ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC DƯƠNG THỊ THANH PHƯƠNG BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU- VẬT LÍ 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI - 2014 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC DƯƠNG THỊ THANH PHƯƠNG BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU- VẬT LÍ LỚP 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÍ) Mã số: 60 14 01 11 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đinh Văn Dũng HÀ NỘI - 2014 ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian qua, đề tài luận văn hoàn thành không nỗ lực thân mà nhận nhiều giúp đỡ từ thầy cô, đồng nghiệp, người thân học sinh Đầu tiên xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy cô trường Đại học Giáo dục - ĐHQG Hà Nội tận tình giảng dạy, trang bị kiến thức, quan tâm tới trình học tập thực đề tài Lời cảm ơn đặc biệt xin gửi tới PGS.TS Đinh Văn Dũng thầy theo sát, bảo, giúp đỡ nhiều trình thực luận văn Nhân dịp xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, tổ Lý - Hóa Sinh trường THPT Hoàng Văn Thụ thành phố Hải Dương bạn học viên Thạc sĩ Lý luận phương pháp dạy học Vật Lý K8, em học sinh, người thân gia đình bạn bè tạo điều kiện thuận lợi, động viên trình nghiên cứu đề tài Dù cố gắng song luận văn chắn nhiều thiếu sót Kính mong dẫn thêm thầy, cô đồng nghiệp Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Tác giả Dương Thị Thanh Phương i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Viết tắt Viết thành câu CH Câu hỏi ĐHGD Đại học Giáo dục SGK Sách giáo khoa TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm THPT Trung học phổ thông i i MỤC LỤC Trang i Lời cảm ơn Danh mục viết tắt Mục lục Danh mục bảng Danh mục biểu đồ, đồ thị Danh mục hình MỞ ĐẦU ii iii v vi vii Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIẾN 1.1 Bài tập vật lí 1.1.1 Khái niệm tập vật lí 5 1.1 Vai trò tập vật lí 1.1 Phâ n loại tập vật lí 1.1.4 Phương pháp giải tập vật lí 11 1.2 Tư sáng tạo việc bồi dưỡng tư sáng tạo cho học sinh 15 1.2.1 Khái niệm tư 15 1.2.2 Tư sáng tạo 15 1.2.3 Đặc điểm tư sáng tạo 16 1.2.4 Các biện pháp bồi dưỡng tư sáng tạo cho học sinh 20 1.3 Thực trạng việc dạy giải tập vật lí trường THPT Hoàng Văn Thụ - Thành phố Hải Dương 24 1.3.1 Thực trạng hoạt động dạy giải tập vật lí trường Trung học phổ thông Hoàng Văn Thụ 24 1.3.2 Nguyên nhân khó khăn, trở ngại bồi dưỡng tư sáng tạo học sinh thông qua việc hướng dẫn giải tập chương Dòng điện xoay chiều phương hướng khắc phục 27 Kết luận chương 28 Chương 2: XÂY DỰNG TÀI LIỆU VÀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 29 2.1 Cấu trúc nội dung chương "Dòng điện xoay chiều" Vật lí lớp 12 29 i i i 2.1.1 Vị trí chương "Dòng điện xoay chiều" chương trình vật lý phổ thông 29 2.1.2 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương "Dòng điện xoay chiều" Vật lí lớp 12 29 2.1.3 Mục tiêu dạy học 30 2.2 Xây dựng hệ thống tập 2.2.