Xây Dựng Lập Luận Trong Giải Bài Tập Định Lượng

1.2 Bài tập dự đoán hiện tượng:

Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của

đầu bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện

tượng gì xảy ra và xảy ra như thế nào. Từ đó tìm quy luật chung chi phối hiện tượng cùng loại và rút ra kết luận. Về mặt logic, ta phải thiết lập một luận ba

đoạn, trong đó ta mới biết tiên đề

thứ

hai (phán đoán khẳng định riêng), cần

phải tìm tiên đề thứ nhất (phán đoán khẳng định chung) và kết kuận (phán đoán khẳng định riêng).

2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định lượng

Muốn giải được bài tập định lượng, trước hết phải hiểu rõ hiện tượng xảy ra, diễn biến của nó từ đầu đến cuối. Cho nên, có thể nói phần đầu của bài tập định lượng là một bài tập định tính. Do đó, khi giải bài tập định lượng cần phải thực hiện bước 1 và 2 giống như khi giải bài tập định tính. Riêng bước 3 về xây dựng lập luận, có thể áp dụng các công thức và những cách biến đổi toán học chặt chẽ, rõ ràng hơn

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 169 trang tài liệu này.

Có hai phương pháp xây dựng lập luận: phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp.

Phương pháp phân tích: phương pháp phân tích bắt đầu bằng việc tìm một định luật, một quy tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lượng cần tìm và một vài đại lượng khác chưa biết. Sau đó tìm những định luật, công thức

khác cho biết mối quan hệ giữa những đại lượng chưa biết này với các đại

lượng đã biết trong đầu bài. Cuối cùng ta tìm được một công thức trong đó chỉ chứa đại lượng cần tìm với các đại lượng đã biết. Thực chất của phương pháp phân tích là phân tích một bài toán phức tạp thành nhiều bài toán đơn giản hơn.

Phương pháp tổng hợp: việc giải bài tập bắt đầu từ những đại lượng đã cho trong điều kiện của bài tập. Dựa vào các định luật, quy tắc vật lý, ta phải tìm những công thức chứa đại lượng đã cho và các đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên quan đến đại lượng phải tìm. Cuối cùng ta tìm được một công thức chỉ chứa đại lượng phải tìm và những đại lượng đã biết.

Phối hợp phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp: trong thực tế giải bài tập, hai phương pháp trên không tách rời nhau, mà thường xen kẽ, hỗ trợ lẫn nhau.

Phương pháp tổng hợp đòi hỏi người giải bài tập có kiến thức rộng rãi, kinh nghiệm phong phú để có thể dự đoán được con đường đi từ những dữ kiện trung gian, thoạt mới nhìn hình như không có quan hệ gì chặt chẽ tới một kết quả có liên quan đến tất cả những điều đã cho. Bởi vậy, ở giai đoạn đầu của việc giải bài tập thuộc một dạng nào đó, do học sinh chưa có nhiều kinh nghiệm, ta nên bắt đầu từ câu hỏi đặt ra trong bài tập rồi gỡ dần, làm sáng tỏ

dần những yếu tố pháp phân tích.

có liên quan đến đại lượng cần tìm, nghĩa là dùng phương

Trong những bài tập tính toán tổng hợp, hiện tượng xảy ra do nhiều nguyên

nhân, trải qua nhiều giai đoạn, khi xây dựng lập luận có thể phương pháp.

V. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý

phối hợp hai

Để việc hướng dẫn giải bài tâp cho học sinh có hiệu quả, thì trước hết giáo viên phải giải được bài tập đó, và phải xuất phát từ mục đích sư phạm để xác định kiểu hướng dẫn cho phù hợp.

Phân tích phương pháp giải bài tập vật lý cụ

thể

Tư duy giải bài tập vật lý

Ta có thể minh họa bằng sơ đồ sau:

Phương pháp hướng dẫn giải bài tập vật lý cụ thể

Xác dịnh kiểu hướng dẫn

Mục đích sư phạm

 Các kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý

1. Hướng dẫn theo mẫu (Angorit)

Định nghĩa: hướng dẫn angorit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt được kết quả mong muốn

Yêu cầu đối với giáo viên: giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải toán để xác định được một trình tự giải một cách chính xác, chặt chẽ, logic, khoa học.

