Tổ chức hoạt động ngoại khóa về các ứng dụng kĩ thuật của định luật cảm ứng điện từ trong chương trình vật lý lớp 11 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học viên bổ túc văn hóa

Cơ Sở Lý Luận Về Việc Tổ Chức Hoạt Động Ngoại Khóa Vật Lí Ở Trường Phổ Thông

Ho ạt động ngoại khóa vật lí ở trường phổ thông

1.1.1 Vai trò của hoạt động ngoại khoá trong hệ thống các hình thức tổ chức dạy học vật lí ở trường phổ thông.[5], [9]

HĐNK, một trong ba hình thức dạy học tại trường phổ thông hiện nay, đóng vai trò quan trọng trong việc củng cố và mở rộng kiến thức cho học sinh Đặc biệt, HĐNK Vật lí không chỉ giúp xây dựng kiến thức mới mà còn phát triển kỹ năng làm việc cá nhân và nhóm Hình thức này rèn luyện năng lực tư duy cho học sinh, bao gồm tư duy logic, tư duy trừu tượng và tư duy sáng tạo, đồng thời giáo dục tình cảm và thái độ tích cực ở học sinh.

Hoạt động ngoại khóa (HĐNK) không chỉ giúp học sinh củng cố và mở rộng kiến thức đã học trên lớp, mà còn tạo cơ hội để vận dụng tri thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn trong đời sống Điều này góp phần kết nối lý thuyết với thực hành, đồng thời có thể hình thành kiến thức mới cho học sinh.

HĐNK giúp học sinh rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm, thu thập và xử lý thông tin, cũng như kỹ năng thuyết trình trước đám đông Bên cạnh đó, học sinh còn được tập sử dụng các thiết bị và dụng cụ thường gặp trong đời sống, từ những máy móc đơn giản đến hiện đại, đồng thời phát triển kỹ năng tự học để chiếm lĩnh tri thức.

Hoạt động ngoại khóa (HĐNK) đóng vai trò quan trọng trong việc rèn luyện tư duy cho học sinh, giúp các em phát triển kỹ năng như phát hiện vấn đề, đề xuất giải pháp và vận dụng sáng tạo kiến thức đã học.

Hoạt động ngoài giờ học (HĐNK) không chỉ tạo hứng thú học tập mà còn khuyến khích học sinh (HS) phát triển lòng ham hiểu biết và tham gia tích cực vào các hoạt động Điều này giúp phát huy tính tích cực và khả năng sáng tạo của HS, đồng thời góp phần quan trọng trong việc giáo dục đạo đức, lối sống, tư tưởng và tình cảm cho các em.

HVTH: Quách Th ị Hồng Nhung

1.1.2 Các đặc điểm của HĐNK Vật lí

HĐNK nói chung và HĐNK Vật lí nói riêng có những đặc điểm cơ bản sau:

- Việc tổ chức HĐNK dựa trên tính tự nguyện tham gia của HS có sự hướng dẫn của GV

- Số lượng HS tham gia không hạn chế, có thể theo nhóm hoặc là một tập thể đông người

- Có kế hoạch cụ thể về nội dung ngoại khóa, hình thức tổ chức, phương pháp dạy học

Đánh giá kết quả hoạt động nghề nghiệp (HĐNK) Vật lí cần dựa vào sản phẩm mà học sinh (HS) tạo ra, cùng với mức độ tích cực và sáng tạo của HS trong quá trình tham gia hoạt động Việc đánh giá này phải được thực hiện một cách công khai, và kết quả của HS cần được khích lệ kịp thời để thúc đẩy sự phát triển và động lực học tập.

- Nội dung và hình thức tổ chức HĐNK phải đa dạng, mềm dẻo, hấp dẫn lôi cuốn được nhiều HS tham gia

1.1.3 Nội dung ngoại khóa Vật lí

Nội dung ngoại khóa cần bổ sung và mở rộng kiến thức cho chương trình Vật lí, giúp học sinh khắc phục thiếu sót và sai lầm trong học tập Các hoạt động ngoại khóa Vật lí tại trường phổ thông nên tập trung vào việc phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.

- HS đào sâu, nghiên cứu những kiến thức lí thuyết về Vật lí và kĩ thuật

HS nghiên cứu nhiều lĩnh vực khác nhau trong Vật lý học ứng dụng, bao gồm kỹ thuật điện, kỹ thuật vô tuyến, kỹ thuật chụp ảnh và kỹ thuật điện tử.

- HS nghiên cứu, thiết kế chế tạo dụng cụ và làm thí nghiệm Vật lí, nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật của Vật lí

Việc lựa chọn nội dung nào đó để tổ chức HĐNK Vật lí, GV phải dựa vào các yếu tố, đó là:

- Vai trò của HĐNK Vật lí

- Xuất phát từ đặc điểm nội dung kiến thức Vật lí:

• Có tính trừu tượng, có nhiều ứng dụng trong thực tiễn nhưng học nội khóa chưa đáp ứng được, do điều kiện thời gian, phương tiện dạy học

• Hấp dẫn để thu hút được đông đảo HS tự nguyện tham gia

Nếu kết hợp các nội dung để tổ chức các HĐNK sẽ làm các hoạt động phong phú hơn và thu hút được nhiều HS tham gia hơn

Dựa trên lý luận về nội dung ngoại khóa môn Vật lí đã đề cập, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu chương trình Vật lí lớp 11 của bậc trung học phổ thông và nhận thấy nhiều điểm quan trọng cần được chú ý.

Trong chương cảm ứng điện từ, có nhiều thí nghiệm thú vị chưa được thực hiện trong nội khóa Giáo viên có thể biểu diễn hoặc cho học sinh thực hiện một số thí nghiệm đơn giản, giúp các em rèn luyện kỹ năng và thao tác làm thí nghiệm Điều này không chỉ hình thành kiến thức đúng đắn mà còn tạo sự hứng thú và tích cực trong học tập.

Định luật cảm ứng điện từ có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và kỹ thuật hiện nay Giáo viên nên tích hợp các ứng dụng từ chương cảm ứng điện từ vào bài giảng, khuyến khích học sinh tìm hiểu thêm từ các nguồn tài liệu bên ngoài, ngoài những thông tin có sẵn trong sách giáo khoa.

Trong thực tế, giáo viên thường ít cho học sinh thực hiện thí nghiệm hoặc áp dụng các ứng dụng của định luật cảm ứng điện từ trong giờ học do hạn chế về thời gian và điều kiện Để khắc phục những hạn chế này và phát huy tính sáng tạo, cần có những phương pháp dạy học linh hoạt hơn.

Lớp: LL&PPDHVL K20 tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của HS, chúng tôi đã lựa chọn nội dung tổ chức HĐNK là tổ chức cho HS:

• Tiến hành một số thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ;

• Giải thích cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị (Máy phát điện, Microphone; Ghi ta điện);

• Chế tạo được mô hình vật chất chức năng máy phát điện xoay chiều đơn giản

1.1.4 Các hình thức ngoại khóa Vật lí.

Nghiên cứu cho thấy việc phân chia các hình thức ngoại khóa là tương đối, có thể dựa vào số lượng học sinh tham gia hoặc nội dung của hoạt động Các hình thức tổ chức ngoại khóa hiện nay thường bao gồm nhiều dạng khác nhau, trong đó HĐNK Vật lý được tổ chức theo nhiều phương thức đa dạng.

