Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua hoạt động ngoại khoá chủ đề “Chế tạo và tiến hành thí nghiệm về từ trường với các dụng cụ đơn giản”

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Huỳnh Thị Hồng Thi

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CHO HỌC SINH THÔNG QUA

HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA CHỦ ĐỀ

“CHẾ TẠO VÀ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ

TỪ TRƯỜNG VỚI CÁC DỤNG CỤ ĐƠN GIẢN”

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Huỳnh Thị Hồng Thi

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CHO HỌC SINH THÔNG QUA

HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA CHỦ ĐỀ

“CHẾ TẠO VÀ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ

TỪ TRƯỜNG VỚI CÁC DỤNG CỤ ĐƠN GIẢN”

Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

Mã số

: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. TRẦN NGỌC CHẤT

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan nội dung và kết quả trong luận văn này là trung thực và chưa từng

được công bố trong bất kì một công trình nào khác.

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 9 năm 2018

Học viên thực hiện

Huỳnh Thị Hồng Thi

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi nhận được sự giúp đỡ từ thầy cô, đồng

nghiệp, bạn bè và gia đình. Tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

TS. Trần Ngọc Chất, người đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này.

Ban giám hiệu, phòng, ban, tổ bộ môn Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn

Vật lí Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi

cho tôi thực hiện luận văn.

Ban giám hiệu Trường THPT Vĩnh Bình, các giáo viên bộ môn Vật lí cùng các

em học sinh đã giúp đỡ, hợp tác và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình tôi thực

nghiệm sư phạm.

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, những người đã luôn

ở bên cạnh giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận

văn.

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2018

Huỳnh Thị Hồng Thi

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình ảnh và đồ thị

MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1

Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƯỠNG

NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH THÔNG

QUA HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA TRONG DẠY HỌC VẬT

LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG .............................................................. 5

1.1. Năng lực thực nghiệm ....................................................................................... 5

1.1.1. Khái niệm năng lực .................................................................................... 5

1.1.2. Năng lực thực nghiệm ................................................................................ 9

1.2. Thí nghiệm trong dạy học Vật lí...................................................................... 18

1.2.1. Khái niệm về thí nghiệm Vật lí ............................................................... 18

1.2.3. Phân loại thí nghiệm Vật lí ..................................................................... 22

1.2.4. Thí nghiệm Vật lí ở nhà của học sinh ..................................................... 22

1.2.5. Các đặc điểm cơ bản của dụng cụ thí nghiệm đơn giản ......................... 23

1.2.6. Sự cần thiết của việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản

trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông ................................................ 23

1.2.7. Khả năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học

Vật lí ở trường phổ thông ....................................................................... 24

1.3. HĐNK Vật lí ở trường phổ thông với việc nâng cao chất lượng học tập ....... 25

1.3.1. Vai trò của HĐNK Vật lí trong trường phổ thông ................................... 25

1.3.2. Đặc điểm của HĐNK Vật lí ..................................................................... 26

1.3.3. Tác dụng của hoạt động ngoại khóa Vật lí .............................................. 27

1.3.4. Nội dung ngoại khóa Vật lí ...................................................................... 28

1.3.5. Các loại hình HĐNK Vật lí ...................................................................... 29

1.3.6. Qui trình tổ chức HĐNK.......................................................................... 31

1.4. Bồi dưỡng NLTN Vật lí cho HS thông qua HĐNK về chế tạo và tiến

hành thí nghiệm ............................................................................................. 33

1.5. Điều tra tình hình tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm

nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS .................................................................... 34

1.5.1. Mục đích điều tra ..................................................................................... 34

1.5.2. Nội dung điều tra ..................................................................................... 34

1.5.3. Phương pháp điều tra ............................................................................... 34

1.5.4. Đối tượng điều tra .................................................................................... 34

1.5.5. Kết quả điều tra ........................................................................................ 35

Chương 2. THIẾT KẾ KẾ HOẠCH BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC

THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH THÔNG QUA HOẠT

ĐỘNG NGOẠI KHOÁ CHỦ ĐỀ “CHẾ TẠO VÀ TIẾN

HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ TỪ TRƯỜNG VỚI CÁC DỤNG

CỤ ĐƠN GIẢN” ................................................................................. 39

2.1. Mục tiêu dạy học chương “Từ trường” ........................................................... 39

2.1.1. Mục tiêu về kiến thức .............................................................................. 39

2.1.2. Mục tiêu về kỹ năng ................................................................................. 39

2.1.3. Mục tiêu về phát triển năng lực ............................................................... 40

2.2. Xây dựng kế hoạch HĐNK chủ đề “Chế tạo và tiến hành thí nghiệm về

từ trường với các dụng cụ đơn giản” ............................................................... 40

2.2.1. Xác định mục tiêu của HĐNK ................................................................. 40

2.2.2. Xác định nội dung HĐNK ....................................................................... 41

2.2.3. Phương pháp và hình thức tổ chức HĐNK .............................................. 66

2.2.4. Dự kiến nội dung HĐNK ......................................................................... 67

2.2.5. Kế hoạch tổ chức buổi báo cáo ................................................................ 78

2.2.6. Phương pháp đánh giá NLTN .................................................................. 79

Kết luận chương 2 ...................................................................................................... 81

Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................... 82

3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ................................................................ 82

3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ...................................................................... 82

3.3. Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm ................................................. 82

3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................................................ 82

3.5. Tiến trình thực nghiệm sư phạm ...................................................................... 83

3.5.1. Đánh giá trước thực nghiệm .................................................................... 83

3.5.2. Tiến hành thực nghiệm ............................................................................ 83

3.5.3. Đánh giá sau thực nghiệm........................................................................ 84

3.5.4. Thu thập và xử lý kết quả thực nghiệm ................................................... 84

3.6. Phân tích diễn biến HĐNK .............................................................................. 85

3.7. Xử lý kết quả thực nghiệm ............................................................................ 124

3.7.1. Kết quả đánh giá bài kiểm tra ................................................................ 124

3.7.2. Xử lí kết quả thực nghiệm ..................................................................... 133

3.7.3. Mô tả, so sánh và nhận xét kết quả thực nghiệm ................................... 137

Kết luận chương 3 .................................................................................................... 141

KẾT LUẬN ............................................................................................................. 142

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 143

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ĐC Đối chứng

GV Giáo viên

HK Hậu kiểm

HĐNK Hoạt động ngoại khóa

HS Học sinh

NLTN Năng lực thực nghiệm

Nxb Nhà xuất bản

TS Tiến sĩ

TK Tiền kiểm

TN Thực nghiệm

TNSP Thực nghiệm sư phạm

THPT Trung học phổ thông

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Năng lực chuyên biệt môn Vật lí .............................................................. 7

Bảng 1.2. Các biểu hiện của NLTN ........................................................................ 11

Bảng 1.3. Các tiêu chí đánh giá ứng với mỗi thành tố của NLTN .......................... 11

Bảng 1.4. Các tiêu chí và mức độ biểu hiện đối với thành tố năng lực “Xác

định các vấn đề cần nghiên cứu hoặc đưa ra các dự đoán, giả thuyết

có căn cứ”. .............................................................................................. 13

Bảng 1.5. Các tiêu chí và mức độ biểu hiện đối với thành tố năng lực “Thiết

kế các phương án thí nghiệm” ................................................................ 14

Bảng 1.6. Các tiêu chí và mức độ biểu hiện đối với thành tố năng lực “Tiến

hành thí nghiệm theo phương án đã thiết kế” ......................................... 16

Bảng 1.7. Các tiêu chí và mức độ biểu hiện đối với thành tố năng lực “Xử lý,

phân tích kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận” ..................................... 17

Bảng 1.8. Thực trạng việc tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm

để bồi dưỡng NLTN cho HS ................................................................... 35

Bảng 1.9. Ý kiến của GV về ưu điểm khi HS sử dụng thí nghiệm tự chế tạo

và thí nghiệm có sẵn. .............................................................................. 35

Bảng 1.10. Những khó khăn khi tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí

nghiệm..................................................................................................... 36

Bảng 1.11. Những biện pháp có thể thể áp dụng góp phần nâng cao hiệu quả

của HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm nhằm bồi dưỡng

NLTN cho HS ......................................................................................... 36

Bảng 2.1. Kết quả thí nghiệm kiểm tra độ lớn từ trường phụ thuộc mật độ

vòng dây .................................................................................................. 61

Bảng 2.2. Kết quả thí nghiệm đo thành phần nằm ngang của từ trường trái đất .... 62

Bảng 2.3. Các tiêu chí đánh giá NLTN và thang điểm bài TK và HK ................... 79

Bảng 3.1. Bảng thang điểm xếp loại NLTN của HS ............................................... 83

Bảng 3.2. Thông tin về các nhóm tham gia HĐNK ................................................ 85

Bảng 3.3. Phân tích kết quả bài tiền kiểm của nhóm 4 (lớp ĐC) .......................... 125

Bảng 3.4. Phân tích kết quả bài hậu kiểm của nhóm 2 (lớp TN) .......................... 126

Bảng 3.5. Điểm năng lực của lớp ĐC ................................................................... 131

Bảng 3.6. Điểm năng lực của lớp TN .................................................................... 132

Bảng 3.7. Bảng phân phối tần số và tần suất kết quả đánh giá NLTN của HS

trước TN ................................................................................................ 133

Bảng 3.8. Bảng phân phối tần suất lũy tích đánh giá NLTN trước TN ................ 134

Bảng 3.9. Bảng xếp loại NLTN của HS trước TN ................................................ 134

Bảng 3.10. Thống kê tần số và tần suất điểm HK ................................................... 135

Bảng 3.11. Bảng phân phối tần suất lũy tích đánh giá NLTN sau TN.................... 136

Bảng 3.12. Xếp loại NLTN của HS sau TN ............................................................ 137

Bảng 3.13. Mô tả thống kê kết quả TN hai lớp TN và ĐC ..................................... 138

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 2.1. Sơ đồ kiến thức phần “Từ trường” ........................................................ 41

Hình 2.2. Thí nghiệm kiểm tra từ tính của dòng điện ........................................... 42

Hình 2.3. Thí nghiệm kiểm tra hoạt động của nguồn điện tự tạo bằng từ

trường ..................................................................................................... 44

Hình 2.4. Thí nghiệm kiểm tra chiều lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng ...... 45

Hình 2.5. Động cơ điện hai khung dây .................................................................. 47

Hình 2.6. Động cơ điện một khung dây ................................................................. 49

Hình 2.8. Động cơ Ritchie ..................................................................................... 51

Hình 2.11. Mô hình tàu biển Yamato ...................................................................... 55

Hình 2.12. Dụng cụ phát hiện dòng điện (phương án 1) ......................................... 56

Hình 2.13. Dụng cụ phát hiện dòng điện (phương án 2) ......................................... 57

Hình 2.14. Mạch chuông điện (kín) ........................................................................ 58

Hình 2.15. Mạch chuông điện (hở) .......................................................................... 58

Hình 2.16. Chuông điện ........................................................................................... 59

Hình 2.17. Bộ thí nghiệm kiểm tra độ lớn của từ trường phụ thuộc mật độ

vòng dây.............................................................................................................. 60

Hình 2.18. Thí nghiệm la bàn tang .......................................................................... 61

Hình 2.19. Khung dây hình chữ nhật ....................................................................... 63

Hình 2.20. Từ phổ dòng điện thẳng ......................................................................... 64

Hình 2.21. Khung dây tròn ...................................................................................... 64

Hình 2.22. Từ phổ dòng điện tròn ........................................................................... 65

Hình 2.23. Ống dây dài ............................................................................................ 65

Hình 2.24. Từ phổ của ống dây ............................................................................... 66

Hình 3.1 Sơ đồ động cơ điện đơn giản ................................................................. 88

Hình 3.2. Sơ đồ động cơ điện một khung dây của nhóm 1 ................................... 90

Hình 3.3. Sơ đồ động cơ điện hai khung dây của nhóm 2 ..................................... 90

Hình 3.4. Sơ đồ mạch chuông điện đơn giản......................................................... 91

Hình 3.5. Sơ đồ chuông điện của nhóm 3 .............................................................. 93

Hình 3.6. Sơ đồ chuông điện của nhóm 4 .............................................................. 93

Hình 3.7. Sơ đồ tàu biển ........................................................................................ 96

Hình 3.8. Các dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm động cơ điện của nhóm 1. ................ 98

Hình 3.9. Nhóm 1 chế tạo động cơ điện ................................................................ 98

Hình 3.10. Động cơ điện (chưa hoàn thành) của nhóm 2 ........................................ 98

Hình 3.11. Động cơ điện của Thành ...................................................................... 100

Hình 3.12. Chuông điện (chưa hoàn thành) của nhóm 3 ....................................... 102

Hình 3.13. Chuông điện (chưa hoàn thành) của nhóm 4 ....................................... 102

Hình 3.14. Các dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm động cơ Faraday ............................ 105

Hình 3.15. Động sơ Faraday (chưa hòan thành) của nhóm 5 ................................ 105

Hình 3.16. Động sơ Faraday (chưa hoàn thành) của nhóm 6 ................................ 105

Hình 3.17. Các dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm tàu biển của nhóm 7 ....................... 109

Hình 3.18. Tàu biển của nhóm 7 (chưa hoạt động) ............................................... 109

Hình 3.19. Các dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm tàu biển của nhóm 8 ....................... 109

Hình 3.20. Tàu biển của nhóm 8 (chưa hoạt động) ............................................... 109

Hình 3.21. HS Nguyễn Thị Ngọc Giàu dẫn chương trình ..................................... 112

Hình 3.22. GV khách mời: Thầy Trần Đoàn Lĩnh và thầy Lý Thanh Toàn .......... 112

Hình 3.23. Nhóm 1 tiến hành thí nghiệm về động cơ điện (một khung dây) ........ 113

Hình 3.24. Nhóm 1 tiến hành thí nghiệm về động cơ điện không bộ góp............. 113

Hình 3.25. Động cơ điện của nhóm 1 .................................................................... 114

Hình 3.26. Cả lớp theo dõi bài power point của nhóm hai .................................... 114

Hình 3.27. Nhóm hai tiến hành thí nghiệm về động cơ điện (hai khung dây) ...... 115

Hình 3.28. Thầy Trần Đoàn Lĩnh đặt câu hỏi cho nhóm 2 về động cơ điện ......... 115

Hình 3.29. Động cơ điện của nhóm 2 .................................................................... 116

Hình 3.30. Nhóm 3 tiến hành thí nghiệm về chuông điện ..................................... 116

Hình 3.31. Chuông điện của nhóm 3 ..................................................................... 117

Hình 3.32. Nhóm 4 mô tả cấu tạo của chuông điện............................................... 118

Hình 3.33. Chuông điện của nhóm 4 ..................................................................... 118

Hình 3.34. Nhóm 5 tiến hành thí nghiệm về động cơ Faraday .............................. 119

Hình 3.35. Nhóm 5 khắc phục sai sót của bộ thí nghiệm ...................................... 119

Hình 3.36. Động cơ Faraday của nhóm 5 .............................................................. 119

Hình 3.37. Thí nghiệm khối chất lỏng chuyển động trong từ trường của nhóm 5 .... 120

Hình 3.38. Nhóm 6 làm thí nghiệm về động cơ Faraday ...................................... 120

Hình 3.39. Động cơ Faraday của nhóm 6 .............................................................. 121

Hình 3.40. Nhóm 7 báo cáo về tàu biển ................................................................ 121

Hình 3.41. Tàu biển của nhóm 7 ........................................................................... 122

Hình 3.42. GV đặt câu hỏi cho nhóm 7 ................................................................. 122

Hình 3.43. Nhóm 8 báo cáo về tàu biển ................................................................ 123

Hình 3.44. Tàu biển của nhóm 8 ........................................................................... 123

Hình 3.45. Sơ đồ thí nghiệm kiểm tra từ tính của dòng điện (lớp ĐC) ................. 125

Hình 3.46. Nhóm 4 (lớp ĐC) làm thí nghiệm phát hiện từ tính của dòng điện. .... 125

Hình 3.47. Bộ thí nghiệm phát hiện từ tính của dòng điện của nhóm 4 ................ 126

Hình 3.48. Sơ đồ thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song

(nhóm 2 - lớp TN) ................................................................................ 126

Hình 3.49. Bộ thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song của

nhóm 2 (lớp TN). ................................................................................. 127

Hình 3.50. Nhóm 2 lớp TN tiến hành thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện

thẳng .................................................................................................... 127

Hình 3.51. Biểu đồ phân bố tần số điểm TK của hai lớp TN và ĐC ..................... 133

Hình 3.52. Biểu đồ phân bố tần suất điểm TK của hai lớp TN và ĐC .................. 134

Hình 3.53. Đồ thị đường lũy tích kết quả đánh giá NLTN trước TN của hai

lớp TN và ĐC ...................................................................................... 134

Hình 3.54. Biểu đồ xếp loại NLTN của HS hai lớp trước TN .............................. 135

Hình 3.55. Biểu đồ phân bố tần số điểm HK của hai lớp TN và ĐC .................... 136

Hình 3.56. Biểu đồ phân bố tần suất điểm HK của hai lớp TN và ĐC ................. 136

Hình 3.57. Đồ thị đường lũy tích kết quả đánh giá NLTN của hai lớp sau TN .... 137

Hình 3.58. Biểu đồ xếp loại NLTN của HS hai lớp sau TN .................................. 137

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Khoa học và công nghệ phát triển mạnh mẽ đã góp phần đẩy nhanh quá trình

quốc tế hóa nền kinh tế của các nước, trong đó có Việt Nam. Để đáp ứng được quá

trình hội nhập, Việt Nam phải đào tạo được đội ngũ nhân lực có phẩm chất đạo đức

tốt, giỏi về chuyên môn, có khả năng vận dụng tri thức khoa học vào giải quyết

những vấn đề thực tiễn một cách hiệu quả nhất. Trước tình hình đó, ngành giáo dục

của nước ta cần phải đổi mới căn bản, mạnh mẽ và đồng bộ về mọi mặt, trong đó chú

trọng đến dạy học theo định hướng phát triển năng lực người học. Trong chương

trình Vật lí trung học phổ thông, hầu hết các khái niệm, các định luật Vật lí đều liên

quan đến thực tiễn và được hình thành bằng con đường thực nghiệm. Vì vậy, việc

tìm kiếm những biện pháp nhằm bồi dưỡng, nâng cao NLTN cho HS là rất quan

trọng và cần thiết. Sử dụng thí nghiệm trong giảng dạy Vật lí là một trong những

biện pháp quan trọng giúp nâng cao chất lượng dạy học, góp phần tích cực vào đổi

mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển NLTN cho người học. Trong quá

trình học tập Vật lí, ngoài việc suy luận logic, HS cần phải biết làm thí nghiệm để

tìm ra kiến thức mới hoặc đối chiếu, kiểm tra lại các hệ quả Vật lí đã có từ các suy

luận logic. Tuy nhiên thực tế cho thấy, nhiều HS lúng túng, không biết sử dụng các

thiết bị thí nghiệm, không hiểu nguyên tắc hoạt động của các dụng cụ thí nghiệm.

Điều đó chứng tỏ rằng khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS còn nhiều

hạn chế. Sự yếu kém này có thể do nhiều nguyên nhân, trong đó có thể không có thói

quen làm thí nghiệm, hoặc do phương pháp, cách thức tổ chức hoạt động thí nghiệm

chưa gây được sự yêu thích bộ môn ở HS. Do đó, để đạt được mục tiêu đề ra, cần

phải đa dạng hóa các hình thức hoạt động học tập, trong đó hình thức HĐNK đang

rất được chú trọng hiện nay.

Tổ chức học tập trên lớp và tổ chức học tập ngoại khoá là hai hình thức tổ chức

trong một thể thống nhất của quá trình giáo dục nhằm thực hiện mục tiêu dạy học.

Tuy nhiên, việc tổ chức HĐNK như thế nào để đảm bảo mục tiêu dạy học là rất quan

trọng đối với mỗi GV. HĐNK giúp HS biết vận dụng những tri thức đã học để giải

quyết các vấn đề do thực tiễn đời sống đặt ra, giúp HS rèn luyện những kỹ năng giao

tiếp, kỹ năng ứng xử có văn hoá, những thói quen trong học tập, lao động; kỹ năng tự

quản, tự tổ chức, điều khiển, nhận xét, đánh giá, hoà nhập và thực hiện một số hoạt

động tập thể có hiệu quả khác.

Từ trường là một chương quan trọng trong chương trình lớp 11. Kiến thức về từ

trường có nhiều ứng dụng trong khoa học và kỹ thuật. Theo sách giáo khoa, rất nhiều

các kiến thức trong chương được xây dựng từ khảo sát thí nghiệm. Tuy nhiên trên

thực tế, các dụng cụ thí nghiệm về từ trường ở các trường phổ thông còn thiếu nhiều

hoặc nếu có thì chủ yếu chỉ mang tính mô hình, không hoạt động được. Vì thế nó

chưa đáp ứng được mục tiêu dạy học theo hướng phát triển năng lực HS. Mặt khác,

GV đứng lớp chưa chủ động hướng dẫn học sinh tạo ra các thí nghiệm phục vụ bài

học. Vì thế, HS không có cơ hội rèn luyện các kỹ năng, thao tác làm thí nghiệm cũng

như không nắm bắt được kiến thức một cách sâu sắc. Điều đó dẫn đến việc đa số học

sinh sẽ cảm thấy rất khó hiểu và mơ hồ về các hiện tượng Vật lí. Để khắc phục khó

khăn này và để HS có thể phát triển được NLTN, tự chủ tiếp thu kiến thức một cách

vững chắc thì HS phải tham gia tự chế tạo và tiến hành thí nghiệm về từ trường. Để

làm được những điều này, đòi hỏi GV phải tổ chức giờ dạy sao cho HS thật thoải mái

nhưng phải bảo đảm chất lượng và hiệu quả cao, đáp ứng được mục tiêu bài học. Vì

vậy, HĐNK là một sự lựa chọn hợp lí hơn cả.

