8. Cấu trúc của luận văn
1.2.7. Các hình thức dạy học BTVL theo lý thuyết phát triển BTVL
GV đưa ra BTCB, yêu cầu học sinh giải các bài tập cơ. GV phân tích, mô hình hoá BTCB cơ bản để xác định dự kiện, ẩn số và phát triển bài tập theo phướng án 1 (hoán vị BT). Học sinh tự đặt BT theo phương án 1 và giải các BT theo phương án 1.
Sau đó GV phát triển BT theo phương án 2 và tường minh quá trình giải BT. Học sinh đặt BT và HS phát triển đề bài tập theo phương án 2 và giải BT mới. GV cho HS làm tương tự đối với đối với BTCB khác theo phương án 2.
1.2.7.2. Bài học ôn tập tổng kết
Trong tiết ôn tập tổng kết giải bài tập cần sử dụng các bài tập cho phép khái quát hoá nội dung các bài tập giúp học sinh nắm vững kiến thức đã học, khắc sâu thêm kiến thức, hệ thống hoá các khái niệm, các công thức, các định luật để từ đó áp dụng chúng.
Các bước tiến hành tương tự như hình thức luyện tập giải bài tập nhưng ở đây không chỉ dừng lại ở việc phát triển BT đến phương án 2 mà có thể phát triển BT theo phương án 3, phương án 4, phương án 5. Đặc biệt lưu ý từ BTCB sau khi phát triển BT thì tổng hợp được một chuỗi các BTCB khác trong chương.
1.2.7.3. Bài học kiểm tra, đánh giá
Bài học kiểm tra đánh giá là hình thức để đánh giá mức độ nắm vững kiến thức, khả năng vận dụng kiến thức của học sinh. Thông qua các bài tập cơ bản và phát triển BTCB theo lý thuyết phát triển DHVL có thể kiểm tra được: mức độ nắm vững kiến thức; kiểm tra được kĩ năng phát triển BT; kĩ năng thiết kế BT.
1.2.7.4. Tự học ở nhà
Thông các bài tập luyện tập ở lớp, học sinh có thể tự học ở nhà để củng cố thêm kiến thức đã học. Các em về nhà có thể giải BT tương tự như mà giáo viên đã hướng dẫn. Đồng thời về nhà các em tự đặt bài tập tự đặt BTCB, sau đó đặt các BT theo hướng phát triển bài tập lần lượt theo các phương án 1, phương án 2, phương án 3, phương án 4, phương án 5 và tự giải BT.
Dạy học BTVL theo lý thuyết phát triển BTVL là hình thức hữu hiệu để phát hiện và tuyển chọn các học sinh khá giỏi về Vật lí để bồi dưỡng học sinh khá giỏi. Thông qua giải BTCB và phát triển bài tập theo các phương án của lý thuyết phát triển bài tập có thể phụ đạo thêm cho học sinh yếu kém thông qua PA1, phát triển bài tập theo PA3, PA4, PA5 có mức độ khó tăng dần lên, bồi dưỡng học sinh khá giỏi. Để giải bài tập đòi hỏi học sinh phải đề xuất các phương án giải hay, hoặc nhiều cách giải và thực hiện các phương án đó. Bồi dưỡng học sinh giỏi theo quy trình sau:
GV đưa ra mô hình BTCB, yêu cầu học sinh đặt đề bài tập cho BTCB và giải bài tập đó.
GV phân tích, mô hình hoá BTCB để xác định dữ kiện, ẩn số và phát triển bài tập theo phương án 3, tường minh quá trình giải BT. Học sinh đặt BT và HS phát triển đề bài tập theo phương án 3 để được BT mới ở mức độ khó và giải BT mới.
Sau đó, GV phát triển BT theo phương án 4 và tường minh quá trình giải BT. Học sinh đặt BT và HS phát triển đề bài tập theo phương án 4 và giải BT mới.
