Hơn thế nữa, vật lý là một bộ môn khoa học thực nghiệm, vì vậy việc sử dụng thí nghiệm vật lý trong dạy học ở trường phổ thông không chỉ là công việc bắt buộc, mà nó còn là một trong nhữ
Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu các biện pháp, quy trình khai thác và sử dụng PTNN có hiệu quả trong dạy học phần Điện từ học Vật lý 11 nâng cao.
Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu các PTNN và vai trò của chúng đối với việc nâng cao hiệu quả dạy học vật lý
Nghiên cứu mối quan hệ giữa nội dung dạy học, PPDH tích cực và PTNN Nghiên cứu việc khai thác các PTNN trong dạy học vật lý
Nghiên cứu các biện pháp, quy trình nhằm sử dụng có hiệu quả PTNN trong dạy học vật lý
Nghiên cứu nội dung, kiến thức, kỹ năng cần đạt được trong phần Điện từ học Đề xuất một số biện pháp kết hợp giữa kho tư liệu và PTNN theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của HS Áp dụng các kết quả nghiên cứu vào việc thiết kế một số bài dạy vật lý cụ thể theo chương trình sách giáo khoa (SGK) vật lý trung học phổ thông (THPT)
Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT để đánh giá tính khả thi của đề tài và rút ra kết luận.
Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Khách thể: quá trình dạy học vật lý ở nhà trường phổ thông Đối tượng: nội dung, PPDH vật lý THPT, PTNN
Phạm vi nghiên cứu: nội dung phần Điện từ học SGK Vật lý 11 nâng cao THPT.
Giả thuyết khoa học
Nếu khai thác và phối hợp sử dụng PTNN một cách hợp lý sẽ hỗ trợ nâng cao hứng thú học tập, phát huy tính tích cực ở HS, từ đó góp phần nâng cao hiệu quả quá trình học tập môn vật lý.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lí luận tâm lí học, giáo dục học, lí luận dạy học hiện đại, các luận văn khoa học, đề tài nghiên cứu khoa học
Tham khảo sách báo, tạp chí chuyên ngành về vấn đề phát triển tư duy vật lý và các PPDH tích cực, khai thác thông tin trên internet, trên đĩa CD-Rom…
Nghiên cứu các sách viết về phương tiện trực quan, PTNN, nội dung SGK vật lý, một số thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng…
* Phương pháp thực tiễn Điều tra thực tế việc sử dụng PTNN ở Trường THPT Sử dụng phiếu thăm dò đối với HS để tìm hiểu quan điểm, thái độ của họ đối với việc sử dụng các PTNN
* Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Tiến hành thực nghiệm (TN) có đối chứng (ĐC) để đánh giá hiệu quả khai thác và kết hợp của PTNN trong việc tích cực hóa hoạt động học tập nhận thức của HS
+ Dạy TN một số bài dạy học trong phần Điện từ học Vật lý 11 nâng cao
+ Kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS
*Phương pháp thống kê toán học
Sử dụng phương pháp thống kê mô tả, thống kê kiểm định để trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm
7 Cấu trúc của đề tài
Chương 1: Những cơ sở của việc khai thác và sử dụng phương tiện nghe nhìn vào dạy học vật lý
Chương 2: Nghiên cứu việc khai thác và sử dụng phương tiện nghe nhìn để tổ chức dạy học có hiệu quả phần Điện từ học Vật lý 11 nâng cao
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
Cấu trúc khóa luận
Cơ sở lý luận dạy học
CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHƯƠNG TIỆN
NGHE NHÌN VÀO DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1 Cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn khi khai thác và sử dụng phương tiện nghe nhìn
1.1.1 Cơ sở tâm lý học
Con người nhận thức được thế giới bên ngoài nhờ hai hệ thống tín hiệu Hệ thống tín hiệu thứ nhất là nghe được, thấy được, cảm xúc được từ thế giới bên ngoài, là những thông tin về thế giới khách quan thông qua nhận thức cảm tính, đó là sự phản ảnh thực tiễn bằng các giác quan Hệ thống tín hiệu thứ hai là ngôn ngữ, những thông tin thực tiễn khách quan đã được trừu tượng hóa.Hệ thống tín hiệu thứ nhất là cơ sở của hệ thống tín hiệu thứ hai Người ta không thể hiểu được khi dùng ngôn ngữ để mô tả một khái niệm, một hiện tượng nếu không có những biểu tượng ban đầu [5]
Chính vì vậy, khi bắt đầu việc học nào, người học cũng phải thử thách các giác quan của mình Bởi lẽ, mỗi một giác quan sẽ tạo nên những hình ảnh, đem lại sự cảm nhận riêng và chúng sẽ quay trở lại tác động lên chính giác quan này hay các giác quan khác, giác quan bị kích thích sẽ kích thích bộ nhớ và xuất hiện ở bộ nhớ một loạt các dữ liệu tạo nên mối liên hệ với việc học mới Sử dụng gia tăng giác quan tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiếp nhận bộ nhớ và phát triển bộ nhớ Ví dụ: khi nhìn thấy những hình ảnh chấn động do cơn động đất gây ra làm họ liên tưởng đến sự lan truyền sóng trên mặt nước khi ta ném hòn đá xuống hồ Người dạy phải sử dụng đến nghệ thuật tác động giác quan, phải cố gắng “đập” vào các giác quan hoặc gợi ý khơi dậy ở người học về những kinh nghiệm đã qua [4]
Theo tâm lí học, vật chất tác động lên giác quan qua đó tác động vào não bộ làm phát triển năng lực nhận thức và năng lực tư duy của người học Qua thực hành, hứng thú nhận thức của HS được tăng cường, tạo các tình huống từ đó phát triển tư duy Việc thực hành tất yếu phải có phương tiện Để thực hiện được những điều đó, PTNN hiện đại sẽ cung cấp những hình ảnh sinh động, phối hợp nhuần nhuyễn với âm thanh, màu sắc, thí nghiệm mô phỏng hay những sự nhiều đối tượng mà trong thực tế không thể quan sát hay tương tác trực tiếp được (với những đối tượng quá to, quá bé, quá xa, điều kiện nguy hiểm, những quá trình diễn ra quá nhanh, quá chậm, không thể quan sát được trong điều kiện thực của nó qua kênh hình, kênh chữ, kênh tiếng nhằm thu hút sự chú ý, say mê của
HS nhằm tạo động lực, thái độ hứng thú và điều kiện để phát triển được tư duy khoa học như phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa, khái quát hóa đối tượng cần nghiên cứu cho HS Khi đã được nghe, được nhìn, được hướng dẫn thực hành, thực hiện thao tác dưới sự chỉ dẫn của giáo viên (GV), HS sẽ dần hình thành, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo Ngoài ra, công nghệ thông tin (CNTT) và truyền thông trong xã hội không ngừng phát triển với tốc độ cao sẽ khiến tâm lí HS luôn e dè, ngại sử dụng các PTDH hiện đại như máy vi tính, hạn chế về khả năng tìm kiếm tài liệu trên internet và cả việc sử dụng máy móc, dụng cụ thí nghiệm Do với những PTDH đó HS chưa được tiếp cận nhiều, còn quá mới lạ, thực hành còn hạn chế PTNN ngoài việc hỗ trợ nâng cao hiệu quả trong trình chiếu dạy học, tạo điều kiện cho GV hướng dẫn, giới thiệu về máy móc cũng như các thao tác cơ bản khi sử dụng để phá vỡ tâm lí đó, dần khiến HS tự tin khai thác và sử dụng PTNN Đó chính là yêu cầu về năng lực của con người xã hội hiện đại, làm nền tảng cho quá trình tự học hay học suốt đời
