Sử dụng mô hình thí nghiệm trong giảng dạy để tạo hứng thú học tập cho học sinh lớp 11 THPT hoằng hóa 3 ở phần từ trường

ĐẶT VẤN ĐỀ ...2 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT HOẰNG HÓA III SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI SỬ DỤNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM TRONG GIẢNG DẠY ĐỂ TẠO HỨNG THÚ HỌC TẬP CHO HỌC S

MỤC LỤC

I ĐẶT VẤN ĐỀ 2

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT HOẰNG HÓA III

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI

SỬ DỤNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM TRONG GIẢNG DẠY ĐỂ TẠO HỨNG THÚ HỌC TẬP CHO HỌC SINH LỚP 11 THPT

HOẰNG HÓA III Ở PHẦN TỪ TRƯỜNG

Người thực hiện: VŨ THỊ THƠ

Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị công tác: Trường THPT HOẰNG HÓA III

SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật Lý

I.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 2

I.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 3

I.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI 3

I.4 NHIỆM VỤ NGHIÊ CỨU 3

II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ .4

II.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN 4

II.2 THỰC TRẠNG 4

1 VỀ PHÍA GIÁO VIÊN 5

2 VỀ PHÍA HỌC SINH 5

III PHƯƠNG PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN 6

III.1 CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 6

III.2 TỔ CHỨC THỰC HIỆN 6

2.1 MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG SỬ DỤNG MÔ HÌNH 7

2.2 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM 7

VÍ DỤ 1 8

BÀI TẬP VẬN DỤNG 10

VÍ DỤ 2 13

2.2.1.2 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG QUY TẮC BÀN TAY TRÁI 15

BÀI TẬP ÁP DỤNG 16

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ ĐỂ SUẤT 17

TÀI LIỆU THAM KHẢO 19

PHỤ LỤC 22

I ĐẶT VẤN ĐỀ

I.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm , nghiên cứu những sự vật,hiện tượng xảy ra hàng ngày, có tính ứng dụng thực tiễn cao Để học tốt mônvật lý, học sinh phải có một thái độ học tập nghiêm túc, có tư duy sáng tạo vềvấn đề đặt ra thì mới tìm ra hướng giải quyết phù hơp Vì vậy, đối với một sốbài học ngoài thí nghiệm, cần phải sử dụng thêm mô hình thí nghiệm trongviệc tổ chức những hoạt động nhận thức tích cực và tự lực của học sinh là hếtsức quan trọng trong dạy học vật lí ở trường phổ thông nhằm tạo được hứngthú học tập của học sinh ,tạo cho học sinh niềm tin khoa học bằng những kiếnthức đã được thu nhận

Trong quá trình giảng dạy môn Vật Lí 11 ở trường THPT Hoằng HóaIII qua rất nhiều năm Tôi nhận thấy các nội dung của nhiều chương có gắnliền với kiến thức của hình học Đặc biệt là có gắn liền với kiến thức hình học

không gian như nội dung của chương từ trường,”cụ thể là xác định từ

trường của hai dòng điện thẳng ,dài song song gây ra tại một điểm và giải thích sự tương tác giữa hai dòng điện thẳng, dài song song ” đòi hỏi các

em ngoài nắm vững những kiến thức của bộ môn ,còn phải biết vận dụngđược kiến thức hình học không gian vào để giải quyết các nhiệm vụ học tâp.Nhưng tôi nhận thấy: Trong cùng một tiết học, có những học sinh tỏ ra rấthứng thú, đam mê học tập vì các em hiểu bài, vận dụng tốt lí thuyết vào bàitập Tuy nhiên còn một số học sinh tỏ ra không hứng thú thậm chí chán học,cảm thấy giờ học căng thẳng, mệt mỏi vì các em chưa hiểu bài, làm không rađáp án, không dám trao đổi bài với bạn, với thầy cô, khả năng diễn đạt vàtrình bày kém Học vật lý đã khó rồi lại còn phải sử dụng cả hình học khônggian nữa càng khó khăn hơn cho trò.Mặc dù các em đã được quan sát hiệntượng từ thí nghiệm rồi

Đứng trước thực trạng trên tôi đã rất trăn trở và đặt ra hàng loạt câuhỏi “ Làm thế nào để giúp những học sinh trên trở nên yêu thích giờ học Vật

