skkn phát triển bài tập chương dòng điện xoay chiều vật lý 12

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG PT NGUYỄN MỘNG TUÂN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÁT TRIỂN BÀI TẬP CHƯƠNG ‘‘DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU’’ VẬT LÍ 12 Họ và tên : Lê Thị Huệ Chức vụ : Giáo viên Đơn vị: Trường PT Nguyễn Mộng Tuân SKKN thuộc lĩnh vực môn : Vật lý THANH HÓA NĂM 2013 MỤC LỤC A. PHẦN MỘT: ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1. Lí do chọn đề tài 1 2. Mục đích và nhiệm vụ của đề tài 2 3. Đối tượng nghiên cứu 2 4. Phương pháp nghiên cứu 2 5. Thực trạng vấn đề 3 B. PHẦN HAI: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 4 1. Cơ sở lí thuyết 4 2. Xây dựng và phát triển chương bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” 6 2.1. BTCB 6 2.2. Phát triển bài tập cơ bản theo 5 phương án 6 3. Thiết kế bài học BTVL 17 III. PHẦN BA: KẾT LUẬN 18 1. Kết quả 18 2. Những kết luận chủ yếu 18 3. Những đóng góp của đề tài 19 4. Một số đề xuất, kiến nghị 19 CÁC TỪ VIẾT TẮT BTCB: Bài tập cơ bản BTTH: Bài tập tổng hợp BT: Bài tập HS: Học sinh GV: Giáo viên DHVL: Dạy học vật lý PA: Phương án BTVL: Bài tập vật lí LLDH: Lí luận dạy học SGK: Sách giáo khoa SGV: Sách giáo viên THPT: Trung học phổ thông TN: Thực nghiệm ĐC: Đối chứng A. PHẦN MỘT: ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Trong dạy học vật lý, bài tập là một phương tiện, phương pháp có hiệu quả thực hiện các nhiệm vụ giáo dưỡng, giáo dục, phát triển tư duy và nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp. Chính vì vậy trong thực tế, nhiều lúc, nhiều nơi đã tuyệt đối hóa bài tập vật lý, coi DHVL có nhiệm vụ chính là dạy HS giải BTVL (đặc biệt là các lớp luyện thi tốt nghiệp, tuyển sinh đại học, bồi dưỡng học sinh giỏi…); trong hiệu sách ngoài bộ sách giáo khoa (2 quyển) thì đa số là sách bài tập các loại, có khi cùng một nội dung vật lý có đến hàng chục cuốn sách bài tập của nhiều tác giả; phụ huynh và HS hoang mang trước thực trạng quá nhiều các bài tập, làm thế nào để có thể học hết được các bài tập trong đó khi mà thời gian thì rất hạn hẹp. Thực tế này đặt ra cho GV vật lý một câu hỏi: dạy bài tập như thế nào để phát huy được các chức năng LLDH, chức năng nhận thức luận của BTVL? Nếu như bài học xây dựng kiến thức mới các mục tiêu, nội dung đã được nêu tường minh trong SGV, SGK thì bài học bài tập vật lý hoàn toàn do GV xác định từ mục tiêu, nội dung đến phương pháp, phương tiện. Thực tế cho thấy, nhiều giáo viên rất lúng túng không biết nên dạy BTVL như thế nào để đạt được hiệu quả cao nhất. Cho nên trong các đợt thao giảng dự giờ tiết dạy bài tập ít được giáo viên lựa chọn. Trong tiết dạy bài tập, thông thường giáo viên chỉ bám sát phân phối chương trình và bài tập sách giáo khoa để ra bài tập cho học sinh hướng dẫn học sinh giải bài tập đó sao cho ra kết quả rồi chuyển sang bài tập khác. Chính vì vậy mà học sinh học một cách thụ động, không phát huy được tính sáng tạo trong giải bài tập vật lý và khi áp dụng cũng không linh hoạt, nhất là ta 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. Trong quá trình dạy BTVL đòi hỏi người giáo viên phải chọn các bài tập từ đơn giản đến phức tạp, các bài tập phải liên hệ với nhau một cách có hệ thống làm thế nào để thông qua việc giải một số bài tập cơ bản, trang bị cho các em phương pháp giải để các em giải được nhiều dạng bài tập khác. Qua đó, học sinh nắm được kiến thức vững vàng, sâu sắc, chủ động, mà không mất nhiều thời gian, phát huy