Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh trong quá trình dạy học chương dòng điện xoay chiều vật lý 12 nâng cao

Trong dạy học vật lý ở trường phổ thông, bài tập vật lý BTVL từ trước đếnnay luôn giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy họcvật lý bởi những tác động tích c

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

- -NGUYỄN THỊ BÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC???????

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC

1

VINH – 2010

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành công trình nghiên cứu của mình, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự ủng hộ, động viên và giúp đỡ của người thân, thầy cô và bạn bè.

Tôi xin chân thành cảm ơn:

Gia đình, những người thân yêu, bạn hữu đã động viên , giúp đỡ tôi

về mặt vật chất và tinh thần trong thời gian học cao học.

Đặc biệt ,tôi xin cảm ơn đến người hướng dẫn luận văn PGS.TS Nguyễn Đình Thước.

Cảm ơn cơ sở đào tạo sau đại học Trường đại học Vinh, các thầy cô trong chuyên ngành lý luận và PPDH vật lí – Khoa Vật lí Đại học Vinh Cuối cùng tôi xin cảm ơn Ban Giám Hiệu, quý thầy cô trường THPT Phước Long – Bến Tre đã tạo điều kiện cho tôi vừa học tập NCKH, thực hiện đề tài luận văn

TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2010

Tác giả Nguyễn Thị Bông

MỤC LỤC Trang phụ bìa

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Mở đầu 1

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Cơ sở lí luận của việc phát huy tính tích cực của HS trong học tập 5

1.1.1 Tính tích cực học tập 5

1.1.2.Cơ sở tâm lý học của tính tích cực trong hoạt động học tập 6

1.2 Các phương pháp tổ chức hoạt động dạy học nhằm nâng cao tính tích cực độc lập tự lực của học sinh 7

1.2.1 Một số PPDH tích cực cần phát triển ở trường THPT 10

1.2.2.Một số nguyên tắc dạy học quan trọng sử dụng cho đề tài 11

1.3 Bài tập vật lí phương tiện dạy học hữu hiệu phát triển tư duy vật lí 12

1.3.1 Khái niệm bài tập vật lý 12

1.3.2 Sử dụng BTVLvào các mục đích khác nhau trong QTDH 12

1.4 Phân loại bài tập vật lý 13

1.4.1 Một số kiểu phân loại bài tập vật lý 13

1.4.2 Phân loại BTVL theo kiểu tổ hợp 14

1.5 Hướng dẫn học sinh giải BTVL 18

1.5.1 Hoạt động giải BTVL 18

1.5.2 Cơ sở định hướng việc hướng dẫn học sinh giải BTVL 18

1.6 Thực trạng sử dụng BTVL ở trường THPT 20

Kết luận chương 1 22

3

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

“DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÍ 12 NÂNG CAO

2.1.Mục tiêu của chương dòng điện xoay chiều lớp 12 nâng cao 23

2.1.1 Kiến thức 23

2.1.2 Kỹ năng 23

2.2.Lôgic trình bày kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều” vật lí 12-NC 24

2.3 Xây dựng hệ thống BT chương “Dòng điện xoay chiều” vật lí 12 nâng cao 26

2.3.1.Lựa chọn bài tập 26

2.3.2.Sử dụng hệ thống bài tập: 27

2.3.3 Hệ thống bài tập và phương pháp giải 27

2.4.Thiết kế các tiến trình dạy học sử dụng bài tập nhằm phát huy tính tự lực tích cực của học sinh 61

Kết luận chương 2 85

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích của việc thực nghiệm sư phạm 86

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 86

3.3 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 86

3.4 Phương pháp tiến hành TNSP 86

3.4.1.Chuẩn bị cho thực nghiệm: 87

3.4.2 Tổ chức lớp thực nghiệm: 88

3.5 Nội dung thực nghiệm 88

3.6 Kết quả thực nghiệm .88

3.6.1 Lựa chọn tiêu chí đánh giá : 88

3.6.2 Đánh giá kết quả 89

3.6.3 Kết quả điểm số các bài kiểm tra của học sinh 89

Kết luận chương 3 93

KẾT LUẬN 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Phiếu khảo sát thực trạng sử dụng bài tập vật lý P1Phụ lục 2: Bảng thống kê kết quả khảo sát P5Phụ lục 3: Phiếu học tập số 1 P9Phụ lục 4: Phiếu học tập số 2 P12Phụ lục 5: Bài kiểm tra P15Phụ lục 6: Kết quả thăm dò ý kiến P25Phụ lục 7: Một số hình ảnh TNSP P29

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong những năm gần đây, việc đổi mới công tác giáo dục diễn ra rất sôi độngtrên thế giới và ở nước ta Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước ta đòihỏi ngành giáo dục phải đổi mới một cách mạnh mẽ, sâu sắc, toàn diện để đào tạo ranhững con người có đầy đủ phẩm chất, năng lực, kiến thức, đáp ứng được nhữngyêu cầu của đất nước trong tình hình mới Điều này đã được khẳng định trong cácnghị quyết Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa VII, VIII và Luậtgiáo dục

Trong dạy học vật lý ở trường phổ thông, bài tập vật lý (BTVL) từ trước đếnnay luôn giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy họcvật lý bởi những tác động tích cực của nó:

- BTVL là một phương tiện để ôn tập, củng cố kiến thức lí thuyết đã học mộtcách sinh động và có hiệu quả

- BTVL là một phương tiện rất tốt để rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phươngpháp nghiên cứu khoa học cho học sinh

- BTVL là một phương tiện rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiếnthức vào thực tiễn, đời sống

5

- Thông qua hoạt động giải BTVL có thể rèn luyện cho học sinh những đứctính tốt như tinh thần tự lập, tính cẩn thận, tính kiên trì, tinh thần vượt khó.

- BTVL là một phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của họcsinh

- BTVL có thể được sử dụng như là một phương tiện nghiên cứu tài liệu mớitrong giai đoạn hình thành kiến thức mới cho học sinh giúp cho học sinh lĩnh hộiđược kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc

Nghiên cứu thực tế việc giảng dạy BTVL ở các trường phổ thông chúng tôinhận thấy còn nhiều vấn đề bất cập, chưa đáp ứng tinh thần đổi mới PPDH và vịthế chức năng của nó trong qúa trình dạy học

Chính vì những lý do trên mà chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu “Xây dựng và

sử dụng hệ thống bài tập nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh trong qúa trình dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 -Nâng cao ”.

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng hệ thống bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” và cách vậndụng bài tập trong qúa trình dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức củahọc sinh để nâng cao hiệu quả dạy học vật lí

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng

- Qúa trình dạy học THPT

- Lí luận và PPDH vật lí ; BTVL ở trường phổ thông

3.2 Phạm vi

- Chương trình Vật lí 12- Nâng cao

- Chương “Dòng điện xoay chiều”

- Học sinh lớp 12 THPT

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng và sử dụng một hệ thống bài tập vào dạy học chương “Dòngđiện xoay chiều” Vật lí 12 – Nâng cao một cách hợp lí sẽ góp phần tích cực hóahoạt động nhận thức của học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

 Nghiên cứu thực trạng vấn đề sử dụng BTVL ở một số Trường THPT

 Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập vật lý: Tác dụng, phân loại, phươngpháp giải, việc lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lý

 Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc phát huy tính tích cực, sáng tạo của họcsinh thông qua các PPDH tích cực

 Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn, đưa ra tiêu chuẩn phân loại hệ thốngBTVL chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 - Nâng cao

 Xậy dựng hệ thống BTVL của chương “Dòng điện xoay chiều” và quy trìnhdạy học sử dụng những bài tập đó để phát huy tính tích cực, tự lực trong học tập

 Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

- Nghiên cứu các tài liệu tâm lí học, giáo dục học, lý luận dạy học liên quanđến vấn đề tính tích cực, tự lực của học sinh trong hoạt động nhận thức của qúatrình học tập

- Nghiên cứu PPDH vật lí ở trường phổ thông, SGK, Sách BT, Sách GV củachương trình vật lí lớp 12 theo chương trình nâng cao

6.2 Phương pháp điều tra – phương pháp chuyên gia

- Phỏng vấn GV và HS

- Tổng hợp kinh nghiệm của đồng nghiệp GV

- Dùng phiếu điều tra

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm SP ở trường THPT để đánh giá hiệu quả của việc xây dựng và

sử dụng hệ thống BT trong quá trình dạy học

6.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê mô tả và thống kê kiểm định để xử lý kếtquả TNSP và kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tậpgiữa 2 lớp đối chứng và thực nghiệm

7

7 Kết qủa đóng góp của đề tài

- Xây dựng hệ thống gồm bài tập các loại dùng cho dạy học chương “Dòngđiện xoay chiều” Vật lí 12 - Nâng cao

- Đề xuất các hình thức sử dụng bài tập nhằm phát huy tính tự lực, tích cựccho học sinh

- Kết qủa nghiên cứu làm tài liệu cho GV và HS trường THPT

8.Cấu trúc của luận văn

- Mục lục

- Mở đầu

- Nội dung :

Chương 1 : Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2 : Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập dùng cho dạy học chương “Dòng

điện xoay chiều” Vật lí 12 – nâng cao

Chương 3 : Thực nghiệm sư phạm

 Kết luận

 Tài liệu tham khảo

 Phụ lục

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Kết quả nghiên cứu thực trạng vấn đề sử dụng BTVL ở một số trường THPT

đã cho thấy việc sử dụng BTVL trong quá trình dạy học VL của GV vẫn còn một sốhạn chế nhất định Để có thể khắc phục những hạn chế đó, giúp cho việc sử dụngBTVL vào trong dạy học VL đạt hiệu quả cao hơn thì cần có sự nghiên cứu toàndiện ở cả hai mặt lý luận và thực tiễn về dạy học Để có cơ sở cho việc nghiên cứuthực nghiệm, việc đầu tiên, chúng tôi muốn hệ thống lại một số vấn đề lí thuyết cóliên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài

1.1 Cơ sở lí luận của việc phát huy tính tích cực của HS trong học tập

1.1.1 Tính tích cực học tập

Chủ nghĩa duy vật lịch sử xem tính tích cực là một phẩm chất vốn có của conngười trong đời sống xã hội Khác với động vật, con người không chỉ biết tiêu thụnhững gì sẵn có trong thiên nhiên cho sự tồn tại và phát triển của xã hội mà còn chủđộng cải biến môi trường tự nhiên, cải tạo xã hội, sáng tạo ra nền văn hóa ở mỗithời đại Hình thành và phát triển tính tích cực xã hội là một nhiệm vụ chủ yếu củagiáo dục nhằm đào tạo ra những con người năng động, thích ứng và góp phần pháttriển cộng đồng Có thể xem tính tích cực như là điều kiện, đồng thời là kết quả của

sự phát triển nhân cách trẻ trong quá trình giáo dục [37]

Tính tích cực là một thuộc tính của nhân cách, nó liên quan và phụ thuộc vàocác thuộc tính khác đặc biệt là thái độ, nhu cầu và động cơ của chủ thể Tính tíchcực luôn gắn với một hoạt động cụ thể nào đó Nó nằm trong hoạt động, biểu hiệnqua hành động và ảnh hưởng rất lớn đến kết quả hoạt động Trong hoạt động nhậnthức, tính tích cực biểu hiện ở sự nỗ lực của mỗi cá nhân biến nhu cầu thành hiệnthực Nó làm cho quá trình học tập, tìm tòi, sáng tạo có tính định hướng cao hơn, từ

đó con người dễ làm chủ và điều khiển các hoạt động của mình

Như vậy ta có thể coi tính tích cực trong học tập là sự tự giác tìm tòi, nắmvững tri thức, vận dụng nó một cách thành thạo vào thực tiễn Tích cực hóa hoạt

9

động nhận thức là chuyển người học từ vị trí thụ động sang chủ động, giúp HS tìmthấy niềm say mê hứng thú trong học tập Kết quả học tập của HS phụ thuộc rấtnhiều vào tính tích cực hoạt động nhận thức nên việc học tập chỉ có thể cao khi GVphát huy hết khả năng tích cực sáng tạo của HS.

Tính tích cực trong học tập là nguyên nhân của sự tự giác và tự lực của HS.Làm thế nào để có được phẩm chất ấy? Theo Lê Thị Thanh Thảo [33,tr.72] thì “Dạyhọc nhằm phát huy tính tích cực của HS là một tư tưởng chủ đạo của việc đổi mớicác mô hình dạy học hiện nay vì hầu hết các sản phẩm cần thiết của học tập, cácmục tiêu của việc dạy học chỉ có thể đạt được khi người học tham gia một cách tíchcực vào các hoạt động học tập” Chúng ta đã quen với cụm từ “Học trong hànhđộng” Vậy, làm thế nào để có thể “lôi kéo” HS vào các hoạt động học tập Điềunày còn tùy thuộc vào các vấn đề:

Xuất phát điểm của tính tích cực là gì?

Làm thế nào để duy trì được tính tích cực?

Chúng ta hãy đi sâu thêm vào vấn đề này

1.1.2.Cơ sở tâm lý học của tính tích cực trong hoạt động học tập

Tích cực là một phẩm chất tâm lý vô cùng quan trọng quyết định sự thànhcông của mỗi cá nhân trong mọi loại hoạt động và quyết định sự hoàn thiện khôngngừng của nhân cách trong quá trình hoạt động thực tiễn Có thể nói tính tích cực làsản phẩm mà giáo dục có thể đạt được bằng các tác động giáo dục có mục đích, làphẩm chất cần phát huy càng sớm càng tốt ở mỗi người thông qua giáo dục Giáodục có thể tạo điều kiện tốt cho việc phát huy tính tích cực và làm cho nó trở thànhphẩm chất tốt đẹp của mỗi cá nhân

Tính tích cực là điều kiện cần cho sự phát triển tư duy độc lập và tư duy sángtạo mặc dù mức độ độc lập của tư duy và sáng tạo của mỗi học sinh còn phụ thuộcvào nhiều đặc điểm mang tính cách cá nhân, vì thế rất khác nhau với các học sinhkhác nhau Mức độ phát triển của tư duy và óc sáng tạo không thể hoạch định trongmục tiêu giáo dục, không thể đòi hỏi mọi học sinh cũng đạt tới một chuẩn mực sáng

tạo nào đó nhưng dạy học cần tạo điều kiện tốt nhất cho sự phát triển của tư duy và

óc sáng tạo của học sinh

 Các cấp độ của tính tích cực học tập

Theo Trần Bá Hoành [9,tr 13], tính tích cực của học sinh được chia làm 3 cấp

độ từ thấp đến cao:

- Bắt chước: gắng sức làm theo mẫu hành động của thầy, của bạn bè…

- Tìm tòi: độc lập giải quyết vấn đề nêu ra, tìm kiếm những cách giải quyếtkhác nhau để tìm ra lời giải đáp hợp lý nhất

-Sáng tạo: tìm ra cách giải quyết mới, độc đáo, hữu hiệu

1.2 Các phương pháp tổ chức hoạt động dạy học nhằm nâng cao tính tích cực độc lập tự lực của học sinh

PPDH tích cực là một thuật ngữ rút gọn, được dùng để chỉ những phươngpháp giáo dục, dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo củangười học

- Dạy và học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của học sinh

Trong PPDH tích cực, người học được cuốn hút vào các hoạt động học tập dogiáo viên tổ chức và chỉ đạo thông qua đó tự lực khám phá những điều mình chưa

rõ chứ không phải thụ động tiếp thu những tri thức đã được giáo viên sắp đặt Đượcđặt vào những tình huống học tập cụ thể, những tình huống xảy ra trong đời sốngthực tế có liên quan đến bài học, người học sẽ trực tiếp quan sát, thảo luận, làm thínghiệm, giải quyết vấn đề đặt ra theo cách suy nghĩ của mình, từ đó nắm được kiếnthức kĩ năng mới, vừa nắm được phương pháp “làm ra” kiến thức, kĩ năng đó,không rập theo những khuôn mẫu sẵn có, các em cũng được bộc lộ và phát huy tiềmnăng sáng tạo của mình

- Dạy và học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học.

