TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TĂNG CƯỜNG TÍNH THỰC TIỄN CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÍ 12 by Dạy Kèm Quy Nhơn Official

DẠY HỌC THEO HƯỚNG TĂNG CƯỜNG THỰC TIỄN

vectorstock.com/10212086

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TĂNG CƯỜNG TÍNH THỰC TIỄN CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÍ 12 THPT WORD VERSION | 2022 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực, được các đồng tác giả cho phép sư dụng và chưa từng được ai công bố trong trong bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học nào. Tác giả luận văn

Cao Bá Thế

LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Mai Văn Trinh đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá trình thực hiện bản luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Sau đại học, khoa Vật lí trường Đại học Vinh đã tạo những điều kiện tốt nhất giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu tại khoa. Tôi xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, các thầy cô giáo ở các trường THPT Lê Lợi, tổ Lí - KTCN THPT Lê Lợi đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm.

Vinh, tháng 8 năm 2016 Tác giả luận văn

Cao Bá Thế

iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT

Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

Câu hỏi

Giáo viên

Học sinh

SGK

Sách giáo khoa

CNH

Công nghiệp hóa

HĐH

Hiện đại hóa

PPDH

Phương pháp dạy học

THPT

Trung học phổ thông

Thực nghiệm

ĐC

Đối chứng

KTĐG

Kiểm tra đánh giá

MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TĂNG CƯỜNG TÍNH THỰC TIỄN Ở TRƯỜNG THPT ................... 5 1.1. Mục tiêu giáo dục trong giai đoạn hiện nay ................................................... 5 1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông hiện nay ...................................... 5 1.1.2. Mục tiêu giáo dục môn học Vật lí THPT hiện nay ...................................... 6 1.2. Cơ sở tâm lý của việc dạy học gắn với thực tiễn ........................................... 8 1.2.1. Cơ sở tâm lý................................................................................................. 8 1.2.2. Xu hướng đưa thực tiễn cuộc sống vào dạy học ....................................... 12 1.3. Dạy học Vật lí gắn với thực tiễn .................................................................. 13 1.3.1. Khái niệm thực tiễn ................................................................................... 13 1.3.2. Đặc điểm của môn Vật lí ở trường THPT ................................................. 15 1.3.3. Vai trò của tính thực tiễn trong dạy học vật lí .......................................... 17 1.4. Thực trạng dạy học Vật lí gắn với thực tiễn ở các trường THPT trên địa bàn Thị Xã ba Đồn – Quảng Bình ............................................................................. 19 1.5. Một số biện pháp nhằm tăng cường tính thực tiễn trong hoạt động dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT .............................................. 22 1.5.1. Sử dụng các phương tiện trực quan mang tính thực tiễn. ......................... 22 1.5.2. Trình bày những ứng dụng kỹ thuật của vật lí. ......................................... 24 1.5.3. Liên hệ kiến thức vật lí qua các bài tập mang tính thực tiễn. ................... 27 1.5.4. Kiểm tra, đánh giá theo hướng tăng cường tính thực tiễn........................ 29 1.5.5. Tổ chức các hoạt động ngoại khóa. .......................................................... 31 1.5.6. Tổ chức các cuộc thi “thiết kế mô hình thí nghiệm, thiết bị vật lí”. ......... 33 1.5.7. Tham quan học tập. ................................................................................... 33 1.6. Quy trình thiết kế bài dạy học vật lí theo hướng tăng cường tính thực tiễn cho học sinh. ............................................................................................................... 34 Kết luận chương 1 ............................................................................................... 35 Chương 2. TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TĂNG CƯỜNG TÍNH THỰC TIỄN CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÍ 12 THPT ................................................................................................................... 36 2.1. Đặc điểm chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT ....................... 36 2.1.1. Đặc điểm chung của chương..................................................................... 36 2.1.2. Mục tiêu của chương ................................................................................. 36 2.1.3. Cấu trúc lôgic của chương ........................................................................ 37 2.1.4. Nội dung cơ bản của chương .................................................................... 38 2.2. Tổ chức dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT theo hướng tăng cường tính thực tiễn ......................................................................... 48 2.2.1. Nội dung gắn với thực tiễn của chương .................................................... 48 2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài trong chương “Dòng điện xoay chiều” .................................................................................................................. 68

Kết luận chương 2 ............................................................................................... 80 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ....................................................... 81 3.1. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .................................................. 81 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ................................................................ 81 3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ................................................................ 81 3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm.................................................................. 81 3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm ................................................................... 82 3.3.1. Lựa chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm ............................................ 82 3.3.2. Nội dung thực nghiệm ............................................................................... 82 3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm...................................................................... 83 3.4.1. Đánh giá định tính .................................................................................... 83 3.4.2. Đánh giá định lượng ................................................................................. 83 3.5. Xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm ............................................................. 84 3.5.1. Xử lí kết quả thực nghiệm ......................................................................... 84 3.5.2. Phân tích số liệu thực nghiệm ................................................................... 86 Kết luận chương 3 ............................................................................................... 88 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 91 PHỤ LỤC ...............................................................................................................

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài Xuất phát từ yêu cầu đổi mới PPDH nhằm đáp ứng yêu cầu đào tạo con người trong thời kỳ CNH – HĐH đất nước. Căn cứ vào nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo nêu rõ “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang hình thức tổ chức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học”. Hiện nay chương trình giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học – từ chỗ quan tâm tới việc học sinh học được gì đến chỗ quan tâm tới việc học sinh làm được cái gì qua việc học. " Chủ tịch Hồ Chí Minh đã viết: "Thống nhất giữa lí luận và thực tiễn là một nguyên tắc căn bản của chủ nghĩa Mác - Lênin. Thực tiễn không có lí luận hướng dẫn thì thành thực tiễn mù quáng. Lí luận mà không liên hệ với thực tiễn là lí luận suông" [52, tr. 66]. Thực trạng dạy học Vật lí ở trường phổ thông cho thấy rằng, đa số giáo viên chỉ quan tâm đến việc truyền thụ kiến thức lí thuyết để phục vụ cho việc làm bài kiểm tra và trong thi cử, thiếu thực hành và liên hệ với thực tế khiến cho giờ học Vật lí trở nên nhàm chán, học sinh chiếm lĩnh kiến thức một cách thụ động, không có sự khám phá, tìm tòi, phát triển tư duy. Từ thực tế giảng dạy của bản thân cũng như việc đi dự giờ đồng nghiệp tại trường, chúng tôi nhận thấy rằng, chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT là chương có nhiều ứng dụng gắn với đời sống, kỹ thuật. Sự sáng tạo trong việc đổi mới phương pháp dạy học, tăng cường tính thực tiễn trong dạy

học giúp học sinh hiểu sâu hơn về lí thuyết, thấy được mối liên hệ giữa lí thuyết và thực tiễn, giải thích được các hiện tượng vật lí xảy ra trong tự nhiên, góp phần nâng cao chất lượng học tập của học sinh. Xuất phát từ lí do trên, chúng tôi chọn đề tài luận văn thạc sĩ: dạy học chương “dòng điện xoay chiều” Vật lí 12, THPT theo hướng tăng cường tính thực tiễn. 2. Mục đích nghiên cứu Nâng cao chất lượng dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT thông qua việc dạy học theo hướng tăng cường tính thực thực tiễn. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng

−

Hoạt động dạy – học Vật lí theo hướng tăng cường tính thực tiễn ở trường THPT. −

Phạm vi nghiên cứu

Chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT. 4. Giả thuyết khoa học Nếu dạy học theo hướng tăng cường tính thực tiễn chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT thì sẽ tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, do đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương này nói riêng và dạy học Vật lí ở trường phổ thông nói chung. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận về tổ chức dạy học theo hướng tăng cường tính thực tiễn. - Nghiên cứu mục tiêu, cấu trúc và nội dung chương trình SGK Vật li 12 THPT, đặc biệt là chương “Dòng điện xoay chiều”. - Tìm hiểu thực trạng tổ chức dạy học Vật lí theo hướng tăng cường tính thực tiễn ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Quảng Bình. - Đề xuất một số biện pháp tổ chức dạy học theo hướng tăng cường tính thực

tiễn. - Xây dựng quy trình thiết kế bài học tăng cường tính thực tiễn. - Thiết kế tiến trình dạy học một số bài thuộc chương “Dòng điện xoay chiều” theo hướng tăng cường tính thực tiễn. - Thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của đề tài để điều chỉnh, hoàn thiện. 6. Phương pháp nghiên cứu −

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

+ Nghiên cứu cơ sở khoa học của việc tổ chức dạy học theo hướng tăng cường tính thực tiễn cho học sinh. + Nghiên cứu các tài liệu về mục tiêu, nội dung, cấu trúc lôgic chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT. + Nghiên cứu thực trạng dạy học Vật lí gắn với thực tiễn ở trường THPT và đề xuất một số giải pháp nhằm phát huy việc tổ chức dạy học gắn với thực tiễn . −

Thực nghiệm sư phạm

+ Nghiên cứu các tài liệu về dạy học theo hướng tăng cường tính thực tiễn, các tài liệu mới về lí luận dạy học và lí luận dạy học Vật lí. + Chọn mẫu và thực nghiệm sư phạm ở trường THPT để kiểm tra giả thuyết đã đề ra. −

Phương pháp thống kê

Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm bằng thống kê toán học. 7. Đóng góp của luận văn - Về lý luận + Đề xuất 7 biện pháp tổ chức dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 THPT theo hướng tăng cường tính thực tiễn. + Xây dựng quy trình thiết kế bài học tăng cường tính thực tiễn cho học sinh trong dạy học Vật lí. - Về thực tiễn

+ Suy tầm, tuyển chọn các video, thí nghiệm ảo, bài tập thí nghiệm hỗ trợ cho việc dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT . + Thiết kế được 4 tiến trình dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT theo hướng tăng cường tính thực tiễn. 8. Cấu trúc luận văn MỞ ĐẦU NỘI DUNG Chương 1: Cơ sở khoa học của việc dạy học vật lí theo hướng tăng cường tính thực tiễn ở trường THPT Chương 2: Tổ chức dạy học vật lí theo hướng tăng cường tính thực tiễn chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT Chương 3: Thực nghiệm sư phạm KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TĂNG CƯỜNG TÍNH THỰC TIỄN Ở TRƯỜNG THPT 1.1. Mục tiêu giáo dục trong giai đoạn hiện nay 1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông hiện nay

Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến việc HS học được cái gì đến chỗ quan tâm HS vận dụng được cái gì qua việc học. Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối "truyền thụ một chiều" sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm chất; đồng thời phải chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, coi trọng cả kiểm tra đánh giá kết quả học tập với kiểm tra đánh giá trong quá trình học tập để có thể tác động kịp thời nhằm nâng cao chất lượng của các hoạt động dạy học và giáo dục. Việc xác định rõ mục tiêu giáo dục là một điều rất quan trọng và cần thiết vì nó định hướng chiến lược đầu tư giáo dục, xây dựng nội dung chương trình, chọn lọc nội dung, xác định và chi phối toàn bộ công tác quản lý, điều hành các bậc học và toàn bộ phương pháp dạy học và kiểm tra, đánh giá. Trước bối cảnh đó và để chuẩn bị cho quá trình đổi mới chương trình, SGK giáo dục phổ thông sau năm 2018, cần thiết phải đổi mới đồng bộ hình thức, phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá kết quả giáo dục theo định hướng phát triển năng lực người học. + Đổi mới hình thức và phương pháp dạy học nhằm phát huy thính chủ động, tích cực, sáng tạo và rèn luyện phương pháp tự học; tăng cường kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức, kỹ năng vào giải quyết các vấn đề thực tiễn. Do được chủ động điều chỉnh nội dung, thời gian giáo dục nên nhà trường có điều kiện áp dụng các hình thức tổ chức và phương pháp giáo dục

- dạy học tiên tiến, trong đó yêu cầu HS vận dụng tổng hợp kiến thức, kỹ năng vào giải quyết các vấn đề thực tiễn của cuộc sống. + Đổi mới kiểm tra, đánh giá trong quá trình dạy học là những hoạt động quan sát, theo dõi, trao đổi, kiểm tra, nhận xét quá trình học tập, rèn luyện của HS; tư vấn, hướng dẫn, động viên HS; nhận xét định tính hoặc đinh lượng về kết quả học tâp, rèn luyện, sự hình thành và phát triển một số năng lực, phẩm chất của HS nhằm mục đích giúp HS tự rút kinh nghiệm và nhận xét lẫn nhau trong quá trình học tập, tự điều chỉnh cách học, qua đó dần dần hình thành và phát triển năng lực vận dung kiến thức, khả năng tự học, phát hiện và giải quyết vấn đề trong môi trường giao tiếp, hợp tác; bồi dưỡng hứng thú học tập và rèn luyện của HS trong quá trình giáo dục. Thông qua kiểm tra, đánh giá, GV rút kinh nghiệm, điều chỉnh hoạt động dạy học và giáo dục ngay trong quá trình và kết thúc mỗi giai đoạn dạy học và giáo dục; kịp thời phát hiện những cố gắng, tiến bộ của HS để động viên, khích lệ; phát hiện những khó khăn chưa thể vượt qua của HS để hướng dẫn, giúp đỡ; đưa ra nhận định phù hợp về những ưu điểm nổi bật và hạn chế của mỗi HS để có biện pháp khắc phục kịp thời nhằm nâng cao chất lượng, hiệu quả hoạt động học tập, rèn luyện của HS [3]. Như vậy mục tiêu giáo dục của nước ta hiện nay không chỉ dừng lại ở việc truyền đạt kiến thức, bồi dưỡng năng lực sáng tạo ra tri thức mới mà còn rèn luyện cho HS những kỹ năng sống để có thể đáp ứng yêu cầu của đất nước trong từng giai đoạn. 1.1.2. Mục tiêu giáo dục môn học Vật lí THPT hiện nay

Mục tiêu giáo dục thay đổi trong từng thời kỳ, từng giai đoạn phát triển của đất nước nên mục tiêu giáo dục ở nhà trường cũng phải bám sát và có những điều chỉnh phù hợp. Nên dạy học vật lí ở cấp THPT hiện nay nhằm giúp học sinh: [2] - Đạt được một hệ thống kiến thức vật lí phổ thông, cơ bản và phù hợp với những quan điểm hiện đại bao gồm:

+ Các khái niệm về sự vật, hiện tượng và các quá trình vật lí thường gặp trong cuộc sống và sản xuất. + Các đại lượng, các định luật và nguyên lý cơ bản. + Những nội dung chính của một số thuyết vật lí quan trọng nhất. + Những ứng dụng phổ biến của vật lí trong đời sống và sản xuất. + Các phương pháp chung của nhận thức khoa học và phương pháp đặc thù của vật lí, trước hết là phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình. - Rèn luyện và phát triển các kỹ năng: + Quan sát các hiện tượng và các quá trình vật lí trong tự nhiên, trong cuộc sống hàng ngày hoặc trong các thí nghiệm, điều tra, sưu tầm, tra cứu các tài liệu từ các nguồn tin khác nhau để thu thập thông tin và trước hết là cho việc học tập môn Vật lí. + Sử dụng các dụng cụ đo phổ biến của vật lí, kỹ thuật lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm vật lí đơn giản. + Phân tích, tổng hợp và xử lý các thông tin thu thập được để rút ra kết luận, đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay về bản chất của các hiện tượng hoặc quá trình vật lí cũng như đề ra các phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã đề ra. + Vận dụng kiến thức để mô tả và giải thích các quá trình vật lí, giải bài tập vật lí và giải quyết những vấn đề đơn giản của cuộc sống và sản xuất ở mức độ phổ thông. + Sử dụng các thuật ngữ vật lí, các bảng biểu, đồ thị, để trình bày chính xác, rõ ràng những hiểu biết cũng như kết quả thu được qua thu thập và xử lý thông tin. - Hình thành và rèn luyện thái độ, tình cảm: + Có hứng thú học vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học, trân trọng với những đóng góp của vật lí cho sự tiến bộ của xã hội với công lao của các nhà khoa học. + Có thái độ khách quan, trung thực, tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và

có tinh thần hợp tác trong việc học tập môn vật lí cũng như áp dụng những hiểu biết đã đạt được. + Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lí vào đời sống nhằm cải thiện cuộc sống, học tập cũng như để bảo vệ và giữ gìn môi trường sống tự nhiên. 1.2. Cơ sở tâm lý của việc dạy học gắn với thực tiễn 1.2.1. Cơ sở tâm lý

Quá trình dạy học có mối quan hệ chặt chẽ với quá trình tâm lí. Nhiều vấn đề của tâm lí học là cơ sở cho việc giải quyết một cách đúng đắn những vấn đề lí thuyết và thực tiễn dạy học ở trường phổ thông. Thực tế dạy học cho thấy có nhiều yếu tố tâm lí đã ảnh hưởng đến chất lượng của quá trình dạy học nói chung và qúa trình tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS. Bởi vậy để có cơ sở cho việc đề xuất tiến trình soạn giảng theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS và những biện pháp nhằm tăng cường tính thực tiễn của bài học, từ những cơ sở chung chúng tôi đi sâu phân tích một số mặt sau: 1.2.1.1. Không khí dạy học và vai trò của nó trong quá trình dạy học Không khí dạy học là một khái niệm tâm lí sư phạm, thuộc phạm trù đạo đức. Nó biểu hiện ở mặt tâm lí trong mối quan hệ và sự cộng tác qua lại giữa GV và HS với nhau. Lớp học là một xã hội thu nhỏ trong đó cũng tồn tại những quy tắc và tiêu chuẩn đạo đức thể hiện qua các mặt khác nhau của mối quan hệ thầy – trò. Lớp học có không khí dạy học được biểu hiện ra ở một số dấu hiệu sau đây: - Các thành viên trong lớp quan hệ với nhau cởi mở, chân thành và luôn có sự thông cảm. - Sự cộng đồng trách nhiệm cao và sự phối hợp chặt chẽ giữa các thành viên trong lớp. - Một không khí tràn đầy niềm tin và có sự tôn trọng lẫn nhau. Không khí dạy học là điều kiện cần thiết và không thể thiếu được để giờ học vận hành một cách có kết quả, là một yếu tố ảnh hưởng quan trọng đối vứi sự phát triển trí tuệ và tình cảm của HS.

1.2.1.2. Động cơ Có nhiều quan điểm khác nhau của động cơ: - Theo thuyết hành vi: Với mô hình “kích thích – phản ứng”, coi kích thích là nguồn gốc tạo ra phản ứng hay gọi là động cơ [23]. - Theo thuyết tâm lí xã hội: Những đối tượng nào được phản ánh vào óc ta mà có tác dụng thúc đẩy hoạt động, xác định phương hướng hoạt động để thỏa mãn nhu cầu nhất định thì được gọi là động cơ hoạt động [8]. - Theo J.Piaget: Động cơ là tất cả các yếu tố thúc đẩy cá thể hoạt động, là cái vì đó mà HS thực hiện hoạt động học. Động cơ học tập của HS được hiện thân ở đối tượng của hoạt động học, tức là ở tri thức, kỹ năng, thái độ mà giáo dục sẽ đưa lại cho họ [24]. - Theo các nhà tâm lí học L.I. Boozovik và A.K. Dusaviski thì động cơ học tập của HS được chia làm hai loại: + Những động cơ hoàn thiện tri thức (động cơ bên trong): HS có ý thức khao khát mở rộng tri thức, mong muốn có nhiều hiểu biết, say mê vào những quá trình giải quyết nhiệm vụ học tập. Tất cả những biểu hiện này đều do sự hấp dẫn, lôi cuốn của bản thân tri thức cũng như những phương pháp dành lấy tri thức đó [25]. + Những động cơ có quan hệ xã hội (động cơ bên ngoài): HS say sưa hoạt động học tập vì sức hấp dẫn, lôi cuốn của một cái ở ngoài mục đích học tập như: thưởng và phạt, đe dọa và yêu cầu, thi đua và áp lực, lòng hiếu danh, sự hài lòng của cha mẹ, sự khâm phục của bạn bè... Trong trường hợp này mối quan hệ của cá nhân được hiện thân ở đối tượng học tập [24]. Hoạt động học tập được thúc đẩy bởi động cơ hoàn thiện tri thức thường không chứa đựng xung đột bên trong. Có thể có những khó khăn ttrong quá trình học đòi hỏi phải có nỗ lự ý chí để khắc phục, nhưng là khắc phục các trở ngại bên ngoài chứ không hướng vào đấu tranh với chính bản thân. Do đó chủ thể của hoạt động học không có những căng thẳng tâm lí. Hơn nữa, động lực nội tâm

còn chứng tỏ được khả năng “tự quyết định”, làm phát sinh tinh thần độc lập, tự giải quyết các trở ngại, đem lại cho người học nhiều sáng kiến. Nên hoạt động học tập được thúc đẩy bởi động cơ quan hệ xã hội ở mức độ nào đó mang tính cưỡng bức, có những lực chống đối nhau (như kết quả học tập không đáp ứng mong muốn của cha mẹ). Vì thế nó gắn liền với sự căng thẳng tâm lí, không đóng góp nhiều cho óc tạo và khả năng giải quyết các trở ngại. Hơn nữa nó đòi hỏi phải đấu tranh với chính bản thân nên học sinh dễ vi phạm nội quy, lơ là việc học,... [8]. Động cơ có vai trò quan trọng trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức của HS. Vì vậy, nếu làm cho HS thấy được ý nghĩa của việc học tập qua việc chỉ ra những ý nghĩa thực tiễn của các kiến thức được thu nhận thì sẽ góp phần hình thành động cơ học tập cho HS. Qua đó HS sẽ thấy kiến thức vật lí mà các em học rất cần thiết trong đời sống và kỹ thuật. 1.2.1.3. Hứng thú Hứng thú là một thuộc tính tâm lí của nhân cách, là một hiện tượng phức tạp được thể hiện rộng rãi trong cuộc sống của mỗi cá nhân cũng như trong các lĩnh vực nghiên cứu khoa học. Có nhiều quan điểm khác nhau về hứng thú, theo một số nhà tâm lí học: - I.PH.Shecbac: Hứng thú là thuộc tính bẩm sinh vốn có của con người, nó được biểu hiện thông qua thái độ, tình cảm của con người vào một đối tượng nào đó trong thế giới khách quan [9]. - Annoi: Hứng thú là một sự sáng tạo của tinh thần với đối tượng mà con người hứng thú tham gia vào [22]. - A.G.Côvaliốp: Hứng thú là một thái độ đặc thù của cá nhân đối với đối tượng nào đó, do ý nghĩa của nó trong cuộc sống và sự hấp dẫn về mặt tình cảm của nó [8]. - A.Kosakowski: Hứng thú hướng tâm lí vào những đối tượng nhất định với mục đích nhận thức chúng tiếp thu những tri thức và nắm vững những hành

động phù hợp. Hứng thú biểu hiện mối quan hệ tới tính lựa chọn đối với môi trường và kích thích con người quan tâm tưới những đối tượng, những tình huống hành động quan trọng có ý nghĩa đối với mình [9]. - Nguyễn Quang Uẩn: Hứng thú là thái độ đặc biệt của cá nhân đối với đối tượng nào đó, vừa có ý nghĩa với cuộc sống, vừa có khả năng mang lại khoái cảm cho cá nhân trong quá trình hoạt động [24]. - Từ điển bách khoa Việt Nam: Hứng thú là hình thức biểu hiện tình cảm và nhu cầu nhận thức của con người nhằm ý thức một cách hào hứng về mục đích hoạt động, nhằm tìm hiểu sâu hơn, phản ánh đầy đủ hơn đối tượng trong đời sống hiện thực. Hứng thú phản ánh thái độ quan tâm đặc biệt của chủ thể đối với đối tượng do tính hấp dẫn hoặc ý thức được tầm quan trọng. Hứng thú được tạo nên ở chủ thể khát vọng được tiếp cận và đi sâu vào đối tượng, làm nảy sinh cảm giác tích cực, nâng cao sức tập trung chú ý ...[14]. Theo quan điểm lí luận dạy học hiện đại có các loại hứng thú sau: - Hứng thú tích cực: Là loại hứng thú khi con người không chỉ quan sát đối tượng mà còn hoạt động để chiếm lĩnh đối tượng. Hứng thú tích cực là nguồn kích thích sự phát triển nhân cách, hình thành kỹ năng, kỹ xảo, năng lực và tính cách, là nguồn gốc của sự sáng tạo [25]. - Hứng thú thú thụ động: Là loại hứng thú mà con người chỉ dừng lại ở sự thích thú ngắm nhìn đối tượng nhưng không thể hiện tính tích cực để nhận thức đối tượng, làm chủ đối tượng và hoạt động sáng tạo trong lĩnh vực đó [25]. - Hứng thú nhận thức: là một hiện tượng tâm lí diễn ra trong quá trình con người tiến hành hoạt động nhận thức. Hứng thú nhận thức là khuynh hướng lựa chọn của cá nhân nhằm vào việc nhận thức được một hoặc một số lĩnh vực khoa học nhằm vào mặt nội dung và quá trình hoạt động của nó. Trong quá trình này cá nhân không chỉ dừng lại ở những đặc điểm bên ngoài của sự vật, hiện tượng mà còn xu thế đi sâu vào cái bản chất bên trong của sự vật hiện tượng muốn nhận thức. Hứng thú nhận thức của người học thực ra đã hoàn thành sẵn ở họ

ngay từ khi còn nhỏ; biểu hiện ở sự tò mò, ham hiểu biết và về sau phát triển thành tính ham học, ham tìm hiểu và cuối cùng trở thành hứng thú khoa học, hứng thú nghệ thuật, hứng thú văn chương,...[25]. Như vậy, việc dạy học vật lí gắn liền với thực tiễn tạo ra sự liên kết chặt chẽ giữa kiến thức trong sách vở với thực tiễn cuộc sống và những ứng dụng của nó trong kỹ thuật. Nhờ đó tạo cho HS sự thích thú, thấy được ý nghĩa của việc học. Càng hứng thú HS càng tích cực và chủ động hơn trong học tập, góp phần nâng cao hiệu quả dạy học 1.2.2. Xu hướng đưa thực tiễn cuộc sống vào dạy học

Xu hướng dạy học Vật lí hiện nay là dạy học theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh, kiến thức phải gắn với thực tiễn. Với sự phát triển như vũ bão của khoa học, kĩ thuật và công nghệ, tri thức của loài người đang gia tăng nhanh chóng, yêu cầu đào tạo con người không những biết mà còn có kỹ năng sống. Bên cạnh đó để trả lời cho hàng loạt câu hỏi: Làm thế nào để học sinh trả lời được những kiến thức dù là cổ điển vẫn hấp dẫn và có ý nghĩa trong cuộc sống hôm nay? Làm thế nào để học sinh tìm thấy sự thích ứng của mình trong quá trình học tập môn vật lí? Làm thế nào để học sinh phát triển hiểu biết của mình trong quá trình học tập? Hay dạy học vật lí thế nào để góp phần rèn luyện kỹ năng sống cho học sinh?... Tất cả điều đó đặt chúng ta nghĩ đến việc đổi mới phương pháp, phải thay đổi mục tiêu dạy học nhằm nâng cao hiệu quả của việc dạy học. Do vậy những mô hình học tập mới được nghiên cứu để vận dụng vào thực tiễn dạy học, tất cả chúng đều có những điểm tương đồng sau: + Học sinh thực sự tích cực chủ động tham gia vào quá trình học tập khi vấn đề học tập có mối quan hệ với thực tiễn mà họ đang sống và chỉ có những vấn đề như vậy mới làm họ hứng thú tham gia giải quyết và có gắng hết khả năng của mình để giải quyết. Chính ngay những kiến thức cổ điển cũng làm thế nào để đặt chúng vào những vấn đề thực tiễn của ngày hôm nay.