mạnh tính sáng tạo của học sinh. Để giải quyết vấn đề trên, tôi nhận thấy cần phải xây dựng bài tập với tinh thần từ một bài tập cơ bản phát triển thành các bài tập tổng hợp khác nhau theo nhiều phương án khác nhau nhằm huy động các kiến thức cơ bản khác trong việc giải bài tập; GV xây dựng BT và dạy cho HS cũng xây dựng BT; phân tích bài tập tổng hợp thành các bài tập cơ bản; kết quả HS vừa củng cố kiến thức lý thuyết, vừa biết PP giải BT và đặc biệt HS còn biết tự đặt bài tập để giải theo yêu cầu của GV; biến HS từ chỗ thụ động giải BT do GV yêu cầu thành chủ động đặt BT để giải; đó là một cách cụ thể thực hiện chiến lược dạy học tập trung vào người học. Chương “Dòng điện xoay chiều” là chương rất quan trọng trong chương trình Vật lý 12 THPT. Lượng bài tập ở chương này rất nhiều và khó, nhiều học sinh cảm thấy rất khó khăn không biết giải quyết bài tập như thế nào. Với những lí do trên tôi chọn đề tài: Phát triển bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 . 2. Mục đích và nhiệm vụ của đề tài: - Xây dựng bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” (Vật lý 12 cơ bản) và đề xuất các phương án dạy học bài tập vật lý theo lý thuyết phát triển bài tập nhằm phát huy các chức năng lý luận dạy học của bài tập trong DH chương “Dòng điện xoay chiều”. 3. Đối tượng nghiên cứu Tôi đã nghiên cứu đề tài này trên đối tượng là học sinh lớp 12 trường THPT Nguyễn Mộng Tuân và một số trường trước kia tôi đã từng công tác giảng dạy. 4. Phương pháp nghiên cứu Trong khi làm đề tài này tôi sử dụng các phương pháp chủ yếu sau: * Phương pháp nghiên cứu lí luận * Phương pháp tổng kết rút kinh nghiệm * Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm sư phạm. * Phương pháp điều tra khảo sát 5. Thực trạng vấn đề a. Thực trạng của học sinh trước khi thực hiện đề tài Nhiều số học sinh rất ngỡ ngàng, khó khăn, lúng túng trong việc giải bài toán điện xoay chiều. b. Biện pháp thực hiện - Giáo viên khai thác triệt để các bài toán trong SGK và SBT bằng cách giao bài tập về nhà cho học sinh tự nghiên cứu tìm phương pháp giải và tự đặt đề bài toán và giải. - Trong giờ bài tập, giáo viên hướng dẫn học sinh giải bài tập, đặt đề bài liên quan đến kiến thức đã học để đưa bài toán từ đơn giản đến phức tạp mà huy động nhiều kiến thức liên quan và nhiều học sinh có thể cùng tham gia giải một bài. B. PHẦN HAI: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1. Cơ sở lí thuyết Việc giải BTVL không chỉ đơn giản là giải được BT mà thông qua BT đó HS học được cách phân tích BT, từ đó có thể suy ra được những BT khác từ đơn giản đến phức tạp. Phát triển bài tập là biến đổi một BTCB thành các BTTH theo các phương án khác nhau. - BTCB: là bài tập mà khi giải chỉ cần sử dụng một đơn vị kiến thức cơ bản (Một khái niệm hoặc một định luật vật lí), có sơ đồ cấu trúc như sau: Dự kiện a, b, c Kết luận Ẩn số x Giả thiết thuy 1 KTCB - BTTH: là bài tập mà khi giải cần sử dụng từ hai đơn vị kiến thức trở lên. Như vậy, BTTH là tổ hợp các bài tập cơ bản. Thực chất của việc giải BTTH là việc nhận ra các BTCB trong các bài tập cơ bản đó. - Từ BTCB, có thể phát triển thành những BTTH muôn hình, muôn vẻ. Về mặt lý luận có thể khái quát thành năm hướng phát triển bài tập như sau: Phương án 1: Hoán vị giả thiết và kết luận của BTCB để được BTCB khác có độ khó tương đương. Phương án 2: 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 kiên 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 tập đó bằng một số BTCB khác buộc tìm các đại lượng trung gian