BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ VĂN THÊM XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM DẠY HỌC CHƯƠNG “DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI” VẬT LÍ 11 CƠ BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC VINH, NĂM 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ VĂN THÊM XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM DẠY HỌC CHƯƠNG “DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI” VẬT LÍ 11 CƠ BẢN Chuyên ngành: LL & PP Dạy học môn vật lý Mã số : 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC Cán hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Đình Thước VINH , NĂM 2011 MỤC LỤC Lời cảm ơn Trong trình tiến hành thực luận văn tác giả nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo, cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp người thân Luận văn hoàn thành, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến người giúp đỡ tác giả thời gian vừa qua Trước hết tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Đình Thước, người trực tiếp hướng dẫn tác giả thực luận văn Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn tới thầy giáo, giáo Khoa Vật lý, chuyên ngành lý luận PPDH mơn vật lí giúp đỡ tác giả học tập, nghiên cứu khóa học Tác giả bày tỏ lịng biết ơn Ban giám hiệu, thầy giáo, giáo, bạn đồng nghiệp Trường THPT Lương Đắc Bằng, Huyện Hoằng Hóa, Tỉnh Thanh Hóa, giúp đỡ tác giả trình tác giả học tập nghiên cứu Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến người thân động viên, chia sẻ khó khăn trình làm luận văn Vinh, tháng 11 năm 2011 Tác giả Lê Văn Thêm CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN • • • • • • • • • • • • BT BTTN CĐDĐ CH ĐC GV HĐT HS PP SGK THPT TN Bài tập Bài tập thí nghiệm Cường độ dịng điện Câu hỏi Đối chứng Giáo viên Hiệu điện Học sinh Phương pháp Sách giáo khoa Trung học phổ thông Thực nghiệm MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Bài tập vật lí trường phổ thơng có ý nghĩa quan trọng việc cố, đào sâu, mở rộng, hoàn thiện kiến thức lý thuyết rèn luyện cho học sinh khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần giáo dục kĩ thuật hướng nghiệp Giải tập vật lí địi hỏi HS phải hoạt động trí tuệ tích cực, độc lập sáng tạo Vì vậy, có tác dụng lớn việc phát triển tư lực sáng tạo học sinh Việc khai thác mạnh BT vật lý, lựa chọn tập vật lý phù hợp tình dạy học vật lí hoạt động sáng tạo linh hoạt GV, ln gắn liền với việc củng cố, khắc sâu, hoàn thiện tri thức rèn luyện kĩ vận dụng cho HS Việc dạy học vật lý trường phổ thông chưa phát huy vai trị tập vật lí việc thực nhiệm vụ dạy học Trong loại tập vật lí tập thí nghiệm có nhiều lợi thực nhiệm vụ giáo dưỡng, giáo dục, phát huy tư giáo dục kĩ thuật tổng hợp Tuy vậy, nhà trường phổ thông nước ta giáo viên không quan tâm tới loại tập Trong đổi phương pháp dạy học vật lí, vấn đề đặt phải phát huy tính tích cực hoạt động học tập học sinh Đối với dạy học tập vật lí để góp phần đổi phương pháp dạy học nhà trường cần phải quan tâm Xuất phát từ lí trên, tơi chọn đề tài nghiên cứu: Xây dựng hệ thống tập thí nghiệm dạy học chương “Dịng điện khơng đổi” vật lý 11 Mục đích nghiên cứu Xây dựng sử dụng hệ thống tập thí nghiệm chương “Dịng điện khơng đổi” – Vật lí 11 nhằm nâng cao chất lượng học tập HS Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng - Bài tập vật lí q trình dạy học - Q trình dạy học chương “Dịng điện khơng đổi” – Vật lí 11 3.2 Phạm vi nghiên cứu Quá trình dạy học sử dụng tập thí nghiệm chương “Dịng điện khơng đổi” Vật lí 11 chương trình Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng sử dụng hệ thống tập thí nghiệm bảo đảm tính khoa học, đáp ứng mục tiêu dạy học chương “Dịng điên khơng đổi” – vật lý 11 góp phần phát triển tư lực sáng tạo, nâng cao chất lượng học tập vật lí học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu lí luận dạy học vật lí, phương pháp dạy học vật lí phương pháp dạy học BTVL trường phổ thông 5.2 Nghiên cứu sở lý luận BTTN vật lý dạy học trường trung học phổ thơng 5.3 Tìm hiểu thực trạng sử dụng tập thí nghiệm dạy học trường THPT thuộc huyện Hoằng Hóa, Thanh Hóa 5.4 Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa vật lý 11, chương “Dịng điện khơng đổi” 5.5 Xây dựng hệ thống tập thí nghiệm chương “Dịng điện khơng đổi” - Vật lí 11 5.6 Đề xuất phương án dạy học sử dụng tập thí nghiệm chương Dịng điện khơng đổi 5.7 Thực nghiệm sư phạm Phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết - Nghiên cứu tài liệu lí luận dạy học để làm sáng tỏ mặt lí luận vấn đề có liên quan đến đề tài - Nghiên cứu chương trình SGK sách tập, tài liệu tham khảo để phân tích cấu trúc logic, nội dung kiến thức thuộc chương “Dịng điện khơng đổi”- vật lí 11 6.2 Phương pháp nghiên cứu thực thực tiễn - Tìm hiểu, điều tra, thăm dò thực trạng sử dụng BTTN trường THPT - Thực nghiệm sư phạm 6.3 Phương pháp thống kê toán học Xử lý thống kê tài liệu thu từ điều tra, thăm dò thực nghiệm sư phạm để phân tích thực trạng đánh giá mức độ khả thi đề tài Đóng góp đề tài Xây dựng hệ thống BTTN để dạy học chương “Dòng điện không đổi” Đề xuất phương án sử dụng BTTN dạy học chương “Dịng điện khơng đổi” Cấu trúc luận văn * Mở đầu * Nội dung Chương Cở sở lí luận đề tài Chương Xây dựng hệ thống tập thí nghiệm dạy học chương “ Dịng điện khơng đổi” – vật lí 11 Chương Thực nghiệm sư phạm * Kết luận * Tài liệu tham khảo * Phụ lục 10 NỘI DUNG Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Hoạt động nhận thức vật lí 1.1.1 Quy luật chung q trình nhận thức vật lí Nhận thức vật lí nhận thức chân lí khách quan V.I.Lênin rõ quy luật chung hoạt động nhận thức là: “Từ trực quan sinh động đến tư trừu tượng từ tư trừu tượng trở thực tiễn, đường biện chứng nhận thức chân lí, nhận thức thực khách quan” Trong việc nhận thức giới, người đạt mức độ nhận thức khác nhau, từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp Mức độ thấp, nhận thức cảm tính bao gồm cảm giác tri giác, người phản ánh vào đầu óc biểu bên vật khách quan, tác động trực tiếp vào giác quan người Mức độ cao gọi nhận thức lí tính, cịn gọi tư duy, người phản ánh vào đầu óc thuộc tính chất bên vật, mối quan hệ có tính quy luật Dựa liệu cảm tính, người thực thao tác phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hoá, trừu tượng hoá để rút tính chất chủ yếu đối tượng, nhận thức xây dựng thành khái niệm Mỗi khái niệm diễn đạt từ ngữ Mối quan hệ thuộc tính vật chất biểu thị mối quan hệ khái niệm dạng mệnh đề, phán đoán Đến người tư khái niệm Sự nhận thức không dừng lại phản ánh vào óc thuộc tính vật, tượng khách quan mà thực phép suy luận để rút kết luận mới, dự đoán tượng thực tiễn Nhờ mà tư có tính sáng tạo, mở rộng hiểu biết vào việc