1 Bộ giáo dục đào tạo Trờng Đại học Vinh -oOo - Hoàng Danh Tài Nghiên cứu Sử dụng Dao động ký ®iƯn tư d¹y häc mét sè kiÕn thøc VËt lý trừu tợng lớp 12 THPT theo định hớng dạy học giải vấn đề luận văn Thạc sĩ Giáo dục học Vinh - 2006 Các chữ ký hiệu viết tắt luận văn DĐKĐT DHGQVĐ GQVĐ GV HS MP§ MP§XC PTDH SGK TH THPT TN TNSP   Dao động ký điện tử Dạy học giải vấn đề Giải vấn đề Giáo viên Học sinh Máy phát điện Máy phát điện xoay chiều Phơng tiện dạy học Sách giáo khoa Tình Trung học phổ thông Thí nghiệm Thực nghiệm s phạm Giáo viên yêu cầu học sinh thực Giáo viên thông báo, trình diễn Môc lôc Trang Mở đầu Lịch sử vấn đề nghiên cứu lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tợng phạm vi nghiên cứu Phơng pháp nghiên cứu Đóng góp luận văn Chơng Cơ sở khoa học việc sử dụng DĐKĐT vào dạy học kiến thức vật lý trừu tợng theo định hớng DHGQVĐ 1.1 Những nội dung lý thuyết DHGQVĐ. 1.1.1 Cơ sở DHGQVĐ 1.1.2 Bản chất DHGQVĐ 1.1.3 CÊu tróc cđa DHGQV§ 1.1.4 Các mức độ dạy học DHGQVĐ 1.2 Vai trò TN DĐKĐT dạy học kiến thức Vật lý trừu tợng theo định hớng DHGQVĐ 1.2.1 Vai trò TN 1.2.2 Vai trò DĐKĐT 1.3 Thực trạng sử dụng DĐKĐT vào dạy học kiến thức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ 1.3.1 Khảo sát thực trạng 1.3.2 Nguyên nhân 1.3.3 Giải pháp khắc phôc KÕt luËn ch¬ng Chơng Nghiên cứu sử dụng DĐKĐT dạy học số kiến thức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ 2.1 Nghiên cứu sử dụng DĐKĐT vào dạy häc néi dung “Sãng ©m” – VËt lý 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ 2.1.1 Ph©n tÝch néi dung kiÕn thøc “Sãng ©m” 3 3 4 5 33 43 15 52 52 18 18 20 54 24 55 24 63 28 29 64 31 64 64 32 64 65 32 65 32 72 73 75 76 2.1.2 C¸c TN tiÕn hành dạy học nội dung Sóng âm với hỗ trợ DĐKĐT 2.1.3 Tiến trình dạy học "Sóng âm" 2.2 Nghiên cứu sử dụng DĐKĐT vào dạy học chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều vật lý 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ 2.2.1 Phân tích nội dung chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều 2.2.2 Thiết kế, chế tạo bảng TN đa chức dạy học số kiến thức vật lý trừu tợng thuộc chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều 2.2.3 Tiến trình dạy học "Đ13-14 Dòng điện xoay chiều đoạn mạch có điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện" Kết luận chơng Chơng Thực nghiệp s phạm 3.1 Mục đích thực nghiệm 3.2 Đối tợng thực nghiệm 3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm 3.4 Néi dung thùc nghiƯm……………………………………………… 3.5 KÕt qu¶ thùc nghiƯm………………………………………………… KÕt luËn ch¬ng 3…………………………………………………… KÕt luËn chung …………………………………… ……… Danh mục công trình tác giả. Tài liệu tham khảo. Phụ lục Mở đầu Lịch sử vấn đề nghiên cứu lý chọn đề tài Trớc thùc tr¹ng d¹y häc trun thèng béc lé râ nhiỊu nhợc điểm, không đáp ứng đợc yêu cầu ngày cao trình dạy học, phơng pháp dạy học tích cực lần lợt đời, có DHGQVĐ Trong giáo dục học Mỹ, ý tởng DHGQVĐ đà đợc trình bày lần sách "Chúng ta suy nghĩ nào" J.Dewey đợc xuất vào năm 1909 Mỹ có đóng góp nhà tâm lý học J.S.Bruner Cả J.S.Bruner J.Dewey ý tới quan điểm lấy HS làm trung tâm Hai ông thấy cần thiết việc phát triển t lôgic, thống đánh giá tầm quan trọng quan điểm tiếp cận nêu vấn đề dạy học Đến năm 1986, Ba lan, V.Ôkôn đà đạt đợc thành tựu to lớn DHGQVĐ với đời "Những sở dạy học nêu vấn đề" Ông đà nghiên cứu điều kiện xuất tình có vấn đề môn học khác Cùng với S.Cupixevits, V.