Xây dựng bài giảng điện tử phần dòng điện xoay chiều chương trình vật lí 12 trung học phổ thông nhằm hỗ trợ quá trình tự học của học sinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN NGỌC DŨNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ PHẦN “DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG NHẰM HỖ TRỢ QUÁ TRÌNH TỰ HỌC CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ HÀ NỘI – 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN NGỌC DŨNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ PHẦN “DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG NHẰM HỖ TRỢ QUÁ TRÌNH TỰ HỌC CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ Chuyên nghành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÝ) Mã số: 60 14 10 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS ĐẶNG XUÂN HẢI TS TÔN QUANG CƢỜNG HÀ NỘI – 2013 Lời cảm ơn Với tình cảm chân thành học viên, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy, Cô trường Đại học Giáo dục thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội giảng dạy, hướng dẫn, giúp đỡ thời gian học học tập, nghiên cứu trường suốt thời gian thực đề tài Tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Phó giáo sư – Tiến sĩ Đặng Xn Hải, Tiến sĩ Tơn Quang Cường tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình tơi hồn thành đề tài Qua xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, tổ Vật lí – Hóa học trường Trung học phổ thơng Hà Bắc, Thanh Hà, Hải Dương tạo điều kiện giúp đỡ tôi; cảm ơn thầy cô giáo thuộc huyện Thanh Hà tham gia đóng góp ý kiến; cảm ơn em học sinh trường Trung học phổ thông Hà Bắc tham gia, tơi hồn thành đề tài nghiên cứu Xin cảm ơn gia đình, bạn bè ln động viên giúp đỡ để tơi hồn thiện khóa học Mặc dù có nhiều cố gắng song luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận đóng góp ý kiến từ thầy, cô, bạn đồng nghiệp người quan tâm để luận văn phát triển, hoàn thiện thiết thực Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 12 năm 2013 Tác giả Nguyễn Ngọc Dũng DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ THPT Trung học phổ thông ĐHGD Đại học Giáo dục ĐHQG Đại Học Quốc Gia GV Giáo viên HS Học sinh PP Phương pháp CNTT Công nghệ thông tin DANH MỤC CÁC BẢNG Tên Bảng Trang Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm số 62 Bảng 3.2 Xử lí kết 62 Bảng 3.3 Các tham số đặc trưng 63 Bảng 3.4 Bảng tần suất tần suất tích lũy quy điểm thập phân 64 DANH MỤC CÁC HÌNH Tên hình Hình 2.1 Form đăng kí, đăng nhập, lấy lại mật truy cập quên Trang 51 Hình 2.2 Form thay đổi mật truy cập Hình 2.3 Form menu chức năng, định danh người dùng, đăng xuất 51 51 Hình 2.4 Form menu lựa chọn học Hình 2.5 Menu chức học 52 52 Hình 2.6 Thử nghiệm mơ hình tương tác biểu điễn đồ thị dịng điện Hình 2.7 Thử nghiệm thống kê lần làm kiểm tra điều kiện 53 54 Hình 2.8 Thử nghiệm làm kiểm tra điều kiện kết thúc học Hình 2.9 Thử nghiệm kiểm tra kết điều kiện kết thúc học Hình 3.1 Đồ thị phân bố tần suất 54 55 65 Hình 3.2 Đồ thị phân bố tần suất tích lũy 65 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Tên sơ đồ Trang Sơ đồ 1.1 Quy trình dạy học theo thuyết kiến tạo Sơ đồ 2.1 Trình tự hình thành kiến thức phần “Dịng điện xoay chiều” 39 Sơ đồ 2.2 Câu trúc nội dung phần “Dòng điện xoay chiều” 41 Sơ đồ 2.3 Sơ đồ mức tổng quát kịch 47 Sơ đồ 2.4 Sơ đồ lựa chọn học 48 Sơ đồ 2.5 Sơ đồ lựa chọn tập 49 Sơ đồ 2.6 Sơ đồ lựa chọn điều kiện, kiểm tra tổng hợp 49 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong thời đại mà khoa học kĩ thuật phát triển nhanh chóng nay, nhà trường dù tốt đến đáp ứng hết nhu cầu học tập người học đòi hỏi ngày cao đời sống xã hội Vì vậy, bồi dưỡng lực tự học cho học sinh cơng việc có vị trí quan trọng trường học Chỉ có tự học, tự bồi đắp tri thức nhiều đường, nhiều cách thức khác học sinh bù đắp thiếu khuyết tri thức khoa học đời sống xã hội Từ có tự tin sống, cơng việc lực tồn diện Vấn đề tự học, tự đào tạo người học Đảng, Nhà nước quan tâm quán triệt sâu sắc từ nhiều năm qua Trong Luật giáo dục ban hành năm 2005 (sửa đổi bổ sung năm 2010), chương I, điều có ghi : “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư sáng tạo người học; bồi dưỡng cho người học lực tự học, khả thực hành, lòng say mê học tập ý chí vươn lên”; chương II, điều 28 có ghi: “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, khả làm việc theo nhóm; 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” Gần nhất, Nghị Hội nghị lần thứ 8, Ban chấp hành Trung ương khóa XI (nghị số 29-NQ/TW) đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo nêu rõ: ”Tiếp tục đổi mạnh mẽ phương pháp dạy học theo hướng đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo vận dụng kiến thức, kỹ người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo sở để người học tự cập nhật đổi tri thức, kỹ năng, phát triển lực Chuyển từ học chủ yếu lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, ý hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin truyền thông dạy học” Theo quan niệm nay, trình dạy học trình tương tác, hợp tác thầy trị, thày chủ đạo như: hoạt động tổ chức, lãnh đạo, điều chỉnh hoạt động nhận thức học sinh, cịn trị tự giác, tích cực, chủ động thơng qua việc tự tổ chức, tự điều chỉnh hoạt động nhận thức thân nhằm đạt tới mục đích dạy học Với vai trò người thầy tổ chức lãnh đạo, điều chỉnh hoạt động học tập người học, người thầy sử dụng ưu cơng nghệ đại (máy tính, mạng internet, phần mềm tiện ích, ) để tổ chức q trình học tập chủ động học sinh, tác động vào trình tự điều chỉnh hoạt động nhận thức học sinh, nhằm đạt hiệu cao cho trình dạy học Vật lí học nghiên cứu hình thức vận động vật chất, phương pháp nghiên cứu vật lí học trường phổ thông chủ yếu phương pháp thực nghiệm Đây phương pháp hiệu đường tìm chân lí khách quan Nó xuất phát từ q trình tự nghiên cứu nhà khoa học, tổ chức q trình hoạt động thích hợp với trợ giúp khoa học công nghệ giáo viên hướng học sinh tới q trình tự học, tự lĩnh hội kiến thức môn vật lí theo đường tìm chân lí nhà khoa học Xuất phát từ lí trên, để góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí, hướng tới nhiệm vụ đổi phương pháp dạy học, chọn đề tài nghiên cứu “xây dựng sử dụng giảng điện tử phần “Dòng điện xoay chiều” chƣơng trình vật lí 12 trung học phổ thơng nhằm hỗ trợ q trình tự học học sinh” Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu chung Đề xuất phương án sử dụng phần mềm tiện ích, xây dựng giảng điện tử cho nội dung dạy học vật lí nhằm hỗ trợ trình tự học học