SKKN Kinh nghiệm rèn kĩ năng giải bài toán điện một chiều bằng phương pháp chập những điểm có cùng điện thế nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí 9

PHẦN I. MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Điện học lớp 9 là môn học khó đối với học sinh. Từ lớp 7 các em đã làm quen với dòng điện một chiều, đó chỉ là cách làm quen và tiếp cận mạch điện nối tiếp và mạch điện song song đơn giản. Ở phần điện học lớp 9 khác hẳn, các em phải dùng lập luận có căn cứ, kết hợp với tư duy logic. Vì vậy người giáo viên cần giúp học sinh nắm vững kiến thức vật lí, biết khai thác, vận dụng kiến thức để giải quyết được các vấn đề trong thực tiễn cũng như khi học tập bộ môn là nhiệm vụ quan trọng và thường xuyên trong quá trình giảng dạy nói chung và các môn học khác nói riêng. Từ những kiến thức đã học, cần giúp học sinh nắm vững quy luật tự nhiên và thực tiễn khách quan, có cách nhìn một cách khoa học để nhận biết sự vật, hiện tượng một cách lôgic, có hệ thống.

Để đạt được mục đích trên, trong quá trình giảng dạy cần chú ý giúp học sinh phương pháp tự nghiên cứu, tự học để học sinh biết vận dụng kiến thức đã học trong những trường hợp cụ thể mà áp dụng cho những trường hợp khác tương tự. Trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THCS thường gặp các mảng kiến thức có thể gây khó khăn cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy và học. Điều quan trọng, giáo viên phải định hướng được cho học sinh nhận biết được dạng bài tập vật lí để có phương pháp, kĩ năng giải đúng hướng. Một trong những mảng kiến thức đó là bài tập về biến đổi mạch điện , từ đó tìm điện trở tương đương, tìm số chỉ ampe kế, vôn kế, …Ở cấp THCS, học sinh không được học về khái niệm điện thế, còn khái niệm hiệu điện thế thì chỉ dựa vào các con số có ghi đơn vị Vôn ở một số nguồn điện ( VD: nguồn điện ghi 6V ). Trong khi dạng bài tập này hầu như năm nào cũng có trong các đề thi học sinh giỏi, thi vào chuyên Lam Sơn. Từ những khó khăn và vướng mắc tôi đã tìm tòi, nghiên cứu tìm ra nguyên nhân và tìm ra được các biện pháp giúp học sinh giải quyết tốt được kiến thức về dạng bài tập này.

Để có cách giải dạng bài tập trên hiệu quả nhất, giúp học sinh dễ hiểu,  giải quyết vấn đề nhanh, chính xác, đầy đủ và gọn gàng hơn, đồng thời rèn luyện khả năng tư duy độc lập trong quá trình học tập cho học sinh tôi đã chọn đề tài: “Kinh nghiệm rèn kĩ năng giải bài toán điện một chiều bằng phương pháp chập những điểm có cùng điện thế nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí 9” từ đó giúp các em có kinh nghiệm trong việc giải các bài tập dạng này.

2. Mục đích nghiên cứu

Với việc nghiên cứu thành công đề tài, sáng kiến kinh nghiệm sẽ giúp giáo viên và học sinh có một phương pháp tổng quát để rèn kĩ năng vẽ lại sơ đồ mạch điện bằng phương pháp chập những điểm có cùng điện thế. Đây là công việc đầu tiên khi học sinh gặp các bài tập yêu cầu tính điện trở tương đương, hay xác định hiệu điện thế, cường độ dòng điện….

3. Nhiệm vụ của đề tài

Đề tài có nhiệm vụ :

– Phân tích đặc điểm của hai điện trở mắc nối tiếp, hai điện trở mắc song song.

– Phân tích chi tiết đặc điểm của các dụng cụ: dây nối, ampe kế, vôn kế, khóa K từ đó xác định được những điểm có cùng điện thế để vẽ lại sơ đồ mạch điện.

– Áp dụng các công thức, đặc điểm của đoạn mạch nối tiếp và song song để giải bài toán theo các yêu cầu của đề bài.

– Tổng hợp và đưa ra phương pháp nhận dạng bài tập, từ đó giải quyết các dạng bài tập tiêu biểu .

– Hình thành kĩ năng tư duy cho học sinh, giúp học sinh tự nghiên cứu, tìm tòi và đưa ra cách giải các bài toán tương tự.