PPDH tích cực xem việc rèn luyện phương pháp học tập cho học sinh khôngchỉ là một biện pháp nâng cao hiệu quả dạy học mà còn là một mục tiêu dạy học

Trong các phương pháp học thì cốt lõi phương pháp tự học; Đó là kĩ năng,

thói quen, ý chí tự học Bên cạnh đó, những phẩm chất như: biết tự điều chỉnh mình

11

trong quá trình học, biết tự đánh giá mình cũng là điều mà chúng ta hướng tới trongcác PPDH tích cực.

xuyên phối hợp, hỗ trợ lẫn nhau giữa các cá nhân với nhau, giữa các nhóm học tập với nhau.

Trong một lớp học mà trình độ kiến thức, tư duy của học sinh không thể đồngđều tuyệt đối thì khi áp dụng phương pháp tích cực buộc phải chấp nhận sự phânhóa về cường độ, tiến độ hoàn thành nhiệm vụ học tập, nhất là khi bài học đượcthiết kế thành một chuỗi công tác độc lập

Tuy nhiên, trong học tập, không phải mọi tri thức, kĩ năng, thái độ đều đượchình thành bằng những hoạt động độc lập cá nhân Lớp học là môi trường giao tiếpthầy – trò, trò – trò, tạo nên mối quan hệ hợp tác giữa các cá nhân trên con đườngchiếm lĩnh nội dung học tập Thông qua thảo luận, tranh luận trong tập thể, ý kiếnmỗi cá nhân được bộc lộ, khẳng đinh hay bác bỏ, qua đó người học nâng mình lênmột trình độ mới, bài học vận dụng được vốn hiểu biết và kinh nghiệm sống củangười thầy giáo

Trong nhà trường, phương pháp học tập hợp tác được tổ chức ở cấp nhóm, tổ,lớp hoặc trường; được sử dụng phổ biến trong dạy học là hoạt động hợp tác trongnhóm nhỏ 4 đến 6 người Học tập hợp tác làm tăng hiệu quả học tập, nhất là lúcphải giải quyết những vấn đề gay cấn, lúc xuất hiện thực sự nhu cầu phối hợp giữacác cá nhân để hoàn thành nhiệm vụ chung Trong hoạt động theo nhóm nhỏ sẽkhông thể có hiện tượng ỷ lại; tính cách năng lực của mỗi thành viên được bộc lộ,uốn nắn, phát triển tình bạn, ý thức tổ chức, tinh thần tương trợ Mô hình hợp táctrong xã hội đưa vào đời sống học đường sẽ làm cho các thành viên quen dần với sựphân công hợp tác trong lao động xã hội

 Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò.

Trong dạy học, việc đánh giá học sinh không chỉ nhằm mục đích nhận địnhthực trạng và điều chỉnh hoạt động của học trò mà còn đồng thời tạo điều kiện nhậnđịnh thực trạng và điều chỉnh hoạt động của thầy

Trước đây giáo viên giữ độc quyền đánh giá học sinh Trong phương pháp tíchcực, giáo viên phải hướng dẫn học sinh phát triển kĩ năng tự đánh giá để tự điềuchỉnh cách học Liên quan với điều này, giáo viên cần tạo điều kiện thuận lợi để họcsinh được tham gia đánh giá lẫn nhau Tự đánh giá đúng và điều chỉnh hoạt độngkịp thời là năng lực rất cần cho sự thành đạt trong cuộc sống mà nhà trường phảitrang bị cho học sinh.

Với sự trợ giúp của các thiết bị kĩ thuật, kiểm tra đánh giá sẽ không còn là mộtviệc nặng nhọc đối với giáo viên, mà lại cho nhiều thông tin kịp thời hơn để linhhoạt điều chỉnh hoạt động dạy, chỉ đạo hoạt động học

Từ dạy và học thụ động sang dạy và học tích cực, giáo viên không còn đóng

vai trò đơn thuần là người truyền đạt kiến thức, giáo viên trở thành người thiết kế,

tổ chức, hướng dẫn các hoạt động độc lập hoặc theo nhóm nhỏ để học sinh tự lực

chiếm lĩnh nội dung học tập, chủ động đạt các mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độtheo yêu cầu của chương trình Trên lớp, học sinh hoạt động là chính, giáo viên có

vẻ nhàn nhã hơn nhưng trước đó, khi soạn giáo án, giáo viên đã phải đầu tư côngsức, thời gian rất nhiều so với kiểu dạy và học thụ động mới có thể thực hiện bài lên

lớp với vai trò là người gợi mở, xúc tác, động viên, cố vấn, trọng tài trong các hoạt

động tìm tòi hào hứng, tranh luận sôi nổi của học sinh

Những biểu hiện hành vi của tính tự lực học tập của HS trong và ngoài giờ họcthể hiện ở bảng 1.1

Bảng 1.1: Biểu hiện hành vi của tính tự lực học tập trong và ngoài giờ học

Chú ý nghe giảng và chép bài đầy đủ

Nghiêm túc trong kiểm tra, thi

Nỗ lực cao về trí tuệ, ý chí, thể lực

Học bài cũTham gia các hoạt động ngoại khóaHoàn thành bài tập về nhà

Chủ động tìm kiếm bài tập, tư liệu ởthầy cô và bạn bè

Trao đổi bài học với bạn bè và thầy côKhái quát kiến thức bài học

Lập kế hoạch học tập hằng ngày

Tự kiểm tra kiến thức đã tiếp thu

13

1.2.1 Một số PPDH tích cực cần phát triển ở trường Trung học phổ thông

* Phương pháp dạy học nêu vấn đề (NVĐ)

Theo Lê Phước Lộc [21.tr.86] thì dạy học NVĐ là một tập hợp nhiều phươngpháp dạy học đơn giản nhất (diễn giảng, thí nghiệm, đàm thoại, đọc sách…).Màtrong đó có sự phối hợp thống nhất giữa thầy và trò sao cho tự giác chấp nhậnnhiệm vụ học tập là nhiệm vụ của chính mình, tích cực, tự lực, sáng tạo tìm tòi cáchgiải quyết nhiệm vụ học tập ấy thông qua việc kiểm tra các giả thuyết mà mình đãđặt ra Như vậy, dạy học NVĐ có thể hiểu theo hai khía cạnh khác nhau như:

Theo mục đích của quá trình dạy học thì: dạy học NVĐ là dạy cách giải quyếtmột nhiệm vụ học tập

Theo cách tổ chức dạy học thì: dạy học NVĐ là kiểu dạy học trong đó thầynêu vấn đề bằng việc xây dựng tình huống có vấn đề và tổ chức cho trò tìm tòi giảthuyết, kiểm tra giả thuyết và vận dụng kết quả

