Skkn sử dụng bài tập thí nghiệm góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh các lớp chuyên tự nhiên

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT CHUYÊN LAM SƠN

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM
GĨP PHẦN BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO
CHO HỌC SINH CÁC LỚP CHUYÊN TỰ NHIÊN

Người thực hiện: Lương Viết Mạnh
Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị công tác: Trường THPT Chuyên Lam Sơn
SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Vật lý

THANH HỐ NĂM 2022

skkn


1. MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản
Việt nam khoá VIII đã chỉ rõ: “Mục tiêu chủ yếu là thực hiện giáo dục toàn
diện đạo đức, trí dục, thể dục ở tất cả các bậc học. Hết sức coi trọng giáo dục
chính trị tư tưởng, nhân cách, khả năng tư duy sáng tạo và năng lực thực
hành”. Để đạt được các mục tiêu này, thì việc dạy học không chỉ đơn thuần là
việc cung cấp kiến thức cho học sinh, mà hướng cho các em cách gải quyết vấn
đề trong học tập để tìm ra cái mới, khả năng phát hiện ra điều chưa biết, chưa
có, đồng thời tạo ra cái chưa biết, chưa có và khơng bị phụ thuộc vào cái đã có.
Hay nói cách khác đó chính là bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.

Để thực hiện mục tiêu của quá trình dạy học vật lý nói trên có thể dùng các
phương tiện dạy học vật lý khác nhau. Bài tập vật lý là phương tiện dạy học
thuộc nhóm các phương tiện dạy học thực hành, trong đó bài tập thí nghiệm vừa
phát huy ưu thế của bài tập vừa có ưu thế của thí nghiệm. Sử dụng bài tập thí
nghiệm trong dạy học đạt được mục đích: phát triển tư duy cho học sinh; kỹ
năng phân tích hiện tượng và thao tác thí nghiệm; kỹ năng tính tốn, đo đạc về
các đại lượng cần quan tâm. Đó là những kỹ năng cần thiết cho việc học tập và
nghiên cứu vật lý. Đặc biệt là các bài tập thí nghiệm gắn với thực tế, sẽ giúp học
sinh biết vận dụng kiến thức vào cuộc sống thực tiễn, góp phần bồi dưỡng kỹ
thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho học sinh. Mảng bài tập thí nghiệm vật lý
trong thực tế dạy học và biên soạn tài liệu giáo khoa hay tham khảo đang cịn rất
ít.
Đối với học sinh các lớp chun khối khoa học tự nhiên ở trường THPT
Chuyên Lam Sơn, thì việc dạy học hướng cho học sinh hiểu rõ bản chất của hiện
tượng nói chung và Vật lý nói riêng là rất cần thiết. Dạy học với các bài tập thí
nghiệm có thể duy trì sự hưng phấn tích cực của HS, GV có thể kiểm sốt, đánh
giá được trình độ của HS và từ đó có những điều chỉnh kịp thời cho phù hợp với
đối tượng để tăng hiệu quả dạy học. Như vậy, bằng việc hoàn thành nhiệm vụ học
tập, HS tự kiểm tra, đánh giá kết quả học tập, được tham gia hoạt động tích cực,
hứng thú trong giờ học, kích thích tư duy của HS, chuyển hoạt động của GV từ
trình bày, giảng giải, thuyết minh sang hoạt động hướng dẫn, chỉ đạo.
Xuất phát từ những vấn đề trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: Sử dụng bài
tập thí nghiệm góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh các lớp
chuyên Tự nhiên (Áp dụng cho chủ đề “Dòng điện xoay chiều” )

1

skkn

1.2. Mục đích nghiên cứu
Sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm chủ đề "Dịng điện xoay chiều" và đề
xuất tiến trình hướng dẫn giải, theo hướng phát triển năng lực tư duy sáng tạo
của học sinh, nhờ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý ở trường
THPT chuyên Lam Sơn.
1.3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về tổ chức dạy học với bài tập thí nghiệm và bồi
dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí.
- Khảo sát thực trạng tổ chức dạy học với bài tập thí nghiệm và bồi dưỡng
tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí ở lớp chuyên tự nhiên, trường
THPT chuyên Lam Sơn.
- Đề xuất các biện pháp tổ chức dạy học với bài tập thí nghiệm và bồi
dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí.
- Phân tích nội dung chủ đề Dịng điện xoay chiều, lớp 12 trung học phổ
thông.
- Thiết kế và tổ chức dạy học với bài tập thí nghiệm chủ đề Dịng điện xoay
chiều, lớp 12 trung học phổ thơng.
- Tổ chức thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của
việc tổ chức dạy học bài tập thí nghiệm.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí luận: Tìm hiểu các tài liệu nhằm hệ thống hố
cơ sở lí luận của việc tổ chức dạy học Vật lí theo hướng bồi dưỡng Tư duy sáng
tạo cho học sinh.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Đánh giá thực trạng bồi dưỡng năng
lực tư duy sáng tạo trong dạy học mơn Vật lí cho HS.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm sư phạm để
đánh giá tính hiệu quả và khả thi của các nội dung được đề xuất.
- Phương pháp thống kê tốn học: Phân tích, xử lý các số liệu thu được
qua thực nghiệm

2

skkn


2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1. Cơ sở lý luận của Sáng kiến kinh nghiệm
2.1.1 Bồi dưỡng tư duy sáng tạo trong quá trình nhận thức vật lý của HS
Trong quá trình nhận thức của HS, tư duy mà HS sử dụng chủ yếu để
nghiên cứu là tư duy tái hiện, bởi vì HS cần phải tiếp thu một khối lượng lớn
kiến thức trong một thời gian ngắn. Đây chính là hạn chế của chương trình cũng
như phương pháp dạy học cổ truyền. Vì thế nếu khơng có phương pháp dạy học
sáng tạo thì khó có thể đáp ứng được yêu cầu đề ra. Cho nên trong quá trình dạy
học, chúng ta cần chú ý đến việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo và phát triển tư duy
đó cho từng HS đến một trình độ sao cho HS có thể suy nghĩ một cách sáng tạo
về tất cả những gì lĩnh hội được trong quá trình nhận thức.
Quá trình tư duy sáng tạo của HS về bản chất tương tự như quá trình tư duy
của nhà vật lý học, tức là cũng có sự nỗ lực vượt qua các khó khăn để đi từ chưa
biết đến biết, tuy nhiên khác nhau về mức độ và điều kiện nghiên cứu. Muốn
thành công phải xử lý những vấn đề sau đây có liên quan đến đặc điểm của HS
và những điều kiện làm việc của họ:
- Nhà khoa học tìm ra cái mới, giải pháp mới mà loài người chưa biết đến.
Cịn HS thì tìm ra cái mới cho chính mình cái mà loài người đã biết, đặc biệt là
giáo viên đã biết. Những kiến thức ấy họ có thể tìm thấy dưới dạng hồn chỉnh
có sẵn trong sách vở, tài liệu. Điều quan trọng là HS phải “tự khám phá lại” để
tập làm các cơng việc khám phá đó trong hoạt động thực tiễn sau này.
- Về thời gian, nhà khoa học có thể làm trong nhiều tháng, nhiều năm, thậm
chí cả đời để khám phá một định luật, xây dựng một thuyết… Cịn HS thì chỉ có
thời gian rất ngắn trên lớp, trong một tiết học, thậm chí mươi phút, nửa giờ.
- Về phương tiện, nhà khoa học có thiết bị thí nghiệm, máy móc hiện đại.

