Hướng dẫn học sinh giải bài tập toán cực trị phần dòng điện xoay chiều vật lý lớp 12 nâng cao bằng sơ đồ tư duy.

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ MẾN

HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TOÁN CỰC TRỊ

PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VẬT LÍ LỚP 12 NÂNG

CAO BẰNG SƠ ĐỒ TƯ DUY

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

(BỘ MÔN VẬT LÍ)

Mã số: 60 14 10

Người hướng dẫn khoa học: TS. PHẠM KIM CHUNG

HÀ NỘI – 2012

i

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn Ban giám hiệu trưởng trường Đại học Giáo

dục, các phòng chức năng cùng các thầy cô giáo đã tham gia giảng dạy lớp

sau đại học K6, chuyên ngành ’Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật

lí’, trường Đại học giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Phạm Kim Chung đã tận tình

hướng dẫn tôi trong suốt quá trình xây dựng đề cương và hoàn thành luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng các thầy cô giáo và tập

thể học sinh lớp 12A5 trường trung học phổ thông Kiến Thụy, huyện Kiến

Thụy, thành phố Hải Phòng đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn.

Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bố, mẹ, chồng và các

anh chị em trong gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành

khóa học tại trường Đại học giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội !

Hà Nội, tháng 11 năm 2012

Tác giả

Nguyễn Thị Mến

ii

DANH MỤC VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

BTVL Bài tập vật lý

BĐTD Bản đồ tư duy

DH Dạy học

GV Giáo viên

HS Học sinh

SGK Sách giáo khoa

TNSP Thực nghiệm sư phạm

THPT Trung học phổ thông

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 3.1. Bảng tần suất điểm lớp đối chứng …………………………… 62

Bảng 3.2. Bảng tần suất điểm lớp thực nghiệm …. …………………….. 62

Bảng 3.3. Các thông số thông kê mô tả lớp thực nghiệm và lớp đối chứng …. 63

Bảng 3.4. Kiểm định sự khác nhau của các trung bình cộng -

Independent Samples Test………………………………………………. 64

iv

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 2.1. Đồ thị của P theo Rtd …………………………….……… 44

Hình 3.1. Ảnh nhóm học sinh xây dựng sơ đồ tư duy ……………… 61

Hình 3.2.Đồ thị tần suất điểm số thực nghiệm sư phạm …………… 63

v

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Trang

Sơ đồ 1.1. Các dạng bài tập vật lí ……………………………… 11

Sơ đồ 1.2. Sơ đồ tư duy về khái niệm đường sức từ và vận dụng. … 16

Sơ đồ 1.3. Quá trình tư duy sử dụng các phần khác nhau trên bộ não 17

Sơ đồ 1.4. Ví dụ sơ đồ tư duy theo đề cương…………………… 19

Sơ đồ 1.5. Ví dụ sơ đồ tư duy theo từng đoạn, từng bài……………… 20

Sơ đồ 1.6. Cấu trúc sơ đồ tư duy điển hình.………………………….. 22

Sơ đồ 1.7. Ví dụ lập sơ đồ tư duy giải bài toán vật lí…………………. 24

Sơ đồ 2.1. Các kiến thức toán cơ bản sử dụng xét cực trị…………….. 33

Sơ đồ 2.2. Ví dụ giải bài toán cực trị bằng bất đẳng thức Cauchy 39

Sơ đồ 2.3. Sơ đồ tư duy giải bài toán cực trị bằng Sử dụng giản đồ

vec tơ và định lí hàm số sin hoặc cos…………………………........... 41

Sơ đồ 2.4. Sơ đồ tư duy giải bài toán cực trị dựa vào tam thức bậc 2 42

Sơ đồ 2.5. Sơ đồ tư duy giải bài toán cực trị theo phương pháp khảo

sát hàm số............................................................................................. 46

Sơ đồ 2.6. Sơ đồ tư duy giải bài toán tìm R để công suất cực đại....... 48

Sơ đồ 2.7. Sơ đồ tư duy giải bài toán tìm R để công suất trên R cực đại.. 49

Sơ đồ 2.8. SĐTD giải BT tìm UL cực đại- sử dụng tam thức bậc 2… 50

Sơ đồ 2.9. Sơ đồ tư duy giải BT tìm UL cực đại- sử dụng giản đồ véc tơ.. 52

Sơ đồ 2.10. Sơ đồ tư duy giải BT tìm I cực đại.……………………… 55

vi

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn……………………………………………………………... i

Danh mục viết tắt………………………………………………………. ii

Danh mục bảng biểu…………………………………………………… iii

Danh mục hình vẽ……………………………………………………… iv

Danh mục sơ đồ ……………………………………………………… v

Mục lục……………………………………………………………........ vi

MỞ ĐẦU……………………………………………………………..... 1

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ….. 5

1.1. Bài tập vật lí, vai trò và mục đích sử dụng trong dạy học vật lí ….. 5

1.1.1. Bài tập vật lí ………...................................................................... 5

1.1.2. Vai trò của bài tập vật lí trong dạy và học………........................ 5

1.1.3. Mục đích sử dụng bài tập vật lí…………………………………. 8

1.2. Các dạng bài tập vật lí ……………………………………………. 9

1.3. Phương pháp giải bài tập Vật lí ………………………………….. 11

1.3.1. Các bước giải bài tập Vật lí …………………………………….. 11

1.3.2. Giải bài tập Vật lí định tính …………………………………….. 12

1.3.3. Giải bài tập Vật lí tính toán …………………………………….. 13

1.3.4. Một số điểm lưu ý khi học sinh bài tập và bài thi Vật lí ……….. 13

1.4. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí………………… 15

1.5. Sơ đồ tư duy trong dạy học……………………………………….. 15

1.5.1. Sơ đồ tư duy ……………………………………………………. 15

1.5.2. Các loại sơ đồ tư duy …………………………………………… 19

1.5.3. Cách lập sơ đồ tư duy ………………………………………… 21

1.6. Xây dựng và sử dụng sơ đồ tư duy trong hướng dẫn HS giải BTVL…... 22

1.6.1.Xây dựng sơ đồ tư duy hỗ trợ hướng dẫn học sinh giải bài tập vật

lí…..

