Nội dung

1 Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Trêng §¹i häc vinh - - - - -- - - - - NguyÔn ®¨ng quang X©y dùng hÖ thèng c©u hái ®Þnh híng ph¸t triÓn t duy cña häc sinh trong d¹y häc ch¬ng “dßng ®iÖn xoay chiÒu” vËt lÝ 12 ch¬ng tr×nh n©ng cao LuËn v¨n th¹c sÜ gi¸o dôc häc vinh - 2010 2 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình hoàn thành luận văn này, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, bạn bè, một số đồng nghiệp, người thân. Tác giả xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới những người đã giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo, PGS.TS. Nguyễn Đình Thước, người đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn hai thầy giáo phản biện là PGS.TS. Lê Văn Giáo và PGS.TS. Nguyễn Quang Lạc đã đóng góp những ý kiến quý báu để luận văn được hoàn thiện. Tác giả gửi lời cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong tổ PPGD Vật lí và các thầy cô giáo giảng dạy khoa vật lý Trường Đại học Vinh. Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, các giáo viên, tổ Lý - Hóa trường THPT- DTNT Tân Kỳ. Cuối cùng, Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã động viên, giúp đỡ Tác giả trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận văn này. Vinh, ngày 18 tháng 12 năm 2010 Tác giả Nguyễn Đăng Quang MỤC LỤC 3 Trang 1 1 2 2 2 3 3 4 4 1.1. 1.2. MỞ ĐẦU Lí do chọn đề tài ........................................................................................ Mục đích nghiên cứu ................................................................................. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................ Giả thuyết khoa học ................................................................................... Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... Cấu trúc luận văn ....................................................................................... Đóng góp của luận văn .............................................................................. NỘI DUNG Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài ..................................... Dạy học phát triển, vận dụng vào dạy học vật lý ……………………….. Tư duy vật lý và các biện pháp tích cực hóa tư duy của học sinh trong 1.2.1. 1.2.2. 1.2.3. quá trình dạy học ………………………………………………………… Khái niệm tư duy vật lý …………………………………………………. Một số thao tác tư duy của học sinh thường dùng trong học tập vật lý Các biện pháp tích cực hóa hoạt động tư duy của học sinh trong dạy học 9 9 9 9 1.3. vật lý …………………………………………………………………….. Câu hỏi – Phương tiện dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh …...………………………………………………………. Câu hỏi …………………………………………………………………... Quy trình xây dựng câu hỏi cho quá trình dạy học ……………………… Tiêu chuẩn về câu hỏi sử dụng trong dạy học ………………………….. Các dạng câu hỏi trong dạy học …………………………………………. Câu hỏi định hướng phát triển tư duy trong dạy học vật lý ……………... 13 13 13 17 17 22 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1.3.1. 1.3.2. 1.3.3. 1.3.4. 1.3.5. 1.3.6. 1.4. 5 5 Một số kỹ năng cần thiết đối với giáo viên khi đưa ra câu hỏi cho học sinh ………………………………………………………………………. Thực trạng sử dụng câu hỏi của giáo viên trong quá trình dạy học vật lý Kết luận chương 1 ……………………………………………………….. Chương 2. Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy 27 33 36 của học sinh trong dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” vật lí 12 38 2.1. chương trình nâng cao. ........................................................................... Nội dung cơ bản của chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 - Nâng 2.1.1. 2.1.2. 2.2. cao ............................................................................................................. Nội dung dạy học ....................................................................................... Cấu trúc của chương .................................................................................. Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng tư duy của học sinh trong dạy 38 38 38 học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 - Nâng cao …………….. 40 4 2.2.1. Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy trong thiết kế bài học xây dựng kiến 40 2.2.2. thức mới …………… Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy trong việc hướng dẫn học sinh giải 2.2.3. 2.2.4. bài tập .................................................................................................... Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy trong dạy học thực hành vật lý ... Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy trong việc hướng dẫn học sinh ôn 54 61 2.3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.6.1. 3.6.2. tập chương ………………………………………………….................. 63 Thiết kế một số giáo án cụ thể ………………………………………….. 64 Kết luận chương 2 ………………………………………………………. 81 Chương 3. Thực nghiệm sư phạm …………………………………… 82 Mục đích thực nghiệm ………………………………………………….. 82 Đối tượng thực nghiệm …………………………………………………. 82 Nhiệm vụ thực nghiệm ………………………………………………….. 82 Phương pháp thực nghiệm ……………………………………………… 83 Nội dung thực nghiệm …………………………………………………… 83 Kết quả thực nghiệm …………………………………………………….. 84 Kết quả định tính ………………………………………………………… 84 Kết quả định lượng ……………………………………………………… 85 Kết luận chương 3 ................................................................................... 91 KẾT LUẬN 92 Tài liệu tham khảo .................................................................................. 94 Phụ lục 1 .................................................................................................... 96 Phụ lục 2 .................................................................................................... 99 Phụ lục 3 .................................................................................................... 107 Phụ lục 4 .................................................................................................... 113 5 DANH MỤC CỤM TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 1. CH Câu hỏi 2. CHĐH Câu hỏi định hướng 3. GV Giáo viên 4. HS Học sinh 5. SGK Sách giáo khoa 6. THPT Trung học phổ thông 7. CĐDĐ Cường độ dòng điện 8. DĐXC Dòng điện xoay chiều 9. TN Thực nghiệm 10. TNSP Thực nghiệm sư phạm 11. ĐC Đối chứng 6 DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ Trang Bảng 1.1. Bảng so sánh đặc trưng dạy học truyền thống và dạy học phát triển 6 Mô hình 1.1. Các thao tác hoạt động hướng tới sự phát triển của học sinh … 8 Bảng 1.2. Bảng các loại câu hỏi định hướng đòi hỏi các thao tác tư duy ….. 23 Bảng 1.3. Bảng so sánh hai hình thức sử dụng hệ thống CHĐH …………... 26 Sơ đồ 1.1. Sơ đồ hoạt động dạy học sử dụng hệ thống CHĐH ……………. 27 Sơ đồ 2.1. Grap tiến trình phát triển của chương “DĐXC” ……………….. 39 Bảng 3.1. Bảng thống kê các điểm số kết quả bài kiểm tra ……………….. 86 Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất ………………………………………… 86 7 Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất luỹ tích ………………………………. 86 Bảng 3.4. Bảng tham số thống kê ………………………………………….. 87 Đồ thị 3.1. Đồ thị phân phối tần suất ……………………………………… 88 Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân phối tần suất …………………………………… 88 Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích ……………………………… 88 Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích …………………………… 89 8 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong quá trình dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng thì câu hỏi luôn là phương tiện quan trọng để GV định hướng hành động nhận thức của HS. Người thầy muốn dạy tốt thì phải biết đặt câu hỏi hay vì nếu đặt câu hỏi hợp lí thì có thể khuấy động được sự tò mò của học sinh, kích thích trí tưởng tượng của chúng và tạo động cơ để chúng tìm ra những kiến thức mới. Nó có thể thách thức học sinh bắt chúng phải suy nghĩ, giúp làm rõ các khái niệm và các vấn đề liên quan đến bài học. Việc xây dựng và sử dụng câu hỏi trong quá trình dạy học ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng dạy và hiệu quả của quá trình dạy học. Giáo viên muốn dạy tốt thì phải biết cân đối một cách hợp lí các kiểu câu hỏi để nhấn mạnh các điểm chính và kích thích sự hứng thú trong quá trình thảo luận của học sinh. Tất cả các phương pháp dạy học lấy HS làm trung tâm thì trong đó, HS tự lực đi tìm chân lí khoa học còn GV chỉ đóng vai trò là người tổ chức, cố vấn, trọng tài, chỉ đạo quá trình học tập. Tương tác giữa thầy và trò chủ yếu thông qua lệch và câu hỏi. Hơn nữa, ở châu âu và một số nước có nền giáo dục phát triển, người ta quan niệm rằng “GV dạy giỏi là GV biết đặt CH tốt”. Qua thực trạng dạy học vật lý ở trường phổ thông ở Việt Nam chúng tôi thấy giáo viên chưa thực sự đầu tư vào việc soạn câu hỏi trước khi lên lớp. Mặt khác câu hỏi định hướng phát triển tư duy là phương tiện dạy học không thể thiếu trong việc phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh. Câu hỏi định hướng tư duy có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng kiến thức mới, củng cố, mở rộng, hoàn thiện kiến thức lí thuyết và rèn luyện cho học sinh khả năng giải quyết vấn đề một cách tự lực. Trong thực tế chúng ta thấy rất ít tài liệu viết về mảng câu hỏi định hướng phát triển tư duy trong quá trình dạy học. Chương “Dòng điện xoay chiều” - Vật lí 12 – Nâng cao là phần kiến thức nền tảng của vật lý THPT. Những kiến thức về dòng điện xoay chiều có 9 liên quan rất nhiều đến đời sống và khoa học kỹ thuật. Vì vậy việc nghiên cứu 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 trong dạy học vật lý nhằm giúp học sinh nắm vững nội dung này, đặc biệt giúp học sinh phát triển tư duy khoa học, năng lực giải quyết các tình huống khác nhau để có điều kiện đi sâu vào nghiên cứu trong tương lai và áp dụng tốt vào thực tiễn. Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn nói trên tôi chọn đề tài nghiên cứu: “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”. 2. Mục đích nghiên cứu 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 và đề xuất phương án sử dụng vào qúa trình dạy học nhằm góp phần bồi dưỡng tư duy và năng lực sáng tạo cho học sinh. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng  Quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông.  Câu hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong quá trình dạy học vật lý. - Phạm vi nghiên cứu 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 trong dạy học ở lớp 12. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy của HS trong dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” vật lí 12 chương trình nâng 10 cao và sử dụng chúng vào dạy học một cách hợp lý thì sẽ bồi dưỡng được tư duy khoa học cho HS, góp phần nâng cao hiệu quả dạy học. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu  Nghiên cứu các đặc điểm của tư duy vật lý và các biện pháp tích cực hóa hoạt động tư duy của học sinh.  Nghiên cứu lý luận về vai trò, đặc điểm của câu hỏi trong quá trình dạy học.  Tìm hiểu thực tế về việc sử dụng câu hỏi trong dạy học vật lý ở trường phổ thông.  Nghiên cứu chương “Dòng điện xoay chiều” - Vật lí 12 – Nâng cao.  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 – Nâng cao.  Thiết kế thi công một số bài học tiêu biểu sử dụng câu hỏi định hướng phát triển tư duy đã biên soạn để dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” - Vật lí 12 – Nâng cao.  Thực nghiệm sư phạm 6. Phương pháp nghiên cứu + Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu cơ sở lý luận về câu hỏi trong quá trình dạy học. - 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. + Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: - Điều tra thực trạng dạy học vật lí ở trường THPT. - Thực nghiệm sư phạm. + Phương pháp thống kê toán học - Xử lí số liệu thực nghiệm sư phạm 7. Cấu trúc luận văn (Gồm 4 phần) * Phần mở đầu: 11 1. Lí do chọn đề tài 2. Mục đích nghiên cứu 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4. Giả thuyết khoa học 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 6. Phương pháp nghiên cứu 7. Kết quả đóng góp của đề tài * Phần nội dung: Gồm 3 chương Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài Chương 2. 