Cịn HS trong điều kiện của trường phổ thơng chỉ có một số thí nghiệm thơ sơ
đơn giản.
2.1.2. Những điều kiện để hình thành năng lực học tập sáng tạo cho HS
Năng lực nói chung và năng lực sáng tạo nói riêng khơng phải là bẩm sinh,
mà được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể. Để hình
thành năng lực học tập sáng tạo, phải chuẩn bị cho HS những điều kiện cần thiết
để họ có thể thực hiện thành cơng hoạt động đó. Những điều kiện đó là:
- Đảm bảo cho HS có điều kiện tâm lý thuận lợi để tự lực hoạt động, bằng
cách tạo mâu thuẫn nhận thức, gợi động cơ, hứng thú tìm cái mới - thường gọi là
xây dựng tình huống có vấn đề. Tạo mơi trường sư phạm thuận lợi bằng cách
xố bỏ thói quen học thụ động, lười suy nghĩ, rụt rè, lúng túng. Phải làm cho HS
mạnh dạn tham gia thảo luận, phát biểu ý kiến của riêng mình, nêu thắc mắc, lật
ngược vấn đề chứ không chỉ chờ sự phán xét của giáo viên.
3

skkn


- Tạo điều kiện để HS có thể giải quyết thành công những nhiệm vụ được
giao:
+ Rèn luyện cho HS kĩ năng thực hiện một số thao tác cơ bản bao gồm thao
tác chân tay (thao tác vật chất) và thao tác tư duy. Trong học tập vật lý, những
thao tác chân tay phổ biến là: sử dụng các thiết bị để đo lường một số đại lượng
cơ bản, lắp ráp thí nghiệm, chế tạo dụng cụ… Những thao tác tư duy hay dùng
là: phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, trừu tượng hoá…
+ Cho HS làm quen với các phương pháp nhận thức vật lý được sử dụng
phổ biến như: phương pháp thực nghiệm, phương pháp tương tự, phương pháp
mơ hình, phương pháp thí nghiệm lí tưởng. Trong khi áp dụng các phương pháp
nhận thức vật lý, ta thường phải phối hợp sử dụng các phương pháp suy luận
lơgic như phân tích, tổng hợp, qui nạp, diễn dịch… Những phương pháp suy

luận này dược sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình nhận thức nên
giáo viên cần chú ý rèn luyện cho HS thường xuyên.
2.1.3. Vai trò của BTTN trong việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS
Do yêu cầu phải thực hiện cả các thao tác tư duy trí tuệ và tư duy toán học
lẫn các thao tác tư duy vật chất cụ thể, cùng với các hành động chân tay, nên
BTTN có vai trị quan trọng và có tác dụng tồn diện trong việc thực hiện mục
tiêu và nhiệm vụ của dạy học vật lý ở trường THPT chuyên.
BTTN giúp bồi dưỡng và rèn luyện cho HS các thao tác tư duy như: phân
tích, tổng hợp, phán đốn, xây dựng phương án TN, lựa chọn dụng cụ TN, lắp
ráp TN, quan sát, đo đạc xử lí số liệu, trừu tượng hố, khái quát hoá và cả trực
giác khoa học. Mặt khác, HS còn được rèn luyện năng lực thực nghiệm, năng
lực hoạt động độc lập. Việc giải các BTTN, như là những nghiên cứu nhỏ, tạo
điều kiện tốt để phát triển tư duy và khả năng nhận thức cho HS. BTTN đã khắc
phục được tình trạng giải bài tập một cách hình thức, áp dụng cơng thức một
cách máy móc. BTTN giúp cho giáo viên phát hiện và bồi dưỡng các em có
năng khiếu về vật lý học và về kĩ thuật. Cùng một BTTN HS có thể đưa ra nhiều
phương án giải khác nhau, gây ra sự tranh luận sôi nổi trong lớp tạo khơng khí
sư phạm tốt. Vì thế BTTN giúp các em hình thành năng lực giao tiếp, rèn luyện
kĩ năng sử dụng ngơn ngữ. Trong q trình làm TN các kĩ năng và kĩ xảo sử
dụng máy móc, dụng cụ đo lường và các thiết bị TN cũng như một số kĩ năng
khác được phát triển. BTTN có ý nghĩa to lớn về mặt đức dục, trí dục, những
BTTN có tính nghiên cứu, tạo điều kiện thuận lợi để giáo dục tính tích cực nhận
thức, hoạt động thực tiễn của HS.

4

skkn


2.2. Thực trạng sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy mơn Vật lí ở

trường THPT.
Trong những năm học gần đây chúng tơi đã tiến hành tìm hiểu các lớp
chun tự nhiên ở trường THPT Chuyên Lam Sơn thì thấy rằng: khái niệm và
vai trò của BTTN trong dạy học đối với nhiều giáo viên chưa được quan tâm
thỏa đáng. Việc dạy bài tập vật lý, chủ yếu tập trung vào các bài tập trong sách
giáo khoa và sách bài tập vật lý. Cịn việc dạy BTTN thì hầu như khơng được
nhắc đến, có chăng thì chỉ một số lớp chun vật lý.
Để làm được BTTN thì cần phải có sự đầu tư về vật chất và tinh thần. Mặt
khác có quan niệm cho rằng: BTTN là khó, lại cần thiết bị, thời gian hạn hẹp
không cho phép.
Tuy nhiên chúng ta cần phải thấy rằng: Thứ nhất không phải BTTN nào
cũng khó. Nếu biết lựa chọn một hệ thống bài tập hợp lý từ đơn giản đến phức
tạp, phù hợp với từng đối tượng học sinh, thì nó sẽ có tác dụng khơng chỉ về mặt
giáo dưỡng, mà cịn khêu gợi hứng thú học tập của HS đối với bộ môn vật lý.
Thứ hai - các thiết bị cho BTTN khơng phải hồn tồn đắt tiền, khó tìm kiếm mà
chúng ta có thể sử dụng những phương tiện kĩ thuật sẵn có trong nhà, trong cơng
việc bếp núc, trong sinh hoạt đời thường, hoặc các đồ phế thải như chai nhựa,
lon bia, hộp bìa cứng…Thứ ba - về thời gian, khơng nhất thiết phải giải BTTN
trên lớp, các em có thể làm ở nhà, có thể trình bày kết quả nghiên cứu trong các
buổi ngoại khoá, buổi thực hành…
Qua kết quả điều tra, chúng tôi thấy trong thực tế dạy học, BTTN rất ít sử
dụng đến. Do dó phần nào chưa đáp ứng được mục tiêu của quá trình dạy học.
Để khắc phục tình trạng đó theo chúng tơi nghĩ cần phải nghiên cứu và xây dựng
một hệ thống BTTN hợp lý trong chương trình vật lý cho các lớp chuyên tự
nhiên ở trường THPT Chuyên Lam Sơn. Trong khuôn khổ của SKKN này, tôi
đã tập trung chú ý đến tiến trình xây dựng và sử dụng loại bài tập này khi dạy
học chủ đề “Dòng điện xoay chiều” ở chương trình vật lý 12. Hy vọng những
kết quả này cũng có thể áp dụng được cho những phần và những chủ đề khác
trong chương trình của bộ mơn.
2.3. Thiết kế, biên tập bài tập thí nghiệm chủ đề “Dịng điện xoay

chiều” theo hướng bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.
2.3.1. Các dạng BTTN trong chủ đề “Dòng điện xoay chiều”
Dựa vào các nội dung cơ bản của chủ đề “ Dịng điện xoay chiều ” ta có
thể đưa ra một số dạng BTTN áp dụng cho chủ đề này như sau:

