Luận văn tổ chức dạy học chương dòng điện xoay chiều, vật lý 12 với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học và bản đồ tư duy theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh​

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM –––––––––––––––––––––– LƢƠNG VĂN VŨ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƢƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”, VẬT LÝ 12 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM DẠY HỌC VÀ BẢN ĐỒ TƢ DUY THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2016 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM –––––––––––––––––––––– LƢƠNG VĂN VŨ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƢƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”, VẬT LÝ 12 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM DẠY HỌC VÀ BẢN ĐỒ TƢ DUY THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: LL & PPDH BỘ MÔN VẬT LÝ Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS TRẦN ĐỨC VƢỢNG THÁI NGUYÊN - 2016 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình nghiên cứu khác Thái Nguyên, tháng 11 năm 2016 Tác giả luận văn Lƣơng Văn Vũ Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN i http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tác giả xin chân thành cảm ơn Khoa sau đại học, ban chủ nhiệm, thầy cô giáo khoa Vật lý trƣờng đại học sƣ phạm Thái Nguyên, thầy cô trực tiếp giảng dạy Tác giả xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu thầy cô giáo tổ Vật lý trƣờng THPT Định Hóa trƣờng THPT Bình Yên, tỉnh Thái Nguyên tạo điều kiện suốt q trình hồn thành luận văn Đặc biệt tác giả bày tỏ kính trọng lịng biết ơn sâu sắc hƣớng dẫn tận tình thầy hƣớng dẫn TS.Trần Đức Vƣợng suốt trình thực luận văn Cuối tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Một lần tác giả xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, tháng 11 năm 2016 Tác giả Lƣơng Văn Vũ Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN ii http://www.lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang phụ bìa Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ vi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Lịch sử vấn đề nghiên cứu 3 Mục đích nghiên cứu 4 Đối tƣợng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Dự kiến đóng góp đề tài 10 Cấu trúc luận văn Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PMDH VÀ BĐTD 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.2 Quan niệm lực sáng tạo học sinh 1.2.1 Tƣ sáng tạo 1.2.2 Các biểu NLST HS học tập 10 1.2.3 Các yếu tố cần thiết cho việc phát triển NLST HS học tập 10 1.3 Vai trò kiến thức phƣơng pháp vật lý việc phát triển tƣ NLST HS 11 1.3.1 Vai trò kiến thức vật lý 11 iii Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 1.3.2 Vai trò phƣơng pháp nhận thức vật lý 12 1.4 Phƣơng tiện dạy học đại 13 1.4.1 Khái niệm phƣơng tiện dạy học 13 1.4.2 Các loại phƣơng tiện dạy học đại 13 1.4.3 Vai trò, chức phƣơng tiện dạy học đại dạy học Vật lý 15 1.4.4 Phần mềm dạy học 15 1.5 Bản đồ tƣ 17 1.5.1 Khái niệm đặc điểm đồ tƣ 17 1.5.2 Cách đọc đồ tƣ 17 1.5.3 Cách vẽ đồ tƣ 18 1.5.4 Ƣu điểm cách ghi chép BĐTD 20 1.5.5 Các ứng dụng đồ tƣ dạy học 20 1.6 Thực trạng việc ứng dụng PMDH BĐTD trƣờng THPT 23 1.6.1 Điều tra 23 1.6.2 Kết luận 26 1.7 Kết luận chƣơng 27 Chƣơng 2: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƢƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU", VẬT LÝ 12 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PMDH VÀ BẢN ĐỒ TƢ DUY 28 2.1 Đặc điểm chƣơng “Dòng điện xoay chiều", Vật lý 12 28 2.1.1 Đặc điểm cấu trúc nội dung chƣơng “Dòng điện xoay chiều", Vật lý 12 28 2.1.2 Chuẩn kiến thức, kỹ mà HS cần đạt đƣợc học