cải tạo Thế giới khách quan, phục vụ lợi ích người 90 14 Nguyễn Đình Thước Phát triển tư học sinh dạy học vật 15 lí Đại học Vinh, 2008 Nguyễn Đình Thước Bài tập sáng tạo vật lí THPT NXB Đại học 16 Quốc gia Hà nội, 2010 Phạm Hữu Tòng: Phương pháp dạy tập vật lí NXBGD-1989 Phụ lục Phụ lục 1: Phiêu học tập Phiếu học tập Câu 1: Trả lời câu hỏi sau: Dịng điện gì? Chiều dòng điện quy ước nào? Dòng điện chạy qua vật dẫn gây tác dụng gì? Cường độ dòng điện xác định theo biểu thức nao? Thế dòng điện không đổi? Đại lượng đặc trưng cho khả thực công lực lạ bên nguồn điện? Đại lượng xác định nào? Câu 2: Viết biểu thức: - Điện tiêu thụ đoạn mạch - Công suất điện - Nhiệt lượng tỏa điện trở có dịng điện chạy qua - Công suất tỏa nhiệt điện trở - Công công suất nguồn điện Phiếu học tập Câu 1: Viết công thức định luật ôm cho toàn mạch Câu 2: Từ cơng thức định luật ơng cho tồn mạch, suy công thức xác định hiệu điện hai đầu nguồn điện Câu 3: Nêu cơng thức tính suất điện động điện trở nguồn gồm n nguồn giống mắc nối tiếp Câu 4: Nêu cơng thức tính suất điện động điện trở nguồn gồm n nguồn giống mắc song song Câu 5: Nguồn điện có suất điện động 3V, điện trở 1Ω nối với điện trở có giá trị 1kΩ tạo thành mạch kín Cường dịng điện mạch có giá trị là: A 3A B 1A C 1,5A D 3mA Câu 6: Bóng đèn lắp vào đèn pin loại hai pin, có suất điện động 1,5V, loại 2,5V- 3W Biết lắp pin vào đèn pin bóng đèn sáng bình thường Điện trở pin có giá trị là: A 0A B 0,21A C 0,28A D 0,42A Phụ lục Phiếu thăm dò ý kiến giáo viên Do yêu cầu việc nghiên cứu cần tìm hiệu thực trạng việc dạy học vật lý trường THPT nói chung việc sử dụng BTTN vật lý nói riêng, tơi kính mong giúp quý giá đỡ quý thầy cô, việc trả lời cách cẩn thận câu hỏi mà đề Tôi xin trân trọng cảm ơn trước Phần thông tin cá nhân (nếu q thầy thấy khơng tiện khơng ghi) Họ tên giáo viên: Đơn vị công tác: Thâm niên công tác: Thầy khoanh trịn vào ý kiến mà thầy cô cho Theo thầy cơ, tập thí ngiệm là: a Là tập sử dụng sau học sinh học xong lý thuyết có thí nghiệm biểu diễn giáo viên b Là tập mà giải, học sinh khơng cần phải tính tốn, kết suy từ việc quan sát thí nghiệm c Là tập mà giải cần tiến hành thí nghiệm, quan sát, kiểm chứng, đo đạc lấy số liệu, kiện cần thiết d Là tập mà học sinh tưởng tượng mơ hình thí nghiệm để kiểm chứng, chứng minh kết luận e Cách hiểu khác thầy cơ: Thầy sử dụng tập thí nghiệm vào tiết dạy vật lý với mức độ thường xuyên nào? a Thường xuyên b Thỉnh thoảng c Chưa d Chỉ có người dự e Ý kiến khác: Theo thầy cơ, chương trình vật lý phổ thơng số tập thí nghiệm biên soạn: a Rất nhiều b Vừa đủ c Cịn d Ý kiến khác: Bài tập thí nghiệm mà thầy sử dụng (nếu có) có nguồn gốc từ: a Sách giáo khoa vật lý b Sách tập vật lý c Tự biên soạn d Được lấy từ tài liệu khác Trong tổng thời gian chuẩn bị cho dạy mới, thời lượng mà thầy cô dành cho việc chuẩn bị tập thí nghiệm: a Chiếm thời lượng lớn b Chiếm thời lượng nhỏ c Không nghỉ đến d Ý kiến khác: Thầy cô từng, sử dụng tập thí nghiệm, thầy chọn phần chương trình: a Cơ b Nhiệt c Điện d Quang e Từ f Mọi phần g Ý kiến khác: ; Đâu khó khăn cản trở việc sử dụng tập thí ngiệm dạy học vật lý a Khó tiến hành b Thời lượng tiết học không phù hợp để tiến hành c Điều kiện sở vật chất trường học khơng cho phép d Khơng có thời gian chuẩn bị nha cho tiết dạy có sử dụng tập thí nghiệm e Ý kiến khác: Theo thầy cơ, có