5

skkn


Dạng 1: Các BTTN liên quan đến đặc điểm của dòng điện xoay chiều.
Dạng BT này sẽ giúp chúng ta nghiên cứu về các đại lượng đặc trưng của dòng
điện xoay chiều: hiệu điện thế dao động điều hồ, dịng điện xoay chiều, các giá
trị hiệu dụng, công suất, các loại mạch điện. Do đó khi thực hiện dạng BT này
HS phải đáp ứng được những yêu cầu cơ bản như: lắp ráp mạch điện, quan sát
đo đạc một số đại lượng như hiệu điện thế, cường độ dòng điện …
Dạng 2: Các BTTN liên quan đến việc sản xuất điện năng. Dạng BT này
chủ yếu nghiên cứu về các loại máy điện, với yêu cầu HS phải nắm được nguyên
tắc hoạt động, cấu tạo của các máy phát điện. Khi thực hiện dạng BT này có thể
yêu cầu HS thực hiện những hành động thực hành như: lắp ráp, chế tạo một số
máy phát điện đơn giản.
Dạng 3: Các BTTN liên quan đến việc truyền tải và sử dụng điện năng.
Dạng BT này sẽ giúp cho HS hiểu về nguyên tắc, cấu tạo và vận hành của máy
biến thế, của các động cơ điện, qua đó có thể yêu cầu HS chế tạo các máy biến
thế và các động cơ điện.
* Trong các dạng BTTN này thì bao gồm cả bài tập định tính và bài tập
định lượng, chúng được sắp xếp một cách có hệ thống. Các BTTN đều có hướng
dẫn giải và hướng dẫn sử dụng cho phù hợp với mục đích giảng dạy.
2.3.2. Thiết kế và biên tập bài tập thí nghiệm chủ đề “Dịng điện xoay
chiều”

CÁC BTTN DẠNG 1
Ví dụ 1: Dùng nguồn điện một chiều và nguồn điện xoay chiều để thắp
sáng hai bóng đèn (đèn dây tóc) giống nhau. Khi mắc đèn vào nguồn một chiều,
cường độ dòng điện qua đèn là I. Khi mắc
đèn vào nguồn xoay chiều, cường độ
dòng điện hiệu dụng qua đèn có giá trị
cũng là I.
a. Độ sáng của đèn trong hai
trường hợp như thế nào? Giải thích.
b. Hãy lập phương án thí nghiệm
để kiểm tra kết quả câu a.
Hình 1

 Yêu cầu của BT
- Câu a của BT này thực chất là một BT định tính, cụ thể nó chỉ yêu cầu HS
so sánh độ sáng của hai bóng đèn và giải thích. Do đó khi giải nó, HS chỉ cần
vận dụng kiến thức lí thuyết chứ không cần dùng đến TN.
- Câu b là một BTTN và chúng ta tiến hành giải nó như sau:
6

skkn


 Cơ sở lý thuyết
- Dựa vào tác dụng toả nhiệt trên điện trở thuần khi có dịng điện chạy qua.
 Tiến trình giải BTTN ở câu b
- Thiết kế sơ đồ TN như hình 2; hình 3.
- Lựa chọn thiết bị TN: nguồn một chiều 12V; nguồn xoay chiều 12V
(dùng máy biến thế); hai
I2

I1 + bóng đèn (12V - 6W); một
K2
ampe kế đo dòng một K1
R1
R2
chiều; một ampe kế đo
A
Đ2
A
Đ
dịng xoay chiều; biến trở;
Hình 2
Hình 3
ngắt điện; dây dẫn.
 Tiến hành TN
- Mắc mạch điện như hình 2 và hình 3. Đóng các khố K1, K2; điều chỉnh
biến trở lần lượt cho I1 và I2 cùng tăng đến một giá trị nào đó (tương ứng với ba
trường hợp I, I’, I’’), cụ thể:
Trường hợp 1: I = I1 = I2
Trường hợp 2: I’ = I1’ = I2’
Trường hợp 3: I’’= I1’’= I2’’
Quan sát và đối chiếu độ sáng của hai đèn trong từng trường hợp, từ đó đi
đến kết luận.
 Kết quả TN
- Khi số chỉ của hai ampe kế bằng nhau thì độ sáng của hai đèn bao giờ
cũng quan sát được là như nhau.
* Nhận xét: Qua BT này giúp HS biết được tác dụng toả nhiệt trong một
thời gian dài thì dịng điện xoay chiều i = I 0cost tương đương với một dịng
điện khơng đổi có cường độ I = I 0/ . BT này có tác dụng củng cố và khắc sâu
kiến thức lý thuyết. BT này có thể sử dụng trong các tiết bài tập hay các tiết thực

hành trong phịng TN.
1

1

2

Ví dụ 2: Hãy thiết kế phương án và tiến hành TN để khảo sát tác dụng của:
- Tụ điện trong mạch điện một chiều.
Xanh
- Tụ điện trong mạch điện xoay chiều.
1000F
 Yêu cầu của BT
100
- Thiết kế và tiến hành TN để kiểm tra: dịng
Đỏ
điện một chiều khơng “đi qua” tụ điện; dòng điện
xoay chiều “đi qua” tụ điện.
K
A B
 Cơ sở lý thuyết
Hình 4
- Tác dụng của tụ điện trong mạch điện.
7

skkn


 Tiến trình giải BT
- GV hướng dẫn để HS thiết kế mạch điện cho BT như hình 4

- Lựa chọn thiết bị TN: 1 điôt phát quang (LED) đỏ; 1 LED xanh; 1 điện
trở 100 ; 1 tụ điện loại (1000 F - 12V); 1 tụ điện loại (100 F - 12V); 1
nguồn điện một chiều 6V; 1 nguồn
xoay chiều 6V (dùng máy phát dao
động điện hình sin); 1 ngắt điện; bảng
TN điện (có sẵn ở các phịng TN).
(Hình 5)
 Tiến hành TN
- Mắc mạch điện như hình 4
- Đóng khố K, quan sát các LED
Hình 5
khi K vừa đóng và sau khi K đã đóng
một thời gian.
- Tháo nguồn điện, nối A với B bằng dây dẫn. Quan sát các LED.
 Kết quả TN1
- Khi K vừa đóng, LED xanh sáng lên trong một thời gian ngắn, LED đỏ
khơng sáng, sau đó cả hai LED khơng sáng.
* Giải thích: LED xanh sáng vì tụ điện được nạp điện nên có dịng điện
chạy qua LED. Sau đó cả hai LED đều khơng sáng, chứng tỏ dịng điện một
chiều khơng đi qua tụ. Khi tháo nguồn và nối A với B, lúc đầu LED đỏ sáng vì
tụ điện phóng điện. Sau đó cả hai LED đều khơng sáng.
 Tiến hành TN2
- Vẫn giữ nguyên mạch điện như hình 4. Thay nguồn một chiều bằng
nguồn xoay chiều vào hai điểm A và B. Thay tụ điện 1000 F bằng 100 F.
Đóng khoá K và quan sát 2 LED.
 Kết quả TN2
- Các LED hầu như sáng liên tục, chứng tỏ dòng xoay chiều “đi qua” tụ
điện.
 Kết quả
- Như vậy qua BT này đã chứng tỏ tụ điện khơng cho dịng điện một chiều