xong chƣơng“Dòng điện xoay chiều", Vật lý 12 29 2.2 Một số định hƣớng việc tổ chức hoạt động nhận thức với hỗ trợ PMDH đồ tƣ phát triển lực sáng tạo học sinh 30 2.2.1 Định hƣớng ứng dụng PMDH để hỗ trợ việc tổ chức hoạt động sáng tạo học sinh 30 2.2.2 Định hƣớng sử dụng BĐTD để hỗ trợ việc tổ chức hoạt động sáng tạo học sinh 31 iv Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 2.3 Tiến trình dạy học chƣơng “Dịng điện xoay chiều", Vật lý 12 theo hƣớng phát triển lực sáng tạo HS với hỗ trợ PMDH BĐTD 33 2.3.1 Đề xuất quy trình soạn thảo tiến trình dạy học chƣơng “Dịng điện xoay chiều", Vật lý 12 theo hƣớng phát triển lực sáng tạo HS với hỗ trợ PMDH BĐTD 33 2.3.2 Thiết kế tiến trình dạy học số cụ thể chƣơng “ Dòng điện xoay chiều", Vật lý 12 39 2.4 Kết luận chƣơng 56 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 57 3.1 Mục đích nhiệm vụ TNSP 57 3.1.1 Mục đích 57 3.1.2 Nhiệm vụ 57 3.2 Đối tƣợng nội dung TNSP 58 3.2.1 Đối tƣợng 58 3.2.2 Nội dung 58 3.3 Phƣơng pháp TNSP 58 3.3.1 Chọn mẫu TNSP 58 3.3.2 Quan sát học 59 3.3.3 Kiểm tra 59 3.4 Đánh giá thực nghiệm sƣ phạm (TNSP) 60 3.4.1 Phƣơng pháp đánh giá kết TNSP 60 3.4.2 Kết xử lí kết TNSP 61 3.5 Kết luận chƣơng 69 ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ 70 HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 71 KẾT LUẬN CHUNG 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 v Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt Viết đầy đủ BĐTD Bản đồ tƣ ĐC Đối chứng ĐHSP Đại học sƣ phạm GD & ĐT Giáo dục Đào tạo GV Giáo viên HS Học sinh NXB Nhà xuất NLST Năng lực sáng tạo PMDH Phần mềm dạy học 10 PPDH Phƣơng pháp dạy học 11 PTDH Phƣơng tiện dạy học 12 SGK Sách giáo khoa 13 TS Tiến sỹ 14 TN Thực nghiệm 15 TNSP Thực nghiệm sƣ phạm 16 THPT Trung học phổ thông 17 TB Trung bình iv Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Bảng số liệu HS đƣợc chọn làm mẫu TNSP 59 Bảng 3.2: Bảng thống kê biểu tính tích cực HS 61 Bảng 3.3: Bảng ý kiến GV sau dự tổ chức dạy học có sử dụng PMDH BĐTD 62 Bảng 3.4: Bảng ý kiến HS sau học Vật lý có sử dụng PMDH BĐTD 63 Bảng 3.5: Bảng thống kê kết kiểm tra: 64 Bảng 3.6: Bảng xếp loại kiểm tra: 65 Bảng 3.7: Bảng phân phối tần suất kết kiểm tra 65 Bảng 3.8: Bảng tần số lũy tích hội tụ lùi  66 Bảng 3.9: Bảng tổng hợp tham số thống kê 67 v Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc BĐTD 17 Hình 1.2 Cách đọc BĐTD 18 Hình 2.1 Tóm tắt nội dung chƣơng “Dịng điện xoay chiều”, Vật lý 12 29 Hình 2.2 BĐTD mạch điện xoay chiều chứa phần tử 43 Hình 2.3 Giản đồ véctơ mạch RLC ZL>ZC 46 Hình 2.4 Giản đồ véctơ mạch RLC ZL đƣợc gọi giá trị cực đại dòng điện tức thời - ω > đƣợc gọi tần số góc T 2  đƣợc gọi chu kì i f = 1/T gọi tần số i - α = ωt+φ gọi pha i - Ghi nhận kết luận GV - Nhận xét kết luận Hoạt động 2: Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều Trợ giúp GV Hoạt động HS - Đặt giả thuyết cuộn dây quay điều - Tiếp thu từ trƣờng Dùng phần mềm Alternating Current  giúp HS quan sát hình ảnh khung dây  B quay   B  n  B  - Viết cơng thức tính từ thơng qua mạch? - Nếu xét khoảng thời gian nhỏ Hãy viết phƣơng trình suất điện động cuộn dây? - Dòng điện cuộn dây đƣơc tính nhƣ nào? - Gợi ý học sinh đặt I  NBS R - Viết công thức   NBS cos t - Suất điện động dây e d  NBS sin t dt - Dòng điện vòng dây i NBS sin t R - Đặt theo gợi ý GV tìm biểu thức i  I sin t - Nhận xét kết luận cho HS quan sát đồ thị suất điện động cảm ứng - Ghi kết luận vòng dây phần mềm Alternating Current Hoạt động 3: Giá trị hiệu dụng Trợ giúp GV Hoạt động HS - Nêu định nghĩa cơng thức tính - Suy nghĩ trả lời câu hỏi nêu công cƣờng độ dịng điện hiệu dụng ? thức tính cƣờng độ dòng điện hiệu dụng: I I - Thông báo giá