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. Chương 3. Thực nghiệm sư phạm * Phần kết luận * Tài liệu tham khảo 8. Đóng góp của luận văn - Đề xuất được phương pháp xây dựng câu hỏi định hướng phát triển tư duy cho quá trình dạy học vật lí. - Xây dựng được hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy trong dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” vật lý 12 chương trình nâng cao. - Đề xuất các hình thức và biện pháp dạy học với câu hỏi định hướng phát triển tư duy nhằm bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh. 12 Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Dạy học phát triển, vận dụng vào dạy học vật lý Trong lịch sử phát triển của lý luận dạy học đã từng tồn tại ba khuynh hướng khoa học về quan hệ giữa dạy học và sự phát triển [11]: - Khuynh hướng thứ nhất: (Do bác sĩ Phrêit, người Áo và nhà tâm lý học Pi-a-giê, người Thụy Sĩ đề xuất) “Dạy học và sự phát triển, các quá trình này không phụ thuộc vào nhau”. - Khuynh hướng thứ hai: (Được nhà triết học tâm lý Giêm, người Mỹ trình bày) “Từ chưa biết đến biết, chưa biết đến học thuộc, có nghĩa là đã phát triển”. - Khuynh hướng thứ ba: (Do nhà tâm lý học người Nga Lep Vư-gốt-xki) quan niệm rằng: “Dạy học và sự phát triển là hai quá trình không phụ thuộc vào nhau nhưng luôn luôn có sự liên kết với nhau”. Khuynh hướng thứ ba đã được Lep Vư-gốt-xki trình bày chi tiết trong công trình “Tâm lý học sư phạm” và hơn nửa thế kỷ đã trôi qua, khuynh hướng này đã được phát triển trong các công trình nghiên cứu của các nhà tâm lý học, của các nhà sư phạm mà có thể kể đến như V.V. Đa-vư-đốp, A.I Le-ôn- chep, Ga-lô-pe-rin, Lê-ông-chi-ép, En-kô-nhin, Dan-cốp . . . . Qua đó tư tưởng khoa học “dạy học phát triển” của Lep Vư-gốt-xki đã được kiểm chứng là đúng đắn và đang được ứng dụng rộng rãi ở trong nhà trường. Dạy học truyền thống và dạy học phát triển khác nhau ở điểm nào? Thông qua đặc trưng của hai hệ thống có hai hình thức dạy học này chúng ta có thể nhận thấy rõ hơn những điểm khác biệt (xem Bảng 1.1). Những tư tưởng chính của dạy học phát triển: - Kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo là cơ sở của nền tảng thông tin để phát triển khả năng tiềm ẩn của con người. 13 Bảng 1.1 Đặc trưng hệ thống Mục đích giáo dục Dạy học truyền thống Dạy học phát triển Chuyển giao kiến thức, Phát triển năng lực (năng kỹ năng, kỹ xảo. Phương châm chính Em hãy làm như tôi khiếu, tài năng) Em hãy nghĩ như đang làm của nhà sư phạm Quan điểm của nhà sư Tôi đối với các em Tôi cùng các em phạm Vai trò của giáo viên Người chuyển thông Người tổ chức hoạt động cho tin; người tuyên truyền học sinh và cộng tác, cố vấn, kiến thức; người giữ chỉ đạo quá trình học tập quy phạm Quan hệ của nhà sư Thông báo kiến thức “Vun trồng” con người phạm Phong cách giảng dạy Mối quan hệ giữa Dựa trên dân chủ Đàm thoại Dựa trên quyền uy Độc thoại GV - HS Phương pháp phổ biến Thuộc về thông tin Đi tìm vấn đề nhất của dạy học Các dạng tổ chức kiến - Thuộc về trực diễn - Thuộc về các cá nhân thức cho cả lớp - Thuộc về các nhóm - Thuộc về các nhóm Hoạt động phổ biến Thụ động đến thiếu yêu Tự tìm vấn đề, hoạt động nhận nhất của HS Động cơ đến với HS thích thức sáng tạo Được xuất hiện một Được hình thành thường cách ngẫu nhiên, không xuyên, có mục đích rõ rệt thường xuyên, tạm thời Không khí tâm lý giờ Được hình thành tạm Luôn luôn được hình thành học thời, đôi lúc sau giờ mục đích không khí hứng khởi học là sự “trầm lặng” - Xây dựng các vùng học tập dựa trên các vùng phát triển tích cực và kích thích tiến tới vùng phát triển gần. 14 - Trình bày tài liệu học tập ở những điểm khó và mức độ đề cao theo nguyên tắc học sinh cần khai thác những điểm chưa biết, tự thực hiện các bài tập, yêu cầu theo chiều sâu của công việc trí tuệ. - Dạy lướt qua những kiến thức đã biết trong đề tài, không dừng lại lâu những vấn đề cũ. Có thể nói cơ sở dạy học phát triển là tích cực hóa hoạt động độc lập của HS. Theo V.V. Đavưđốp, dạy học phát triển trong các bài học nhất thiết cần xây dựng theo sơ đồ: Nhu cầu → động cơ → mục đích → điều kiện đạt được mục đích → quá trình đạt được mục đích → kết Lĩnh quả. vực thao tác tư duy Tùy vào những đề tài bài học vật lý cụ thể mà chúng ta có thể lựa chọn các cách tổ chức hoạt động dạy học, phối hợp các phương pháp dạy học tích Phân lớp cực để đạt hiệu quả tối ưu. Dạy học vật lý là sự phát triển trí tuệ của học sinh Hệ thống hóa dụng tri thức. Sự được thực hiệnTổng trong quá trình hình thành tri thức và vận quát hóa phát triển đó dựa trên và thể hiện sự phát triển ngôn ngữ, sựhóa phát triển năng Trừu tượng So sánh lực quan sát, sự phát triển khả năng nhận ra cái bản chất trong hiện tượng, sự Cụ thể hóa phát triển tư duy logic và tư duy biện chứng, sự phát triển khả năng vận dụng Tổng hợp các phương pháp nhận thức khoa học tổng hợp. Quá trình hoạtQuy động nạpdạy và họcPhân phảitích hướng tới sự phát triển của lĩnh vực thao tác tư duy và lĩnh vực kỹ Diễn dịch năng thực hành. Ta có thể xây dựng mô hình các thao tác hành động của HS PHÁT TRIỂN TRÍ TUỆ HỌC theo hướng độc lập tự lực theo mô hình 1.1. SIN Làm việc với SGK, Giải những bàiphương tập sáng pháp tạo Trong đổi mới giáo dục ở nhàHtrường là vận dụng những tài liệu tham khảo dạy học theo quan điểm phân hóa, cá biệt hóa, phát huy tính tích cực, tự lực Rút ra những nhận xét Viết báo cáo tổng kết trong hoạt động nhận thức, bồi dưỡng năng lực tự học, tự nghiên cứu hướng chiếu kết quả với lý thuyết đến sự phát triển tư duy khoa học và năng lực Đối sáng tạo. Vì vậy quan điểm lí Diễn đạt bằng lời luận dạy học hiện đại đều hướng tới cá nhân, chủ thể của hoạt động nhận Tiến hành thí nghiệm Thiết tự kế học. thí nghiệm thức, dạy cách Đó cũng chính là những tư tưởng chủ đạo dạy học lấy người học làm trung tâm. Thực hiện quan sát Làm bài tập Lĩnh vực kỹ năng thực hành 15 Mô hình 1.1: Các thao tác hoạt động hướng tới sự phát triển trí tuệ của học sinh Bản chất dạy học lấy người học làm trung tâm là người học độc lập, tự lực tích cực hoạt động nhận thức thông qua hành động học. Hoạt động tư duy khoa học của người học được bồi dưỡng và phát triển. Các phương pháp dạy học tích cực đều cùng mục đích hướng đến sự phát triển trí tuệ của học sinh. 16 1.2. Tư duy vật lý và các biện pháp tích cực hóa tư duy của học sinh trong quá trình dạy học 1.2.1. Khái niệm tư duy vật lý Tư duy vật lý là sự quan sát các hiện tượng vật lý, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng mối quan hệ định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lý, dự đoán các hệ quả mới từ các thuyết và vận dụng sáng tạo những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn [9], [12]. 1.2.2. Một số thao tác tư duy của học sinh thường dùng trong học tập vật lý Mục tiêu học tập vật lý của học sinh là hình thành kiến thức, kỹ năng – phát triển tư duy và năng lực sáng tạo. Trong quá trình hình thành cơ sở lý thuyết bao gồm khái niệm, những định luật, những nguyên lý và vận dụng những tri thức đó vào thực tiễn đòi hỏi học sinh phải hoạt động tư duy một cách tích cực thông qua những hành động và các thao tác tư duy tương ứng trong hoạt động khám phá, tìm kiếm tri thức vật lý cho bản thân. Trên con đường hình thành khái niệm, hình thành định luật và vận dụng tri thức, một số thao tác tư duy vật lý của học sinh thường được huy động đó là: so sánh, phân tích, tổng hợp, phân tích – so sánh, phân tích – tổng hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa, hệ thống hóa . . . . Việc hình thành và phát triển tư duy vật lý thông qua hoạt động rèn luyện các thao tác tư duy trong quá trình dạy học là một nhiệm vụ quan trọng đối với giáo viên và học sinh. Hành động học của mỗi học sinh đòi hỏi phải vận hành các thao tác tư duy một cách nhanh nhạy và hợp lý. Nhờ đó mà hoạt động nhận thức của học sinh đạt được hiệu quả trong hoạt động. 1.2.3. Các biện pháp tích cực hóa hoạt động tư duy của học sinh trong dạy học vật lý 17 Dựa vào cơ sở lý luận và thực tiễn trong dạy học vật lý trong nhà trường, chúng ta có thể vận dụng một số biện pháp chính để tích cực hóa hoạt động tư duy của học sinh [4], [9], [12], [13]. - Biện pháp 1: Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích sự ham muốn hiểu biết của học sinh Từ những mâu thuẫn nội tại của quá trình nhận thức, học sinh khao khát hiểu biết trước những “tình huống có vấn đề” hay là những bài toán nhận thức nảy sinh ra trong quá trình học tập. Theo X.L. Rubinstein “Tư duy bắt đầu từ một vấn đề hay một câu hỏi, từ sự ngạc nhiên hay sự thắc mắc, từ sự mâu thuẫn. Tình huống có vấn đề như thế có tác dụng lôi cuốn cá nhân vào quá trình tư duy”. Trong quá trình dạy học, giáo viên dạy vật lý thường tìm cách tạo ra những “tình huống có vấn đề” dưới dạng như: tình huống phát triển, tình huống lựa chọn, tình huống bế tắc, tình huống ngạc nhiên bất ngờ . . . + Tình huống phát triển: Khi học sinh đứng trước một vấn đề chỉ mới được giải quyết một phần, một bộ phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải được tiếp tục phát triển hoàn chỉnh mở rộng sang những phạm vi mới, lĩnh vực mới. Trên con đường sử dụng những kiến thức, kỹ năng, phương pháp đã biết cho đến khi gặp mâu thuẫn không giải quyết được nhờ vốn hiểu biết đó thì gọi là tình huống phát triển. + Tình huống lựa chọn: Một “vấn đề” có mang một số dấu hiệu quen thuộc liên quan đến những kiến thức, phương pháp đã biết, nhưng không biết chắc chắn nên dùng kiến thức nào hay dùng phương pháp nào sẽ cho kết quả chắc chắn. Khi đó vấn đề là tình huống lựa chọn. Tình huống lựa chọn được dùng phổ biến khi dạy các thuyết vật lý, lúc này để trả lời câu hỏi nhận thức thì giáo viên đưa ra hai quan điểm trái ngược nhau và cho học sinh lựa chọn một trong hai quan điểm. Sau khi học sinh đã lựa chọn thì giáo viên phân tích tiếp. Làm như vậy học sinh như được chứng kiến toàn bộ quá trình lịch sử của nhân loại khi trả lời câu hỏi đó. Trong chương trình vật lý phổ 18 thông, khi dạy các trường vật lý chúng ta cũng có thể dùng tình huống lựa chọn để gây hứng thú cho học sinh. + Tình huống bế tắc: Trước một hiện tượng học sinh thấy, nhưng không hiểu vì sao, coi đó là bí mật của tự nhiên. Học sinh được giao nhiệm vụ để giải quyết nhưng chưa biết dựa vào đâu. Đó là tình huống bế tắc. Ví dụ: Ta biết rằng nếu nối hai vật tích điện trái dấu có độ lớn bằng nhau bằng một dây dẫn thì sau một thời gian ngắn hai vật sẽ trung hòa về điện. Vậy do nguyên nhân nào mà nguồn điện có thể tạo dòng điện chạy khá lâu trong mạch kín?(Dùng khi dạy bài “Nguồn điện”) + Tình huống ngạc nhiên bất ngờ: Tình huống này xảy ra theo chiều trái với suy nghĩ thông thường (có tính chất nghịch lý, khó tin đó là sự thật). + Tình huống lạ là tình huống có những nét đặc biệt lôi cuốn sự chú ý của học sinh mà họ chưa bao giờ nghĩ tới và nhìn thấy. Ví dụ: Lấy nước sôi đổ vào nửa chai, đậy nắp lại. Hiện tượng gì sẽ xẩy ra khi thầy đổ nước lạnh vào trên chai? - Biện pháp 2: Xây dựng logic nội dung phù hợp đối với đối tượng học sinh Muốn dạy học có hiệu quả thì phải dạy học phân hóa. Dạy học phân hóa trong một lớp là dạy học phân hóa vi mô. Giáo viên cần phân nhóm học sinh có cùng năng lực tư duy để giao nhiệm vụ một cách thích hợp. Rõ ràng việc xây dựng logic nội dung trong tiến trình dạy học là cần thiết. - Biện pháp 3: Rèn luyện cho học sinh các thao tác tư duy, những hành động nhận thức phổ biến trong dạy học vật lý [4], [6], [7], [8], [9]. Trong quá trình hoạt động nhận thức vật lý, học sinh cần thực hiện các thí nghiệm, do đó học sinh cần đến các thao tác chân tay như: bố trí thí nghiệm, thực hiện các thao tác đo lường, sử dụng các phép đo, ghi chép số liệu, tính toán, xử lí sai số . . . .; các thao tác tư duy như: so sánh, phân tích, khái quát hóa, trừu tượng hóa . . .; các hành động nhận thức như: xác định bản chất của sự vật hiện tượng, tìm nguyên nhân, xác định các mối quan hệ . . . . 19 Việc rèn luyện kỹ năng, các thao tác tư duy và những hành động nhận thức của học sinh có thể thực hiện có hiệu quả nếu học sinh được rèn luyện một cách thường xuyên. Giáo viên có thể tổ chức cho học sinh tự lực hoạt động tư duy bằng các cách sau: + Tổ chức quá trình học tập, trong từng giai đoạn làm xuất hiện tình huống có vấn đề, bắt buộc học sinh phải huy động các thao tác tư duy, các hành động nhận thức thì mới giải quyết được vấn đề. + Giáo viên đưa ra những câu hỏi định hướng phát triển tư duy cho học sinh, giúp học sinh hành động tư duy đúng. - Biện pháp 4: Dạy học sinh nhận thức theo phương pháp nhận thức của các nhà vật lý. Việc học tập của học sinh là quá trình nhận thức tích cực và quá trình học tập có nhiều nét giống quá trình nhận thức khoa học của các nhà khoa học. Dạy cho người học phương pháp nhận thức môn học là quan trọng và có ý nghĩa to lớn. Chúng ta có thể dạy cho học sinh các phương pháp nhận thức cần thiết trong hoạt động học vật lý [6], [9], [12].  