Xây dựng hệ thống bài tập chương “dòng điện xoay chiều” vật lí 12 theo hướng phát triển tư duy học sinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

LÊ TIẾN DƢƠNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
CHƢƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” - VẬT LÍ 12
THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN TƢ DUY HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI – 2015
1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

LÊ TIẾN DƢƠNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
CHƢƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” - VẬT LÍ 12
THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN TƢ DUY HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ
Chuyênh ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN VẬT LÝ)
Mã số: 60 14 01 11

Cán bộ hƣớng dẫn: PGS.TS. Đinh Văn Dũng

HÀ NỘI – 2015
2


MỤC LỤC
Lời cảm ơn…………………………………………………………………… i
Danh mục chữ viết tắt……………………………………………………….. ii
Mục lục……………………………………………………………………... iii
Danh mục bảng………………………………………………………………. v
Danh mục hình………………………………………………………………. v
Danh mục sơ đồ ………………………………………………………………v
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chƣơng 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ................. 9
1.1. Khái quát về bài tập vật lí .......................................................................... 9
1.1.1. Khái niệm ................................................................................................ 9
1.1.2. Vai trò ...................................................................................................... 9
1.1.3. Phân loại ................................................ Error! Bookmark not defined.
1.2. Tư duy và phát triển tư duy cho học sinh Error! Bookmark not defined.
1.2.1. Tư duy ................................................... Error! Bookmark not defined.
1.2.2. Phát triển tư duy cho học sinh ............... Error! Bookmark not defined.
1.3. Thực trạng hoạt động dạy giải bài tập ở một số trường THPT hiện nay
......................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.1. Đối tượng và phương pháp khảo sát ..... Error! Bookmark not defined.
1.3.2. Kết quả khảo sát .................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.3. Những kết luận rút ra từ khảo sát .......... Error! Bookmark not defined.
Kết luận chương 1 ........................................... Error! Bookmark not defined.
Chƣơng 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI
BÀI TẬP VỀ CHƢƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - VẬT LÍ LỚP 12
THPT .................................................................. Error! Bookmark not defined.
2.1. Mục tiêu dạy học chương dòng điện xoay chiềuError! Bookmark not

defined.
2.1.1. Về nội dung kiến thức ........................... Error! Bookmark not defined.
3


2.1.2. Về kĩ năng ............................................. Error! Bookmark not defined.
2.2.Cấu trúc chương dòng điện xoay chiều..... Error! Bookmark not defined.
2.3. Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập..... Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Nguyên tắc............................................. Error! Bookmark not defined.
2.3.2. Hệ thống theo cấu trúc kiến thức .......... Error! Bookmark not defined.
2.3.3. Hệ thống bài tập và hướng dẩn giải ...... Error! Bookmark not defined.
2.3.4. Thiết kế một số giáo án cụ thể .............. Error! Bookmark not defined.
2.4. Đề xuất hệ thống bài tập........................... Error! Bookmark not defined.
Kết luận chương 2 ........................................... Error! Bookmark not defined.
Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........ Error! Bookmark not defined.
3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ........ Error! Bookmark not defined.
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ............................................................. 76
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ......... Error! Bookmark not defined.
3.3.1. Chuẩn bị thực nghiệm sư phạm ............ Error! Bookmark not defined.
3.3.2. Hình thức tổ chức quá trình thực nghiệmError!

Bookmark

not

defined.
3.3.3. Tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạmError! Bookmark not
defined.
3.4. Tiến trình thực nghiệm và phân tích, đánh giá kết quảError! Bookmark
not defined.

3.4.1. Tiến trình thực nghiệm sư phạm ........... Error! Bookmark not defined.
3.4.2. Phân tích các kết quả về mặt định tính.. Error! Bookmark not defined.
3.4.3. Phân tích các kết quả về mặt định lượngError!

Bookmark

not

defined.
3.5. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm Error! Bookmark not defined.
Kết luận Chương 3 .......................................... Error! Bookmark not defined.
KẾT LUẬN ........................................................ Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 11
PHỤ LỤC ........................................................... Error! Bookmark not defined.
4


