TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ
LÊ THỊ HẢI YẾN
XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP VỀ MẠCH
ĐIỆN XOAY CHIỀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTƠ NHẰM
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH LỚP 12 THPT
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
HÀ NỘI, 2014
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình hoàn thành khóa luận, em đã nhận được sự giúp đỡ tận
tình của thầy giáo hướng dẫn Th.S Nguyễn Anh Dũng, sự giúp đỡ của các
thầy cô giáo trong khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, các thầy cô
giáo thuộc tổ Lí - Kĩ của trường THPT Trần Hưng Đạo tỉnh Nam Định và các
bạn sinh viên.
BẢNG KÍ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết đầy đủ Viết tắt
Bài tập vật lí BTVL
Giáo viên GV
Học sinh HS
Trung học phổ thông THPT
MỤC LỤC
Trang
Trang bìa phụ
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Bảng kí hiệu các chữ viết tắt
1.7.3. Ứng dụng 13
1.8. Thực trạng dạy học giải BTVL về mạch điện xoay chiều
(vật lí 12 THPT) bằng phương pháp giản đồ vectơ 13
1.8.1. Đối tượng, nội dung và phương pháp điều tra 13
1.8.2. Kết quả điều tra 13
1.8.2.1. Đối với giáo viên 13
1.8.2.2. Đối với học sinh 14
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 16
Chương 2. XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 THPT
GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BẰNG
PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTƠ 17
2.1. Đặc điểm cấu trúc nội dung, mục tiêu dạy học chương “Dòng
điện xoay chiều” 17
2.1.1. Đặc điểm nội dung chương “Dòng điện xoay chiều” 17
2.1.2. Sơ đồ cấu trúc logic chương “Dòng điện xoay chiều” 17
2.1.3. Mục tiêu dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” 19
2.1.3.1. Về kiến thức 19
2.1.3.2. Về kĩ năng 20
2.1.4. Cơ sở của phương pháp giản đồ vectơ 20
2.1.4.1. Phương pháp giản đồ vectơ 20
2.1.4.2. Chú ý 24
2.1.4.3. Ưu điểm của phương pháp giản đồ vectơ 25
2.2. Phân loại bài tập về mạch điện xoay chiều giải bằng phương
pháp giản đồ vectơ 27
2.2.1. Cơ sở phân loại 27
2.2.2. Các loại và các bước giải từng loại 27
2.3. Hệ thống bài tập theo từng loại 29
2.3.1. Hệ thống bài tập loại 1 29
2.3.1.1. Mục đích yêu cầu 29
2.3.1.2. Hệ thống bài tập 29
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cùng với xu thế của thời đại, nước ta đã và đang bước vào thời kì công
nghiệp hóa, hiện đại hóa, mở cửa và hội nhập quốc tế. Điều này đã có tác
động vô cùng to lớn đến sự nghiệp giáo dục nói chung và nhà trường phổ
thông nói riêng. Nó đòi hỏi nhà trường phải góp phần đào tạo cho xã hội
những con người năng động, sáng tạo, có năng lực độc lập giải quyết những
vấn đề của cuộc sống, năng lực tự học để nâng cao trình độ nhận thức nhằm
đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Mục tiêu giáo dục và đào tạo
trong thời kì xây dựng và đổi mới đất nước được xác định rõ trong văn kiện
Đại hội Đảng Cộng sản Việt Nam lần thứ XI: “Coi trọng bồi dưỡng cho HS,
sinh viên khát vọng mãnh liệt xây dựng đất nước giàu mạnh, gắn liền lập
nghiệp bản thân với tương lai của cộng đồng, của dân tộc, trau dồi cho HS,
sinh viên bản lĩnh, phẩm chất và lối sống của thế hệ trẻ Việt Nam hiện đại”.
Như vậy, mục tiêu giáo dục vẫn là giáo dục toàn diện trí, đức, thể, mĩ nhằm
đào tạo những người lao động mới có trí tuệ, có nhân cách, năng động và sáng
tạo, chủ động thích ứng với nền kinh tế tri thức và sự phát triển của thời đại.