+ Học sinh là trung tâm của quá trình dạy học không chỉ thể hiện ở chỗ họ được quan tâm, chăm sóc, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện để học tập. HS được giải quyết một phần hay toàn bộ chiến lược học tập, đồng thời HS cũng phải chịu một phần trách nhiệm với kết quả học tập của mình (sự hiểu biết, phát triển cá nhân). + Quan tâm đến sự phát triển hiểu biết, sự phát triển tư duy bậc cao, rèn luyện kỹ năng sống và làm việc thông qua giải quyết các vấn đề thực tiễn. Do đó hầu hết các chương trình hiện nay cũng đã chú ý đến việc liên hệ giữa các lĩnh vực khác nhau vào thực tiễn của xã hội nhằm giúp HS phát triển những ý tưởng trọng yếu và toàn diện. Thực tế chúng ta cần nhìn nhận rằng ở một số trường học, đặc biệt là các trường ở nông thôn và miền núi còn có những khó khăn sau: + Đời sống vật chất còn thiếu thốn, nhiều nơi HS còn dành đa số thời gian để lao động và kiếm sống giúp đỡ gia đình. + Xa các trung tâm, thông tin chậm, sách vở, phòng thí nghiệm còn thiếu thốn. + Không được tiếp cận và trau dồi thông tin kể cả GV và HS, tuy nhiên trong thời gian gần đây đã được đề cập nhưng vẫn còn hạn chế. Dạy học gắn với thực tiễn còn phụ thuộc vào vùng miền, điều kiện cụ thể của nhà trường, khả năng của HS và mối quan tâm của xã hội trong từng giai đoạn. Do vậy mỗi GV cần nghiên cứu để ứng dụng dạy học gắn với thực tiễn cho phù hợp. 1.3. Dạy học Vật lí gắn với thực tiễn 1.3.1. Khái niệm thực tiễn

“Thực tiễn” là những hoạt động của con người, trước hết là lao động sản xuất, nhằm tạo điều kiện cần thiết cho sự tồn tại của xã hội [19]. Theo đại từ điển Tiếng Việt thì “thực tiễn” là hoạt động thực tế của con người: ứng dụng lý thuyết vào thực tiễn [25]. Còn từ điển học sinh thì định nghĩa : ”Thực tiễn” là toàn bộ những hoạt

động của con người để tạo ra những điều kiện cần thiết cho đời sống xã hội bao gồm các hoạt đông sản xuất, đấu tranh giai cấp và thực nghiệm khoa học; không có thực tiễn thì không có lí luận khoa học [13]. Phạm trù thực tiễn đã được Lút vích Phoi-ơ-bắc nhà duy vật lớn nhất trước Mác đề cập đến. Song ông không nhận thức được “hoạt động cảm giác của con người là thực tiễn” nên còn quá coi trọng hoạt động lí luận và chưa thấy hết được vai trò, ý nghĩa của thực tiễn đối với nhận thức con người. Các nhà duy tâm cũng chỉ hiểu thực tiễn như là hoạt động tinh thần chứ không hiểu nó như là hoạt động hiện thực, hoạt động vật chất cảm tính của con người. Ngay cả Heeghen – nhà triết học duy tâm lớn nhất trước Mác, mặc dù đã có những tư tưởng hợp lí sâu sắc (bằng thực tiễn, chủ thể tự “nhân đôi” mình, đối tượng hóa bản thân mình trong quan hệ với thế giới bên ngoài [4]) nhưng cũng chỉ giới hạn thực tiễn ở ý niệm, ông cho rằng thực tiễn là một “suy lí lôgic”. Kế thừa những yếu tố hợp lí, chỉ rõ và khắc phục những thiếu sót trong quan niệm của các nhà triết học đi trước. Mác và Ăngghen đã đem lại một quan niệm đúng đắn, khoa học về thực tiễn: Thực tiễn là hoạt động vật chất “cảm tính”, có mục đích, có tính lịch sử xã hội của con người, nhằm cải tạo tự nhiên và xã hội [4]. Như vậy, thực tiễn không phải bao gồm toàn bộ hoạt động của con người mà chỉ là những hoạt động vật chất – hoạt động đặc trưng, có mục đích, có ý thức, năng động, sáng tạo. Hoạt động này có sự thay đổi qua các giai đoạn lịch sử khác nhau và được tiến hành bởi đông đảo quần chúng nhân dân trong xã hội. con người sử dụng các phương tiện, công cụ vật chất, sức mạnh vật chất của mình tác động vào tự nhiên, xã hội để làm biến đổi chúng trong hiện thực cho phù hợp với nhu cầu của mình và làm cơ sở để bến đổi hình ảnh sự vật trong nhận thức. Ở đây chúng ta có thể hiểu thực tiễn trong dạy học là hoạt động của GV và

HS, những kiến thức được cụ thể hóa bằng hiện tượng, những số liệu thực tiễn, ứng dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn nhằm tạo điều kiện cho HS thích thú và học tốt môn học. Trong quá trình dạy học, thực tiễn là điều kiện tất yếu để hình thành ở HS những kỹ năng, kỹ xảo, thông qua việc tham gia vào các hoạt động sáng tạo dưới hình thức vừa sức, HS tiếp thu những kinh nghiệm của xã hội, góp phần vào sự tiến bộ xã hội. 1.3.2. Đặc điểm của môn Vật lí ở trường THPT

Vật lí học ở trường THPT chủ yếu là vật lí thực nghiệm. Nhằm trang bị cho HS những kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, có hệ thống, bao gồm: các khái niệm vật lí, các định luật vật lí cơ bản, nội dung chính của các thuyết vật lí và các ứng dụng quan trọng nhất của vật lí trong đời sống và trong sản xuất. Vật lí học là một khoa học chính xác, đòi hỏi vừa phải có kỹ năng quan sát tinh tế, khéo léo tác động vào tự nhiên khi làm thí nghiệm, vừa phải có lôgic chặt chẽ, biện chứng, vừa phải trao đổi thảo luận để khẳng định chân lí. Vật lí học là môn khoa học thực nghiệm vì nội dung của nó gắn bó với các sự kiện thực tế và có ứng dụng rông rãi trong sản xuất, đời sống và kỹ thuật. Vì vậy có thể nói con đường nhận thức đi từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn là con đường phổ biến và quan trọng nhất trong quá trình nhận thức các hiện tượng, các quá trình, các quy luật tự nhiên… nói chung và trong dạy học nói riêng [22]. Dạy học gắn với thực tiễn là yêu cầu đặt ra đối với các GV, quá trình dạy học không còn là những bài dạy cụ thể để xây dựng kiến thức mới cho HS nữa. Cũng chính vì lối giảng dạy thiên về xây dựng tiến trình, xây dựng kiến thức mới mang đậm tính hàn lâm, khô khan, xa rời thực tiễn và nhu cầu của người học là do hoạt động học tập được phỏng theo hoạt động nhận thức khoa học. Đứng trước kiến thức vừa mới xây dựng được HS không biết vận dụng nó như thế nào? Dẫn tới HS chán học, việc học tập không đạt được mục tiêu đã đặt ra. Ngày nay quá trình dạy học phải hướng vào quá trình lĩnh hội kiến thức mới và

cũng chính là quá trình ứng dụng kiến thức vào giải quyết những vấn đề của thực tiễn. Có như vậy những kiến thức mà các em đạt được không những có ích cho bản thân các em mà còn được nhân lên rất nhiều. HS sẽ có niềm tin vào những kiến thức đã học cũng như khoa học nói chung. Một khi những kiến thức mà các em đạt được không chỉ để giải quyết nhiệm vụ học tập mà còn phục vụ nhiều vấn đề khác, qua việc giải quyết vấn đề, các nhiệm vụ học tập tìm hiểu những ứng dụng của kiến thức đã học trong đời sống sự hiểu biết của HS sẽ vượt qua một phạm vi hẹp mà trước đây họ từng có, kiến thức đã học vượt qua khuôn khổ của chương trình, nội dung của môn học, đồng thời thấy được sự gắn kết của các môn khoa học khác nhau. Dạy học gắn với thực tiễn GV không chỉ làm cho HS thấy được những ứng dụng của kiến thức mình đã học, những ứng dụng khoa học, kỹ thuật ứng dụng vào đời sống mà còn làm cho HS say mê khoa học, có một hứng thú để tìm tòi, giải thích những sự thay đổi xung quanh mình, hình thành nên một động cơ học tập đúng đắn. Về mặt tâm lí học, cần khơi gợi động cơ học tập bằng những tình huống học tập, bằng các vấn đề thực tiễn phù hợp với khả năng và mức độ hiểu biết của HS, có nhận thức đúng đắn trong quá trình học tập… tạo cho HS một môi trường học tập để HS tin tưởng vào khả năng làm việc của mình với những kiến thức đã, đang và sẽ có. Mặt khác những kiến thức vật lí phổ thông là những kiến thức tương đối đơn giản mà HS có thể tìm đọc ở bất cứ SGK, sách tham khảo nào nhưng việc vận dụng nó và đào sâu chưa được GV quan tâm một cách thỏa đáng, đa phần GV chỉ cung cấp những kiến thức đã có trong SGK để làm bài tập. Với cách dạy như thế sau khi dạy xong GV chỉ rèn luyện cho HS làm bài tập chứ chưa rèn luyện cho HS một thái độ học tập, tinh thần làm việc hợp tác. Quan niệm dạy học cho rằng HS rất trống rỗng, đến khi học mới có thể tiếp thu và biết là sai lầm. HS phổ thông nhất là THPT đã có mức độ trưởng thành nhất định. GV phải

dạy cho HS cách đi tìm kiếm kiến thức chứ không phải là tiếp thu kiến thức thụ động từ GV. Trong nhà trường phải bắt đầu rèn luyện cho HS tính tích cực, chủ động, tự giác, sáng tạo trong học tập để hình thành ở các em kỹ năng sống. Câu hỏi “kiến thức này thầy không dạy nên các em không học” là không thể chấp nhận được. Do đó đánh giá một tiết học là phải căn cứ vào những hoạt động của HS trong tiết đó. Hiện nay khoa học công nghệ, truyền thông phát triển một cách mạnh mẽ, những kiến thức khoa học bắt đầu được đưa lên các chương trình truyền hình, những chương trình em yêu khoa học, mục đích là để các em thấy được những kiến thức bổ ích cho cuộc sống. Nên dạy học chúng ta phải mạnh dạn đưa những ứng dụng khoa học vào trong dạy học, từ đó HS hiểu kiến thức. Với mức độ của các em và dưới sự hướng dẫn của GV, hệ thống câu hỏi gắn liền với thực tế sẽ giúp các em nhanh chóng rả lời một cách dễ dàng không mất nhiều thời gian. Chúng ta cần nhận thấy rằng có rất nhiều GV không dám mạnh dạn cho HS làm vì ngại họ không làm được. Điều đó cũng một phần đúng, HS sẽ không bao giờ làm được nếu giao nhiệm vụ cho HS rồi đến giờ yêu cầu HS báo cáo, còn nếu có GV hướng dẫn, gợi ý thì HS sẽ hoàn thành được nhiệm vụ được giao. Khi đó việc học sẽ trở nên nhẹ nhàng hơn, môi trường học, lớp học cũng trở nên thân thiện, dễ gần hơn, HS cảm nhận được những kiến thức xung quanh thật ý nghĩa cho cuộc sống. Với cách làm này HS không chỉ thích môn học mà mình đảm nhận mà còn ham mê tìm tòi, học hỏi trong các tiết học khác. Thực tế nếu tìm cách cho HS tự lực học tập, nhưng HS chỉ tự lực học tập trong khuôn khổ kiến thức đã biết và tự trả lời các câu hỏi nhằm tìm hiểu kiến thức và đi xây dựng các kiến thức trong SGK chứ chưa vượt ra khỏi khuôn khổ lớp học 1.3.3. Vai trò của tính thực tiễn trong dạy học vật lí

Vật lí học không phải chỉ là các phương trình và con số. Vật lí học là những điều đang xảy ra trong thế giới xung quanh ta. Nó cắt nghĩa về màu sắc cầu vòng, về ánh sáng lung linh và tính cứng rắn của viên kim cương. Nó có liên quan đến việc đi bộ, chạy, đi xe đạp, lái ô tô và cả việc điều khiển một con tàu vũ trụ ...

Bởi thế, dạy học vật lí không thể tách rời với thực tiễn cuộc sống mà phải luôn tạo cơ sở với những tình huống xuất phát thực tế và giải thích phù hợp, dựa trên đặc điểm nhận thức của học sinh. Dạy học vật lí gắn với thực tế cuộc sống là một hoạt động thống nhất giữa giáo dục, giáo duỡng với môi truờng kinh tế xã hội. Điều này cũng được quy định tại điều 28 của Luật Giáo dục: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn …” Hầu hết các bài tập vật lí đều gắn liền với các hiện tượng tự nhiên, các ứng dụng trong kỹ thuật. Do vậy, có thể nói tính thực tiễn của bài học vật lí là các sản phẩm mà GV cần truyền đạt cho HS theo yêu cầu của môn học thông qua ví dụ thực tế, bài tập thực tế, thí nghiệm và các ứng dụng kỹ thuật. Các ứng dụng của vật lí trong thực tiễn rất phong phú và đa dạng. Vì vậy, việc tăng cường tính thực tiến của bài học trong dạy học sẽ làm cho bài dạy trở nên sinh động hơn, gây được hứng thú đối với HS, nhờ đó có thể tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình dạy học. Do đó, việc tăng cường tính thực tiến của bài học được coi là một trong những biện pháp góp phần đổi mới phương pháp dạy học trong nhà trường THPT hiện nay. Dạy học vật lí gắn với thực tiễn góp phần phát huy nhân cách của HS, thông qua việc khuyến khích các tư duy ngẫu hứng ngay trong quá trình lĩnh hội kiến thức, hình thành ở học sinh rất nhiều đức tính quan trọng và rất cần thiết cho việc học tập của các em, cũng như trong đời sống của các em sau này. Dạy học gắn với thực tiễn làm các em học tập thoải mái hơn, tinh thần, thái độ học tập cũng tốt hơn. Trong quá trình dạy học GV không chỉ kích thích hứng thú học tập của HS mà cách tổ chức học tập gắn liền với thực tiễn cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình học tập của HS. Qua những thảo luận, tranh luận, ý kiến của mỗi cá nhân được bộc lộ, được khẳng định hay bác bỏ, qua đó những

hiểu biết của họ được hình thành hay chính xác hóa, mặt khác trong việc học tập theo nhóm, tất cả mọi HS từ người học kém đến người học giỏi đều có thể trình bày ý kiến của mình, tức là có điều kiện để tự thể hiện mình, điều đó có kích thích rất mạnh đến hứng thú học tập của HS. Từ đó rèn luyện cho HS rất nhiều kỹ năng sống và làm việc (giao tiếp, hợp tác, tổ chức, quản lý, ra quyết định…) và kỹ năng thu thập và xử lý thông tin từ những nguồn thông tin khác nhau (thực tiễn, tài liệu, sách báo, internet…) đó là những kỹ năng cần thiết của một công dân trong thời kỳ hội nhập 1.4. Thực trạng dạy học Vật lí gắn với thực tiễn ở các trường THPT trên địa bàn Thị Xã ba Đồn – Quảng Bình

Vật lí học là môn khoa học thực nghiệm, đặc điểm nổi bật là phần lớn kiến thức vật lí trong chương trình trung học phổ thông đều có liên hệ với thực tế cuộc sống và là cơ sở vận dụng cho nhiều ngành kĩ thuật. Sự phong phú về kiến thức, sự đa dạng về các loại hình thí nghiệm và mối liên hệ chặt chẽ giữa kiến thức vật lí với thực tế đời sống là những lợi thế không nhỏ đối với tiến trình đổi mới phương pháp dạy học bộ môn, đặc biệt là đổi mới theo hướng tăng cường tính thực tiễn của bài học. Qua khảo sát thực tế ở các trường THPT trên địa bàn Thị Xã Ba Đồn tỉnh Quảng Bình cho thấy, việc dạy học vật lí ở một số trường phổ thông vẫn còn nặng về lý thuyết, giáo viên ít liên hệ thực tiễn, ít sử dụng bài tập thực tế. Việc đổi mới phương pháp dạy học còn chậm, hình thức dạy học theo lối “thông báo tái hiện” còn phổ biến, tình trạng “dạy chay” vẫn chưa được khắc phục triệt để; các phương pháp dạy học tích cực chưa được vận dụng một cách có hiệu quả; khả năng vận dụng kiến thức vật lí trong đời sống của học sinh rất hạn chế. Thực trạng chung là học sinh có thể vận dụng các định luật vật lí để giải bài tập tính toán thì được, nhưng không thể vận dụng định luật để làm sáng tỏ được những vấn đề xuất hiện trong thực tiễn và đời sống. Chẳng hạn: Học sinh có thể vận dụng định luật Jun – Lenxơ để tính được lượng điện năng bị tiêu hao trong quá trình truyền tải, nhưng lại không thể giải thích được tại sao phải dùng đường

dây 500kv để truyền tải điện năng … Do đó, trong các giờ học vật lí, học sinh còn thờ ơ và thường “ngại” trả lời các câu hỏi liên quan đến thực tế cuộc sống, mặc dù đa số học sinh cho rằng giải thích được các câu hỏi như thế là rất thú vị. Trong khi vận dụng, hầu hết học sinh chỉ quan tâm đến các bài tập tính toán mà ít chú ý đến bài tập định tính và các câu hỏi thực tế. Học sinh đồng nhất việc giải bài tập vật lí như là giải toán, chỉ quan tâm đến con số mà không để ý đến đơn vị, cũng như bản chất của các hiện tượng vật lí liên quan, như vậy kiến thức học được đã không được phát huy mà còn làm cho HS cảm thấy mệt mỏi vì kiến thức học quá xa rời với thực tế của cuộc sống. từ đó các em không say mê, yêu thích môn học vật lí. Một số nguyên nhân cơ bản dẫn đến thực trạng trên có thể kể đến là: Đối với người dạy: Trong việc dạy lí thuyết cũng như bài tập, đa số GV dành nhiều thơi gian và công sức để dạy cho HS nắm được các định luật, nhận diện được các kiểu, các dạng bài tập vật lí và cách vận dụng các công thức vật lí cho từng kiểu loại bài toán đó mà ít chú trọng đến việc làm sang tỏ bản chất của hiện tượng mô tả trong đề, phải chăng đích đến cũng chỉ là để kịp thời gian cho bài thi trắc nghiệm trong các kỳ thi đạt chỉ tiêu của nhà trường đề ra? Trong các giờ học vật lí, giáo viên còn ít sử dụng các phương pháp dạy học tích cực, hình thức thảo luận nhóm ít được vận dụng vì số lượng HS trong một lớp quá đông, việc sử dụng thí nghiệm biểu diễn, thiết bị dạy học của giáo viên chưa nhiều, cơ hội để các em được quan sát, được tiếp cận với các thí nghiệm thực hành, được rèn luyện các thao tác là rất hạn chế. Việc kiểm tra đánh giá chưa chú trọng nhiều đến vấn đề vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, chưa có nhiều bài tập có nội dung thực tế, mà chủ yếu vận dụng chỉ thiên về những bài tập tính toán. Các câu hỏi thực tế và bài tập định tính thường phức tạp, tốn nhiều thời gian cho việc giải và chấm bài nên giáo viên thường ngại.

Đối với người học: Trong các giờ học vật lí, học sinh còn thờ ơ và thường “ngại” trả lời các câu hỏi liên quan đến thực tế cuộc sống. Trong quá trình làm bài tập vật lí, hầu hết HS chỉ quan tâm đến các bài tập tính toán mà không quan tâm đến bài tập định tính và câu hỏi thực tế. HS đồng nhất việc giải bài tập vật lí như giải một bài toán, chỉ quan tâm đến các con số mà chưa chú ý đến đơn vị, đến bản chất của các đại lượng vật lí. Học sinh thường chú trọng học để thi hơn là học để biết, do đó loay hoay tính toán nhiều hơn là tìm tòi khám phá để hiểu biết. Bởi các em thường tâm niệm, thi cái gì học cái đấy. Đối với chương trình: Theo đánh giá của nhiều nhà khoa học, sau hơn 20 năm đổi mới, mặc dù đã có những chuyển biến tích cực, song Giáo dục – Đào tạo nước ta vẫn đang bộc lộ nhiều hạn chế, bất cập. Một trong những hạn chế đó là nội dung chương trình còn thiên về lí thuyết, ít nhều còn mang tính hàn lâm, nặng về thi cử, ít gắn với thực tế đời sống. Sách giáo khoa vật lí hiện nay tuy đã chú trọng đến tính thực tiễn của môn học thông qua các bài đọc thêm nhưng như thế vẫn là còn quá ít. Số lượng câu hỏi bài tập mang tính ứng dụng vào thực tế cuộc sống trong các bài kiểm tra ở trường phổ thông cũng như trong các kì thi còn rất khiểm tốn. Tại trường THPT Lê Lợi qua tham khảo ý kiến của các thầy cô giáo trong tổ vật lí – kỹ thuật thì dạy học gắn với thực tiễn đặc biệt là chương “Dòng điện xoay chiều” gắn với thực tiễn chưa được các thầy cô áp dụng thường xuyên trong các tiết học. Điều này có nhiều nguyên nhân, nhưng chủ yếu là một số nguyên nhân sau: - Do có ít thời gian: Theo các thầy cô giáo thời gian cho mỗi tiết học là 45 phút mà lượng kiến thức và nội dung của bài học cần đạt được theo chuẩn kiến

thức, kỹ năng là quá nhiều vì vậy không còn thời gian để GV liên hệ với thực tiễn. - Do tư tưởng GV ít coi trọng vai trò, tác dụng của tính thực tiễn trong bài học. Tính thực tiễn của bài học đã bị “bỏ sót” ngay trong khâu thiết kế bài giảng, nội dung giáo án còn thiên về cung cấp kiến thức giáo khoa một cách thuần túy, chưa coi trọng việc soạn và sử dụng bài giảng theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, điều này làm cho HS khá thụ động trong việc lĩnh hội tri thức, nhất là vận dụng kiến thức vào thực tiễn. - Do áp lực và cách đánh giá trong thi cử , kết hợp với bệnh thành tích của nền giáo dục phổ thông nước ta trong một thời gian dài, HS học xong lớp 12 thì phải thi đại học đang là một tồn tại trong xã hội ta hiện nay, dẫn đến tình trạng dạy để “phục vụ thi cử”, chỉ chú ý những gì cần thiết để HS đi thi. - Do ở các trường THPT hiện nay, tuy đã có phòng thí nghiệm nhưng dụng cụ thí nghiệm, các phương tiện kĩ thuật,… chưa thực sự đầy đủ hoặc nếu có thì chất lượng không đảm bảo, cho kết quả thiếu chính xác. Hầu hết các trường phổ thông chưa có giáo viên chuyên trách thiết bị để hỗ trợ cho việc lắp ráp, sửa chữa nên việc sử dụng thiết bị dạy học còn mang tính hình thức, chưa hiệu quả. Từ kết quả khảo sát, tôi cũng thấy được mức độ quan tâm và những khó khăn mà các thầy cô gặp phải khi dạy học gắn với thực tiễn. Từ việc điều tra cùng với việc nghiên cứu lý luận tôi đã có những cơ sở để xây dựng tiến trình dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Tại trường THPT một cách có hiệu quả. Phiếu điều tra được trình bày trong phụ lục của luận văn. 1.5. Một số biện pháp nhằm tăng cường tính thực tiễn trong hoạt động dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT 1.5.1. Sử dụng các phương tiện trực quan mang tính thực tiễn.