sinh; áp dụng thử nghiệm vào phần “dịng điện xoay chiều” (chương trình vật lí 12 trung học phổ thơng) 2.2 Mục tiêu cụ thể -Nghiên cứu lí luận q trình dạy học, xu hướng đổi trình dạy học; xác định vị trí, vai trị giảng điện tử trình tự học học sinh -Nghiên cứu nội dung chương trình Vật lí 12 trung học phổ thơng phần “dịng điện xoay chiều” Xác định nhiệm vụ phải tổ chức để học sinh tự chiếm lĩnh phần tri thức vật lí sử dụng giảng điện tử -Sử dụng phần mềm tiện ích để xây dựng hồn chỉnh hệ thống giảng điện tử cho phần nội dung kiến thức vật lí (phần “dịng điện xoay chiều”) -Đánh giá tính hiệu đề tài q trình sử dụng thực tế thơng qua thực nghiệm sư phạm Nhiệm vụ nghiên cứu -Xây dựng hệ thống luận điểm khoa học trình tự học học sinh tổ chức trình tự học giáo viên -Điều tra thực trạng tự học học sinh tổ chức trình tự học giáo viên trường THPT Hà Bắc – Thanh Hà – Hải Dương để đánh giá ưu điểm cần phát huy hạn chế cần cải tiến trình tự học học sinh nhằm đạt hiệu cao cho trình dạy học -Tìm hiểu phần mềm xây dựng giảng điện tử, lựa chọn công cụ để xây dựng giảng điện tử theo quy trình tối ưu hiệu nhất, sử dụng công cụ lựa chọn xây dựng giáo án điện tử cho phần nội dung vật lí lựa chọn -Xây dựng quy trình thực nghiệm, lấy mẫu kết thực nghiệm sử dụng giảng điện tử trường THPT Hà Bắc – Thanh Hà – Hải Dương, bước đầu đánh giá ưu điểm hạn chế giảng điện tử đưa vào sử dụng thực tế, xác định hướng cải tiến cho đề tài Đối tƣợng, khách thể nghiên cứu -Đối tượng nghiên cứu: Tính hiệu việc áp dụng giảng điện tử nhằm hỗ trợ trình tự học học sinh -Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học mơn vật lí phần “dịng điện xoay chiều” chương trình vật lí 12 giáo viên học sinh lớp 12 trung học phổ thông Vấn đề nghiên cứu Xây dựng giảng điện tử phần “Dòng điện xoay chiều” để hỗ trợ trình tự học học sinh Giả thuyết khoa học đề tài Áp dụng lý luận dạy học đại, sử dụng phần mềm tiện ích xây dựng giảng điện tử có tính khoa học, đảm bảo yêu cầu sư phạm hỗ trợ tích cực cho q trình tự học học sinh phần “Dòng điện xoay chiều”, nâng cao chất lượng việc dạy học vật lí trường phổ thông Phƣơng pháp nghiên cứu 7.1 Phương pháp thực nghiệm -Khảo sát thực trạng việc tự học hoạt động dạy học trường trung học phổ thông -Lập trình máy tính để xây dựng giảng điện tử -Khảo sát tính khả thi giảng điện tử đưa vào sử dụng trường trung học phổ thông 7.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu -Nghiên cứu lí luận dạy học lý luận dạy học vật lí có liên quan đến đề tài -Nghiên cứu nội dung phần “Dịng điện xoay chiều” chương trình vật lí 12 -Nghiên cứu số phần mềm ứng dụng cho việc xây dựng giảng điện tử Lịch sử nghiên cứu đóng góp đề tài Bài giảng điện tử hướng dẫn học sinh tự học, tự nghiên cứu giải pháp đưa nhằm cải tiến phương pháp dạy học Đề cập đến giảng điện tử dạy học vật lí kể đến cơng trình: Luận văn thạc sĩ “Thiết kế sách điện tử (ebook) chương “Dao động ” chương “Sóng sóng âm” (Chương trình Vật lí 12 Trung học phổ thông) theo hướng tăng cường lực tự học học sinh ” Lê Thị Phương Dung (2009) Luận văn thạc sĩ “Thiết kế giảng phần “Dao động cơ” chương trình vật lí 12 trung học phổ thơng theo hướng phát huy tính tích cực người học ” Đặng Thị Tuyến (2010)… Nhìn chung, tài liệu giảng điện tử