Yêu cầu đối với học sinh: chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra, vận dụng đúng công thức và tính toán cẩn thận sẽ giải được bài toán đã cho.

Ưu điểm:

Bảo đảm cho học sinh giải được bài tập đã cho một cách chắc chắn.

Giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập của học sinh một cách hiệu

quả.

Nhược điểm: ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi, sáng

tạo.Sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế. Để khắc phục nhược điểm này, trong quá trình giải bài tập, giáo viên phải lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình xây dựng angorit cho bài tập.

Điều kiện áp dụng: khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài toán điển hình,luyện cho học sinh kỹ năng giải một dạng bài tập xác định

2. Hướng dẫn tìm tòi

Định nghĩa: định hướng tìm tòi là kiểu định hướng mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải bài toán.

Yêu cầu đối với giáo viên: giáo viên phải gợi mở để học sinh tự tìm cách

giải quyết, tự

xác định các hành động thực hiện để

đạt được kết quả, phải

chuẩn bị thật tốt các câu hỏi gợi mở.

Yêu cầu đối với học sinh: học sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ không phải là học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu của giáo viên.

Ưu điểm:

Tránh được tình trạng giáo viên làm thay học sinh trong việc giải bài tập.

Phát triển tư duy, khả năng làm việc tự lưc của học sinh.

Nhược điểm:

Do học sinh phải tự tìm cách giải quyết bài toán nên đôi khi cũng không đảm bảo học sinh giải được bài toán một cách chắt chắn.

Phương pháp này không thể áp dụng cho toàn bộ đối tượng học sinh.

Hướng dẫn của giáo viên không phải lúc nào cũng định hướng được tư duy của học sinh.

Điều kiện áp dụng: khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải quyết được bài tập đồng thời vẫn đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy học sinh muốn tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

3. Định hướng khái quát chương trình hóa:

Định nghĩa: định hướng khái quát chương trình hóa là sự hương dẫn cho

học sinh tự

tìm tòi cách giải quyết tương tự

như

hướng dẫn tìm tòi. Sự

định

hướng được chương trình hóa theo các bước dự định hợp lý để giải quyết vấn đề đặt ra.

Cụ thể:

Giáo viên định hướng ban đầu để học sinh tự tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra.

Nếu học sinh không tự giải quyết được, giáo viên sẽ gợi ý thêm, cụ thể hóa hoặc chi tiết hóa thêm một bước để thu hẹp phạm vi tìm tòi giải quyết cho vừa sức học sinh.

Nếu học sinh vẫn không tự giải quyết được thì giáo viên nên chuyển dần

sang kiểu định hương theo mẫu để

theo đó học sinh tự

giải quyết được một

bước hay một khía cạnh nào đó của vấn đề. Sau đó tiếp tục giải quyết vấn đề tiếp theo.

Trang 20

Cứ như thế giáo viên hướng dẫn và định hướng để học sinh giải quyết hoàn chỉnh vấn đề.

Yêu cầu đối với giáo viên: định hướng hoạt động tư duy của học sinh, không được làm thay, phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài toán của học sinh.

Yêu cầu đối với học sinh: phải tự mìn giải quyết vấn đề, vận dụng hết kiến thức và kỹ năng đã được học để tham gia vào quá trình giải.

Ưu điểm:

Rèn luyện được tư duy và tính độc lập suy nghĩ của học sinh trong quá trình giải bài tập.

Đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho.

Giáo viên có thể theo sát học sinh trong quá trình giải bài tập nên dễ phát hiện được những thiếu sót hoặc sai lầm của học sinh để điều chỉnh và củng cố lại.

Nhược điểm:

Để làm tốt được sự hướng dẫn này phụ thuộc vào trình độ và khả năng sư phạm của người giáo viên. Đôi khi người giáo viên dễ sa vào làm thay cho học sinh trong từng bước định hướng. Do vậy, câu hỏi định hướng của giáo viên phải được cân nhắc kỹ và phù hợp với trình độ học sinh.

Trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập không thể theo một khuôn mẫu nhất định, mà tùy thuộc vào nội dung, kiến thức, yêu cầu của bài toán, và còn tùy thuộc vào đối tượng học sinh mà chúng ta có cách lựa chọn kiểu hướng

dẫn cho phù hợp. Như người giáo viên phải biết phối hợp cả ba kiểu hướng

dẫn trên nhưng áp dụng kiểu hướng dẫn tìm tòi là chủ yếu.