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống tập 31 31 2.2.2 Những hoạt động giáo viên cần rèn cho học sinh hướng dẫn giải tập nhằm bồi dưỡng tư sáng tạo 32 2.2.3 Mô tả hệ thống tập 33 2.2.4 Hướng dẫn sử dụng hệ thống tập - bồi dưỡng tư sáng tạo theo thành phần tư sáng tạo 46 Kết luận chương 69 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 70 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 70 3.3 Tiến trình thực nghiệm sư phạm 70 70 3.4 Thời gian thực nghiệm 3.5 71 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 3.5.1 71 Tiêu chí để đánh giá 3.5.2 Sơ đánh giá hiệu hệ thống tập hướng dẫn giáo viên theo hướng bồi dưỡng tư sáng tạo học sinh 72 3.5.3 Phân tích, đánh giá kết thực nghiệm sư phạm phương pháp thống kê toán 74 Kết luận chương 82 KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 86 iv 71 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm số 75 Bảng 3.2 Bảng xử lí kết .7.6 Bảng 3.3 Các tham số đặc trưng 77 Bảng 3.3 Bảng tần suất tần suất lũy tích 7.7 v DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ Trang Biểu đồ 3.1 Phân bố điểm theo 11 bậc lớp 12A1 Biểu đồ 3.2 Phân bố điểm theo 11 bậc lớp 12A2 Đồ thị Đường phân bố tần suất lũy tích (hội tụ lùi i () %) vi +Khi k mở mạch có dạng đầy đủ, ta ( U AB )   ( R  r )  ( Z L2  Z C 2 U AM 72 R  ZC )2 đ ợ c : ( U A B )   ( R  r T ( r r ) o ) R n ;  g (  đ Z ó Z ) L Z v c  = Z C ( 3 ) Ω t a ) ( ( GV giao nhiệm vụ học sinh biến ) đ ( U C ) + G i i c : r ả = i ì m ợ ổ t đ h ệ AD hiệu điện xoay Ω ; chiều uAD=32 sin 2ft (V) R Khi f =100hz, thấy , hiệu điện hiệu dụng UAB=UBC=20V;UCD=16V;UBD Z =12V Công suất tiêu L , thụ mạch P = 6,4w Khi L = thay đổi tần số f số C ampe kế giảm Điện trở ampe kế không t đáng kể Hỏi hộp X,Y, Z r chứa linh kiện o Ω g n ; ì g ? đ R = T ó ì m ( n c ế u c c Ω g ó i ) Ví dụ (Bài 9.1) Cho đoạn mạch hình vẽ, hộp X, Y, Z hộp ? chứa linh kiện: điện t trở, cuộn dây tụ điện Đặt vào r hai đầu ị C A Z D Nhận xét: Bài toán hộp kín dạng yêu cầu học sinh phải có sắc sảo linh hoạt tư để biện luận, nhận biết tượng cấu tạo mạch điện Nếu học sinh nhìn nhận tượng nhiều tình huống, nhiều góc độ lời giải Đây ví dụ cho thấy để kích thích cho phát triển tư sáng tạo phải đặt học sinh vào tình mà học sinh phải xem xét đối tượng nhiều khía cạnh khác nhau, có cách nhìn sinh động từ nhiều phía vật tượng nhìn bất biến, phiến diện, cứng nhắc 1 Hướng dẫn giải toán Hướng dân giáo viên hoạt Các bước giải toán động học sinh CH1 Nhận điều qua kiện I 1.Tóm tắt +uAD=32 sin 2ft V +f=100Hz:UAB=UBC=20V; UCD=16V; UBD=12V; P=6,4w +thay đổi f: số ampe kế giảm giảm thay đổi f? I lúc max: mạch trạng thái cộng hưởng uAD pha với i X, Y, Z chứa linh kiện gì?Tìm giá CH2 Nhìn vào giá trị điện áp trị R,L,C cho ta biết điều gì? Xác lập mối quan hệ đại CH2.1 Từ giá trị điện áp lượng: suy điều pha chúng? - Mối quan hệ pha dòng điện UAD=UAB +UBD mà AB BD hai điện áp đoạn mạch nối tiếp nên    - Mối quan hệ pha cấu tạo UAD  UAB UDB chứng tỏ uAD;uAB mạch điện uBD pha pha với i - Mối quan hệ điện áp với CH2.2 Từ thấy cấu tạo củ L; C phụ C hộp thuộc vào chứa L pha C? chúng CH3.1 Hai hộp hộp nào? có điện áp hiệu - Mối quan hệ công suất với uAB dụng khác pha với i Hộp X chứa R chứng cường độ dòng điện điện trở tỏ điều gì? CH3 Vậy đoạn mach BD chứa L Cuộn dây có t điện trở r + Khi f thay đổi CH3.2 So sáng ê khác 100Hz I U hộp để đến giảm  k f=100Hz ế c mạch xảy t h cộng hưởng (uAD pha l với i) u m ậ n n m c L h g A ì i D ? c g h  i ứ  ả a i R ;  + Lại có :UAD  UAB UDB UBC>UCD Hộp Y chứa cuộn dây Mà UAD=32V; UAB=20V; UBD=12V có trở r;L hộp Z chứa