Phân loại, đề ra phương pháp giải, lựa chọn và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương v dòng điện xoay chiều lớp 12 THPT, ban KHTN nhằm nâng cao chất lượng dạy học bộ môn vật lí

Khóa luận tốt nghiệp Trần Minh Thúy-K31A Lí Mở Đầu Lí chọn đề tài: Nước ta ®ang cã sù chun biÕn râ rƯt vỊ mäi mỈt ®êi sèng, kinh tÕ, x· héi Sù nghiƯp c«ng nghiƯp hóa, đại hóa đòi hỏi đội ngũ cán bộ, người lao động mới, nắm vững tri thức khoa học kĩ thuật, động, sáng tạo hoạt động thực tiễn Trong trình đất nước phát triển hội nhập với giới, Đảng Nhà nước ta đà nhận thức đắn vị trí, vai trò to lớn giáo dục Nghị Trung ương khóa VIII Đảng cộng sản Việt Nam đà đưa số vấn đề cần thiết cấp bách giáo dục nước ta giai đoạn Cách mạng nay, là: "Đổi phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lèi trun thơ mét chiỊu, rÌn lun nÕp t­ sáng tạo người học, bước áp dụng phương pháp tiên tiến đại vào trình dạy học" Đó phương châm đắn, phù hợp với tình hình Nó đặt cho ngành giáo dục nhiều nhiệm vụ cần giải Để giáo dục phát triển, nhiệm vụ cần thiết đặt cho người giáo viên trước hết phải trang bị cho vốn kiến thức phổ thông đại Đó mục tiêu nhiệm vụ công tác giảng dạy ë tr­êng phỉ th«ng ViƯt Nam hiƯn nay.Trong nhiƯm vơ chung việc giảng dạy vật lí trường phổ thông chiếm vị trí đặc biệt quan trọng Để giúp học sinh nắm vững kiến thức môn vật lí, người giáo viên không giảng giải lí thuyết mà phải đưa tập vận dụng Mặt khác, tập vật lí (BTVL) tác dụng hình thành rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn mà giúp học sinh ph¸t triĨn t­ duy, cã mét thÕ giíi quan vËt biƯn chøng Khãa ln tèt nghiƯp TrÇn Minh Thúy-K31A Lí Hiện số lượng BTVL sách giáo khoa, sách tập sách tham khảo nhiều Tuy nhiên hệ thống tập chưa phân loại rõ ràng, chưa đưa cách giải cụ thể loại Thế mà lớp nhà, học sinh giáo viên hướng dẫn giải giải số không nhiều tập Như học sinh gặp nhiều khó khăn việc nắm vững kiến thức môn Do việc phân loại, lựa chọn, xếp tập cho phù hợp với đối tượng mục đích giảng dạy quan trọng giáo viên Xuất phát từ lí nêu trên, việc nghiên cứu đề tài: "Phân loại, đề phương pháp giải, lựa chọn hướng dẫn học sinh giải hệ thống tập chươngV Dòng điện xoay chiều lớp 12 THPT, ban KHTN nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lí" cần thiết Mục đích nghiên cứu: Trên sở nghiên cứu lí luận BTVL, nội dung mục tiêu dạy học chương: "Dòng điện xoay chiều", điều tra thực trạng dạy học giải BTVL giáo viên học sinh trường phổ thông mà phân loại, đề phương pháp giải, lựa chọn hướng dẫn học sinh giải hệ thống tập chương: "Dòng điện xoay chiều" lớp 12 THPT, ban KHTN nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn vật lí NhiƯm vơ nghiªn cøu: 3.1 Nghiªn cøu lÝ ln BTVL dạy học trường phổ thông 3.2 Nghiên cứu nội dung xác định mục tiêu dạy học chương: "Dòng điện xoay chiều" dạy học vật lí lớp 12 ban KHTN 3.3 Điều tra thực trạng dạy học giải BTVL chương: "Dòng điện xoay chiều" giáo viên học sinh trường phổ thông 3.4 Phân loại, đề phương pháp giải, lựa chọn hướng dẫn học sinh giải hệ thống tập chương: "Dòng điện xoay chiều" Khóa luận tốt nghiệp Trần Minh Thúy-K31A Lí Đối tượng phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng: Hệ thống tập chương: "Dòng ®iƯn xoay chiỊu", líp 12 THPT Ban KHTN - Ph¹m vi: Dạy học hệ thống tập chương: "Dòng điện xoay chiều" giáo viên học sinh trường THPT Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên Phương pháp nghiên cứu: Trong luận văn đà sử dụng phối hợp phương pháp chủ yếu là: nghiên cứu lí luận, điều tra qua dự giờ, trò chuyện với giáo viên, học sinh Khóa luận tốt nghiệp Trần Minh Thóy-K31A LÝ NéI Dung LÝ ln vỊ BTVL 1.1 Quan niƯm vỊ BTVL: Theo X.E Camennetxki V.P Ôrêkhôv: * Theo nghĩa hẹp: - Trong thực tiễn dạy học tài liệu dạy học BTVL hiểu vấn đề không lớn mà trường hợp tổng quát giải nhờ suy luận lôgic, phép toán thí nghiệm sở định luật phương pháp vật lí * Theo nghĩa rộng: - Sự tư định hướng tích cực luôn việc giải tập hay vấn đề xuất nghiên cứu tài liệu giáo khoa tiết học vật lí tập học sinh - Trong sách giáo khoa, tập luyện tập lựa chọn phù hợp với mục đích chủ yếu nghiên cứu tượng vật lí, hình thành kh¸i niƯm, ph¸t triĨn t­ vËt lÝ cđa häc sinh rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức cđa hä vµo thùc tiƠn, [ , trang 337] Nh­ vậy, theo định nghĩa nêu BTVL có hai chức chủ yếu tập vận dụng kiến thức cũ hình thành kiến thức Trong khóa luận này, nghiên cứu chức thứ nhÊt: tËp vËn dơng kiÕn thøc cị 1.2 T¸c dơng BTVL dạy học: 1.2.1 Hình thành rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn 1.2.2 Hình thành kiến thức mới: - Yêu cầu tập hình thành kiến thức mới: + Bài tập có chứa vấn đề học tập cần giải vừa sức học sinh Khóa luận tốt nghiệp Trần Minh Thúy-K31A Lí + Mỗi tập phải chứa đựng yếu tố mà để giải học sinh cần phải thực lập luận phức tạp phải tìm câu trả lời thiên nhiên (làm thí nghiệm) + Mỗi tập phải ý tới mặt: tình đưa tập, nội dung tập, cách giải, kết luận để từ rút kiến thức + Việc giải tập phải theo thời gian chương trình qui định, đảm bảo đạt mục đích chiếm lĩnh kiến thức học sinh tiết học 1.2.3 Ôn tập kiến thức đà học, củng cố kiến thức giảng 1.2.4 Phát triển tư vật lí 1.2.5 Kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, đặc biệt giúp phát triển trình độ trí tuệ làm bộc lộ khó khăn, sai lầm học sinh học tập, đồng thời góp phần giúp họ vượt qua khó khăn khắc phục sai lầm 1.3 Phân loại BTVL theo phương thức giải: Có nhiều cách phân loại BTVL, tùy theo cách chọn dấu hiệu khác Tuy nhiên cách phổ biến dựa vào phương thức giải Dựa vào người ta chia BTVL thành bốn loại sau: Bài tập định