Dạy học trực quan (hay còn gọi là trình bày trực quan) là PPDH sử dụng những phương tiện trực quan, phương tiện kĩ thuật dạy học trước, trong và sau

khi nắm tài liệu mới, khi ôn tập, khi củng cố, hệ thống hóa và kiểm tra tri thức, kĩ năng, kĩ xảo. PPDH trực quan được thể hiện dưới hình thức là minh họa và trình bày: - Minh họa thường trưng bày những đồ dùng trực quan có tính chất minh họa như bản mẫu, bản đồ, bức tranh, tranh chân dung, hình vẽ trên bảng,... - Trình bày thường gắn liền với việc trình bày thí nghiệm, những thiết bị kĩ thuật, chiếu phim đèn chiếu, phim điện ảnh, băng video. Trình bày thí nghiệm là trình bày mô hình đại diện cho hiện thực khách quan được lựa chọn cẩn thận về mặt sư phạm. Nó là cơ sở, là điểm xuất phát cho quá trình nhận thức - học tập của HS, là cầu nối giữa lí thuyết và thực tiễn. Thông qua sự trình bày của giáo viên mà học sinh không chỉ lĩnh hội dễ dàng tri thức mà còn giúp họ học tập được những thao tác mẫu của GV từ đó hình thành kĩ năng, kĩ xảo,... Theo các nghiên cứu giáo dục cho thấy HS chỉ nhớ được 10% những gì đọc, 20% những gì nghe và khoảng 50% những gì chúng thấy khi chúng trực tiếp quan sát các thiết bị, các vật thật, HS cảm thấy dễ học hơn và đặc biệt là khả năng quan sát. Với hình thức trực quan sẽ nâng cao hiệu quả của việc dạy học nhờ những biểu tượng rõ ràng, phát huy được hình tượng tư duy trực quan bằng trí nhớ. GV có thể cho HS quan sát những thiết bị trực quan trong cuộc sống để tăng tính sinh động, đối với những dụng cụ nhỏ dễ kiếm GV cho HS chuẩn bị đem đến lớp. Với những thiết bị lớn, khó tìm kiếm GV cho HS quan sát tại phòng thí nghiệm. Còn với những kiến thức tương đối khó và mang tính trừu tượng GV cần tìm cách gắn những kiến thức đó với các ví dụ hay hiện tượng thực tế. Ví dụ: Khi dạy bài “Truyền tải điện năng đi xa – Máy biến áp”, GV cho HS chuẩn bị đem đến lớp các bộ xạc điện thoại bị hỏng rồi tháo ra để HS quan sát máy biến áp. Tùy theo yêu cầu của bài học và loại hình đồ dùng trực quan mà có các cách sử dụng khác nhau. Loại đồ dùng trực quan được sử dụng nhiều nhất trong

dạy học hiện nay là vật mẫu, bản đồ, sơ đồ, đồ thị, bảng niên biểu, dụng cụ thí nghiệm... Trước khi sử dụng chúng cần chuẩn bị thật kĩ (nắm chắc nội dung, ý nghĩa của từng loại phục vụ cho nội dung nào của giờ học,...). Trong khi giảng cần xác định đúng thời điểm sử dụng đồ dùng trực quan. Tóm lại đồ dùng trực quan có vai trò rất lớn trong việc giúp HS nhớ kĩ, hiểu sâu những hình ảnh, những kiến thức vật lí. Hình ảnh được giữ lại đặc biệt vững chắc trong trí nhớ là hình ảnh chúng ta thu nhận được bằng trực quan. Vì vậy, cùng với việc góp phần tạo biểu tượng và hình thành các khái niệm vật lí, đồ dùng trực quan còn phát triển khả năng quan sát, trí tưởng tượng, tư duy và ngôn ngữ của HS, đồ dùng trực quan đã cụ thể hóa những gì trừu tượng thành đơn giản, những gì mà thực tế quá phức tạp. 1.5.2. Trình bày những ứng dụng kỹ thuật của vật lí.

Vật lí gắn bó mật thiết với khoa học và công nghệ, là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật và sản xuất, là cơ sở của nội dung giáo dục kĩ thuật tổng hợp. Việc nghiên cứu những ứng dụng kỹ thuật của vật lí là thiết lập mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn, giữa cái trừu tượng (khái niệm, định luật) và cái cụ thể (các thiết bị, máy móc). Nhờ đó làm cho các kiến thức vật lí trừu tượng trở nên sâu sắc và mềm dẻo hơn. Trong dạy học vật lý, việc trình bày những ứng dụng kỹ thuật của vật lí góp phần phát triển tư duy vật lí kỹ thuật của HS làm cho HS thấy được vai trò của kiến thức vật lí với đời sống sản xuất. Qua đó kích thích hứng thú, nhu cầu học tập của HS. GV trình bày những ứng dụng của kiến thức vật lí là hình thức đơn giản nhất. Tùy theo điều kiện của GV, HS cũng như điều kiện của nhà trường việc trình bày những ứng dụng kỹ thuật này có thể trình bày sau bài học hoặc nếu có điều kiện thì cho HS tìm hiểu rồi báo cáo cho cả lớp, đồng thời các bạn khác trong lớp nhận xét. Quá trình trình bày có thể mở rộng ra ngoài chương trình nhưng mục tiêu chủ yếu là cung cấp thông tin, minh chứng mối quan hệ giữa kiến thức và vận dụng kiến thức của con người trong khoa học và đời sống. Việc

này sẽ mang lại hiệu quả học tập nhân đôi nếu GV sử dụng hình minh họa, phim ảnh, hoặc đề cập được những ứng dụng, những phát minh mới nhất có liên quan đền kiến thức, bài đang học. Chúng ta đang sống trong thời đại công nghệ thông tin, với những phát minh của nhân loại đang nở rộ với tốc độ ngày càng cao. Vốn hiểu biết của nhân loại từng ngày, từng giờ ngày càng được bổ sung thêm, những bằng chứng mới về các quy luật diễn ra trong thực tế quanh ta. Nếu trong giảng dạy chúng ta chỉ dừng lại ở các kiến thức kinh điển, không đề cập đến những phát minh, những ứng dụng mới nhất của các kiến thức, thì điều đó đồng nghĩa với việc chúng ta không tạo điều kiện cho HS thâm nhập thực tế và làm thui chột những khả năng sáng tạo. Chúng ta cần làm cho học sinh hiểu và nắm vững những nguyên tắc khoa học, kĩ thuật và công nghệ cơ bản, chung của các quá trình sản xuất, chính trong quá trình dạy học vật lí, cần phân tích để làm sáng tỏ các nguyên tắc vật lí trong hoạt động của các thiết bị khác nhau, các nguyên lý cơ bản của điều khiển máy, phương tiện kĩ thuật, thiết bị thông tin liên lạc, thiết bị quang học,… Giới thiệu để học sinh hiểu được cơ sở của năng lượng học, sản xuất truyền tải và sử dụng điện, kĩ thuật điện tử học, kĩ thuật tính toán, kĩ thuật nhiệt, kĩ thuật liên quan đến quốc phòng,… Các nguyên lí bảo toàn, nguyên lí thế năng cực tiểu, nguyên lí sự nổi, sự bay hơi,… Nguyên lí chế tạo, sử dụng công cụ lao động, thiết kế chế tạo dụng cụ thí nghiệm, các mẫu sản phẩm, vật dụng… Ví dụ: Sau khi học xong kiến thức máy phát điện xoay chiều, GV cho HS quan sát ứng dụng kiến thức vào thực tế cuộc sống từ mô hình máy phát điện xoay chiều đến nhà máy thủy điện hòa bình. Hay sau khi học xong kiến thức về máy biến áp, GV cho HS quan sát các máy biến áp trong bộ xạc điện thoại và hình ảnh các máy biến áp lớn ở các trạm của các thôn trên địa bàn xã. Như vậy HS sẽ nắm vững kiến thức lý thuyết và niềm tin vào khoa học hơn. * Video nhà máy thủy điện hòa bình

* Máy biến áp một pha

* Máy biến áp 3 pha

1.5.3. Liên hệ kiến thức vật lí qua các bài tập mang tính thực tiễn.

Quá trình giải một bài tập vật lí là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài toán, xem xét hiện tượng vật lí đề cập, dựa vào kiến thức vật lí để tìm ra những cái chưa biết trên cơ sở những cái đã biết. Thông qua hoạt động giải bài tập, học sinh không những củng cố lý thuyết và tìm ra lời giải một cách chính xác, mà còn hướng cho học sinh cách suy nghĩ, lập luận để hiểu rõ bản chất của vấn đề, và có cái nhìn đúng đắn khoa học. Vì thế, mục đích cơ bản đặt ra khi giải bài tập vật lí là làm cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lí, biết phân tích và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kĩ thuật và cuối cùng là phát triển được năng lực tư duy, năng lực tư giải quyết vấn đề. Muốn giải được bài tập vật lí, học sinh phải biết vận dụng các thao tác tư duy, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa…để xác định được bản chất vật lí. Vận dụng kiến thức vật lí để giải quyết các nhiệm vụ học tập và những vấn đề thực tế của đời sống chính là thước đo mức độ hiểu biết của học sinh. Vì vậy, việc giải bài tập vật lí là phương tiện kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh. Việc sử dụng cũng như giảng dạy bài tập vật lí trong trường THPT có tác dụng giúp HS hiểu và vận dụng một cách sâu sắc các kiến thức đã học đồng thời là một trong những phương tiện giúp HS phát huy được tính tích cực, sáng tạo, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS. Thông qua bài tập vật lí HS nắm được những quy luật vận động của thế giới vật chất, nó còn giúp HS hiểu rõ những quy luật, biết phân tích và vận dụng những quy luật ấy vào thực tiễn. Bài tập vật lí còn cung cấp thêm kiến thức, mở rộng hiểu biết của HS về các vấn đề đời sống và sản xuất đồng thời phát triển tư duy của HS. Bài tập vật lí còn là cơ hội để GV đề cập đến những kiến thức mà trong giờ dạy lý thuyết chưa có điều kiện để đề cập, qua đó bổ sung thêm kiến thức cho HS. Bài tập còn cung cấp cho HS những số liệu mới về phát minh, những ứng dụng… không những giúp HS hòa nhịp với sự phát triển của khoa học kỹ thuật của thời đại mà

các em đang sống mà còn rèn luyện cho các em tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống. Do vậy việc xây dựng hệ thống bài tập mang tính thực tiễn để sử dụng trong quá trình dạy học cũng như trong học tập của HS là vô cùng cần thiết, cần được GV quan tâm. 1.5.3.1. Bài tập định tính Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải học sinh không cần thực hiện các phép tính phức tạp hay chỉ làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được. Muốn giải những bài tập định tính, học sinh phải thực hiện những phép suy luận logic, do đó phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lí, nhận biết được những biểu hiện của chúng trong những trường hợp cụ thể. Đa số các bài tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ra trong những điều kiện cụ thể. Bài tập định tính làm tăng sự hứng thú của học sinh đối với môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát ở học sinh, là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy của học sinh, và dạy cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Không những thế, bài tập định tính còn là phương tiện để củng cố và đào sâu kiến thức, giúp HS ứng dụng những kiến thức đã học vào cuộc sống và giải quyết nó, dựa trên những kết quả của bài tập đó HS rút ra được những hiểu biết, những kinh nghiệm cho cuộc sống bản thân. Ví dụ 1: Vì những lí do gì mà trên thực tế, dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi hơn so với dòng điện một chiều? Ví dụ 2: Người ta thường khuyên rằng, HS sử dụng đèn bàn để học tập nên dùng loại đèn sơi đốt (đèn dây tóc) mà không nên dùng loại đèn nê-ôn. Lời khuyên này dựa trên cơ sở vật lí nào? 1.5.3.2. Bài tập định lượng Bài tập định lượng là loại bài tập mà khi giải học sinh phải thực hiện một loạt các phép tính để xác định mối liên hệ phụ thuộc về lượng giữa các đại lượng

và kết quả thu được là một đáp định lượng. Có thể chia bài tập định lượng làm hai loại: bài tập tính toán tập dượt và bài tập tính toán tổng hợp. - Bài tập tính toán tập dượt: là loại bài tập tính toán đơn giản, trong đó chỉ đề cập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản nhằm củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm học sinh hiểu rõ ý nghĩa của các định luật và các công thức biểu diễn chúng. Ví dụ : Một bàn là công suất 1000 W, sử dụng bàn là này để là quần áo trong 30 phút thì phải trả bao nhiêu tiền điện. Biết giá điện hiện nay là 1500 đồng/Kw.h - Bài tập tính toán tổng hợp: là loại bài tập mà khi giải thì phải vận dụng nhiều khái niệm, định luật, nhiều công thức. Loại bài tập này có tác dụng đặc biệt giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các phần của chương trình vật lí. Ngoài ra bài tập tính toán tổng hợp cũng nhằm mục đích làm sáng tỏ nội dung vật lí của các định luật, quy tắc biểu hiện dưới các công thức. Vì vậy, giáo viên cần lưu ý học sinh chú ý đến ý nghĩa vật lí của chúng trước khi đi vào lựa chọn các công thức và thực hiện phép tính toán. Ví dụ : Tại trạm biến áp, công suất và hiệu điện thế được đưa lên mạng là P = 1kVA, U = 220V . Giả sử khu vực nơi em đang sống cách trạm biến áp 2km. Nếu người ta tải điện từ trạm đến khu vực của em bằng dây cáp đồng loại dây Φ 30 (đường kính tiết diện dây là 3mm) thì công suất hao phí trên đường dây là

bao nhiêu ? Suy ra năng lượng hao phí trong 1 giờ sử dụng. Biết điện trở suất của đồng là ρ = 1,7.10-8Ωm. 1.5.4. Kiểm tra, đánh giá theo hướng tăng cường tính thực tiễn.

Kiểm tra, đánh giá là một phần không thể thiếu được của quá trình dạy học Kiểm tra đánh giá phải vì sự tiến bộ nghĩa là quá trình kiểm tra đánh giá phải cung cấp những thông tin phản hồi giúp HS biết mình tiến bộ đến đâu, những mảng kiến thức/kĩ năng nào có sự tiến bộ, mảng kiến thức/kĩ năng nào còn yếu để điều chỉnh quá trình dạy và học. Và khi nói đến đánh giá là vì sự tiến bộ của

HS thì đánh giá phải làm sao để HS không sợ hãi, không bị thương tổn để thúc dẩy HS nỗ lực. Đánh giá vì sự tiến bộ của HS còn có nghĩa là sự đánh giá phải diễn ra trong suốt quá trình dạy học, giúp HS so sánh phát hiện mình thay đổi thế nào trên con đường đạt mục tiêu học tập của cá nhân đã đặt ra. Cần nhận thức rằng đánh giá là một quá trình học tập, đánh giá diễn ra trong suốt quá trình dạy và học. Không chỉ GV biết cách thức, các kĩ thuật đánh giá HS mà quan trọng không kém là HS phải học được cách đánh giá của GV, phải biết đánh giá lẫn nhau và biết tự đánh giá kết quả học tập rèn luyện của chính mình. Có như vậy, HS mới tự phản hồi với bản thân xem kết quả học tập, rèn luyện của mình đạt mức nào/đến đâu so với yêu cầu, tốt hay chưa tốt như thế nào. Với cách hiểu đánh giá ấy mới giúp hình thành năng lực của HS, cái mà chúng ta đang rất mong muốn. Đánh giá phải lượng giá chính xác, khách quan kết quả học tập, chỉ ra được HS đạt được ở mức độ nào so với mục tiêu, chuẩn đã đề ra . Sau khi HS kết thúc một giai đoạn học thì tổ chức đánh giá, để GV biết được những kiến thức mình dạy, HS đã làm chủ được kiến thức, kĩ năng ở phần nào và phần nào còn hổng... * Một số vấn đề còn tồn tại trong kiểm tra, đánh giá : Mặc dù đã có những cải tiến, nhưng công tác KTĐG vẫn bộc lộ nhiều yếu kém về phương pháp, cách thức cũng như quản lý, chỉ đạo. - Phương pháp KTĐG nghèo nàn, thiếu tính thực tiễn và sáng tạo. - Thực tiễn ở các trường học cho thấy, phương pháp KTĐG học sinh chủ yếu là làm bài KT trên giấy, với 2 hình thức trắc nghiệm khách quan và tự luận. Cả 2 hình thức này chủ yếu là chứng minh HS nắm vững kiến thức để giải một số bài tập hoặc giải thích một số hiện tượng liên quan đến những kiến thức đã học. Năng lực mà HS được đánh giá với phương pháp này chủ yếu là năng lực trình bày, diễn đạt, lập luận, kỹ năng giải bài tập v.v. Một số kỹ năng như thực hành, trình bày một vấn đề trước đám đông, xử lý tình huống, làm việc hợp tác,

độc lập sáng tạo, vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn… rất cần trong cuộc sống nhưng khó xác định được với cách KTĐG như trên. - Việc KTĐG hiện nay ở các nhà trường phổ thông dựa vào mục tiêu, mà mục tiêu chủ yếu là kết quả các kỳ thi như thi tốt nghiệp, tuyển sinh, học sinh giỏi. Việc đo lường năng lực HS chủ yếu dựa vào điểm số các bài thi, trong khi những tiêu chí rất quan trọng như sức khỏe, kỹ năng sống, lý tưởng của HS lại bị bỏ qua. Vì quan niệm như trên, nên mọi hoạt động của nhà trường đặt trọng tâm vào các kỳ thi, những hoạt động khác nhằm rèn luyện đạo đức, nâng cao sức khỏe, nâng cao kỹ năng sống bị xem nhẹ. Việc đánh giá chú trọng vào kiến thức đã dẫn đến nhiều hệ lụy như: HS chỉ chú trọng học một số môn để thi, HS coi thường các môn xã hội và khi nào thi mới học. KTĐG hiện nay chưa chú trọng đến kỹ năng, thái độ, chưa hướng đến mục tiêu làm người. Để tăng cường tính thực tiễn thông qua việc kiểm tra dánh giá thì cần sử dụng nhiều phương pháp đánh giá khác nhau (thi viết, vấn đáp, trắc nghiệm, quan sát, làm thí nghiệm…). Đặc biệt là chuyển từ đánh giá chú trọng đến kiến thức HS nắm được sang đánh giá quá trình, cách thức HS nắm được kiến thức đó như thế nào, chú trọng đến kỹ năng cơ bản, năng lực cá nhân. KTĐG nhằm hướng đến các yếu tố: KTĐG phải thể hiện ở các mặt đức, trí, thể, mỹ, tình cảm và xã hội; KTĐG chú trọng đến sự phân hóa học sinh, đến việc phát hiện năng lực của từng cá nhân; KTĐG phải đảm bảo công khai, công bằng, dựa vào mục tiêu đặt ra từ đầu, tôn trọng sự tự đánh giá của HS; KTĐG nhằm hướng đến năng lực thực tiễn của HS, đề kiểm tra không chú trọng đến kiến thức lý thuyết, hàn lâm mà chú trọng đến việc vận dụng các kiến thức đã học vào đời sống, những kiến thức hữu ích cho cuộc sống và việc học tập của các em. 1.5.5. Tổ chức các hoạt động ngoại khóa.

- Hoạt động ngoại khóa là một hình thức tổ chức dạy học được thực hiện ngoài giờ học, nó không mang tính bắt buộc mà tùy thuộc vào hứng thú, sở thích, nguyện vọng của mỗi HS trong khuôn khổ khả năng và điều kiện tổ chức có được của nhà trường nhằm tạo ra những hoạt động thiết thực và bổ ích cho

HS. HS vừa được học vừa được vui chơi giả trí. Tạo niềm hứng khởi để học tập tốt hơn. - Hoạt động ngoại khóa có thể được tổ chức dưới nhiều dạng như: dạng tập thể cả lớp, dạng nhóm theo năng khiếu, dạng học tập, dạng vui chơi, dạng thường kỳ, dạng đột xuất nhân những dịp kỷ niệm hay lễ hội. Nó có tác dụng góp phần giáo dục tính tổ chức, tính kế hoạch, tinh thần làm chủ và hợp tác trên cơ sở những hoạt động thực tế. Ngoại khóa được thực hiện cơ bản dựa trên sự tự nguyện, tự giác của HS cộng với sự giúp đỡ thích hợp của GV sẽ động viên HS nỗ lực hết mình giải quyết vấn đề đặt ra. - Hoạt động ngoại khóa làm cho quá trình dạy học bộ môn thêm phong phú đa dạng, làm cho việc học tập của HS thêm hứng thú, sinh động, tạo cho HS lòng hăng say yêu công việc, đó là điều kiện để phát triển khả năng, năng lực sẵn có của HS. Qua ngoại khóa HS có điều kiện tự làm, tập dượt phát huy óc sáng tạo, tư tin ở mình, có thể dám nghĩ dám làm. - Hoạt động ngoại khóa góp phần củng cố, bổ sung kiến thức cho HS. Thông qua hoạt động ngoại khóa, kiến thức HS thu nhận được sẽ sâu sắc hơn. Trong khi tến hành hoạt động ngoại khóa, HS được tự mình nghiên cứu, tự mình tìm hiểu vấn đề và tranh luận với bạn bè trong sự cân nhắc kĩ càng. Chính vì thế hoạt động ngoại khóa góp phần đắc lực trong việc giúp HS củng cố, mở rộng, khơi sâu thêm tri thức về một số lĩnh vực nhất định gắn liền với thực tế. Việc tổ chức học tập theo hình thức này chỉ có thể thực hiện trong điều kiện như một buổi sinh hoạt chuyên đề, để đưa kiến thức vật lí gắn với thực tiễn cuộc sống cho HS, không thể tổ chức hết trong một tiết học mà chỉ có thể tổ chức sau khi học xong một chương nào đó trong chương trình học như chương “Dòng điện xoay chiều”. Quá trình thảo luận khiến người học chú tâm hơn đến những vấn đề được bàn luận, những vấn đề thực tiễn được đưa vào giải quyết và đồng thời thấy được tính thực tiễn của kiến thức đã học, mặt khác các buổi thảo luận

không giới hạn trong một tiết học nên HS có thể thoải mái trình bày những quan điểm của mình. 1.5.6. Tổ chức các cuộc thi “thiết kế mô hình thí nghiệm, thiết bị vật lí”.

Thiết kế mô hình thí nghiệm hay các thiết bị vật lí là một biện pháp để phát huy sự sáng tạo khéo léo và kỹ năng thực hành của HS cũng như GV. Đồng thời hỗ trợ đắc lực cho GV trong quá trình giảng dạy. Việc tổ chức các cuộc thi này tùy thuộc vào thời điểm trong năm học, GV có thể tổ chức cho HS thiết kế các mô hình thí nghiệm có tác dụng minh họa những kiến thức đang học trong chương trình hoặc các mô hình các thiết bị vật lí có ứng dụng trong thực tiễn như: Mô hình máy biến áp loại nhỏ, mô hình động cơ điện, mô hình máy phát điện,… yêu cầu HS giải thích vì sao máy biến áp chỉ có thể biến đổi điện áp dòng điện xoay chiều mà không thể biến đổi điện áp dòng điện một chiều. Hay so sánh cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ điện và máy phát điện. Thông qua cuộc thi này, HS sẽ tích cực tìm hiểu các kiến thức, việc lôi cuốn HS vào các phong trào nhưng mang tính học tập, HS sẽ năng động hơn, sáng tạo hơn, phát triển tư duy cho HS, từ chỗ mở rộng hiểu biết cho HS về những ứng dụng khoa học kỹ thuật của vật lí để bồi dưỡng tình cảm yêu thích môn học, đồng thời giáo dục hướng nghiệp với ngành nghề sau này cho HS. 1.5.7. Tham quan học tập.