Phương pháp phân tích, tổng hợp.  Phương pháp trừu tượng hóa và cụ thể hóa.  Phương pháp quy nạp, phương pháp diễn dịch, phương pháp suy lý bằng tương tự.  Phương pháp lý thuyết.  Phương pháp thực nghiệm.  Phương pháp mô hình. Dạy cho học sinh phương pháp nhận thức vật lý là đã dạy cho học sinh cách học vật lý. - Biện pháp 5: Rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho học sinh. Ngôn ngữ là hình thức phản ánh tư duy. Việc rèn luyện cho học sinh phát biểu, trình bày những kiến thức vật lý thông qua ngôn ngữ nói và ngôn 20 ngữ viết đúng ngôn ngữ khoa học vật lý là cơ sở đảm bảo cho ngôn ngữ bên trong phát triển, đó là tư duy vật lý của các em phát triển. 1.3. Câu hỏi – Phương tiện dạy học, tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh 1.3.1. Câu hỏi Câu hỏi là dạng cấu trúc ngôn ngữ diễn đạt một yêu cầu, một đòi hỏi, một mệnh đề cần được giải quyết. Có thể hiểu câu hỏi là một mệnh đề trong đó chứa một vấn đề chưa biết. Câu hỏi được sử dụng vào những mục đích khác nhau ở những khâu khác nhau của quá trình dạy học [4], [5]. Câu hỏi thường dùng trong dạy học là câu hỏi đưa ra các tình huống về lí thuyết hoặc thực tiễn có chứa đựng mâu thuẫn biện chứng giữa kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo đã biết với cái chưa biết. Mâu thuẫn này kích thích học sinh tìm cách giải quyết. Vì vậy giáo viên cần đưa ra câu hỏi có sự định hướng phát triển tư duy của học sinh để học sinh suy nghĩ và trả lời trùng với câu trả lời kỳ vọng của mình. Trong quá trình dạy học giáo viên có thể dùng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy cho học sinh để hoàn thành từng mục tiêu dạy học. Ví dụ có thể định hướng tư duy để học sinh đưa ra ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối như sau: sau khi thông báo về mỗi quan hệ giữa vận tốc ánh sáng và chiết suất tuyệt đối, GV có thể sử dụng các câu hỏi định hướng tư duy sau:  Tốc độ của ánh sáng sẽ thay đổi như thế nào khi ánh sáng truyền từ chân không (n1 = 1) sang môi trường có chiết suất tuyệt đối n2 = 2?  Chiết suất tuyệt đối của một môi trường cho ta biết điều gì? 1.3.2. Quy trình xây dựng câu hỏi cho quá trình dạy học Câu hỏi là một phương tiện dạy học, nên việc hỏi và sử dụng câu hỏi cần tuân thủ một quy trình nhất định. Giáo viên có thể lựa chọn cách thích hợp nhất với khả năng và ý đồ của mình nhưng tối thiểu phải qua những bước cơ bản sau: [1], [5], [17]. Bước 1: Chuẩn bị câu hỏi ban đầu. 21 Thiết kế hay hình thành hệ thống câu hỏi là việc làm trước khi tiến hành bất kì một nhiệm vụ dạy học nào. Trong bước chuẩn bị phải xác định nội dung học tập của học sinh, cần phải hỏi về những gì, hỏi để làm gì. Kiểu và hình thức ngôn ngữ của câu hỏi chưa cần được khẳng định nhưng cần dự kiến hai nhóm câu hỏi: Nhóm một là câu hỏi mục tiêu nội dung học tập cơ bản, có liên quan đến những ý chính của bài học, khoảng 3 đến 4 câu hay 3 đến 4 ý chính; Nhóm hai là câu hỏi mở rộng hay câu hỏi bổ sung, các câu hỏi này được chuẩn bị dưới dạng các tình huống dự kiến, giả định còn câu hỏi cụ thể thì chưa xác định được vì loại câu hỏi này chỉ thực sự xuất hiện tuỳ tình huống cụ thể. Các câu hỏi trong nhóm này tuy không chuẩn bị chính xác được nhưng phải có ý định rõ ràng vì chúng có vai trò quyết định trong việc thảo luận, giữ cho các tư tưởng nhận thức liên tục, các tình huống được sinh động và hấp dẫn. Bước 2: Đối chiếu các câu hỏi với đặc điểm và trình độ khác nhau của học sinh. Trước khi đặt câu hỏi cần phân tích đặc điểm và tính chất của học sinh sẽ sử dụng sao cho đáp ứng tốt các trình độ tri thức, kĩ năng và kinh nghiệm của học sinh về chủ đề hay nội dung bài học. Giáo viên có thể tìm hiểu đặc điểm về cá nhân trong nhóm để định hướng tư duy về kiểu, loại câu hỏi đồng thời lựa chọn hình thức ngôn ngữ thích hợp. Để thực hiện tốt trong bước này thì câu hỏi phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Tính rõ ràng, sáng sủa. Câu hỏi phải đơn giản, tránh đánh đố hoặc có thể hiểu theo nhiều cách và đa nghĩa, dễ làm học sinh hoang mang. Câu hỏi phải rõ nghĩa, rõ ý, tập trung vào một vấn đề có liên quan đến một chủ đề hoặc khái niệm chủ yếu. Không nên chọn những câu hỏi quá dài, quá nhiều từ mà ý lại tản mạn. Còn những câu hỏi khó, phức tạp, vừa phân kì vừa có tính vấn đề lại vừa trừu tượng, vừa nghiêng về lí thuyết, vừa sâu sắc về giá trị tuy không quá tải với phần lớn học sinh song sẽ mất rất nhiều thời gian đặt câu hỏi, giải thích và dễ lạc đề, làm 22 học sinh mất phương hướng suy nghĩ đồng thời chúng có thể làm cho giáo viên lúng túng khi nảy sinh những tình huống bất ngờ đặc biệt khi học sinh hoàn toàn không trả lời nổi. + Tính thách thức. Câu hỏi không nên lặp đi lặp lại, đơn điệu về từ ngữ và cấu trúc; không nên hỏi những câu hỏi quá dễ, ai cũng trả lời được. Câu hỏi cần phải làm cho người trả lời cảm thấy hãnh diện và thoả mãn khi trả lời được, tránh những câu hỏi mà đáp án đã có sẵn trong sách giáo khoa. Tính thách thức tương đồng với tính vấn đề nhưng có thể có câu hỏi thách thức nhằm khơi gợi cảm xúc và khuyến khích thái độ tích cực. + Tính định hướng nhóm hay số đông. Câu hỏi không dành riêng cho cá nhân học sinh nào cả mà hướng vào cả nhóm hay lớp. Nếu câu hỏi được chuẩn bị để cho cá nhân trả lời thì đó là một sai lầm. Nếu làm như vậy thì kĩ thuật hỏi không còn giá trị hỗ trợ giáo viên tác động tích cực đến học sinh. Do định hướng nhóm hay số đông, câu hỏi sẽ tác động đến nhiều người, tác động ấy có ảnh hưởng khuyến khích sự tham gia, cùng suy nghĩ, sự đồng cảm, sự liên kết và hợp tác hành động, quan hệ thân thiện và ý thức trách nhiệm chung cho nhiều học sinh. Để làm rõ tính định hướng nhóm hay số đông, giáo viên phải chọn câu hỏi và cách biểu đạt sao cho học sinh có cảm giác đó không phải là giáo viên hỏi mà cảm thấy đó là các bạn hỏi, là thắc mắc từ trong lòng mình, là giáo viên nói hộ vấn đề hay ý tưởng của mình. Câu hỏi phải gây phản ứng ở nhiều học sinh, ai cũng thấy mình có trách nhiệm phải giải đáp, ai cũng phải suy nghĩ, do đó không khí học tập trong nhóm hay lớp sôi nổi. Các đại từ chỉ định ở câu hỏi nên dùng ở số nhiều, tránh gọi đích danh một học sinh, tránh dùng ngôi "tôi" mà nên dùng "chúng ta", "lớp ta", "nhóm ta", "vấn đề này của chúng ta". . . + Tính vừa sức đối với từng đối tượng học sinh. Đây là yêu cầu chung cho mọi phương pháp dạy học. Câu hỏi phải nằm trong giới hạn của khả năng tri giác thông tin ngôn ngữ, hiểu ngữ nghĩa và ý 23 trong câu, kinh nghiệm cảm giác các tình huống giao tiếp, năng lực tư duy, tưởng tượng, khả năng độc thoại và diễn đạt ý của học sinh. Nhưng yêu cầu đặc biệt ở đây là cần sử dụng hài hoà, cân bằng các kiểu câu hỏi; tránh dùng câu hỏi quá khó, quá phức tạp, có tính vấn đề cao, quá đa trị đối với học sinh yếu kém nhưng cũng không nên dùng những câu hỏi quá dễ, quá đơn giản, đơn điệu đối với những học sinh này. Đối với học sinh giỏi cũng cần tránh hai thái cực như vậy. + Tính biến đổi hay tính tình huống. Câu hỏi được đưa ra phải linh hoạt. Trong một số trường hợp có thể có câu đã định dùng rồi phải bỏ, có những câu hỏi khi tình thế đòi hỏi sẽ phải nhanh chóng đưa ra. Không cần hỏi lấy được, nhưng phải hỏi khi có cơ hội thích hợp. Tập hợp câu hỏi cần hỗn hợp về thể loại, về độ khó, về khuynh hướng và về tính đối tượng. Cần tận dụng các câu hỏi khác nhau, hình dung rõ khi nào và làm thế nào có thể sử dụng những câu hỏi nào để dạy học có hiệu quả cao. Bước 3: Diễn đạt câu hỏi bằng lời sao cho đạt mục đích tốt nhất. Đó là tìm cách phản ánh tốt nhất các ý và nội dung sẽ đưa vào tương tác hỏi - đáp dưới hình thức ngôn ngữ hội thoại hay đối thoại, xác định các câu hỏi bằng hình thái vật chất chứ không còn là ý tưởng nữa. Những từ và cụm từ nghi vấn thường dùng là "ai", "cái gì", "khi nào", "ở đâu", "điều kiện nào", "hiện tượng nào" . . . . Những từ tương tự như thế về chức năng ngữ pháp thường được sử dụng ở các câu hỏi hội tụ, đơn trị, đơn giản, trình độ thấp, nhằm vào sự kiện, các câu hỏi tái hiện. Yêu cầu liên tưởng, ôn tập, hệ thống hoá, tìm hiểu kinh nghiệm của học sinh cần đến các câu hỏi trình độ cao, khó, đa trị, phức tạp, có tính vấn đề, gợi suy nghĩ, suy luận khái quát hoá. Để xây dựng các câu hỏi này người ta thường dùng các từ hỏi như "tại sao", "vì sao", "như thế nào", "do đâu", "làm thế nào", "nguyên nhân nào", "sẽ ra sao". Với cùng một nội dụng, ý tưởng và mục đích, câu hỏi càng ngắn gọn, ít từ, ít mệnh đề, cấu trúc đơn giản, ít thuật ngữ mới lạ càng tốt. Trong câu hỏi nên 24 tránh các hình thức tu từ, tránh từ láy, từ điệp, điệp ngữ, tránh dùng nghĩa bóng và tránh từ đồng âm khác nghĩa. 1.3.3. Tiêu chuẩn về câu hỏi sử dụng trong dạy học Câu hỏi sử dụng trong quá trình dạy học phải đảm bảo các yêu cầu sau [12]: - Câu hỏi phải được diễn đạt chính xác về ngữ pháp và nội dung khoa học. - Câu hỏi phải diễn đạt chính xác điều định hỏi. - Nội dung câu hỏi phải đáp ứng đúng đòi hỏi của sự định hướng hành động tư duy của học sinh trong tình huống cụ thể đang nghiên cứu. - Câu hỏi phải vừa sức, phù hợp với năng lực tư duy và năng lực nhận thức của người học. 1.3.4. Các dạng câu hỏi trong dạy học Câu hỏi có thể được chia thành các kiểu dựa vào những dấu hiệu khác nhau: * Theo quá trình tư duy từ thấp đến cao thì câu hỏi được chia thành hai loại: Câu hỏi cấp thấp và câu hỏi cấp cao [17]. + Câu hỏi cấp thấp. Loại câu hỏi này nhấn mạnh vào trí nhớ và nhớ lại thông tin. Những câu hỏi này tập trung vào các dự kiện và không kiểm tra được sự hiểu biết hay kĩ năng giải quyết vấn đề của học sinh. Chúng tương ứng với các quá trình nhận thức thấp. Các câu hỏi cấp thấp thường dùng các từ hỏi như đại lượng nào, điều kiện nào, khi nào, thuyết nào, định luật nào. Ví dụ: Gia tốc xuất hiện trong những chuyển động nào? Định luật nào thể hiện mỗi quan hệ giữa gia tốc vật thu được và lực tác dụng? Người ta dùng thuyết vật lý nào để giải thích ba định luật về chất khí? Trong quá trình dạy học, câu hỏi cấp thấp được dùng để đánh giá cho tư duy phức tạp và trừu tượng. Dùng loại câu hỏi này giáo viên có thể biết được mức độ của học sinh có thể xử lí được với các câu hỏi yêu cầu phải phân tích, tổng hợp và giải quyết vấn đề hay không? Trong quá trình dạy học giáo viên có thể dùng loại câu hỏi này khi dạy học các đối tượng học sinh có trình độ 25 nhận thức thấp. Câu hỏi cấp thấp có thể dùng để củng cố việc học đặc biệt là đối với những học sinh hổng kiến thức, đang phát triển kiến thức nền và cần phải trải qua các câu hỏi đơn giản để xây dựng sự tự tin của họ trong học tập. Theo các nhà nghiên cứu, câu hỏi cấp thấp hiệu quả đối với học sinh khi kiến thức cần xây dựng là sự mở rộng của kiến thức trước đó. + Câu hỏi cấp cao. Loại câu hỏi này vượt ra khỏi trí nhớ, thông tin dữ liệu, yêu cầu thông tin phức tạp và trừu tượng. Chúng thường dùng các từ hỏi như như thế nào hay tại sao. Ví dụ: Hiện tượng sẽ xẩy ra như thế nào khi ánh sáng chiếu tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt? Tại sao nói: "lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực phát động trong việc di chuyển của người và động vật"? Trong thực tế dạy học, loại câu hỏi này thích hợp khi dạy các đối tượng học sinh khá giỏi còn đối với những học sinh thiếu kiến thức nền thì phải cần nhiều câu hỏi cấp thấp. Chính vì vậy mà giáo viên cần phải trang bị cho học sinh kiến thức cơ bản, những kĩ năng cần thiết trước khi cho học sinh tiếp xúc với câu hỏi cấp cao. Trong quá trình dạy học, để phát triển tư duy khoa học của học sinh thì ta phải dùng nhiều câu hỏi cấp cao. * Theo kiểu câu trả lời được yêu cầu thì có loại câu hỏi hội tụ và câu hỏi phân kì. + Câu hỏi hội tụ. Loại câu hỏi này thường có một câu trả lời đúng. Vì lí do này mà chúng thường bị xác nhận nhầm là các câu hỏi kiến thức cấp thấp, nhưng chúng cũng có thể được xây dựng theo các cách yêu cầu của học sinh lựa chọn các khái niệm phù hợp và tìm ra những vấn đề đề cập đến cấu trúc và các bước. Các câu hỏi hội tụ có thể liên quan đến dữ liệu logic và phức tạp, các ý tưởng trừu tượng, những dị thường và các mỗi quan hệ đa dạng. Theo các công thức nghiên cứu các câu hỏi hội tụ có thể được sử dụng khi học sinh đang cố gắng giải quyết những bài tập khó về toán học và khoa học, đặc biệt 26 là các bài tập đề cập đến sự phân tích các phương trình và các vấn đề về từ ngữ. Ở đây yêu cầu phải tập trung vào các bài tập cụ thể và để đảm bảo trước khi bước sang các cấp độ cao. + Câu hỏi phân kì. Loại câu hỏi này thường là các