thiết kế tiến trình dạy học một số bài thuộc chương trình vật lý 11 nâng cao theo chu trình học tập 3e sử dụng phet simulations

CƠ SỞ LÝ LUẬN Trong chương này tôi trình bày các vấn đề sau: - Yêu cầu đổi mới PPGD theo hướng tích cực hóa người học hiện nay - Giới thiệu về dạy học theo chu trình - Quá trình hình thà

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA V ẬT LÝ o0o…

TR ẦN YẾN NHI

CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 11 NÂNG CAO THEO CHU TRÌNH HỌC TẬP 3E SỬ DỤNG PHET SIMULATIONS

Thành ph ố Hồ Chí Minh, 2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA V ẬT LÝ o0o…

TR ẦN YẾN NHI

CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 11 NÂNG CAO THEO CHU TRÌNH HỌC TẬP 3E SỬ DỤNG PHET SIMULATIONS

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn:

Thành ph ố Hồ Chí Minh, 2012

Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Sư phạm Thành

phố Hồ Chí Minh, ngoài sự nỗ lực không ngừng của bản thân, tôi luôn nhận được

sự quan tâm, giúp đỡ, hỗ trợ của gia đình, thầy cô, bạn bè và người thân Đến nay

tôi đã hoàn thành xong đề tài

Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo đã

hướng dẫn tôi thực hiện đề tài này, TS Nguyễn Đông Hải, người đã tận tình chỉ

bảo và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình triển khai và hoàn thiện luận văn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thân yêu trong gia đình đã

luôn quan tâm, động viên và tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập

cũng như nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm

Thành phố Hồ Chí Minh

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn tất cả bạn bè tôi, những người luôn quan

tâm và ủng hộ để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn này

Trong quá trình thực hiện đề tài, mặc dù tôi luôn cố gắng để hoàn thành đề tài

một cách tốt nhất nhưng sẽ không thể tránh khỏi nhưng thiếu sót Tôi hi vọng nhận

được sự nhận xét góp ý của thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2012

M ỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

MỤC LỤC 4

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 6

CHƯƠNG MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN 10

1.1 Yêu cầu đổi mới PPGD theo hướng tích cực hóa người học hiện nay 10

1.2 Giới thiệu về dạy học theo chu trình 12

1.3 Quá trình hình thành và phát triển của chu trình học tập 5E 16

1.3.1 Mô hình dạy học của Johann Friedrich Herbart 16

1.3.2 Mô hình dạy học của John Dewey 18

1.3.3 Chu trình học tập của Heiss, Obourn và Hoffman 19

1.3.4 Chu trình học tập Atkin – Karplus 20

1.3.5 Mô hình dạy học theo chu trình BSCS 5E hiện nay 21

1.4 Cơ sở thực tiễn của việc vận dụng chu trình học tập 5E ở Việt Nam và trên thế giới 25

1.4.1 Điều kiện sử dụng chu trình học tập 5E 25

1.4.2 Thực tế của việc sử dụng chu trình học tập 5E trong dạy học 25

1.5 Giới thiệu về PhET Simulations 26

1.5.1 Đôi nét về PhET Simulations 26

1.5.2 Lý do giới thiệu về PhET Simulations 27

1.5.3 Cách sử dụng PhET Simulations 28

1.6 Kết luận chương 1 30

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI HỌC VẬT LÝ 11 NÂNG CAO THEO CHU TRÌNH HỌC TẬP 3E SỬ DỤNG PHET SIMULATIONS 31

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 105

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 105

3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm 105

3.3.1 Chuẩn bị 105

3.3.2 Hoạt động trên lớp 106

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 106

3.5 Thuận lợi và khó khăn trong quá trình tiến hành thực nghiệm sư phạm 136

3.5.1 Thuận lợi 137

3.5.2 Khó khăn 137

3.6 Kết luận chương 3 137

KẾT LUẬN 139

TÀI LIỆU THAM KHẢO 140

1 Lý do ch ọn đề tài

Nền giáo dục của nước ta hiện nay đang không ngừng đẩy mạnh đổi mới cả về phương pháp lẫn nội dung dạy – học, đòi hỏi không chỉ những người làm công tác

quản lý giáo dục mà cả giáo viên, học sinh – những người trực tiếp tham gia vào

việc thử nghiệm các phương pháp và nội dung mới – cũng phải tích cực, chủ động trong việc đổi mới cách thức tổ chức dạy – học Nội dung thứ hai trong chỉ thị về

việc phát động phong trào thi đua “Xây dựng trường học thân thiện, học sinh tích

cực” trong các trường phổ thông giai đoạn 2008 – 2013 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục – Đào tạo Nguyễn Thiện Nhân là:

- Dạy và học có hiệu quả, phù hợp với đặc điểm lứa tuổi của HS ở mỗi địa phương, giúp các em tự tin trong học tập

- Thầy, cô giáo tích cực đổi mới phương pháp giảng dạy nhằm khuyến khích sự chuyên cần, tích cực, chủ động, sáng tạo và ý thức vươn lên, rèn luyện khả năng tự

học của HS

- Học sinh được khuyến khích đề xuất sáng kiến và cùng các thầy cô giáo thực

hiện các giải pháp để việc dạy và học có hiệu quả ngày càng cao [11]

Chính điều này đã thể hiện rõ tầm quan trọng và tính cấp thiết của vấn đề đổi

mới phương pháp dạy – học Để nâng cao chất lượng giáo dục và thúc đẩy quá trình

dạy – học đạt hiệu quả ngày càng cao, người giáo viên ngoài việc không ngừng nâng cao chuyên môn nghiệp vụ còn cần phải tích cực và chủ động hơn nữa trong

việc đổi mới phương pháp giảng dạy, cần biết lựa chọn phương pháp giảng dạy tối

ưu [7, tr.9]

Trong công tác giảng dạy đặc biệt là đối với bộ môn Vật lý, việc thực hiện các thí nghiệm Vật lý trong giờ học là rất cần thiết đối với cả giáo viên và học sinh Song, với cơ sở vật chất còn hạn chế của một số trường phổ thông hiện nay cộng

với thời gian hạn hẹp của một tiết học khiến việc tiến hành thí nghiệm ngay trong

giờ lên lớp trở nên rất khó khăn cho cả thầy và trò

thấy việc dạy học theo chu trình có thể phát huy tốt năng lực sáng tạo trong học tập

của HS đồng thời kích thích các em tham gia tích cực vào quá trình học tập Tuy nhiên, mô hình dạy học theo chu trình còn mới mẻ và chưa được áp dụng nhiều ở

Việt Nam

Vì những lý do thực tiễn nói trên cũng như mong muốn đóng góp một phần khả năng của mình vào việc đổi mới phương pháp dạy – học, đồng thời được sự giới thiệu và hướng dẫn của thầy Nguyễn Đông Hải, tôi chọn nghiên cứu đề tài “Thiết

kế tiến trình dạy học một số bài thuộc chương trình Vật lý 11 nâng cao theo chu trình học tập 3E sử dụng PhET Simulations” làm luận văn tốt nghiệp

2 M ục đích nghiên cứu

Giới thiệu về dạy học theo chu trình và việc áp dụng dạy học theo chu trình trong trường học ở Việt Nam Trên cơ sở đó, giới thiệu một số giáo án mẫu áp dụng

dạy học theo chu trình với sự hỗ trợ của PhET Simulations

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Quá trình học tập môn Vật lý theo chu trình 3E của học sinh THPT

- Phạm vi nghiên cứu: một số bài học thuộc chương trình Vật lý 11 nâng cao

4 Nhi ệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu về một số phương pháp dạy – học mới, về mô hình dạy học theo chu trình 5E và chu trình 3E

