ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM –––––––––––––––––––––– LƯƠNG VĂN VŨ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”, VẬT LÝ 12 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM DẠY HỌC VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: LL & PPDH BỘ MÔN VẬT LÝ Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN ĐỨC VƯỢNG THÁI NGUYÊN - 2016 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Thái Nguyên, tháng 11 năm 2016 Tác giả luận văn Lương Văn Vũ Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tác giả xin chân thành cảm ơn Khoa sau đại học, ban chủ nhiệm, thầy cô giáo khoa Vật lý trường đại học sư phạm Thái Nguyên, thầy cô trực tếp giảng dạy Tác giả xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu thầy cô giáo tổ Vật lý trường THPT Định Hóa trường THPT Bình Yên, tỉnh Thái Nguyên tạo điều kiện suốt q trình hồn thành luận văn Đặc biệt tác giả bày tỏ kính trọng lòng biết ơn sâu sắc hướng dẫn tận tnh thầy hướng dẫn TS.Trần Đức Vượng suốt trình thực luận văn Cuối tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Một lần tác giả xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, tháng 11 năm 2016 Tác giả Lương Văn Vũ Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ii MỤC LỤC Trang phụ bìa Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI ii CẢM ƠN MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ vi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Lịch sử vấn đề nghiên cứu 3 Mục đích nghiên cứu 4 Đối tượng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Dự kiến đóng góp đề tài 10 Cấu trúc luận văn Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PMDH VÀ BĐTD 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.2 Quan niệm lực sáng tạo học sinh 1.2.1 Tư sáng tạo 1.2.2 Các biểu NLST HS học tập 10 1.2.3 Các yếu tố cần thiết cho việc phát triển NLST HS học tập 10 1.3 Vai trò kiến thức phương pháp vật lý việc phát triển tư NLST HS 11 1.3.1 Vai trò kiến thức vật lý 11 iii Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 1.3.2 Vai trò phương pháp nhận thức vật lý 12 1.4 Phương tiện dạy học đại 13 1.4.1 Khái niệm phương tiện dạy học 13 1.4.2 Các loại phương tện dạy học đại 13 1.4.3 Vai trò, chức phương tện dạy học đại dạy học Vật lý 15 1.4.4 Phần mềm dạy học 15 1.5 Bản đồ tư 17 1.5.1 Khái niệm đặc điểm đồ tư 17 1.5.2 Cách đọc đồ tư 17 1.5.3 Cách vẽ đồ tư 18 1.5.4 Ưu điểm cách ghi chép BĐTD 20 1.5.5 Các ứng dụng đồ tư dạy học 20 1.6 Thực trạng việc ứng dụng PMDH BĐTD trường THPT 23 1.6.1 Điều tra 23 1.6.2 Kết luận 26 1.7 Kết luận chương 27 Chương 2: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU", VẬT LÝ 12 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PMDH VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY 28 2.1 Đặc điểm chương “Dòng điện xoay chiều", Vật lý 12 28 2.1.1 Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “Dòng điện xoay chiều", Vật lý 12 28 2.1.2 Chuẩn kiến thức, kỹ mà HS cần đạt học xong chương“Dòng điện xoay chiều", Vật lý 12 29 2.2 Một số định hướng việc tổ chức hoạt động nhận thức với hỗ trợ PMDH đồ tư phát triển lực sáng tạo học sinh 30 2.2.1 Định hướng ứng dụng PMDH để hỗ trợ việc tổ chức hoạt động sáng tạo học sinh 30 2.2.2 Định hướng sử dụng BĐTD để hỗ trợ việc tổ chức hoạt động sáng tạo học sinh 31 iv Số hóa Trung tâm Học liệ u – ĐHT N http://www.lrc.tnu.edu.vn 2.3 Tiến trình dạy học chương “Dòng điện xoay chiều", Vật lý 12 theo hướng phát triển lực sáng tạo HS với hỗ trợ PMDH BĐTD 33 2.3.1 Đề xuất quy trình