STT Mục đích Mức độ Thường xuyên Thỉnh thoảng Rất ít Không sử dụng 1 Đọc tin tức, giải trí 34,7% 54,8% 10,5%
2 Trao đổi bài với GV, bạn học qua email, facebook, Zalo…
34,4% 43% 20,3% 2,3%
3 Tra cứu tài liệu học tập, video, mô phỏng,..
38,6% 42,5% 18,1% 0,8%
4 Tham gia khóa học trực tuyến 21,9% 40,6% 17,2% 20,3%
5 Làm bài kiểm tra trực tuyến 45,7% 30,2% 20,2% 3,9% Qua điều tra cho thấy học sinh gặp nhiều khó khăn trong việc lập kế hoạch học tập và thực hiện các thí nghiệm ở nhà cũng nhƣ trên lớp. Khả năng tự kiểm tra đánh giá còn hạn chế, ngại nêu quan điểm cá nhân trƣớc lớp. Chính vì những hạn chế đó
đã cản trở quá trình hình thành và phát triển tƣ duy khoa học của các em. Để khắc phục tình trạng trên thầy cô cần tạo cho các em môi trƣờng học tập hiệu quả, kích thích các e đƣa ra các ý tƣởng cá nhân và tạo động lực để các em đi tìm câu trả lời cho những ý tƣởng đó.
1.5.4.4. Kết quả điều tra những khó khăn chủ yếu và những sai lầm phổ biến của học sinh khi học chủ đề “Dòng điện không đổi”
Qua trao đổi trực tiếp với học sinh và phân tích bài làm của học sinh, đối chiếu với những nhận xét thu đƣợc khi đánh giá các bài kiểm tra mà giáo viên ra cho học sinh, xem xét vở bài tập của học sinh, chúng tôi nhận thấy khi học chủ đề “Dòng điện không đổi”, khó khăn chủ yếu của học sinh là:
- Chƣa hiểu rõ các khái niệm nhƣ: dòng điện không đổi, nguồn điện, suất điện động của nguồn điện, lực lạ bên trong nguồn điện, suất phản điện của máy thu điện. - Hay nhầm lẫn giá trị của cƣờng độ dòng điện khi các điện trở mắc nối tiếp và mắc song song.
- Hay nhầm lẫn giá trị hiệu điện thế khi các điện trở mắc nối tiếp hoặc song song. - Hay nhầm lẫn công thức tính điện trở tƣơng đƣơng khi các điện trở mắc nối tiếp và mắc song song.
- Thƣờng nhầm lẫn giữa các công thức tính công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch,công và công suất nguồn điện, công và công suất của máy thu. - Học sinh khó phân biệt đƣợc thế nào là đoạn mạch và toàn mạch (mạch kín). - Thƣờng hay bỏ qua giá trị của điện trở trong của nguồn điện và máy thu. - Thƣờng nhầm lẫn quy ƣớc về dấu của ở đoạn mạch chứa nguồn điện và máy thu. - Hay nhầm lẫn công thức tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn ghép nối tiếp, song song, xung đối.
- Học sinh thƣờng quên đơn vị của các đại lƣơng nhƣ: nhiệt lƣợng, công ,công suất, điện trở,…
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1
Với những cơ sở lý luận đƣợc trình bày ở chƣơng 1 cho thấy tầm quan trọng của việc rèn luyện tƣ duy khoa học cho học sinh trung học phổ thông. Từ đó tạo điều kiện cho học sinh lĩnh hội kiến thức đầy đủ, hiệu quả, và phát triển các kỹ năng mềm trong cuộc sống.
Qua khảo sát thực trạng dạy học ở các trƣờng phổ thông cho thấy: việc sử dụng các biện pháp nhằm phát triển tƣ duy khoa học cho học sinh trong dạy học vật lí vẫn còn hạn chế, việc rèn luyện các thao tác tƣ duy chƣa thật sự đƣợc chú trọng.
Từ những nghiên cứu trên, chúng tôi nhận thấy việc phát triển tƣ duy khoa học cho HS trong dạy học nói chung, dạy học vật lí nói riêng là một việc làm cần thiết. Trên cơ sở phân tích lí luận và thực tiễn của việc phát triển tƣ duy khoa học cho HS trong dạy học vật lí, chúng tôi nghiên cứu và đề xuất các tiến trình dạy học chủ đề “ Dòng điện không đổi” theo các giai đoạn của dạy học tìm toài khám phá nhằm phát triển tƣ duy khoa học của học sinh.
Chƣơng 2.
THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHỦ ĐỀ
“DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI”THEO PHƢƠNG PHÁP TÌM TÕI KHÁM PHÁNHẰM BỒI DƢỠNG TƢ DUY KHOA HỌC CỦA HỌC SINH
2.1. Phân tích cấu trúc nội dung chủ đề “Dòng điện không đổi” - Vật lí 11
2.1.1. Đặc điểm của chủ đề “Dòng điện không đổi” - Vật lí 11
Theo phân phối chƣơng trình thì chủ đề “ Dòng điện không đổi” gồm có 6 tiết lý thuyết, 4 tiết bài tập và 2 tiết thực hành.
Các kiến thức của chƣơng đƣợc xây dựng trên cơ sở kế thừa và phát triển kiến thức vật lí học sinh đã đƣợc học ở lớp 7 và lớp 9. Các khái niệm về dòng điện, cƣờng độ dòng điện, nguồn điện, điện năng tiêu thụ, công suất điện…; các định luật: định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần, định luật Jun – Lenxơ là những kiến thức nền, giúp học sinh học chủ đề “Dòng điện không đổi” -Vật lí 11. Nội dung của chủ đề đề cập đến các vấn đề sau:
- Bổ sung hoàn thiện các khái niệm: dòng điện, cƣờng độ dòng điện, hiệu điện thế, điện trở và các tác dụng của dòng điện.
- Giới thiệu nguồn điện, nguyên tắc hoạt động của các nguồn điện hóa (pin Vônta và Acquy), xây dựng khái niệm suất điện động nguồn điện.
- Xây dựng các khái niệm và biểu thức: công, công suất của dòng điện, công và công suất của nguồn điện, và hiệu suất của các dụng cụ tiêu thụ điện.
- Phát biểu và viết biểu thức của định luật Ôm toàn mạch, định luật Ôm đoạn mạch. - Cách mắc bộ nguồn điện: Nối tiếp, song song, hỗn hợp đối xứng.
Kiến thức chủ đề này nối tiếp chủ đề “Điện tích – Điện trƣờng”, và là nền tảng để nghiên cứu các kiến thức khác trong chƣơng trình vật lí phổ thông nhƣ: dòng điện trong các môi trƣờng, từ trƣờng, dòng điện xoay chiều.
Các kiến thức của chủ đề có nhiều ứng dụng trong đời sống và kỹ thuật. Ví dụ nhƣ: Dòng điện một chiều có thể dùng để thắp sáng, đèn pin cầm tay, đèn trên ô tô, xe máy hay dùng các bình acquy để thực hiện việc “đề máy”...
Các mạch điện dùng trong thực tế là tƣơng đối phức tạp, hầu hết các thiết bị điện đều có sự chuyển hóa năng lƣợng điện thành các dạng năng lƣợng khác nhau nên
đƣợc hiệu suất sử dụng điện, cần dùng các nguồn điện thích hợp và mắc thành bộ một cách hợp lí.
Việc chiếm lĩnh đƣợc các khái niệm và định luật của chủ đề “Dòng điện không đổi” sẽ giúp học sinh hiểu đƣợc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các dụng cụ điện thông thƣờng trong cuộc sống.
Qua phân tích đặc điểm của chủ đề, chúng tôi biết đƣợc học sinh đã biết những gì và cần hình thành, phát triển những kiến thức, kĩ năng nào. Đó chính là cơ sở để lựa chọn và đƣa ra các biện pháp phát triển tƣ duy khoa học phù hợp với yêu cầu về mục tiêu, nội dung chƣơng trình và trình độ của học sinh.
2.1.2. Cấu trúc nội dung chủ đề “Dòng điện không đổi” - Vật lí 11
Lôgic nội dung kiến thức của chủ đề có thể đƣợc mô tả bằng sơ đồ 2.1.
Sơ đồ 2.1. Cấu trúc nội dung của chủ đề “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11
Dòng điện không đổi
Các định luật Các đại lƣợng đặc trƣng cho
dòng điện không đổi
Hiệu điện thế Cƣờng độ dòng điện Định luật Jun- Lenxơ Định luật Ôm Công suất nguồn điện .Công suất máy thu Công của nguồn điện. Công máy thu Suất điện động. Suất phản điện. Điện trở Mắc nối tiếp Định luật Ôm đối với toàn mạch Định luật Ôm cho đoạn mạch Định luật Ôm đối với đoạn mạch chứa nguồn điện Định luật Ôm đối với đoạn mạch chứa máy thu Mắc song song Mắc xung đối Mắc nối tiếp Mắc song song Mắc hỗn hợp đối xứng
2.2. Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chủ đề “Dòng điện không đổi” - Vật lí 11
Theo nhƣ cấu trúc chƣơng trình trong sách giáo khoa của bộ thì chuẩn kiến thức, kĩ năng đƣợc thể hiện với mức độ cụ thể nhƣ sau:
1. Dòng điện không đổi, nguồn điện
STT
Chuẩn KT, KN quy định trong
chương trình
Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn
KT, KN Ghi chú 1 Nêu đƣợc khái niệm dòng điện, dòng điện không đổi và hiểu rõ các đặc trƣng của dòng điện không đổi [Thông hiểu]
- Dòng điện là dòng chuyển dời có hƣớng của các điện tích.
