DƯƠNG THỊ DUNG
XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN
HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ”
NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH LỚP 12
THPT
Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN VẬT LÍ Mã số: 60.14.10
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thế Khôi
HÀ NỘI, 2009
Trang 2W,: Năng lượng điện trường W: Năng lượng từ trường q: Điện tích
œ: Tần số góc A: Bước sóng
C: Điện dung tụ điện
L: Độ tự cảm U: Hiệu điện thế I: Cường độ dòng điện f: Tần số T: Chu kì V: Vận tốc
Trang 5Dưới sự hướng dẫn của tiến sĩ Nguyễn Thế Khôi, tôi đã làm việc một cách nghiêm túc, cẩn thận theo đúng các qui định của nhà
trường Luận văn này là thành quả của quá trình làm việc nghiêm túc, đã được thực nghiệm ở một số trường THPT trong tinh Vinh Phúc Tôi xin cam đoan nội dung trong luận văn này chưa được công bố ở tài liệu nào
Hà Nội, ngày 09 tháng 9 năm 2009 Người viết
Trang 61 Bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh trong day hoc bai tap vat li chương: Dao động và sóng điện từ = Vatlil2 THPT - Tạp chí khoa học
Trang 72 Mục đích nghiên cứu của đề tài 10 3 Nhiệm vụ nghiên cứu 10 4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 11
5 Giả thuyết khoa học I l
6 Phương pháp nghiên cứu II 7 Đóng góp của luận văn II § Cấu trúc của luận văn 12
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN c2ccceseecccccvvvvesssrrerrrrrrsee 13
1.1 Quan niệm về dạy học hiện đại 13
1.1.1 Bản chất của dạy học 13
1.1.2 Nhiệm vụ dạy học 15 1.1.3 Phương pháp dạy học 16
1.2 Quan niệm về năng lực sáng tạo của học sinh18
1.2.1 Khái niệm về năng lực 18 1.2.2 Khái niệm về sáng tạo 19
1.2.3 Khái niệm về năng lực sáng tạo 20
1.3.1 Vai trò và tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học 21
1.3.2 Các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua hoạt động giải bài tập vật lí 24
1.4 Các cách hướng dẫn học sinh giải bài tập 26
Kết luận chương Ì << «<< «s9 S8 ES22ESESE95858295958583858294.,8e) —.,,
CHƯƠNG II:XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN
HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “DAO ĐỘNG VÀ SÓNG
0606000005 ),H, , 28 2.1 Cấu trúc nội dung và vị trí chương “Dao động và sóng điện từ” ở lớp 12 THPT
28
2.1.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung 28 2.12.Vitrí: — 29
2.2 Mục tiêu cần đạt dược qua việc dạy chương “ Dao động và sóng điện từ”.30
2.2.1 Nội dung kiến thức học sinh cần đạt được sau khi học: Dao động điện
từ : 30
2.2.2 Các kỹ năng cần được rèn luyện 32
Trang 82.4 Hệ thống bài tập chương “Dao động và sóng điện từ” và hướng dẫn hoạt động giải bài tập 36
2.4.1 Hệ thống bài tập chương “Dao động và sóng điện từ” 36
Bài tập về mạch dao động IUC << << «<< 5ssseseseseseeeeeeerersee Bài tập về sóng điện từ
Bài tập về sự phát và thu sóng điện từ
2.4.2 Dự kiến sử dụng hệ thống bài tập trong quá trình dạy học và phân tích
tiên nghiệm tiến trình hướng dẫn học sinh giải một số bài tập 44
2.4.2.1 Dự kiến sử dụng hệ thống bài tập trong quá trình dạy học 44
2.4.2.2 Phân tích tiên nghiệm tiến trình hướng dẫn học sinh giải một số
bài tập 46
Bài soạn có sử dụng bài (ập c2 HH gY000880088 856 Tiết 35: Mạch dao độỘng << << << se eeseEeEereEsrrsssesrse Tiết 39 Sóng điện từ
Tiết 40: Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vơ tuyến 51 2.4.2.3 Phân tích tác dụng bôi dưỡng năng lực sáng tạo cho hoc sinh
thông qua hệ thống bài tập đã soạn thảo Kết luận chương 2 < << «< «<< ee CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHAM
3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 60 3.2 Đối tượng thực nghiêm sư phạm 60
3.3 Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm 60 3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 61
3.5 Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 72
3.6 Đánh giá định tính về bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh và hiệu
quả của tiến trình dạy học theo giáo án đã soạn thảo 72
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 22-2°©CEEEe£€EEEEEsdeEEEzessecevcsseee 74
KẾT LUẬN CHUNG 22 +£°°©°EEEEV+V£©E22EEEvvaseeevvvvveese 75
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ - 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ccccc2+£££EEEEEEEEEEVEE222ecsscsee 70 5:00 81 PHU LUC 2.ccssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssessssssssssussssssssssssssssssesesees 82
Trang 9Nhân loại đang bước sang một thời đại mới, thời đại mà khoa học và
công nghệ phát triển như vũ bão, thời đại mà sáng tạo được coi là yếu tố đặc
trưng cho con người lao động mới Tình hình đó địi hỏi nền giáo dục nước ta
phải đổi mới mạnh mẽ và sâu sắc tồn diện để có thể đào tạo cho đất nước
những con người lao động sáng tạo, hoạt động có hiệu quả trong hoàn cảnh
mới, hoà nhập với cộng đồng thế giới trong nền kinh tế thị trường cạnh tranh quyết liệt Điều này đã được khẳng định trong Nghị quyết hội nghị lần II của Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VIH: “Đổi mới phương pháp day học ở tất cả các cấp học, các bậc học Từng bước áp dụng phương pháp dạy học tiên tiến, phương tiện hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn để”[12] Để thực hiện
được các yêu cầu trên, trong những năm gần đây ngành giáo dục đã không ngừng đổi mới nội dung sách giáo khoa, kèm theo đó là phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh Trước những thách thức to lớn này, để tránh nguy cơ tụt hậu, việc rèn luyện năng lực sáng
tạo cho thế hệ trẻ ngày càng cấp bách hơn bao giờ hết Vì vậy, ngay trong dạy học phổ thông, giáo viên cần đặt học sinh trước những tình huống cụ thể để họ
tự lực tìm hiểu, phân tích xử lí vấn đề và tìm ra kiến thức mới
Có những đề tài khoa học nghiên cứu cách thức tổ chức dạy học nhằm
phát huy tính tích cực, tự chủ của học sinh nhưng không đưa ra được các biện
Trang 10chủ động trong học tập vật lí của học sinh lớp 10.”- Huỳnh Ngọc Thảo Xuyên
năm 2008; “Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức về “Sóng ánh sáng”
SGK vật lí 12, nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ cho học sinh trong học