Qua tìm hiểu tôi nhận thấy từ trước đến giờ chưa có nghiên cứu nào về bồi

dưỡng NLTN cho HS thông qua các HĐNK với chủ đề “Chế tạo và tiến hành thí

nghiệm về từ trường với các dụng cụ đơn giản”. Là một học viên cao học đồng thời

là một GV dạy học ở trường THPT, tôi nhận thấy việc tổ chức HĐNK cho HS là cần

thiết và có thể bồi dưỡng NLTN cho HS.

Từ những lí do trên, tôi lựa chọn đề tài: Bồi dưỡng NLTN cho HS thông qua

HĐNK chủ đề “Chế tạo và tiến hành thí nghiệm về từ trường với các dụng cụ đơn

giản”.

2. Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu việc xây dựng và tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí

nghiệm về “từ trường” với các dụng cụ đơn giản nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS.

3. Giả thuyết khoa học

Nếu tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm về từ trường với các

dụng cụ đơn giản sẽ bồi dưỡng NLTN cho HS.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng: NLTN của HS.

Phạm vi: HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm về “Từ trường” ở trường

THPT Vĩnh Bình – Tiền Giang.

5. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc bồi dưỡng NLTN cho HS thông

qua HĐNK trong dạy học Vật lí.

- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về thí nghiệm trong dạy học Vật lí.

- Tìm hiểu mục tiêu dạy học về kiến thức, kỹ năng, phát triển NL mà HS cần

đạt được khi học chương “Từ trường”.

- Tìm hiểu các biện pháp bồi dưỡng NLTN cho HS.

- Xây dựng quy trình bồi dưỡng NLTN thông qua HĐNK trong dạy học Vật lí.

- Xây dựng kế hoạch tổ chức HĐNK.

- Xây dựng các công cụ đánh giá NLTN.

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm.

6. Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tư liệu: Nghiên cứu cơ sở lý luận của HĐNK, của việc xây dựng

và sử dụng các thí nghiệm từ các dụng cụ đơn giản.

- Nghiên cứu thử nghiệm: Chế tạo trước một số thí nghiệm về từ trường làm từ

các dụng cụ đơn giản.

- Phương pháp quan sát: được sử dụng trong quá trình thực nghiệm sư phạm,

quan sát trực tiếp thái độ của HS đối với HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm.

- Phương pháp điều tra: điều tra khảo sát ý kiến của GV, điều tra tình hình HS

trong khi tham gia HĐNK.

- Phương pháp tiền - hậu kiểm kết hợp TN và ĐC để kiểm nghiệm giá trị thực

tiễn, tính khả thi và hiệu quả của các kết quả nghiên cứu.

- Phương pháp thống kê toán học: sử dụng trong xử lý kết quả bài TK và HK.

7. Đóng góp của đề tài

- Xây dựng quy trình tổ chức HĐNK chủ đề: Chế tạo và tiến hành thí nghiệm

về “Từ trường” với các dụng cụ đơn giản.

- Thiết kế, chế tạo 12 bộ thí nghiệm về “Từ trường” từ các dụng cụ đơn giản.

- Có thể làm tài liệu tham khảo cho GV ở các trường phổ thông.

Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

CỦA VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CHO HỌC SINH THÔNG QUA HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA

TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

1.1. Năng lực thực nghiệm

1.1.1. Khái niệm năng lực

Năng lực có nhiều cách định nghĩa khác nhau như sau:

Theo Từ điển Tiếng Việt (1988), Hoàng Phê (chủ biên), năng lực là khả năng,

điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó, hoặc là

phẩm chất tâm lí và sinh lí, tạo cho con người khả năng hoàn thành một hoạt động

nào đó với chất lượng cao (khi đề cập tới năng lực của con người).

Theo Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002),

Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông, năng lực là những thuộc tính tâm lí

riêng của cá nhân, nhờ những thuộc tính này con người hoàn thành tốt một loại hoạt

động nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao.

Theo Ia.I.Perenman (1994), Vật lí vui tập 2, năng lực là khả năng thực hiện có

trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những

tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở

hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động.

Theo Lê Đức Ngọc (2014), Phát triển chương trình đáp ứng đổi mới căn bản

toàn diện giáo dục, năng lực là khả năng vận dụng đồng bộ các kiến thức, kỹ năng,

thái độ, phẩm chất đã tích lũy được để ứng xử, xử lý tình huống hay để giải quyết

vấn đề một cách có hiệu quả.

Theo Phạm Thúy Diễm (2017), Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần

“Quang hình học” lớp 11 THPT nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học

sinh, năng lực là khả năng huy động, vận dụng một cách linh hoạt các kiến thức, kĩ

năng, thái độ, phẩm chất nhằm giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra trong cuộc sống

hoặc đáp ứng những yêu cầu của một hoạt động, đảm bảo hoạt động đó đạt kết quả

tốt nhất trong một tình huống cụ thể. Cũng theo Phạm Thúy Diễm, trong dạy học,

khái niệm năng lực liên quan đến nội dung, kỹ năng, mục tiêu của dạy học. Nội dung

dạy học là những vấn đề dạy học hoặc đối tượng dạy học. Kỹ năng là khả năng thực

hiện một cái gì đó và nó chỉ biểu hiện thông qua một nội dung và đạt được dần dần

trong cả cuộc đời. Mục tiêu là kết quả của sự tác động của một kỹ năng lên một nội

dung.

Năng lực là tập hợp các kỹ năng cùng với sự đam mê để thực hiện tốt một công

việc. Năng lực được hình thành và phát triển trong quá trình học tập và lao động của

con người. Theo chúng tôi, năng lực là khả năng phối hợp đồng bộ và linh hoạt các

kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm cùng với thái độ, phẩm chất và sự hứng thú

để giải quyết một cách có hiệu quả các vấn đề vừa cụ thể vừa đa dạng của cuộc

sống.

Theo Hồ Sỹ Chương, Trương Văn Minh, Trần Minh Hùng, Nguyễn Thị Thu

Thủy (2014), Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm xác định chiết suất của chất lỏng và sử

dụng trong dạy học theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm, năng lực bao gồm

năng lực chung (hay năng lực cốt lõi) và năng lực chuyên biệt. Năng lực chung là hệ

thống những thuộc tính trí tuệ cá nhân, đảm bảo cho cá nhân nắm bắt được tri thức

và hoạt động một cách dễ dàng, có hiệu quả. Năng lực chung gồm những năng lực

nền tảng như: năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng

lực quản lý, năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác, năng lực sử dụng công nghệ thông

tin và truyền thông, năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán. Năng lực chung là năng

lực cơ bản cần thiết làm nền tảng để phát triển năng lực chuyên biệt.

Theo Vụ giáo dục trung học (2014), Hướng dẫn dạy học và kiểm tra đáng giá

theo định hướng phát triển năng lực học sinh cấp trung học phổ thông, năng lực

chung và năng lực chuyên biệt không tách rời mà liên hệ chặt chẽ với nhau. Có nhiều

quan điểm xây dựng chuẩn các năng lực chuyên biệt trong dạy học từng môn. Các

năng lực chuyên biệt có thể được xây dựng bằng cách cụ thể hóa các năng lực chung

hoặc dựa trên đặc thù môn học.

Theo Theo Phạm Xuân Quế, Ngô Diệu Nga, Nguyễn Văn Biên (2014), Tài liệu

bồi dưỡng giáo viên dạy học và kiểm tra đánh giá theo tiếp cận năng lực môn Vật lí,

năng lực chuyên biệt của môn Vật lí được thể hiện qua bảng sau:

Bảng 1.1. Năng lực chuyên biệt môn Vật lí

Stt Năng lực chung Biểu hiện năng lực trong môn Vật lí

Nhóm năng lực làm chủ phát triển

1 Năng lực tự học - Lập được kế hoạch tự học và điều chỉnh, thực hiện kế

hoạch có hiệu quả.

- Tìm kiếm thông tin về nguyên tắc cấu tạo, hoạt động

của các ứng dụng kỹ thuật.

- Đánh giá được mức độ chính xác của nguồn tin.

- Đặt được câu hỏi về sự vật xung quanh.

- Tóm tắt được nội dung Vật lí trọng tâm của văn bản.

- Tóm tắt thông tin bằng sơ đồ tư duy, bản đồ khái niệm,

bảng biểu sơ đồ khối.

- Tự đặt câu hỏi và thiết kế, tiến hành được phương án

thí nghiệm để trả lời cho câu hỏi đó.

2 Năng lực giải - Đặc biệt quan trọng là NLTN.

quyết vấn đề (đặc Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện

biệt quan trọng là tượng diễn ra như thế nào? Điều kiện diễn ra hiện tượng

năng lực giải là gì? Các đại lượng trong hiện tượng tự nhiên có mối

quyết vấn đề bằng quan hệ với nhau như thế nào? Các dụng cụ có nguyên

con đường TN tắc cấu tạo và hoạt động như thế nào?

hay còn gọi là - Đưa ra được cách thức tìm ra câu trả lời cho các câu

NLTN). hỏi đặt ra.

- Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời bằng

suy luận lý thuyết hoặc khảo sát TN.

- Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được.

- Đánh giá độ tin cậy của kết quả thu được.

3 Năng lực sáng tạo - Thiết kế được phương án thí nghiệm để kiểm tra giả

thuyết (hoặc dự đoán).

- Lựa chọn được phương án thí nghiệm tối ưu.

- Giải được bài tập sáng tạo.

- Lựa chọn được cách thức giải quyết vấn đề tối ưu.

4 Năng lực tự quản Không có tính đặc thù.

lí

Nhóm năng lực về quản lí xã hội

5 Năng lực giao - Sử dụng được ngôn ngữ Vật lí để mô tả hiện tượng.

tiếp - Lập được bảng và mô tả bảng số liệu TN.

- Vẽ được đồ thị từ bảng số liệu cho trước.

- Vẽ được sơ đồ thí nghiệm.

- Mô tả được sơ đồ thí nghiệm.

- Đưa ra các lập luận logic, biện chứng.

6 Năng lực hợp tác - Tiến hành thí nghiệm theo nhóm.

- Tiến hành thí nghiệm theo các khu vực khác nhau.

Nhóm năng lực công cụ (Các năng lực này sẽ được hình thành trong quá trình

hình thành năng lực ở trên)

7 Năng lực sử dụng - Sử dụng một số phần mềm chuyên dụng, để mô hình

công nghệ thông hóa quá trình Vật lí.

tin và truyền

thông (ICT)

8 Năng lực sử dụng - Sử dụng ngôn ngữ khoa học để diễn tả quy luật Vật lí.

ngôn ngữ - Sử dụng bảng biểu, đồ thị để diễn tả quy luật Vật lí.

- Đọc hiểu được đồ thị, bảng biểu.

9 Năng lực tính - Mô hình hóa qui luật Vật lí bằng các công thức toán

toán học.

- Sử dụng toán học để suy luận từ kiến thức đã biết ra hệ

quả hoặc ra kiến thức mới.

1.1.2. Năng lực thực nghiệm

1.1.2.1. Khái niệm NLTN

Theo từ điển Tiếng Việt, NLTN được định nghĩa: “NLTN là khả năng vận dụng

những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách

phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống”. Từ đó có thể

định nghĩa NLTN Vật lí như sau: “NLTN Vật lí là khả năng vận dụng các kiến thức,

kỹ năng thực hành trong lĩnh vực Vật lí cùng với thái độ tích cực để giải quyết các

vấn đề đặt ra trong thực tiễn”(Đinh Anh Tuấn (2015)).

Một người học có NLTN Vật lí khi họ biết vận dụng các kiến thức để có thể

nghĩ ra phương án thiết kế, chế tạo và tiến hành một thí nghiệm Vật lí để kiểm tra

hoặc khẳng định một vấn đề nào đó.

Theo chúng tôi, NLTN Vật lí là khả năng phối hợp đồng bộ và linh hoạt các

kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm cùng với thái độ, phẩm chất và sự hứng thú

để thiết kế phương án thí nghiệm, chế tạo và tiến hành thí nghiệm thành công nhằm

kiểm tra một giả thuyết hoặc rút ra một kết luận cần thiết.

1.1.2.2. Cấu trúc của NLTN

Đánh giá NLTN là một việc làm khó khăn và cần phải có thời gian. Để dễ dàng

hơn trong việc nghiên cứu, người ta chia NLTN ra thành 4 thành tố:

- Xác định các vấn đề cần nghiên cứu hoặc đưa ra các dự đoán, giả thuyết có

căn cứ.

- Thiết kế được các phương án thí nghiệm.

- Tiến hành được thí nghiệm theo phương án đã thiết kế.

- Xử lý, phân tích kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận.

• Năng lực xác định các vấn đế cần nghiên cứu hoặc đưa ra các dự đoán, giả

thuyết có căn cứ.

HS có khả năng đưa ra các dự đoán hoặc giả thuyết, sau đó lựa chọn được dự

đoán hoặc giả thuyết hợp lý, có cơ sở và có thể kiểm tra được bằng thí nghiệm.

• Năng lực thiết kế được các phương án thí nghiệm.

HS có khả năng:

- Xác định mục đích thí nghiệm: thí nghiệm khảo sát hay thí nghiệm kiểm tra

một giả thuyết.

- Xác định được đại lượng cần đo: đại lượng cần đo hay còn gọi là các biến số.

Có 2 loại biến số: biến số độc lập và biến số phụ thuộc.

- Xác định được các dụng cụ cần sử dụng trong thí nghiệm: dựa vào mục đích

thí nghiệm và các biến số, HS có thể chọn được những dụng cụ thích hợp.

- Mô tả cách bố trí các dụng cụ thí nghiệm: HS sắp xếp được các dụng cụ theo

một trình tự và có thể vẽ được sơ đồ thí nghiệm.

• Năng lực tiến hành thí nghiệm theo phương án đã thiết kế.

HS có khả năng:

- Lắp ráp được thí nghiệm theo phương án đã thiết kế: HS có khả năng lắp ráp

nhanh chóng, thành thạo, đúng nguyên tắc và an toàn.

- Biết sử dụng dụng cụ thí nghiệm: HS sử dụng dụng cụ đúng chức năng của

nó, có khả năng phát hiện và sửa chữa được những sai hỏng thông thường.

- Tiến hành được thí nghiệm: quan sát rõ các hiện tượng diễn ra trong quá trình

làm thí nghiệm.

- Ghi nhận lại kết quả thí nghiệm một cách chính xác và trung thực.

• Năng lực xử lý, phân tích kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận.

HS có khả năng:

- Tính toán được sai số: có thể giải thích được nguyên nhân gây sai số và cách

hạn chế.

- Đánh giá kết quả thu được từ thí nghiệm: xem xét kết quả thu được có phù

hợp với giả thuyết hay dự đoán trước đó hay không và tìm ra nguyên nhân.

- Rút ra kết luận: HS nêu được vấn đề chính được rút ra từ thí nghiệm hay nội

dung kiến thức thu được từ thí nghiệm.

1.1.2.3. Các biểu hiện của NLTN

Theo Vụ giáo dục trung học (2014), Hướng dẫn dạy học và kiểm tra đáng giá

theo định hướng phát triển năng lực học sinh cấp trung học phổ thông, NLTN của

người học có thể nhận thức thông qua một số biểu hiện qua sơ đồ sau:

Bảng 1.2. Các biểu hiện của NLTN

Kiến thức Kỹ năng Thái độ

- Kiến thức liên - Xác định mục đích thí nghiệm, thiết - Thái độ kiên

quan đến vấn đề cần kế phương án thí nghiệm, chế tạo dụng nhẫn.

khảo sát. cụ thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ thí - Thái độ trung

- Kiến thức về thiết nghiệm, lắp ráp dụng cụ thí nghiệm. thực.

bị, an toàn. - Thay đổi các đại lượng, sử dụng - Thái độ tỉ mỉ.

- Kiến thức về xử lý dụng cụ đo, hiệu chỉnh dụng cụ đo, - Thái độ hợp tác.

số liệu, tính sai số. đọc số liệu, sửa chửa các sai hỏng - Thái độ tích cực.

- Kiến thức về biểu thông thường.

diễn số liệu dưới - Quan sát diễn biến hiện tượng, ghi lại

dạng bảng biểu, đồ kết quả, biểu diễn bằng bảng biểu, đồ

thị. thị, tính toán sai số.

- Biện luận, trình bày kết quả, đối

chiếu kết quả với giả thuyết đã xây

dựng.

1.1.2.4. Các tiêu chí đánh giá và các mức độ biểu hiện của NLTN

Mỗi thành tố của NLTN có các tiêu chí đánh giá khác nhau, được trình bày cụ

thể theo bảng sau:

Bảng 1.3. Các tiêu chí đánh giá ứng với mỗi thành tố của NLTN

NLTN

Thành tố Chỉ số hành vi

- Quan sát, nhận ra dấu hiệu chung của sự vật, hiện

tượng.

Năng lực xác định các vấn - Đặt ra những câu hỏi về vấn đề cần nghiên cứu.

đề cần nghiên cứu hoặc đưa - Phát biểu được vấn đề cần nghiên cứu.

ra các dự đoán, giả thuyết - Nêu được dự đoán hoặc giả thuyết.

có căn cứ. - Đưa ra các căn cứ của dự đoán.

- Lựa chọn được dự đoán, giả thuyết hợp lý, có thể

kiểm tra được bằng thí nghiệm.

- Xác định được mục đích thí nghiệm

Năng lực thiết kế các - Xác định được đại lượng cần đo.

phương án thí nghiệm. - Xác định cơ sở lý thuyết cho việc thiết kế, chế

tạo.

- Xác định được các dụng cụ thí nghiệm cần sử

dụng.

- Mô tả được cách bố trí và tiến hành thí nghiệm.

- Vẽ được sơ đồ thí nghiệm.

- Lắp ráp được thiết bị thí nghiệm theo sơ đồ thiết

kế.

Năng lực tiến hành thí - Sử dụng dụng cụ đúng với chức năng của nó.

nghiệm theo phương án đã - Phát hiện và sửa chữa được những sai hỏng thông

thiết kế. thường.

- Tiến hành thí nghiệm thành công.

- Giải thích hiện tượng diễn ra.

- Đọc giá trị các đại lượng cần đo và ghi lại kết quả.

- Năng lực xử lý, phân tích - Lựa chọn và sử dụng công cụ tính toán thích hợp.

kết quả thí nghiệm và rút ra - Biểu diễn kết quả đo được dưới dạng bảng hay đồ

kết luận. thị.

- Đọc được sai số của dụng cụ đo, tính toán được

sai số, giải thích nguyên nhân và nêu cách khắc

phục.

- Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và

kết luận rút ra từ khái quát hóa kết quả thí nghiệm.

- Đánh giá cải tiến phép đo.

Từ cấu trúc NLTN, mỗi tiêu chí đánh giá có 4 mức độ biểu hiện khác nhau.

Mức 0: Không xác định được hoặc xác định sai vấn đề đang đề cập, NLTN yếu.

Mức 1: Có NLTN ở mức độ trung bình.

Mức 2: Có NLTN ở mức độ khá.

Mức 3: Có NLTN ở mức độ cao.

Ngoài mức 0, đánh giá các thành tố NLTN ở các mức độ còn lại được mô tả chi

tiết ở các bảng sau:

Bảng 1.4. Các tiêu chí và mức độ biểu hiện đối với thành tố năng lực “Xác định

các vấn đề cần nghiên cứu hoặc đưa ra các dự đoán, giả thuyết có căn cứ”.

Năng lực xác định các vấn đề cần nghiên cứu hoặc đưa ra các dự đoán,

giả thuyết có căn cứ.

Các tiêu chí Mức độ

Mức 1 Mức 3 Mức 2

Quan sát, nhận ra Quan sát nhưng Quan sát và nhận ra Quan sát, nhận ra

dấu hiệu chung không nhận ra dấu dấu hiệu chung của chính xác các dấu

của sự vật, hiện hiệu chung của sự sự vật nhưng còn hiệu chung của sự

tượng. vật, hiện tượng. mơ hồ, chưa rõ vật, hiện tượng.

ràng.

Đặt ra những câu Đặt ra được những Đặt ra được những Đặt ra những câu

hỏi về vấn đề cần câu hỏi nhưng có câu hỏi phù hợp với hỏi hay và xác

nghiên cứu. vài câu chưa phù vấn đề cần nghiên thực với vấn đề

hợp với vấn đề cần cứu nhưng chưa cần nghiên cứu.

nghiên cứu, vài câu sâu sắc.

khác chưa sâu sắc.

Phát biểu được Dựa vào lý thuyết Phát biểu được vấn Phát biểu được

vấn đề cần nghiên đã học, HS có thể đề cần nghiên cứu vấn đề cần nghiên

cứu. phát biểu được vấn và có thể hiểu được cứu một cách đầy

đề nghiên cứu ý nghĩa, bản chất đủ, chính xác, hiểu

nhưng chưa hiểu rõ của vấn đề nhưng rõ được ý nghĩa,

ý nghĩa, bản chất chưa đầy đủ, sâu bản chất của vấn

của vấn đề. sắc. đề nghiên cứu.

Đề xuất, dự đoán Đề xuất, dự đoán Tự đề xuất, dự Tự đề xuất, dự

giả thuyết. giả thuyết dưới sự đoán giả thuyết đoán giả thuyết

hỗ trợ của GV. nhưng chưa đầy đủ. đầy đủ và chính

xác.

Đưa ra các căn cứ Đưa ra các căn cứ Đưa ra được các Đưa ra các căn cứ

của dự đoán. của dự đoán nhưng căn cứ của dự đoán của dự đoán một

chưa chính xác. nhưng chưa thuyết cách chính xác,

phục. thuyết phục.

Lựa chọn dự đoán, Lựa chọn dự đoán, Tự chọn được dự Tự chọn được dự

giả thuyết hợp lý, giả thuyết hợp lý, đoán, giả thuyết có đoán, giả thuyết

có thể kiểm tra có thể kiểm tra thể kiểm tra bằng hợp lí, tối ưu và có

được bằng thí được bằng thí thí nghiệm nhưng thể kiểm tra bằng

nghiệm. nghiệm dưới sự hỗ chưa tối ưu. thí nghiệm.

trợ của GV.