Tham quan học tập là phương pháp được tiến hành bằng cách đưa HS đi thăm, đi xem những sự vật, hiện tượng có ý nghĩa tích cực trong cuộc sống. Đây là một hình thức củng cố kiến thức và giáo dục tư tưởng cho HS. Tham quan là biện pháp quan trọng giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho HS. Những buổi tham quan các nhà máy và nông trường giúp cho HS thấy được các hiện tượng vật lí trong mối liên hệ tương hỗ của chúng, thấy được sự vận dụng tri thức khoa học trong thực tiễn sản xuất của con người cũng như vai trò của các tri thức đó trong nền sản xuất hiện đại. Ví dụ: Cho học sinh tham quan các trạm biến áp của thị xã, của xã hay của

thôn, từ đó HS sẽ hiểu sâu hơn về ứng dụng của máy biến áp trong thực tiễn cuộc sống. Cho HS tham quan nhà máy thuỷ điện Học sinh trực tiếp thấy được quá trình sản xuất và phân phối lượng điện. Cụ thể: + Nguyên tắc hoạt động của nhà máy thuỷ điện. + Cách bố trí các bộ phận quan trọng của nhà máy thuỷ điện. + Cách truyền tải điện từ máy phát. + Các dụng cụ điều khiển và đo điện. + Công suất, hiệu suất của nhà máy, phương tiện bảo hộ lao động và công tác an toàn về điện. Ngoài ra học sinh còn được tìm hiểu những ảnh hưởng của quá trình xây dựng và hoạt động của nhà máy thuỷ điện đối với môi trường. Học sinh biết được những ngành nghề được đào tạo để làm việc trong nhà máy điện, giúp các em có định hướng nghề nghiệp trong tương lai. Để tham quan có hiệu quả cần xác định rõ mục đích, nhiệm vụ của buổi tham quan, liên hệ với nơi cần tham quan để có kế hoạch cụ thể, phổ biến kế hoạch và nhiệm vụ đến cho HS (nhấn mạnh địa điểm, thời gian, chi phí, quy định của nơi tham quan…) đồng thời phải có bài thu hoạch. 1.6. Quy trình thiết kế bài dạy học vật lí theo hướng tăng cường tính thực tiễn cho học sinh.

Bước 1: Xác định mục tiêu, cấu trúc lôgic, nội dung và những vấn đề thực tiễn của chương “Dòng điện xoay chiều”. - Xác định mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ năng của chương. - Lôgic phát triển nội dung theo SGK hiện hành. - Nội dung cơ bản của chương. - Xác định những nội dụng liên hệ thực tế của chương. - Xây dựng hệ thống bài tập định tính và định lượng gắn với thực tiễn. Bước 2: Chuẩn bị các điều kiện cần thiết cho việc triển khai dạy học theo

hướng tăng cường tính thực tiễn. - Xác định các phương tiện, thiết bị và tài liệu hỗ trợ giảng dạy. - Xác định tư liệu hỗ trợ hoạt động học tập của học sinh. Bước 3: Thiết kế tiến trình dạy học cho từng bài trong chương. - Thiết kế các hoạt động kên lớp - Xác định hình thức củng cố và vận dụng kiến thức mà HS vừa tiếp nhận vào thực tiễn, giao nhiệm vụ về nhà. Kết luận chương 1

Một trong những mục tiêu của dạy học vật lí là làm cho lý thuyết xích lại gần hơn với thực tiễn và đời sống, lấy lý thuyết để soi sáng thực tiễn và dùng thực tiễn để kiểm tra tính đúng đắn của các lý thuyết. Lý thuyết và thực tiễn trong dạy học vật lí phải gắn liền với nhau và hỗ trợ lẫn nhau tạo nên một thể thống nhất không tách rời. Với quan điểm đó, có thể nói rằng, việc tăng cường tính thực tiễn trong dạy học vật lí luôn là thực sự cần thiết. Do đó, việc nghiên cứu đề xuất những giải pháp nhằm tăng cường tĩnh thực tiễn của bài học cần phải được quan tâm.

Chương 2 TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TĂNG CƯỜNG TÍNH THỰC TIỄN CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÍ 12 THPT 2.1. Đặc điểm chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT 2.1.1. Đặc điểm chung của chương

Chương “Dòng điện xoay chiều” thuộc chương III trong chương trình Vật lý 12 THPT, gồm 8 bài: - Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều. - Bài 13: Các mạch điện xoay chiều. - Bài 14: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp. - Bài 15: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều – Hệ số công suất. - Bài 16: Truyền tải điện năng – Máy biến áp. - Bài 17: Máy phát điện xoay chiều. - Bài 18: Động cơ không đồng bộ ba pha. - Bài 19: Thực hành: khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối niếp. Các nội dung trên được giảng dạy trong 14 tiết kể cả tiết bài tập. Về mặt logic, trong cấu trúc chương thì dòng điện xoay chiều cũng là một dạng dao động điều hòa nên chương dòng điện xoay chiều được bố trí ngay sau các chương I và II là các chương cung cấp các kiến thức về dao động điều hòa cơ học. Như vậy trên cơ sở đã biết thế nào là một dao động điều hòa, học sinh dễ nhận ra được sự tương tự giữa dao động cơ học và dao động điện. 2.1.2. Mục tiêu của chương

* Kiến thức - Viết được biểu thức của cường độ dòng điện và điện áp tức thời. - Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện, của điện áp.

- Viết được các công thức tính cảm kháng, dung kháng và tổng trở của đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp và nêu được đơn vị đo các đại lượng này. - Viết được các hệ thức của định luật Ôm đối với đoạn mạch RLC nối tiếp (đối với giá trị hiệu dụng và độ lệch pha). - Viết được công thức tính công suất điện và công thức tính hệ số công suất của đoạn mạch RLC nối tiếp. - Nêu được lí do tại sao cần phải cần phải tăng hệ số công suất ở nơi tiêu thụ điện. - Nêu được những đặc điểm của đoạn mạch RLC nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện. * Kỹ năng - Vẽ được giản đồ Fre-nen cho đoạn mạch RLC nối tiếp. - Giải được các bài tập đối với đoạn mạch RLC nối tiếp. - Giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều, động cơ điện xoay chiều ba pha và máy biến áp. - Tiến hành thí nghiệm để khảo sát đoạn mạch RLC nối tiếp. * Thái độ Có hứng thú trong việc tìm hiểu các hiện tượng vật lí, cũng như áp dụng những hiểu biết của mình về kiến thức vật lí vào cuộc sống. 2.1.3. Cấu trúc lôgic của chương

Sơ đồ 2.1. Cấu trúc chương ”Dòng điện xoay chiều” vật lí 12 THPT

Dòng điện xoay chiều

Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm Cảm kháng của cuộn dây

Đoạn mạch chỉ có Điện trở

Quan hệ giữa u và i

Định luật Ôm

Giản đồ vectơ

Dung kháng Của tụ Điện

Đọan mạch RLC nối tiếp

Công suất. Hệ số công suất

Đoạn mạch chỉ có tụ điện

Độ lệch pha giữa u và i

Định luật Ôm

Giản đồ vectơ

Hiện tượng Cộng hưởng

Các máy điện

Máy phát điện

Cấu tạo

Động cơ điện

Máy biến áp

Nguyên tắc hoạt động

ứ ng dụng

2.1.4. Nội dung cơ bản của chương

2.1.4.1. Đại cương về dòng điện xoay chiều Cho khung dây dẫn phẳng có N vòng ,diện tích S quay đều với vận tốc ω, xung quanh trục vuông góc với với cácω

đường sức từ của một từ trường đều có cảm ứng từ B . 1. Từ thông gởi qua khung dây : Φ = NBS cos(ωt + ϕ ) = Φ 0cos(ωt + ϕ ) (Wb) Từ thông gởi qua khung dây cực đại Φ o = NBS

Đơn vị:

Φ : Vêbe (Wb); B : Tesla (T);

N : vòng S : m2

2. Suất điện động xoay chiều: Là suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây

e=−

dΦ = NBSω sin (ω t+ϕ ) = Eo cos(ω t+ϕ o ) (V). dt

Với E0 = NBω S ; ϕ o = ϕ −

π 2

Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R thì trong mạch xuất hiện một dòng

điện cảm ứng cho bởi: i =

NBSω sin ω t + ϕ R

Đây là dòng điện xoay chiều với tần số góc ω và cường độ cực đại: Io =

NBSω R

Suất điện động do các máy phát điện xoay chiều tạo ra cũng có biểu thức tương tự như trên. Khi trong khung dây có suất điện động thì 2 đầu khung dây có điện áp xoay chiều . Nếu khung chưa nối vào tải tiêu thụ thì suất điện động hiệu dụng bằng

điện áp hiệu dụng 2 đầu đoạn mạch E = U 3. Khái niệm về dòng điện xoay chiều: - Là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay cosin, với dạng tổng quát:

i = I0cos(ωt + ϕi)

* i: giá trị của cường độ dòng điện tại thời điểm t, được gọi là giá trị tức thời của i (cường độ tức thời). * I0 > 0: giá trị cực đại của i (cường độ cực đại). * ω > 0: tần số góc.

* chu kì và tần số liên hệ bởi: ω =

2π = 2π f = 2π n với n là số vòng quay T

trong 1 s f: tần số của i. T: chu kì của i. * (ωt + ϕi): pha của i. * ϕi: pha ban đầu 4. Giá trị hiệu dụng : Ngoài ra, đối với dòng điện xoay chiều, các đại lượng như điện áp, suất điện động, cường độ điện trường, … cũng là hàm số sin hay cosin của thời gian, với các đại lượng này

Uo I E ; I= o ; E= o 2 2 2

5. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở R trong thời gian t nếu có dòng điện xoay chiều i(t) = I0cos(ωt + ϕi) chạy qua là Q: Q = RI2t Công suất toả nhiệt trên R khi có dòng điện xoay chiều chạy qua: P = RI2 2.1.4.2. Các mạch điện xoay chiều 1. Điện áp xoay chiều và cường độ dòng điện xoay chiều - Nếu cường độ dòng điện xoay chiều trong mạch: i = I0cos(ωt+ ϕ i) = I 2 cos(ωt+ ϕ i) → điện áp xoay chiều ở hai đầu mạch điện: u = U0cos(ωt+ ϕu) = U

2 cos(ωt+

ϕu)

Với ϕ = ϕu - ϕi là độ lệch pha của u so với i. + ϕ > 0: u sớm pha ϕ so với i. + ϕ < 0: u trễ pha |ϕ| so với i. + ϕ = 0: u cùng pha với i. 2. Các mạch điện xoay chiều a. Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: - Biểu thức cường độ dòng điện và điện áp : i = I0cos(ωt ); u=U0cos(ωt) - Độ lệch pha: ϕ = ϕu – ϕi = 0, uR cùng pha với i

Uo R

U R - Biểu diễn bằng vectơ quay: O I UR - Lưu ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua - Biểu thức định luật Ôm:

Io =

hay I =

b. Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: - Biểu thức cường độ dòng điện và điện áp : π

i = I0cos(ωt ); u=U0cos(ωt - ) Hay i = I0cos(ωt +

); u=U0cos(ωt )

- Độ lệch pha: ϕ = ϕu – ϕi = -π/2, uC chậm pha hơn i một góc ϕ = - Biểu thức định luật Ôm: vớ i Z C =

Io =

Uo ZC

hay I =

1 là dung kháng ωC

U ZC

Biểu diễn bằng vectơ quay:

Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn). c. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L: Biểu thức cường độ dòng điện và điện áp :

i=I0cos(ωt ); u=U0cos(ωt+ ) 2

Độ lệch pha: ϕ = ϕu – ϕi = π/2, u nhanh pha hơn i một góc ϕ = Biểu thức định luật Ôm:

Io =

Uo ZL

hay I =

rad

U ZL UL

với ZL = ωL là cảm kháng

Giản đồ vectơ quay:

Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho

dòng điện không đổi đi qua (không cản trở).

2.1.4.3. Mạch có R,L,C mắc nối tiếp a. Biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp. Tổng trở:

π 2

U ; Z = R 2 + ( Z L − Z C ) 2  U = U R2 + (U L − U C ) 2  U 0 = U 02R + (U 0 L − U 0 C ) 2 Z UL b. Độ lệch pha của điện áp so với cường độ dòng điện U LC U Z L − ZC Z L − ZC R π π với − ≤ ϕ ≤ tan ϕ = ; sin ϕ = ; cosϕ = ϕ R Z Z 2 2 0 I UR 1  ϕ>0 thì u sớm pha + Khi ZL>ZC hay ω > UC LC I=

hơn i, mạch có tính cảm kháng. + Khi ZL < ZC hay ω <

1  ϕ < 0 thì u chậm LC

pha hơn i, mạch có tính dung kháng.

+ Khi Z L = Z C ⇔ ω 2 LC = 1 xảy ra hiện tượng cộng

U LC

c. Cộng hưởng điện

UR U

hưởng điện thì : U U2 dđ đạt cực đại Imax = R và công suất tiêu thụ Pmax = R , ULCMin U = UR ;UL = UC; R = Z ==>cosϕ =

R = 1 . ϕ = 0 thì u,i cùng pha . Z

- Nếu đoạn mạch không có đủ cả 3 phần tử R, L, C thì số hạng tương ứng với phần tử thiếu trong các công thức của định luật Ôm có giá trị bằng không. - Nếu trong mạch có cuộn dây với hệ số tự cảm L và điện trở thuần (điện trở hoạt đông) thì cuộn dây đó tương đương mạch gồm L nối tiếp R. 2.1.4.4. Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều – Hệ số công suất

1. Công suất của mạch điện xoay chiều P =UIcos ϕ = RI2 Nếu thời gian dùng điện t >> T, thì P cũng là công suất tiêu thụ điện trung bình của mạch trong thời gian đó (U, I không thay đổi). 2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện: 3. Hệ số công suất

W = P.t

cosϕ =

P R UR = = hay cosϕ = UI Z U

R R2 + (ω L −

1 2 ) ωC

4. Tầm quan trọng của hệ số công suất Các động cơ, máy khi vận hành ổn đinh, công suất trung bình được giữ không đổi và bằng: P = UIcosϕ với cosϕ > 0 → I =

P UI cosϕ

→ Php = rI 2 = r

P2 1 U 2 cos 2ϕ

Nếu cosϕ nhỏ → Php sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của công ti điện lực. Vì vậy nhà nước quy định hệ số cosϕ trong các cơ sở sử dụng điện năng tối thiểu phải bằng 0,85. 2.1.4.5. Truyền tải điện năng – Máy biến áp

1. Bài toán truyền tải điện năng đi xa - Công suất phát từ nhà máy: Pphát = UphátI trong đó I là cường độ dòng điện hiệu dụng trên đường dây. - Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây: P2 R phát 2 Php = RI = R = P2 phá t 2 2 U U phát phát

→ Muốn giảm Php ta phải giảm R (không hiệu quả ) hoặc tăng Uphát (hiệu quả). - Kết luận: Trong quá trình truyền tải điện năng, phải sử dụng những thiết bị biến đổi điện áp. 2. Máy biến áp:

Là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoay

chiều). a. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp *. Cấu tạo: + Khung sắt non pha silic gọi là lõi biến áp. + Cuộn sơ cấp có N1 vòng nối với nguồn điện(đầu vào), cuôn thứ cấp có N2 vòng nối với mạch tiêu thụ (đầu ra).

*. Nguyên tắc hoạt động - Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp. Nó gây ra sự biến thiên từ thông trong hai cuộn. - Gọi từ thông này là: Φ0 = Φmcosωt - Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp:

Φ1 = N1Φmcosωt;

Φ2 = N2Φmcosωt

- Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng e2 = −

dΦ2 = N 2ωΦ m sinω t dt

- Vậy, nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện tượng cảm ứng

điện từ. 3. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp U 2 N2 = U1 N1

a. Thí ghiệm 1: Khoá K ngắt (chế độ không tải) I2 = 0. - Nếu

N2 > 1: máy tăng áp. N1

- N ếu

N2 < 1: máy hạ áp. N1

- Khi một máy biến áp ở chế độ không tải, thì nó hầu như không tiêu thụ

điện năng. b. Thí ghiệm 2: Khoá K đóng (chế độ có tải). - Khi I2 ≠ 0 thì I1 tự động tăng lên theo I2. - Kết luận: Khi MBA làm việc trong điều kiện lí tưởng.

U 2 I1 N 2 = = U1 I 2 N1

4. Công dụng của máy biến áp + Dùng để thay đổi điện áp của dòng điện xoay chiều. + Sử dụng trong việc truyền tải điện năng để giảm hao phí trên đường dây truyền tải. + Sử dụng trong các máy hàn điện, nấu chảy kim loại. 2.1.4.6. Máy phát điện xoay chiều

1. Nguyên tắc hoạt động : dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

2. Máy phát điện 1 pha : * Cấu tạo: gồm

- Phần cảm : để tạo từ thông biến thiên ( do đó phần cảm là rôto). - Phần ứng : để tạo ra dòng điện, gồm các cuộn dây giống nhau, cố định trên một vòng tròn (do đó phần ứng là stato). - Tần số của dòng điện: Với

f = n.p (Hz)

n : tốc độ quay của rôto (vòng/giây). p : số cặp cực của nam châm.

3. Máy phát điện xoay chiều 3 pha : a. Định nghĩa: máy phát điện pha là máy tạo ra ba suất điện động xoay

chiều hình sin cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau

2π . 3

b. Cấu tạo:

- Rôto: phần cảm, là nam châm NS có thể quay quanh trục O với tốc độ góc ω không đổi. - Stato: phần ứng, gồm 3 cuộn dây giống nhau, đặt lệch 1200 trên đường tròn. - Suất điện động trong ba cuộn dây của Stato: 

e1 = Eo cos ωt; e2 = Eo cos  ω t − 

 2π  2π  ; e = E cos ω t + o  3 3  3  

- Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một góc

2π rad. 3

Nếu tải giống nhau đều là R thì dòng điện chạy qua các tải là: i1 = I o cos ωt ;

2π  i2 = I o cos  ωt − 3 

c. Cách mắc: có 2 cách

 ; 

2π   i3 = I o cos  ωt +  3  

* Mắc hình sao: có 4 dây, gồm 3 dây pha (dây nóng) và 1 dây trung hòa (dây nguội). Tải tiêu thụ không cần đối xứng. Dòng điện chạy trong dây trung hòa: i0 = 0, nhưng trên thực tế i0 ≠ 0 vì các tải tiêu thụ không đối xứng. Ud = 3.U P Với Ud : điện áp giữa 2 dây pha (gọi là điện áp dây) UP : điện áp giữa dây pha và dây trung hòa (gọi là điện áp pha). * Mắc hình tam giác: có 3 dây pha. Tải tiêu thụ phải đối xứng. d. Ưu điểm của dòng điện 3 pha: -Tiết kiệm được dây dẫn. -Tạo từ trường quay cho động cơ ba pha. 2.1.4.7. Động cơ không đồng bộ 3 pha 1. Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và việc sử dụng từ trường quay. Rôto quay chậm hơn từ trường quay ( ω0 < ω ). 2. Cấu tạo: có 2 phần *Stato : là bộ phận tạo từ trường quay với tốc độ góc ω , gồm ba cuộn dây giống nhau đặt lệch nhau 1200 trên đường tròn. *Rôto : hình trụ, có tác dụng như 1 khung dây dẫn, có thể quay dưới tác dụng của từ trường quay (gọi là rôto lồng sóc). 2.1.4.8. Thực hành: Khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp. 1. mục đích - Tập dùng đồng hồ điện đa năng để đo điện áp xoay chiều. - Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để xác định L, r, C, Z và cosϕ của

đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp. 2. Dụng cụ thí nghiệm Một đồng hồ đa năng hiện số ; Một nguồn điện xoay chiều 6V÷12V,(Hoặc máy phát tần số)

Một điện trở 10Ω (hoặc có thể dùng biến trở); Một tụ điện có C=4μF (hay 2 µF); Một cuộn dây 1000 ÷ 2000 vòng; Bốn sợi dây dẫn; Một thước 200mm; Một compa; Một thước đo góc 3. Tiến hành thí nghiệm

- Mắc mạch điện theo sơ đồ hình trên - Chọn U xoay chiều 12V, điều chỉnh vôn kế xoay chiều ở thang đo thích hợp đo UMN =

(V);

UMP =

(V)

UMQ =

(V);

UNP =

(V)

UPQ =

(V)

- Dùng thước và compa biểu diễn các điện áp đã đo trên cùng mPột giản đồ +

Fre-nen

IZRLr IZLr

R M

r N

L H

C P

ϕ IR

Iω L H

∆

I ωC

U MN = MN U MP = MP U MQ = MQ U NP = NP U PQ = PQ

- Xác định L, r, C, Z và cosϕ U L I ω L PH U IR MN = =  L = ......; ............. R = =  C = ..... I IR UR MN UC PQ ωC Ir NH Ur = =  r = ... U R IR MN COSϕ =

MH R+r R+r = ......; ...........COSϕ = Z = COSϕ MQ Z

2.2. Tổ chức dạy học chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT theo hướng tăng cường tính thực tiễn 2.2.1. Nội dung gắn với thực tiễn của chương

2.2.1.1. Đại cương về dòng điện xoay chiều - Biết một vài thông số về điện dân dụng như: tần số dòng điện là 50Hz, hiệu điện thế pha là 220V. - Hiểu được các ký hiệu về điện ghi trên các thiết bị điện thông dụng. - Biết nguyên nhân dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi hơn dòng

điện không đổi. - Hiểu được đối với dòng xoay chiều, các giá trị của hiệu điện thế và cường

độ dòng điện trong mạch mà ta có thể đo được bằng các dụng cụ đo là giá trị hiệu dụng. - Giải thích được tại sao sử dụng đèn bàn để học tập nên dùng đèn sợi đốt (đèn dây tóc) mà không nên dùng đèn nê-ôn. - biết cách đo cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều bằng đồng hồ đo

điện da năng. - phương tiện bảo hộ lao động và công tác an toàn về điện.

2.2.1.2. Các mạch điện xoay chiều - xác định được điện trở, tụ điện và cuộn cảm trong mạch điện của các thiết bị điện. - Biết tụ điện và cuộn dây được sử dụng trong các thiết bị điện thông dụng nào. - Đọc được các số liệu ghi trên tụ điện. 2.2.1.3. Mạch R, L, C mắc nối tiếp - Biết mạch điện trong các hộ gia đình là mạch song song. - Nắm được sơ đồ mạch đèn huỳnh quang. 2.2.1.4. Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều – Hệ số công suất - Hiểu ý nghĩa thông số công suất ghi trên các máy điện ; những ảnh hưởng của hệ số công suất trong quá trình sử dụng điện và cách nâng cao hệ số công suất. - Biết đơn vị đo điện năng tiêu thụ trong thực tế, từ đó có thể nhận biết sự tiêu thụ điện năng của các thiết bị điện thông dụng. - Tính được tiền điện phải cho từng thiết bị điện sử dụng và số tiền điện phải trả hàng tháng của gia đình, từ đó nâng cao ý thức tiết kiệm điện. - Giải thích được tại sao ở đầu mạch điện tiêu thụ người ta lại lắp thêm một tụ bù công suất.

2.2.1.5. Truyền tải điện năng – Máy biến áp - Nhận biết các loại máy biến thế, biết máy biến thế được sử dụng trong các thiết bị điện nào, ký hiệu máy biến thế trong sơ đồ điện. - Biết tác dụng của máy biến thế và tính được sự hao phí điện năng do dây dẫn trong quá trình truyền tải điện năng đi xa. 2.2.1.6. Máy phát điện xoay chiều - Nhận biết máy phát điện xoay chiều. Thủy điện, nhiệt điện, điện hạt nhân, quang điện…

- Biết mạng điện dân dụng là mạng điện mắc hình sao và mạng điện công nghiệp là mạng điện mắc hình tam giác ; điện thế trong các hộ gia đình là điện thế pha. 2.2.1.7. Động cơ không đồng bộ ba pha Nhận biết động cơ không đồng bộ một pha, ba pha và những động cơ điện khác. Phân biệt công dụng của chúng. 2.2.1.8. Xây dựng hệ thống bài tập gắn với thực tiễn BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH

Bài 1: Giải thích tại sao khi có dòng điện đi từ A đến M thì cũng có dòng điện cùng cường độ đi từ N tới B?

Hướng dẫn giải:

M C

B ∼ u

Điện tích trên hai bản tụ luôn bằng nhau về độ lớn và trái dấu nên trong mỗi khoảng thời gian bất kì, điện tích bản tụ M tăng lên bao nhiêu thì điện tích bản tụ N lại giảm đi bấy nhiêu. Do đó, lượng điện tích chạy trên dây nối A với M và trên dây nối N với B bằng nhau, suy ra cường độ dòng điện chạy trên hai dây nối này bằng nhau.

Bài 2: Vì sao trong thực tế, khi sử dụng dòng điện xoay chiều người ta chỉ quan tâm đến giá trị hiệu dụng?

Hướng dẫn giải: Các giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện, hiệu điện thế và suất điện động có ý nghĩa quan trọng trong việc sử dụng vì những lí do sau đây: - Các giá trị tức thời, cực đại không thể đo trực tiếp bằng ampe kế hay vôn kế. - Khi sử dụng dòng điện xoay chiều, vấn đề cần quan tâm không phải là dòng

điện hay hiệu điện thế biến thiên như thể nào mà điều quan trọng là tác dụng của nó trong một thời gian dài. - Tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều và một chiều là như nhau.

Bài 3: Vì những lí do gì mà trên thực tế, dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi hơn so với dòng điện một chiều?

Hướng dẫn giải: - Các ứng dụng trong đời sống như tắp sáng, đun nấu…, dòng điện xoay chiều có tác dụng tốt như dòng điện một chiều. - Dòng điện xoay chiều dễ sản xuất hơn dòng điện một chiều và có thể tạo ra công suất lớn. - Dòng điện xoay chiều có thể dễ dàng truyển tải đi xa, trong khi đó dòng

điện một chiều rất khó truyền tải đi xa. - Dòng điện xoay chiều dễ tăng hoặc giảm hiệu điện thế nhờ máy biến áp. - Khi cần có thể chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.

