1 giáo dục đào tạo trờng đại học vinh nguyễn trung thiên Nâng cao chất lợng dạy học Vật lý thông qua việc khắc phục sai lầm học sinh giải tập chơng Dao động điện - dòng điện xoay chiều luận văn thạc sĩ giáo dục HC Vinh 2007 giáo dục đào tạo trờng đại học vinh nguyễn trung thiên Nâng cao chất lợng dạy học Vật lý thông qua việc khắc phục sai lầm học sinh giải tập chơng Dao động điện - dòng điện xoay chiều Chuyên ngành : Lí luận phơng pháp dạy học vật lý mà số: 60-14-10 luận văn thạc sĩ giáo dục HC Ngời híng dÉn khoa häc : pgs- ts ngun quang l¹c Vinh 2007 MỞ ĐẦU 01 Lý chän ®Ị tài 1-1 Do yêu cầu đổi phơng pháp chơng trình vật lý phổ thông Thc t chng trình cải cách từ năm 1981 đến phù hợp giai đoạn qua, bộc lộ tồn tại, không theo kịp đổi Sự thay đổi đối tượng GD: thể lực, tâm lý, nhận thức, nhu cầu, khả tiếp nhận thông tin ngày tăng thời đại khoa học kỹ thuật phát triển mạnh Sản phẩm nhà trường chưa thích ứng với yêu cầu xã hội, hiệu sử dụng chưa cao ([5], trang 4) Đổi chương trình, SGK đặt trọng tâm vào việc đổi PPGD Chỉ có đổi PP dạy học ta tạo đổi thực GD, đào tạo lớp người động sáng tạo, có tiềm cạnh tranh trí tuệ bối cảnh nhiều nước giới hướng tới kinh tế tri thức Định hướng đổi PP dạy học xác định NQTW4 khoá VII; NQTW2 khoá VIII, thể chế hoá luật GD(2005), cụ thể hoá thị GD& ĐT: “ Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo HS; phù hợp với đặc điểm lớp, môn học, bồi dưỡng PP tự học, khả làm việc theo nhóm, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS”([5], trang 30) 1-2 Thực tiễn nay, giải tập vật lý nói chung, tập chương “ Dao động điện - Dòng điện xoay chiều” vật lý lớp 12 nói riêng HS hạn chế kiến thức, kỹ hay mắc sai lầm Nếu không ý mức việc phát sữa chữa sai lầm cho HS học vật lý, trình học tập HS gặp tình trạng: sai lầm nối tiếp sai lầm Điều làm giảm chất lượng dy hc vt lý 1-3 Học sinh giải tập vật lý theo kiểu giải toán, tức tìm đáp số mà cha làm sáng tỏ chất vËt lý Do việc phát sửa chữa sai lầm cho HS thiết thực, hữu ích, góp phần to lớn vào việc nâng cao chất lượng dạy học vật lý nói riêng, dạy học trường phổ thơng nói chung Do tác động khoa học kỹ thuật, kỹ sử dụng máy tính cầm tay HS phát triển nhanh nên tính tốn HS dựa vào máy tính, kể phép tính đơn giản Khả trình bày HS bị “cơng thức hố”, đồng nghĩa với việc giải BT vật lý em trở thành “lập hàm, thay số máy tính” Qua lời giải HS chưa thể chất vật lý, đặc biệt với hình thức thi TNKQ cho kỳ thi tốt nghiệp THPT, tuyển sinh Đại học - Cao đẳng việc giải BT vật lý theo kiểu giải tốn có hội gia tăng, sai lầm HS giải tập bộc lộ nhiều hơn, đa dạng Với ba lý nêu trên, xin chọn đề tài: Nâng cao chất lượng dạy học vật lý thông qua việc khắc phục sai lầm HS giải tập chương “ Dao động điện – Dòng in xoay chiu 02 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, đề xuất biện pháp phát sửa chữa sai lầm học sinh giải tập chơng Dao động điện - Dòng điện xoay chiều nhằm góp phần nâng cao chất lợng dạy học vật lý phổ thông 03 Đối tợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Phơng pháp dạy học vật lý THPT, phơng pháp giải tập vật lý 3.2 Hoạt động dạy học môn vật lý giáo viên học sinh THPT chơng Dao động điện - Dòng điện xoay chiều 04 Giả thuyết khoa học Nếu giáo viên hiểu rõ đợc sai lầm học sinh, đồng thời biết phân tích, so sánh để tìm nguyên nhân dẫn đến sai lầm sử dụng biện pháp, thủ thuật dạy học phù hợp nhm sửa chữa sai lầm cho học sinh góp phần nâng cao chất lợng dạy học vật lý ë bËc THPT 05 NhiƯm vơ nghiªn cøu 5.1 Nghiên cứu sở lý luận phơng pháp dạy học vật lý, sở tâm lý học s ph¹m, t logic d¹y häc VËt lý, quan niệm liên quan đến môn vật lý mà HS có thơng qua sinh hoạt đời thường 5.2 Nghiªn cứu sai lầm phổ biến học sinh lớp 12 giải tập chơng dao động điện, dòng điện xoay chiều phân tích nguyên nhân dẫn đến sai lầm 5.3 Đề xuất biện pháp, thủ thuật để sửa chữa