Lí hơn? Làm thế nào để giờ học bớt căng thẳng? Làm thế nào để giúp các emnâng cao khả năng diễn đạt và trình bày Bởi vậy, tôi đã có sự điều chỉnh

trong phương pháp giảng dạy bằng cách kết hợp giữa thí nghiệm với“ Sử

dụng mô hình thí nghiệm để tạo hứng thú học tập cho học sinh lớp 11 THPT Hoằng Hóa III ở phần xác định từ trường của hai dòng điện thẳng ,dài song song gây ra tại một điểm và giải thích sự tương tác giữa hai dòng điện thẳng, dài song song”

Để giúp học sinh trong quá trình học tập có thể quan sát hiện tượng một

cách trực quan ,sinh động , tạo sự hứng thú và say mê học tập hơn, chủ độngtiếp thu kiến thức trong học tập môn vật lí 11 Trong quá trình giảng dạy vàđúc rút kinh nghiệm của bản thân, tôi xin trình bầy sáng kiến kinh nghiệmtrình Hội đồng khoa học ngành đánh giá Trong quá trình viết sáng kiến kinhnghiệm và làm mô hình thí nghiệm không thể tránh khỏi những thiếu sót kínhmong nhận được sự đóng góp của Hội đồng khoa học để sáng kiến kinhnghiệm của tôi hoàn thiện hơn và được áp dụng rộng rãi trong giảng dạy

I 2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu mô hình thí nghiệm nhằm giúp học sinh xác định từ trường của

hai dòng điện thẳng ,dài song song gây ra tại một điểm và giải thích hiện

tượng về sự tương tác giữa hai dòng điện thẳng dài song song một cách trực

quan sinh động ,gây được hứng thú học tập cho học sinh , góp phần nâng cao hiệu quả học tập

I.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng: Nội dung chương trình vật lý phổ thông lớp 11,chương từ

trường xác định từ trường của hai dòng điện thẳng ,dài song song gây ra tại

một điểm và cụ thể là việc giải thích sự tương tác giữa hai dòng điện

thẳng ,dài song song ,phần hình học không gian,cơ sở lý luận của việc sửdụng mô hình thí nghiệm trong dạy học Vật Lý 11

Phạm vi: Sử dụng mô hình thí nghiệm trong giảng dạy Vật Lý 11 ở

trong trường phổ thông

Áp dụng: Phần giải thích sự tương tác giữa hai dòng điện thẳng dài

song song của chương từ trường vật lý 11

I.4 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu cơ sơ lý thuyết về sự tương tác của hai dòng điệnthẳng dài song song bằng phương pháp hình học để giải thích bằng mô hìnhthí nghiệm

Tìm hiểu thực trạng của việc giải thích sự tương tác giữa hai dòngđiện thẳng dài song song hiện nay trong học sinh

II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

SỬ DỤNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM TRONG GIẢNG DẠY ĐỂ TẠO HỨNG THÚ HỌC TẬP CHO HỌC SINH LỚP 11 THPT HOẰNG HÓA III

Ở PHẦN XÁC ĐỊNH TỪ TRƯỜNG CỦA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG, DÀI, SONG SONG GÂY RA TẠI MỘT ĐIỂM VÀ GIẢI THÍCH SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG ,DÀI , SONG SONG

I CƠ SỞ LÍ LUẬN:

1 Căn cứ theo quyết định số 16/2006/QĐ- Bộ GD&ĐT ngày 05/06/2006 của

bộ GD&ĐT đã nêu: “ Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sángtạo của học sinh; phù hợp với đặc trưng môn học, đặc điểm đối tượng họcsinh, điều kiện của từng lớp học; bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học,khả năng hợp tác; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tácđộng đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú và trách nhiệm học tập của họcsinh ”.(Trích tài liệu bồi dưỡng giáo viên lớp 11)

2 Dạy học với hình thức sử dụng mô hình thí nghiệm kết hợp với cácphương pháp hiện hành như hợp tác, thảo luận theo nhóm nhỏ giúp các thànhviên trong nhóm chia sẻ các băn khoăn, kinh nghiệm của bản thân, cùng nhauxây dựng nhận thức mới Bằng cách nói ra những điều đang nghĩ, mỗi người

có thể nhận rõ trình độ hiểu biết của mình về chủ đề nêu ra, thấy mình cầnhọc hỏi thêm những gì Bài học trở thành quá trình học hỏi lần nhau rèn luyện

cho người học có được, phương pháp,kỹ năng, thói quen, ý thức tự học thì sẽ

tạo cho họ lòng ham học,khơi dậy nội lực vốn có trong mỗi người để dầnchuyển biến từ học thụ động sang học chủ động chứ không phải chỉ là sự tiếpnhận thụ động từ giáo viên…

