ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TRN HNG O THIếT Kế TIếN TRìNH DạY HọC NHóM MộT Số KIếN THứC CHƯƠNG "DòNG đIệN XOAY CHIềU" VậT Lý 12 THPT THEO HƯớNG PHáT HUY TíNH TíCH CựC, Tự CHủ Và SáNG TạO CủA HọC SINH LUN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thái Nguyên, Năm 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TRẦN HƯNG ĐẠO THIÕT KÕ TIếN TRìNH DạY HọC NHóM MộT Số KIếN THứC CHƯƠNG "DòNG đIệN XOAY CHIềU" VậT Lý 12 THPT THEO HƯớNG PHáT HUY TíNH TíCH CựC, Tự CHủ Và SáNG TạO CđA HäC SINH Chun ngành: Lí luận phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Hướng dẫn khoa học: PGS.TS Tơ Văn Bình Thái Ngun, Năm 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn2 i LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng em Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn3 ii LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Tô Văn Bình tận tình dạy bảo, hướng dẫn giúp đỡ em q trình hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn tới tập thể thầy cô giáo tổ Phương pháp giảng dạy vật lí, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí, Phịng sau đại học – Trường ĐHSP Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ cho em nhiều ý kiến dẫn quý báu suốt trình học tập nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, thầy cô giáo trường THPT Mai Sơn, trường THPT Tơ Hiệu, trường THPT Cị Nịi – tỉnh Sơn La tạo điều kiện sẵn sàng giúp đỡ em hồn thành chương trình học tập nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè người thân, anh chị bạn đọc động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2012 Tác giả: Trần Hưng Đạo Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn4 iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục bảng biểu vii Danh mục hình, biểu đồ, sơ đồ viii MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC NHĨM THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ CHỦ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 1.1 Quan điểm đại trình dạy học 1.1.1 Nhiệm vụ trình dạy học .6 1.1.2 Bản chất hoạt động dạy hoạt động học hệ tương tác dạy học 1.1.3 Sự tương tác hệ dạy học 1.2 Tổ chức dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ sáng tạo HS .9 1.2.1 Tính tích cực HS .9 1.2.2 Tính tự chủ HS .13 1.2.3 Phát triển tính sáng tạo HS 14 1.2.4 Mối liên hệ tính tích cực, tính tự chủ, tính sáng tạo 16 1.2.5 Tổ chức dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ sáng tạo HS .17 1.3 Dạy học theo nhóm 19 1.3.1 Khái niệm .19 1.3.2 Nguyên tắc cần thực tổ chức dạy học theo nhóm 20 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn5 iv 1.3.3 Các cách thành lập nhóm 21 1.3.4 Quản lí hoạt động nhóm 24 1.3.5 Các kỹ rèn luyện cho HS hoạt động nhóm 25 1.3.6 Ưu điểm nhược điểm dạy học nhóm 27 1.3.7 Những dẫn GV dạy học nhóm 28 1.4 Điều tra thực tế dạy học nhóm chương “Dòng điện xoay chiều” 29 1.4.1 Mục đích điều tra 29 1.4.2 Phương pháp điều tra 29 1.4.3 Nội dung kết điều tra 30 Kết luận chương 33 Chương THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC NHĨM MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG "DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU" VẬT LÝ 12 THPT THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ CHỦ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 35 2.1 Thiết kế tiến trình dạy học nhóm theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ sáng tạo HS dạy học vật lí 35 2.1.1 Đặc điểm môn vật lí 35 2.1.2 Thiết kế tiến trình dạy học nhóm dạy học vật lí 36 2.1.3 Tổ chức hoạt động nhóm dạy học vật lí phát huy tính tích cực, tự chủ sáng tạo HS dạy học vật lí 38 2.2 Nội dung, cấu trúc, đặc điểm chương "Dòng điện xoay chiều" Vật lý 12 THPT .41 2.2.1 Đại cương nội dung dòng điện xoay chiều 41 2.2.2 Phân tích cấu trúc, đặc điểm tiến trình xây dựng số kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều” 46 2.2.3 Mục tiêu dạy học chương .50 2.3 Thiết kế tiến trình dạy học nhóm số kiến thức chương "Dịng điện xoay