dạy học vật lí phát huy lực tự học học sinh tương đối phong phú Tuy nhiên đa số tài liệu dừng lại hỗ trợ phần trình tự học học sinh, chưa hướng tới toàn trình tự học, đặc biệt việc tự kiểm tra, tự đánh giá kết 10 Tương đương tài liệu thông thường (tài liệu giấy) Chưa hiệu Câu Quá trình sử dụng giảng để tự học đáp ứng đƣợc nhu cầu học tập theo nội dung: (có thể chọn nhiều nội dung) Nghiên cứu nội dung Ôn tập kiến thức cũ Tổng kết nội dung nghiên cứu Tham khảo thêm kiến thức Đánh giá kiến thức Tìm kiếm giúp đỡ trình nghiên cứu Các vấn đề khác Câu Nhu cầu cá nhân em có muốn sử dụng giảng điện tử nhƣ dùng cho nội dung khác mơn Vật lí Rất muốn Có tốt Khơng muốn Một ý kiến khác Các ý kiến phản hồi khác: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 91 Phụ lục 6: CHUẨN KIẾN THỨC KĨ NĂNG CỤ THỂ THEO NỘI DUNG CÁC BÀI HỌC ĐẠI CƢƠNG VỀ DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG QUY MỨC ĐỘ THỂ HIỆN CỤ THỂ CỦA ĐỊNH TRONG CHUẨN KT, KN GHI CHÚ CHƢƠNG TRÌNH Viết biểu [Thơng hiểu] Chu kì dịng thức cường  Dịng điện xoay chiều dịng điện có điện xoay chiều độ dòng điện cường độ biến đổi điều hoà theo thời T= điện áp tức thời gian :i = I0cos(t +) 2 , tần số  f   2 T đó, i giá trị tức thời cường độ dòng điện thời điểm t , Người ta tạo dòng điện xoay I0 > giá trị cực đại i , gọi biên độ dòng điện, chiều máy phát điện xoay  > tần số góc, t +  pha i chiều dựa thời điểm t ,  pha ban đầu sở tượng cảm  Biểu thức điện áp tức thời ứng điện từ có dạng : u  U cos(t+u ) đó, u giá trị tức thời điện áp thời điểm t, U0 > biên độ điện áp,  tần số góc, (t + u) pha u thời điểm t, u pha ban đầu Phát biểu Các số liệu ghi [Thông hiểu] định nghĩa viết  Cường độ hiệu dụng dòng điện 92 thiết bị cơng thức xoay chiều đại lượng có giá trị điện giá tính giá trị hiệu cường độ dịng điện khơng đổi, trị hiệu dụng Ví dụng cường cho qua điện trở R dụ bóng đèn có ghi độ dịng điện, cơng suất tiêu thụ R dịng 220V- 0,3A, nghĩa điện áp điện khơng đổi cơng suất trung bóng đèn bình tiêu thụ R dịng điện thiết kế dùng với xoay chiều nói điện áp hiệu dụng Điện áp hiệu dụng định nghĩa 220V, tương tự cường độ hiệu Giá trị hiệu dụng đại lượng xoay dụng dòng chiều giá trị cực đại (biên độ) điện 0,3A đại lượng chia cho Các thiết bị đo đối  Cơng thức tính giá trị hiệu dụng với mạch điện cường độ dòng điện điện áp : xoay chiều chủ yếu I I0 ; U đo giá trị hiệu U0 dụng đó, I0 giá trị cực đại (biên độ) dòng điện, U0 giá trị cực đại (biên độ) điện áp MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG QUY MỨC ĐỘ THỂ HIỆN CỤ THỂ CỦA ĐỊNH TRONG CHUẨN KT, KN GHI CHÚ CHƢƠNG TRÌNH Vẽ giản đồ Fre- [Vận dụng] Nếu đoạn mạch nen cho đoạn Biết cách vẽ giản đồ Fre-nen cho có điện trở mạch RLC nối mạch RLC nối bước: cường độ dịng tiếp r Vẽ trục dòng điện I nằm ngang điện mạch Viết pha với điện 93 ur ur ur cơng thức tính Vẽ vectơ quayU R , U L , U C có độ áp hai đầu cảm kháng, lớn tỉ lệ với giá trị R , Z L, ZC mạch dung kháng r ur ur r ( U R trùng với trục I , U L lập với I tổng trở ur  góc theo chiều dương, U C lập với đoạn mạch có R, L, C mắc nối r  I góc tiếp nêu Nếu đoạn mạch có tụ điện, cường độ dòng điện sớm pha  so đơn vị đo theo chiều với điện áp đại lượng âm) hai tụ Vectơ điện tổng hợp Nếu đoạn mạch ur ur ur ur U  UR  