Phương pháp dạy học theo nhóm là một hệ tích hợp của nhiều phương phápdạy học tích cực, trong đó thảo luận nhóm là hình thức tổ chức để nhóm HS giảiquyết nhiệm vụ học tập Làm việc nhóm là đặc điểm của lao động trong thời đạimới Người ta đã chứng minh rằng kết quả của nhiều công việc do nhóm làm việc sẽphải dựa nhiều vào trí tuệ Dạy học theo nhóm thường dùng được áp dụng để đi sâu,vận dụng, luyện tập, củng cố một chủ đề đã học, nhưng cũng có thể để tìm hiểu mộtchủ đề mới Trong các môn khoa học tự nhiên, công việc nhóm có thể được sử dụng

để tiến hành các thí nghiệm và tìm các giải pháp cho những vấn đề được đặt ra

một nhiệm vụ khó khăn nhỏ, nếu HS tích cực suy nghĩ (bằng kinh nghiệm thực tế,

bằng kiến thức đã có) thì có thể trong vài phút sẽ giải quyết được vấn đề Mục đích

của các nhiệm vụ này (gọi là nhiệm vụ khám phá) là tập cho HS nhanh, nhạy và tích

cực trong tư duy Muốn được như vậy, cần chú ý:

- Mỗi nhiệm vụ khám phá (câu hỏi hoặc yêu cầu) phải được cấu trúc rõ ràng,

sáng sủa, HS dễ nắm bắt nhiệm vụ đồng thời nó phải ẩn chứa cơ sở lí thuyết hoặcthực tế đủ để các em có thể dựa vào đó giải quyết vấn đề

- Nhiệm vụ khám phá phải là một tình huống thú vị và hấp dẫn

- Có nhiều cách trao nhiệm vụ khám phá cho HS: bằng một câu hỏi hoặc yêucầu trực tiếp, bằng một bức tranh, bằng một thí nghiệm đơn giản, bằng một đoạnphim ngắn v v

Một trong cách sử dụng BTVL trong dạy học để phát triển tư duy cho HS màchúng tôi sẽ sử dụng trong DHVL là cấu trúc các nhiệm vụ khám phá mà chúng tôi

sẽ trình bày ở chương II

1.2.2 Một số nguyên tắc dạy học quan trọng sử dụng cho đề tài

* Đảm bảo tính thống nhất giữa lí luận và thực tiễn

Một nguyên tắc không kém phần quan trọng trong quá trình dạy học VL cầnđược đảm bảo đó là sự thống nhất giữa lí luận và thực tiễn Việc đảm bảo nguyêntắc này cũng chính là để làm cho quá trình dạy học phù hợp với quá trình nhận thứccủa HS Đó chính là sự thống nhất giữa lí thuyết và thực tiễn, là sự trang bị cho họcsinh kĩ năng tư duy ứng dụng, tính linh hoạt trong tư duy và tư duy sáng tạo Muốnlàm được điều đó, trước hết, người giáo viên phải có kiến thức thực tế

* Đảm bảo sự thống nhất giữa cái cụ thể và cái trừu tượng

Con người nhận thức được tự nhiên nhờ sự khái quát hoá các mối liên hệ củacác sự vật, sự việc cụ thể và trừu tượng hoá thành các quy luật Quy luật nhận thức

ấy được vận dụng vào trong quá trình dạy học và được coi là nguyên tắc dạy họcđối với người giáo viên Vì vậy, trong quá trình dạy học một kiến thức nào đó thìgiáo viên cần chỉ ra những ví dụ vận dụng cụ thể kiến thức đó Một trong nhữngcách cụ thể đó chính là việc sử dụng bài tập vào trong quá trình dạy học

15

1.3 Bài tập vật lí phương tiện dạy học hữu hiệu phát triển tư duy vật lí của học sinh 1.3.1 Khái niệm bài tập vật lý

Theo Phạm Hữu Tòng [38,tr.89] thì “Bài tập vật lý được hiểu là một vấn đềđặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thínghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lý”

Theo quan niệm này BTVL chỉ thuần tuý là một nhiệm vụ mà HS phải làm đểthể hiện mình nắm vững lí thuyết tới đâu Điều này rất có lí nếu coi BTVL là công

cụ để đánh giá những gì HS đã học trên lớp Theo chúng tôi, để đánh giá đúng vàitrò của BTVL, cần nhìn nhận chúng dưới các góc độ khác nhau về tầm quan trọngcủa chúng trong dạy học VL:

- Nhìn BTVL dưới góc độ là công cụ đánh giá lí thuyết

- Nhìn BTVL dưới góc độ là phương tiện để phát triển tư duy cho HS

- Nhìn BTVL qua hai mặt: BT mang tính lí thuyết và BT mang tính thực tế

- Nhìn BTVL dưới góc độ phương pháp sử dụng chúng

Có nhìn nhận như vậy thì ta mới đáng giá hết ý nghĩa của BTVL, đồng thờimới có đủ cơ sở để phân loại các BTVL một cách rõ ràng và chính xác

1.3.2 Sử dụng BTVLvào các mục đích khác nhau trong QTDH

Các BTVL có tầm quan trọng đặc biệt trong quá trình dạy học vật lý (như đãtrình bày ở trên) Chú ý đầy đủ đến các “góc nhìn” BTVL cũng chính là chúng được

sử dụng với các mục đích khác nhau:

- BTVL là phương tiện rèn luyện cho hoc sinh các kĩ năng tính toán, kĩ năng

vẽ và đọc đồ thị, kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, đời sống

- BTVL được sử dụng như là một phương tiện nghiên cứu tài liệu mới tronggiai đoạn hình thành kiến thức mới cho học sinh, giúp cho học sinh lĩnh hội đượckiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc

- BTVL là một phương tiện ôn tập, cũng cố kiến thức đã học một cách sinhđộng và có hiệu quả Điều này được các GV sử dụng lâu nay Tuy nhiên, nếu nhìnnhận lại, công việc mà GV vẫn làm theo truyền thống là chọn một bài tập khá dễ,thuần tuý vận dụng công thức của bài mới được học để HS làm quen với công thức,

sử dụng đơn vị, cách gọi tên đại lượng… BTVL dùng ở vị trí ôn tập và củng cố kiếnthức còn có nhiều cách làm khác như:

- Mở rộng ra cách làm tương tự để khám phá, phát triển tư duy thực nghiệm

- BTVL dùng để củng cố kiến thức cũng có thể là giải thích kết quả một thínghiệm VL rất đơn giản, dựa vào nội dung mới học

Như vậy, chỉ riêng vấn đề sử dụng BTVL để cũng cố kiến thức cũng đã cókhai thác nhiều loại bài tập một cách hữu hiệu

- BTVL là phương tiện rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứukhoa học cho HS Trong quá trình giải bài tập, HS phải trải qua các quá trình phântích, so sánh, tổng hợp, suy luận logic để tìm ra lời giải đáp cho bài toán Chínhtrong quá trình đó, khả năng tư duy của HS ngày càng được nâng cao

- BTVL góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của HS: Có nhiều loại BTVLkhông chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp bồidưỡng cho HS tư duy sáng tạo Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tượng, bàitập thí nghiệm

Thông qua hoạt động giải BTVL có thể rèn luyện cho học sinh những đức tínhtốt như tinh thần tự lập, tính cẩn thận, tính kiên trì, tinh thần vượt khó

BTVL là một phương tiện để kiểm tra đánh giá việc hiểu bài của HS thông quacác nhiệm vụ được giao cho các em làm việc ở nhà, đặc biệt là để đánh giá kết quảhọc tập sau một giai đoạn (bài kiểm tra chương, học kì, thi tốt nghiệp…) kiến thức,phương tiện không thể thiếu cho các kì thi tuyển chọn Điều này chúng ta vẫn làmthường xuyên tỏng QTDH từ trước tới nay

1.4 Phân loại bài tập vật lý

Muốn khai thác hết các tính năng và tác dụng của BTVL, việc trước tiên cầnphải phân loại chúng

1.4.1 Một số kiểu phân loại bài tập vật lí

Các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế, chiaBTVL thành 4 loại: BT định tính, BT tính toán, BT đồ thị và BT thí nghiệm Cơ sởchủ yếu mà các tác giả dựa vào để phân loại là phương tiện giải các loại bài tập ấy

17

Đây là cách phân loại đơn giản nhất và là cách đã được hầu hết các giáo viên VL sửdụng cho đến nay Tuy nhiên, theo chúng tôi đã phân tích ở chương I, BTVL khôngchỉ có tác dụng rèn luyện kĩ năng giải toán, vẽ đồ thị hay giải thích VL, làm thínghiệm cho HS Nếu chú ý đến các mục tiêu đặc biệt mà người GV sử dụng BTVLcần đạt tới thì việc phân loại các bài tập như vậy chưa đáp ứng yêu cầu của dạy họctích cực ngày nay.

