SKKN phát triển năng lực tư duy độc lập cho HS THPT thông qua BTĐT 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 ĐỀ TÀI PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY ĐỘC LẬP CHO HỌC SINH THPT THƠNG QUA BÀI TẬP ĐỒ THỊ CHƯƠNG “DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12 Người thực hiện: Lê Thị Huệ Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường PT Nguyễn Mộng Tuân SKKN thuộc lĩnh vực mơn: Vật lý THANH HỐ, NĂM 2019 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận vấn đề nghiên cứu 2.1.1 Tư tư vật lý 2.1.2 Phân loại tư 2.1.3 Tư độc lập 2.1.3.1 Khái niệm tư độc lập 2.1.3.2 Năng lực tư độc lập 2.1.3.3 Sự cần thiết phải rèn luyện lực tư độc lập 2.1.4 Bài tập đồ thị việc phát triển lực tư độc lập…………… 2.1.4.1 Bài tập đồ thị 2.1.4.2 Bài tập đồ thị phát triển lực tư độc lập……………… … 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng SKKN 2.3 Giải pháp áp dụng để giải vấn đề 2.3.1 Các biện pháp để phát triển lực tư độc lập cho HS thông qua BTĐT 2.3.1.1 Củng cố kiến thức - trí thức tảng vững 2.3.1.2 Rèn lực quan sát thao tác tư 2.3.1.3 Rèn luyện kỹ biến đổi biểu thức nhận dạng dạng đồ thị .6 2.3.1.4 Bồi dưỡng số phương pháp giải giải tốn nhiều cách 2.3.1.5 Kích thích hứng thú học tập, tạo tinh thần, thái độ, động học tập đắn…………………………………………………………………………… 2.3.1.6 Môi trường hoạt động tư tích cực, độc lập, sáng tạo…………… 2.3.2 BT đồ thị dòng điện xoay chiều phát triển tư độc lập cho HS 2.4 Hiệu SKKN hoạt động giáo dục, với thân, động nghiệp nhà trường 19 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận 20 3.2 Kiến nghị 20 Tài liệu kham khảo Phụ lục DANH MỤC VIẾT TẮT Viết tắt TDĐL BT BTĐT BTVL DH BTPT ĐLVL HS NL NLTD PP PPDH KT THPT TNSP BTCB Cụm từ Tư độc lập Bài tập Bài tập đồ thị Bài tập vật lý Dạy học Bài tập phức tạp Đại lượng vật lý Học sinh Năng lực Năng lực tư phương pháp phương pháp dạy học Kiến thức Trung học phổ thông Thực nghiệm sư phạm Bài tập MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Chúng ta sống kỷ XXI, kỷ bùng nổ khoa học cơng nghệ, địi hỏi người có trí tuệ phát triển, giàu tính sáng tạo nhân văn Để đáp ứng nhu cầu cần thiết xã hội điều cần thiết giáo dục phải đổi mạnh mẽ sâu sắc toàn diện, đổi phương pháp giáo dục cần thiết Luật giáo dục nêu : "Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác chủ động sáng tạo học sinh phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học sinh" Để đáp ứng yêu cầu trên, nhà trường dạy học môn học khơng đơn giúp cho học sinh có số kiến thức cụ thể Điều hơn, quan trọng trình dạy học tri thức cụ thể đó, rèn luyện cho học sinh tiềm lực để trường họ tiếp tục tự học tập, có khả nghiên cứu, tìm tịi sáng tạo giải vấn đề, đáp ứng đòi hỏi đa dạng hoạt động thực tiễn khơng ngừng phát triển Nói cách khác, hệ thống giáo dục phải dạy cho HS phương pháp tư duy, HS phải biết vận dụng tư duy, biết linh hoạt việc giải vấn đề có tư độc lập (TDĐL) TDĐL tảng để người học giải vấn đề Thực tiễn cho thấy, HS tiếp xúc với nhiều kênh thông tin: sách, báo, tài liệu tham khảo, mạng Internet có giải sẵn …nên em dễ ỉ lại, thiếu độc lập suy nghĩ, thiếu chọn lọc thông tin để biến thành kiến thức Và nay, giáo viên chưa quan tâm nhiều đến rèn luyện tư duy, đặc biệt tư độc lập Một số giáo viên có tìm hiểu, khai thác mối liên hệ dạy học, chưa thành hệ thống thường xuyên Chương “ Dòng điện xoay” chương quan trọng, chứa lượng kiến thức lớn kì thi HS gặp nhiều khó khăn giải BT đồ thị chương này, làm thi số làm cịn phần đa em bỏ khơng làm, khoanh bừa (vì thi trác nghiệm) Hiện có nhiều tài liệu nghiên cứu BT đồ thị điện xoay chiều chưa có tài liệu nghiên cứu phát triển tư độc lập cho HS thông qua BTĐT chương Từ lí trên, tơi chọn đề tài nghiên cứu: “Phát triển lực tư độc lập cho HS THPT thông qua BTĐT chương “ Dịng điện xoay chiều” vật lý 12 1.2 Mục đích nghiên cứu Sử dụng tập đồ thị chương: “Dòng điện xoay chiều” vật lý 12 nhằm phát triển lực tư độc lập cao hiệu tự học cho HS THPT 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Quá trình dạy học học sinh lớp 