tập”.- Dương Thị Hương- Luận văn thạc sĩ năm 2006 Trong thực tế dạy học
chương trình vật lí lớp 12, kiến thức khá nặng đối với học sinh, có những phần
kiến thức rất cơ đọng và khó hiểu như chương “Dao động và sóng điện từ” Đặc biệt là năng lực giải bài tập vật lí học sinh còn rất yếu kém Mặt khác, bài
tập không chỉ dùng để luyện tập, củng cố, khắc sâu kiến thức còn xây dựng cả kiến thức mới, rèn luyện kỹ năng giải quyết vấn để và phát triển năng lực tư
duy sáng tạo cho học sinh Vì vậy, để nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trường phổ thông, nâng cao việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho thế hệ trẻ
cần nghiên cứu đề tài Xáy dựng hệ thống bài tập và hướng dân hoạt động giải bài tập chương Dao động và sóng điện từ nhằm bồi dưỡng năng lực
sáng tạo cho học sinh lop 12 THPT
2 Mục đích nghiên cứu của đề tài
Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn học sinh hoạt động giải bài tập
chương “Dao động và sóng điện từ” nhằm bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho
học sinh lớp 12 THPT, góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường phổ thông
3 Nhiệm vụ nghiên cứu
3.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh trong giải bài tập vật lí
3.2 Nghiên cứu nội dung, mục tiêu dạy học chương “Dao động và sóng
điện từ”
3.3 Tìm hiểu thực trạng việc dạy học giải bài tập vật lí chương “Dao
động và sóng điện từ” trong việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh lớp
Trang 113.4 Xây dựng hệ thống bài tập chương “Dao động và sóng điện từ” và
đề ra cách hướng dẫn giải bài tập nhằm bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh lớp 12 THPT
3.5 Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi, tính
hiệu quả của hệ thống bài tập và cách hướng dẫn học sinh giải bài tập chương
“Dao động và sóng điện từ” trong việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh
4 Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu
Hoạt động của giáo viên và học sinh lớp 12 THPT trong việc dạy học bài tập vật lí chương “Dao động và sóng điện từ”
5 Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được hệ thống bài tập và đề ra cách hướng dẫn hoạt động giải bài tập dựa trên cơ sở khoa học thì có thể bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh lớp 12 THPT, góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường phổ thông
6 Phương pháp nghiên cứu
6.1 Nghiên cứu lí luận việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học bài tập vật lí Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa vật lí 12 THPT để xác định mục tiêu, dạy học chương “Dao động và sóng điện từ” và các kiến thức mà học sinh cần nắm vững
6.2 Điều tra cơ bản thực trạng dạy học bài tập vật lí chương “Dao động và sóng điện từ”
6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu
quả của đề tài
6.4 Áp dụng thống kê toán học để xử lí kết quả các số liệu thực nghiệm
Trang 12- Xây dựng hệ thống bài tập và đề ra cách hướng dẫn giải bài tập nhằm
bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh lớp 12 THPT trong dạy học chương “Dao động và sóng điện từ”
- Là tài liệu tham khảo cho giáo viên vật lí THPT trong dạy học và cho
học sinh lớp 12 trong kiểm tra đánh giá kết quả học tập và bồi dưỡng năng lực
sáng tạo của mình
8 Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, luận văn
gồm ba chương :
Chương 1 Cơ sở lí luận của việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh
Chương 2 Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn học sinh giải bài
Trang 13CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN
1.1 Quan niệm về dạy học hiện đại 1.1.1 Bản chất của dạy học
Quá trình dạy học của một bộ môn khoa học cụ thể được hiểu là quá trình hoạt động của giáo viên và học sinh trong sự thống nhất của ba thành
phần: Giáo viên, học sinh, tư liệu hoạt động dạy học
Học đồng nghĩa với sự phát triển: Sự học nói chung, là sự thích ứng của
người học với những tình huống thích đáng làm nảy sinh và phát triển ở người
học những dạng thức hoạt động xác định, phát triển ở người học những năng lực thể chất, tinh thần và nhân cách của cá nhân Nói riêng sự học có chất lượng một tri thức mới phải là sự thích ứng của người học với những tình huống học tập thích đáng Chính q trình thích ứng này là hoạt động của người học xây dựng trên nền tri thức mới với tính cách là phương tiện tối ưu
giải quyết tình huống mới Đồng thời là q trình góp phần làm phát triển các
năng lực nhận thức, thực tiễn và nhân cách của người học
Nếu là hành động của học sinh xây dựng kiến thức cho bản thân mình
và vận dụng kiến thức cho bản thân mình, thì dạy học là dạy hành động (hành động chiếm Tĩnh tri thức và hành động vận dụng tri thức) Do đó, trong dạy
học giáo viên cần phải tổ chức các tình huống học tập đòi hỏi sự thích ứng của học sinh để qua đó chiếm lĩnh được tri thức đồng thời phát triển trí tuệ và nhân
cách tồn diện của mình
Như vậy, muốn đạt chất lượng, hiệu quả cao trong sự vận hành tương tác dạy học gồm người dạy (giáo viên), người học (học sinh) và tư liệu hoạt
động dạy học (mơi trường) thì giáo viên cần tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động của học sinh theo một chiến lược hợp lí, sao cho học sinh tự chiếm
lĩnh, xây dựng tri thức cho mình, năng lực trí tuệ và nhân cách toàn diện của
Trang 14
Tư liệu hoạt
động dạy học (Môi trường) Hinh 1.1
Hành động của giáo viên với tư liệu hoạt động dạy học là sự tổ chức tư
liệu và qua đó cung cấp tư liệu, tạo tình huống cho hoạt động học của học
sinh Tác động trực tiếp của giáo viên tới học sinh là sự định hướng của giáo viên đối với hành động học của học sinh, với tư liệu là sự tương tác trao đổi
giữa học sinh với nhau và qua đó đồng thời cịn định hướng cả sự cung cấp
thông tin liên hệ ngược từ phía học sinh cho giáo viên Đó là những thông tin cần thiết cho sự tổ chức định hướng của giáo viên đối với hành động của học sinh
Hành động của học sinh với tư liệu hoạt động dạy học là sự thích ứng của học sinh với tình huống học tập đồng thời là hành động chiếm lĩnh, xây
dựng tri thức cho bản thân mình Sự tương tác đó của học sinh với tư liệu đem