Từ góc độ tâm lý học, chúng ta đã thấy được rằng con người tiếp nhận các thông tin nhờ vào năm giác quan: Cảm giác, tri giác, thính giác, vị giác, khứu giác (cảm nhận, nhìn, nghe, ngửi, nếm, ngửi) Theo cách giảng dạy trước đây chỉ có một giác quan duy nhất được huy động đó là thính giác (tai để nghe) Truyền thụ kiến thức chỉ thông qua lời nói, còn các giác quan khác chưa được sử dụng cho việc tiếp thu các bài giảng, phần lớn tiềm năng học tập chưa được phát huy bởi vì lời nói sẽ đưa thông tin đến với HS chậm, chủ yếu theo con đường thính giác một cách từ từ theo trình tự và ý nghĩa của từng từ, câu nói Người ta thống kê rằng: nếu chỉ có đọc thì người học chỉ nhớ được 10%, chỉ có nghe thôi thì khả năng tiếp thu được 20%, cả nghe và nhìn tiếp thu được 50%, nếu được trình bày thì khả năng nhớ có thể lên đến 70% Đặc biệt, nếu được kết hợp cả nghe, đọc, nghiên cứu, tự trình bày thì mức độ nhớ lên đến 90%.Chỉ riêng điều đó thôi cũng nói lên sự đòi hỏi phải áp dụng các PTNN vào việc giảng bài
Vậy nếu được học tập trong môi trường có PTNN thì đây thật sự là một bước vô cùng thuận lợi để HS tiếp cận công nghệ, huy động được tối đa giác quan, khắc sâu kiến thức, từ đó sẽ giúp HS say mê môn học và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo Tất cả đều nhằm đạt được mục tiêu “Từ học làm đến biết làm, muốn làm và cuối cùng muốn tồn tại phát triển như nhân cách một con người lao động tự chủ, năng động và sáng tạo” [4]
1.1.2 Cơ sở lý luận dạy học
Con đường nhận thức đi từ “trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, và từ tư duy trừu tượng quay trở lại phục vụ thực tiễn” hay “Tính trực quan là tính chất có tính quy luật của quá trình nhận thức khoa học” [2] Do đó, trong quá trình dạy học muốn HS hiểu bài một cách chính xác thì xuất phát điểm của các khái niệm là từ quan sát trực tiếp các hiện tượng Tuy nhiên, có những trường hợp HS không thể quan sát trực tiếp được thì cần dùng đến PTNN làm phương tiện trực quan dạy học
Theo lý luận dạy học, Công nghệ dạy học là khoa học về giáo dục, nó xác lập các nguyên tắc hợp lý của công tác dạy học và những điều kiện thuận lợi nhất để tiến hành quá trình dạy học, cũng như xác lập các phương pháp và phương tiện có kết quả nhất để đạt mục đích dạy học đề ra, đồng thời tiết kiệm được sức lực của thầy và trò Ngày nay, với sự bùng nổ của CNTT, xã hội không chỉ đòi hỏi giáo dục phải hiện đại hóa về mặt nội dung, chương trình đào tạo mà còn phải thường xuyên đổi mới hình thức truyền thụ và lĩnh hội tri thức Dẫn đến chiến lược dạy học mới: “Dạy học bằng hoạt động, thông qua hoạt động của HS” Theo chiến lược mới này, HS không còn phải học bị động nữa mà phải trực tiếp tham gia vào hoạt động học một cách chủ động dưới sự hướng dẫn của người GV, nhằm chiếm lĩnh kiến thức và phát triển năng lực tư duy bản thân cũng như dần hình thành nhân cách người lao động xã hội mới Đặt ra yêu cầu đổi mới mục đích – nội dung –PPDH và kéo theo sự đổi mới PTDH Trước tình hình đó, công nghệ dạy học phải thay đổi theo cho phù hợp Công nghệ hóa quá trình dạy học ra đời với sự tham gia không thể thiếu PTNN Bởi chính bản thân PTNN là PTDH hiện đại, nó đảm bảo các chức năng của lý luận dạy học cũng như chức năng thông tin ngày càng được phát huy hơn nữa khi nó đã được bao gồm Multinedia và Internet HS được học tập, rèn luyện mình trong môi trường học tập hiện đại, tích cực bởi tính tương tác đa chiều do PTNN cung cấp:
- Tương tác hai chiều giữa GV–HS
- Tương tác hai chiều giữa GV – PTDH
- Tương tác hai chiều giữa HS – PTDH
- Tương tác hai chiều giữa HS – HS.
Phương tiện nghe nhìn mang xu hướng của phương tiện dạy học hiện đại
1.2.1 Định nghĩa phương tiện nghe nhìn và phân loại phương tiện nghe nhìn trong dạy học
*Định nghĩa phương tiện nghe nhìn
PTNN là những PTDH bao gồm các loại hình mang lại thông tin qua hiệu ứng âm thanh (ngôn ngữ) hoặc hình ảnh động (hoặc tĩnh), hoặc kết hợp cả âm thanh lẫn hình ảnh Như vậy, các phương tiên nghe nhìn có thể tác động đến người học thông qua kênh hình và kênh tiếng [2]
*Phân loại: Được chia làm 2 khối
- Khối mang thông tin: các công cụ dạy học được chứa đựng thông tin trong đó, sử dụng theo từng chức năng riêng rẽ như phim học tập, phim đèn chiếu, đĩa CD, VCD…
- Khối chuyển tải thông tin: Khối chuyển tải thông tin là khối cung cấp cho các giác quan của HS nguồn tin dưới dạng âm thanh hoặc hình ảnh hoặc cả hai cùng một lúc như: MVT, máy chiếu qua đầu, máy chiếu đa chức năng (Projector), đèn chiếu, tivi (LCD), đầu video, đầu đĩa (CD, VCD, DVD), máy cassette, camera, điện thoại di động, máy chiếu phim, đèn chiếu slide [6]
1.2.2 Chức năng của phương tiện nghe nhìn trong dạy học
Thứ nhất, nguồn cung cấp thông tin chính xác, dễ hiểu : PTNN là công cụ truyền thông hiệu quả đưa ra nhiều lượng thông tin lớn hơn quá trình giảng giải bằng lời trong dạy học Một hình ảnh có thể mô tả một hiện tượng và có thể diễn tả hơn nghìn câu chữ bởi tính trực quan như hình ảnh của các dạng vật chất: từ trường, điện trường…Ngoài ra PTNN như đĩa CD, VCD, máy vi tính, phim dạy học…nếu chỉ nói đến chức năng cung cấp thông tin thì thật lãng phí, chúng còn được sử dụng để lưu trữ, phân loại thông tin, sửa đổi thông tin, tìm kiếm thông tin theo mục đích của người sử dụng dưới dạng hình ảnh và âm thanh như văn bản, biểu bảng, đồ thị, phim ảnh, âm nhạc…Hiện nay, việc sử dụng PTNN với chức năng cung cấp thông tin dạy học thường ở ba nguồn sau: CD-ROM (DVD-Rom), mạng internet, truyền hình
Thứ hai, tăng cường tính trực quan, hỗ trợ tiếp cận ý tưởng bài học: PTNN tạo điều kiện thuận lợi nhất cho sự nghiên cứu dạng bề ngoài của đối tượng và các tính chất có thể tri giác trực tiếp của chúng, giúp cụ thể hóa những cái quá trừu tượng, đơn giản hóa những máy móc và thiết bị quá phức tạp, chính những điều đó đã tác động mạnh lên nhiều cơ quan cảm giác của HS cùng một lúc làm cho HS dễ hình dung ra các sự vật, hiện tượng do đó sẽ nhớ lâu hơn
Các PTNN hiện đại có khả năng sử dụng các màu sắc phù hợp với các sự kiện, hiện tượng hoặc nhờ màu sắc làm nổi bật các chi tiết, đặc biệt là sự kết hợp đồng bộ có chủ đích của âm thanh và hình ảnh thu hút sự chú ý và gây hứng thú cho HS và nâng cao lòng tin của HS vào khoa học
Thứ ba, kích thích hứng thú, hỗ trợ tư duy HS, tạo động lực cho người học: Được học với tranh, hình ảnh sinh động, video về các hiện tượng, thí nghiệm vật lý, các slide được chuẩn bị kĩ theo các yêu cầu về mặt sư phạm cũng như thẩm mĩ, kích thích sự theo dõi của HS nhưng bằng vốn kiến thức tự có chưa thể giải thích được khiến cho HS vừa bị thu hút, vừa muốn khám phá, tìm tòi tri thức mới lạ đã khiến cho giờ học trên lớp không còn căng thẳng nữa, hứng thú hơn, gần gũi hơn với cuộc sống Từ đó môn học trở nên có sức hút với HS, gợi mở được niềm đam mê, trở thành động lực