12 trường THPT Nguyễn Mộng Tuân - Bài tập chương “Dòng điện xoay chiều ” Vật lý 12 1.4 Phương pháp nghiên cứu Trong q trình nghiên cứu tơi sử dụng số phương pháp sau : Phương pháp nghiên cứu lý luận; Phương pháp điều tra quan sát; Phương pháp phân tích, đánh giá; Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận vấn đề nghiên cứu 2.1.1 Tư tư vật lý Trong từ điển tiếng Việt: “Tư giai đoạn phát triển cao trình nhận thức, sâu vào chất phát tính quy luật vật hình thức biểu tượng, khái niệm, phán đốn suy lí” [4, tr.1034] Tâm lí học sư phạm cho rằng: “Tư phản ánh óc ta vật tượng mối liên hệ mối quan hệ có tính quy luật chúng” [5, tr.168] Thêm vào đó: Tư nhận thức khái quát gián tiếp người vật tượng thực tế khách quan tính chất, mối liên hệ chất chúng [3] Như vậy, tư trình tâm lí, nhờ người phản ánh đối tượng tượng qua dấu hiệu chúng, người vạch mối quan hệ khác đối tượng tượng với Tư vật lý quan sát tượng vật lý, phân tích tượng phức tạp thành phận đơn giản xác lập chúng mối quan hệ phụ thuộc xác định, tìm mối liên hệ mặt định tính mặt định lượng tượng đại lượng vật lý, dự doán hệ từ lý thuyết áp dụng kiến thức khái quát thu vào thực tiễn [1, tr.14] 2.1.2 Phân loại tư Có nhiều cách phân loại tư duy, dựa vào tính chất kết q trình tư ta có ba loại: Tư tích cực, tư độc lập tư sáng tạo “Tư tích cực tư dựa vào tính tích cực nhận thức HS q trình học tập Tính tích cực nhận thức học sinh trạng thái hoạt động học sinh đặc trưng khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ nghị lực cao q trình nắm vững kiến thức” [1, tr.7] Tư sáng tạo tư dựa tạo Tính sáng tạo khả tự khám phá, tự tìm giá trị sở kĩ kiến thức tiếp thu Có thể biểu diễn mối quan hệ tư tích cực, tư độc lập tư sáng tạo đường trịn đồng tâm (hình 1.1) Tư độc lập Tư sáng tạo Tư tích cực Hình 1.1 Như vậy, tư sáng tạo tư độc lập tư tích cực, tư tích cực chưa tư độc lập, tư đuy độc lập tư sáng tạo Có thể nói tư độc lập tảng tư sáng tạo 2.1.3 Tư độc lập 2.1.3.1 Khái niệm tư độc lập Tư độc lập khả tự suy nghĩ để tìm đường giải vấn đề cho hiệu mà đỉnh cao khơng có trợ giúp từ bên Tư độc lập loại tư dựa vào tính độc lập nhận thức học sinh trình học tập Theo Êxpov “Tính độc lập lực cá nhân học sinh tham gia hoạt động mà khơng có can thiệp từ bên ngoài” Theo nghĩa rộng, chất tính độc lập nhận thức chuẩn bị tâm lí cho tự học Theo nghĩa hẹp, tính độc lập nhận thức lực, nhu cầu học tập tính tổ chức học tập, cho phép học sinh tự học [1, tr.8] 2.1.3.2 Năng lực tư độc lập Năng lực tư hiểu tổng hợp phẩm chất trí tuệ, đáp ứng nhu cầu nhận thức giới than người, đảm bảo cho hoạt động sáng tạo [1] Năng lực tư độc lập HS khả tự suy nghĩ, tự tìm tịi, tự nghiên cứu để tìm phương thức chiếm lĩnh tri thức hay hồn thành hoạt động mà hướng tới Phát triển lực tư độc lập HS sở toàn hoạt động học tập họ Bởi vậy, trình dạy học, cần phải tìm cách để phát triển lực tư độc lập HS, tập cho họ biết hiểu toán, đề tài, nhiệm vụ, biết phân tích cách đắn, vạch phương thức tốt kế hoạch giải quyết, thực phương thức kiểm tra lời giải[2, tr.17] 2.1.3.2 Sự cần thiết phải rèn luyện lực tư độc lập Chúng ta đánh giá trình độ hiểu biết HS tphải ý đến khối lượng kiến thức mà HS lính hội điều chưa đủ Để đảm bảo tiếp thu kiến thức cách vững phải ý đến khả sử dụng kiến thức để giải vấn đề thực tiễn suy nghĩ độc lập Như vậy, vấn đề quan trọng dạy học phải rèn luyện cho HS thói quen suy nghĩ hành động độc lập Từ tư độc lập dẫn đến tư phê phán, khả phát vấn đề đến tư sáng tạo, độc lập tiền đề sáng tạo Như vậy, phát triển lực tư độc lập HS phát triển khả tự nhận thức, tự tìm tịi, tự suy nghĩ, tự phát vấn đề, tự xác định phương hướng phương tiện để tìm cách giải quyết, tự kiểm tra hồn thiện kết Phát triển lực tư độc lập nâng cao hiệu tự học Giữa tư độc lập tự học có mối liên hệ biện chứng với nhau, tư độc lập vừa tảng vừa sở để tự học: tự học môi trường cho nảy sinh phát triển tư độc lập, đặt móng sở có lực tư độc lập cao Giữa tự học tư độc lập tác động qua lại lẫn nhau, tồn xoắn xuýt bên Nhiệm vụ GV trình giảng dạy phải biết khơi dậy