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

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
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


3


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

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

5


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

82

Bảng 3.3. Bảng tổng hợp phân loại học sinh theo kết quả điểm kiểm
tra……………………………………………………………
Bảng 3.4. Tổng hợp các tham số đặc trưng sau 2 bài kiểm tra………

84
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………………………………………………………

DANH MỤC SƠ ĐỒ


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

8

9


- 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

quy luật vật lí, những hiện tượng vật lí… biết cách phân tích chúng, ứng dụng
chúng vào thực tiễn, có thói quen vận dụng kiến thức khái quát, giúp học sinh
làm việc với tinh thần tự lực cao, đồng thời phát triển tư
duy sáng tạo của học sinh. Vai trò của bài tập vật lí trong dạy học như sau:

12


- Giải bài tập vật lí giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng
kiến thức, liên hệ lí thuyết với thực tế, học tập với đời sống.
Khi giải các bài toán như vậy sẽ giúp học sinh hiểu kiến thức sâu sắc
hơn, đồng thời tập cho học sinh biết cách liên hệ giữa lí thuyết và thực tế, vận
dụng kiến thức được học vào cuộc sống hằng ngày.
Thí dụ, sau khi học xong bài máy biến áp và truyền tải điện năng đi xa, học
sinh có thể giải thích được câu hỏi: Tại sao ở nông thôn, dòng điện ở những
xóm xa trạm biến áp lại bị tối hơn những bóng đèn ở gần trạm, mặc dù chúng
có cùng một công suất. Hoặc sau khi học song về công và công suất của dòng
điện ta có thể cho học sinh bài toán sau: làm thế nào để có thể thắp sáng bóng
đèn 110V vào mạng điện 220V?...
- Bài tập vật lí sử dụng như một phương tiện độc đáo để nghiên cứu tài
liệu mới khi trang bị kiến thức cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội
kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc.
Trong quá trình dạy học vật lí giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập
đề ra, học sinh có nhu cầu tìm kiếm kiến thức mới, đảm bảo cho học sinh lĩnh
hội kiến thức một cách sâu sắc.
Khi giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải phân
tích đề bài, xem đề bài cho gì, cần gì, học sinh phải tái hiện kiến thức, vận
dụng kiến thức, vận dụng các thao tác tư duy như phân tích, so sánh, tổng hợp,
trừu tượng hóa, khái quát hóa….để xác lập mối quan hệ giữa các đại lượng, lập
luận, tính toán, có khi phải tiến hành làm thí nghiệm, đo đạc kiểm tra kết luận.

xuyên theo dõi thành tích và tinh thần học tập của học sinh cùng với hiệu quả
công tác giáo dục, giáo dưỡng của mình để từ đó có thể điều chỉnh nội dung,
phương pháp dạy học, giúp quá trình dạy học đạt hiệu quả cao.
- Bài tập vật lí có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp.
Các bài tập vật lí có thể đề cập đến các lĩnh vực khác nhau trong cuộc
sống, khoa học, kĩ thuật, thông tin liên lạc, giao thông vận tải, sản xuất công
nghiệp… Các bài tập này là phương tiện thuận lợi để học sinh liên hệ giữa lí thuyết và
thực hành, học tập với đời sống, vận dụng kiến thức đã học vào thực

14


tế sản xuất và cuộc sống. Thông qua bài tập vật lí giáo viên có thể giới thiệu
cho học sinh biết sự xuất hiện những tư tưởng, những quan điểm hiện đại, các
phát minh làm thay đổi thế giới. Tiếp xúc các các hiện tượng trong đời sống hàng
ngày qua các bài tập vật lí giúp học sinh nhìn thấy khoa học vật lí xung quanh
mình, từ đó kích thích hứng thú, đam mê của các em với môn học, bồi dưỡng khả
năng quan sát, tài phán đoán.
Giải bài tập vật lí không phải là công việc nhẹ nhàng, nó đòi hỏi học
sinh tích cực vận dụng tổng hợp những kiến thức, kinh nghiệm đã có để tìm lời
giải. Khi giải thành công một bài tập sẽ đem đến cho học sinh niềm phấn khởi
sáng tạo, sẵn sàng đón nhận bài tập mới ở mức độ cao hơn.
Tuy nhiên không phải cứ cho học sinh làm bài tập là chúng ta đạt ngay
được các yêu cầu mong muốn. Bài tập vật lí chỉ phát huy tác dụng to lớn của nó
trong những điều kiện sư phạm nhất định. Kết quả rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo giải
bài tập phụ thuộc rất nhiều vào việc có hay không có một hệ thống bài tập được
lựa chọn và sắp xếp phù hợp với mục đích 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 tập dượt