lại cho giáo viên những thông tin liên hệ ngược cần thiết cho sự chỉ đạo của
giáo viên với học sinh{ 1 5]
Để quá trình dạy học đạt hiệu quả cao nhất chúng ta phải đảm bảo hoạt
động của thầy và trò thống nhất với nhau Vai trò chủ đạo người thầy phải giữ thể hiện ở chỗ thầy xác định mục tiêu, nội dung dạy học, thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học, dự kiến các tình huống có thể xảy ra và phương hướng
Trang 15giác, tích cực, tự chủ, tự điều chỉnh hoạt động nhận thức của trò Học sinh với tư cách là chủ thể nhận thức, chủ thể của hoạt động học phải tự mình tìm ra
kiến thức bằng hành động của chính mình dưới sự hướng dẫn của thầy Tuy
nhiên, tri thức do học sinh tự tìm ra dễ mang tính chủ quan, phiến diện, thiếu
khoa học Vì vậy, người thầy cần tổ chức để trò thể hiện chính kiến của mình trước lớp, trao đổi, thảo luận với bạn để tăng thêm tính khách quan khoa học
trong tri thức do họ tự tìm ra Trên cơ sở kiến thức của thầy, của bạn, trò tự
kiểm tra đánh giá, sửa chữa rút kinh nghiệm về cách học, cách giải quyết vấn đề Để thể hiện đầy đủ vai trị chủ thể của mình, trong quá trình học, các em
phải có sự hứng thú rõ rệt với tri thức thu nhận được, có ý thức trách nhiệm với việc học của mình và phải tham ra tích cực trong suốt quá trình học Người học phải tự tham gia thực hiện nhiệm vụ học tập bằng tất cả khả năng, tất cả tri thức và kinh nghiệm sống của mình đã có Như vậy, trong quá trình dạy học hiện đại học sinh vừa là đối tượng của hoạt động dạy, vừa là chủ thể nhận thức, nhưng chỉ khi nào học sinh thực hiện tốt vai trị chủ thể thì các em mới
tiếp thu một cách có ý thức và hiệu quả sự tác động sư phạm của thầy để
chiếm lĩnh tri thức và biến chúng thành tài sản cá nhân
Tóm lại, hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh
luôn luôn song song tồn tại, nếu thiếu một trong hai thì khơng cịn gọi là quá
trình dạy học Sự thống nhất biện chứng thể hiện mối quan hệ mật thiết tác động qua lại, phụ thuộc lẫn nhau giữa hoạt động dạy và hoạt động học đồi hỏi phải xây dựng mối quan hệ đúng đắn mối quan hệ giữa thầy và trò Việc tơn trọng vai trị chủ thể của học sinh trong quá trình dạy là rất có ý nghĩa và sẽ thúc đẩy học sinh chủ động tham ra vào quá trình chiếm lĩnh tri thức mới[ 16] 1.1.2 Nhiệm vụ dạy học
Chức năng xã hội tổng quát của giáo dục là truyền kinh nghiệm,
những thành tựu phát triển của loài người đã được tích luỹ bởi thế hệ đi trước
Trang 16hoá cao Các thành tựu của sự phát triển đã được con người tích luỹ và truyền
từ thế hệ này qua thế hệ khác Ở loài người những thành tựu của sự phát triển
được củng cố ở một hình thức hồn tồn đặc biệt, nó chỉ xuất hiện trong xã hội loài người ở hình thức văn hố vật chất và tinh thần Hoạt động của con người là hoạt động sáng tạo, tạo ra sản phẩm Trong quá trình hoạt động, con người xây dựng chỗ ở, làm ra các vật dụng có giá trị, đáp ứng nhu cầu luôn phát triển và tạo ra những phương tiện để sản xuất Trong quá trình hoạt
động có tính xã hội này, năng lực, kiến thức, kĩ năng của con người dường
như kết tinh trong các sản phẩm vật chất và tinh thần của họ Con người của
mỗi thế hệ sau bắt đầu cuộc sống của mình trong thế giới văn hoá, thế giới
của các đối tượng và các hiện tượng được tạo ra bởi các thế hệ đi trước Khi tham ra các hoạt động đa dạng liên quan đến các yếu tố khác của
văn hoá, vật chất và tinh thần, dưới sự hướng dẫn của thế hệ đã trưởng thành, thế hệ đang lớn lên nắm được những của cải của nên văn hoá và phát triển
trong bản thân mình, những năng lực được thể hiện, được kết tinh trong cdc yếu tố văn hoá này Những hoạt động của con người vô cùng đa dạng và phức tạp, đặc trưng cho các nghề nghiệp và chuyên mơn khác nhau Vì thế trước lí luận dạy học xuất hiện một vấn đề là trong sự đa dạng của các hoạt động cần làm ra những cái chung, phân biệt các yếu tố văn hoá mà thế hệ trẻ đang lớn
lên (học sinh phổ thông) cần chiếm lĩnh để trở thành con người có văn hoá
Đồng thời tổ chức những hoạt động học tập, rèn luyện thích hợp của học sinh
để đảm bảo cho học sinh chiếm lĩnh được nội dung học vấn phổ thơng đó
1.1.3 Phương pháp dạy học
Phương pháp dạy học là tổ hợp các cách thức hoạt động, tương tác giữa
thầy và trò trong quá trình dạy học nhằm đạt được được mục đích dạy học
Phương pháp dạy học là một trong những yếu tố quan trọng nhất của quá trình
Trang 17“Phương pháp là hình thức tự vận động bên trong của nội dung”[13], nên cùng với sự biến đổi của nội dung, phương pháp dạy học cũng đang được đổi mới theo hướng hiện đại hoá Việc đổi mới phương pháp dạy học đòi hỏi phải tìm kiếm phương pháp dạy học mới và cải tạo các phương pháp cổ truyền cho phù hợp với nội dung hiện đại, theo hướng nâng cao tính tích cực, độc lập, sáng tạo, nâng cao năng lực nội sinh của người học, đổi mới cách điều khiển
quá trình dạy học và đưa công nghệ hiện đại vào nhà trường Cụ thể là các
phương pháp dạy học phải:
- Góp phần hình thành động cơ nhận thức, các phương pháp nhận thức
bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học, tự khám phá để chiếm lĩnh tri
thức
- Nhằm nâng cao tính tích cực, độc lập, sáng tạo và phát huy năng lực vận dụng tri thức vào thực tiễn của học sinh
Trong bối cảnh nền kinh tế thị trường, mở cửa, hội nhập, phát triển nền
kinh tế tri thức, việc cạnh tranh trên lĩnh vực “trí tuệ” đang diễn ra rất gay gắt thì cách thức đào tạo con người có trí tuệ, giàu tính sáng tạo càng có ý nghĩa đặc biệt quan trọng Các phương pháp dạy học phải phản ánh trong mình nó
những thành tựu của phương pháp riêng của mỗi khoa học các phương pháp
triết học và các phương pháp khoa học chung, bởi vì việc nắm vững các phương pháp này có tác dụng đến việc phát triển tính độc lập, sáng tạo của mỗi học sinh Phương pháp dạy học có đặc điểm riêng khác biệt với phương
pháp tác động của con người lên các đối tượng vô tri trong hoạt động sản xuất
vật chất nói chung Đối với việc học, giáo viên là chủ thể của hoạt động dạy học và học sinh là đối tượng của hoạt động dạy đồng thời là chủ thể của sự
học do đó cũng là chủ thể của hoạt động dạy học Để đạt được mục đích dạy