- Tìm hiểu về PhET Simulations và cách sử dụng nó nhằm hỗ trợ cho việc tổ chức dạy học theo chu trình

- Thiết kế tiền trình dạy học một số bài thuộc chương trình Vật lý 11 nâng cao theo chu trình 3E với sự hỗ trợ của PhET Simulations

- Thực nghiệm dạy một số bài đã soạn theo chu trình 3E ở trường phổ thông nhằm đánh giá tình khả thi của mô hình dạy học theo chu trình trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông ở Việt Nam hiện nay

- Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm sư phạm

6 B ố cục của luận văn

Luận văn bao gồm:

- Chương mở đầu

- Chương 1: Cơ sở lý luận

- Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học một số bài học Vật lý 11 nâng cao theo chu trình học tập 3E sử dụng PhET Simulations

- Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

- Kết luận

- Tài liệu tham khảo

CƠ SỞ LÝ LUẬN

Trong chương này tôi trình bày các vấn đề sau:

- Yêu cầu đổi mới PPGD theo hướng tích cực hóa người học hiện nay

- Giới thiệu về dạy học theo chu trình

- Quá trình hình thành và phát triển của chu trình học tập 5E

- Cơ sở thực tiễn của việc vận dụng chu trình học tập 5E ở Việt Nam

1.1 Yêu c ầu đổi mới PPGD theo hướng tích cực hóa người học hiện nay

Dạy học là một quá trình bao gồm hai mặt có mối quan hệ chặt chẽ và bổ sung cho nhau một cách thống nhất, đó là hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học

của học sinh Lý luận dạy – học cũng từ đó xuất hiện hai quan niệm khác nhau về vai trò của giáo viên và học sinh:

- Dạy – học lấy giáo viên làm trung tâm

- Dạy – học lấy học sinh làm trung tâm

Trong những năm gần đây, xu hướng chuyển từ dạy - học lấy giáo viên làm trung tâm sang dạy - học lấy học sinh làm trung tâm diễn ra mạnh mẽ

Hiện nay vấn đề phát huy tính tích cực chủ động và sáng tạo trong học tập của

học sinh là một trong những vấn đề cấp thiết của ngành giáo dục nước ta Việc này đòi hỏi giáo viên không ngừng nỗ lực hoàn thiện kĩ năng giảng dạy để nâng cao

kiến thức cho học sinh, không ngừng phát huy sự sáng tạo của bản thân để có được

những mô hình tổ chức dạy – học tiến bộ, những phương pháp giảng dạy mới mẻ

mà hiệu quả Yêu cầu của việc đổi mới phương pháp giảng dạy thúc đẩy những người làm công tác giáo dục tích cực nghiên cứu các phương pháp dạy học mới

nhằm kích thích nhu cầu học tập của học sinh, tăng cường và phát huy tối đa khả năng tư duy của học sinh đồng thời phát triển khả năng phán đoán của HS Do vậy

có rất nhiều mô hình dạy – học cùng nhiều phương pháp giảng dạy tích cực đã được nghiên cứu và áp dụng ở Việt Nam như phương pháp luận, phương pháp trạm, phương pháp dạy học theo dự án, dạy học hợp tác, dạy học giải quyết vấn đề… trong đó có thể kể đến một số đề tài nghiên cứu sau:

chương “ Mắt Các dụng cụ quang học” – sách giáo khoa vật lý 11, Luận văn thạc

sĩ chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý

- Huỳnh Thị Kim Thoa, TS Phạm Thế Dân (hướng dẫn), trường Đại học Sư Phạm

Tp.HCM, 2009, Phát huy tính tích c ực, tự lực của sinh viên trong dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” thuộc chương trình Vật lý cao đẳng

sư phạm thông qua việc thiết kế và sử dụng website hỗ trợ dạy học, Luận văn thạc

sĩ chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý

- Trần Thị Thanh Tâm, TSKH Lê Văn Hoàng (hướng dẫn), trường Đại học Sư

phạm Tp HCM, 2009, Xây dựng website www.thuvienvatly.com h ỗ trợ dạy và học

V ật lý ở trường phổ thông, Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Lý luận và phương pháp

dạy học môn Vật lý

- Đặng Hoàng Thủy Tiên, TS Đỗ Xuân Hội (hướng dẫn), trường Đại học Sư phạm

Tp.HCM, 2011, V ận dụng mô hình học tập trên cơ sở vấn đề (Problem based learning) vào t ổ chức dạy học các chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động

l ực học” Vật lý 10 ban cơ bản, Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Lý luận và phương

pháp dạy học môn Vật lý

- Phạm Thị Thu Hằng, TS Nguyễn Mạnh Hùng (hướng dẫn), trường Đại học Sư

Phạm Tp HCM, 2009, Tổ chức dạy học chương động lực học chất điểm Vật lý 10 ban cơ bản gắn với thực tiễn nhằm tạo hứng thú học tập cho học sinh và nâng cao hi ệu quả của việc dạy học, Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Lý luận và phương

pháp dạy học môn Vật lý

- Trần Thị Xuân, TS Nguyễn Đình Thước (hướng dẫn), trường Đại học Vinh, 2009,

Phát huy tính tích c ực học tập của học sinh thông qua dạy học giải quyết vấn đề chương “ Động lực học chất điểm” – Vật lý 10 theo chương trình chuẩn, Luận

văn thạc sĩ chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý

Qua những công trình nghiên cứu trên, có thể nhận thấy là có rất nhiều phương pháp khác nhau đã và đang được thử nghiệm nhằm kích thích sự chủ động, sáng tạo

của học sinh trong quá trình học tập Tuy nhiên, ngoài các phương pháp đã nêu thì

các mục đích trên nhưng hiện nay vẫn chưa được áp dụng nhiều ở Việt Nam và theo

hiểu biết của bản thân tôi thì chưa có đề tài nghiên cứu nào có liên quan đến mô hình dạy học theo chu trình Do đó, trong khóa luận này, tôi sẽ giới thiệu về mô hình dạy học theo chu trình, cụ thể là mô hình dạy học theo chu trình 5E và 3E

1.2 Gi ới thiệu về dạy học theo chu trình

Dạy học theo chu trình là quá trình dạy học một kiến thức cụ thể được chia thành nhiều giai đoạn nhỏ khác nhau, trong đó mỗi giai đoạn thực hiện một nhiệm

Từ cuối thập niên 80, BSCS (Chương trình nghiên cứu khoa học sinh vật) [11]

áp dụng rộng rãi mô hình giảng dạy BSCS 5E nhằm phát triển chương trình giảng

dạy và kỹ năng chuyên nghiệp của người GV trong giảng dạy [1, tr.1]

Chu trình học tập 5E là mô hình dạy học theo chu trình bao gồm 5 giai đoạn

Mỗi giai đoạn của mô hình này có một nhiệm vụ cụ thể góp phần giúp cho GV đưa

ra sự hướng dẫn chặt chẽ trong quá trình dạy học đồng thời giúp HS tiếp thu một cách có hệ thống các kiến thức về khoa học, công nghệ và hình thành những kỹ năng, thái độ tích cực trong học tập Đó là 5 giai đoạn sau:

- Tham gia (Engagement): Giáo viên giới thiệu một tình huống cụ thể hoặc giới thiệu bài học nhằm kích thích sự tò mò của học sinh đối với kiến thức mới

- Khám phá (Exploration): Học sinh tự tiến hành các thí nghiệm theo sự hướng dẫn

của giáo viên, quan sát và ghi nhận các hiện tượng diễn ra

- Giải thích (Explanation): Học sinh thảo luận với nhau về kết quả thí nghiệm và

những hiện tượng không giải thích được ở giai đoạn Khám phá dưới sự hướng dẫn

của GV Giáo viên gợi ý, giới thiệu, giảng giải về kiến thức mới để học sinh có thể