Theo tôi thông qua sử dụng mô hình thí nghiệm sẽ đạt được những mục đíchsau:

- Giảm căng thẳng trong giờ học, làm cho học sinh thấy hứng thú học tậphơn

- Học sinh tự hoạt động để tìm lấy kiến thức cần thiết theo yêu cầu củatiết học

- Trong quá trình sử dụng mô hình thí nghiệm sẽ giúp các em có khảnăng quan sát sự vật và hiện tượng một cách khác quan, tạo sự hứng thú vàsay mê học tập ,rèn luyện cho học sinh khả năng tư duy trưu tượng , giúp họcsinh có thể chuyển từ mô hình thành sơ đô hình vẽ ,dần tự tin trong học tập

- Làm cho học sinh thấy được lợi ích, tác dụng của sử dụng mô hình thínghiệm và hoạt động tập thể, thấy rõ sức mạnh của tập thể từ đó hiểu được sựcần thiết phải hoạt động, sống có tập thể, vì tập thể

4 Lí thuyết xác định từ trường của hai dòng điện thẳng, dài song songgây ra tại một điểm và giải thích sự tương tác giữa hai dòng điện thẳng,dài song song

II THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ :

1.Về phía giáo viên:

Trong quá trình giảng dạy bộ môn Vật Lí tôi thường gặp phải nhữngkhó khăn nhất định sau:

- Do 1 tiết học chỉ có 45 phút mà số học sinh trên 1 lớp lại đông Chính

vì vậy mà giáo viên gặp khó khăn trong việc xác định có bao nhiêu học sinhnắm bài tốt, chưa tốt, cũng như khả năng vận dụng lí thuyết để giải bài tậpcủa học sinh ra sao?

- Sự không đồng đều về năng lực, trình độ giữa các học sinh trong cùngmột lớp hoặc giữa các lớp với nhau

- Trong phân phối chương trình thời lượng dành cho tiết bài tập và ôntập còn ít, tiết lí thuyết nhiều nên nếu giáo viên tổ chức hoạt động học tậpkhông linh hoạt, phù hợp với từng loại tiết học dễ gây ra tình trạng căngthẳng, nhàm chán, mệt mỏi, chán học nhất là tiết lí thuyết

- Để sử dụng mô hình thí nghiệm đòi hỏi giáo viên phải có thời gianđầu tư nghiên cứu bài học kĩ ,làm mô hình thí nghiệm chuẩn bị các nhiệm

vụ học tập cho học sinh phù hợp

2 Về phía học sinh:

Đây chính là khó khăn lớn nhất đối với hầu hết các giáo viên:

- Trong một tiết Vật Lí, có những học sinh rất hứng thú học tập vì các

em hiểu bài, vận dụng tốt lí thuyết để giải bài tập, khả năng định hướng vàtrình bày bài rõ ràng Bên cạnh đó còn có rất nhiều học sinh không hứng thúkhi học môn Vật Lí thậm chí chán học, cảm thấy giờ học căng thẳng, chánnản do các em chưa nắm tốt lí thuyết, không biết vận dụng lí thuyết để giảiquyết vấn đề mà giáo viên đặt ra

- Khả năng phân tích và giải quyết vấn đề của các em còn yếu

-Tình trạng học sinh không thiết tha ,không hứng thú học,học để đốiphó còn nhiều, học do cha mẹ bắt phải đi cũng có…Đặc biệt là việc thi tốtnghiệp như hiện nay,thì số học sinh chọn thi môn vật lí ngày càng ít đi Vì các

em cho rằng môn vật lý là môn khó học đối với mình.Nên ngay càng có rấtnhiều em không thiết tha,không hứng thú học ,học để đối phó còn quá nhiều

III GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN:

III.1 Các giải pháp thực hiện:

1,Về tổ chức:

Trong quá trình dạy học giáo viên phải giới thiệu các chi tiết của mô hình vàhướng dẫn học sinh lắp ráp sau đó yêu cầu học sinh nhắc lai tên các chitiết ,cách lắp ráp

III.2 Tổ chức thực hiện:

Nội dung mà tôi đã đề cập ở trên được tiến hành trong tiết lí thuyết vàbài tập

2.1Một số hoạt động sử dụng mô hình thí nghiệm trong tiết lí thuyết:

Theo tôi trong tiết học lí thuyết điều cơ bản nhất mà mỗi học sinh cầnchủ động nắm được là các khái niệm, hiện tượng, định nghĩa, tính chất, quytắc và nguyên lí trên cơ sở hiểu bản chất của các kiến thức đó Từ việc nắmchắc các kiến thức cơ bản, học sinh bước đầu có kĩ năng vận dụng làm bài tậpđơn giản và cơ bản Vì vậy ở tiết lí thuyết sử dụng mô hình thí nghiệm giúphọc sinh chủ động tìm ra kiến thức hoặc nội dung kiểm tra, củng cố kiến thức,rèn luyện kĩ năng đơn giản

2.2 Mô hình thí nghiệm gồm:

a,Hai thanh kim loại đóng vai trò như hai dòng điện thẳng dài sơn màu đã

có chiều

b, Lực từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện :(Hai mũi tên màu vàng

tương đương với hai vectơ lực từ ( F→ ) )

- Điểm đặt: Tại trung điểm của đoạn MN.

- Phương: Vuông góc với mặt phẳng (I,B



 

)

- Chiều: Xác định theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng

để cho các đường cảm ứng từ hướng vào lòng bàn tay chiều từ cổ tay đếnngón tay giữa là chiều dòng điện, thì chiều ngón tay cái choãi ra 900 là chiềucủa lực từ tác dụng lên đoạn dây

c, Vectơ cảm ứng từ tại điểm M ( hoặc điểm N,P…) cách dây dẫn một

đoạn r: (Các mũi tên màu xanh nước biển tương đương với các vectơ cảm úng

từ B ( B→ ) )

- Điểm đặt: Tại điểm M ( hoặc điểm N,P…) trong Từ trường mà ta xét

- Phương: Vuông góc với mặt phẳng (M I) ( hoặc (N I), ( P I)…)

- Chiều: Tuân theo quy tắc nắm bàn tay phải: Nắm bàn tay phải sao

cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện ,khi đó cácngón kia khum lại cho ta chiều của các đường sức.(vectơ cảm ứng từ B→ )

Ví dụ 1:

Ơ bài “Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặcbiệt”trong phần “ Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài và từtrường của nhiều dòng điện”

2.2 Cách sử dụng mô hình thí nghiệm để xác định từ trường của hai dòngđiện song song thẳng dài gây ra tại một điểm trong vùng không gian giữa haidòng điện,bên ngoài hai dòng điện

2.2.1 Đối với hai dòng điện thẳng dài song song cùng chiều nằm trong mặtphẳng hình vẽ

I1

I2

B→1 B→2 B→2 B→1 B→1

B→2

Bố trí hai thanh kim loại song song cố định trên giá đánh dấu thứ tự từ trái

sang phải 1 đến 2 và đánh dấu chiều của hai thanh như hình vẽ Ở phần phụ

lục (hình 1a)

2.2.1.1 Hướng dẫn học sinh sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải “để xác

định phương và chiều của vectơ cảm ứng từ B→ do dòng điện 1 gây ra tạimột điểm M nằm giữa hai dòng điện trên và ngược lại ta xác định đượcphương và chiều của vectơ cảm ứng từ B→ do dòng điện 2 gây ra tại mộtđiểm M ,rồi gắn mũi tên màu xanh nước biển xanh nước biển lên hình theophương và chiều đã xác định, sao cho dấu cộng (+) chỉ chiều của vectơ cảmứng từ B→ có hướng từ phía trước ra phía sau mặt phẳng của mô hình, dấuchấm(.) chỉ chiều của vectơ cảm ứng từ B→ từ phía sau ra phía trước mặtphẳng của mô hình

2.2.1.2 Hướng dẫn học sinh sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải “để xác địnhphương và chiều của vectơ cảm ứng từ B→ do dòng điện 1 gây ra tại mộtđiểm N nằm bên trái dòng điện 1 và ngược lại ta xác định được phương vàchiều của vectơ cảm ứng từ B→ do dòng điện 2 gây ra tại một điểm N ,rồigắn mũi tên màu xanh nước biển lên hình theo phương và chiều đã xác định,sao cho dấu cộng (+) chỉ chiều của vectơ cảm ứng từ B→ có hướng từ phíatrước ra phía sau mặt phẳng của mô hình, dấu chấm(.) chỉ chiều của vectơcảm ứng từ B→ từ phía sau ra phía trước mặt phẳng của mô hình”