Bài 4: Người ta thường khuyên rằng, HS sử dụng đèn bàn để học tập nên dủng loại đèn sơi đốt (đèn dây tóc) mà không nên dùng loại đèn nê-ôn. Lời khuyên này dựa trên cơ sở vật lí nào?

Hướng dẫn giải: Đèn nê-ôn chỉ sử dụng ở mạng điện xoay chiều, đó là dòng điện có chiều và cường độ dòng điện biến thiên liên tục, sự phóng điện và tắt sáng liên tục của bóng đền nê-ôn ảnh hưởng không tốt đến mắt. Dùng đè sợi

đốt sẽ tránh được tình trạng này. Bài 5: Ở phía sau một máy thu hình hiệu Sony sản xuất tại Nhật có ghi các ký hiệu: DC: 10V – 15V AC: 90V – 120V f = 60Hz Em hãy giải thích các ký hiệu trên.

Hướng dẫn giải: Máy truyền hình có thể sử dụng điện một chiều hoặc xoay chiều. Nếu sử dụng điện một chiều thì điện thế đưa vào phải có định mức từ 10V đến 15V Nếu sử dụng điện xoay chiều thì điện thế hiệu dụng đưa vào phải có định mức từ 90V đến 120V và có tần số thích hợp là 60Hz

Bài 6: Ở phía trên một tụ điện có ghi các ký hiệu:

250 µ F – 100V Em hãy giải thích các ký hiệu trên.

Hướng dẫn giải: Tụ điện có hai cực âm và dương, tụ có điện dung là C = 250 µ F và hiệu điện thế định mức là U = 100V, nếu mắc tụ vào mạch có hiệu

điện thế lớn hơn 100V thì tụ sẽ bị đánh thủng. Bài 7: Trong thí nghiệm như ở hình bên. Hãy dự đoán độ sáng của đèn thay đổi như thế nào khi rút lõi sắt ra khỏi cuộn cảm. Giải thích.

Hướng dẫn giải: Ban đầu khi chưa rút lõi sắt, do có dòng điện chạy qua bóng đèn nên bóng đèn sẽ sáng. Khi rút lõi sắt ra khỏi cuộn dây thì độ sáng của bóng đèn tăng lên, bóng đèn sẽ sáng hơn so với lúc ban đầu. Giải thích: Khi rút lõi sắt ra khỏi cuộn dây, độ tự cảm L của cuộn dây giảm  ZL giảm. Do U không thay đổi nên I =

U tăng. Vì vậy, độ sáng của bóng đèn sẽ tăng lên. ZL

Bài 8: Giải thích vì sao đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn thuần cảm L nối tiếp với tụ điện C trong thực tế vẫn tiêu thụ điện năng?

Hướng dẫn giải: Có 2 nguyên nhân: Trong thực tế cuộn dây vẫn có r nhỏ, dây nối có rd nên có sự tỏa nhiệt. Dòng điện xoay chiều qua L tạo ra từ trường biến thiên làm xuất hiện điện trường biên thiên  bức xạ ra sóng điện từ.

Điện tích của C biến thiên làm điện trường biến thiên tạo ra từ trường biến thiên  bức xạ ra sóng điện từ. Vậy mạch xoay chiều LC với L thuần cảm vẫn tiêu thụ điện năng.

Bài 9: (Câu hỏi nhóm) Nếu trong mạch có hiện tượng cộng hưởng xảy ra thì những hệ quả nào xảy ra đồng thời với nó.

Hướng dẫn giải: Khi trong mạch có hiện tượng cộng hưởng thì: - Hiệu điện thế biến thiên cùng pha với dòng điện. - Công suất tỏa nhiệt trên mạch là lớn nhất - Cường độ dòng điện hiệu dụng lúc này bằng: I = U/Z =U/R Bài 10: (Câu hỏi nhóm) Thông số công suất ghi trên máy điện cho ta biết điều gì ? Hãy lấy ví dụ thực tế chứng minh nhận định của bạn.

Hướng dẫn giải: Công suất của một máy điện vừa cho biết sự tiêu thụ điện năng của máy, vừa cho biết gần đúng công mà máy sản ra trong một giây. Ví dụ: cùng loại đèn huỳnh quang, bóng đèn 40W (đèn 1,2m) tiêu tốn nhiều

điện năng hơn bóng đèn 20W (đèn 0,6m) nhưng tỏa ánh sáng nhiều hơn. Bài 11: Em hãy giải thích đơn vị kW.h là đơn vị mà người ta thường dùng để tính điện năng tiêu thụ trong các hộ gia đình.

Hướng dẫn giải: Chú ý:

1kW.h = 1kW.3600s = 3600kJ

Trong thực tế người ta nói “1 kí điện hay một số điện” nghĩa là 1kW.h

Bài 12: Em hãy tìm hiểu các máy điện sau, trong cùng khoảng thời gian sử dụng, máy nào tiêu thụ điện năng nhiều nhất ? Máy nào tiêu thụ điện năng ít nhất ? 1. Quạt bàn

2. Truyền hình

3. Ấm điện

Hướng dẫn giải: Điện năng tiêu thụ của các máy: - Ấm điện:

1000W – 1200W

- Truyền hình:

75W

Quạt máy: 30W – 60W

Bài 13: Đối với máy biến áp hàn điện, cuộn dây thứ cấp có tiết diện lớn hơn cuộn sơ cấp, vì sao?

Hướng dẫn giải: Nếu hao phí điện năng trong máy biến áp không đáng kể thì có thể coi công suất của dòng điện trong mạch sơ cấp và trong mạch thứ cấp là bằng nhau P1 = P2 , tức là U1I1 = U2I2 Với máy biến áp hàn điện (máy hạ áp) thì U2 < U1 nên I2 > I1. Suy ra, cuộn dây thứ cấp có tiết diện lớn hơn cuộn dây sơ cấp. BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG

Bài 1: Sơ đồ mạch đèn huỳnh quang như sau: Trên bóng đèn loại 1,2m có ghi 40W. Mắc đèn vào mạch có điện thế 220V và có tần số f = 50Hz Khi đèn hoạt động, hiệu điện thế cuộn chấn lưu ở hai đầu bóng đèn vào khoảng 60V. Xem bóng đèn như một điện trở thuần và cuộn chấn lưu là cuộn cảm, hãy xác định hệ số tự cảm của cuộn chấn lưu.

Hướng dẫn giải: để tính được hệ số tự cảm L ta phải biết cảm kháng ZL , muốn tính ZL ta cần tìm hiệu điện thế ở hai đầu chấn lưu UL và cường độ dòng điện qua mạch I . Sơ đồ để học sinh giải từng bước: (U ,U R ) → U L   → ZL → Z ( P, U ) → I 

Điện thế ở hai đầu cuộn chấn lưu: U L = U 2 − U R2 = 212V Cường độ dòng điện qua mạch: I =

P 40 2 = = A U R 60 3

Cảm kháng của cuộn chấn lưu: Z L =

UL = 328Ω I

Hệ số tự cảm của cuộn chấn lưu: L =

ZL 318 = = 1H 2π f 100π

Bài 2: Mạch điện xoay chiều trong gia đình là mạch mắc song song. Giả sử ta có 2 mạch song song như hình vẽ:

Đoạn mạch (1) là một bóng đèn chỉ có điện trở thuần. Đoạn mạch (2) là một máy điện coi như một cuộn dây

R r, L

có hệ số tự cảm L =1,7H và điện trở thuần r = 500Ω, tần số dòng điện trong mạch f = 50Hz. Gọi i1 là dòng điện qua bóng đèn và i2 là dòng điện qua máy điện. Xác định độ lệch pha giữa i1 và i2 .

Hướng dẫn giải: i1 lệch pha như thế nào so với u ? i2 lệch pha như thế nào so với u ? Vì đoạn mạch (1) chỉ có điện trở thuần nên dòng i1 cùng pha với u .

Độ lệch pha của i2 so với u : tan ϕ =

Z L 2π fL 534 = =  ϕ = 47 0 r r 500

Độ lệch pha giữa i1 và i2 là: ∆ϕ = 470 Bài 3: Trong máy bơm nước loại dân dụng có gắn một tụ điện, nhiệm vụ của nó là làm lệch pha các dòng điện đưa vào bộ cuộn cảm. Điện dung của tụ điện vào khoảng C = 20 µ F . Biết dòng điện xoay chiều chúng ta đang sử dụng có tần số f = 50Hz. Tính dung kháng của tụ điện khi máy đang hoạt động.

Hướng dẫn giải: Công thức tính dung kháng của tụ điện? ZC =

1 1 1 = = = 159Ω ωC 2π fC 20.10 −6.100

Bài 4: Một đèn nêon mắc với mạch điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V và tần số 50Hz .Biết đèn sáng khi điện áp giữa 2 cực không nhỏ hơn 155V . a) Trong một giây , bao nhiêu lần đèn sáng ? bao nhiêu lần đèn tắt ? b) Tình tỉ số giữa thời gian đèn sáng và thời gian đèn tắt trong một chu kỳ của dòng điện ?

Hướng dẫn giải: a) u = 220 2 sin(100π t )(V )

C’ M’

-Trong một chu kỳ có 2 khoảng thời gian thỏa mãn

điều kiện đèn sáng u ≥ 155 Do đó trong một

−

cos U0

chu kỳ ,đèn chớp sáng 2 lần ,2 lần đèn tắt -Số chu kỳ trong một giây : n = f = 50 chu kỳ

E’

E C

-Trong một giây đèn chớp sáng 100 lần , đèn chớp tắt 100 lần b)Tìm khoảng thời gian đèn sáng trong nửa chu kỳ đầu  220 2 sin(100π t ) ≥ 155  sin(100π t ) ≥

1 2



-Thời gian đèn sáng trong nửa chu kỳ : ∆t = 1

≤ 100π t ≤

5 600

−

1 600

5π

1 150



1 600

s≤t≤

5 600

s  Thời gian đèn

= s sáng trong một chu kỳ : t S = 2. 150 75

-Thời gian đèn tắt trong chu kỳ : ttat

= T − ts =

1 50

−

1 75

1 150

s 1

-Tỉ số thời gian đèn sáng và thời gian đèn tắt trong một chu kỳ :

ts ttat

= 75 = 2 1 150

Bài 5: Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R = 100 Ω ; C=

1 3 .10 − 4 F ; L= H. cường độ dòng điện qua mạch có dạng: i = 2cos100 π t 2π π

(A). Viết biểu thức tức thời điện áp hai đầu mạch điện. 3

Hướng dẫn giải: -Cảm kháng : Z L = L.ω = 100π = 300Ω ; π

ZC =

1 = ω.C

1 = 200 Ω 10 − 4 100π . 2π

-Tổng trở : Z = R 2 + ( Z L − Z C ) 2 = 100 2 + (300 − 200) 2 = 100 2Ω -HĐT cực đại : U0 = I0.Z = 2. 100 2 V =200 2 V

Dung kháng :

-Độ lệch pha : tgϕ =

Z L − Z C 300 − 200 π = = 1  ϕ = 45 0 = rad R 100 4

-Pha ban đầu của HĐT : ϕ u = ϕ i + ϕ = 0 +

π 4

rad

- Biểu thức HĐT : u = U 0 cos(ωt + ϕ u ) = 200 2 cos(100πt + ) V 4

Bài 6:

Cho mạch điện gồm RLC nối tiếp.Điện áp hai đầu mạch

u =

120 2 cos100 π t (V). Điện trở R = 50 3 Ω , L là cuộn dây thuần cảm có L = 1

H , điện dung C =

10 −3 F , viết biểu thức cường độ dòng điện và tính công suất 5π

tiêu thụ của mạch điện trên.

Hướng dẫn giải: 1

a) Cảm kháng : Z L = L.ω = 100π = 100Ω π

Dung kháng : Z C =

Tổng trở : Z =

1 = ω.C

1 = 50 Ω 10 −3 100π . 5π

R 2 + ( Z L − Z C ) 2 = (50 3 ) 2 + (100 − 50) 2 = 100Ω

CĐDĐ cực đại : I0 =

Độ lệch pha : tgϕ =

U0 = 1.2 2 A Z

Z L − Z C 100 − 50 π 3 = =  ϕ = 30 0 = rad R 3 6 50 3

Pha ban đầu của HĐT : ϕ i = ϕ u − ϕ = 0 −

π 6

= -

π 6

rad

Biểu thức CĐDĐ :i = I 0 cos(ωt + φi ) = 1, 2 2 cos(100π t − ) A 6

Công suất tiêu thụ của mạch điện : P = I2.R = 1.22.50 3 = 124,7 W

Bài 7: Cho mạch điện AB, trong đó C =

10 − 4 F , L =

1 H , r = 25Ω mắc 2π

nối tiếp.Biểu thức điện áp giữa hai đầu mạch uAB = 50 2 cos 100πtV .Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch ?

Hướng dẫn giải: Cảm kháng : Z L = L.ω = Dung kháng : ZC =

1 100π = 50Ω . 2π

1 = ω.C

1 = 25 Ω 4.10−4 100π .

Tổng trở : Z = r 2 + ( Z L − Z C ) 2 = (25) 2 + (50 − 25)2 = 25 2Ω . CĐDĐ cực đại : I0 =

Độ lệch pha : tgφ =

U0 = 2A Z

Z L − ZC 50 − 25 π = = 1  ϕ = rad . R 25 4

Pha ban đầu của HĐT : φi = φu − φ = 0 −

π 4

rad

π Biểu thức CĐDĐ : i = I 0 cos(ωt + φi ) = 2 cos(100π t − ) A 4 Bài 8: Một bóng đèn điện quang loại 0,6m có công suất là 20W. Em hãy tính xem nếu thắp bóng đèn này liên tục 10 giờ liền thì tiêu hao bao nhiêu điện năng ? Tính ra kW.h.

Hướng dẫn giải: Tính năng lượng theo công thức A = Pt. Năng lượng tiêu thụ của bóng đèn trong 10h A= Pt. = 20W.10h = 200W.h = 0,2kW.h

Bài 9: Một bàn là công suất 1000 W, sử dụng bàn là này để là quần áo trong 30 phút thì phải trả bao nhiêu tiền điện. Biết giá điện hiện nay là 1500 đồng/Kw.h

Hướng dẫn giải: Tính năng lượng theo công thức A = Pt. Năng lượng tiêu thụ của bàn là trong 30 phút A= Pt. = 1000W.0,5h = 500W.h = 0,5kW.h Vậy số tiền điện phải trả là: T = 0,5.1500 = 750 đồng.

Bài 10: Một nồi cơm điện loại 2l có công suất 1000W và một nồi cơm điện loại 1,5l có công suất 600W. Cả hai cùng có hiệu suất như nhau. Nếu cùng nấu một

lượng gạo như nhau (Giả sử lượng gạo nhỏ hơn định mức của nồi nhỏ) thì sử dụng nồi nào có lợi cho ta hơn ?

Hướng dẫn giải: Thảo luận nhóm và cho kết luận về sự lựa chọn khi sử dụng nồi cơm điện Thực ra có lợi về điện năng hay không không phụ thuộc công suất của từng nồi cơm điện, vì năng lượng cần cung cấp để làm chín một lượng gạo là giá trị không đổi Q. Vấn đề ở đây là sử dụng nồi nào thì năng lượng mất mát ít hơn. Như vậy, sử dụng nồi nhỏ sẽ có lợi hơn vì mất mát năng lượng ít hơn.

Bài 11: Em hãy tự thu thập số liệu về công suất của các thiết bị điện trong gia đình và thời gian sử dụng các thiết bị đó trong một tháng (30 ngày) từ đó tính số tiền điện phải trả. Biết đơn giá điện hiện nay là 1500 đ/kw.h

Hướng dẫn giải: HS tự thu thập số liệu về công suất của các thiết bị điện trong gia đình mình và thời gian sử dụng các thiết bị đó trong một tháng (30 ngày), từ đó tính số tiền

điện phải trả, báo cáo cho GV. Bài 12: Đọc quảng cáo bình siêu tốc sau và trả lời câu hỏi ẤM NƯỚC SIÊU TỐC HONEY - Dung tích : 1,8 lít - Công suất: 1500 W - Đun sôi trong 6 phút - Vỏ bằng inox không gỉ - Xuất xứ: liên doanh - Bảo hành 12 tháng

a. Vậy bình siêu tốc này cần tối thiểu mấy phút để đun sôi bình đựng đầy nước ở 250C. Quảng cáo đó có đúng không?

b. Tính số tiền điện phải trả để đun nước nếu biết giá điện là 1500đ một số

điện. c. Cường độ dòng điện chạy qua dây đốt nóng của ấm điện là bao nhiêu? d. Tính điện trở của dây đốt nóng của ấm điện.

Hướng dẫn giải: a. Xác định nhiệt lượng cần cung cấp cho 1,8 lít nước ở 250C để nó sôi ở 1000C? Nếu bỏ qua hao phí do ấm tỏa nhiệt lượng mà nước nhận được bằng công của dòng điện: A = Q = mC ∆t = 1,8.4200.75 = 567000 J Thời gian để ấm đun sôi lượng nước trên là: t =A/P = 567000/1500 = 378 giây = 6,3 phút. Vậy đoạn quảng cáo trên là

đúng với sai số cho phép là 0,3 phút = 18 giây. b. Số tiền điện phải trả là: T = 1,5.1500 = 2250 đồng. c. Cường độ dòng điện chạy qua dây đốt nóng của ấm điện là: I = P/U = 1500/220 = 6,8 A d. Điện trở của dây đốt nóng của ấm điện: R = U/I = 220/6,8 = 32,35Ω

Bài 13: Một đường dây tải điện xoay chiều một pha đến nơi tiêu thụ ở xa 6 km. Giả thiết dây dẫn làm bằng nhôm có điện trở suất ρ = 2,5.10-8 Ωm và có tiết diện 0,5cm2. Điện áp và công suất truyền đi ở trạm phát điện lần lượt là U = 6 kV, P = 540 kW. Hệ số công suất của mạch điện là cosϕ = 0,9. Hãy tìm công suất hao phí trên đường dây và hiệu suất truyền tải điện.

Hướng dẫn giải và giải: - Công suất hao phí trên dây dẫn được tính bằng biểu thức nào? - Vậy để tìm công suất hao phí ∆P, ta cần tìm những đại lượng nào? - Dựa vào giả thiết của đề bài, tìm I và R bằng cách nào? - Áp dụng công thức nào để tìm hiệu suất truyền tải điện?

Các mối liên hệ cần xác lập: Đây là bài toán đơn giản, ta chỉ áp dụng công thức để tính toán: - Điện trở của dây tải điện: R = ρ - Công suất P = UI cos ϕ  I =

l . S

P . U cos ϕ

- Công suất hao phí trên dây: ∆P = I2R.

P' P − ∆P - Hiệu suất truyền tải: η = .100% = .100% P P

Bài giải: Điện trở của dây dẫn tải điện: R = ρ

l 6000 = 2,5.10−8 = 3Ω S 0,5.10−4

Cường độ dòng điện trên dây: P = UI cos ϕ  I =

I =

P U cos ϕ

540 = 100 A 6.0,9

Công suất hao phí trên dây: ∆P = I2R = 1002.3 = 30 kW Hiệu suất truyền tải điện năng: η =

P − ∆P 540 − 30 .100% = .100% ≈ 94, 4% P 540

Bài 14: Điện năng được truyền từ trạm tăng áp đến trạm hạ áp nhờ hệ thống dây dẫn có điện trở R = 20Ω. Cảm kháng và dung kháng không đáng kể. Đầu ra cuộn thứ cấp máy hạ áp có công suất 12 kW với cường độ 100A. Máy hạ áp có tỉ số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là

N1 = 10 . Bỏ qua hao phí máy biến áp. Hãy N2

tìm điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp của máy tăng áp.

Hướng dẫn giải và giải: Vẽ sơ đồ đơn giản của hệ thống truyền tải điện năng nhờ máy biến áp (như hình vẽ trên) giúp học sinh dễ hình dung.

- Dựa vào dữ kiện của đề bài, hãy tìm điện áp U 2' ở hai đầu cuộn thứ cấp trong máy hạ áp. - Điện áp U1' ở hai đầu cuộn sơ cấp của máy hạ áp được tính thế nào khi biết tỉ số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp trong máy hạ áp? - Biểu thức tính công suất ở cuộn sơ cấp trong máy hạ áp? - Nếu bỏ qua hao phí máy biến áp thì ta có kết quả gì? - Từ (*)  giá trị của cường độ dòng điện I1' qua cuộn sơ cấp của máy hạ áp. - Dòng điện qua cuộn sơ cấp máy hạ áp chính bằng dòng điện chạy qua dây dẫn có điện trở R. Vậy độ giảm trên đường dây tải điện được tính thế nào? - Khi điện năng truyền từ trạm tăng áp (từ cuộn thứ cấp máy tăng áp) đến trạm hạ áp (vào cuộn sơ cấp máy hạ áp) thì bị tiêu hao. Vậy điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp của máy tăng áp được tính thế nào?

Các mối liên hệ cần xác lập: - Vẽ sơ đồ đơn giản của hệ thống truyền tải điện năng nhờ máy biến áp.

- Tìm điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp U 2' và sơ cấp của máy hạ áp U1' :

P2' U = ' I2 ' 2

;

U 2' N 2 =  U1' . ' U1 N1

- Tìm dòng điện qua cuộn sơ cấp máy hạ áp I1' :

I1' N 2 =  I1' . ' I 2 N1

- Dòng điện qua cuộn sơ cấp máy hạ áp chính bằng dòng điện chạy qua dây dẫn tải điện có điện trở R

 Độ giảm áp trên đường dây: ∆U = I1' R .

- Vậy điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp máy tăng áp bằng tổng điện áp ở hai đầu cuộn dây sơ cấp máy hạ áp và độ giảm điện áp trên đường dây.

U 2 = ∆U + U1' .

Bài giải: Điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp của máy hạ áp: 3

P2' 12.10 U = ' = = 120 V I2 100 ' 2

Điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp máy hạ áp: U 2' N 2 N =  U1' = U 2' 1 = 120.10 = 1200 V ' U1 N1 N2 I1' U 2' Vì bỏ qua hao phí của máy biến áp nên P = P ⇔ ' = ' I 2 U1 ' 1

 I1' = I 2'

' 2

N2 1 = 100. = 10 A N1 10

Dòng điện qua cuộn sơ cấp máy hạ áp chính bằng dòng điện chạy qua dây dẫn tải điện có điện trở R.

Độ giảm áp trên đường dây: ∆U = I1' R = 10.20 = 200 V.

Vậy điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp máy tăng áp là: U 2 = ∆U + U1' = 200 + 1200 = 1400 V.

Bài 15:

Máy phát điện xoay chiều một pha cung cấp công suất P1 = 2 MW. Điện áp giữa hai cực là U1 = 2000V. Dòng điện đưa vào cuộn sơ cấp máy biến áp có hiệu suất H = 97,5%. Cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp có số vòng dây tương ứng là N1 = 160 vòng và N2 = 1200 vòng. Dòng điện thứ cấp được truyền tải đến nơi tiêu thụ bằng dây dẫn có R = 10Ω. Hãy tính điện áp, công suất nơi tiêu thụ và hiệu suất truyền tải điện.

Hướng dẫn giải và giải:

Mô tả sơ đồ truyền tải điện năng từ máy phát điện đến nơi tiêu thụ bằng sơ đồ như hình vẽ trên. - Dòng điện do máy phát điện xoay chiều cung cấp có cường độ là bao nhiêu? - Dựa vào giả thiết của đề bài, hãy tìm điện áp hiệu dụng U2 giữa hai đầu cuộn thứ cấp máy biến áp. - Hiệu suất của dòng điện khi truyền từ máy phát điện đến máy biến áp được tính bằng biểu thức nào? - Kết hợp (1) với dữ kiện đề bài, hãy tìm cường độ dòng điện I2 trong cuộn thứ cấp máy biến áp. - Dòng điện trong cuộn thứ cấp máy biến áp bằng dòng điện truyền đến nơi tiêu thụ. Khi dòng điện truyền từ cuộn thứ cấp máy biến áp đến nơi tiêu thụ bằng dây dẫn điện trở R thì bị tiêu hao một phần. Vậy độ giảm áp trên đường dây tải điện là bao nhiêu? Từ đó tìm điện áp U3 nơi tiêu thụ. - Khi dòng điện truyền từ máy phát điện xoay chiều có công suất P1 qua máy biến áp đến nơi tiêu thụ có công suất P3 thì hiệu suất truyền tải được tính thế nào? - Vậy công suất đến nơi tiêu thụ điện được tính thế nào? - Thay (3) vào (2)  hiệu suất truyền tải nơi tiêu thụ HTT. Các mối liên hệ cần xác lập:

- Dòng điện đi từ máy phát điện xoay chiều đưa vào cuộn sơ cấp máy biến áp, ra ở cuộn thứ cấp máy biến áp và được truyền đến nơi tiêu thụ điện (sơ đồ tải điện

như hình).