22

1.6.2. Tổ chức dạy học bằng sơ đồ tư duy……………………………... 24

1.6.3. Các ưu và nhược điểm khi dạy học bằng sơ đồ tư duy…………. 26

1.7. Vai trò của GV và HS trong quá trình xây dựng sơ đồ tư duy……. 28

1.7.1. Vai trò của Giáo viên…………………………………………… 28

vii

1.7.2. Vai trò của học sinh……………………………………………... 28

1.8. Thực trạng việc sử dụng SĐTD trong DH vật lí ở trường THPT…. 28

1.8.1. Phương pháp điều tra……………………………………………. 28

1.8.2. Kết quả điều tra…………………………………………………. 29

1.9. Kết luận chương 1………………………………………………… 30

Chương 2: SỬ DỤNG SƠ ĐỒ TƯ DUY HƯỚNG DẪN HỌC SINH

GIẢI BÀI TOÁN CỰC TRỊ PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU……. 32

2.1. Những yêu cầu về kiến thức và kỹ năng giải bài tập. …………… 32

2.1.1. Về nội dung kiến thức ………………………………………… 32

2.1.2. Về kĩ năng ……………………………………………………… 38

2.2. Các dạng bài toán cực trị phần dòng điện xoay chiều …………… 38

2.1.1. Các phương pháp giải bài toán cực trị phần dòng điện xoay

chiều………………………………………………………………….… 38

2.1.2. Các dạng bài toán cực trị phần điện xoay chiều………………… 45

2.3. Xây dựng tiến trình dạy học với các bài tập bằng sơ đồ tư duy .. 55

2.4. Kết luận chương 2………............................................................... 56

Chương 3: THỰC NGHIỆP SƯ PHẠM…………………………….. 58

3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ……………….. 58

3.2. Đối tượng và phương thức thực nghiệm sư phạm …………… 58

3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm……………….......................... 58

3.2.2. Phương thức thực nghiệm sư phạm………………....................... 58

3.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm …………….. 59

3.3.1. Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong quá trình TNSP.. 59

3.3.2. Phân tích định lượng kết quả TNSP ……………………… 62

3.4. Kết luận chương 3………………………………………………… 66

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ……………………………… 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………. 70

PHỤ LỤC…………………………………………………………… 73

1

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Bài tập vật lí có vai trò quan trọng trong việc củng cố kiến thức, rèn

luyện kĩ năng, vận dụng kiến thức vật lí giải quyết vấn đề trong vật lí và cuộc

sống. Hiện nay, trong dạy học vật lí ở trường THPT, giáo viên thường phân

chia các bài tập dựa trên yêu cầu về toán học hướng dẫn học sinh giải các bài

tập vật lí theo các dạng đó. Đặc biệt, hiện nay đang áp dụng các hình thức thi

trắc nghiệm, với các bài tập trắc nghiệm đòi hỏi giải bài tập nhanh và chính

xác, nên nhiều học sinh chỉ vận dụng một cách máy móc các bước giải bài

tập, nhận dạng bài tập, áp dụng công thức và sử dụng máy tính để tính toán

với tốc độ nhanh và chính xác, do vậy việc phát triển tư duy và sự sáng tạo

của học sinh trong việc giải bài tập vật lí còn hạn chế.

Một vấn đề đặt ra là cần có các phương pháp giải bài tập và hướng dẫn

học sinh giải bài tập với tốc độ nhanh, chính xác, đồng thời giúp học sinh phát

triển tư duy.

Sơ đồ tư duy (Mind Map -hay còn gọi là Bản đồ tư duy) – một sáng tạo

của Tony Buzan đã mang lại những hiệu quả tích cựu cho người sử dụng ở

nhiều lĩnh vực khác nhau. Sơ đồ tư duy là một công cụ tổ chức tư duy hiệu

quả, đồng thời là một phương tiện ghi chép đầy sáng tạo, mở rộng và đào sâu

các ý tưởng. Nhờ sự kết nối giữa các nhánh, các ý tưởng được liên kết với

nhau khiến sơ đồ tư duy có thể bao quát được các ý tưởng trên một phạm vi

rộng, giúp cho việc ghi nhớ được lâu bền và tạo ra những điều kiện thuận lợi

để phân tích, xử lí, rút ra kết luận hoặc xây dựng mô hình về đối tượng cần

nghiên cứu.

Sử dụng sơ đồ tư duy trong dạy và học mang lại hiệu quả cao, phát

triển tư duy logic, khả năng phân tích tổng hợp, học sinh hiểu bài, nhớ lâu,

thay cho ghi nhớ dưới dạng thuộc lòng, ‘học vẹt’. Lí thuyết về sơ đồ tư duy

đã được đề cập đến trong tài liệu về Lí luận dạy học nói chung. Nhiều công

trình nghiên cứu khác đã đề cập để việc sử dụng Graph trong việc dạy học vật