sai lầm 5.4 Thực nghiệm s phạm để xem xét tính khả thi hiệu biện pháp, thủ thuật đà đề xuất 06 Phơng pháp nghiên cứu 6-1 Nghiên cứu lý thuyết ã Nghiên cứu sở lý luận tâm lý học, giáo dục học, lý luận dạy học vật lý liên quan đến sai lầm học sinh giải tập ã Nghiên cứu tài liệu liên quan đến chơng Dao động điện - Dòng điện xoay chiều ã Nghiên cứu nguyên nhân dẫn đến sai lầm học sinh giải tập chơng Dao động điện - Dòng điện xoay chiều ã Nghiên cứu biện pháp, cách thức phát sai lầm học sinh giải tập 6.2 Nghiên cứu thực nghiệm ã Thực trạng học sinh phổ thông trung học giải tập chơng Dao động điện - Dòng điện xoay chiều ã Tổng kết kinh nghiệm thân, tham khảo ý kiến đồng nghiệp để thống kê sai lầm phổ biến đề xuất biện pháp khắc phục ã Tiến hành thực nghiƯm s ph¹m t¹i trêng THPT Ngun Du (Hun Nghi Xuân Hà Tĩnh) để xem xét tính khả thi hiệu ca ti ã Thống kê xư lý sè liƯu 07 §ãng gãp cđa đề tài ã Cựng vi cỏc cụng trỡnh nghiờn cu khác, góp phần tiến tới việc đưa tranh toàn cảnh tương đối đầy đủ kiểu sai lầm học sinh THPT giải tập vật lý • Góp phần hồn thiện lý luận dạy học vật lý bậc THPT theo hướng tăng cường tính tích cực, tự giác học tập ( hoạt động nhận thức ) HS lên lớp nhà, nhằm nâng cao hiệu dạy học vật lý trường phổ thơng • Làm tài liệu giảng dạy vật lý lớp 12 ( bậc THPT ), làm tài liệu bồi dưỡng HS giỏi vật lý cấp trường, cấp tỉnh thi tuyển sinh Đại học - Cao ng 08 cấu trúc luận văn Luận văn gồm ba phần: 8.1 Phần mở đầu 8.2 Phần nội dung: Gồm ba chơng ã Chơng 1: Một số sai lầm mà HS thờng mắc phải giải BT chơng Dao động điện - Dòng điện xoay chiều ã Chơng 2: Phân tích nguyên nhân dẫn đến sai lầm học sinh giải tập chơng Dao động điện - Dòng điện xoay chiều Đề xuất biện pháp dạy học nhằm khắc phục sai lầm ã Chơng 3: Thực nghiệm s phạm 8-3 Phần kết luËn CHƯƠNG MỘT SỐ SAI LẦM MÀ HỌC SINH THƯỜNG MẮC PHẢI KHI GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “ DAO ĐỘNG ĐIỆN – DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ” 1.1 Quan niệm sai lầm học sinh ảnh hưởng dạy học vật lý Theo Từ điển tiếng việt viện ngơn ngữ học Hồng Phê (chủ biên) quan niệm hiểu, nhận thức vấn đề Như quan niệm HS hiểu biết em kiện, tượng, trình tự nhiên nói chung vật lý nói riêng mà em có thơng qua hoạt động, sinh hoạt thường ngày trước họ nghiên cứu học Quan niệm HS hình thành cách tự phát, thiếu sở khoa học nên phần đa quan niệm họ sai lệch với chất vật lý Các quan niệm HS hình thành bối cảnh có tính chất thực tiễn sinh động, gây dấu ấn mạnh mẽ sâu đậm tiềm thức HS Bên cạnh hiểu biết đơn giản, thiếu sở khoa học đơi lúc lại hữu ích cho việc lý giải kiện hàng ngày Mặc dù khơng với tri thức khoa học, song chấp nhận cách không cần lý lẽ đời thường Do quan niệm sai lầm có sức bền kỳ lạ theo thời gian, chí sau học tập, trưởng thành quan niệm thường “đưa làm cơng cụ ” giải thích tượng vật lý xẩy thực tiễn Học tập đồng hành với hoạt động đời thường học sinh Khi học tập mơn học em tiếp xúc lĩnh hội tri thức khoa học trước họ có tri thức quan niệm đời thường Khi trực tiếp học tập vật lý em “va chạm ” với nhiều kiện, tượng vật lý giới tự nhiên Chính q trình học tập vật lý ln “giao thoa ” hai nguồn tri thức, tri thức đời thường tri thức khoa học Khi đến lớp học mơn vật lý đương nhiên HS mang theo quan niệm đời thường Mỗi học sinh có quan niệm riêng, phần lớn quan niệm khơng tương đồng với tri thức khoa học đề cập học Những quan niệm sai lầm vật cản lớn gây trở ngại cho em trình nhận thức vật, tượng, chân lý khoa học Bên cạnh có số quan niệm khơng sai lệch chưa thật hồn chỉnh chưa xác, chúng có tác dụng hữu ích tích cực trình học tập em Do GV cần tổ chức thảo luận, trao đổi với HS để bổ sung phần thiếu, điều chỉnh chỗ chưa xác, chưa hợp lý cách trình bày nhằm đến kiến thức khoa học cần nhận thức Trong học vật lý nhiều quan niệm sai trái gây khơng trở ngại cho HS q trình nhận