Nâng cao hiệu quả dạy học chương dòng điện xoay chiều vật lý 12 chương trình chuẩn theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề

MỤC LỤC

Cấu trúc của dạy học giải quyết vấn đề

Nội dung hoạt động của GV là tạo cho được “vấn đề nhận thức” tức là tạo cho được mâu thuẫn khách quan giữa “cái đã biết và cái cần tìm” sau đó “cấy” mâu thuẫn khách quan đó vào tiến trình nhận thức của HS, tức là làm cho HS thấy được, cảm nhận được sự tồn tại hiển nhiên mâu thuẫn đó trên con đường học tập của. Nghệ thuật sư phạm của giáo viên sẽ giúp cho việc xây dựng các bài toán trung gian như là một chuỗi liên kết các mắt xích liên tục của các chu trình hoạt động, kích thích động cơ hoạt động, tổ chức và điều kiển quá trình đó, kiểm tra kết quả hoạt động.

Các điều kiện của dạy học của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề

Thiết bị dạy học phải đảm bảo tính đồng bộ, hệ thống và chất lượng cao: khi sử dụng cần lưu ý đến sự kết hợp giữa các thiết bị thông thường đã được và sẽ trang bị với các thiết bị hiện đại, giữa các thiết bị phải mua sắm với các thiết bị tự tạo. Trên cơ sở nhận thức sâu sắc nội dung vật lý kết hợp với những kỹ năng sư phạm cần thiết giáo viên xác định chớnh xỏc nội dung khoa học của bài học, phỏt biểu thành mệnh đề gọn, rừ; từ đó xây dựng tình huống có vấn đề, đặt học sinh trước câu hỏi nhận thức hấp dẫn ở tính thiết thực, bất ngờ, mới lạ; dẫn dắt học sinh giải quyết vấn đề bằng hệ thống câu hỏi định hướng hành động nhận thức theo tiến trình của nhận thức sáng tạo vật lý.

Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề

Đó là hệ thống câu hỏi do GV xây dựng thế nào để mỗi câu hỏi sau được suy ra từ câu hỏi trước, để việc đặt nó trong cuộc đàm thoại là có lý do, để tất cả các câu hỏi và lời giải của HS cho câu hỏi đó, tập hợp lại, cuối cùng sẽ giải quyết được một vấn đề nào đó, và điều chủ yếu là sao cho một số câu hỏi, và đa số câu hỏi hợp thành những bài toán nhỏ trên con đường đi tới lời giải cho bài toán cơ bản. Sau khi HS đã ý thức được vấn đề đặt ra (do GV hướng dẫn hoặc cao hơn nữa là HS tự lực đề xuất được vấn đề), HS tự mình vạch kế hoạch tìm tòi, xây dựng giả thuyết, tìm ra cách kiểm tra giả thuyết, tiến hành quan sát kiểm tra thí nghiệm, phân tích kết quả thí nghiệm, khái quát hóa, rút ra kết luận….

Nguyên tắc của dạy học giải quyết vấn đề

+ Tạo điều kiện cho HS phát huy được trí thông minh, sáng tạo, nâng cao hứng thú nhận thức, hình thành được nhu cầu tham gia hoạt động tìm kiếm. + Có thể dẫn đến tình trạng lạm dụng cũng như tình trạng không đảm bảo cho mọi HS cùng vươn lên tương đối đồng đều do có sự phân hoá trình độ mà không có sự cá biệt hoá.

Các phương pháp hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề trong học tập

Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần

Bằng trực giác (dựa trên kinh nghiệm và vốn hiểu biết), nhà khoa học dự đoán một câu trả lời, một giải pháp cho vấn đề đặt ra rồi tìm cách kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết bằng thực nghiệm. Tuy nhiên, giáo viên có thể tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh tập dượt những bước nhảy đó bằng cách phân chia một bước nhảy vọt lớn trong khoa học thành các bước nhỏ nằm trong vùng phát triển gần của học sinh.

Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát

Ở đây, không thể hoàn toàn sử dụng những kiến thức đã biết với con đường suy luận logic để suy ra kiến thức mà đòi hỏi sự sáng tạo thực sự, một bước nhảy vọt trong nhận thức. Trong khi lập luận để giải quyết vấn đề có nhiều phần sử dụng kiến thức cũ, phương pháp cũ thành công, chỉ đến một phần nào đó mới bế tắc, đòi hỏi phải tìm cái mới thực sự.

DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG MÔN VẬT LÝ 1. Dạy học giải quyết vấn đề trong bài học xây dựng kiến thức mới

Giai đoạn hướng dẫn giải quyết vấn đề: ở bài thí nghiệm thực hành thông thường, trong tài liệu hướng dẫn chi tiết các thao tác thí nghiệm, HS không cần phải xây dựng phương án thí nghiệm và phương án xử lý số liệu thí nghiệm; ở các thí nghiệm thực hành này phương án thí nghiệm không cho sẵn mà chỉ đưa ra nhiệm vụ kèm điều kiện về dụng cụ thí nghiệm. Dạy học GQVĐ có nội dung là: "Trong quá trình HS giải quyết một cách sáng tạo các vấn đề và bài toán có vấn đề trong một hệ thống nhất định thì diễn ra sự lĩnh hội sáng tạo các tri thức và kỹ năng, sự nắm kinh nghiệm hoạt động sáng tạo mà xã hội tích luỹ được, sự hình thành nhân cách có tính tích cực của người công dân, có trình độ phát triển cao và có ý thức tự giác của xã hội".

KIẾN THỨC KHOA HỌC VỀ DềNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Đại cương về dòng về dòng điện xoay chiều

  • Các mạch điện xoay chiều
    • Máy biến áp-Truyền tải điện năng
      • Các loại máy điện xoay chiều

        - Trường hợp cosϕ = 0 khi đó ϕ=±π2 ,đó là trường hợp đoạn mạch chỉ có C hoặc L hoặc cả L và C.Trong trường hợp này công suất tiêu thụ trên đoạn mạch là nhỏ nhất và bằng 0.khi đó nguồn điện có thể cung cấp cho toàn mạch một công suất khá lớn,khiến cho U và I của đoạn có thể khá lớn,nhưng đoạn mạch vẫn không tiêu thụ một phần nào công suất đó,có nghĩa là dòng điện không có hiệu quả có ích,trong khi đó một phần nhỏ của công suất vẫn bị hao phí trên đường dây tải điện. Đó là trường hợp thường gặp trong thực tế.Khi đó công suất tiêu thụ trên mạch P= UIcosϕ nhỏ hơn công suất cung cấp cho mạch UI.Muốn tăng cường hiệu quả của việc sử dụng điện năng,ta phải tìm cách nâng cao trị số của hệ số công suất cosϕ để đoạn mạch sử dụng phần lớn công suất do nguồn điện cung cấp cho nó.Mặt khác công suất tiêu thụ P= UIcosϕ có thể gồm công suất hữu ích(dưới dạng cơ năng,hóa năng) và một phần vô ích hao phí dưới dạng RI2(trừ trường hợp các máy thu chỉ tỏa nhiệt như bếp điện,bàn là.).

        Sơ đồ máy phát 1 pha có 3 cặp cực. Rôto là nam châm điện.
        Sơ đồ máy phát 1 pha có 3 cặp cực. Rôto là nam châm điện.

        MỤC TIấU DẠY HỌC CHƯƠNG “DềNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”

        Mục tiêu dạy học chương[19.42]

        Động cơ đồng bộ hai pha giống động cơ không đồng bộ hai pha chỉ khác rôto là nam châm điện.

        Nội dung dạy học chương

        * Nhóm kiến thức thứ nhất: Đại cương về dòng điện xoay chiều,nghiên cứu dòng điện xoay chiều trong các loại đoạn mạch xoay chiều:Chỉ có R,chỉ có L,chỉ có C và đoạn mạch RLC mắc nối tiếp về các phương diện:Sự lệch pha giữa dòng điện và điện áp hai đầu đoạn mạch,tổng trở,công suất tiêu thụ của đoạn mạch theo phương pháp giản đồ véc tơ và định luật Ôm cho từng đoạn. * Nhóm kiến thức thứ hai:Các máy điện,chúng ta xét ba loại máy điện :máy phát điện xoay chiều,động cơ điện và máy biến áp:Cả ba loại máy này đều nghiên cứu về nguyên tắc hoạt động,cấu tạo và hoạt động từng máy.Với động cơ điện ta nghiên cứu động cơ không động bộ ba pha,còn máy phát điện nghiên cứu máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha.