VI. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lý

1. Lựa chọn bài tập

Hệ thống bài tập mà giáo viên lựa chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

Bài tập phải đi từ dễ tới khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi và số lượng các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng từ một đề tài đến nhiều đề tài, số lượng các đại lượng cho biết và các đại lượng cần tìm…) giúp học sinh nắm được phương pháp giải các loại bài tập điển hình.

Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một phần nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức.

Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập: bài tập giả tạo và bài tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lý, bài tập có nhiều cách giải khác nhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo điều kiện cụ thể của bài tập mà giáo viên không nêu lên hoặc chỉ nêu lên một điều kiện nào đó mà thôi.

Trang 21

 Bài tập giả tạo: là bài tập mà nội dung của nó không sát với thực tế,

các quá trình tự nhiên được đơn giản hóa đi nhiều hoặc ngược lại, cố ý ghép

nhiều yếu tố thành một đối tượng phức tạp để luyện tập, nghiên cứu. Bài tập giả tạo thường là bài tập định lượng, có tác dụng giúp học sinh sử dụng thành thạo các công thức để tính đại lượng nào đó khi biết các đại lượng khác có liên quan, mặc dù trong thực tế ta có thể đo nó trực tiếp được.

 Bài tập có nội dung thực tế: là bài tập có đề cập đến những vấn đề có liên quan trực tiếp tới đối tượng có trong đời sống, kĩ thuật. Dĩ nhiên những vấn đề đó đã được thu hẹp và đơn giản hóa đi nhiều so với thực tế. Trong các bài tập có nội dung thực tế, những bài tập mang nội dung kĩ thuật có tác dụng lớn về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp. Nội dung của các bài tập này phải thỏa mãn các yêu cầu:

Nguyên tắc hoạt động của các đối tượng kĩ thuật nói đến trong bài tập phải gắn bó mật thiết với những khái niệm và định luật vật lý đã học.

Đối tượng kĩ thuật này phải có ứng dụng khá rộng rãi trong thực tiễn sản xuất của nước ta hoặc địa phương nơi trường đóng.

Số liệu trong bài tập phải phù hợp với thực tế sản xuất.

Kết quả của bài tập phải có tác dụng thực tế, tức là phải đáp ứng một vấn đề thực tiễn nào đó.

Khi ra cho học sinh những bài tập vật lý có nội dung kĩ thuật, cần có bài tập không cho đầy đủ dữ kiện để giải, học sinh có nhiệm vụ phải tìm những dữ kiện đó bằng cách tiến hành các phép đo hoặc tra cứu ở các tài liệu.

 Bài tập luyện tập: được dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng các kiến thức đã học để giải từng loại bài tập theo mẫu xác định. Việc giải những bài tập loại này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu cho học sinh luyện tập để nằm vững cách giải đối với từng loại bài tập nhất định.

 Bài tập sáng tạo: là bài tập mà các dữ kiện đã cho trong đầu bài

không chỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải. Các bài tập sáng tạo có tác dụng rất lớn trong việc phát triển tính tự lực và sáng tạo của học sinh, giúp học sinh nắm vững kiến thức chính xác, sâu sắc và mềm dẻo. Bài tập sáng tạo có thể là

bài tập giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở các kiến thức đã biết.

Hoặc là bài tập thiết kế, đòi hỏi thực hiện một hiện tượng thực, đáp ứng những yêu cầu đã cho.

2. Sử dụng hệ thống bài tập:

Các bài tập đã lựa chọn có thể sử dụng ở các khâu khác nhau của quá trình dạy học: nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới củng cố hệ thống hóa, kiểm tra và đánh giá kiến thức kĩ năng của học sinh.

Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập mà giáo viên đã lựa chọn cho học sinh thường bắt đầu bằng những bài tập định tính

hay những bài tập tập dợt. Sau đó học sinh sẽ giải những bài tập tính toán, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm có nội dung phức tạp hơn. Việc giải những bài tập tính toán tổng hợp, những bài tập có nội dung kĩ thuật với dữ kiện không đầy đủ, những bài tập sáng tạo có thể coi là sự kết thúc việc giải hệ thống bài tập đã được lựa chọn cho đề tài.