Như đã nói ở trên, một hình ảnh có sức chứa đựng, cô đọng hơn ngàn câu chữ nên việc hiểu đúng, hiểu rõ, đúng chủ đích của người đưa ra không hề đơn giản Nó bắt buộc
HS phải tư duy, phải suy nghĩ, phải thắc mắc thì mới khám phá ra được điều cần nghiên cứu Dạy học với PTNN giúp hỗ trợ rèn luyện các thao tác tư duy như so sánh, sự cụ thể hóa, sự trừu tượng hóa, sự khái quát hóa…
Thứ tư, tăng cường sự tương tác cho người dạy- bài học - người học: Khai thác sự tương tác giữa GV (hay PPDH của GV) - với PTDH (hay chính là PTNN) để đưa nội dung kiến thức đến với HS thông qua các hoạt động dạy học cụ thể; bởi vì hoạt động chính là sự tương tác giữa chủ thể với đối tượng thông qua phương tiện Vậy nên, hoạt động dạy học chính là điều kiện để sự tương tác trên có thể xảy ra, không có hoạt động thì không có sự tương tác PTNN được xem như cầu nối chuyển đổi thông tin giữa những gì người dạy muốn truyền tải, gợi mở cho người học về những vấn đề có liên quan đến nội dung bài học, là công cụ hỗ trợ GV chuyển tải thông tin, giúp HS tiếp cận ý tưởng nhờ tính trực quan, dẫn dắt người học qua từng chặn kiến thức dưới sự hướng dẫn chỉ đạo của người dạy
PTNN giúp giảm thời gian hoạt động của GV do các hiện tượng, sự vật đã được đưa ra thông qua hình ảnh trực quan, HS chỉ cần quan sát, dùng tư duy trừu tượng rút ra kết luận cho bản thân, không cần sự diễn giải quá nhiều từ GV
PTNN tăng cường hoạt động cho HS, nếu sử dụng PTNN như video, phần mềm thí nghiệm mô phỏng, người dạy có thể lựa chọn dừng lại ở một đoạn nào đó có chủ đích để đặt câu hỏi hay yêu cầu HS tư duy, suy luận, dự đoán kết quả cũng như tiến trình sẽ xảy ra như thế nào và cùng thảo luận Từ đó đặt người học luôn ở vị trí sẵn sàng tham gia tương tác giữa người học-người học, người dạy-người học
Thứ năm, phương tiện hỗ trợ phương pháp dạy học tích cực: Đổi mới phương pháp dạy chay, học chay hiện nay là một trong những vấn đề cơ bản và lâu dài của giáo dục Mục đích cuối cùng của việc đổi mới là làm thế nào nâng cao chất lượng học tập của
HS đạt hiệu quả cao trong giờ học, tập trung vào việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong quá trình dạy học, thúc đẩy HS tham gia sôi nổi hơn nữa vào hoạt động học tập PTNN giúp GV truyền đạt tốt các nguồn tin trong nhiều trường hợp khó khăn (quá trình nguy hiểm, thiết bị đắt tiền, quá trình xảy ra quá chậm hoặc quá nhanh, quá phức tạp ) nên sẽ tạo được các tình huống dạy học, đặt vấn đề thật sự đắt giá góp phần thu hút sự chú ý của HS vào bài mới thông qua phương pháp học tập nêu vấn đề Ngoài sự kết hợp của phương pháp nêu vấn đề và PTNN còn có nhiều phương pháp học tập cần được kể đến như phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình
Khả năng cung cấp thông tin vô hạn từ mạng internet, dạng bài tập đa dạng để HS trao đổi, học tập, phát huy được tinh thần học tập theo góc, theo nhóm
Tóm lại, PTNN được sử dụng như một phương tiện hiện đại, công cụ hữu ích cho các phương pháp học tập tích cực
1.2.3 Các xu hướng sử dụng phương tiện nghe nhìn làm phương tiện dạy học
- Xu hướng sử dụng đa phương tiện truyền thống:
Dạy học vật lý
1.3.1 Hệ thống kiến thức vật lý phổ thông cơ bản
1.3.1.1 Định nghĩa kiến thức vật lý
Kiến thức vật lý là kết quả phản ánh trong đầu óc con người về các tính chất, các mối liên hệ quy luật của các sự vật, hiện tượng vật lý và về cách thức con người nhận thức, vận dụng các tính chất và các mối liên hệ quy luật đó Phân biệt kiến thức vật lý theo ba loại lớn sau:
Kiến thức về hiện tượng vật lý: Đó là kiến thức về các tính chất, các mối liên hệ quy luật của các sự vật hiện tượng vật lý, các đại lượng vật lý, các định luật vật lý, các thuyết vật lý…
Kiến thức về các ứng dụng vật lý: Đó là kiến thức về sự ứng dụng các định luật, các thuyết vật lý trong thực tiễn sản xuất, trong đời sống, trong việc tạo ra các dụng cụ, thiết bị, máy móc và các quy trình công nghệ khác nhau
Kiến thức về phương pháp nhận thức: Đó là kiến thức về các phương pháp nhận thức khoa học của vật lý học như: phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình… Các kiến thức về vật lý về các phương pháp nhận thức khoa học được hình thành trong quá trình dạy học, gắn liền với sự hình thành các kiến thức về các khái niệm, đại lượng, định luật, các thuyết vật lý và các ứng dụng vật lý [6]
Sơ đồ 1.1: Sơ đồ liên hệ giữa các kiến thức vật lý:
1.3.1.2 Đặc điểm nội dung và sự hình thành các kiến thức vật lý phổ thông cơ bản
Kiến thức Định nghĩa Con đường hình thành
Các giai đoạn hình thành Khái niệm vật lý là kết quả của những quá trình trừu tượng hóa khái quát hóa
-Hình thành khái niệm thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hóa thực
- Quan sát hiện tượng vật lý, sau đó bằng những câu hỏi định hướng hợp lý, GV
Khái niệm vật lý mà trong đó diễn ra sự phản ánh những dấu hiệu chung bản chất của các đối tượng, hiện tượng vật lý nghiệm
- Thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hóa lý thuyết
- Khảo sát hiện tượng bằng các mô hình hướng dẫn HS phát hiện những dấu hiệu chung, bản chất của sự vật, hiện tượng
- Kiểm tra lại kết quả nhận thức đó trong quan sát, thực nghiệm
- Diễn đạt, thâu tóm khái quát định nghĩa hiện tượng được nghiên cứu Định luật vật lý Định luật vật lý là mối liên hệ khách quan phổ biến giữa các thuộc tính của các đối tượng, các quá trình, trạng thái được mô tả thông qua các đại lượng vật lý tồn tại trong những điều kiện xác định và thể hiện khi những điều kiện này xuất hiện, tương đối bền vững và có thể lập lại
- Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hóa thực nghiệm
- Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hóa lý thuyết
- Đạt tới định luật xuất phát từ những mệnh đề lý thuyết
- Quan sát nhằm thu thập những cứ liệu thực nghiệm (thông qua quan sát thí nghiệm, hiện tượng tự nhiên ) hoặc những hiểu biết, kinh nghiệm của HS được tích lũy từ trước
- Khái quát hóa những kết quả quan sát được làm nổi bật cái chung, bản chất của những sự vật, hiện tượng cụ thể khác nhau
- Nêu ra giả thuyết mới sao cho khi HS phát biểu đúng giả thuyết thì giải thích được hiện tượng
- Kiểm tra sự đúng đắn của giả thuyết (kiểm tra trực tiếp hoặc kiểm tra bằng phương pháp toán học, suy luận logic)
- Vận dụng định luật vào thực tiễn để HS có thể ghi nhớ và sử dụng lâu dài định luật vật lý
