1.2 .Cơ sở lý luận về hoạt động tự học củaHS
1.7.4. Kết quả điều tra
Thực trạng trang thiết bị, CSVC, tình hình ứng dụng CNTT vào dạy học vật lí ở trường THPT Thành Đơng như sau:
- Trường có cơ sở vật chất tương đối đầy đủ, có bề dày thành tích về dạy và học. Đội ngũ giáo viên giàu kinh nghiệm, có chun mơn vững và tâm huyết với nghề.
- Trường có 01 phịng thí nghiệm phục vụ cho giảng dạy mơn Vật lý, hằng năm được bổ sung thiết bị thí nghiệm đầy đủ. Nhưng, các thiết bị thí nghiệm chưa được sắp xếp và được bảo quản hợp lý. Khơng có nhân viên thí nghiệm chuyên trách nên thiết bị thí nghiệm khơng được bảo quản theo đúng quy trình, thiết bị thí nghiệm nhanh bị xuống cấp và thiếu độ chính xác khi sử dụng. Vì vậy, các giáo viên cịn ít sử dụng thí nghiệm khi giảng dạy.
- Trường có 01 phịng máy vi tính được nối mạng và được trang bị thiết bị ứng dụng công nghệ trong dạy học như máy tính, máy chiếu…
Sau khi điều tra về ứng dụng CNTT trong dạy học Vật lý và tình hình dạy học chương “ Dòng điện xoay chiều” tại trường THPT Thành Đông bằng phiếu điều tra, kết quả thu được như sau :
- Số giáo viên được hỏi 10/10 ( 100%). - Số giáo viên trả lời 10/10 (100%).
Bảng 1.1. Số liệu điều tra tình hình ứng dụng CNTT trong dạy học Vật lý
Lựa chọn Câu
Lựa chọn 1 Lựa chọn 2 Lựa chọn 3 Lựa chọn 4 SL % SL % SL % SL % Câu 1 10 100 Câu 2 8 80 3 30 7 70 Câu 3 9 90 1 10 Câu 4a 10 100 Câu 4b 2 20 8 80 Câu 4c 4 40 6 60 Câu 5 1 10 9 90 Câu 6 9 90 1 10 Câu 8a 3 30 7 70 Câu 8b 4 40 6 60 Qua kết quả của phiếu điều tra cho thấy:
+ Khả năng sử dụng máy vi tính cịn hạn chế (có đồng chí cịn chưa biết sử dụng). Phần mềm mà giáo viên sử dụng chủ yếu là Word và PowerPoint. Đa số GV vẫn chỉ sử dụng CNTT như là một cơng cụ để soạn giáo án hay trình chiếu bài giảng bằng Powerpoint hỗ trờ dạy học mà chưa biết khai thác Internet, chưa bao giờ sử dụng sách điện tử (E-Book) trong dạy học.
+ Giáo viên có sử dụng cơng cụ hỗ trợ giảng dạy như máy chiếu trong quá trình giảng dạy nhưng cịn ít 1 đến 2 lần trong một học kì (chỉ sử dụng khi hội giảng và dự giờ) và chưa khai thác được hết các thế mạnh của mạng Internet.
+ Chương “ Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12, về kiến thức rất trừu tượng, thí nghiệm hỗ trợ giảng dạy cho phần kiến thức này rất ít hoặc nếu có thì rất khó sử dụng nên giáo viên khi dạy chương này chủ yếu dùng phương pháp thuyết trình theo trình tự như sách giáo khoa.
Thực trạng về vấn đề tự học của HS trong dạy học. - Về hoạt động dạy của GV:
+ Phương pháp giảng dạy chủ yếu là thuyết trình, GV đã chú ý tới việc “gợi mở” để HS tự tìm tịi, tự lực giải quyết vấn đề hoặc thảo luận đề xuất ý kiến xây dựng bài, đa số các lớp được học tại phịng có máy chiếu đều được xem các video thí nghiệm, một số ứng dụng CNTT vào dạy học qua các bài giảng có sử dụng giáo án điện tử.