Đây là lúc học sinh tiếp thu và hình thành kiến thức mới

- Củng cố và mở rộng (Elaboration): Học sinh vận dụng kiến thức vừa học vào việc

giải thích một số hiện tượng tương tự, đưa ra giả thuyết về kết quả của những thí nghiệm có liên quan và trực tiếp làm các thí nghiệm đó để kiểm chứng giả thuyết

- Đánh giá (Evaluation): Giáo viên tạo điều kiện để học sinh đưa ra nhiều cách giải quyết cho cùng một vấn đề và diễn đạt theo cách của mình Khi đó giáo viên sẽ quan sát cách mà học sinh vận dụng kiến thức, kỹ năng của mình để đánh giá Ngoài ra, giáo viên cũng cho phép học sinh tự đánh giá Học sinh tự đánh giá bằng cách trao đổi kiến thức, tự diễn đạt cách giải quyết vấn đề của mình theo nhiều cách khác nhau

Ví dụ: Khi dạy bài “Hiện tượng tự cảm” trong chương trình Vật lý lớp 11 nâng cao thì 5 giai đoạn được thực hiện như sau:

Giai đoạn 1: Tham gia

Vào cuối tiết học trước giáo viên đặt vấn đề cho bài học sau: Khi ta bật công tắc

của một hệ thống bóng đèn thì các bóng đèn sẽ sáng lên cùng lúc hoặc khi ta ngắt công tắc thì thông thường các đèn sẽ tắt ngay lập tức Tuy nhiên, trong một số trường hợp thì khi ta bật công tắc, các đèn không sáng cùng lúc cũng như khi ta

ngắt công tắc thì đèn không tắt ngay Nguyên nhân gì đã gây ra hiện tượng này?

Hiện tượng này xảy ra trong trường hợp nào? Vấn đề này sẽ được làm sáng tỏ trong bài học ngày hôm sau: bài “Hiện tượng tự cảm”

Mắc mạch điện theo sơ đồ:

Yêu cầu HS đóng công tắc và chú ý đến sự thay đổi độ sáng 2 bóng đèn

Thí nghiệm 2

Mắc mạch điện theo sơ đồ:

Yêu cầu HS ngắt công tắc và chú ý đến sự thay đổi độ sáng 2 bóng đèn

Học sinh tiến hành các thí nghiệm về hiện tượng tự cảm khi đóng mạch và hiện tương tự cảm khi ngắt mạch trong phòng thí nghiệm, ghi nhận hiện tượng quan sát được khi tiến hành thí nghiệm Với kiến thức ở thời điểm này thì HS không thể giải thích được hai quan sát sau:

- Trong thí nghiệm 1: đèn 1 sáng lên trước so với đèn 2

Học sinh bắt đầu đưa ra các giả thuyết của mình nhằm giải thích hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm Giáo viên cần chú ý quan sát, lắng nghe học sinh để

kịp thời đặt câu hỏi thăm dò nhằm chuyển hướng điều tra của học sinh khi cần thiết Giai đoạn 3: Giải thích

Giáo viên yêu cầu học sinh trình bày, thảo luận các kết quả thí nghiệm mà các

em quan sát được và cung cấp kiến thức mới để giúp HS giải quyết các vấn đề các

em không giải thích được với các kiến thức hiện có

- Giải thích kết quả:

GV đặt câu hỏi dẫn dắt:

• Khi đóng khóa K thì dòng điện trong mạch tăng hay giảm?

• Khi dòng điện tăng lên thì B qua ống tăng hay giảm?

• Khi B tăng lên thì từ thông qua ống tăng hay giảm?

• Khi từ thông tăng thì điều gì sẽ xảy ra ?

• Vậy theo định luật Lenz thì dòng điện cảm ứng này cùng chiều hay ngược chiều

với dòng điện trong mạch?

Yêu cầu HS giải thích tại sao đèn mắc với cuộn cảm lại sáng lên sau

- Nhận xét câu trả lời và đưa ra cách giải thích chính xác và hoàn chỉnh

• Khi ngắt khóa K, thì bóng đèn như thế nào?

• Tương tự thí nghiệm trên, trong mạch khi ngắt khóa K có dòng điện cảm ứng hay không, tại sao?

• Dòng điện cảm ứng này cùng chiều hay ngược chiều dòng điện trong mạch?

• Yêu cầu HS giải thích hiện tượng này

- Nêu kết luận: Nguyên nhân của các hiện tượng trên đều là do sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng do chính dòng điện trong mạch đó thay đổi

- Thông báo: Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự thay đổi

của dòng điện trong mạch đó gây ra gọi là hiện tượng tự cảm

Cho HS một số bài tập vận dụng hoặc yêu cầu HS giải thích một số hiện tượng

có liên quan HS phải dự đoán diễn biến và kết quả của các thí nghiệm mới trước khi làm thí nghiệm kiểm chứng

Giai đoạn 5: Đánh giá

Yêu cầu học sinh lấy một vài ví dụ về hiện tượng tự cảm

Đặt câu hỏi : Tại sao em cho rằng đó là hiện tượng tự cảm? Em giải thích hiện

tuọng này như thế nào?

Quan sát cách học sinh vận dụng kiến thức vừa học vào việc trả lời các câu hỏi

do giáo viên đưa ra để đánh giá kiến thức và kỹ năng của HS

1.3 Quá trình hình thành và phát tri ển của chu trình học tập 5E

Quá trình hình thành và phát triển của chu trình học tập 5E đã kế thừa và phát huy những tinh hoa của một số mô hình dạy học trước đó Chủ yếu là các mô hình

của Johann Friedrich Herbart; John Dewey; Heiss, Obourn và Hoffman; Atkin – Karplus mà tôi sẽ trình bày ngay sau đây

1.3.1 Mô hình d ạy học của Johann Friedrich Herbart

Johann Friedrich Herbart là một nhà triết học người Đức nhưng tư tưởng của ông có ảnh hưởng to lớn đến nền giáo dục của nước Mỹ trong thập niên 90 của thế

kỷ XX Theo Herbart mục đích cơ bản của giáo dục là sự phát triển tính cách và quá trình phát triển tính cách xuất phát từ sự thích thú của học sinh [1, tr.5] Ông cho

rằng khái niệm chính là nền tảng để xây dựng nên tri thức Do đó ông quan tâm nhiều đến vấn đề sự hình thành và phát triển cấu trúc của khái niệm có ảnh hưởng đặc biệt như thế nào đến tích cách của học sinh Từ các quan điểm của mình, ông đã đưa ra hai ý tưởng làm cơ sở cho dạy học là sự quan tâm và hiểu biết về khái niệm Theo Herbart, hiệu quả của việc giảng dạy được thể hiện trước hết ở nguyên tắc đầu tiên là sự quan tâm của HS đối với chủ đề mà người GV đưa ra Ông nhận thấy

rằng HS đặc biệt có hai mối quan tâm lớn đối với các chủ đề mà người GV đưa ra:

- Họ quan tâm nhiều đến các vấn đề của tự nhiên mà bản thân họ đã từng trải qua, hay có chút ít kinh nghiệm và hiểu biết về vấn đề đó

Do đó người giáo viên dạy các môn khoa học có thể dựa vào sự ham hiểu biết

của học sinh đối với thế giới tự nhiên để dễ dàng truyền đạt các kiến thức khoa học Hơn nữa người giáo viên có thể giới thiệu cho học sinh các chủ đề hoặc các đối tượng từ thế giới tự nhiên để họ quan sát, tìm hiểu, khám phá nhằm giúp học sinh tích lũy được những hiểu biết, ấn tượng, cảm giác phong phú về thế giới tự nhiên xung quanh họ