câu hỏi kết thúc bỏ ngỏ và thường có nhiều câu trả lời phù hợp. Điều quan trọng nhất có thể là việc học sinh đi đến câu trả lời riêng của mình như thế nào, không phải là việc đi đến câu trả lời "đúng". Học sinh phải được giáo viên khuyến khích để phát biểu cách lí giải của mình và để cung cấp các ví dụ và chứng cớ hỗ trợ. Các câu hỏi phân kì được liên hệ với các quá trình tư duy bậc cao và có thể khuyến khích tư duy khoa học và cách học khám phá của học sinh. Thường thì các câu hỏi hội tụ phải được hỏi trước tiên để làm rõ cái mà học sinh biết trước khi đi đến nhiều câu hỏi phân kì hơn. Sự pha trộn giữa các câu hỏi hội tụ với các câu hỏi phân kì sẽ phản ánh khả năng của học sinh, khả năng giải thích các câu hỏi đó của giáo viên và sự thoải mái trong khi xử lí các câu trả lời của học sinh. Câu hỏi hội tụ thường bắt đầu bằng cái gì, ai, khi nào, đại lượng nào, hiện tượng gì, hay ở đâu. Câu hỏi phân kì thường bắt đầu bằng như thế nào hay tại sao. Các câu hỏi với cái gì hay ai được tiếp nối bằng tại sao. Hầu hết các giáo viên đều đặt câu hỏi cái gì, khi nào và ở đâu nhiều hơn là với như thế nào và tại sao, khảng 3 đến 4 câu hỏi hội tụ mới có một câu hỏi phân kì. Lí do là các câu hỏi hội tụ giải thích và phân dạng đơn giản hơn. Chúng có tác dụng giữ học sinh tập trung vào dữ liệu cụ thể và chúng cho nhiều học sinh cơ hội tham gia. Do đó câu hỏi hội tụ tạo ra các câu hỏi tốt để thực hành và ôn lại. Câu hỏi phân kì yêu cầu giáo viên phải linh hoạt hơn. Đối với học sinh các câu hỏi phân kì yêu cầu khả năng đối phó với những cái không chắc chắn về việc đúng hay không và về việc tiếp nhận sự đồng tình hay đồng ý của giáo viên. Nhìn chung tốc độ hỏi chậm hơn. Học sinh có nhiều cơ hội hơn để trao đổi các ý tưởng hay các quan điểm khác nhau. Học sinh cũng có nhiều cơ hội hơn để không đồng ý với nhau và không đồng ý với 27 giáo viên - một việc làm thường không được giáo viên khuyến khích và thường được xem là thiển cận. * Theo hệ thống phân loại các mức độ nhận thức thì câu hỏi được chia thành các loại sau: câu hỏi biết; câu hỏi hiểu; câu hỏi áp dụng; câu hỏi phân tích; câu hỏi tổng hợp; câu hỏi đánh giá. + Câu hỏi biết - Mục tiêu: Nhằm kiểm tra trí nhớ của học sinh về các dữ liệu, số liệu, các định nghĩa, định luật, quy tắc, khái niệm, tên người, địa phương … - Tác dụng đối với học sinh: Giúp học sinh ôn lại những gì đã biết, đã trải qua. - Cách thức dạy học: Khi hình thành câu hỏi giáo viên có thể sử dụng các từ sau đây: Ai…? Cái gì…? ở đâu …? Thế nào …? Khi nào…? Hãy định nghĩa…? Hãy mô tả… Hãy kể lại …. + Câu hỏi hiểu - Mục tiêu: Nhằm kiểm tra học sinh cách liên hệ kết nối các dữ kiện, số liệu, các đặc điểm … khi tiếp nhận thông tin. - Tác dụng đối với học sinh: Giúp học sinh có khả năng nêu ra được những yếu tố cơ bản trong bài học và biết cách so sánh các yếu tố, các sự kiện … trong bài học. - Cách thức dạy học: Khi hình thành câu hỏi giáo viên có thể sử dụng các từ sau đây: Vì sao…? Hãy giải thích…? Hãy so sánh…, Hãy liên hệ …. + Câu hỏi áp dụng - Mục tiêu: Nhằm kiểm tra học sinh khả năng áp dụng những thông tin đã tiếp thu được (các dữ kiện, số liệu, các đặc điểm … ) vào tình huống mới. 28 - Tác dụng đối với học sinh: Giúp học sinh hiểu được nội dung kiến thức, các khái niệm, định luật và biết cách lựa chọn nhiều phương pháp để giải quyết vấn đề trong cuộc sống. Loại câu hỏi này đòi hỏi tư duy khoa học. - Cách thức dạy học: Khi dạy học giáo viên cần tạo ra các tình huống mới, các bài tập, các ví dụ, giúp học sinh vận dụng các kiến thức đã học. Giáo viên có thể đưa ra nhiều câu trả lời khác để học sinh lựa chọn một câu trả lời đúng. Chính việc so sánh các lời giải khác nhau là một quá trình tích cực. + Câu hỏi phân tích - Mục tiêu: Nhằm kiểm tra học sinh khả năng phân tích nội dung vấn đề, để tìm ra mối liên hệ hoặc chứng minh luận điểm hoặc đi đến kết luận. - Tác dụng đối với học sinh: Giúp học sinh tìm ra được các mối quan hệ trong hiện tượng, sự kiện, tự diễn giải hoặc đưa ra kết luận riêng, từ đó phát triển được tư duy logic. - Cách thức dạy học: Câu hỏi phân tích thường đòi hỏi học sinh phải trả lời: Tại sao? (khi giải thích nguyên nhân). Em có nhận xét gì? (khi đi đến kết luận). Em có thể diễn đạt như thế nào? (khi chứng minh luận điểm). Câu hỏi phân tích thường có nhiều lời giải. + Câu hỏi tổng hợp - Mục tiêu: Nhằm kiểm tra khả năng của học sinh có thể đưa ra những dự đoán, cách giải quyết vấn đề, các câu trả lời hoặc đề xuất có tính sáng tạo. - Tác dụng đối với học sinh: Kích thích sự sáng tạo của học sinh, hướng các em tìm ra nhân tố mới … - Cách thức dạy học: Giáo viên cần đưa ra những tình huống, những câu hỏi, khiến học sinh phải suy đoán, có thể tự do đưa ra những lời giải mang tính sáng tạo riêng của mình. Câu hỏi tổng hợp đòi hỏi giáo viên phải có nhiều thời gian chuẩn bị. 29 + Câu hỏi đánh giá - Mục tiêu: Nhằm kiểm tra khả năng đóng góp ý kiến, sự phán đoán của học sinh trong việc nhận định đánh giá các ý tưởng, sự kiện, hiện tượng … dựa trên các tiêu chí đã đưa ra. Loại câu hỏi này bồi dưỡng tư duy phức tạp. - Tác dụng đối với học sinh: Thúc đẩy sự tìm tòi tri thức, sự xác định giá trị của học sinh. - Cách thức dạy học: Giáo viên có thể tham khảo một số gợi ý sau đây để xây dựng các câu hỏi đánh giá: Hiệu quả sử dụng của nó như thế nào? Việc làm đó có thành công không? Tại sao? Theo em trong số các giả thuyết nêu ra, giả thuyết nào hợp lý nhất và tại sao?. Ngoài ra còn có một số cách phân loại khác nữa nhưng ở đây chúng tôi chỉ đề cập đến ba cách phân loại trên. 1.3.5. Câu hỏi định hướng phát triển tư duy trong dạy học vật lý Câu hỏi định hướng phát triển tư duy là câu hỏi chủ định cho hành động tư duy, để bồi dưỡng và rèn luyện các thao tác tư duy cụ thể trong hoạt động nhận thức của học sinh. Câu hỏi định hướng phát triển tư duy hiểu theo một cách ngắn gọn đó là dạng câu hỏi định hướng tư duy. Khi dạy một nội dung cụ thể, ta có thể chia nội dung đó thành hệ thống các bài tập nhận thức (chuỗi bài tập nhận thức). Để giải mỗi bài tập nhận thức tức là học sinh phải trả lời được một câu hỏi định hướng tư duy. Hệ thống câu hỏi đó gọi là hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy. Sau đây là bảng các loại câu hỏi định hướng đòi hỏi các thao tác tư duy. (Xem Bảng 1.2) Có thể thấy câu hỏi có mục đích định hướng hành động tư duy của học sinh trong hoạt động nhận thức, đòi hỏi học sinh phải biết sử dụng các thao tác tư duy đúng. Rèn luyện thường xuyên như thế là một phương pháp dạy tư duy, làm cho tư duy của học sinh ngày càng phát triển. 30 Bảng 1.2. 1 Các loại định hướng tư Tổ chức hoạt động rèn duy luyện thao tác tư duy Ví dụ (Theo mẫu thức câu hỏi) (Hoạt động tư duy) Câu hỏi yêu cầu so sánh So sánh (ý kiến cơ bản) - Hiện tượng Dùng sự vật này, hiện - Nhận biết các vấn đề quang điện bên tượng này có những ( sự kiện, hoạt động . . .) trong có những điểm nào giống nhau và cần so sánh điểm nào giống giống nhau như thế nào? - Phân biệt các thuộc tính, và khác với Dùng sự vật này, hiện đặc điểm của chúng hiện tượng tượng này có những - Xác định những điểm quang điện bên điểm nào khác nhau và giống nhau và khác nhau ngoài? khác nhau như thế nào? giữa chúng - Diễn đạt những điểm giống nhau và khác nhau 2 3 Câu hỏi yêu cầu phân một cách chính xác Phân loại - Chúng ta có loại - Nhận biết các hiện thể chia sóng Chúng ta có thể sắp xếp tượng, sự kiện, khái cơ thành mấy sự vật, hiện tượng, khái niệm . . . cần phân loại loại? niệm này thuộc vào - Phân chia thông tin - Chúng ta có những nhóm nào? thành các nhóm thể chia Chúng có đặc điểm nào - Hình thành nguyên tắc chuyển động chung? Đặc trưng cơ phân loại cơ thành những bản của chúng là gì? - Tiến hành phân loại dựa loại chuyển trên nguyên tắc đã hình động nào? Câu hỏi yêu cầu cần thành Quy nạp - Từ những thí phải suy luận quy nạp. - Nêu các giả thuyết, nghiệm trên có Dựa trên những sự kiện chứng minh, kiểm chứng thể rút ra kết 31 4 sau đây có thể rút ra kết các giả thuyết bằng những luận gì về luận gì? chứng cứ cụ thể thuyết nguyên nhân phục gây ra dòng Câu hỏi yêu cầu cần Suy diễn điện cảm ứng? - Từ định luật phải suy luận diễn dịch: - Từ vấn đề A đã biết có II Newton hãy Theo định luật, nguyên thể suy ra vấn đề B. lập luận để đưa lí, thuyết trên có thể tiên ra ý nghĩa của đoán điều gì? Có thể khối lượng? giải thích điều đó như thế nào? Nếu xẩy ra hiện tượng đó thì điều gì 5 tiếp theo sẽ xẩy ra? Câu hỏi để phân tích lỗi (đánh giá): Phân tích lỗi Có hai loại lỗi thường Trong lập luận trên hoặc mắc phải: - Lập luận để tìm lỗi sai trong hầu hết ý kiến trên có điểm nào - Lỗi trong logic suy luận: các bài tập chưa chính xác? Có Thể hiện sự mâu thuẫn điểm nào sai? Sai như của lập luận, sự không thế nào? Có thể sửa lại thuyết phục của bằng như thế nào? chứng, sự không đi vào vấn đề chủ yếu (bản chất) mà sa vào các vấn đề vụn vặt, không bản chất. - Các lỗi trong thực hiện hay trình bày vấn đề: Không quan tâm, bác bỏ bất cứ ý kiến nào trái ngược; Không thừa nhận thực tế, áp đặt bằng mọi ngụy biện. 32 giá, sử dụng chứng cứ sai, không có giá trị để giải 6 7 8 Câu hỏi yêu cầu lí lẽ lập quyết vấn đề . . . Xây dựng sự ủng hộ: - Tại sao hai luận để chứng minh - Làm cho người đối diện dây dẫn mang Dựa vào đâu mà em thích thú vấn đề của mình dòng điện cùng khẳng định điều này là ( thuyết phục), Làm cho chiều lại hút đúng (sai)? Điểm hạn người đối diện tin vào lập nhau? chế (thuyết phục) của luận của mình, lôi cuốn lập luận trên là gì? . . . người đối diện bằng Câu hỏi cần phải tư duy những lí lẽ, lập luận . . . Khái quát hoá khái quát hóa - Tìm mỗi liên hệ giữa các hiện tượng trên Hãy rút ra những điểm vấn đề khác nhau hoặc - Từ những có thể kết luận chung của những vấn đề mỗi liện hệ giữa các yếu gì về nguồn trên? tố trong một vấn đề. gốc của từ Câu hỏi cần phải phân Phân tích quan điểm trường? - Để đo điện tích quan điểm - Thử nhìn nhận lại vấn đề trở của vật dẫn Tại sao kết quả đó được từ một quan điểm khác ta chọn mắc cho là đúng (sai, tốt, - Xác định lí lẽ đằng sau các linh kiện xấu)? Chính xác? quan điểm khác đó nhằm theo sơ đồ Không chính xác? đưa ra quan điểm của nào? Tại sao? Em có kiến nghị gì về mình. về vấn đề hay kết quả này? Câu trả lời của học sinh là sản phẩm của hành động tư duy. Sản phẩm đó cũng có thể là đúng của hoạt động nhận thức cũng có thể là sai lầm. Để làm rõ sai lầm của học sinh trong khi trả lời thì giáo viên có thể dành thời gian cho các em phân tích, thảo luận, đánh giá kết quả nhận thức trong câu trả lời hoặc 33 giáo viên phân tích câu trả lời của học sinh để chỉ ra chỗ sai trong khi thực hiện các thao tác tư duy và hướng dẫn sửa chữa sai lầm đó. Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy có thể được dùng theo hai hình thức sau đây: Cách 1: Dạy nội dung theo cách truyền thống quen thuộc, GV đưa ra các câu hỏi có tính tái hiện thông tin. Cách 2: Đặt ra câu hỏi có tính khái quát để định hướng việc dạy và học phần nội dung tương ứng, từ đó quyết định chiến lược dạy và học hướng tới việc trả lời hệ thống câu hỏi đặt ra. Câu hỏi khái quát có tính định hướng cao chỉ rõ mục tiêu mà hoạt động học phải đạt tới. Bảng 1.3 Cách 1 – Sử dụng câu hỏi Cách 2 – Sử dụng câu hỏi - Học sinh thụ động tiếp nhận nội - Câu hỏi khái quát có tính định hướng dung cao, chỉ rõ mục tiêu mà hoạt động học - Dành nhiều quỹ thời gian cho phải đạt tới. việc dạy nội dung (thông báo, giải - Học sinh biết rõ mục tiêu của việc học, thích) tham gia chủ động, tích cực vào việc - Học sinh ít có cơ hội hành động học. nhận thức, ít được rèn luyện các - Học sinh lĩnh hội kiến thức mới vận thao tác tư duy trong quá trình học dụng ngay để trả lời các câu hỏi có tính tập. khái quát từ thấp đến cao. - Tiếp nhận nội dung thụ động, học - Học sinh vừa hành động giải quyết sinh khó có thể tư duy suy luận từng câu hỏi vừa tổng hợp, tổ chức lại trên nền kiến thức vừa học. nội dung. Cách 1 và cách 2 đều sử dụng câu hỏi, mục đích sử dụng câu hỏi có điểm chung, có mức độ và chức năng trong hoạt động nhận thức. Cách 2 vận dụng phổ biến đi theo mô hình dạy học tích cực. Có thể thấy được thông qua Bảng 1.3. 