- Tìm cường độ dòng điện do máy phát điện cung cấp: I1 =

P1 U1

- Đối với máy biến áp, đề bài cho biết U1, N1, N2  tìm được điện áp U2 giữa hai đầu cuộn thứ cấp máy biến áp dựa vào biểu thức:

U1 N1 . = U 2 N2

- Dòng điện truyền từ máy phát điện đến máy biến áp có hiệu suất: H=

P2 I 2 U 2  cường độ dòng điện I2 trong cuộn thứ cấp máy biến áp. = P1 P1

- Dòng điện đến nơi tiêu thụ bằng dòng điện trong cuộn thứ cấp máy biến áp. - Khi dòng điện truyền từ cuộn thứ cấp máy biến áp đến nơi tiêu thụ thì bị tiêu hao một phần. Do đó, độ giảm áp trên đường dây là: ∆U = I 2 R  điện áp đến nơi tiêu thụ được tính bằng công thức U 3 = U 2 − ∆U . - Khi dòng điện truyền từ máy phát điện xoay chiều có công suất P1 qua máy biến áp đến nơi tiêu thụ có công suất P3 thì hiệu suất truyền tải là H TT = ta cần tìm công suất nơi tiêu thụ P3 = U3.I2  hiệu suất truyền tải HTT. Bài giải:

Cường độ dòng điện do máy phát điện cung cấp: P1 2.106 I1 = = = 1000 A. U1 2000

Điện áp giữa hai đầu cuộn thứ cấp máy biến áp: U 2 = U1

N 2 2000.1200 = = 15000 V. N1 160

Cường độ dòng điện trong cuộn thứ cấp: I 2 U2 H .P1 0,975.2.106 Vì H =  I2 = = 130 A P1 U2 15000

Độ giảm áp trên đường dây: ∆U = I 2 R = 130.10 = 1300 V. Điện áp đến nơi tiêu thụ: U 3 = U 2 − ∆U = 15000 − 1300 = 13700 V Công suất đến nơi tiêu thụ: P3 = U 3 .I 2 = 13700.130 = 1781000 W

P3  P1

Hiệu suất truyền tải điện: H TT =

P3 1781000 .100% = .100% = 89% . P1 2.106

2.2.2. Các phương tiện tham gia hỗ trợ dạy học trong chương 2.2.2.1. Các tranh ảnh

* Điện trở

* Tụ điện

* Cuộn cảm

* Tụ bù công suất

* Công tơ điện

Hình 2.1. Đồng hồ đa năng điện tử

* Máy biến áp

Roto trong máy phát điện ô tô

* Máy phát điện

Stato trong máy phát điện ô tô

2.2.2.2. Các Video

* Nhà máy thủy điện

2.2.2.3. Các thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng

* Sụ phụ thuộc độ tự cảm

* Hiện tượng cộng hưởng

* Độ lệch pha giữa u và i của đoạn mạch chỉ có điện trở R, chỉ có tụ điện C, chỉ có cuôn cảm L và đoạn mạch RLC nối tiếp

2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài trong chương “Dòng điện xoay chiều”

Từ những nghiên cứu đã trình bày ở trên, chúng tôi vận dụng thiết kế tiến trình dạy học một số bài trong chương “Dòng điện xoay chiều” theo hướng gắn với thực tiễn góp phần nâng cao chất lượng dạy học gồm: Giáo án 1:

Bài 12. Đại cương về dòng điện xoay chiều.

Giáo án 2:

Bài 15. Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều.

Hệ số công suất. Giáo án 3:

Bài 16. Truyền tải điện năng. Máy biến áp.

Giáo án 4:

Bài 17. Máy phát điện xoay chiều.

Trong mục này chúng tôi chỉ trình bày giáo án 1 và giáo án 2. Các bài còn lại

được trình bày trong phụ lục của luận văn. GIÁO ÁN 1: Bài 12. ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa dòng điện xoay chiều. - Viết được biểu thức tức thời của dòng điện xoay chiều và nêu được các đại lượng trong biểu thức. - Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều. - Viết được các biểu thức từ thông, suất điện động cảm ứng. - Xác định được các giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại.

2. Kĩ năng: - Biết xác định các giá trị hiệu dụng và giá trị tức thời của hiệu điện thế và cường độ dòng điện. - Giải được một số bài tập đơn giản.

3. Liên hệ thực tế: - Biết một vài thông số về điện dân dụng như: tần số dòng điện, hiệu điện thế. - Hiểu được các ký hiệu về điện ghi trên các thiết bị điện thông dụng. - Biết nguyên nhân dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi hơn dòng

điện không đổi. 4. Thái độ: - Có thái độ tích cực và nghiêm túc trong học tập. - Yêu thích, tìm tòi, liên hệ kiến thức với các hiện tượng thực tiễn.

II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Mô hình đơn giản về máy phát điện xoay chiều.

- Hình ảnh, video các nhà máy phát điện - Hình ảnh, video mô tả nguyên tắc hoạt động của nhà máy thủy điện

2. Học sinh: Ôn lại: - Các khái niệm về dòng điện một chiều, dòng điện biến thiên và định luật Jun. - Các tính chất của hàm điều hoà (hàm sin hay cosin).

III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (1 phút): Ổn định lớp Hoạt động 2 (2 phút): Đặt vấn đề Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

CH 1: Nước ta có những nhà máy thủy Bằng hiểu biết bản thân

điện lớn nào?

HS trả lời Nhà máy thủy điện Hòa Bình, Sơn La, Trị An,…..

* GV cho HS quan sát hình ảnh các * Quan sát hình ảnh nhà máy thủy điện

Nhà máy thủy điện Hòa Bình

Vậy nguyên tắc hoạt động của nhà

máy thủy điện như thế nào? Ta sẽ nghiên cứu trong bài học hôm nay.

Tiếp nhận nhiệm vụ nghiên cứu

Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hiểu các khái niệm về dòng điện xoay chiều Hoạt động của GV - Dòng điện không đổi là gì?

Hoạt động của HS - Dòng điện có chiều và cường độ không đổi.

→ Dòng điện xoay chiều hình sin.

- HS ghi nhận định nghĩa dòng điện xoay chiều và biểu thức. - Cường độ dòng điện tại thời điểm t.

- Dựa vào biểu thức i cho ta biết điều gì?

i = I0cos( ω t + ϕ i ) A - HS tìm hiểu các giá trị tức thời, cực

đại, chu kỳ, tần số, tần số góc, pha của i và pha ban đầu.

C2: c. i = 5 - Y/c HS hoàn thành C2.

→ 5

2 A;

2 cos(100πt

± π) A

100π rad/s; 1/50s; 50Hz;

+ Hướng dẫn HS dựa vào phương ± π rad trình tổng quát: T T T 3T T C3: 1. + + k = + k 8 4 2 8 2 i = I0cos(ωt + ϕ) Từ ω = 2π f = → T=

2π

2π T

, f=

ω 2π

- Y/c HS hoàn thành C3.

2. Khi t =

T thì i = I0 8

π 4

Vậy: i = I 0cos(ωt + ) π

→ t = 0 → i = I 0 cos = 4

I0 2

Hoạt động 4 (15 phút): Tìm hiểu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Xét một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, - HS theo sự dẫn dắt của GV để tìm khép kín, quay quanh trục cố định hiểu nguyên tắc tạo ra dòng điện

đồng phẳng với cuộn dây đặt trong từ xoay chiều.

trường đều B có phương ⊥ với trục quay.

ω B B

∆ - Biểu thức từ thông qua diện tích S

đặt trong từ trường đều?

Φ = NBScosα với α = (B, n) → Φ biến thiên theo thời gian t.

- Suất điện động cảm ứng biến theo theo thời gian.

- Ta có nhận xét gì về suất điện động - Cường độ dòng điện biến thiên cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây?

điều hoà → trong cuộn dây xuất hiện

- Ta có nhận xét gì về về cường độ dòng điện xoay chiều. dòng điện xuất hiện trong cuộn dây? - Dùng máy phát điện xoay chiều, - GV cho HS quan sát video cách tạo dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. ra dòng điện trong nhà máy thủy điện - HS: thảo luận để trình bày nguyên tắc hoạt động của nhà máy thủy điện

CH: Trình bày nguyên tắc hoạt động

của nhà máy thủy điện? - Thực tế ở các máy phát điện người ta

để cuộn dây đứng yên và cho nam châm (nam châm điện) quay trước cuộn dây đó. Ở nước ta f = 50Hz.

Hoạt động 5(5 phút): Tìm hiểu về giá trị hiện dụng Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Dòng điện xoay chiều cũng có tác - HS ghi nhận giá trị hiệu dụng của dụng nhiệt như dòng điện một chiều. Giá trị hiệu = dụng

Giá trị cực đại 2

dòng điện xoay chiều. I=

I0 2

;

U0 2

;

E0 2

Hoạt động 6(7 phút): củng cố, dặn dò * Củng cố : Qua bài này chúng ta cần nắm được - Định nghĩa dòng điện xoay chiều. - Viết được biểu thức tức thời của dòng điện xoay chiều. - Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều. - Viết được các biểu thức từ thông, suất điện động cảm ứng. - Xác định được các giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại. CH củng cố : 1. Ở phía sau một máy thu hình hiệu Sony sản xuất tại Nhật có ghi các ký hiệu: DC: 10V – 15V AC: 90V – 120V f = 50Hz Em hãy giải thích các ký hiệu trên. 2. Vì những lí do gì mà trên thực tế, dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi hơn so với dòng điện một chiều?

* Dăn dò: - Về nhà học bài và xem trước bài mới - Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập

GIÁO ÁN 2: BÀI 15. CÔNG SUẤT TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU. HỆ SỐ CÔNG SUẤT. I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa và thiết lập được công thức của công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều. - Phát biểu được định nghĩa của hệ số công suất. - Nêu được vai trò của hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều. - Viết được công thức của hệ số công suất đối với mạch RLC nối tiếp.

2. Kĩ năng: - Vận dụng được công thức tính công suất và hệ số công suất của mạch R, L, C. - Giải được các bài tập đơn giản về các mạch điện xoay chiều. - Hiểu ý nghĩa thông số công suất ghi trên các thiết bị điện, những ảnh hưởng của hệ số công suất trong quá trình sử dụng điện, nhận biết sự tiêu thụ

điện năng của các thiết bị điện thông dụng. - Biết cách làm tăng hệ số công suất để tiết kiệm điện năng.

3. Thái độ: - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học, có ý thức tiết kiệm điện.

4. Liên hệ thực tế: - Hiểu ý nghĩa thông số công suất ghi trên các máy điện ; những ảnh hưởng của hệ số công suất trong quá trình sử dụng điện và cách nâng cao hệ số công suất. - Biết đơn vị đo điện năng tiêu thụ trong thực tế, từ đó có thể nhận biết sự tiêu thụ điện năng của các thiết bị điện thông dụng. - Liên hệ thực tế để biết cách sử dụng điện tiết kiệm và hiệu quả.

II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Một số thiết bị điện có ghi rõ các thông số điện.

- Tranh ảnh, tờ rơi có liên quan đến vấn đề sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.

2. Học sinh: - Ôn lại các kiến thức về mạch RLC nối tiếp. - Ôn lại các kiến thức về công suất của mạch điện đã học ở những lớp 9,

đọc trước bài “Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất” (Vật lí 12 – cơ bản).

III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (5 phút): Ổn định lớp, kiểm tra bài cũ. Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Câu hỏi: Phát biểu định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều có R, L, C Trả lời câu hỏi của giáo viên. mắc nối tiếp. Nhận xét câu trả lời của học sinh.

Hoạt động 2 (2 phút): Đặt vấn đề Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

CH 1: Khi sử dụng các thiết bị điện Nhận thức được vấn đề cần nghiên người ta thường quan tâm đến công cứu. suất tiêu thụ điện năng của chúng. Vì sao người ta lại quan tâm đến đại lượng này ? Công thức tính công suất tiêu thụ trong mạch điện xoay chiều như thế nào? Chúng ta cùng đi tìm hiểu qua bài “Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất”.

Bóng đèn HD 65W

Hoạt động 3 (2 phút): Tìm hiểu công suất của mạch điện xoay chiều Hoạt động của GV - Biểu thức tính công suất điện tiêu thụ

Hoạt động của HS P = RI 2 =

trong mạch điện không đổi là gì?

U2 = UI R

- Xét mạch điện xoay chiều như hình v ẽ. - Tại một thời điểm t, i trong mạch

p = ui 1 2 + cos (α − β )]

chạy theo 1 chiều nào đó → xem tại cos α .cos β = [cos (α + β ) thời điểm t, dòng điện trong mạch là dòng 1 chiều → công suất tiêu thụ trong mạch tại thời điểm t? - Giá trị trung bình của công suất điện trong 1 chu kì: P = p = UI cosϕ + cos(2ω t + ϕ )  

- Vì cosϕ không đổi nên cosϕ = cosϕ

- Trong đó cosϕ có giá trị như thế nào?

- Chu kì

2π T 2π = (T = ) 2ω 2 ω

- Còn cos(2ω t + ϕ ) là một hàm tuần hoàn của t, với chu kì bao nhiêu? - Trong từng khoảng thời gian T/2 hoặc T, hàm cos(2ωt + ϕ) luôn có những giá trị bằng nhau về trị tuyệt đối, nhưng trái dấu tại thời điểm t, t + T/4     T 2ωT cos 2ω(t + ) +ϕ = cos (2ωt + ) +ϕ 4 4     = cos(2ωt +π +ϕ) = −cos(2ωt +ϕ)

→ Vậy cos(2ωt + ϕ ) = 0

- Giới thiệu biểu thức tính điện năng têu thụ của mạch điện trong thời gian t:

→ P = UIcosϕ

W = Pt - Giới thiệu cho HS biết cân điện = 1 số điện = 1kw.h

- Tiếp thu ghi nhớ.

- Em hãy cho biết công suất của một số thiết bị điện thường sử dụng trong gia + Tivi: 300-400 W

đình ? Thiết bị nào tiêu tốn điện năng + Tủ lạnh: 800 W nhiều nhất ?

+ Điều hòa : >3000 W + Bình nước nóng : khoảng 5000W

- Em hãy kể tên một số loại đèn chiếu Bình nước nóng tiêu tốn điện năng sáng thường dùng hiện nay?

nhiều nhất.

- Yêu cầu học sinh quan sát bảng so - Đèn sợi đốt, đèn compact, đèn Led sánh một số loại bóng đèn và rút ra kết luận. Ta nên sử dụng loại đèn nào? Vì bóng tròn… sao?

- Học sinh quan sát bảng so sánh và rút ra kết luận: Cùng một cường độ sáng như nhau nhưng công suất của bóng đèn sợi đốt lớn hơn, vì vậy ta nên sử dụng bóng đèn led, đèn compact để tiết kiệm năng lượng cũng như chi phí. Tiếp thu, nhận thức được vấn đề sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu

Lựa chọn bóng đèn tiết kiệm điện

Cần phải biết được công suất tiêu thụ của các thiết bị điện thường dùng để có sự lựa chọn và sử dụng các thiết bị đó sao cho hiệu quả, tiết kiệm năng lƣợng và kinh tế nhất.

quả

Hoạt động 4 (2 phút): Tìm hiểu về hệ số công suất. Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Hệ số công suất có giá trị trong - Vì |ϕ| không vượt quá 900 nên 0 ≤ khoảng nào?

cosϕ ≤ 1.

- Y/c HS hoàn thành C2.

- Chỉ có L: cosϕ = 0

- Các thiết bị tiêu thụ điện trong nhà

- Gồm R nt L: cosϕ =

R R2 + ω 2 L

máy → có L → i nói chung lệch pha ϕ P = UIcosϕ với cosϕ > 0 so với u. Khi vận hành ổn định P trung

→ I=

bình giữ không đổi → Công suất trung

P UI cosϕ

bình trong các nhà máy? 1 U cos 2ϕ 2

- Nếu r là điện trở của dây dẫn → công Php = rI 2 = r P 2 suất hao phí trên đường dây tải điện? → Hệ số công suất ảnh hưởng như thế

nào? - Nhà nước quy định: cosϕ ≥ 0,85

- Nếu cosϕ nhỏ → Php sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của công ti điện lực.

- Giả sử điện áp hai đầu mạch điện là: u=U

2 cosωt

- Cường độ dòng điện tức thời trong

R 2 + (ω L −

mạch: i=I

2 cos(ωt+

ϕ)

- Định luật Ôm cho đoạn mạch có biểu thức? - Mặt khác biểu thức tìm ϕ?

tan ϕ =

cosϕ =

ωL −

1 2 ) ωC

U Z

1 ωC

R Z

- Bằng công suất toả nhiệt trên R.

- Từ đây ta có thể rút ra biểu thức - Suy nghĩ để tìm ra cách nâng cao hệ số công suất. cosϕ?

- Có nhận xét gì về công suất trung bình tiêu thụ trong mạch? - Từ công thức tính công suất hao phí suy ra hệ số công suất có ý nghĩa như thế nào? Trong thực tế, những thiết bị sử dụng xoay chiều thường có hệ số công suất là bao nhiêu ? - Bằng cách lập luận dựa trên lý thuyết, em hãy thử đưa ra cách nâng cao hệ số

Tụ bù điện làm tăng hệ số công suất

công suất để giảm hao phí điện năng ?

Làm giảm hao phí

Trong thực tế, người ta mắc song song một tụ điện vào mạch để làm gì?

Hoạt động 5 (10 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà Hoạt động của GV -

Hoạt động của HS

Yêu cầu học sinh nhắc lại các

kiến thức quan trọng đã học.

- Thực hiện yêu cầu của giáo viên.

- Giao nhiệm vụ về nhà: Làm các bài tập trong trang 85 SGK và đọc trƣớc - Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. bài “Truyền tải điện năng đi xa. Máy biến áp.”

Kết luận chương 2

Vận dụng cơ sử lý luận của việc dạy học gắn với thực tiễn kết hợp với việc sử dụng các phương pháp dạy học tích cực, tôi đã tiến hành soạn thảo tiến trình dạy học một số bài trong chương “Dòng điện xoay chiều” theo hướng gắn với thực tiễn góp phần nâng cao chất lượng dạy học. Các tiến trình dạy học được thiết kế có những ưu điểm sau: - Đưa vào bài học các trnh ảnh, video, thí nghiệm mô phỏng gắn với thực tiễn giúp bài học trở nên gần gũi, sinh động, dễ hiểu. - Các hiện tượng và bài tập vật lí được đưa ra mang tính thực tế làm cho HS hứng thú học tập, tiết học trở nên nhẹ nhàng, thoải mái hơn. - Các vấn đề mang tính thực tiễn làm cho kiến thức có ý nghĩa hơn với cuộc sống của HS, HS dễ dàng vận dụng đồng thời kích thích tư duy, sáng tạo của HS khi đưa ra các giải pháp. Vận dụng việc dạy học theo hướng gắn với thực tiễn kết hợp với các phương pháp dạy học tích cực vào xây dựng tiến trình dạy học đã tích hợp được một số nội dung vào các bài học như: Giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp, gióa dục môi trường, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, … làm cho giờ học sôi nổi hơn, các kiến thức của bài học được gắn liền với thực tế cuộc sống, HS tiếp thu kiến thức tốt hơn, nâng cao năng lực vận dụng kiến thức của học sinh, từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường THPT.

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm

Kiểm tra giả thuyết khoa học của để tài : Nếu vận dụng hợp lí, có hiệu quả dạy học các kiến thức về dòng điện xoay chiều theo hướng gắn với thực tiễn sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường THPT. Phân tích kết quả TNSP, xử lí các số liệu thu thập được, đối chiếu kết quả thực nghiệm với kết quả điều tra ban đầu để từ đó đưa ra những đánh giá về mức

độ khả thi và hiệu quả của đề tài. 3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm

- Điều tra cơ bản khảo sát đặc điểm, tình hình dạy và học vật lí ở các trƣờng THPT nơi chọn làm TN, thông qua cán bộ quản lý giáo dục các trường chọn TN. - Chuẩn bị các bài soạn thiết kế theo hướng nghiên cứu của đề tài và phương pháp dạy học cần thiết. - Lựa chọn các lớp TN và lớp ĐC, đồng thời tìm hiểu các thông tin cần thiết phục vụ cho công tác thực nghiệm sư phạm. - Tổ chức triển khai nội dung thực nghiệm theo phương án đã chuẩn bị. - Thống nhất với giáo viên dạy thực nghiệm về phương pháp và nội dung thực nghiệm. - Thực hiện các giờ thực nghiệm sư phạm và thu thập những thông tin làm căn cứ phục vụ cho việc đánh giá các mục tiêu nghiên cứu của đề tài. - Rút kinh nghiệm những vấn đề đã thực hiện, xử lí và phân tích các kết quả TN và đánh giá các tiêu chí theo mục tiêu nghiên cứu. Từ đó rút ra nhận xét và kết luận về tính khả thi của đề tài. 3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm

Học sinh lớp 12 trường THPT Lê Lợi (Thị Xã Ba Đồn – Quảng Bình). Cụ thể là lớp 12A3 và 12A7 năm học 2015 - 2016.

3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm 3.3.1. Lựa chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm

Để chọn đối tượng cho quá trình tiến hành thực nghiệm sư phạm chúng tôi đã tìm hiểu khả năng học vật lí của các lớp mà chúng tôi dự định tiến hành thực nghiệm sư phạm qua các biện pháp sau đây: - Tìm hiểu tình hình thông qua giáo viên trực tiếp giảng dạy tại các lớp

đó. - Tìm hiểu thông qua sổ theo dõi học tập, sổ điểm, sổ đầu bài - Cho làm bài kiểm tra ngắn môn vật lí. Thông qua bài kiểm tra và kết quả khảo sát chúng tôi đánh giá sơ bộ về lớp đối chứng và lớp thực nghiệm như sau:

Bảng 3.1. Đặc điểm chất lượng học tập môn vật lí của học sinh ở các lớp TN và ĐC Kết quả khảo sát môn vật lí lớp 12 Lớp

Khá, giỏi

Sĩ số

Số HS

Trung bình Số HS

TN: 12A3

27,5

ĐC: 12A7

25,64 22

% 57,5

Yếu, kém Số HS

15,00

56,41 7

17,95

3.3.2. Nội dung thực nghiệm 3.3.2.1. Công tác chuẩn bị

Trực tiếp gặp giáo viên giảng dạy các lớp trên để trao đổi về mục đích, nhiệm vụ, nội dung giáo án thực nghiệm của mình và mời các giáo viên đó tham gia cộng tác với mình để dạy thực nghiệm sư phạm. Làm quen với lớp để tạo mối quan hệ thân thiện

3.3.2.2. Tiến hành thực nghiệm

Do điều kiện thời gian và khuôn khổ của đề tài, chúng tôi chọn ra 4 giáo án trong chương “Dòng điện xoay chiều” thuộc chương trình vật lí 12 THPT để tiến hành thực nghiệm. Giáo án 1: Đại cương về dòng điện xoay chiều Giáo án 2: Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất. Giáo án 3: Truyền tải điện năng. Máy biến áp. Giáo án 4: Máy phát điện xoay chiều. - Chọn lớp thực nghiệm: 12A3 và 12A7 - Giáo viên cộng tác: 1. Phan Ngọc Tuấn, giáo viên vật lí trường THPT Lê lợi. 2. Lê Mai Hoa, giáo viên vật lí trường THPT Lê lợi. 3.3.2.3. Các giáo án thực nghiệm sư phạm

4 giáo án trên đã được trình bày trong chương 2 và phụ lục 3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm 3.4.1. Đánh giá định tính

Với việc dạy học vật lí gắn với thực tiễn, HS có thể hiểu và giải thích

được các hiện tượng trong cuộc sống bằng cách áp dụng các kiến thức đã học, từ đó HS hiểu sâu sắc và nắm vững hơn nội dung bài học. Ở lớp thực nghiệm, áp dụng phương pháp dạy học gắn với thực tiễn, giờ học vật lí trở nên sôi nổi hơn, HS tích cực hoạt động, chủ động và sáng tạo hơn so với lớp đối chứng. 3.4.2. Đánh giá định lượng

Sau khi tiến hành dạy thực nghiệm sư phạm trên các lớp thực nghiệm và lớp đối chứng. Kết quả kiểm tra thu được như sau:

Bảng 3.2. Bảng kết quả 2 lần kiểm tra sau thực nghiệm sư phạm Lớp

Điểm

Kiểm Tổng tra

số

Lần 1

Lần 2

ĐC: 12A7 Lần 1

Lần 2

TN: 12A3

3.5. Xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm 3.5.1. Xử lí kết quả thực nghiệm

Để so sánh kết quả bài kiểm tra của HS ở các lớp TN và ĐC chúng tôi đã lập bảng gồm các tham số đặc trưng sau: Trung bình cộng: Để so sánh kết quả bài kiểm tra của HS ở các lớp TN và

ĐC chúng tôi đã lập bảng gồm các tham số đặc trưng sau: 1  ni xi n

Trung bình cộng: x = Phương sai: s 2 =

1 ni ( xi − x ) 2  n

Độ lệch chuẩn: δ = s 2 Hệ số biến thiên: ν =

δ x

Bảng 3.3. Tính toán các thông số theo các công thức trên ta được kết quả Điểm kiểm tra Tham số

Thực nghiệm

Đối chứng

Lần 1

Lần 2

Lần 1

Lần 2

Điểm trung bình

6,38

6,48

5,41

5,56

Phương sai

2,38

3,15

2,4

2,45

Độ lệch chuẩn

1,68

1,77

1,55

1,57

Hệ số biến thiên

0,26

0,27

0,29

0,28

Các đại lượng: tần số, tần suất, tần suất tích lũy được tính theo công thức: Tần số ni là được xác định bởi số học sinh đạt điểm xi Tần suất:

ω i (%) =

ni × 100% n

Tần suất tích lũy:

n

Fi =

1 10

n

× 100%

Bảng 3.3. Các đại lượng: tần số, tần suất, tần suất tích lũy Đại

Lớp

lượng

Điểm 1

TN 80

ĐC 78

Tần suất

TN 80

3,75

3,78

8,75

23,75 28,75 18,75 6,25

ω i (%)

ĐC 78

5,12 6,41

7,69

32,05 24,35 16,67 3,85

3,85

Tần suất TN 80

12,5

21,25 45

98,75 100

5,12 11,54 19,23 51,28 75,64 92,31 96,15 100

Tần số

tích lũy

ĐC 78

73,75 92,5

100

Đồ thị phân bố tần suất điểm của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 30 25

Số % học sinh

Fi(%)

8,75

1,25

Đối chứng

Thực nghiệm

10 5 0 1

10 Điểm

Đường tích lũy so sánh kết quả kiểm tra lớp thực nghiệm và lớp đối chứng

Số % học sinh đạt điểm Xi trở xuống

120 100 80

Đối chứng

Thực nghiệm

40 20 0

Điểm số Xi

3.5.2. Phân tích số liệu thực nghiệm

* Các cơ sở để thực hiện việc xở lý các kết quả thực nghiệm sư phạm Để tiến hành phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm chúng tôi dựa vào các số liệu thống kê: - Điểm trung bình, hệ số biến thiên, tần số tích lũy theo kết quả xử lí toán học đối với bài kiểm tra của HS lớp thực nghiệm và lớp đối chứng. - Căn cứ vào kết quả thực nghiệm sư phạm và các biện pháp điều tra: dự giờ của giáo viên, xem giáo án, vở ghi và vở bài tập của HS, bài kiểm tra của HS. - Căn cứ vào kết quả kiểm tra HS trước và sau khi thực nghiệm sư phạm.