kích thích ý thức tự học HS, tạo điều kiện thuận lợi cho tư độc lập HS phát triển thông qua việc truyền thụ kiến thức, giải tập,…“Trong trình dạy học, cách hình thành học sinh tư tích cực, độc lập, sáng tạo, lực hoạt động nhận thức độc lập tiếp thu tri thức Hay người ta thường nói lực tự học, tự trau dồi kiến thức” [2, tr.21] 2.1.4 Bài tập đồ thị việc phát triển lực tư độc lập 2.1.4.1 Bài tập đồ thị Bài tập VL phương tiện có hiệu nhằm bồi dưỡng, phát triển NLTD cho HS BTVL được phân thành loại: BT định định; BT tính tốn; BT thí nghiệm; Bài tập đồ thị Bài tập đồ thị tập số liệu dùng làm kiện để giải tìm đồ thị cho trước ngược lại, đòi hỏi HS phải biểu diễn trình diễn biến tượng nêu tập đồ thị Bài tập đồ thị có tác dụng giúp biểu đạt mối quan hệ hai đại lượng vật lí, tìm định luật vật lí nhờ vẽ xác đồ thị biểu diễn số liệu thực nghiệm [2].Thơng qua BTĐT ta giúp cho HS: - Thói quen quan sát, nhận biết dấu hiệu đặc trưng vật, tượng - Khả phân tích tượng phức tạp thành tượng đơn giản - Xác định rõ giai đoạn diễn biến tượng - Tìm thấy dấu hiệu giống vật, tượng - Tìm tính chất chung nhiều vật, tượng (khái qt hóa) - Tìm mối quan hệ nhân tượng vật lý Tìm mối quan hệ hàm số đại lượng vật lý, biểu diễn cơng cụ tốn học - Dự đoán diễn biến tượng điều kiện thực tế xác định - Giải thích tượng thực tế - Hình thành phương pháp chung để giải loại vấn đề 2.1.4.2 Bài tập đồ thị phát triển lực tư độc lập Thơng qua giải BTVL nói chung BTĐT nói riêng thao tác tư thường xuyên rèn luyện, lực quan sát, trí nhớ, óc tưởng tượng, lực độc lập suy nghĩ…của HS không ngừng cao, biết phê phán, nhận xét đúng, tạo hứng thú, niềm say mê học tập…để cuối tư HS rèn luyện phát triển thường xuyên Trong hoạt động dạy học, HS chủ thể hoạt động GV người tổ chức, điều kiển để phát huy tối đa lực độc lập suy nghĩ HS Mức độ phát triển lực tư độc lập nâng cao hiệu tự học phụ thuộc vào mức độ nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo giải BTĐT Muốn phát triển lực tư độc lập nâng cao hiệu tự học cần phải nắm vững kiến thức vận dụng cách sáng tạo kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo tích lũy hoạt động giải tập Năng lực tư độc lập hiệu tự học HS hình thành phát triển hoạt động giải BTVL thể qua nội dung: Xác định xác cho phải tìm; nhanh chóng phát BTCB BTPH quy BTPH BTCB quen thuộc biết; dự kiến giải pháp thực q trình giải; hồn thành cơng việc theo giải pháp dự kiến lựa chọn giải pháp tối ưu; rút định hướng giải tập 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng SKKN Qua phiếu điều tra HS GV số trường THPT địa bàn Đông sơn Thiệu hóa, chúng tơi thấy thực trạng vấn đề sau: * Về phía giáo viên: - Trình độ GV chưa đáp ứng yêu cầu đổi phương pháp dạy học, chưa theo kịp đổi chương trình Xuyên suốt trình dạy học thầy truyền đạt hết nội dung sách giáo khoa, trò ghi nhớ để làm kiểm tra, để thi chuyển cấp, thi đại học nên chưa tích cực hóa hoạt động học HS GV nặng nề truyền thụ lại xem nhẹ việc rèn thao tác tư duy, tư độc lập Đó lại phương pháp hiệu để HS tiếp thu kiến thức cách sâu sắc sáng tạo Bên cạnh đó, sống GV cịn nhiều khó khăn, chưa đủ điều kiện để tự đào sâu, tìm tịi, cải tiến phương pháp giảng dạy - Nhiều GV không rèn luyện lực tư cho HS, số có quan tâm không thường xuyên, áp dụng thao giảng - Nhiều giáo viên chưa quan tâm nhiều đến BTĐT vật lý Hai năm gần đây, số GV có trọng xong hướng dẫn giải BT BT khác * Về phía học sinh - Hiện nay, trường THPT có phận nhỏ HS giỏi có ý thức tự học, độc lập suy nghĩ để tìm lời giải tập, tự giải nhiệm vụ học tập Khá đông HS ý thức tự học yếu, thường thụ động việc lĩnh hội kiến thức, chép máy móc lời giải sách tập, sách tham khảo, mạng… - Trình độ, lực học tập, khả nắm vững kiến thức HS yếu Sự yếu HS nghịch lí “học biết mười” biến thành “học mười biết một” Bên cạnh đó, HS thiếu hứng thú say mê học tập, thiếu động thái độ học tập đắn, coi việc học tập bắt buộc - Khá đông HS không giải BTĐT, đặc biệt BTĐT chương dòng điện xoay chiều Khi gặp loại BT đề thi gần em bỏ qua không làm, khoanh bừa đề thi trắc nghiệm * Về