hay khơng tác dụng việc sử dụng tập thí nghiệm dạy học vật lý việc phát truyển tư vật lý rèn luyện kỹ thực hành, đo đạc số liệu, sử lý số liệu thí nghiệm cho học sinh a Khơng b Bình thường c Tốt d Rất tốt e Còn tùy vào phương pháp sử dụng f Ý kiến riêng: Có hay khơng nên việc đưa tập thí nghiệm vào tiết kiểm tra, thi học kì, thi học sinh giỏi? a Nên đưa vào b Không nên đưa vào c Ý kiến khác: 10 Theo thầy cơ, thực trạng việc sử dụng thí nghiệm nói chung tập thí nghiệm nói riêng trường phổ thơng nào? Nếu thầy đưa suy nghỉ về: Tác dụng, nguyên nhân, cách khắc phục nguyên nhân: Một lần tác giả xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình q thầy cơ, kính chúc thầy gia đình sức khỏe, có nhiều thành công công tác! Phụ lục Đề đáp án kiểm tra Bài kiểm tra 15 phút I Đề bài: Câu 1: Một mạch điện kín gồm hai nguồn điện E 1, r1 E 2, r2 mắc nối tiếp với nhau, mạch ngồi có điện trở R Biểu thức cường độ dòng điện mạch là: E −E A I = R + r − r E +E B I = R + r − r E −E E +E C I = R + r + r 2 D I = R + r + r Câu 2: Đối với mạch điện kín đây, hiệu suất nguồn điện khơng tính cơng thức A H = U N (100%) E H= B H = RN (100%) RN + r C H = Aco ich Anguon D (100%) r (100% ) RN + r Câu 3: Suất điện động nguồn điện đặc trưng cho A khả thực công lực lạ bên nguồn điện B khả dự trữ điện tích nguồn điện C khả tích điện cho hai cực D khả tác dụng lực điện nguồn điện Câu 4: Cho đoạn mạch gồm điện trở R = 100 (Ω), mắc nối tiếp với điện trở R = 200 (Ω), hiệu điên hai đầu đoạn mạch 12 (V) Hiệu điện hai đầu điện trở R1 A U1 = (V) B U1 = (V) C U1 = (V) D U1 = (V) Câu 5: Đoạn mạch gồm điện trở R = 100 (Ω) mắc song song với điện trở R = 300 (Ω), điện trở toàn mạch là: A RTM = 400 (Ω) B RTM = 75 (Ω) C RTM = 100 (Ω) D RTM = 150 (Ω) Câu 6: BiÓu thức sau không đúng? A I = E R+r B E = U - Ir C E = U + Ir D I = U R Câu 7: Công nguồn điện xác định theo công thức: A A = E It B A = UIt C A = UI D A = E I Câu 8: Một nguồn điện có điện trở 0,1 (Ω) mắc với điện trở 4,8 (Ω) thành mạch kín Khi hiệu điện hai cực nguồn điện 12 (V) Suất điện động nguồn điện là: A E = 11,75 (V) B E = 12,25 (V) C E = 12,00 (V) D E = 14,50 (V) Cõu 9: Công suất nguồn điện đợc xác định theo công thức: A P = UIt B P = Ei C P = Eit D P = UI Câu 10: Cường độ dịng điện có biểu thức định nghĩa sau đây: A I = q/t B I = q/e C I = t/q D I = q.t II Đáp án, thang điểm Câu Đáp án D D A D B B C B B 10 A Bài kiểm tra 45 phút I Đề bài: Câu 1: Cho đoạn mạch gồm điện trở R = 100 (Ω), mắc nối tiếp với điện trở R = 200 (Ω) đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện U hiệu điên hai đầu điện trở R1 (V) Hiệu điện hai đầu đoạn mạch là: A U = 12 (V) B U = 18 (V) C U = (V) D U = 24 (V) Câu 2: Trong thời gian 4s điện lượng 1,5C chuyển qua tiết diện thẳng dây tóc bóng đèn Cường độ dịng điện qua bóng đèn là: A 3,75A B 2,66A C 0,375A D 6A Câu 3: Một mạch điện kín gồm hai nguồn điện E 1, r1 E 2, r2 mắc nối tiếp với nhau, mạch ngồi có điện trở R Biểu thức cường độ dòng điện mạch là: E +E A I = R + r + r E −E B I = R + r − r E −E C I = R + r + r E +E D I = R + r − r Câu 4: Một nguồn có ξ = 3V, r = 1Ω nối với điện trở ngồi R = 1Ω thành mạch điện kín Cơng suất nguồn điện là: A 2,25W B 3W C 3,5W D 4,5W Câu 5: Cho mạch điện gồm pin 1,5V có điện trở 0,5 Ω nối với mạch điện trở 2,5 Ω Cường độ dịng điện tồn mạch là: A 0,5A B 3/5A C 3A D 2A Câu 6: Cho đoạn mạch gồm điện trở R = 100 (Ω), mắc nối tiếp với điện trở R = 200 (Ω), hiệu điên hai đầu đoạn mạch 12 (V) Hiệu điện hai đầu điện trở R1 A U1 = (V) B U1 = (V) C U1 = (V) D U1 = (V) Câu 7: Một nguồn điện có suất điện động ξ, công nguồn A, q độ lớn điện tích dịch chuyển qua nguồn Mối liên hệ chúng là: A A = q.