ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN TIẾN ĐẠI

XÂY DỰNG, SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
CHƯƠNG "DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU" - VẬT LÍ 12
NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN TIẾN ĐẠI

XÂY DỰNG, SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
CHƯƠNG "DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU" - VẬT LÍ 12
NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật Lí
Mã số: 8.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Vũ Thị Kim Liên

THÁI NGUYÊN - 2018


các bạn đọc để luận văn được hoàn chỉnh hơn.
Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới ban giám hiệu và các thầy cô giáo
trường THPT Bình Giang, tổ Lý - Hóa Trường THPT Bình Giang đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi trong suốt thời gian dài học tập và nghiên cứu luận văn.
Thái Nguyên, tháng 6 năm 2018
Tác giả

Nguyễn Tiến Đại

ii


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... ii
MỤC LỤC ..........................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................. iv
DANH MỤC BẢNG, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ .............................................................. v
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 1
2. Mục tiêu của đề tài........................................................................................... 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................... 2
4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu................................................................. 2
5. Vấn đề nghiên cứu ........................................................................................... 2
6. Giả thuyết khoa học ......................................................................................... 2
7. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu...................................................................... 2
8. Dự kiến đóng góp của đề tài ............................................................................ 3
9. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 3
10. Dự kiến cấu trúc của luận văn ....................................................................... 3

TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH ................................................. 30

2.1.

Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “Dòng điện xoay chiều"- vật lí 12 ...... 30

2.1.1. Vị trí chương “Dòng điện xoay chiều" trong chương trình vật lí trung
học phổ thông .......................................................................................... 30
2.1.2. Sơ đồ cấu trúc nội dung của chương “Dòng điện xoay chiều" - vật lí 12..... 30
2.1.3. Mục tiêu dạy học ..................................................................................... 32
2.2.

Xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập chương "Dòng điện
xoay chiều"- vật lí 12 nhằm phát triển tư duy sáng tạo........................... 33

2.2.1. Xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập................................... 33
Kết luận chương 2.............................................................................................. 75
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM....................................................... 76
3.1.

Mục đích thực nghiệm sư phạm .............................................................. 76

3.2.

Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ....................................................... 76

3.3.

Đối tượng, nội dung và tiến trình thực nghiệm sư phạm ........................ 76


BTVL

Bài tập vật lí

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

PPDH

Phương pháp dạy học

SGK

Sách giáo khoa

SBT

Sách bài tập

THPT

Trung học phổ thông

iv



Sơ đồ cấu trúc nội dung của chương “Dòng điện xoay chiều” ..............31

v


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong dạy học vật lí, bài tập giữ một vai trò đặc biệt quan trọng. Nó vừa là một
phần hữu cơ của sách giáo khoa Vật lí, vừa giúp hình thành và làm phong phú các khái
niệm Vật lí, giúp người học phát triển tư duy và thói quen vận dụng kiến thức Vật lí
vào thực tiễn. Về phương diện giáo dục, việc giải các bài tập Vật lí sẽ giúp hình thành
các phẩm chất cá nhân của học sinh như tình yêu lao động, trí tò mò, sự khéo léo, khả
năng tự lực, hứng thú đối với học tập. Vì vậy việc rèn luyện, hướng dẫn học sinh giải
các bài tập Vật lí là biện pháp rất có hiệu quả để phát triển tư duy Vật lí cho học sinh.
Giải các bài tập Vật lí vừa được xem như là mục đích, vừa là phương tiện dạy học, vừa
là một phương pháp đơn giản để kiểm tra, hệ thống hoá kiến thức, kỹ năng và thói quen
thực hành, cho phép mở rộng và làm sâu sắc kiến thức đã học. Đồng thời, với hệ thống
hợp lý, bài tập vật lí cũng hỗ trợ tích cực cho khả năng phát triển tư duy sáng tạo và
hiểu biết tiến trình khoa học của các hiện tượng tự nhiên.
Thực tế dạy học vật lí ở một số trường THPT cho thấy chất lượng học tập Vật
lí của học sinh còn chưa cao, học sinh chưa có hứng thú học tập và đặc biệt đa số học
sinh rất ngại làm bài tập. Bên cạnh đó, việc sử dụng bài tập nhằm phát triển tư duy
sáng tạo cho học sinh chưa được chú ý khai thác.
Chương "Dòng điện xoay chiều"trong sách Vật lí 12 cung cấp nhiều kiến thức
cơ bản về dòng điện xoay chiều, là cơ sở lý thuyết của nhiều ứng dụng phổ biến và
quan trọng trong đời sống và trong các ngành kĩ thuật hiện đại. Tuy nhiên, do nội dung
chương có nhiều công thức khó nhớ, nhiều khái niệm trìu tượng, nên việc hiểu biết sâu
sắc các kiến thức của chương đối với nhiều học sinh còn khó khăn, đặc biệt là việc vận
dụng để giải bài tập cũng như giải thích các hiện tượng thực tế và các ứng dụng phổ

