Đề tài nghiên cứu những khó khăn của học sinh trong việc giải bài tập phần này, để từ đó đưa ra những kiến giải nhằm khắc phục những khó khăn đó.. Mục đích lớn nhất của đề tài là đưa ra [r]
(1) SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT LANG CHÁNH Tên tác giả: Phạm Văn Tiến Tổ môn: Vật lý - CN Trường: THPT Lang Chánh SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG SƠ ĐỒ TƯ DUY TRONG VIỆC ÔN TẬP PHẦN MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG CHO HỌC SINH LỚP 12 TRƯỜNG THPT LANG CHÁNH Năm học: 2011 - 2012 Năm học: 2010 - 2011 (2) I MỞ ĐẦU Ý nghĩa đề tài SKKN Giáo dục là thiết chế xã hội, hoạt động dựa trên yêu cầu đơn đặt hàng xã hội đặt cho nó giai đoạn lịch sử và điều kiện cụ thể Do vậy, xây dựng mục tiêu giáo dục cho giáo dục trường cụ thể, ta phải vào mục tiêu chung giáo dục và điều kiện địa phương, nhà trường Thực tế giáo dục các trường THPT miền núi so với các trường miền xuôi tỉnh, nhìn chung đã khẳng định tính chính xác cho luận điểm trên Chẳng hạn trường THPT Lang Chánh, mục tiêu chúng ta không phải là đào tạo các học sinh giỏi mang tầm quốc gia, quốc tế, mà mục tiêu chúng ta có thể nói là dạy thật nhiều học sinh và nâng cao kết tốt nghiệp, kết thi Đại học học sinh Tuy nhiên với điều kiện có việc nâng cao kết thi Đại học theo cùng các trường miền xuôi thức là vấn đề lớn thầy và trò nhà trường Đối với môn Vật lý, môn có yêu cầu cao phương pháp tư và biến đổi toán học, thì vấn đề đó càng trở nên khó khăn và vất vả Điều đó đặt cho giáo viên nhiệm vụ xây dựng nhiều phương pháp dạy học phù hợp cho học sinh, nhằm nâng cao hiệu giáo dục điều kiện khó khăn này Theo cùng tư tưởng đó, tôi đã có nhiều ý tưởng phương pháp để học sinh làm bài tốt hơn, nhanh và hiệu Một ý tưởng đó là "sử dụng sơ đồ tư việc dạy học vật lý" Ý tưởng này chính là đề tài nghiện cứu tôi vòng hai năm học vừa qua và đây tôi trình bày phần nghiên cứu nhỏ, đó là "sử dụng sơ đồ tư việc ôn tập phần máy biến áp và truyền tải điện năng" Ý nghĩa thực tiễn đề tài: + Sử dụng sơ đồ tư việc dạy học, trước hết giúp hệ thống hóa kiến thức, giúp nêu rõ đường tiếp cận kiến thức cách khoa học nhất, từ đó rèn luyện kỹ phân tích, tổng hợp cho học sinh và tiết đến giảm cồng kềnh, phức tạp kiến thức + Đề tài đã phân tích phần thực trạng dạy - học trường THPT Lang Chánh, từ đó khắc phục phần khó khăn cho nhiệm vụ dạy học thân tôi đây và từ đó có thể nhân rộng cho các đồng nghiệp khác tổ môn Vật lý + Sử dụng sơ đồ tư việc ôn tập phần máy biến áp và truyền tải điện là đề tài nêu lên cách tiếp cận hoàn toàn cho vấn (3) đề không Cách trình bày tôi có thể chưa thực gọn gàng và khoa học song ít nhiều giúp bạn đọc, đặc biệt là học sinh làm bài tập phần này tốt + Đề tài là nguồn động viên, khích lệ cho giáo viên cùng ý tưởng, cùng đam mê nghiên cứu khoa học giáo dục thêm tự tin với ý tưởng sáng tạo mình Thực trạng đối tượng học sinh Do điều kiện là huyện miền núi, điều kiện kinh tế, xã hội còn nhiều khó khăn, ảnh hưởng đến chất lượng và hiêu giáo dục nói chung và kết học tập môn Vật lý học sinh nói riêng Vì vậy, quá trình học tập Vật lý học sinh thường gặp nhiều khó khăn Trong đó, ta có thể nêu các khó khăn điển hình sau đây: + Khó khăn việc phân tích bài toán Tìm các vấn đề cần giải bài toán + Khó khăn việc biến đổi các bài toán có công thức phức tạp + Khó khăn việc bao quát kiến thức và nắm chất vấn đề Để giải phần nào các khó khăn đó, giáo viên giảng dạy đây cần lựa chọn các phương pháp giảng dạy đặc trưng, phù hợp với thực tế đối tượng học sinh Điều kiện cụ thể thực đề tài 3.1 Nhiệm vụ giáo viên giao + Dạy học môn Vật lý + Chủ nhiệm lớp 11A1 3.2 Tình hình địa phương trường lớp Địa phương là huyện miền núi, điều kiện kinh tế, xã hội còn nhiều khó khăn, tỉ lệ học sinh học bậc THPT còn thấp, chất lượng đầu vào thấp Ở các bậc học dưới, học sinh thường không trang bị đầy đủ khả tư duy, kỹ biến đổi toán học Cơ sở vật chất nhà Trường tương đối đầy đủ Tuy nhiên, điều kiện vật chất mổi cá nhân học sinh phục vụ học tập lại tương đối hạn chế so với yêu cầu phát triển (4) II NỘI DUNG Đối tượng và khách thể nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng này là các bài tập phức tạp phần máy biến áp và truyền tải điện Đề tài nghiên cứu khó khăn học sinh việc giải bài tập phần này, để từ đó đưa kiến giải nhằm khắc phục khó khăn đó Mục đích lớn đề tài là đưa kiến giải hợp lý, nhằm nâng cao hiệu học tập học sinh 1.2 Khách thể nghiên cứu Về khách thể nghiên cứu, tôi chọn các nhóm học sinh ôn thi Đại học thuộc các lớp 12A1, 12A2 ( khóa 2008 - 2011 và 2009 - 2012), giảng dạy và thử nghiệm vòng hai năm học 2010 - 2011, 2011 - 2012 Trong quá trình nghiên cứu, tôi không chọn các nhóm so sánh tương phản, mà sử dụng hai phương pháp khác cho cùng nhóm các thời điểm khác và yêu cầu học sinh cho kết luận so sánh Đồng thới lấy kết làm bài tập theo hai phương pháp làm đánh giá ưu, nhược phương pháp Khó khăn học sinh gặp phải giải bài tập máy biến áp và truyền tải điện ăng Các bài toán thuộc phần này gồm nhiều bài toán tách từ các phần khác mạch truyền tải Đối với học sinh, các bài toán này có chung số điểm khó khăn sau đây: - Phân tích nhiều kiện để nhận biết các vấn đề phức tạp cần giải thuộc khoảng nào mạch truyền tải - Phải làm bài tập phức tạp với nhiều công thức gần giống và hay gây nhầm lẫn, thiếu bao quát - Đối với học sinh làm bài tập dạng này thường cho kết không cao, tốn quá nhiều thời gian làm bài so với mức cho phép Vậy, vấn đề là làm để học sinh vừa làm đúng và nhanh Điều này đạt sử dụng sơ đồ tư tổng quát sau đây Phương pháp sử dụng sơ đồ tư để ôn tập phần máy biến áp và truyền tải điện Sơ đồ tư duy: (5) MBA U I2 = I3 R0 I = I1 P0 P HM U1 U2 P1 P2 R P U3 Tải P3 HTT 3.2.Phân tích sơ đồ: Mạch nguồn pha tạo dòng điện có U, I và P đưa vào MBA thông qua dây dẫn có điện trở R0 và từ đó truền đến nơi tiêu thụ Đối với bài toán tổng quát này ta có thể dựa vào sơ đồ và phân tích sau: - Tại mạch nguồn: P U I - Hao phí trên dây nguồn: P0 I R0 U I R0 - Tại đầu vào sơ cấp MBA: U1 U U P1 I1.U1 P1 P P0 - Các hao phí và biến đổi trên MBA: U1 N1 U N2 P2 H M P1 I 2U H M I1U1 - Hao phí trên đường dây truyền tải: P I 22 R U I R - Tại tải tiêu thụ: U U U P3 I3 U P3 P2 P - Hiệu suất truyền tải điện năng: H TT Bài tập vận dụng P3 100% P1 (6) Ví dụ 1: Dòng điện xoay chiều pha có