Thuyết vật lý là một tập hợp các kiến thức vật lý trong việc giải thích, tiên đoán, ứng dụng các hiện tượng vật lý trong một lĩnh vực nhất định dựa trên sự thừa nhận một (hoặc một số) luận đề cơ bản
Thực tiễn → nêu vấn đề →nêu định luật→ nêu ra thuyết→phát biểu hệ quả →ứng dụng vào thực tiễn
- Tìm hiểu những cơ sở của thuyết: HS quan sát những thí nghiệm cơ bản, yêu cầu HS giải thích hiện tượng bằng những kiến thức đã có Sự bế tắc trong giải thích → đòi hỏi phải xây dựng thuyết mới
- Xây dựng hạt nhân của thuyết: Nêu lên những điều cơ bản và định tính Sau đó, sẽ bổ sung hoàn thiện thêm Việc đưa ra thuyết mới phải dựa trên cơ sở thực nghiệm Vận dụng những hạt nhân để suy ra các hệ quả của giai đoạn sau
- Vận dụng hạt nhân của thuyết vật lý: để tăng thêm sự tin tưởng của HS vào sự đúng đắn của thuyết Ứng dụng công nghệ vật lý
Kiến thức về các ứng dụng công nghệ vật lý là các kiến thức về các dụng cụ vật lý, thiết bị, máy móc, quá trình công nghệ sử dụng trong sản xuất, đời sống mà nguyên tắc cấu tạo và hoạt động tuân theo các định luật vật lý, nguyên lý vật lý
Con đường thứ nhất: trên cơ sở đã có sẵn ứng dụng kỹ thuật,
HS nghiên cứu cấu tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động của chúng trên cơ sở các định luật vật lý
Dựa trên định luật, nguyên lý vật lý …
HS đưa ra các phương án thiết bị nhằm giải quyết một yêu cầu kỹ thuật nào đó
Theo con đường thứ nhất: Quan sát thiết bị
→nghiên cứu cấu tạo để đưa ra mô hình→sử dụng mô hình, dựa trên các lý thuyết vật lý giải thích nguyên tắc hoạt động của thiết bị
Con đường thứ hai: Ôn tập lại lý thuyết vật lý có liên quan → GV đưa ra nhiệm vụ thiết kế thiết bị cho HS → hướng dẫn HS đề xuất dự án thiết kế thiết bị
→ đưa ra mô hình tương ứng để kiểm tra→bổ sung hoàn thiện mô hình
Nhìn chung, các kiến thức vật lý ở phổ thông đều được hình thành chủ yếu qua con đường thực nghiệm Đặc điểm này đòi hỏi GV vật lý phải tăng cường sử dụng thí nghiệm, các phương tiện trực quan, PTNN trong qua trình dạy học, bởi đó không chỉ là nguồn cung cấp thông tin mà còn là yếu tố kích thích hứng thú, khuyến khích tính tích cực, tự giác và sáng tạo của HS trong học tập bộ môn
1.3.2 Dạy học thí nghiệm, thực hành vật lý
1.3.2.1 Đại cương về thí nghiệm vật lý
Thí nghiệm vật lý được xem là một trong những PPDH vật lý Đó là cách thức làm việc của cả GV và HS trong quá trình giảng dạy và học tập nhằm đạt hiệu quả cao nhất trong việc truyền thụ cũng như lĩnh hội tri thức, đồng thời rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo của
HS qua con đường thực nghiệm
Thí nghiệm vật lý có tác dụng to lớn đến việc phát triển năng lực và nhận thức khoa học cho HS Khi tự làm, tự mày mò để làm thí nghiệm, HS sẽ rèn luyện được tính cẩn thận, kiên trì, đặt nền móng cho phẩm chất của nhà khoa học trong tương lai HS được tận mắt quan sát sự vận động của các hiện tượng, tự tay tiến hành lắp ráp, đo đạc các thí nghiệm nên quen dần với các dụng cụ thí nghiệm
Thí nghiệm vật lý được thực hiện ở nhà trường phổ thông dưới nhiều hình thức khác nhau GV có thể sử dụng thí nghiệm vật lý biểu diễn nhằm đề xuất vấn đề cần nghiên cứu để vào bài mới, khảo sát hay minh họa các hiện tượng, định luật, quy tắc vật lý nào đó HS tiến hành làm thực hành thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của GV để tìm hiểu hiện tượng, dụng cụ thiết bị, đào sâu, ôn tập hay củng cố kiến thức Vì vậy, thí nghiệm vật lý đảm nhận những chức năng lý luận dạy học khác nhau tùy theo hình thức, mục đích phương pháp giảng dạy khác nhau của GV
Nếu dựa vào hoạt động của GV và của HS, người ta có thể phân thí nghiệm vật lý thành các loại sau:
Hoạt động của GV: Thí nghiệm biểu diễn
Hoạt động của HS: Thí nghiệm trực diện, thực hành vật lý, thí nghiệm ngoài giờ lên lớp, các bài toán thí nghiệm
1.3.2.2 Đại cương về thí nghiệm thực hành vật lý
Nội dung kiến thức, kĩ năng cần rèn luyện trong phần điện từ học
Chuẩn kiến thức kĩ năng quy định trong chương trình [1]
Chương Kiến thức cần đạt được Kĩ năng cần rèn luyện
-Nêu được từ tường tồn tại ở đâu và có tính chất gì Nêu được các đặc điểm của đường sức từ của thanh nam châm thẳng, của nam châm chữ
U, của dòng điện thẳng dài, của ống dây có dòng điện chạy qua
-Phát biểu được định nghĩa và nêu được
-Vẽ được các đường sức từ biểu diễn từ trường của thanh nam châm thẳng, của dòng điện thẳng dài, của ống dây có dòng điện chạy qua và của từ trườngđều
-Xác định được độ lớn, phương, chiều của vectơ cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường gây bởi
Từ trường phương, chiều của cảm ứng từ tại một điểm của từ trường Nêu được đơn vị đo cảm ứng từ
-Viết được công thức tính cảm ứng từ tại một điểm của từ trường gây bởi dòng điện thẳng dài vô hạn, tại tâm của dòng điện trò và tại một điểm trong ống dây có dòng điện chạy qua
-Viết công thức tính lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ tường đều
-Nêu được lực Lo-ren-xơ là gì và viết được công thức tính lực từ dòng điện thẳng dài, tại tâm của dòng điện tròn và tại một điểm trong ống dây có dòng điện chạy qua
-Xác định được vectơ lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường đều
-Xác định được độ lớn vá chiều của momen lực từ tác dụng lên một khung dây dẫn hình chữ nhật có dòng điện chạy qua được đặt trong từ tường đều -Xác định được độ lớn, phương, chiều của lực Lo- ren-xơ tác dụng lên một điện tích q chuyển động với vận tốc v trong mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều
-Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ
-Viết được công thức tính từ thông qua một diện tích và nêu được đơn vị đo từ thông Nêu được các cách
-Tiến hành được thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ
-Vận dụng được công thức = BScos
-Vận dụng được hệ thức suất điện động cảm ứng
Cảm ứng điện từ làm biến đổi
-Phát biểu được định luật Fa-ra-day về cảm ứng điện từ và định luật Len- xơ về chiều dòng điện cảm ứng
-Viết được hệ thức e ec t
-Nêu được dòng điện Fu- cô là gì, tác dụng có lợi và cách hạn chế tác dụng bất lợi của dòng điện Fu-cô
- Nêu được hiện tượng tự cảm là gì
-Nêu được độ tự cảm là gì và đơn vị đo độ tự cảm
-Nêu được tự trường trong lòng ống dây có dòng điện chạy qua và mọi từ trường đều mang năng lượng
-Viết được công thức tính năng lượng của từ tường trong lòng ống dây có dòng điện chạy qua
-Xác định được chiều của dòng điện cảm ứng theo định luật Len-xơ và theo quy tắc bàn tay phải -Tính được suất điện động tự cảm trong ống dây khi dòng điện chạy qua nó có cường độ biến đổi theo thời gian
-Tính được năng lượng từ trường trong ống dây.
