập sau:

- 32 -

b, Đoạn mạch chỉ chứa cuộn thuần cảm L= 1

 H, tính cảm kháng ZL, U Lời giải tóm tắt :

2.10-4 F dòng điện chạy trong mạch có dạng i = 2cos100t (A) Hãy tính

a, Tổng trở Z b, Hiệu điện thế hiệu dụng qua mạch Lời giải tóm tắt :

BT 1.1.3: Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có biểu thức điện áp và

cường độ dòng điện lấn lượt là u =80cos100t(V); i = 2cos(100t + 

3 )(A) Tính tổng trở của mạch điện ?

Lời giải tóm tắt : Tổng trở : Z = U0

I0 =

80

2 = 40  Theo PA.2

I, R, L, C Z L , Z C , Z, U Chưa biết C,L,R

Cho U L , U C , I

BT 1.1.6: Mạch điện xoay chiều R, L,C nối tiếp R= 50, biết UR=100V

BT 1.1.7: Mạch điện xoay chiều R,L,C mắc nối tiếp Đặt điện điện áp xoay

chiều u = U 2cos(100t) (V) vào mạch điện biết L= 1

b, Tính hệ số công suất của mạch điện: cos = UR

Z L ,Z C ,Z,U Tìm 

Tìm I

R,L,C Chƣa biết

R , C

Cho U R ,U C

U L , 

Tìm P

- 35 -

BT 1.1.8: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R tụ C và cuộn dây thuần

cảm, đặt vào hai đầu đoạn mạch điện điện áp xoay chiều u = 80cos(100t) (V)

và biết giá trị hiệu dụng URL = 50V; UC = 70V, R = 40

1

7.10-3 F

c, Tính P : P = R.I2 =40.1 = 40W ( hoặc P = UIcos )

d, độ lệch pha giữa u và i : cos = UR

2.4.2 Các hướng phát triển bài tập cơ bản loại 2

BTCB Loại 2: Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch điện xoay chiều

- 36 -

BT 2.1: Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một hiệu điện thế xoay chiều có dạng

u = 200cos(100t)(V), viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch trong các trường hợp sau

a, Đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần R = 100 

b, Đoạn mạch chỉ chứa cuộn thuần cảm L = 1

F Đặt vào điện áp u = 100 2cos100t (V), viết biểu thức cường

độ dòng điện tức thời trong mạch ?

Lời giải tóm tắt : Biểu thức i = I0cos(100t + i )

Bài toán này giúp học sinh nắm vững mối liên hệ giữa u và i

BT 2.2.1: Mạch điện xoay chiều R,L,C mắc nối tiếp Dòng điện trong mạch

có biểu thức tức thời i = 2cos(100t + 

4 ) (A), viết biểu thức của điện áp u ?

U 0 = I 0 Z

i = I 0 cos(t + i ) u = U 0 cos(t +

u) )

a,Tính Z : ZC = 1

C =200; ZL =L. =100  ; Z = R2 + ( ZL- ZC)2 =100 2  U0 = I0.Z = 2.100 2 = 200 (V)

Độ lệch pha giữa u và i : tan = |ZL - ZC|

BT 2.2.2: Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn

dây thuần cảm L, tụ điện C Khi đặt điện áp u =U0cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch thì xác định hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch chứa R, L, C lần lƣợt

BT 2.2.3: Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn dây

thuần cảm L, tụ điện C với R= 50, L = 0,159H, C = 31,8F Đặt vào hiệu thế xoay chiều : 120V-50Hz

BT 2.2.4: Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn dây

thuần cảm L, tụ điện C mắc nối tiếp ; với R= 100, L = 1

BT 2.2.5: Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn

dây thuần cảm L, tụ điện C mắc nối tiếp ; với R, L,C có giá trị không đổi.Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u =U0cost với  có giá trị thay đổi còn U0không đổi Khi = 1 và khi = 2 thì cường độ dòng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng bằng nhau Để cường độ dòng điện qua mạch đạt cực đại thì 

phải bằng bao nhiêu?

u =U 0 cos(t+ u ) I 0 ,,i

Biết 

I 0 = U 0

Z u=U 0 cos(t+ u ) I 0 ,,i Cho

= 1

LC (**)

Từ (*)(**)  2

= 1.2   = 1.2 Theo PA.4:

BT 2.2.6: ( ĐH Nông nghiệp I - 1999)

Một nguồn điện xoay chiều u = 100 2cos100t (V) được mắc vào mạch điện

xoay chiều A,B gồm điện trở thuần R, tụ C có điện dung thay đổi được và

cuộn dây L = 3

 H (hình vẽ) Điều chỉnh điện dung của tụ điện để:

1 Khi vôn kế chỉ số không thì ampe kế chỉ 2A Hãy chứng tỏ cuộn dây không

có điện trở thuần Tìm giá trị điện trở R

2 Khi vôn kế chỉ 50V, tìm chỉ số của ampe kế, điện dung của tụ điện, độ lệch

pha giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế toàn mạch (Điện trở của vôn

U 0 , u , 

Biết U,U LC

Tìm U R , R

Biết , Z L Tìm:I 2 ,C, ui