chế độ thi cử, đánh giá - Chế độ kiểm tra, thi cử, đánh giá kết học tập chưa kích thích ý thức tự học HS Nạn chạy đua theo thành tích làm cho HS ngồi nhầm lớp, đậu oan,…khá phổ biến Những điều tác động lớn đến việc tự học, lực tư độc lập HS 2.3 Giải pháp áp dụng để giải vấn đề 2.3.1 Các biện pháp để phát triển lực tư độc lập cho HS thông qua BTĐT 2.3.1.1 Củng cố kiến thức - trí thức tảng vững Để phát huy lực tư độc lập đòi hỏi HS phải có vốn tri thức vững chắc, tức phải đảm bảo tới ngưỡng định lượng có thay đổi chất Khi chưa có vốn tri thức vững chắc, cho dù muốn suy nghĩ tìm tịi kết khó đạt Trong dạy, ngồi việc trang bị cho HS kiến thức trọng tậm, GV cần lưu ý kiến thức mở rộng, kỹ vận dụng kiến thức vào tình khác GV dự đốn kiến thức mà HS thường không hiểu đầy đủ dẫn đến suy luận sai 2.3.1.2 Rèn lực quan sát thao tác tư Trước giải tập, đặc biệt tập đồ thị cần phải rèn luyện kĩ quan sát đồ thị để tìm hiểu giả thiết u cầu đề Để tư đó, tìm đâu chỗ có vấn đề tốn Sau sử dụng thao tác tư duy: Phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa, cụ thể hóa kết hợp với phương pháp hình thành phán đoán qui nạp, diễn dịch, suy diễn, ngoại suy để nhận thức tập cách đầy đủ Từ đó, định hướng phải tìm để đưa hướng giải, cách giải hay hơn, nhanh 2.3.1.3 Rèn luyện kỹ biến đổi biểu thức nhận dạng dạng đồ thị Khi quan sát đồ thị, HS phải có biết thiết lập biểu thức liên quan đến biến hàm đồ thị Hs phải nhận dạng đồ thị đặc biệt điểm nhấn (có vấn đề) đồ thị có cơng thức tương ứng từ tìm định hướng giải tốn Hs hồn tồn độc lập tư duy, suy nghĩ giải toán 2.3.1.4 Bồi dưỡng số phương pháp giải giải toán nhiều cách Việc tìm cách giải khác cho toán rèn luyện phát triển tư độc lập cho HS mức độ cao HS biết sử dụng tốn cách linh hoạt, có tính sáng tạo cao, khơng máy móc tạo hứng thú học tập Với chương dòng điện xoay chiều, bồi dưỡng cho Hs phương pháp giải như: + Phương pháp véctơ: Véctơ buộc, véctơ trượt + Phương pháp đại số: Sử dụng công thức biết + Phương pháp số phức, dung máy tính 2.3.1.5 Kích thích hứng thú học tập, tạo tinh thần, thái độ, động học tập đắn Muốn huy động nội lực thân địi hỏi HS phải tự giác, tích cực học tập Để có tự giác HS phải có động cơ, thái độ đắn hứng thú học tập Mọi thúc ép từ bên ngồi tạo tư độc lập, song hiệu không cao 2.3.1.6 Môi trường hoạt động tư tích cực, độc lập, sáng tạo Khi có động thái độ học tập, có tri thức vững chắc, khơng có mơi trường hoạt động tư độc lập khơng có điều kiện phát triển Do đó, muốn nâng cao hiệu tự học cần phải tạo môi trường hoạt động tư tích cực, độc lập, sáng tạo Con người bắt đầu tư tích cực, độc lập nảy sinh nhu cầu tư duy, tức đứng trước khó khăn nhận thức cần phải khắc phục Trong q trình giảng dạy GV phải ý tạo mơi trường thích hợp cho HS GV phải: định hướng giải BT; cung cấp phương pháp giải; lựa chọn BT mang tính chọn lọc khơng tràn lan, từ BTCB đến BTPT, từ dễ đến khó, đảm bảo tính vừa sức để từ rèn luyện kĩ kĩ xảo, phát triển lực tư độc lập nâng cao hiệu tự học HS: 2.3.2 BT đồ thị dòng điện xoay chiều phát triển tư độc lập cho HS Sau hệ thống BT biện pháp áp dụng để phát triển tư độc lập cho HS Bài tập đưa từ dễ đến khó, từ BTCB định luật ơm phát triển thành BT phức tạp (BTPT) để củng cố toàn kiến thức chương, rèn luyện thao tác tư duy, tạo tính vừa sức, tạo tình có vấn đề để kích thích hứng thú học tập GV hướng dẫn, tạo môi trường hoạt động tư độc lập phát triển tốt Bài tập (Định luật ôm) BT 1: (BTCB) Hiệu điện u cường độ dòng điện i đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp có đồ thị hình vẽ Xác định tổng trở ? HD: + Đồ thị : U0 = 200 V; I0 =1 A + Áp dụng định luật ôm xác định tổng trở: U I Z Z 200 Nhận xét: Đây toán đơn giản, HS việc quan sát trục tọa độ, đồ thị thấy giả thiết, từ sử dụng KT suy kết Rèn luyện kỹ quan sát mức độ đơn giản Sau BTPT phát triển từ BTCB BT 2: Hiệu điện u cường độ dòng điện i đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp có đồ thị hình vẽ Độ lệch pha u i, điện trở R ? HD: Áp dụng định luật ôm xác định tổng trở: U I Z Z 200 Từ đồ thị ta có: T = - = 6s u đạt cực đại (+) sau i cực đại s = R Z cos 30 =u/i Nhận xét: - Rèn luyện kỹ quan sát mức độ cao hơn: HS phải quan sát hai trục tọa độ để tìm giả thiết BT: + Quan sát đọc U0, I0 , chu kỳ dao động u, i + Quan sát thấy u cực đại sau i 2s - Rèn luyện thao tác tư duy, củng cố KT dao động điều hòa điều hòa, định luật ôm, độ lệch pha xá định R BT 3: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều u = 120cos 100πt (V) Ban đầu đồ thị cường độ dòng điện đường nét đứt hình vẽ Sau nối tắt tụ điện đồ thị cường độ đòng điện đường nét liền hình vẽ Giá trị R mạch A.30 Ω B.60Ω C.60 Ω D.20 Ω HD: Từ đồ thị : I1 I2 Z1 Z2 cos cos ZR Và i2 / i1 rad 21 3 Định luật ôm : Z U 60 I Tính R Z cos 30 Nhận xét: Đây BT phát triển từ BTCB - Rèn luyện khả quan sát: đọc biên độ hai cường độ dịng điện, giá trị chiều biến thiên t = - Rèn luyện thao tác tư duy: Khác với BT2 rèn luyện tư so sánh biểu thức dòng điện biên độ, pha ban đầu, tần số - Củng cố KT định luật ơm, góc lệch pha phức tạp chút BT 4: Hình mơ tả đồ thị điện áp tức thời đoạn mạch RLC nối tiếp, gồm điện áp hai đầu đoạn mạch u, điện áp hai đầu điện trở uR , điện áp hai đầu cuộn cảm uL điện áp hai đầu tụ điện uC Các đường sin 1, 2, 3, theo thứ tự đồ thị A: u, u C, uR, uL B u, uR , uL , uC C uL, u, uR, uC D uC, u, uR, uL HD : Lý thuyết : u = u + u +u; u sớm pha u; u trễ pha u; u, u ngược pha; (1) (4) ngược pha giá trị pha ban đầu khác (3) u (1) u , (4) u Vậy chọn D Nhận xét : - Củng cố kiến thức lệch pha u đoạn mạch có R, L,C - Rèn luyện khả quan sát, đọc đồ thị để thấy lệch pha u - Rèn luyện thao tác tư duy, phân tích, so sánh rút kết luận BT 5: Cho mạch điện hình vẽ, cuộn dây cảm Điện áp xoay chiều ổn i(A) định hai đầu A B 32 u = 100 cos( t ) Khi K mở giải BT sau, BT trước hỗ trợ cho BT sau GV yêu cầu HS tự đề độc lập giải GV tạo môi trường thuận lợi để phát triển lực tư độc lập tốt BT 6: Đặt điện áp u 200 cos(100 t 0,132) vào đầu đoạn mạch gồm: biến trở R, cuộn cảm L tụ điện C người ta thu đồ thị biểu diễn quan hệ công suất mạch điện với điện trở R hình Giá trị x, y, z là: A 50, 400, 400 C 500, 40, 50 B 400, 400, 50 D 400, 500, 40 HD: -Biểu thức công suất theo R: P U2R R2 (ZL Zc )2 Từ biểu thức cho thấy biến trở R thay đổi đến giá trị khác cho P U L PPRR(Z Và 2 P max U 2R Z C )2 P P 12 R ZL R1 R ZC Từ đồ thị R = 20 R = 80 mạch tiêu thụ P = x = = 400W R = z P = y z = 40 y = = 500W Nhận xét: Muốn giải BT HS phải có vốn KT vững công suất, biết khảo sát biến thiên công suất theo R, đặc biệt tọa độ R để P lớn nhất, biểu thức P lớn nhất, quan hệ R để có cơng suất biểu thức cơng suất Phát triển lực tư độc lập thông qua: - Củng cố kiến thức công suất, biến thiên công suất theo R, với điểm đặc biệt Nếu khơng có vốn KT HS muốn độc lập suy nghĩ khơng có kết - Rèn luyện kỹ đọc giả thiết qua quan sát đồ thị - Rèn luyện thao tác tư duy: phân tích, tổng hợp so sánh giá trị đồ thị với KT có P cơng suất Từ giải BT BT : Cho đoạn mạch AB gồm: biến trở R, cuộn dây không cảm với độ tự cảm L = 0,6/π H, tụ có điện dung C = 10-3/(3π )F mắc nối tiếp Đặt điện áp xoay chiều u = U cos(100πt) (U không thay đổi) vào hai đầu A, B Thay đổi giá trị biến trở R ta thu đồ thị phụ thuộc công suất tiêu thụ mạch vào giá trị R theo đường (1) Nối tắt cuộn dây tiếp tục thay đổi R ta thu đồ thị (2) biểu diễn phụ thuộc công suất mạch vào giá trị R Điện trở cuộn dây 11 A 10Ω B 90Ω C 30Ω HD: Biểu thức công suất theo R: P1 D.50Ω U (R r) (R r) (ZL ZC ) U2R Biểu thức công suất theo R nối tắt cuộn dây: P2 R ZC Quan sát đồ thị: R = P1= P0 cịn R = 20 P2 = P0 P = r = 10 r = 90 Nhận xét : Đây BTPT phát triển từ BTCB với KT củng cố công suất Bài toán phát tiển lực tư độc lập thông qua việc: - Tiếp tục củng cố kiến thức công suất, đặt tảng vững KT - Rèn luyện kỹ đọc giả thiết qua quan sát đồ thị, tìm giả thuyết có vấn đề tập: P =P0 hai đồ thị đồ thị (1) R = 0, đồ thị (2) R = 10 - Tạo tình có vấn đề kích thích hứng thú học tập BT : Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh Đồ thị biểu diễn phụ thuộc công suất tỏa nhiệt biến