Cƣờng độ dòng điện đặc trƣng cho tác dụng mạnh hay yếu của dòng điện.
t q I
- Dòng điện không đổi có chiều và cƣờng độ không đổi theo thời gian.
q I t . Cƣờng độ dòng điện có đơn vị là A (Ampe) - Ôn các kiến thức đã đƣợc học về dòng điện ở lớp 7 và lớp 9, kiến thức về hiệu điện thế ở chƣơng 1.
- Đo cƣờng độ dòng điện bằng ampe kế, mắc nối tiếp
- Phân biệt rõ dòng điện không đổi và dòng điện một chiều. 2 Nêu đƣợc khái
niệm suất điện động của nguồn
[Thông hiểu]
- Bên trong nguồn có sự chuyển hóa từ các dạng năng lƣợng khác thành điện năng. Nguồn điện đã thực hiện công tạo ra hiệu điện thế và làm dịch chuyển các điện tích qua nguồn. Công nay do lực lạ thực hiện.
- Suất điện động Eđặc trƣng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện .
- Nguồn điện tạo ra và duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn
Số Vôn ghi trên nguồn là suất điện động. Khi nguồn để hở thì suất điện động chính là hiệu điện thế giữa hai cực của
trong đặc trƣng cho tác dụng cản trở dòng điện của nguồn. 3 Nêu đƣợc cấu tạo
chung của các nguồn điện hoá và phân biệt đƣợc pin và acquy
[Thông hiểu]
- Trong các nguồn điện hóa có sự chuyển từ hóa năng sang thành điện năng.
- Do tác dụng hoá học giữa chất điện phân và các cực của pin điện hoá mà mỗi cực đƣợc tích điện khác nhau, giữa chúng có một hiệu điện thế bằng giá trị suất điện động của pin..
- Acquy hoạt động dựa trên phản ứng hoá học thuận nghịch, nó tích trữ điện năng lúc nạp điện và giải phóng năng lƣợng khi phát điện.
Cấu tạo của pin điện hóa là hai cực có bản chất hóa học khác nhau ngâm trong chất điện phân
2.Điện năng tiêu thụ, công suất điện
S tt
Chuẩn KT, KN quy định trong chương
trình
Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT, KN
Ghi chú
1 - Viết và hiểu đƣợc ý nghĩa các đại lƣợng trong công thức tính công của dòng điện, công của nguồn - Xác định đƣợc công suất điện và công suất của nguồn điện
[Thông hiểu]
- Nguồn điện chuyển các dạng năng lƣợng khác thành điện năng, còn các thiết bị điện chuyển điện năng thành các dạng năng lƣợng khác.
Điện năng tiêu thụ trong đoạn mạch bằng công của lực điện dịch chuyển điện tích A= UIt.
Công suất điện P = UI
- Trên điện trở, điện năng chuyển thành nhiệt năng. Nhiệt lƣợng tỏa ra
Ôn lại kiến thức về công, công suất của dòng điện, định luật Jun-Len-xơ đã học ở lớp 7 và lớp 9 - Bên trong nguồn lực là làm dịch chuyển điện tícc. Bên ngoài lƣc điện làm dịch chuyển điện tích.
Vận dụng đƣợc công thức về công và công suất để làm bài tập liên quan.
Q = UIt = RI2t .
Công suất tỏa nhiệt P = RI2
- Công của nguồn là công của lực là làm dịch chuyển điện tích qua nguồn Ang = qE = EIt. Công suất nguồn điện Png = = E.I
[Vận dụng]
Biết cách áp dụng công thức tính công, của dòng điện, công của nguồn điện và công thức liên quan đến các đại lƣợng để làm bài tập về công và công suất
- Công suất là công thực hiện trong một đơn vị thời gian - Điện năng tiêu thụ đo bằng công tơ điện. Số chỉ trên công tơ là kWh. Với
1kWh = 3,6.106J
3.Định luật Ôm đối với toàn mạch.
S tt Chuẩn KT, KN quy định trong chương trình Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT, KN Ghi chú 1 Phát biểu chính xác và viết đƣợc biểu thức định luật Ôm toàn mạch.