Cuối cùng GV phát triển BT theo phương án 5 và tường minh quá trình giải BT. Học sinh đặt BT và HS phát triển đề bài tập theo phương án 5 và giải BT mới.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Trong quá trình DHVL, các BTVL có tầm quan trọng đặc biệt. Chúng được sử dụng theo các mục đích khác nhau. BTVL được hiểu là một vấn để đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy nghĩ lôgic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở định luật và các phương pháp vật lí. BTVL có vai trò quan trọng trong DHVL: là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức mới cho học sinh ở những lớp trên của bậc trung học phổ thông với trình độ toán học đã khá phát triển; là một phương tiện ôn tập, đào sâu, củng cố và mở rộng kiến thức; là một phương tiện giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát; là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh
tiện có hiệu quả để giáo dục tình yêu lao động, tinh thần tự lập, ý chí kiên trì vượt khó cho học sinh; là một phương tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức của học sinh.
BTVL rất phong phú và đa dạng, có thể là bài tập định tính, có thể là bài tập tínhtoán, có thể là bài tập thí nghiệm, có thể là bài tập đồ thị.
BTVL trong DHVL có vai trò hết sức quan trọng, việc sử dụng chúng lại càng quan trọng hơn. Cần phải nâng cao hiệu quả một giờ dạy vật lí và đặc biệt nâng cao hiệu quả của BTVL vừa chữa thì chúng ta cần phải làm sao trong giờ dạy BTVL học sinh không nhàm chán, phát hiện được đối tượng học sinh khá giỏi. Điều đó cho thấy cần vận dụng lý thuyết phát triển BTVL trong DHVL.
Phát triển BTCB thành BTTH làm cho học sinh không chỉ nắm được một bài tập mà thông qua đó nắm được nhiều bài tập nữa, học sinh không những nắm kiến thức một cách chắc chắn và sâu sắc mà còn làm tăng sự hứng thú, năng lực làm việc độc lập, tích cực nhận thức của học sinh. Vì ở đây học sinh vừa cố gắng hoàn thành nhiệm vụ cho mình bằng cách tự đặt ra các đề bài tập. Lúc này giáo viên chỉ đóng vai trò làm trọng tài và cố vấn là chủ yếu.
Phát triển BTVL vừa thực hiện tốt chức năng vai trò của BTVL, vừa góp phần phát triển năng lực tư duy, tư duy lôgic, tư duy biện chứng, tư duy sáng tạo của học sinh, vừa phát triển năng lực diễn đạt ngôn ngữ của HS. Việc học sinh tự đặt các đề bài tập để phát triển BTVL (sáng tạo các bài tập trên cơ sở BTCB) là biện pháp biến học sinh từ thụ động giải bài tập thành chủ động giải BT và hệ thống hoá BT, biến học thành tự học, hạn chế việc học sinh đến các lớp học thêm, lò luyện thi vừa tốn công sức tiền của vừa không phát huy năng lực tự học của học sinh.
Vậy thông qua việc phát triển BTVL kiến thức của học sinh không những được nâng cao mà học sinh chủ động đề xuất các vấn đề giải quyết, phát huy tính tự học, khơi dậy được tính tích cực, tư duy sáng tạo, góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn vật lý nói riêng và trong dạy học nói chung.
Chương 2
DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP VẬT LÝ
2.1. Vị trí, đặc điểm của chương “Dòng điện không đổi” 2.1.1. Vị trí
Chương “Dòng điện không đổi” có vai trò rất quan trọng trong chương trình Vật lí phổ thông. Các ứng dụng của dòng điện không đổi trong cuộc sống rất phong phú, khi nắm vững các kiến thức về dòng điện không đổi thì HS mới giải thích được một số hiện tượng, quá trình vật lí diễn ra xung quanh ta. Ngoài ra các em còn có thể vận dụng kiến thức của dòng điện không đổi phục vụ cuộc sống.
Chương trình Vật lí 11 chương trình Chuẩn lần lượt gồm: Điện tích, điện trường, dòng điện không đổi, dòng điện trong các môi trường, từ trường, cảm ứng điện từ, khúc xạ ánh sáng, mắt và các dụng cụ quang. Trong đó lý thuyết chiếm 42 tiết, thực hành chiếm 5 tiết, bài tập chiếm 16 tiết, kiểm tra chiếm 6 tiết.
Chương “Dòng điện không đổi” thuộc chương 2 của chương trình vật lí 11 THPT, được đặt sau chương “Điện tích-Điện trường” và sau khi học xong các định luật bảo toàn lớp 10, Chương 1 “Điện học” ở lớp 9. Việc sắp xếp này là hợp lý, thuận tiện cho giáo viên và đảm bảo được việc tận dụng tối đa những tri thức để khảo sát dòng điện trong các môi trường. Đó là những kiến thức nền tảng để HS có thể học chương “Dòng điện không đổi”.