Ôkôn đà chứng minh đợc tính u việt dạy học đờng GQVĐ phát triển trí tuệ HS Trờng phái DHGQVĐ Ba lan có nhà giáo dục nh T.Novatski, E.Fleminh, Trong T.Novatski đà nêu lên số cách tổ chức DHGQVĐ liên quan đến yêu cầu dạy nghề Còn E.Fleminh đà thiết kế phơng án cấu trúc triết học nêu vấn đề Đáng ý Liên xô (cũ) Bắt đầu từ nửa sau năm 50 kỷ 20, nhà lý luận dạy học Xô viết đà nêu lên cần thiết biện pháp để tích cực hoá nhận thức HS trình dạy học, tiêu biểu M.N.Xkatkin, A.M.Machiuskin, I.Ia.Lecne, Việt Nam, tài liệu V.Ôkôn, I.Ia.Lecne, đà đợc nhanh chóng dịch, đa vào giảng dạy trờng s phạm, lớp bồi dỡng GV từ năm 70 kỷ 20 Đến nay, đà có nhiều tác giả đề cập đến vấn đề Đối với môn Vật lý, tiêu biểu tác giả: GS.TS Phạm Hữu Tòng, PGS Nguyễn Đức Thâm, PGS.TS Nguyễn Ngọc Hng, PGS.TS Ngun Quang L¹c, ThÕ nhng thùc tiƠn d¹y học trờng phổ thông, bắt gặp dạy học theo phơng pháp đợt thao giảng, thi GV dạy giỏi, Nguyên nhân chủ yếu sở vật chất phơng tiện dạy học thiếu thốn không đồng bộ, chế quản lý thi cử nhiều bất cập, chất lợng đào tạo bồi dỡng GV thấp, Để khắc phục tình trạng trên, Đảng nhà nớc đà rõ: "Đổi mạnh mẽ phơng pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện nếp t sáng tạo ngời học Từng bớc áp dụng phơng pháp tiên tiến phơng tiện đại vào trình dạy học" (Trích nghị Trung ơng II khoá VIII Đảng) Để góp phần thực mục tiêu đó, không kể đến vai trò thiết bị dạy học trực quan, thiết bị TN có DĐKĐT nớc ta, từ xa đến việc ứng dụng DĐKĐT vào dạy học Vật lý cha đợc quan tâm Trong thực tiễn dạy học Vật lý phổ thông nớc ta, DĐKĐT hầu nh cha đợc sử dụng ThËm chÝ nhiỊu GV VËt lý bËc phỉ th«ng cha biết sử dụng DĐKĐT Một số đà sử dụng DĐKĐT vào việc giảng dạy, nhiên việc sử dụng có nhiều chỗ cha hợp lý hiệu dạy học cha cao Trong năm gần đây, tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hng, đà nêu định hớng cho việc sử dụng DĐKĐT vào dạy học Vật lý Làm để thực hóa định hớng đó, khai thác mạnh DĐKĐT dạy học Vật lý, đặc biệt tác dụng trực quan hoá tợng, trình Vật lý trừu tợng mà thiết bị dạy học truyền thống thực đợc vấn đề quan tâm Từ tình hình nghiên cứu lý luận thực tế trên, dới hớng dẫn TS.Phạm Thị Phú, đà chọn đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu sử dụng Dao động ký điện tử dạy học số kiến thức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT theo định hớng dạy học giải vấn đề làm luận văn tốt nghiệp Mục đích nghiên cứu Xây dựng TN với hỗ trợ DĐKĐT soạn thảo tiến trình dạy học số kiến thức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT có sử dụng TN đà xây dựng theo định hớng DHGQVĐ nhằm góp phần nâng cao chất lợng dạy học Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng đợc TN với hỗ trợ DĐKĐT soạn thảo đợc tiến trình dạy học số kiến thức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ cách hợp lý góp phần nâng cao chất lợng dạy học môn Vật lý Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu lý thuyết DHGQVĐ môn Vật lý trờng THPT - Tìm hiểu DĐKĐT với chức PTDH Vật lý - Tìm hiểu thực trạng sử dụng DĐKĐT vào dạy học Vật lý THPT - Tìm hiểu thực trạng DHGQVĐ thực tiễn dạy häc VËt lý THPT - Nghiªn cøu néi dung kiÕn thức Sóng âm chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiỊu”– SGK VËt lý 12 THPT - X©y dùng TN sử dụng DĐKĐT soạn thảo tiến trình dạy học kiến thức Sóng âm chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều theo định hớng DHGQVĐ nhằm nâng cao chất lợng dạy học Vật lý THPT - TNSP để đánh giá hiệu tiến trình dạy học đà soạn thảo Đối tợng phạm vi nghiên cứu - Lý thuyết DHGQVĐ - DĐKĐT với chức PTDH Vật lý - Nội dung dạy học kiến thức Sóng âm, chơng Dao ®éng ®iƯn, dßng ®iƯn xoay chiỊu”- VËt lý 12 mối liên hệ với nội dung khác SGK Vật lý phổ thông - Quá trình dạy học kiến thức Sóng âm, chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều - Vật lý 12 với hỗ trợ DĐKĐT Phơng