UL  UC có cuộn cảm biểu diễn điện áp hai đầu đoạn cường độ dịng mạch điện trễ pha [Thơng hiểu]  so với điện áp tức  Cơng thức tính tổng trở Z mạch thời RLC nối tiếp Z  R2  (Z L  ZC )2 Trong đó: R điện trở mạch; ZL cảm kháng cuộn cảm, tính cơng thức ZL = L; ZC dung kháng tụ điện, tính công thức Z C  C  Điện trở R , cảm kháng ZL , dung kháng ZC tổng trở Z có đơn vị ôm () Viết Nếu đoạn mạch [Thông hiểu] 94 hệ thức định  Định luật Ôm : Cường độ hiệu dụng có điện trở luật Ôm đoạn mạch điện xoay chiều có I = U R đoạn mạch RLC R,L,C mắc nối tiếp có giá trị Nếu đoạn mạch nối tiếp (đối với thương số điện áp hiệu dụng giá trị hiệu dụng hai đầu đoạn mạch tổng trở đoạn có tụ điện độ lệch pha) mạch : I= I= U Z Nếu đoạn mạch  Độ lệch pha  điện áp u có cuộn cảm cường độ dòng điện i xác định từ I = cơng thức : tan   Z L  ZC R Nếu ZL > ZC, > u sớm pha so với i Nếu ZL < ZC,  < u trễ pha so với i Nêu [Thông hiểu] đặc điểm  Trong đoạn mạch xoay chiều có R, L, đoạn mạch C mắc nối tiếp, ZL= ZC điện áp RLC nối tiếp biến thiên pha với dòng điện, xảy mạch xảy tượng cộng hưởng Khi tượng cộng ta có : hưởng điện U ZC L  hay 2LC = C  Hiện tượng cộng hưởng có đặc điểm sau:  Tổng trở mạch đạt giá trị cực tiểu: Zmin = R, lúc cường độ dòng điện hiệu dụng mạch đạt giá trị 95 U ZL cực đại: I m ax  U R  Điện áp hai đầu đoạn mạch biến đổi pha với cường độ dòng điện  Điện áp tức thời hai tụ điện điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm có biên độ ngược pha nên triệt tiêu Điện áp hai đầu điện trở điện áp hai đầu đoạn mạch Giải [Vận dụng] Chỉ xét mạch có R, tập  Biết cách tính đại lượng cơng L, C mắc nối tiếp đoạn mạch RLC thức định luật Ôm cho mạch điện Đoạn mạch xoay nối tiếp RLC nối tiếp trưòng hợp mạch chiều có R, L xảy tượng cộng hưởng điện C  Biết cách lập phương trình trường hợp riêng cường độ dịng điện tức thời điện đoạn mạch áp tức thời cho mạch RLC nối tiếp RLC nối tiếp CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG QUY MỨC ĐỘ THỂ HIỆN CỤ THỂ CỦA ĐỊNH TRONG CHUẨN KT, KN GHI CHÚ CHƢƠNG TRÌNH Viết cơng [Thơng hiểu] Có thể sử dụng thức tính cơng  Cơng thức tính công suất tiêu thụ công thức sau: suất điện mạch điện xoay chiều có RLC nối P = UIcosφ cơng thức tính tiếp 96 hệ số công suất P = UIcos φ = RI2 đoạn mạch Trong đó, U giá trị hiệu dụng RLC nối tiếp điện áp, I giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện mạch điện cosφ gọi U  Z =R  cos   UR U hệ số công suất mạch điện Cơng suất tiêu thụ  Cơng thức tính hệ số cơng suất: mạch điện có cos = R, L, C mắc nối R Z tiếp công đó, R điện trở Z suất toả nhiệt tổng trở mạch điện điện trở R Nêu lí [Thơng hiểu] cần phải Cơng suất hao phí đường dây tải điện tăng hệ số công suất nơi tiêu thụ điện Php  rI2  r P2 U cos2  Trong đó, P cơng suất tiêu thụ, U điện áp hiệu dụng từ nhà máy, r điện trở dây tải điện Với công suất tiêu thụ, hệ số công suất nhỏ cơng suất hao phí đường dây lớn Vì để khắc phục điều này, nơi tiêu thụ điện năng, phải bố trí mạch điện cho hệ số công suất lớn Hệ số nhà nước quy định tối thiểu phải 0,85 MÁY BIẾN ÁP CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG QUY ĐỊNH TRONG CHƢƠNG MỨC ĐỘ THỂ HIỆN CỤ THỂ CỦA CHUẨN KT, KN TRÌNH 97 GHI CHÚ Giải thích nguyên [Thông hiểu] Ở chế độ không tải tắc hoạt