Mô hình của Herbart kết hợp chặt chẽ lợi ích xã hội của trẻ em và sự tương tác

của chúng với các cá nhân khác Theo đó, một mô hình giảng dạy tốt là một mô hình kết hợp chặt chẽ được cơ hội tương tác xã hội giữa học sinh với nhau và giữa

học sinh với giáo viên

Nguyên tắc thứ hai trong mô hình của Herbart là sự hình thành các khái niệm Theo Herbart sự nhận thức về các đối tượng, các sự vật, hiện tượng là rất cần thiết nhưng vẫn chưa đủ để phát triển trí tuệ Một đề tài quan trọng trong mô hình của Herbart là sự gắn kết các ý tưởng, các ý tưởng mới được đưa ra phải có mối liên hệ

với những ý tưởng hiện có

Tổng kết quan điểm của Herbart, ta bắt đầu với các kiến thức và kinh nghiệm

sẵn có của học sinh, những ý tưởng mới liên quan đến các khái niệm mà học sinh đã

có Theo ông, một phương pháp sư phạm tốt cho phép HS tạo được mối liên kết

giữa những kiến thức đã có Mô hình giảng dạy của Herbart gồm 4 giai đoạn như sau:

- Giai đoạn 1: Chuẩn bị

Trong giai đoạn này người giáo viên cần nắm được những thông tin về nhận

thức, kinh nghiệm, vốn sống, kiến thức… đã có của học sinh

- Giai đoạn 2: Trình bày

Giáo viên đưa ra gợi ý, hướng dẫn, đặt ra một tình huống, một vấn đề, giới thiệu

một kiến thức mới… thông qua các công cụ hỗ trợ giảng dạy để dẫn dắt HS tìm

kiếm mối liên hệ giữa kiến thức mới với những kiến thức đã có trước đây

Giáo viên giải thích các ý tưởng mà học sinh đưa ra và giảng giải những vấn đề

mà học sinh không thể tự giải quyết được

- Giai đoạn 4: Ứng dụng

Giáo viên đặt ra yêu cầu, cung cấp những tình huống… để học sinh thể hiện sự

hiểu biết của mình bằng cách áp dụng các kiến thức đã học vào những tình huống

mới, hoàn cảnh mới

1.3.2 Mô hình d ạy học của John Dewey

John Dewey là nhà giáo dục người Mỹ Ông bắt đầu sự nghiệp là một giáo viên

dạy các môn khoa học Việc sớm bị ảnh hưởng bởi các vấn đề có liên quan đến khoa học đã giải thích rõ ràng mối liên kết chặt chẽ giữa tư duy và các yêu cầu về khoa học của John Dewey [1, tr.6] Trong tác phẩm How We Think (1910, 1933),

ông mô tả quá trình hình thành tư duy qua 5 giai đoạn:

- Xác định vấn đề

- Lưu ý các điều kiện có liên quan tới vấn đề đã xác định ở giai đoạn trước

- Xây dựng giả thuyết để giải quyết vấn đề

- Đề xuất các giải pháp

- Kiểm tra các giải pháp đã đề xuất và xác định giải pháp tốt nhất để giải quyết

vấn đề

Trong tác phẩm Democracy and Education (1916) Dewey tiếp tục mô tả mối

quan hệ giữa kinh nghiệm và tư duy Ông tóm tắt những đặc điểm chính của kinh nghiệm phản xạ như sau:

- Sự nghi nhờ, vướng mắc xuất hiện trong một điều kiện thiếu thông tin về một

vấn đề nào đó

- Nhu cầu muốn giải quyết những vướng mắc, đưa ra các dự đoán

- Kiểm tra, khảo sát, phân tích những dự đoán để làm rõ vấn đề

- Xây dựng giả thuyết cho những kết quả phân tích được nhằm làm cho các kết

quả đó chính xác và phù hợp hơn nữa

công khai việc kiểm tra các giả thuyết để mang lại kết quả như mong đợi

Những điều này thể hiện hàm ý của Dewey về một cách tiếp cận giảng dạy là

dựa vào kinh nghiệm và tư duy phản ánh

Năm 1938, báo cáo Science in General Education thể hiện tư tưởng của Dewey

về tư duy phản xạ thông qua mô hình dạy học bao gồm 6 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Tình huống có vấn đề

Giáo viên trình bày một nội dung chứa đựng tình huống mà học sinh cảm thấy

có vấn đề, không thể giải quyết ngay được nhưng có mong muốn giải quyết

- Giai đoạn 2: Làm rõ vấn đề

Giáo viên giúp học sinh xác định vấn đề cần giải quyết

- Giai đoạn 3: Xây dựng giả thuyết

Giáo viên cung cấp cho học sinh các cơ hội và điều kiện để họ hình thành các

giả thuyết và cố gắng thiết lập mối quan hệ giữa tình huống có vấn đề và các kiến

thức sẵn có

- Giai đoạn 4: Kiểm tra giả thuyết

Giáo viên hướng dẫn học sinh thực hiện các thí nghiệm khác nhau bao gồm cả các thí nghiệm tưởng tượng và các thí nghiệm cụ thể để kiểm chứng giả thuyết

- Giai đoạn 5: Duyệt lại các giả thuyết

Giáo viên cung cấp cho học sinh các phép thử để kiểm chứng giả thuyết và kết

quả của quá trình này là làm cho HS nhận ra đâu là giả thuyết được chấp nhận

- Giai đoạn 6: Thực thi giải pháp

Giáo viên yêu cầu học sinh đưa ra kết luận của họ về giả thuyết và khả năng ứng

dụng trong thực tiễn

Đến năm 1950, nhiều sách khoa học của Mỹ đã dựa vào chu trình học tập của Dewey để biên soạn Chu trình học tập của Heiss, Obourn và Hoffman

1.3.3 Chu trình h ọc tập của Heiss, Obourn và Hoffman

Dựa vào mô hình giảng dạy của John Dewey, Heiss, Obourn và Hoffman đã thiết kế một chu trình học tập gồm 4 giai đoạn như sau:

Học sinh quan sát những sự kiện có tính chất minh họa do giáo viên cung cấp rồi đặt câu hỏi, đưa ra vấn đề sau đó đề xuất giả thuyết để trả lời câu hỏi hoặc giải quyết vấn đề đó, cuối cùng là lập kế hoạch để kiểm chứng

- Giai đoạn 2: Bắt đầu nhận thức

Học sinh tiến hành kiểm tra giả thuyết theo phương án đã đưa ra, thu thập kết

quả, giải thích và đúc kết thành một kết luận

- Giai đoạn 3: Tổ chức quá trình tiếp thu kiến thức

Học sinh chuẩn bị các bản phác thảo, kết quả, các tóm tắt của các lần kiểm

chứng và làm bài kiểm tra

- Giai đoạn 4: Ứng dụng

Học sinh ứng dụng những thông tin, khái niệm, kỹ năng vừa học được vào các tình huống mới