pháp nghiên cứu - Phơng pháp nghiên cứu lý thuyết: tra cứu, đọc sách tài liệu liên quan - Phơng pháp điều tra giảng dạy để thu thập rộng rÃi số liệu, tợng từ phát vấn đề cần giải quyết, tìm nguyên nhân giải pháp khắc phục - Phơng pháp TNSP để đánh giá hiệu tiến trình dạy học đà đề xuất - Phơng pháp thống kê toán học để xử lý số liệu Đóng góp luận văn - Nêu lên thực trạng việc sử dụng DHGQVĐ, thực trạng sử dụng DĐKĐT, thực trạng dạy học kiến thức Sóng âm chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều trờng THPT địa bàn tỉnh Nghệ An Để đa nguyên nhân giải pháp khắc phục - Hiện thực hoá chiến lợc DHGQVĐ môn Vật lý cho dạy học kiến thức Sóng âm chơng Dao động ®iƯn, dßng ®iƯn xoay chiỊu” víi viƯc sư dơng TN tự làm với hỗ trợ DĐKĐT Cụ thể: + Xây dựng đợc 11 TN sử dụng DĐKĐT vào dạy học kiến thức Sóng âm TN sử dụng DĐKĐT vào dạy học chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều + Thiết kế đợc tiến trình d¹y häc (sư dơng tiÕt) d¹y häc kiến thức Sóng âm chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều theo định hớng DHGQVĐ với hỗ trợ DĐKĐT - Có báo (đồng tác giả với GV hớng dẫn) đợc đăng Tạp chí giáo dục Tạp chí khoa học Trờng Đại học Vinh Có báo đợc đăng Tạp chí dạy học ngày Chơng Cơ së khoa häc cđa viƯc sư dơng Dao ®éng ký điện tử vào dạy học kiến thức Vật lý trừu tợng theo định hớng Dạy học giải vấn đề 1.1 Những nội dung lý thuyết DHGQVĐ 1.1.1 Cơ sở DHGQVĐ a) Cơ sở Triết häc Theo TriÕt häc vËt biƯn chøng “m©u thn động lực thúc đẩy trình phát triển Phơng pháp DHGQVĐ đà dựa vào quy luật Mỗi vấn đề đợc gợi cho HS học tập mâu thuẫn yêu cầu, nhiệm vụ nhận thức với vốn tri thức kinh nghiệm sẵn có HS Nếu giải đợc mâu thuẫn chủ thể có thêm đợc kiến thức Và nh HS phát triển thêm bớc đờng tự hoàn thiện mình, sẵn sàng tiếp nhận mâu thuẫn khác mức độ cao Điều phải dùng nhiều biện pháp để kích thích hoạt động HS để họ thấy tiến trình học tập họ chứa đựng mâu thuẫn Tức làm cho mâu thuẫn tồn khách quan trở thành mâu thuẫn chủ quan tồn nhËn thøc cña HS ChØ cã tÝch cùc tham gia giải mâu thuẫn trình độ, lực nhận thức HS phát triển lên đợc Đồng thời GV phải gợi mở phơng hớng khả giải mâu thuẫn cho HS Khi HS đà nhận thấy đợc khả động lực trình nhận thức xuất HS không vị trí thụ động mà tự giác, tích cực trở thành chủ thể hoạt động học tập [9] b) Cơ sở tâm lý học DHGQVĐ lấy lý thuyết hoạt động làm sở, theo ngời bắt đầu t tích cực nẩy sinh nhu cầu, đứng trớc khó khăn, trở lực khoa học cần phải giải Hay nói nh Rubinstein: T sáng tạo bắt đầu tình gợi vấn đề [16, 12] Vấn đề giải đợc vốn tri thức kỹ đà có, nhiên cã liªn quan mËt thiÕt víi vèn tri thøc cị giải đợc làm phong phú thêm hiểu biết, làm cho HS có hứng thú muốn nhận thức vấn đề HS trạng thái sẵn sàng tham gia cách tích cực vào việc giải vấn đề Ngời ta gọi trạng thái thần kinh đợc kích thích hay trạng thái tâm lý có vấn đề 10 DHGQVĐ dựa thành tựu quan trọng tâm lý học đại lý thuyết vùng phát triển gần L.Vgôtxki Theo L.Vgôtxki, có hai trình độ phát triển HS trình độ phát triển thời "vùng phát triển gần" "vùng phát triển gần" chỗ HS có khả thực dới giúp đỡ GV Ông cho giảng dạy hớng vào giai đoạn đà phát triển hoàn tất tác dụng phát triển HS, không tạo trình phát triển mà bám vào đằng đuôi phát triển Ông đa kết luận có việc giảng dạy trớc phát triển việc giảng dạy tốt Trong DHGQVĐ, HS tự lực xây dựng nên tri thøc míi díi sù tỉ chøc, ®iỊu khiĨn cđa GV, tạo đợc vùng phát triển gần cho HS kích thích họ tích cực hoạt động c) Cơ sở giáo dục học DHGQVĐ phù hợp với nguyên tắc tự giác tích cực khêu gợi đợc hoạt động học tập chủ thể đợc hớng đích, gợi động trình phát giải vấn đề [9] DHGQVĐ biểu thống chức giáo dỡng giáo dục Điều thể chỗ DHGQVĐ, HS đợc học cách khám phá, có nghĩa HS đợc rèn luyện cách thức phát hiện, tiếp cận GQVĐ cách khoa học Đồng thời DHGQVĐ góp phần bồi dỡng cho HS đức tính cần thiết ngời lao động sáng tạo nh tính chủ động, tích cực, kiên trì vợt khó, tính kế hoạch thói quen tự kiểm tra, d) Cơ sở thực tiễn Dạy học truyền thống đà tồn từ hai kỷ Phơng pháp dạy học dựa nguyên tắc GV thông báo, HS tiếp nhận, ghi nhớ, tái kiến thức vận dụng vào giải vấn đề quen thuộc, rập khuôn Do đặt HS vào vị trí hoàn toàn thụ động, không tạo đợc hứng thú nhận thức; HS điều kiện để phát triển lực sáng tạo rèn luyện kỹ thực hành, Chính vậy, từ đầu kỷ 20, thúc bách xà hội đòi hỏi nhà trờng phải cải tiến phơng pháp dạy học Các phơng pháp dạy học truyền thống đợc chuyển hoá trở thành phơng pháp dạy học tích cực DHGQVĐ phơng pháp dạy học nhằm thực hoá chiến lợc DHGQVĐ tập trung vào ngời học; kích thích hứng thú, nhu cầu, niềm tin nhËn thøc, ph¸t huy tÝnh tÝch cùc cđa t duy; bồi dỡng cho HS phơng thức lực giải vấn đề Những u điểm 57 Sơ đồ cÊu tróc l«gic cđa nã nh sau: 58 59 2.2.2 Thiết kế, chế tạo bảng TN đa chức dạy häc mét sè kiÕn thøc VËt lý trõu tỵng thc chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều Hình 2.15 Bảng thí nghiệm đa chức Bảng có cấu tróc nh sau: A K D K C 1.1 1.2 2.5 C 1.3 1.7 1.4 2.6 3.15 3.16 2.1 2.2 1.8 2.3 1.5 1.9 1.6 1.10 3.9 2.4 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.3 3.2 3.1 3.4 3.8 3.7 3.5 3.6 Hình 2.16 Cấu trúc bảng TN đa chức Hiệu điện xoay chiều chốt A- C hiệu điện chiều chốt D - C thay đổi mức 3V, 6V, 9V, 12V, 16V, vµ 24V nhê biÕn thÕ gắn phía sau bảng Ngoài có linh kiện: - khóa điện loại chân - bóng đèn 6V- 3W - khoá điện loại chân - tụ điện 200 àF - cuộn cảm loại 500 vòng có lõi sắt - tụ điện 4000 àF - điện trở K - điốt chỉnh lu 60 Ưu điểm bật bảng chốt đà đợc bố trí sẵn, thuận tiện cho việc lắp ráp, bảm bảo tiến trình học Sau bảng có bố trí hộp đựng thiết bị, điều thuận lợi cho việc vận chuyển Sử dụng DĐKĐT với bảng TN đa chức ta thực đợc TN sau: - TN 1: Trực quan hóa hiệu điện dao động điều hoà (Bằng cách cắm đầu vào DĐKĐT vào chốt A C bảng) - TN 2: Nghiên cứu dòng ®iƯn xoay chiỊu ®o¹n m¹ch chØ cã tơ ®iƯn cuộn cảm (Cắm bóng đèn vào chốt 1.1 1.2, cắm tụ điện vào 1.3 1.4, cuộn cảm vào 1.5 1.6, khoá K1 vào 1.7 1.8, khoá K2 vào 1.9 1.10) Khi ta dễ dàng thực TN nhờ việc đóng ngắt khoá K, K1, K2 - TN 3: Nghiên cứu dòng điện xoay chiều đoạn mạch RLC không phân nhánh; tợng cộng hởng dòng điện (Cũng mắc thiết bị nh TN 2) - TN 4: Nghiên cứu phơng pháp chỉnh lu dòng điện + Chỉnh lu nửa chu kỳ: Cắm điốt chỉnh lu vào chốt 2.1 2.2, bóng đèn vào 2.3 2.4, khoá K3 vào 2.5 2.6 + Chỉnh lu nửa chu kỳ có tụ lọc: Cắm điốt chỉnh lu vào chốt 3.1 3.2, 3.3 vµ 3.4, 3.5 vµ 3.6, 3.7 vµ 3.8; bãng đèn vào 3.9 3.10; khoá K4 vào 3.11 3.12; tụ điện vào 3.13 3.14; khoá k5 vào 3.15 3.16 - TN 5: Xác định tần số biên độ hiệu điện dao động điều hoà (Cắm đầu vào DĐKĐT vào chốt A - C bảng) - TN 6: Xác định độ tự cảm L cuộn dây điện dung C tụ điện (Cũng mắc thiết bị nh ë TN 2) (Chi tiÕt xem [15]) 2.2.3 TiÕn tr×nh dạy học "Đ13-14 Dòng điện xoay chiều đoạn mạch có điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện" theo tiến trình DHGQVĐ Mục tiêu: a) Về kiÕn thøc: Sau häc xong bµi nµy HS thùc đợc công việc sau: - Phát biểu đợc tác dụng tụ điện, cuộn cảm dòng điện xoay chiều - Phát biểu đợc định nghĩa dung kháng, cảm kháng viết đợc công thức xác định dung kháng, cảm kháng - Phát biểu đợc mối quan hệ tần số góc pha cờng độ dòng điện hiệu điện đoạn mạch có điện trở thuần, có tụ điện có