- HĐNK trong trường có thể có các hình thức:

Hội vui Vật lí được tổ chức với nhiều nội dung hấp dẫn, bao gồm việc nói chuyện về tiểu sử của các nhà bác học Vật lí và các giai đoạn phát triển của môn học này Ngoài ra, hội còn có các buổi biểu diễn thí nghiệm thú vị và giới thiệu về máy móc, thiết bị kỹ thuật cùng với các ứng dụng của Vật lí trong khoa học, kỹ thuật và quốc phòng Bên cạnh đó, các thành tựu nổi bật của Vật lí hiện đại cũng sẽ được trình bày, cùng với những cách giải hay cho những bài tập Vật lí khó Cuối cùng, hội cũng sẽ đề cập đến những vấn đề chưa có điều kiện đưa vào chương trình giảng dạy hiện tại.

Vật lí phổ thông: thiên văn học, giáo dục môi trường o Thảo luận các vấn đề của Vật lí học

Lớp: LL&PPDHVL K20 o Tổ chức cho HS tham gia vào một số trò chơi dùng kiến thức

• Thi giải bài tập Vật lí

• Tổ chức báo cáo một số vấn đề Vật lí

Báo tường và tập san về Vật lý cung cấp các bài viết chuyên đề đa dạng, hướng dẫn cách học hiệu quả và giới thiệu những phương pháp giải toán Vật lý hữu ích.

- HĐNK ở nhà: Tham gia thiết kế các phương án, chế tạo các dụng cụ, tiến hành các thí nghiệm trên các dụng cụ đã chế tạo,…

Tính tích c ực và năng lực sáng tạo học tập của học sinh

1.2.1 Tính tích cực học tập của HS

1.2.1.1 Khái niệm tính tích cực trong học tập

TTC là khái niệm phản ánh sự nỗ lực của chủ thể trong quá trình tương tác với đối tượng, đồng thời thể hiện cường độ vận động của chủ thể khi thực hiện nhiệm vụ hoặc giải quyết vấn đề Sự nỗ lực này diễn ra trên nhiều khía cạnh khác nhau.

- Sinh lí : đòi hỏi chi phí nhiều năng lượng cơ bắp

- Tâm lí: tăng cường các hoạt động cảm giác, tri giác, tư duy, tưởng tượng

- Xã hội: đòi hỏi tăng cường mối liên hệ với môi trường bên ngoài

Vì vậy, tích cực là một thuộc tính nhân cách có quan hệ, chịu ảnh hưởng của rất nhiều nhân tố như:

- Nhu cầu: nhằm thoả mãn những nhu cầu nào đó

- Động cơ: tích cực hướng tới những động cơ nhất định

- Hứng thú: do bị lôi cuốn bởi những sự say mê, vì muốn biến đổi cải tạo một hiện tượng nào đấy

TTC cũng có quan hệ mật thiết với tính tự lực, với xúc cảm và ý chí

Tóm lại, TTC là một phẩm chất quan trọng của con người, hình thành từ nhiều lĩnh vực và nhân tố khác nhau Nó có mối quan hệ chặt chẽ với các phẩm chất khác của nhân cách cũng như với môi trường và điều kiện sống của cá nhân.

TTC trong học tập là TTC xét trong điều kiện, phạm vi của quá trình dạy học, chủ yếu được áp dụng trong quá trình nhận thức của HS

TTC trong học tập bao gồm việc lựa chọn đối tượng nhận thức và xác định mục đích, nhiệm vụ cần giải quyết để cải tạo đối tượng đó Để đạt được hiệu quả trong hoạt động cải tạo, cần có sự thay đổi trong ý thức và hành vi.

Lớp LL&PPDHVL K20 thể hiện hành động của chủ thể nhận thức qua nhiều dấu hiệu, bao gồm sự tập trung chú ý, khả năng tưởng tượng mạnh mẽ và sự phân tích tổng hợp sâu sắc.

Có thể phân chia sự phát triển TTC trong học tập làm ba mức độ:

1.2.1.2 Những biểu hiện của tính tích cực trong học tập

Học sinh khao khát tự nguyện tham gia vào việc trả lời câu hỏi của giáo viên, đồng thời bổ sung ý kiến của bạn bè Họ rất thích thể hiện quan điểm cá nhân về các vấn đề được nêu ra trong lớp học.

- HS hay nêu thắc mắc đòi hỏi phải giải thích cặn kẽ những vấn đề GV trình bày chưa đủ rõ

- HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kĩ năng đã học để nhận ra vấn đề mới

- HS mong muốn đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới mẻ lấy từ những nguồn thông tin khác nhau vượt ra ngoài phạm vi bài học

Giáo viên có thể nhận biết những biểu hiện xúc cảm của học sinh như thờ ơ, hào hứng, phớt lờ, ngạc nhiên, hoan hỉ hoặc buồn chán khi tiếp cận nội dung bài học hoặc giải quyết bài tập Những dấu hiệu này khác nhau ở từng cá nhân học sinh, thể hiện rõ nét trong quá trình học tập.

HS bé, kín đáo hơn ở các HS lớn G.I.Sukina còn phân biệt những dấu hiệu của TTC học tập về mặt ý chí:

- Tập chung chú ý vào vấn đề đang học

- Kiên trì làm xong bài tập

- Không nản trước những tình huống khó khăn

- Thái độ phản ứng khi chuông báo hết giờ học : tiếc rẻ, cố làm tiếp hoặc vội vàng gấp sách vở chờ được lệnh ra chơi

Những biểu hiện của tư duy sáng tạo (TTC) trong học tập của học sinh là cơ sở quan trọng để đánh giá hiệu quả của hoạt động nhóm (HĐNK) trong việc phát huy TTC của các em.

1.2.1.3 Các biện pháp phát huy tính tích cực trong học tập

Các biện pháp nâng cao TTC rất đa dạng, có thể tóm tắt như sau:

Nhóm bi ện pháp cho các thầy đứng lớp

Nó rất phong phú, đa dạng gồm một số vấn đề sau:

Giác ngộ ý thức học tập là yếu tố quan trọng trong việc kích thích tinh thần trách nhiệm và hứng thú học tập của học sinh Bằng cách làm rõ ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn của việc học, chúng ta có thể nhấn mạnh tầm quan trọng của vấn đề này, từ đó khuyến khích học sinh chủ động hơn trong quá trình học tập.

Để kích thích hứng thú học tập của học sinh, nội dung giảng dạy cần phải mới mẻ nhưng vẫn phải liên hệ và phát triển từ những kiến thức và kinh nghiệm mà các em đã có Kiến thức cần mang tính thực tiễn, đáp ứng nhu cầu nhận thức của các em và giải quyết vấn đề phải vừa sức với khả năng của học sinh.

Để kích thích hứng thú nhận thức của học sinh, cần phối hợp nhiều phương pháp dạy học khác nhau Những phương pháp hiệu quả nhất bao gồm dạy học nêu và giải quyết vấn đề, thực hành thí nghiệm, sử dụng công nghệ hiện đại, tổ chức thảo luận, tự học, bài tập và trò chơi học tập Hệ thống kiến thức nên được trình bày dưới dạng vận động và phát triển, đồng thời tạo ra mâu thuẫn để thu hút sự chú ý Các vấn đề quan trọng cần được trình bày một cách đột ngột và bất ngờ để gia tăng hứng thú cho người học.

Sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại là biện pháp quan trọng để nâng cao tư duy sáng tạo (TTC) của học sinh và cải thiện chất lượng giáo dục Việc sáng tạo và áp dụng các công cụ dạy học trong môi trường hiện đại cần phải khuyến khích tinh thần phát huy TTC sáng tạo của học sinh.

Sử dụng đa dạng các hình thức tổ chức dạy học như cá nhân, nhóm, và tập thể lớp, kết hợp với các hoạt động trong vườn trường, xưởng trường, và phòng thí nghiệm, cũng như tổ chức tham quan và các hoạt động nội khóa, ngoại khóa phong phú.