1.3.4 Chu trình h ọc tập Atkin – Karplus

Trong những năm cuối của thập niên 50 và những năm đầu của thập niên 60, kỷ nguyên của những cải cách về chương trình giảng dạy, các mô hình giảng dạy được

phổ biến rộng rãi bởi các nhà lãnh đạo phong trào cải cách Trong bài báo nổi tiếng

thời đó mà bây giờ trở nên kinh điển Messing About in Science (1965), David

Hawkins mô tả về một mô hình giảng dạy có sử dụng những biểu tượng hình tròn, tam giác và hình vuông Thông thường những biểu tượng được dùng có tác dụng đại diện cho các giai đoạn của một mô hình giảng dạy Các mô hình do David Hawkins mô tả cung cấp các cách tiếp cận có hệ thống mà không cần hướng dẫn đối

với các nghiên cứu phát triển chương trình giảng dạy

Robert Karplus là nhà vật lý lý thuyết tại trường đại học California – Berkeley Ông rất quan tâm đến việc giáo dục khoa học vào cuối những năm 50 Chính sự quan tâm của ông đã dẫn tới việc thăm dò khả năng tư duy và giải thích các hiện tượng tự nhiên của trẻ em Năm 1961, Karplus bắt đầu liên kết tâm lý học phát triển

của Jean Piaget với việc thiết kế các tài liệu giảng dạy và việc giảng dạy các môn khoa học

của Karplus về việc giảng dạy khoa học cho trẻ em [1, tr.7]

Cuối cùng, họ hợp tác với nhau trong mô hình Guided Discovery Karplus tiếp

tục hoàn thiện ý tưởng của mình và mô hình giảng dạy mà ông đã kiểm chứng bởi

những tài liệu khác nhau và quan sát phản ứng của HS tiểu học

Đến năm 1967, Robert Karplus và đồng nghiệp của ông là Herbert đưa ra mô hình giảng dạy khoa học gồm 3 giai đoạn của chu trình học tập SCIS (Science Curriculum Improverment Study) là thăm dò, sáng chế, khám phá

- Giai đoạn thăm dò học sinh thu thập được những kiến thức ban đầu về hiện tượng cần tìm hiểu

- Giai đoạn sáng chế học sinh được giới thiệu thêm các điều kiện, đặc điểm mới

có liên quan đến các khái niệm nói về hiện tượng đang tìm hiểu

- Giai đoạn khám phá học sinh ứng dụng các khái niệm phát hiện được ở giai đoạn trên vào những tình huống mới, những hoàn cảnh mới tương tự Chu trình dạy

học SCIS được sử dụng như một cơ sở lý thuyết dùng trong giảng dạy Ngoài ra, mô hình này cũng đã được áp dụng thành công trong các hệ thống giáo dục khác nhau

1.3.5 Mô hình d ạy học theo chu trình BSCS 5E hiện nay

Vào giữa những năm 1980, BSCS nhận được tài trợ từ tập đoàn IBM (International Business Machines) để tiến hành nghiên cứu, thiết kế, sản xuất các chi tiết kỹ thuật cho một chương trình giảng dạy khoa học và sức khỏe mới cho một trường tiểu học Mô hình BSCS 5E là một trong những kết quả của quá trình nghiên

cứu này [1, tr.1]

Mô hình BSCS 5E là mô hình mẫu dùng để thiết kế chương trình giảng dạy ở nhiều cấp độ Người giáo viên có thể linh hoạt sử dụng các giai đoạn của mô hình cho phù hợp với yêu cầu giảng dạy, có thể áp dụng để thiết kế chương trình giảng

dạy cho cả một năm, cho một chương hay cho từng bài giảng Mô hình này bao

gồm 5 giai đoạn, trong đó mỗi giai đoạn có những nhiệm vụ cụ thể riêng biệt, có hình thức khác nhau và phục vụ cho những mục đích khác nhau tùy theo ý đồ sử

dụng của người giáo viên

Trong giai đoạn này, học sinh bắt đầu tham gia vào quá trình tiếp nhận kiến

thức Họ cần phải tập trung tinh thần vào một vấn đề, một đối tượng, một sự kiện cụ

thể

Người giáo viên cần đưa ra một tình huống cụ thể, từ đó gợi ý để học sinh nhận

ra vấn đề ở đây là gì, kích thích sự tò mò của học sinh đối với vấn đề đó, gợi cho

học sinh nhớ lại những kiến thức cũ cần thiết để giải quyết vấn đề này

Nhiệm vụ của học sinh trong giai đoạn này là phải tạo được một sợi dây liên kết

giữa những kiến thức cũ và vấn đề cần giải quyết Học sinh sẽ thường xuyên bật ra

những câu hỏi như: Tại sao điều này lại xảy ra? Cái gì ở đây ta đã biết rồi? Cái gì chưa biết? Làm thế nào để biết?

Theo tâm lý học và theo Herbart, con người sẽ lĩnh hội kiến thức tốt nhất khi họ

có hứng thú đối với phần kiến thức đó Vì vậy trong giai đoạn này vai trò của người giáo viên là cần phải tạo ra một bầu không khí thoải mái, hấp dẫn để lôi cuốn được

sự tò mò, ham thích của học sinh vào bài dạy của mình Để làm được điều này người giáo viên cần phải đặt ra những yêu cầu vừa sức dành cho học sinh, đưa ra các nhiệm vụ cụ thể kèm với một số hướng dẫn cần thiết nhằm kích thích mong

muốn khám phá, chinh phục khó khăn, giải quyết vấn đề, thu nhận kiến thức mới

của học sinh Khi đó động cơ học tập của HS chính thức được khởi động Họ có thể

sẽ nhận biết được mục tiêu bài học ngay ở giai đoạn này

- Giai đoạn 2: Khám phá (Exploration)

Đây là giai đoạn quan trọng của quá trình, học sinh cần phải tích cực, chủ động khám phá vấn đề đã được xác định ở giai đoạn tham gia

Trong giai đoạn này học sinh tiến hành thí nghiệm để khảo sát các đối tượng, quan sát các hiện tượng diễn ra và ghi nhận kết quả thí nghiệm, trong đó có những

hiện tượng mà học sinh không thể giải thích được bằng kiến thức hiện có Vì vậy, nhiệm vụ của học sinh là ghi chép cẩn thận những điều các em quan sát được, đặc

biệt là những hiện tượng không giải thích được để mang vào lớp thảo luận với các

bạn

phải chú ý đến điều gì, quan sát cái gì… khi tiến hành thí nghiệm

- Giai đoạn 3: Giải thích (Explanation)

Sau khi hoàn thành giai đoạn khám phá, học sinh bắt đầu hoạt động thảo luận

với những học sinh khác trong lớp Khi đó mỗi học sinh sẽ vận dụng toàn bộ kiến

thức, khả năng diễn đạt để trình bày lại kết quả thí nghiệm, cách giải thích của riêng mình cho giáo viên và các học sinh khác về hiện tượng mà mình đã ghi nhận được khi tiến hành thí nghiệm Sau đó, học sinh sẽ cùng trao đổi, tranh luận với nhau và

lắng nghe gợi ý của giáo viên để đưa ra cách giải thích đúng đắn nhất hoặc tiếp

nhận giải trinh của giáo viên về vấn đề đang thảo luận Thông qua hoạt động này

học sinh sẽ dễ dàng lĩnh hội được những kiến thức mới

Người giáo viên có nhiệm vụ như một nhà tư vấn, dẫn dắt học sinh giải thích các

hiện tượng, xây dựng các kiến thức mới thông qua quá trình thảo luận của các em Giáo viên cần tạo điều kiện và khuyến khích học sinh tự giải thích trước khi giảng

giải và đúc kết thành những kiến thức mới Ngoài ra, trong giai đoạn này người giáo viên có thể kích thích và phát triển kỹ năng trao đổi, giải thích vấn đề của HS

- Giai đoạn 4: Củng cố và mở rộng (Elaboration)

Học sinh vận dụng những kiến thức mà họ đã tích lũy được vào những tình

huống tương tự, dự đoán diễn biến của hiện tượng mới, đề xuất các giả thuyết và

tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng và đưa ra những kết luận hợp lý từ những kết

Đây là cơ hội quan trọng để học sinh sử dụng những kỹ năng đã có của mình Giai đoạn này được tiến hành thường xuyên nhưng không tách rời với các giai đoạn trên mà được xen lẫn, lồng ghép vào từng giai đoạn để kiểm tra mức độ nhận thức

của học sinh, đánh giá được trình độ của họ Giáo viên cho phép học sinh tự đánh giá, nhận xét quá trình học tập và kỹ năng xử lý vấn đề khi tham gia hoạt động nhóm Để đánh giá được kiến thức và kỹ năng mà học sinh đạt được, người giáo viên cần quan sát cách học sinh vận dụng các kiến thức mới Khi đánh giá giáo viên nên đưa ra các câu hỏi mở như: Tại sao em lại nghĩ như vậy? Chúng ta biết gì về

vấn đề này? Chúng ta có được những dữ kiện nào có liên quan? Làm thế nào để giải quyết vấn đề này?