Đề tài tập trung vào nghiên cứu các vấn đề cơ bản sau:
- Xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập chương dòng điện xoay chiều
thuộc chương trình Vật lí 12.
- Hướng dẫn học sinh để giúp học sinh hình thành và phát triển năng lực tư duy
sáng tạo khi giải quyết các bài tập vật lí.
6. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được một hệ thống bài tập phù hợp với quan điểm hiện đại về dạy
học vật lí thì có thể giúp học sinh hình thành và phát triển năng lực tư duy sáng tạo.
7. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
- Kiến thức: Chương "Dòng điện xoay chiều"- Vật lí 12.
- Địa điểm: Một số trường THPT huyện Bình Giang - tỉnh Hải Dương.
2


8. Dự kiến đóng góp của đề tài
- Đóng góp lý luận:
Làm rõ và hoàn thiện thêm lí luận của việc phát triển tư duy sáng tạo cho người
học thông qua việc dạy học bài tập và xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống và bài
tập vật lí.
- Đóng góp về thực tiễn:
Hệ thống bài tập chương "Dòng điện xoay chiều"được soạn thảo và xây dựng
theo hướng nâng cao khả năng tư duy sáng tạo cho học sinh và một số tiến trình dạy
học bài tập phù hợp với quan điểm dạy học hiện đại. Là tài liệu hữu ích giúp học sinh
hứng thú, say mê với môn học hơn nhờ được tăng cường khả năng tự học và tư duy
sáng tạo. Đồng thời đây sẽ là tài liệu tham khảo tốt cho các giáo viên và học sinh.
9. Phương pháp nghiên cứu
- Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận: Sưu tầm, đọc và nghiên cứu các tài
liệu về lí luận dạy học đại cương, lí luận dạy vật lí, tài liệu về các bài tập liên quan đến
chương "Dòng điện xoay chiều"đang đề cập, các tài liệu thu thập được từ nhiều nguồn
khác nhau như sách báo, tạp chí chuyên ngành, các công trình, đề tài nghiên cứu khoa

CHƯƠNG "DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU"- VẬT LÍ 12
NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
Trong giờ học Vật lí, khi xây dựng kiến thức, học sinh mới nắm được các khái
niệm, các định lý, định luật,… một cách khái quát. Nếu chỉ dừng lại ở đó, sự nhận thức
của học sinh có thể hời hợt, thiếu toàn diện và không thực tế. Giai đoạn tiếp theo trong
quá trình xây dựng kiến thức, học sinh phải vận dụng được những kiến thức khái quát,
trừu tượng đó vào những tình huống cụ thể rất đa dạng. Nhờ thế mà học sinh nắm được
những biểu hiện rõ ràng của những kiến thức đó trong thực tế, đồng thời thấy được
những ứng dụng muôn hình muôn vẻ trong kỹ thuật và đời sống. Nhận thức được điều
này, nhiều giáo viên dạy Vật lý đã đầu tư thời gian và công sức để chất lượng các giờ
dạy bài tập được tăng lên.
Cùng với việc nâng cao chất lượng giờ dạy bài tập thông qua kinh nghiệm giảng
dạy, trong nhiều năm qua đã có rất nhiều những nghiên cứu khoa học quan tâm đến
vấn đề xây dựng và định hướng hoạt động giải bài tập Vật lý cho học sinh như: “Phát
huy tính tích cực tự lực hoạt động nhận thức của học sinh lớp 10 THPT qua rèn luyện
giải bài tập Vật Lý bằng phương pháp vectơ"của Nguyễn Thị Mai Anh [1]; “Phát triển
năng lực tự lực, sáng tạo của học sinh miền núi thông qua tổ chức hoạt động giải bài
tập Vật lí phân tử và nhiệt học ở lớp 10 Trung học phổ thông"của Lục Thị Na [17];
“Lựa chọn và xây dựng tiến trình dạy học bài tập Vật lí chương “Các định luật bảo
toàn" (Vật lí 10 - Cơ bản) nhằm phát triển tư duy, năng lực sáng tạo cho học sinh trường
dân tộc nội trú THPT" của Phạm Thị Phương [21]; “Xây dựng và sử dụng bài tập vật
lý trong quá trình tổ chức hoạt động dạy, học kiến thức mới chương “Các định luật bảo
toàn "Vật lí 10 nâng cao" của Nguyễn Thành Quê [22]. Các công trình này đã đề cập
đến việc phân dạng bài tập, xây dựng hệ thống bài tập, các phương pháp giải bài tập…
Cũng có nhiều công trình đề cập đến một số biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận
thức của học sinh, phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua hoạt động dạy học bài tập Vật lí như: “Tổ chức hoạt động dạy học theo hướng phát huy năng lực tư
5