trị hiệu dụng - Ghi nhận đại lƣợng khác cách tính Nêu cơng thức tính hiệu điện hiệu dụng: Giá trị cực đại Giá trị = U hiệu dụng U - Tiếp thu Hoạt động : Tổng kết học Trợ giúp GV Hoạt động học sinh - Yêu cầu HS vẽ BĐTD tóm tắt kiến - Các nhóm nhận nhiệm vụ học tập thức học thuyết trình BĐTD - Đọc phần ghi nhớ mà nhóm vẽ - Nhận xét, góp ý BĐTD nhóm - Nhận nhiệm vụ học tập - Nhắc lại nội dung học BĐTD - Yêu cầu học sinh nhà làm tập 3, 4, 5, 6, 7,8, 9, 10 SGK trang 66 tƣơng tự - Nhận xét học VI RÚT KINH NGHIỆM ĐỀ KIỂM TRA TIẾT – CHƢƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 1: Trong đại lƣợng đặc trƣng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lƣợng có giá trị hiệu dụng ? A.Điện áp B.Chu kỳ C.Tần số D Công suất Câu 2: Một mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz, chọn pha ban đầu hiệu điện khơng biểu thức hiệu điện có dạng: A u = 220cos50t (V) B u = 220cos50  t (V) C u= 220 cos100 t (V) D u= 220 cos100 t (V) Câu 3: Dịng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 2cos 100 t (A), hiệu điện hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng 12V, sớm pha  / so với dòng điện Biểu thức hiệu điện hai đầu đoạn mạch là: A u = 12cos100 t (V) B u = 12 (V) C u = 12 cos(100t   / 3) (V) D.u=12 cos(100t   / 3) (V) Câu 4: Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10  , nhiệt lƣợng toả 30 giây 900kJ Cƣờng độ dòng điện cực đại mạch là: A I0 = 0,22 A B I0 = 0,32 A C I0 = 7,07 A D I0 = 10,0 A Câu 5: Phát biểu sau với mạch điện xoay chiều chứa cuộn cảm? A Dòng điện sớm pha hiệu điện góc  / B Dịng điện sớm pha hiệu điện góc  / C Dòng điện trễ pha hiệu điện góc  / D Dịng điện trễ pha hiệu điện góc  / Câu 6: Cách phát biểu sau không ? π A Trong đoạn mạch chứa tụ điện, dòng điện biến thiên sớm pha so với hiệu điện π B Trong đoạn mạch chứa tụ điện, dòng điện biến thiên chậm pha so với hiệu điện π C Trong đoạn mạch chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên chậm pha so với hiệu điện π D Trong đoạn mạch chứa cuộn cảm, hiệu điện biến thiên sớm pha so với dòng điện mạch Câu 7: Đặt vào hai đầu cuộn cảm L = / (H) hiệu điện xoay chiều 220V – 50Hz Cƣờng độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là: A I = 2,2 A B I = 2,0 A C I = 1,6 A D I = 1,1 A Câu 8: Đặt vào hai đầu tụ điện C  104  (F) hiệu điện xoay chiều u = 141cos(100 t ) V Cƣờng độ dòng điện qua tụ điện là: A I = 1,41 A B I = 1,00 A C I = 2,00 A D I = 100 A Câu 9: Phát biểu sau không ? Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh điện dung tụ điện thay đổi thoả mãn điều kiện   thì: LC A Cƣờng độ dao động pha với hiệu điện hai đầu đoạn mạch B Cƣờng độ dịng điện hiệu dụng mạch cực đai C Cơng xuất tiêu thụ trung bình mạch đạt cực đại D Hiệu điện hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại Câu 10: Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R = 100  , tụ điện 104 (H) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch   AB hiệu điện xoay chiều có dạng u  200 cos100t (V) Cƣờng độ dòng điện hiệu dụng mạch là: A I = A B I = 1,4 A C I = A D I = 0,5 A Câu 11: Khẳng định sau đúng: Khi hiệu điện hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp sớm pha  / dòng diện mạch thì: A Tần số dịng điện mạch nhỏ giá trị cần xảy tƣợng cộng hƣởng B Tổng trở mạch hai lần thành phần điện trở R mạch C Hiệu số cảm kháng dung kháng điện trở mạch D Hiệu điện hai đầu điện trở sớm pha  / so với hiệu điện hai đầu tụ điện Câu 12: Một tụ điện có điện dung C = 5,3 F mắc nối tiếp với điện trở R = C (F) cuộn cảm L= 300  thành đoạn mạch Mắc đoạn mạch vào nguồn điện xoay chiều 220V - 50Hz hệ số cơng suất mạch bằng: A 0,3331 B 0,4469 C 0,4995 D 0,6662 Câu 13: Nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều pha dựa vào: A Hiện tƣợng tự cảm B.Hiện tƣợng cảm ứng điện từ C Khung dây quay điện trƣờng D Khung dây chuyển động từ trƣờng Câu 14: Rôto máy phát điện xoay chiều nam châm có cặp cực từ, quay với tốc độ 1200 vòng / Tần số suất điện động máy tạo bao nhiêu? A f = 40 Hz B f = 50 Hz C f = 60 Hz D f = 70 Hz Câu 15: Nhận xét sau máy biến khơng đúng? A Máy biến tăng hiệu điện B Máy biến giảm hiệu điện C Máy biến thay đổi tần số đòng điện xoay chiều D Máy biến có tác dụng biến đổi cƣờng độ dịng điện Câu 16: Hiện ngƣời ta thƣờng dùng cách để giảm điện hao phí truyền tải điện xa ? A Tăng tiết diện dây dẫn dùng để truyền tải B Xây dựng nhà náy điện gần nơi nơi tiêu thụ C Dùng dây dẫn vật liệu siêu dẫn D Tăng hiệu điện trƣớc truyền tải điện xa Câu 17: Một máy biến có số vịng cuộn sơ cấp thứ cấp lần lƣợt 2200 vòng 120 vòng Mắc cuộn sơ cấp với mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz, hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là: A 24 V B 17 V C 12 V D 8,5 V Câu 18: Điện trạm phát điện đƣợc truyền dƣới hiệu điện kV Hiệu suất trình tải H= 80% Muốn hiệu suất trình truyền tải tăng đến 95% ta phải: A Tăng hiệu điện lên đến kV B Tăng hiệu điện lên đến kV C Giảm hiệu điện xuống kV D Giảm hiệu điện xuống 0,5 kV Câu 19: Cƣờng độ dịng điện ln sớm pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch khi: A.Đoạn mạch có R L mắc nối tiếp B Đoạn mạch có R C mắc nối tiếp C Đoạn mạch có cuộn cảm L D Đoạn mạch có L C mắc nối tiếp Câu 20: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Hiệu điện đặt vào hai đầu mạch u  100 cos100t (V ) Bỏ qua điện trở dây nối Biết cƣờng độ dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng 3A lệch pha mạch Giá trị R C 104 A R  50 3 C  F  so với hiệu điện hai đầu 50 104 B R   C  F   50 103 103 C R  50 3 C  D R   C  F F  5 Câu 21:Đặt hiệu điện u= 100 cos100 t (V) vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm L = H điện trở r= 50  cƣờng độ dịng điện hiệu dụng 2 qua cuộn dây là: A A B 2 A C A D A Câu 22: Động điện xoay chiều thiết bị biến đổi: A Điện thành B Điện thành hoá C Cơ thành nhiệt D Điện thành quang Câu 23: Đặt hiệu điện u  100 cos100.t (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Biết điện trở R=100  , cuộn dây cảm có độ tự cảm L, dung kháng tụ điện 200  cƣờng độ dòng điện mạch sớm pha so với hiệu điện u Độ tự cảm cuộn dây có giá trị bằng: A  H B  H C  H D  H  Câu 24: Đặt hiệu điện u  220 2cos(t  )(V) vào hai đầu đoạn mạch điện RLC khơng phân nhánh cƣờng độ dịng điện qua đoạn mạch có  biểu thức i  2cos(t  )(A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: A 440 W B 220 W C 440 W D 220 W 4 10 Câu 25: Đặt vào hai đầu tụ điện C  (F) hiệu điện xoay chiều  u  100 2cos(100t )(V ) Cƣờng độ dòng điện qua tụ điện là: A I = 1,41A B I = 1,00A C I = 2,00A D I = 100A ĐÁP ÁN 1-A 2-C 3-D 4-C 5-C 6-B 7-A 8-B 9-D 10 - C 11 - C 12 - B 13 - B 14 - C 15 - C 16 - D 17 - C 18 - A 19 - B 20 - D 21 - C 22 - A 23 - C 24 - B 25 - A ... vấn đề “ Tổ chức dạy học chương Dòng điện xoay chiều, Vật lý 12 với hỗ trợ phần mềm dạy học đồ tư theo hướng phát triển lực sáng tạo học sinh" Mục đích nghiên cứu Xây dựng tiến trình dạy học số... "Dòng điện xoay chiều", Vật lý 12 với hỗ trợ phần mềm dạy học đồ tƣ theo hƣớng phát triển lực sáng tạo HS Đối tƣợng nghiên cứu Hoạt động dạy học Vật lý theo hƣớng phát triển lực sáng tạo HS với. ..ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM –––––––––––––––––––––– LƢƠNG VĂN VŨ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƢƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”, VẬT LÝ 12 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM DẠY HỌC VÀ BẢN ĐỒ TƢ DUY THEO