Theo Phạm Hữu Tòng, nếu dựa vào nội dung, có thể chia bài BTVL thành bàitập chuyên đề, bài tập có nội dung cụ thể, trừu tượng; Nếu dựa vào phương thứcgiải thì ta có bài tập định tính, bài tập tính toán, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị;Nếu dựa vào yêu cầu rèn luyện kỹ năng, phát triển tư duy học sinh trong quá trìnhdạy học thì ta có bai tập luyện tập và bài tập sáng tạo Đây là kết quả suy nghĩ rấtthấu đáo đến các mục tiêu của BTVL của tác giả Song tác giả đưa ra ba khả năngcho cách phân loại Về mặt lí thuyết có thể chấp nhận cách đề xuất Nhưng người sửdụng thì chỉ cần một kiểu phân loại, gọi tên nó, đưa nó vào khai thác ở giai đoạnnào đó của bài học

Trong thời gian gần đây, theo các tài liệu bồi dưỡng cho GV THPT [27] thìBTVL còn được phân thành hai loại dựa trên cơ sở là tính chất của bài thi: trắcnghiệm khách quan (gọi tắt là trắc nghiệm) và trắc nghiệm tự luận (gọi tắt là tựluận) Như vậy lại có thêm kiểu phân loại BTVL là bài tập trắc nghiệm và bài tập tựluận Trong đề tài này, chúng tôi tạm thời không bàn đến kiểu phân loại này Haynói cách khác, chúng tôi chưa quan tâm đến loại bài tập trắc nghiệm

Mục tiêu của đề tài này đã nêu rõ là sử dụng BTVL sao cho có hiệu quả.Nghĩa là chúng tôi muốn phát huy hết mọi tính năng của BTVL trong dạy học VL.Trên cơ sở nghiên cứu kế thừa việc phân loại BTVL của các nhà phương pháp vật

lý, qua phân tích và kết quả nghiên cứu thực tế chúng tôi đưa ra cách phân loạiBTVL riêng của mình để tiện sử dụng cho GV VL

1.4.2 Phân loại BTVL theo kiểu tổ hợp

Như ở (mục 1.3.1) chúng tôi đã đề cập đến các đặc trưng của BTVL theo mụctiêu cần đạt tới khi sử dụng Đó cũng chính là các cơ sở mà chúng tôi muốn sửdụng để phân loại theo tổ hợp các BTVL

Có ba cơ sở để phân loại BTVL:

Cách giải BTVL: Cơ sở này cũng giống như cơ sở của nhóm tác giả Nguyễn

Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng,…như trên đã nhắc tới Nếu chỉ dựa vào cơ sở nàythì BTVL chỉ nhằm mục tiêu rèn luyện một số kĩ năng tính toán, kĩ năng giải thích,

kĩ năng sử dụng đồ thị, kĩ năng làm thí nghiệm

BTVL là phương tiện để phát triển tư duy: Cơ sở này nhắc cho GV một tác

dụng cực kì quan trọng của BTVL đối với HS Bên cạnh đó, với mục tiêu này,chúng ta có thể tận dụng BTVL vào các PPDH tích cực

BTVL là cầu nối để HS có thể gắn kết giữa lí thuyết và thực tế: Nhà trường

của chúng ta sẽ mãi mãi không đáp ứng được nhu cầu đào tạo của con người cho xãhội, nếu chúng ta không thật sự bám sát nguyên lí này Đưa HS vào thực tế bằng cácbài tập VL là một trong những mục tiêu mà chúng tôi hướng tới trong đề tài này.Với những cơ sở trên, chúng tôi có thể phân loại các BTVL như sau:

1.4.2.1 Nhóm bài tập định lượng

Nhóm này hướng tới mục tiêu rèn luyện các kĩ năng vận dụng các định luật

VL nhanh chóng vào các trường hợp cụ thể mang tính lí thuyết, kĩ năng phân tích,suy luận, tính toàn và sử dụng đồ thị, giản đồ vectơ, biểu bảng Nhóm này bao gồmcác loại bài tập sau;

Các bài tập tập dượt: Các bài tập chỉ thuần tuý áp dụng công thức Những bài

tập như vậy ta thường thấy ở sau các bài học có công thức, định luật mới

Các bài tập tổng hợp: Các bài tập đòi hỏi HS phải phân tích sự việc được mô

tả trong bài toán, tìm mối liên hệ giữa các sự vật, hiện tượng để vận dụng một số quiluật, công thức một cách hợp lí để giải Các bài tập này có trong SGK, sách bài tập

và chúng có mức độ khó dễ khác nhau (tuỳ thuộc hiện tượng phức tạp hay đơn giản,

sử dụng nhiều hay ít công thức, định luật trung gian)

1.4.2.2.Nhóm bài tập định tính

Nhóm này hướng tới mục tiêu phát triển tư duy logic ,thao tác tư duy nhưphân tích, so sánh, suy luận, tổng hợp, phân tích lỗi , kĩ năng sử dụng ngôn ngữđược rèn luyện

19

Các bài tập giải thích mang tính lí thuyết

Ví dụ 1:

Hai bóng đèn có ghi hiệu điện thế 110V – 40W (bóng 1) và 110V – 75W (bóng 2) Để đảm bảo hiệu điện thế sử dụng, một người mắc chúng nối tiếp vào mạng điện 220V Bóng 1 sẽ sáng hơn bóng 2 rất nhiều và có thể bị đứt ngay sau đó Hãy giải thích hiện tượng này.

Các bài tập giải thích mang tính thực tế

+ Bài tập thí nghiệm định tính

+ Bài tập thí nghiệm định lượng

Các bài tập thí nghiệm có tác dụng bồi dưỡng tính linh hoạt của tư duy trongviệc đề xuất các phương án thí nghiệm ,các giải pháp đo đạc trong các tình huốngkhác nhau tùy thuộc vào các thiết bị thí nghiệm đã cho hay tự tìm kiếm

1.4.2.4 Nhóm bài tập nghịch lí và ngụy biện

Đây là các BTVL đặc biệt, nó có thể là các loại bài tập thuộc các nhóm trênnhưng tính chất của chúng thì khác hẳn Các loại bài tập này đưa ra một bài giải sai(về đặt vấn đề để giải, về suy luận, về tính toán…) do đó có một kết luận sai Ngườihọc cần tìm ra chỗ sai đó để có lời giải đúng Loại bài tập này không những có tácdụng cho việc nắm vững kiến thức mà còn cho việc phát triển các hoạt động tư duyphân tích, so sánh, các suy luận logic và đặc biệt tính nhạy bén và tính trực giác tưduy

Thực ra, việc phân loại các BTVL cũng chỉ là tương đối Nhiều bài tập có thểcoi nó ở loại này cũng được loại kia cũng được Song điều đó không quan trọng

Như trên đã nói, mục đích việc phân loại là để gọi tên bài tập để sử dụng với mụcđích riêng cho ý đồ về LLDH trong bài soạn: cần sử dụng lúc nào, phát triển hoạtđộng nào ở HS.