Trang 18hoạt động của mình Từ đó dẫn tới những hoạt động tương ứng của học sinh và đạt được kết quả phù hợp với mục đích do giáo viên đặt ra Có thể biểu đạt
đặc điểm của phương pháp dạy học vừa nói trên bằng sơ đồ dưới đây:
Hành động Hành động cua GV cua HS Két qua Mục đạt FT b|[_ đích của được HS của HS
Phương tiện Phương tiện
của GV của HS
Hình 1.2
Đối với hoạt động dạy học, việc suy nghĩ, thảo luận về phương pháp
gắn liền với suy nghĩ thảo luận về việc tổ chức tình huống học tập và định
hướng hoạt động nhận thức của học sinh bởi giáo viên
Tóm lại: Phương pháp dạy học là những hành động có mục đích của giáo viên nhằm tổ chức hoạt động nhận thức và thực hành của học sinh, đảm bảo học sinh lĩnh hội nội dung học vấn
Nói cách khác; phương pháp dạy học hoạch định sự tương tác cần thiết
của giáo viên và học sinh Trong tiến trình này, giáo viên tổ chức hoạt động của học sinh với đối tượng mà kết quả của hoạt động này là học sinh chiếm lĩnh được nội dung dạy học, đạt được mục tiêu xác định
1.2 Quan niệm về năng lực sáng tạo của học sinh 1.2.1 Khái niệm về năng lực
Trang 19loạt những hoạt động nào đó Người có năng lực về một mặt nào đó thì khơng
phải nỗ lực nhiều trong quá trình công tác mà vẫn khắc phục được những khó
khăn một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn người khác Năng lực chứa đựng yếu tố mới mẻ linh hoạt trong hoạt động, có thể giải quyết nhiệm vụ thành công trong nhiều tình huống khác nhau, trong một lĩnh vực hoạt động rộng hơn Bởi vậy, năng lực hoạt động của học sinh sẽ là mục đích của dạy học,
giáo dục, những yêu cầu về phát triển, bồi dưỡng năng lực cho học sinh cần
đặt đúng chỗ của chúng trong mục đích dạy học Năng lực của mỗi người một
phần dựa trên cơ sở vật chất, nhưng được hình thành và phát triển chủ yếu
dưới tác dụng của sự rèn luyện, dạy học, giáo dục
1.2.2 Khái niệm về sáng tạo
Sáng tạo là loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất, có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị giải quyết những
khó khăn nhất định [20]
Trong từ điển tiếng Việt thì sáng tạo là tìm ra cái mới, cách giải quyết mới khơng bị gị bó, phụ thuộc vào cái đã có[19]
Sáng tạo thường được hiểu là đề ra những ý tưởng độc đáo, hữu ích phù hợp với hoàn cảnh Có người xem sáng tạo là năng lực độc đáo riêng ở
giới văn nghệ sĩ và các nhà khoa học Thực ra trong mọi lĩnh vực hoạt động
đều có thể và cần có sự sáng tạo, nếu khơng thì mọi hoạt động không thể thành công Về thực chất sáng tạo không chỉ là một đặc trưng cho sự khác biệt giữa người với sinh vật mà còn là một đặc trưng chỉ sự khác nhau về sự
đóng góp cho tiến bộ xã hội, giữa người này và người khác Quá trình sáng
tạo của con người thường bắt đầu từ một ý tưởng mới, bắt đầu từ tư duy
sáng tạo của mỗi con người
Sáng tạo là tiềm năng vốn có trong mỗi con người, khi có dịp là bộc lộ,
Trang 20thường liên quan đến tính tự giác, chủ động, độc lập, tự tin Sự sáng tạo là
hình thức cao nhất của tính tích cực, độc lập của con người Người có tư duy
sáng tạo không chịu nghĩ theo lề thói chung, không bị ràng buộc bởi những
quy tác hành động cứng nhắc đã học, ít chịu ảnh hưởng của người khác 1.2.3 Khái niệm về năng lực sáng tạo
Năng lực sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hồn cảnh mới Đối với học sinh, năng lực sáng tạo trong học tập chính là năng lực biết giải quyết vấn đề học tập để tìm ra cái mới ở mức độ nào đó, thể hiện được khuynh hướng năng lực sáng tạo và kinh nghiệm của cá nhân học sinh Sáng tạo đối với học sinh là sáng tạo
lại cái mà nhân loại đã biết( nhưng học sinh chưa biết, do đó thật ra là tập
sáng tạo, còn giáo viên đã biết và biết cách làm
Năng lực nói chung và năng lực sáng tạo nói riêng khơng phải là bẩm
sinh mà được hình thành, phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể Bởi
vậy, muốn hình thành năng lực hoạt động sáng tạo phải chuẩn bị cho học sinh
những điều cần thiết để họ có thể thực hiện thành công với một số kết quả mới
mẻ nhất định trong hoạt động đó Đó là tổ chức hoạt động cho học sinh càng
nhiều càng tốt
Từ các cơ sở lí luận trên chúng ta có thể có những quan niệm về năng lực sáng tạo của học sinh là:
e Năng lực nhìn thấy vấn đề mới trong điều kiện quen biết Năng
lực nhìn thấy chức năng mới của đối tượng quen biết
Trang 21e Nang luc nhìn thấy cấu trúc của đối tượng đang nghiên cứu
Thực chất là bao quát nhanh chóng, đơi khi ngay tức khắc các bộ phận,
các yếu tố của đối tượng trong mối tương quan giữa chúng với nhau
e Năng lực biết đề xuất các giải pháp khác nhau khi xử lí một tình
huống Khả năng huy động các kiến thức cần thiết để đưa ra giả thuyết
hay dự đoán khác nhau khi phải lí giải một hiện tượng
e Nang lực xác định bằng lí thuyết và thực hành các giả thuyết (hoặc phủ nhận nó) Năng lực biết đề xuất các phương án thí nghiệm hoặc thiết kế các sơ đồ thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết hay hệ quả
suy ra từ giả thuyết, hoặc để đo một đại lượng vật lí nào đó với hiệu quả cao nhất có thể được trong những điều kiện đã cho
se Năng lực nhìn nhận một vấn đề dưới những góc độ khác nhau, xem xét đối tượng ở những khía cạnh khác nhau, đơi khi mâu thuẫn
nhau Năng lực tìm ra các giải pháp lạ, năng lực biết kết hợp nhiều
phương pháp giải bài tập để tìm ra một phương pháp giải mới độc đáo 1.3.1 Vai trò và tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học
Trong thực tiễn dạy học cũng như các tài liệu giảng dạy các thuật ngữ “Bài tập”; “Bài tập vật lí” được sử dụng cùng các thuật ngữ “Bài toán vật lí”
Theo từ điển tiếng Việt: Bài tập vật lí là một bài ra cho học sinh để vận dụng những điều đã học; Bài toán là vấn đề cần giải quyết bằng các phương pháp khoa học[18] Định nghĩa đây đủ, rõ ràng về bài tập vật lí được nêu lên trong
Trang 22các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lí của học
sinh và rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức của họ vào thực tiễn”
Định nghĩa BTVL nêu trên được nhiều nhà lí luận dạy học bộ môn và các giáo
viên tán thành, chấp nhận Cả hai ý nghĩa khác nhau là vận dụng kiến thức cũ
và tìm kiếm kiến thức mới đều có mặt trong định nghĩa này Giải BTVL là