động  Máy biến áp thiết bị có khả điện áp hiệu máy biến áp biến đổi điện áp xoay chiều dụng hai đầu  Máy biến áp gồm hai cuộn dây có số cuộn dây máy vòng khác nhau, quấn lõi sắt từ biến áp tỉ lệ với số khép kín (làm thép silic) Một vịng dây : hai cuộn dây nối với nguồn U2 N2 = U1 N1 điện xoay chiều gọi cuộn sơ cấp, có N1 vịng dây Cuộn thứ hai đó, U1 nối với tải tiêu thụ, gọi cuộn thứ cấp, điện áp cuộn có N2 vịng dây sơ cấp, U2 điện  Máy biến áp hoạt động dựa vào áp cuộn thứ tượng cảm ứng điện từ Nguồn phát điện cấp N2 N1 tạo nên điện áp xoay chiều tần số f Nếu hai đầu cuộn sơ cấp Dòng điện xoay máy biến áp chiều cuộn sơ cấp gây biến máy tăng áp, thiên từ thông trong hai cuộn Do cấu tạo máy biến áp, có lõi N2 N1 > < chất sắt từ nên đường sức máy hạ áp từ dòng điện cuộn sơ cấp gây Nếu điện hao qua cuộn sơ cấp, nói cách khác từ phí khơng đáng kể thơng qua vịng dây cuộn sơ (máy biến áp lí cấp cuộn thứ cấp Kết tưởng), chế độ cuộn thứ cấp có biến có tải cường độ thiên từ thơng, xuất suất dòng điện qua điện động cảm ứng Khi máy biến áp cuộn dây tỉ lệ làm việc, cuộn thứ cấp xuất nghịch với điện áp dòng điện xoay chiều tần số f với hiệu dụng hai dòng điện cuộn sơ cấp đầu cuộn : I1 U  I2 U1 98 Máy biến áp có nhiều ứng dụng đời sống kĩ thuật, truyền tải điện xa công nghiệp nấu chảy kim loại hàn điện MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG QUY MỨC ĐỘ THỂ HIỆN CỤ THỂ CỦA ĐỊNH TRONG CHUẨN KT, KN GHI CHÚ CHƢƠNG TRÌNH Giải thích [Thơng hiểu] Máy phát điện nguyên tắc hoạt  Mỗi máy phát điện xoay chiều kiểu xoay chiều ba pha động máy cảm ứng có hai phận chính: phần máy tạo ba phát điện xoay cảm nhằm tạo từ trường, cấu tạo suất điện động chiều nam châm vĩnh cửu nam châm xoay chiều hình sin điện; phần ứng gồm cuộn dây mà tần số, có dịng điện cảm ứng Bộ biên độ lệch pha phận đứng yên gọi stato, phận quay gọi rôto Máy phát điện xoay chiều có rơto phần cảm (nam châm vĩnh cửu nam châm điện) có p cặp cực từ, stato phần ứng (các cuộn dây) 2 đôi Cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha gồm hai phận: 99  Máy phát điện xoay chiều hoạt động - Stato gồm có ba dựa tượng cảm ứng điện từ cuộn dây hình trụ Khi rơto quay với tốc độ n (vịng/s) giống từ thơng qua cuộn dây stato đặt đường biến thiên tuần hồn với tần số f = np trịn ba vị trí Kết cuộn dây xuất đối xứng (ba trục suất điện động xoay chiều hình sin ba cuộn dây tần số f: nằm mặt e phẳng đường tròn, d dt đó, đồng quy tâm O d tốc độ biến thiên từ dt thông qua cuộn dây đường trịn lệch 120o) - Rơto nam châm vĩnh cửu nam châm điện quay quanh trục qua O Khi rôto quay với tốc độ góc ω cuộn dây stato xuất suất điện động cảm ứng biên độ, tần số, biên độ lệch pha 100 2 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG QUY MỨC ĐỘ THỂ HIỆN CỤ THỂ CỦA ĐỊNH TRONG CHUẨN KT, KN GHI CHÚ CHƢƠNG TRÌNH Giải thích [Thơng hiểu] Từ trường quay có nguyên tắc hoạt  Nguyên tắc hoạt động động điện vectơ cảm ứng từ động động không đồng ba pha dựa ur B quay trịn theo khơng đồng tượng cảm ứng điện từ tác dụng thời gian ba pha từ trường quay Có thể tạo từ  Một khung dây dẫn đặt từ trường trường quay với quay, khung quay theo từ trường nam châm hình với tốc độ góc nhỏ tốc độ quay chữ U cách từ trường Động hoạt động theo quay nam châm