đi qua, nhưng cho dòng điện xoay chiều “đi qua” nó.
* Nhận xét: BTTN này có thể sử dụng
làm TN biểu diễn để giảng bài mới. Đây là
một TN dễ tiến hành và trực quan.
Ví dụ 3: Hãy xác định độ tự cảm của
ống dây và điện trở thuần của nó. Cho các
8

skkn

Hình 6


thiết bị: nguồn xoay chiều (chỉ biết tần số f); một ampe kế đo dịng xoay chiều
có điện trở khơng đáng kể; một ống dây đã biết độ tự cảm L và điện trở thuần
của ống dây là RL và các dây nối (Hình 6).
 Yêu cầu của BT
- Lập luận, tính tốn, thiết kế TN để xác định độ tự cảm và điện trở thuần
của ống dây.
 Cơ sở lý thuyết
u
- Áp dụng định luật Ơm cho mạch kín chứa R
K
và L.
A

L RL
M
N
 Tiến trình giải BT

Hình 7
- Thiết kế mạch điện như hình 7
- Lựa chọn thiết bị TN: bài ra đã cho nguồn xoay chiều biết tần số f; ampe
kế đo dòng xoay chiều; một ống dây đã biết độ tự cảm L và điện trở thuần R L;
các dây nối.
 Tiến hành TN
- Mắc mạch điện như hình 7.
- Đóng khố K. Quan sát số chỉ của ampe kế là I1, ta có:

Từ đây xác định được hiệu điện thế hiệu dụng của nguồn là:
(2.1)
- Thay vào hai điểm MN bằng cuộn dây cần xác định: Rx, ZLx
- Đóng khố K, quan sát số chỉ của ampe kế là I2. Ta có:
(2.2)
Mắc nối tiếp hai cuộn dây trên, sau
đó mắc vào MN. Quan sát số chỉ của
ampe kế là I3. Ta có:

u
K
A
Rx ZLx

L RL

(2.3)
M

Hình 8

N

 Kết quả
- Giải hệ phương trình (2.2) và (2.3)
với hai ẩn Rx và ZLx
* Nhận xét: BT này có tác dụng củng cố định luật Ôm cho đoạn mạch
chứa điện trở thuần và cuộn cảm mắc nối tiếp. Đồng thời qua đó rèn luyện cho
9

skkn


các em các thao tác TN: lắp ráp, quan sát, đo đạc và tính tốn. BT này có thể sử
dụng trong các tiết bài tập hay trong phịng TN.
Ví dụ 4: Cho một nguồn điện xoay chiều (biết giá trị hiệu điện thế hiệu
dụng U và tần số f), một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, một tụ xoay C và
một ampe kế (Hình 9).
a.
Bằng các dụng cụ trên, hãy trình
bày cách xác định các giá trị định mức của
một bóng đèn dây tóc đã bị mờ các chỉ số.
b. Thay bóng đèn bằng một điện trở
thuần R (R = Rđ). Làm thế nào để ampe kế
chỉ giá trị cực đại.
 Yêu cầu của BT
Hình 9
- Xác định các giá trị định mức của
đèn gồm hiệu điện thế định mức U đ, và
u
công suất định mức Pđ.

K
 Cơ sở lý thuyết
- Áp dụng kiến thức về đoạn mạch A
L
RLC mắc nối tiếp. Sử dụng định luật Ơm
Đ
Hình 10

C

 Tiến trình giải BT
- Thiết kế mạch điện như hình 10
- Lựa chọn thiết bị TN: nguồn xoay chiều, ampe kế, tụ xoay, bóng đèn,
cuộn dây thuần cảm, dây nối (Hình 9).
 Tiến hành TN
- Mắc mạch điện như hình 9
- Điều chỉnh tụ C để đèn sáng bình thường.
- Đọc số chỉ của ampe kế là I. Ta có:
(2.4)
Từ (2.4) ta tìm được điện trở của đèn RĐ:

 Kết quả
- Xác định hiệu điện thế định mức của đèn: UĐ = IRĐ
- Xác định công suất định mức của đèn:
PĐ = I2RĐ
10

skkn

b. Thay đèn bằng một điện trở thuần R. Để số chỉ của ampe kế đạt giá trị
cực đại, bằng cách điều chỉnh tụ xoay C. Ta có:
Imax khi ZL = ZC hay
* Nhận xét: BT này nhằm củng cố và rèn luyện các kĩ năng về mạch điện
RLC mắc nối tiếp; các thao tác TN, thực hiện các phép đo đạc đơn giản. BT này
có thể sử dụng trong tiết bài tập hoặc có thể vận dụng vào thực tiễn.
Ví dụ 5: Một bàn là điện có độ tự cảm khơng đáng kể, trên bàn là có ghi
220V, các kí hiệu khác đã bị mờ khơng đọc được. Hãy lập phương án xác định
công suất của bàn là.
 Yêu cầu của BT
- Thiết kế phương án thí nghiệm,
lựa chọn thiết bị, lắp ráp mạch điện,
đo các đại lượng cần thiết, để từ đó có
thể xác định cơng suất của bàn là.
 Cơ sở lí thuyết
- Áp dụng cơng thức:
Hình 11
P = UI
(2.5)
+ Trong đó U, I là các giá trị định mức của bàn là;
Hoặc công thức:
P= U2/R (2.6)
+ Trong đó R là điện trở của bàn là, U là hiệu điện thế hai đầu bàn là.
 Tiến trình giải BT
- Thiết kế sơ đồ TN như hình 12 và hình 13
- Lựa chọn thiết bị TN: một bàn là điện có ghi trên nhãn 220V; nguồn xoay
chiều; ampe kế đo dịng xoay chiều; vơn kế đo hiệu điện thế xoay chiều; dây
dẫn; ngắt điện (Hình 2.9).
Sơ đồ mạch điện: xét hai trường hợp.
220V-50Hz

K

A

K

BL

A

BL

V

Hình 12

Hình 13

+ Trường hợp 1: Mắc mạch điện như hình 12 với điều kiện có máy biến thế
để điều chỉnh hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch đạt giá trị định mức. Khi đó áp
dụng cơng thức (2.5) P = UI do đó chỉ cần đo I.
11

skkn


+ Trường hợp 2: Mắc mạch điện như hình 13, nếu nguồn điện không đạt
giá trị định mức và không có biến thế. Khi đó áp dụng cơng thức (2.6)
P = U2/R do đó phải đo điện trở của bàn là và hiệu điện thế hai đầu bàn là.