soạn thảo tiến trình dạy học chương “Dòng điện xoay chiều", Vật lý 12 theo hướng phát triển lực sáng tạo HS với hỗ trợ PMDH BĐTD 33 2.3.2 Thiết kế tiến trình dạy học số cụ thể chương “ Dòng điện xoay chiều", Vật lý 12 39 2.4 Kết luận chương 56 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 57 3.1 Mục đích nhiệm vụ TNSP 57 3.1.1 Mục đích 57 3.1.2 Nhiệm vụ 57 3.2 Đối tượng nội dung TNSP 58 3.2.1 Đối tượng 58 3.2.2 Nội dung 58 3.3 Phương pháp TNSP 58 3.3.1 Chọn mẫu TNSP 58 3.3.2 Quan sát học 59 3.3.3 Kiểm tra 59 3.4 Đánh giá thực nghiệm sư phạm (TNSP) 60 3.4.1 Phương pháp đánh giá kết TNSP 60 3.4.2 Kết xử lí kết TNSP 61 3.5 Kết luận chương 69 ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ 70 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 71 KẾT LUẬN CHUNG 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 v Số hóa Trung tâm Học liệ u – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt Viết đầy đủ BĐTD Bản đồ tư ĐC ĐHSP GD & ĐT Đối chứng Đại học sư phạm Giáo dục Đào tạo GV Giáo viên HS Học sinh NXB Nhà xuất NLST Năng lực sáng tạo PMDH Phần mềm dạy học 10 PPDH Phương pháp dạy học 11 PTDH Phương tện dạy học 12 SGK Sách giáo khoa 13 TS 14 TN 15 TNSP Thực nghiệm sư phạm 16 THPT Trung học phổ thông 17 TB Tiến sỹ Thực nghiệm Trung bình iv Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Bảng số liệu HS chọn làm mẫu TNSP 59 Bảng 3.2: Bảng thống kê biểu tnh tích cực HS 61 Bảng 3.3: Bảng ý kiến GV sau dự tổ chức dạy học có sử dụng PMDH BĐTD 62 Bảng 3.4: Bảng ý kiến HS sau học Vật lý có sử dụng PMDH BĐTD 63 Bảng 3.5: Bảng thống kê kết kiểm tra: 64 Bảng 3.6: Bảng xếp loại kiểm tra: 65 Bảng 3.7: Bảng phân phối tần suất kết kiểm tra 65 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN v http://www.lrc.tnu.edu.vn 66 Bảng 3.8: Bảng tần số lũy tích hội tụ lùi   Bảng 3.9: Bảng tổng hợp tham số thống kê 67 vi Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc BĐTD 17 Hình 1.2 Cách đọc BĐTD 18 Hình 2.1 Tóm tắt nội dung chương “Dòng điện xoay chiều”, Vật lý 12 29 Hình 2.2 BĐTD mạch điện xoay chiều chứa phần tử 43 Hình 2.3 Giản đồ véctơ mạch RLC ZL>ZC 46 Hình 2.4 Giản đồ véctơ mạch RLC ZL gọi giá trị cực đại dòng điện tức thời - ω > gọi tần số góc 2 T gọi chu kì i  - Nhận xét kết luận f = 1/T gọi tần số i - α = ωt+φ gọi pha i - Ghi nhận kết luận GV Hoạt động 2: Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều Trợ giúp GV Hoạt động HS - Đặt giả thuyết cuộn dây quay điều - Tiếp thu từ trƣờng Dùng phần mềm Alternating Current  giúp HS quan sát hình ảnh khung dây B quay  B n B  - Viết cơng thức tính từ thông qua mạch? - Nếu xét khoảng thời gian nhỏ Hãy viết phương trình suất điện động cuộn dây? - Dòng điện cuộn dây đươc tính nào? - Gợi ý học sinh đặt I 0 NB S R - Nhận xét kết luận cho HS quan sát đồ thị suất điện động cảm ứng - Viết công thức   NBS cost - Suất điện động dây d e  NBS sin t dt - Dòng điện vòng dây NB S i sin t R - Đặt theo gợi ý GV tm biểu thức i  I sin t - Ghi kết luận vòng dây phần mềm Alternating Current Hoạt động 3: Giá trị hiệu dụng Trợ giúp GV - Nêu định nghĩa công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng ? - Thơng báo giá trị hiệu dụng đại lượng khác cách tính Giá trị cực Giá trị đại hiệu dụng = Hoạt động HS - Suy nghĩ trả lời câu hỏi nêu cơng thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng: I0 I - Ghi nhận Nêu cơng thức tính hiệu điện hiệu dụng: U U - Tiếp thu Hoạt động : Tổng kết học Trợ giúp GV Hoạt động học sinh - Yêu cầu HS vẽ BĐTD tóm tắt kiến - Các nhóm nhận nhiệm vụ học tập thức học thuyết trình BĐTD - Đọc phần ghi nhớ mà nhóm vẽ - Nhận xét, góp ý BĐTD nhóm - Nhận nhiệm vụ học tập - Nhắc lại nội dung học BĐTD - Yêu cầu học sinh nhà làm tập 3, 4, 5, 6, 7,8, 9, 10 SGK trang 66 tương tự - Nhận xét học VI RÚT KINH NGHIỆM ĐỀ KIỂM TRA TIẾT – CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Câ u Trong đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại 1: lượng có giá trị hiệu dụng ? A.