chiều" Vật lý 12 THPT hướng phát huy tính tích cực, tự chủ sáng tạo HS 50 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn6 v 2.3.1 Các câu hỏi kết luận tương ứng với đơn vị kiến thức cần dạy 50 2.3.2 Sơ đồ tiến trình xây dựng đơn vị kiến thức 53 2.3.3 Mục tiêu dạy học 57 2.3.4 Chuẩn bị GV HS 62 2.3.5 Tổ chức hoạt động dạy học 62 Kết luận chương 77 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 78 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 78 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 78 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 78 3.4 Thời điểm làm thực tập sư phạm 79 3.5 Phân tích kết thực nghiệm sư phạm 79 3.5.1 Tiêu chí để đánh giá .79 3.5.2 Diễn biến thực nghiệm sư phạm 79 3.5.3 Đánh giá hiệu dạy học nhóm việc phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo HS qua biểu học 89 3.5.4 Đánh giá hiệu dạy học nhóm việc phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo HS qua kiểm tra 90 KẾT LUẬN CHƯƠNG 97 KẾT LUẬN CHUNG 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 PHỤ LỤC .105 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn7 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Chữ viết tắt đầy đủ GD-ĐT Giáo dục đào tạo PPGD Phương pháp giảng dạy GV Giáo viên HS Học sinh THPT Trung học phổ thông SGK Sách giáo khoa D&HTC Dạy học tích cực TN Thí nghiệm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn8 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Thống kê kết kiểm tra 92 Bảng 2: Xử lí kết để tính tham số .92 Bảng 3: Tổng hợp tham số 93 Bảng 4: Bảng tần suất tần suất luỹ tích 93 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn9 viii DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Dòng điện xoay chiều” 47 Hình 2.2 Sơ đồ logic mạch kiến thức chương "Dịng điện xoay chiều" 49 Hình 2.3 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức: Mạch điện xoay chiều có cuộn cảm 53 Hình 2.4 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức: Mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp .54 Hình 2.5 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức: Máy biến áp 55 Hình 2.6 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức “Sự biến đổi điện áp cường độ dòng điện qua máy biến áp” 56 Đồ thị 1: Đường phân bố tần suất .94 Đồ thị 2: Đường phân bố tần suất luỹ tích 94 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn10 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tơ Văn Bình Thí nghiệm vật lý trường phổ thơng, giáo trình sau đại học, ĐHSP - Đại học Thái Nguyên (2010) Tô Văn Bình Xây dựng phát triển chương trình, giáo trình sau đại học, ĐHSP - Đại học Thái Nguyên (2010) Tơ Văn Bình Nghiên cứu phân tích chương trình vật lí phổ thơng, giáo trình sau đại học, ĐHSP- ĐH Thái Nguyên (2010) Nguyễn Văn Khải (2011) Phương pháp nghiên cứu giáo dục, giáo trình sau đại học ĐHSP- ĐH Thái Nguyên Nguyễn Văn Khải (1999) Những vấn đề lý luận dạy học vật lý, giáo trình sau đại học ĐHSP- ĐH Thái Nguyên Lê Thị Tuyết Lan (2007), Thiết kế tiến trình dạy học số chương “Các dụng cụ quang học” có sử dụng phần mềm dạy học cho học viên bổ túc văn hoá miền núi theo hướng phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, ĐHSP Thái Nguyên Lê Thị Tuyết Lan (2007), Thiết kế tiến trình dạy học số chương “Các dụng cụ quang học” có sử dụng phần mềm dạy học cho học viên bổ túc văn hoá miền núi theo hướng phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, ĐHSP Thái Nguyên Phương pháp giảng dạy vật lí trường phổ thơng Liên Xơ Cộng Hồ Dân Chủ Đức (1983), NXB Giáo dục Trần Chí Minh, Vũ Quang, Lương Dun Bình, Nguyễn Thượng Chung, Tơ Giang, Ngơ Quốc Quýnh – Vật lí 12 (SGK), NXB giáo dục 10 Ngơ Quốc Qnh, Vũ Quang, Lương Dun Bình, Tơ Giang, – Bài tập vật lí 12 (SGK), NXB giáo dục Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn113 104 11 Phương pháp giảng dạy vật lí trường phổ thơng Liên Xơ Cộng Hoà Dân Chủ Đức (1983), NXB Giáo dục 12 