trở công suất tỏa nhiệt toàn mạch vào giá trị biến trở hình vẽ Xác định tỉ số cơng suất P2/P1 ? HD: Biểu thức công suất tỏa nhiệt toàn mạch theo R: U (R r) (R r)2 (ZL ZC )2 P1 U2 P=P 2(R r) R r ZL ZC A Biểu thức công suất tỏa nhiệt theo R: P2 P=P U2 U2R (R r)2 (Z L R2 r ZC )2 (ZL ZC ) r A2 2(R r) Đồ thị P = P P = P Khi P : P = 70 + r = A Khi P : P = 130 = r + A Giải r = 50 = 1,5 Nhận xét : Với BT5 HS nắm vững BT HS độc lập giải Cái có vấn đề cịn lại kỹ quan sát đọc giả thiết từ đồ thị BT : Cho mach điẹn gôm: biên trơ R, cuọn cam thuân tu điẹn măc nôi tiêp (cam kháng khác dung 12 kháng) Điẹn áp xoay chiêu đạt vào có giá tri hiẹu dung U khơng đôi nhung tân sô thay đôi đuơc Lúc đâu, cho f = điêu chinh R cơng st tiêu thu mach thay đôi theo R đuơng liên nét hình bên Khi f= ( ) cho R thay đôi, đuơng biêu diên sư phu thuọc cua công suât theo R đuơng đưt nét Công suât tiêu thu lơn nhât cua mach f = nhạn giá tri sau đây? A 576 W B 250 W C 288 W D 200 W HD: U R Biểu thức công suất theo R cuộn dây cảm: P U2 R (ZL Zc ) P Đọc đồ thị: Khi f = f1 công suất cực đại max 2R0 = 72 W R0 = 100 Khi f = f2 công suất P = 72 W R = 196,825 Ta có: 72= U=120V 72= =25 =2R0 P= =288W Nhận xét : Tương tự BT BT rèn luyện khả tư độc lập thông qua việc: - Củng cố kiến thức công suất, rèn luyện thao tác tư so sánh, HS so sánh dạng đồ thị công suất theo R giá trị tần số khác dạng cực trị đại “nhọn tù” tùy theo f - Rèn luyện kỹ đọc giả thiết qua quan sát đồ thị - Ban đầu HS cảm thấy BT khó sau GV gợi mở HS thấy BT đơn giản, tạo tình có vấn đề kích thích hứng thú học tập BT 10: Lần lượt đặt vào hai đầu đoạn mạch xoay chiều RLC (R biến trở L cảm) hai điện áp xoay chiều u1 = U0cos( 1t + 1) u2 = U 0cos( 2t + ) Thay đổi giá trị R biến trở người ta thu đồ thị cơng suất tồn mạch theo biến trở R hình bên Biết A đỉnh đồ thị công suất P(2), B đỉnh đồ thị công suất P(1) Giá trị x gần A 76W B.67W C 90W D 84W HD: 50= = U=40000;A= x = = 75,6 W Nhận xét : Tương tự BT8 thay giá trị hiệu điện hiệu dụng thay đổi Sau đưa BT BT HS cảm thấy đơn giản, độc lập suy nghĩ để giải BT 13 BT 11: BT liên quan đến cộng hưởng Đặt điện áp u = U 0cosωt (U 0, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp Cho biết R= 100 , cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc công suất tiêu thụ điện đoạn mạch theo độ tự cảm L Dung kháng tụ điện là: A 100 Ω C 200 Ω B 100 Ω D 150 Ω HD: Công suất: P I2R Suy ra: L thay đổi + Pmax U2R )2 R2 ( L C U ZL ZC L0 R C U2R cộng hưởng L P R ZC R2 max C C nghĩa xảy tượng Đồ thị P1 = 50 W ; Pmax= 150 W P R2 Z2 suy Z Tỉ lệ P 100 Nhận xét:- Củng cố KT công suất phụ thuộc L, ôn lại tượng cộng hưởng - Rèn luyện óc quan sát , thao tác tư phân tích, tổng hợp… Đây BT ví dụ cho tượng cộng hưởng, tương tự cho đồ thị công suất theo C, hay I, UR, cos theo L,C, dạng Các BT đồ thị hiệu điện BT 12 : Đặt hiệu điện u = U cos(100t) V, t tính s vào hai đầu đoạn R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Trong U0, R, L khơng đổi, C thay đổi Cho sơ đồ phụ thuộc UC vào C hình vẽ (chú ý, 48 = 152) Giá trị R giá tr ị điện dung Uc cực đại ? HD: 14 Biểu thức U U I.Z C c R (ZL ZC ZC ) Khi C = Uc = U = 120 V U R Z L2 Khi Uc max Zc C U Z C1 C2 C2 Zc L Zc 2C0 Zc Đồ thị cho thấy U = 120 V; Khi C= 0,05 mF C = 0,15 mF UC = 152 V Ta có: =Z = = * C = 0,05 mF (Z=200 ): = 120.200 R2 * C = 0,15 mF (Z= ): (ZL 152 200 )2 Và 0,05 + 0,15 = C0 R = 50 C0 = 0,1 mF Nhận xét: BT HS không nắm vững kiến thức điện áp tụ C, biến thiên điện áp theo C khơng thể độc lập suy nghĩ, có nghĩ khơng có kết biết cách đọc đồ thị, khả quan sát thục BT phát triển lực tư độc lập thể hiện: - Củng cố kiến thức hiệu điện rèn luyện khả khảo sát U c theo điện dung C từ bảng biến thiên thể hiên đồ thị, đặc biệt tư để nhớ tọa độ điểm cực đại đặc điểm hai giá trị điện dung cho giá trị hiệu điện Uc - Rèn luyện khả quan sát, đọc đầy đủ giả thiết đồ thị thực thao tác tư để định hướng cho BT BT 13: Đặt điện áp xoay chiều u U 2cos t V ( U khơng đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu mạch điện gồm linh kiện R, L, C