Trong dạy học Vật lí, giải các BTVL đóng vai trò hết sức quan trọng, cụ thể:
- Về phương diện giáo dục, giải các BTVL sẽ giúp hình thành các phẩm chất
cá nhân của HS như tình yêu lao động, trí tò mò, sự khéo léo, khả năng tự lực, hứng
thú với học tập, ý chí và sự kiên trì đạt tới mục đích đặt ra.
- Việc rèn luyện, hướng dẫn học sinh giải BTVL là biện pháp rất hiệu quả phát
triển tư duy Vật lí cho HS.
- Giải các BTVL đóng vai trò quan trọng trong việc góp phần giáo dục kỹ thuật
tổng hợp cho học sinh. Các BTVL gắn với cuộc sống, với kỹ thuật, với thực tiễn sản
xuất thường đem lại hứng thú rõ rệt cho học sinh.
- Giải các BTVL là một phương pháp đơn giản để kiểm tra, hệ thống hóa kiến
thức, kỹ năng và thói quen thực hành, cho phép mở rộng, làm sâu sắc kiến thức đã học.
8


- BTVL là công cụ để thực hiện mối quan hệ liên môn.
- Vận dụng các định luật Vật lí, đặc biệt là các định luật bảo toàn, sẽ tạo cơ hội
hình thành thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh, phát triển tư duy biện chứng
đồng thời với tư duy lôgic hình thức.
1.2.1.3. Phân loại bài tập Vật lí [27, tr.12]
Muốn khai thác hết các tính năng và tác dụng của BTVL, việc trước tiên cần
phải phân loại chúng.
Theo các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế,...
chia BTVL thành 4 loại: BT định tính, BT tính toán, BT đồ thị và BT thí nghiệm. Cơ
sở chủ yếu mà các tác giả dựa vào để phân loại là phương tiện giải các loại bài tập ấy.
Đây là cách phân loại đơn giản nhất và là cách đã được hầu hết các giáo viên VL sử
dụng cho đến nay [23].
Theo Phạm Hữu Tòng, nếu dựa vào nội dung, có thể chia bài BTVL thành bài
tập chuyên đề, bài tập có nội dung cụ thể, trừu tượng; Nếu dựa vào phương thức giải
thì ta có bài tập định tính, bài tập tính toán, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị; Nếu dựa
vào yêu cầu rèn luyện kỹ năng, phát triển tư duy học sinh trong quá trình dạy học thì