34 Hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy theo các phương pháp dạy học khác nhau cho một nội dung cụ thể được coi là một thành tố quan trọng của một hoạt động dạy học theo Sơ đồ 1.1. Sơ đồ 1.1 Các chủ đề (bài học) cụ thể Mục tiêu bài học Vấn đề (câu hỏi khái quát) Hệ thống câu hỏi định hướng Tổ chức quá trình dạy học 1.3.6. Một số kỹ năng cần thiết đối với giáo viên khi đưa ra câu hỏi cho học sinh Khi đưa ra câu hỏi cho HS, GV cần thiết phải có những kỹ năng sau: Kỹ năng thứ nhất: Dừng lại sau khi đặt câu hỏi. - Mục tiêu: * Tích cực hóa suy nghĩ của tất cả học sinh. * Đưa ra các câu hỏi tốt hơn hoàn chỉnh hơn. - Tác dụng đối với học sinh: Dành thời gian cho học sinh suy nghĩ để tìm ra lời giải. - Cách thức dạy học 35 * Giáo viên “sử dụng thời gian chờ đợi” (3 – 5 giây) sau khi đưa ra câu hỏi. * Chỉ định một học sinh đưa ra câu trả lời ngay sau “thời gian chờ đợi” Kỹ năng thứ hai: Phản ứng với câu trả lời sai của học sinh. - Mục tiêu: * Nâng cao chất lượng câu trả lời của học sinh. * Tạo ra sự tương tác cởi mở và khuyến khích sự trao đổi. - Tác dụng đối với học sinh: Khi giáo viên phản ứng với câu trả lời sai của học sinh có thể xảy ra hai tình huống sau: * Phản ứng tiêu cực: phản ứng về mặt tình cảm học sinh tránh không tham gia vào họat động. * Phản ứng tích cực: Học sinh cảm thấy mình được tôn trọng, được kích thích phấn chấn và có thể có sáng kiến trong tương lai. - Cách thức dạy học * Giáo viên quan sát các phản ứng của học sinh khi bạn mình trả lời sai (sự khác nhau của từng cá nhân) . * Tạo cơ hội lần hai cho học sinh trả lời bằng cách: không chê bai, chỉ trích hoặc phạt để gây ức chế tư duy của học sinh. * Sử dụng một phần câu trả lời của học sinh để khuyến khích học sinh tiếp tục thực hiện. Kỹ năng thứ ba: Tích cực hoá tất cả học sinh. - Mục tiêu: * Tăng cường sự tham gia của học sinh trong quá trình học tập. 36 * Tạo sự công bằng trong lớp học. - Tác dụng đối với học sinh: * Phát triển được ở học sinh những cảm tưởng tích cực như học sinh cảm thấy “những việc làm đó dành cho mình” . * Kích thích được học sinh tham gia tích cực vào các họat động học tập. - Cách thức dạy học * Giáo viên chuẩn bị trước bảng các câu hỏi và nói với học sinh: “các em sẽ được lần lượt được gọi lên để trả lời câu hỏi”. * Gọi học sinh mạnh dạn và học sinh nhút nhát phát biểu. * Tránh làm việc chỉ trong một nhóm nhỏ. * Có thể gọi cùng một học sinh vài lần khác nhau. Kỹ năng thứ tư: Phân phối câu hỏi cho cả lớp - Mục tiêu: * Tăng cường sự tham gia của học sinh trong quá trình học tập. * Giảm “thời gian nói của giáo viên”. * Thay đổi khuôn mẫu “hỏi - trả lời” - Tác dụng đối với học sinh: * Chú ý nhiều hơn các câu trả lời của nhau. * Phản ứng với câu trả lời của nhau. * Học sinh tập trung chú ý tham gia tích cực vào việc trả lời câu hỏi của giáo viên. - Cách thức dạy học 37 * Giáo viên cần chuẩn bị trước và đưa ra các câu trả lời tốt (câu hỏi mở, có nhiều cách trả lời, có nhiều giải pháp khác nhau. Câu hỏi phải rõ ràng, dễ hiểu, súc tích). Giọng nói của giáo viên phải đủ to cho cả lớp nghe thấy. * Khi hỏi học sinh, trong trường hợp câu hỏi khó nên đưa ra cho cả lớp nghe thấy. * Khi gọi học sinh có thể sử dụng cả cử chỉ. * Giáo viên cố gắng hỏi nhiều học sinh, cần chú ý hỏi những học sinh thụ động và các học sinh ngồi khuất cuối lớp. Kỹ năng thứ năm: Tập trung vào trọng tâm. - Mục tiêu: * Giúp học sinh hiểu đuợc trọng tâm bài học thông qua việc trả lời câu hỏi. * Khắc phục tình trạng học sinh đưa ra câu trả lời “em không biết”, hoặc câu trả lời không đúng. - Tác dụng đối với học sinh: * Học sinh phải suy nghĩ, tìm ra các sai sót hoặc lấp các “chỗ hổng” của kiến thức. * Có cơ hội để tiến bộ. * Học theo cách khám phá “từng bước một” - Cách thức dạy học * Giáo viên chuẩn bị trước và đưa cho học sinh những câu hỏi cụ thể, phù hợp với những nội dung chính của bài học * Đối với các câu hỏi khó có thể đưa ra những gợi ý nhỏ cho các câu trả lời. * Trường hợp nhiều học sinh không trả lời được, giáo viên nên tổ chức cho học sinh thảo luân nhóm. 38 * Giáo viên dựa vào một phần nào đó câu trả lời của học sinh để đặt tiếp câu hỏi.Tuy nhiên cần tránh đưa ra các câu hỏi vụn vặt, không có chất lượng. Kỹ năng thứ sáu: Kỹ năng giải thích. - Mục tiêu: * Nâng cao chất lượng câu trả lời chưa hoàn chỉnh. - Tác dụng đối với học sinh: * Học sinh đưa ra câu trả lời hoàn chỉnh hơn. - Cách thức dạy học * Giáo viên có thể đặt ra các câu hỏi yêu cầu học sinh đưa thêm thông tin. Kỹ năng thứ bảy: Kỹ năng liên hệ. - Mục tiêu: * Nâng cao chất lượng cho các câu trả lời chỉ đơn thuần trong phạm vi kiến thức của bài học, phát triển mối liên hệ trong quá trình tư duy. - Tác dụng đối với học sinh: * Giúp học sinh hiểu sâu hơn bài học thông qua việc liên hệ với các kiến thức khác. - Cách thức dạy học * Giáo viên yêu cầu học sinh liên hệ các câu trả lời của mình với những kiến thức đã học của môn học và những môn học khác có liên quan. Tránh nhắc lại câu hỏi của mình. - Mục tiêu: * Giảm “thời gian giáo viên nói”. * Thúc đẩy sự tham gia tích cực của học sinh. 39 - Tác dụng đối với học sinh: * Học sinh chú ý nghe lời giáo viên nói hơn. * Có nhiều thời gian để học sinh trả lời hơn * Tham gia tích cực hơn vào các họat động thảo luận. - Cách thức dạy học * Giáo viên chuẩn bị trước câu hỏi và có cách hỏi rõ ràng, súc tích, áp dụng tổng hợp các kỹ năng nhỏ đã nêu ở trên. Kỹ năng thứ chín: Tránh tự trả lời câu hỏi của mình. - Mục tiêu: * Tăng cường sự tham gia của học sinh. * Hạn chế sự tham gia của giáo viên. - Tác dụng đối với học sinh: * Học sinh tích cực tham gia vào các họat động học tập như suy nghĩ để giải bài tập, thảo luận, phát biểu để tìm kiếm tri thức…. * Thúc đẩy sự tương tác: học sinh với giáo viên, học sinh với học sinh. - Cách thức dạy học * Giáo viên tạo ra sự tương tác giữa học sinh với học sinh làm cho giờ học không bị đơn điệu. Nếu có học sinh chưa rõ câu hỏi, giáo viên cần chỉ định học sinh khác nhắc lại câu hỏi. * Câu hỏi phải dễ hiểu, phù hợp với trình độ học sinh, với nội dung kiến thức bài học. Đối với các câu hỏi yêu cầu học sinh trả lời về những kiến thức mới, thì những kiến thức đó phải có mối liên hệ với những kiến thức cũ mà học sinh đã được học hoặc tiếp thu được từ thực tế cuộc sống. Kỹ năng thứ mười: Tránh nhắc lại câu trả lời của học sinh. 40 - Mục tiêu: * Phát triển mô hình có sự tương tác giữa học sinh với học sinh, tăng cường tính độc lập của học sinh. * Giảm thời gian nói của giáo viên. - Tác dụng đối với học sinh: * Phát triển khả năng tham gia vào họat động thảo luận và nhận xét các câu trả lời của nhau. * Thúc đẩy học sinh tự tìm ra câu trả lời hoàn chỉnh. - Cách thức dạy học * Để đánh giá được câu trả lời của học sinh đúng hay chưa đúng, giáo viên nên chỉ định các học sinh khác nhận xét về câu trả lời của bạn, sau đó giáo viên hãy kết luận. 1.4. Thực trạng sử dụng câu hỏi của giáo viên trong quá trình dạy học vật lý Trong những năm gần đây chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu việc sử dụng câu hỏi định hướng tư duy của giáo viên trong quá trình dạy học ở các trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An qua phiếu điều tra (phụ lục 1) cho thấy: - Khi thiết kế và thi công bài dạy: dạy bài kiến thức mới, dạy bài tập, dạy bài ôn tập chương, dạy chuyên đề, dạy bài thực hành…GV chỉ đặt câu hỏi với những học sinh có năng lực học tập từ trung bình trở lên còn học sinh yếu thì gần như bị lãng quên một bên bởi GV chỉ thích HS trả lời câu hỏi một cách theo kỳ vọng. Thậm chí khi Hs trả lời “Em không hiểu” thì GV lại cho ngồi xuống mà không cho HS thêm một cơ hội để trả lời.…… Một số giáo viên đặc biệt là các giáo viên mới ra trường chưa chú ý đầu tư vào việc xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng tư duy để dạy các đơn vị kiến thức, nếu có thì cũng chỉ soạn vài câu hỏi để học sinh nêu lên nội dung đã được in đậm trong 41 sách giáo khoa. Nói chung rất ít GV thành thạo cách đặt câu hỏi và xử lí các tình huống khi đưa ra câu hỏi cho HS. - Khi đặt câu hỏi, GV thường mắc một số sai lầm như: chỉ dành cho HS thông minh; khuyến khích học sinh trả lời theo kiểu võ đoán; không yêu cầu HS lập luận để chứng minh câu trả lời của mình là đúng; - Trong đổi mới phương pháp dạy học thì chúng ta đã nhắc rất nhiều, song một phương tiện đắc lực được sử dung trong dạy học, đặc biệt là trong các phương pháp dạy học tích cực cũng chưa được đề cập đúng mức, đó là câu hỏi và vấn đề sử dụng câu hỏi trong quá trình dạy học. Qua điều tra thực tế giảng dạy vật lý ở trường THPT – DTNT Tân Kỳ chúng tôi có một số nhận xét sau: - Hiện nay hầu hết GV rất quan tâm đến phương pháp dạy học tích cực, chú trọng đến quá trình kỹ thuật, nắm vững các bước thực hiện trong dạy học bằng một số phương pháp như: Dạy học bằng phương pháp thực nghiệm, dạy học giải quyết vấn đề, dạy học theo dự án . . . Vận dụng vào dạy học vật lý với những nội dung cụ thể. - Có 40% GV quan tâm đến câu hỏi, sử dụng câu hỏi - Có 60% GV đặt câu hỏi ở mức độ thấp và có quan niệm dùng cho mọi đối tượng học sinh. - Khái niệm câu hỏi định hướng phát triển tư duy, hệ thống câu hỏi định hướng tư duy, dạy học dựa trên hệ thống câu hỏi định hướng tư duy chỉ có 25% GV có đọc và nghe qua. Nguyên nhân của tình trạng trên là: - Rất ít tài liệu viết về câu hỏi định hướng phát triển tư duy và vai trò của câu hỏi trong dạy học. Các tài liệu tham khảo chủ yếu là bài tập và lời giải mà gần như không có tài liệu nào đưa ra hệ thống câu hỏi để giúp học sinh ôn tập hay hướng dẫn HS giải bài tập. - Giáo viên chưa ý thức được vai trò quan trọng của câu hỏi trong việc phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh. 42 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài về việc xây dựng hệ thống CHĐH tư duy được trình bày trong chương có thể tóm tắt như sau: 43 Bản chất dạy học lấy người học làm trung tâm là người học độc lập, tự lực tích cực hoạt động nhận thức thông qua hành động học. Hoạt động tư duy khao học của người học được bồi dưỡng và phát triển. Các phương pháp dạy học tích cực đều cùng mục đích hướng đến sự phát triển trí tuệ của HS. Tư duy vật lý là sự quan sát các hiện tượng vật lý, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng mối quan hệ định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lý, dự đoán các hệ quả mới từ các thuyết và vận dụng sáng tạo những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn. Các biện pháp tích cực hóa hoạt động tư duy của HS trong dạy học vật lý. - Biện pháp 1: Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích sự ham muốn hiểu biết của học sinh - Biện pháp 2: Xây dựng logic nội dung phù hợp đối với đối tượng học sinh. - Biện pháp 3: Rèn luyện cho học sinh các thao tác tư duy, những hành động nhận thức phổ biến trong dạy học vật lý. - Biện pháp 4: Dạy học sinh nhận thức theo phương pháp nhận thức của các nhà vật lý. - Biện pháp 5: Rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho học sinh. Câu hỏi là dạng cấu trúc ngôn ngữ diễn đạt một yêu cầu, một đòi hỏi, một mệnh đề cần được giải quyết. Có thể hiểu câu hỏi là một mệnh đề trong đó chứa một vấn đề chưa biết. Câu hỏi được sử dụng vào những mục đích khác nhau ở những khâu khác nhau của quá trình dạy học. Quy trình xây dựng câu hỏi định hướng tư duy: - Chuẩn bị câu hỏi ban ban đầu. - Đối chiếu các câu hỏi với đặc điểm và trình độ khác nhau của học sinh. - Diễn đạt câu hỏi bằng lời sao cho đạt mục đích tốt nhất. 44 Tiêu chuẩn về câu hỏi sử dụng trong dạy học: - Câu hỏi phải được diễn đạt chính xác về ngữ pháp và nội dung khoa học. - Câu hỏi phải diễn đạt chính xác điều định hỏi. - Nội dung câu hỏi phải đáp ứng đúng đòi hỏi của sự định hướng hành động tư duy của học sinh trong tình huống cụ thể đang nghiên cứu. - Câu hỏi phải vừa sức, phù hợp với năng lực tư duy và năng lực nhận thức của người học. Các dạng câu hỏi trong dạy học và một số kỹ năng cần thiết khi đưa ra câu hỏi cho HS. Quy trình xây dựng hệ thống CHĐH tư duy được chúng tôi vận dụng xây dựng hệ thống CHĐH tư duy chương “Dòng điện xoay chiều” vật lý 12 chương trình nâng cao sẽ trình bày ở chương 2. Chương 2 45 XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯ DUY CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÝ 12 CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO 2.1. Nội dung dạy học của chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 Nâng cao 2.1.1. Nội dung dạy học Kiến thức vật lý của chương dòng điện xoay chiều ta có thể chia thành ba phần chính: Đại cương về dòng điện xoay chiều, các máy điện và truyền tải điện năng đi xa. + Đại cương về dòng điện xoay chiều nghiên cứu về dòng điện xoay chiều trong các loại đoạn mạch: chỉ có điện trở thuần (R); chỉ có cuộn cảm (L); chỉ có tụ điện (C); đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. Sự lệch pha giữa dòng điện và điện áp hai đầu đoạn mạch, tổng trở, công suất tiêu thụ của đoạn mạch theo phương pháp giản đồ véc tơ và định luật ôm cho từng đoạn mạch. Hiện tượng cộng hưởng điện trong đoạn mạch RLC mắc nối tiếp + Các loại máy điện, chúng ta nghiên cứu ba loại máy đó là: Máy phát điện xoay chiều, động cơ điện và máy biến áp. Cả ba loại máy này đều nghiên cứu về nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và hoạt động của từng máy. Với động cơ điện nghiên cứu loại động cơ điện không đồng bộ ba pha còn máy phát điện xoay chiều nghiên cứu về máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha. + Sự truyền tải điện năng đi xa nghiên cứu vai trò của máy biến áp trong sự truyền tải điện năng đi xa và nguyên tắc truyền tải điện năng. 2.1.2. Cấu trúc của chương Trong quá trình dạy học vận dụng hệ thống câu hỏi định hướng tư duy thì việc nắm được cấu trúc logic sự phát triển nội dung trong chương là cần thiết. Dưới đây là Grap tiến trình phát triến nội dung của chương "Dòng điện xoay chiều" 46 47 2.2. Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng tư duy của học sinh trong dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 - Nâng cao 2.2.1. Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy trong thiết kế bài học xây dựng kiến thức mới Bài 26: Dòng điện xoay chiều Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần Hệ thống câu hỏi định hướng 1. Suất điện động xoay chiều Câu trả lời kì vọng CH 1: Làm thế nào để tạo ra được - Cho khung dây quay đều trong từ suất điện động xoay chiều trong trường sao cho từ thông gửi qua khung khung dây dẫn? dây biến đổi điều hòa. - Điều gì sẽ xẩy ra với khung dây khi nó quay trong từ trường? Tại sao? CH 2: Suất điện động biến đổi theo - Suất điện động biến đổi theo quy luật quy luật nào? hàm sin theo thời gian. 2. Điện áp xoay chiều. Dòng điện xoay chiều CH 1: Làm thế nào để tạo ra một - Nối hai cực của máy phát với một hiệu điện thế, dòng điện biến thiên đoạn mạch dạng sin theo thời gian? CH 2: Thế nào là điện áp xoay chiều? Dòng điện xoay chiều? CH 3: Độ lệch pha giữa u và i được - Độ lệch pha giữa u và i được xác xác định theo biểu thức nào? định: - Cho i I 0cos  t  i  thì biểu thức Biểu thức u có dạng: u có dạng nào? u U 0 cos  t  i    (2) - Cho u U 0cos  t  u  thì biểu Biểu thức i có dạng: thức i có dạng nào?  u  i (1) i I 0 cos  t  u    (3) 48 CH 4: Dựa vào hình 26.2 SGK, hãy cho biết trong hai đại lượng u(t) và i(t) biến thiên sớm pha i(t) đại lượng nào biến thiên sớm  2 so với u(t) pha hơn và sớm pha một lượng bằng bao nhiêu? 3. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần CH 1: Hãy thiết kế một phương án để nghiên cứu mối quan hệ giữa i và u trong đoạn mạch xoay chiều u U0  cos  t  u  I 0cos  t  u  (4) R R chỉ có điện trở thuần? i - Dựa vào định luật nào để thiết lập - Cường độ dòng điện biến thiên đồng mối quan hệ giữa i và u? pha với điện áp giữa hai đầu điện trở - Trong điều kiện nào thì có thể áp và có biên độ xác định bởi: dụng định luật Ôm đối với dòng U I 0  0 (5) R điện không đổi cho dòng điện xoay chiều? 4. Giá trị hiệu dụng CH 1: Công suất tỏa nhiệt tức thời của dòng điện xoay chiều biến thiên theo quy luật nào? So sánh chu kỳ biến đổi của công suất với chu kỳ biến đổi của dòng điện? RI 02 RI 02 p ui RI cos t   cos2t (6) 2 2 2 0 2 Nhận xét: Công suất tỏa nhiệt tức thời biến thiên tuần hoàn quanh giá trị RI 02 2 với tần số bằng hai lần tần số dòng điện, do đó có chu kỳ bằng 1/2 chu kỳ CH 2: Công suất tỏa nhiệt trung dao động của dòng điện. 49 bình được xác định như thế nào? Vì sao lại được biểu thức đó? RI 02 p RI cos t  (7) 2 2 0 2 CH 3: Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t được xác định như thế nào? Q RI 02 t (8) 2 I I0 (9) 2 CH 4: Phải cho dòng điện không đổi có cường độ bằng bao nhiêu để khi nó chạy qua điện trở nói trên Tương tự: trong cùng thời gian t thì nhiệt U lượng tỏa ra cũng bằng Q? U0 2 E (10) E0 (11) 2 CH 5: Thế nào là cường độ dòng - Cường độ hiệu dụng của dòng điện điện hiệu dụng của dòng điện xoay xoay chiều bằng cường độ của một chiều? dòng điện không đổi, nếu cho hai dòng điện đó lần lượt đi qua cùng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì nhiệt lượng tỏa ra bằng CH 6: Nêu ví dụ về tác dụng của nhau. dòng điện không phụ thuộc vào - Tác dụng nhiệt. Tác dụng này phụ chiều của dòng điện? Tác dụng đó thuộc vào bình phương cường độ dòng phụ thuộc như thế nào vào cường điện độ dòng điện? - Các dụng cụ đo dựa trên tác dụng CH 7: Để đo các giá trị hiệu dụng, không phụ thuộc vào chiều của dòng người ta chế tạo dụng cụ đo dựa điện. trên nguyên tắc nào? 5. Biểu diễn bằng véc tơ quay CH 1: Hãy biểu diễn i I 0cos t và o I U Hình 2.1 u U 0 cos t bằng véc tơ quay? Bài 27: Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện, cuộn cảm x 50 Hệ thống câu hỏi định hướng 1. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện Câu trả lời kì vọng CH 1: Để khảo sát tác dụng của tụ điện đối - HS thiết kế mạch như hình với dòng điện xoay chiều chúng ta có thể C D1 thiết kế mạch điện như thế nào? D2 Hình 2.2 CH 2: Dựa vào đâu để biết dòng điện xoay chiều “đi qua” được tụ điện? - Đèn D2 sáng chứng tỏ DĐXC CH 3: Tại sao tụ điện không cho dòng một “đi qua” được tụ điện. chiều đi qua mà lại cho dòng xoay chiều “đi qua”? - Vì giữa hai bản tụ là điện môi + Tụ điện có cấu tạo như thế nào? + Dựa vào sự tích và phóng của tụ điện, hãy giải thích tại sao tụ cho dòng xoay chiều “đi qua”? CH 4: Tụ điện có cản trở dòng xoay chiều - Có vì đèn D2 sáng kém hơn đèn không? Tại sao? D1 - Độ sáng của đèn D2 yếu hơn đèn D1 chứng tỏ điều gì? Xét mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện. CH 5: Nếu đặt hai đầu tụ điện một điện áp u U 0 sin t thì cường độ dòng điện trong - Điện tích của tụ: mạch được xác định theo biểu thức nào? q cu CU 0 sin t (1) - Điện tích của tụ được xác định theo biểu thức nào? - Cường độ dòng điện trong - Cường độ dòng điện tức thời trong mạch mạch: được xác định như thế nào? i dq CU 0 cost I 0cost (2) dt 51 - Cường độ dòng điện biến thiên theo quy Với I 0 CU 0 (3) luật nào? - Cường độ dòng điện biến thiên CH 6. Hãy biểu diễn u và i trên cùng một giản đồ véc tơ? sớm pha  so với điện áp giữa 2 hai bản tụ o I x UC Hình 2.3 CH 7: Cường độ hiệu dụng và điện áp hiệu dụng quan hệ với nhau theo biểu thức nào? I CU  U  U 1 ZC (4) CH 8: Đại lượng Zc giữ vai trò tương tự C như đại lượng nào? - Đại lượng ZC đóng vai trò như điện trở và được gọi là dung CH 9: Dung kháng của một tụ điện phụ kháng của tụ điện. thuộc vào những yếu tố nào? - Dung kháng của một tụ điện CH 10: Tụ điện có điện dung 1µF mắc phụ thuộc vào điện dung của tụ trong mạng điện xoay chiều dân dụng của điện và tần số góc  của dòng nước ta có dung kháng bằng bao nhiêu? điện (hoặc f hoặc T). CH 11: Từ biểu thức (4) hãy giải thích tại sao tụ không cho dòng không đổi, một chiều đi qua? 2. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn Z C 3185 - Đối với dòng không đổi thì f = 0 nên cảm kháng bằng vô cùng. cảm CH 1: Thế nào là cuộn cảm? Cuộn cảm thuần? CH 2: Độ tự cảm của một cuộn dây phụ thuộc vào các yếu tố nào? CH 3: Độ tự cảm của cuộn dây sẽ thay đổi như thế nào khi rút lõi thép ra? - Độ tự cảm của một cuộn dây phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, số vòng và độ từ thẩm của lõi thép. - Nếu rút lõi thép ra thì độ tự cảm của cuộn dây sẽ giảm 52 CH 4: Cuộn cảm thuần ảnh hưởng như thế nào tới dòng điện không đổi ? - Không ảnh hưởng tới dòng điện không đổi CH 5: Cuộn cảm thuần ảnh hưởng như thế - Mạch điện được mắc như hình nào tới DĐXC? 27.5 SGK - Hãy thiết kế một mạch điện để khảo sát tác dụng của cuộn cảm thuần đối với - Cuộn cảm thuần có tác dụng DĐXC? cản trở DĐXC - Cuộn cảm thuần có cản trở DĐXC không? Tại sao? + Khóa K đóng đèn D sáng hơn, hiện tượng đó chứng tỏ điều gì? + Khi K mở, rút lõi sắt ra khỏi cuộn cảm thì độ sáng của đèn tăng lên, hiện tượng đó chứng tỏ điều gì? - Suất điện động cảm ứng: Xét mạch điện chỉ có cuộn cảm thuần e  L CH 6: Nếu i I 0cost thì điện áp giữa hai Điện áp giữa hai đầu cuộn cảm: di  LI 0 sin t dt đầu cuộn cảm biến thiên theo quy luật nào? u iRAB  e   LI 0 sin t - Suất điện động cảm ứng trong cuộn cảm   u U 0 cos  t   2  được xác định theo biểu thức nào? - Điện áp giữa hai đầu cuộn cảm được xác Với U 0  LI 0 định theo định luật nào? - Cường độ dòng điện qua cuộn - Em có nhận xét gì về quy luật biến thiên cảm thuần biến thiên điều hòa của u và i? cùng tần số nhưng trễ pha  đối 2 với điện áp giữa hai đầu cuộn CH 7: Hãy biểu diễn u và i trên giản đồ cảm. 53 véc tơ? U L o CH 8: Cường độ hiệu dụng và hiệu điện I x Hình 2.4 thế hiệu dụng quan hệ với nhau theo biểu thức nào? CH 9: Hãy chứng minh cuộn cảm không I U U  L ZL gây cản trở dòng điện không đổi? - Đối với dòng không đổi thì f = CH 10: Tại sao khi rút lõi sắt khỏi cuộn 0 nên cảm kháng bằng 0. dây thì độ sáng của đèn lại tăng lên? - Khi rút lõi sắt ra thì độ tự cảm sẽ giảm dẫn đến ZL giảm, do U không đổi nên I tăng lên Bài 29: Công suất của dòng điện xoay chiều. Hệ số công suất Hệ thống câu hỏi định hướng 1. Công suất tức thời Câu trả lời kì vọng CH 1: Công suất tức thời được xác định p ui UI cos  UI cos  2t    theo biểu thức nào? Biến đổi theo quy luật (1) nào? - Dùng phép biến đổi lượng giác để tìm ra quy luật biến thiên của công suất tức thời? 2. Công suất trung bình CH 1: Thế nào là công suất trung bình? - So sánh công suất trung bình trong thời gian t dài và trong một chu kỳ? - Giá trị trung bình từng số hạng trong biểu thức (1) bằng bao nhiêu? Tại sao p W (2) t 54 UI cos  2t    0 ? p UI cos  (3) 3. Hệ số công suất CH 1: Chúng ta có thể xác định hệ số công suất của đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp bằng cách nào? - Dựa vào giản đồ véc tơ. trong các đoạn mạch chỉ có L (chỉ có C, R R cos   2 Z R 2   Z L  ZC  chỉ có R)? (4) CH 2: Hệ số công suất bằng bao nhiêu - Đối với đoạn mạch chỉ có L hoặc C thì cos  = 0 (đoạn mạch không tiêu thụ điện) còn đoạn chỉ có R thì CH 3: Tại sao người ta phải quan tâm đến cos  = 1. hệ số công suất và làm cách nào để nâng - Giảm tỏa nhiệt trên đường dây cao hệ số công suất trong các dụng cụ tiêu Để tăng hệ số công suất người ta thụ điện năng? dùng các thiết bị có tụ điện nhằm tăng ZC, giảm  sao cho cos 0,85 CH 4: Có thể đo công suất của dòng điện trên một mạch điện xoay chiều bằng cách Cách 1: Đo U, I, cos  nào? Cách 2: Đo điện năng tiêu thụ W trong thời gian t. Từ đó tính theo công thức (2) Bài 30: Máy phát điện xoay chiều 55 Hệ thống câu hỏi định hướng Củng cố kiến thức Câu trả lời kì vọng CH 1: Phát biểu định luật cảm ứng điện từ? - HS trả lời. CH 2: Suất điện động cảm ứng phụ thuộc những yếu tố nào? CH 3: Trình bày cách tạo ra suất điện động xoay chiều? 1. Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều CH 1: Có thể làm từ thông gửi qua một - Để từ thông gửi qua cuộn dây vòng dây biến thiên bằng những cách nào? biến thiên thì có thể thay đổi: + Từ trường B (không khả thi) + Diện tích S (không khả thi) + Tốc độ góc  : Bằng một trong hai cách là cho từ trường cố định, các vòng dây quay trong từ trường hoặc cho từ trường quay, các vòng dây đặt cố định 2. Máy phát điện xoay chiều một pha. CH 1: Để chế tạo máy phát điện xoay - Một khung dây đồng và một chiều chúng ta cần những dụng cụ nào? nam châm vĩnh cửu CH 2: Để tạo ra dòng điện xoay chiều thì - Có hai cách tạo ra suất điện nam châm và khung dây phải bố trí như thế động xoay chiều thường dùng nào? trong các máy phát điện: Cách 1: Cho khung dây quay trong từ trường của nam châm. Cách 2: Cho nam châm quay sao cho từ thông qua khung dây biến thiên. 