nguyên tắc gọi động không quanh trục đồng Đặt từ trường  Khi khung dây dẫn đặt từ trường quay (hoặc quay từ thơng qua khung dây biến nhiều) khung kín thiên, khung dây xuất dịng quay xung điện cảm ứng Từ trường tác dụng quanh trục trùng ngẫu lực lên khung dây làm khung dây với trục quay quay Theo định luật Len-xơ, chiều dịng từ trường, điện cảm ứng xuất khung phải khung quay, có tác dụng làm quay khung theo chiều tốc độ góc từ trường quay để chống lại biến thiên khung nhỏ từ thông từ trường qua khung dây tốc độ góc Kết khung quay nhanh dần đuổi từ trường theo tốc độ quay từ trường Tuy Mỗi động điện 101 nhiên tốc độ góc khung dây tăng có hai phận lên tốc độ biến thiên từ thơng qua rơto khung giảm đi, cường độ stato dòng điện cảm ứng, đồng thời momen - Rôto khung lực từ giảm Cho đến dây dẫn quay momen lực từ vừa đủ cân với tác dụng từ momen lực cản lực cản ma sát trường quay khung quay Tốc độ góc - Stato gồm ba khung nhỏ tốc độ góc từ trường cuộn dây đặt lệch quay  Trong động không đồng ba pha, từ trường quay tạo nên dòng điện ba pha chạy cuộn dây 2 vịng trịn Khi có dịng ba pha vào ba cuộn dây, xuất stato từ trường quay tác dụng vào rôto làm cho rôto quay theo với tốc độ nhỏ tốc độ quay từ trường Chuyển động quay rôto sử dụng để làm quay máy khác 102 MỤC LỤC Lời cảm ơn i Danh mục viết tắt ii Danh mục bảng iii Danh mục hình, sơ đồ iv Mục lục v MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng, khách thể nghiên cứu Vấn đề nghiên cứu Giả thuyết khoa học đề tài 10 Phương pháp nghiên cứu 10 7.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 10 Lịch sử nghiên cứu đóng góp đề tài 10 Cấu trúc luận văn 11 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 12 1.1 Một số vấn đề lý luận dạy học theo hướng tăng cường tính tích cực, tự lực người học 12 1.1.1 Những định hướng đổi phương pháp dạy học 12 1.1.2 Hoạt động dạy học theo quan điểm thuyết kiến tạo 13 1.1.2.1 Hoạt động học trình dạy học 14 1.1.2.2 Tổ chức tình vấn đề dạy học 15 1.1.2.3 Huy động vốn kiến thức, kinh nghiệm người học 15 1.1.2.4 Tổ chức hoạt động học tập hợp tác dạy học .16 1.1.2.5 Tổ chức hoạt động kiến tạo tri thức dạy học 16 1.1.3 Những đặc trưng dạy học tích cực 17 1.1.3.1 Dạy học tăng cường phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo thơng qua tổ chức thực hoạt động tích cực học sinh 17 1.1.3.2 Dạy học trọng rèn luyện phương pháp tự học phát huy lực học sinh .17 1.1.3.3 Dạy học tăng cường học tập cá thể phối hợp với học tập hợp tác .18 1.1.3.4 Dạy học trọng việc kết hợp đánh giá thầy với tự đánh giá trò 18 1.1.4 Q trình tự học vai trị tự học trình dạy học 19 103 1.1.4.1 Tự trình dạy học 19 1.1.4.2 Dạy học trọng rèn luyện tự học .19 1.1.4.3 Vị trí, vai trị tự học trình dạy học 21 1.2 Một số vấn đề phương pháp dạy học Vật lí 22 1.2.1 Đối tượng nhiệm vụ phương pháp dạy học Vật lí .22 1.2.2.Các nhiệm vụ dạy học Vật lí trường phổ thông 22 1.2.3 Những đường hình thành kiến thức Vật lí 23 1.2.3.1 Yêu cầu việc hình thành kiến thức vật lí 23 1.2.3.2 Logic hình thành khái niệm vật lí 24 1.2.3.3 Con đường hình thành đại lượng vật lí 24 1.2.3.4 Con đường hình thành thuyết vật lí .25 1.2.3.5 Con đường dạy học ứng dụng kỹ thuật vật lí 26 1.2.4 Bồi dưỡng cho học sinh phương pháp nhận thức vật lí