tính

Bài
tập
theo
đề tài
vật lí

Cơ

Bài tập
có nội
dung cụ
thể hoặc
trừu
tượng

Nhiệt

Bài tập
kĩ thuật
tổng
hợp

Điện

Bài tập
có nội
dung
lịch sử

thức làm bài

Bài tập
đồ thị

Bài
tập
tự
luận

Bài tập
trắc
nghiệm


a/ Phân loại theo nội dung:
Các bài tập vật lí được phân thành: Bài tập cơ học, bài tập nhiệt học, bài tập điện
học, bài tập quang học, bài tập hạt nhân. Cách chia này cũng có tính quy ước, vì trong
nhiều trường hợp trong một bài toán có sử dụng kiến thức của nhiều phần khác nhau
của giáo trình Vật lí.
Các bài tập cũng có thể phân chia thành các bài tập có nội dung trừu tượng và
các bài tập có nội dung cụ thể.
Các bài tập có nội dung trừu tượng: Chứa đựng các dữ kiện dưới dạng các kí
hiệu, lời giải cũng được biểu diễn dưới dạng một công thức chứa đựng ẩn số và dữ kiện
đã cho. Ưu điểm của các bài tập này là nhấn mạnh bản chất vật lí của hiện tượng mô
tả trong bài tập.
Các bài tập có nội dung cụ thể: các dữ kiện cho đều dưới dạng các con số cụ thể,
các bài tập cụ thể mang đặc trưng trực quan gắn liền với kinh nghiệm sống của học
sinh. Ngoài ra người ta còn phân ra các bài tập có nội dung kỹ thuật, bài tập có nội
dung lịch sử, bài tập vui.

thức đặc thù của Vật lí, đặc biệt là phương pháp suy luận Toán học.
- Bài tập thí nghiệm
Đây là dạng bài tập trong đó thí nghiệm là công cụ được sử dụng để tìm các đại
lượng cần cho giải bài toán, cho phép đưa ra lời giải hoặc là công cụ kiểm tra các tính
toán phù hợp ở mức độ nào với điều kiện bài toán. Công cụ đó có thể là một thí nghiệm
biểu diễn hoặc một thí nghiệm thực tập của học sinh.
- Bài tập đồ thị
Bài tập đồ thị là dạng bài tập phân tích đồ thị từ đó tìm các điều kiện giải bài
toán. Dạng bài tập này rèn kĩ năng đọc và vẽ đồ thị cho học sinh. Việc áp dụng phương
pháp đồ thị cho phép diễn đạt trực quan hiện tượng Vật lí, cho cách giải trực quan hơn,
phát triển kĩ năng vẽ và sử dụng đồ thị là các kĩ năng có tác dụng sâu sắc trong kĩ thuật.
d/ Phân loại theo hình thức làm bài
- Bài tập trắc nghiệm tự luận (Bài tập tự luận)
Như phân tích ở trên:
Đối với bài tập định tính: Đặc điểm nổi bật là ở chỗ ta không cần tính toán nhiều
mà chủ yếu thường bằng các lập luận logic trên cơ sở các định luật Vật lí. Khi giải bài
tập định tính, học sinh rèn được tư duy logic, khả năng phân tích hiện tượng, trí tưởng
tượng khoa học, kĩ năng vận dụng kiến thức.
Đối với bài tập định lượng: Đây là dạng bài tập phổ biến, sử dụng rộng rãi trong
chương trình Vật lí phổ thông. Dạng bài tập này có ưu điểm lớn là làm sâu sắc các kiến
thức của học sinh, rèn luyện cho học sinh phương pháp nhận thức đặc thù của Vật lí,
đặc biệt là phương pháp suy luận Toán học.
- Bài tập trắc nghiệm khách quan (Bài tập trắc nghiệm)
12


Bài tập trắc nghiệm khách quan là tổng hợp của 4 loại bài tập ở trên. Loại bài tập
này thường dùng để kiểm tra kiến thức trong phạm vi rộng, số lượng người được kiểm tra
nhiều, kết quả thu được khách quan không phụ thuộc vào người chấm. Bài tập này yêu
cầu học sinh phải nhớ, hiểu và vận dụng đồng thời rất nhiều các kiến thức liên quan. Mặt


Tư duy giải bài tập

Phân tích phương pháp
giải bài tập cụ thể

Mục đích sư phạm

Xác định kiểu hướng dẫn

Phương
pháp
hướng
dẫn giải
BT cụ
thể

Sau đây chúng ta sẽ đề cập đến các kiểu hướng dẫn giải bài tập vật lí theo các
mục đích sư phạm khác nhau.
Mức độ 1. Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn angôrit) là sự hướng dẫn chỉ rõ
cho HS những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó
để đạt được kết quả mong muốn. Những hành động này được coi là những hành động
sơ cấp HS phải hiểu một cách đơn giá, HS đã nắm vững, nếu thực hiện theo các bước
đã quy định theo con đường đó HS sẽ giải được bài tập đã cho.
Kiểu định hướng theo mẫu đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa học việc
giải bài toán, xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng để xây dựng angôrit giải bài tập.
Kiểu hướng dẫn theo mẫu nhằm luyện tập cho HS kĩ năng giải một loại bài tập
nào đó.khi xây dựng các angôrit giải cho từng loại bài tập cơ bản,điển hình nào đó (ví
dụ bài tập động học, động lực học,...) thông qua việc giải toán HS nắm được các angôrit
giải cho từng loại bài tập.

