Xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập chương “Dòng điện xoay chiều" - Vật lí 12 nhằm phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN TIẾN ĐẠI

XÂY DỰNG, SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP

CHƯƠNG "DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU" - VẬT LÍ 12

NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2018

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN TIẾN ĐẠI

XÂY DỰNG, SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP

CHƯƠNG "DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU" - VẬT LÍ 12

NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật Lí

Mã số: 8.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Vũ Thị Kim Liên

THÁI NGUYÊN - 2018

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài “Xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập chương

“Dòng điện xoay chiều" - Vật lí 12 nhằm phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh" là

kết quả của sự nỗ lực cố gắng nghiên cứu, tìm tòi, tra cứu tài liệu và sự giúp đỡ, định

hướng tận tình của PGS.TS. Vũ Thị Kim Liên. Các kết quả được nêu trong luận văn

này là hoàn toàn trung thực, chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình của

tác giả nào.

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với những gì mình khẳng định trên đây.

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2018

Tác giả

Nguyễn Tiến Đại

ii

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, đồng nghiệp, gia đình và 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 gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS. Vũ Thị Kim Liên 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 gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy giáo, cô giáo trong tổ PPDH Vật lý,

khoa Vật lý - Trường Đại học sư phạm Thái Nguyên, đã giúp đỡ, động viên tác giả

trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Mặc dù tác giả đã có rất nhiều

cố gắng, song khả năng có hạn nên bản luận văn không tránh khỏi những khiếm khuyết.

Tác giả rất mong được sự thông cảm và đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo và

các bạn đọc để luận văn được hoàn chỉnh hơn.

Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới ban giám hiệu và các thầy cô giáo

trường THPT Bình Giang, tổ Lý - Hóa Trường THPT Bình Giang đã tạo mọi điều kiện

thuận lợi trong suốt thời gian dài học tập và nghiên cứu luận văn.

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2018

Tác giả

Nguyễn Tiến Đại

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN......................................................................................................ii

MỤC LỤC ..........................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................iv

DANH MỤC BẢNG, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ..............................................................v

MỞ ĐẦU.............................................................................................................1

1. Lý do chọn đề tài .............................................................................................1

2. Mục tiêu của đề tài...........................................................................................2

3. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................2

4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu.................................................................2

5. Vấn đề nghiên cứu...........................................................................................2

6. Giả thuyết khoa học.........................................................................................2

7. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu......................................................................2

8. Dự kiến đóng góp của đề tài............................................................................3

9. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................3

10. Dự kiến cấu trúc của luận văn .......................................................................3

Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG,

SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG

"DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU"- VẬT LÍ 12 NHẰM PHÁT TRIỂN

TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH ...................................................5

1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu...............................................................5

1.2. Cơ sở lý luận..............................................................................................7

1.2.1. Bài tập vật lí...............................................................................................7

1.2.2. Tư duy sáng tạo và việc phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh ...........16

1.3. Cơ sở thực tiễn.........................................................................................22

1.3.1. Thực trạng hoạt động dạy học BTVL và bài tập chương "Dòng điện

xoay chiều" Vật lí 12 ở trường Trung học phổ thông .............................22

1.3.2. Nguyên nhân, biện pháp và đề xuất phương hướng khắc phục của

những khó khăn, trở ngại trong việc phát triển tư duy sáng tạo cho HS ....26

Kết luận chương 1..............................................................................................29

iv

Chương 2. XÂY DỰNG, SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI

TẬP CHƯƠNG "DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU"- VẬT LÍ 12 VÀ

MỘT SỐ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI TẬP NHẰM PHÁT TRIỂN

TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH .................................................30

2.1. Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “Dòng điện xoay chiều"- vật lí 12......30

2.1.1. Vị trí chương “Dòng điện xoay chiều" trong chương trình vật lí trung

học phổ thông ..........................................................................................30