thức chúng trở ngại lớn dạy học vật lý trường phổ thơng Vì vậy, khơng có biện pháp, thủ thuật, kỹ sư phạm hợp lý để khắc phục chúng kiến thức mà HS tiếp thu trở nên méo mó, sai lệch với chất vật lý Đương nhiên cấu trúc tư HS dần hình thành tồn hiểu biết sai lệch quan niệm này, em quan sát giải thích kiện, tượng theo cách riêng mình, chắn sai lầm giải tập nói chung, giải tập vật lý nói riêng xuất theo Chúng ta bỏ qua quan niệm sai lầm HS, xử lý chúng cách phiến diện Trong dạy học điều đáng quan tâm tạo điều kiện cho quan niệm HS bộc lộ rõ nhất, nhiều lần cho chúng vận hành điều kiện có thể, từ giúp em từ bỏ vượt qua quan niệm sai trái để chấp nhận cách tích cực, tự giác tri thức khoa học Như có nghĩa tạo điều kiện thuận lợi cho tiếp xúc, cọ xát hai nguồn tri thức ( tri thức khoa học tri thức đời thường ) làm cho học sinh nhận chân lý khoa học cách tích cực, sâu sắc em phải tự điều chỉnh quan niệm cho phù hợp với chất vật lý, hay vứt bỏ quan niệm niệm sai trái với chân lý khoa học Việc điều tra phát quan niệm sai trái học sinh trình giảng dạy số kiến thức cơng việc địi hỏi tính khách quan có ý nghĩa vô quan trọng việc nâng cao chất lượng dạy học vật lý trường phổ thông Trong giảng dạy thường dùng thuật ngữ “ sai lầm phổ biến HS ” với ý nghĩa là: điều sai trái với yêu cầu khách quan ( yêu cầu nhiệm vụ nhận thức) trái ngược với tri thức khoa học như: khái niệm, định luật, quy tắc… dẫn tới không đạt yêu cầu việc giải tập Các sai lầm thường xuất nhiều lời giải học sinh Trong luận văn xin nêu số sai lầm thường gặp HS giải tập chương “ Dao động điện - dòng điện xoay chiều ” Ở sai lầm ngồi ví dụ nhiều lời giải sai cịn phân tích ngun nhân sai lầm lời giải 1.2 Những sai lầm thường gặp HS 1.2.1 Sai lầm viết biểu thức hiệu điện thế, dòng điện tức thời VD1: Cho mạch điện hình 1.1 A UAN = 150V; UMB = 200V; UAN UMB vng pha với nhau; dịng điện tức thời i = I0sin100πt (A) Cuộn dây cảm Hãy viết biểu thức uAB? Lời giải sai HS:     - Ta có U AB = U AN + U MB U AN vuông pha với 2 U AB = U AN +U MB = 250V U AN tgϕ = = U MB Vậy M  L Hình 1.1  U MB nên ; < >ϕ 0,664 ( rad ) = = u AB = 250 sin(100πt + 0,664)(V ) U AN U AM dẫn đến sai    2 U AN = U C +U R ⇒U AN = U C +U R =150V (1)   mà U MB = U L +U R ⇒U MB = Vì B R C Sai lầm HS lời giải nhầm lẫn tính tgϕ Lời giải đúng: - Ta có : N U AN 2 U L + U R = 200(V ) ( 2) vuông pha với tgϕ1tgϕ = −1 ⇔ U MB nên U L UC = ⇒ U R = U LU C (3) UR UR Từ (1), (2), (3) ta có U L =160(V ); U C = 90(V ); U R =120(V )    U AN = U C + U R ⇒ U AB = U R + (U L − U C ) = 139(V ) (1) tgϕ = Vậy U L −UC = ⇒ ϕ = 0,53(rad ) ; UR 12 u AB =139 sin(100πt + 0,53)(V ) VD2: Cho mạch điện hình 1.2 R = 80 Ω, r = 20Ω ; L = 1/π ( H) M A R N C Tụ điện có C = 10-4/2π ( F) Hình 1.2 L,r B 10 Cường độ dịng điện mạch có dạng i = Sin(100πt) (A ) Hãy tính hệ số cơng suất viết biểu thức HĐT hai đầu cuộn cảm? Lời giải sai HS: - Ta c ó cảm kháng: ZL = ωL = 100 Ω; Dung kháng: ZC = 1/ ωC = 200Ω - Tổng trở: Z = ( R +r ) +( ZL −ZC ) = 100 (Ω ) - Hệ số công suất: Cosϕ = R/ Z = 0,567 - Hiệu điện hai đầu cuộn dây: uNB = U0 NB Sin (100πt +π/2) uNB = 200 Sin ( 100πt + π/2) (V) Sai lầm HS lời giải nhầm lẫn công thức tính hệ số cơng suất cơng thức tính HĐT hai đầu cuộn cảm có thêm điện trở Do tính sai góc lệch pha dòng điện HĐT hai đầu cuộn dây Lời giải đúng: - Ta có cảm kháng: ZL = ωL = 100 Ω; Dung kháng: ZC = 1/ ωC = 200Ω - Tổng trở: Z = ( R +r ) +( ZL −ZC ) = 100 (Ω ) - Hệ số công suất: Cosϕ = ( R+ r) / Z = 0,707 - HĐT hai đầu cuộn dây: uNB = U0 NB.Sin ( 100πt +α) Với α l góc lệch pha hiệu điện hai đầu cuộn dây so với dòng điện tgα = ZL/r = => α = 1,373 Rad Vậy uNB = 200 Sin ( 100πt +1,373 ) (V) VD3: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm: R = 100 Ω ; cuộn dây cảm L = π H; tụ diện có điện dung C = 15,9 µ F HĐT xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch u = 200 sin(100 π t ) (V) Chọn biểu thức cường độ dòng điện ứng với đoạn mạch số biểu thức sau đây: A i = sin(100 π t C i = sin(100 π t + π π )(A) B i = 0,5 )(A) D i = 2 sin(100 π t + sin(100 π t + π π )(A) )(A) Lời giải sai HS: Chọn A: nhầm xác định độ lệch pha u i Chọn B: nhầm tính tổng trở dẫn đến sai tính cường độ dịng điện cực đại Chọn D: nhầm tính tổng trở dẫn đến sai tính cường độ dịng điện cực đại 54 Trong trình dạy học phần trước đây, HS làm quen tiến trình ( algorit) giải tập vật lý sau: Bước 1: Tìm hiểu nội dung tập nhằm xác định rõ yêu cầu đề yếu tố, dự kiện có tập dạng tường minh không tường minh Bước 2: Xây dựng chương trình giải, bao gồm: - Xác định mối liên hệ cần xác lập: liệt kê mối liên hệ, sau chọn mối liên hệ có lợi, phù hợp - Vận dụng suy luận logic để lập sơ đồ tiến trình giải Bước 3: Thực tiến trình vạch để tìm đáp số, câu trả lời Bước 4: Kiểm tra kết phân tích lời giải Tuy nhiên, qua thực tiễn giảng dạy nhiều năm, chúng tơi thấy thực giải tập vật lý nói chung, tập chương nói riêng, GV cần phải trọng đến việc lưu ý cho HS số yêu cầu sau: Trong đọc đề ra, HS cần cố gắng xác định tập cho thuộc dạng BTcơ - Nếu nhận dạng tập thuộc dạng quen thuộc vận dụng algơrít biết để giải - Nếu BT khơng thuộc dạng biết cần xem xét thật kỹ, để diễn tả lại theo cách khác có lợi hơn, nhằm đưa đến dạng quen thuộc - Nếu tập tổng hợp phải chia nhỏ thành BT nhỏ, nhằm đưa BT nhỏ dạng quen thuộc Trong chương “Dao động điện – Dòng điện xoay chiều”, cung cấp cho HS dạng BT algơrít để giải chúng sau: + Dạng 1: Viết biểu thức dòng điện hiệu điện - Xác định giá trị cực đại dịng I0 HĐT cực đại U0 thơng qua số đồng hồ đo; dựa vào công thức như: I = U/ Z P = I2.R - Xác định góc lệch ( sớm ) pha u với i công thức: tgϕ = (UL – UC)/UR = ( ZL – ZC) / R; Cosϕ = R/Z - Viết phương trình + Dạng 2: Tính tốn đại lượng điện như: R; L; C; P - Nếu cho số dụng cụ đo tính đại lượng trực tiếp, sau suy L; R; C 55 - Nếu có số vơn kế phải dựa vào cơng thức tính tổng trở đoạn mạch nhỏ, lập hệ phương trình giải - Nếu cho công suất, cho hệ số công suất, cho HĐT hai đầu mạch tính I = P/ ( U.cosϕ); Z = U/ I - Nếu cho độ lệch pha HĐT đoạn nhỏ với thiết phải vẽ giản đồ véc tơ để tính tốn - Khi có trùng pha u i có nghĩa có cộng hưởng: ω2 LC = + Dạng 3: Các toán cực trị Thực tế dạng phong phú cách thể yêu cầu tạm phân thành dạng nhỏ sau đây: Dạng 3a: Xác định công suất cực đại R thay đổi - Lập biểu thức công suất theo R dạng: P = U2/ y ( Với y hàm R) - Dùng BĐT Cauchy để tìm yMin R = Rm = Z L − Z C - Tính PMax = U2 / 2Rm Dạng 3b: Tìm cơng suất cực đại L; C; tần số f thay đổi - Lập biểu thức công suất dạng : U R U R P = = y R +ω − /ω ) ( L C - P Max y đạt  Xảy tượng cộng hưởng : ω2L.C = - Tính đại lượng cần tìm PMax = U2/R Dạng 3c : Tìm ULMax L thay đổi U - Lập biểu thức dạng : UL = (R U +Z C ) 12 −2 Z C +1 ZL ZL = y - UL đạt giá trị cực đại y = yMin ; dùng toạ độ đỉnh parabol tam thức bậc hai để tìm yMin = R / R 2 +Z C - Khi ZL = ( R + ZC )/ ZC U LMax U = R 2 +Z C R - Nếu tìm HĐT cực đại hai đầu cuộn dây có điện trở r lập biểu thức : Ud = U/ y ; sau dùng đạo hàm để tìm yMin => Ud Max giá trị L Dạng 3d : Tìm Uc cực đại C thay đổi U - Lập biểu thức dạng : UC = (R 2 +Z ) 12 −2 Z +1 L L Z Z C C U = y 56 - UC đạt giá trị cực đại y = yMin ; dùng toạ độ đỉnh parabol tam thức bậc hai để tìm yMin = R / R 2 +Z L , ZC = ( R2 + ZL2 )/ ZL => giá trị C UC Max - Nếu tìm HĐT cực đại hai đầu đoạn mạch nhỏ gồm R nối tiếp C lập biểu thức : URC = U/ y Dùng đạo hàm, lập bảng biến thiên để tìm yMin Khi ZC = ( ZL + Z L +4R )/2 URC = URCMax = U ( Z L + Z L +4 R ) 2R Dạng 3e : Tìm UL Max UC Max tần số f thay đổi - Lập biểu thức: UL = U/ y Với y hàm số bậc X (với X = 1/ ω2 ) - Hoặc lập biểu thức: UC = U/ y Với y hàm số bậc X ( với X = ω2 ) - Dùng toạ độ đỉnh parabol tam thức bậc hai ẩn phụ X, để tìm giá trị