- Nội dung các bài tập phải phù hợp với nội dung các kiến thức cơ bản và kỹ
năng giải bài tập của học sinh.
- Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản tới phức tạp… giúp cho học sinh
xây dựng được phương pháp giải các loại bài tập điển hình.
- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp vào việc
củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức cho học sinh.
- Trong hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều loại như: Bài tập giả tạo (là loại bài
tập mà nội dung của nó không sát với thực tế), các bài tập trừu tượng và các bài tập có
nội dung thực tế, bài tập luyện tập và các bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa hoặc thiếu
dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lí, bài tập có nhiều cách giải khác
nhau.
- Các bài tập phải đảm bảo tính vừa sức đối với học sinh đại trà, đồng thời có
chú ý tới sự phân hoá học sinh. Biện pháp để cá biệt hoá học sinh trong việc giải các
bài tập Vật lí:
- Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập với các đối tượng học sinh khác nhau như
mức độ trừu tượng của đề bài, loại vấn đề cần giải quyết, phạm vi, tính phức tạp của
các số liệu cần xử lí, số lượng các thao tác tư duy logic và các phép biến đổi Toán học
phải sử dụng, phạm vi và mức độ kiến thức, kĩ năng cần huy động; Biến đổi mức độ

15


yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về mức độ tự lực của học sinh trong quá trình giải
bài tập.
- Chú ý thích đáng về số lượng và nội dung các bài tập nhằm giúp học sinh vượt
qua những khó khăn chủ yếu, khắc phục những sai lầm phổ biến.
Việc lựa chọn hệ thống các bài tập phù hợp không chỉ đóng góp vào việc củng
cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức cho học sinh mà còn giúp phát triển tư duy sáng
tạo cho học sinh.
1.2.2. Tư duy sáng tạo và việc phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh

tượng. Nhờ có tính gián tiếp của tư duy mà con người có thể mở rộng không giới hạn
những khả năng nhận thức của của con người.
Tính trừu tượng, khái quát của tư duy
Tư duy không phản ánh những sự vật, hiện tượng một cách cụ thể, riêng lẻ mà
có khả năng trừu xuất khỏi sự vật, hiện tượng những thuộc tính, những dấu hiệu cá biệt
cụ thể, chỉ giữ lại những thuộc tính bản chất chung cho nhiều sự vật và hiện tượng. Từ
đó khái quát các sự vật, hiện tượng riêng lẻ có những thuộc tính chung thành một loại,
một phạm trù hoặc một nhóm. Tính trừu tượng và khái quát của tư duy không những
giúp con người giải quyết được nhiệm vụ hiện tại mà còn giải quyết được những nhiệm
vụ tương lai.
Tư duy quan hệ chặt chẽ với ngôn ngữ
Tư duy có quan hệ không thể tách rời mới ngôn ngữ. Nếu không có ngôn ngữ
thì quá trình tư duy của con người không thể diễn đạt được. Ngược lại, ngôn ngữ được
hình thành nhờ có tư duy. Vì vậy phát triển tư duy phải gắn liền với việc rèn luyện
ngôn ngữ chính xác.
Tư duy có mối quan hệ mật thiết với nhận thức
Tư duy là kết quả của nhận thức, đồng thời là sự phát triển cấp cao của nhận
thức. Tư duy ảnh hưởng mạnh mẽ, chi phối khả năng phản ánh của nhận thức làm con
người nhạy bén hơn.
1.2.2.3. Các giai đoạn của quá trình tư duy
Quá trình tư duy gồm các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Xác định vấn đề và biểu đạt vấn đề.
Giai đoạn 2: Huy động các tri thức và kinh nghiệm.
Giai đoạn 3: Sàng lọc các liên tưởng và hình thành giả thuyết.
Giai đoạn 4: Kiểm tra giả thuyết.
Giai đoạn 5: Giải quyết nhiệm vụ.

17