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong những năm gần đây, phong trào đổi mới phương pháp giảng dạy
nâng cao chất lượng và hiệu quả giáo dục đã diễn ra ở tất cả các cấp, các bộ
môn. Ngành giáo dục đã và đang thực hiện nhiều giải pháp đồng bộ như đổi
mới chương trình, nội dung, phương pháp dạy và học... nhằm mục đích nâng
cao chất lượng giáo dục, hướng tới sự phát triển toàn diện của người học. Từ
đó có thể thấy lựa chọn phương pháp dạy và học nhằm phát huy tính tích cực,
tự chủ bồi dưỡng khả năng sáng tạo của học sinh là một vấn đề quan trọng
trong dạy học nói chung và dạy học môn vật lí nói riêng.
Vật lý là bộ môn khoa học tự nhiên gắn liền với thực tế đời sống. Đồng
thời vật lý là bộ môn khó và trừu tượng. Bài tập vật lý vô cùng phong phú và
đa dạng. Mặt khác trong phân phối chương trình số tiết dạy bài tập lại ít hơn

so với nhu cầu cần củng cố kiến thức của học sinh. Việc làm cấp thiết của
giáo viên là làm thế nào để xây dựng được một hệ thống bài tập để thông qua
giải bài tập học sinh phát triển tư duy một cách tốt nhất. Bài tập vật lí giúp
học sinh hiểu sâu hơn các khái niệm, định luật, hiện tượng vật lí, quy luật vật
lí; từ đó biết phân tích, vận dụng vào thực tiễn. Hiện nay, trong dạy học vật lí
ở trường trung học phổ thông (THPT), giáo viên thường phân chia các bài tập
dựa trên yêu cầu về toán học hướng dẫn học sinh giải các bài tập vật lí theo
các dạng. Đặc biệt, hiện nay đang áp dụng các hình thức thi trắc nghiệm, với
các bài tập trắc nghiệm đòi hỏi giải bài tập nhanh và chính xác, nên nhiều học
sinh chỉ vận dụng một cách máy móc các bước giải bài tập, nhận dạng bài tập,
5


áp dụng công thức và sử dụng máy tính để tính toán với tốc độ nhanh và
chính xác, do vậy việc phát triển tư duy của học sinh trong việc giải bài tập
vật lí còn hạn chế.
Mặt khác chương “Dòng điện xoay chiều” là một trong những chương
quan trọng của chương trình vật lý 12. Dòng điện xoay chiều là nội dung
trọng tâm, các bài tập phần này có nhiều trong các nội dung thi, tuy nhiên
lượng bài tập trong sách giáo khoa hiện nay đưa ra còn hạn chế chưa đáp ứng
được đủ lượng kiến thức để học sinh làm các bài thi. Đồng thời việc nắm
vững kiến thức, vận dụng kiến thức để giải các bài tập định tính, bài tập định
lượng của chương này đối với học sinh thật không dễ dàng.
Một vấn đề đặt ra là cần phải xây dựng một hệ thống bài tập để thông
qua việc giải bài tập học sinh hoàn thiện kiến thức, biến thành vốn riêng của
mình và phát triển tính tư duy toàn diện về vật lý. Vì vậy, tôi lựa chọn đề tài
Xây dựng hệ thống bài tập chương “dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 theo
hướng phát triển tư duy học sinh làm đề tài nghiên cứu của mình.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng hệ thống bài tập ''chương dòng điện xoay chiều'' Vật lý 12

theo hướng phát triển tư duy và phù hợp với đồi tượng học sinh. Từ đó vạch
ra tiến trình hướng dẫn hoạt động dạy học (gồm hoạt động của giáo viên và
hoạt động của học sinh) để thông qua việc giải bài tập học sinh không những
nắm vững kiến thức mà còn nhằm phát triển tư duy cho học sinh.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu các cơ sở lý luận về vai trò, tác dụng, phương pháp giải
bài tập vật lí.
- Nghiên cứu nội dung kiến thức bài tập chương dòng điện xoay chiều vật lí 12 THPT.
- Xây dựng hệ thống bài tập chương dòng điện xoay chiều - vật lí 12
THPT.

6


- Thực nghiệm sư phạm để kiểm định tính khả thi và hiệu quả của hệ
thống bài tập.
4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu
+ Quá trình dạy và học các bài tập liên quan đến chương dòng điện
xoay chiều - vật lí 12 THPT của giáo viên và học sinh Trường THPT ÂN THI
– HƯNG YÊN.
- Đối tƣợng nghiên cứu
+ Hoạt động dạy và học giải bài tập vật lí ở lớp 12 THPT.
5. Vấn đề nghiên cứu
Đề tài tập trung vào nghiên cứu vấn đề dạy bài tập liên quan đến
chương dòng điện xoay chiều như thế nào để phát triển tư duy cho học sinh?
6. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được một hệ thống bài tập phù hợp với mục tiêu dạy học
và thời gian dành cho mỗi nội dung kiến thức, đồng thời tổ chức hoạt động
dạy học giải bài tập nhằm phát triển tư duy cho học sinh, sẽ phát huy được vai

trò, tác dụng của bài tập vật lí, giúp học sinh không những chiếm lĩnh được
kiến thức mà còn phát huy được tính tích cực, tự chủ của học sinh.
7. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
- Hoạt động dạy giải bài tập vật lí chương dòng điện xoay chiều lớp 12
THPT.
- Đối tượng thực nghiệm: Xây dựng hệ thống bài tập chương dòng điện
xoay chiều nhằm phát triển tư duy cho học sinh - vật lí 12 THPT tại một số
trường THPT thuộc tỉnh HƯNG YÊN.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa lý luận
+ Làm sáng tỏ thêm lí luận về dạy học theo hướng tích cực hoạt động
nhận thức của học sinh, phát huy tính tích cực, tự chủ, năng lực sáng tạo.