Ngoài ra có thể tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS qua nhiều biện pháp như:

• Thầy giáo, bạn bè động viên, khen thưởng khi có thành tích học tập tốt

• Luyện tập dưới các hình thức khác nhau, vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong các tình huống mới

• Kích thích TTC qua thái độ, cách ứng xử giữa GV và HS

• Phát triển kinh nghiệm sống của HS trong học tập

• Thường xuyên kiểm tra, đánh giá có tác dụng rất quan trọng đến việc phát huy TTC học tập của HS

Nhìn chung, nhiều yếu tố phát huy TTC trình bày ở trên đã tạo điều kiện cũng như yêu cầu người học tích cực cao nhất

Các nhóm bi ện pháp khác

Ngoài nhóm biện pháp dành cho giáo viên, còn có các phương pháp khác để phát huy tư duy sáng tạo (TTC) của học sinh, bao gồm hoạt động giáo dục, tác động từ gia đình và ảnh hưởng của xã hội Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao TTC của học sinh.

Các biện pháp được đề cập không có giá trị đồng đều, mà cần phải được xác định dựa trên từng trường hợp và điều kiện cụ thể Ví dụ, trong trường hợp của HVTH: Quách Thị Hồng Nhung, việc lựa chọn biện pháp quan trọng nhất sẽ phụ thuộc vào các yếu tố liên quan.

Lớp LL&PPDHVL K20 trong nhà trường cần sự tác động trực tiếp và hiệu quả từ các thầy giáo Để giáo dục TTC đạt được kết quả bền vững, các thầy giáo cần phối hợp chặt chẽ với các hoạt động giáo dục khác trong nhà trường, cũng như với gia đình và xã hội.

1.2.2 Năng lực sáng tạo trong học tập của học sinh

1.2.2.1 Khái niệm năng lực sáng tạo

D ạy học các ứng dụng kỹ thuật của vật lí và vai trò của việc dạy học các ứng

1.3.1 Dạy học các ứng dụng kỹ thuật (ƯDKT) của Vật lí [10], [19]

1.3.1.1 Bản chất của việc nghiên cứu các ƯDKT trong dạy học Vật lí

Dạy học các ứng dụng công nghệ thông qua phân tích thí dụ kỹ thuật cần chú trọng làm rõ các nguyên tắc vật lý liên quan đến hoạt động của thiết bị.

Vật lý đa dạng và phong phú Khi hiểu nguyên tắc hoạt động cơ bản của một số thiết bị, học sinh có khả năng nhận diện ứng dụng của chúng trong các máy móc khác, đồng thời phân tích ưu nhược điểm của các dụng cụ khác nhau Việc nghiên cứu các điều kiện kỹ thuật (ƯDKT) sẽ giúp học sinh nắm bắt kiến thức sâu sắc hơn.

Vật lí phải là sự lĩnh hội vững chắc những kiến thức được học

Trong nghiên cứu các điều kiện kỹ thuật (ƯDKT), học sinh sẽ khám phá các lĩnh vực kỹ thuật chủ yếu, nắm vững cơ sở vật lý của các đối tượng kỹ thuật khác nhau và hiểu rõ quy trình công nghệ sản xuất.

Nghiên cứu các yếu tố điều kiện tiên quyết trong Vật lý trong quá trình dạy học thực chất là việc tổ chức và sắp xếp các kiến thức Vật lý theo những mối quan hệ đa dạng, từ đó tạo ra sự liên kết có tính chất logic và khoa học.

Vật lý kỹ thuật giúp học sinh hiểu rõ cấu trúc và hoạt động của các thiết bị kỹ thuật, từ đó xác định các mối quan hệ quy luật vật lý trong hoạt động của chúng Học sinh có khả năng giải thích hoạt động của thiết bị dựa trên những định luật và nguyên lý vật lý đã được học.

1.3.1.2 Các loại mô hình thường được sử dụng trong dạy học các ƯDKT

Trong dạy học ƯDKT của Vật lí, hai loại mô hình chính được sử dụng là mô hình hình vẽ và mô hình vật chất chức năng Nghiên cứu cơ sở lý luận về ƯDKT trong chương trình Vật lí phổ thông cho thấy vai trò quan trọng của mô hình trong dạy học, giúp nâng cao hiệu quả tư duy và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình học tập.

* Mô hình hình v ẽ: Là một dạng của mô hình ký hiệu, là loại mô hình lý tưởng

Mô hình hình vẽ có nhiều chức năng quan trọng, bao gồm việc mô tả các nét chính về cấu trúc của vật thể hoặc cơ cấu kỹ thuật, loại bỏ những chi tiết không cần thiết, như hình vẽ máy ảnh Nó cũng có thể sơ đồ hóa các thiết bị bằng các ký hiệu chuyên biệt, ví dụ như sơ đồ mạch điện hay sơ đồ máy thu Ngoài ra, hình vẽ còn giúp biểu diễn các giai đoạn khác nhau của quá trình diễn biến hiện tượng, chẳng hạn như 4 giai đoạn của động cơ đốt trong.

Lớp: LL&PPDHVL K20 suy ra dự đoán những hiện tượng giống như khi ta thao tác trên mô hình

Mô hình hình vẽ có những ưu điểm và nhược điểm riêng Ưu điểm nổi bật là khả năng đại diện cho vật gốc về một số mặt, giúp dự đoán và giải thích các hiện tượng Tuy nhiên, nhược điểm chính là mỗi mô hình chỉ phản ánh một số tính chất nhất định của vật gốc, dẫn đến giới hạn trong ứng dụng Do đó, hệ quả lý thuyết từ mô hình có thể không hoàn toàn phù hợp với thực tiễn.

Mô hình vật chất chức năng là một phiên bản của đối tượng gốc trong ƯDKT, có khả năng hoạt động và thực hiện chức năng tương tự Mô hình này được phát triển và sử dụng chủ yếu như một công cụ nhận thức, không phải để áp dụng trực tiếp trong cuộc sống hàng ngày.

Mô hình vật chất chức năng được thiết kế để thay thế vật gốc, hoạt động dựa trên các định luật và hiện tượng vật lý, như mô hình máy phát điện thay thế cho máy phát điện xoay chiều một pha dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ Trình tự hoạt động của mô hình này diễn ra giống như vật gốc, và nếu có thể, nên chia thành các giai đoạn nhỏ để thuận tiện cho việc giảng dạy Điều này giúp tách rời các yếu tố nghiên cứu, cho phép học sinh quan sát các đối tượng kỹ thuật thường bị che khuất, theo dõi các quá trình động học với nhịp độ chậm hơn, và tái hiện lại các quá trình nghiên cứu nhiều lần, từ đó hình dung rõ hơn các đối tượng không thể cảm nhận trực tiếp.

Lớp: LL&PPDHVL K20 o Ở mô hình vật chất chức năng này các vấn đề tối ưu hóa về kỹ thuật, kinh tế chưa cần đặt ra

Mô hình vật chất chức năng đóng vai trò quan trọng trong việc mang lại tính trực quan hơn so với mô hình hình vẽ, cho phép học sinh (HS) quan sát các bộ phận của đối tượng kỹ thuật mà hình vẽ không thể diễn tả đầy đủ Nó cũng giúp nghiên cứu các đối tượng và hiện tượng kỹ thuật mà khó có thể thực hiện trong điều kiện nhà trường Khi mô hình vận hành, việc phân chia thành từng giai đoạn giúp HS dễ dàng nhận thấy hoạt động của thiết bị và phát hiện những mối quan hệ quy luật Cuối cùng, mô hình này minh họa rõ ràng quá trình hoạt động thực tế của thiết bị.