Một số nhận xét ban đầu: - Từ đường lũy tích so sánh kết quả kiểm tra ta thấy đường lũy tích của lớp TN nằm dưới đường lũy tích của lớp ĐC, chứng tỏ việc dạy học gắn với thực tiễn chương “Dòng điện xoay chiều” mà chúng tôi đề xuất thu được kết quả học tập tốt, phát triển được năng lực tư duy sáng tạo của HS. Như vậy, về mặt chất lượng lĩnh hội và vận dụng kiến thức của HS các lớp TN cao hơn lớp ĐC. Kết quả này có phải do ngẫu nhiên không? Hay do áp dụng tiến trình dạy học

đem lại?

Để trả lời câu hỏi trên, cần phải tiến hành phép kiểm định các giả thiết thống kê với mức ý nghĩa α (với sai số là α). - Giả thuyết H0: X TN = X ĐC - Giả thuyết thống kê (kết quả ở trên là ngẫu nhiên) - Giả thuyết H1: X TN > X

ĐC

đối giả thuyết thống kê (dạy học gắn với thực tiễn

chương "Dòng điện xoay chiều" hiệu quả hơn so với dạy học theo phương pháp thông thường).

Để tiến hành kiểm định, chúng tôi tính đại lượng kiểm định t. Giá trị đại lượng kiểm định t được tính theo công thức: t=

X TN − X DC 2 S TN S2 + DC nTN n DC

2 2 = 2, 45 ; nTN = 40 ; nDC = 39 ; Ta đã biết: X TN = 6,38 ; X DC = 5, 41 ; STN = 2,83; SDC

Thay các giá trị vào hai công thức trên, ta tính được t = 2,67. Như vậy, đại lượng kiểm định qua thực nghiệm là t = 2,67. Chọn mức ý nghĩa α = 0,05, tra bảng giá trị của hàm Laplace φ (t α ) =

1 − 2α . 2

ta có tα = 1,65. So sánh với kết quả tính toán qua thực nghiệm ta thấy: t > tα, nên ta có thể bác bỏ giả thuyết H0 và chấp nhận giả thuyết đối với H1. Như vậy điểm trung bình cộng của nhóm thực nghiệm cao hơn điểm trung bình cộng của nhóm đối chứng là thực chất, không phải do ngẫu nhiên. Điều đó cho phép kết luận tiến trình dạy học gắn với thực tiễn đã mang lại hiệu quả cao hơn so với tiến trình dạy học thông thường.

Kết luận chương 3

Sau đợt thực nghiệm sư phạm, qua tổ chức, quan sát diễn biến và phân tích các giờ dạy thực nghiệm và đối chứng, kết hợp với trao đổi với giáo viên và h ọ c sinh, đặc biệt là vi ệc x ử lý các bài ki ể m tra c ủ a h ọc sinh theo ki ểm

định đã khẳng định giả thuyết khoa học của luận văn là đúng đắn, các kết quả thu được đã chứng tỏ rằng: - D ạ y h ọ c g ắ n v ớ i th ự c ti ễ n ch ươ ng "Dòng đ i ệ n xoay chi ề u" trình bày trong luận văn có tính khả thi. - Hệ thống bài tập đã soạn thảo cùng với hoạt động tăng cường tính thực tiễn có tác dụng giúp học sinh không những nắm vững kiến thức cơ bản mà còn biết vận dụng kiến thức một cách linh hoạt trong những trường hợp cụ thể

để tìm ra phương pháp giải quyết vấn đề một cách tối ưu. Tuy nhiên, việc thực nghi ệm m ới chỉ được ti ến hành v ới hai l ớp h ọc sinh có trình độ tương đương nhau, do đó đối tượng thực nghiệm nằm trong phạm vi hẹp nên cần phải tiến hành thực nghiệm trên các đối tượng học sinh khác mang tính " đại trà" h ơ n để có nh ữ ng đi ề u chỉ nh, b ổ sung sao cho vi ệ c d ạ y h ọ c g ắ n v ớ i th ự c ti ễ n có tính linh ho ạt, phù h ợ p v ớ i m ọ i đố i tượng học sinh và đạt hiệu quả cao.

KẾT LUẬN

1. Kết luận chung Phương pháp tổ chức dạy và học vật lý mà trong đó trọng tâm là hoạt động của học sinh, giáo viên chỉ là người hướng dẫn và hỗ trợ là một biện pháp phù hợp nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy và liên hệ thực tế của học sinh. Việc liên hệ thực tế đã giúp học sinh thấy được ý nghĩa của bài học, tạo niềm đam mê tìm tòi nghiên cứu khoa học, và đặc biệt, chính từ niềm đam mê này đã kích thích

được động lực tự học của học sinh. Để PPDH này có ý nghĩa thực tiễn, chúng tôi đã cố gắng nghiên cứu để đưa ra bảy biện pháp mà người dạy và người học cần phải thực hiện. Như vậy, phần cơ sở lý luận đã định hướng rõ ràng các bước hoạt động cho người dạy và người học trong quá trình bồi dưỡng năng lực tư duy và liên hệ thực tế của học sinh. Qua quá trình thực nghiệm sư phạm chương “Dòng điện xoay chiều”, các kết quả thống kê đã thể hiện được tính ưu việt của PPDH theo hướng tăng cường liên hệ thực tế của học sinh. PPDH theo hướng này đã giúp học sinh phát huy

được tính tích cực, tự lực và sáng tạo, thể hiện qua các mặt như: - Mỗi học sinh đều chứng tỏ được vai trò một thành viên trong nhóm học, biết đóng góp ý kiến, biết trao đổi thông tin, biết tương trợ nhau trong học tập. - Thói quen đọc sách, tham khảo tài liệu để tìm kiếm thông tin đã dần hình thành trong quá trình học tập của học sinh. - Sự gắn bó giữa các thành viên trong nhóm học, niềm vui và sự hứng thú trong sự tìm tòi kiến thức, phát hiện vấn đề đã nâng cao được tính tự giác học tập của các em. Đồng thời các em cũng tự tạo được cho mình cách giải quyết vấn đề nhanh chóng mà hiệu quả. - Mặc dù bản thân chưa có nhiều sáng tạo nhưng từ sự cảm nhận được tính sáng tạo của những người đi trước là tiền đề khơi dậy năng lực sáng tạo tiềm ẩn của các em.

- Sự liên hệ thực tế các kiến thức đã học đã làm nổi bật ý nghĩa của bài học, lôi cuốn được mối quan tâm và thiện cảm của học sinh đối với từng bài học trong chương “Dòng điện xoay chiều” nói riêng và đối với bộ môn vật lý nói chung. Chúng tôi hy vọng rằng đề tài luận văn này sẽ đóng góp một phần vào công cuộc đổi mới giáo dục, nâng cao chất lượng dạy và học vật lí ở trường THPT. Chúng tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện hơn nữa phương pháp dạy và học theo hướng tăng cường liên hệ thực tế của học sinh để đề tài không chỉ mang tính khả thi mà còn mang tính phổ thông, áp dụng được ở mọi nơi và áp dụng được cho cả chương trình Vật lí phổ thông.

2. Kiến nghị Trong qua trình giảng dạy, GV nên thường xuyên thu thập và phân loại các tư liệu từ sách, báo, internet, tạp chí chuyên ngành… để có những tư liệu hay, phục vụ cho quá trình giảng dạy. Đặc biệt, GV nên chú trọng tới tính thực tiễn của bài học để kích thích hứng thú học tập của HS, làm cho HS thấy được vai trò của môn vật lí trong đời sống và kỹ thuật.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Bách khoa toàn thư mở Wikipedia. [2]. Bộ Giáo dục và đào tạo (2007), tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực hiện chương trình SGK lớp 11 THPT môn vật lí, Nxb Giáo dục.

[3]. Bộ Giáo dục và đào tạo (2014), Tài liệu tập huấn dạy học và kiểm tra,

đánh giá kết quả học tập theo định hướng phát triển năng lực học sinh môn vật lí cấp THPT, Nxb Giáo dục.

[4]. Bộ Giáo dục và đào tạo (2003), Triết học, Nxb Chính trị Quốc gia. [5]. Nguyễn Thanh Hải (2008), Bài tập định tính và câu hỏi thực tế vật lí 12, Nhà xuất bản Giáo dục.

[6]. Nguyễn Thanh Hải (2012), Sử dụng bài tập định tính và câu hỏi thực tế trong dạy học vật lí, Nxb Đại học sư phạm.

[7]. Hoàng Hòa (2011), Các biện pháp tăng cường tính thực tiễn của bài học trong dạy học chương “Chất rắn và chất lỏng, Sự chuyển thể” vật lí 10 trung học phổ thông, Luận văn thạc sĩ Giáo dục học, Trường ĐHSP - ĐH Huế.

[8]. Trần Bá Hoành (2006), Đổi mới phương pháp dạy học, chương trình và SGK, Nxb Đại học sư phạm, Hà Nội. [9]. Lê Văn Hồng, Lê Ngọc Lan, Nguyễn Văn Thàng (1999), Tâm lí học lứa tuổi và tâm lí học sư phạm, Nxb Đại học sư phạm Tành phố Hồ Chí Minh.

[10]. Công Hùng (2013), Chọn bóng đèn tiết kiệm, thay thế bóng đèn sợi

đốt, Tạp chí Ánh sáng và cuộc sống, http://anhsangvacuocsong.vn, Ngày 04/11/2013. [11]. Nguyễn Quang Lạc: Lý luận dạy học hiện đại ở trường phổ thông.

ĐHSP Vinh- 1995. [12]. Ngô Thị Mỹ(2015): Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục ĐH Vinh “Dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 theo hướng tăng cường tính thực tiễn” [13]. Nguyễn Lương Ngọc, Lê Khả Kế (1972), Từ điển học sinh, Nxb Giáo dục, Hà Nội. [14]. Hoàng Phê (2009), Từ điển tiếng Việt, Nxb Đà Nẵng.

[15]. Phạm Thị Phú : Chuyển hóa phương pháp nhận thức vật lý thành phương pháp dạy học vật lý. Vinh 2007

[16]. Phạm Thị Phú- Đinh Xuân Khoa: “ Phương pháp luận nghiên cứu vật lí” ĐH Vinh- 2015.

[17]. Phạm Thị Phú- Nguyễn Đình Thước: Logic trong dạy học Vật lí. ĐH Vinh- 2001. [18]. Phạm Thị Phú- Nguyễn Đình Thước: “ Bài tập sáng tạo về vật lí ở trường trung học phổ thông”. Tạp chí Giáo dục số 163- Kỳ 2, tháng 5- 2007.

[19]. Minh Tân, Thanh Nghi, Xuân Lãm (1999), Từ điển tiếng việt, Nxb Thanh Hóa. [20]. Nguyễn Minh Tân (2012), Kích thích hứng thú và sáng tạo trong học tập môn vật lí bằng việc gắn kiến thức môn học với thực tiễn cuộc sống,

15/7/2013, http://lysinhstudy.tnu.edu.vn/thong-tin-tac-gia/cac-bai-bao-a-ng-trentckh/kho-sat-vic-dy-va-hc-vt-ly-trng-y.html. [21]. Nguyễn Đức Thâm- Nguyễn Ngọc Hưng: Tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông. ĐHSP-

ĐHQG Hà Nội- 1998. [22]. Nguyễn Đức Thâm- Nguyễn Ngọc Hưng- Phạm Xuân Quế: Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông. NXBGD- 2003.

[23]. Phạm Hữu Tòng (2007), Dạy học vật lí ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học, Nxb

Đại học Quốc gia Hà Nội. [24]. Thái Duy Tuyên (2001), Giáo dục học hiện đại (những nội dung cơ bản), Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội.

[25]. Thái Duy Tuyên (2007), Phương pháp dạy học truyền thống và đôi mới, Nxb Giáo dục, Hà Nội.

[26]. Các trang web: Thư viện violet.com Thư viện vật lý.com

PHỤ LỤC 1

PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN (Phiếu này dùng vào mục đích nghiên cứu khoa học, không có giá trị đánh giá GV)

Để tạo điều kiện thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học xin thầy, cô vui lòng trả lời các câu hỏi sau: Họ và tên giáo viên: ................................................................................

Đơn vị công tác: ...................................................................................... Số năm dạy học vật lí 12 ở trường THPT: .............................................. 1. Theo thầy cô kết quả học tập các kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều” của HS như thế nào?

□ Y ếu

□ Trung bình

□ Khá

□ Giỏi

2. Theo thầy cô mức độ vận dụng kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều” vào thực tiễn của học sinh như thế nào?

□ Rất tốt

□ Tốt

□ Bình thường

□ Không tốt

3. Khi dạy chương “Dòng điện xoay chiều” thầy cô sử dụng phương pháp nào dưới đây để rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tế của HS

□ Phương pháp liên hệ thực tế

□ Phương pháp dạy học tích hợp

□ Đặt vấn đề và giải quyết vấn đề 4. Trong dạy học môn vật lí, thầy (cô) liên hệ bài học với các hiện tượng trong thực tiễn như thế nào?

□ Rất ít

□ Thường xuyên

□ Không liên hệ

□ Bình thường

Xin chân thành cảm ơn thầy, cô!

PHỤ LỤC 2 PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH (Phiếu này dùng vào mục đích nghiên cứu khoa học, không có giá trị đánh giá học sinh)

Các em vui lòng điền các thông tin sau: Họ và tên: ........................................................ nam/nữ ........... dân tộc ............ Lớp: ......................................................................... Trường: .................................................................... 1. Em hãy nêu tên ít nhất một ứng dụng kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều” vào thực tế? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 2. Khi học chương “Dòng điện xoay chiều” em có được thầy cô giới thiệu các

ứng dụng kiến thức của chương này vào đời sống và kỹ thuật không? □ Thường xuyên

□ Hiếm khi

□ Thỉnh thoảng

□ không bao giờ

3. Khi học chương “Dòng điện xoay chiều” em thấy thầy cô sử dụng những phương tiện dạy học nào dưới đây?

□ Thí nghiệm vật lí

□ Tranh ảnh

□ Video

□ internet

4. Các em thấy môn vật lí là môn học như thế nào?

□ Thú vị

□ Nhàm chán

□ Bình thường

□ Không có hứng thú học

Xin chân thành cảm ơn các em!

PHỤ LỤC 3 GIÁO ÁN 3: BÀI 16. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Viết được biểu thức của điện năng hao phí trên đường dây tải điện, từ đó suy ra những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện, trong đó tăng áp là biện pháp triệt để và hiệu quả nhất. - Phát biểu được định nghĩa, nêu được cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp. - Viết được hệ thức giữa điện áp của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp. - Viết được biểu thức giữa I trong cuộn thứ cấp và trong cuộn sơ cấp của một máy biến áp.

2. Kĩ năng: - Vận dụng được hệ thức giữa điện áp và dòng điện I của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp. - Vận dụng được công thức tính công suất hao phí trên đường dây truyền tải điện năng.

3. Thái độ: - Thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học.

4. Liên hệ thực tế -

Nhận biết được các loại máy biến thế, biết máy biến thế được sử dụng

trong các thiết bị điện nào, ký hiệu máy biến thế trong sơ đồ điện. -

Biết được sự hao phí điện năng do dây dẫn trong quá trình sử dụng và

truyền tải điện, suy ra những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện.

II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Tìm mô hình máy biến áp (loại dùng cho HS). - Một số tranh ảnh và tư liệu về sản xuất và truyền tải điện năng, hệ thống

đường dây tải điện 500kV Bắc - Nam. - Tranh minh họa máy biến thế, mô hình máy biến thế, máy biến thế thật loại nhỏ.

2. Học sinh: - Ôn lại về suất điện động cảm ứng, về vật liệu từ. - Ôn tập kiến thức về công suất của dòng điện, về công suất tỏa nhiệt của dòng điện.

III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phút): Ổn định lớp, kiểm tra bài cũ. Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Viết biểu thức công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều? Ý nghĩa của hệ Trả lời câu hỏi số công suất?

Hoạt động 2 ( phút): Đặt vấn đề Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Trong thực tế nhu cầu tiêu thụ điện năng rất lớn. Điên năng được tiêu thụ Nhận thức được vấn đề cần nghiên ngay khi sản xuất được vì vậy nhu cầu cứu. truyền tải từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ là rất cần thiết và quan trọng. Để giải quyết vấn đề lớn về điện năng buộc các nhà sản xuất phải tính toán và giải bài toán khá phức tạp trong truyền tải

điện năng. Chúng ta sẽ tìm hiểu các

bước cơ bản của bài toán này và thiết bị

Hình ảnh về truyền tải điện năng

giúp các nhà sản xuất giải quyết vấn đề qua bài “Truyền tải điện năng. Máy biến áp.”

Hoạt động 5 (10 phút): Tìm hiểu về bài toán truyền tải điện năng đi xa. Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Điện năng sau khi sản xuất tại nhà - Các nhà máy sản xuất điện thường máy có truyền trực tiếp đến nơi tiêu thụ ở rất xa nơi tiêu thụ nên không thể không? Tại sao?

truyền trực tiếp đến nơi tiêu thụ, vì

- Tại sao phải dùng đường dây 500kV hao phí điện năng trên đường dây tải

để truyền tải điện năng trong khi điện là rất lớn. áp sử dụng là 220 V?

- Công suất phát ra từ nhà máy: Pphát = UphátI

(1)

- Gọi Uphát là điện áp hiệu dụng ở hai - Công suất hao phí do tỏa nhiệt cực của máy phát, I là cường độ dòng được tính theo định luật Jun:

điện trên dây dẫn, R là điện trở tổng cộng của dây. Lập công thức tính công

Php = RI = R

2 Pphá t

2 phát

2 = Pphá t

R 2 U phá t

(2)

suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường Nhận biết được sự hao phí dây ? điện năng vì tỏa nhiệt trên đường - Yêu cầu học sinh đề xuất các phương dây tải điện. án làm giảm hao phí điện năng trên - Từ biểu thức (2), có 2 cách để giảm đường dây tải điện. công suất hao phí: - Từ công thức (2), em hãy đề xuất các + Giảm điện trở dây dẫn (không hiệu phương án làm giảm công suất hao phí quả ) do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện ? - Giảm điện trở của đường dây tải điện + Tăng tăng Uphát thì có gì bất lợi ? (tăng Uphát 10 lần thì Php giảm 100

lần) có hiệu quả rõ rệt. - Nếu tăng Uphát thì có lợi gì ?

- Kết luận: Trong quá trình truyền tải điện năng,

Muốn giải quyết bài toán truyền tải lúc “đưa” điện năng lên đường dây

điện năng đi xa ta cần phải làm gì?

truyền tải ta phải tăng điện áp. Tới

- Giới thiệu sơ lược về đường dây 500 nơi tiêu thụ giảm điện áp. Phải sử KV Bắc – Nam, yêu cầu học sinh về dụng những thiết bị biến đổi điện áp. nhà tìm hiểu thêm.

- Học sinh lắng nghe và tiếp thu.

Đường dây 500kV Bắc – Nam(bên trái là mạch 1, bên phải là mạch 2)

- Có nhiều thiết bị tiêu thụ điện hoạt

động sẽ dẫn đến sự sụt giảm hiệu - Vào những giờ cao điểm cùng một lúc điện thế đặt vào hai đầu dây và giữa có nhiều thiết bị tiêu thụ điện hoạt hai đầu mỗi thiết bị điện.

động, điều này dẫn đến hiện tượng gì ?

- Điện áp giảm. Theo công thức (2) thì công suất hao phí sẽ tăng.

- Sự sụt giảm hiệu điện thế đó có tác - Ta phải cắt bớt những thiết bị tiêu hại gì ?

thụ điện không cần thiết và hạn chế

Vậy trong giờ cao điểm ta phải làm gì sử dụng những thiết bị điện tiêu thụ

để tiết kiệm điện?

công suất lớn để đề phòng sự cố lưới điện.

Hoạt động 5 (10 phút): Tìm hiểu về máy biến áp Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Máy biến áp là thiết bị dùng để làm - Biến đổi điện áp (xoay chiều). gì? - Yêu cầu học sinh quan sát tranh vẽ, - Bộ phận chính là một khung sắt mô hình, máy biến áp thật và nghiên non có pha silic gọi là lõi biến áp, cứu SGK để trình bày cấu tạo của máy cùng với hai cuộn dây có điện trở biến áp.

nhỏ và độ tự cảm quấn trên hai cạnh

đối diện của khung. + Cuộn D1 có N1 vòng được nối với nguồn phát điện gọi là cuộn sơ cấp + Cuộn D1 có N1 vòng được nối với nguồn phát điện gọi là cuộn thứ cấp. - Các vòng dây phải cuốn nhiều vòng

để tăng từ thông.

Một số máy biến áp

- Giải thích vì sao các vòng đây phải - Lõi biến áp gồm nhiều lá sắt mỏng cuốn nhiều vòng?

ghép cách điện với nhau để tránh

- Lõi thường làm từ nhiều lá thép

dòng Fu-cô và tăng cảm ứng từ B.

mỏng mà không phải bằng một khối thép? - Nguồn phát tạo ra điện áp xoay chiều - Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp hiện tượng gì ở trong mạch? -

có hai đầu cuộn sơ cấp. Nó gây ra sự biến thiên từ thông trong hai cuộn.

Nhận xét: Do cấu tạo hầu như - Gọi từ thông này là:

mọi đường sức từ do dòng sơ cấp gây Φ0 = Φmcosωt ra đều đi qua cuộn thứ cấp, nói cách - Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ khác từ thông qua mỗi vòng dây của cấp: hai cuộn là như nhau.

Φ1 = N1Φmcosωt

Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ Φ2 = N2Φmcosωt cấp sẽ có biểu thức như thế nào?

- Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất

- Từ thông qua cuộn thứ cấp biến thiên điện động cảm ứng tuần hoàn thì có hiện tượng gì xảy ra trong cuộn thứ cấp? - Nguyên tắc hoạt động của máy biến

e2 = −

dΦ = N 2ωΦ m sinω t dt

- Vậy, nguyên tắc hoạt động của máy

áp là gì?

biến áp dựa vào hiện tượng cảm ứng CH: Vẽ sơ đồ truyền tải điện năng từ điện từ. nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ?

HS vẽ sơ đồ Hoạt động 5 (10 phút): Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Giới thiệu máy biến áp và vẽ sơ đồ - HS cùng tiến hành thực nghiệm và khảo sát.

ghi nhận các kết quả. A

A V

K R

- HS ghi các kết quả từ thực nghiệm, - Dựa vào thí nghiệm 1, em nhận xét xử lí số liệu và nêu các nhận xét. mối liên hệ giữa điện áp đặt vào và

điện áp ra với số vòng dây trên mỗi cuộn dựa vào các số liệu đo được trên các dụng cụ đo. - Nếu

N2 U > 1 → 2 sẽ như thế nào? N1 U1

U2 > 1 → U2 > U1: điện áp lấy ra lớn U1

hơn điện áp đưa vào.

- Khi mạch thứ cấp ngắt (I2 = 0), khi ta - I1 rất nhỏ (I1 ≈ 0) → chứng tỏ máy thay đổi U1 → I1 thay đổi như thế nào?

biến áp hầu như không tiêu thụ điện năng.

- Trong hệ thức bên chỉ là gần đúng với - Khi I2 ≠ 0 thì I1 tự động tăng lên

sai số dưới 10%.

theo I2.