56 CH 3: Máy phát điện xoay chiều một pha - Phần cảm tạo ra từ trường và gồm các bộ phận chính nào? phần ứng tạo ra dòng điện. CH 4: Khi hoạt động các phần đó có trạng - Một phần cố định gọi là stato thái như thế nào? phần còn lại quay quanh trục một cố định gọi là rôto. CH 5: Làm thế nào để lấy dòng điện ra - Dùng hai vành khuyên đặt đồng mạch ngoài? trục và cùng quay với khung dây. Mỗi vành khuyên có một thanh CH 4: Phương án nào khả thi nhất? Tại quét tì vào. sao? - Cách 2 dễ thực hiện nhất vì khi đưa dòng điện ra mạch ngoài mà không cần chú ý đến vấn đề dây điện bị xoắn. CH 3: Suất điện động của máy phát điện - Từ E0=2  fNBS ta thấy E0 phụ phụ thuộc những yếu tố thuộc f,N,B,S CH 4: Để tăng suất điện động của máy - Tăng số vòng của cuộn dây phát điện thực tế người ta đã làm thế nào? phần ứng, tăng số cặp cực p và tăng cảm ứng từ B của phần cảm, mắc các cuộn dây nối tiếp nhau. CH 5: Tại sao phải tăng số cặp cực p? - Từ f=pn cho thấy tăng p để giảm tốc độ quay của rôto 3. Máy phát điện xoay chiều ba pha CH 1: Máy phát điện xoay chiều ba pha được cấu tạo như thế nào? - Để tạo ra ba suất điện động trong máy phát điện xoay chiều ba pha thì phần ứng phải có mấy cuộn dây? - Ba cuộn dây 57 - Ta nên bố trí rôto phần cảm hay phần ứng? Vì sao? - Rôto phần cảm để tránh phải dùng 3 bộ góp. - Để có ba suất điện động xoay chiều cùng - Từ công thức biên độ suất điện biên độ, cùng tần số thì các cuộn dây phải động xoay chiều của một pha có đặc điểm gì và phải bố trí các cuộn dây E0=NBS  thì ba cuộn dây phải như thế nào? giống nhau (để có N,S giống nhau) và đặt trên một vòng tròn để khi rôto (để khi rôto quay thì khoảng cách từ cuộn dây đến nam châm như nhau để B như nhau) - Để các suất điện động lệch nhau về pha 2 từng đôi một là ta phải bố trí các cuộn 3 - Các cuộn dây đặt lệch nhau 1200 trên vòng tròn. dây thoả mãn yêu cầu gì nữa? CH 2: Để truyền dòng điện ba pha đến nơi - Dùng 6 dây tiêu thụ ta cần phải dùng mấy dây dẫn? -Có lúc dùng 3 dây, có khi dùng CH 3: Nhưng trong thực tế người ta dùng - Trong thực tế người ta dùng 4 mấy dây? dây CH 4: Hai cách mắc hình sao và mắc hình - Mắc hình sao có đặc điểm Ud= tam giác có đặc điểm gì? 3 Up Mắc tam giác có đặc điểm Ud=Up (yêu cầu tính đối xứng cao) Bài 31: Động cơ không đồng bộ ba pha Hệ thống câu hỏi định hướng Câu trả lời kì vọng 58 1. Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ. - Quan sát thí nghiệm CH 1: So sánh tốc độ quay của nam châm - Tốc độ quay của khung dây (khung dây) với tốc độ quay của từ trường? luôn bé hơn tốc độ quay của từ CH 2: Tại sao khung dây quay theo trong trường. khi nó không liên hệ gì với nam châm? - Điều gì sẽ xẩy ra khi khung dây quay - Từ trường quay làm từ thông trong từ trường? qua khung dây biến thiên thiên, - Hiện tượng sẽ xẩy ra như thế nào khi một trong khung dây xuất hiện một khung dây mang dòng điện đặt trong từ dòng điện cảm ứng. Cũng chính trường? từ trường quay này tác dụng lên - Để làm giảm sự biến thiên của từ thông dòng điện trong khung dây một qua khung dây thì khung dây phải quay momen lực làm khung dây quay. như thế nào? Theo định luật Len-xơ, khung dây quay theo chiều quay của từ trường để làm giảm tốc độ biến thiên của từ thông qua khung dây. CH 3: Tại sao tốc độ quay của khung dây - Nếu tốc độ quay của khung dây nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường? tăng lên đến giá trị bằng tốc độ góc của từ trường thì từ thông qua khung dây không còn biến thiên nữa, dòng điện cảm ứng không còn, momen lực từ bằng 0, momen cản làm khung quay chậm lại. Lúc đó lại có dòng cảm ứng và momen lực từ. Kết quả là tốc độ góc của khung dây luôn 59 nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường. CH 4: Nếu tăng momen cản đặt vào khung - Nếu tăng momen cản đặt vào dây thì tốc độ quay của khung dây thay đổi khung dây thì tốc độ quay của thế nào? Khung dây quay đều khi nào? khung dây sẽ giảm, vì để momen lực từ bằng momen cản, lực từ tác dụng lên khung dây phải tăng, cường độ dòng điện chạy trong khung dây tăng, tốc độ biến thiên từ trường qua khung dây tăng, có nghĩa là tốc độ quay của khung dây giảm. Khung dây quay đều khi momen bằng momen cản. 2. Tạo ra từ trường quay bằng dòng điện ba pha. - Mắc ba cuộn dây giống nhau CH 1: Làm cách nào để tạo ra từ trường với mạng điện ba pha, bố trí mỗi quay bằng dòng điện ba pha? cuộn lệch nhau 1 vòng tròn. 3 CH 2: Nhận xét về từ trường tổng hợp do -Cảm ứng từ tổng hợp có độ lớn ba cuộn dây gây ra? không đổi và quay trong mặt phẳng song song với ba trục cuộn dây với tốc độ góc  . 3. Cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha. - Động cơ không đồng bộ ba pha CH 1: Dựa vào mô hình (sơ đồ) hãy cho có hai bộ phận chính: biết, động cơ không đồng bộ ba pha được + Stato có ba cuộn dây giống cấu tạo như thế nào? nhau quấn trên ba lõi sắt bố trí 60 mỗi cuộn lệch nhau 1 vòng tròn. 3 + Rôto là một hình trụ tạo bởi nhiều là thép mỏng ghép cách điện với nhau. CH 2: Tại sao roto có lõi thép hình trụ lại tạo bởi nhiều lá thép mỏng ghép cách điện với nhau và cách điện với lồng kim loại? - Lõi thép hình trụ được tạo bởi nhiều lá thép mỏng ghép cách điện với nhau và cách điện với lồng kim loại nhằm tăng cường từ trường và giảm tác hại của CH 3: Dựa vào các thí nghiệm mục 1, hãy nêu hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha? dòng Fu-cô. - Khi mắc các cuộn dây ở stato với nguồn điện ba pha, từ trường quay tạo thành có tốc độ góc bằng tần số góc của dòng điện, Từ trường quay tác dụng lên dòng điện cảm ứng trong các khung dây ở rôto các momen lực làm rôto quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường. Chuyển động quay của rôto được sử dụng để làm quay các máy khác. CH 4: Công suất tiêu thụ và hiệu suất của động cơ được xác định như thế nào? - Công suất tiêu thụ của động cơ bằng công suất tiêu thụ của ba cuộn dây ở stato cộng lại. - Hiệu suất của động cơ được xác định bằng tỉ số giữa công suất cơ học mà động cơ sinh ra và công suất tiêu thụ của động cơ. 61 p H i p 2.2.2. Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy trong việc hướng dẫn học sinh giải bài tập Bài 1. gồm một biến trở, một cuộn cảm thuần A có độ tự cảm L = 159 mH và một tụ điện C L R Đoạn mạch AB ở Hình 2.5 M N Hình 2.5 có điện dung C = 31,8 µF. Đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều: u 200 2 cos100t (V). 1. Điều chỉnh cho điện trở của biến trở có giá trị 85 Ω. a. Tính tổng trở và công suất tiêu thụ của đoạn mạch. b. Viết biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong đơạn mạch. c. Viết biểu thức của điện áp giữa hai điểm A và M. 2. Cần điều chỉnh cho điện trở của biến trở có giá trị nào để công suất trên biến trở đạt cực đại? Tính giá trị cực đại đó. Lời giải: 1. a. 1 100 Ω. Dung kháng của tụ điện là: ZC  C Cảm kháng của cuộn cảm là: Z L  L 50 Ω. Tổng trở của đoạn mạch là: 2 Z  R 2   Z L  ZC  100 Ω. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch là: P RI 2 R U2 2 R 2   Z L  ZC  200 3 340 W b) Dòng điện biến đổi với tần số góc bằng tần số góc của điện áp B 62 đó là  100 rad/s. Do đó để viết biểu thức i(t) của cường độ dòng điện, ta phải tìm biên độ I0 và độ lệch pha  của u so với i. U I 0  0 2 2 (A) Z tan   Z L  ZC 1      ZC 6 (rad) 3 Biểu thức của cường độ dòng điện là: i I 0cos  t    2 2cos  100t    (A) 6  c) Biểu thức điện áp giữa hai điểm A,M. Z AM  R 2  Z L2 100 Ω Tổng trở của đoạn mạch AM là: Biên độ điện áp của đoạn mạch AM là: U AM 0 Z AM .I 0 200 2 (V) Độ lệch pha của điện áp uAM với dòng điện trong mạch là: tan  AM  ZL 1      (rad) R 6 3 Biểu thức điện áp giữa hai điểm A, M là: u AM U AM 0 cos  100t       AM  200 2cos  100t   (V) 6 3   2. Trước hết ta lập công thức tính công suất tiêu thụ trên biến trở theo điện trở R của biến trở. Ta có: P RI 2  RU 2 R2   Z L  ZC  2  U2 2 Z L  ZC   R  U2 2 Z L  ZC R (Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho 2 số dưới mẫu) Vậy PMax  U2 = 400 (W) khi 2 Z L  ZC 2 Z L  ZC   R  R  Z L  Z C = 50 Ω R Câu hỏi định hướng tư duy: 63 CH 1: Với dự kiện như vậy chúng ta có thể xác định dung kháng, cảm kháng, tổng trở, công suất theo những công thức nào? CH 2: Trong đoạn mạch RLC nối tiếp, i quan hệ như thế nào với u? - Nếu u U 0cos  t  u  thì biểu thức của i có dạng nào? - Biên độ I0 và độ lệch pha  được xác định như thế nào? CH 3: Đoạn mạch AM gồm những phần tử nào? Chúng ta đã biết những gì về đoạn mạch AM? CH 4: uAM và i quan hệ với nhau như thế nào? Hãy viết dạng của uAM? CH 5: Hãy tính tổng trở, biên độ điện áp và  AM của đoạn mạch AM? CH 6: Để giải bài toán cực trị chúng ta dùng phương pháp nào? - Hãy biểu diến công suất theo R? - Có thể đánh giá cực đại của công suất bằng những phương pháp nào? CH 7: Nếu cuộn dây có điện trở thuần r hoạt động thì điện trở của biến trở phải có giá trị nào để công suất trên biến trở đạt giá trị cực đại? Câu trả lời kỳ vọng CH 7: RU 2 P RI 2  2 2  R  r    Z L  ZC  P  U2 2 r 2   Z L  ZC  R  2r R U2 2 2 r 2   Z L  Z C   2r Vậy PMax  U2 2 2 r 2   Z L  Z C   2r khi R  r 2   Z L  Z C  2 Bài 2. trở thuần R = 100 Ω, một cuộn cảm thuần và một tụ điện mắc nối tiếp (Hình 2.6). A C L R Một đoạn mạch AB gồm một điện M N Hình 2.6 Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở, cuộn cảm, tụ điện lần lượt là UR = 50 V, UL = 50 V, UC = 87,5 V; tần số dòng điện là 50Hz. a) Tính độ tự cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện. B 64 b) Tính tổng trở của đoạn mạch AB và điện áp hiệu dụng UAB. c) Vẽ giản đồ Fre-nen. Căn cứ vào giản đồ để: tìm độ lệch pha của điện áp giữa hai điểm A và N so với điện áp giữa hai điểm M và B; tìm lại UAB. Lời giải: U U a) Vì I  RR  Z L nên: L U - Cảm kháng: Z L R U L 100 Ω R - Độ tự cảm: L  ZL 0,318 H  Tương tự, ta có: UC - Dung kháng: ZC R U 175 Ω R 1 - Điện dung của tụ điện: C  Z 18,2 µF C b) Vì AB là đoạn mạch RLC nối tiếp nên có tổng trở:  U AN  UL 2 Z  R 2   Z L  ZC  125 Ω S 50 U AB I .Z  125 62,5 V 100 c) Giản đồ Fre-nen vẽ như Hình 2.7, O trong đó:   1  Q U MB  U AN U R U L    U MB U L U C  P UR  U AB Xét tam giác vuông OSP có OP = UR, SP = UL. Ta có:  UC U  tan   L 1  1  1 UR 4  Góc tạo bởi hai véc tơ U MB Hình 2.7  và U AN là 1   3  2 4  I 65   Véc tơ U AN lập với véc tơ U MB một góc giữa A và N sớm pha 3 theo chiều dương. Vậy điện áp 4 3 so với điện áp giữa M và B. 4 2 2 2 2 U AB   OP    OQ   U R2   U L  U C   502   50  87,5 62,5 V Câu hỏi định hướng tư duy: CH 1: Có thể xác định độ tự cảm, điện dung theo những công thúc nào? CH 2: Với giả thiết đã cho thì chúng ta tính UAM theo công thức nào?       CH 3: Hãy biểu diễn U AN ,U MB ,U AB trên giản đồ véc tơ theo U R ,U L ,U C ?   CH 4: Căn cứ vào giản đồ véc tơ, xác định độ lệch pha U AN so với U MB ? Bài 3. Một đoạn mạch chứa hai trong ba phần tử: tụ điện, điện trở thuần, cuộn cảm thuần mắc nối tiếp. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua nó lần lượt có biểu thức: u 60cos100t (V) i 0,5sin  100t     (A) 6  a) Hỏi trong đoạn mạch có các phần tử nào? Tính dung kháng, cảm kháng hoặc điện trở của mỗi phần tử đó. b) Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch. Lời giải. a) Trước hết, cần tìm độ lệch pha của điện áp so với cường độ dòng điện. Muốn vậy, ta biến đổi biểu thức của cường độ dòng điện: i 0,5sin  100t     0,5cos  100t   (A)  6 3   So sánh các biểu thức của u và i, ta thấy điện áp sớm pha một góc   so 3 với cường độ dòng điện. Đoạn mạch có tính dung kháng nên gồm cuộn cảm thuần và điện trở thuần mắc nối tiếp. Từ giả thiết ta có: U0 = 60 V, I0 = 0,5 A. Từ đó, suy ra các giá trị hiệu dụng: 66 U I 60 0,5 U  0  (V ); I  0  ( A) 2 2 2 2 U Theo định luật Ôm, tổng trở của đoạn mạch là: Z  120() I Gọi ZL là cảm kháng của cuộn cảm, R là điện trở ta có phương trình sau: Z  R 2  Z L2 120 Ω tan   ZL  3 R Giải hệ phương trình ta được: R = 60 Ω, ZL = 60 3 Ω 104 Ω. b) Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là: p UIcos  60 0,5  . cos 7,5 W 3 2 2 Câu hỏi định hướng tư duy: CH 1: Dựa vào những dấu hiệu nào chúng ta có thể biết được các phần tử chứa trong một hộp đen? CH 2: Với dự kiện như vậy chúng ta căn cứ vào đâu để xác định các linh kiện trong hộp đen? - Xác định độ lệch pha của điện áp so với dòng điện? - Điện áp u mà sớm pha hơn i thì đoạn mạch phải chứa hai phần tử nào? CH 3: Dung kháng và điện trở được tính thông qua đại lượng nào đã biết? CH 4: Hãy tính tổng trở, độ lệch pha công suất tiêu thụ trên đoạn mạch bằng công thức quen thuộc? Bài 4. Một khung dây dẫn phẳng gồm 50 vòng dây, mỗi vòng có diện tích 400 cm2 đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,5 T. Lúc t = 0 pháp tuyến của khung dây có cùng hướng với véc tơ cảm ứng từ. Cho khung dây quay với tốc độ không đổi 600 vòng/phút. Trục quay của khung dây vuông góc với các đường sức từ. a. Viết biểu thức từ thông qua mỗi vòng dây theo thời gian. 67 b. Lập biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời trong khung dây. Lấy  3,14 . c. Nối hai đầu khung dây với điện trở thuần R = 40 Ω. Điện trở của khung dây không đáng kể. Tìm cường độ hiệu dụng của dòng điện qua điện trở. Lời giải: a) Theo giả thiết, diện tích vòng dây S = 400 cm2 = 4.10-2 m2, số vòng dây N = 50 vòng, cảm ứng từ B = 0,05T = 5.10-2 T, tốc độ quay của rôto n = 600 vòng/ phút = 10 vòng/s. Vào thời điểm t, góc giữa pháp tuyến khung dây và cảm ứng từ là  2nt , do đó từ thông qua một vòng dây là: 1 BS cos  BS cos 2nt 2.10 3 cos 20t (Wb) b) Vì khung dây có N vòng giống nhau nên trong khung có suất điện động: e  N d 1 NBS 2n sin 2nt 6,28sin 20t (V) dt c) Suất điện động hiệu dụng là: E  E0 6,28  4,4 V 2 2 E Cường độ hiệu dụng là: I  0,11 A R Câu hỏi định hướng tư duy: CH 1: Điều gì sẽ xẩy ra với khung dây khi nó quay trong từ trường? CH 2: Biểu thức xác định từ thông qua mỗi vòng dây có dạng nào? CH 3: Dựa vào điều kiện đầu, hãy xác định góc giữa véc pháp tuyến khung dây và véc tơ cảm ứng từ? CH 4: Suất điện động tức thời trong khung dây được xác định theo công thức nào? Bài 5 Một đường dây tải điện xoay chiều một pha đến nơi tiêu thụ ở xa 3 km. Giả thiết dây dẫn làm bằng nhôm có điện trở suất  = 2,5.10-8 Ω.m và có tiết diện 0,5 cm2. Điện áp và công suất truyền đi ở trạm phát điện lần lượt là U = 6 kV, 68 p = 540 kW. Hệ số công suất của mạch điện là cos  = 0,9. Hãy tìm công suất hao phí trên đường dây và hiệu suất truyền tải điện. Lời giải: Dây điện có chiều dài tổng cộng là l = 6 km = 6000 m nên có điện trở: l 6.103  8 R  2,5.10 . 