cực tiểu y - Cuối ta có chung kết : UL Max = UC Max = L U R LC −R C Nếu cần tính ω suy giá trị tần số f + Dạng 4: Xác định tính giá trị phần tử điện chứa hộp kín - Vẽ giản đồ véc tơ dựa vào giả thiết cho ( Nếu cần thiết ) - Tính tốn suy luận để xác định phần tử chứa hộp kín - Dựa vào công thức liên quan, giản đồ véc tơ để tính giá trị phần tử chứa hộp kín [ Xem 1.2.4, VD1.VD2, VD3, VD4, VD5] + Dạng 5: Bài tập máy điện, truyền tải điện Loại tập thường đơn giản cần áp dụng công thức nêu biện pháp giải • Biện pháp 4: Vận dụng phương pháp dạy học giải vấn đề, đồng thời tăng cường kiểm tra, đánh giá ; Tích cực tổ chức hoạt động cho HS + Biện pháp yêu cầu GV nắm vững kiến thức, am hiểu sâu sắc phương pháp luận nhận thức khoa học, PP giải vấn đề mà phải có kỹ dạy học linh hoạt sáng tạo, nghệ thuật dẫn dắt học sinh ([9],trang 79) Trong tiết lý thuyết GV cần đưa nhiều câu hỏi nhận thức sáng tạo, để ‘‘gài bẫy’’ HS, đưa em vào tình có vấn đề VD dạy mục 22 (Vật lý 12) nêu vấn đề : bình điện xe đạp 57 ( dinamo ) máy phát chiều hay xoay chiều ? Phần lớn HS trả lời : Nó máy phát chiều Để giúp HS khắc phục sai lầm GV cần có số câu hỏi gợi mở : - Cấu tạo bình điện xe đạp ? - Mơ hình máy phát điện xoay chiều pha máy phát chiều ? - So sánh cấu tạo bình điện xe đạp với hai mơ hình ? Trong tiết BT giáo viên phải chọn lọc hệ thống BT phù hợp, từ đơn giản đến phức hợp, muốn giải cần phải huy động nhiều kiến thức HS đồng thời em có nhiều cách thể nên có nhiều hội bộc lộ sai lầm Do GV biết kiến thức, kỹ vận dụng kiến thức HS hướng dẫn em khắc phục sai lầm, bổ sung kiến thức kỹ Ngoài việc tách BT tổng hợp thành BT nhỏ để đưa chúng dạng GVcó thể cho HS làm quen việc làm ngược lại Tức từ BT bản, phát triển thành BT phức hợp hướng khai thác BT đa dạng phong phú hơn, từ phát huy tính chủ động sáng tạo HS, chắn khí lớp học sôi hơn, hiệu học tập nâng cao + Trong trình dạy học, kiểm tra đánh giá việc học tập HS cách thường xuyên, khách quan có khoa học hạn chế việc mắc sai lầm cho HS giải tập Các hình thức kiểm tra : kiểm tra miệng kiểm tra viết; trắc nghiệm khách quan kết hợp tự luận + Tích cực hố hoạt động HS đóng vai trò quan trọng việc phát sửa chữa sai lầm cho HS giải BT vật lý nói chung, BT chương nói riêng Thơng qua hành động học tập làm giảm bớt nguyên nhân tâm lý dẫn đến sai lầm giải tập GV cần giúp HS hình thành tham gia hành động học tập Ví dụ : - Cho HS phân tích, nhận xét lời giải bạn, từ bổ sung sai sót cho lời giải bạn phát khắc phục sai lầm thân HS nhận xét sai - Cho HS viết bảng tổng kết dạng tập chương, theo cách riêng mình, nêu cách giải được, đồng thời lựa chọn cách giải tối ưu cho 58 toán Những tổng kết hay phổ biến rộng rãi để HS có điều kiện tham khảo học hỏi - Cho HS viết thu hoạch dạng ứng dụng kiến thức, ứng dụng BT chương để gắn với thực tiễn sống Những thu hoạch đánh giá, nhận xét cho điểm nhằm tăng hứng thú, say mê học tập cho HS - Có thể tổ chức câu lạc Vật lý cho HS trường học, lần sinh hoạt tập trung vào chủ đề Thơng qua câu lạc HS nêu thắc mắc, suy nghĩ cách BT, cách khai thác BT theo hướng cách giải BT Tuy hình thức bó hẹp số HS khá, giỏi, số HS tích cực lại có tác dụng hữu ích cơng tác bồi dưỡng HS giỏi, để họ tham gia kỳ thi HS giỏi cấp trường, cấp tỉnh + Cần phải hình thành trì thường xuyên thói quen tốt cho HS : thói quen đọc kỹ đề trước giải nhằm xác định rõ yêu cầu của đề, thói quen trình bày rõ ràng mạch lạc, thói quen ơn tập thường xun kiến thức học thơng qua tóm tắt tóm tắt chương, thói quen ghi chép có khoa học (những điều cần lưu ý phải ghi theo kiểu đặc biệt : viết bút khác màu gạch chân…), thói quen thực lại lời giải hay…Những thói quen tốt có tác dụng thiết thực giúp cho HS giảm bớt tránh sai lầm giải tập KẾT LUẬN CHƯƠNG • Qua nghiên cứu lý thuyết thực tiễn, thấy nguyên nhân dẫn đến sai lầm HS giải BT vật lý nói chung, BT chương ‘‘Dao động điện – Dòng điện xoay chiều’’ : - Không nắm vững chất khái niệm vật lý, khơng nhớ xác cơng thức tính đại lượng vật lý - Không nắm vững hệ thống đơn vị đo lường chuẩn ( hệ SI ) đại lượng 59 - Không nắm vững phương pháp giải dạng BT - Do tính chủ quan, hời hợt, thiếu cẩn thận học tập nên làm tập HS đọc sót đề, hiểu khơng câu hỏi, nhớ nhầm cơng thức tính tốn sai Ngồi ngun nhân từ phía HS cịn có số ngun nhân khác từ phía GV [ Xem 2.1.2] • Dựa sở tâm lý học sư phạm, sở lý luận phương pháp dạy học nguyên nhân dẫn đến sai lầm cho HS giải tập chương ‘‘Dao động điện – Dịng điện xoay chiều ’’ nói riêng, giải BT vật lý nói chung, chúng tơi đề xuất cách phát sai lầm ba dấu hiệu sau : - Dấu hiệu vi phạm thứ nguyên ( tức không phù hợp đơn vị đo) - Kết lời giải HS khác - Kết lời giải khơng có ý nghĩa thực tiễn Đồng thời nêu lên bốn biện pháp dạy học nhằm khắc phục sai lầm cho HS giải tập Đó : - Trang bị cho học sinh đầy đủ kiến thức - Rèn luyện kỹ sử dụng đơn vị đo đại lượng vật lý - Trang bị cho học sinh phương pháp giải tập vật lý -Vận dụng phương pháp dạy học giải vấn đề, đồng thời tăng cường kiểm tra, đánh giá ; Tích cực tổ chức hoạt động cho HS Qua dấu hiệu biện pháp dạy học HS tự kiểm tra, phát hiện, tự sửa chữa sai lầm giúp bạn phát sửa chữa sai lầm trình giải BT vật lý Chúng hy vọng với biện pháp đó, giúp em HS CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm tiến hành nhằm mục đích kiểm nghiệm tính khả thi tính hiệu biện pháp phát sửa chữa sai lầm cho học sinh mà luận văn nêu ra; kiểm nghiệm tính đắn giả thuyết khoa học 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 60 Để đạt mục đích nêu trên, thực nghiệm sư phạm giải nhiệm vụ sau: • Đánh giá biện pháp phát giúp HS tìm nguyên nhân dẫn đến sai lầm; kích thích hứng thú, ý thức tự giác, tích cực, chủ động học tập vật lý • Đánh giá, kiểm tra tính hiệu biện pháp khắc phục sai lầm đề xuất, nhằm rèn luyện cho HS kỹ tự kiểm tra đánh giá, sửa chữa sai lầm cho thân khả giúp bạn sửa chữa sai lầm Có tạo khí học tập tích cực hiệu • Đánh giá tính khả thi hiệu biện pháp dạy học đề xuất để có điều chỉnh, bổ sung hoàn thiện chúng 3.3 Tổ chức thực nghiệm sư phạm 3.3.1 Địa điểm thời gian thực nghiệm • Chọn mẫu thực nghiệm đối chứng Được giúp đỡ Ban giám hiệu tổ vật lý trường THPT Nguyễn Du – Nghi Xuân – Hà Tĩnh, chọn nhóm lớp có chất lượng tương đương đẻ làm đối chứng thực nghiệm Nhóm thực nghiệm gồm lớp: 12A1 12A13 Với số HS là: 95 Nhóm đối chứng gồm lớp: 12A2 12A15 Với số học sinh là: 95 Bảng 3.1 Bảng thống kê kết học tập môn vật lý năm học 2006 – 20007 Nhóm HS Thực nghiệm Đối chứng em chiếm 1,05% em chiếm 2,1% 21em chiếm 22,1% 20em chiếm 21,05% 48 em chiếm 50,51% 49 em chiếm 51,58% Xếp loại Loại Giỏi Loại Loại trung bình 61 Loại yếu 25 em chiếm 26,34% 24 em chiếm 25,27% Bảng 3.1 Qua bảng tổng hợp cho thấy chất lượng học sinh nhóm (khá + giỏi) nhóm ( trung bình + yếu) mẫu đối chứng mẫu thực nghiệm năm học 20062007 tương đương Thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm từ 15 tháng 10 -2007 25 tháng 11 năm 2007 Gồm 15 tiết ( 11 tiết lý thuyết, tiết BT tiết kiểm tra) 3.3.2 Hình thức tổ chức thực nghiệm • Tác giả luận văn trực tiếp giảng dạy lớp đối chứng lớp thực nghiệm Đồng nghiệp có uy tín giảng dạy lớp đối chứng lớp thực nghiệm lại sau có bàn bạc thống mục đích TNSP • Ở hai lớp ĐC việc giảng dạy tiến hành bình thường, tức cung cấp kiến thức dao động điện – dòng điện xoay chiều SGK Trong q trình lên lớp khơng cần lưu ý đến sai lầm mà HS gặp giải BT, có sai sót GV tự điều chỉnh cho GV khơng sâu phân tích nguyên nhân dẫn đến sai lầm mà HS mắc phải • Đối với lớp TN, phối hợp pp dạy học đề xuất chương • Ngồi thời khoá biểu tiết/ tuần, Ban giám hiệu nhà trường cịn cho phép chúng tơi bố trí thêm tiết / lớp/ đợt TN để giảng dạy giải BT • Chúng tiến hành kiểm tra viết cho HS gồm: 15 phút