Cần chú ý cá biệt hóa học sinh trong việc giải bài tập vật lý, thộng qua các biện pháp sau

+ Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các loại đối tượng học sinh khaac1 nhau, thể hiện ở mức độ trừu tượng của đầu bài, loại vấn đề cần giải

quyết, phạm vi và tính phức hợp của các số liệu cần xử lý, loại và số lượng

thao tác tư

duy logic và các phép biến đổi toán học cần sử

dụng, phạm vi và

mức độ các kiến thức, kĩ năng cần huy động.

+ Biến đổi mức độ yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về mức độ tự lực của học sinh trong quá trình giải bài tập.

Lựa chọn hệ

PHẦN VẬN DỤNG

thống bài tập và phương pháp giải bài tập chương

“Dòng điện xoay chiều” lớp 12 – Chương trình nâng cao.

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT.

Chủ đề 1: Dòng điện xoay chiều – Mạch điện xoay chiều không phân

nhánh (Mạch R, L, C mắc nối tiếp).

I. Suất điện động xoay chiều:

Cho một khung dây dẫn phẳng có diện tích S quay đều với tốc độ

góc

quanh một trục vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều có cảm ứng từ B . Theo định luật cảm ứng điện từ, trong khung dây xuất hiện một suất điện động biến đổi theo thời gian theo định luật dạng sin gọi tắt là suất điện động xoay chiều.

1. Từ

thông: gởi qua khung dây dẫn gồm N vòng dây có diện tích S quay

r ur

trong từ trường đều

B , giả sử tại t = 0, n, B 

thì:

Đơn vị:

  NBS cos t  

  o cos t  

: Vêbe (Wb) N : vòng

B : Tesla (T) S : m2

2. Suất điện động xoay chiều tức thời:

e  '  o sin t    Eo sin t  

Hay

e  E cos �t     � E cos t  

o � 2 � o o

� �

Với Eo = NBS : suất điện động cực đại. Đơn vị: e, Eo : vôn (V)

N : vòng

B : Tesla (T) S : m2

 : rad/s

Chu kì và tần số biến đổi của suất điện động liên hệ với tần số góc các công thức:

bởi

 2



(đơn vị : s) ,

f  

2

(đơn vị : Hz)

II. Điện áp xoay chiều – Dòng điện xoay chiều

1. Biểu thức điện áp tức thời: nếu nối hai đầu khung dây với mạch ngoài thành mạch kín thì biểu thức điện áp tức thời ở mạch ngoài là:

u = e – ir

Xem khung dây có r2 0 thì u e  Eo cost  o 

Tổng quát: u Uo cost u 

Với Uo : điện áp cực áp (V)

u : pha ban đầu của u (rad)

 : tần số góc bằng vận tốc quay của khung (rad/s)

2. Biểu thức cường độ dòng điện tức thời:

i  Io cos t i 

Với Io : cường độ dòng điện cực đại (A)

i : pha ban đầu của i (rad)

Đại lượng:

  u i gọi là độ lệch pha của u so với i

Nếu

> 0 thì u sớm pha so với i

< 0 thì u trễ pha so với i

= 0 thì u và i đồng pha

III. Các giá trị hiệu dụng:

Cho dòng điện xoay chiều có cường độ i  Io cost chạy qua đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R. Công suất tỏa nhiệt tức thời (công suất tại thời điểm t bất kì) có công thức:

p  Ri2  RI 2 cos2 t (đơn vị : W)

Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện xoay chiều trong một chu kì, gọi tắt là công suất tỏa nhiệt trung bình, có giá trị là:

P = p  RI 2 cos2 t  RI 2  RI 2

(đơn vị : W)

o 2

Đó cũng là công suất tỏa nhiệt trung bình trong thời gian t rất lớn so với chu kì, vì phần thời gian lẻ so với chu kì rất nhỏ, gây sai lệch không đáng kể. Vậy

RI 2 2

nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t là:

Q  o t  RI t

( đơn vị : J )

Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều nhỏ hơn giá trị cực đại 2 lần

I  , U  , E 

IV. Đoạn mạch chỉ có R, chỉ có C, chỉ có L:

Cảm kháng của cuộn cảm: ZL = L