một trong những hình thức luyện tập chủ yếu và được thực hành nhiều nhất Do vậy các BTVL có vai trò cực kỳ quan trọng trong việc hình thành rèn luyện
kĩ năng, kĩ xảo vận dụng và tìm tịi kiến thức mới cho học sinh Vai trò và tác dụng của BTVL là:
e Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu mở rộng kiến thức:
- BTVL sẽ giúp học sinh thấy được những ứng dụng mn hình mn
vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đã học Bài tập sẽ giúp học sinh phân tích
để nhận biết các biểu hiện của các khái niệm, định luật vật lí Bài tập là một
phương tiện củng cố ôn tập kiến thức Khi giải bài tập học sinh phải nhớ kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương trình từ đó sẽ mở rộng kiến
thức cho các em
- Khi nghiên cứu các vấn đề lí thuyết, học sinh thường tiếp thu kiến
thức ở dạng tĩnh và theo từng yếu tố riêng biệt Qua việc giải bài tập học sinh nắm được kiến thức ở dạng động khi có sự tác động tương hỗ giữa nhiều yếu
tố Việc nghiên cứu những kiến thức trong trạng thái động như vậy sẽ cho học sinh thấy rõ bản chất và mối quan hệ quy luật của các yếu tố kiến thức, thấy được cơ chế của các kiến thức trong những hệ thống nhất định Quá trình vận
động và tác động tương hỗ thường xảy ra trong thực tế cuộc sống và được phản ánh phần nào trong các BTVL
e Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới Khi các bài tập được sử dụng khéo léo ở đầu giờ học có thể dẫn học sinh đến những
Trang 23e Bài tập là phương tiện giáo dục tốt:
- Để rèn luyện nhân cách phẩm chất cho học sinh, thầy giáo phải sử dụng nhiều biện pháp, nhiều phương tiện khác nhau trong đó bài tập có thể
xem là phương tiện có hiệu quả và thường dùng nhất Thế mạnh của bài tập là
ở chỗ rèn luyện ý chí, niềm tin khoa học vào bản thân Niềm tin này là do quá
trình độc lập vận dụng kiến thức, độc lập tìm tịi đáp số đã giúp các em giải
quyết đúng đắn các vấn đề đặt ra Sau mỗi lần giải bài tập thành công niềm tin
vào khoa học và năng lực của mình lại càng đựoc phát triển và củng cố Đó là một trong những cơ sở quan trọng để các em mạnh dạn bước vào con đường sáng tạo Giải bài tập có tác dụng rèn luyện ý chí, tính kiên trì vượt khó và làm cho chúng trở thành tập quán tốt trong hoạt động hằng ngày của các em
e Bài tập có khả năng phát triển trí tuệ, tình cảm cho học sinh
Trong bất kì bài tập nào cũng có mâu thuẫn, những điều kiện chưa biết
và những điều kiện đã biết Khi giải bài tập học sinh phải để đi từ điều kiện
đến câu trả lời Hình thức hoạt động trí tuệ rất đa dạng: quan sát vận dụng trí nhớ, phân tích, tổng hợp, suy luận, phán đốn Mỗi hình thức như vậy cũng
rất phong phú Sự đào bới trong đầu óc những hiểu biết, sự vận dụng chúng để biết giải quyết vấn đề thực tiễn không những làm cho các em hiểu rõ hơn bản chất, đặc điểm, vị trí của mỗi yếu tố kiến thức trong hệ thống tương ứng mà dan dan lam cho họ có khả năng vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, nhuần nhuyễn, làm cho tư duy các em thêm mềm dẻo
Việc giải bài tập khơng những có ý nghĩa về mặt nhận thức mà còn làm cho học sinh thông minh hơn, làm cho bộ óc phát triển Ăngghen nói: “Sự phát triển của trí tuệ con người không tách rời khỏi sự vận động của bộ não”
Giữa kiến thức và năng lực con người có một mối quan hệ tương hỗ Sự tích luỹ kiến thức cụ thể có tác dụng mở rộng và phát triển năng lực trí tuệ của con
Trang 24làm cho tư duy phong phú hơn Như vậy, bài tập chẳng những làm cho học sinh hiểu sâu, nhớ lâu và vận dụng kiến thức tốt mà còn làm phát triển trí tuệ,
tình cảm cho học sinh
e BTVL là phương tiện hữu hiệu để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, rèn luyện
thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu được để giải quyết các vấn đề thực tiễn Trong đó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lí thuyết để giải
thích các hiện tượng thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trong
thực tiễn, trong những điều kiện cho phép
e Giải BTVL là hình thức làm việc tự lực cao và góp phần phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh
- Khi giải BTVL, học sinh hiểu sâu sắc hơn các quy luật, biết ứng dụng chúng vào tính tốn, kĩ thuật bằng chính sự tìm tịi của mình Qua đó rút ra được những kết luận sau mỗi bài tập, đây chính là q trình làm cho tư duy
học sinh phát triển, năng lực làm việc, năng lực giải quyết vấn đề được nâng
cao Đặc biệt có những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài
tập thiết kế dụng cụ rất có ích và cịn giúp bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho
học sinh
e Giải BTVL kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh
- Bài tập là phương tiện rất tốt để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức
của học sinh tuỳ theo cách đặt câu hỏi, giúp cho việc đánh giá chất lượng học sinh được chính xác hơn nhiều, từ đó giáo viên biết được lỗ hổng kiến thức
của học sinh mà có cách khắc phục kịp thời nhất
Việc giải BTVL có thể mang đến cho người học niềm phấn khởi, sáng
tạo đối với những thành công, tăng thêm sự yêu thích học bộ môn và gây hứng
thú đối với môn vật lí
1.3.2 Các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong hoạt
Trang 25Khi còn ngồi trên ghế nhà trường nếu học sinh được tập luyện làm
những việc có nhiều tính sáng tạo thì sau này trong công tác sản xuất, hoạt
động xã hội mới có thói quen suy nghĩ linh hoạt nhạy cảm Do đó trong q
trình giảng dạy cần có những yêu cầu sau:
- Tạo hứng thú trong học tập: Giáo viên phải giảng dạy, ra bài tập phải
gây cho học sinh hứng thú học tập, hứng thú sáng tạo và sáng tạo lại thúc đẩy
hứng thú học tập mới Học sinh cần có hứng thú nhận thức cao, cần có sự khao
khát nhận thức cái mới và vận dụng cái mới vào thực tế
- Cần có kiến thức cơ bản vững chấc: Một sự sáng tạo bất kì đều bất đầu
từ sự tái hiện cái đã biết Người học sinh phải biết vận dụng tri thức đã biết vào tình huống mới, vào giải thích các hiện tượng vật lí, q trình vật lí trong
các tình huống khác nhau Vì vậy, kiến thức cơ bản vững chắc phải là yếu tố
cần thiết cho rèn luyện năng lực sáng tạo
- Học sinh phải có tính “nghi ngờ khoa học” luôn đặt câu hỏi “còn cách nào giải quyết hay hơn nữa không? ”