tụ C 11 hay UAD=UAB +UBD uAD;uAB uBD CH4 Thiết lập phương trình pha pha với i Hộp X để tính r, R, L chứa R C? + Đoạn mạch BD chứa r;L;C có cộng P=(UR+Ur)I I  U P U r hưởng Mà UBC>UCD Hộp Y chứa Mà cuộn dây có trở UR+Ur=UAD r;L =32V hộp Z Ur=12V c Từ đây, giáo h viên yêu cầu ứ học sinh a thực để kết t cuối ụ C + UR+Ur=UA D =32V Ur=12V + P = ( U R +Ur Z )I c = I UP U Ω 63,2  4 0,2( L A) r R  R = = / π ( H Ω ) ; ; r = C = 0 - Ω ; / Z L = π ( F ) 2 R è n l u y ệ n t h e o tí n h đ ộ c đ o: Ví dụ (Bài 8.2) Đặt điện áp u = U0 cos t ( U0 không đổi,  thay đổi được) váo đầu đoạn mạch gồm R, L, C A V3,V2, V1 C.V3,V1, V2 B.V2,V1, V3 D.V1,V2, V3 L i g i ả i Cách Ta gọi số vôn kế U1,2,3 U R U 1= I R = R vôn kế mắc vào đầu R, L, C Khi tăng dần tần số thấy vôn kế có giá trị cực đại, vôn kế giá trị cực đại tăng dần  (  L  )  C tần số có thứ tự nào? cộn g hư ởng điệ n: > 12 mắc nối tiếp thỏa mãn điều kiện CR2 < 2L Gọi V1,V2, V3 U1 = U1max mạch có = L C ( ) 1 UL U2 = IZL = UL  R  (L  ) C 2 R   L  21  L C C  2  U2 y2 L2 U2 = U2max y2 = Đặt C 1  R  C  L2 có giá trị cực tiểu y 2 4 2min x = 12 , Lấy đạo hàm y2 theo x, cho y2' = ->x =  C = ( L  CR )  2C 2  2 2 (2) C (2 L  R2 ) = C ( L  CR U ) C U  U3 = IZC = C R2  (L  )2 C  (R   L2  21  L ) C C U3 = U3max y3 = L24 +(R2 -2 C C  U2 y3 )2 + 12 có giá trị cực tiểu y3min L C Đặt y = 2 , Lấy đạo hàm y3 theo y, cho y'3 = L  R2 C y = 2 = 2L2  L1C  2RL2 (3) 32 = 1C  L 2RL2 So sánh (1); (2), (3): Từ (1) (3) 32 = 1C  2RL2 < 12 = 1C L L 2 Xét hiệu 22 - 12 = (2L CR2 ) - = LC((22LLCCRR2 ))  LC(2CR C L C CR2 ) >0 L  (Vì CR2 < 2L nên 2L - CR2 > ) L Do 22 = (2L CR2 ) > 12 = 1C  C L 113 Tóm lại ta có 32 = 1C  2RL2 < 12 = < 22 = (2L CR2 )  L L C C Theo thứ tự V3, V1 , V2 giá trị cực đại Chọn đáp án C Nếu học sinh chưa nghĩ giáo viên gới ý sáng kiến giải tập theo cách khác lạ kiểm chứng kết toán trắc nghiệm theo cách sau : Cách Nếu toán không yêu cầu lời giải chi tiết coi cách sau mẹo để tìm nhanh kết : Theo tính quy nạp toán, ta chọn giá trị R, L, C thỏa mãn điều kiện đề CR2 < 2L là: R=1  , C=1F, L=1H Sau đó, thay giá trị vào điện áp cực đại: + U1 = U1max mạch có cộng hưởng điện: ->12 = 1C L + U2 = U2max 22 = (2L CR2 ) =2  C + U3 = U3max 32 = 1C  L 2RL2 = =1 So sánh giá trị tần số góc dòng điện ta nhanh chóng đến kết quả: Theo thứ tự V3, V1 , V2 giá trị cực đại 114 [...]... trung giải quyết các nhiệm vụ cụ thể chủ yếu sau: Thứ nhất, nghiên cứu lý luận về bài tập trong dạy học vật lí, về tư duy sáng tạo và mối quan hệ giữa hoạt động giải bài tập vật lí và sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh Thứ hai, xây dựng hệ thống bài tập chương Dòng điện xoay chiều và tổ chức dạy học để hướng dẫn học sinh giải các bài tập đó theo hướng đi tìm lời giải tốt nhất cho bài toán, qua. .. dạy học: Bài tập luyện tập là loại bài tập dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng được những kiến thức xác định để giải từng bài tập theo mẫu xác định Ở đó chưa đòi hỏi học sinh phải tư duy sáng tạo mà chủ yếu để cho học sinh luyện tập, nắm vững cách giải đối với một loại bài tập đã được chỉ dẫn 10 Bài tập sáng tạo là loại bài tập để phát triển tư duy sáng tạo của học sinh Có thể chia bài tập sáng tạo. .. ngại rất lớn cho người học khi phải tiếp cận với nội dung của