* Nhận xét: Việc giải bài tập trên thực chất là một quá trình nghiên cứu
sáng tạo bởi tình huống đặt ra hồn tồn cụ thể, chưa có bài tập nào có algôrit
giải tương tự. Các bước thực hiện tương tự chu trình nhận thức vật lí sáng tạo.
Đây là BTTN gắn với thực tế, có thể giải nó khi ở nhà hay ở phịng TN.
Ví dụ 6: Có hai hộp đen giống nhau, một hộp chứa điện trở, một hộp chứa
cuộn cảm thuần, biết điện trở thuần có
giá trị gần bằng cảm kháng (R
ZL).
Mỗi hộp có hai đầu ra. Cho các dụng cụ:
ampe kế xoay chiều có điện trở khơng
đáng kể, nguồn xoay chiều có giá trị hiệu
dụng khơng đổi và một tụ điện. Hãy xác
định các thiết bị điện chứa trong mỗi hộp
(Hình 14).
 Yêu cầu của BT
Hình 14
- Sử dụng các thiết bị đã cho để xác
định các dụng cụ chứa trong hộp đen.
 Cơ sở lý thuyết
- Áp dụng định luật Ôm
- Căn cứ vào giá trị của cường độ dịng điện I ta có thể xác định trong hộp
đen chứa dụng cụ gì.
u
 Tiến trình giải BT
K
- Thiết kế mạch điện như hình 15
A
- Lựa chọn thiết bị TN như hình 14
 Tiến hành TN
X

+ Mắc hộp đen X nối tiếp với tụ và ampe kế
C
(Hình 15) rồi đóng khố K, quan sát số chỉ của
Hình 15
ampe kế có giá trị là I1.
+ Thay hộp đen X bằng hộp đen Y, đóng khố K, quan sát số chỉ của ampe
kế có giá trị là I2..
+ Nếu I1 < I2 thì hộp đen X chứa điện trở, vì khi đó:

+ Nếu I1 > I2 thì hộp đen X chứa cuộn cảm.
12

skkn


* Giải thích: Nếu trong hộp chứa điện trở thì khi mắc nối tiếp với tụ tổng
trở tăng, nên cường độ dòng điện nhỏ. Nếu trong hộp chứa cuộn cảm thì khi mắc
nối tiếp với tụ tổng trở giảm, nên cường độ dòng điện lớn hơn.
* Nhận xét: BT “hộp đen” nêu trên đòi hỏi HS phải nắm vững các kiến
thức lý thuyết và có óc thơng minh sáng tạo. BT có thể sử dụng trong các tiết bài
tập.
Ví dụ 7*: Có ba hộp đen giống nhau, được đóng kín, có hai đầu ra. Trong
hộp có chứa một linh kiện điện (R, L, C). Hãy xác định trong mỗi hộp đen chứa
linh kiện gì và thơng số điện của các linh kiện đó. Được sử dụng các dụng cụ:
nguồn xoay chiều (220V-60Hz), nguồn một chiều, đồng hồ đo vạn năng (Hình
16).
 Yêu cầu của BT
- Sử dụng các thiết bị TN cho
trước xác định các linh kiện chứa trong
hộp đen.

 Cơ sở lý thuyết
- Vận dụng tổng hợp các kiến
thức: định luật Ơm cho mạch điện một
Hình 16
chiều và mạch điện xoay chiều.
 Tiến trình giải BT:
- Bước 1: Dùng đồng hồ vạn năng ở chế độ đo hiệu điện thế, đo hiệu điện
thế giữa hai cực của các nguồn điện.
+ U + Nguồn một chiều: U1
+ Nguồn xoay chiều: U2
- Bước 2: Dùng đồng hồ ở chế độ đo cường độ dòng A
điện một chiều (miliampe kế).
HĐ1
- Bước 3: Lắp mạch điện như hình 17 gồm nguồn
điện một chiều, ampe kế, hộp đen 1. Đóng mạch và ghi
Hình 17
số chỉ của ampe kế.
Tính điện trở theo cơng thức:
- Bước 4: Thay hộp đen 1 vừa đo bằng hộp đen 2 và lặp lại như bước 3. Từ
đó tính được điện trở R2 của mạch điện thứ 2.
- Bước 5: Tiếp tục thực hiện với hộp đen 3. Thấy ampe kế chỉ số 0, đảo cực
của hộp đen ampe kế vẫn chỉ số 0. Chứng tỏ hộp đen 3 chứa tụ điện.
- Bước 6: Thay nguồn điện một chiều bằng nguồn điện xoay chiều và sử
dụng đồng hồ đo ở chế độ đo dòng điện xoay chiều. Lặp lại TN theo các bước 3
– 4, với hai hộp đen 1 và 2.
13

skkn

Từ đó xác định được các điện trở
và
Nếu:
>> R1
chứng tỏ hộp đen 1chứa cuộn cảm, vì khi dùng
nguồn xoay chiều cuộn cảm có thêm tác dụng cảm kháng.
Với RT là điện trở thuần của toàn mạch.
ZL = L là cảm kháng.
Nếu:
thì hộp đen 2 chứa điện trở thuần.
 Kết quả
- Trong hộp đen 1 chứa cuộn dây cảm ứng, trong hộp đen thứ 2 chứa điện
trở thuần, còn trong hộp đen 3 chứa tụ điện.
- Xác định giá trị của các thông số:
+ Giá trị của điện trở thuần R2 là:
R2 + Rg =
Trong đó Rg là điện trở của dụng cụ đo (ghi sẵn trong bảng hướng dẫn về
máy đo).
+ Điện dung của tụ điện được xác định từ công thức:
với

f

+ Giá trị của độ tự cảm L của cuộn được xác định từ công thức:
với RT là điện trở thuần của toàn mạch điện.
* Nhận xét: Với BT “hộp đen” nêu trên, để giải được nó HS phải sử dụng
kiến thức tổng hợp, phân tích mối quan hệ giữa những dữ kiện ở đầu vào và đầu
ra của thơng tin lấy từ hộp mà tìm thấy cấu trúc bên trong của “hộp đen”. Sử
dụng BT “hộp đen” trong dạy học ngoài tác dụng củng cố, đào sâu kiến thức
trong phạm vi rộng nó có tác dụng rất lớn trong việc phát triển tư duy sáng tạo

của HS. BT này có thể sử dụng trong các tiết bài tập và dùng cho HS khá giỏi.

14

skkn


CÁC BTTN DẠNG 2
Ví dụ 8: Máy phát điện xoay chiều một pha (Hình 18) hoạt động dựa trên
nguyên tắc nào? Hãy thiết kế và thực hiện thí nghiệm để kiểm tra nguyên tắc
hoạt động của nó.
 Yêu cầu của BT: BT này có hai yêu
cầu.
- Yêu cầu thứ nhất: củng cố lại kiến thức lí
thuyết, yêu cầu HS nắm được nguyên tắc hoạt
động của máy phát điện xoay chiều một pha.
- Yêu cầu thứ hai: thiết kế và thực hiện TN
để kiểm tra nguyên tắc hoạt động của nó. Có thể
tiến hành trong phịng thí nghiệm, sử dụng các
Hình 18
thiết bị sẵn có, thay đổi một số chi tiết cho phù
hợp. Đây chính là một BTTN.
 Cơ sở lý thuyết
- Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện
xoay chiều.
 Tiến trình giải BT
- Thiết kế TN.
- Lựa chọn thiết bị TN: mơ hình máy phát
điện xoay chiều một pha (Hình 19); một bóng
Hình 19