Xây dựng kho tư liệu về phương tiện nghe nhìn trong dạy học vật lý
Kho tư liệu là một yếu tố quan trọng trong việc khai thác và sử dụng PTNN trong dạy học Kho tư liệu mà càng phong phú thì việc khai thác và sử dụng PTNN càng thuận lợi và hiệu quả Xây dựng kho tư liệu hỗ trợ dạy học trong chương Từ trường và Cảm ứng điện từ
Bước 1: Căn cứ vào nội dung bài học SGK
Xác định trọng tâm kiến thức của bài học
Diễn biến tiến trình của bài học
Xác định những tư liệu gì cần có cho từng phần của bài học
Bước 2: Tiến hành thu thập tư liệu
Bước 3: Tiến hành biên tập tư liệu, sắp xếp, lựa chọn các câu hỏi phù hợp đi kèm
2.2.2 Xây dựng kho tư liệu về hình ảnh
Bước 1: Tiến hành thu thập hình ảnh để đưa vào kho sau khi đã nghiên cứu nội dung chương trình SGK
Nguồn khai thác: Khai thác hình ảnh tĩnh, các hình vẽ trên các đĩa CD-ROM, VCD, trên Internet…Khai thác từ các phần mềm giảng dạy vật lý với các hình ảnh trực quan mô tả dụng cụ thí nghiệm, hiện tượng vật lý xảy ra như phần mềm Physics Simulations…
Cách 1: Chụp màn hình và đưa vào Microsoft Word, Microsoft Power Point để chỉnh sửa trước khi đưa vào kho:
- Chạy chương trình và hiện lên màn hình cần chụp
- Nhấn nút Print Screen (cạnh nút F12) (hoặc Alt+Print Screen để chụp riêng cửa sổ hiện hành)
- Vào các chương trìnhMicrosoft Power Point nhấn phím Ctrl+V (paste)
- Có thể cắt viền ngoài các hình ảnh bằng chức năng Crop như sau:
Click phải chuột vào hình ảnh, chọn Show Picture Toolbar
Chọn chức năng Crop (biểu tượng )
Dùng chuột dịch chuyển các điểm nút trên ảnh vào bên trong để cắt
Trên đây chỉ là cách chụp hình đơn giản nhất Tuy nhiên, nếu bạn biết dùng một chương trình xử lý ảnh thì sau khi chụp, nên paste hình vào đó, chỉnh sửa (điều chỉnh kích thước, cắt viền, thay đổi chi tiết, )
- Sau đó, lưu lại ảnh bằng cách nhấp phải chuột chọn Save as picture, chọn thư mục chứa hình ảnh sẽ lưu, đặt tên cho hình ảnh mới
Cách 2: Kích chuột vào Insert/Picture/From file/ vào ổ đĩa CD-Rom lựa chọn tranh, hình vẽ cần tìm rồi đưa vào lưu trữ trong kho
Bước 2: Biên tập lại hình ảnh, sắp xếp chúng theo thứ tự từng bài, phù hợp với từng phần trong một bài để việc đưa vào kho được thuận tiện
Bước 3: Chọn một chương trình nào đó để lưu trữ Trong đề tài này, chúng tôi chọn phần mềm Violet (tải từ địa chỉ www.bachkim.vn ) làm công cụ lưu trữ Chạy chương trình Violet Vào menu Nội dung → Thêm đề mục, màn hình nhập liệu đầu tiên sẽ xuất hiện Gõ tên Chủ đề và tên Mục, Tiêu đề màn hình sau đó nhấn nút “Tiếp tục” Click chuột vào nút “Ảnh, phim”.Chọn ảnh cần đưa vào kho, nhấn đồng ý
Bước 4: Chỉnh sửa, thêm vào các hiệu ứng cho hình ảnh nếu muốn Đồng thời, lựa chọn những câu hỏi gợi ý được đặt ra cho hình ảnh của bạn
Hình 2.1: Màn hình khi đã nhập hình ảnh và văn bản
Sau khi hoàn tất, nhấn “Đồng ý”
2.2.3 Xây dựng kho tư liệu về video thí nghiệm và video thí nghiệm mô phỏng
Bước 1: Tiến hành lựa chọn video cần thiết để đưa vào kho sau khi đã nghiên cứu nội dung chương trình SGK
Nguồn khai thác: Khai thác video thí nghiệm, video thí nghiệm mô phỏng trên các đĩa CD-ROM, VCD, trên Internet…Khai thác từ các phần mềm giảng dạy vật lý với các hình ảnh trực quan mô tả dụng cụ thí nghiệm, hiện tượng vật lý xảy ra như phần mềm “Physics Simulations”, “Bộ thí nghiệm vật lý chứng minh dành cho phổ thông Trung học”…
Dùng phần mềm quay phim màn hình Camtasia Studio (tải từ địa chỉ http://camtasia-studio.en.softonic.com/ ).Sau đó, lưu trữ vào trong máy
Bước 2: Biên tập lại video sắp xếp chúng theo thứ tự từng bài, phù hợp với từng phần trong một bài để việc đưa vào kho tư liệu được thuận tiện
Bước 3: Chạy chương trình Violet Vào menu Nội dung → Thêm đề mục, màn hình nhập liệu đầu tiên sẽ xuất hiện Gõ tên Chủ đề và tên Mục, tên Tiêu đề màn hình, sau đó nhấn nút “Tiếp tục” Click chuột vào nút “Ảnh, phim ” Chọn video vào kho Nhấn“Đồng ý”
Bước 4: Chỉnh sửa, thêm vào các hiệu ứng xuất hiện cho video nếu muốn Đồng thời, lựa chọn, thêm vào những câu hỏi gợi ý được đặt ra cho video của bạn thì nhấn vào
“Văn bản” Sau khi hoàn tất, nhấn “Đồng ý”
2.2.4 Xây dựng kho tư liệu về bài tập vận dụng cơ bản
Xác định các kĩ năng cần rèn luyện qua bài học
Xác định dạng bài tập vận dụng theo từng kĩ năng
Lựa chọn bài tập để đưa vàokho, sắp xếp thứ tự theo từng bài
Xây dựng bài tập nhỏ cuối bài phân loại theo tính chất: Bài tập định tính và bài tập định lượng Trình bày dưới 3 dạng: Bài tập tự luận, bài tập trắc nghiệm, bài tập điền khuyết.