Sơ đồ (bảng 1.2) dưới đây sẽ minh hoạ cho kiểu phân loại các BTVL vừađược trình bày ở trên

(Bảng 1.2 ) Bảng phân loại BTVL

21

Nhóm (N1)Bài tập định lượng

Nhóm (N2)Bài tập định tính

Nhóm (N3)Bài tập thí nghiệm

Nhóm (N4)nghịch lý &ng.biện

(L1) BT tập dượt (L2) BT tính toán tổng hơp (L3) BT có sử dụng đồ thị (L4) BT tính toán thực tế (L1) BT giải thích lý thuyết (L2) BT giải thích thực tế

(L1) BT lập và đọc bảng KQ

(L2) BT thiết kế, làm TN (L3) BT quan sát thực tế

1.5 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí [25], [36]

1.5.1 Hoạt động giải bài tập vật lí

Mục tiêu cần đạt tới khi giải một bài tập vật lí là tìm được câu trả lời đúngđắn, giải quyết được mọi vấn đề đặt ra một cách có căn cứ khoa học

Quá trình giải một bài tập vật lí thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện củabài tập, xem xét hiện tượng vật lí được đề cập và dựa trên kiến thức vật lí toán đểnghĩ tới những mối quan hệ có thể có của cái đã cho và cái phải tìm ,sao cho có thểthấy được cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho Từ đó tìm

ra mối liên hệ tường minh giữa cái cần tìm và cái đã biết ,tức là tìm được lời giải đáp

Bài tập vật lí là đa dạng và phong phú có nhiều cách phân loại khác nhau(Bài tập định tính,Bài tập định lượng,Bài tập thí nghiệm,Bài tập ngụy biện, ) Dựavào cách đặt vấn đề, về tiêu chí giải mà người ta phân loại các dạng bài tập vật lí

Cũng khó có thể đưa ra một phương pháp chung để giải bài tập vật lí có tínhvạn năng để áp dụng cho việc giải một bài tập cụ thể

Ở đây chỉ đưa ra sơ đồ định hướng chung (gồm các bước) để tiến hành giảimột bài tập vật lí (HS đã được làm quen từ THCS) Dựa các bước để tiến hành giảimột bài tập GV có thể kiểm tra hoạt động của HS và giúp HS phát triển năng lực tưduy có hiệu quả

Bước 1: Tìm hiểu đầu bài

Bước 2: Xác lập các mối liên hệ cơ bản giữa các dữ liệu xuất phát và cái cầnphải tìm

Bước 3: Rút ra các kết quả cần tìm

Bước 4: Kiểm tra xác nhận kết quả, nhận xét lời giải, tìm lời giải khác ( nếu

có thể )

1.5.2 Cơ sở định hướng việc hướng dẫn HS giải bài tập vật lí

Muốn cho việc hướng dẫn giải bài tập một cách đúng đắn giáo viên phảiphân tích được phương pháp giải bài tập cụ thể bằng cách vận dụng những hiểu biết

về tư duy giải bài tập vật lí Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể

của việc cho HS giải bài tập để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp.Nội dung trênđược minh họa bằng sơ đồ sau:

Sau đây chúng ta sẽ đề cập đến các kiểu hướng dẫn giải bài tập vật lí theocác mục đích sư phạm khác nhau

Mức độ 1 Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn angôrit) là sự hướng dẫn chỉ

rõ cho HS những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hànhđộng đó để đạt được kết quả mong muốn Những hành động này được coi là nhữnghành động sơ cấp HS phải hiểu một cách đơn giá, HS đã nắm vững, nếu thực hiệntheo các bước đã quy định theo con đường đó HS sẽ giải được bài tập đã cho

Kiểu định hướng theo mẫu đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa họcviệc giải bài toán, xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng để xây dựng angôrit giảibài tập

Kiểu hướng dẫn theo mẫu nhằm luyện tập cho HS kĩ năng giải một loại bàitập nào đó khi xây dựng các angôrit giải cho từng loại bài tập cơ bản ,điển hình nào

đó (ví dụ bài tập động học, động lực học, ) thông qua việc giải toán HS nắm đượccác angôrit giải cho từng loại bài tập

Mức độ 2.Hướng dẫn tìm tòi Là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho

học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết, không phải là GV chỉ dẫn chohọc sinh hành động theo mẫu đã có mà GV gợi mở để HS tự tìm cách giải quyết

HS tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả Kiểu định hướngnày đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy của HS, tạo điều kiện để HS tự lực tìm tòicách giải quyết

23

Tư duy giải bài tập Phân tích phương pháp

giải bài tập cụ thể Phươngpháp

hướngdẫn giải

BT cụthểMục đích sư phạm Xác định kiểu hướng dẫn

Khó khăn của kiểu định hướng tìm tòi chính là ở chỗ hướng dẫn của GV phảilàm sao không đưa HS thực hiện các hành động theo mẫu mà phải có tác dụnghướng tư duy của HS vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiện cách giải quyếtvấn đề của bài tập.

Mức độ 3: Định hướng khái quát chương trình hóa Là kiểu hướng dẫn

học sinh tự tìm cách giải quyết.Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là GV địnhhướng hoạt động tư duy của HS theo đường lối khái quát hóa giải quyết vấn đề Sựđịnh hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của HS Nếu HS gặp trởngại không vượt qua được để tìm cách giải quyết thì GV phát triển định hướng kháiquát ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho HS để thu hẹphơn phạm vi tìm tòi, giải quyết vấn đề Nếu HS vẫn không giải quyết được thì GVchuyển dần hướng dẫn theo mẫu giúp HS hoàn thành yêu cầu của một bước, sau đóyêu cầu HS tự lực, tìm tòi giải quyết bước tiếp theo Cứ như thế cho đến khi giảiquyết xong vấn đề đặt ra

Kiểu hướng dẫn khái quát chương trình hóa trong hoạt động giải BTVL của

HS nhằm phát huy tính độc lập, tự lực thực hiện các hành động tư duy đồng thớidạy cho HS cách tư duy

1.6 Thực trạng sử dụng bài tập vật lý ở trường trung học phổ thông

Để chuẩn bị cho việc thực hiện đề tài của mình, chúng tôi tiến hành nghiêncứu thực trạng vấn đề sử dụng BTVL của GV trong quá trình dạy học VL với mụcđích tìm hiểu quan điểm việc sử dụng BTVL và việc đầu tư cho công việc này nhưthế nào Chúng tôi đã đưa ra 9 câu hỏi (xem phụ lục 1) nhằm vào các vấn đề trên.Trong khuôn khổ của một luận văn, Chúng tôi chỉ tiến hành khảo sát việc sửdụng BTVL của GV Vật lý ở một số trường THPT (xem phụ lục 1, 2)

Tuy chỉ có 12 GV tham gia trả lời nhưng các số liệu cũng cho chúng ta thấymột số vấn đề sau:

- Vấn đề sử dụng hệ thống BTVL trong QTDH ở trường THPT

Kết quả điều tra sơ bộ ở mục 1.5 cho thấy, việc sử dụng BTVL hiện nay ở cáctrường THPT chỉ mới ở ý nghĩa dạy lí thuyết phải có luyện tập Chúng tôi không

muốn dừng lại ở mức độ này vì như vậy sự phong phú về dạng cũng như về nộidung của các loại BTVL chưa được khai thác hết .

