1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC LÊ TIẾN DƯƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” - VẬT LÍ 12 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯ DUY HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ HÀ NỘI – 2015 2 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC LÊ TIẾN DƯƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” - VẬT LÍ 12 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯ DUY HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ Chuyênh ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÝ) Mã số: 60 14 01 11 Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Đinh Văn Dũng HÀ NỘI – 2015 3 LỜI CẢM ƠN Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Đinh Văn Dũng. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy. Xin trân trọng cảm ơn Thầy đã nhiệt tình hướng dẫn em trong quá trình nghiên cứa và thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn Phòng đào tạo trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn các giảng viên của trường Đại học Giáo dục và thầy cô trong khoa Vật lý Đại học KHTN Hà Nội cùng các thầy cô trong khoa Vật lý trường Đại hạc Sư Phạm Hà Nội đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến quý báu về mặt chuyên môn và phương pháp cho em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng các bạn đồng nghiệp trường THPT ÂN THI đã giúp đỡ và trao đổi chuyên môn trong quá trình tôi học tập và nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Vật lý trường THPT ÂN THI cùng các em học sinh yêu quý đã tạo điều kiện giúp đỡ và cộng tác với tôi trong quá trình làm thực nghiệp sư phạm và hoàn thành luận văn. Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Tác giả luận văn Lê Tiến Dương 4 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BT Bài tập CĐDĐ Cường độ dòng điện CH Câu hỏi DĐXC Dòng điện xoay chiều ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm 5 MỤC LỤC Lời cảm ơn…………………………………………………………………… i Danh mục chữ viết tắt……………………………………………………… ii Mục lục…………………………………………………………………… iii Danh mục bảng………………………………………………………………. v Danh mục hình………………………………………………………………. v Danh mục sơ đồ ………………………………………………………………v MỞ ĐẦU 1 Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 12 1.1. Khái quát về bài tập vật lí 12 1.1.1. Khái niệm 12 1.1.2. Vai trò 12 1.1.3. Phân loại 15 1.2. Tư duy và phát triển tư duy cho học sinh 18 1.2.1. Tư duy 18 1.2.2. Phát triển tư duy cho học sinh 21 1.3. Thực trạng hoạt động dạy giải bài tập ở một số trường THPT hiện nay . 26 1.3.1. Đối tượng và phương pháp khảo sát 26 1.3.2. Kết quả khảo sát 26 1.3.3. Những kết luận rút ra từ khảo sát 28 Kết luận chương 1 30 Chương 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VỀ CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - VẬT LÍ LỚP 12 THPT 31 2.1. Mục tiêu dạy học chương dòng điện xoay chiều 31 2.1.1. Về nội dung kiến thức 31 2.1.2. Về kĩ năng 31 2.2.Cấu trúc chương dòng điện xoay chiều 32 2.3. Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập 34 6 2.3.1. Nguyên tắc 34 2.3.2. Hệ thống theo cấu trúc kiến thức 34 2.3.3. Hệ thống bài tập và hướng dẩn giải 34 2.3.4. Thiết kế một số giáo án cụ thể 49 2.4. Đề xuất hệ thống bài tập 55 Kết luận chương 2 83 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 84 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm 84 3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm 76 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 85 3.3.1. Chuẩn bị thực nghiệm sư phạm 85 3.3.2. Hình thức tổ chức quá trình thực nghiệm 85 3.3.3. Tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 85 3.4. Tiến trình thực nghiệm và phân tích, đánh giá kết quả 85 3.4.1. Tiến trình thực nghiệm sư phạm 85 3.4.2. Phân tích các kết quả về mặt định tính 86 3.4.3. Phân tích các kết quả về mặt định lượng 87 3.5. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm 93 Kết luận Chương 3 95 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 PHỤ LỤC 99 7 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất tích lũy bài kiểm tra số 1………………….………………………….… …… 81 Bảng 3.2. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất tích lũy bài kiểm tra số 2……………………………………………….…… 82 Bảng 3.3. Bảng tổng hợp phân loại học sinh theo kết quả điểm kiểm tra…………………………………………………………… 84 Bảng 3.4. Tổng hợp các tham số đặc trưng sau 2 bài kiểm tra……… 85 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Đồ thị tần số tích lũy bài kiểm tra số 1của các lớp ĐC và TN………………………………………………………… 82 Hình 3.2: Đồ thị tần số tích lũy bài kiểm tra số 2 của các lớp ĐC và TN………………………………………………………… 83 Hình 3.3: Biểu đồ phân loại kết quả điểm kiểm tra HS sau bài kiểm tra số 1……………………………………………………… 84 Hình 3.4: Biểu đồ phân loại kết quả điểm kiểm tra HS sau bài kiểm tra số 2……………………………………………………… 85 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1. Các thao tác hoạt động hướng tới sự phát triển tư duy của học sinh………………………………………………… 17 Sơ đồ 2.1. Cấu trúc nội dung của chương “Dòng điện xoay chiều”… 26 8 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong những năm gần đây, phong trào đổi mới phương pháp giảng dạy nâng cao chất lượng và hiệu quả giáo dục đã diễn ra ở tất cả các cấp, các bộ môn. Ngành giáo dục đã và đang thực hiện nhiều giải pháp đồng bộ như đổi mới chương trình, nội dung, phương pháp dạy và học nhằm mục đích nâng cao chất lượng giáo dục, hướng tới sự phát triển toàn diện của người học. Từ đó có thể thấy lựa chọn phương pháp dạy và học nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ bồi dưỡng khả năng sáng tạo của học sinh là một vấn đề quan trọng trong dạy học nói chung và dạy học môn vật lí nói riêng. Vật lý là bộ môn khoa học tự nhiên gắn liền với thực tế đời sống. Đồng thời vật lý là bộ môn khó và trừu tượng. Bài tập vật lý vô cùng phong phú và đa dạng. Mặt khác trong phân phối chương trình số tiết dạy bài tập lại ít hơn so với nhu cầu cần củng cố kiến thức của học sinh. Việc làm cấp thiết của giáo viên là làm thế nào để xây dựng được một hệ thống bài tập để thông qua giải bài tập học sinh phát triển tư duy một cách tốt nhất. Bài tập vật lí giúp học sinh hiểu sâu hơn các khái niệm, định luật, hiện tượng vật lí, quy luật vật lí; từ đó biết phân tích, vận dụng vào thực tiễn. Hiện nay, trong dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông (THPT), giáo viên thường phân chia các bài tập dựa trên yêu cầu về toán học hướng dẫn học sinh giải các bài tập vật lí theo các dạng. Đặc biệt, hiện nay đang áp dụng các hình thức thi trắc nghiệm, với các bài tập trắc nghiệm đòi hỏi giải bài tập nhanh và chính xác, nên nhiều học sinh chỉ vận dụng một cách máy móc các bước giải bài tập, nhận dạng bài tập, áp dụng công thức và sử dụng máy tính để tính toán với tốc độ nhanh và chính xác, do vậy việc phát triển tư duy của học sinh trong việc giải bài tập vật lí còn hạn chế. Mặt khác chương “Dòng điện xoay chiều” là một trong những chương quan trọng của chương trình vật lý 12. Dòng điện xoay chiều là nội dung trọng tâm, các bài tập phần này có nhiều trong các nội dung thi, tuy nhiên 9 lượng bài tập trong sách giáo khoa hiện nay đưa ra còn hạn chế chưa đáp ứng được đủ lượng kiến thức để học sinh làm các bài thi. Đồng thời việc nắm vững kiến thức, vận dụng kiến thức để giải các bài tập định tính, bài tập định lượng của chương này đối với học sinh thật không dễ dàng. Một vấn đề đặt ra là cần phải xây dựng một hệ thống bài tập để thông qua việc giải bài tập học sinh hoàn thiện kiến thức, biến thành vốn riêng của mình và phát triển tính tư duy toàn diện về vật lý. Vì vậy, tôi lựa chọn đề tài Xây dựng hệ thống bài tập chương “dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 theo hướng phát triển tư duy học sinh làm đề tài nghiên cứu của mình. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống bài tập ''chương dòng điện xoay chiều'' Vật lý 12 theo hướng phát triển tư duy và phù hợp với đồi tượng học sinh. Từ đó vạch ra tiến trình hướng dẫn hoạt động dạy học (gồm hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh) để thông qua việc giải bài tập học sinh không những nắm vững kiến thức mà còn nhằm phát triển tư duy cho học sinh. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu các cơ sở lý luận về vai trò, tác dụng, phương pháp giải bài tập vật lí. - Nghiên cứu nội dung kiến thức bài tập chương dòng điện xoay chiều - vật lí 12 THPT. - Xây dựng hệ thống bài tập chương dòng điện xoay chiều - vật lí 12 THPT. - Thực nghiệm sư phạm để kiểm định tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài tập. 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu + Quá trình dạy và học các bài tập liên quan đến chương dòng điện xoay chiều - vật lí 12 THPT của giáo viên và học sinh Trường THPT ÂN THI – HƯNG YÊN. 10 - Đối tượng nghiên cứu + Hoạt động dạy và học giải bài tập vật lí ở lớp 12 THPT. 5. Vấn đề nghiên cứu Đề tài tập trung vào nghiên cứu vấn đề dạy bài tập liên quan đến chương dòng điện xoay chiều như thế nào để phát triển tư duy cho học sinh? 6. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được một hệ thống bài tập phù hợp với mục tiêu dạy học và thời gian dành cho mỗi nội dung kiến thức, đồng thời tổ chức hoạt động dạy học giải bài tập nhằm phát triển tư duy cho học sinh, sẽ phát huy được vai trò, tác dụng của bài tập vật lí, giúp học sinh không những chiếm lĩnh được kiến thức mà còn phát huy được tính tích cực, tự chủ của học sinh. 7. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu - Hoạt động dạy giải bài tập vật lí chương dòng điện xoay chiều lớp 12 THPT. - Đối tượng thực nghiệm: Xây dựng hệ thống bài tập chương dòng điện xoay chiều nhằm phát triển tư duy cho học sinh - vật lí 12 THPT tại một số trường THPT thuộc tỉnh HƯNG YÊN. 8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa lý luận + Làm sáng tỏ thêm lí luận về dạy học theo hướng tích cực hoạt động nhận thức của học sinh, phát huy tính tích cực, tự chủ, năng lực sáng tạo. + Nghiên cứu, lựa chọn được hệ thống bài tập và cách thức tổ chức xây dựng hệ thống bài tập chương dòng điện xoay chiều lớp 12 THPT phát huy được vai trò tác dụng của bài tập trong dạy học vật lí. - Ý nghĩa thực tiễn + Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng cho các phần học khác của môn vật lí và một số môn học khác, đồng thời có giá trị tham khảo cho các nhà quản lý giáo dục. [...]... trúc chương dòng điện xoay chiều - Nội dung chương Dòng điện xoay chiều chương trình Vật lí 12 cơ bản gồm 9 bài: Số tiết Bài số Tên bài 1 12 Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều 1 13 Bài 13: Các mạch điện xoay chiều 1 14 Bài 14: Mạch có R,L,C mắc nối tiếp 1 15 1 16 Bài 16: Tuyền tải điện năng.Máy biến áp 1 17 Bài 17: Máy phát điện xoay chiều 1 18 Bài 18: Động cơ không đồng bộ ba pha 2 19 Bài. .. bài Lĩnh vực kỹ năng thực hành Sơ đồ 1.1 Các thao tác hoạt động hướng tới sự phát triển tư duy của học sinh 1.2.2.3 Phát triển tư duy thông qua giải bài tập vật lý Để phát triển được tư duy học sinh trong giải bài tập vật lý ta cần rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hiện các thao tác tư duy trong học tập vật lí thông qua những hoạt động phổ biến được dùng trong quá trình nhận thức vật lí của học sinh: ... dạy học, với yêu cầu rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho người học 1.1.3 Phân loại - Phân loại theo phương tiện giải Bài tập vật lí Bài tập giải thích hiện tư ng Bài tập dự đoán hiện tư