cuộn cảm Từ vẽ đợc giÃn đồ vectơ trờng hợp 61 - Viết đợc biểu thức định luật ôm đoạn mạch có điện trở thuần, có tụ điện có cuộn cảm b) Về kỹ năng: HS rèn luyện đợc kỹ năng: Đa dự đoán, quan sát TN, thu thập số liệu từ TN đối chiếu với dự đoán, rút nhận xét Phơng tiện dạy học cần chuẩn bị: DĐKĐT, bảng TN đa chức Lôgic hình thành kiến thức Đoạn mạch có R Quan hệ i u? Đặt vào đầu điện trở R hiệu điện u = U0sint i = = sint Đặt I0 = => i = I0 sint i biến thiên điều hoà tần số góc pha với u Từ I0 = => I = Định luật Ôm? Tác dụng C dòng điện xoay chiều? Đoạn mạch có C Quan hệ i u? Tiến hành TN Tụ điện cho dòng điện xoay chiều qua Đồng thời có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều Tiến hành TN với hỗ trợ DĐKĐT Chứng minh lý thuyết i biến thiên điều hoà tần số nhanh pha với u Định luật Ôm? Tác dụng L dòng điện xoay chiều? Đoạn mạch có L Quan hệ i u? Từ I0 = C U0 => I = C U Đặt Zc = 1/ C => I = Tiến hành TN Ngoài điện trở thuần, dòng điện xoay chiều, cuộn cảm có điện trở khác Tiến hành TN với hỗ trợ DĐKĐT Chứng thuyết minh i biến thiên điều hoà tần số chậm pha với u Định luật Ôm? Từ U0 = LI0 => I = Đặt Z= L => lý 62 Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể Hoạt động HS Định hớng GV Hoạt động (3 phút): Củng cố trình độ xuất phát HS trả lời Hoạt động (10 phút): Đề xuất vấn đề nghiên cứu Dòng điện xoay chiều gì? Định nghĩa cờng độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều cho biết giá trị đợc xác định nh nào? HS dự đoán: UAC = UR + UC + UL  So s¸nh UAC víi tỉng UR+UC+UL? HS: UAC ≠ UR + UC + UL  GV dïng D§K§T đo UAC, UR, UC, UL Yêu cầu HS kiểm tra kết TN so sánh với dự đoán đà ®a HS tiÕp nhËn vÊn ®Ò nhËn thøc  Nh dòng điện xoay chiều qua vật dẫn có khác biệt so với dòng điện không đổi Tại lại có khác biệt đó? Chúng ta nghiên cứu vấn đề HS tiếp nhận vấn đề nhận thức Thông thờng mạch điện xoay chiều gia đình xởng máy có điện trở thuần, cuộn cảm, tụ điện Tuy nhiên, nghiên cứu mạch điện phức tạp Do để đơn giản nghiên cứu đoạn mạch có điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện sau ghép chúng lại để nghiên cứu mạch điện tổng quát nh vừa nêu GV tạo TH có vấn đề: GV sử dụng bảng TN đa chức năng: Cắm bóng đèn vào chốt 1.1 1.2, tụ điện vào 1.3 1.4, cuộn cảm vào 1.5 1.6; điều chỉnh khoá K vị trí A- C GV nêu định hớng nghiên cứu: Trong HS hình dung định hớng nghiên mạch điện đơn giản đó, nghiên cứu cứu vấn đề sau: tác dụng vật dẫn (R, L, C) dòng điện xoay chiỊu; quan hƯ vỊ pha cđa i víi u; biểu thức định luật Ôm Hoạt động (12 phút): Nghiên GV thông báo khái niệm điện trở cứu dòng điện xoay chiều 63 đoạn mạch có điện trở a) Quan hệ dòng điện hiệu điện - HS suy nghĩ rút quan hƯ  GV híng dÉn HS rót mối quan hệ u i u i - HS vẽ giÃn đồ vec tơ b) Định luật ôm cho đoạn mạch xoay chiều có điện trở Cá nhân HS suy nghĩ rút biểu thức định luật Ôm Hoạt động (20 phút): Nghiên cứu dòng điện xoay chiều đoạn mạch có tụ điện HS lắng nghe GV giới thiệu để nhận thấy cần thiết vấn đề cần nghiên cứu GV gọi HS lên bảng vẽ giản đồ vectơ biểu diễn quan hệ hiệu điện u dòng điện i GV hớng dẫn HS rút biểu thức định luật Ôm GV tạo TH có vấn đề: Ta đà biết, tụ điện không cho dòng ®iƯn mét chiỊu ®i qua LiƯu ®iỊu ®ã cã ®óng dòng điện xoay chiều không? Tụ điện có gây tác dụng dòng điện xoay chiều hay không? a) Tác dụng tụ điện GV tiến hành làm TN với bảng TN đa chức năng: Cắm bóng đèn vào chốt 1.1 1.2; tụ dòng điện xoay chiều: điện vào 1.3 1.4; khoá K1 vào 1.7 1.8; khoá K2 vào 1.9 1.10; Đóng khoá K2 - HS quan sát TN trả lời: + Lần 1: Điều chỉnh khoá K vị trí D C; Khi K1 đóng: đèn sáng Khi K1 mở: đèn hoàn toàn không đóng - ngắt K1; yêu cầu HS quan sát TN trả lời câu hỏi: Độ sáng đèn thay đổi nh sáng đóng - ngắt K1? - HS giải thích Giải thích? - HS suy nghĩ đa dự đoán: HS 1: Có HS 2: Không Liệu điều có dòng điện xoay chiều không? Sau GV làm TN: Điều chỉnh khoá K - HS quan sát TN trả lời: chốt A- C , đóng ngắt khoá K1, yêu cầu HS quan + Khi K1 đóng: đèn sáng + Khi K1 mở: đèn sáng nhng sát TN trả lời câu hỏi: Độ sáng đèn thay đổi nh đóng- ngắt K1? yếu trớc - Tụ điện cho dòng điện xoay chiều Rút kết luận gì? qua Đồng thời có tác Vì có tác dụng nên tụ điện có 64 dụng cản trở dòng điện xoay chiều điện trở Để phân biệt với điện trở thuần, điện trở (làm cho đèn sáng yếu hơn) đợc gọi dung kháng b) Quan hệ dòng điện hiệu GV sử dụng DĐKĐT tiến hành TN với bảng điện thế: TN đa chức năng: HS quan sát GV tiến hành TN + Cắm bóng đèn vào chốt 1.1 1.2; tụ điện vào 1.3 1.4; khoá K1 vào 1.7 1.8; khoá K2 vào 1.9 1.10 + Đóng K2; điều chỉnh khoá K vị trí A- C + Đa tín hiệu hiệu điện đầu đèn vào kênh hiệu điện đầu tụ điện vào kênh DĐKĐT theo sơ đồ nh hình vẽ Kênh R U Nối đất u(t) i(t) C Kênh H×nh 2.17 - HS rót mèi quan hƯ u(t) vµ i(t) - GV híng dÉn HS rót quan hƯ u(t) vµ i(t) - HS suy nghÜ, chøng minh b»ng lý - GV híng dÉn HS chøng minh b»ng lý thut råi thĨ chÕ ho¸ tri thøc thut  GV gọi HS lên bảng vẽ giản đồ véctơ biểu - HS vẽ giản đồ véctơ diễn quan hệ hiệu điện u dòng điện i c) Định luật ôm cho đoạn mạch có tụ điện GV hớng dẫn HS rút biểu thức định luật Cá nhân HS suy nghĩ thực Ôm, đa kh¸i niƯm dung kh¸ng, sù phơ thc cđa dung kháng vào tần số dòng điện (Hết tiết 1) Hoạt động (30 phút): nghiên cứu dòng điện xoay chiều đoạn mạch có cuộn cảm 65 a) Tác dụng cuộn cảm GV thông báo khái niệm cuộn tự cảm dòng điện xoay chiều HS lắng nghe GV phân tích để thấy đợc cần thiết phải nghiên cứu tác dụng cuộn cảm dòng điện xoay chiều GV tạo TH có vấn đề: Chúng ta đà đợc học mối quan hệ dòng điện hiệu điện đoạn mạch có điện trở có tụ điện Tuy nhiên, máy điện nh thiết bị điện xoay chiều, linh kiện thờng dùng nhiều cuộn cảm Vậy cuộn cảm có tác dụng dòng điện xoay chiều? - HS quan sát TN trả lời: Trong GV tiến hành TN với bảng TN đa chức năng: trờng hợp đèn sáng nhng Cắm bóng đèn vào chốt 1.1 1.2, cuộn cảm trờng hợp K2 đóng đèn sáng vào 1.5 1.6; khoá K1 vào 1.7 1.8; khoá K2 vào 1.9 1.10; đóng khoá K1; điều chỉnh khoá K vị trí A C; đóng - ngắt K2; yêu cầu HS quan sát TN trả lời câu hỏi: Độ sáng đèn - Cuộn cảm có tác dụng cản trở thay đổi nh đóng - ngắt K2? dòng điện xoay chiều Từ rút kết luận gì? - Do cuộn cảm có điện trở Giải thích? - HS lúng túng không trả lời đợc Ngoài điện trở thuần, có điện trở khác - HS quan sát TN nhận xét: Có không? thay đổi GV tiến hành TN với việc di chuyển lõi sắt - HS tiếp thu, ghi nhớ lòng cuộn cảm Yêu cầu HS quan sát TN trả lời câu hỏi: Độ sáng đèn có thay đổi không di chuyển lõi sắt? Nh vậy, điện trở thuần, dòng điện xoay chiều, cuộn cảm có điện trở khác Để phân biệt với điện trở thuần, điện trở đợc gọi cảm kháng b) Quan hệ dòng điện hiệu điện GV sử dụng DĐKĐT tiến hành TN với bảng TN đa chức năng: Cắm bóng đèn vào chốt 1.1 1.2; cuộn cảm vào 1.5 1.6; khoá K vào 66 1.7 1.8; khoá K2 vào 1.9 1.10; đóng khoá K1; điều chỉnh khoá K vị trí A- C; đa tín hiệu hiệu điện đầu đèn vào kênh hiệu điện đầu cuộn cảm vào kênh DĐKĐT theo sơ đồ hình 2.18 Kênh u(t) R U Nối đất L i(t) Kênh Hình 2.18 - HS rút kết luận: Dòng điện mạch có cn c¶m biÕn - GV híng dÉn HS rót mối quan hệ u(t) thiên điều hòa tần sè gãc nhng vµ i(t) chËm pha π / so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch - HS suy nghÜ, chøng minh b»ng lý thuyÕt - HS vẽ giản đồ vectơ GV hớng dẫn HS chứng