- Học sinh phải có khả năng tư duy độc lập Theo P.L.Kapitxa: “Giáo
dục khả năng sáng tạo trong người dựa trên sự phát triển của tư duy độc lập” Đó là khả năng con người trong việc tự xác định phương hướng hoạt động của
mình trong tình huống mới, tự phát hiện và nêu lên các vấn đề cần giải quyết, tự tìm ra con đường giải quyết thực hiện nó Theo Piagalperin thì khả năng
định hướng hoạt động của học sinh là điều kiện tiên quyết của sự phát triển tính tích cực sáng tạo của họ[21]
e Các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh
- Tổ chức các hoạt động tìm tịi, sáng tạo trong qúa trình xây dựng kiến thức
mới bằng một hệ thống bài tập đã soạn thảo
Trang 26- Luyện tập đề xuất các vấn đề khi giải bài tập tự lực , độc lập, tích cực suy
nghĩ để xây dựng kiến thức mới cho học sinh 1.4 Các cách hướng dẫn học sinh giải bài tập
Có ba cách để hướng dẫn học sinh giải bài tập là theo mẫu, tìm tịi và khái qt chương trình hố Để đảm bảo bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh
trong hoạt động BTVL, thì có thể hướng dẫn học sinh giải bài tập theo hai
cách là hướng dẫn tìm tòi và định hướng khái qt chương trình hố
- Hướng dẫn tìm tịi: Giáo viên chỉ đưa ra cho học sinh những gợi ý để có thể
tự tìm tịi, huy động những kiến thức đã biết mà tìm ra cách thức hoạt động tốt
nhất để giải quyết được nhiệm vụ mà họ đảm nhận Người học có thể tự nghĩ
ra cách thức hoạt động không theo mẫu nào cả hoặc theo mẫu đã biết áp dụng
vào tình huống đang xét Kiểu hướng dẫn tìm tịi được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải bài tập; Đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy, tạo điều kiện để các em tự lực tìm cách giải quyết vấn đề Ưu điểm của
kiểu hướng dẫn này là tránh được tình trạng giáo viên làm thay học sinh trong
việc giải BTVL
- Định hướng khái qt chương trình hố: Đây cũng là sự hướng dẫn cho học sinh tìm tịi cách giải quyết (chứ không thông báo cho học sinh cái có sẵn) Đặc trưng cho kiểu hướng dẫn này là giáo viên định hướng tư duy học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề và được chương trình hố theo các bước đã dự định hợp lí, theo yêu cầu từ thấp đến cao, từ tổng quát đến riêng biệt sao cho thực hiện được một cách có hiệu quả các yêu cầu cao nhất, vừa sức học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tịi thì hướng
dẫn của giáo viên chuyển dần thành theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn
thành được yêu cầu một bước, sau đó tiếp tục yêu cầu học sinh tự lực giải quyết các bước tiếp theo Cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt
Trang 27KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Để giải quyết nhiệm vụ của luận văn đặt ra trong chương này chúng tôi
đặc biệt quan tâm đến những vấn đề sau:
1 Quan niệm năng lực sáng tạo, đặc biệt quan niệm về năng lực sáng tạo của học sinh
2 Vai trò và tác dụng của bài tập trong dạy học, mối quan hệ giữa giải bài tập và bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh
3 Những biện pháp bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh trong hoạt động giải bài tập vật lí
Trang 28CHƯƠNG II: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “DAO
ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TU”
2.1 Cấu trúc nội dung và vị (ríchương Dao động và sóng điện từ ởlớp 12 THPT 2.1.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung
o= 1 VLC’ Mach LC i=I,cos(at+ 2) lụ= ø
q = qp.COS (at + 9) Uae
u= Ub cos (at +9) l
Wa =i = 1 cos*(ax +9) Wt =; List sin? (at +)
Cc 2 W=Wt +Wd= fe =const 2c T=2zvLC; f= “Fo 1 2aVLC Dao động điện từ Các loại DĐ điện từ DĐ điện từ DĐ điện từ
tự do tắt dân DĐ điện từ cưỡng bức
Hình 2.1 — Điện từ trường Sóng điện từ
Nguyên tắc thông tin băng sóng vơ tun
Trang 29Trong chương “Dao động và sóng điện từ” kiến thức gồm các nội dung chính sau đây:
Trong mạch dao động LC các đại lượng biến thiên điều hoà với tần số
1
riéng @, = đó là: dịng điện ¡, điện tích q, hiệu điện thế u, năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện Wđ, năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm 'Wt, năng lượng tổng cộng của mạch dao động là W=Wd + Wt
Từ khái niệm dao động điện từ ta thấy dao động điện từ về hình thức cũng giống như dao động cơ học Vậy cũng có các loại là:
+ Dao động điện từ tự do: Khi mạch LC lý tưởng R = 0, tân số W chỉ phụ thuộc vào đặc tính của mạch
+ Dao dộng điện từ tắt dần: Khi mạch LC có R z 0 năng lượng sẽ lại mất đi do toả nhiệt trên R, do bức xạ điện từ ra môi trường xung quanh
+ Dao động điện từ cưỡng bức: Khi mạch LC được sử dụng trong thông tin vơ tuyến, phải duy trì đao động điện từ của mạch LC nên ta phải có một bộ phận cưỡng bức mạch LC dao động để thu và phát sóng điện từ theo ý muốn
2.1.2.Vị trí:
Trước khi học chương “ Dao động và sóng điện từ” học sinh đã có
những kiến thức liên quan được nghiên cứu từ trước: - Hiện tượng cảm ứng điện từ
- Năng lượng điện trường va năng lượng từ trường
- Dao động điều hoà, dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, hiện tượng cộng hưởng
- Khái niệm về sóng cơ và các loại sóng
- Điốt bán dẫn, tác dụng chỉnh lưu của nó, triốt ( bán dẫn, điện tử ) - Định luật Ôm
Trang 30- Mạch LC có dao động điện từ biến thiên điều hồ, có tần sốø, = a VLC phát ra dao động điện từ dễ sử dụng nhiều trong các thiết bị điện tử như: Máy thu và phát vô tuyến truyền hình, phát thanh, anten Có thể thay đổi tần số
bằng cách làm biến thiên L hoặc C để thu dược những bước sóng thích hợp theo công thức 2 = /.7 = : -
Các kiến thức chưa được hoàn thiện sau khi học:
- Máy thu phát sóng điện từ chỉ là nguyên tắc cơ bản
- Sóng điện từ chỉ là sóng vơ tuyến
2.2 Mục tiêu cần đạt qua việc dạy chương Dao động và sóng điện từ
2.2.1 Nội dung kiến thức học sinh cân đạt được sau khi học: Dao động
điện từ
Về dao động điện từ
- Mach LC : Gém 1 tụ điện C và một cuộn cảm L nối với nhau thành mạch kín
- Dao động điện từ là dao động của mạch LC trong đó năng lượng của mạch gồm năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm và năng lượng điện
trường tập trung ở tụ điện đều biến thiên điều hoà theo mot tan sda, = Ị ~ LC"
: : Lạng 2 > ` ¿ 1