Điện áp B.Chu kỳ C.Tần số D Công suất Câ u : Một mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz, chọn pha ban đầu hiệu điện khơng biểu thức hiệu điện có dạng: A u = 220cos50t (V) B u = 220cos50  t (V) C u= 220 cos100 (V) D u= 220 cos100 t (V) t Câ u : Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 2cos 100 t (A), hiệu điện hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng 12V, sớm pha  / so với dòng điện Biểu thức hiệu điện hai đầu đoạn mạch là: A u = 12cos100 t (V) B u = 12 (V) C u = 12 cos(100t   / 3) (V) D.u=12 cos(100t   / 3) (V) Câ u : Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10  , nhiệt lượng toả 30 giây 900kJ Cường độ dòng điện cực đại mạch là: A I0 = 0,22 A B I0 = 0,32 A C I0 = 7,07 A D I0 = 10,0 A Câ u : Phát biểu sau với mạch điện xoay chiều chứa cuộn cảm? A Dòng điện sớm pha hiệu điện góc /2  /4 B Dòng điện sớm pha hiệu điện góc C Dòng điện trễ pha hiệu điện góc /2 D Dòng điện trễ pha hiệu điện góc /4 Câ u 6: Cách phát biểu sau không ? π A Trong đoạn mạch chứa tụ điện, dòng điện biến thiên sớm pha so với hiệu điện B Trong đoạn mạch chứa tụ điện, dòng điện biến thiên chậm pha π so với hiệu điện C Trong đoạn mạch chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên chậm pha π so với hiệu điện D Trong đoạn mạch chứa cuộn cảm, hiệu điện biến thiên sớm pha so với dòng điện mạch π Câ u : Đặt vào hai đầu cuộn cảm L = / (H) hiệu điện xoay chiều 220V – 50Hz Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là: A I = 2,2 A B I = 2,0 A C I = 1,6 A D I = 1,1 A 4 10 (F) hiệu điện xoay chiều u =  141cos(100 t) V Cường độ dòng điện qua tụ điện là: Câ u : Đặt vào hai đầu tụ điện C  A I = 1,41 A B I = 1,00 A C I = 2,00 A D I = 100 A Câ u 9: Phát biểu sau không ? Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh điện dung tụ điện thay đổi thoả mãn điều kiện   thì: LC A Cường độ dao động pha với hiệu điện hai đầu đoạn mạch B Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch cực đai C Cơng xuất tiêu thụ trung bình mạch đạt cực đại D Hiệu điện hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại Câ u : Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R = 100  , tụ điện 4 10 C (H) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch (F) cuộn cảm L=   AB hiệu điện xoay chiều có dạng điện hiệu dụng mạch là: A I = A B I = 1,4 A 0,5 A u  200 cos100t (V) Cường độ dòng C I = A D I = Câ u 11 : Khẳng định sau đúng: Khi hiệu điện hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp sớm pha với dòng  / đối diện mạch thì: A Tần số dòng điện mạch nhỏ giá trị cần xảy tượng cộng hưởng B Tổng trở mạch hai lần thành phần điện trở R mạch C Hiệu số cảm kháng dung kháng điện trở mạch D Hiệu điện hai đầu điện trở sớm pha đầu tụ  / so với hiệu điện hai điện Câ u 12 : Một tụ điện có điện dung C = 5,3 F mắc nối tiếp với điện trở R = 300  thành đoạn mạch Mắc đoạn mạch vào nguồn điện xoay chiều 220V - 50Hz hệ số cơng suất mạch bằng: A 0,3331 B 0,4469 C 0,4995 D 0,6662 Câ u 13 : Nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều pha dựa vào: A Hiện tượng tự cảm B.Hiện