Bài tập tổng hợp

Bài tập sáng tạo

- Có nhiều cách để phân dạng bài tập vật lí, tùy thuộc vào mục đích và
yêu cầu. Nếu dựa vào phương thức 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 phải
tính toán phức tạp mà chủ yếu dựa vào các suy luận logic đơn giản để giải. Để
làm được các bài tập loại này học sinh cần phải hiểu rõ, hiểu sâu bản chất các
kiến thức vật lí: hiện tượng vật lí, các định luật vật lí, các thuyết vật lí… Đa số
bài tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng vật lí
nào đó xảy ra trong điều kiện xác định.
Bài tập định tính thường dùng để vận dụng các kiến thức vật lí vào đời
sống, sản xuất. Nó thường được đưa ra dưới dạng câu hỏi "Vì sao?", "Tại
sao?". Bài tập định tính thường được sử dụng nhiều trong quá trình dạy học vật
lí nhất là khi xây dựng hình thành kiến thức mới, dùng làm bài tập nghiên cứu
tài liệu mới. Chính vì điều này bài tập định tính giúp học sinh nắm rõ bản chất
các hiện tượng vật lí, những quy luật của chúng, dạy cho học sinh biết cách áp
dụng lí thuyết vào thực tiễn. Vì thế bài tập định tính luôn mang lại cho người
học sự hứng thú, say mê môn học, rèn luyện tư duy, khả năng phán đoán, khả
năng quan sát nhằm phát triển tư duy cho học sinh. Vì bài tập định


Để giải được bài tập loại này học sinh cần hiểu rõ được ý nghĩa của đồ
thị, qua đồ thị có thể cho ta thấy rõ được mối quan hệ giữa hai đại lượng vật

17


lý. Trong thực nghiệm nếu biểu diễn các số liệu đo được trên đồ thị một cách
chính xác, sẽ giúp ta xây dựng các các định luật vật lí mới. Chính vì lẽ thế mà
bài tập sử dụng đồ thị hoặc xây dựng đồ thị ngày càng quan trọng trong quá
trình dạy học vật lí.
1.2. Tư duy và phát triển tư duy cho học sinh
1.2.1. Tư duy
1.2.1.1. Khái niệm tư duy
Tư duy là một quá trình nhận thức nhằm phản ánh những thuộc tính
bản chất, những liên hệ và quan hệ có tính quy luật của sự vật và hiện tượng
trong thực tế khách quan mà trước đó ta chưa biết. Hay nói một cách tổng quát:
Tư duy là thuộc tính đặc biệt của vật chất có tổ chức cao - Bộ não. Tư duy
phản ánh thế giới vật chất dưới dạng các hình ảnh lý tưởng. Tư duy vừa là sản
phẩm của sự tiến hoá sinh vật, vừa là sản phẩm của sự phát triển xã hội. Nó xuất
hiện và phát triển trong hoạt động lao động và cùng với ngôn ngữ gắn bó chặt
chẽ với nhau - những hoạt động vốn chỉ có trong xã hội loài người.
Tư duy phản ánh hiện thực xung quanh chúng ta, nhưng không giống
như cách phản ánh của cảm giác và tri giác. Các quá trình này phản ánh các đối
tượng và hiện tượng cụ thể tác động đến giác quan của chúng ta. Tư duy phản
ánh theo kiểu khác. Nó không xem xét sự vật hiện tượng một cách riêng lẻ mà xem
xét sự vật hiện tượng trong các mối quan hệ phổ biến, trong sự vận động và phát
triển của chúng. Tư duy bao giờ cũng mang tính chất khái quát bằng cách nêu
bật ra cái bản chất, cái chung của sự vật và hiện tượng. Trong quá trình nhận
thức nói chung, tư duy bao giờ cũng mang tính sáng tạo, vì nhận thức nhằm
thu được tri thức mới và sáng tạo ra những phương thức mới để thu lượm tri

Các hiện tượng vật lý trong tự nhiên rất phức tạp, nhưng những định luật
chi phối chúng thường lại rất đơn giản, vì mỗi hiện tượng bị nhiều yếu tố tác động
chồng chéo lên nhau hoặc nối tiếp nhau mà ta chỉ quan sát được kết quả tổng hợp
cuối cùng. Bởi vậy, muốn nhận thức được những đặc tính bản chất và quy luật
của tự nhiên thì việc đầu tiên là phải phân tích được hiện

