Hình thành một số kiến thức mới trong dạy học phần Điện học. ĐIện từ học cho học sinh lớp 11 THPT bằng giải bài tập

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHM H NI =============== NGUYN VN HNG HìNH THàNH MộT Số KIếN THứC MớI TRONG DạY HọC PHầN ĐIệN HäC §IƯN Tõ HäC” CHO HäC SINH LíP 11 THPT BằNG GIảI BàI TậP LUậN VĂN THạC Sĩ khoa học GI¸O DơC HÀ NỘI - 2011 LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Vật lý, phòng Sau Đại học Trường Đại học sư phạm Hà Nội thầy, giáo tận tình giảng dạy, quan tâm tạo điều kiện giúp tơi hồn thành khóa học Xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thế Khơi tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn Xin cảm ơn GV, HS trường THPT Dương Xá (Gia Lâm - Hà Nội) Trường THPT Tự Lập (Mê Linh - Hà Nội), gia đình bạn bè học viên CH lớp K13 - LL&PPGD Vật lí Trường ĐHSP Hà Nội ủng hộ, động viên tạo điều kiện cho thời gian học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ vô quý báu ấy! Hà Nội, ngày… tháng… năm 2011 Nguyễn Văn Hùng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: Hình thành số KTM dạy học phần “Điện học Điện từ học” cho HS lớp 11 THPT giải tập đề tài thân nghiên cứu, hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Thế Khôi, khoa Vật lý trường ĐHSP Hà Nội đề tài không chép từ tài liệu nào, kết nghiên cứu không trùng với tác giả khác Hà Nội, ngày… tháng… năm 2011 Nguyễn Văn Hùng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ BIỂU ĐỒ MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp luận văn .4 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Quan niệm tập vật lí Tác dụng BTVL dạy học Phân loại tập vật lí 12 Hướng dẫn HS giải BTVL .14 Giải tập dạy học Vật lí .17 5.1 Tiết học NCTLM .18 5.2 Tiết học luyện tập GBT 19 Mối quan hệ giải BTVL phát triển lực giải vấn đề, nắm vững kiến thức .20 Thực trạng dạy học giải BTVL GV HS THPT 24 7.1 Mục tiêu dạy học số kiến thức phần “Điện học Điện từ học” 24 7.2 Thực trạng dạy học GBTVL phần “Điện học Điện từ học” 26 KÕt luËn ch¬ng 29 CHƯƠNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI PHẦN “ĐIỆN HỌC ĐIỆN TỪ HỌC” BẰNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 30 2.1 Hệ thống tập hình thành kiến thức 30 2.2 Hướng dẫn giải hệ thống tập nhằm hình thành KTM 33 2.2.1 Công lực điện 33 2.2.2 Điện Hiệu điện 35 2.2.3 Định luật Ôm toàn m¹ch .41 2.2.4 Lùc tõ C¶m øng tõ .45 2.2.5 Lực Lo-ren-xơ 49 2.2.6 St ®iƯn ®éng c¶m øng 53 KÕt luËn ch¬ng .57 Chơng Thực nghiệm s phạm 58 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm s phạm (TNSP) 58 3.2 Đối tợng TNSP 58 3.3 Tiến hành thực nghiệm s phạm 58 3.4 KÕt qu¶ TNSP .61 kÕt luËn ch¬ng 69 KẾT LUẬN 70 Tµi liƯu tham kh¶o 72 Phơ lơc .75 PHỤ LỤC 89 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT GV : Giáo viên HS : Học sinh SGK : Sách giáo khoa THPT : Trung học phổ thong PPDH : Phương pháp dạy học NCTLM : Nghiên cứu tài liệu BTVL : Bài tập Vật lí KTM : Kiến thức TN : Thực nghiệm ĐC : Đối chứng GBTVL : Giải tập vật lí TNSP : Thực nghiệm sư phạm BTCB : Bài tập BTPH : Bài tập phức tạp LTGBT : Luyện tập giải tập DANH MỤC CÁC BẢNG STT Bảng Tên bảng 3.1 