tính (bài tập câu hỏi), tập định lượng (bài tập tính toán), tập đồ thị, tập thí nghiệm Trong khóa luận này, nghiên cứu tập định lượng (bài tập tính toán) * Bài tập định lượng (bài tập tính toán) Đó loại tập muốn giải chúng phải thực loạt phép tính Có thể chia tập tính toán làm hai loại: Bài tập tập dượt tập tổng hợp + Bài tập tập dượt tập bản, đơn giản sử dụng sau nghiên cứu khái niệm, định luật hay quy tắc Khóa luận tốt nghiệp Trần Minh Thúy-K31A Lí + Bài tập tổng hợp tập muốn giải phải vận dụng nhiều khái niệm, định luật, nhiều công thức nằm nhiều bài, nhiều mục Loại tập mục đích chủ yếu ôn tập, mở rộng, đào sâu kiến thức học sinh, tập tổng hợp có tác dụng chuẩn bị cho học sinh nghiên cứu tượng 1.4 Phương pháp giải BTVL * Bước 1: Nghiên cứu đề bài: - Đọc kỹ đề - Tìm hiểu thuật ngữ mới, quan trọng có đề - Mà hoá đề ký hiệu quen dùng - Đổi đơn vị đại lượng hệ thống thống * Bước 2: Phân tích tượng, trình vật lí lập kế hoạch giải: - Mô tả tượng, trình vật lí xảy tình nêu lên đề - Vạch quy tắc, định luật chi phối tượng hay trình vật lí - Dự kiến lập luận, biến đổi toán học cần thực nhằm xác lập mối quan hệ cho tìm * Bước 3: Trình bày lời giải: - Viết phương trình định luật giải hệ phương trình có để tìm ẩn số dạng tổng quát, biểu diễn đại lượng cần tìm qua đại lượng đà cho - Thay giá trị số đại lượng đà cho để tìm ẩn số, thực phép tính với độ xác cho phép *Bước 4: Kiểm tra biện luận kết quả: Có thể kiểm tra theo hay vài cách sau: - Kiểm tra xem đà thực hết yêu cầu toán đà đặt chưa? - Kiểm tra tính toán đà chưa? Khóa luận tốt nghiệp Trần Minh Thóy-K31A LÝ a, KiĨm tra xem thø nguyªn cã phù hợp không? b, Xem kết ý nghĩa thực tiễn có phù hợp không? c, Giải tập theo cách khác xem có kết không? Biện luận giúp loại trừ nghiệm không phù hợp với kiện toán, với thực tế, với quan niệm vật lí đại 1.5 Nguyên tắc lựa chọn hệ thống tập cho đề tài, chương, phần giáo trình vật lí phổ thông - Số lượng tập hệ thống phải phù hợp với thời gian quy định chương trình học thời gian häc ë nhµ cđa häc sinh - HƯ thèng tập phải khắc phục khó khăn chủ yếu, sai lầm phổ biến học sinh học tập, tập phải đóng góp phần việc nắm vững kiến thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, thói quen vận dụng kiến thức đà chiếm lĩnh phát triển lực học sinh việc giải vấn đề học tập thực tiễn Mỗi tập sau phải mang lại cho học sinh điều lạ định khó khăn vừa sức, đồng thời việc giải tập trước sở giải tập sau 1.6 Hướng dẫn học sinh giải BTVL 1.6.1 Cơ sở định h­íng cđa viƯc h­íng dÉn häc sinh g¶i BTVL: Mn hướng dẫn học sinh giải BTVL cụ thể trước hết giáo viên phải giải tËp ®ã, nh­ng nh­ vËy ch­a ®đ Mn cho viƯc hướng dẫn giải tập định hướng cách đắn giáo viên phải phân tích phương pháp giải tập cụ thể cách vận dụng hiểu biết tư giải BTVL để xem xét việc giải BTVL