là cái chưa biết liên hệ dữ kiện với ẩn số. f (a, b, c, x) Giả thiết a, b, c Cho a, b, x Cho a, c, x Cho b, c, x Tìm c Tìm a Tìm b Kết luận x BTCB cũ: KTCB b KTCB a Cho b 1, b 2 Cho a 1, a 2 a b Tìm x - Mức độ phức tạp phụ thuộc vào số bài toán trung gian (số cái chưa biết). Tuỳ thuộc vào đối tượng học sinh mà tăng hoặc giảm số bài toán trung gian. Phương án 3: 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 BTCB bằng một số BTCB trung gian để tìm ẩn số trung gian X, Y, liên kết dữ liệu a, b, c và các ẩn số x 1 , y 1 - Mức độ phức tạp phụ thuộc số bài toán trung gian (số ẩn số trong bài toán trung gian. Phương án 4: Đồng thời phát triển giả thiết và kết luận của BTCB (kết hợp hướng 1 và hướng 2). KTCB x 2 Ẩn số trung gian X Ẩn số x 1 f (X, x 1 ) KTCB x 1 f (Y, y 1 ) Ẩn số x 2 Ẩn số trung gian Y Điều kiện a, b, c Chưa biết ax ax 1 , ax 2 Chưa biết c G thiết a, b, c Chưa biết b c 1 , c 2 b 1 , b 2 Chưa biết a Chưa biết cx Chưa biết bx cx 1 , cx 2 a 1 , a 2 bx 1 , bx 2 Ẩn số x 2 Kết luận x Ẩn số x 1 Ẩn số x 3 f( a,b,c,x) Phương án 5: Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận và hoán vị giả thiết kết luận (kết hợp cả 4 hướng trên). - Phát triển BTCB thành BTTH làm cho học sinh không chỉ nắm được một bài tập mà thông qua đó nắm được nhiều bài tập nữa, học sinh không những nắm kiến thức một cách chắc chắn và sâu sắc mà còn làm tăng sự hứng thú, năng lực làm việc độc lập, tích cực nhận thức của học sinh. Vì ở đây học sinh vừa cố gắng hoàn thành nhiệm vụ cho mình bằng cách tự đặt ra các đề bài tập. Lúc này giáo viên chỉ đóng vai trò làm trọng tài và cố vấn là chủ yếu. 2. Xây dựng và phát triển chương bài tập chương “Dòng điện xoay chiều”. Chương : “Dòng điện xoay chiều” ta có thể đưa ra một bài tập cơ bản và phát triển bài tập cơ bản này có thể huy động toàn bộ kiến thức trong chương. Sau đây tôi xin đưa ra một số bài tập ví dụ của chương “Dòng điện xoay chiều” theo tinh thần phát triển bài tập từ đơn giản đến phức tạp, từ bài tập cơ bản đến bài tập tổng hợp. 2.1. BTCB BTCB: Là bài tập sử dụng định luật ôm Ví dụ: Cho đoạn mạch xoay chiều, điện áp tức thời giữa hai đầu mạch là tu π 100cos2120= (V). Tổng trở của mạch là 30 2 Ω . Dùng Ampe kế để đo dòng điện hiệu dụng trong mạch. Xác định số chỉ của Ampe kế ? Tóm tắt: Cho U, Z Tìm I I = [...]... có: I= 120 U = =2 2A Z 30 2 Ampe kế chỉ 2 2 A 2.2 Phát triển bài tập cơ bản theo 5 phương án 2.2.1 Theo PA1: Hoán vị giả thiết và kết luận Đối với bài tập này cần hoán vị giả thiết và kết luận bằng cách: I= Cho I, Z Tìm U I= Hoặc Cho U, I Tìm Z Việc này có tác dụng ôn luyện kiến thức về định luật Ôm cho toàn mạch Bài tập 1: Đoạn mạch xoay chiều có tổng trở là 100 Ω Dùng ampe kế để đo dòng điện hiệu... Tuân Cụ thể lớp 12A4 làm lớp thực nghiệm (sử dụng phương pháp phát triển bài tập Vật lý) chọn lớp 12A1 làm lớp đối chứng (sử dụng phương pháp khác) Kết quả điều tra thu được như sau: Bảng 1: Mức độ gây hứng thú cho học sinh và thời gian hoàn thành bài tập trong quá trình học tập LỚP SĨ SỐ 12A4 43 HIỆU QUẢ Hứng thú TỶ LỆ % 70 3 20 Bình thường 75 Không hứng thú 50 27 Không hứng thú Hứng thú 12A1 Bình thường... % 12A1 14 25 25 50 12 24 3 6 0 0 12A4 13 30 26 60 4 10 0 0 0 0 Như vậy chứng tỏ mức độ hiểu bài của học sinh khi sử dụng phương pháp LỚP dùng vòng tròn lượng giác trong giảng dạy là cao hơn, mức độ hứng thú học tập của học sinh cũng cao hơn 2 Những kết luận chủ yếu - Đưa ra được hệ thống bài tập theo lý thuyết phát triển BTVL đảm bảo việc củng cố, khắc sâu kiến thức cho HS