3.2 3.3 Bảng phân phối tần số 64 3.4 Bảng phân phối tần suất 64 3.5 Bảng phân phối tần suất luỹ tích 65 3.6 Bảng tổng hợp số liệu xác định tham số đặc trưng 67 Kết kiểm tra hai vòng (Kết TNSP) Kết toàn kiểm tra tổng hợp hai vòng thực nghiệm (Tổng hợp kết TNSP) Trang 63 63 DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ BIỂU ĐỒ STT Bảng Tên bảng Trang 3.1 Đồ thị đường phân bố tần suất lớp đối chứng lớp thực nghiệm 65 3.2 Đồ thị đường phân bố tần suất luỹ tích 66 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nhân loại kỷ XXI, thể kỷ mà tri thức, kỹ người coi yếu tố định phát triển xã hội Trong xã hội tương lai, xã hội dựa vào tri thức, giáo dục phải đào tạo người tri thức phát triển, sáng tạo giàu tính nhân văn Muốn thực tốt nhiệm vụ này, nhà trường phổ thông trước hết phải vũ trang cho HS hệ thống kiến thức phổ thông, bản, đại, phù hợp với thực tế đất nước, thực tế địa phương tự nhiên, xã hội, tư hệ thống kỹ năng, kỹ xảo tương ứng Các cơng trình nghiên cứu thực trạng giáo dục nước ta chất lượng nắm vững kiên thức nói chung, kiến thức vật lí nói riêng HS trung học phổ thông bị giảm sút nghiêm trọng, thực tế đề cho GV vật lí nhiệm vụ cấp bách để thực tốt tư tưởng đạo phát triển giáo dục đào tạo thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước mà Đảng Cộng sản Việt Nam vạch là: “Nhiệm vụ mục tiêu giáo dục nhằm xây dựng người hệ thiết tha gắn bó với lý tưởng độc lập dân tộc chủ nghĩa xã hội, có ý thức cộng đồng, phát huy tính tích cực cá nhân, làm chủ tri thức khoa học, có tư sáng tạo, có kỹ thực hành giỏi, có tác phong cơng nghiệp, có tính tổ chức kỷ luật, có sức khỏe, vừa “hồng” vừa “chuyên” “Đổi phương pháp dạy học tất cấp học, bậc học, áp dụng phương pháp giáo dục bồi dưỡng cho học sinh (HS) lực tư sáng tạo, lực giải vấn đề [14] Hội nghị lần thứ hai Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa VIII (12/1996) xác định giáo dục quốc sách hàng đầu Trong Luật giáo dục (12/2008), Nghị Quốc hội khóa X đổi chương trình giáo dục phổ thơng (12/2000) thị Thủ tướng Bộ trưởng Giáo dục Đào tạo nêu rõ ngành giáo dục đào tạo đổi mạnh mẽ phương pháp giáo dục, đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo người học Trong dạy học Vật lí, nâng cao chất lượng học tập phát triển lực giải vấn đề HS phương pháp, biện pháp khác Thuộc số đó, giải BTVL phương pháp dạy học xác định từ lâu, có tác dụng tích cực đến việc giáo dục phát triển HS, đồng thời thước đo thực chất, đắn nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo vật lí họ, lực giải vấn đề Trong lĩnh vực nghiên cứu lý luận vấn đề BTVL từ trước đến nay, có nhiều cơng trình tác giả nước ngồi tác giả nước biên soạn giáo trình phương pháp giảng dạy vật lí trường phổ thơng thời kỳ bổ sung, hoàn chỉnh nêu bật lên tác dụng BTVL dạy học, phương pháp giải, xây dựng hệ thống tập cho chương, phần SGK vật lý phổ thông X.E.Camennetxki - V.P Ôrêkhôp [4], Lờ Nguyờn Long- Nguyễn Đức Thâm [16], Phạm Hữu Tòng [26], Nguyễn Thế Khôi [14], có luận văn cao học Nguyễn Đức Sinh: nghiên cứu số học lớp 10, 11 THPT nói chung TNSP đánh giá khụng ht cỏc bi hc y [17] Cỏc tác giả ®· tác dụng BTVL