- Ưu nhược điểm của mô hình vật chất chức năng: o Ưu điểm:

 Mô hình vật chất chức năng là đại diện của vật gốc nên nó giúp ta hiểu rõ đối tượng nghiên cứu một cách cụ thể

 Mô hình vật chất chức năng có thể dùng để dạy nhiều loại kiến thức khác nhau

 Một mô hình vật chất chức năng có thể phản ánh được nhiều mặt của vật gốc

Mô hình vật chất chức năng giúp học sinh nhanh chóng nắm bắt nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và cơ chế vận chuyển của máy móc, dụng cụ Đồng thời, mô hình này còn giúp HS hình dung một cách trực quan các hiện tượng và cơ chế trừu tượng, khó hiểu.

Lớp LL&PPDHVL K20 cho phép học sinh quan sát trực tiếp, từ đó giúp các em hiểu sâu sắc hơn về các hiện tượng và định luật Vật lý, cùng với các ứng dụng thực tế của chúng.

Mô hình vật chất chức năng có thể được sử dụng như một thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết trong dự án thiết kế một ƯDKT, đồng thời hỗ trợ nghiên cứu các ƯDKT trong lĩnh vực Vật lý Tuy nhiên, mô hình này cũng tồn tại một số nhược điểm cần được xem xét.

 Có tính gần đúng tạm thời

 Tuy phản ánh ”vật gốc” nhưng không thể thay thế hoàn toàn ”vật gốc” mà nó chỉ có giá trị như một phương tiện, công cụ

 Mỗi mô hình chỉ có hiệu lực trong những giới hạn được nêu ra

1.3.1.3 Các con đường nghiên cứu các ƯDKT của Vật lí trong dạy học

Nghiên cứu các ƯDKT trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông có thể được thực hiện theo hai hướng chính, dựa trên phân tích bản chất của vấn đề này.

K ết luận chương I

HĐNK là một phương pháp dạy học hiện đại trong hệ thống giáo dục phổ thông, giúp học sinh củng cố và mở rộng kiến thức, đồng thời áp dụng kiến thức vào thực tiễn Phương pháp này khuyến khích sự sáng tạo và tích cực của học sinh, với nội dung và hình thức tổ chức phong phú, tạo hứng thú cho việc học Quy trình tổ chức HĐNK linh hoạt, có thể điều chỉnh theo nội dung, hình thức và tình hình cụ thể của trường và học sinh.

Trong bối cảnh giáo dục hiện nay, việc phát huy tính tích cực và năng lực sáng tạo của học sinh là rất quan trọng Do đó, chúng tôi đã quyết định tổ chức hoạt động nhóm để tạo điều kiện cho học sinh tham gia và phát triển kỹ năng của mình.

• Tiến hành một số thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ;

• Giải thích cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị (Máy phát điện, Microphone; Ghi ta điện);

Chúng tôi đã chế tạo mô hình vật chất chức năng của máy phát điện xoay chiều đơn giản, phù hợp với nội dung ngoại khóa đã chọn Dựa trên tình hình thực tế, hình thức tổ chức hoạt động ngoại khóa cho học sinh được lựa chọn nhằm nâng cao sự hiểu biết và kỹ năng thực hành của các em.

• Biểu diễn một số thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ;

• Giới thiệu một số ứng dụng vật lí của định luật cảm ứng điện từ (Máy phát điện, Microphone; Ghi ta điện);

• Tham gia thiết kế, chế tạo được mô hình vật chất chức năng của máy phát điện xoay chiều đơn giản

• Tham gia vào một số trò chơi dùng kiến thức Vật lí

Nghiên cứu lý luận về hoạt động nhận thức (HĐNK) và dạy học các ứng dụng của định luật cảm ứng điện từ (ƯDKT) là cơ sở quan trọng giúp chúng tôi phát triển quy trình và nội dung cho HĐNK liên quan đến ƯDKT Vật lý.

Tổ Chức Các Hoạt Động Ngoại Khóa Về Các Ưng Dụng Kỹ Thuật

Gi ới thiệu về chương “Cảm ứng điện từ”

Chương này tập trung vào hiện tượng cảm ứng điện từ, một trong những hiện tượng cơ bản của điện động lực học Nghiên cứu hiện tượng này không chỉ giúp hiểu rõ mà còn tích lũy kiến thức cho các ứng dụng kỹ thuật Học sinh sẽ nắm vững nguyên tắc sản sinh dòng điện xoay chiều, hoạt động của máy phát điện và động cơ điện khi hiểu bản chất và các quy luật chi phối hiện tượng cảm ứng điện từ Hơn nữa, việc nghiên cứu hiện tượng này còn dựa trên kiến thức về điện từ đã học, giúp học sinh hiểu sâu hơn các hiện tượng liên quan.

Chương cảm ứng điện từ gồm các nội dung sau:

• Hiện tượng cảm ứng điện từ Suất điện động cảm ứng

• Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động

2.1.1 Cấu trúc nội dung của chương

Hình 1 Sơ đồ cấu trúc chương Cảm ứng điện từ

2.1.2 Mục tiêu về kiến thức, kỹ năng, thái độ, phát triển tư duy của chương

* M ục tiêu về kiến thức:

- Trình bày được khái niệm từ thông, ý nghĩa của từ thông

- Nhận biết được khái niệm dòng điện cảm ứng, suất điện động cảm ứng, hiện tượng cảm ứng điện từ

- Trình bày được nội dung định luật Len-xơ

- Phát biểu được định luật Faraday về cảm ứng điện từ

- Trình bày được khi nào thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong một đoạn dây dẫn

- Phát biểu được quy tắc bàn tay phải để xác định cực âm, cực dương của đoạn dây

- Nêu được biểu thức suất điện động cảm ứng trong đoạn dây

- Trình bày được cấu tạo, nguyên tắc của máy phát điện xoay chiều

- Phát biểu được định nghĩa dòng điện Fu-cô và nêu những tác dụng của dòng điện Fu-cô

- Nhận biết được bản chất của hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch

- Nêu được các công thức xác định hệ số tự cảm của ống dây, công thức xác định suất điện động tự cảm

Năng lượng tích trữ trong ống dây được xác định là năng lượng từ trường, từ đó có thể thiết lập công thức để tính toán mật độ năng lượng từ trường một cách chính xác.

* M ục tiêu về kỹ năng:

- Nhận biết được sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng trong mạch kín

- Tiến hành làm một số thí nghiệm đơn giản về hiện tượng cảm ứng điện từ

- Vận dụng được định luật để xác định chiều dòng điện cảm ứng

- Vận dụng được định luật Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ để giải các bài tập liên quan

- Giải thích được sự xuất hiện suất điện động cảm ứng trong đoạn dây chuyển động trong từ trường

- Vận dụng được quy tắc bàn tay phải để xác định cực âm, cực dương của đoạn dây

- Giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều

- Giải thích sự xuất hiện suất điện động tự cảm

- Vận dụng được các công thức xác định hệ số tự cảm của ống dây, công thức xác định suất điện động tự cảm

- Giải thích sự tồn tại của năng lượng từ trường

- Vận dụng được công thức xác định năng lượng từ trường trong ống dây và công thức xác định mật độ năng lượng từ trường

* M ục tiêu về thái độ:

- Có hứng thú học tập môn vật lí nói chung và các kiến thức của hiện tượng cảm ứng điện từ nói riêng

- Yêu thích tìm tòi khoa học, trân trọng đối với những đóng góp của vật lí đối với sự tiến bộ của xã hội