        Grap nội dung của chơng “Dòng điên xoay chiều“

        MỘT SỐ KIỂU TèNH HUỐNG Cể VẤN ĐỀ ĐIỂN HèNH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG”DềNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”

        Một học sinh lý luận như sau:Đặt vào hai đầu của một cuộn thuần cảm một điện áp xoay chiều u = U 2cosωt.Tuy là dòng điện xoay chiều,nhưng tại một thời điểm dòng điện i chạy theo một chiều xác định.Vì cuộn dây cũng là kim loại,nên theo định luật Ôm i và u tỷ lệ thuận với nhau.Và nếu gọi đại lượng cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm là RL theo định luật Ôm. Nhận xét:từ công thức R=ρSl nhận thấy để giảm điện trở r thì phải thay chất liệu làm dây dẫn(ví dụ thay dây đồng bằng dây bạc,vàng hoặc dây siêu dẫn) thì quá tốn kém.Nếu không thì phải tăng tiết diện của dây(nghĩa là tăng khối lượng kim. loại,tăng khối lượng cột điện để chống đừ dõy cú tiết diện lớn hơn..) thỡ cũng rất tốn kộm.Trong khi đú nếu tăng điện ỏp nơi phỏt thỡ đem lại hiệu quả rừ rệt,vỡ nếu tăng u lên 10 lần thì hao phí giảm đi 100 lần.

        THỰC TRẠNG DẠY HỌC CHƯƠNG “DềNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” Ở MỘT SỐ TRƯỜNG THPT HUYỆN QUỲNH LƯU

        Với những phân tích trên trong quá trình truyền tải điện năng đi xa lúc bắt đầu đưa dòng điện lên đường dây thì phải tăng điện áp,khi mđến nơi tiêu thụ phải giảm điện áp.Như vậy trong quá trình truyền tải điện năng phải sử dun gj những thiết bị đổi điện. - Một số trường có phòng học bộ môn nhưng chưa đạt tiêu chuẩn nên việc thực hiện một giờ dạy yêu cầu có sự hỗ trợ của các phương tiện dạy học, đặc biệt là các phương tiện dạy học hiện đại rất khó khăn và mất nhiều thời gian.

        CHUẨN BỊ CÁC ĐIỀU KIỆN CẦN THIẾT CHO TRIỂN KHAI DẠY HỌC CHƯƠNG “DềNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” THEO ĐỊNH HƯỚNG DẠY HỌC

          * Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều:Trong chương trình lớp 9 và lớp 11 khi học dòng điện một chiều không đổi chúng ta đã xây dựng được mối quan hệ giữa công suất tiêu thụ và các thông số của mạch điện như điện áp,cường độ dòng điện,điện trở.Trong mạch điện xoay chiều điện áp tức thời,cường độ tức thời.luôn luôn biến thiên điều hoà theo thời gian t,vậy công suất tức thời của dòng điện xoay chiều có biến thiên điều hoà không?Nếu biên thiên điều hoà thì tần số của nó so với tần số của i có gì khác,và công suất tức thời có giá trị âm như i và u không?Công suất tiêu thụ được biểu diễn bằng biểu thức nào,có phụ thuộc vào L và C không?. * Máy phát điện xoay chiều ba pha:Giáo viên đặt vấn đề như sau:Dùng mô hình giới thiệu cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha và hỏi:Nếu S cuộn dây giống nhau gắn cố định trên 1 vòng tròn tại ba vị trí đối xứng(ba trục đồng quy tạiO của đường tròn) thì khi Rôt quay ta được mấy suất điện động và các SĐĐ đó có tần số,biên độ và pha so với nhau như thế nào?Người ta mắc mạch ba pha theo mấy cách và mắc như thế nào?Thế nào là điện áp dây,điện áp pha,dòng điện pha,dòng điện dây?Quan hệ giữa dòng điện dâyvà dòng điện pha,diện áp dây và điện áp pha như thế nào với mọi cách mắc?Hãy chứng minh dể tìm ra các mối quan hệ đó?.

          ĐẠI CƯƠNG VỀ DềNG ĐIấN XOAY CHIỀU TT

          - Máy phát điện xoay chiều vẽ ở SGK phần cảm là Rôto,phần ứng là Stato Có trường hợp nào máy phát điện phần cảm là Stato,phần ứng là Rôto không?. - Để thành lập biểu thức tần số f của suất điện động trong máy phát điện xoay chiều một pha có n cặp cực ta đặt vấn đề như sau :Nếu máy phát điện có n cặp cực thì trong máy đó sau một vòng quay của roto diễn ra bao nhiêu chu kỳ biến đổi suất điện động?.

          Đại cương về dòng điện xoay chiều I- MỤC TIÊU

            -GV;Các em trả lời như vậy không sai nhưng chưa đầy đủ?Hỏi thế nào là dòng điện xoay chiều thì yêu cầu phải biết cường đọ và chiều của nó không đổi hay là thay đổi?Nếu thay đổi thì biến đổi theo quy luật nào?Biểu thức của nó được viết như thế nào?. -GV đặt vấn đề:thực nghiệm cho thấy dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt như dòng điện không đổi,mà công suất trung bình của dòng điện xoay chiều là P = P =12 RI02.Nếu đưa về dạng gống như công suất của dòng điện không đổi thì ta có kết quả như thế nào?.