đèn 3V; một điện kế; hai LED mắc song song.
Đỏ
 Tiến hành TN
- Sử dụng mô hình máy phát điện xoay chiều một pha ở đầu
ra ta lần lượt đấu với bóng đèn, điện kế, hai LED mắc song song.
Xanh
 Kết quả TN
Hình 20
- Khi quay khung dây, quan sát đèn ---> Đèn sáng.
- Thay bóng đèn bằng điện kế, quan sát điện kế ---> Điện kế quay.
- Thay bóng đèn bằng hai LED đấu ngược chiều và song song, quan sát
LED ---> Khi khung dây quay từ từ thì mắt ta thấy hai LED lần lượt thay nhau
sáng; khi khung dây quay rất nhanh thì mắt ta thấy hai LED sáng liên tục.
* Nhận xét: Qua BT này HS hiểu sâu sắc về nguyên tắc cấu tạo và vận
hành của máy phát điện xoay chiều một pha. Khi khung dây quay, từ thông qua
khung dây biến thiên, trong khung dây xuất hiện suất điện động cảm ứng, suất
điện động đó tạo ra ở mạch ngồi một dịng điện xoay chiều. BTTN này có thể
sử dụng trong giờ giảng bài mới.

15

skkn


Ví dụ 9: Cho mơ hình máy phát điện xoay chiều, một vơn kế xoay chiều,
một bóng đèn 6V (Hình 20). Hãy tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của máy phát
điện xoay chiều.
 Yêu cầu của BT
- Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của máy phát
điện xoay chiều.

 Cơ sở lý thuyết
- Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện
xoay chiều.
 Tiến trình giải BT
- Quan sát cấu tạo của mơ hình.
Hình 20
+ Stato: là một nam châm vĩnh cửu hình chữ
U.
+ Rơto: là cuộn dây có lõi thép, đầu cuộn dây có cổ góp để đưa điện ra
ngoài bằng hai chổi quét.
 Tiến hành TN
- Tỳ hai chổi quét lên hai vành khuyên.
- Nối vôn kế vào hai đầu ra của máy phát điện.
- Quay từ từ máy phát, quan sát kim vôn kế.
- Quay máy phát nhanh dần, qua sát kim vơn kế.
- Dùng bóng đèn 6V nối vào hai đầu ra của máy phát, quan sát bóng đèn
khi thay đổi vận tốc quay của rơto.
 Kết quả TN
- Khi quay máy phát vôn kế chỉ giá trị hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây.
Máy phát quay nhanh thì số chỉ của vơn kế lớn.
- Dùng bóng đèn 6V nối vào hai đầu ra: khi máy phát quay chậm thì bóng
đèn sáng yếu, lúc quay nhanh bóng đèn sáng mạnh.
* Nhận xét: Với mơ hình máy phát điện xoay chiều, ta có thể dùng làm
động cơ điện hoặc máy phát điện một chiều. BT này có thể sử dụng trong việc
giảng bài mới hay ứng dụng trong thực tiễn.

16

skkn

CÁC BTTN DẠNG 3
Ví dụ 10: Xác định số vịng của mỗi cuộn dây trên máy biến thế, nếu cho
một nguồn điện xoay chiều, một cuộn dây kim loại rời và một vơn kế nhạy có
nhiều thang đo. (Hình 21)
 Yêu cầu của BT
- Sử dụng các thiết bị đã cho,
xác định số vòng dây của cuộn sơ cấp
và thứ cấp của máy biến thế mà
không được tháo ra.
 Cơ sở lí thuyết
Vận dụng cơng thức máy biến
Hình 21

thế
 Tiến trình giải BT:
- Lựa chọn các thiết bị TN: nguồn điện xoay chiều, máy biến thế, một cuộn
dây kim loại, một vơn kế có nhiều thang đo.
 Tiến hành TN
- Mắc cuộn sơ cấp vào nguồn xoay chiều, cuộn thứ cấp để hở.
- Dùng vôn kế đo hiệu điện thế sơ cấp U1 và thứ cấp U2.
- Dùng cuộn dây cuốn quanh lõi thép của máy biến thế khoảng 50 vịng
(dùng làm cuộn sơ cấp).
- Dùng vơn kế đo hiệu điện thế hai đầu cuộn dây vừa cuốn: giá trị đo được
là U3. Giá trị của U3 ứng với N3 = 50 vịng.
 Kết quả TN
Áp dụng cơng thức:

từ đó ta tính được N1 và N2.

* Nhận xét: Với BT này đòi hỏi HS phải nắm vững kiến thức lý thuyết, lập
luận tính tốn để áp dụng vào BT thực nghiệm, đây là một BT yêu cầu cao về
tính sáng tạo. BT này có thể thực hiện trong các tiết bài tập hay ơn tập.
Ví dụ 11: Biết mạng điện sử dụng trong sinh hoạt là 220V-50Hz. Hãy chế
tạo một máy biến thế (máy biến thế tự ngẫu), dùng cho các thiết bị điện trong
gia đình có cơng suất nhỏ. Hiệu điện thế đầu ra là: 24V, 12V.
 Yêu cầu của BT
- HS phải nắm được nguyên tắc hoạt động của máy biến thế, từ đó bằng các
thiết bị có thể lắp ráp, chế tạo các máy biến thế dùng cho các máy tiêu thụ điện
với công suất nhỏ.
 Cơ sở lí thuyết
17

skkn


- Máy biến thế hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Tỉ số hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp bằng tỉ số
vịng dây của hai cuộn:
Ngồi ra GV cần cung cấp thêm cho HS một số chi tiết kĩ thuật sau:
- Để biết một cuộn dây ở máy biến thế có thể dùng được
với hiệu điện thế khoảng bao nhiêu vơn, áp dụng cơng thức:
N=

N - là số vịng ứng với 1V.

A
D
C
B

k là hệ số đối với lõi thép: lõi thép silic tốt thì k = 45, lõi
Hình 22
thép kém thì k = 60. S là tiết diện của lõi thép (cm2).
 Tiến trình giải BT
- Lựa chọn thiết bị: 1 lõi thép U - I loại tốt (k = 45), có tiết diện S = 2.3 =
6cm2 ; 1 cuộn dây 1800 vịng, có 4 đầu ra A B C D; AB = 1800 vòng; BC = 98
vòng; BD = 196 vịng; vơn kế xoay chiều, dây dẫn.
 Tiến hành TN
- Lắp cuộn dây vào lõi thép chữ U; lắp lõi thép chữ I với lõi thép chữ U để
khép kín mạch từ. Cắm các chốt A, B vào nguồn xoay chiều 220V. Dùng vôn
kế đo các hiệu điện thế UBD và UBC
Ưu điểm của máy biến thế tự ngẫu: tiết kiệm dây, thể tích được thu nhỏ.
Nhược điểm của máy biến thế tự ngẫu: độ an toàn
C
của máy không cao.
B
Chẳng hạn: trong cái hạ thế tự ngẫu nếu dây đứt tại
u
DD X
điểm D thì nguồn điện 220V sẽ vào thẳng tải tiêu thụ và
A
làm hỏng các dụng cụ dùng điện.
A
 Kết quả TN
Hình 23
- Chế tạo được máy biến thế, hoạt động tốt và đảm
bảo an toàn.
* Nhận xét: Việc giải BT này đã hướng cho HS trở thành một nhà thiết kế,
chế tạo. Dựa vào cơ sở lí thuyết, HS phải tính tốn để lựa chọn thiết bị phù hợp