- Có thái độ khách quan, trung thực, tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác, có tinh thần hợp tác trong học tập

- Có ý thức vận dụng các kiến thức của định luật cảm ứng điện từ vào thực tiễn cuộc sống

* M ục tiêu về phát triển tư duy:

- Nêu được các vấn đề dưới dạng câu hỏi, đưa ra các dự đoán, đề xuất được giả thuyết

- Vận dụng sáng tạo từ định luật cảm ứng điện từ để giải thích cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của máy phát điện

- Chế tạo, thiết kế mô hình chức năng của máy phát điện dựa vào định luật cảm ứng điện từ

2.1.3 Kế hoạch dạy học của chương

Theo phân phối chương trình của Bộ Giáo dục và đào tạo

Hiện tượng cảm ứng điện từ Suất điện động cảm ứng (tiết 1) a Kiến thức:

- Nêu được khái niệm dòng điện cảm ứng, suất điện động cảm ứng, hiện tượng cảm ứng điện từ

- Phát biểu được định luật Faraday về cảm ứng điện từ b Kĩ năng:

- Tiến hành làm một số thí nghiệm đơn giản về hiện HVTH: Quách Th ị Hồng Nhung

Lớp: LL&PPDHVL K20 tượng cảm ứng điện từ

- Vận dụng được định luật Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ để giải các bài tập liên quan Bài:

Hiện tượng cảm ứng điện từ Suất điện động cảm ứng (tiết 2) a Kiến thức:

- Nêu được khái niệm dòng điện cảm ứng, suất điện động cảm ứng, hiện tượng cảm ứng điện từ

- Phát biểu được định luật Faraday về cảm ứng điện từ b Kĩ năng:

- Tiến hành làm một số thí nghiệm đơn giản về hiện tượng cảm ứng điện từ

- Vận dụng được định luật Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ để giải các bài tập liên quan

Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động

- Trình bày được khi nào thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong một đoạn dây dẫn

- Phát biểu được quy tắc bàn tay phải để xác định cực âm, cực dương của đoạn dây

- Nêu được biểu thức suất điện động cảm ứng trong đoạn dây

- Trình bày được cấu tạo, nguyên tắc của máy phát điện xoay chiều b Kĩ năng:

- Giải thích được sự xuất hiện suất điện động cảm ứng trong đoạn dây chuyển động trong từ trường

- Vận dụng được quy tắc bàn tay phải để xác định cực âm, cực dương của đoạn dây

- Giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều

- Phát biểu được định nghĩa dòng điện Fu-cô

- Nêu những tác dụng của dòng điện Fu-cô

Hiện tượng tự cảm a Kiến thức:

- Nhận biết được bản chất của hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch

- Nêu được các công thức xác định hệ số tự cảm của ống dây, công thức xác định suất điện động tự cảm

Lớp: LL&PPDHVL K20 b Kĩ năng:

- Giải thích sự xuất hiện suất điện động tự cảm

- Vận dụng được các công thức xác định hệ số tự cảm của ống dây, công thức xác định suất điện động tự cảm

Năng lượng từ trường a Kiến thức:

Năng lượng tích trữ trong ống dây chính là năng lượng từ trường, từ đó có thể thiết lập công thức để xác định mật độ năng lượng từ trường.

- Giải thích sự tồn tại của năng lượng từ trường

- Áp dụng công thức để giải một số bài tập có liên quan

Th ực tiễn dạy và học chương “Cảm ứng điện từ” hiện nay ở một số trường BTVH, TT GDTX thu ộc tỉnh Đồng Nai

Điều tra thực trạng dạy học chương “Cảm ứng điện từ” theo chương trình Vật lí 11 tại một số trường BTVH và TT GDTX nhằm xác định căn cứ xây dựng nội dung, phương pháp dạy học và hình thức tổ chức hoạt động ngoại khóa Mục tiêu là khắc phục những hạn chế và sai lầm của học sinh trong giờ học chính khóa, đồng thời phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của các em.

- Điều tra GV và HS: điều tra bằng phiếu (xem phụ lục 1, 2, 3, 4), trao đổi trực tiếp

Khám phá phòng học bộ môn và phòng thí nghiệm Vật lí để nắm bắt điều kiện cơ sở vật chất và tình hình sử dụng trang thiết bị thí nghiệm, phục vụ hiệu quả cho công tác giảng dạy.

- Một số GV Vật lí và HS của các trường BTVH và TT GDTX trong thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai:

• Trường bổ túc văn hóa tỉnh Đồng Nai

• Trường bổ túc văn hóa cụm 2

• Trung tâm GDTX tỉnh Đồng Nai

- Phòng học bộ môn và phòng thí nghiệm Vật lí của các trường này

Giáo viên tại các trung tâm được đào tạo chính quy từ các trường Đại học Sư Phạm danh tiếng như TP.HCM và Huế Đội ngũ giáo viên lớn tuổi có chuyên môn cao, nhiều người đạt danh hiệu chiến sĩ thi đua cấp cơ sở và tỉnh, nhưng thường ít sử dụng công nghệ và phương pháp giảng dạy hiện đại Trong khi đó, giáo viên trẻ có trình độ chuyên môn tốt và nắm vững lý thuyết, nhưng thiếu kinh nghiệm thực tiễn Đặc biệt, số lượng giáo viên còn hạn chế, với trường BTVH tỉnh chỉ có 3 giáo viên Vật lý, trường BTVH cụm 2 có 1 giáo viên, và TT GDTX tỉnh có 2 giáo viên, điều này cộng với áp lực cuộc sống đã ảnh hưởng đến sự chuẩn bị bài giảng của giáo viên.

Kết quả điều tra cho thấy rằng phòng học bộ môn hầu như không tồn tại và các dụng cụ thí nghiệm còn thiếu thốn Việc dạy học chủ yếu dựa vào phương pháp truyền thống, chưa khuyến khích tính tích cực và sáng tạo của học sinh, điều này thể hiện rõ trong thực tiễn giáo dục hiện nay.

Nhiều giáo viên (GV) hiếm khi tổ chức thí nghiệm cho học sinh (HS) trong quá trình xây dựng kiến thức mới, mặc dù một số GV đã kết hợp phương pháp dạy học truyền thống với phương pháp “Lấy học sinh làm trung tâm” và thực hiện “Ôn Giảng Luyện” để tăng cường hứng thú học tập cho HS Đặc biệt, rất ít GV tổ chức thí nghiệm trong chương trình cảm ứng điện từ và chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản Mặc dù một số GV đã giới thiệu ứng dụng của định luật cảm ứng điện từ, nhưng họ không khuyến khích HS vận dụng các định luật và nguyên tắc vật lý để giải thích hoạt động của máy móc, thiết bị kỹ thuật hay các hiện tượng vật lý.

Lớp LL&PPDHVL K20 chưa từng tổ chức hoạt động ngoại khóa cho học sinh, tuy nhiên, một số giáo viên trẻ đã tạo cơ hội cho học sinh tham gia các trò chơi đố vui Vật lý Học sinh có thể chế tạo thiết bị theo mẫu có sẵn hoặc tự đề xuất mẫu thiết bị và thực hiện chế tạo theo thiết kế của mình.

Nguyên nhân khiến giáo viên chưa đổi mới phương pháp dạy học chủ yếu đến từ việc học sinh BTVH có trình độ kiến thức không đồng đều so với học sinh phổ thông, cùng với hạn chế về thời gian Chương trình SGK quá nhiều kiến thức, trong khi phân phối chương trình giống như các trường phổ thông không đủ thời gian cho học sinh thực hành và giải thích cấu tạo thiết bị hay thiết kế mô hình vật chất Hơn nữa, giáo viên cũng ít có thời gian chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, dẫn đến việc dạy học chủ yếu diễn ra theo hình thức “dạy chay” và các thí nghiệm trong SGK vẫn chủ yếu chỉ là lý thuyết.