Một số biện pháp sử dụng kết hợp kho tư liệu và phương tiện nghe nhìn
2.3.1 Hỗ trợ xây dựng tiến trình bài học với mục đích nghiên cứu tài liệu mới
2.3.1.1 Xây dựng tình huống mở bài có vấn đề để gây sự chú ý cho học sinh
Mục đích: thu hút sự chú ý, gợi mở trí tò mò cho HS nhằm lôi cuốn HS tìm hiểu vấn đề mới trong bài học
Yêu cầu: Vấn đề đặt ra phù hợp với nội dung SGK, trình độ, tư chất của HS
Trong kho tư liệu, ta có thể lựa chọn sử dụng hình ảnh, các video thí nghiệm…cùng các PTNN tương thích để mở đầu cho bài mới, làm nổi bật mối quan hệ giữa hiện tượng, các tính chất của các sự kiện với tính bất thường, tính chất nghịch lý trái với quan niệm sẵn có của HS
Sử dụng hình ảnh và hệ thống câu hỏi đi kèm: Kết hợp cùng với phương pháp học tập tích cực như PPDH nêu vấn đề, phương pháp khắc phục sai lầm… đem lại hiệu quả cao trong dạy – học, khắc sâu kiến thức cho HS Lựa chọn tư liệu hình ảnh và câu hỏi gợi ý đi kèm ở kho tư liệu theo thứ tự và tên bài học, sau đó đưa vào bài giảng điện tử để trình chiếu bằng tổ hợp máy vi tính, máy chiếu đa phương tiện hoặc in ra tờ phóng để sử dụng trên máy chiếu qua đầu
Ví dụ: HS luôn có quan niệm rằng muốn có dòng điện xuất hiện trong vật dẫn thì cần nối vật dẫn đó với nguồn điện thành một mạch kín Xuất phát từ quan niệm đó, GV đưa ra hình ảnh về một vòng dây nối với kim điện kế như sau:
GV: Xét vòng dây và nam châm đứng yên Trong mạch điện có dòng điện xuất hiện không? Vì sao?
HS: Chắc chắn không Vì mạch điện này không có nguồn điện
Hình 2.2: Nam châm và vòng dây đứng yên
GV: Khi ta cho nam châm chuyển động lại phía vòng dây thì hiện tượng gì xảy ra?
HS: Kim điện kế bị lệch, chứng tỏ trong vòng dây xuất hiện dòng điện Lúc này, HS sẽ bất ngờ với kết quả thí nghiệm
Hình 2.3: Vòng dây chuyển động lại gần nam châm đang đứng yên
Tình huống mở bài ở đây dựa trên quan niệm quan niệm sai lầm của HS, gây cho
HS bất ngờ, lúng túng.và bắt đầu vào bài mới “Hiện tượng cảm ứng điện từ Suất điện động cảm ứng” để khắc phục những quan niệm sai lầm đó cho HS
Sử dụng video thí nghiệm vật lí cùng câu hỏi đi kèm:
Mục đích: Qua con đường thực nghiệm đặt ra khó khăn nhất định về mặt nhận thức đối với vấn đề đặt ra gây cho HS sự ngạc nhiên, hứng thú
Hình thức: video thí nghiệm cần ngắn gọn, đơn giản
Nội dung: có liên quan đến vấn đề cần nghiên cứu
Sau khi đã lựa chọn video thí nghiệm phù hợp với vấn đề cần đặt ra thì sắp xếp chúng vào bài giảng điện tử hoặc sử dụng máy vi tính và máy chiếu đa phương tiện để trình chiếu
Ví dụ: Đặt vấn đề cho hiện tượng tự cảm: sử dụng hai video thí nghiệm để trình chiếu:
Hình 2.4: Đặt vấn đề cho hiện tượng tự cảm
Video 1: dụng cụ thí nghiệm đưa ra là 2 bóng đèn giống nhau, 2 điện trở R, nguồn điện và khóa K được mắc như hình vẽ, ban đầu khóa K mở Đột ngột đóng khóa K thì 2 bóng đèn sẽ sáng lên ngay
Video 2: dụng cụ thí nghiệm như thí nghiệm 1 nhưng khi thay điện trở R bằng 1 ống dây có lõi sắt thì khi ta đóng khóa K thì bóng đèn ở nhánh có ống dây sáng lên từ từ so với bóng đèn ở nhánh còn lại
HS sẽ thấy kết quả 2 thí nghiệm hoàn toàn khác nhau và dự đoán nguyên nhân của sự khác nhau đó nằm ở cuộn dây Lúc này, GV bắt đầu hướng dẫn HS tìm hiểu bài học mới “Hiện tượng tự cảm”
Sử dụng bài tập vật lí có những yếu tố mới và yếu tố đã biết:
Mục đích: Tạo mối liên hệ giữa bài cũ và bài mới, nêu lên được hiện tượng mà kiến thức cũ không thể giải quyết được nhằm thu hút HS → HS hứng thú và bắt đầu đi tìm hiểu hiện tượng mới →Sau khi học bài mới xong rồi, có thể quay ngược trở lại giải quyết vấn đề bài toán đặt ra, vận dụng kiến thức vào giải bài tập
Yêu cầu: Tính logic, ngắn gọn, không quá phức tạp, gây bất ngờ, hứng thú
Lựa chọn và sử dụng bài tập trong kho tư liệu, đưa vào bài giảng điện tử hoặc in trên tờ phóng để trình chiếu trên máy chiếu qua đầu
Ví dụ: Sử dụng bài tập để kiểm tra bài cũ “Hiện tượng cảm ứng điện từ Suất điện động cảm ứng”, đặt ra vấn đề mới xuất hiện cho bài mới “Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động” Đề bài tập như sau: Cho hệ thống như hình vẽ: Thanh AB = l, khối lượng m, điện trở R Biết thanh AB trượt thẳng đứng trên hai thanh ray, nằm ngang a) Em hãy giải thích tại sao lúc ban đầu thanh rơi với vận tốc tăng dần, đến một lúc nào đó thanh sẽ rơi đều b) Khi thanh rơi đều với vận tốc bằng bao nhiêu?
Hình 2.5: Bài tập mở bài cho bài “Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Câu hỏi a sẽ dùng để kiểm tra bài cũ:
(?)Ban đầu thanh chịu tác dụng của những lực nào?
(?)Khi thanh AB trượt xuống mà vẫn tiếp xúc với hai thanh ray → Hiện tượng gì xảy ra trong mạch và thanh AB lúc đó chịu tác dụng của những lực gì?