+ Khi dạy chương “ Dòng điện xoay chiều”, GV cũng đã sử dụng các mơ hình trực quan sinh động về máy phát điện xoay chiều, máy biến áp, động cơ điên… + Đa số GV được điều tra, khảo sát cho rằng: việc tự học ở nhà là hoạt động bắtt buộc của HS, nhằm mục đích ơn tập bài học trên lớp, rèn luyện các kĩ năng cần thiết và làm các câu hỏi bài tập trong SGK và sách bài tập là những yêu cầu tối thiểu mà HS nào cũng phải thực hiện. GV kiểm tra đánh giá mức độ hoàn thành nhiệm vụ của HS. Như vậy, GV cho rằng hoạt động tự học của HS theo định hướng của các câu hỏi và bài tập trong SGK. Để hướng dẫn HS tự học thì đa số các GV cho rằng : học thuộc lòng lý thuyết, làm bài tập về nhà, đọc bài mới. Để đánh giá khả năng tự học của HS, các GV đều cho rằng đặt câu hởi mở rộng, nâng cao liên quan đến bài học, kiểm tra bài cũ, kiểm tra bài tập đã giao về nhà.
+ Đa số các GV được hỏi đều cho rằng các khó khăn, sai lầm mà HS hay mắc phải trong chương “Dòng điện xoay chiều” là: HS khơng biết hiện tượng vật lí xảy ra như nào, mà chỉ tìm cơng thức áp dụng tính tốn, nhầm lẫn độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện tức thời trong đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa tụ điện hay đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa cuộn dây thuần cảm, nhầm lẫn giữa giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại, nhầm lẫn giữa dung kháng và cảm kháng, không hiểu bản chất nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.
+ Các hình thức kiểm tra đánh giá được sử dụng trong chương “ Dòng điện xoay chiều” là kiểm tra trắc nghiệm.
- Đối với HS:
+ Đa số HS được hỏi đều cho rằng học để có kiến thức và thi đỗ đại học. Phần lớn học sinh chủ yếu học thuộc lòng các kiến thức sách giáo khoa và thầy cô cung cấp, tiếp thu kiến thức một cách thụ động máy móc. Nhận thức chủ yếu ở mức nhận biết, tái tạo và vận dụng.
chỉ là học thuộc bài cũ, làm đủ bài tập được giao. Tài liệu tự học của các em chỉ là vở ghi, SGK, sách tham khảo, rất ít HS khai thác thơng tin trên mạng Internet.
Nguyên nhân của thực trạng trên:
-Do nội dung thi cử THPT quốc gia vẫn còn nạng về lý thuyết và bài tập, ít liên quan đến thực tiễn cuộc sống.
- Việc đánh giá giờ dạy của GV còn nhiều bất cập: như đánh giá qua các kì thi, qua điểm số của HS. trên lớp, GV chủ yếu quan tâm đến việc làm thế nào để truyền tải đầy đủ kiến thức SGK cho HS trong khỏng thời gian 1 tiết (45 phút), việc thảo luận nhóm sẽ mất nhiều thời gian có thể làm cháy giáo án của GV. Cho nên HS thường tiếp thu kiến thức một cách thụ động, ít chịu tự lực suy nghĩ và tự lự chiếm lĩnh kiến thức từ đó khơng hiểu bản chất của vấn đề dẫn đến sự nhầm lẫn, hiểu không sâu và rất nhanh quên.
- Do PPCT mơn vật lí 12 dành ít thời gian cho luyện tập các dạng bài tập nên GV thường tranh thủ dạy nhanh lý thuyết để thời gian chữa bài tập cho HS.
- Hầu hết các GV đều thấy được lợi ích của việc ứng dụng CNTT vào dạy học vật lí, tuy nhiên các khó khăn về CSVC hơn nữa là trình độ tin học của GV không đồng đều và mất khá nhiều thời gian chuẩn bị.
-HS quen lối học thụ động “lười” suy nghĩ, gặp vấn đề mới thường phải có dự trợ giúp của GV. HS rất ít khi tự động lên Internet để tìm thêm các bài tập hay giải thích các hiện tượng trong cuộc sống. Nguyên nhân là do HS hiện nay chỉ sử dụng máy tính để thực hành tin học hay chỉ để nghe nhạc, chơi điện tử hay tìm kiếm các thơng tin giả trí
Kết luận chƣơng 1
Trong chương 1, chúng tơi đã trình bày các vấn đề sau: 1. Cơ sở lý luận về hoạt động tự học.
Trong luận điểm này, chúng tơi lần lượt trình bày về các quan điểm tự học, vai trị của tự họccác hình thức của tự học, tự học trong nhà trường THPT.
2. Ứng dụng CNTT trong dạy học vật lí.