ng Bài tập định tính Bài tập định lượng Bài tập thí nghiệm 15 Bài tập thí nghiệm Bài tập đồ thị - Phân loại theo mức độ Bài tập vật lí Bài tập tập dượt Bài tập tổng hợp Bài tập sáng tạo - Có nhiều cách để phân dạng bài tập vật. .. giải có thể chia bài tập thành bài tập định tính, bài tập tính toán, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị Nếu dựa vào mức độ phát triển tư duy của học sinh ta có thể chia bài tập thành bài tập luyện tập, bài tập tổng hợp, bài tập sáng tạo… Dựa vào phương thức giải có thể chia bài tập thành các dạng như sau (sơ đồ 1): + Bài tập định tính Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải học sinh không cần... năng của học sinh một cách hiệu quả 30 CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VỀ CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - VẬT LÍ LỚP 12 THPT 2.1 Mục tiêu dạy học chương dòng điện xoay chiều 2.1.1 Về nội dung kiến thức - Viết được biểu thức của cường độ dòng điện và điện áp tức thời - Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện, của điện áp... Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều .Hệ số công suất Bài 19: TH: Khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp - Dòng điện xoay chiều là một phần của Điện học, trong đó người ta đi nghiên cứu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều, các đại lượng vật lý đặc trưng cho mạch điện xoay chiều, nghiên cứu phương thức sản xuất ra dòng điện xoay chiều, cách biến đổi dòng điện xoay và phương... 2.3 Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập 2.3.1 Nguyên tắc - Bài tập được xây dựng một cách hệ thống theo đúng cấu trúc kiến thức chương Hệ thống bài tập được xây dựng bao quát toàn bộ kiến thức và được sắp xếp theo các dạng bài cụ thể, mỗi bài có phân tích các kiến thức cơ bảo liên quan và phương pháp giải - Hệ thống bài tập được lựa chọn và sắp xếp sử dụng cho các mục đích phát triển tư duy từ mức nhận... văn được trình bày theo 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài Chương 2: Hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập về chương dòng điện xoay chiều - vật lí 12 THPT Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 11 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Khái quát về bài tập vật lí 1.1.1 Khái niệm - Theo X.E.Camenetxki và V.P.Oorrekhop “trong thực tế dạy học bài tập vật lí được hiểu là... Lựa chọn hệ thống bài tập và phương pháp giải bài tập phù hợp với học sinh  Thường xuyên ôn tập kiến thức cho học sinh qua hoạt động giải bài tập  Rèn luyện cho học sinh một số kĩ năng vận dụng kiến thức toán học vào giải bài tập vật lí  Một số bài tập ngắn liền với các vấn đề thực tiển về điện xoay chiều hàng ngày các em vẩn thường gặp 29 Kết luận chương 1 Bài tập vật lí là những bài luyện tập được... tải dòng điện xoay chiều đi xa Lôgíc nội dung kiến thức của chương có thể được mô tả bằng sơ đồ sau: 32 Dòng điện xoay chiều Các đại lượng vật lý đặc trưng cho dòng điện xoay chiều Khái niệ m về e, u, i Khá i niệ m về E0 , Khá i niệ m về E, Khá i niệ m về Độ lệch pha Sản xuất ứng dụng và truyền tải dòng điện xoay chiều Công suất của dòng điện xoay Sản xuất điện xoay chiều Sử dụng dòng điện xoay chiều . tài Xây dựng hệ thống bài tập chương dòng điện xoay chiều Vật lý 12 theo hướng phát triển tư duy học sinh làm đề tài nghiên cứu của mình. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống bài tập. pháp giải bài tập vật lí. - Nghiên cứu nội dung kiến thức bài tập chương dòng điện xoay chiều - vật lí 12 THPT. - Xây dựng hệ thống bài tập chương dòng điện xoay chiều - vật lí 12 THPT. -. Kết luận chương 1 30 Chương 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VỀ CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - VẬT LÍ LỚP 12 THPT 31 2.1. Mục tiêu dạy học chương dòng điện xoay chiều 31