GV chủ động mô tả, minh họa và thuyết trình, trong khi HS thụ động tiếp nhận và ghi nhớ thông tin Cuối chương, các tiết thực hành thường được thay thế bằng tiết bài tập.

Hệ BTVH hiện nay đang đối mặt với sự chênh lệch lớn về trình độ học sinh, đặc biệt là so với học sinh phổ thông Nhiều em không trúng tuyển vào các trường phổ thông, đã nghỉ học lâu năm, hoặc vừa học vừa làm, dẫn đến sự không đồng đều trong trình độ Tuy nhiên, học sinh hệ BTVH thường có ý thức rõ ràng về mục đích học tập của mình, nhờ vào nhu cầu công việc và mong muốn tiến bộ Họ cũng có sự gắn kết chặt chẽ với cuộc sống thực tiễn, giúp hiểu rõ các quy luật và hiện tượng vật lý trong tự nhiên.

Lớp LL&PPDHVL K20 đang trong quá trình vận động không ngừng, giúp các em dễ dàng tiếp thu kiến thức, liên hệ với thực tiễn và phân tích vấn đề hiệu quả hơn.

Kết quả điều tra cho thấy phần lớn học sinh vẫn duy trì thói quen học tập lạc hậu và kém hiệu quả, chủ yếu thụ động tiếp thu kiến thức thông qua việc nghe, đọc, chép và ghi nhớ mà không tham gia vào quá trình chiếm lĩnh tri thức Học sinh hiếm khi đặt ra câu hỏi, đưa ra dự đoán hay tiến hành thí nghiệm, dẫn đến việc áp dụng kiến thức một cách máy móc Thực hành thí nghiệm và tìm hiểu ứng dụng của vật lý trong đời sống cũng rất hạn chế, chỉ thực hiện khi có yêu cầu từ giáo viên và thường mang tính đối phó Mặc dù một số em có đam mê tìm hiểu khoa học và thích trao đổi với bạn bè, nhưng do thiếu thời gian và phương pháp dạy học không hấp dẫn, các em không cảm thấy hứng thú và động lực để nghiên cứu Nhiều học sinh cho rằng vật lý là môn học khó và trừu tượng, từ đó dẫn đến tâm lý sợ hãi khi học môn này.

Học sinh thường gặp khó khăn trong việc hiểu khái niệm "đường sức từ", đặc biệt là cách mà số lượng đường sức đi qua vòng dây thay đổi và ảnh hưởng của nó đến dòng điện cảm ứng Việc nắm vững mối quan hệ này là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về hiện tượng điện từ.

Lớp: LL&PPDHVL K20 o Khái niệm “từ thông” còn trừu tượng đối với HS o Các em hay nhầm lẫn giữa “chống lại sự biến thiên của từ trường” với

Khi xác định chiều dòng điện cảm ứng, học sinh thường hiểu rằng từ trường của dòng điện cảm ứng luôn ngược chiều với từ trường tạo ra dòng điện đó Tuy nhiên, nhiều em không thể giải thích lý do tại sao chiều dòng điện thay đổi khi khung dây quay trong từ trường, cũng như không biết số lần thay đổi chiều dòng điện.

Nguyên nhân chính của những sai lầm trong việc hiểu biết về hiện tượng cảm ứng điện từ và xác định chiều dòng điện là do học sinh ít có cơ hội quan sát giáo viên thực hiện thí nghiệm thực tế Thay vào đó, các em chỉ được tiếp thu kiến thức qua mô tả bằng tranh, ảnh, và hình vẽ Bên cạnh đó, phương pháp giảng dạy chủ yếu là thuyết trình, thông báo, điều này không tạo ra sự hứng thú và khuyến khích tích cực cho học sinh trong quá trình học tập.

Để khắc phục vấn đề học tập, giáo viên nên khuyến khích học sinh tham gia tích cực vào các hoạt động trên lớp nhằm xây dựng kiến thức Việc biểu diễn thí nghiệm cho học sinh quan sát và cho phép các em thực hành nếu có thời gian sẽ giúp tăng cường hiểu biết Hơn nữa, tổ chức các hoạt động nhóm sẽ giúp học sinh tự vận dụng kiến thức về định luật cảm ứng điện từ để giải thích cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các ứng dụng kỹ thuật Vật lý, cũng như tự chế tạo mô hình các ứng dụng đó Qua đó, học sinh không chỉ khắc phục được sai lầm mà còn củng cố kiến thức đã học, phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo.

Quy trình t ổ chức hoạt động ngoại khóa

2.3.1 Mục tiêu của hoạt động ngoại khóa

* M ục tiêu về kiến thức

- Củng cố, đào sâu và mở rộng kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ đã học

- Khắc phục các sai lầm của HS khi học các kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ

* M ục tiêu về kỹ năng

- Giải thích được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị được ứng dụng từ định luật cảm ứng điện từ

Rèn luyện kỹ năng sử dụng và lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ là rất quan trọng Việc xác định chiều dòng điện cảm ứng cũng cần được thực hiện một cách chính xác để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của hiện tượng này.

- Rèn kỹ năng thu thập và xử lý kết quả thí nghiệm

- Rèn kỹ năng thiết kế, chế tạo các mô hình vật chất chức năng của máy phát điện

- Rèn luyện kỹ năng làm việc theo nhóm, đây là yếu tố học sinh còn yếu, học chính khóa ít có thời gian để rèn luyện

* M ục tiêu về thái độ, tình cảm

- Tạo hứng thú học tập, tạo cho HS lòng ham hiểu biết, lôi cuốn HS tự giác tham gia nhiệt tình vào các hoạt động

- Giáo dục đạo đức, lối sống, tư tưởng, tình cảm cho HS: rèn luyện tính chăm chỉ, cần cù, tỉ mỉ, trung thực, yêu lao động,…

* M ục tiêu về phát triển tư duy

Phát huy tính tích cực, tạo hứng thú cho HS và phát triển năng lực sáng tạo của HS thông qua các họạt động:

Học sinh tự thực hiện các thí nghiệm liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ và tự nghiên cứu về cấu tạo cũng như nguyên tắc hoạt động của các thiết bị như máy phát điện, microphone và guitar điện.

- HS nêu được các vấn đề dưới dạng câu hỏi, đưa ra các dự đoán, đề xuất được giả thuyết

- Vận dụng sáng tạo từ định luật cảm ứng điện từ để giải thích cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của máy phát điện

- Chế tạo, thiết kế mô hình chức năng của máy phát điện dựa vào định luật cảm ứng điện từ

2.3.2 Nội dung của hoạt động ngoại khóa

Dựa vào tình hình thực tế tại trường và trình độ của học sinh, chúng tôi tổ chức hoạt động ngoại khóa (HĐNK) nhằm khám phá các ứng dụng của định luật cảm ứng điện từ trong Vật lý Nội dung của chương trình sẽ tập trung vào việc giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khía cạnh thực tiễn và lý thuyết liên quan đến định luật này.

Giáo viên hướng dẫn học sinh thực hiện một số thí nghiệm liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ, bao gồm việc xác định chiều dòng điện cảm ứng.

Giáo viên hướng dẫn học sinh nghiên cứu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị như máy phát điện, microphone và ghi ta điện.