công suất P = 104 W đưa vào cuộn sơ cấp máy biến áp với U1 = 200 V, để truyền xa Biết N1 = 200 vòng, N2 = 4000 vòng và HM = 90% Dòng điện truyền đến tải qua dây có R = 20 Tính P3 tải và hiệu suất truyền tải điện * Sơ đồ truyền tải: MBA I2 = I HM U1 P1 R P U2 P2 U3 Tải P3 HTT * Giải: - Điện áp hai đầu cuộn thứ cấp là: U2 N2 U1 4 000 V= kV N1 - Công suất và cường độ dòng điện cuộn thứ cấp là: P2 H M P1 9.103 W I2 = P2 = 2,25 A U2 - Hao phí trên dây tải: P I 22 R 62,5 W - Công suất đến tải là: P3 P2 P 8937,5 W - Hiệu suất truyền tải điện năng: H TT P3 100% 89,375% P1 Ví dụ 2: Máy phát xoay chiều pha tao dòng điện xoay chiều có công suất P = 103 W và U = 250 V đưa vào cuộn sơ cấp máy biến áp nhờ dây dẫn có R0 2,5 , để truyền xa Biết N1 = 200 vòng, N2 = 2000 vòng và HM = 90% Xác định cường độ dòng điện và hiệu điện cuộn thứ cấp MBA * Sơ đồ truyền tải: R0 I = I1 HM U P P0 U1 U2 P1 P2 (7) * Giải: - Cường độ dòng điện vào cuộn sơ cấp là: I1 = I = P = 20 A U - Điện áp vào cuôn sơ cấp là: U1 U - R I = 200 V - Điện áp hai đầu cuộn thứ cấp là: U2 N2 U1 2000 V = kV N1 - Cường độ dòng điện cuộn thứ cấp là: I2 = H M I1.U1 = 1,8 A U2 Ví dụ 3: Máy phát xoay chiều pha tao dòng điện xoay chiều có công suất P = 4500 W và U = 225 V đưa vào cuộn sơ cấp máy biến áp nhờ dây dẫn có R0 1,25 Biết N1 = 200 vòng, N2 = 5000 vòng và HM = 90% Dòng điện truyền đến tải qua dây có R = 20 Tính P3 tải và hiệu suất truyền tải điện MBA I = I1 U I2 = I3 R0 HM P0 P U1 U2 P1 P2 R P HTT * Giải: - Cường độ dòng điện vào cuộn sơ cấp là: I1 = I = P = 20 A U - Điện áp vào cuôn sơ cấp là: U1 U - R I = 200 V - Điện áp hai đầu cuộn thứ cấp là: U2 N2 U1 5000 V = kV N1 - Công suất và cường độ dòng điện cuộn thứ cấp là: U3 Tải P3 (8) P2 = H M I1.U1 3600 W I2 = P2 = 0,72 A U2 - Hao phí trên dây tải: P I 22 R 10,368 W - Công suất đến tải là: P3 P2 P 3589, 632 W - Hiệu suất truyền tải điện năng: H TT P3 100% 89, 74% P1 Kết áp dụng thực tiễn đề tài 5.1 Nhóm khảo sát năm 2010 - 2011 TT HỌ VÀ TÊN LỚP MỖI BÀI KIỂM TRA GỒM CÂU TRẮC NGHIỆM PP TRUYỀN THỐNG PP MỚI SỐ CÂU ĐÚNG 12A1 Lê Thanh Thủy 4/5 12A1 Võ Thanh Hà 3/5 12A1 Đào Thị Thùy 4/5 12A1 Nguyễn Thị Hậu 3/5 12A1 Vũ Thu Trang 3/5 12A2 Lê Văn Thái 3/5 12A2 Lê Thị Kim 3/5 12A2 Hà Thị Quế 3/5 12A2 Lương Thị Phấn 3/5 12A2 10 Lê Thị Thu 3/5 5.2 Nhóm khảo sát năm 2011 - 2012 TT HỌ VÀ TÊN LỚP Bạch Hồng Ngọc Lê Tuấn Anh Lương Minh Tâm Đào Nguyên Tài Lê Thị Lượng Dương Thị Hương Lê Xuân Sang Hà Văn Kiên Phạm Thị Bích Phạm Thị Phương 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A2 12A2 12A2 32 phút 40 phút 25 phút 30 phút 40 phút 40 phút 40 phút 40 phút 33 phút 35 phút 5/5 5/5 4/5 4/5 5/5 4/5 4/5 3/5 3/5 4/5 THỜI GIAN LÀM 28 phút 27 phút 30 phút 30 phút 28 phút 33 phút 34 phút 40 phút 45 phút 33 phút III KẾT LUẬN Đánh giá chung đề tài SỐ CÂU ĐÚNG 5/5 4/5 5/5 5/5 4/5 4/5 4/5 5/5 5/5 5/5 THỜI GIAN LÀM 15 phút 17 phút 13 phút 16 phút 20 phút 20 phút 18 phút 18 phút 16 phút 20 phút MỖI BÀI KIỂM TRA GỒM CÂU TRẮC NGHIỆM PP TRUYỀN THỐNG PP MỚI SỐ CÂU ĐÚNG 10 THỜI GIAN LÀM SỐ CÂU ĐÚNG 5/5 5/5 5/5 5/5 5/5 5/5 5/5 4/5 4/5 5/5 G Chú THỜI GIAN LÀM 12 phút 11 phút 13 phút 15 phút 14 