phổ biến .27 1.2.4.1 Phương pháp thực nghiệm 27 1.2.4.2 Mơ hình phương pháp mơ hình .28 1.2.5 Các hình thức dạy học vật lí trường phổ thơng 29 1.2.6 Các phương tiện dạy học dạy học vật lí 30 1.3 Bài giảng điện tử dạy học vật lí 31 1.3.1 Khái niệm giảng điện tử 31 1.3.2 Ưu điểm hạn chế giảng điện tử dạy học vật lí 32 1.3.2.1 Ưu điểm 32 1.3.2.2 Hạn chế 33 1.3.3 Các yêu cầu giảng điện tử dạy học vật lí trường phổ thơng 33 1.3.4 Quy trình thiết kế giảng điện tử 34 1.4 Ứng dụng công nghệ thông tin cho việc xây dựng giảng điện tử 38 1.4.1 Phân loại giảng điện tử 38 1.4.2 Lựa chọn công nghệ xây dựng giảng điện tử 39 1.4.2.1 Ngôn ngữ HTML, CSS JavaScrip 40 1.4.2.2 Ngôn ngữ PHP hệ quản trị sở liệu MySQL 41 1.4.2.3 Công cụ viết mã 42 Kết luận chương 43 CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ PHẦN “DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG 44 2.1.Phân tích nội dung kiến thức phần “dòng điện xoay chiều” trường trung học phổ thông 44 2.1.1.Vị trí phần “dịng điện xoay chiều” chương trình vật lí 12 44 104 2.1.2.Tiến trình hình thành kiến khái niệm “dịng điện xoay chiều” theo sách giáo khoa 44 2.1.3.Chuẩn kiến thức, kĩ 45 2.1.4.Sơ đồ cấu trúc nội dung 47 2.2.Thực trạng trình tự học hoạt động dạy học trường trung học phổ thơng 47 2.2.1.Q trình tự học học sinh 48 2.2.2 Việc tổ chức trình tự học cho học sinh giáo viên 48 2.3 Xây dựng giảng điện tử phần “dòng điện xoay chiều” 49 2.3.1.Ý tưởng sư phạm việc xây dựng giảng điện tử phần “dòng điện xoay chiều” 49 2.3.2.Xây dựng cấu trúc giảng điện tử 51 2.3.3.Áp dụng quy trình xây dựng giảng điện tử 52 2.3.3.1.Thiết kế kịch 52 2.3.3.2.Số hóa nội dung dạy học 57 2.3.3.3.Thử nghiệm 58 2.3.3.4.Hoàn thiện, đánh giá, cải tiến giảng điện tử .61 2.4 Sử dụng giảng điện tử “dòng điện xoay chiều” trình tự học 61 2.4.1 Học sinh sử dụng giảng điện tử để tự học 61 2.4.2 Giáo viên sử dụng giảng điện tử để tổ chức trình học tập học sinh 62 Kết luận chương 63 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 64 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 64 3.1.1 Mục đích thực nghiệm 64 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 64 3.2 Đối tượng phương thức thực nghiệm sư phạm 66 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 66 3.2.2 Phương thức thực nghiệm sư phạm 66 3.3 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 67 3.3.1 Phân tích định tính q trình tự học trình thực nghiệm sư phạm 67 3.3.2 Kết định lượng trình thực nghiệm sư phạm 68 Kết luận chương 72 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 105 ... xây dựng giáo án điện tử phần “Dịng điện xoay chiều? ?? chương trình vật lí 12 trung học phổ thơng nhằm hỗ trợ q trình tự học học sinh 43 CHƢƠNG XÂY DỰNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ PHẦN “DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”... tiện ích, xây dựng giảng điện tử cho nội dung dạy học vật lí nhằm hỗ trợ trình tự học học sinh; áp dụng thử nghiệm vào phần “dịng điện xoay chiều? ?? (chương trình vật lí 12 trung học phổ thơng)... học học sinh -Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học mơn vật lí phần “dịng điện xoay chiều? ?? chương trình vật lí 12 giáo viên học sinh lớp 12 trung học phổ thông Vấn đề nghiên cứu Xây dựng giảng