Tai moi thời điểm, năng lượng tổng cộng được bảo toàn Tần số ø„ =——— 4 Q g luong tong cong duo ° TP chỉ phụ thuộc vào đặc tính của mạch nên dao động điện từ của mạch là dao
dong tu do, a, = VLC 1 là tần số dao động riêng
Các loại dao động điện từ:
- Dao động tự do
- Dao động tắt đần
Trang 31Sự biến thiên của các đại lượng trong mạch LC:
q = qạ€05 ( + Ø) lự= @.qo
i=I,cos(at+~) Uạ=
2 c
u = U,cos (at + ø)
42„ 2 cos” (at + 9) “ sin? (at +9)
1 W,=- "2 ¢ 2 W=W,AW,= P const 2c Về điện từ trường:
- Điện từ trường là một dạng vật chất tồn tại khách quan gồm điện
trường và từ trường liên quan chặt chẽ với nhau, đóng vai trò để truyền tương
tác giữa các điện tích Quá trình lan truyền của điện trường xảy ra với vận tốc:
v=c =3.10 m/s Điện trường tĩnh và từ trường tĩnh chỉ là những trường hợp
riêng của điện từ trường
- Ung dụng: Sự lan truyền điện từ trường tạo thành sóng điện từ được sử
dụng trong khoa học Kĩ thuật
Sóng điện từ:
- Sóng điện từ là quá trình lan truyền trong không gian của điện trường
biến thiên tuần hoàn theo thời gian
- Sóng điện từ có vận tốc lớn bằng vận tốc ánh sáng trong chân không v=c=3.10°m/s
- Sóng điện từ mang năng lượng, mật độ năng lượng điện trường bằng
tổng mật độ năng lượng điện trường và từ trường Năng lượng của sóng tỷ lệ với luỹ thừa bậc bốn của tần số Sóng điện từ xét theo phương truyền sóng là
Trang 32- Sóng điện từ truyền đi trong mọi môi trường (kể cả chân khơng) với bước sóng ,2 liên hệ với chu kỳ và tần số là 4= v.T= ~
- Sóng điện từ giống như sóng cơ học, sóng ánh sáng cũng phản xạ,
giao thoa, nhiễu xạ
- Ứng dụng của sóng điện từ: Sử dụng trong kỹ thuật như thông tin liên lạc, sóng vơ tuyến, đài phát thanh
Sự phát và thu sóng điện từ:
- Nguyên tắc phát sóng điện từ: Phối hợp một máy phát dao động duy trì với một anten Mạch LC sinh ra dao động điện từ cao tần cảm ứng cho Ly
của anten A một điện trường dao động với cùng tần số f Từ trường này làm cho LẠ có một suất điện động cảm ứng tạo nên dòng điện ¡ biến thiên đọc theo anten phát ra sóng điện từ với tần số f
- Nguyên tắc thu sóng điện từ: Phối hợp một anten thu với mạch dao động LC ở lối vào máy thu, anten nhận một lúc rất nhiều sóng điện từ có
nhiều tần số cưỡng bức từ nhiều đài phát, các electron trong anten bị dao động
cưỡng bức với nhiều tần số f„ trong mạch LC cũng có các dao động điện từ
cưỡng bức Muốn thu một tần số sóng f nào đó điều chỉnh liên tục làm cho tần
số riêng của mạch LC trùng với tần số của sóng cần bắt Lúc đó trong mạch
LC có cộng hưởng điện, dao động biến thiên trong LC lớn nhất trong mạch LC
đã chọn được sóng
2.2.2 Các kỹ năng cần được rèn luyện
Cùng với việc hình thành và nắm vững kiến thức cơ bản ở trên học sinh
cần phải rèn luyện những kỹ năng cơ bản sau đây:
- Kỹ năng suy luận lý thuyết:
+ Từ kiến thức đã học về tụ điện, về hiện tượng cảm ứng điện từ học
Trang 33+ Từ các khái niệm về sóng cơ học, về phương trình dao động cơ học, phương trình vi phân hạng hai suy luận được các phương trình của các đại lượng trong mạch dao động: q I, u, Wạ, W,, W= Wạ + W,
+ Do có sự toả nhiệt trên điện trở R gây ra hiệu ứng Jun-Lenxơ làm
năng lượng của mạch giảm Năng lượng của mạch còn mất do bức xạ sóng
điện từ ra xung quanh, làm cho dao động của mạch LC là dao động tắt dần Từ
đó muốn duy trì dao động, phải bù phần năng lượng đã mất
- Kỹ năng vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng có liên quan, giải thích sự tạo thành mạch dao động, sự tạo thành điện từ trường, sóng điện từ, tính chất sóng điện từ, sự thu và phát sóng điện từ
- Khả năng độc lập sáng tạo tự chủ trong suy nghĩ hình thành kiến thức Trong quá trình xây dựng kiến thức mới, học sinh hồn tồn tự mình rút ra
kiến thức dưới sự hướng dẫn của giáo viên để bồi dưỡng năng lực sáng tạo, tự
chủ trong học tập dưới hình thức chính là giải bài tập sáng tạo
- Kỹ năng ghi nhớ và vận dụng thành thạo các công thức đã học để giải bài tập thành thạo
q =q,COS (4 + ø) lj=ø.qo
¡ =lueos(øt+S ) Uạ= :
u =U,cos (at + ø)
1 q2 1 , : 1 :
Woe 5 >= 5-4) 008" (at + 9) 2c 2e W.= 5 L.i’= —4; sin’ (ot + 9) 2 2c
1 ,
W =Wat We 5% = const
Cc
2.2.3 Muc tiéu day hoc
Trang 34W„,W,W=W,+W,
- Biết phân tích, tổng hợp các kiến thức đã học vào làm bài tập và vận
dụng tốt vào việc giải thích hiện tượng thực tế
- Biết sáng tạo thể hiện ở khả năng xây dựng, phát triển tri thức
- Có hứng thú học tập mơn vật lý, có lịng u thích khoa học
- Có ý thức sẵn sàng vận dụng hiểu biết của mình vào thực tế để cải
thiện đời sống và bảo vệ mơi trường
- Có tác phong làm việc khoa học tỉ mi
- Có tính trung thực khoa học
- Có tinh thần nỗ lực cá nhân kết hợp với ý thức tự học cũng như học hỏi người khác
2.3 Thực trạng dạy học chương Dao động và sóng điện từ 2.3.1 Đối tượng, nội dung và phương pháp điều tra
-Đối tượng: Học sinh lớp 12 trường THPT Vĩnh Yên và THPT Quang Hà - Tam Đảo thuộc tỉnh Vĩnh Phúc tìm hiểu các thơng tin sau:
+ Thực trạng dạy học, lựa chọn bài tập, sử dụng bài tập chương “Dao động và sóng điện từ” của giáo viên và học sinh
+ Những khó khăn chủ yếu và sai lầm phổ biến của học sinh khi học các bài trong chương này
- Phương pháp điều tra:
+ Điều tra giáo viên: Dự giờ, trao đổi trực tiếp với các giáo viên sau mỗi giờ dự, phiếu điều tra (phụ lục 1), xem giáo án
+ Điều tra học sinh: Trao đổi trực tiếp, phiếu điều tra (phụ lục 2), khảo sát bài kiểm tra (phụ lục 4), phân tích kết quả điều tra
2.3.2 Kết quả điều tra
Tình hình dạy:
Tất cả các giáo viên khi dạy chương “Dao động và sóng điện từ” đều
Trang 35truyền thụ một chiều Trong đó giáo viên thông báo, giảng giải, nhấn mạnh nội dung quan trọng để học sinh ghi nhớ Hầu hết các giáo viên đều khơng có biện pháp hữu hiệu nào đối với chương này, để học sinh tự lực nắm kiến thức
và các giáo viên không chú trọng kiến thức phần này
- Việc lựa chọn bài tập của giáo viên:
Thường lấy các bài tập (câu hỏi lí thuyết) có sẵn trong sách giáo khoa và thêm vào một số ít bài tập trong sách bài tập Không bao giờ tự soạn thảo ra
một hệ thống bài tập để phục vụ cho giảng dạy - Việc sử dụng bài tập của giáo viên:
Hầu như sử dụng ít bài tập chương “Dao động và sóng điện từ” bởi vì