19


tượng phức tạp thành những bộ phận những giai đoạn bị chi phối bởi một số
nguyên nhân, bị tác động bởi một số ít yếu tố, tốt nhất là một nguyên nhân, một
yếu tố. Có như thế, ta mới xác lập được những mối quan hệ bản chất, trực tiếp,
những sự phụ thuộc định lượng giữa các đại lượng vật lý dùng để đo lường
những thuộc tính bản chất của sự vật hiện tượng. Muốn biết những kết luận
khái quát thu được có phản ánh đúng thực tế khách quan hay không, ta phải
kiểm tra lại trong thực tiễn. Để làm việc đó, ta phải xuất phát từ những kết luận
khái quát, suy ra những hệ quả, dự đoán những hiện tượng mới có thể quan sát
được trong thực tiễn. Nếu thí nghiệm xác nhận hiện tượng mới đúng như dự đoán
thì kết luận khái quát ban đầu mới được xác nhận là chân lý. Mặt khác việc vận
dụng những kiến thức vật lý khái quát vào thực tiễn tạo điều kiện cho con
người cải tạo thực tiễn, làm cho các hiện tượng vật lý xảy ra theo hướng có lợi
cho con người, thoả mãn được nhu cầu ngày càng tăng của con người.
Trong quá trình nhận thức vật lý như trên, con người đã sử dụng tổng
hợp, xen kẽ nhiều hình thức tư duy, trong đó có hình thức chung như tư duy lý
luận, tư duy lôgíc và những hình thức đặc thù của vật lý học như thực nghiệm,
mô hình hoá...
Quá trình tư duy vật lý là một mặt tuân theo những quy luật chung của
nhận thức, một phần phản ánh những đặc thù của bộ môn. Bao gồm hai khâu
cơ bản là:
* Đi từ thực nghiệm (quan sát, thí nghiệm, đo lường) trong một phạm vi

hình. Ở đó con người phải vận dụng tốt các thao tác tư duy, phân tích, tổng
hợp, so sánh, trừu tượng hoá, khái quát hoá. Để thực hiện đặc tính của
hoạt động tư duy trong các giai đoạn của quá trình sáng tạo
1.2.2. Phát triển tư duy cho học sinh
1.2.2.1. Khái niệm phát triển tư duy
- Phải xem trọng việc phát triển tư duy. Vì nếu không có khả năng tư
duy thì không thể học tập, không thể hiểu biết, không cải tạo được tự nhiên, xã
hội và rèn luyện bản thân.

21


- Phát triển tư duy là đặt cá nhân vào tình huống có vấn đề để kích thích
tính tích cực của bản thân, độc lập sáng tạo khi giải quyết tình huống có vấn
đề, đặc biệt là các vấn đề thực tiển trong tự nhiên liên quan đến vật lí.
- Phát triển tư duy là rèn luyện học tập nâng cao nhận thức để phát triển
khả năng tư duy tốt, chính xác, bằng cách sử lí các bài tập đa dạng hơn.
- Phát triển tư duy là phải tăng cường khả năng trừu tượng khái quát.
- Phát triển tư duy là thường xuyên quan sát tìm hiểu thực tế, rèn luyện
cảm giác, tính nhạy cảm, năng lực trí nhớ, nhằm nâng cao nhận thức cảm tính để
sau đó rút ra nhận thức một cách lý tính, có khoa học.
- Để phát triển tư duy phần dòng điện xoay chiều học sinh cần làm các hệ
thống bài tập theo thang bậc nhận thức.
1.2.2.2. Thang bậc nhận thức và phát triển tư duy
Lĩnh vực nhận thức (tư duy) liên quan đến các mục đích về kiến thức
và các kĩ năng trí tuệ, bao gồm 6 mức độ sau đây:
1. Biết (knowledge): Được định nghĩa là sự nhớ lại các dữ liệu đã học
được trước đây. Điều đó có nghĩa là một người có thể nhắc lại một loạt dữ liệu,
từ các sự kiện đơn giản đến các lý thuyết phức tạp, tái hiện trong trí nhớ những
thông tin cần thiết. Đây là cấp độ thấp nhất của kết quả học tập trong lĩnh vực

tài liệu (tuyên bố, tiểu thuyết, thơ, báo cáo nghiên cứu). Việc đánh giá dựa trên
các tiêu chí nhất định. Đó có thể là các tiêu chí bên trong (cách tổ chức) hoặc
các tiêu chí bên ngoài (phù hợp với mục đích), và người đánh giá phải tự xác
định hoặc được cung cấp các tiêu chí. Kết quả học tập trong lĩnh vực này là
cao nhất trong các cấp bậc nhận thức vì nó chứa các yếu tố của
mọi cấp bậc khác

23


Lĩnh vực thao tác
tư duy

Phân lớp
Hệ thống hóa

Tổng quát

Trừu tượng hóa
So sánh
Cụ thể hóa
Tổng

Quy nạp
Diễn

Phân tích

PHÁT TRIỂN TƯ DUY


- Quan sát, nhận biết những dấu hiệu đặc trưng của sự vật, hiện tượng.

24