Trước những yêu cầu cấp bách của thời đại, ngành giáo dục đã không
ngừng đổi mới nội dung dạy - học, kèm theo đó là đổi mới phương pháp dạy
học theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của HS.Trong dạy học
vật lí, BTVL với tư cách là một phương pháp dạy học có tác dụng rất tích cực
thống bài tập về mạch điện xoay chiều bằng phương pháp giản đồ vectơ
nhằm nâng cao chất lượng học tập của học sinh lớp 12 THPT” là rất cần
thiết. 3
2. Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở lí luận về BTVL và xác định các nội dung cơ bản, mục tiêu
dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” sách giáo khoa vật lí 12 THPT kết
hợp với điều tra thực trạng dạy học giải BTVL của GV và HS mà xây dựng và
hướng dẫn giải hệ thống bài tập về mạch điện xoay chiều bằng phương pháp
giản đồ vectơ nhằm nâng cao chất lượng học tập của HS lớp 12 THPT.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng: Hoạt động của GV và HS lớp 12 THPT trong việc dạy học và
giải bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” bằng phương pháp giản đồ vectơ.
Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống bài tập về mạch điện xoay chiều có thể
giải bằng phương pháp giản đồ vectơ trong chương trình vật lí lớp 12 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được hệ thống bài tập về mạch điện xoay chiều một cách
khoa học và đề ra cách hướng dẫn HS giải nó bằng phương pháp giản đồ
vectơ một cách phù hợp thì có thể giúp HS hiểu vấn đề một cách linh hoạt và
đồng thời nâng cao chất lượng học tập của HS lớp 12 THPT.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
a. Nghiên cứu cơ sở lí luận về BTVL trong dạy học ở trường phổ thông.
b. Nghiên cứu nội dung và xác định mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức cơ
bản chương “Dòng điện xoay chiều” trong dạy học vật lí lớp 12 THPT.
c. Điều tra thực trạng dạy học giải BTVL về mạch điện xoay chiều bằng
phương pháp giản đồ vectơ của GV và HS lớp 12 THPT.
d. Phân loại và xây dựng hệ thống bài tập về mạch điện xoay chiều, đề ra
Chương 3: Dự kiến thực nghiệm sư phạm.
5
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG
VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BTVL TRONG DẠY HỌC
1.1. Quan niệm về BTVL
Theo X.E.Camenetxki và V.P.Ôrêkhôv: “Trong thực tiễn dạy học, người
ta gọi BTVL là một vấn đề không lớn mà trong trường hợp tổng quát được
giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán thí nghiệm trên cơ sở
các định luật và phương pháp vật lí. Thông thường, trong sách giáo khoa và
tài liệu lí luận dạy học bộ môn, người ta hiểu những BTVL là những bài luyện
tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các
hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lí của HS và
rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức của họ vào thực tiễn” [4, tr 7].
Đồng thời các tác giả cũng nhấn mạnh: Nếu hiểu theo nghĩa rộng thì sự
tư duy định hướng tích cực luôn là việc giải bài tập. Về thực chất, mỗi vấn đề
mới xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa trong các tiết học vật lí chính
là một bài tập đối với HS [4, tr 7].
Định nghĩa BTVL nêu trên được nhiều nhà lí luận dạy học bộ môn và
GV chấp nhận, tán thành. Với quan niệm như vậy, chúng tôi thấy rằng BTVL
có hai chức năng chủ yếu là tập vận dụng kiến thức cũ và tìm kiếm kiến thức
mới.
1.2. Tác dụng của BTVL trong dạy học
* Hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
* Hình thành kiến thức mới.
Tiết học nghiên cứu kiến thức mới là tiết học HS thu được cái mà họ
chưa biết từ trước hoặc chưa biết một cách rõ ràng, chính xác. Nói cách khác
đó là tiết học mà HS thu được kiến thức mới hoặc không thu được kiến thức
mới nhưng có cách hiểu mới về kiến thức đã học hoặc thấy rõ phạm vi áp
dụng của kiến thức mới.
+ Ra bài tập về nhà mà thường là các bài tập phức hợp tương tự bài tập
đã giải và một số bài tập có yếu tố mới lạ, khi cần gợi ý giải quyết những chỗ
khó khăn.
* Phát triển tư duy vật lí của HS.
* Kiểm tra đánh giá kết quả về học tập của HS, đặc biệt là giúp phát triển
trình độ, phát triển trí tuệ, làm bộc lộ rõ những khó khăn, sai lầm của HS
trong học tập, đồng thời giúp họ vượt qua những khó khăn và khắc phục
những sai lầm ấy.