chương Nếu không có một tư duy sáng tạo linh hoạt thì việc giải quyết mảng bài tập thuộc chương này, nhất là những bài tập nâng cao sẽ rất khó khăn Từ những suy nghĩ đó, chúng tôi mong muốn được tìm hiểu đề tài "Bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua việc hướng dẫn giải bài tập chương Dòng điện xoay chiều - Vật lí 12" 2 Lịch sử... tạo cho học sinh thường gặp phải và đề xuất hướng khắc phục 4 Đối tư ng và phạm vi nghiên cứu Đối tư ng nghiên cứu là hoạt động dạy và học giải bài tập vật lí lớp 12 Phạm vi nghiên cứu là hoạt động dạy học về bài tập vật lí chương Dòng điện xoay chiều - Vật lí 12 Đối tư ng thực nghiệm: hoạt động dạy học về bài tập vật lí chương Dòng điện xoay chiều - Vật lí 12 tại trường THPT Hoàng Văn Thụ - thành phố... tư duy sáng tạo cho học sinh Thứ ba, thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá chất lượng của việc hướng dẫn học sinh giải các tập đòi hỏi sự sáng tạo đã được xây dựng ở chương Dòng điện xoay chiều trong chương trình Vật lí lớp 12 cơ bản tại trường THPT 2 Hoàng Văn Thụ tỉnh Hải Dương Từ đó rút ra những bài học kinh nghiệm, những thành công cũng như những khó khăn mà việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh. .. loại theo nội dung Bài tập theo đề tài vật lí Cơ Bài tập có nội dung cụ thể Bài tập Kĩ thuật tổng hợp hoặc trừu tư ng Nhiệt Bài tập có nội dung lịch Bài tậ p vật lí vui Bài tập luyệ n tập Bài tập sáng tạ o Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải Bài tập định tính Bài tập định lượng Bài tập thí nghiệm Bài tập đồ thị sử Điện Quang Hình 1.1 Phân loại bài tập vật lí Tuy nhiên, cần nói... về sự thúc đẩy cho tư duy người học sáng tạo hơn thông qua hoạt động giải các bài tập vật lí Ý nghĩa thực tiễn của đề tài : Hình thành và phát triển tư duy sáng tạo bằng cách tạo ra thói quen chủ động đi tìm lời giải tối ưu cho bài toán trên hệ thống bài tập chương Dòng điện xoay chiều - chương trình Vật lí 12 đã được xây dựng Tài liệu sẽ giúp ích cho học sinh hứng thú, say mê với môn học hơn nhờ được... tính sáng tạo Sáng tạo là phẩm chất tối cao của năng lực tư duy có tính bẩm sinh Tư duy sáng tạo là tư duy tích cực và tư duy độc lập nhưng không phải trong tư duy tích cực đều là tư duy độc lập và không phải trong tư duy độc lập đều là tư duy sáng tạo và có thể biểu hiện mối quan hệ giữa các khái niệm dưới dạng vòng trong đồng tâm 19 Tư duy tích cực Tư duy độc lập Tư duy sáng tạo Có thể nói đến tư duy. .. và quan trọng như Dòng điện xoay chiều trong chương trình vật lí 12 chưa thực sự được nghiên cứu một cách đầy đủ 3 Mục đích nghiên cứu Chọn lựa, xây dựng hệ thống bài tập chương Dòng điện xoay chiều trong chương trình Vật lí 12 và hướng dẫn hoạt động giải bài tập nhằm rèn thói quen chủ động, suy nghĩ sáng tạo cho học sinh khi giải quyết các bài tập Trong quá trình triển khai nghiên cứu đề tài sẽ tập. .. để giải quyết vấn đề, theo đó tư duy của học sinh sẽ có điều kiện để phát triển Có những bài tập không chỉ dừng lại ở phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp học sinh bồi dưỡng tư duy sáng tạo Vì vậy có thể coi bài tập vật lí với chức năng là một phương pháp dạy học ở một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông 1.1.3 Phân loại bài tập vật lí Số lượng các bài tập Vật lí