mắc nối tiếp Đồ thị điện áp hiệu dụng cuộn dây hệ số cơng suất tồn mạch phụ thuộc ω hình vẽ Giá trị k0 A C B D 3 HD: Cách 1: + Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây theo ω L UL U R L C 15 LC Tại1 mạch cộng hưởng1 Mặc khác vị trí R L1 ULUULUU R2 L L R1 L C1 Từ hai kết ta thu LC R2 R2 C L2 L + Tại2 , điện áp hiệu dụng cuộn dây cực đại, n cos n R2C cos 2L Cách 2: + Khi ω = ω1 ta thấy UL hưởng: Suy Nên ta có : = U cos φ =1 =>mạch xảy cộng L UL U C U n1 CR 2L Z1L Z1C Z R2 R Z1L 1C R2 C 1 => n=2 2 Áp dụng cơng thức ULmax ta có: cos 2 n 3 Nhận xét : Đây BTPT tương đối khó, kết hợp đồ thị cộng hưởng, ĐT điện Nếu GV không hướng dẫn, dẫn dắc vấn đề từ BT dễ HS khơng giải BT HS khơng thể dựa dẫm, nhìn để máy móc để giải BT mà phải độc lập suy nghĩ định hướng giải cho phù hợp Tuy nhiên BT lại rèn luyện biện pháp tư với kỹ cao Với BT đưa trước BT khó HS độc lập suy nghĩ, giải vấn đề Phát triển lực tư độc lập qua biện pháp: + Rèn luyện khả quan sát hai đồ thị tọa độ tần số góc + Củng cố kiến thức điện áp, hệ số công suất trường hợp cao + Rèn luyện thao tác tư áp dụng kiến thức liên quan 16 + Định hướng BT nhiều cách giải phát triển tư độc lập cách linh hoạt, có tính sáng tạo cao + Tạo hứng thú, kích thích khả độc lập làm việc, cho Hs hiểu thêm, đào sâu kiến thức BT 14: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi tần số góc ω thay đổi Điện áp hiệu dụng hai tụ điện điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm UC, UL phụ thuộc vào ω, chúng biểu diễn đồ thị hình vẽ, tương ứng với đường U C, UL Khi UC đạt cực đại Um Giá trị Um gần giá trị sau : A 140 V B 130 V C 170 V D 150 V HD: + Áp dụng kết toán hai giá trị tần số góc cho điện áp hiệu dụng tụ U C U 660 1 330 Hz + Áp dụng kết chuẩn hóa điện áp cực đại hai đầu tụ điện 2 U 660 Um với n n L n 150 C L CR R C 330 U 100 3V Vậy m 22 Nhận xét: - Củng cố KT điện áp theo tần số góc với mức độ nâng cao - Rèn kỹ quan sát, thao tác tư nhận mức độ yêu cầu cao BT 15: Đặt điện áp u U cos t (U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở có giá trị a Ω, tụ điện có điện dung C cuộn cảm có hệ số tự cảm L mắc nối tiếp Biết L thay đổi Hình vẽ bên mơ tả đồ thị điện áp hiệu dụng hai tụ điện, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm cơng suất tiêu thụ điện tồn mạch theo cảm kháng M N hai đỉnh đồ thị (1) (2) Giá trị a 17 A 30 B 50 C 40 D 60 Z HD: + Từ đồ thị, ta thấy L giá trị cảm kháng để điện áp hiệu dụng cuộn dây cực đại ZLM R Z C2 M ZC + Tại N mạch xảy cộng hưởng, điện áp hiệu dụng tụ UZ C aZ C 40V U C R 40 a Z C 40 Z Z L 17,5 L hai giá trị cảm kháng cho công suất tiêu thụ M ZLM 17,5 2ZC + Thay vào ZC ZLM Z LM 62,5 vào phương trình đầu tiên, ta tìm a 30 Nhận xét: Đây BT khó HS phải thục BT đồ thị UC, UL, P theo L BT sử dụng tất biện pháp để phát triển lực tư độc lập kỹ đạt mức độ cao HS cảm thấy không bị rối trước BT BT 16: Để xác định giá trị điện trở R, điện dung C tụ điện độ tự cảm L cuộn dây cảm thuần, người ta ghép nối tiếp chúng thành đoạn mạch RLC đặt hai đầu đoạn mạch vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi thay đổi tần số góc ω Mỗi giá trị ω, đo điện áp hai đầu đoạn mạch, cường độ hiệu dụng mạch tính giá trị tổng trở Z tương ứng Với nhiều lần đo, kết biểu diễn đường xu hướng hình vẽ bên Từ đường xu hướng ta tính giá trị R, L C, giá trị gần với giá trị sau nhất? A.R=9 C.R=9 HD: Ω,L=0,25H,C=9μF B.R=25Ω,L=0,25H,C=9μF Ω,L=0,9H,C=2,5μF D.R=25Ω,L=0,9H,C=2,5μF 160 = R + (400L - ) 115 = R +(480L- ) 30 = R + (720L- ) Giải hệ pt B Nhận xét: Đây BT thực hành HS hay nhầm đọc tọa độ 18 - Rèn luyện khả đọc đồ thị với giá trị gần Ở có sai số nên HS dễ đọc sai tọa độ đồ thị - Sự khác biệt tạo tình có vấn đề HS cảm thấy hứng thú, hào hứng độc lập làm việc Trên 16 BTĐT điển hình chọn lọc áp dụng để phát triển TDDL cho HS 2.4 Hiệu SKKN hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Thực nghiệm sư phạm tiến hành học kỳ I năm học 2018 – 2019 HS lớp 12 Trường THPT Nguyễn Mộng Tuân – Tỉnh Thanh Hoá Các lớp lựa chọn 12A 1, 12A2 Trong đó: Lớp đối ĐC: 