* Giáo dục tư tưởng, đạo đức, kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho HS
[9], [11].
1.3. Phân loại BTVL
Có nhiều cách phân loại BTVL tùy theo các dấu hiệu khác nhau. Tuy
nhiên phổ biến hơn cả là dựa vào phương thức giải hay điều kiện. Dựa vào đó
có thể chia BTVL thành bốn loại sau: bài tập định tính (bài tập câu hỏi), bài
tập định lượng (bài tập tính toán), bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm [9, tr 290].
Trong khóa luận này chúng tôi chỉ nghiên cứu bài tập định lượng.
- Bài tập định lượng (bài tập tính toán) là loại bài tập muốn giải được
chúng ta phải thực hiện một loạt các phép tính.
- Có thể chia bài tập tính toán ra làm hai loại: bài tập tập dượt và bài tập
tổng hợp.
+ Bài tập tập dượt là những bài tập cơ bản, đơn giản được sử dụng ngay
sau khi nghiên cứu một khái niệm, một định luật hay một quy tắc nào đó.
+ Bài tập tổng hợp là bài tập muốn giải nó thì phải vận dụng nhiều khái
niệm, định luật, nhiều công thức nằm ở nhiều bài, nhiều mục. Loại bài tập này
ngoài mục đích chủ yếu là ôn tập, đào sâu kiến thức của HS, đôi khi còn có
tác dụng chuẩn bị cho HS nghiên cứu hiện tượng mới [9, tr 292 - 293].
8
1.5. Nguyên tắc lựa chọn hệ thống bài tập cho mỗi đề tài, chương, phần
của giáo trình vật lí phổ thông.
- Các bài tập trong hệ thống bài tập phải bao gồm cả bài tập cơ bản, bài
tập phức tạp và phải được sắp xếp từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp về
cả số lượng và nội dung.
- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một
phần nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức.
- Số lượng bài tập trong hệ thống phải phù hợp với thời gian quy định
của chương trình học và thời gian học ở nhà của HS.
- Hệ thống bài tập phải góp phần khắc phục những sai lầm chủ yếu của
HS trong giải bài tập. Mỗi bài tập phải đóng góp một phần nào đó trong việc
rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, thói quen vận dụng kiến thức đã học, phát triển
năng lực của HS trong việc giải quyết vấn đề. Mỗi bài tập sau phải đem lại
cho HS một điều mới lạ và một khó khăn vừa sức, đồng thời việc giải bài tập
trước là cơ sở giải bài tập sau [9, tr 311 - 313].
1.6. Hướng dẫn học sinh giải BTVL
1.6.1. Cơ sở định hướng của việc hướng dẫn học sinh giải bài tập
Để việc hướng dẫn giải bài tập cho HS có hiệu quả thì trước hết GV phải
tính đến các khả năng có thể xảy ra khi đưa ra bài tập và phải xuất phát từ
mục đích sư phạm để xác định kiểu hướng dẫn cho phù hợp.
Ta có thể minh họa điều này bằng sơ đồ sau [11, tr 41]:
Tư duy giải
BTVL
Mục đích sư
thực hiện để thu được kết quả.
Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần giúp đỡ HS vượt qua khó
khăn để giải bài tập, đồng thời rèn luyện phát triển tư duy và rèn luyện được
cho HS kĩ năng tự học tự tìm tòi cách giải quyết vấn đề.
Ưu điểm: Tránh được tình trạng GV giải bài tập thay cho HS.
Nhược điểm: Không phải bao giờ cũng đảm bảo cho HS giải bài tập một
cách chắc chắn [11, tr 43 - 44].
1.6.2.3. Hướng dẫn định hướng khái quát chương trình hóa
Định hướng khái quát chương trình hóa là sự hướng dẫn HS tự tìm tòi
cách giải quyết (chứ không thông báo cho HS cái có sẵn). Nét đặc trưng của
11
kiểu hướng dẫn này là GV định hướng hoạt động tư duy của HS theo đường
lối khái quát hóa của việc giải quyết vấn đề (tức là theo phương pháp giải bài
tập nói chung). Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của
HS. Nếu HS không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của GV là cụ thể
hóa hơn để họ thu hẹp phạm vi tìm tòi đảm bảo vừa sức HS. Nếu HS vẫn
không tìm tòi giải quyết được thì sự hướng dẫn của GV chuyển dần thành
hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho HS được hoàn thành yêu cầu của một
bước. Sau đó tiếp tục cho HS tự lực tìm tòi cách giải quyết tiếp theo, nếu cần
GV lại giúp đỡ thêm, cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra.
Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn toàn bộ
tiến trình giải bài tập của HS nhằm giúp họ tự lực giải được bài tập đã cho
đồng thời dạy cho họ cách suy nghĩ trong quá trình giải bài tập để rút ra cách
giải bài tập cụ thể.
Ưu điểm: Đảm bảo cho HS giải được bài tập đã cho và rèn luyện kĩ năng,
tư duy của HS trong quá trình giải bài tập.
Nhược điểm: Đòi hỏi sự hướng dẫn của GV phải theo sát tiến trình giải
bài tập của HS. Nghĩa là không thể chỉ dựa vào những lời hướng dẫn đã soạn
sẵn mà GV phải dựa vào nhận thức của HS để điều chỉnh sự hướng dẫn cho
minh được; là mức độ cao hơn nhận biết nhưng là mức độ thấp nhất của việc
thấu hiểu sự vật hiện tượng. Nó liên quan tới ý nghĩa và các mối liên hệ của
những gì HS đã biết, đã học.
Khi HS lặp lại đúng một định luật vật lí chứng tỏ HS biết định luật ấy.
Nếu HS giải thích được ý nghĩa của những khái niệm quan trọng trong định
luật hay minh họa bằng một ví dụ về các mối liên hệ biểu thị bởi định luật đó
thì có nghĩa là HS đã hiểu định luật này.
13
Sự thông hiểu khái niệm: Đòi hỏi HS phải giải thích được khái niệm
bằng ngôn ngữ của riêng mình.
1.7.3. Ứng dụng
Khả năng vận dụng các kiến thức đã học vào một tình huống nào đó: áp
dụng các qui tắc, phương pháp, khái niệm, định luật, công thức,… để giải
quyết một vấn đề trong học tập, trong thực tiễn. Giải quyết các câu hỏi “Các
A nào giải quyết X và giải quyết như thế nào?”.
1.8. Thực trạng dạy học giải BTVL về mạch điện xoay chiều (vật lí 12
THPT) bằng phương pháp giản đồ vectơ
1.8.1. Đối tượng, nội dung và phương pháp điều tra
- Đối tượng: GV và HS lớp 12, trường THPT Trần Hưng Đạo, thành phố
Nam Định, tỉnh Nam Định.
- Nội dung điều tra là tìm hiểu các thông tin sau:
+ Thực trạng việc dạy học, lựa chọn bài tập, giải bài tập về mạch điện
xoay chiều bằng phương pháp giản đồ vectơ của GV và HS.
+ Những khó khăn và sai lầm phổ biến của HS khi sử dụng phương pháp
giản đồ vectơ để giải bài tập.
- Phương pháp điều tra:
+ Trao đổi trực tiếp với GV và HS đồng thời kết hợp với việc xem xét
giáo án của GV và vở bài tập của HS.
+ Do các bài kiểm tra của HS đều là bài tập trắc nghiệm nên không thể
+ Nhầm lẫn giữa các công thức tính cảm kháng, dung kháng; giữa các
khái niệm giá trị hiệu dụng, giá trị cực đại,… Hiểu và áp dụng một cách máy
móc các công thức. Ví dụ: HS thường viết:
0
2
U
U
.
15
+ Chỉ quen sử dụng phương pháp đại số để giải mà ít sử dụng phương
pháp giản đồ vectơ. Vì vậy thường: gặp khó khăn khi giải các phương trình
lượng giác và gặp khó khăn khi xác định chính xác các pha ban đầu
vì cùng
một giá trị của
cos
có thể có tới hai giá trị của
. HS thường không kết hợp
với các điều kiện khác của bài toán để chọn góc
thích hợp mà chỉ lấy giá trị
góc
dương.
Ví dụ: Với
π
1
- Nguyên nhân:
+ Kĩ năng vận dụng kiến thức, suy luận logic và tính toán của HS còn
hạn chế.
+ HS chưa được rèn luyện chu đáo kĩ năng sử dụng phương pháp giản đồ
vectơ để giải các bài toán điện xoay chiều.
Copyright: Tài liệu đại học ©