Chúng tơi đã phân tích vai trị, tác dụng của việc ứng dụng CNTT trong dạy học vật lí. Đồng thời qua tổng hợp các phiếu điều tra, qua việc trao đổi, gặp gỡ với GV và HS, chúng tơi trình bày thực trạng của việc ứng dụng CNTT và việc phát triển hoạt động tự học của HS trong dạy học vật lí ở trường THPT Thành Đơng và phân tích nghun nhân của thực trạng trên.
3. Cơ sở lí thuyết về Ebook
Trong luận điểm này, chúng tơi lần lượt trình bày về các khái niệm Ebook, ưu nhược điểm của Ebook, quy trình thiết kế Ebook, các yêu cầu của việc thiết kê Ebookvà tìm hiểu, lựa chọn phần mềm thiết kế Ebook.
Tất cả những cơ sở lí luận và thực tiễn trên sẽ giúp chúng tôi vận dụng để nghiên cứu xây dựng Ebook chương “Dịng điện xoay chiều” –Vật lí 12 theo hướng hỗ trợ hoạt động tự học của HS trong chương này.
CHƢƠNG 2
XÂY DG 2 VÀ SV DG 2ng hỗ PH D:“DÒNG ĐI2ng hỗ trợ ho” –VG ĐI2ng 2.1. Giới thiệu khái quát chƣơng “Dòng iện xoay chiều SGK vật lí 12
2.1.1. Vị trí, vai trị và đặc điểm của chương “Dịng điện xoay chiều” – Vật lí 12
Theo phân phối chương trình trên ta thấy chương “Dịng điện xoay chiều” là chường chiếm số tiết khá lớn (14 70) trong chương trình vật lí 12 (chiếm 20%), trong đó tiết lý thuyết là 8 (chiếm 57,14% tổng số tiết chủa chương), số tiết thực hành là 2 (chiếm 14,28% tổng số tiết của chương) và số tiết bài tập là 428,57% tổng số tiết của chương).
Chương III; Dòng điện xoay chiều của vật lý 12 được đặt sau chương “Dao động cơ”, do đó học sinh có thể dựa vào sự tuơng tự Điện- Cơ để hiểu và chấp nhận một số kiến thức dẽ dàng hơn.
Chương dòng điện xoay chiều giúp học sinh có một số kiến thức thơng dụng trong cuộc sống về lĩnh vực điện , một lĩnh vực rất gần gũi và thiết thực vói học sinh. Như vậy chương dịng điện xoay chiều khơng chỉ quan trọng mà nó cịn có vai trị to lớn trong việc hồn thiện kiến thức về mặt thực tiễn cho học sinh.
2.1.2. Cấu trúc nội dung chương “Dòng điện xoay chiều”
- Chương “ Dòng điện xoay chiều” giúp học sinh có được những kiến thức cần thiết về dòng điện mà chúng ta đang sử dụng: nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều, các loại mạch điện xoay chiều, cách sản xuất và truyền tải điện năng đi xa như thế nào?
Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “ Dịng điện xoay chiều”
2.1.3. Phân tích nội dung kiến thức chương “ Dịng điện xoay chiều”- vật lí 12
2.1.2.1. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
Dịng điện xoay chiều xuất hiện trong vịng dây kín khi ta quay vịng dây kín đó trong một từ trường đều với vận tốc góc khơng đổi .Khi quay vòng dây trong
khoảng thời gian t>0, từ thông qua mạch là: . Theo định luật
Faraday, suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây là: e=
. Nếu vịng dây kín có điện trở R thì cường độ dịng điện qua vịng dây
là: i= . Đặt . Ta được i= . Các ĐL đặc trưng K/N e,u i tức thời Cực đại Eo,Uo,Io Hiệu dụng E,U,I K/N L, C Cực đại Eo,Uo,Io
Sản suất, biến đổi, truyền tải Dịng iện xoay chiều Mạch điện sơ cấp Cơng suất P R L C R,L,C nối tiếp Sản xuất Biến đổi Truyền tải
Máy phát điện XC1 pha Máy phát điện XC3 pha Động cơ điện XC Máy biến thế điện
Khơng dùng máy biến thế Có dùng máy biến thế Độ lệch pha
Hình 2.2: Vịng dây kín đặt trong từ trường đều
Như nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
2.1.2.2. Các đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều
Cường độ dòng điện xoay chiều
- Dòng điện xoay chiều là dịng điện có cường độ biến đổi đổi điều hoàn theo thời gian. Cường độ dòng điện xoay chiều có biểu thức i=I0 .
- Cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dịng điện khơng đổi, sao cho khi qua cùng một đện trở R thì cơng suất tiêu thụ trên R bởi dịng điện khơng đổi ấy bằng cơng suất trung bình tiêu thụ trên R bởi dòng điện xoay chiều nói trên.
- Cường độ hiệu dụng có biểu thức là: I=
√ .
Điện áp xoay chiều
- Hiệu điện thế biến đổi theo thời gian gọi là hiệu điện thế xoay chiều hay còn gọi là điện áp xoay chiều. ĐIện áp xoay chiều có biểu thức u=U0 .
- Điện áp hiệu dụng được xác định bởi biểu thức : U=
√ .
Suất điện động xoay
xoay chiều. Suất điện động xoay chiều có biểu thức e=E0 .
- Suất điện động hiệu dụng được xác định bởi biểu thức: E=
√ .
2.1.2.3. Độ lệch pha giữa điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời
Độ lệch pha giữa điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời là:
- Nếu ⇒Điện áp sớm pha hơn dòng điện. - Nếu ⇒ Điện áp trễ pha hơn dòng điện. - Nếu ⇒ Điện áp và dòng điện cùng pha.
2.1.2.4. Độ lệch pha giữa điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời
Đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần R điện áp xoay chiều u=U0 .
Cường độ dòng điện tức thời là : i=I0 .
Cường độ dòng điện hiệu dụng là: I= với điện trở R= .
Độ lệch pha giữa điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời trong mạch là: . Hay cường độ dòng điện tức thời trong mạch cùng pha với điện áp tức thời hai đầu mạch.
Giản đồ vec tơ:
Đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa tụ điện
A B
Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ chứa tụ điện C một hiệu điện thế xoay chiều u=U0 thì:
- Cường độ dòng điện tức thời là : i=I0 .
- Cường độ dòng điện hiệu dụng là:
I=
.
- Độ lệch pha giữa điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức
thời trong mạch là: . Hay cường độ dòng điện tức thời trong mạch sớm pha hơn so với điện áp tức thời hai đầu mạch.
- Giản đồ vec tơ:
Đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn dây thuần cảm.
Đặt vào hai đầu mạch điện chỉ chứa cuộn dây thuần cảm L hiệu điện thế xoay chiều u=U0 thì:
- Cường độ dòng điện tức thời là: i=I0 .
- Cường độ dòng điện hiệu dụng là: I= .
- Độ lệch pha giữa điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời trong mạch là: . Hay cường độ dòng điện tức thời trong mạch trễ pha hơn so với điện áp tức thời hai đầu mạch.
- Giản đồ vec tơ:
Đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp.
Đặt vào hai đầu mạch điện có R, L, C nối tiếp một hiệu điện thế xoay chiều u=U0 thì:
- Cường độ dòng điện tức thời là: i=I0 .
- Cường độ dòng điện hiệu dụng là: I= với tổng trở Z=√ .
- Độ lệch pha giữa điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời trong mạch là: Với tan .
+ Nếu: ⇒ : Điện áp sớm pha hơn cường độ dòng điện.
+ Nếu: ⇒ : Điện áp trễ pha hơn cường độ dòng điện.
+ Nếu: ⇒ : Điện áp và cường độ dòng điện cùng pha.
- Giản đồ vec tơ:
+ Giả sử :
2.1.2.5. Công suất của dòng điện xoay chiều
Trong đoạn mạch điện xoay chiều khi có i=I0 thì:
- Cơng suất tiêu thụ tức thời thời có biểu thức là:
[ ]
- Cơng suất tiêu thụ trung bình có biểu thức là: P=UIcos . Trong đó cos được gọi là hệ số công suất.
+ Các động cơ, máy khi vận hành ổn định, công suất trung bình được giữ không đổi là: P=Uicos , với cos >0⇒ I= ⇒ . Nếu cos nhỏ thì cơng suất hao phí sẽ lớn, đó là điều ta cần tránh.
+ Tính hệ số cơng suất của mạch R, L, C nối tiếp cos .
- Công suất tỏa nhiệt trung bình của dịng điện trong thời gian t là P= .
- Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t là: Q = t.
2.2. Mục tiêu dạy học chƣơng “Dịng iện xoay chiều” Vật lí 12