- Theo định nghĩa, hiệu suất của một - HS ghi nhận định nghĩa. máy biến áp là tỉ số (tính ra %): H=

- HS trình bày các nguyên nhân.

P1 P2

Hoạt động 5 (10 phút): Tìm hiểu về ứng dụng của máy biến áp Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Yêu cầu học sinh nêu các ứng dụng - Học sinh nghiên cứu SGK và của máy biến áp.

những hiểu biết của mình để nêu các

- Cách làm giảm công suất hao phí ứng dụng. bằng máy biến áp?

- Tăng điện áp trước khi truyền tải.

- Giải thích sơ đồ truyền tải điện năng - Trả lời : điện áp đầu ra của nhà hình 16.1 trong SGK.

máy phát điện thường vào khoảng 10000V đến 25000V. Trước khi truyền tải điện đi xa, điện áp được tăng đến giá trị khoảng 110 000V

đến 500 000V . Ở gần nơi tiêu thụ , người ta dùng các trạm biến áp để Trạm biến áp

giảm điện áp xuống các mức phù

+ Máy biến áp là một thiết bị quan hợp với đường dây tải điện của địa trọng trong việc truyền tải điện năng đi phương và yêu cầu sử dụng. Sau đó xa, khi tăng điện áp truyền tải sẽ giảm hạ điện áp xuống mức cuối cùng là

được hao phí điện năng do tỏa nhiệt 220V, dùng trong sinh hoạt). trên đường dây. - Hoạt động dựa theo nguyên tắc của - Máy hàn điện, nấu chảy kim loại hoạt máy biến áp, trong đó cuộn dây sơ động dựa theo nguyên tắc nào? cấp gồm nhiều vòng dây tiết diện nhỏ, cuộn thứ cấp gồm ít vòng dây tiết diện lớn.

Hoạt động 5 (10 phút): Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Hệ thống lại trọng tâm của bài học và HS lắng nghe giáo viên củng cố các công thức. kiến thức - Giao bài tập về nhà: Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 91 và - Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. bài tập trong SBT lý 12 trang 26 và 27

Bài 1: Tại trạm biến áp, công suất và hiệu điện thế được đưa lên mạng là P =1kVA, U = 220V . Giả sử khu vực nơi em đang sống cách trạm biến áp 2km.

Nếu người ta tải điện từ trạm đến khu vực của em bằng dây cáp đồng loại dây Φ 30 (đường kính tiết diện dây là 3mm) thì công suất hao phí trên đường dây là

bao nhiêu ? Suy ra năng lượng hao phí trong 1 giờ sử dụng. Biết điện trở suất của đồng là ρ =1,7.10-8Ωm.

Bài 2: Bộ phận cơ bản của máy hàn điện là một máy biến áp dùng để tạo ra một dòng điện có cường độ hiệu dụng rất lớn khoảng 50A. Biết điện áp và cường độ dòng điện ở đầu vào là 220V-20A, máy có hiệu suất hoạt động 90%. Xác định hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp.

Bài đọc thêm: Đường dây 500kV Bắc – Nam [11] Đường dây 500kV Bắc – Nam mạch 1 là công trình đường dây truyền tải điện năng siêu cao áp 500kV đầu tiên tại Việt Nam có tổng chiều dài 1.487 km, kéo dài từ Hòa Bình đến Thành phố Hồ Chí Minh. Mục tiêu xây dựng công trình là nhằm truyền tải lượng điện năng dư thừa từ Miền Bắc Việt Nam (từ cụm các nhà máy thủy điện Hòa Bình, Thác Bà; nhiệt điện Phả Lại, Uông Bí, Ninh Bình)

để cung cấp cho miền Nam Việt Nam và miền Trung Việt Nam lúc đó đang thiếu điện nghiêm trọng, đồng thời liên kết hệ thống điện cục bộ của ba Miền thành một khối thống nhất.

Ý nghĩa: - Giải quyết cơ bản tình trạng thiếu điện ở Miền Trung và Miền Nam

Đường dây 500kV Bắc - Nam mạch 1 được đưa vào vận hành vào tháng 5/1994, cơ bản đã giải quyết được tình trạng thiếu điện của Miền Nam. Sau khi

đóng điện đưa vào vận hành máy biến áp 500kV tại Đà Nẵng (9/1994) và Pleiku (tháng 11/1994), tình hình cung cấp điện cho Miền Trung đã được giải quyết căn cơ . Giai đoạn từ năm 1994 đến năm 1997, công suất truyền tải chủ yếu từ Bắc vào Nam và chiếm tỉ trọng lớn trong tổng sản lượng cung cấp của Miền Nam và Miền Trung: + Sản lượng phát ra ở Hòa Bình: 9,170 tỷ kWh + Sản lượng cung cấp cho Miền Nam (tại đầu Phú Lâm): 6,598 tỷ kWh (chiếm 16,7 – 28,8%) + Sản lượng cung cấp cho Miền Trung (tại đầu Đà Nẵng và Pleiku): 2,074 tỷ kWh (chiếm 40 – 50,7%) Từ năm 1999, công suất truyền tải từ Nam ra Bắc là chủ yếu. Tính đến

đầu năm 2009, tổng sản lượng điện năng truyền tải qua đường dây này sau 15 năm vận hành (tính cả hai chiều) là 148 tỷ kWh. Hiện nay đường dây 500kV Bắc-Nam đã quá tải trầm trọng dù đã nâng thành 02 mạch hiện vẫn chưa có phương án khả thi nào cụ thể trong thời gian gần dòng điện truyền tải cực đại cả 02 mạch là 4x 725A. - Thống nhất hệ thống điện Việt Nam Về mặt kỹ thuật, đƣờng dây 500kV Bắc - Nam mạch 1 hợp nhất hệ thống

điện ba Miền (trước đây vận hành độc lập với nhau) nhờ đó tăng cường được sự hỗ trợ qua lại thế mạnh của hệ thống điện giữa các Miền, tăng tính ổn định và độ tin cậy chung của toàn hệ thống. Về mặt chính trị, việc thống nhất hệ thống điện ba Miền là cơ sở kỹ thuật cần thiết để thực hiện chính sách trung ương tập quyền quản lý hệ thống điện,

chấm dứt sự “cát cứ” của các Công ty Điện lực Miền (Công ty Điện Lực 1 tại Miền Bắc, Công ty Điện Lực 2 tại Miền Nam và Công ty Điện Lực 3 tại Miền Trung). Với mục đích này, Trung Tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia được thành lập, đầu tiên là để quản lý hệ thống 500kV, đến năm 1999, Trung tâm này tiếp nhận quản lý toàn bộ nhà máy điện và 3 Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Miền. Đồng thời với việc thành lập Tổng Công ty Điện lực Việt Nam (nay là Tập đoàn Điện lực Việt Nam), các Công ty Điện lực 1, 2, 3 bị chia nhỏ ra thành các Công ty Truyền Tải và một số Công ty Điện lực, hệ thống điện Việt Nam

được quy về một mối quản lý theo mô hình Tổng Công ty nhà nước.

PHỤ LỤC 4 GIÁO ÁN 4:

Bài 17. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU

I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha. - Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát

điện ba pha. - Phân biệt được cách mắc hình sao và mắc hình tam giác.

2. Kĩ năng - Giải thích được vì sao dòng điện trên dây trung hòa bằng 0 khi tải đối xứng. - Biết vận dụng các công thức để tính tần số và suất điện động của máy phát

điện xoay chiều. - Vận dụng kiến thức đã học để làm những bài tập đơn giản liên quan.

3. Thái độ: - Có thái độ tích cực và nghiêm túc trong học tập. - Yêu thích, tìm tòi, liên hệ kiến thức với các hiện tượng thực tiễn. - Có ý thức sử dụng năng lượng tiết kiệm, bảo vệ môi trường.

4. Liên hệ thực tế: - Nhận biết máy phát điện xoay chiều. - Biết mạng điện dân dụng là mạng điện mắc hình sao và mạng điện công nghiệp là mạng điện mắc hình tam giác ; điện thế trong các hộ gia đình là điện thế pha. - Học sinh nắm được nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha. Biết được một số nghành nghề về điện.

II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha. - Sơ đồ chỉnh lưu dòng điện xoay chiều. - Phần mềm “cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều” - Phương tiện hỗ trợ: máy tính, máy chiếu projector

2. Học sinh: - Ôn lại hiện tượng cảm ứng điện từ, đinh luật Lenxơ. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (1 phút): Ổn định lớp Hoạt động 2 (2 phút): Đặt vấn đề Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

CH 1: Trong cuộc sống hàng ngày, dòng điện ta thường sử dụng là dòng Nhận thức được vấn đề cần nghiên xoay chiều được tạo ra bởi máy phát cứu.

điện xoay chiều. Vậy máy phát điện xoay chiều có cấu tạo và hoạt động như thế nào ? * GV cho HS quan sát hình ảnh các máy phát điện

* Quan sát hình ảnh

Hình 2.9. Máy phát điện xoay chiều chạy bằng xăng

Vậy cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện như thế nào? Ta sẽ nghiên cứu trong bài học hôm nay.

Tiếp nhận nhiệm vụ nghiên cứu

Hoạt động 3 (12 phút):Tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều một pha. Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

CH 2: Nhắc lại nguyên tắc chung tạo - Trả lời câu hỏi ra dòng điện xoay chiều ?

Nguyên tắc chung tạo ra dòng điện

- Dùng mô hình tháo lắp để giới thiệu xoay chiều là dựa trên hiện tượng cho học sinh cấu tạo của máy phát cảm ứng điện từ.

điện xoay chiều một pha

* Quan sát mô hình

Roto máy phát điện trong ô tô

Hình 2.10. Sơ đồ máy phát điện xoay chiều một pha

- Tiếp thu, ghi nhớ

Stato máy phát điện trong ô tô

- Thảo luận

* GV cho HS quan sát hình ảnh các CH 3: Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt - Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt

động của máy phát điện xoay chiều động của máy phát điện xoay chiều một pha? Lấy một vài ví dụ ứng dụng một pha. thực tế ? CH 4: Hãy mô tả hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha ? - Nêu câu hỏi C2

- Trả lời câu hỏi

- Hướng dẫn để học sinh hoàn thành - Thảo luận theo nhóm để hoàn thành câu hỏi C2

câu hỏi C2

- Giới thiệu tốc độ quay của rôto + Phần cảm có 2p cực nam châm trong máy phát điện của một số nhà gồm p cực nam và p cực bắc, quay máy điện.

với tần số n vòng/s. Phần ứng có 2p

- VD:

cuộn dây + Chu kì biến thiên với chu kì T bằng thời gian để một cực bắc đi từ một cuộn dây đến cuộn dây kế tiếp. + Trong một chu kì quay của phần cảm, có p lần chu kì nhỏ của dòng cảm ứng. Vậy T =

1 hay f = pn np

+ Áp dụng tính: f = 50 Hz CH 5: Tại sao với mô hình trên lại có tên là máy phát điện xoay chiều một pha ? Gợi ý: Do đâu mà dòng điện thu được lại chỉ có một pha duy nhất ? Dòng

- Thảo luận nhóm để trả lời câu hỏi (HS có thể trả lời được hoặc không) Các cuộn dây giống nhau, cố định trên vòng tròn và được nối với nhau sao cho các suất điện động trong các cuộn dây luôn cùng chiều, do đó

điện một pha được sử dụng trong luôn cộng lại với nhau. những thiết bị điện nào?

Hoạt động 4 (10 phút):Tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều ba pha. Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Dùng mô hình tháo lắp để giới thiệu cho học sinh cấu tạo của máy phát * Quan sát mô hình

điện xoay chiều ba pha

- Tiếp thu, ghi nhớ

- Thảo luận

- Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt

động của máy phát điện xoay chiều ba pha. CH 6: Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt

động của máy phát điện xoay chiều ba pha? Gợi ý: Do đâu mà dòng điện thu được

- Trả lời câu hỏi

là dòng điện ba pha ?

(Vì tạo ra ba suất điện động xoay

CH 7: Dòng điện ba pha được sử dụng chiều hình sin, cùng tần số, cùng trong những dụng cụ điện nào?

biên độ và lệch pha nhau 2π/3

Hoạt động 5 (10 phút): Cách mắc mạch ba pha. Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Giới thiệu: Máy phát ba pha được nối với ba mạch tiêu thụ điện năng

- Tiếp thu, ghi nhớ.

(thường gọi là tải). Các tải thường giả - Quan sát giáo viên giới thiệu cách thiết là giống nhau: cùng điện trở, cảm mắc mạch hình sao và hình tam giác. kháng, dung kháng. Ta nói rằng các tải

đối xứng.

Trả lời: Trong cách mắc hình tam

Trong mạch ba pha, các tải thường giác không cần sử dụng tới dây trung

được mắc với nhau theo hai cách: mắc hoà. hình sao và mắc hình tam giác. Giới thiệu hai cách mắc thông qua bộ dụng cụ thí nghiệm về mắc mạch xoay chiều hình sao, hình tam giác. - Hỏi: So sánh hai cách mắc tải trong - Hoàn thành câu hỏi C3, theo gợi ý mạch ba pha ?

của giáo viên.

- Giới thiệu về điện áp dây và điện áp pha Ud = 3 Up - Nêu câu hỏi C3 Gợi ý: Vận dụng hệ thức lượng trong tam giác đều - Yêu cầu học sinh tìm hiểu về dòng

điện ba pha và những ưu việt của dòng ba pha. - Ứng dụng CNTT: Dựa trên các phương trình về sự biến đổi của dòng xoay chiều ba pha, mô phỏng sự biến

đổi này nhờ máy vi tính.

Đọc sách giáo khoa

Hoạt động 6 (8 phút): Củng cố, vận dụng. Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha - Trả lời câu hỏi. và ba pha? - Nếu ta đưa mỗi pha điện ra một mạch ngoài riêng rẽ thì công dụng của nó có khác gì máy phát một pha không ? - Giới thiệu: Trong các nhà máy điện,

để quay roto, người ta dùng sức nước (nhà máy thủy điện), hơi nước tạo áp - Tiếp thu, ghi nhớ suất lớn (nhà máy nhiệt điện, nhà máy

điện nguyên tử),… - Có những dạng năng lượng nào để chạy máy phát điện?

- Học sinh nghiên cứu, thảo luận về

Giới thiệu phân bố các dạng năng các nguồn năng lượng để phát điện lượng sản xuất điện năng toàn cầu:

và trả lời các câu hỏi.

+ Nhiên liệu hóa thạch 64% + Năng lượng hạt nhân 17% + Thủy điện 18 %

+ Thảo luận nhóm về vấn đề ảnh

+ Năng lượng tái tạo 1% - So sánh ưu điểm của việc sử dụng hưởng của quá trình sản xuất tới môi các dạng năng lượng đó? Dạng năng trường sinh thái, đại diện nhóm đưa lượng nào chạy máy phát điện hiệu ra câu trả lời. quả và tiết kiệm năng lượng nhất? - Giáo dục môi trường: + Việc sản xuất điện năng có gây ô

nhiễm môi trường không ?

Trả lời câu hỏi và nhận thức được

+ Nhận xét câu trả lời và nêu lên vấn đề cần làm để bảo vệ môi những ảnh hưởng của việc sản xuất trường.

điện năng đối với môi trường sinh - Tiếp thu, ghi nhớ. Thấy được tiềm thái.

năng phát triển của ngành năng

Hỏi: Có cách nào để hạn chế sự ô lượng mới. nhiễm này? Giới thiệu: Các nhà khoa học đã nghiên cứu và đua vào sử dụng điện mặt trời, năng lượng điện mặt trời sẽ thay thế cho năng lượng hóa thạch vì mục đích bảo vệ môi trường.

Hoạt động 7 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau.

- Ghi những chuẩn bị cho bài sau.

PHỤ LỤC 5 Bảng 2.1. So sánh bóng đèn sợi đốt, đèn compact và đèn led bóng tròn [10] Thời gian thắp sáng

Sử dụng 12h/ngày Đèn

Đèn

compact

sợi đốt

15 W

40 W

(Lux) cho phép: 200

Tương

– 400, đảm bảo sinh

đương

Sử dụng 16h/ngày Đèn

Đèn

compact

sợi đốt

15 W

40 W

Tương

đương

30.000 h

3.000 h

1.000 h

30.000 h

3.000 h

(7 năm)

(8 tháng)

(3 tháng)

(5,1 năm)

(6 tháng)

150.000

27.000

12.000

150.000

27.000

12.000

Lƣợng điện tiêu thụ

43,8

131,4

350,4

175,2

467,2

trong 2 năm (Kwh)

Kwh

74.460

223.300

595.680

99.280

297.840

794.240

0 bóng

03 bóng

08 bóng

0 bóng

04 bóng

11 bóng

81.000

96.000

108.000

132.000

224.460

304.300

691.680

249.680

405.840

926.240

Mô tả

Đèn Led

Công suất đèn

Đèn Led

Cường độ sáng

hoạt bình thường Tuổi thọ đèn (giờ) Chi phí một bóng

đèn (VND)

58,4 Kwh

1.000 h (18 tháng)

Tiền điện chi hết trong 2 năm (Giá trung bình 1.700 VND/Kwh) Số bóng đèn phải thay thế trong 2 năm Chi phí tiền thay bóng trong 2 năm Tổng chi phí trong 2 năm (VND) ( giá

điện trung bình 1.700 VND/Kwh)

PHỤ LỤC 6 Bài đọc thêm: Giờ Trái Đất [1] Giờ Trái Đất là một sự kiện quốc tế hằng năm, do Quỹ Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên khuyên các hộ gia đình và cơ sở kinh doanh tắt đèn điện và các thiết bị điện không ảnh hưởng lớn đến sinh hoạt trong một giờ đồng hồ vào lúc 8h30

đến 9h30 tối (giờ địa phương) ngày thứ bảy cuối cùng của tháng ba hàng năm (năm 2009 là 28 tháng 3). Bắt đầu từ năm 2007 ở Sydney, số người tham gia chỉ có 2 triệu người. Nhờ các phương tiện truyền thông, số người năm 2008 là 50 triệu và năm 2009 là hơn 1 tỷ người.

Hình 2.4. Giờ trái đất xanh 2014 tại Việt Nam

Mục đích của sự kiện này nhằm đề cao việc tiết kiệm điện năng và vì vậy làm giảm lượng khí thải điôxít cacbon, một khí gây ra hiệu ứng nhà kính và nhằm đánh động sự chú ý của mọi người với ý thức bảo vệ môi trường. Giờ Trái Đất 2007 được tổ chức tại thành phố Sydney của Úc, lúc 19h30 theo giờ địa phương. Chiến dịch này đã làm giảm 10,2% sản lượng điện bằng 48.613 chiếc xe ô tô trên đường, giảm 24,86 tấn khí CO2. Việt Nam tham gia Giờ Trái Đất lần đầu tiên vào năm 2009 đã tiết kiệm

được 140.000 kWh; năm 2010, tiết kiệm được 500.000 kWh; năm 2011, tiết kiệm được 400.000 kWh; năm 2012, tiết kiệm được 546.000 kWh; năm 2013, tiết kiệm được 401.000 kWh. Năm 2014, Giờ trái đất diễn ra từ 20h30 – 21h30 ngày 29/03/2014 với sự tham gia hưởng ứng của tất cả 63 tỉnh thành, tổng lượng

điện tiết kiệm được là 431.000 kWh.

PHỤ LỤC 7 BÀI KIỂM TRA SỐ 1 (Thời gian: 15 phút) Họ và tên: ....................................................

Điểm

Lớp:.............................................................. Trường:........................................................

Bài 1: Vì sao người ta phải tăng hệ số công suất của mạch điện? ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. .............................................................................................................................

Bài 2: Chọn câu trả lời sai. Công suất tiêu thụ trong mạch điện xoay chiều gồm RLC không phân nhánh là A. Công suất tức thời. C. P = RI2.

B. P = UIcos ϕ .

D. Công suất trung bình trong một chu kì.

Bài 3: Phát biểu nào là sai khi nói về ý nghĩa của hệ số công suất? A. Để tăng hiệu quả sử dụng điện năng, chúng ta phải tìm cách nâng cao hệ số công suất. B. Hệ số công suất càng lớn thì khi U,I không đổi công suất tiêu thụ của mạch điện càng lớn. C. Trong các thiết bị điện ngƣời ta nâng cao hệ số công suất để giảm cường

độ chạy trong mạch. D. Hệ số công suất càng lớn thì công suất hao phí của mạch điện càng lớn.

Bài 4: Cho mạch xoay chiều gồm điện trở thuần R=100Ω nối tiếp cuộn thuần cảm và tụ điện có điện dung thay đổi. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là uAB = 200 2 cos100πt(V). Thay đổi điện dung C thì công suất của mạch điện qua một

giá trị cực đại bằng

A. 200 W.

B. 800 W.

C. 400 W.

D. 240 W.

Bài 5: Kể tên 5 thiết bị sử dụng điện trong gia đình em, công suất tiêu thụ của từng thiết bị. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. ..............................................................................................................................

PHỤ LỤC 8 BÀI KIỂM TRA SỐ 2 (Thời gian: 15 phút)

Điểm

Họ và tên: ........................................................ Lớp:.................................................................. Trường:............................................................

Bài 1: Để giảm hao phí trên đường dây tải điện người ta thường dùng cách nào? A. Tăng điện trở của dây tải điện.

C. Tăng điện áp hai đầu dây tải điện.

B. Giảm công suất của nguồn điện. D. Cả A, B, C đều đúng.

Bài 2: Máy biến áp hoạt động dựa trên nguyên tắc: A. hiện tượng cảm ứng điện từ. C. hiện tượng nhiễm điện tích.

B. hiện tượng nhiễm từ. D. hiện tượng hưởng ứng tĩnh điện.

Bài 3 : Hãy kể tên một vài máy điện có sử dụng máy biến thế? ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. .............................................................................................................................

Bài 4: Một máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 1100 vòng dây, mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V. Ở mạch thứ cấp mắc với bóng đèn có

điện áp định mức 12 V. Bỏ qua hao phí của biến áp. Để đèn sáng bình thường thì ở cuộn thứ cấp, số vòng dây phải bằng A. 100 vòng.

B. 50 vòng.

C. 60 vòng.

D. 120 vòng.

Bài 5: Một đường dây có điện trở 4Ω dẫn một dòng điện xoay chiều một pha từ nguồn điện đến nơi tiêu thụ. Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của nguồn là U = 6 kV, công suất nguồn cung cấp là 510 kW. Hệ số công suất của mạnh truyền tải

điện là 0,85. Công suất hao phí trên đường dây tải điện là: A. 40 kW.

B. 4 kW.

C. 16 kW.

D. 1,6 kW.

PHỤ LỤC 9 BÀI KIỂM TRA SỐ 3 (Thời gian: 15 phút)

Điểm

Họ và tên: ...................................................... Lớp:................................................................ Trường:..........................................................

Bài 1: Chọn đáp án đúng. Máy phát điện xoay chiều được tạo ra trên cơ sở hiện tượng: A.

Hưởng ứng tĩnh điện.

Tác dụng của từ trƣờng lên dòng điện.

Cảm ứng điện từ

Tác dụng của dòng điện lên nam châm.

Bài 2: Trong máy phát điện xoay chiều ba pha A.

Phần cảm là phần đứng yên, phần ứng là phần chuyển động.

Phần cảm là phần chuyển động, phần ứng là phần dứng yên.

Tùy vào cấu tạo của máy, phần cảm và phần ứng có thể là phần đứng yên

hoặc chuyển động. D.

Cả phần cảm và phần ứng đều đứng yên.

Bài 3: Máy phát điện xoay chiều tạo nên suất điện động e = Eo 2 cos100 t(V). Tốc độ quay của roto là 600 vòng/phút. Số cặp cực của roto là bao nhiêu? A. 10

B.8

C. 5

D.4

Bài 4: Dòng điện xoay chiều ba pha được sử dụng rộng rãi hơn dòng điện xoay chiều một pha vì: A.

Tiết kiệm được dây dẫn khi truyền tải điện năng đi xa.

Dùng để chạy các động cơ ba pha.

Dùng để tạo ra từ trường quay.

Cả A, B, C đều đúng.

Bài 5: Trong thực tế, để chạy máy phát điện ngƣời ta sử dụng những dạng năng lượng nào? Hãy phân tích ưu nhược điểm của các dạng năng lượng đó (xét về phương điện tiết kiệm điện năng và bảo vệ môi trường). ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ..............................................................................................

PHỤ LỤC 10 MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM

TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TĂNG CƯỜNG TÍNH THỰC TIỄN CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÍ 12

Articles inside

2.1.3. Cấu trúc lôgic của chương

Kết luận chương 2

Kết luận chương 1

3.5.2. Phân tích số liệu thực nghiệm

học sinh

1.3.2. Đặc điểm của môn Vật lí ở trường THPT

1.5.5. Tổ chức các hoạt động ngoại khóa

Thị Xã ba Đồn – Quảng Bình

1.2.2. Xu hướng đưa thực tiễn cuộc sống vào dạy học

1.5.3. Liên hệ kiến thức vật lí qua các bài tập mang tính thực tiễn

1.3.3. Vai trò của tính thực tiễn trong dạy học vật lí

1.5.4. Kiểm tra, đánh giá theo hướng tăng cường tính thực tiễn

1.5.2. Trình bày những ứng dụng kỹ thuật của vật lí