Trong giai đoạn này còn có cả việc học sinh tự đánh giá kiến thức cũng như sự

tiến bộ của chính mình bằng cách chia sẻ kiến thức với người khác, giải quyết các câu hỏi mở, diễn đạt cách hiểu của mình về một vấn đề theo nhiều cách

Như vậy so với chu trình giảng dạy SCIS thì mô hình BSCS xuất hiện thêm hai giai đoạn mới là giai đoạn tham gia và giai đoạn đánh giá

Tóm lại, mô hình BSCS 5E hay các mô hình đã có trước đó đều có đặc điểm chung là có sự phân chia quá trình dạy học thành nhiều giai đoạn nhỏ, đều xuất phát

từ nhu cầu giải quyết một vấn đề nào đó có liên quan đến bài học Tuy vậy mỗi mô hình mới ra đời đều có sự hoàn thiện hơn so với mô hình trước đó Trong mô hình

dạy học của Johann Friedrich Herbart, giáo viên là người chủ động Giáo viên dựa vào hiểu biết của mình về học sinh để đặt ra vấn đề, hướng dẫn học sinh cách giải quyết, đặt ra tình huống mới để học sinh vận dụng kiến thức Tiến thêm một bước

so với mô hình dạy học của Johann Friedrich Herbart, ở mô hình dạy học của John

Dewey người giáo viên không đặt ra vấn đề cho học sinh, người giáo viên chỉ trình bày một nội dung trong đó chứa đựng vấn đề mà họ muốn học sinh nhận ra và giải quyết được, yêu cầu học sinh phải nhận ra được vấn đề đó và xây dựng cách giải quyết nó Kế thừa mô hình này, Heiss, Obourn và Hoffman đưa ra mô hình mới, trong mô hình này học sinh không chỉ xác định vấn đề mà còn đề xuất giả thuyết đề

được, học sinh còn đúc kết thành những kết luận Sau đó thông qua sự kiểm tra,

tổng kết của giáo viên học sinh sẽ thu nhận được những kiến thức mới và đem áp

dụng vào các tình huống tương tự Mặc dù mô hình BSCS 5E được hình thành và phát triển dựa trên những mô hình đã có trước đó nhưng với sự đổi mới không

ngừng theo hương tích cực nhất thì mô hình ngày càng hoàn thiện và phù hợp hơn Cho đến nay thì mô hình này đã được áp dụng trong việc xây dựng chương trình giảng dạy ở phổ thông cũng như đại học tại nhiều quốc gia trên thế giới [8] và

trở thành chương trình cốt lõi nhất của BSCS

1.4 Cơ sở thực tiễn của việc vận dụng chu trình học tập 5E ở Việt Nam và trên

th ế giới

1.4.1 Điều kiện sử dụng chu trình học tập 5E

- Phòng thí nghiệm được trang bị tốt, đầy đủ các thiết bị

- HS có thái độ tích cực và chủ động trong suốt quá trình làm việc

- Giáo viên có kiến thức chuyên môn vững vàng, phong cách giao tiếp tốt

1.4.2 Th ực tế của việc sử dụng chu trình học tập 5E trong dạy học

 Trên thế giới: Tính đến đầu năm 2006, trên thế giới có:

- Hơn 235.000 giáo án được thiết kế và áp dụng vào giảng dạy

- Hơn 97.000 bài báo và minh họa của các trường đại học về việc sử dụng mô hình

dạy học theo chu trình 5E trong chương trình học của họ

- Hơn 73.000 minh họa về những tài liệu được phát triển thông qua việc sử dụng mô hình 5E

- Hơn 131.000 dẫn chứng về chương trình đào tạo GV có sử dụng mô hình 5E

- Có ít nhất 3 tiểu bang của Mỹ ủng hộ mạnh mẽ và cho phép áp dụng mô hình 5E trong trường học: Texas, Connecticut và Maryland [1, tr.1]

 Ở Việt Nam:

Thuận lợi:

- GV hăng hái với việc đổi mới phương pháp giáo dục

- HS tò mò đối với các tiết học được áp dụng phương pháp mới

- HS thích học với các thí nghiệm và dụng cụ trực quan

- Đa số các trường học ở Việt Nam có cơ sở vật chất không đầy đủ, phòng thí nghiệm còn thiếu trang thiết bị và dụng cụ thí nghiệm

- Để khắc phục những khó khăn đó, giáo viên và học sinh có thể tự làm dụng cụ thí nghiệm phù hợp với bài học, tìm kiếm các công cụ thí nghiệm ảo thông qua mạng internet…

Sau khi phân tích tình hình sử dụng và điều kiện sử dụng phương pháp dạy học theo chu trình ở Việt Nam tôi thấy chúng ta có thể áp dụng được phương pháp này

vì đã có những công cụ hỗ trợ thí nghiệm ảo như: PhET Simulations, Crocodile physics, Flash và nhiều công cụ khác nhưng trong khuôn khổ luận văn này tôi chỉ

sử dụng PhET Simulations và Flash

Hiện nay, do giới hạn về thời gian lên lớp và cũng là để tinh giản chu trình học

tập nhằm tránh sự mệt mỏi, nhàm chán cho HS thì nhiều trường học trên thế giới đã tinh gọn chu trình 5E thành chu trình 3E So với chu trình 5E thì trong chu trình 3E, các giai đoạn Tham gia (Engagement) và Khám phá (Exploration) được gộp chung thành giai đoạn Khám phá (Exploration), đồng thời các giai đoạn Củng cố và mở

rộng (Elaboration) và Đánh giá (Evaluation) cũng được gộp chung thành giai đoạn

Mở rộng (Elaboration) Tóm lại, chu trình học 3E bao gồm 3 giai đoạn sau:

1.5 Gi ới thiệu về PhET Simulations

1.5.1 Đôi nét về PhET Simulations

PhET là viết tắt của cụm từ tiếng anh Physics Education Technology project Sims là viết tắt của từ Simmulations

này họ mới mở rộng sang các lĩnh vực khác như Hóa, Sinh, Toán, Vật lý địa cầu…

do đó tên nhóm được giữ lại cho đến bây giờ

PhET cung cấp các mô phỏng về các hiện tượng Vật lý vui và có tính tương tác như game phi thuyền hạ cánh, game mê lộ, mô phỏng các trạng thái của vật

chất…Với những mô phỏng thú vị và mang tính chất trực quan, PhET Simulations giúp HS nhận ra mối liên hệ giữa các hiện tương Vật lý trong thế giới thật và các định luật khoa học cơ bản, đồng thời khắc sâu nhận thức của HS về thế giới Vật lý [http://phet.colorado.edu/vi/about]