Bảng 1.5. Các tiêu chí và mức độ biểu hiện đối với thành tố năng lực “Thiết kế

các phương án thí nghiệm”

Năng lực thiết kế các phương án thí nghiệm

Các tiêu chí Mức độ

Mức 1 Mức 3 Mức 2

Xác định được Chưa xác định rõ, Xác định được mục Xác định đầy đủ,

mục đích thí còn mơ hồ về mục đích thí nghiệm rõ ràng mục đích

nghiệm đích thí nghiệm. tương đối rõ ràng, thí nghiệm.

đầy đủ.

Xác định được đại Xác định được đại Xác định được đại Tự xác định đúng

lượng cần đo. lượng cần đo dưới lượng cần đo dưới đại lượng cần đo.

sự hướng dẫn của sự gợi ý của GV.

GV.

Xác định cơ sở lý Xác định được một Xác định được Xác định được

thuyết cho việc phần cơ sở lý tương đối đầy đủ đầy đủ, rõ ràng,

thiết kế, chế tạo. thuyết. của cơ sở lý thuyết. chính xác cơ sở lý

thuyết cho việc

thiết kế, chế tạo.

Xác định được các Xác định được một Xác định được đầy Xác định được

dụng cụ thí vài dụng cụ thí đủ dụng cụ thí đầy đủ, tối ưu

nghiệm cần sử nghiệm nhưng nghiệm nhưng dụng cụ thí

chưa đầy đủ. chưa nói rõ đặc nghiệm, nêu được dụng.

điểm cụ thể của đặc điểm cụ thể

dụng cụ mà chỉ nêu của dụng cụ.

chung chung.

Mô tả được cách Còn bối rối trong Mô tả được thí Mô tả rõ ràng dễ

bố trí thí nghiệm. việc mô tả thí nghiệm nhưng hiểu cách bố trí thí

nghiệm, cách bố trí chưa rõ ràng. nghiệm.

các dụng cụ.

Vẽ sơ đồ thí Vẽ được một phần Vẽ được sơ đồ, mô Vẽ đầy đủ, chính

nghiệm sơ đồ thí nghiệm, phỏng tương đối xác sơ đồ thí

chưa làm rõ được đầy đủ phương án nghiệm, sơ đồ thể

nguyên tắc hoạt thiết kế của bộ thí hiện rõ ý tưởng

động của bộ thí nghiệm, còn vài của phương án

nghiệm. chỗ khiếm khuyết. thiết kế và đúng

nguyên tắc hoạt

động của bộ thí

nghiệm.

Bảng 1.6. Các tiêu chí và mức độ biểu hiện đối với thành tố năng lực “Tiến hành

thí nghiệm theo phương án đã thiết kế”

Năng lực tiến hành thí nghiệm theo phương án đã thiết kế

Các tiêu chí Mức độ

Mức 1 Mức 3 Mức 2

Lắp ráp thiết bị thí Lắp ráp thiết bị thí Tự lắp ráp thiết bị Tự lắp ráp thiết bị

nghiệm theo sơ đồ thiết kế. nghiệm theo sơ đồ thiết kế dưới sự thí nghiệm theo sơ đồ thiết kế nhưng thí nghiệm theo sơ đồ thiết kế một

hướng dẫn của GV chưa thành thạo. cách thành thạo.

Sử dụng dụng cụ chức đúng với Còn mơ hồ khi được hỏi về các Sử dụng được một vài dụng cụ đúng Sử dụng tất cả các dụng cụ đúng với

năng của nó. chức năng của với chức năng của chức năng của nó.

dụng cụ. nó.

Phát hiện và sửa Phát hiện nhưng Phát hiện và sửa Phát hiện và sửa

chữa những sai chưa sửa chữa chữa được vài chỗ chữa hầu hết

hỏng thông được những sai sai hỏng thông những sai hỏng

thường. hỏng thông thường. thường. thông thường.

Tiến hành thí Tiến hành thí Tự tiến hành được Tự tiến hành thí

nghiệm nghiệm dưới sự thí nghiệm, dụng nghiệm thành

hướng dẫn của GV. cụ hoạt động tương công, dụng cụ

đối tốt. hoạt động tốt, hiện

tượng thấy rõ.

Giải thích hiện Giải thích được Giải thích tương Giải thích được

tượng diễn ra. một phần thí đối đầy đủ hiện hiện tượng diễn ra

nghiệm tượng diễn ra. một cách đầy đủ,

rõ ràng, chính xác.

Đọc giá trị các đại lượng cần đo và ghi lại kết quả. Đọc giá trị các đại lượng cần đo và ghi lại kết quả dưới Đọc giá trị các đại lượng cần đo và lại kết quả ghi Đọc tốt giá trị các đại lượng cần đo và ghi lại chính

xác kết quả.

sự hướng dẫn của GV. nhưng độ chính xác không cao.

Bảng 1.7. Các tiêu chí và mức độ biểu hiện đối với thành tố năng lực “Xử lý,

phân tích kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận”

Năng lực xử lý, phân tích kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận

Các tiêu chí Mức độ

Mức 1 Mức 3 Mức 2

Lựa chọn và sử Lựa chọn và sử Biết lựa chọn và sử Lựa chọn và sử

dụng công cụ tính dụng công cụ tính dụng công cụ tính dụng công cụ tính

toán thích hợp. toán thích hợp dưới toán nhưng chưa toán một cách tối

sự hướng dẫn của thuần thục. ưu và thuần thục.

GV.

Biểu diễn kết quả Biểu diễn kết quả Biểu diễn kết quả Biểu diễn kết quả

đo được dưới dạng đo được dưới dạng đo được dưới dạng đo được dưới dạng

bảng hay đồ thị. bảng hay đồ thị bảng hay đồ thị bảng hay đồ thị

dưới sự hỗ trợ của nhưng độ chính xác một cách chính

GV. chưa cao. xác, rõ ràng, tỉ mỉ.

Đọc được sai số Đọc được sai số Đọc được sai số Đọc được sai số

của dụng cụ đo, của dụng cụ đo, của dụng cụ đo, của dụng cụ đo,

tính toán được sai tính toán được sai tính toán được sai tính toán được sai

số, giải thích số, giải thích số, nhưng chưa giải số, giải thích

nguyên nhân và nguyên nhân và nêu thích được nguyên nguyên nhân gây

nêu cách khắc cách khắc phục nhân và chưa nêu sai số và nêu được

phục. dưới sự hỗ trợ của được cách khắc các cách khắc

GV. phục. phục.

Biện luận tính Biện luận tính đúng Biện luận được tính Biện luận được

đúng đắn của kết đắn của kết quả thí đúng đắn của kết tính đúng đắn của

quả thí nghiệm và nghiệm và kết luận quả thí nghiệm và kết quả thí nghiệm

kết luận rút ra từ rút ra từ khái quát kết luận rút ra từ và kết luận rút ra

khái quát hóa kết hóa kết quả thí khái quát hóa kết từ khái quát hóa

quả thí nghiệm. nghiệm dưới sự hỗ quả thí nghiệm kết quả thí nghiệm

trợ của GV. nhưng chưa rõ một cách chính

ràng. xác rõ ràng.

Đánh giá, cải tiến Đánh giá được Đánh giá được Đánh giá tốt phép

phép đo. phép đo nhưng phép đo và đưa ra đo và biết các cách

chưa tường tận và một vài cách cải cải tiến phép đo.

chưa cải tiến được tiến phép đo nhưng

phép đo. chưa hay.

1.2. Thí nghiệm trong dạy học Vật lí

1.2.1. Khái niệm về thí nghiệm Vật lí

Theo Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002),

Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông, thí nghiệm Vật lí là sự tác động có

chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan,

thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết

quả của sự tác động, ta có thể thu nhận được tri thức mới.

Theo chúng tôi, thí nghiệm Vật lí là sự tác động có mục đích, có cơ sở, có hệ

thống của con người vào các bộ dụng cụ có sẵn hoặc tự tạo nhằm kiểm tra một giả

thuyết hoặc rút ra một kết luận hoặc thu nhận kiến thức mới thông qua sự phân tích

các điều kiện, quá trình diễn biến và kết quả của sự tác động đó.

1.2.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí

Trong dạy học Vật lí, thí nghiệm đóng một vai trò quan trọng, dưới quan điểm

Thí nghiệm có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến

trình dạy học

Thí nghiệm Vật lí có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của

tiến trình dạy học như đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải quyết vấn đề (hình thành

kiến thức, kĩ năng mới...), củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ

năng, kĩ xảo của HS.

lý luận dạy học vai trò đó được thể hiện ở những mặt sau:

Thí nghiệm góp phần vào việc phát triển toàn diện HS

Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học góp phần quan trọng vào việc hoàn thiện

những phẩm chất và năng lực của HS, đưa đến sự phát triển toàn diện cho người

học. Trước hết, thí nghiệm là phương tiện nhằm góp phần nâng cao chất lượng

kiến thức và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo Vật lí cho HS. Nhờ thí nghiệm HS có thể

hiểu sâu hơn bản chất Vật lí của các hiện tượng, định luật, quá trình... được

nghiên cứu và do đó khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS sẽ linh

hoạt và hiệu quả hơn.

Truyền thụ cho HS những kiến thức phổ thông cơ bản là một trong những nhiệm

vụ quan trọng của hoạt động dạy học. Để làm được điều đó, GV cần nhận thức

rõ việc xây dựng cho HS một tiềm lực, một bản lĩnh, thể hiện trong cách suy

nghĩ, thao tác tư duy và làm việc để họ tiếp cận với các vấn đề của thực tiễn.

Thông qua thí nghiệm, bản thân HS cần phải tư duy cao mới có thể khám phá ra

được những điều cần nghiên cứu. Thực tế cho thấy, trong dạy học Vật lí, đối với

các bài giảng có sử dụng thí nghiệm thì HS lĩnh hội kiến thức sâu rộng hơn và

nhanh hơn, HS quan sát và đưa ra những dự đoán, những ý tưởng mới, nhờ đó

hoạt động nhận thức của HS sẽ được tích cực và tư duy của các em sẽ được phát

triển tốt hơn.

Thí nghiệm là phương tiện góp phần quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật tổng

hợp cho HS

Thông qua việc tiến hành thí nghiệm, HS có cơ hội trong việc rèn luyện kĩ năng,

kĩ xảo thực hành, góp phần thiết thực vào việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho

HS. Thí nghiệm còn là điều kiện để HS rèn luyện những phẩm chất của người

lao động mới, như: đức tính cẩn thận, kiên trì, trung thực... Xét trên phương diện

thao tác kỹ thuật, chúng ta không thể phủ nhận vai trò của thí nghiệm đối với

việc rèn luyện sự khéo léo tay chân của HS.

Hoạt động dạy học không chỉ dừng lại ở chỗ truyền thụ cho HS những kiến thức

phổ thông cơ bản đơn thuần mà điều không kém phần quan trọng ở đây là làm

thế nào phải tạo điều kiện cho HS tiếp cận với hoạt động thực tiễn bằng những

thao tác của chính bản thân họ. Trong dạy học Vật lí, đối với những bài giảng có

thí nghiệm thì GV cần phải biết hướng HS vào việc cho họ tự tiến hành thí

nghiệm, có như vậy kiến thức các em thu nhận được sẽ vững vàng hơn, rèn

luyện được cho các em sự khéo léo chân tay, khả năng quan sát tinh tế, tỉ mỉ hơn

và chính xác hơn. Có như thế, khả năng hoạt động thực tiễn của HS sẽ được

nâng cao.

Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập của HS

Thí nghiệm là phương tiện gây hứng thú, là yếu tố kích thích tính tò mò, ham

hiểu biết của HS học tập, nhờ đó làm cho các em tích cực và sáng tạo hơn trong

quá trình nhận thức.

Chính nhờ thí nghiệm và thông qua thí nghiệm mà ở đó HS tự tay tiến hành các

thí nghiệm, các em sẽ thực hiện các thao tác thí nghiệm một cách thuần thục,

khơi dậy ở các em sự say sưa, tò mò để khám phá ra những điều mới, những

điều bí ẩn từ thí nghiệm và cao hơn là hình thành nên những ý tưởng cho những

thí nghiệm mới. Đó cũng chính là những tác động cơ bản, giúp cho quá trình

hoạt động nhận thức của HS được tích cực hơn.

Thông qua thí nghiệm, nhờ vào sự tập trung chú ý, quan sát sự vật, hiện tượng

có thể tạo cho HS sự ham thích tìm hiểu những đặc tính, quy luật diễn biến của

hiện tượng đang quan sát. Khi giác quan của HS bị tác động mạnh, HS phải tư

duy cao độ từ sự quan sát thí nghiệm, chú ý kĩ thí nghiệm để có những kết luận,

những nhận xét phù hợp.

Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức hoạt động của HS

Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc độc lập hoặc tập thể

qua đó góp phần bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của HS. Qua thí nghiệm, đòi

hỏi HS phải làm việc tự lực hoặc phối hợp tập thể, nhờ đó có thể phát huy vai

trò cá nhân hoặc tính cộng đồng trách nhiệm trong công việc của các em.

Thí nghiệm Vật lí góp phần làm đơn giản hóa các hiện tượng và quá trình Vật lí

Thí nghiệm Vật lí góp phần đơn giản hóa hiện tượng, tạo trực quan sinh động

nhằm hỗ trợ cho tư duy trừu tượng của HS, giúp cho HS tư duy trên những đối

tượng cụ thể, những hiện tượng và quá trình đang diễn ra trước mắt họ. Các hiện

tượng trong tự nhiên xảy ra vô cùng phức tạp, có mối quan hệ chằng chịt lấy

nhau, do đó không thể cùng một lúc phân biệt những tính chất đặc trưng của

từng hiện tượng riêng lẻ, cũng như không thể cùng một lúc phân biệt được ảnh

hưởng của tính chất này lên tính chất khác. Chính nhờ thí nghiệm Vật lí đã góp

phần làm đơn giản hóa các hiện tượng, làm nổi bật những khía cạnh cần nghiên

cứu của từng hiện tượng, quá trình thí nghiệm Vật lí giúp cho HS dễ quan sát, dễ

theo dõi và dễ tiếp thu bài.

(http://sites.google.com/site/thietbivatly/thiet-bi-vat-ly/ban-ve-vai-tro-cua-thi-

nghiem-trong-day-va-hoc-vat-ly.)

Tóm lại, thí nghiệm không thể thiếu trong dạy học Vật lí. Vì thế, GV cần sử

dụng hiệu quả các dụng cụ thí nghiệm có sẵn, đồng thời nên tìm tòi học hỏi để tạo ra

hoặc hướng dẫn HS tạo ra những bộ thí nghiệm mới phù hợp với trình độ và đáp ứng

mục tiêu bài dạy sao cho tiết học Vật lí trở nên hấp dẫn, sinh động và thu hút người

học.

1.2.3. Phân loại thí nghiệm Vật lí

Theo Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002),

Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông, có nhiều cách phân loại thí nghiệm

Vật lí, dựa trên những tiêu chí khác nhau sẽ có những loại thí nghiệm khác nhau.

Nếu căn cứ vào mục đích lý luận dạy học của thí nghiệm, thí nghiệm gồm các loại

sau: thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm thực tập của HS. Trong thí nghiệm biểu diễn

lại có các loại: thí nghiệm mở đầu, thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng và thí nghiệm

củng cố. Trong thí nghiệm thực tập lại có các loại: thí nghiệm trực diện, thí nghiệm

thực hành và thí nghiệm quan sát ở nhà của HS. Trong khuôn khổ của đề tài, chúng

tôi chỉ đề cập đến thí nghiệm Vật lí ở nhà của HS.

1.2.4. Thí nghiệm Vật lí ở nhà của học sinh

Theo Phạm Thị Trang Nhung (2016), Tổ chức hoạt động ngoại khóa “Thiết kế

phương án và tiến hành một số thí nghiệm về cơ học chất lưu có sử dụng bóng bay”

theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh lớp

10, khác với các loại thí nghiệm khác, thí nghiệm Vật lí ở nhà đòi hỏi cao độ tự giác,

tự lực của HS trong học tập và chỉ yêu cầu HS sử dụng các dụng cụ thông dụng trong

đời sống, những vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền và đơn giản. Chính đặc điểm này tạo nhiều

cơ hội để phát triển NLTN của HS trong thiết kế, chế tạo và sử dụng dụng cụ nhằm

hoàn thành nhiệm vụ được giao. Thí nghiệm Vật lí ở nhà có tác dụng nhiều mặt đối

với việc phát triển nhân cách của HS: Quá trình tự lực thiết kế các phương án thí

nghiệm, lập kế hoạch thí nghiệm, chế tạo hoặc lựa chọn các dụng cụ, bố trí và tiến

hành thí nghiệm, xử lí kết quả thí nghiệm thu thập được góp phần vào việc phát triển

năng lực hoạt động trí tuệ - thực tiễn của HS. Việc thực hiện và hoàn thành công việc

trên sẽ làm tăng rõ rệt hứng thú học tập, tạo niềm vui của sự thành công trong học tập

của HS. Việc thiết kế phương án thí nghiệm, tiên đoán và giải thích các kết quả thí

nghiệm đòi hỏi HS phải huy động các kiến thức đã học. Nội dung của các thí nghiệm

Vật lí phải có nét mới so với thí nghiệm trên lớp và có thể có nhiều dạng khác nhau:

mô tả phương án thí nghiệm, yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm, tiên đoán hoặc giải

thích kết quả thí nghiệm; cho trước các dụng cụ, yêu cầu HS thiết kế phương án thí

nghiệm để đạt được mục đích nhất định (quan sát thấy một hiện tượng, xác định

được một đại lượng); yêu cầu HS chế tạo một dụng cụ thí nghiệm đơn giản từ các vật

liệu cần thiết cho trước rồi tiến hành các thí nghiệm với những dụng cụ này nhằm đạt

được một mục đích nào đó … Khi sử dụng các loại thí nghiệm này trong dạy học,

GV cần bố trí thời gian để HS báo cáo trước toàn lớp các kết quả đã đạt được, giới

thiệu những sản phẩm của mình, nhận được sự đánh giá của GV và tập thể, cũng như

sự động viên, khen thưởng kịp thời. Mặc dù có tác dụng to lớn như vậy nhưng loại

thí nghiệm này vẫn còn rất ít được sử dụng trong thực tiễn dạy học. Trong xu hướng

đổi mới phương pháp dạy học Vật lí hiện nay, GV cần chú ý tăng cường sử dụng loại

thí nghiệm này.

1.2.5. Các đặc điểm cơ bản của dụng cụ thí nghiệm đơn giản

Các đặc điểm cơ bản của dụng cụ thí nghiệm đơn giản cũng chính là những

yêu cầu của việc thiết kế, chế tạo chúng. Theo Nguyễn Ngọc Hưng (2016), Thí

nghiệm Vật lí với dụng cụ tự làm từ chai nhựa và vỏ lon, việc chế tạo dụng cụ thí

nghiệm đòi hỏi ít vật liệu, các vật liệu này đơn giản, rẻ tiền, dễ kiếm. Ngay cả đối với

các dụng cụ thí nghiệm đơn giản được chế tạo để tiến hành các thí nghiệm định

lượng, việc đo đạc cũng chỉ đòi hỏi sử dụng các dụng cụ đo phổ biến. Dễ chế tạo các

dụng cụ thí nghiệm bằng các công cụ thông dụng như kìm, búa, kéo, cưa, giũa.

Chính nhờ đặc điểm này, trong một số trường hợp, ta có thể làm được một số thí

nghiệm mà không thể tiến hành được với các dụng cụ có sẵn trong phòng thí nghiệm.

Dễ lắp ráp, tháo rời các bộ phân của dụng cụ thí nghiệm. Vì vậy, với cùng một dụng

cụ thí nghiệm, trong nhiều trường hợp ta chỉ cần thay thế chi tiết phụ trợ là có thể

làm được thí nghiệm khác. Dễ bảo quản, vận chuyển và an toàn trong chế tạo cũng

như trong quá trình bố trí, tiến hành thí nghiệm. Việc bố trí và tiến hành thí nghiệm

với những dụng cụ thí nghiệm này cũng đơn giản, không tốn nhiều thời gian. Hiện

tượng Vật lí diễn ra trong thí nghiệm phải rõ ràng, dễ quan sát.

1.2.6. Sự cần thiết của việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong

dạy học Vật lí ở trường phổ thông

Theo Nguyễn Ngọc Hưng (2016), Thí nghiệm Vật lí với dụng cụ tự làm từ chai

nhựa và vỏ lon, việc giao cho HS nhiệm vụ thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn

giản có tác dụng trên nhiều mặt, góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức,

phát triển năng lực hoạt động trí tuệ - thực tiễn độc lập và sáng tạo của HS. Do được

tự tay chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm để tiến hành các thí nghiệm, giải

thích hoặc tiên đoán các kết quả thí nghiệm, đòi hỏi HS phải huy động các kiến thức

Vật lí đã học, vì vậy các em nắm kiến thức chính xác, sâu sắc và bền vững hơn. Kiến

thức không chỉ được củng cố mà còn được mở rộng, đào sâu và hệ thống hóa. Mặc

dù đã có các thiết bị chế tạo sẵn được cung cấp trong phòng thí nghiệm nhà trường,

nhưng các thiết bị này đôi khi có một số nhược điểm như: sự hiện đại của nó che lấp

bản chất Vật lí của hiện tượng xảy ra, hoặc với sự hiện đại của nó, HS chỉ cần thực

hiện thao tác rất đơn giản, không đòi hỏi kĩ năng thực nghiệm và sự sáng tạo để cải

tiến dụng cụ, hơn nữa các thiết bị được cung cấp sẵn trong phòng thí nghiệm thường

rất xa lạ với cuộc sống, trong khi dụng cụ thí nghiệm đơn giản tự thiết kế và chế tạo

lại khắc phục được những nhược điểm đó. Lịch sử phát triển của Vật lí cho thấy:

những phát minh cơ bản thường gắn với các dụng cụ thí nghiệm đơn giản. Việc chế

tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản và tiến hành các thí nghiệm với chúng làm tăng

hứng thú học tập, kích thích tính tích cực và sáng tạo của HS. Nhiệm vụ thiết kế, chế

tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản và tiến hành thí nghiệm với chúng làm tăng

hứng thú học tập, tạo niềm vui của sự thành công trong học tập, phát huy năng lực

của HS. GV có thể cá thể hóa quá trình học tập của HS bằng cách giao cho các đối

tượng HS khác nhau những nhiệm vụ chế tạo và tiến hành thí nghiệm với mức độ

khó dễ, nông, sâu và mức độ hướng dẫn khác nhau. Ngoài ra, dụng cụ thí nghiệm

đơn giản tự làm còn có ưu điểm là phục vụ rất kịp thời và đắc lực cho việc đổi mới

nội dung và phương pháp dạy học, nâng cao hiệu quả dạy học, thậm chí của từng giờ

học.