cụ thể Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể việc giải tập để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp Đó sở khoa học để suy nghĩ hành động cụ thể cần thực trình tự thực hành động để đạt kết mong muốn Ta minh họa điều sơ đồ Giáo sư Phạm Hữu Tòng Khóa luận tốt nghiệp Trần Minh Thúy-K31A Lí Tư giải BTVL Phân tích phương pháp giải BTVL cụ thể Mục đích sư phạm Xác định kiểu hướng dẫn thích hợp Phương pháp hướng dẫn học sinh giải BTVL thĨ 1.6.2 C¸c kiĨu h­íng dÉn: 1.6.2.1 H­íng dẫn theo mẫu (Algôrit) Algôrit bảng dẫn bao gồm thao tác (hành động sơ cấp) học sinh hiểu cách đơn giá nắm vững, xác định cách rõ ràng, xác, chặt chẽ rõ cần thực thao tác theo trình tự để đến kết Hướng dẫn algôrit hướng dẫn rõ cho học sinh thao tác cần thực trình tự thực thao tác để đạt kết mong muốn Được áp dụng cần hướng dẫn cho học sinh phương pháp giải loại tập bản, điển hình, luyện tập cho học sinh kỹ giải tập dựa sở học sinh nắm algôrit giải - Ưu điểm: Đảm bảo cho học sinh giải tập cách chắn, rèn luyện kỹ giải tập có hiệu - Nhược điểm: có tác dụng rèn cho học sinh khả tìm tòi, sáng tạo, phát triển tư học sinh bị hạn chế 1.6.2.2 Hướng dẫn tìm tòi (Hướng dẫn ơnxtic) Hướng dẫn tìm tòi kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi cách giải vấn đề Kiểu hướng dẫn áp dụng cần thiết giúp học sinh vượt qua khó khăn để giải tập, đồng thời đảm bảo phát triển tư rèn luyện cho học sinh kỹ học tự lực tìm tòi cách giải vấn đề - Ưu điểm: Tránh tình trạng giáo viên giải tập thay cho học sinh - Nhược điểm: Không phải đảm bảo cho học sinh giải tập cách chắn Khóa luận tốt nghiệp Trần Minh Thúy-K31A Lí 1.6.2.3 Định hướng khái quát chương trình hóa: Định hướng khái quát chương trình hóa hướng dẫn cho học sinh tìm tòi cách giải (chứ không thông báo cho học sinh có sẵn) Nét đặc trưng kiểu hướng dẫn giáo viên định hướng hoạt động tư học sinh theo đường lối khái quát hoá việc giải vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi tự lực tìm tòi giải học sinh, học sinh không đáp ứng giúp đỡ giáo viên phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm bước cách gợi ý thêm cho học sinh, để thu hẹp hơn, phải tìm tòi, giải cho võa søc víi häc sinh NÕu häc sinh vÉn không đủ khả để tìm tòi giải hướng dẫn giáo viên chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành yêu cầu bước Sau tiếp tục cho học sinh tự lực tìm tòi giải bước tiếp theo, cần giáo viên lại giúp đỡ thêm, giải xong vấn đề đặt - Ưu điểm: + Rèn luyện kỹ năng, tư học sinh trình giải tập + Đảm bảo cho học sinh giải tập đà cho - Nhược điểm: Đòi hỏi giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt động giải tập học sinh Điều tra thực trạng dạy học giải BTVL chương: Dòng điện xoay chiều giáo viên học sinh trường THPT Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên Trong thời gian thực tập sư phạm, đà tiến hành điều tra tình hình dạy học tập chương: Dòng điện xoay chiều hai lớp 12A2 12A3(đều thuộc ban KHTN) trường THPT Khoái Châu, Hưng Yên thông qua hai biện pháp chủ yếu sau: - Dự giờ, trao đổi với giáo viên häc sinh Khãa ln tèt nghiƯp TrÇn Minh Thóy-K31A LÝ - Xem xÐt vë bµi tËp cđa häc sinh chất lượng giải tập chương: Dòng điện xoay chiều học sinh thông qua kiểm tra (thời gian làm bài: 30 phút) Bài 1: Cho đoạn mạch điện xoay chiều có sơ đồ hình vẽ Biết: R=10 ; cuộn dây cảm; R A C M L, r B uAB=100 sin100  t (V) ; cường độ dòng điện mạch chậm pha h¬n uAB gãc uAM gãc   nhanh pha Viết biểu thức cường độ tức thời mạch điện hiệu điện uAM, uMB Bài 2: Cho mạch điện hình vẽ R A BiÕt: uAB =160 sin100  t (V) ; A C1 M C2 cuộn dây biến trở có ®é tù c¶m L, L, R0 B K V ®iƯn trở R thay đổi a, Để R = R1, L = L1 Khãa K më, ampekÕ chØ 1A, dßng ®iƯn i nhanh pha so víi uAB V«nkÕ chØ 120V, hiệu điện hai đầu vônkế nhanh pha so với dòng điện mạch Tính R1, L1, C1, R0 b, §Ĩ R=R2, L=L2 Khi khãa K đóng, dòng điện mạch lớn gấp lần dòng điện khóa K mở hai dòng điện vuông pha Tính hệ số công suất mạch khóa K mở *Kết làm học sinh thống kê qua bảng sau: Lớp Tổng số học sinh 12A2 Số học sinh đạt điểm 12 34 56 78 910 43 18 20 12A3 45 19 22 Tæng 88 37 42 10 Khãa ln tèt nghiƯp TrÇn Minh Thóy-K31A LÝ - Khi  = 2000rad/s + M¹ch AB: tan   L1   +M¹ch BC: Z'BC = 2 L2   C1 R1  2L1- 10 6  2C1 (11.7) U 10 6 2000 = BC   L2 2 C 4C I 3 (11.8)  3 10 6 ( F ) C1   Tõ (11.5) vµ (11.7)   L  ( H )  3  3 10 6 ( F ) C   16 Tõ (11.6) vµ (11.8)   L  ( H ) 3  Bµi 12: - Kiểu hướng dẫn: Theo mẫu (xem agôrit giải 11) - Sơ lược giải: + Tóm tắt đề bài: A R C M B X R = 90  ; C = 10 3 (F) ; UAB = const 9 X chøa hai ba phÇn tư (R0, L0, C0) uAM = 180 sin(100  t uMB = 60 sin100  t  ) (V) (V) 51 Khãa ln tèt nghiƯp TrÇn Minh Thóy-K31A LÝ a, uAB =? b, R0 =? L0 =? C0 =? + Gi¶i: O    a, Ta cã : U AB  U AM  U MB  U AM Từ giản đồ vectơ ta có: U MB  U AB UAB = U AM  U MB  60 10 (V) tan  = U AM =   = 1,25rad  uMB sím pha h¬n uAB gãc  U MB  uAB = 120 sin(100  t - 1,25) (V) b, ZC =  U MB = 90  C MB  AM AM =- =   ZC = -1 R1  U AM  uAM trÔ pha so víi i gãc uMB nhanh pha h¬n uAM gãc   uMB nhanh pha h¬n i gãc   Ta cã: U L  U R = UMBsin = 30 (V) o 52  UC   X chøa Ro, Lo o  I O Ta có giản đồ vectơ: tan UR MB =  Khãa luËn tèt nghiÖp I= U AM R2  ZC TrÇn Minh Thóy-K31A LÝ  180 = (A) 90  90  Ro = Z Lo = 30   Lo = Z Lo = 0,3 (H) Sơ đồ mạch điện hình vẽ: R A C L0 R0 B Bài 13: - Kiểu hướng dẫn: Theo mẫu (xem agôrit giải 11) - Sơ lược giải: + Tóm tắt đề bài: uAD = 32 sin2  ft (V) A X f = 100 Hz B Y C Z A D UAB = UBC = 20V ; UCD = 16V UBD = 12V ; P = 6,4W f >100Hz hc f < 100Hz I giảm 1, X, Y, Z chứa gì? Giá trị phần tử ? 2, i =? f = 100Hz + Gi¶i: 1, Khi f >100Hz f