và lắp ráp máy biến thế. Bài toán này đã góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp
cho HS. BT này HS có thể tiến hành ở nhà hay trong các buổi ngoại khố.
Ví dụ 12*: Ứng dụng nguyên lý của máy biến thế. Hãy chế tạo một máy
hàn điểm.
 Yêu cầu của BT
- Chế tạo máy hàn điểm dựa trên nguyên lý hoạt động của máy biến thế.
18

skkn


 Cơ sở lý thuyết
- Nguyên tắc hoạt động của máy biến
thế.
u
 Tiến trình giải BT
- Lựa chọn thiết bị TN:
+ Một lõi thép U-I.
+ Một cuộn dây 600 vịng.
Hình 24
+ Một cuộn có 6 vịng dây đồng loại
6mm, hai đầu ra có tay cầm cách điện và có hai điện cực bằng đồng.
 Tiến hành TN
- Lắp các cuộn dây 600 vòng và cuộn dây 6 vòng vào hai nhánh của lõi
thép chữ U. Cuộn dây 6 vòng phải cách điện với lõi thép. Đầu ra của cuộn 6
vòng có hai điện cực bằng đồng đặt gần nhau. Hình 2.36
- Nối cuộn dây 600 vòng vào nguồn xoay chiều 220V.
- Dùng hai lá sắt mỏng ép sát nhau rồi để vào giữa hai cực của cuộn dây 6
vòng.
- Cầm tay vào cán cách điện bóp lại để cho hai điện cực ép sát vào hai lá

sắt trong thời gian ngắn.
- Quan sát hiện tượng xảy ra.
- Thay hai điện cực bằng đồng bằng hai đinh dài 5cm.
- Bóp cho hai đầu đinh chạm vào nhau. Quan sát hiện tượng xảy ra.
 Kết quả TN
- Khi hai điện cực ép hai lá sắt vào nhau, hai lá sắt nóng đỏ và dính vào
nhau.
- Khi hai đầu đinh chạm nhau, hai đầu đinh nóng đỏ lên và chảy ra.
* Lưu ý: Trong q trình làm TN khơng được chạm vào mạch ở cuộn dây
600 vịng vì hiệu điện thế cao rất nguy hiểm. Không được chạm tay vào đầu
cuộn dây 6 vịng khi đang tiến hành và sau đó vì rất nóng.
* Nhận xét: Đây là BTTN gắn với thực tế, ngồi việc bồi dưỡng tư duy
sáng tạo nó cịn có tác dụng trong việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp. BT này có thể
sử dụng trong giờ ngoại khố hay làm ở nhà.
Ví dụ 13*: Cho nguồn xoay điện chiều
220V-50Hz, một máy biến thế có tỉ số giữa

hai cuộn dây là

, một số tụ điện, một

bóng đèn dây tóc (12V-6W) (Hình 25). Hãy
trình bày cách mắc mạch điện để đèn sáng
bình thường.

skkn

Hình 25

19

 u cầu của BT
- Lập luận, tính tốn, thiết kế mạch điện để cho đèn sáng bình thường.
 Cơ sở lý thuyết
- Áp dụng công thức về máy biến thế

biết

- Ta xác định được hiệu điện thế ở mạch
thứ cấp là:

Đ

nên U2 > UĐ
Để đèn sáng bình thường, thì hiệu điện thế
hiệu dụng hai đầu bóng đèn là U Đ = 12V và
cường độ dòng điện hiệu dụng qua đèn là:

u

U1

U2
C

Hình 26

 Tiến trình giải BT
- Thiết kế mạch điện như hình 26

- Lựa chọn thiết bị TN: máy biến thế, bóng đèn dây tóc, một số tụ điện.
 Tiến hành TN
- Mắc mạch điện như hình 26
- Xác định giá trị của tụ C:
o Điện trở của đèn là:

o

Tổng trở của mạch thứ cấp là:

Mà
Điện dung của tụ là:

 Kết quả TN
- Vậy, để đèn sáng bình thường cần phải chọn một tụ có điện dung C =
86.10-6F mắc nối tiếp với đèn.
* Nhận xét: BT này chúng ta có thể cho HS tiến hành giải trong tiết bài tập
hay trong giờ thực hành.

20

skkn


Ví dụ 14*: Hãy chế tạo một chiếc tàu thuỷ, một chiếc cần cẩu và một chiếc
Rôbôt chạy bằng động cơ điện. Tận dụng các các động cơ điện từ các dụng cụ
nhà bếp.
 Yêu cầu của BT
- Thiết kế một con tàu nhỏ, một cần cẩu và một Rôbôt. Sử dụng các động
cơ điện (tận dụng từ các động cơ của lò thổi) để làm quay bánh lái.

 Cơ sở lý thuyết
- Vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học trong chương trình thuộc các
phần cơ học, điện - từ.
 Tiến trình giải BT:
- Lựa chọn thiết bị: tận dụng từ các thiết bị sẵn có như lị thổi, đồ chơi trẻ
em...
 Tiến hành lắp ráp
- Thiết kế thân tàu, thiết kế xe cần cẩu và thiết kế rơbơt.
- Làm các bánh lái, trục quay, rịng rọc …
- Dùng các động cơ điện để làm quay cánh quạt, quay ròng rọc.
- Tiến hành lắp ghép.
- Nguồn điện sử dụng: các pin tiểu.
 Kết quả
- Các sản phẩm phải hoạt động tốt, hình thức đẹp và hấp dẫn.
* Nhận xét: BTTN này đã góp phần to lớn trong việc bồi dưỡng tư duy
sáng tạo cho HS, mặt khác nó cịn có tác dụng trong việc bồi dưỡng kỹ thuật
tổng hợp và hướng nghiệp cho HS. BT này cho HS tiến hành ở nhà hay ở các
buổi ngoại khố.
Ví dụ 15: Quạt tạo gió tự nhiên. Thời tiết về mùa thu ban đêm thường oi
bức, khơng quạt thì nóng mà quạt thì lạnh. Trong trường hợp này ta thường cho
quạt quay “tuốc năng” hoặc đặt quạt thật xa. Tuy nhiên cách này có hai nhược
điểm: một là lãng phí gió quạt, hai là khơng thể áp dụng cho các phịng chật
chội. Hãy chế tạo một thiết bị đi kèm với quạt, sao cho quạt có khả năng “tạo
gió tự nhiên”.
 Yêu cầu của BT
“Quạt tạo gió tự nhiên” tạo ra luồng gió khơng xốy cuộn, cơ thể chúng ta
sẽ cảm thấy thoải mái, dễ chịu.
 Tiến trình giải BT: có hai cách để giải quyết vấn đề trên.
- Cách 1: sử dụng quạt bàn, quạt treo tường có hiệu điện thế định mức
220V và một máy biến thế. Dùng quạt này ở hiệu điện thế 110V, quạt vận hành

tốt ở hiệu điện thế 110V, gió tạo ra vừa phải, giống với gió tự nhiên.
21

skkn


- Cách 2: đấu nối tiếp hai quạt với nhau theo sơ đồ 28. Hình 27 là sơ đồ
nguyên lý trong đó Q1, Q2 là quạt 1 và quạt 2.
Q1