minh kÕt ln nµy b»ng lý thut råi thĨ chÕ hoá tri thức GV gọi HS lên bảng vẽ giản đồ vectơ biểu c) Định luật ôm cho đoạn mạch diễn quan hệ hiệu điện u dòng điện i có cuộn cảm: GV hớng dẫn HS rút biểu thức định luật Ôm, Cá nhân HS suy nghĩ thực đa khái niệm cảm kháng, phụ thuộc cảm kháng vào tần số dòng điện GV lu ý HS: Trong thức tế cuộn cảm có điện trở dù nhỏ, tùy trờng hợp cụ thể mà bỏ qua phải tính đến Khi cần tính đến điện trở R thân cuộn cảm, ta phải coi nh R L mắc nối tiếp, có dòng điện từ đầu đến đầu cuộn cảm 67 Hoạt động (15 phút): Củng cè vµ vËn dơng kiÕn thøc  GV tiÕn hµnh TN với bảng TN đa chức năng: Cắm bóng đèn vào chốt 1.1 1.2; cắm điện trở (hoặc tụ điện, cuộn cảm) đà đợc bọc hộp đen vào chốt 1.3 1.4; khoá K2 vào 1.5 1.6 Đóng khoá K2; điều chỉnh khoá K vị trí A C Đa tín hiệu hiệu điện đầu đèn vào kênh hiệu điện đầu hộp đen vào kênh DĐKĐT theo sơ đồ nh hình 2.19 Kênh R U Nối đất X Hình 2.19 Kênh Dựa vào hình ảnh thu đợc DĐKĐT, yêu cầu HS cho biết hộp đen chứa linh kiện HS suy nghĩ trả lời linh kiện sau: điện trở thuần, tụ điện, cuộn cảm? Giải thích Sau ®ã GV më hép ®en cho HS ®èi chiếu HS đối chiếu với câu trả lời 68 Kết luận chơng Dựa sở thu đợc chơng 1, chơng đà hoàn thành công việc cụ thể nh sau: Đối với kiến thức Sóng âm, sở phân tích nội dung, đà lắp ráp, xây dựng đợc 11 TN với hỗ trợ DĐKĐT tiến hành trình dạy học kiến thức Với TN, trình bày theo lôgic: mục đích TN, dụng cụ TN, tiến hành TN kết quả, đồng thời gợi ý định hớng sử dụng, (bao gồm hình thức thời điểm sử dụng) Trên sở TN này, đà xác định mục tiêu học, xác định phơng tiện dạy học cần chuẩn bị, lập sơ đồ lôgic hình thành kiến thức, để thiết kế tiến trình dạy học cụ thể cho Đ9- 10 Sóng âm (SGK Vật lý 12) theo định hớng DHGQVĐ Đối với chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều: Trên sở phân tích nội dung, lập sơ đồ cấu trúc lôgic chơng dựa vào TN với hỗ trợ DĐKĐT đà xây dựng trình triển khai Khoá luận tốt nghiệp Đại học mình, đà thiết kế đợc tiến trình dạy học cụ thể theo định hớng DHGQVĐ bao gồm: - Đ12 Hiệu điện dao động điều hoà - Đ13-14 Dòng điện xoay chiều đoạn mạch có điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện - Đ22 Cách tạo dòng điện chiều (Đ12 Đ22 đợc trình bày phần phụ lục) Các kết thu đợc chơng sở để tiến hành TNSP 69 Chơng THựC nghiệp s phạm 3.1 Mục đích thực nghiệm Thực nghiệm nhằm kiểm tra giả thuyết: Nếu xây dựng đợc TN với hỗ trợ DĐKĐT soạn thảo đợc tiến trình dạy học số kiến thức vật lý trừu tợng lớp 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ cách hợp lý góp phần nâng cao chất lợng dạy học 3.2 Đối tợng thực nghiệm Quá trình TNSP đợc tiến hành trờng THPT Lê Hồng Phong - Hng Nguyên - Nghệ An Để đánh giá đợc xác mức độ lĩnh hội HS, chọn lớp có học lực trung bình toàn khối môn tự nhiên để làm mẫu thử nghiệm, hai lớp thực nghiệm đối chúng có trình độ tơng đơng Đó lớp 12E 12D, lớp cô giáo Nguyễn Thị Đại trực tiếp giảng dạy Thông qua việc tìm hiểu GV dạy lớp biết đợc số đặc điểm học lực môn tự nhiên lớp nh sau: Bảng 3.1 Bảng thống kê học lực môn tự nhiên HS trớc thực nghiệm Lớp Tổng sè HS Thùc nghiƯm (12E) §èi chøng (12D) 54 55 Häc lùc KÐm (0%) Ỹu (14,8%) Trung b×nh 31 (57,4%) Kh¸ 12 (22,2%) Giái (5,6%) (0%) 10 (18,2%) 29 (52,7%) 13 (23,6%) (5,5%) 3.3 NhiÖm vụ thực nghiệm TNSP nhằm giải vấn đề: - Kiểm tra thái độ, lực lĩnh hội tri thức khả giải vấn đề HS trình học tập kiến thức vật lý trừu tợng lớp 12 trình DHGQVĐ dới hỗ trợ DĐKĐT - Đối chiếu diễn biến học tiến trình dạy học đà dự kiến Từ bổ sung, sửa đổi hoàn thiện tiến trình dạy học đà soạn thảo - Đánh giá tính khả thi hiệu tiến trình dạy học theo