- N ội dung thứ ba: GV hướng dẫn và giao nhiệm vụ cho HS chế tạo được mô hình vật chất chức năng máy phát điện xoay chiều đơn giản

Giáo viên tổ chức cho học sinh trình bày và giới thiệu sản phẩm mà các em đã tạo ra, đồng thời tổ chức một buổi đố vui về Vật lý liên quan đến kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ.

Để tổ chức hoạt động ngoại khóa về các ứng dụng vật lý của định luật cảm ứng điện từ hiệu quả, lớp LL&PPDHVL K20 đã tiến hành thí nghiệm và chế tạo mô hình nhằm xác định những khó khăn mà học sinh có thể gặp phải Từ đó, chúng tôi sẽ đề xuất các phương pháp hướng dẫn cụ thể giúp học sinh vượt qua những thách thức và hoàn thành nhiệm vụ Các thí nghiệm sẽ tập trung vào hiện tượng cảm ứng điện từ, nhằm phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.

* Thí nghi ệm 1 về sự xuất hiện dòng điện cảm ứng:

 Mục đích thí nghiệm: Khảo sát từ trường có sinh ra dòng điện hay không

 Dụng cụ thí nghiệm: nam châm thẳng, ống dây, điện kế

 Phương án 1: Cho nam châm chuyển động tịnh tiến tương đối với ống dây và ngược lại

 Phương án 2: Cho nam châm chuyển động quay với ống dây và ngược lại

Kết quả thí nghiệm cho thấy khi kim điện kế lệch khỏi số 0, điều này chứng tỏ có dòng điện chạy qua ống dây Điều này chỉ ra rằng khi số đường sức từ qua ống dây thay đổi, dòng điện sẽ xuất hiện Từ đó, ta có thể kết luận rằng sự biến thiên của từ thông qua khung dây sẽ tạo ra dòng điện cảm ứng trong khung.

* Thí nghi ệm 2 về định luật Len-xơ

 Mục đích thí nghiệm: Tìm quy luật về chiều của dòng điện cảm ứng

 Dụng cụ thí nghiệm: Cuộn dây, nam châm, điện kế và pin

 Phương án 1: Đưa cực Bắc của nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây

 Phương án 2: Đưa cực Nam của nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây

Kết quả thí nghiệm cho thấy, khi nam châm tiếp cận hoặc rời xa ống dây, từ trường do dòng điện cảm ứng tạo ra có xu hướng ngăn cản sự di chuyển của nam châm.

Lớp LL&PPDHVL K20 đã nghiên cứu về dòng điện cảm ứng, trong đó chiều dòng điện được xác định sao cho từ trường sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân gây ra nó Bên cạnh đó, bài viết cũng đề cập đến cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của một số thiết bị ứng dụng từ định luật cảm ứng điện từ.

 Cấu tạo: Máy phát điện thông thường gồm hai phần chính:

- Nam châm tạo từ trường

- Khung dây sinh ra dòng điện cảm ứng

- Ngoài ra còn có bộ góp điện bao gồm vành khuyên (bán khuyên) và chổi quét

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ Khi khung dây quay trong từ trường, từ thông qua khung dây sẽ thay đổi, dẫn đến sự xuất hiện của suất điện động cảm ứng trong khung.

Khi hai vành khuyên tiếp xúc với hai chổi quét, dòng điện trong mạch ngoài sẽ thay đổi theo thời gian, tạo ra dòng điện xoay chiều Đây chính là nguyên lý hoạt động của máy phát điện xoay chiều.

Nếu hai bán khuyên tiếp xúc với hai chổi quét, dòng điện trong mạch ngoài sẽ có chiều không đổi theo thời gian, điều này được gọi là dòng điện một chiều, và sản phẩm này chính là máy phát điện một chiều.

Hình 2 Nguyên tắc cấu tạo máy phát điện xoay chiều

Hình 3 Nguyên tắc cấu tạo máy phát điện một chiều

 Cấu tạo: Bộ phận chính của microphone gồm:

- Bộ lọc có màng ngăn

- Một cuộn dây được quấn quanh bộ lọc có thể di chuyển qua lại

- Một nam châm thẳng đặt cố định

Micro hoạt động dựa trên nguyên tắc khi sóng âm thanh va chạm vào các bộ lọc của nó Sóng âm làm rung màng ngăn, dẫn đến chuyển động của cuộn dây trong từ trường, từ đó tạo ra dòng điện cảm ứng Dòng điện này sau đó được khuếch đại và truyền qua loa.

Hình 4 Nguyên tắc cấu tạo của microphone

Ghita điện là nhạc cụ tạo âm thanh thông qua dao động của sáu dây kim loại, kích hoạt các bộ pickup để chuyển đổi tín hiệu Những tín hiệu này sau đó được gửi đến máy tăng âm, trước khi phát ra qua loa phóng thanh.

 Cấu tạo: của môt bộ pickup gồm:

- Một cuộn dây quấn quanh một nam châm nhỏ, để dưới các dây đàn Hai đầu cuộn dây nối đến máy tăng âm

- Dây đàn ghita bằng kim loại Đoạn dây này cũng có một từ trường riêng của nó

Phương pháp và hình thức tổ chức và dự kiến các bước dạy học các nội dung

2.4.1 Phương pháp dạy học ngoại khóa

Phương pháp dạy học ngoại khóa được chúng tôi tiến hành theo các bước sau:

- Bước 1: GV giao nhiệm vụ cho HS

- Bước 2: GV tổ chức, hướng dẫn từng nhóm thảo luận tìm phương án giải quyết

- Bước 3: Các nhóm HS tích cực, tự lực thực hiện các nhiệm vụ được giao

- Bước 4: GV tổ chức buổi báo cáo kết quả hoạt động ngoại khóa và tham gia hội vui Vật lí

Chúng tôi sẽ chia học sinh thành 3 nhóm lớn, mỗi nhóm lại được phân thành 3 nhóm nhỏ với 3 đến 4 học sinh tùy theo trình độ và khả năng của từng em Mỗi nhóm lớn sẽ nhận nhiệm vụ riêng, trong khi các nhóm nhỏ cũng có nhiệm vụ cụ thể, đảm bảo sự đồng đều và liên kết kiến thức, giúp học sinh hiểu rõ mục đích của các nhiệm vụ.

2.4.3 Dự kiến các bước dạy học các nội dung ngoại khóa

 Bước 1: Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh

Dự kiến thực hiện trong ngày 12 tháng 6 năm 2011 tại phòng học của lớp 11N, Trung tâm GDTX TP Biên Hòa

GV khuyến khích học sinh tham gia các hoạt động ngoại khóa, giới thiệu kế hoạch hoạt động ngoại khóa (HĐNK) và giao nhiệm vụ cho toàn lớp dưới dạng các nhiệm vụ nhận thức, nhằm khuyến khích sự suy nghĩ và sáng tạo của tất cả các em.

Các nhiệm vụ cụ thể là:

Để phát hiện dòng điện cảm ứng trong ống dây, cần chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm như nam châm thẳng, ống dây, điện kế và các dây nối Phương án thí nghiệm có thể được thực hiện bằng cách di chuyển nam châm vào và ra khỏi ống dây, sau đó quan sát sự thay đổi chỉ số của điện kế để xác định sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng Nhiệm vụ này giúp hiểu rõ hơn về hiện tượng điện từ và ứng dụng của nó trong thực tiễn.

- Củng cố kiến thức: Khi từ thông qua khung dây biến thiên thì trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng

- Rèn kỹ năng tiến hành thí nghiệm cho HS

Phát triển năng lực tư duy của học sinh thể hiện qua việc đề xuất và thực hiện thí nghiệm để phát hiện dòng điện cảm ứng trong ống dây Học sinh cần hiểu các phương pháp di chuyển nam châm tương ứng với ống dây, nhằm quan sát sự xuất hiện của dòng điện trong ống dây.