2.1.2. Sơ đồ cấu trúc nội dung của chương “Dòng điện xoay chiều" - vật lí 12.....30

2.1.3. Mục tiêu dạy học .....................................................................................32

2.2. Xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập chương "Dòng điện

xoay chiều"- vật lí 12 nhằm phát triển tư duy sáng tạo...........................33

2.2.1. Xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập...................................33

Kết luận chương 2..............................................................................................75

Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.......................................................76

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm..............................................................76

3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm.......................................................76

3.3. Đối tượng, nội dung và tiến trình thực nghiệm sư phạm ........................76

3.3.1. Đối tượng thực nghiệm............................................................................76

3.3.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm ..............................................................77

3.3.3. Tiến trình thực nghiệm sư phạm .............................................................77

3.4. Đánh giá kết quả......................................................................................78

3.4.1. Kết quả định tính .....................................................................................78

3.4.2. Kết quả định lượng..................................................................................78

3.5. Nhận xét và kết luận từ thực nghiệm sư phạm........................................83

Kết luận chương 3..............................................................................................86

KẾT LUẬN.......................................................................................................87

TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................88

PHỤ LỤC

iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Viết đầy đủ

BT Bài tập

BTVL Bài tập vật lí

GV Giáo viên

HS Học sinh

PPDH

SGK

SBT

Phương pháp dạy học

Sách giáo khoa

Sách bài tập

THPT Trung học phổ thông

v

DANH MỤC BẢNG, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ

Bảng:

Bảng 3.1. Bảng thống kê các điểm số kết quả bài kiểm tra ...................................79

Bảng 3.2 Bảng phân phối tần suất và bảng phân phối tần suất luỹ tích................80

Bảng 3.3. Bảng tham số thống kê...........................................................................80

Đồ thị:

Đồ thị 3.1. Đồ thị phân phối tần suất .......................................................................82

Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất luỹ tích ..........................................................83

Sơ đồ:

Sơ đồ 1.1: Phân loại bài tập vật lí............................................................................10

Sơ đồ 2.1: Sơ đồ cấu trúc nội dung của chương “Dòng điện xoay chiều”..............31

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Trong dạy học vật lí, bài tập giữ một vai trò đặc biệt quan trọng. Nó vừa là một

phần hữu cơ của sách giáo khoa Vật lí, vừa giúp hình thành và làm phong phú các khái

niệm Vật lí, giúp người học phát triển tư duy và thói quen vận dụng kiến thức Vật lí

vào thực tiễn. Về phương diện giáo dục, việc giải các bài tập Vật lí sẽ giúp hình thành

các phẩm chất cá nhân của học sinh như tình yêu lao động, trí tò mò, sự khéo léo, khả

năng tự lực, hứng thú đối với học tập. Vì vậy việc rèn luyện, hướng dẫn học sinh giải

các bài tập Vật lí là biện pháp rất có hiệu quả để phát triển tư duy Vật lí cho học sinh.

Giải các bài tập Vật lí vừa được xem như là mục đích, vừa là phương tiện dạy học, vừa

là một phương pháp đơn giản để kiểm tra, hệ thống hoá kiến thức, kỹ năng và thói quen

thực hành, cho phép mở rộng và làm sâu sắc kiến thức đã học. Đồng thời, với hệ thống

hợp lý, bài tập vật lí cũng hỗ trợ tích cực cho khả năng phát triển tư duy sáng tạo và

hiểu biết tiến trình khoa học của các hiện tượng tự nhiên.

Thực tế dạy học vật lí ở một số trường THPT cho thấy chất lượng học tập Vật

lí của học sinh còn chưa cao, học sinh chưa có hứng thú học tập và đặc biệt đa số học

sinh rất ngại làm bài tập. Bên cạnh đó, việc sử dụng bài tập nhằm phát triển tư duy

sáng tạo cho học sinh chưa được chú ý khai thác.