tượng cảm ứng điện từ C Khung dây quay điện trường D Khung dây chuyển động từ trường Câ u : Rôto máy phát điện xoay chiều nam châm có cặp cực từ, quay với tốc độ 1200 vòng / Tần số suất điện động máy tạo bao nhiêu? A f = 40 Hz B f = 50 Hz C f = 60 Hz D f = 70 Hz Câ u 15 : Nhận xét sau máy biến không đúng? A Máy biến tăng hiệu điện B Máy biến giảm hiệu điện C Máy biến thay đổi tần số đòng điện xoay chiều D Máy biến có tác dụng biến đổi cường độ dòng điện Câ u 16 : Hiện người ta thường dùng cách để giảm điện hao phí truyền tải điện xa ? A Tăng tiết diện dây dẫn dùng để truyền tải B Xây dựng nhà náy điện gần nơi nơi têu thụ C Dùng dây dẫn vật liệu siêu dẫn D Tăng hiệu điện trước truyền tải điện xa Câ u 17 : Một máy biến có số vòng cuộn sơ cấp thứ cấp 2200 vòng 120 vòng Mắc cuộn sơ cấp với mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz, hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là: A 24 V B 17 V C 12 V D 8,5 V Câ u 18 : Điện trạm phát điện truyền hiệu điện kV Hiệu suất trình tải H= 80% Muốn hiệu suất trình truyền tải tăng đến 95% ta phải: A Tăng hiệu điện lên đến kV B Tăng hiệu điện lên đến kV C Giảm hiệu điện xuống kV D Giảm hiệu điện xuống 0,5 kV Câ u 19 : Cường độ dòng điện ln sớm pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch khi: A.Đoạn mạch có R L mắc nối tiếp B Đoạn mạch có R C mắc nối tiếp C Đoạn mạch có cuộn cảm L D Đoạn mạch có L C mắc nối tiếp Câ u 20 : Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Hiệu điện đặt vào hai đầu mạch u  100 cos100t (V ) Bỏ qua điện trở dây nối Biết cường độ dòng điện  3A lệch pha mạch có giá trị hiệu dụng so với hiệu điện hai đầu mạch Giá trị R C 4 4 50 10 10 A R  50 3 C  F F B R   C    3 3 10 10 50 D R   C  F C R  50 3 C  F 5  Câ u 1: Đặt hiệu điện u=100 cos100 (V) vào hai đầu cuộn dây có t độ tự cảm L = H điện trở r= 50  cường độ dòng điện hiệu dụng 2 qua cuộn dây là: A A B 2 A C A D A Câ u 22 : Động điện xoay chiều thiết bị biến đổi: A Điện thành B Điện thành hoá C Cơ thành nhiệt D Điện thành quang Câ u : Đặt hiệu điện u  100 cos100.t (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Biết điện trở R=100  , cuộn dây cảm có độ tự cảm L, dung kháng tụ điện 200  cường độ dòng điện mạch sớm pha so với hiệu điện u Độ tự cảm cuộn dây có giá trị bằng: H A H B H C H D      vào hai đầu đoạn Câ u 24 : Đặt hiệu điện u  220 2cos(t  )(V) mạch điện RLC khơng phân nhánh cường độ dòng điện qua đoạn mạch có  biểu thức i  2cos(t  )(A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: A 440 W B 220 W C 440 W D 220 W 4 10 Câ u 25 : Đặt vào hai đầu tụ điện C  (F) hiệu điện xoay chiều  u  100 2cos(100t)(V) Cường độ dòng điện qua tụ điện là: A I = 1,41A B I = 1,00A C I = 2,00A D I = 100A ĐÁP ÁN 1-A 2-C 3-D 4-C 5-C 6-B 7-A 8-B 9-D 10 - C 11 - C 12 - B 13 - B 14 - C 15 - C 16 - D 17 - C 18 - A 19 - B 20 - D 21 - C 22 - A 23 - C 24 - B 25 - A ... chương "Dòng điện xoay chiều" , Vật lý 12 với hỗ trợ phần mềm dạy học đồ tư theo hướng phát triển lực sáng tạo HS Đối tư ng nghiên cứu Hoạt động dạy học Vật lý theo hướng phát triển lực sáng tạo. .. vấn đề “ Tổ chức dạy học chương Dòng điện xoay chiều, Vật lý 12 với hỗ trợ phần mềm dạy học đồ tư theo hướng phát triển lực sáng tạo học sinh" Mục đích nghiên cứu Xây dựng tến trình dạy học số... DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU", VẬT LÝ 12 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PMDH VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY 28 2.1 Đặc điểm chương Dòng điện xoay chiều" , Vật lý 12 28 2.1.1