Để tìm quy luật xác định chiều dòng điện cảm ứng, chúng ta sẽ sử dụng các dụng cụ thí nghiệm như cuộn dây, nam châm, điện kế, pin và các dây nối Phương án thí nghiệm bao gồm việc kết nối cuộn dây với điện kế, sau đó di chuyển nam châm lại gần hoặc xa cuộn dây để quan sát sự thay đổi dòng điện Qua đó, chúng ta có thể xác định được chiều dòng điện cảm ứng phát sinh trong cuộn dây.

- Củng cố lại kiến thức: Khi từ thông qua khung dây biến thiên thì trong khung xuất hiện dòng điện cảm ứng

- Rèn kỹ năng thiết kế, lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm để tiến hành thí nghiệm theo các phương án

Phát triển năng lực tư duy ở học sinh được thể hiện qua khả năng đề xuất và thực hiện thí nghiệm để phát hiện dòng điện cảm ứng trong ống dây Học sinh cần biết cách quy ước rằng khi kim điện kế lệch sang trái, dòng điện trong ống dây có chiều nhất định Từ đó, học sinh có thể so sánh chiều của vectơ cảm ứng từ do dòng điện cảm ứng tạo ra với vectơ cảm ứng từ của nam châm.

* Nhi ệm vụ 3: Tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của máy phát điện và báo cáo trước lớp Nhiệm vụ này nhằm:

Máy phát điện hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, trong đó khung dây quay trong từ trường tạo ra sự biến thiên của từ thông Sự thay đổi này dẫn đến việc xuất hiện suất điện động cảm ứng, từ đó sinh ra dòng điện cảm ứng Suất điện cảm ứng tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch.

Rèn kỹ năng thu thập và xử lý thông tin là rất quan trọng, giúp bạn lựa chọn những thông tin chính xác và khoa học Hãy chú ý đến việc chọn lọc các đoạn phim, mô hình và hình vẽ phù hợp liên quan đến máy phát điện để nâng cao hiệu quả học tập và hiểu biết của bạn.

- Rèn kỹ năng làm việc theo nhóm, các em biết phân công nhiệm vụ cụ thể cho từng thành viên trong nhóm

- Rèn kỹ năng thuyết trình trước đám đông

Phát triển tính tích cực và tự lực của học sinh là rất quan trọng, thể hiện qua khả năng đề xuất và áp dụng các phương pháp thu thập dữ liệu Học sinh cần biết cách sắp xếp dữ liệu một cách khoa học và logic, từ đó trình bày thông tin một cách rõ ràng và có hệ thống.

* Nhi ệm vụ 4: Tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của microphone và báo cáo trước lớp Nhiệm vụ này nhằm:

Microphone hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, trong đó cuộn dây di chuyển trong từ trường tạo ra suất điện động cảm ứng Suất điện này sau đó được khuếch đại và truyền qua loa Đặc biệt, suất điện cảm ứng tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch.

Rèn luyện kỹ năng thu thập và xử lý thông tin là rất quan trọng Điều này bao gồm việc lựa chọn những thông tin chính xác và khoa học, cũng như lựa chọn các đoạn phim, mô hình và hình vẽ phù hợp liên quan đến microphone.

Phát triển tính tích cực và tự lực của học sinh là rất quan trọng, thể hiện qua khả năng đề xuất và áp dụng các phương pháp thu thập dữ liệu Học sinh cần biết cách sắp xếp dữ liệu một cách khoa học và trình bày chúng một cách logic.

* Nhi ệm vụ 5: Tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của ghita điện và báo cáo trước lớp Nhiệm vụ này nhằm:

Nguyên tắc hoạt động của guitar điện dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, trong đó khi dây đàn dao động, chuyển động của nó làm thay đổi từ thông qua cuộn dây, từ đó sinh ra dòng điện cảm ứng.

Rèn luyện kỹ năng thu thập và xử lý thông tin là rất quan trọng Bạn cần biết cách lựa chọn những thông tin chính xác và khoa học, đồng thời chọn lọc các đoạn phim, mô hình và hình vẽ phù hợp liên quan đến guitar điện.

Phát triển tính tích cực và tự lực của học sinh là rất quan trọng, thể hiện qua khả năng đề xuất và áp dụng các phương pháp thu thập dữ liệu Học sinh cần biết cách sắp xếp dữ liệu một cách khoa học và logic, từ đó trình bày thông tin một cách rõ ràng và hiệu quả.

* Nhi ệm vụ 6: Hãy thiết kế và chế tạo một mô hình vật chất chức năng của máy phát điện xoay chiều Nhiệm vụ này nhằm:

K ết luận chương II

Kết quả điều tra về việc giảng dạy kiến thức liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ tại một số trường Bổ túc văn hóa và trung tâm GDTX tỉnh cho thấy nhiều vấn đề cần cải thiện.

Học sinh thường gặp khó khăn trong việc hiểu các khái niệm liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ, đặc biệt là khái niệm "đường sức từ" và "từ thông" Họ khó hình dung cách mà số đường sức qua vòng dây thay đổi ảnh hưởng đến dòng điện cảm ứng, dẫn đến nhiều nhầm lẫn trong việc áp dụng kiến thức.

Khi nói về "chống lại sự biến thiên của từ trường" so với "chống lại từ trường", học sinh thường hiểu rằng từ trường của dòng điện cảm ứng luôn ngược chiều với từ trường sinh ra dòng điện cảm ứng Tuy nhiên, các em chưa giải thích được lý do tại sao chiều dòng điện lại thay đổi khi khung dây quay trong từ trường, cũng như không biết số lần thay đổi đó.

Nguyên nhân dẫn đến sai lầm trong việc hiểu biết về hiện tượng cảm ứng điện từ là do học sinh ít được xem giáo viên thực hiện thí nghiệm và chủ yếu chỉ nghe mô tả qua tranh ảnh Mặc dù định luật cảm ứng điện từ có nhiều ứng dụng thực tiễn, nhưng giáo viên thường không đề cập đến Phương pháp dạy học chủ yếu là thuyết trình, không tạo hứng thú cho học sinh Học sinh BTVH có kiến thức đầu vào không đồng đều và hạn chế về thời gian học Để khắc phục, cần tạo điều kiện cho học sinh tham gia vào hoạt động lớp học, cho phép quan sát và thực hành thí nghiệm Tổ chức các hoạt động nhóm để học sinh áp dụng kiến thức về định luật cảm ứng điện từ nhằm giải thích và chế tạo mô hình ứng dụng kỹ thuật Vật lý, từ đó giúp các em cải thiện hiểu biết và kỹ năng.

Lớp LL&PPDHVL K20 đã giúp các em nhận diện những sai lầm, củng cố kiến thức đã học, đồng thời phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo.

Dựa trên phân tích trước đó, chúng tôi đã phát triển nội dung hoạt động nhóm (HĐNK) phù hợp, lựa chọn phương pháp và hình thức tổ chức để khuyến khích học sinh tham gia, từ đó nâng cao hứng thú, tính tích cực và tư duy sáng tạo trong việc ôn tập, củng cố kiến thức và phát triển kỹ năng.

thực nghiệm Sư Phạm

Tiêu đề	Tổ chức hoạt động ngoại khóa về các ứng dụng kỹ thuật của định luật cảm ứng điện từ trong chương trình vật lý lớp 11 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học viên bổ túc văn hóa
Tác giả	Quách Thị Hồng Nhung
Người hướng dẫn	PGS. TS. Phạm Xuân Quế
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2011
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	119
Dung lượng	0,99 MB