2.2.1.3 Hướng dẫn học sinh sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải “để xác địnhphương và chiều của vectơ cảm ứng từ B→ do dòng điện 1 gây ra tại mộtđiểm P nằm bên phải dòng điện 2 và ngược lại ta xác định được phương vàchiều của vectơ cảm ứng từ B→ do dòng điện 2 gây ra tại một điểm P ,rồi gắnmũi tên màu nước biển lên hình theo phương và chiều đã xác định, sao hìnhchiếu của chúng cho dấu cộng (+) chỉ chiều của vectơ cảm ứng từ B→ cóhướng từ phía trước ra phía sau mặt phẳng của mô hình, dấu chấm(.) chỉ chiềucủa vectơ cảm ứng từ B→ từ phía sau ra phía trước mặt phẳng của mô hình”

2.2.2 Đối với hai dòng điện thẳng dài ,song song ngược chiều nằm trong mặt phẳng hình vẽ:

Bố trí hai thanh kim loại song song cố định trên giá đánh dấu thứ tự từ trái

sang phải 1 đến 2 và đánh dấu chiều của hai thanh như hình vẽ: Ở phần phụ

lục (hình 1b)

a, Hướng dẫn học sinh sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải để xác

định phương và chiều của vectơ cảm ứng từ B→ do dòng điện 1 gây ra tạimột điểm trên dòng điện 2 và ngược lại ,rồi gắn mũi tên màu xanh nước biểnlên mô hình theo phương và chiều đã xác định, sao cho dấu cộng (+) chỉchiều từ phía trước ra phía sau, dấu chấm(.) chỉ chiều từ phía sau ra phíamặt phẳng của mô hình Và được thể hiện giống như sơ đồ sau:

I1 I2

B→1 B→2 B→2 B→1 B→1

B→2

Sau khi hướng dẫn học sinh xác định được vectơ cảm ứng từ B→ do hai dòngđiện thẳng dài song song gây ra tại một điểm.

Tôi yêu cầu học sinh sử dụng mô hình thí nghiệm để làm bài tập sau:

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1: Cho hai dòng điện I1 = I2 = 6A chạy trong hai dây dẫn thẳng ,dài,

song song cùng chiều, cách nhau 40cm Xác định vectơ cảm ứng từ tổng hợp

Nhóm 2: b,Điểm N nằm ngoài I1 ,cách I1 một đoạn N O1 = 0,2m

Nhóm 3: c,Điểm P nằm ngoài I2 ,cách I2 một đoạn P O1 = 0,1m

Trong phần này nếu giáo viên xác định và vẽ từng trường hợp sẽ

mất nhiều thời gian nên tôi đã cho học sinh làm việc theo nhóm bằng cáchphát phiếu học tập cho từng nhóm, các nhóm thảo luận làm ra bảng phụ trongthời gian 5 phút sau đó treo bảng phụ của nhóm mình lên bảng lớn của lớp.Yêu cầu các nhóm nhận xét bài của nhóm khác và đưa ra kết luận về vectơcảm ứng từ tổng hợp tại điểm M,N,và P

Bài 2: Cho hai dòng điện I1 = I2 = 6A chạy trong hai dây dẫn thẳng, dài,

song song ngược chiều, cách nhau 40cm Xác định vectơ cảm ứng từ tổng

Nhóm 2: b,Điểm N nằm ngoài I1 ,cách I1 một đoạn N O1 = 0,2m

Nhóm 3: c,Điểm P nằm ngoài I2 ,cách I2 một đoạn P O1 = 0,1m

Bài 3: Cho hai dòng điện I1 = I2 = 8A chạy trong hai dây dẫn thẳng ,dài,

song song cùng chiều, cách nhau 30cm Xác định vectơ cảm ứng từ tổng hợp

Nhóm 2: b,Điểm N nằm ngoài I1 ,cách I1 một đoạn N O1 = 0,15m

Nhóm 3: c,Điểm P nằm ngoài I2 ,cách I2 một đoạn P O1 = 0,1m

Bài 4: Cho hai dòng điện I1 = I2 = 8A chạy trong hai dây dẫn thẳng ,dài,

song song ngược chiều, cách nhau 30cm Xác định vectơ cảm ứng từ tổng

Nhóm 2: b,Điểm N nằm ngoài I1 ,cách I1 một đoạn N O1 = 0,15m

Nhóm 3: c,Điểm P nằm ngoài I2 ,cách I2 một đoạn P O1 = 0,1m

Trên cơ sở đó yêu cầu học sinh sử dụng mô hình, sau đó vẽ hình lên bảng phụ

và treo lên bảng lớn của lớp để các nhóm khác nhận xét:

Hai dây dẫn thẳng

dài, song song B

→

tổng hợptại điểm M

B→ tổng hợp tạiđiểm N

B→ tổng hợp tạiđiểm P