trong phân phối chương trình khơng có giờ bài tập, dạy xong lí thuyết đã hết
giờ Rất ít giáo viên cho học sinh giải bài tập củng cố hoặc cho về nhà
Tình hình học:
- Học sinh học một cách thụ động, ghi nhớ máy móc, khơng hiểu bản chất của bài học, nên không nhớ rõ nội dung bài, viết công thức về các đại lượng trong mạch cịn chưa chính xác các đại lượng q.qạ,,W,„Wd, biến đổi cơng thức cịn chậm,vận dụng kiến thức kém Trong khi học, học sinh ít phát biểu ý kiến xây dựng bài, hầu như không tham gia vào quá trình nghiên cứu
xây dựng kiến thức mới Chủ yếu các em vẫn quen ngồi trật tự ghi chép, nghe
giảng Đây cũng là nguyên nhân làm cho các em lười suy nghĩ, không nhớ nội dung cơ bản của bài học cũng như vận dụng kém kiến thức vào các trường
hợp giải bài tập về mạch dao động
- Hoạt động giải bài tập của học sinh:
Học sinh ngại làm bài tập vì bài tập chương “Dao động và sóng điện từ” rất trừu tượng, không gây hứng thú, học sinh ít chú ý đến bài tập nên không tự giác làm bài tập, đây là một vấn đề gây trở ngại cho giáo viên khi dạy đến chương này
Trang 36Những khó khăn và sai lầm phổ biến:
- Học sinh chỉ thuộc bài một cách máy móc nên đễ quên kiến thức
- Hay hiểu sai là năng lượng điện trường và năng lượng từ trường cùng biến thiên theo tần số của dòng điện
- Hiểu sai về hiện tượng có dịng điện I„„„ trong mạch dao động là do cộng hưởng (thực ra dao động điện từ trong mạch LC lí tưởng là dao động tự do)
- Hiểu nhằm dao động điện từ trong mạch LC của máy phát dao động
điện từ là dao động tự do( thực tế nó là dao động cưỡng bức)
Nguyên nhân:
- Kỹ năng vận dụng kiến thức tốn cịn kém
- Học sinh quên nhiều kiến thức có liên quan
- Việc giảng dạy và học tập chương này của giáo viên và học sinh
không được chú trọng
- Giáo viên chưa tạo được tình huống học tập dé gây sự chú ý, lơi cuốn,
kích thích sự hứng thú của học sinh
2.4 Hệ thống bài tập chương Dao động và sóng điện từ và hướng dẫn
hoạt động giải bài tập
2.4.1 Hệ thống bài tập chương Dao động và sóng điện từ
Trên cơ sở nghiên cứu về lí luận và qua nội dung kiến thức của chương chúng tôi đã xây dựng hệ thống bài tập gồm 40 bài về mạch dao động, sóng điện từ, thu và phát sóng điện từ
Trên cơ sở lí luận và kiến thức chương hệ thống bài tập chúng tôi đưa ra
gồm 3 chủ đề:
+ Mạch dao động: 17 bài + Sóng điện từ: 9 bài
Trang 37BÀI TẬP VỀ MẠCH DAO ĐỘNG LC
Bai 1: Cho mach điện gồm 1 tụ điện có điện dung C và nguồn điện có suất điện động e, điện trở trong (r =0) không đáng C
|
I
kể, nối với nhau bằng đoạn dây có R = 0
1,Có dịng điện trong mạch khơng ? 2,Tính điện tích q„ của tụ điện
Hình 2.2
Bài 2: Cho một tụ điện đã tích điện q,„ có điện dung C nối với một cuộn dây có điện trở trong không
đáng kể R = 0 có độ tự cảm L
a, Có dao động xảy ra trong mạch khơng ?
b, Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB ở thời điểm tụ điện L —c bắt đầu phóng điện và ở cả thời điểm t bất kỳ
c, Viết biểu thức của điện tích và cường độ dịng điện tức
thoi i trong mạch B
Hinh 2.3 Bai 3: Cho mach dién nhu hinh vé 2.4
a, Tinh dién tich cua tu dién khi K 6 chét 1
eo °
b, K chuyển sang chốt 2 Viết biểu thức
của điện tích, cường độ dòng điện tức thời trong mạch
c, Khi K ở chốt 2, trong mạch có những
dạng năng lượng nào ? Viết biểu thức tính
năng lượng đó và rút ra nhận xét
Trang 38Bài 4: Trong mạch dao động có điện trở khơng đáng kể và khi cường độ dòng điện trong cuộn dây là lớn nhất thì năng lượng của tụ điện sẽ như thế nào ?
Bài 5: Cho mach LC dao dong tự do Hỏi tại những thời điểm
ar iT, 2T: or (kể từ khi tụ bất đâu phóng điện) thì năng lượng trong mach
dao động LC tập trung ở đâu ?
Bài 6: Một tụ điện có C = đực được tích điện đến hiệu điện thế 6V
TU
Mac hai đầu tụ điện vào cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm
L=0,318H = Tự dé tạo thành mạch kín
7
a, Tính tần số dao động riêng của mạch b, Tính năng lượng của mạch dao động
c, Viết biểu thức tính điện tích trên tụ, suất điện động cảm ứng trên cuộn dây theo thời gian
d, Chứng tỏ rằng năng lượng trong mạch đao động được bảo toàn Bài 7: Tụ điện của một mạch dao động có điện dung C =0,1/ ban đầu được tích điện ở hiệu điện thế U,=100V Tính năng lượng mất mát, biết sau
một thời gian dao động điện từ trong mạch tắt hẳn
Bai 8: Mach dao động gồm cuộn dây thuần cam L và 2 tụ C¡, C Nếu mắc C¡, C¿ song song với cuộn cảm L thì tần số dao động riêng của mạch là
f,=24KHz Nếu mắc C¡, C; nối tiếp với cuộn cảm L thì tần số dao động riêng
của mạch là f;= 50KHz Hỏi nếu mắc riêng rẽ từng tụ C;, C; với cuộn dây thì
tần số dao động riêng của mạch là bao nhiêu ?
Bai 9: Tan s6 dao động điện từ trong mạch dao động sẽ thay đổi như thế nào nếu:
a,Đưa vào cuộn dây của mạch một lõi sắt ?
Trang 39Bài 10: Trong mạch điện kín gồm một tụ điện và một điện trở thuần có thể xuất hiện dao động điện từ tự do được không ?
Bai 11: Dao động điện từ tự do trong hai mạch có các thơng số giống
nhau (L,C) sẽ khác nhau như thế nào? Nếu tụ điện trong các mạch đo được tích điện bằng những bộ nguồn có suất điện động khác nhau?
Bài 12: Hiệu điện thế trên các bản tụ điện và dòng điện trong mạch dao
động có trùng nhau về pha không ?
Bài 13: Hình vẽ a, b là đồ thị của những dao động tắt dần So sánh điện
trở R của các mạch dao động đó
1 I
Hình 2.5 a Hình 2.5 b
Bài 14: Dao động điện từ trong mạch LC được tạo thành là do hiện tượng :
a Toa nhiét Jun-Lenxo c Cộng hưởng điện b Tự cảm d Truyền sóng điện từ
Bài 15: Điện tích trên tụ của mạch LC biến thiên theo công thức
q = q,cos(a+) Tim biểu thức si trong các biểu thức năng lượng
trong mach LC sau đây:
A.Nang luong dién trudng: Wạ= 2c CoS”(ør +ø)
Li? q 2
= — sin’ (at+¢)
2 “2e (at + 9)
Trang 40
C Năng lượng dao động điện từ: W= W,+W,= 2a = const ar Ld, — Low’qy ? D Năng lượng dao động điện từ: W= eee
Bai 16: Goi I, là giá trị dòng điện cực đại, U, là hiệu điện thế cực đại trên hai bản tụ trong mach dao động LC Tìm công thức đúng liên hệ giữa I, và U,
Bài I7: Trong mạch dao động LC một cuộn cảm L mắc với tụ C¡ thì dao động của mạch có tần số riêng f,=7,5MHz Khi mắc L với tụ C¿ thì tần số riêng f,=I10MHz nên tần số riêng khi ghép C¡song song với C; rồi mắc vào LC
có giá trị:
A 1,25 MHz C 15 MHz