1.2.7. Khả năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật

lí ở trường phổ thông

Theo Nguyễn Ngọc Hưng (2016), Thí nghiệm Vật lí với dụng cụ tự làm từ chai

nhựa và vỏ lon, các thí nghiệm có thể được sử dụng ở tất cả các khâu khác nhau của

quá trình dạy học: Đặt vấn đề (tạo tính huống có vấn đề), hình thành kiến thức mới

(kiểm tra các giả thuyết đã nêu ra), củng cố và vận dụng các kiến thức đã học (trong

đó có việc đề cập các ứng dụng kĩ thuật của kiến thức trong sản xuất và đời sống) và

cũng có thể dùng để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS.

Các dụng cụ thí nghiệm tự làm được sử dụng không chỉ để tiến hành thí nghiệm

định tính, mà có thể tiến hành định lượng theo nhiều phương án khác nhau với sai số

chấp nhận được.

Các thí nghiệm có thể được sử dụng trong dạy học Vật lí dưới nhiều hình thức

khác nhau. GV có thể tiến hành thí nghiệm trên lớp nhưng sẽ phát huy tốt hơn hiệu

quả của chúng nếu do HS tiến hành theo nhiều cách thức khác nhau. GV cũng có thể

yêu cầu HS về nhà cải tiến hoặc chế tạo dụng cụ theo phương án khác. Các thí

nghiệm có thể do một nhóm HS làm ở lớp hoặc giờ ngoại khóa, ở nhà, làm trước hay

sau khi học kiến thức liên quan tới thí nghiệm.

Dù được tiến hành dưới hình thức nào thì việc thiết kế, chế tạo các dụng cụ và

tiến hành thí nghiệm cần giao cho HS dưới dạng những nhiệm vụ nhận thức. Những

nhiệm vụ này đòi hỏi phải thiết kế phương án thí nghiệm cụ thể, phải tiên đoán hoặc

giải thích các hiện tượng diễn ra trong các thí nghiệm. Nhờ vậy mà những thí nghiệm

này góp phần phát triển năng lực hoạt động trí tuệ - thực tiễn của HS, chứ không đơn

thuần chỉ là hoạt động tay chân đơn giản.

1.3. HĐNK Vật lí ở trường phổ thông với việc nâng cao chất lượng học tập

1.3.1. Vai trò của HĐNK Vật lí trong trường phổ thông

HĐNK Vật lí là một trong những HĐNK được tổ chức ngoài giờ học chính

khóa môn Vật lí. HĐNK Vật lí hỗ trợ cho HS các kiến thức Vật lí trong giờ học

chính khóa, làm cho các kiến thức đó trở nên gần gũi với cuộc sống thực tế. HĐNK

Vật lí còn trang bị cho HS những kĩ năng chung như giao tiếp, hợp tác nhóm, giải

quyết vấn đề ..., có thể áp dụng giải quyết các vấn đề khác nhau trong cuộc sống.

HĐNK nói chung và HĐNK Vật lí nói riêng có vai trò vô cùng quan trọng

trong việc giáo dục HS trên tất cả các mặt. Theo Nguyễn Thị Hoa (2017), Tổ chức

hoạt động ngoại khóa “Tiến hành thí nghiệm về từ trường với dụng cụ tự chế tạo từ

vỏ lon và chai nhựa” theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng

tạo của học sinh lớp 11, vai trò cụ thể là:

- Nâng cao chất lượng kiến thức: HĐNK giúp củng cố, đào sâu, mở rộng những

tri thức đã được học ở trên lớp, bổ sung những vấn đề chưa được đặt ra trong chương

trình chính khóa, tăng cường tính thực tiễn, tính thời sự, tính xã hội cho nội dung bài

học. Bên cạnh đó, nó còn giúp HS vận dụng kiến thức đã học vào thực tế, tạo điều

kiện để học đi đôi với hành, nối liền kiến thức trên bục giảng với thực tiễn đời sống.

- Rèn luyện kĩ năng: HĐNK rèn luyện cho HS kĩ năng phân tích, kĩ năng giải

quyết vấn đề, kĩ năng thực nghiệm, kĩ năng làm việc tập thể, kĩ năng sống, tổ chức,

giao tiếp, định hướng nghề nghiệp, ...

- Phát triển tư duy: HĐNK rèn luyện và phát triển các năng lực tư duy của HS

như: tư duy lôgic, tư duy trừu tượng, tư duy sáng tạo…

- Giáo dục tinh thần thái độ: HĐNK làm cho quá trình dạy học bộ môn thêm

phong phú, đa dạng, làm cho việc học tập của HS thêm lôi cuốn, sinh động, vì vậy có

tác dụng khơi dậy niềm say mê hứng thú học tập, thực hành, lòng ham hiểu biết, yêu

khoa học và phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS. HĐNK cũng góp

phần giáo dục tính tổ chức, tính kế hoạch, tinh thần làm chủ và hợp tác trên cơ sở

những hoạt động thực tế. Ngoài ra HĐNK còn giúp HS có thể hiểu sâu hơn về những

giá trị văn hóa, truyền thống của cha ông, của quê hương, đất nước, nâng cao nhận

thức về các vấn đề xã hội.

1.3.2. Đặc điểm của HĐNK Vật lí

Theo Nguyễn Quang Đông (2006), Phương pháp tổ chức hoạt động ngoại khóa

Vật lí, HĐNK hay HĐNK Vật lí có những đặc điểm sau:

- HĐNK được thực hiện ngoài giờ học chính khóa, được tiến hành theo nguyên

tắc tự nguyện của HS và có sự hướng dẫn của GV.

- Nội dung của HĐNK rất đa dạng nhưng thường liên quan đến nội dung học

trong giờ nội khóa, phù hợp với trình độ và đặc điểm của HS tham gia. HĐNK giúp

HS mở rộng thêm những điều đã học trong giờ nội khóa.

- Hình thức của HĐNK Vật lí cũng rất đa dạng như tham quan công trình Vật

lí, câu lạc bộ Vật lí, giải bài tập Vật lí, chế tạo và tiến hành thí nghiệm Vật lí …

nhằm giúp HS củng cố và mở rộng kiến thức.

- HĐNK được tổ chức dưới nhiều dạng: dạng tập thể cả lớp, dạng nhóm theo

năng khiếu, dạng học tập, dạng vui chơi, dạng thường kỳ, dạng đột xuất nhân những

dịp kỷ niệm hay lễ hội. Số lượng HS tham gia không hạn chế, có thể là theo nhóm,

nhưng cũng có thể là tập thể lớp hoặc toàn trường, từ đó dễ dàng phát triển khả năng

làm việc tập thể.

- HĐNK thường do GV bộ môn, GV chủ nhiệm, một nhóm HS hoặc Đoàn

trường tổ chức.

Bên cạnh đó, HĐNK không gò bó về thời gian, không tuân theo trình tự nội

dung như trong học nội khóa, cũng không phân biệt độ tuổi của HS. Do đó, GV có

thể dễ dàng sử dụng những phương pháp, hình thức tổ chức dạy học khác nhau trong

HĐNK miễn sao mang lại hiệu quả thiết thực cho người tham gia. Các HĐNK

thường có kế hoạch cụ thể về mục đích, nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức,

lịch hoạt động cụ thể và thời gian thực hiện. Việc đánh giá kết quả của HĐNK

thường thông qua những biểu hiện của HS trong quá trình tham gia hoạt động và sản

phẩm của HS.

1.3.3. Tác dụng của hoạt động ngoại khóa Vật lí

Theo Nguyễn Quang Đông (2006), Phương pháp tổ chức hoạt động ngoại khóa

Vật lí, HĐNK có những tác dụng sau:

Tác dụng giáo dục

HĐNK góp phần giáo dục tính tổ chức, tính kế hoạch, tinh thần làm chủ và hợp

tác trên cơ sở những hoạt động thực tế. Ngoại khóa được thực hiện cơ bản dựa trên

sự tự nguyện, tự giác của HS cộng với sự giúp đỡ của GV sẽ động viên HS nỗ lực để

giải quyết vấn đề đặt ra.

HĐNK làm cho quá trình dạy học Vật lí thêm phong phú đa dạng và dễ hiểu,

làm cho việc học tập của HS thêm hứng thú và sinh động, tạo cho HS lòng hăng say

yêu lao động, đó là điều kiện để phát triển những năng lực ở HS.

Tác dụng giáo dưỡng

HĐNK góp phần củng cố, bổ sung kiến thức cho HS. Thông qua HĐNK, kiến

thức HS thu nhận sẽ sâu sắc hơn. Trong khi tiến hành HĐNK, HS tự mình nghiên

cứu, tự mình tìm hiểu vấn đề nên HS có thể phát huy tính sáng tạo, phát triển trí lực

…

Vì điều kiện thời gian, trong chương trình nội khóa có những phần GV không

giới thiệu hết được. Nếu phần này được bổ sung bởi HĐNK thì HS sẽ được mở rộng

kiến thức. HS có thể thu nhận kiến thức này dưới nhiều hình thức như hoạt động

nhóm, câu lạc bộ Vật lí, hội thi, hội vui …

Tác dụng giáo dục kỹ thuật tổng hợp, định hướng nghề nghiệp

Qua HĐNK, HS được rèn luyện một số kỹ năng như: tập nghiên cứu một vấn

đề, thuyết minh trình bày trước đám đông, tập sử dụng những dụng cụ, thiết bị

thường gặp trong đời sống, những máy móc từ đơn giản đến hiện đại. Qua đó sẽ nảy

nở tình cảm nghề nghiệp ở HS và bước đầu có ý thức nghề nghiệp mà HS có thể

chọn trong tương lai.

HĐNK là điều kiện thuận lợi để GV có thể thử nghiệm các phương pháp dạy

học

Qua HĐNK GV có điều kiện tốt để thực hiện và kiểm tra các kết quả nghiên

cứu của mình, GV nắm vững khả năng, tâm lí của HS nên hiệu quả thử nghiệm sẽ

cao hơn.

1.3.4. Nội dung ngoại khóa Vật lí

Nội dung ngoại khóa phải bổ sung, củng cố, đào sâu, mở rộng các kiến thức

trong chương trình khi học nội khóa. Theo Nguyễn Thị Hoa, (2017), Tổ chức hoạt

động ngoại khóa “Tiến hành thí nghiệm về từ trường với dụng cụ tự chế tạo từ vỏ lon

và chai nhựa” theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của

học sinh lớp 11, nội dung ngoại khóa Vật lí ở trường phổ thông rất đa dạng nhưng có

thể chia thành hai nội dung chính: lí thuyết và thực nghiệm. Cụ thể đó là các nội

dung như:

- Nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu những kiến thức lí thuyết về Vật lí và kĩ

thuật.

- Nghiên cứu thực nghiệm: Nghiên cứu những ứng dụng của Vật lí trong đời

sống, kĩ thuật và thiết kế, chế tạo dụng cụ và làm thí nghiệm Vật lí với dụng cụ đã

chế tạo.

Xuất phát từ đặc điểm nội dung kiến thức Vật lí có tính trừu tượng, khó hiểu

nhưng có nhiều ứng dụng trong thực tiễn mà trong chương trình nội khóa chưa

nghiên cứu hết được do điều kiện thời gian hay phương tiện dạy học, GV có thể chọn

một nội dung thích hợp để tổ chức HĐNK. Mặt khác, những nội dung ngoại khóa

được GV lựa chọn phải hấp dẫn, mới mẻ để thu hút được đông đảo HS tự nguyện

tham gia.

1.3.5. Các loại hình HĐNK Vật lí

Loại hình HĐNK Vật lí rất đa dạng, ví dụ như: Chế tạo dụng cụ thí nghiệm Vật

lí; chế tạo mô hình, dụng cụ kĩ thuật có ứng dụng Vật lí; giải bài tập Vật lí; viết báo

về Vật lí; tham quan các công trình kỹ thuật, nhà máy; hội thi Vật lí … Tùy theo điều

kiện về thời gian, số lượng HS tham gia hoặc nội dung HĐNK … mà GV có thể

chọn một loại hình thích hợp và hiệu quả. Ở đây, chúng tôi đưa ra một vài loại hình

HĐNK phổ biến.

* Chế tạo dụng cụ thí nghiệm Vật lí: là loại hình rất thiết thực trong HĐNK Vật

lí và được đa số các HS yêu thích. HS phải tự tay tạo ra các dụng cụ thí nghiệm, khi

thí nghiệm thành công, nó sẽ giúp cho HS hiểu được bản chất sự vật một cách sâu

sắc, từ đó giúp các em yêu thích môn học hơn.

* Chế tạo mô hình, dụng cụ kĩ thuật có ứng dụng Vật lí: cũng tương tự như loại

hình “Chế tạo dụng cụ thí nghiệm Vật lí”, loại hình này cũng được rất nhiều HS yêu

thích và tham gia. Khi tham gia loại hình này, HS có cơ hội tìm hiểu cấu tạo, giải

thích nguyên tắc hoạt động và chế tạo các dụng cụ ứng dụng kĩ thuật. Đặc biệt, HS

phải làm sáng tỏ nguyên tắc Vật lí trong hoạt động của các thiết bị. Điều đó giúp các

em đào sâu, mở rộng kiến thức và có cái nhìn thực tế đối với môn học. Khi tổ chức

loại hình ngoại khóa này, GV cần phải bổ sung thêm các kiến thức lý thuyết và thực

hành cho HS. Thêm vào đó, GV cần phối hợp với những chuyên gia để có sự giúp đỡ

về kĩ thuật.

* Luyện giải các bài tập Vật lí: Căn cứ vào phân phối chương trình của Bộ giáo

dục, giờ giải bài tập Vật lí hàng tuần của HS rất ít, GV chỉ có thể đưa ra những bài

tập rất căn bản để củng cố lý thuyết cho HS. Vì không có nhiều thời gian nên HS

không có cơ hội đưa ra các cách khác nhau để giải một bài toán, không biết đến

những dạng bài tập hay hoặc bài tập tích hợp với các bộ môn khác. Chính vì thế HS

không phát huy được tính sáng tạo cũng như không hứng thú đối với môn học. Để

giải quyết những khó khăn này, GV cần tổ chức các buổi ngoại khóa về luyện giải

bài tập Vật lí nhằm làm tăng hiệu quả học tập cho HS. Loại hình ngoại khóa này GV

có thể tổ chức trong hoặc sau khi học một kiến thức, một phần hoặc một chương nào

đó. GV cần chuẩn bị các bài tập đa dạng phong phú vừa làm tăng hiểu biết, vừa đáp

ứng các kiến thức nền tảng trong giờ nội khóa. Mặt khác, mỗi HS có thể tự tìm tòi

các dạng bài tập hay, sau đó cùng cả nhóm thảo luận để tìm ra đáp án.

* Tham quan các công trình kỹ thuật, các nhà máy: Theo Nguyễn Quang Đông,

(2006), Phương pháp tổ chức hoạt động ngoại khóa Vật lí, tham quan các công trình

kỹ thuật ứng dụng Vật lí là một hình thức tổ chức dạy học thực tế, quan sát trực tiếp

của HS dưới sự hướng dẫn của GV và cơ sở tham quan nhằm nghiên cứu sự vật, hiện

tượng, qui trình ... cần tìm hiểu trong nội dung dạy học. Hình thức tham quan ngoại

khóa có thể được tổ chức trước, trong và sau khi học một kiến thức nào đó. Nếu tiến

hành tham gia trước khi học một kiến thức mới, ta gọi là tham quan chuẩn bị. Mục

đích của tham quan chuẩn bị là giúp HS tích lũy những hiểu biết cần thiết để lĩnh hội

tri thức mới dễ dàng và hứng thú. Nếu tiến hành tham quan trong quá trình học thì

được gọi là tham quan bổ sung. Mục đích của nó là nhằm minh họa, làm rõ vấn đề,

kiến thức vừa mới được học. Nếu tiến hành tham quan sau khi học thì gọi là tham

quan tổng kết với mục đích là để củng cố, đào sâu kiến thức đã học. Tham quan

ngoại khóa không chỉ giúp các em có nhận thức đúng đắn về sức lao động của con

người mà còn giúp các em định hướng nghề nghiệp trong tương lai.

* Hội vui Vật lí: Hội vui là loại hình ngoại khóa khá phổ biến, dễ lôi cuốn HS

tham gia. Hội vui thường được tổ chức sau khi HS học xong một chương hoặc một

phần học nào đó. Chủ đề của hội vui thường gắn liền với tên chương, tên phần của

bộ môn Vật lí mà HS đã học, ví dụ như hội vui về quang học, hội vui về từ trường,

hội vui về điện trường, hội vui về động lực học …. Nội dung của hội vui Vật lí

thường là thi trả lời các câu hỏi giữa các đội, trò chơi hái hoa dân chủ, thi làm thí

nghiệm Vật lí hay các trò chơi thể hiện tình đoàn kết của các HS. Hội vui giúp HS

tìm hiểu nhiều kiến thức mới. Hơn nữa, hội vui Vật lí còn giúp HS củng cố, ôn tập và

vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết các tình huống trong các cuộc thi hoặc

trò chơi của hội vui. Trong loại hình này, GV bộ môn có thể tổ chức đơn lẻ cho từng

lớp hoặc có thể kết hợp với các GV cùng bộ môn ở lớp khác để cùng tổ chức cho HS

nhiều lớp tham gia.

* Viết báo về Vật lí: là loại hình dành cho những đối tượng HS thích viết lách,

thích sưu tầm các bài báo hoặc thích tìm hiểu các vấn đề liên quan đến nhiều lĩnh vực

Vật lí. Tùy theo điều kiện của trường, tờ báo có thể phát hành theo tháng, quý hoặc

học kì. Nội dung bài báo phải được duyệt bởi hội đồng chuyên môn trước khi in ấn

và phát hành. Nội dung của loại hình này cũng rất đa dạng. Ví dụ, HS có thể viết bài

mô tả các GV tiêu biểu của trường, đội tuyển học sinh giỏi Vật lí, cá nhân hay tập thể

có đóng góp cho tổ bộ môn. HS cũng có thể sưu tầm và giới thiệu các thành tựu Vật

lí, giới thiệu các nhà Vật lí, lịch sử Vật lí học… Những hoạt động này không những

giúp HS mở rộng kiến thức mà còn có cái nhìn tổng quát hơn về bức tranh thế giới

Vật lí, từ đó HS sẽ yêu thích môn học hơn.

* Câu lạc bộ Vật lí: là nơi để các cá nhân yêu thích Vật lí có cơ hội gặp gỡ để

trao đổi, giao lưu nhằm mở rộng tầm hiểu biết thông qua các buổi học tập, sinh hoạt

hoặc rèn luyện. Câu lạc bộ Vật lí thường được tổ chức bởi một nhóm GV trong đó có

GV giỏi về chuyên môn, có GV giỏi về tổ chức. Thành viên của câu lạc bộ thường là

các HS yêu thích môn Vật lí ở các khối lớp đăng kí tham gia trên tinh thần tự

nguyện. Tùy theo điều kiện về thời gian hoặc cơ sở vật chất của trường, câu lạc bộ

thường diễn ra theo học kì, theo tháng hoặc theo năm học … Nội dung hoạt động của

câu lạc bộ thường rất đa dạng như tổ chức buổi thảo luận, giao lưu tìm hiểu kiến thức

Vật lí, thi giải bài tập Vật lí hoặc có thể bao gồm các loại hình riêng lẻ như viết báo

về Vật lí, tham quan các công trình kỹ thuật, nhà máy, chế tạo dụng cụ thí nghiệm

Vật lí … Trong quá trình hoạt động, cần có sự phối hợp của câu lạc bộ với các tổ

chức trong nhà trường như tổ bộ môn, tổ văn phòng, đặc biệt là Đoàn thanh niên là

nơi có các Đoàn viên thanh niên trẻ trung, năng động góp phần nâng cao hiệu quả

hoạt động của câu lạc bộ.

1.3.6. Qui trình tổ chức HĐNK

Kết quả của HĐNK Vật lí phụ thuộc rất nhiều vào việc tổ chức và lập kế hoạch

HĐNK. Khi tổ chức HĐNK về Vật lí, GV có thể thực hiện theo các bước sau:

• Bước 1. Lựa chọn chủ đề ngoại khóa

Căn cứ vào nội dung chương trình, mục tiêu dạy học, tình hình thực tế, đặc

điểm của HS, điều kiện của GV cũng như của nhà trường để lựa chọn chủ đề HĐNK

thích hợp.

• Bước 2. Lập kế hoạch ngoại khóa

Khi lập kế hoạch ngoại khóa, GV cần phải xây dựng các nội dung sau:

- Xác định mục tiêu giáo dục của HĐNK: mục tiêu về kiến thức; mục tiêu về kĩ

năng, mục tiêu phát triển năng lực.

- Xây dựng nội dung cho ngoại khóa dưới dạng những nhiệm vụ học tập cụ thể.

- Dự kiến hình thức tổ chức, phương pháp HĐHK.

- Dự kiến các tình huống khó khăn có thể xảy ra và cách giải quyết.

- Dự kiến thời gian và địa điểm tổ chức.

• Bước 3. Tiến hành HĐNK theo kế hoạch

Khi tổ chức HĐNK theo kế hoạch GV cần phải chú ý những nội dung sau đây:

- Luôn theo dõi quá trình HS thực hiện các nhiệm vụ để có thể giúp đỡ kịp thời.