* Một số khó khăn của học sinh khi học chương dòng điện xoay chiều

- Một số kiến thức xây dựng trên toán học như phương pháp giản đồ Frexnen,thiết lập định luật Ohm cho các đoạn mạch, các công thức tính độ lệch pha, tổng trở,thiết lập biểu thức u và i, q trong mạch dao động… Yêu cầu học sinh phải có một sốkiến thức tương đối vững vàng về toán học mới có thể hiểu rõ

- Một số kiến thức học sinh buộc phải thừa nhận do việc giải thích phức tạpnhư công thức tính tần số góc của dao động điện từ tự do, thuyết Maxwell

- Một số kiến thức gắn liền với thực tiễn nhưng lại trình bày khá trừu tượng,thiên về lý thuyết thuần túy như sơ đồ khối của máy phát và máy thu thanh đơngiản, tính chất của sóng điện từ, máy phát điện

- Một số kiến thức được kiểm chứng bằng thí nghiệm nhưng các thí nghiệm lạikhó thực hiện trong điều kiện bình thường chẳng hạn như thí nghiệm về mạch daođộng LC, thí nghiệm máy biến áp, đòi hỏi thiết bị phải thật chuẩn mới đưa ra kếtquả chính xác như mong muốn

- Có những bài kiến thức chủ yếu là kiến thức thông báo, dễ gây sự nhàm cháncho học sinh trong quá trình tiếp thu, như khái niệm về sóng điện từ, nguyên tắchoạt động của máy phát điện xoay chiều, cách mắc mạch ba pha

25

Kết luận Chương 1

Đổi mới PPDH hiện nay bản chất của nó là biến quá trình học tập thụ độngcủa HS thành qúa trình học tập chủ động Trong dạy học vật lí ở trường phổ thông,khai thác và sử dụng các phương tiện dạy học là một vấn đề quan trọng đối với líluận và PPDH Bài tập vật lí là một phương tiện có nhiều lợi thế về tính năng đểphát triển tư duy vật lí, củng cố và khắc sâu kiến thức, cầu nối giữa lý thuyết vàthực tiễn,… Trong quá trình dạy học vật lí BTVL có thể được sử dụng vào các giaiđoạn khác nhau như dùng BTVL tạo ra tình huống có vấn đề, dùng trong quá trìnhxây dựng kiến thức mới, dùng để củng cố, ôn tập, luện tập, dùng BTVL để bồidưỡng phương pháp nhận thức vật lí,…

Thực trạng sử dụng BTVL mà chúng tôi đã khảo sát ở trường THPT cho thấy vai trò của nó chưa được sử dụng đầy đủ vì thế cần phải quan tâm đưa BTVL vào trung tâm của hoạt động dạy học

Bài tập vật lí đa dạng và phong phú chính vì vậy mà việc lựa chọn để xâydựng hệ thống bài tập phục vụ dạy học nội dung của một chương trong chương trìnhvật lí THPT cần phải dựa trên mục tiêu nội dung kiến thức, kĩ năng và thái độ cụ thểcủa nó Bảo đảm tính khoa học giáo dục trong việc sử dụng BTVL

Trên cơ sở kết qủa nghiên cứu của các tác giả về khoa học, tâm lí học ,giáodục học và PPDH vật lí, chúng tôi đã hệ thống hóa những vấn đề cơ bản : tính tíchcực tự lự của học sinh trong học tập; BTVL phương tiện dạy học; phương pháphướng dẫn HS giải bài tập vật lí; cơ sở khoa học của 4 nhóm bài tập mà chúng tôi sẽxây dựng hệ thống BTVL dùng trong dạy học chương “ Dòng điện xoay chiều”

Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy là phương tiện giúp HS phát huy tính tích cực, tự lực trong học tập vào những nội dung vật lí cụ thể

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “DÒNG

ĐIỆN XOAY CHIỀU" VẬT LÍ 12 - NÂNG CAO

2.1 Mục tiêu dạy học của chương “ Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 Nâng cao 2.1.1 Kiến thức

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

- Phát biểu được định nghĩa cường độ cũng như công thức tính giá trị hiệudụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều

- Viết được công thức tính cảm kháng, dung kháng và tổng trở của đoạn mạch

có RLC mắc nối tiếp, nêu được đơn vị các đại lượng này

- Viết được hệ thức định luật Ohm đối với các đoạn mạch xoay chiều có điệntrở thuần, thuần cảm kháng , dung kháng, và với mạch RLC nối tiếp

- Viết được độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp tức thời đối với các đoạnmạch xoay chiều có điện trở thuần, thuần cảm kháng , dung kháng, và chứng minhđược các độ lệch pha này

- Viết được độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp tức thời dối với các mạchRLC nối tiếp và nêu được trường hợp nào thì dòng điện trễ pha, sớm pha, cùng pha

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

- Nêu được hệ thống dòng điện ba pha là gì

- Trình bày được nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoaychiều, động cơ điện xoay chiều ba pha, máy biến áp

2.1.2 Kĩ năng

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

27

- Vẽ được giản đồ vecto Frexnen cho mạch RLC nối tiếp

- Vẽ được đồ thị biểu diễn hệ thống dòng điện ba pha

- Vẽ được sơ đồ biểu diễn cách mắc hình sao và cách mắc hình tam giác đốivới hệ thống dòng điện 3 pha

- Giải thích được các bài tập về máy biến áp lí tưởng

2.2 Lôgic trình bày kiến thức chương dòng điện xoay chiều lớp 12 chương trình nâng cao

Sơ đồ : cấu trúc lôgic chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12-Nâng cao

Hiện tượng cảm ứng điện từ

Suất điện động xoay chiều.Điện áp xoay

chiều Dòng điện xoay chiều

có C

Công suất tức thời

Công suất trung bình

Máy phát điện xoay chiều

1 pha

Máy phát điện xoay chiều

3 pha

Động

cơ không đồng bộ

Động

cơ không đồng

bộ 3 pha

Máy biến áp

Mạch R,L,C nối tiếp

Cộng hưởng

Hệ số công suất

29

2.3 Xây dựng hệ thống bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 Nâng cao 2.3.1 Lựa chọn bài tập

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

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

- Mỗi bài tập phải là một mắc xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một phầnnào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức

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

có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa hoặcthiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lý, bài tập có nhiều cáchgiải khác nhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo điều kiện cụ thể của bài tập màgiáo 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 của nó không sát với thực tế, các quátrình tự nhiên được đơn giản hóa đi nhiều hoặc ngược lại, cố ý ghép nhiều yếu tốthành một đối tượng phức tạp để luyện tập, nghiên cứu Bài tập giả tạo thường là bàitập định lượng, có tác dụng giúp học sinh sử dụng thành thạo các công thức để tínhđại lượng nào đó khi biết các đại lượng khác có liên quan, mặc dù trong thực tế ta

có thể đo nó trực tiếp được

 Bài tập có nội dung thực tế: là bài tập có đề cập đến những vấn đề có liênquan trực tiếp tới đối tượng có trong đời sống, kĩ thuật Dĩ nhiên những vấn đề đó

đã được thu hẹp và đơn giản hóa đi nhiều so với thực tế Trong các bài tập có nộidung thực tế, những bài tập mang nội dung kĩ thuật có tác dụng lớn về mặt giáo dục

kĩ thuật tổng hợp

 Khi ra cho học sinh những bài tập vật lý có nội dung kĩ thuật, cần có bài tậpkhông cho đầy đủ dữ kiện để giải, học sinh có nhiệm vụ phải tìm những dữ kiện đóbằng cách tiến hành các phép đo hoặc tra cứu ở các tài liệu