12A ; Lớp TN: 12A1.T ôi tiến hành TNSP trực tiếp lớp ĐC TN xong, tiến hành thực kiểm tra (một 15 phút ) cuối dạy với nột dung đề hoàn toàn giống nhau, kết thu : Bảng 1: Mức độ gây hứng thú cho học sinh thời gian hoàn thành tập trình học tập LỚP SĨ SỐ 12A1 40 12A2 42 HIỆU QUẢ Hứng thú Bình thường Khơng hứng thú Hứng thú Bình thường Khơng hứng thú TỶLỆ% 75,0 20,0 5,0 22,9 53,3 23,8 Bảng 2: Kết kiểm tra sau tiết học thực nghiệm LỚP GIỎI KHÁ TR BÌNH YẾU KÉM SL % SL % SL % SL % SL % 12A1 17,5 24 60,0 20,0 2,5 0 12A2 0,0 12 28,6 20 47,6 10 23,8 0 Như : - Về phía giáo viên: Đa số GV cho đề tài hay, có nhiều biện pháp tích cực, có tác dụng quan trọng thực tế dạy học BT vật lí, đặc biệt BTĐT Đề tài GV dự ủng hộ, hoan nghênh, sẵn sàng trao đổi với người dạy GV dự Nó giúp ích cho giáo viên học sinh nhiều trình giảng dạy học tập học sinh nguồn tài liệu tốt phục vụ cho dạy học - Về phía học sinh: Khơng khí học tập lớp thực nghiệm diễn sôi nổi, hào hứng HS chăm nghe giảng, ghi chép đầy đủ, nghiêm túc tích cực học tập hướng dẫn GV, khơng cịn cảm thấy sợ ngại BTĐT dòng điện xoay chiều Điều đặc biệt HS : Tự nhìn thấy vấn đề, phát vấn đề, đặt vấn đề để giải BTĐT; Tự vận dụng kiến thức liên quan vận dụng vào giải BT; tự tìm cách giải, tự kiểm tra ,đánh 19 giá cách giải mình; có đầu óc phê phán, tự phê phán cách giải người khác; tự suy nghĩ, lập luận cách giải BT cách chặt chẽ KẾT LUẬN 3.1 Kết luận Đề tài thu kết sau đây: - Hệ thống hóa quan điểm nhiều nhà khoa học tư duy, tư vật lí, phân loại tư duy, lực tư độc lập, BTĐT với phát triển NL TDĐL - Phần làm sáng tỏ thực trạng thực trạng dạy học việc phát triển NL TDĐL thông qua việc khảo sát phiếu điều tra GV giải toán HS - Đề xuất biện pháp phát triển lực tư độc lập - Đưa hệ thống BT đồ thị chọn lọc từ BTCB đến BTPT, xếp từ dễ đến khó đảm bảo tính vừa sức, tạo tiếp thu hứng khởi nơi HS nhằm phát triển lực tư độc lập cho HSPT đồng thời nâng cao chất lượng dạy học, phục vụ hiệu cho kì thi THPTQG Điều đặc biệt, sau áp dụng đề tài kết thu từ phía HS đáng khích lệ Đó HS đã: + Tự nhìn thấy vấn đề (tự đọc giả thiết đồ thị thành thạo), phát vấn đề, tự đặt vấn đề để giải khơng cần viện trợ từ bên ngồi + Tự vận dụng KT liên quan vận dụng vào giải BT cách hợp lí, có nhiều cách giải BT, BTĐT +Tự tìm cách giải tốn, tự kiểm tra được, đánh giá cách giải thân + Bản thân có đầu óc tự phê phán phê phán cách giải người khác hiểu biết, tự trình bày suy nghĩ, lập luận cách giải BT cách chặt chẽ Những kết luận lần khẳng định xây dựng hệ thống BTĐT theo hướng phát triển lực tư độc lập cho HS đắn thiết thực, phù hợp với yêu cầu đổi phương pháp dạy học nước ta Đề tài mở rộng nhiều chương, nhiều đơn vị kiến thức 3.2 Một số đề xuất, kiến nghị Khi giải BTVL giáo viên phải chọn lọc BT để hướng dẫn HS, không nhiều BT Hệ thống BT phải có tính chọn lọc, từ BTCB đến BTPT có độ khó tăng dần bao qt tồn KT, ln trọng rèn luyện tư cho HS có tư độc lập Và tổ chức nhiều buổi ngoại khóa Vật lí, thi giải BT tuần, tháng bảng tin nhà trường để tạo hứng thú cho HS Do thời gian hạn chế kinh nghiệm công tác giảng dạy thân chưa nhiều nên tránh khỏi thiếu sót q trình viết đề tài Nên mong góp ý chân thành đồng nghiệp để giúp tơi hồn thiện đề tài hồn thành tốt cơng tác giảng dạy Tôi xin chân thành cảm ơn XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hoá, ngày 25 tháng 05 năm 2019 Tơi xin cam đoan SKKN mình, không chép nội dung người khác 20 NGƯỜI VIẾT Lê Thị Huệ 21 ... nghiên cứu phát triển tư độc lập cho HS thơng qua BTĐT chương Từ lí trên, chọn đề tài nghiên cứu: ? ?Phát triển lực tư độc lập cho HS THPT thông qua BTĐT chương “ Dòng điện xoay chiều” vật lý 12 1.2... xảo, phát triển lực tư độc lập nâng cao hiệu tự học HS: 2.3.2 BT đồ thị dòng điện xoay chiều phát triển tư độc lập cho HS Sau hệ thống BT biện pháp áp dụng để phát triển tư độc lập cho HS Bài... tập đồ thị chương: ? ?Dòng điện xoay chiều” vật lý 12 nhằm phát triển lực tư độc lập cao hiệu tự học cho HS THPT 1.3 Đối tư? ??ng nghiên cứu - Quá trình dạy học học sinh lớp 12 trường THPT Nguyễn