tiết (theo phân phối chương trình) Hình thức kiểm tra 50% TNKQ 50% TN tự luận cho kiểm tra Yêu cầu kiểm tra: nghiêm túc, tuyệt đối không trao đổi, không xem tài liệu nhằm thực tốt vận động hai không với bốn nội dung Bộ GD& ĐT đề • Chúng tơi với GV (giúp chúng tơi dạy hai lớp cịn lại để TN sư phạm) thường xuyên trao đổi tình hình học tập HS thống biện pháp phối hợp thực 3.4 Kết thực nghiệm: 62 Chúng quan tâm đánh giá tỷ lệ mắc số sai lầm xuất tần số cao kết điểm số hai khối lớp TN ĐC, thông qua kiểm tra 3.4.1 Bảng 3.2 Bảng thống kê tỷ lệ mắc sai lầm xuất tần số cao S1: Sai lầm viết biểu thức dòng điện HĐT S2: Sai lầm tính tốn đại lượng điện: R, L, C… S3: Sai lầm xác định giá trị cực trị số đại lượng S4: Sai lầm giải toán hộp đen S5: Sai lầm giải BT máy điện truyền tải điện Sai lầm S1 S2 S3 S4 S5 15,2% 23,7% 24,5% 21,7% 17, 7% 37,4% 32,5% 45,2% 36,8% 36,5% Nhóm TN (95 HS) ĐC ( 95 HS) Bảng 3.2 3.4.2 Bảng 3.3 Bảng thống kê điểm số kiểm tra Bài KT Nhóm Điểm 10 HS số 1tiết 94 10 15 17 21 13 10 95 10 15 20 17 15 ĐC 95 18 16 22 15 TN 95 12 15 21 17 13 ĐC 95 21 17 19 14 TN 15 phút ĐC TN 15 phút Số HS 95 0 13 15 22 18 12 Bảng 3.3 3.5 Xử lý kết thực nghiệm: 63 Kết tổng hợp ba kiểm tra viết ( 15 phút tiết) TN SP xử lý PP thống kê theo trình tự sau đây: 3.5.1 Kết tính tốn tham số thống kê: Các tham số thống kê tính theo cơng thức sau đây: •Điểm trung bình : •Phương sai: S •Độ lệch chuẩn: = X = ∑ i X i n n n ∑ i (Xi n S = S •Hệ số biến thiên: V = −X ) S X 100% ( Trong Xi điểm số HS; n tổng số kiểm tra; n i tần số ứng với số điểm Xi ) • Bảng 3.4 Bảng thống kê điểm số ba kiểm tra Số HS đạt điểm ( Xi ) Tần số Nhóm 10 ĐC (284) 11 27 54 50 62 42 23 13 TN (285) 16 35 45 63 52 40 25 ni Bảng 3.4 •Bảng 3.5 Bảng thơng số thống kê Nhóm Số HS Số kiểm tra X S S V% ĐC TN 95 95 284 285 5,4 6,2 2,54 2,93 1,59 1,71 29,4 27,6 Bảng 3.5 • Bảng 3.6 Bảng thống kê số phần trăm HS đạt điểm Xi Điểm ( Xi ) Tần suất Nhóm ωi (%) 10 ĐC 0,7 3,8 9,5 19 17,6 21,8 14,8 8,1 4,6 TN 12,3 15,8 22,1 18,2 14 8,8 2,1 1,1 5,6 Bảng 3.6 Hình 3.1 Bảng 3.7 Bảng tần số tích luỹ ( Số phần trăm HS đạt điểm ≤ Xi ) 64 Điểm ( Xi ) Tần số TL F (%) i ĐC 0,7 4,5 14 33 50,6 72,4 87,2 95,3 100 TN 1,1 6,7 19 34,8 56,9 75,1 89,1 97,9 10 Nhóm 100 Bảng 3.7 fi Hình 3.1 - Trục tung fi số % học sinh đạt điểm ≤ xi - Trục hoành xi : điểm số ( i = 0; 1;…… 10) Qua tham số tính tốn, bảng tham số đồ thị đường tích luỹ, chúng tơi rút nhận xét sau: Điểm trung bình lớp TN cao lớp ĐC, điều chứng tỏ việc thực biện pháp nhằm phát sửa chữa sai lầm cho HS giải BT lớp TN đem lại hiệu thiết thực Hệ số biến thiên lớp TN nhỏ hệ số biến thiên lớp ĐC, tức độ phân tán điểm số xung quanh giá trị trung bình lớp TN nhỏ so với lớp ĐC 65 Đường tích luỹ ứng với nhóm TN ln nằm bên phải, phía đường tích luỹ nhóm ĐC Do khẳng định thành tích học tập nhóm TN cao nhóm ĐC 3.5.2 Kết kiểm định giả thiết thống kê: + Giả thiết H0: X TN = X ĐC (Sự khác giá trị trung bình điểm số nhóm TN nhóm ĐC khơng có ý nghĩa) + Đối giả thiết Ht: X TN > X ĐC (Điểm trung bình nhóm TN cao nhóm ĐC có ý nghĩa) Chọn mức ý nghĩa α = 0,05 Giá trị quan sát đại lượng ngẫu nhiên Z theo mẫu chọn là: Zq = X TN − X DC (3.1) STN nTN + S DC n DC Thay giá trị có vào cơng thức (3.1) ta : Zq = 3,34 Giá trị giới hạn Zt miền bác bỏ phải thoả mãn hệ thức : −2α ΦZt ) = ( =0,45 Tra bảng Laplat, ta giá trị tới hạn Zt = 1,65 Ta thấy Zq > Zt , mức ý nghĩa α = 0.05 giả thiết H0 bị bác bỏ giả thiết Ht chấp nhận Vậy điểm trung bình cộng nhóm TN lớn nhóm ĐC có ý nghĩa, kết khơng phải ngẫu nhiên mà tác động sư phạm tạo nên 66 KẾT LUẬN CHƯƠNG • Q trình, với kết rút từ TNSP cho thấy: mục đích TNSP hồn thành, tính khả thi hiệu biện pháp đề xuất khẳng định • Việc phát sai lầm, phân tích ngun nhân dẫn đến sai lầm, đề xuất biện pháp dạy học nhằm khắc phục sai lầm cho HS dạy học vật lý nói riêng dạy học nói