phút 16 phút 16 phút 23 phút 25 phút 18 phút G Chú (9) Đề tài này hướng đến vấn đề tương đối nhỏ Tuy nhiên, tác động nó đến vấn đề nghiên cứu lại cho kết tốt Mặt khác các đề thi Đại học thường có ít bài tập vấn đề này Như dùng phương pháp này thì giải bài tập đó có xác suất đúng cao và thời gian làm bài ngắn đáng kể Từ điều đó có thể cho kết luận ban đầu thực tốt phương pháp này, thì nâng cao hiệu làm bài học sinh các bài tập dạng này Từ đó, góp phần nâng cao kết học tập học sinh Tuy nhiên, quá trình nghiên cứu đề tài, còn nhiều khó khăn, bất cập nên kết còn chưa ý muốn, mong góp ý các đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện Bài học kinh nghiệm Để đề tài áp dụng có hiệu tốt nhất, cần lưu ý số điểm sau đây: + Trước ứng dụng đề tài này vào dạy học phải dạy tự luận tất các phần lý thuyết liên quan Đến đây thường học sinh không bao quát vấn đề phần kiến thức này Lúc này sử dụng sơ đồ tư để liên kết tất các phép toán rời rạc trên thành khối có hệ thống + Ôn tập phần kiến thức này cho học sinh vào hai buổi ôn tập khoảng tiết buổi + Cách thức ứng dụng phương pháp là đặt vấn đề phức tạp học sinh biết các phần lý thuyết đơn giản, đưa bài tập ngắn, sau đó mở rộng vấn đề và đưa học sinh vạo việc phải hệ thống kiến thức theo sơ đồ Cuối cùng là củng cố lại các bài tập đa dạng Sở dĩ phải làm là vì phải đảm bảo học sinh vừa hiểu sâu kiến thức, vừa rèn luyện tư và đồng thời nâng cao hiệu làm bài Như chúng ta vưa truyền tải đến học sinh vấn đề lớn chương trình, đồng thời rèn luyện tư cho học sinh Đề xuất, kiến nghị Nghiên cứu vấn đề và đưa các kiến giải hợp lý, và sáng tạo vấn đề đó là việc làm khó Áp dụng các kiến giải đó vào thực tế có hiệu có thể là đơn giản, có thể còn khó nhiều so với việc nghiên cứu các kiến giải đó Lợi đề tài này là dễ áp dụng vào thực tế Do vậy, tôi xin có số đề xuất các đồng nghiệp và các cấp quản lý giáo dục sau: (10) - Các đồng nghiệp đọc các vấn đề tôi nghiên cứu, hãy tìm sang kiến điểm đúng đắn và phù hợp với lớp mình dạy, để áp dụng vào bài dạy tốt Cũng có thể đào sâu các bài tập khó chương trình để phù hợp với học sinh có kiến thức và tư tốt học sinh trường THPT Lang Chánh - Về phía các cấp quản lý giáo dục, tôi đề xuất đánh giá đúng mức đề tài, để tôi có thể tiếp tục nghiên cứu và áp dụng đề tài vào thực tế giảng dạy Xin chận trọng cảm ơn! Lang Chánh, ngày 04 tháng năm 2012 Người thực Phạm Văn Tiến IV TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách Giáo khoa Vật lý 12 (Nâng cao )- Nguyễn Thế Khôi - NXB Giáo dục, năm 2008 - 2009 Sách Bài tâp Vật lý 12 (Nâng cao) - Nguyễn Thế Khôi - NXB Giáo dục, năm 2008 - 2009 Sách Giải toán Vật lý 12 - Bùi Quang Hân - NXB Giáo dục, năm 2003 (11) MỤC LỤC I MỞ ĐẦU Ý nghĩa đề tài SKKN 2 Thực trạng đối tượng học sinh 3 Điều kiện cụ thể thực đề tài II NỘI DUNG Đối tượng và khách thể nghiên cứu Khó khăn học sinh gặp phải giải bài tập ghép dụng cụ hệ, mạch dao động Phương pháp thống các phương trình phức tạp trên Bài tập so sánh 5 Kết áp dụng thực tiễn đề tài III KẾT LUẬN (12) Đánh giá chung đề tài Bài học kinh nghiệm Đề xuất, kiến nghị IV TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 (13)