- Đối với những hoạt động diễn ra ở quy mô lớn như lớp, khối thì GV đóng vai

trò là người tổ chức, điều khiển các hoạt động của HS.

- Đối với những quy mô nhỏ như tổ, nhóm HS thì GV đóng vai trò người

hướng dẫn, HS tự thực hiện và hoàn thành nhiệm vụ được giao,

- Sau mỗi đợt tổ chức HĐNK thì GV phải đánh giá và rút kinh nghiệm cho

những đợt ngoại khóa tiếp theo.

• Bước 4. Tổ chức cho HS báo cáo kết quả, rút kinh nghiệm, khen thưởng

GV đánh giá hiệu quả của HĐNK thông qua kết quả mà HS đạt được trong quá

trình hoạt động, trong đó sản phẩm của quá trình hoạt động là một căn cứ quan trọng

để đánh giá. Vì vậy, GV cần tổ chức cho HS giới thiệu, báo cáo sản phẩm đã tạo ra

được trong quá trình HĐNK. Mặt khác, việc rút kinh nghiệm và khen thưởng cũng

giúp khích lệ, động viên tinh thần của HS.

Trong quá trình thực hiện, GV cần phải căn cứ vào tình hình thực tế của nhà trường,

của HS mà vận dụng quy trình trên một cách mềm dẻo để quá trình HĐNK đạt kết

quả cao nhất.

1.4. Bồi dưỡng NLTN Vật lí cho HS thông qua HĐNK về chế tạo và tiến hành

thí nghiệm

Khi tham gia HĐNK, HS sẽ được giao nhiệm vụ có liên quan đến chế tạo và

tiến hành thí nghiệm Vật lí. Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ HS sẽ tự mình trải

nghiệm nhiều giai đoạn khác nhau, mỗi giai đoạn, sẽ có những vấn đề khó khăn

riêng, bằng cách nào đó, HS sẽ tìm cách vượt qua những khó khăn đó để đi đến kết

quả sau cùng. Cụ thể, thông qua các buổi thảo luận hoặc hoạt động nhóm ngoại khóa,

HS sẽ huy động những kiến thức đã học để tìm căn cứ cho thí nghiệm, rồi từ đó thiết

kế phương án. Các phương án do HS tự thiết kế chắc chắn sẽ có những phương án bị

lệch lạc, thậm chí sai hoặc không liên quan gì đến thí nghiệm, nhưng theo thời gian

dưới sự hỗ trợ của GV, cũng có thể là do nỗ lực của bản thân HS, các sai sót này sẽ

từng bước được khắc phục. HS sẽ có một số kinh nghiệm và sự hiểu biết ở mức độ

nhất định làm nền tảng cho những bước tiếp theo. Từ đó, các thành tố NLTN được

hình thành và phát triển.

Ngoài ra, do đăng ký trên tinh thần tự nguyện, không có áp lực về điểm số và

thi cử, HS sẽ có tâm lí thoải mái, từ đó có thể phát huy tính sáng tạo, có thể nghĩ ra

nhiều phương án thiết kế cho thí nghiệm. Dưới sự dẫn dắt của GV, HS sẽ phân tích

được những ưu và nhược điểm của các dụng cụ, từ đó HS có thể từng bước lựa chọn

được phương án tối ưu, để cuối cùng bộ thí nghiệm có thể hoạt động hiệu quả nhất.

Khi tham gia HĐNK, HS sẽ chủ động hơn trong việc sử dụng các dụng cụ thí

nghiệm cơ bản như khóa, biến thế nguồn, pin, acquy, đèn … . Đó là những dụng cụ

rất thân thuộc cả trong chương trình chính khóa đến trong thực tế đời sống, nhưng

các em ít khi có cơ hội trực tiếp sử dụng. HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm

sẽ giúp các em sử dụng thành thạo các dụng cụ trên.

Khi nhận nhiệm vụ chế tạo thí nghiệm trong HĐNK, các em sẽ ngược dòng

thời gian để tìm hiểu lịch sử ra đời, quá trình hình thành và cả những ứng dụng của

bộ thí nghiệm, điều đó giúp các em có cái nhìn tổng quát và sâu rộng, làm cho kiến

thức đã học gần gũi hơn với thực tế, khắc phục được quan điểm “trừu tượng” khi học

Vật lí mà rất nhiều HS mắc phải.

Không những thế, HĐNK là cơ hội để các em có thể giao lưu trao đổi kiến thức

không những với các bạn trong nhóm, ngoài nhóm mà với cả GV, người mà các em

ít khi có dịp trao đổi trong giờ nội khóa với nhiều lí do khác nhau như áp lực chương

trình, áp lực công việc. HS sẽ có cơ hội trải nghiệm lại con đường mà chính GV đã

từng trải nghiệm, GV sẽ cung cấp cho các em những kinh nghiệm, những bí quyết để

vượt qua các khó khăn và có thể tạo ra một dụng cụ hoạt động tốt. Những điều đó chỉ

có thể có khi các em tham gia HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm.

Nói tóm lại, HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm là một sân chơi dành

cho những ai yêu thích bộ môn Vật lí, môn khoa học thực nghiệm. Vì có sự yêu thích

nên HS có thể tự giác tham gia, tự giác tìm tòi, tự giác suy nghĩ mà không cần phải

nhắc nhở như học trong giờ nội khóa. HĐNK vừa giúp các em giao lưu, mở rộng

kiến thức, kinh nghiệm, vừa giúp các em tạo ra mối quan hệ thân thiết với các bạn,

với GV bộ môn. Chính tất cả những điều trên, sẽ dễ dàng hơn đối với GV để bồi

dưỡng NLTN cho các em mà không phải chịu một áp lực nào. Hay nói khác đi, GV

có thể bồi dưỡng được NLTN cho HS thông qua HĐNK về chế tạo và tiến hành thí

nghiệm.

1.5. Điều tra tình hình tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm nhằm

bồi dưỡng NLTN cho HS

1.5.1. Mục đích điều tra

Tìm hiểu thực trạng tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm nhằm

bồi dưỡng NLTN cho HS.

Khảo sát ý kiến của GV về tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm

nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS.

1.5.2. Nội dung điều tra

Điều tra về việc bồi dưỡng NLTN thông qua HĐNK về chế tạo và tiến hành thí

nghiệm nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS (phụ lục 1).

1.5.3. Phương pháp điều tra

- Phát phiếu điều tra gởi cho các GV.

1.5.4. Đối tượng điều tra

- Điều tra các GV giảng dạy bộ môn Vật lí ở các trường trong địa bàn tỉnh:

THPT Vĩnh Bình, THPT Nguyễn Văn Thìn, THPT Chợ Gạo.

1.5.5. Kết quả điều tra

Qua tổng hợp 20 phiếu điều tra GV Vật lí ở các trường THPT trong tỉnh chúng

tôi thu được các kết quả sau:

Bảng 1.8. Thực trạng việc tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm để

bồi dưỡng NLTN cho HS

Ý kiến của GV

Cần thiết Rất cần thiết Bình thường

Ít khi 8 (40%) Rất thường xuyên 12 (60%) Thường xuyên Không cần thiết 0 Không bao giờ

0 0 14 (70%) 6(30%)

Nội dung 1. Tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm để bồi dưỡng NLTN cho HS 2. Mức độ tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm của GV để bồi dưỡng NLTN cho HS

Từ kết quả điều tra chúng tôi nhận thấy rằng đa số các GV đều cho rằng việc tổ

chức HĐNK để bồi dưỡng NLTN cho HS là cần thiết. Tuy nhiên, việc tổ chức

HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm ở GV chỉ ở mức độ ít khi (70% ), thậm chí

không bao giờ tổ chức (30%). Nguyên nhân có thể là do HĐNK về chế tạo và tiến

hành thí nghiệm chưa được các trường quan tâm nhiều.

Bảng 1.9. Ý kiến của GV về ưu điểm khi HS sử dụng thí nghiệm tự chế tạo và

thí nghiệm có sẵn.

Ý kiến Số lượng Tỉ lệ

Hệ thống hóa, khắc sâu và làm chủ kiến thức. 15 75%

Linh hoạt khi sử dụng các dụng cụ thí nghiệm 17 85%

Phát triển tư duy khoa học thực nghiệm 15 75%

Nhận ra mối liên hệ mật thiết giữa lí thuyết và thực tế. 12 60%

Từ bảng trên chúng tôi nhận thấy GV có cái nhìn đúng đắn về những ưu điểm

mà HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm mang lại, đó là HS có thể hệ thống hóa

kiến thức, khắc sâu và làm chủ kiến thức, linh hoạt khi sử dụng các dụng cụ thí

nghiệm, phát triển tư duy khoa học thực nghiệm, nhận ra mối liên hệ mật thiết giữa lí

thuyết và thực tế.

Bảng 1.10. Những khó khăn khi tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành

thí nghiệm

Ý kiến Số lượng Tỉ lệ

Tìm tài liệu tham khảo về chế tạo thí nghiệm và 16 80 % HĐNK.

Sắp xếp thời gian 11 55 %

Kinh phí tổ chức. 15 75 %

HS không tham gia vì không có lợi về mặt điểm 13 65 % số, không đáp ứng thi cử.

Từ kết quả trên chúng tôi nhận thấy còn nhiều khó khăn để GV có thể tổ chức

HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS như khó

khăn trong việc tìm tài liệu tham khảo, sắp xếp thời gian, kinh phí tổ chức và HS

không tham gia vì không có lợi về mặt điểm số và thi cử.

Bảng 1.11. Những biện pháp có thể áp dụng góp phần nâng cao hiệu quả của

HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS

Ý kiến Số lượng Tỉ lệ

55 % Sắp xếp thời gian HĐNK về chế tạo thí nghiệm hợp lí, 11

không ảnh hưởng đến giờ học nội khóa.

60 % Tăng cường tài liệu về HĐNK và chế tạo thí nghiệm. 12

65 % Nâng cao trình độ, năng lực của GV về tổ chức HĐNK 13

về chế tạo và tiến hành thí nghiệm.

Tổ chức nhiều cuộc thi về chế tạo thí nghiệm cho HS 14 70 %

cả trong và ngoài nhà trường.

Tham gia HĐNK về chế tạo thí nghiệm là tiêu chí xét 12 60 %

thi đua của cá nhân và tập thể.

Qua điều tra chúng tôi nhận thấy cần có nhiều biện pháp nhằm tổ chức HĐNK

về chế tạo và tiến hành thí nghiệm sao cho hiệu quả, các GV cũng đồng ý với các ý

kiến được đưa ra và chiếm tỉ lệ khá cao.

Ngoài ra các GV cũng đóng góp nhiều ý kiến về tổ chức HĐNK nhằm bồi

dưỡng NLTN cho HS như:

- Cần mở lớp tập huấn về HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm cho GV.

- Cần trang bị cho HS những kiến thức cơ bản, cần thiết nhất khi chế tạo thí

nghiệm.

- Cần có tư liệu để HS tham khảo, tìm hiểu vấn đề.

- Cần có sự quan tâm của nhà trường, sự phối hợp giữa phụ huynh HS và nhà trường.

Từ thực trạng của việc tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm nhằm

phát triển NLTN cho HS, thông qua khảo sát chúng tôi thêm lần nữa nhận thấy sự

cần thiết của việc tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm để có thể bồi

dưỡng NLTN cho HS, để đạt được mục đích của giáo dục là đào tạo những con

người có năng lực và phát triển toàn diện. Việc điều tra thực trạng HĐNK về chế tạo

và tiến hành thí nghiệm là cơ sở giúp chúng tôi định hướng cho các nội dung được

xây dựng trong chương 2.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Để tìm hiểu cơ sở lý luận của đề tài, chúng tôi nghiên cứu tài liệu, nghiên cứu

các đề tài có cùng hướng nghiên cứu như bồi dưỡng NLTN, tổ chức HĐNK …

Trong chương này, chúng tôi đã trình bày những phần sau:

Về năng lực, chúng tôi đã trình bày về khái niệm năng lực, NLTN, cấu trúc,

biểu hiện và tiêu chí đánh giá NLTN.

Về thí nghiệm Vật lí, chúng tôi đã trình bày khái niệm thí nghiệm Vật lí, vai trò

của thí nghiệm trong dạy học Vật lí, phân loại thí nghiệm Vật lí, đặc điểm của thí

nghiệm Vật lí ở nhà của HS. Bên cạnh đó chúng tôi cũng đã nêu đặc điểm và sự cần

thiết của dụng cụ thí nghiệm đơn giản.

Về HĐNK, chúng tôi đã trình bày vai trò, đặc điểm, tác dụng, nội dung và các

loại hình của HĐNK ở trường phổ thông, quy trình tổ chức HĐNK ở trường phổ

thông. Chúng tôi cũng phân tích việc bồi dưỡng NLTN cho HS thông qua HĐNK về

chế tạo và tiến hành thí nghiệm.

Để tìm hiểu cơ sở thực tiễn của đề tài, chúng tôi đã tiến hành điều tra tình hình

tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS,

từ đó rút ra kết luận quan trọng đó làs sự cần thiết của việc tổ chức HĐNK về chế tạo

và tiến hành thí nghiệm nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS, tuy nhiên loại hình này

chưa được phổ biến rộng rãi ở trường phổ thông.

Cơ sở lý luận và thực tiễn được trình bày trong chương này là nền tảng để

chúng tôi tiếp tục xây dựng các chương tiếp theo của đề tài.

Chương 2. THIẾT KẾ KẾ HOẠCH BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC

THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH THÔNG QUA

HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHOÁ CHỦ ĐỀ “CHẾ TẠO

VÀ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ TỪ TRƯỜNG

VỚI CÁC DỤNG CỤ ĐƠN GIẢN”

2.1. Mục tiêu dạy học chương “Từ trường”

2.1.1. Mục tiêu về kiến thức

- Biết được từ trường là gì và những vật nào gây ra từ trường. Nêu được tính

chất cơ bản của từ trường.

- Nêu được các đặc điểm của đường sức từ của nam châm thẳng, nam châm chữ

U, của dòng điện thẳng dài, của ống dây có dòng điện chạy qua.

- Nêu được phương chiều của cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường.

- Viết được các công thức tính cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường gây bởi

dòng điện thẳng dài vô hạn, khung dây tròn và ống dây dài.

- Viết được công thức tính lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện chạy

qua đặt trong từ trường đều.

- Nêu được lực Lorentz là gì và viết được công thức tính lực này.

2.1.2. Mục tiêu về kỹ năng

- Vẽ được các đường sức từ biểu diễn từ trường của thanh nam châm thẳng,

dòng điện thẳng dài, khung dây tròn, ống dây có dòng điện chạy qua và của từ

trường đều.

- Xác định được độ lớn, phương chiều của vector cảm ứng từ tại một điểm

trong từ trường gây bởi dòng điện thẳng dài, tâm khung dây tròn và tại một điểm

trong lòng ống dây có dòng điện chạy qua.

- Xác định được lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy

qua được đặt trong từ trường đều.

- Xác định được cường độ, phương chiều của lực Lorentz tác dụng lên điện tích

q chuyển động trong mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ của từ trường đều.

2.1.3. Mục tiêu về phát triển năng lực

- Phát triển NLTN trong các HĐNK về chế tạo thí nghiệm.

2.2. Xây dựng kế hoạch HĐNK chủ đề “Chế tạo và tiến hành thí nghiệm về từ

trường với các dụng cụ đơn giản”

2.2.1. Xác định mục tiêu của HĐNK

• Về kiến thức

- Ôn tập, củng cố và mở rộng kiến thức phần từ trường.

• Về kỹ năng

- Phát triển kỹ năng thiết kế, chế tạo và tiến hành thí nghiệm về từ trường với

các dụng cụ đơn giản.

- Phát triển kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giao tiếp, kỹ năng thuyết trình của

HS.

- Biết cách tìm hiểu, thu thập thông tin từ nhiều nguồn khác nhau như sách báo,

internet …

• Về bồi dưỡng NLTN

- Thông qua việc thực hiện các nhiệm vụ, HS sẽ:

+ biết xác định mục đích của thí nghiệm.

+ biết xác định cơ sở lý thuyết.

+ biết thiết kế được các phương án thí nghiệm.

+ tiến hành thí nghiệm theo phương án đã thiết kế.

+ biết xử lý, phân tích kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận.

2.2.2. Xác định nội dung HĐNK

2.2.2.1. Nội dung kiến thức chương “Từ trường”

Hình 2.1. Sơ đồ kiến thức phần “Từ trường”

2.2.2.2. Nội dung HĐNK

Chúng tôi tổ chức HĐNK “Chế tạo và tiến hành thí nghiệm về từ trường với

các dụng cụ đơn giản” với hai nội dung sau:

• Nội dung thứ nhất

GV phân công, hướng dẫn và giao nhiệm vụ cho các nhóm HS thiết kế, chế tạo

dụng cụ và tiến hành thí nghiệm về từ trường từ các dụng cụ đơn giản thông qua các

bài tập.

Mục đích

- Củng cố, mở rộng kiến thức về lực từ, đường sức từ, quy tắc bàn tay trái.

- Biết cách tự chế tạo các dụng cụ thí nghiệm từ những vật liệu đơn giản từ đó

tạo sự hứng thú cho HS khi học tập môn Vật lí cũng như sự say mê nghiên cứu khoa

học.

- Biết cách sử dụng và bảo quản những thiết bị điện từ thông dụng như nam

châm, bình acquy, biến thế nguồn, dây dẫn ….

- Giúp HS có cái nhìn trực quan đối với phần từ trường nói riêng và môn Vật lí

nói chung.

- HS trải nghiệm những khó khăn trong quá trình hoàn thành nhiệm vụ, từ đó

biết trân trọng thành quả có được từ sức lao động của cá nhân và tập thể.

• Nội dung thứ hai

Tổ chức buổi báo cáo kết quả giải quyết các nhiệm vụ, lời giải các bài tập thí

nghiệm, trình bày cách chế tạo các dụng cụ thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm với

những dụng cụ này và giải thích kết quả trước các nhóm HS.

Mục đích

Tạo sân chơi bổ ích giúp HS giao lưu và giới thiệu các sản phẩm do chính bản

thân mình làm ra.

2.2.2.3. Chế tạo các thí nghiệm về từ trường với các dụng cụ đơn giản

Để tổ chức thành công HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm, trước tiên

chúng tôi phải tìm hiểu các thí nghiệm về từ trường để có những kinh nghiệm và có

thể hướng dẫn tốt cho HS. Đó là những thí nghiệm sau:

Thí nghiệm 1. Từ tính của dòng điện

- Chứng minh xung quanh dòng điện có từ trường.

- Kiểm tra dòng điện chạy trong dây dẫn.

• Chế tạo thí nghiệm

Hình 2.2. Thí nghiệm kiểm tra từ tính của dòng điện

- Dùng hai chai nhựa (1) cắt bỏ phần đầu, lấy phần đáy và gắn cố định vào bảng

nhựa (2) bằng ốc vít. Tạo các lỗ nhỏ trên hai chai nhựa để đặt thanh đồng (3) nằm

ngang cách bảng nhựa khoảng 3.5 cm.

- Đặt kim nam châm của la bàn (4) bên dưới thanh đồng. Nối hai đầu đoạn

mạch với pin 3V (5) thông qua một công tắc (6).

• Tiến hành thí nghiệm

Bật công tắc, ta thấy kim nam châm lệch khỏi vị trí ban đầu.

• Giải thích kết quả thí nghiệm

Xung quanh dòng điện chạy qua thanh đồng có từ trường, từ trường này tác

dụng lực từ làm lệch kim nam châm đặt gần nó. Khi từ trường của dòng điện cân

bằng với từ trường trái đất thì kim nam châm dừng lại và cân bằng ở vị trí mới.

• Lưu ý

- Để có sự tiếp điện tốt, ta cần cạo sạch lớp sơn cách điện ở chỗ nối các đoạn

dây đồng lại với nhau.

- Ta có thể sử dụng nguồn một chiều 5V được lấy từ cục sạc điện thoại.

- Để kim nam châm dễ quay, ban đầu ta nên đặt kim nam châm song song với

đoạn dây dẫn.

Thí nghiệm 2. Chế tạo và kiểm tra hoạt động của nguồn điện tự tạo bằng

từ trường

• Mục đích thí nghiệm

- Tạo ra được một nguồn điện và kiểm tra được nguồn điện đó có hoạt động hay

không nhờ từ trường.

• Chế tạo thí nghiệm

Nguồn điện một chiều được tạo ra từ quả chanh (1). Hai cực của nguồn điện

được tạo ra từ hai tấm kim loại mảnh đồng và nhôm, kích thước mỗi tấm là

3cm1cm. Cắm 2 tấm đồng và nhôm vào quả chanh. Vì suất điện động của pin làm

từ một quả chanh có giá trị rất nhỏ, cỡ 0,5 V, nên để có nguồn điện có suất điện động

lớn hơn, ta ghép nối tiếp các pin chanh lại với nhau.

Dùng dây đồng 0.18 mm quấn một khung dây hình chữ nhật (2) kích thước

15cm20cm, có 100 vòng. Nhỏ keo 502 vào khung dây giúp khung dây cứng cáp và

gọn gàng hơn. Treo khung dây vào một chai nhựa 1,5 lít đã được cắt 2 rãnh nằm

ngang đến phân nửa tiết diện ngang của chai. Khoảng cách giữa hai rãnh đúng bằng

chiều dài của khung dây.

Một kim nam châm (3) được treo vào đầu dưới của một sợi chỉ, đầu trên của sợi chỉ

treo vào nắp chai. Điều chỉnh chiều

dài sợi chỉ sao cho kim nam châm nằm

ở trên, gần sát và song song với cạnh

dưới của khung dây.

• Tiến hành thí nghiệm

Nối hai đầu khung dây với hai cực của

bộ pin chanh, ta thấy kim nam châm

lệch khỏi vị trí cân bằng.