Các mô phỏng của PhET giúp HS thấy được những hiện tượng mà bằng mắt thường chúng ta không thể quan sát được Học sinh sẽ có cơ hội thực hiện các thao tác thí nghiệm trên mô phỏng bằng cách sử dụng chuột máy tính để điều khiển các công cụ Đôi khi trên các mô phỏng có các dụng cụ như điện kế, thước, đồng hồ… giúp HS tìm hiểu định lượng thông qua việc tác động đến các dụng cụ đo và thu được kết quả ngay lập tức Việc này giúp HS nhận được kết quả chính xác hơn khi

tiến hành thí nghiệm trực tiếp, cũng như hình dung được một cách rõ ràng hơn về

một hiện tượng Vật lý nào đó

PhET Simulations được dịch ra hơn 60 thứ tiếng trên thế giới trong đó có tiếng

Việt và cho đến nay đã có hơn sáu mươi triệu lượt sử dụng từ hơn 100 quốc gia trên

khắp thế giới

Một điều đặc biệt quan trọng là tất cả các PhET Simulations đều được thử nghiệm rộng rãi bởi các GV ở nhiều quốc gia trên toàn thế giới và được cung cấp

miễn phí Bất kỳ ai có nhu cầu sử dụng đều có thể tải trực tiếp từ website của nhóm

PhET theo địa chỉ http://PhET.colorado.edu

1.5.2 Lý do gi ới thiệu về PhET Simulations

Ngoài công cụ hỗ trợ thí nghiệm ảo là PhET Sims thì còn có Flash, Crocodile Physics…Tuy trong quá trình thực hiện đề tài tôi có sử dụng cả PhET Sims, Flash, video, Power Point do bộ thí nghiệm PhET Sims chưa đầy đủ nhưng ở Việt Nam thì PhET Sims còn lạ lẫm và ít người biết Trong khi đó Flash hoặc Crocodile Physics

học tập gắn liền với những thí nghiệm để đạt hiệu quả cao trong quá trình dạy – học ngày một cao tuy nhiên không phải ở đâu cũng đủ điều kiện để tiến hành các thí nghiệm để thực hiện các giai đoạn thăm dò và củng cố theo chu trình 3E Vì vậy trong phạm vi đề tài tôi chỉ giới thiệu về PhET Sims

1.5.3 Cách s ử dụng PhET Simulations

Ngay khi truy cập vào địa chỉ http://PhET.colorado.edu ta có thể chọn ngôn ngữ

phù hợp với mình, ví dụ chọn tiếng Việt

Trong mục các mô phỏng có các mô phỏng về lĩnh vực Vật lý, Hóa học, Sinh

học, Vật lý địa cầu, Toán

cơ học là cân bằng

- Mỗi mô phỏng đều có thể chạy online hoặc download về máy để sử dụng sau

- Tài nguyên dùng cho việc dạy học

Phần này chứa đựng một số gợi ý dành cho giáo viên để có thể sử dụng tốt mô

phỏng trong quá trình giảng dạy: những nội dung chính, mục tiêu của bài học và kinh nghiệm của những GV đã sử dụng thành công, những giáo án đã được sử dụng cùng với một vài mô phỏng có liên quan Ngoài ra GV cũng có thể đăng ký ý tưởng, sáng kiến hoặc công trình của mình

1.6 K ết luận chương 1

Trong chương này tôi trình bày cơ sở lý thuyết về chu trình học tập 5E và 3E, quá trình hình thành, phát triển và điều kiện sử dụng mô hình dạy học theo chu trình, cơ sở thực tiễn của việc áp dụng mô hình dạy học theo chu trình 5E, 3E trên

thế giới cũng như tại Việt Nam Ngoài ra, trong chương này tôi cũng đã giới thiệu đến những người làm công tác giảng dạy một công cụ hỗ trợ dạy học mới Đó là PhET Simulations, một công cụ có thể kết hợp tốt với mô hình dạy học theo chu trình Trên cơ sở đó, tôi nhận thấy rằng mô hình dạy học theo chu trình có thể áp

dụng tốt ở nước ta, đặc biệt là trong giai đoạn hiện nay, yêu cầu về đổi mới phương pháp giảng dạy đang trở thành vấn đề cấp thiết của ngành giáo dục nói riêng và của

cả nước nói chung

XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI HỌC VẬT LÝ 11 NÂNG CAO

Trong chương này tôi trình bày một số giáo án soạn theo chương trình sách giáo khoa Vật lý 11 nâng cao áp dụng chu trình

học tập 3E với sự hỗ trợ của PhET Simulations, gồm các bài học:

- Bài 38 Hiện tượng cảm ứng điện từ Suất điện động cảm ứng

- Phát biểu được định nghĩa từ thông, ý nghĩa và đơn vị của từ thông

- Phân biệt được hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng, suất điện động cảm ứng trong mạch kín

- Trình bày được định luật Lenz, định luật Faraday về cảm ứng điện từ

- Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng đơn giản có liên quan

- Giải các bài tập về hiện tượng cảm ứng điện từ

- Áp dụng định luật Lenz tìm chiều dòng điện cảm ứng

- Xem bài trước

- Ôn lại các kiến thức về dòng điện, suất điện động

- Thực hiện các yêu cầu của phiếu học tập trước khi đến lớp

III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC

Ho ạt động 1 Kiểm tra bài cũ

- Nêu khái niệm từ trường và các tích chất của từ trường

mang dòng điện

Ho ạt động 2 Thực hiện bài giảng theo chu trình 3E

Giai đoạn 1: Khám phá

Giáo viên phát phiếu học tập 1, 2 và 3 cho học sinh, yêu cầu học sinh mở PhET simulation “Máy phát điện”

(http://phet.colorado.edu/vi/simulation/generator) và trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập theo hướng dẫn

Giai đoạn 2: Giải thích

Ho ạt động của giáo viên Ho ạt động của học sinh N ội dung cơ bản

Giáo viên dẫn dắt vào bài mới:

- Chúng ta đã biết điện có khả năng sinh ra từ

Vậy từ có sinh ra được điện hay không? Bài học

ngày hôm nay sẽ giúp chúng ta giải đáp thắc

mắc này Chúng ta bắt đầu chương mới:

Chương V – Cảm Ứng Điện Từ

Bài 38 – Hi ện Tượng Cảm Ứng Điện Từ

Su ất Điện Động Cảm Ứng

Đầu tiên các em hãy chia sẻ kết quả thí

nghiệm mà các em thực hiện được bằng cách sử Thảo luận các câu hỏi trong phiếu

Chương V – Cảm Ứng Điện Từ Bài 38 – Hi ện Tượng Cảm Ứng

Điện Từ

Su ất Điện Động Cảm Ứng

I.Thí nghi ệm

Nhận xét:

Dòng điện trong mạch xuất hiện khi

có một trong 3 điều kiện sau:

dụng PhET Simulation mà cô đã giao cho các

em hôm trước

- Cho học sinh thảo luận kết quả trả lời các câu

hỏi trong phiếu học tập số 1 (Mỗi câu hỏi được

nêu lên giáo viên cần gọi vài học sinh khác nhau

trả lời để thống nhất kết quả)

• Di chuyển nam châm theo phương ngang

xuyên qua lòng cuộn dây Đèn phản ứng như thế

nào?

• Đèn phát sáng chứng tỏ điều gì?

• Di chuyển nam châm theo phương ngang

xuyên qua lòng cuộn dây Đèn phản ứng như thế

nào?

• Đèn phát sáng chứng tỏ điều gì?

• Độ sáng của đèn lúc này như thế nào so với

khi di chuyển nam châm xuyên qua cuộn dây?