Chương "Dòng điện xoay chiều"trong sách Vật lí 12 cung cấp nhiều kiến thức

cơ bản về dòng điện xoay chiều, là cơ sở lý thuyết của nhiều ứng dụng phổ biến và

quan trọng trong đời sống và trong các ngành kĩ thuật hiện đại. Tuy nhiên, do nội dung

chương có nhiều công thức khó nhớ, nhiều khái niệm trìu tượng, nên việc hiểu biết sâu

sắc các kiến thức của chương đối với nhiều học sinh còn khó khăn, đặc biệt là việc vận

dụng để giải bài tập cũng như giải thích các hiện tượng thực tế và các ứng dụng phổ

biến trong đời sống hàng ngày của dòng điện xoay chiều đối với các em còn khó khăn

hơn.

Nhằm góp phần khắc phục những khó khăn và hạn chế của việc dạy học bài

tập Vật lí, trong đó có bài tập chương “Dòng điện xoay chiều”, từng bước nâng cao

chất lượng dạy và học môn Vật lí ở các trường THPT, chúng tôi chọn đề tài nghiên

cứu: "Xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập chương "Dòng điện xoay

chiều" - Vật lí 12 nhằm phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh".

2

2. Mục tiêu của đề tài

Xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập ''chương dòng điện xoay chiều''

- Vật lí 12 phù hợp với đối tượng học sinh, trên cơ sở đó xây dựng một số tiến trình

dạy học bài tập nhằm phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học hiện đại trong dạy học bài tập vật lí, về tư

duy sáng tạo và mối quan hệ giữa hoạt động giải bài tập vật lí và hình thành năng lực

tư duy sáng tạo của học sinh.

Nghiên cứu về thực trạng dạy học bài tập vật lí ở một số trường THPT hiện nay.

Nghiên cứu xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập về dòng điện xoay

chiều trong chương trình vật lí 12. Thiết kế một số tiến trình dạy học bài tập nhằm phát

triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh.

Tiến hành thực nghiệm sư phạm các bài tập đã xây dựng, từ đó rút ra những bài

học kinh nghiệm, những thành công cũng như những khó khăn mà việc phát triển năng

lực tư duy sáng tạo cho học sinh thường gặp phải và đề xuất hướng khắc phục.

4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu

Khách thể nghiên cứu là quá trình dạy học Vật lí lớp 12 THPT.

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống bài tập chương dòng điện xoay chiều vật lí

lớp 12 THPT để giảng dạy và bồi dưỡng học sinh.

5. Vấn đề nghiên cứu

Đề tài tập trung vào nghiên cứu các vấn đề cơ bản sau:

- Xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập chương dòng điện xoay chiều

thuộc chương trình Vật lí 12.

- Hướng dẫn học sinh để giúp học sinh hình thành và phát triển năng lực tư duy

sáng tạo khi giải quyết các bài tập vật lí.

6. Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được một hệ thống bài tập phù hợp với quan điểm hiện đại về dạy

học vật lí thì có thể giúp học sinh hình thành và phát triển năng lực tư duy sáng tạo.

7. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu

- Kiến thức: Chương "Dòng điện xoay chiều"- Vật lí 12.

- Địa điểm: Một số trường THPT huyện Bình Giang - tỉnh Hải Dương.

3

8. Dự kiến đóng góp của đề tài

- Đóng góp lý luận:

Làm rõ và hoàn thiện thêm lí luận của việc phát triển tư duy sáng tạo cho người

học thông qua việc dạy học bài tập và xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống và bài

tập vật lí.

- Đóng góp về thực tiễn:

Hệ thống bài tập chương "Dòng điện xoay chiều"được soạn thảo và xây dựng

theo hướng nâng cao khả năng tư duy sáng tạo cho học sinh và một số tiến trình dạy

học bài tập phù hợp với quan điểm dạy học hiện đại. Là tài liệu hữu ích giúp học sinh

hứng thú, say mê với môn học hơn nhờ được tăng cường khả năng tự học và tư duy

sáng tạo. Đồng thời đây sẽ là tài liệu tham khảo tốt cho các giáo viên và học sinh.