• Giải thích kết quả thí nghiệm

Nước chanh có chứa axit. Khi cắm hai

tấm kim loại có bản chất khác nhau

vào các quả chanh, tấm đồng đóng vai

trò cực dương, tấm nhôm đóng vai trò

cực âm. Giữa hai điện cực hình thành

một hiệu điện thế điện hóa. Khi nối Hình 2.3. Thí nghiệm kiểm tra hoạt động hai cực của bộ pin chanh với hai đầu của nguồn điện tự tạo bằng từ trường khung dây, trong mạch có dòng điện,

xung quanh dòng điện có từ trường. Từ trường này có tác dụng làm quay kim nam

châm đặt gần nó. Khi từ trường của dòng điện cân bằng với từ trường trái đất thì kim

nam châm dừng lại và cân bằng ở vị trí mới.

• Lưu ý

- Ta có thể thay kim nam châm bằng một chiếc kim khâu đã được từ hóa.

- Khi quấn khung dây, ta phải quấn sao cho các cạnh đối diện đủ xa để kim nam

châm chỉ bị ảnh hưởng bởi từ trường của một cạnh khung dây.

- Ta có thể thay pin chanh bằng các pin được làm từ các loại quả khác nhau

như chuối, khoai tây, … hoặc các dung dịch chất điện phân như muối CuSO4,…

Thí nghiệm 3. Tương tác giữa 2 dòng điện thẳng dài

• Mục đích thí nghiệm

- Kiểm tra chiều của lực tương tác giữa hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn

thẳng dài đặt song song.

• Chế tạo thí nghiệm

Dùng dây đồng 0.4 mm quấn thành hai khung dây giống nhau hình chữ nhật

kích thước 8cm10cm. Mỗi khung dây quấn khoảng 40 vòng. Dùng keo 502 nhỏ lên

khung dây để khung dây cứng cáp hơn.

Dùng hai chai nhựa chiều cao 22 cm đặt thẳng đứng cách nhau 35 cm làm giá

đỡ. Dưới nắp mỗi chai chừng 5 cm, ta tạo một lỗ nhỏ trên mỗi chai để đặt một thanh

nhôm nằm ngang qua hai lỗ nhỏ.

Treo hai khung dây vào thanh nhôm nằm ngang bằng hai dây chỉ sao cho mặt

phẳng hai khung dây cùng nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Lắp công tắc vào mạch.

Hình 2.4. Thí nghiệm kiểm tra chiều lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng

• Tiến hành thí nghiệm

Điều chỉnh để hai cạnh thẳng đứng của hai khung dây song song nhau và ở

khoảng cách gần (cỡ 1 cm). Mắc nối tiếp hai đầu dây ở gần nhau lại với nhau sao cho

hai dòng điện chạy trong hai cạnh đặt song song nhau là cùng chiều, hai đầu còn lại

của khung dây được mắc vào nguồn. Bật công tắc, ta thấy khung dây bị quay, hai

dòng điện song song cùng chiều hút lại gần nhau.

Nếu hai dòng điện trong hai cạnh thẳng đứng là ngược chiều ta thấy hai dòng

điện này bị đẩy ra xa nhau và cũng làm cho hai khung dây quay.

• Giải thích thí nghiệm

Mỗi cạnh của khung dây gồm 40 dòng điện chạy cùng chiều, ta có thể coi mỗi

cạnh đó có một dòng điện 40I chạy qua (với I là cường độ dòng điện chạy trong một

dây dẫn). Vì các khung dây có các cạnh thẳng đứng xa nhau nên ta coi như chỉ có

dòng điện trong hai cạnh gần nhau tương tác với nhau.

Lực tương tác giữa hai dòng điện chạy song song cùng chiều được xác định

theo quy tắc bàn tay trái. Hai lực này ngược chiều và hướng vào nhau nên chúng hút

nhau. Tương tự, khi hai dòng điện chạy song song ngược chiều thì lực tương tác

ngược chiều và hướng ra xa nên chúng đẩy nhau. Độ lớn lực tương tác này được xác

định theo công thức:

Trong đó r là khoảng cách hai dây dẫn; l là chiều dài dây. Theo công thức này

ta thấy độ lớn lực tương tác tỉ lệ với cường độ dòng điện qua hai dây.

• Chú ý

Dây treo các chai nhựa có thể làm từ nhiều loại dây khác nhau như chỉ, đồng …

Khi tiến hành thí nghiệm với dây chỉ có hệ số xoắn nhỏ, ta thấy các khung dây dễ

quay hơn, tuy nhiên lại khó khăn trong việc điều chỉnh sao cho các chai nhựa ở vị trí

ban đầu theo ý muốn.

Thí nghiệm 4. Tương tác giữa nam châm và dòng điện thẳng

• Mục đích thí nghiệm

- Xác định chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện thẳng dài.

- Minh họa cho nguyên tắc hoạt động của động cơ điện một chiều.

• Chế tạo thí nghiệm:

Phương án 1. Động cơ điện một chiều 2 khung dây

Hình 2.5. Động cơ điện hai khung dây

Động cơ điện có hai bộ phận chính: phần cảm (tạo ra từ trường) và phần ứng

(tạo ra suất điện động cảm ứng). Ngoài ra còn có bộ góp để đổi chiều dòng điện.

Phần cảm: tạo ra từ trường từ các nam châm thẳng.

Phần ứng: được tạo ra từ một chai nhựa (nằm ngang) và hai khung dây (1).

Dùng dây đồng 0.4 mm quấn hai khung dây giống nhau, kích thước mỗi khung

khoảng 9cmx10cm, mỗi khung dây gồm 60 vòng và quấn theo một chiều. Dùng băng

dính hai mặt dính hai khung dây vào cùng một chai nhựa sao cho các cạnh khung dây

nằm dọc theo chai nhựa và song song với nhau. Nối các đầu gần nhau của hai khung

dây lại với nhau.

Khoan hai lỗ ở giữa nắp và đáy của chai nhựa đã gắn khung dây. Xuyên thanh

nhôm qua hai lỗ vừa khoan để làm trục quay. Để trục quay vào hai ổ quay trên hai

giá đỡ cũng bằng hai chai nhựa khác đặt thẳng đứng.

Bộ góp: dùng để đổi chiều dòng điện. Bộ góp gồm hai bán khuyên (2) và hai

chổi quét (3). Hai bán khuyên được tạo ra bằng cách cắt hai mảnh hình chữ nhật từ

vỏ lon. Gắn hai bán khuyên vào hai nửa của cổ chai nhựa sao cho hai rãnh giữa hai

bán khuyên thẳng hàng với hai rãnh giữa của hai khung dây. Nối hai đầu còn lại của

hai khung dây vào hai bán khuyên. Chổi quét được làm từ hai lá kim loại hình chữ

nhật cắt từ vỏ lon sữa kích thước khoảng 2cmx10cm. Đầu dưới của chổi quét được

bẻ gập vuông góc để dán lên đế đỡ bằng keo 502. Phần trên của hai chổi quét tiếp

xúc nhẹ nhàng với hai bán khuyên.

• Tiến hành thí nghiệm

Đặt nam châm (4) dưới khung dây. Nối hai đầu bên dưới của hai chổi quét với

hai cực của nguồn điện một chiều 9V, ta thấy khung dây quay xung quanh ổ quay.

Khi đổi cực nối vào hai chổi quét, khung dây quay theo chiều ngược lại.

• Giải thích kết quả thí nghiệm

Khi có dòng điện chạy qua khung dây đặt trong từ trường của nam châm, cạnh

phía dưới của khung dây sẽ bị tác động bởi một lực, trong khi cạnh đối diện lại bị tác

động bằng một lực hướng ngược lại. Hai lực này tạo thành ngẫu lực làm cho khung

dây quay. Đến khi cạnh trên của khung dây lại gần nam châm thì ngẫu lực từ tác

dụng lên khung dây theo chiều ngược lại làm cho khung dây có xu hướng đổi chiều

quay. Tuy nhiên, nhờ bộ góp điện gồm có hai bán khuyên và hai chổi quét làm cho

mỗi khi khung dây quay hết nửa chu kì đầu thì dòng điện đổi chiều, vì vậy lực từ tác

dụng lên khung dây ở nửa chu kì sau cũng giống như ban đầu nên khung dây lại tiếp

tục quay theo chiều cũ.

• Lưu ý

- Để động cơ dễ quay ta nên cung cấp cho nó một vận tốc đầu.

- Nếu các khung dây được quấn theo hai chiều khác nhau thì phải nối hai đầu

dây cách xa nhau của hai khung dây vào bán khuyên sao cho chiều dòng điện chạy

trong hai cạnh gần nhau của hai khung dây là cùng chiều.

Ngoài động cơ điện 2 khung dây, ta có thể chế tạo động cơ gồm 1, 3, 4, …

khung dây. Nếu động cơ có nhiều khung dây (3, 4 … khung dây), các khung dây

mắc đều xung quanh chai nhựa.

Phương án 2. Động cơ điện một chiều một khung dây

Đối với động cơ chỉ có một khung dây, ta có thể làm như sau:

Phần ứng của động cơ này được tạo ra từ một chai nhựa (nằm ngang) và một

khung dây. Để quấn khung dây quanh chai nhựa, ta khoét 4 lỗ trên chai nhựa tạo

thành hình chữ nhật kích thước 5cm10cm. Dùng dây đồng 0.4 mm chiều dài

khoảng 12m luồn qua các lỗ đã khoét sẵn xung quanh chai nhựa để tạo khung dây.

Nối hai đầu khung dây với hai bán khuyên. Phần cảm, bộ góp, trục quay và giá đỡ

làm tương tự với động cơ điện hai khung dây. Để thiết bị vững vàng hơn khi hoạt

động ta cố định hai chai nhựa thẳng đứng với bảng nhựa bằng đinh ốc.

Hình 2.6. Động cơ điện một khung dây

Cách tiến hành thí nghiệm và giải thích tương tự như động cơ điện hai khung

dây.

Phương án 3. Động cơ điện không bộ góp

Ta cũng có thể chế tạo động cơ một khung dây có thể hoạt động được mà

không cần bộ góp.

Dùng dây đồng 1.4 mm quấn khung dây hình chữ nhật (1) kích thước 4cm5cm

gồm 8 vòng. Hai đầu khung dây được căng thẳng và cạo sạch lớp sơn cách điện ở

một nửa bên của mỗi đoạn dây. Khung dây đặt nằm ngang trên hai giá đỡ làm từ vỏ

lon nhôm (2). Để có sự tiếp điện tốt giữa hai đầu dây đồng với giá đỡ bằng vỏ lon

nhôm, ta bẻ gập đầu của hai lá nhôm xuống. Hai giá đỡ được gắn chặt trên bảng

nhựa bằng ốc vít.

Tiến hành thí nghiệm: Đặt nam châm (3) bên dưới khung dây, nối hai giá đỡ

với hai cực của nguồn điện, ta thấy khung dây quay trên giá đỡ.

Hình 2.7. Động cơ điện không bộ góp

Giải thích thí nghiệm: tương tự như các phương án trên, khung dây chịu tác

dụng của ngẫu lực từ nên chuyển động quay. Tuy nhiên, do hai đầu dây bị cạo sạch

chỉ một bên lớp sơn cách điện nên ngẫu lực từ chỉ tác dụng lên khung dây ở nửa chu

kì đầu, nửa chu kì sau do không có dòng điện nên khung dây không chịu tác dụng

của ngẫu lực từ, khung dây không đổi chiều chuyển động nhưng nó không dừng lại

mà vẫn tiếp tục quay theo chiều cũ do quán tính. Hiện tượng này được lặp lại sau

mỗi chu kì của chuyển động quay nên khung dây quay liên tục.

Thí nghiệm 5. Động cơ Ritchie (Tương tác giữa dòng điện tròn và nam

châm)

• Mục đích thí nghiệm: Minh họa cho nguyên tắc hoạt động của động cơ

Ritchie.

• Chế tạo dụng cụ thí nghiệm

Tạo một khung gỗ hình chữ nhật có chiều cao 42 cm, rộng 28 cm, bên dưới có

đế phẳng nằm ngang. Dùng dây đồng 0.4 mm quấn quanh một lõi sắt hình chữ U (1)

từ cạnh này sang cạnh kia khoảng 200 vòng. Lõi sắt được ghép từ các lá sắt hình chữ

U được cắt ra từ các vỏ lon sữa và được bọc bằng băng dính cách điện.

Cưa thẳng đứng một chai nhựa 200 ml (2) từ cổ chai xuống đến vị trí cách cổ

chai 1,5cm để tạo thành hai rãnh đối xứng. Gắn chặt khung dây có lõi sắt vào hai

rãnh vừa cưa, sau đó đậy nắp chai.

Bộ góp điện gồm hai bán

khuyên và hai chổi quét. Hai bán

khuyên được tạo ra như ở động cơ

điện một chiều, nối hai đầu dây của

khung dây với hai bán khuyên. Dùng

sợi chỉ dài (3) treo chai nhựa lên giá

đỡ nằm ngang sao cho đáy chai nhựa

cách mặt phẳng đỡ bên dưới 1 cm.

Hai chổi quét được tạo bởi hai dây

dẫn điện mềm không vỏ bọc (4) đặt

đối diện, song song nhau, nằm ngang

và tiếp xúc với hai bán khuyên. Các

đầu dây của chổi quét được cột cố

định với khung gỗ. Đặt hai nam châm

thẳng bên dưới hai lõi sắt chữ U ở

khoảng cách sao cho các nam châm

không tác dụng lên lõi sắt. Hình 2.8. Động cơ Ritchie

• Tiến hành thí nghiệm

Nối hai chổi quét vào hai cực của nguồn điện 12V, ta thấy khung dây quay tròn

quanh sợi chỉ.

• Giải thích kết quả thí nghiệm

Do tác dụng của nam châm vĩnh cửu với nam châm điện, nam châm một đẩy

đầu một của khung dây sang bên trái thì nam châm hai đẩy đầu hai của khung dây

sang bên phải làm cho khung dây quay theo một chiều. Đến khi các cạnh của khung

dây đổi vị trí thì lực từ có tác dụng lên khung dây theo chiều ngược lại làm cho

khung dây có xu hướng đổi chiều quay. Tuy nhiên, nhờ có bộ góp điện nên sau nửa

chu kì thì dòng điện đổi chiều, vì vậy chai nhựa lại tiếp tục quay theo chiều cũ.

• Lưu ý

Động cơ quay làm cho dây treo bị xoắn, để động cơ có thể quay trong thời gian

đáng kể, dây treo phải có độ dài đáng kể và có hệ số xoắn nhỏ. Sau mỗi lần làm thí

nghiệm ta nên đổi chiều dòng điện vào lần thí nghiệm sau.

Nam châm dùng trong thí nghiệm này chỉ cần dùng nam châm Ferit. Nếu dùng

nam châm quá mạnh, nam châm sẽ hút mạnh lõi sắt làm lực căng dây tăng dẫn đến

động cơ khó quay và quay hay bị lắc.

Để động cơ quay không bị lắc, khung dây và các nam châm phải được bố trí

một cách đối xứng.

Thí nghiệm 6. Động cơ Faraday

• Mục đích thí nghiệm

- Xác định chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện chạy qua môi trường chất

lỏng.

- Minh họa cho nguyên tắc hoạt động của động cơ Faraday.

• Chế tạo thí nghiệm

Hình 2.9. Động cơ Faraday (phương án 1)

Phương án 1. Lấy một chai nhựa 1 lít cắt bỏ phần đầu, lấy phần đáy chai để làm

một chiếc cốc (1) có chiều cao khoảng 8 cm. Đổ nước muối vào cốc, đặt 3 nam châm

đường kính 2,5 cm, dày 5mm vào giữa đáy chai sao cho nước muối vừa ngập các

nam châm. Để nam châm không bị rỉ sét trong nước muối ta nên phủ một lớp sơn

cách điện lên các nam châm trước khi đặt vào dung dịch. Gắn một lá nhôm (2) được

cắt từ vỏ lon vào thành cốc sao cho lá nhôm tiếp xúc với nước muối. Một ống nhựa

rỗng (3) dài 18 cm đặt nằm ngang, một đầu gắn cố định trên một giá đỡ bằng chai

nhựa (4) cao 20 cm, một đầu để tự do. Lấy một đoạn dây dẫn (5) (dây đơn mềm có

vỏ bọc, gồm nhiều sợi nhỏ có đường kính 0,2 mm) cắt làm hai phần có chiều dài lần

lượt là 30 cm và 4 cm. Hai đầu của mỗi đoạn dây dẫn này được tuốt vỏ bọc để tiếp

điện tốt. Đoạn dây dẫn thứ nhất (chiều dài 30 cm) được luồn qua ống nhựa nằm

ngang, một đầu tự do, một đầu gập xuống và treo đoạn dây dẫn thứ hai (chiều dài 4

cm) bên dưới. Điều chỉnh sao cho đầu dưới của đoạn dây dẫn thứ hai vừa chạm vào

mặt nước.

• Tiến hành thí nghiệm

Nối lá nhôm và đầu tự do của đoạn dây dẫn thứ nhất vào hai cực của nguồn

điện một chiều 12V, ta thấy đầu dưới cùng của đoạn dây dẫn chuyển động tròn xung

quanh các nam châm. Đổi cực nguồn điện ta thấy đoạn dây dẫn này quay ngược lại.

• Giải thích kết quả thí nghiệm

Lực từ do nam châm tác dụng lên đoạn dây dẫn có phương vuông góc với cảm

ứng từ và vuông góc với dòng điện, chiều được xác định theo quy tắc bàn tay trái.

Lực từ này kéo đầu dưới của đoạn dây dẫn chuyển động theo quỹ đạo đường tròn. Vì

đầu trên của đoạn dây dẫn này được móc cố định nên coi như đầu trên của nó đứng

yên. Tổng hợp lại ta có thể nói cả đoạn dây dẫn chuyển động theo quỹ đạo hình nón.

Khi đổi cực nguồn điện, chiều của lực từ thay đổi nên đoạn dây dẫn quay ngược lại.

Phương án 2. Cũng từ bộ thí nghiệm trên, ta dùng một đai ốc (6) móc vào đầu

dưới của đoạn dây dẫn, đai ốc bị nam châm hút đứng yên nên đoạn dây dẫn này cũng

đứng yên. Khi động cơ hoạt động, ta thấy đoạn dây dẫn không quay nhưng nước sẽ

chuyển động tròn xung quanh các nam châm.

Hình 2.10. Động cơ Faraday (phương án 2)

Giải thích: Dòng điện chạy từ dây dẫn qua nước muối tới lá nhôm, dòng điện

này đặt trong từ trường của các nam châm. Lực từ do nam châm tác dụng lên dòng

điện chạy trong nước muối có phương vuông góc với dòng điện và từ trường, chiều

xác định theo quy tắc bàn tay trái. Lực từ này kéo các phân tử nước muối chuyển

động theo quỹ đạo tròn xung quanh nam châm. Khi tăng hiệu điện thế, cường độ

dòng điện tăng lên, lực từ tăng lên, vận tốc chuyển động của các phân tử nước muối

tăng lên làm cho vòng xoáy mạnh hơn.

• Lưu ý

- Để tránh dụng cụ bị hư do tiếp xúc với nước muối, sau khi làm thí nghiệm

phải rửa bằng nước sạch và lau khô các dụng cụ thí nghiệm trước khi cất.

Thí nghiệm 7. Tàu biển Yamato

• Mục đích thí nghiệm

- Xác định được lực từ tác dụng lên dòng điện chạy trong chất lòng.

- Minh họa cho nguyên tắc cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của tàu biển Yamato.

• Chế tạo thí nghiệm

Hình 2.11. Mô hình tàu biển Yamato

Dùng chai nhựa 1 lít làm thân tàu. Tạo một lỗ trống hình chữ nhật có kích

thước 6cm12cm trên thân tàu. Cắt hai lá nhôm (1) kích thước 3cm3cm từ vỏ lon,

dùng keo nến dán hai lá nhôm vào hai bên ngoài thân tàu và nằm về phía sau đuôi

tàu sao cho hai cạnh gần nhau của hai lá nhôm phải song song nhau, khoảng cách

giữa hai lá nhôm khoảng 4 cm. Đặt pin có suất điện động 9V (hoặc lớn hơn, có thể

dùng pin Lipo 14.8 V) (2) vào bên trong và nằm về phía đầu tàu. Dùng hai dây dẫn

mềm nối hai lá nhôm với hai cực của pin thông qua một công tắc (3).

Đặt 3 nam châm (4) đường kính 25 mm, dày 5 mm vào bên trong và nằm về

phía đuôi tàu sao cho các nam châm nằm trên hai lá nhôm. Mặt cực của các nam

châm hướng lên.

• Tiến hành thí nghiệm

Đặt tàu có công tắc mở vào trong một chậu nước muối, tàu đứng yên. Nhẹ

nhàng bật công tắc, ta thấy tàu chuyển động theo đường thẳng. Đổi chiều dòng điện

hoặc chiều từ cực của nam châm, tàu chạy theo chiều ngược lại.

• Giải thích kết quả thí nghiệm

Khi công tắc mở, không có dòng điện qua mạch, trọng lực tác dụng lên tàu

cân bằng với lực đẩy Archimedes, tàu đứng yên. Khi có dòng điện chạy từ là nhôm

này sang lá nhôm khác qua nước muối, theo quy tắc bàn tay trái, lực từ hướng về

phía sau, kéo các phân tử nước chuyển động dọc theo thành tàu chuyển động về phía

sau, tạo phản lực đẩy tàu về phía trước.

Thí nghiệm 8. Chế tạo dụng cụ phát hiện dòng điện

• Mục đích thí nghiệm

Dựa vào tính chất từ của dòng điện, chế tạo dụng cụ phát hiện dòng điện.

Phương án 1

• Chế tạo thiết bị

Một ống trụ (1) đường kính 8 cm, dài 6.5 cm được làm từ chai nhựa đã cắt phần

đầu và đáy chai. Dùng dây đồng 0.4 mm quấn quanh ống trụ 45 vòng để tạo ống dây

(2). Treo kim nam châm (3) trong ống dây bằng sợi chỉ. Ống dây được gắn cố định

trên bảng nhựa (4) bằng ốc vít. Lắp công tắc (5) vào mạch.