3 Ω S 0,5.10 4 P Cường độ dòng điện trên dây: I U cos  100 A Công suất hao phí trên đường dây: p RI 2 30 kW Hiệu suất truyền tải điện là:   p  p 94,4 % p Câu hỏi định hướng tư duy: CH 1: Hãy biểu diễn công suất hao phí trên đường dây theo các dự kiện đã cho? - Điện trở của dây được xác định theo công thức nào? CH 2: Với dự kiện như vậy chúng ta xác định cường độ dòng điện trên dây theo công thức nào? CH 3: Hãy tính hiệu suất truyền tải điện năng? 2.2.3. Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy trong việc dạy học thực hành vật lý Hệ thống câu hỏi định hướng 1. Kiểm tra kiến thức CH 1: Viết các công thức cảm kháng, dung kháng, tổng trở của đơạn mạch RLC mắc nối tiếp? CH 2: Cộng hưởng là gì? Điều kiện để xẩy ra hiện tượng cộng hưởng? CH 3: Khi xẩy ra hiện tượng cộng hưởng trong mạch có đặc điểm gì? 2. Tìm hiểu dụng cụ thực hành Câu trả lời kì vọng 69 CH 1: Chúng ta phải mắc điện kế - Đo cường độ dòng điện: mắc nối tiếp như thế nào khi dùng đo hiệu điện - Đo điện áp: Mắc song song. thề và cường độ dòng điện? CH 2: Khi sử dụng dụng cụ đo thì - Khi sử dụng các dụng cụ đo cần chú chúng ta cần lưu ý điều gì? ý đến thang đo. 3. Khảo sát sự phụ thuộc dung kháng vào tần số dòng điện. CH 1: Dung kháng của phụ thuộc - Dung kháng của một tụ điện phu vào những yếu tố nào? Phụ thuộc thuộc vào tần số dòng điện. Dung như thế nào vào yếu tố đó? kháng tỷ lệ nhịch với f. CH 2: Hãy thiết kế một thí nghiệm - Tần số f tăng lên n lần, ZC giảm n để kiểm chứng nhận định trên? lần, nếu UC không đổi thì I cũng giảm - Hãy suy ra hệ quả cần kiểm n lần. Có nghĩa là tần số f tăng bao chứng? nhiêu lần thì I tăng bấy nhiêu lần. Ta - Mạch điện phải lắp như thế nào? cho UC không đổi, thay đổi tần số f và - Cần những dụng cụ nào? đo I thì sẽ kiểm chứng được nhận định CH 3: Hãy vẽ đồ thị biểu diễn sự trên. phụ thuộc của dung kháng vào tần số dòng điện? 4. Khảo sát sự phụ thuộc của cảm kháng vào tần số dòng điện. CH 1: Hãy thiết kế phương án khảo sát sự phụ thuộc ZL vào tấn số f của - HS tiến hành tương tự. dòng điện? Vẽ đồ thị biểu diến sự phụ thuộc đó? 5. Khảo sát hiện tượng cộng hưởng. CH 1: Mạch điện thỏa mãn những điều kiện nào thì xẩy ra hiện tượng - Mạch RLC mắc nối tiếp, U, R không cộng hưởng? đổi; L, C,  thỏa mãn điều kiện: 70   1 (1) LC CH 2: Làm cách nào để trong mạch xẩy ra hiện tượng cộng hưởng? - Thay đổi L, C,  thỏa mãn điều kiện: CH 3: Hãy thiết kế phương án thí  1 LC nghiệm để quan sát hiện tượng cộng - Thay đổi f, L hoặc C để I cực đại. hưởng bằng các dụng cụ có sẵn? - Thay đổi f, L hoặc C để UR = U. - Để có hiện tượng cộng hưởng thì - HS dựa vào các dấu hiệu để thiết kế. mạch điện phải có những dụng cụ nào? - Khi thay đổi f có thể dựa vào dụng cụ nào để nhận biết hiện tượng cộng hưởng? 2.2.4. Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy trong việc hướng dẫn học sinh ôn tập chương CH 1: Nêu các đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều? Chúng có đặc điểm gì? CH 2: Lập bảng so sánh các mạch điện xoay chiều đã học về các điểm sau:  Tổng trở  Quan hệ pha giữa u và i  Biểu thức định luật ôm  Giản đồ véc tơ Khi mạch điện RLC nếu thiếu một phần tử thì các công thức trên được viết lại như thế nào? CH 3: Người ta sản xuất điện năng bằng thiết bị nào? Nêu nguyên tắc cấu tạo, cấu tạo và hoạt động của nó? CH 4: Để giảm hao phí khi truyền tải điện năng người ta sử dụng thiết bị nào? Nêu nguyên tắc cấu tạo, cấu tạo và hoạt động của nó? 71 CH 5: Nêu nguyên tắc cấu tạo, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha? CH 6: Hãy vẽ sơ đồ cấu trúc của chương? CH 7: Dựa vào sơ đồ cấu trúc, có thể phân bài tập trong chương thành những dạng cơ bản nào? Nêu phương pháp giải dạng đó? 2.3. Thiết kế một số giáo án cụ thể Giáo án 1 Tiết 46. Bài 28. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP CỘNG HƯỞNG ĐIỆN I. Mục tiêu a. Mục tiêu kiến thức Học xong bài này học sinh phải nắm được các nội dung sau: - Giá trị tức thời của cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. - Các công thức tính tổng trở Z, độ lệch pha  , định luật ôm cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. - Nắm được quan hệ về pha giữa dòng điện và hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. Nắm được hiện tượng và điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện. b. Mục tiêu kỹ năng Qua bài học này rèn luyện cho học sinh các kỹ năng sau: - Học sinh biết biểu diễn và sử dụng giản đồ véc tơ Fre-nen để nghiên cứu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. - Học sinh vận dụng được các công thức tổng trở, độ lệch pha, định luật ôm để giải các bài tập - Rèn luyên cho học sinh biết cách vận dụng lý thuyết để giải thích các kết quả thực tế thí nghiệm. c. Thái độ 72 Học tập tích cực, chủ động, có niềm tin vào tri thức vật lý. Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và có tinh thần hợp tác, đoàn kết trong học tập, cũng như trong việc áp dụng các hiểu biết đã đạt được. II. Chuẩn bị a. Giáo viên - Bố trí một mạch RLC trên mặt bảng thẳng đứng để làm TN. - Một nguồn điện xoay chiều. - Vôn kế đo điện áp trên mỗi phần tử. b. Học sinh - Ôn tập kiến thức về R, L, C trong mạch xoay chiều. Phương pháp giản đồ Fre-nen cho mỗi đoạn mạch. III. Tổ chức các hoạt động dạy học Hoạt động 1. (5 phút)Củng cố kiển thức xuất phát. Giáo viên yêu cầu học sinh trả lời phiếu học tập sau: Câu hỏi Đoạn mạch Đoạn mạch Đoạn mạch chỉ có R chỉ có L chỉ có C Xác định đại lượng đặc trưng cho R, L hoặc C cản trở dòng điện xoay chiều? Điện áp hai đầu mỗi loại đoạn mạch biến thiên như thế nào so với cường độ dòng điện? Viết biểu thức định luật ôm cho từng đoạn mạch? Hoạt động 2. (9 phút) Đề xuất vấn đề nghiên cứu và nghiên cứu các giá trị tức thời. Hoạt động của GV H1: Đoạn mạch R, L, C nối tiếp được mắc như thế nào? Hoạt động của HS - Vẽ sơ đồ lên bảng. Nội dung 1) Các giá trị tức thời: 73 H2: Hãy nêu các công - HS thực hiện yêu Giả sử dòng điện có thức áp dụng cho đoạn cầu lên bảng. cường độ: mạch một chiều mắc nối I = I1 = I2 = . . . i I 0 cos(t ) tiếp? U = U 1 + U2 + … Biểu thức điện áp tức H3: Vậy UAB, với UR, UL, - HS thảo luận đưa ra thời 2 đầu mỗi phần tử. các dự đoán. uR=U0Rcos t (1) UC trong đoạn mạch trên liên hệ với nhau theo biểu  2 uL=U0Lcos( t  ) (2) thức nào? - Giáo viên làm thí uC=U0Rcos( t  nghiệm đo các giá trị điện Điện áp tức thời giữa hai áp để kiểm tra dự đoán đầu mạch AB. UAB = UR + UL + UC là u = u R + u L + u C. không phù hợp. H4: Nếu cường độ dòng  ) (3) 2 u: là điện áp biến thiên - HS trả lời. điều hòa với tần số góc  điện trong mạch có biểu . thức i I 0cost thì điện áp tức thời của các phần tử được xác định theo biểu thức nào? H5: Hiệu điện thế hai đầu - HS thảo luận đưa ra đoạn mạch u liên hệ như thế nào với các hiệu điện thế thành phần uR, uL, uC ? Hoạt động 3. (20’) Nghiên cứu quan hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp Hoạt động của GV H1: Làm thế nào để tìm Hoạt động của HS - Dùng phương pháp mối quan hệ giữa UAB, biến đổi lượng giác hoặc Quan  hệ giữa cường độ với UR, UL, UC? phương pháp giản đồ - GV hướng dẫn HS vẽ giản đồ véc tơ. véc tơ để tổng hợp các Nội dung 2. Giản đồ Fre-nen. Uđiện L dòng và điện áp.   Ua) U C đồ Frenen:S Giản L   dao động điều hòa. O  UC  U  P UR  I 74 H2: Góc hợp bởi các    véc tơ U R , U L , U C với - HS vẽ các véc tơ    U R ,U L ,U C và vec tơ tổng trục Ox vào thời điểm  U theo qui tắc hình t= 0 bằng bao nhiêu? bình hành. - GV gọi một học sinh Vào thời điểm t = 0, góc lên bảng vẽ giản đồ véc hợp bởi các véc tơ tơ cho đoạn mạch.    U R ,U L ,U C H3: Từ giản đồ véc tơ, - HS lập biểu thức 28.3 lập biểu thức xác định SGK. với trục Ox lần lượt là: 0;   ; . 2 2 b) Định luật Ôm cho điện áp hiệu dụng hai đoạn mạch RLC nối đầu mạch? tiếp. Tổng trở H4: Điện áp hiệu dụng - Suy nghĩ cá nhân, thảo 2 đầu một phần tử trong luận nhóm tìm ví dụ: đoạn mạch RLC nối Chọn L và C sao cho: tiếp có thể lớn hơn điện U L 200V  U C 400V U 200V  R áp hiệu dụng giữa 2 đầu đoạn mạch được Khi đó không? Cho ví dụ? UC > U. U 200 2V ; H5: Cường độ hiệu U  U R2   U L  U C  2 với UR = IR; UL = IZL; UC = IZC. I U R 2   Z L  ZC  2 Đại lượng Z  R 2   Z L  ZC  2 đóng vai trò tương tự như điện dụng trong mạch được - HS suy nghĩ thành lập xác định như thế nào? trở đối với dòng điện biểu thức 28.5 SGK. H6: Đại lượng Z trong không đổi: tổng trở của - HS nhận xét đại lượng công thức có ý nghĩa đoạn mạch. Z. gì? H7: Trên giản đồ véc I= - Lập biểu thức tính độ U Z lệch pha của điện áp so c) Độ lệch pha của điện với cđdđ i. áp so với cường độ dòng tơ; góc  được xác định - HS trả lời: Để điện áp điện. 75 thế nào? sớm pha so với cường H8: Trong điều kiện độ dòng điện thì  >0 nào thì cường độ dòng  tan  >0  ZL>ZC điện sớm pha (trễ pha) ngược lại ZL 0: i trễ pha so với biểu thức dòng điện có dạng nào? Hoạt động 4. (8 phút) Nghiên cứu hiện tượng cộng hưởng điện. Hoạt động của GV H1: Thế nào là cộng Hoạt động của HS - HS nhắc lại khái niệm Nội dung * Giữ nguyên giá trị của hưởng trong dao động hiện tượng cộng hưởng U, thay đổi  đến giá trị cơ? cơ. H2: Vậy trong mạch - HS suy luận tương tự. sao cho  L  1 0 C thì xảy RLC có cộng hưởng ra hiện tượng công nghĩa là I0 thế nào? Từ hưởng điện. Khi đó: đó rút ra được kết quả Z = Zmin = R gì? U I I max  R H3: Khi trong mạch xẩy - Khi có cộng hưởng ra hiện tượng cộng điện, Imax phụ thuộc vào hưởng Imax phụ thuộc điện trở thuần R của vào đại lượng nào của đoạn mạch; Giá trị Imax mạch? càng lớn nếu R càng nhỏ và ngược lại. H4: Trong đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp, cường độ hiệu dụng I sẽ - Nếu lúc đầu C  1 thì 2L C tăng I sẽ giảm 1 thay đổi như thế nào khi - Nếu lúc đầu C   2 L tăng C? thì khi tăng C thì I sẽ UL = UC;  = 0 * Để có cộng hưởng điện: ZL = ZC L  1 C  1 LC 76 tăng. Hoạt động 5. (3 phút) Củng cố - dặn dò. * GV: Hướng dẫn HS sử dụng công thức tính Z, I,  của mạch RLC nối tiếp. Vận dụng cho từng trường hợp đặc biệt của đoạn mạch chỉ có 1 phần tử R, L, C hoặc 2 phần tử RL, LC, RC. * HS: Ghi nội dung tổng hợp, những yêu cầu chuẩn bị ở nhà. Xem lại cách tính công suất của dòng điện không đổi. Giáo án 2 Tiết 51. Bài 32. MÁY BIẾN ÁP. TRUYỀN TẢI ĐIỆN I. Mục tiêu a. Mục tiêu kiến thức Học xong bài này học sinh phải nắm được các nội dung sau: - Hiểu được nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và các đặc điểm của máy biến áp. - Hiểu nguyên tắc chung của sự truyền tải điện năng đi xa. b. Mục tiêu kỹ năng Qua bài học này rèn luyện cho học sinh các kỹ năng sau: Rèn luyện kĩ năng vận dụng, phân tích và tính toán bằng việc giải bài tập đơn giản về biến áp và truyền tải điện. c. Thái độ Học tập tích cực, chủ động, có niềm tin vào tri thức vật lý. Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và có tinh thần hợp tác, đoàn kết trong học tập, cũng như trong việc áp dụng các hiểu biết đã đạt được. II. Chuẩn bị a. Giáo viên: chuẩn bị mô hình máy biến áp, sơ đồ truyền tải và phân phối điện năng đi xa. b. Học sinh: Ôn tập nội dung: Hiện tượng cảm ứng điện từ, vật liệu từ. III. Tổ chức các hoạt động dạy học 77 Hoạt động 1. (5 phút) Củng cố kiến thức. Nếu vấn đề nghiên cứu. Giáo viên yêu cầu học sinh trả lời phiếu học tập sau: Câu hỏi Máy phát điện xoay Động cơ không đồng chiều ba pha bộ ba pha Nguyên tắc hoạt động Cấu tạo Hoạt động Đặt vấn đề nghiên cứu. Làm thế nào để truyền tải điện từ nhà máy đến nơi tiêu thụ với hao phí thấp nhất? Tại sao người ta phải xây dựng đường dây siêu cao áp 500 kv vừa nguy hiểm lại vừa tốn kém? Máy biến áp là gì? Nó đóng vai như như thế nào trong đời sống? Hoạt động 2. (12 phút) Nghiên cứu sự truyền tải điện năng Hoạt động của GV H1: Điện năng truyền Hoạt động của HS - HS tìm hiểu, trả lời Nội dung - Điện năng t...