9. Phương pháp nghiên cứu

- Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận: Sưu tầm, đọc và nghiên cứu các tài

liệu về lí luận dạy học đại cương, lí luận dạy vật lí, tài liệu về các bài tập liên quan đến

chương "Dòng điện xoay chiều"đang đề cập, các tài liệu thu thập được từ nhiều nguồn

khác nhau như sách báo, tạp chí chuyên ngành, các công trình, đề tài nghiên cứu khoa

học có nội dung liên quan.

- Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Quan sát, điều tra - khảo sát bằng

phiếu hỏi, tổng kết kinh nghiệm, xin ý kiến chuyên gia.

- Nhóm phương pháp thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài tập

chương “Dòng điện xoay chiều” đã xây dựng, soạn thảo và sử dụng đối với việc phát

triển tư duy sáng tạo của học sinh.

- Nhóm phương pháp xử lý thông tin: Định tính, định lượng, thống kê và phân

tích thống kê.

10. Dự kiến cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận

văn dự kiến được trình bày theo 3 chương:

4

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn việc xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ

thống bài tập chương "Dòng điện xoay chiều"- Vật lí 12 nhằm phát triển tư duy sáng

tạo cho học sinh.

Chương 2: Xây dựng, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập chương "Dòng

điện xoay chiều"- Vật lí 12 và một số tiến trình dạy học bài tập nhằm phát triển tư duy

sáng tạo cho học sinh.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

5

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG,

SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP

CHƯƠNG "DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU"- VẬT LÍ 12

NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Trong giờ học Vật lí, khi xây dựng kiến thức, học sinh mới nắm được các khái

niệm, các định lý, định luật,… một cách khái quát. Nếu chỉ dừng lại ở đó, sự nhận thức

của học sinh có thể hời hợt, thiếu toàn diện và không thực tế. Giai đoạn tiếp theo trong

quá trình xây dựng kiến thức, học sinh phải vận dụng được những kiến thức khái quát,

trừu tượng đó vào những tình huống cụ thể rất đa dạng. Nhờ thế mà học sinh nắm được

những biểu hiện rõ ràng của những kiến thức đó trong thực tế, đồng thời thấy được

những ứng dụng muôn hình muôn vẻ trong kỹ thuật và đời sống. Nhận thức được điều

này, nhiều giáo viên dạy Vật lý đã đầu tư thời gian và công sức để chất lượng các giờ

dạy bài tập được tăng lên.

Cùng với việc nâng cao chất lượng giờ dạy bài tập thông qua kinh nghiệm giảng

dạy, trong nhiều năm qua đã có rất nhiều những nghiên cứu khoa học quan tâm đến

vấn đề xây dựng và định hướng hoạt động giải bài tập Vật lý cho học sinh như: “Phát

huy tính tích cực tự lực hoạt động nhận thức của học sinh lớp 10 THPT qua rèn luyện

giải bài tập Vật Lý bằng phương pháp vectơ"của Nguyễn Thị Mai Anh [1]; “Phát triển

năng lực tự lực, sáng tạo của học sinh miền núi thông qua tổ chức hoạt động giải bài

tập Vật lí phân tử và nhiệt học ở lớp 10 Trung học phổ thông"của Lục Thị Na [17];

“Lựa chọn và xây dựng tiến trình dạy học bài tập Vật lí chương “Các định luật bảo

toàn" (Vật lí 10 - Cơ bản) nhằm phát triển tư duy, năng lực sáng tạo cho học sinh trường

dân tộc nội trú THPT" của Phạm Thị Phương [21]; “Xây dựng và sử dụng bài tập vật

lý trong quá trình tổ chức hoạt động dạy, học kiến thức mới chương “Các định luật bảo

toàn "Vật lí 10 nâng cao" của Nguyễn Thành Quê [22]. Các công trình này đã đề cập

đến việc phân dạng bài tập, xây dựng hệ thống bài tập, các phương pháp giải bài tập…

Cũng có nhiều công trình đề cập đến một số biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận

thức của học sinh, phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua hoạt động dạy -

học bài tập Vật lí như: “Tổ chức hoạt động dạy học theo hướng phát huy năng lực tư