Khi lắp thiết bị vào mạch điện có cường độ dòng điện lớn ta cần thêm một điện trở

để bảo vệ. Điện trở đó có thể được làm từ ống dây khác hoặc lõi của một bút chì.

Hình 2.12. Dụng cụ phát hiện dòng điện (phương án 1)

• Sử dụng thiết bị

Mắc hai đầu cuộn dây vào mạch cần kiểm tra có dòng điện hay không thông

qua điện trở bảo vệ. Bật công tắc, nếu kim nam châm lệch khỏi vị trí cân bằng thì

trong mạch có dòng điện. Nếu kim nam châm đứng yên, trong mạch không có dòng

điện.

• Giải thích nguyên tắc hoạt động

Khi có dòng điện chạy trong ống dây, xung quanh ống dây có từ trường. Từ

trường này tác dụng lên kim nam châm làm kim nam châm lệch khỏi vị trí cân bằng.

Phương án 2

Hình 2.13. Dụng cụ phát hiện dòng điện (phương án 2)

Tạo hai ống trụ đường kính 5.5 cm, cao 5.5 cm từ chai nhựa. Dùng dây đồng

0.4 mm quấn hai ống dây giống nhau trên hai ống trụ, mỗi ống dây gồm 40 vòng.

Đặt hai ống dây sao cho hai tiết diện ngang đối diện và cách nhau 3 cm. Hai ống trụ

được cố định trên bảng nhựa bằng các ốc vít. Mắc nối tiếp hai cuộn dây với nhau.

Một kim nam châm được treo vào phần giữa hai ống dây bằng sợi chỉ, sợi chỉ được

treo vào một thanh nhựa bắc ngang bên trên hai ống trụ. Thanh nhựa (lấy từ đồ chơi

lắp ráp của trẻ em) cũng được cố định hai đầu trên hai ống trụ bằng đinh ốc. Lắp

công tắc vào mạch.

Cách sử dụng thiết bị và giải thích nguyên tắc hoạt động tương tự như phương

án 1.

Thí nghiệm 9. Chuông điện

• Mục đích thí nghiệm

- Hiểu được nguyên lý hoạt động của rơ-le điện từ.

- Minh họa cho nguyên tắc hoạt động của chuông điện, một trong những ứng

dụng của rơ-le điện từ.

• Chế tạo thí nghiệm

Mắc mạch điện như hình vẽ. Trong đó:

N: nguồn C: chuông

E: lõi sắt T: tiếp điểm

S: thanh sắt K: khóa

Hình 2.14. Mạch chuông điện (kín) Hình 2.15. Mạch chuông điện (hở)

Dùng dây đồng 0.4 mm quấn hai ống dây quanh hai thanh trụ của hai bu-lông,

mỗi ống 400 vòng theo hai chiều khác nhau. Hai bu-lông gắn cố định trên bảng điện

bằng hai ke góc. Mắc nối tiếp hai cuộn dây với nhau. Chuông (1) được làm từ một vỏ

lon nhôm được lắp chặt vào bảng điện nhờ các ốc vít. Cắt từ vỏ lon một thanh sắt (2)

hình chữ nhật có kích thước 15cmx2.5cm, thanh sắt được lắp nằm ngang trên bảng

nhựa bằng ốc vít và ke góc. Dùng một đinh ốc (3) làm tiếp điểm đặt trên ke góc sao

cho tiếp điểm tiếp xúc với thanh sắt và ở phía đối diện với hai ống dây. Dùng một

đinh ốc (5) gắn trên thanh sắt để làm đầu gõ chuông. Một đầu của ống dây nối trực

tiếp vào một cực của nguồn. Đầu còn lại của ống dây nối với thanh sắt thông qua

khóa K (4), thanh sắt nối trực tiếp với tiếp điểm, tiếp điểm nối với cực còn lại của

nguồn thông qua ke góc và dây nối.

Hình 2.16. Chuông điện

• Tiến hành thí nghiệm

Đóng công tắc, thanh sắt dao động, đầu gõ chuông đập vào vỏ lon tạo ra tiếng

kêu liên tục.

• Giải thích thí nghiệm

Đóng khóa K, mạch kín, cuộn dây trở thành nam châm điện nên hút thanh sắt

lại gần, làm cho thanh sắt tách khỏi tiếp điểm, đầu gõ đập vào chuông. Khi thanh sắt

tách khỏi tiếp điểm, mạch hở, không có dòng điện chạy qua cuộn dây làm cuộn dây

mất từ tính, thanh sắt trở về vị trí cũ và tiếp xúc với tiếp điểm, đóng kín mạch, cuộn

dây lại trở thành nam châm điện hút thanh sắt khỏi tiếp điểm. Cứ như thế, mạch điện

tự đóng ngắt, làm cho thanh sắt dao động và đập vào vỏ lon gây ra tiếng kêu liên tục.

Thí nghiệm 10. Độ lớn từ trường phụ thuộc vào mật độ vòng dây

• Mục đích thí nghiệm: Tìm mối liên hệ giữa độ lớn của từ trường vào mật độ

vòng dây.

• Chế tạo thí nghiệm

Dùng dây đồng 0.4 mm quấn ba ống dây vào ba phần đáy của ba chai nhựa

giống nhau hình trụ tròn cao 11 cm, đường kính 5.5 cm. Ống dây (1) có 170 vòng

trong một lớp, ống dây (2) có 340 vòng trong hai lớp, ống dây (3) có 510 vòng trong

ba lớp. Nối tiếp 3 cuộn dây lại với nhau. Dùng hai chai nhựa 1,5 lít (4) làm giá đỡ.

Một thanh nhôm (5) nằm ngang gắn vào hai chai nhựa qua các lỗ nhỏ khoét trên hai

cổ chai. Các nam châm cúc (6) đường kính 10 mm, dày 2 mm được treo vào đầu

dưới của một lực kế (7) có giới hạn đo 0,1 N bằng các móc treo. Móc treo được làm

từ các sợi chỉ nhỏ và được cột chặt vào các nam châm cúc. Đầu trên của lực kế treo

vào thanh nhôm nằm ngang trên giá đỡ.

Hình 2.17. Bộ thí nghiệm kiểm tra độ lớn của từ trường phụ thuộc

mật độ vòng dây

• Tiến hành thí nghiệm

Đầu tiên ta đo trọng lượng P của một nam châm cúc và ghi kết quả vào bảng

2.1 bên dưới, sau đó treo một nam châm cúc vào lực kế. Mắc hai đầu của các ống

dây vào hai cực của nguồn điện một chiều 12 V thông qua một công tắc (8). Di

chuyển lực kế đến ống dây (1) sao cho nam châm cúc nằm trong lòng ống dây. Bật

công tắc, đọc số chỉ lực kế và ghi vào bảng kết quả F1. Sau đó di chuyển tiếp vị trí

của lực kế lần lượt tới vị trí của ống dây thứ hai và thứ ba. Đọc số chỉ lực kế và ghi

vào bảng giá trị của F2 và F3. Độ lớn của lực từ được xác định bằng công thức:

Fn = |Fn - P|

So sánh số chỉ lực kế ở 3 vị trí, ta thấy lực từ tỉ lệ với số vòng dây. Tương tự,

làm thí nghiệm với 2 và 3 nam châm cúc, ta cũng thu được kết quả như trên.

Bảng 2.1. Kết quả thí nghiệm kiểm tra độ lớn từ trường phụ thuộc mật độ

vòng dây

F1 F2 F3 F1 F2 F3

P = 0,012N 0,011N 0,001N 0,01N 0,002N 0,009N 0,003N

P = 0,032 N 0,026N 0,006N 0,02N 0,012N 0,014N 0,018N

P = 0,05 N 0,044N 0,006N 0,037N 0,013N 0,032N 0,018N

• Giải thích kết quả thí nghiệm

Độ lớn lực từ được tính bằng công thức: F = BIlsinα. Do các cuộn dây được

mắc nối tiếp với nhau nên cường độ dòng điện trong 3 cuộn dây bằng nhau, khi đó

lực từ tỉ lệ thuận với B. Mặt khác ta có B = 4 10 -7 n I, nghĩa là cảm ứng từ trong

lòng ống dây tỉ lệ với mật độ vòng dây, suy ra lực từ cũng tỉ lệ với mật độ vòng dây.

Thí nghiệm 11. Đo thành phần nằm ngang của từ trường trái đất

• Mục đích thí nghiệm: Đo thành phần nằm ngang của từ trường trái đất tại

một vị trí bằng la bàn tang.

• Chế tạo la bàn tang

Hình 2.18. Thí nghiệm la bàn tang

Cắt bỏ phần đầu và đáy chai nhựa ta được một ống trụ cao 5 cm, bán kính R =

5.5 cm để quấn ống dây (1). Dùng dây đồng 0.4 mm quấn quanh ống trụ 100 vòng và

chia thành hai lớp, mỗi lớp gồm 50 vòng. Ống dây có một đầu vào (2) và hai đầu ra:

đầu 50 vòng (3) và đầu 100 vòng (4) được đặt trên một đáy chai nhựa thẳng đứng

cao 10 cm. Đáy chai nhựa được gắn chặt trên bảng nhựa bằng ốc vít.

Đặt kim nam châm và thước chia độ (5) trên một chai nhựa nhỏ (6) đặt thẳng

đứng trong ống dây. Chai nhựa nhỏ có chiều cao xấp xỉ bán kính ống dây và được

đặt cố định trong ống dây bằng keo nến. Điều chỉnh để cho tâm kim nam châm trùng

với tâm ống dây. Mắc nối tiếp ống dây với một ampe kế (7) và một công tắc (8).

• Tiến hành thí nghiệm

Mắc đầu vào và đầu ra 50 vòng của ống dây với hai cực của nguồn điện một

chiều 5V, điều chỉnh sao cho kim nam châm chỉ 00. Đóng công tắc, kim nam châm

lệch khỏi vị trí cân bằng một góc α thì cân bằng ở vị trí mới. Làm tương tự đối với

trường hợp ống dây có đầu ra là 100 vòng. Đọc số chỉ ampe kế và góc α rồi ghi vào

bảng số liệu.

Bảng 2.2. Kết quả thí nghiệm đo thành phần nằm ngang của từ trường trái đất

α = 40 I = 1.5 mA N1 = 50 vòng B T = 2.45.10-5 T

α = 120 I = 2.5 mA N2 = 100 vòng B T = 2.69. 10-5 T

Trong đó BT là thành phần nằm ngang của từ trường trái đất được tính bằng

công thức:

• Giải thích thí nghiệm

Từ trường trái đất và từ trường của cuộn dây vuông góc nhau và nằm

trên cùng một mặt phẳng ngang. Từ trường tổng hợp:

Góc α là góc tạo bởi từ trường trái đất và từ trường tổng hợp. Độ lớn của từ

trường trái đất được tính: =

• Lưu ý:

Kim nam châm phải có kích thước rất nhỏ so với cuộn dây để có thể coi toàn

nam châm nằm ở tâm vòng dây tròn. Số vòng dây, kích thước vòng dây và cường độ

dòng điện trong vòng dây phải tương ứng sao cho từ trường mà nó tạo ra xấp xỉ bằng

từ trường trái đất.

Ta có thể mắc nối tiếp với một biến trở để khảo sát nhiều hơn các giá trị của I

và góc quay α.

Thí nghiệm 12. Từ phổ

• Mục đích thí nghiệm

Tạo ra được hình ảnh từ phổ của ống dây, vòng dây tròn và dòng điện thẳng

dài.

Từ phổ của dòng điện thẳng dài

• Chế tạo thí nghiệm

Lấy một tấm kim loại cắt từ vỏ

hộp bánh để tạo một mặt phẳng nằm

ngang hình chữ nhật kích thước khoảng

22cm14cm. Dùng bốn đầu chai nhựa

để tạo bốn chân đỡ tấm kim loại. Các

đầu chai nhựa gắn cố định với tấm kim

loại bằng ốc vít. Dùng dây đồng 0.4

mm quấn một khung dây hình chữ nhật

kích thước 10cm15cm gồm 50 vòng.

Trên tấm kim loại, cắt một đoạn dài 7 Hình 2.19. Khung dây hình chữ nhật

cm để luồn khung dây.

• Tiến hành thí nghiệm

Rắc mạt sắt xung quanh dòng điện thẳng, nối hai đầu của khung dây vào hai

cực của nguồn điện 9V. Gõ nhẹ mặt phẳng đỡ, các mạt sắt sắp xếp lại thành những

đường tròn có tâm nằm trên dây dẫn.

Hình 2.20. Từ phổ dòng điện thẳng

Từ phổ của dòng điện tròn

• Chế tạo thí nghiệm

Một mặt phẳng đỡ được tạo ra tương tự như trường hợp dòng điện thẳng dài.

Tạo hai lỗ tròn cách nhau 6 cm ở giữa mặt phẳng đỡ. Cắt bỏ phần đầu của một

chai nhựa đường kính 6 cm, xẻ dọc chai nhựa một đoạn và luồn nó vào mặt phẳng

đỡ. Dùng sợi dây đồng 0.4 mm có chiều dài khoảng 8m quấn một khung dây hình

tròn đường kính 6 cm xung quanh chai nhựa.

Hình 2.21. Khung dây tròn

• Tiến hành thí nghiệm

Rắc mạt sắt xung quanh dòng điện tròn, nối hai đầu của khung dây vào hai cực

của nguồn điện 9V, gõ nhẹ mặt phẳng đỡ, các mạt sắt sắp xếp lại thành những đường

cong, tại tâm dòng điện tròn, mạt sắt sắp xếp thành đường thẳng.

Hình 2.22. Từ phổ dòng điện tròn

Từ phổ của ống dây dài

• Chế tạo thí nghiệm

Mặt phẳng đỡ được tạo ra tương tự như các trường hợp trên. Bỏ phần đầu, cắt

dọc một chai nhựa sau đó luồn nó qua mặt phẳng đỡ, tạo các lỗ tròn nhỏ trên mặt

phẳng đỡ theo hai đường song song dọc hai bên chai nhựa để luồn ống dây. Cắt đoạn

dây đồng 0.4 mm chiều dài khoảng 12 m để quấn ống dây xung quanh chai nhựa này.

Hình 2.23. Ống dây dài

• Tiến hành thí nghiệm

Rắc mạt sắt xung quanh ống dây, nối hai đầu của ống dây vào hai cực của

nguồn điện 9V thông qua một công tắc. Bật công tắc, gõ nhẹ mặt phẳng đỡ,

bên trong ống dây, các mạt sắt sắp xếp lại thành những đường thẳng song song và

cách đều.

Hình 2.24. Từ phổ của ống dây

• Lưu ý

Có thể tìm các hạt mạt sắt bằng cách dùng nam châm hút các hạt mạt sắt có

trong cát xây dựng, lò rèn.

2.2.3. Phương pháp và hình thức tổ chức HĐNK

2.2.3.1. Phương pháp tổ chức HĐNK

Phương pháp dạy học ngoại khóa được chúng tôi chia thành các bước sau:

Bước 1: GV chia nhóm và giao nhiệm vụ cho từng nhóm HS tham gia ngoại

khóa.

Bước 2: GV tổ chức cho các nhóm trao đổi thảo luận để thực hiện nhiệm vụ

được giao.

Bước 3: Dự kiến những khó khăn của các nhóm trong quá trình thực hiện

nhiệm vụ.

Bước 4: Các nhóm HS thực hiện nhiệm vụ.

Bước 5: GV tổ chức buổi báo cáo kết quả HĐNK.

2.2.3.2. Hình thức tổ chức HĐNK

- Đầu tiên, GV tóm tắt kiến thức chương từ trường và giới thiệu nội dung

HĐNK đến HS.

- Tiếp theo, GV chọn HS tự nguyện tham gia HĐNK và chia nhóm. GV giao

nhiệm vụ cho từng nhóm. Các nhóm tiến hành tìm hiểu thông tin, nghiên cứu tài liệu

và bước đầu thực hiện nhiệm vụ.

- GV tổ chức ba buổi để các nhóm thảo luận và đưa ra các phương án thiết kế.

GV quan sát, lắng nghe và trao đổi với HS, từ đó GV có thể giúp đỡ và định hướng

cho HS ở một mức độ nhất định để HS có thể tìm ra phương án thiết kế, từ đó tiến

hành chế tạo thí nghiệm khi ở nhà.

- Các thành viên trong nhóm tự phân công nhiệm vụ, tìm dụng cụ để chế tạo thí

nghiệm theo phương án đã thiết kế. GV hướng dẫn HS tìm kiếm dụng cụ và luôn

theo dõi quá trình các nhóm thực hiện nhiệm vụ.

- GV tổ chức một buổi để HS báo cáo kết quả của quá trình thực hiện nhiệm vụ,

từ đó HS có thể mở rộng kiến thức từ việc trao đổi những bài học kinh nghiệm trong

quá trình thực hiện nhiệm vụ của các nhóm.

2.2.4. Dự kiến nội dung HĐNK

2.2.4.1. Bước 1. Phổ biến nhiệm vụ

- GV tập trung HS tham gia HĐNK, chia nhóm. Các nhóm bầu nhóm trưởng.

- GV nêu nội dung và mục đích của HĐNK.

- GV tóm tắt kiến thức chương từ trường và giao nhiệm vụ cho từng nhóm HS,

nhiệm vụ được giao chính là các bài tập về thí nghiệm dành cho các nhóm HS. Sau

đó GV hướng dẫn HS thảo luận để tìm mục đích và cơ sở lý thuyết của các thí

nghiệm.

Các bài tập có nội dung như sau:

Bài tập 1. Động cơ điện một chiều có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Em

hãy tìm hiểu thông tin về động cơ điện và hoàn thành các nhiệm vụ sau:

a. Nêu cấu tạo và trình bày nguyên lý hoạt động của động cơ điện.

b. Hãy thiết kế, chế tạo và tiến hành thí nghiệm với mô hình động cơ điện một

chiều từ các vật liệu đơn giản.

Mục tiêu bài tập

- Bằng thí nghiệm thấy được tác dụng của lực từ lên dòng điện và vận dụng

điều đó để giải thích thí nghiệm.

- Tiếp cận một số giải pháp để chế tạo mô hình động cơ điện đơn giản và nêu

được ứng dụng của nó trong thực tế.

- Bồi dưỡng NLTN thông qua việc thiết kế, chế tạo và tiến hành thí nghiệm về

động cơ điện.

Bài tập 2. a. Nêu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và ứng dụng của rơ-le điện từ.

b. Ứng dụng mạch rơ –le điện từ, em hãy thiết kế, chế tạo và tiến hành thí

nghiệm về mạch chuông điện.

Mục tiêu bài tập

- Bằng thực nghiệm thấy được tương tác từ của nam châm điện và sắt (thép).

- Vận dụng kiến thức lý thuyết về mạch điện và từ trường, giải thích được thí

nghiệm.

- Tiếp cận một số giải pháp về chế tạo chuông điện.

- Bồi dưỡng NLTN thông qua việc thiết kế, chế tạo và tiến hành thí nghiệm về

chuông điện.

Bài tập 3. Một nam châm hình trụ tròn đặt thẳng đứng trong cốc chứa dung

dịch muối ăn. Một thanh đồng được giữ cố định đầu trên, đầu dưới chạm mặt nước

(như hình vẽ). Thanh đồng có thể quay quanh đầu cố định. Nối thanh đồng với cực

dương của nguồn, cực âm nối vào nước muối.

a. Xác định chiều của lực từ tác dụng lên thanh

đồng, từ đó dự đoán quỹ đạo chuyển động của

thanh đồng.

b. Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra điều trên.

Mục tiêu bài tập

- Biết cách xác định chiều của lực từ

trong trường hợp cụ thể, từ đó dự đoán được kết quả thí nghiệm.

- Bồi dưỡng NLTN thông qua việc dự đoán kết quả, giải thích, bố trí và tiến

hành thí nghiệm theo sơ đồ cho sẵn.

Bài tập 4. Cho các dụng cụ: chai nhựa, nguồn, nam châm và dây nối. Hãy chế

tạo một thiết bị có thể chuyển động được trên mặt nước biển bằng lực từ. (Tàu biển

Yamato).

Mục tiêu bài tập

- Củng cố kiến thức lực từ, cách xác định lực từ, xác định chiều đường sức từ

của nam châm thẳng. Vận dụng kiến thức lực từ để giải thích thí nghiệm.

- Biết chế tạo mô hình tàu biển đơn giản và nêu được ứng dụng, ưu điểm của nó

trong thực tế.

- Bồi dưỡng NLTN thông qua việc thiết kế, chế tạo và tiến hành thí nghiệm về

tàu biển.

2.2.4.2. Bước 2. Thảo luận đưa ra các phương án thiết kế thí nghiệm

GV tổ chức cho các nhóm trao đổi thảo luận để thực hiện nhiệm vụ được giao.

Từ đó, GV đánh giá chung về NLTN và sự phát triển năng lực này của các nhóm HS.

Việc trao đổi thảo luận dựa trên các câu hỏi và câu trả lời của GV và HS.

Nhiệm vụ 1. Động cơ điện một chiều

Mục đích:

- Củng cố kiến thức về lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện chạy qua,

cách xác định chiều của lực từ theo quy tắc bàn tay trái.

- Tạo điều kiện để HS mở rộng kiến thức, tìm hiểu những ứng dụng của kiến

thức trong chương trình học nhưng không có điều kiện thực hiện ở trong giờ nội

khóa.

- Rèn luyện kĩ năng thu thập và xử lí thông tin; khả năng tự lực tìm kiếm

thông tin, kiến thức; kĩ năng làm việc theo nhóm.

- Nhận xét NLTN của nhóm và cá nhân thông qua quan sát hoạt động nhóm.

Thảo luận: Các câu hỏi và câu trả lời gợi ý

Bộ câu hỏi và câu trả lời gợi ý để tìm hiểu nguyên tắc hoạt động và tìm

phương án thiết kế động cơ điện.

GV: Động cơ điện hoạt động dựa trên nguyên tắc Vật lí nào?

HS: Khi dòng điện đặt trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực từ.