Bài tập về điện một chiều bằng phương pháp chập những điểm có cùng điện thế có nhiều dạng khác nhau. Trong nội dung giới hạn của đề tài, tôi chỉ tập trung về việc vẽ lại sơ đồ mạch điện, còn việc giải bài toán khi đã có sơ đồ mắc tôi không đi sâu ở đây vì vẫn tuân theo cách giải thông thường.

Từ khái niệm và hiểu biết về điện trở tương đương, các công cụ: ampe kế, vôn kế, dây nối, khóa K,… học sinh có thể vận dụng kĩ năng để nghiên cứu các trường hợp xảy ra khi biến đổi mạch điện bằng phương pháp chập những điểm có cùng điện thế, giúp học sinh tự nghiên cứu.

4. Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là hoạt động dạy và học của giáo viên và học sinh trong quá trình giải bài toán điện một chiều bằng phương pháp chập những điểm có cùng điện thế .

5. Phương pháp nghiên cứu

– Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu tài liệu, thu thập và xử lí tài liệu sưu tầm được.

– Phương pháp điều tra: Giáo viên tiến hành dạy thử nghiệm theo phương pháp đã nghiên cứu trong đề tài. 

– Phương pháp trao đổi, thảo luận: Từ kết quả nghiên cứu, giáo viên đã tiến hành trao đổi, thảo luận với đồng nghiệp, rút kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy.

PHẦN II. NỘI DUNG

1. Cơ sở lí luận

Môn vật lí được đưa vào chương trình THCS từ lớp 6. Nội dung kiến thức môn vật lí được xây dựng theo chương trình đồng tâm, vì vậy lượng kiến thức đưa vào chương trình THCS mới nhìn qua tưởng rất ít, rất đơn giản nhưng thực tế lại rộng và sâu hơn nhiều. Vì vậy, trong quá trình giảng dạy, giáo viên phải sử dụng các dạng bài tập hợp lí để truyền tải cho học sinh lượng kiến thức đó cho phù hợp với tư duy, nhận thức của học sinh và phù hợp với nội dung chương trình. Trong thực tế, dạng bài tập “ điện một chiều bằng phương pháp chập những điểm có cùng điện thế ” rất rộng, có thể truyền tải kiến thức rất tốt, dạng bài tập này là căn bản, là một bước giải bài tập cho những bài tập điện phức tạp hơn. Từ đó rèn luyện cho học sinh kĩ năng phán đoán, để vẽ lại sơ đồ mạch điện, kĩ năng thực hành, đồng thời gây hứng thú cho học sinh trong quá trình giải bài tập.

1. Thực trạng
2. Đối với học sinh

Đối tượng là học sinh khá, giỏi tham gia bồi dưỡng thi học sinh giỏi và thi tuyển sinh vào lớp 10 THPT chuyên Lam Sơn nên kiến thức cơ bản các em nắm tương đối vững, có trí tuệ nhất định. Trong hệ thống các bài tập vật lí, dạng bài tập “ điện một chiều bằng phương pháp chập những điểm có cùng điện thế ” rất dễ nhầm lẫn, nhất là mạch điện đối xứng, nếu học sinh không hiểu rõ bản chất của đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song, những điểm có cùng điện thế vai trò của ampe kế, vôn kế sẽ dẫn đến xác định sai sơ đồ mạch điện. Ở cấp THCS, học sinh lại không được học về khái niệm điện thế, khái niệm hiệu điện thế thì chưa rõ ràng.

Do vậy các em thường bỏ qua bài tập này để tập trung thời gian giải bài tập khác và nhiều em không có hứng thú khi gặp bài toán này.

2. Đối với giáo viên

– Thuận lợi: Hầu hết các thầy cô có trình độ, được đào tạo cơ bản, tâm huyết với nghề và luôn cầu tiến bộ.

– Khó khăn:

Kiến thức đã khó lại rộng lớn và bao trùm. Do đó để dành nhiều thời gian vào nghiên cứu, tìm tòi để có kiến thức vững và sâu thì rất hạn chế, nhiều người còn tư tưởng chỉ cần hoàn thành nhiệm vụ là được còn nghiên cứu tìm tòi đã có các nhà khoa học.

Đối với dạng bài tập “ điện một chiều bằng phương pháp chập những điểm có cùng điện thế ” nhất là mạch điện đối xứng, rất dễ nhầm lẫn,  không có cách giải mẫu mực mà chủ yếu dựa vào phân tích – kinh nghiệm của bản thân. Đòi hỏi người giáo viên phải có biện pháp xây dựng công thức để học sinh nhận