khi dạy học chương Dòng điện. .. tường minh quá trình giải và yêu cầu HS phát triển BT theo phương án 3 và giải BT Cho HS làm tương tự thêm một số bài tập khác Với một số HS khá có thể phát triển BT theo phương án 3 (hoạt động 3), phương án 4 (hoạt động 4) hay là phương án 5 tùy theo đối tượng học sinh Với mỗi hoạt động giáo viên phát triển BT, tường minh quá trình giải HS đặt bài tập và phát triển BT theo phương án tương ứng và giải... toán trung gian Bài tập 2: Mạch điện xoay chiều có điện trở thuần R mắc nối tiếp với tụ điện C Tổng trở của mạch 50 Ω Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu R là 60V, giữa hai tụ điện 80V Xác định cường độ hiệu dụng qua mạch? Tóm tắt: I= Chưa biết U U,I Tìm Z Cho UR,UC ( Bài toán trung gian là công thức liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng) Giải: U... xây dựng ở trên, ta có thể thiết kế bài dạy trong tiết bài tập để học sinh không chỉ nắm được một bài tập mà thông qua đó nắm được nhiều bài tập nữa, học sinh không những nắm kiến thức một cách chắc chắn và sâu sắc mà còn làm tăng sự hứng thú, năng lực làm việc độc lập, tích cực nhận thức của học sinh Quy trình thiết kế bài học tiết BTVL theo tinh thần phát triển bài tập có thể thực hiện theo các quy... bài toán điện xoay chiều một cách đơn giản, nhận dạng được bài tập cơ bản Đồng thời thúc đẩy sự tích cực hoá hoạt động của học sinh trong quá trình học tập Khi áp dụng ứng dụng này học sinh áp dụng làm bài tập tốt hơn rất nhiều Các em tích cực tham gia giải bài tập, nhiều em tiến bộ rất nhanh, nắm vững kiến thức cơ bản 4 Một số đề xuất, kiến nghị Giáo viên phải làm rõ cho học sinh nhận thấy trong chương. .. AB ) − pha( i ) , do đó: R 3 pha ( u AB ) = pha( i ) + ϕ AB = π − 0,295π ≈ −0 ,128 π 6 + Vậy biểu thức hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là: Bài tập 10: Một nhà máy phát điện Cửa Đạt Thanh Hoá có công suất 97MW, hiệu điện thế hai cực máy phát 10KV cung cấp điện năng cho nơi tiêu thụ với điện áp hiệu dụng 220V Nếu trước khi tải điện năng người ta dùng máy tăng thế có tỉ số vòng cuộn thứ cấp và sơ cấp là... dự kiện, ẩn số phát triển bài tập theo phướng án 1(hoán vị BT) Học sinh tự đặt BT theo phương án 1và giải các BT theo phương án 1 + Hoạt động 2: GV phát triển BT theo phương án 2 và tường minh quá trình giải BT Học sinh đặt BT và HS phát triển đề bài tập theo phương án 2 và giải BT mới GV cho HS làm tương tự đối với đối với BTCB khác theo phương án 2 + Hoạt động 3: Giáo viên phát triển BT theo phương... ) 2 1600 1600 = min ⇔ ( 20 + R ) = ⇒ R = 20 ( Ω ) ( 20 + R ) ( 20 + R ) Pmax = + Khi R = 20 ( Ω ) thì 10000 = 125 (W ) 1600 ( 20 + R ) + ( 20 + R ) 2.2.5 PA5 Bài tập 8: Cho mạch điện xoay chiều gồm có điện trở R, cuộn dây L và tụ điện C mắc nối tiếp Điện áp hai đầu mạch u = 65 2 cos100πt V Điện áp hiệu dụng của các đoạn mạch UAM = 13 V; UMN = 13V; UNB= 65V Công suất tiêu thụ trong mạch là 25 W Tìm . điện xoay chiều (Vật lý 12 cơ bản) và đề xuất các phương án dạy học bài tập vật lý theo lý thuyết phát triển bài tập nhằm phát huy các chức năng lý luận dạy học của bài tập trong DH chương Dòng. quyết bài tập như thế nào. Với những lí do trên tôi chọn đề tài: Phát triển bài tập chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 . 2. Mục đích và nhiệm vụ của đề tài: - Xây dựng bài tập chương Dòng điện. các đề bài tập. Lúc này giáo viên chỉ đóng vai trò làm trọng tài và cố vấn là chủ yếu. 2. Xây dựng và phát triển chương bài tập chương Dòng điện xoay chiều . Chương : Dòng điện xoay chiều