- Ban đầu dưới tác dụng của trọng lực
→ thanh trượt xuống nhanh dần
- Khi đó, diện tích mặt kín ABCD tăng lên → → có độ biến thiên từ thông qua một mạch kín → xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều như hình vẽ
- Thanh AB có dòng điện chạy qua và được đặt trong từ trường → chịu tác dụng của lực điện từ và trọng lực Để chống lại sự biến thiên từ thông trong mạch thì có chiều như hình vẽ →
Đến khi F = P thì thanh chuyển
2.3.1.2 Minh họa, hỗ trợ nghiên cứu tài liệu mới, hình thành kiến thức mới:
Khai thác các PTNN để soạn thảo tiến trình dạy học một số bài cụ thể
Vận dụng các định hướng nêu trên, chúng tôi tiến hành soạn thảo tiến trình dạy học của các bài cụ thể sau:
Giáo án 1: Từ trường Trái Đất (tiết 55 được trình bày ở phụ lục 1)
Giáo án 2: Thực hành xác định thành phần nằm ngang của từ trường Trái Đất
(tiết 56-57 được trình bày ở phụ lục 1)
2.4.2 Chương Cảm ứng điện từ
Giáo án 3: Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động (tiết
Giáo án 4: Bài tập (tiết 61 được trình bày ở phụ lục 1)
Do giới hạn của đề tài, chúng tôi xin trình bày tiến trình dạy học bài: “Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động”
NỘI DUNG GIÁO ÁN Mục đích yêu cầu:
1 Về kiến thức: Hỗ trợ HS nắm được các vấn đề sau:
- Trình bày được thí nghiệm về hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng ở một dẫn chuyển động trong từ trường
- Phát biểu được quy tắc bàn tay phải, công thức xác định suất cảm ứng trong đoạn dây
- Trình bày được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều
- Vận dụng được quy tắc bàn tay phải để xác định chiều từ cực âm sang cực dương của suất điện động cảm ứng trong đoạn dây.Vận dụng công thức xác định độ lớn suất điện động cảm ứng trong đoạn dây để giải bài tập
- Rèn luyện kĩ năng giải thích hiện tượng vật lý: xuất hiện suất điện động cảm ứng trong đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường
- Rèn luyện kĩ năng toán học để xây dựng công thức suất điện động cảm ứng
- Rèn luyện kĩ năng giải thích nguyên tắc hoạt động của một số ứng dụng kĩ thuật
- Rèn luyện khả năng tự giải quyết vấn đề trong học tập, biết vận dụng kiến thức vào tình huống mới
Phương pháp: Kết hợp với các PPDH khác trong đó phương pháp thực nghiệm là chủ yếu
Phương tiện nghe nhìn: Máy chiếu hình đa năng, máy vi tính
Tiết 60-Bài 39:SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG 1 ĐOẠN DÂY DẪN
1 Suất điện động cảm ứng trong 1 đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường: a Mô tả TN: (H.39.1/190-sgk) b Nhận xét: Suất điện động cảm ứng chỉ xuất hiện khi đoạn dây MN chuyển động trong từ trường
2 Quy tắc bàn tay phải: (sgk/190)
3 Biểu thức suất điện động cảm ứng trong đoạn dây
Suất điện động cảm ứng trong mạch chính là suất điện động trong đoạn dây chuyển động, có độ lớn : ec t
Chỉ xét trường hợp đơn giản: v và B đoạn dây dẫn (MN):
ec = Blv với l: chiều dài và v là tốc độ của thanh MN
4 Máy phát điện: a Cấu tạo: Gồm một khung dây quay trong từ trường của một nam châm b Nguyên tắc hoạt động: (sgk)
* Hoạt động 1: (5 phút): Kiểm tra bài cũ
1 Phát biểu định luật Lenxo
2 Viết công thức tính suất điện động trong một mạch điện kín
3 Yêu cầu giải bài tập 2/188 sgk
*Hoạt động 2:( 10 phút) Tìm hiểu về suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường:
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Mở đầu bài: ở bài học trước chúng ta đã xác định được suất điện động cảm ứng trong khung dây Bây giờ, chúng ta sẽ bắt đầu khảo sát suất điện động cảm ứng trên một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường
Hình 2.22: Thí nghiệm đoạn dây chuyển động
Giới thiệu: MN là đoạn dây dẫn cứng
+QM và PN là 2 thanh ray dẫn điện được đặt nằm ngang
+ điện kế được mắc trên đoạn QP
(?)Hiện tượng gì xảy ra khi cho đoạn dây dẫn chuyển động và vẫn tiếp xúc điện
Hình 2.23: Thí nghiệm khảo sát đoạn dây chuyển động không có từ trường
TL: kim điện kế không bị lệch với hai thanh ray? Đặt mạch này trong 1 mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng vuông góc với từ trường đều B và hướng từ trên xuống dưới
(?)Hiện tượng gì xảy ra khi cho đoạn dây dẫn chuyển động và vẫn tiếp xúc điện với hai thanh ray?
(?) khi cho đoạn dây dẫn chuyển động và vẫn tiếp xúc điện với hai thanh ray thì kim điện kế lệch khỏi số 0 Điều đó chứng tỏ gì?
*Cho xem video thí nghiệm:
Hình 2.24: Thí nghiệm khảo sát đoạn dây chuyển động trong từ trường
(?)Khi đoạn dây dừng lại thì kim điện kế như thế nào? Chứng tỏ điều gì?
(?)từ thí nghiệm trên, em rút ra được nhận xét gì?
*Kết quả: Suất điện động cảm ứng chỉ xuất hiện khi thanh MN chuyển động cắt
-TL: kim điện kế bị lệch khỏi số 0
-TL: Chứng tỏ trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng, cũng có nghĩa là có suất điện động cảm ứng.Vì từ thông qua mạch kín MNPQ biến thiên khi MN chuyển động cắt các đường cảm ứng từ
-TL: kim điện kế không lệch Chứng tỏ nếu đoạn dây MN không chuyển động thì không có dòng điện cảm ứng, cũng có nghĩa là không có suất điện động cảm ứng trong mạch
-TL: có thể đoán nhận rằng suất điện động cảm ứng trong mạch chỉ xuất hiện khi đoạn dây MN chuyển động trong từ trường các đường sức từ Thanh MN coi như 1 nguồn điện
*Xét các cực của nguồn điện MN: trước hết ta phải xét xem sự phân bố điện tích diễn ra trong MN là như thế nào
(?)Hạt mang điện chủ yếu trong MN?
(?)các electron trong dây dẫn sẽ chuyển động dưới tác dụng của lực gì?
Chuyển động như thế nào?
Hình 2.25: Giải thích sự tạo thành suất điện động trong đoạn dây
- Khi electron chuyển động về phía M thì chuyện gì xảy ra đối với sự phân bố điện tích trong MN
- vậy chiều của dòng điện cảm ứng chạy trong khung dây như thế nào?
(?) Nếu các đường sức từ song song với chiều chuyển động của đoạn dây dẫn thì có hiện tượng gì xảy ra?
*Chốt lại kiến thức: Suất điện động cảm ứng trong mạch đang xét xuất hiện khi đoạn dây MN chuyển động trong từ trường Khi đoạn dây MN chuyển động cắt các đường sức từ nhưng không nối với hai thanh ray thì trong đó vẫn xuất hiện suất điện động cảm ứng
Khi đoạn dây MN chuyển động song
-TL: khi đó các electron chịu sự tác dụng của lực Lorenxơ và di chuyển về phía M( khi đoạn MN chuyển động về phía trái), chuyển động cùng vận tốc với MN
-TL: đầu M của dây dẫn thừa electron nên mang điện tích âm còn đầu N thiếu electron mang điện tích dương
- không có hiện tượng gì xảy ra vì khi đó các điện tích không chịu tác dụng của lực Lorenxo
-lắng nghe, ghi chép song với các đường súc từ thì không xuất hiện suất điện động cảm ứng trên đoạn dây
*Hoạt động 3:( 7phút) Tìm hiểu về quy tắc bàn tay phải
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
-Đvđ: quay lại TN trên sơ đồ 39.1 và coi rằng MN đóng vai trò như một nguồn điện với M là cực dương, N là cực âm
Vậy ta có thể sử dụng các quy tắc nào xác định các cực của nguồn điện?