Mặt khác so với các phần kiến thức còn lại thì số tiết phân bố cho chương “Dòng điện không đổi” trong chương trình là khá nhiều, chiếm 10 tiết. Điều đó cho thấy rằng kiến thức về “Dòng điện không đổi” là hết sức quan trọng, là một trong những phần kiến thức trọng tâm trong chương trình Vật lí 11.
Những kiến thức cơ bản của chương “Dòng điện không đổi” có ứng dụng rất lớn trong kỹ thuật và đời sống. Trong kỹ thuật dựa vào nguyên lý hoạt động của máy điện mà ngành kỹ thuật chế tạo ra nhiều loại máy để phục vụ cho khoa học và đời sống.
Vì thế khi giảng dạy chương này cần phải tổ chức cho học sinh biết liên hệ tới nội dung liên quan ở các bài học khác, không nên độc lập tách rời nội dung của các
ứng dụng của nó trong đời sống. Điều này góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh.
2.1.2. Đặc điểm của chương “Dòng điện không đổi” lớp 11 THPT
Chương “Dòng điện không đổi” là một trong những chương trọng tâm của chương trình Vật lí 11 THPT. Kiến thức của chương này là sự kế thừa và kết hợp những kiến thức cơ bản của chương “Điện học” (lớp 9) và chương “Điện tích. Điện trường”.Vì vậy, nội dung kiến thức của chương rất trừu tượng. Để tiếp thu tốt những kiến thức chương “Dòng điện không đổi” đòi hỏi HS phải có những hiểu biết cơ bản của chương điện học, đặc biệt là đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song, bên cạnh đó HS cần ôn tập lại một số kiến thức liên quan đến dòng điện không đổi mà điển hình là cường độ dòng điện, điện áp và công suất. . . .
Trong chương trình Vật lí 11 THPT, phần “Dòng điện không đổi” được mở đầu bằng việc trình bày Dòng điện không đổi, nguồn điện (khái niệm dòng điện, cường độ dòng điện, dòng điện không đổi, nguồn điện, suất điện động của nguồn điện, pin và acquy). Sau đó đến điện năng, công suất điện, định luật Ôm đối với đoạn mạch, được trình bày như là một phần bổ sung hoàn chỉnh cho những lý thuyết cơ bản về dòng điện không đổi. Những kiến thức cơ bản ghép các nguồn điện thành bộ, phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch được trình bày sau cùng.
Tuy kiến thức chương “Dòng điện không đổi” có tính trừu tượng cao nhưng nó lại hết sức gần gủi, sát với thực tế đời sống, có nhiều ứng dụng trong khoa học - kỹ thuật và mang lại những hỗ trợ tích cực cho cuộc sống. Khi dạy chương này, bên cạnh việc hướng dẫn các em tiếp thu kiến thức thật tốt thì mặt khác luôn có biện pháp kích thích hứng thú học tập, luôn gắn bài học với thực tiễn cuộc sống xung quanh. Từ đó hình thành cho các em kĩ năng tư duy, năng lực sáng tạo, phương pháp và kĩ thuật khoa học đáp ứng được những yêu cầu của cuộc sống hiện tại và tương lai.
2.2. Mục tiêu theo chuẩn kiến thức, kỹ năng [46 ; 12]
Mục tiêu dạy học chương “Dòng điện không đổi” lớp 11 THPT là:
- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức suất điện động của nguồn điện.
- Nêu được công của dòng điện là số đo điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua. Chỉ ra được lực nào thực hiện công ấy.
-Chỉ ra được mối liên hệ giữa công của lực lạ thực hiện bên trong nguồn điện và điện năng tiêu thụ trong mạch kín.
-Phát biểu được nội dung định luật Ôm đối với toàn mạch.
-Nắm được mối quan hệ giữa suất điện động của nguồn và tổng độ giảm thế trong và ngoài nguồn.
-Tự suy ra được định luật Ôm đối với toàn mạch từ định luật bảo toàn năng lượng.
-Trình bày được khái niệm hiệu suất của nguồn điện.
-Nêu được chiều dòng điện chạy qua đoạn mạch chứa nguồn điện.
Về kĩ năng
- Giải thích được vì sao nguồn điện có thể duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó và nguồn điện là nguồn năng lượng.