ξ B q = A.ξ C ξ = q.A D A = q2.ξ Câu 8: Một mạch điện gồm điện trở 10Ω mắc hai điểm có hiệu điện 20V Nhiệt lượng toả R thời gian 10s A 20J B 400J C 40J D 2000J Câu 9: Cường độ dịng điện có biểu thức định nghĩa sau đây: A I = t/q B I = q.t C I = q/t D I = q/e Câu 10: BiÓu thức sau không đúng? A I = E R+r B E = U - Ir C E = U + Ir D I = U R Câu 11: Đối với mạch điện kín đây, hiệu suất nguồn điện khơng tính cơng thức Aco ich U R N A H = A (100%) B H = N (100%) C H = R + r (100%) E N nguon r D H = R + r (100% ) N Câu 12: Công nguồn điện xác định theo công thức: A A = EI B A = EIt C A = UI D A = UIt Câu 13: C«ng st cđa ngn điện đợc xác định theo công thức: A P = UIt B P = Ei C P = Eit D P = UI Câu 14: Dịng điện khơng đổi là: A Dịng điện có chiều khơng thay đổi theo thời gian B Dịng điện có điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng dây không đổi theo thời gian C Dịng điện có cường độ khơng thay đổi theo thời gian D Dịng điện có chiều cường độ khơng thay đổi theo thời gian Câu 15: Một nguồn điện có điện trở 0,1 (Ω) mắc với điện trở 4,8 (Ω) thành mạch kín Khi hiệu điện hai cực nguồn điện 12 (V) Suất điện động nguồn điện là: A E = 14,50 (V) B E = 12,00 (V) C E = 11,75 (V) D E = 12,25 (V) Câu 16: Suất điện động nguồn điện đặc trưng cho A khả thực công lực lạ bên nguồn điện B khả dự trữ điện tích nguồn điện C khả tích điện cho hai cực D khả tác dụng lực điện nguồn điện Câu 17: Đoạn mạch gồm điện trở R = 100 (Ω) mắc song song với điện trở R = 300 (Ω), điện trở toàn mạch là: A RTM = 400 (Ω) B RTM = 100 (Ω) C RTM = 150 (Ω) D RTM = 75 (Ω) Câu 18: electron qua tiết diện thẳng dây dẫn kim loại giây 1,25.1019 Tính điện lượng qua tiết diện 15 giây: A 30C B 40C C 10C D 20C Câu 19: Một nguồn điện có điện trở 0,1 (Ω) mắc với điện trở 4,8 (Ω) thành mạch kín Khi hiệu điện hai cực nguồn điện 12 (V) Cường độ dòng điện mạch A I = 12 (A) B I = 120 (A) C I = 2,5 (A) D I = 25 (A) Câu 20: Dòng điện qua dây dẫn kim loại có cường độ 2A Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn 2s là: A 1019 B 2,5.1018 C 2,5.1019 D 0,4 1019 10 II Đáp án, thang điểm Câu 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Đáp B C A D A B A B C B D C B D D A D A C C án 11 Phụ lục Ảnh tư liệu Trường THPT Lương Đắc Bằng – địa điểm TNSP Tập thể lớp 11 A8 – Lớp đối chứng 12 13 , Một số dụng cụ phịng học sử dụng q trình dạy học lớp thực nghiệm ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ VĂN THÊM XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM DẠY HỌC CHƯƠNG “DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI” VẬT LÍ 11 CƠ BẢN Chuyên ngành: LL & PP Dạy học môn vật lý... Bài tập vật lí q trình dạy học - Q trình dạy học chương “Dịng điện khơng đổi? ?? – Vật lí 11 3.2 Phạm vi nghiên cứu Quá trình dạy học sử dụng tập thí nghiệm chương “Dịng điện khơng đổi? ?? Vật lí 11. .. “Dịng điện khơng đổi? ?? 5.5 Xây dựng hệ thống tập thí nghiệm chương “Dịng điện khơng đổi? ?? - Vật lí 11 5.6 Đề xuất phương án dạy học sử dụng tập thí nghiệm chương Dịng điện khơng đổi 5.7 Thực nghiệm