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (1999), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học vật lí trường phổ thơng, NXB ĐH Quốc gia Hà Nội 13 Phạm Hữu Tòng (1996), Nâng cao chất lượng, hiệu đào tạo khoa học trí tuệ sở đổi chế vận hành trình dạy học, Hội nghị khoa học toàn quốc dạy học vật lí đào tạo giáo viên vật lí, Hà Nội 14 Thái Duy Tuyên (1992), Một số vấn đề đại lý luận dạy học, Viện khoa học giáo dục Hà Nội 15 Thái Duy Tuyên (1999), Những vấn đề giáo dục học đại, NXB giáo dục 16 Thân Thị Ngọc Tâm (2006) “Thiết kế nội dung tiến trình hoạt động dạy học chương- Động học chất điểm- Vật lý lớp 10-THPT theo định hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ học sinh” - ĐHSP Hà Nội … 17 Lương Thị Tâm (2006) “Một số biện pháp phát huy tính tích cực, tự lực học sinh học nghề dạy số kiến thức chương- Dòng điện mơi trường- lớp 11 Bổ túc văn hố THPT” - ĐHSP Thái Nguyên 18 Trần Đức Vượng (2005), Một số vấn đề lí luận dạy học đại, chương trình đào tạo cao học Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn114 105 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn115 106 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn116 107 Phụ lục 1: Phiếu học tập số Câu 1: Cho mạch điện hình vẽ mA Cho dịng điện i = I0.cos (ϕt + ϕi) qua mạch a) Hiện tượng xảy cuộn cảm? A B b) Tìm suất điện động tự cảm cuộn dây? c) Tìm biểu thức điện áp hai đầu mạch (r = 0)? d) Cho nhận xét đại lượng điện cường độ dòng điện, suất điện động, điện áp đoạn mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần? đ) Tìm độ lệch pha điện áp cường độ dòng điện? Câu 2: Từ biểu thức điện áp, cường độ dòng điện, suất điện động tìm câu Hãy cho biết: a) Cơng thức tính biên độ điện áp (U0)? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn117 108 b) Chỉ mối liên hệ I0 U0 hay I U? c) Đặt Z = ϖ.L ZL cảm kháng + Tìm đơn vị cảm kháng? + Cảm kháng phụ thuộc vào yếu tố phụ thuộc nào? Câu 4: Vẽ giản đồ vecto quay mô tả mối quan hệ U I Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn118 109 Phụ lục 2: Phiếu học tập số Dao động kí điện tử Câu 1: Tham khảo hình vẽ Nhận dụng cụ sau: - Cuộn cảm có độ tự cảm cỡ 0,5H - Dao động kí điện từ hai chùm tia - Máy phát âm tần - Nguồn điện - Giấy kẻ sẵn ô + bút Máy phát âm tần R L Tìm cách mắc mạch điện cho phép ghi đồ thị dao động u i? Câu 2: Điều chỉnh để quan sát thấy hình có hai đồ thị a) Nhận xét điện áp cường độ dòng điện? b) Vẽ lại đồ thị hình dao động kí vào giấy kẻ ly? Câu 3: Căn vào cách mắc mạch điện rõ đồ thị u (t) đồ thị i (t)? Giải thích rõ lý u(t) i(t)? Câu 4: Tìm độ lệch pha u i từ đồ thị? Câu 5: Cường độ dòng điện chạy mạch phụ thuộc yếu tố nào? Và phụ thuộc không thay đổi hiệu điện dung đầu vào đoạn mạch? Hãy làm TN kiểm tra? Từ TN cho nhận xét đoạn mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn119 110 Phụ lục 3: Phiếu học tập số Câu 1: Xét mạch điện hình vẽ A R L C B Cho dòng điện xoay chiều i = I0.cos (ϕt + ϕi) a) Dựa vào định luật bảo tồn diện tích tìm mối quan hệ cường độ dòng điện qua thành phần (iK, iL, iC) cường độ dòng điện đoạn mạch (i)? b) Tìm mối liên hệ điện áp hai đầu thành tố (uR, uL, uC) điện áp hai đầu đoạn mạch (u)? Câu 2: Ở đoạn mạch RLC mắc nối tiếp có u = uR + uL + uC a) Hãy viết biểu thức điện áp hai đầu phần tử (uR, uL, uC) ? b) Tìm cơng thức liên hệ U0 U0R, U0L, U0C? Câu 3: a) Tìm cơng thức tính độ lệch pha điện áp cường độ dòng điện đoạn mạch RLC mắc nối tiếp? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn120 111 b) Độ lệch pha phụ thuộc vào yếu tố nào? Và phụ thuộc nào? c) Khi điện áp sớm pha cường độ dòng điện? Khi điện áp trễ pha cường độ dòng điện? Khi điện áp pha với cường độ dòng điện? Câu 4: Gọi Z tổng trở đoạn mạch xoay chiều có RLC mắc nối tiếp Tìm cơng thức tính Z theo R, ZL, ZC? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn121 112 Phụ lục 4: Phiếu học tập số Ghi nhận xét mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp vào bảng: Các đại lượng điện Các cơng thức Cường độ dịng điện i = I = Điện áp u = U = Tổng trở mạch Z = Độ lệch pha u i Định luật Ohm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn122 113 Phụ lục 5: Phiếu tập số Câu 1: Viết lại định nghĩa tượng cộng hưởng cơ? L C B R Câu 2: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ A Nếu điện áp hai đầu vào AB u = U0.cos (ϕt + ϕi) (V) không thay đổi làm thay đổi đại lượng khác cho biên độ dòng điện I0 lớn không? Tại sao? Câu 3: Khi đoạn mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp xảy tượng cộng hưởng điện? Câu 4: Có cách làm xảy tượng cộng hưởng điện? Câu 5: Khi xảy tượng cộng hưởng điện mạch có RLC mắc nối tiếp đại lượng điện áp (u), cường độ dòng điện (i), tổng trở đoạn mạch điện (Z) liên hệ với đại lượng điện thành phần nào? Độ lệch pha u i lúc nào? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn123 114 Phụ lục 6: Phiếu học tập số Máy điện có tác dụng thay đổi điện áp dịng điện xoay chiều mà không làm thay đổi tần số có nguyên tắc hoạt động nào? Máy biến áp có phận chính? Là phận nào? Vẽ mẫu máy biến áp? ( khổ A2 ) Nêu cách vận hành mẫu máy mà em biết? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn124 115 Phụ lục 7: Phiếu học tập số Theo mẫu máy biến áp chọn, lựa chọn đồ dùng chế tạo nó? Nêu cách vận hành máy biến áp? Chứng minh máy biến áp có tác dụng biến đổi điện áp xoay chiều U1 thành điện áp xoay chiều U2 khác U1? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn125 116 Phụ lục 8: Đề kiểm tra 20 phút Câu 1: Trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp tổng trở Z phụ thuộc vào yếu tố nào? Câu 2: Điện áp đầu đoạn mạch xoay chiều u = 220 cos 100 π t (V) Tìm điện áp hiệu dụng đoạn mạch đó? Câu 3: Cho mạch xoay chiều RLC nối tiếp, độ lệch pha ϕ = ϕ u − ϕ i = π / Tính chất mạch nào? Giải thích? Câu 4: Máy biến áp có cuộn sơ cấp quấn 50 vòng dây Để máy biến áp làm tăng hiệu điện lên lần cuộn thứ cấp phải quấn số vòng dây bao nhiêu? Câu 5: Cho đoạn mạch xoay chiều có phần tử mắc nối tiếp Biểu thức u, i đoạn mạch là: u = 220 cos (100 π t - π / ) i = 2 cos (100 π t - π / ) Hai phần tử mạch gì? Tại sao? Câu 6: Cho cuộn dây N1 = 200 vòng, N2 = 1000 vòng khung dây kĩ thuật điện dùng cho máy biến áp Hãy thiết kế thành: a) Máy tăng b) Máy hạ Cho điện áp đặt vào cuộn sơ cấp 220V tìm điện áp hai đầu cuộn thứ cấp hai trường hợp Bỏ qua hao phí Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn126 117 Phụ lục 9: Phiếu trao đổi với GV dạy số kiến thức thuộc chương "Dòng điện xoay chiều" - Vật lí 12 Nâng cao Để giúp việc nghiên cứu tổ chức dạy học phần "Dòng điện xoay chiều" có hiệu quả, xin thầy (cơ) vui lịng trao đổi với số vấn đề sau: 1) Số năm giảng dạy vật lí: năm 2) Khi giảng dạy kiến thức mạch điện xoay chiều có cuộn cảm, mạch điện xoay chiều có RLC nối tiếp máy biến áp, có: a Thuận lợi: b Khó khăn: 3) Khi giảng dạy phần này, Thầy(cơ) có tổ chức dạy học theo nhóm khơng? sao? Có Khơng Lí do: - Khơng có thời gian chuẩn bị - Không có điều kiện để đáp ứng - Khơng cần thiết phần khơng quan trọng - Hình thức tạo tính tích cực cho HS - Các lí khác: 4) Những TN mà thầy cô tiến hành dạy phần này: 5) Những kinh nghiệm thầy cô thu giảng dạy phần kiến thức này: 6) Những khó khăn sai lầm chủ yếu HS học phần kiến thức này: Xin trân trọng cảm ơn ý kiến trao đổi thầy cơ! Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn127 ... nhóm theo hướng phát huy TTC, tự chủ , sáng tạo HS Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học nhóm số kiến thức chương "Dòng điện xoay chiều" Vật lý 12 THPT theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ. .. điểm chương "Dòng điện xoay chiều" Vật lý lớp 12 THPT 2.3 Thiết kế tiến trình dạy học nhóm số kiến thức chương "Dòng điện xoay chiều" Vật lý 12 THPT theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ sáng. .. HS dạy học Vật lý thiết kế tiến trình dạy học nhóm số kiến thức chương" Dòng điện xoay chiều" lớp 12 THPT theo hướng phát huy tính tích cực -tự chủ- sáng tạo HS Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học