- Vận dụng được các hệ thức I= ∆Q/∆t ; I= q/t ; E =A/q để tính một đại lượng khi biết các đại lượng còn lại theo các đơn vị tương ứng phù hợp.
-Tính được điện năng tiêu thụ và công suất điện của một đoạn mạch theo các đại lượng liên quan và ngược lại.
-Tính được công và công suất của nguồn điện theo các đại lượng liên quan và ngược lại.
-Giải các dạng bài tập có liên quan đến định luật Ôm đối với toàn mạch. -Nhận biết được các loại bộ nguồn nối tiếp, song song.
-Tính được suất điện động và điện trở trong của các loại bộ nguồn ghép.
Về thái độ
- Học sinh có hứng thú học tập vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học, có thái độ khách quan trung thực, tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác, tích cực tìm hiểu thực tế về vấn đề vừa học.
- Có ý thức vận dụng những hiểu biết về dòng điện không đổi vào đời sống nhằm cải thiện điều kiện sống, học tập.
2.3. Nội dung dạy học chương “Dòng điện không đổi”
2.3.1. Các đơn vị kiến thức cơ bản của chương “Dòng điện không đổi” 1). Nguồn điện
-Các đại lượng đặc trưng cho nguồn điện: • Suất điện động: E = A/q
• Điện trở trong: r
-Công của nguồn điện: Ang = q E = EIt -Công suất: P = EI
2). Điện năng. Công suất điện
- Điện năng tiêu thụ của mạch điện: A =qU = UIt -Công suất điện: P =
t A
= UI -Định luật Jun-Len xơ: Q=RI2 t
-Công suất toả nhiệt của vật dẫn : P =
t Q
= RI2
-Công của nguồn điện Ang = q E = EIt -Công suất của nguồn điện: Png =
t Ang
= EI
-Công của nguồn điện sản ra trong thời gian t: A = EIt -Nhiệt lượng toả ra trên toàn mạch: Q = (RN + r)I2t -Hiệu suất nguồn điện: H = UN/ E
3). Định luật Ôm
-Đoạn mạch chỉ chứa R : I = U/R
-Công thức tổng quát của định luật Ôm đối với các loại đoạn mạch: UBA = VB – VA = E – (R + r).IAB.
=> UAB = VA – VB = (R + r). IAB – E
UAB = VA – VB = (R + r). IAB + E
-Toàn mạch : I = E /(RN+r)
-Đoạn mạch chứa nguồn: I = E –UAB /(R+r)
4). Mắc nguồn điện thành bộ
A B
-Bộ nguồn ghép nối tiếp:
Eb = E1 + E2 + … + En
rb = r1 + r2 + … + rn
Trường hợp có n nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động E và điện trở trong r ghép nối tiếp thì: Eb = n E ; rb = nr.
-Bộ nguồn song song : Nếu có m nguồn giống nhau mỗi cái có suất điện động E và điện trở trong r ghép song song thì:
Eb = E ; rb =
m r
-Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng: Eb=m E ; rb= m.r/n. Với n dãy ghép song song với nhau, mỗi dãy gồm m nguồn điện giống nhau ghép nối tiếp.
2.3.2. Cấu trúc lôgic chương “Dòng điện không đổi” chương trình chuẩn
Căn cứ vào sự sắp xếp các đơn vị nội dung chương “Dòng điện không đổi” ở sách giáo khoa, ta có thể đưa ra được sơ đồ cấu trúc lôgic nội dung của chương như sau: Mắc nguồn thành bộ Bộ nguồn nối tiếp Bộ nguồn song song Định luật Ohm Đoạn mạch chỉ chứa R Toàn mạch Điện năng Công suất điện
- Điện năng tiêu thụ của mạch điện: A=qU=UIt. - Công suất điện: P =UI - Định luật: Jun-Len-xơ: Q=RI2t. - Công suất Nguồn điện Các đại lượng đặc trưng cho nguồn điện: - Sđđ: . - Điện trở trong:r - Công của nguồn điện: - Công suất:
2.4. Thực trạng dạy học bài tậpVật lí chương “Dòng điện không đổi” ở một số trường THPT TP.Hồ Chí Minh
Trong năm học qua tôi tiến hành tìm hiểu việc giảng dạy Vật lí chương “Dòng