7


+ Nghiên cứu, lựa chọn được hệ thống bài tập và cách thức tổ chức xây
dựng hệ thống bài tập chương dòng điện xoay chiều lớp 12 THPT phát huy
được vai trò tác dụng của bài tập trong dạy học vật lí.
- Ý nghĩa thực tiễn
+ Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng cho các phần học khác của
môn vật lí và một số môn học khác, đồng thời có giá trị tham khảo cho các
nhà quản lý giáo dục.
9. Phƣơng pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:
9.1. Nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học bài tập vật lý, để làm sáng tỏ vai
trò của nó trong dạy và học.
- Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông, các giáo trình, tài liệu
hướng dẫn về học phần này, nội dung sách giáo khoa và những tài liệu tham

khảo có liên quan để xác định mức độ nội dung và yêu cầu cần nắm vững.
9.2. Nghiên cứu thực tiễn
- Xây dựng hệ thống các bài tập chương “Dòng điện xoay chiều”“ vật lý 12.
- Khảo sát thực tiễn về việc dạy bài tập vật lý ở các trường phổ thông
trong địa bàn tỉnh Hưng Yên.
- Điều tra, phỏng vấn về việc phân loại các dạng bài tập của chương
““Dòng điện xoay chiều”“ của các trường phổ thông hiện nay.
9.3. Thực nghiệm sư phạm
- Tiến hành giảng dạy song song nhóm đối chứng và nhóm thực
nghiệm ở một trường THPT theo phương án đã xây dựng.
- Trên cơ sở phân tích định tính và định lượng kết quả thu được trong
quá trình thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và tính hiệu quả của
các biện pháp do đề tài đưa ra.
10. Cấu trúc của luận văn
8


Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ
lục, luận văn được trình bày theo 3 chương:
Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài
Chƣơng 2: Hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập về chương dòng
điện xoay chiều - vật lí 12 THPT
Chƣơng 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Khái quát về bài tập vật lí
1.1.1. Khái niệm
- Theo X.E.Camenetxki và V.P.Oorrekhop “trong thực tế dạy học bài
tập vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát

đòi hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở
các định luật và các phương pháp vật lí…”.
Bài tập vật lí là những bài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp
với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái
niệm, phát triển tư duy vật lí của học sinh và rèn kĩ năng vận dụng kiến thức
của học sinh vào thực tiễn.
1.1.2. Vai trò
- Trong quá trình dạy học vật lí, mặc dù giáo viên đã rất cố gắng sử
dụng nhiều phương pháp mới trong đó có sử dụng nhiều kĩ thuật dạy học hay
để hướng dẫn học sinh tiếp cận nghiên cứu tài liệu hay một kiến thức vật lí
mới một cách rõ ràng, mạch lạc, logic song để học sinh hiểu sâu và nắm được
kiến thức đó giáo viên cần có hệ thống các bài tập cho các học sinh làm.
Chính trong quá trình làm bài tập là các em đã phải vận dụng linh hoạt các
kiến thức để tự lực giải quyết các tình huống cụ thể khác nhau có như vậy thì
kiến thức mới trở lên sâu sắc, hoàn thiện và trở thành vốn riêng của người
9


học. Qua đó học sinh còn có thể hình thành thói quen, kĩ năng, kĩ xảo khi vận
dụng kiến thức đã học vào cuộc sống. Không những thế thông qua dạy học về
bài tập vật lí, người học có thể nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn
diện hơn những quy luật vật lí, những hiện tượng vật lí… biết cách phân tích
chúng, ứng dụng chúng vào thực tiễn, có thói quen vận dụng kiến thức khái
quát, giúp học sinh làm việc với tinh thần tự lực cao, đồng thời phát triển tư
duy sáng tạo của học sinh. Vai trò của bài tập vật lí trong dạy học như sau:
- Giải bài tập vật lí giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng
kiến thức, liên hệ lí thuyết với thực tế, học tập với đời sống.
Khi giải các bài toán như vậy sẽ giúp học sinh hiểu kiến thức sâu sắc
hơn, đồng thời tập cho học sinh biết cách liên hệ giữa lí thuyết và thực tế, vận
dụng kiến thức được học vào cuộc sống hằng ngày.