+ Sử dụng định luật Len-xơ để xác định chiều dòng điện cảm ứng, sau đó xác định 2 cực của nguồn điện
+Sử dụng quy tắc bàn tay trái để suy ra chiều tác dụng của lực Lorenxo tác dụng lên các điện tích, rồi từ chiều chuyển động của điện tích lại suy luận để ra các cực của nguồn điện như trên
Tuy nhiên, ta có thể rút gọn bằng cách sử dụng quy tắc bàn tay phải để suy luận trực tiếp cực của nguồn điện
(?)Dựa vào SGK hãy phát biểu quy tắc bàn tay phải?
-Hướng dẫn sử dụng quy tắc bàn tay phải
Hình 2.26: Quy tắc bàn tay phải
-Quy tắc bàn tay phải:Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón cái choãi ra 90 0 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến 4ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó
*Hoạt động 4:( 10 phút) Tìm hiểu về biểu thức của suất điện động cảm ứng trong đoạn dây:
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
*Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu suất điện động cảm ứng trong cuộn dây có thể được xác định bằng biểu thức toán học nào?
Suất điện động cảm ứng trong mạch chính là suất điện động trong đoạn dây chuyển động, có độ lớn:
(?)nếuv và B đều vuông góc với đoạn dây dẫn (MN) thì suất điện động cảm ứng được xác định như thế nào?
(?)Nếu v và B hợp với nhau một góc thì suất điện động cảm ứng được xác định như thế nào?Gợi ý: Phân tích B thành hai thành phần, một thành phần B s song song với và một thành phần B t vuông góc với thì thành phần nào gây ra sự xuất hiện suất điện động cảm ứng trong đoạn dây
-TL: vì v và B đều vuông góc với đoạn dây dẫn (MN), nên : = BS = B (lvt)
ec = Blv l: độ dài, v là tốc độ của thanh MN
-TL:thành phần B t mới gây ra suất điện động cảm ứng cho đoạn dây dẫn MN
Hoạt động 5 ( 7 phút): Tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
-Yêu cầu HS đọc sgk nghiên cứu về máy phát điện xoay chiều và một chiều
Dùng minh họa kết hợp với H.39.5 giới thiệu lại cấu tạo của máy phát điện
Hình 2.27: Cấu tạo máy phát điện
(?)Yêu cầu nêu nguyên tắc hoạt động chung của máy phát điện xoay chiều?
Hình 2.28: Mô hình máy phát điện một chiều
(?) Đối với máy phát điện một chiều: nêu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động?
Hình 2.29: Mô hình máy phát điện xoay chiều
(?) Nêu điểm giống nhau và khác nhau của máy phát điện xoay chiều và máy phát điện một chiều?
Khi khung dây quay thì các cạnh của khung dây chuyển động cắt các đường sức từ, trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng
- Giống nhau: đều có một khung dây quay trong từ trường
- Khác: Hai đầu dây khung dây trong máy phát điện xoay chiều được nối với hai vòng đồng, hai vòng đồng này luôn tiếp xúc với hai chổi quét Hai chổi quét đóng vai trò là hai cực của máy phát điện xoay chiều Còn hai đầu khung dây trong máy phát điện một chiều thì nối với 2 bán khuyên bằng đồng(luôn tiếp xúc với hai chổi quét)
Hoạt động5 ( 5 phút): Củng cố
* Hệ thống hóa lại kiến thức thông qua sơ đồ tóm tắt bài học:
Hình 2.30: Sơ đồ tóm tắt bài học “Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động”
Sử dụng Violet để đưa ra bài tập cho HS củng cố kiến thức vừa học: Bài tập tự luận, bài tập trắc nghiệm, bài tập điền khuyết
Hoạt động6 ( 1 phút): Dặn dò
Yêu cầu HS làm bài tập 1,2,3,4/193 sgk
Trong chương này, chúng tôi đã tìm hiểu và trình bày một số cách thức khai thác các tư liệu như hình ảnh, video liên quan đến bài giảng thông qua các đĩa CD-ROM, mạng internet, từ các phần mềm dạy học vật lí…để khắc phục khó khăn về nguồn tài nguyên dạy học cho GV
Thông qua việc định hướng sử dụng PTNN với kho tư liệu, chúng ta còn cần phải chú ý đến các nguyên tắc đảm bảo cho sự vận hành hoạt động học được diễn ra theo cách hiệu quả nhất:
Đảm bảo sử dụng đúng lúc, đúng chỗ, đúng cường độ PTNN chỉ đóng vai trò như một công cụ dưới sự chỉ đạo, thực hiện của GV
HS cần theo dõi, ghi chép, làm theo các khẩu lệnh của GV chứ không chỉ ngồi xem các hình ảnh từ PTNN
Mục đích của thực nghiệm sư phạm
Mục đích của thực nghiệm sư phạm là nhằm kiểm tra tính hiệu quả của việc sử dụng PTNN trong quá trình dạy học phần điện từ học, thông qua tiến trình dạy học đã được xây dựng.
Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành trong học kì II năm học 2011-2012 Đối với lớp thực nghiệm (TN), GV sử dụng các phim video, máy chiếu đa phương tiện, các hình ảnh, video trong giờ học.Ngoài các PTNN được sử dụng và các ý tưởng được thực hiện trong giáo án, GV không sử dụng thêm hệ thống bài tập nào khác.
Phương pháp thực nghiệm sư phạm
3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm
Chúng tôi sử dụng phép chọn cả khối (chọn nguyên cả lớp) và dùng cách chọn ngẫu nhiên để chọn ra khối TN và khối ĐC Các lớp được chọn có điều kiện tổ chức dạy học tương đối đồng nhất và chất lượng học tập môn vật lý là đồng đều nhau ( đều là những lớp phân ban tự nhiên) Đây là những lớp bình thường (không có lớp chọn) Chúng tôi chọn như sau: LớpTN: 11/20, lớp ĐC: 11/19 (Trường THPT Phan Châu Trinh)
3.3.2 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
Chúng tôi tiến hành đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm qua những mặt sau:
Về chất lượng kiến thức của HS và hiệu quả tiến trình dạy học: đánh giá qua điểm trung bình kiểm tra
Về hiệu quả dạy học:
Tiến trình lên lớp, các thao tác của GV khi sử dụng PTNN
Hoạt động của HS trong giờ học Tính tích cực của HS thông qua không khí lớp học, các câu trả lời, phát biểu xây dựng bài, mức độ hiểu bài của HS thông qua chất lượng câu trả lời, kết quả bài kiểm tra chất lượng kiến thức
HS cả hai nhóm ĐC và TN được đánh giá bằng 1 bài kiểm tra tổng hợp Đánh giá khả năng tiếp thu, vận dụng kiến thức của HS Bài kiểm tra tiến hành sau 4 tuần kể từ khi kết thúc thực nghiệm
HS lớp thực nghiệm được thăm dò ý kiến về việc sử dụng các PTNN vào cuối đợt thực nghiệm sư phạm Nội dung của phiếu thăm dò được trình bày trong phụ lục 3.