• Để nam châm ngay phía dưới cuộn dây rồi di

học tập số 1

Trình bày ý kiến theo quan điểm cá nhân hoặc theo nhóm, đưa ra lời giải thích cụ thể cho mỗi câu hỏi, nêu lên

vấn đề không giải quyết được, lắng nghe ý kiến phản hồi từ các bạn khác và giáo viên

- Diện tích giới hạn bởi mạch kín thay đổi

- Chiều cảm ứng từ gửi qua mạch kín thay đổi

chuyển qua lại, sau đó di chuyển lên xuống Ghi

nhận phản ứng của đèn trong hai trường hợp

(lưu ý: di chuyển với biên độ nhỏ)

• Đèn không phát sáng chứng tỏ có dòng điện

trong mạch không?

• Để nam châm đứng yên, tăng hoặc giảm số

vòng dây Ghi nhận phản ứng của đèn

• Đèn phát sáng chứng tỏ điều gì?

Giáo viên dẫn dắt: Trong các trường hợp trên ta

thấy rằng khi ta dịch chuyển nam châm xuyên

qua lòng cuộn dây hoặc ta thay đổi số vòng dây

thì đèn sáng hay nói cách khác là khi đó trong

mạch xuất hiện một dòng điện Như vậy nguyên

nhân nào đã làm xuất hiện một dòng điện trong

mạch?

Giáo viên tiếp tục đặt câu hỏi: Tại sao nam

châm dịch chuyển xuyên qua lòng cuộn dây

Đèn không sáng

Trong mạch không có dòng điện

Đèn sáng Trong mạch có dòng điện

Do ta dịch chuyển nam châm xuyên qua lòng cuộn dây và tăng giảm số vòng dây mà trong mạch xuất hiện dòng điện

hoặc thay đổi số vòng dây thì trong mạch xuất

hiện dòng điện?

• Có cái gì ở đây đã thay đổi khi ta thực hiện các

thao tác dịch chuyển nam châm hoặc thay đổi số

vòng dây?

Nếu học sinh chưa trả lời được giáo viên tiếp tục

đặt các câu hỏi gợi ý:

• Xung quanh nam châm tồn tại cái gì?

• Từ trường này được biểu diễn bằng hình ảnh

nào?

• Vậy khi cô đưa nam châm lại gần, ra xa ống

dây thì số đường sức từ xuyên qua ống dây có

khác nhau không?

• Số đường sức từ thay đổi hay nói cách khác

đại lượng nào thay đổi?

• Khi ta tăng hoặc giảm số vòng dây thì từ

trường có thay đổi theo hay không? Tại sao?

Học sinh không trả lời được

Xung quanh nam châm có từ trường

Tử trường được biểu diễn bằng các đường sức từ

Trong các trường hợp trên thì số đường sức từ xuyên qua ống dây bị

Như vậy nguyên nhân thật sự làm xuất hiện

dòng điện trong mạch là gì?

Bây giờ ta tiếp tục với câu hỏi tiếp theo trong

phiếu học tập

• Để nam châm đứng yên, tăng hoặc giảm diện

tích các vòng dây bằng cách kéo nút điều khiển

ở góc dưới bên phải Ghi nhận phản ứng của

đèn

• Đèn phát sáng chứng tỏ điều gì?

Mở thí nghiệm “Máy phát điện” và chọn dụng

cụ chỉ thị là bóng đèn Mở vòi nước cho nam

châm quay và ghi nhận phản ứng của đèn

Nam châm quay thì cái gì thay đổi?

N thay đổi dẫn tới B thay đổi

Nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện trong mạch là do cảm ứng từ B thay đổi

Đèn sáng

Trong mạch có dòng điện

Chiều của cảm ứng từ thay đổi

• Ở hai tình huống trên, theo các em nguyên

nhân nào làm xuất hiện dòng điện trong mạch?

• Từ các nhận xét trên theo các em điều kiện để

xuất hiện dòng điện trong ống dây là gì?

Nhận xét câu trả lời của học sinh, đưa ra kết

luận đầy đủ và hoàn chỉnh: Dòng điện trong

mạch xuất hiện khi có một trong 3 điều kiện sau:

- Độ lớn cảm ứng từ gửi qua mạch kín thay đổi

- Diện tích giới hạn bởi mạch kín thay đổi

- Chiều cảm ứng từ gửi qua mạch kín thay đổi

Như vậy, chỉ cần 1 trong 3 điều kiện trên xảy ra

thì trong mạch xuất hiện dòng điện Để mô tả cả

3 điều kiện trên, người ta đưa ra khái niệm từ

thông Vậy từ thông là gì? Được tính như thế

nào? Có đặc điểm gì? Để biết được những điều

Nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện trong mạch là do diện tích vòng dây thay đổi và chiều cảm ứng từ thay đổi

Điều kiện để xuất hiện dòng điện trong ống dây là:

- Cảm ứng từ thay đổi

- Diện tích vòng dây thay đổi

- Chiều cảm ứng từ thay đổi

II T ừ thông

- Xét một mp diện tích S đặt trong từ trường đều B 

này ta tiến hành các khảo sát sau đây:

Vậy khi nаo Ф > 0 và khi nào Ф < 0 ?

Lưu ý: Khi α = 0 thì Фmax=BS

- Thông báo: Đơn vị từ thông là Wb (Vê-be)

- Nghe giảng, ghi bài

α = 0 => cosα = 1 => Ф > 0

α = π => cosα = -1 => Ф < 0

0 ≤ α < π/2 => cosα >0 : Ф > 0 π/2 < α ≤ π => cosα <0 : Ф < 0

Vậy:

Khi 0 ≤ α < π/2 : Ф > 0 Khi π/2 < α ≤ π : Ф < 0

0 ≤ α < π/2 : Ф > 0

π/2 < α ≤ π : Ф < 0

Nếu cho cosα = 1, B = 1T, S = 1m2 thì:

1Wb = 1T.1m2

- Liên hệ giữa khái niệm từ thông với nhận xét

của phần trước em thấy người ta đưa ra khái

niệm từ thông có dụng ý gì?

- Khẳng định: Khi từ thông gửi qua mạch điện

biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện

Giáo viên: Dòng điện xuất hiện khi từ thông qua

mạch kín thay đổi gọi là dòng điện cảm ứng

Từ đây có khái niệm dòng điện cảm ứng

Mời một em nhắc lại, dòng điện cảm ứng là gì?

- Trong mạch điện kín có dòng điện thì trong

mạch phải tồn tại một suất điện động Ta gọi

suất điện động này là suất điện động cảm ứng

- Hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng

trong mạch gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

Hiện tượng này được Faraday phát minh và

Khi độ lớn cảm ứng từ gửi qua

mạch kín, diện tích giới hạn bởi

mạch kín hay chiều cảm ứng từ gửi qua mạch kín thay đổi thì từ thông cũng thay đổi và ngược lại => điều

kiện để có dòng điện trong mạch chính là sự biến đổi của từ thông

Dòng điện cảm ứng là dòng điện

xuất hiện khi có sự biến đổi từ thông qua mạch điện kín

- Nghe giảng

- Khi từ thông gửi qua mạch điện

biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện

III Hi ện tượng cảm ứng điện từ

1 Dòng điện cảm ứng

Dòng điện xuất hiện khi có sự biến đổi từ thông qua mạch điện kín gọi lŕ dňng điện cảm ứng

2 Su ất điện động cảm ứng

Suất điện động xuất hiện khi có sự

biến thiên từ thông qua mạch gọi là

suất điện động cảm ứng

3 Hi ện tượng cảm ứng điện từ

Hiện tượng xuất hiện suất điện động

cảm ứng trong mạch gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