[Thông hiểu]
- Định luật Ôm toàn mạch : Cƣờng độ dòng điện I chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động E của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với tổng trở toàn phần của mạch.
RN là điện trở tƣơng đƣơng của mạch ngoài
- Khi điên trở tƣơng đƣơng mạch
- U = IRN là độ giảm điện thế mạch ngoài Ir là độ giảm điện thế mạch trong.
E = I(RN + r) = IRN + Ir. Suất điện động của nguồn bằng tổng độ giảm thế mạch ngoài và mạch trong.
- Định luật Ôm hoàn toàn phù hợp định luật
t Ang
mạch.
[Vận dụng]
Áp dụng đƣợc định luật Ôm và các công thức liên quan giải toán về toàn mạch - Có thể tránh hiện tƣợng đoản mạch bằng cách mắc vào mạch cầu chì hoặc attomat. 2 Biết cách tính hiệu suất của nguồn điện
[Vận dụng].
Tính hiệu suất của nguồn điện theo công thức :
Nếu mạch ngoài chỉ có điện trở thì công thức tính hiệu suất của nguồn điện là :
Nhiệt lƣợng tỏa ra ở điện trở trong của nguồn làm nóng, gây hại cho nguồn, đây là điện năng hao phí trên nguồn. Nhƣ vậy công của nguồn không hoàn toàn có ích, nên có hiệu suất của nguồn.
4.Ghép các nguồn thành bộ S tt Chuẩn KT, KN quy định trong chương trình Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT, KN Ghi chú 1 - Viết đƣợc định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn và áp dụng
đƣợc để giải toán về đoạn mạch
[Thông hiểu]
- Nhận biết đƣợc đoạn mạch chứa nguồn và đoạn mạch chứa máy thu điện
- Viết dúng định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn với quy ƣớc về chiều dòng điện. AB AB AB E U E U I R r R [Vận dụng] Áp dụng đƣợc công thƣc định - Đoạn mạch chứa nguồn dòng điện đi vào cực âm và đi ra cực dƣơng của nguồn - Đoạn mạch chứa máy thu dòng điện đi vào cực dƣơng và đi ra cực âm của nguồn.
luật Ôm đoạn mạch chứa nguồn tính các đại lƣợng liên quan 2
- Nhận biết đƣợc các bộ ghép nguồn.
- Viết đƣợc công thức tính suất điện động và điện trở trong của các bộ nguồn ghép nối tiếp, song song, hỗn hợp đối xứng
.
[Thông hiểu]
- Bộ ghép nguồn nối tiếp: Eb = E1 + E2 + … + En
rb = r1 + r2 + … + rn
Nếu có n nguồn điện giống nhau mắc nối tiếp :
Eb = nE và r = nrb
- Bộ ghép nguồn song song Eb = E và rb r
n
- Bộ ghép nguồn hỗn hợp đối xứng gồm n dãy song song, mỗi dãy có m nguồn nooid tiếp
Eb = E ; rb m r. n
[Vận dụng]
Biết cách tính suất điện động và điện trở trong của các loại bộ nguồn mắc nối tiếp hoặc mắc song song để giải các bài toán về mạch điện.
- Trong bộ nguồn ghép nối tiếp, theo thứ tự liên tiếp, cực dƣơng của nguồn này nối với cực âm của nguồn kia.
- Trong bộ nguồn ghép song song các cực cùng tên của các nguồn đƣợc nối với nhau. Chỉ ghép song song các nguồn có cùng E và r
- Bộ nguồn ghép hỗn hợp đối xứng là sự kết hợp giữa ghép nối tiếp va song song của các nguồn có cùng E và r
2.3. Thiết kế phƣơng án dạy học chủ đề “Dòng điện không đổi” - Vật lí 11 theo phƣơng pháp tìm tòi khám phá phƣơng pháp tìm tòi khám phá
Dựa vào cấu trúc nội dung và những yêu cầu cần đạt trong dạy học chủ đề “Dòng điện không đổi”, để đảm bảo học sinh tiếp nhận đƣợc đầy dủ kiến thức,
- Bài 1. Các đại lƣợng đặc trƣng của dòng điện không đổi
- Bài 2. Chuyển hóa năng lƣợng trong mạch điện có dòng điện không đổi - Bài 3. Ghép nguồn thành bộ
- Bài 4. Định luật Ôm - Bài 5. Tổng kết chủ đề
BÀI 1. CÁC ĐẠI LƢỢNG ĐẶC TRƢNG CỦA DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI 1. Mục tiêu bài học