định hớng DHGQVĐ mà đà đề xuất 70 3.4 Nội dung thực nghiệm 3.4.1 Công tác chuẩn bị Chúng đà trao đổi với Ban giám hiệu trờng THPT Lê Hồng Phong mục đích thực nghiệm Đợc đồng ý ban giám hiệu cô giáo Nguyễn Thị Đại, đà triển khai việc TNSP Các giáo án thực nghiệm TN đợc chuẩn bị thông qua cô giáo Nguyễn Thị Đại Trớc tiến hành công việc đà dự số để HS quen với có mặt lớp 3.4.2 Tỉ chøc thùc nghiƯm Tỉ chøc d¹y häc kiÕn thøc Sóng âm chơng Dao động điện, dòng điện xoay chiều cho lớp thực nghiệm lớp đối chứng - §èi víi líp thùc nghiƯm: chóng t«i sư dơng D§K§T giảng dạy theo tiến trình DHGQVĐ đà xây dựng - Với lớp đối chứng: sử dụng phơng pháp dạy học truyền thống, không sử dụng DĐKĐT để hỗ trợ 3.5 Kết thực nghiệm 3.5.1 Lựa chọn tiêu chí đánh giá a) Để đánh giá thái độ HS trình dạy học vào dấu hiệu sau: - Không khí lớp học: Sôi nổi, hào hứng hay trầm lặng, buồn tẻ - Số HS giơ tay phát biểu nêu dự đoán, thảo luận phơng án TN, thu thập kết từ TN, so sánh với dự đoán rút kết luận b) Để đánh giá tính khả thi tiến trình dạy học đà xây dựng, vào dấu hiệu sau: - Thiết bị dạy học phục vụ cho giáo án thực nghiệm - Thái độ lực GV - Thời gian tiến hành dạy học thực thi giáo án c) Để đánh giá chất lợng hiệu dạy học theo tiến trình đà xây dựng vào điểm trung bình kiểm tra 15 phút kiểm tra 45 phút (đề, đáp án thang điểm kiểm tra đợc trình bày phụ lục 4) 3.5.2 Phân tích kết thực nghiệm a) Về thái độ HS: Bằng cách theo dõi tÝnh tÝch cùc cđa HS giê häc thùc nghiƯm học đối chứng, có nhận xét nh sau: 71 - ë giê häc thùc nghiƯm, víi cách đặt vấn đề mang tính thiết thực, HS đợc lôi vào giảng, họ sẵn sàng tích cực tham gia GQVĐ mà GV đa Điều hoàn toàn trái ngợc với lối dạy học truyền thống ë líp häc ®èi chøng ë ®ã HS chØ thơ động tiếp thu tri thức GV thông báo Hình 3.1 ảnh học thực nghiệm - HS đà có tiến dần lên sau học thực nghiệm tiết học đầu, đà quen với lối dạy học thầy đọc trò chép từ xa đến nên em e ngại giơ tay phát biểu, chí có lúc phải định cụ thể em trả lời tiết học sau, em đà mạnh dạn nhiều Giờ học diễn sôi nổi, khâu đa dự đoán, đề xuất phơng án TN, tiến hành TN, nêu nhận xét từ kết TN Số HS giơ tay phát biểu chiếm tỷ lệ 45% (tỷ lệ lớp đối chứng đạt 10%, riêng tiết học sóng âm lớp đối chứng HS hoàn toàn thụ động ghi chép, HS phát biểu ý kiến) - HS tỏ thích thú đợc trực tiếp tham gia tiÕn hµnh TN Khi hÕt giê häc, nhiỊu HS chạy lên xem dụng cụ TN, xin đợc tiến hành TN Sau đợt thực nghiệm, bạn Phan Bá Thành - lớp trởng lớp thực nghiệm đà phát biểu: Đây tiết học thật thú vị, chúng em mong tiết học khác đợc quan sát, tiến hành TN, tự lực xây dựng kiến thức nh tiết học Đây nguyện vọng tất em HS, điều trăn trở chúng ta, ngời làm công tác giáo dục b) Qua trình thực nghiệm, nhận thấy việc sử dụng tiến trình dạy học đà xây dựng vào thực tiễn có tính khả thi Vì lý sau: - Về thiết bị dạy học: Các GV bình thờng chịu khó đầu t mặt thời gian chế tạo đợc TN nh đà đề xuất Khó khăn mặt thiết bị DĐKĐT MPAT Theo điều tra chúng tôi, Hầu hết trờng THPT cha ... trình Vật lý lớp 12 THPT 36 Chơng Nghiên cứu sử dụng Dao động ký điện tử dạy học số kiến thức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT theo định hớng Dạy học giải vấn đề 2.1 Nghiên cứu sử dụng DĐKĐT vào dạy. .. khoa học Trờng Đại học Vinh Có báo đợc đăng Tạp chí dạy học ngày 9 Ch¬ng C¬ së khoa häc cđa viƯc sư dơng Dao động ký điện tử vào dạy học kiến thức Vật lý trừu tợng theo định hớng Dạy học giải vấn. .. độ dạy học DHGQVĐ 1.2 Vai trò TN DĐKĐT dạy học kiến thức Vật lý trừu tợng theo định hớng DHGQVĐ 1.2.1 Vai trò TN 1.2.2 Vai trò DĐKĐT 1.3 Thực trạng sử dụng DĐKĐT vào dạy học kiến thức Vật lý trừu