 Bài tập luyện tập: được dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng các kiếnthức đã học để giải từng loại bài tập theo mẫu xác định Việc giải những bài tập loạinày không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu cho học sinh luyện tập

để nằm vững cách giải đối với từng loại bài tập nhất định

 Bài tập sáng tạo: là bài tập mà các dữ kiện đã cho trong đầu bài không chỉdẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải Các bài tập sáng tạo có tác dụng rất lớn trongviệc phát triển tính tự lực và sáng tạo của học sinh, giúp học sinh nắm vững kiếnthức chính xác, sâu sắc và mềm dẻo Bài tập sáng tạo có thể là bài tập giải thích mộthiện tượng chưa biết trên cơ sở các kiến thức đã biết Hoặc là bài tập thiết kế, đòihỏi thực hiện một hiện tượng thực, đáp ứng những yêu cầu đã cho

2.3.2 Cơ sở xây dựng hệ thống bài tập

- Các bài tập đã lựa chọn có thể sử dụng ở các khâu khác nhau của quá trìnhdạy học: nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới củng cố hệ thống hóa, kiểm tra vàđánh giá kiến thức kĩ năng của học sinh

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

a Viết biểu thức từ thông xuyên qua khung dây

b Viết biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây

31

Tiến trình hướng dẫn học sinh giải:

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

CH 1: Chọn gốc thời gian ở thời

điểm n trùng B   có giá trị

là bao nhiêu?

CH 2 :Dạng của biểu thức từ

thông gởi qua khung dây?

CH 3: Từ biểu thức bên, hãy

tìm các đại lượng chưa biết

Có o, ,   biểu thức từ

thông

CH 4 : Biểu thức suất điện động

cảm ứng xuất hiện trong khung

TL 4 : E E  ocos   t   

TL5 : Eo = o

Bài 2:

Một khung dây dẫn gồm N = 100 vòng quấn nối tiếp, diện tích mỗi vòng dây

là S = 60cm2 Khung dây quay đều với tần số 20 vòng/s, trong một từ trường đều cócảm ứng từ B = 2.10-2T Trục quay của khung vuông góc với B

a Lập biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời

b Vẽ đồ thị biểu diễn suất điện động cảm ứng tức thời theo thời gian

Tiến trình hướng dẫn học sinh giải:

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

CH 1: Chọn gốc thời gian tại

thời điểm n  trùng B

thì biểuthức của suất điện động tức thời

có dạng như thế nào?

CH 2 :Để tìm , Eo , ta áp dụng

công thức nào để tính?

CH 3 :Đồ thị biểu diễn e theo t

là đường biểu diễn có dạng hình

sin Vậy để vẽ đồ thị này thì cần

T và suất điện động cực đại Eo

Chu kì : 1

o

T n

C





 F mắc nối tiếp.Biết rằng dòng điện qua mạch có dạng i3cos100t (A)

a Tính cảm kháng của cuộn cảm, dung kháng của tụ điện và tổng trở toànmạch

b Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm,giữa hai đầu tụ điện, giữa hai đầu mạch điện

Tiến trình hướng dẫn học sinh giải:

33

Hoạt động của học sinh Hoạt động của học sinh

CH3: Dựa vào các biểu thức bên, hãy

tìm các đại lượng chưa biết

a Tính tổng trở của đoạn mạch Biết tần số của dòng điện f = 50Hz

b Đoạn mạch được đặt vào điện áp xoay chiều có biểu thức u 282cos314t

(V) Lập biểu thức cường độ tức thời của dòng điện trong đoạn mạch

Tiến trình hướng dẫn học sinh giải:

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

2 điểm A và N một hiệu điện thế uAN  120 2 cos100  t (V)

Các dụng cụ đo không làm ảnh hưởng đến mạch điện

a Tìm số chỉ của các dụng cụ đo

b Viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp toàn mạch

Tiến trình hướng dẫn học sinh giải:

Hình 2.1

35

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

a CH1: Viết biểu thức tính cảm

kháng, dung kháng, điện trở của bóng

đèn

CH2: Vôn kế đo điện áp của đoạn

mạch nào? Từ đó, hãy tìm số chỉ của

vôn kế

CH3: Cường độ dòng điện trong đoạn

AN có bằng cường độ dòng điện của

toàn mạch không? Vì sao?

CH4: Vậy IAN có giá trị bằng bao

CH7: Hãy tính độ lệch pha của điện

áp so với cường độ dòng điện trong

đoạn AN

CH8:Viết biểu thức liên hệ góc lệch

pha giữa điện áp và cường độ dòng

điện trong đoạn AN và tìm i

CH9: Biểu thức điện áp tức thời toàn

dm

U R P



TL2: Vôn kế đo điện áp hiệu dụng củađoạn mạch AN  số chỉ của vôn kếchính là điện áp hiệu dụng của đoạnAN:

2

oAN AN

AN

d

Z R

CH10: Tính tổng trở của toàn mạch

AB

CH11:Uo được xác định bằng cách

nào?

CH12: Hãy tính độ lệch pha giữa điện

áp và cường độ dòng điện của đoạn

3

C





 F, RA 0 Điện áp uAB  50 2 cos100  t(V) Khi K đóng hay khi

K mở, số chỉ của ampe kế không đổi

a Tính độ tự cảm L của cuộn dây và số chỉ không đổi của ampe kế

b Lập biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch khi K đóng vàkhi K mở

Tiến trình hướng dẫn học sinh giải

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

Hình 2.237

a.CH1: Theo bài, biểu thức uAB và số

chỉ của ampe kế không đổi ta suy ra

được điều gì?

CH2: Hãy lập biểu thức mối liên hệ

giữa Zm và Zd, từ đó hãy tính giá trị của

L

CH3: Do số chỉ của ampe kế không đổi

khi K đóng cũng như khi K mở nên để

tính toán nhanh chóng, ta chọn tìm số

chỉ của ampe kế khi K đóng Khi K

đóng thì dòng điện trong mạch chạy

như thế nào?

CH4: Hãy tìm tổng trở của mạch khi K

đóng?

CH5: Như vậy số chỉ của ampe kế

được tính như thế nào?

b.CH6: Cường độ dòng điện cực đại

trong toàn mạch được tính như thế

nào?

 Lập biểu thức cường độ dòng điện

tức thời khi K đóng

- Biểu thức cường độ dòng điện tức

thời khi K đóng có dạng thế nào?

- Khi K đóng thì mạch gồm R nối tiếp

C, góc lệch pha giữa cường độ dòng

điện và điện áp được xác định như thế

nào? Suy ra pha ban đầu của dòng điện

khi K đóng

 Tương tự, hãy hập biểu thức cường

độ dòng điện tức thời khi K mở

chạy qua ampe kế, R, C, L.

a Định C để điện áp đồng pha với cường độ dòng điện

b Viết biểu thức dòng điện qua mạch

Tiến trình hướng dẫn học sinh giải:

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

a.CH1: Theo đề bài, u và i đồng pha

thì suy ra được điều gì?

CH2: Như vậy tìm C như thế nào?

b.CH3: Biểu thức cường độ dòng

điện có dạng như thế nào?

- Hãy tìm các đại lượng chưa biết

của biểu thức i bên

TL1: u và i đồng pha ( 0) thì trongmạch xảy ra hiện tượng cộng hưởngđiện  ZL = ZC

Tiến trình hướng dẫn học sinh giải:

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

CH4: Như vậy tần số f lúc này

được tính như thế nào?



2

o A

Trong một đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp, hệ số tự cảm của cuộn dây là

L = 0,1H ; tụ điện có điện dung C = 1F, tần số dòng điện là f = 50Hz

Hình 2.4