Thí dụ, sau khi học xong bài máy biến áp và truyền tải điện năng đi xa,
học sinh có thể giải thích được câu hỏi: Tại sao ở nông thôn, dòng điện ở
những xóm xa trạm biến áp lại bị tối hơn những bóng đèn ở gần trạm, mặc dù
chúng có cùng một công suất. Hoặc sau khi học song về công và công suất
của dòng điện ta có thể cho học sinh bài toán sau: làm thế nào để có thể thắp
sáng bóng đèn 110V vào mạng điện 220V?...
- Bài tập vật lí sử dụng như một phương tiện độc đáo để nghiên cứu tài
liệu mới khi trang bị kiến thức cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh
hội kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc.
Trong quá trình dạy học vật lí giải quyết các tình huống cụ thể do bài
tập đề ra, học sinh có nhu cầu tìm kiếm kiến thức mới, đảm bảo cho học sinh
lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc.
Khi giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải phân
tích đề bài, xem đề bài cho gì, cần gì, học sinh phải tái hiện kiến thức, vận
dụng kiến thức, vận dụng các thao tác tư duy như phân tích, so sánh, tổng
hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa….để xác lập mối quan hệ giữa các đại
lượng, lập luận, tính toán, có khi phải tiến hành làm thí nghiệm, đo đạc kiểm
10


tra kết luận. Vì thế bài tập vật lí sẽ là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy,
óc sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú học tập và khả năng nghiên cứu khoa học,
đặc biệt là khi phải khám phá ra bản chất của hiện tượng vật lí được trình bày
dưới dạng tình huống có vấn đề.
Trong dạy học vật lí, nếu ý thức được điều này, các bài tập vật lí do
giáo viên lựa chọn tốt có thể tối đa hóa khả năng sáng tạo tính tò mò của

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.

Lƣơng Duyên Bình, Vũ Quang, Nguyễn Thƣợng Chung, Tô

Giang, Trần Chí Minh, Ngô Quốc Quýnh (2008). Bài tập Vật lí 12.
Nxb Giáo dục, Ha Nội.
2.

Lƣơng Duyên Bình, Vũ Quang, Nguyễn Thƣợng Chung, Tô

Giang, Trần Chí Minh, Ngô Quốc Quýnh (2008). Sách giáo viên Vật lí
12. Nxb Giáo dục, Hà Nội.
3.

Hà Văn Chính, Trần Nguyên Tƣờng (2007), Các Dạng Bài

Tập Mạch Điện Xoay Chiều Không Phân Nhánh, NXB Đại Học Sư
Phạm, Hà Nội.
4.

Phạm Thế Dân (2003), 206 Bài Toán Điện Xoay Chiều, Dao

Động và Sóng Điện Từ, NXB Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.
5.

Vũ Cao Đàm (2008). Giáo trình phương pháp luận nghiên cứu

khoa học. Nxb Giáo dục, Hà Nội.
6.

Nguyễn Thị Phƣơng Hoa (2008). Lí luận dạy học hiện đại. Hà

Nội.
7.

Nguyễn Thị Hƣơng (2006), Sử dụng lý thuyết phát triển bài tập

vật lí vào dạy học BTVL nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thứ của
học sinh, Luận văn thạc sĩ giáo dục học.
11


8.

Nguyễn Thế Khôi,Vũ Thanh Khiết (2008), SGK, SGV, SBT vật

lý 12, NXB Giáo dục, Hà Nội.
9.

Lê Đức Ngọc (2008). Bài giảng Đo lường và đánh giá thành quả

học tập trong giáo dục. Nxb Đại học Sư phạm Hà Nội.
10.

Nguyễn Đăng Quang (2010),Xây dựng hệ thống câu hỏi định

hướng phát triển tư duy của học sinh trong dạy học chương “ Dòng
điện xoay chiều” vật lí 12 chương trình nâng cao, Luận ăn thạc sĩ giáo
dục.
11.

Nguyễn Anh Thi (2005), Phương Pháp Giải Toán Mạch Điện

Xoay Chiều, NXB Giáo Dục, Hà Nội.
12.

Lê Văn Thông (2000), Giải Toán Vật Lý Điện Xoay Chiều,

NXB Trẻ.
13.

Lê Văn Thông (1997), Phân Loại và Phương Pháp Giải Bài

Tập Vật Lý 12, NXB Trẻ.
14.

Lê Văn Thông – Nguyễn Văn Thoại (1994), Giải Bộ Đề Thi

Tuyển Sinh Đại Học Theo Phương Pháp Chủ Đề Môn Vật Lý Cơ Học
Điện Xoay Chiều, NXB Trẻ.
15.

Đỗ Hƣơng Trà (2008). Bài giảng chuyên đề phương pháp dạy

học Vật lí. Hà Nội.

12


13