dạy học, cách phân loại, soạn thảo hệ thống tập vật lí đề xuất phơng pháp giải tập, kiểu hớng dẫn học sinh tìm kiếm lời giải bµi tËp vËt lÝ… Khơng có vậy, tác giả BTVL có tác dụng giúp cho HS hình thành, rèn luyện kĩ năng,kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn, giúp cho việc đào sâu, mở rộng kiến thức việc hình thành KTM cho HS Khi giải BTVL, phải tự phân tích điều kiện đầu bài, tự xây dựng lập luận, kiểm tra phê phán kết luận, nên kiến thức mà HS thu họ, em nắm hiểu sâu Đồng thời, việc tổ chức cho HS giải BTVL để rút KTM phát huy tính tích cực, làm việc tự lực HS, phù hợp với xu hướng dạy học đại Thông thường kiến thức vật lí xây dựng thực nghiệm Nhưng khơng phải lúc thí nghiệm xác, dễ thực hiện, mà thơng qua giải BTVL để hình thành KTM cho HS Với lý dẫn đến việc triển khai đề tài “Hình thành số kiến thức dạy học phần Điện học Điện từ học cho HS lớp 11 trung học phổ thơng GBT” vừa mang tính thời vừa cần thiết Mục đích nghiên cứu Hình thành số KTM dạy học phần “Điện học Điện từ học” lớp 11 qua giải BTVL nhằm phát triển lực giải vấn đề HS nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức họ dạy học vật lí phần trường THPT Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học BTVL GV, HS trường THPT 3.2 Phạm vi nghiên cứu: Hình thành số KTM dạy học phần “Điện học Điện từ học” cho HS lớp 11 THPT Giả thuyết khoa học Nếu soạn thảo hệ thống tập để hình thành KTM đề cách hướng dẫn HS giải cách khoa học phù hợp với mục tiêu dạy học nội dung số kiến thức phần “Điện học Điện từ học” (Vật lí 11 THPT) phát triển lực giải vấn đề, nâng cao việc nắm vững kiến thức HS ĐỀ KIỂM TRA TRẮC NGHIỆM 15 PHÚT BÀI: LỰC LO-REN-XƠ Câu Lực Lo-ren-xơ lực từ từ trường tac dụng lên A ống dây C hạt mang điện chuyển động B dòng điện D nam châm Câu Khi hạt mang điện chuyển động từ trường   B với vận tốc v lực Lo-ren-xơ có phương:   A song song với mặt phẳng chứa v B  B song song với cảm ứng từ B C song song với vận tốc v  D vng góc với mặt phẳng chữa v   B Câu Trong từ trường đều, lực Lo-ren-xơ tác dụng lên đến tích chuyển động tỉ lệ với: A độ lớn cảm ứng từ C điện tích hạt B vận tốc hạt D A, B C Câu Phương lực Lo-ren-xơ: A vng góc với đường sức từ B trùng với phương vectơ vận tốc hạt C song song với phương vectơ cảm ứng từ D vng góc với véctơ cảm ứng từ vectơ vận tốc  Câu 5: Chuyển động điện tích từ trường vng góc B phát biểu sau sai?  A.một điện tích q chuyển động vng góc với đường sức từ trường B chuyển động tròn B.bán kính quỹ đạo tròng R liên hệ với vận tốc v theo cơng thức R q B  mv C.bán kính quỹ đạo R tỉ lệ thuận với vận tốc v tỉ lệ nghịch với cảm ứng từ B + D.cùng với vận tốc v cảm ứng từ B, quỹ đạo tròn Prơtơn P có bán kính lớn gấp mp  1836  2000 lần bán kính quỹ đạo êlectroon e m e  Câu Lực Lo-ren-xơ f  A không phụ thuộc chiều từ trường B , phụ thuộc chiều vận tốc v  B không thay đổi ta đổi chiều vận tốc v từ trường    C không thay đổi ta đổi chiều vận tốc v , đổi chiều từ trường B  đổi Bdấu điện tích q D có cường độ lớn q>0 cường độ nhỏ q0 bay với vân tốc v từ trường  xuôi chiều đương sức từ động tăng dần B B tốc độ v diện tích q0 hay q0 hay q