chung cần thiết, thường xuyên có tác dụng góp phần nâng cao chất lượng dạy học • Qua công tác tổ chức, trao đổi, theo dõi phân tích diễn biến dạy TNSP với kết thu từ TN SP cho phép kết luận: giả thuyết khoa học đề tài đắn; biện pháp đề xuất tiến trình dạy học theo định hướng đề tài có tính khả thi hiệu cao 67 KẾT LUẬN • Đối chiếu với mục đích, nhiệm vụ kết nghiên cứu trình thực đề tài “ Nâng cao chất lượng dạy học vật lý thông qua việc khắc phục sai lầm HS giải BT chương “Dao động điện – Dịng điện xoay chiều” Vật lý 12 Chúng tơi thu kết sau đây: Những sai lầm HS giải BT chương : dao động điện – dịng điện xoay chiều nói riêng, giải BT vật lý nói chung tượng phổ biến, chúng làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng dạy học vật lý trường THPT Luận văn nêu nhóm nguyên nhân dẫn đến sai lầm HS giải BT vật lý đồng thời phân tích sâu sắc bốn nguyên nhân thuộc kiến thức ý thức HS giải BT chương “Dao động điện – Dịng điện xoay chiều” nói riêng, giải BT vật lý nói chung Luận văn nêu cách nhận biết sai lầm cho HS giải BT vật lý, ba dấu hiệu sau đây: Vi phạm thứ nguyên; Kết lời giải HS khác nhau; kết khơng có ý nghĩa thực tiễn Đề xuất bốn biện pháp hữu hiệu nhằm phòng tránh khắc phục sai lầm giải BT vật lý nói chung, giải BT chương “Dao động điện – dịng điện xoay chiều” nói riêng Qua TN sư phạm khẳng định tính khả thi hiệu biện pháp đề xuất Luận văn làm tài liệu tham khảo hữu ích cho đồng nghiệp sinh viên sư phạm ngành vật lý đường học tập làm việc Như vậy, khẳng định rằng: mục đích nghiên cứu thực hiện, nhiệm vụ nghiên cứu hoàn thành • Hướng phát triển đề tài Có thể áp dụng biện pháp phát khắc phục sai lầm cho HS đề xuất đề tài vào nội dung dạy học vật lý thuộc chương trình phổ thơng cách tương tự 68 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] TÀI LIỆU THAM KHẢO Dương Trọng Bái – Đào Văn Phúc – Vũ Quang: BT vật lý lớp 12 NXB Giáo dục – 2005 Dương Trọng Bái – Vũ Thanh Khiết: Từ điển vật lý phổ thơng NXB Giáo dục – 2001 Lương Dun Bình: Vật lý đại cương (tập 2) NXB giáo dục – 1995 Bộ GD & ĐT: Đề thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng THCN - Môn vật lý NXB Giáo dục – 2005 Nguyễn Hải Châu - Nguyễn Trọng Sửu: Những vấn đề chung đổi Giáo dục THPT NXB giáo dục – 2007 Trịnh Đức Đạt: PP giảng dạy vấn đề chương trình vật lý phổ thơng - phần dao động sóng Vinh – 1995 Trần Văn Dũng: 555 tập vật lý NXB trẻ- TP Hồ Chí Minh – 1999 Lê Văn Giáo: Nghiên cứu quan niệm HS số khái niệm phần quang học, điện học việc giảng dạy khái niệm trường THCS - Luận án Tiến sĩ GD Vinh – 2005 Nguyễn Công Hồn: Nâng cao chất lượng dạy học vật lý thơng qua việc khắc phục sai lầm HS giải BT phần “ Dao động sóng học” Luận văn Thạc sĩ GD Vinh 2004 Hội Vật lý Việt Nam: Vật lý tuổi trẻ Tạp chí hàng tháng ( từ tháng 9/ 2003 đến tháng 3/ 2007) Trần Trọng Hưng: Ơn thi Đại học Mơn vật lý - NXB Hải Phòng - 2002 Vũ Thanh Khiết: Một số PP chọn lọc giải toán vật lý sơ cấp - Tập NXB Hà nội – 2007 Vũ Thanh Khiết – Vũ Đình Tuý: Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý THPT Tập - Điện học NXB Giáo dục – 2002 Nguyễn Quang Lạc: Lí luận dạy học đại trường phổ thơng ĐHSP Vinh – 1995 Nguyễn Quang Lạc: Didactic vật lý ĐHSP Vinh – 1997 ... trờng đại học vinh nguyễn trung thiên Nâng cao chất lợng dạy học Vật lý thông qua việc khắc phục sai lầm học sinh giải tập chơng Dao động điện - dòng điện xoay chiều. .. kết luận CHNG MỘT SỐ SAI LẦM MÀ HỌC SINH THƯỜNG MẮC PHẢI KHI GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “ DAO ĐỘNG ĐIỆN – DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ” 1.1 Quan niệm sai lầm học sinh ảnh hưởng dạy học vật lý Theo Từ điển tiếng... xác định phần tử điện chứa hộp kín - Sai lầm giải tập máy phát điện - Sai lầm giải tập động điện - Sai lầm giải tập máy biến thế, truyền tải điện Sai lầm học sinh q trình giải tập vật lý nói chung