220V

CT

Q2

220V

CT
OC1

OC2

Hình 27
Hình 28

Hình 28 là sơ đồ đấu dây cụ thể, OC 1 và OC2 là các ổ cắm dùng cho quạt 1
và quạt 2. CT là công tắc chuyển chế độ (có thể khơng mắc nếu khơng có nhu
cầu). Khi cơng tắc ở vị trí mở, nó được dùng như bộ đảo mạch. Khi ở vị trí đóng
nó được dùng như một dây nối dài thông thường. Lúc này một quạt nghỉ, một

quạt chạy theo chế độ trực tiếp.
Thiết bị: 2m dây điện đơi, 2 ổ cắm, một phích cắm, một công tắc và đế gỗ.
Cách làm: bắt hai ổ cắm và công tắc vào chung một đế gỗ và đấu dây theo
hình 28. Hoặc dùng hai ổ cắm giống hệt nhau có vỏ nhựa dày chắc chắn, dùng
keo 502 gắn hai phần đáy với nhau, cách này gọn nhẹ hơn nhưng không lắp
được công tắc chuyển chế độ.
* Lưu ý
- Khi hai quạt chạy ở chế độ nối tiếp, công suất tiêu thụ của cả hai quạt chỉ
bằng 50% công suất tiêu thụ của một quạt khi cắm trực tiếp.
- Nên sử dụng hai quạt có cơng suất giống nhau hoặc xấp xỉ bằng nhau thì
mới đạt hiệu quả cao. Nếu chênh lệch nhau quá nhiều, quạt công suất lớn sẽ
chạy yếu hoặc không khởi động được. Nguyên nhân là vì khi đấu nối tiếp quạt
cơng suất lớn sẽ mang tải ít hơn quạt cơng suất nhỏ.
- Để đảm bảo khởi động tốt, trước tiên đặt hai quạt ở tốc độ lớn nhất, sau
đó mới điều chỉnh lại theo yêu cầu.
- Hai quạt có thể để cùng một chỗ, theo cùng một hướng để phục vụ một
người, hoặc ở hai địa điểm khác nhau để phục vụ hai người, và không cho chạy
“tuốc năng”. Đấu theo kiểu này quạt chạy rất êm, hầu như khơng có tiếng động
và gió quạt rất mát (vì bầu quạt khơng phát nhiệt). Tuổi thọ của quạt do đó cũng
tăng lên rất nhiều.
- Nếu không sử dụng hai quạt cùng một lúc chúng ta có thể thay Q 1 bằng
một vật tiêu thụ điện khác (đèn học chẳng hạn).

22

skkn


* Nhận xét: Với BT này đã giúp cho HS vận dụng kiến thức đã học vào
thực tiễn, rèn luyện các kĩ năng thực hành. Cho HS ứng dụng BT này vào ngay

những chiếc quạt trong gia đình.
CHÚ Ý: các BT* dành cho HS khá giỏi.
2.4. Đề xuất một số giáo án BTTN thuộc chủ đề “Dòng điện xoay
chiều” nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS các lớp chuyên tự nhiên
Trong phần này tôi soạn 4 giáo án dạy BTTN vật lý chủ đề “Dòng điện
xoay chiều”, trong đó có hai giáo án BT, một giáo án sử dụng BTTN trong việc
giảng bài mới và một giáo án ngoại khoá. (Phần phụ lục)
2.5. Kiểm chứng kết quả sáng kiến kinh nghiệm
Để kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài tôi tiến hành thực nghiệm sư
phạm nhằm, kiểm nghiệm tính khả thi và tính hiệu quả của việc bồi dưỡng tư duy
sáng tạo theo quy trình dạy học theo chủ đề cho học sinh lớp 12 các lớp chuyên tự
nhiên tại trường THPT Chuyên Lam sơn
Từ diễn biến hoạt động học của chủ đề theo các giai đoạn của tiến trình dạy
học, tơi xác định hướng phát triển năng lực của học sinh riêng biệt thông qua các
công cụ đo và tiêu chí chất lượng, kết thúc chủ đề tôi cho học sinh làm một bài
kiểm tra để đánh giá định lượng cho những lớp học sinh không học theo giáo án
dạy học theo chủ đề gọi là lớp đối chứng (ĐC) gồm 70 học sinh lớp 12Toán 1,
12 Hóa và 69 học sinh lớp lớp thực nghiệm (TN) là 12 Toán 2 và 12I, kết quả
được thống kê như sau:
120
100
80
Thực nghiệm

60

Đối chứng

40
20

0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Từ kết quả thực nghiệm và với các phân tích đã đưa ra, có thể khẳng định
dạy học với BTTN giúp học sinh phát triển được tư duy sáng tạo. Bởi trong quá
trình học tập, học sinh được tham gia giải quyết các vấn đề thông qua hoạt động
trải nghiệm thực tiễn kết hợp với học tập trên lớp, ở đó học sinh tự học được
23

skkn

giao và tìm ra vấn đề mới, đề xuất giải pháp, thực hiện giải pháp, rút ra kiến
thức và vận dụng được kiến thức.
Dạy học với BTTN đã đạt được mục đích đặt ra và thực hiện được các mục
tiêu dạy học, đó là học sinh đạt được chuẩn kiến thức, kỹ năng theo chương
trình hiện hành. Đồng thời đạt được sự phát triển tư duy sáng tạo và các năng
lực khác thơng qua q trình dạy học với BTTN.
Từ những kết quả đó cho phép tơi khẳng định giả thuyết khoa học của đề
tài là đúng đắn, vận dụng dạy học với BTTN là một trong những con đường thực
nghiệm để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.
3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
3.1. Những kết quả đạt được của đề tài
3.1.1. Về mặt lí luận:
- Hệ thống hóa cơ sở lí luận của tư duy sáng tạo trong dạy học vật lí cho
học sinh các lớp chuyên tự nhiên, xác định được các thành tố của tư duy sáng
tạo trong dạy học với BTTN, các mức độ biểu hiện hành vi của các năng lực
thành tố.
- Hệ thống hóa cơ sở lí luận của dạy học với BTTN trong dạy học vật lí
trung học phổ thơng, phân tích quan điểm của việc tổ chức dạy học với BTTN
đối với chương trình giáo dục phổ thơng hiện hành và những định hướng của
chương trình giáo dục phổ thơng mới.
- Nghiên cứu việc tổ chức dạy học với BTTN với việc bồi dưỡng tư duy
sáng tạo trong dạy học mơn vật lí ở trường trung học phổ thơng chun Lam
Sơn như thiết kế nội dung chủ đề, biện pháp bồi dưỡng, tiến trình dạy học với
BTTN và kiểm tra đánh giá tư duy sáng tạo.
3.1.2 Về mặt thực tiễn:
- Khảo sát thực trạng, phân tích, đánh giá những số liệu thu thập được để
tìm ra nhưng nguyên nhân và có những giải pháp phù hợp trong việc tổ chức dạy
học với BTTN.
- Xây dựng các bước thiết kế, lựa chọn nội dung bài học thành các chủ đề
học tập phù hợp.

- Đề xuất được tiến trình dạy học với BTTN góp phần bồi dưỡng tư duy
sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí ở trường trung học phổ thơng chun
Lam Sơn.
Thiết kế được tiến trình tổ chức dạy học với BTTN theo tiến trình đã đề
xuất theo các kế hoạch dạy học.

24

skkn