GV: Ứng dụng nguyên tắc này người ta tạo ra động cơ điện một chiều, là thiết

bị biến đổi điện năng thành cơ năng. Động cơ điện một chiều có những bộ phận

chính nào?

HS: Khung dây và nam châm.

GV: Giả sử ta cho dòng điện chạy qua khung dây bằng cách nối hai đầu khung

dây với hai cực của nguồn, khung dây đặt trên nam châm, em hãy dự đoán kết quả

xảy ra? Giải thích.

HS: Khung dây quay vì nó chịu tác dụng của ngẫu lực.

GV: Chiều ngẫu lực được xác định như thế nào?

HS: Chiều ngẫu lực được xác định theo quy tắc bàn tay trái.

GV: Khung dây quay liên tục không? Tại sao?

HS: Không. Được nửa vòng thì khung dây ngừng và quay ngược lại do ngẫu

lực từ có chiều ngược lại.

GV: Làm sao để khung dây quay liên tục mà không đổi chiều quay?

HS: Phải đổi chiều dòng điện để ngẫu lực từ có phương chiều như nửa vòng

đầu.

GV: Làm thế nào để đổi chiều dòng điện?

HS: Suy nghĩ và trả lời. Ta cần tạo ra một dụng cụ có thể nối hai đầu AB của

khung dây sao cho nửa chu kì đầu đầu A nối với cực dương, đầu B nối với cực âm,

còn nửa chu kì sau thì ngược lại, đầu A nối với cực âm, đầu B nối với cực dương.

GV: Bộ phận nối với hai đầu dây AB của khung dây gọi là hai bán khuyên. Khi

khung dây quay, bán khuyên cũng quay nên ta không thể nối trực tiếp bán khuyên

với nguồn. Em có liệu pháp nào không?

HS: Ta cần thêm một dụng cụ cố định sao cho khi động cơ quay, bộ phận này

có thể vừa tiếp xúc với hai bán khuyên vừa nối được với hai cực của nguồn.

GV: Dụng cụ cố định đó người ta gọi là chổi quét. Hai bán khuyên và hai chổi

quét gọi là bộ góp điện có tác dụng đổi chiều dòng điện. Như vậy, ngoài hai bộ phận

chính là khung dây (rô-to) và nam châm (stato), động cơ điện còn có thêm bộ góp.

Sau khi hiểu nguyên tắc hoạt động cũng như vai trò của bộ góp, trên cơ sở đó em hãy

đề xuất phương án thiết kế động cơ điện.

HS: Đề xuất các phương án thiết kế.

Bộ câu hỏi và câu trả lời gợi ý để tìm phương án thiết kế động cơ không bộ

góp.

GV: Dựa vào quán tính, người ta có thể chế tạo động cơ điện không bộ góp.

Nếu không có bộ góp, làm thế nào để khung dây quay liên tục?

HS: Suy nghĩ và trả lời. Ngẫu lực chỉ tác dụng lên khung dây nửa vòng đầu,

nửa vòng sau khung dây khung dây không chịu tác dụng của ngẫu lực nhưng vẫn

quay theo chiều cũ do quán tính.

GV: Hãy tìm giải pháp để khung dây chỉ chịu tác dụng của ngẫu lực ở nửa chu

kì đầu?

HS: Cạo sạch một bên lớp sơn cách điện của hai đầu khung dây đã được căng

thẳng rồi đặt trên hai giá đỡ bằng kim loại. Nối hai giá đỡ với nguồn, ngẫu lực chỉ tác

dụng lên khung dây mang dòng điện ở nửa vòng đầu, nửa vòng sau do không có sự

tiếp điện nên khung dây không chịu tác dụng ngẫu lực và không đổi chiều quay

nhưng khung dây vẫn quay theo chiều cũ do quán tính.

GV: Yêu cầu HS tiếp tục hoàn thành việc thiết kế bộ thí nghiệm.

Nhiệm vụ 2. Rơ-le điện từ

Mục đích:

- Củng cố lại kiến thức về tương tác từ, giúp HS hiểu hơn về tương tác từ và

biết thêm về ứng dụng của tương tác từ trong cuộc sống.

- Tạo điều kiện để HS mở rộng kiến thức, tìm hiểu những ứng dụng của kiến

thức trong chương trình học nhưng không có điều kiện thực hiện ở trong giờ nội

khóa.

- Rèn luyện kĩ năng thu thập và xử lí thông tin; khả năng tự lực tìm kiếm

thông tin, kiến thức; kĩ năng làm việc theo nhóm.

- Nhận xét NLTN của nhóm và cá nhân thông qua quan sát hoạt động nhóm.

Thảo luận: Các câu hỏi và câu trả lời gợi ý để làm rõ nguyên tắc hoạt động

của chuông, từ đó đề xuất phương án thiết kế

GV: Dựa trên nguyên tắc Vật lí nào, người ta chế tạo chuông điện?

HS: Tương tác từ giữa nam châm và sắt (hoặc thép).

GV: Để tạo ra lực từ mạnh người ta dùng nam châm điện? Em hãy nêu cấu tạo

của nam châm điện?

HS: Nam châm điện gồm cuộn dây quấn xung quanh lõi sắt non.

GV: Nam châm điện có thể hút được sắt, lợi dụng đặc điểm này người ta tạo ra

chuông điện. Em hãy cho biết chuông điện có những bộ phận chính nào?

HS: Nam châm điện, thỏi sắt, chuông.

GV: Các bộ phận này được sắp xếp như thế nào? Hãy vẽ hình minh họa.

HS: Vẽ hình. Thỏi sắt dài có một phần đặt đối diện với nam châm điện, một

phần đặt đối diện với chuông để đập vào chuông.

GV: Nối hai đầu dây của nam châm điện với nguồn điện, em hãy dự đoán kết

quả?

HS: Thanh sắt bị nam châm điện hút, đồng thời đập vào chuông tạo ra tiếng

kêu.

GV: Chuông kêu liên tục không?

HS: Không. Chuông kêu một tiếng rồi tắt.

GV: Làm sao để chuông kêu liên tục?

HS: Nam châm điện phải hút và nhả thanh sắt liên tục thì chuông mới kêu liên

tục. Ta cần tạo ra sự đóng ngắt liên tục mạch điện của nam châm điện.

GV: Làm thế nào để tạo ra mạch điện đóng ngắt liên tục.

HS: Cần có một dụng cụ tiếp xúc (trực tiếp hoặc gián tiếp) với thanh sắt sao

cho nó có tác dụng làm kín mạch trước khi thanh sắt chưa bị nam châm điện hút

đồng thời làm hở mạch ngay sau khi thanh sắt bị nam châm hút và đập vào chuông.

Và cứ thế tiếp diễn liên tục.

GV: Dụng cụ đó gọi là tiếp điểm. Từ những hiểu biết trên, em hãy thiết kế các

phương án chế tạo chuông điện và vẽ sơ đồ mạch chuông điện.

Nhiệm vụ 3. Động cơ Faraday

Mục đích

- Củng cố lại kiến thức về lực từ, giúp HS rèn luyện kỹ năng xác định chiều

lực từ, chiều đường sức từ, chiều dòng điện theo quy tắc bàn tay trái.

- Rèn luyện kỹ năng thu thập và xử lí thông tin; khả năng tự lực tìm kiếm

thông tin, kiến thức; kỹ năng làm việc theo nhóm. Phát triển năng lực thực nghiệm.

- Nhận xét NLTN của nhóm và cá nhân thông qua quan sát hoạt động nhóm.

Thảo luận: Các câu hỏi và câu trả lời gợi ý

GV: Từ những gì miêu tả trong đề bài, em hãy dự đoán hiện tượng xảy ra?

HS: Thanh đồng sẽ chuyển động theo chiều của lực từ.

GV: Quy tắc xác định chiều lực từ tác dụng lên dòng điện?

HS: Quy tắc bàn tay trái.

GV: Trước khi áp dụng quy tắc bàn tay trái, em hãy xác định chiều đường sức

từ ở đầu của nam châm thẳng?

HS: Xác định chiều đường sức từ ở phần đầu của nam châm thẳng.

GV: Hãy xác định chiều của dòng điện chạy qua thanh đồng treo thẳng đứng?

HS: Dòng điện chạy qua thanh đồng có phương thẳng đứng, chiều từ cực

dương của nguồn ra mạch ngoài đến cực âm.

GV: Áp dụng quy tắc bàn tay trái, em hãy dự đoán quỹ đạo của thanh đồng?

HS: Đặt bàn tay trái và dự đoán đầu dưới cùng của thanh đồng chuyển động

theo quỹ đạo tròn. Thanh đồng chuyển động theo quỹ đạo hình nón.

GV: Lực từ có tác dụng lên dòng điện qua chất lỏng không?

HS: Có.

GV: Hãy xác định chiều lực từ tác dụng lên dòng điện qua chất lỏng.

HS: Áp dụng quy tắc bàn tay trái và xác định được chiều của lực từ có phương

nằm ngang (vuông góc với dòng điện và đường sức từ ở phần giữa nam châm thẳng).

GV: Chất lỏng chịu tác dụng của lực từ có chuyển động không?

HS: Không.

GV: Hãy giải thích vì sao đều chịu tác dụng của lực từ nhưng thanh đồng

chuyển động còn chất lỏng thì không?

HS: Suy nghĩ và trả lời câu hỏi. Do chất lỏng có khối lượng lớn nên sẽ đứng

yên, thanh đồng nhẹ hơn và có một đầu tự do nên sẽ thu gia tốc và chuyển động theo

chiều của lực từ.

GV: Ngoài hiện tượng thanh đồng chuyển động em có thể dự đoán hiện tượng

nào xảy ra khi có dòng điện chạy qua dung dịch muối?

HS: Có khí clo và hidro bay lên, nam châm trong dung dịch muối sẽ bị ăn mòn.

GV: Hãy lựa chọn thêm các dụng cụ thích hợp để hoàn thành thí nghiệm, đồng

thời tìm cách bảo vệ nam châm trong lòng chất lỏng.

HS: Suy nghĩ và lựa chọn dụng cụ thích hợp để thiết kế thí nghiệm.

Các câu hỏi gợi ý các cách làm tăng lực từ để hiện tượng thấy rõ hơn.

GV: Làm thế nào để hiện tượng thấy rõ hơn?

HS: Tăng độ lớn lực từ.

GV: Làm thế nào để tăng độ lớn lực từ?

HS: Từ công thức tính độ lớn của lực từ, ta tăng cường độ dòng điện, hoặc tăng

độ lớn cảm ứng từ.

GV: Em hãy tìm giải pháp để tăng các giá trị đó?

HS: Để tăng cường độ dòng điện ta có thể pha thêm muối vào dung dịch, nguồn

có suất điện động lớn hoặc tăng độ lớn cảm ứng từ bằng cách ghép nhiều nam châm

viên lại với nhau.

Câu hỏi gợi ý để HS tìm được phương án thí nghiệm để cho lực từ tác dụng

lên chất lỏng làm chất lỏng chuyển động.

GV: Làm như thế nào để thấy được rằng lực từ của nam châm không chỉ tác

dụng lên thanh đồng mà còn tác dụng lên dòng điện trong chất lỏng?

HS: Suy nghĩ và trả lời câu hỏi. Phải làm cho khối chất lỏng chuyển động bằng

cách giữ thanh đồng cố định.

GV: Hãy tìm phương án làm cho thanh đồng cố định còn khối chất lỏng thì

chuyển động?

HS: Suy nghĩ và trả lời câu hỏi. Làm cho đầu dưới của thanh đồng gắn chặt với

nam châm.

GV: Hãy đề xuất các phương án thiết kế để thanh đồng cố định.

HS: Đề xuất phương án thiết kế.

Nhiệm vụ 4. Tàu biển Yamato

Mục đích:

- Củng cố lại kiến thức về lực từ, giúp HS rèn luyện kỹ năng xác định chiều lực

từ, chiều đường sức từ, chiều dòng điện theo quy tắc bàn tay trái. Hiểu được ứng

dụng thực tế của lực từ tác dụng lên dòng điện chạy qua chất lỏng.

- Rèn luyện kỹ năng thu thập và xử lí thông tin; khả năng tự lực tìm kiếm

thông tin, kiến thức; kĩ năng làm việc theo nhóm.

- Nhận xét NLTN của nhóm và cá nhân thông qua quan sát hoạt động nhóm.

Thảo luận: Các câu hỏi và câu trả lời gợi ý

GV: Tàu chuyển động nhờ lực từ tác dụng lên dòng điện chạy qua dung dịch

chất điện phân, từ các dụng cụ đã cho em sắp xếp, liên kết nó như thế nào để tạo

thành chiếc tàu chạy được trên nước.

HS: Để chai nhựa nằm ngang trên chất lỏng làm thân tàu, dòng điện một chiều

tạo ra từ pin, dây dẫn và nước biển mắc nối tiếp tạo thành mạch kín. Nam châm được

đặt trong thân tàu.

GV: Để tàu chạy về phía trước thì nam châm đặt như thế nào?

HS: Đặt nam châm bên trong chai nhựa và về phía đuôi tàu sao cho mặt cực

hướng lên hoặc hướng xuống).

GV: Em hãy vẽ mạch điện minh họa.

HS: Suy nghĩ và vẽ.

GV: Với hình vẽ trên, em hãy dự đoán tàu chạy về phía nào? Giải thích.

HS: Tàu chuyển động ngược chiều lực từ tác dụng lên dòng điện qua chất lỏng.

Đặt bàn tay trái sao cho ngón cái chỉ lực từ hướng về phía sau, tàu chuyển động nhờ

phản lực hướng về phía trước.

Các câu hỏi gợi ý để tìm cách làm cho tàu chạy nhanh hơn.

GV: Làm thế nào để tàu chạy nhanh hơn?

HS: Tăng độ lớn lực từ.

GV: Làm thế nào để tăng độ lớn lực từ?

HS: Từ công thức tính độ lớn của lực từ, ta tăng cường độ dòng điện, hoặc tăng

độ lớn cảm ứng từ.

GV: Em hãy tìm giải pháp để tăng các giá trị đó?

HS: Để tăng cường độ dòng điện ta có thể pha thêm muối vào dung dịch hoặc

tìm nguồn có suất điện động lớn, tăng độ lớn cảm ứng từ bằng cách ghép nhiều nam

châm hơn hoặc dùng nam châm mạnh.

2.2.4.3. Bước 3. Dự kiến các khó khăn mà HS sẽ gặp phải

Nhiệm vụ 1. Động cơ điện một chiều

- Khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu về cấu tạo chung của động cơ điện. GV

gợi ý: HS có thể tìm đọc trong sách giáo khoa Vật lí 11 nâng cao và kết hợp bổ sung

thêm thông tin từ các trang web.

- Khó khăn để làm cho chổi quét tiếp xúc với bán khuyên. HS cần làm chổi

quét từ lá nhôm hoặc vỏ lon sữa có chiều dài tương đối để tiếp xúc dễ dàng với bán

khuyên.

- Khó khăn trong việc kiểm tra sự tiếp điện ở các đầu dây. Các đầu dây tiếp

điện không tốt sẽ ảnh hưởng rất lớn đến kết quả thí nghiệm. Vì thế, khi nối các đầu

dây lại với nhau cần cạo sạch lớp sơn cách điện một cách cẩn thận.

Nhiệm vụ 2. Rơ-le điện từ - Chuông điện

- Khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu về rơ-le. GV sẽ cung cấp cho các nhóm

về tài liệu này để tìm hiểu.

- Khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu mô tả nguyên tắc hoạt động của chuông

điện. Gợi ý: HS tham khảo các mô hình chuông điện trên các trang web với từ khóa

“electric bell”.

- Khó khăn trong việc mắc mạch chuông điện. Trước khi tiến hành làm thí

nghiệm, HS phải tìm hiểu kỹ về nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của chuông điện để

mắc mạch cho đúng.

- Khó khăn trong việc tạo ra tiếp điểm và đầu gõ chuông. GV gợi ý: ốc vít dẫn

điện, nhỏ gọn, có thể lắp cố định được trên thanh sắt, hơn nữa nó còn dễ tìm và giá

thành cũng rẻ, HS có thể sử dụng đinh ốc để làm tiếp điểm và đầu gõ chuông.

- Khó khăn trong việc tạo ra tiếng chuông kêu liên tục. GV gợi ý: Nếu trong

quá trình làm thí nghiệm, chuông chỉ kêu một tiếng rồi ngừng, HS phải lắp lại sơ đồ

đóng ngắt mạch điện sao cho sự đóng ngắt mạch điện diễn ra liên tục thì chuông mới

kêu liên tục.

- Khó khăn trong việc tìm ra nguyên nhân làm mạch hở và chuông không kêu.

GV gợi ý: Sau khi mắc đúng mạch điện nhưng chuông không kêu, HS cần phải kiểm

tra vị trí thanh sắt tiếp xúc với tiếp điểm, cần phải cạo sạch lớp bẩn hoặc lớp rỉ sét

trên thanh sắt.

Nhiệm vụ 3. Động cơ Faraday

- Khó khăn trong việc tìm các móc treo. GV gợi ý: HS có thể tự tạo ra các móc

treo bằng những sợi dây đồng nhỏ mắc lại với nhau.

- Khó khăn trong việc làm cho các móc treo tiếp điện. GV gợi ý: Nếu HS sử

dụng các móc treo bằng kim loại, khi để lâu ngày, các móc sẽ bị rỉ sét trở lại mặc dù

trước đó đã cạo sạch lớp cách điện, nên mỗi khi thực hiện lại thí nghiệm cần phải

làm sạch sẽ lại các móc treo.

- Khó khăn trong việc làm giảm lực cản của môi trường để động cơ dễ quay.

Nếu thanh kim loại có chiều dài quá dài, đầu dưới ngập sâu trong chất lỏng tạo ra lực

cản lớn làm cho động cơ khó quay. GV gợi ý: Cần thay thế bằng thanh kim loại ngắn

hơn và đầu dưới vừa chạm tới mặt chất lỏng.

- Khó khăn trong việc tìm cách bảo quản nam châm. Khi để nam châm ngập

trong chất lỏng, nam châm sẽ bị rỉ sét và làm giảm từ tính. Vì thế trong quá trình làm

thí nghiệm, HS nên tìm cách bảo quản nam châm. GV gợi ý: HS có thể phủ lên các

viên nam châm một lớp sơn cách điện mỏng hoặc đặt các nam châm trong một hộp

nhựa nhỏ có kích thước vừa đủ trước khi để chìm vào chất lỏng.

Nhiệm vụ 4. Tàu biển Yamato

- HS sẽ gặp khó khăn trong việc tìm kiếm thông tin về lịch sử ra đời của tàu

biển Yamato. GV gợi ý: HS tìm trên mạng về tàu Yamato chạy bằng lực từ, tránh

nhầm lẫn với tàu chiến Yamato.

- Khó khăn trong việc tìm nguồn điện thích hợp. GV gợi ý: HS cần thử nhiều

lần với pin sạc các loại từ 9V trở lên.

- Khó khăn trong việc tìm ra nguyên nhân vì sao tàu không chạy. GV gợi ý: HS

cần kiểm tra nam châm, kiểm tra nguồn điện, nồng độ dung dịch chất điện phân.

+ Nguồn không đủ mạnh là một trong những nguyên nhân chính làm tàu

không chạy.

+ Nam châm là dụng cụ dùng chung cho các nhóm, nên trong quá trình thử

nghiệm, nam châm có thể bị rỉ sét, thậm chí bị nứt, bể nên từ trường yếu. HS nên

thay bằng các nam châm mới mạnh hơn.

+ Mật độ các ion trong dung dịch chất điện phân cũng ảnh hưởng đến chuyển

động của tàu. Gợi ý: nên sử dụng khay nước vừa đủ rộng để dễ dàng pha muối vào

nước để tăng mật độ ion.

2.2.4.4. Bước 4. Các nhóm thực hiện nhiệm vụ được giao.

GV theo dõi quá trình làm việc của các nhóm, giải đáp các thắc mắc, gợi ý

hoặc tiếp tục thảo luận bằng các câu hỏi như ở bước hai để HS hoàn thành nhiệm vụ.

2.2.4.5. Bước 5. GV tổ chức cho các nhóm báo cáo sản phẩm làm được.

GV tổ chức buổi báo cáo để HS giao lưu trao đổi, giới thiệu sản phẩm của

nhóm.

2.2.5. Kế hoạch tổ chức buổi báo cáo

2.2.5.1. Các bước chuẩn bị

Bước 1. Xác định mục tiêu và nội dung buổi báo cáo.

• Mục tiêu

Về kiến thức: Mở rộng, củng cố kiến thức chương từ trường.

Về kỹ năng: Rèn luyện cho HS về kỹ năng thuyết trình, kỹ năng làm việc nhóm.

Về phát triển năng lực: Bồi dưỡng NLTN khi tiến hành thí nghiệm và trả lời

các câu hỏi của GV.

• Nội dung

Nội dung về kiến thức: kiến thức chương từ trường.

Nội dung về buổi báo cáo tổng kết:

- Giới thiệu nội dung và thành phần tham dự.

- Các nhóm báo cáo kết quả đạt được trong quá trình tham gia HĐNK.

Bước 2. Xác định thời gian địa điểm tổ chức buổi báo cáo tổng kết và đối

tượng tham gia.

Thời điểm báo cáo: dự kiến vào ngày 29.04.2018.

Địa điểm: phòng P.120 trường THPT Vĩnh Bình.

Đối tượng tham gia: 45 HS của lớp 11A4 trường THPT Vĩnh Bình và các thầy

cô trong tổ Vật lí.

Bước 3. Công tác tổ chức, chuẩn bị cho buổi báo cáo.

Đối với GV:

- Lập kế hoạch HĐNK, xin phép Ban giám hiệu trước khi tổ chức HĐNK.

- Chuẩn bị phòng học và các trang thiết bị cần thiết như bảng, máy chiếu.

- Mời một số GV trong tổ Vật lí tham dự buổi báo cáo.

- Nhờ người chụp hình.

- Thông báo thời gian địa điểm tổ chức buổi báo cáo.

- Chọn một HS dẫn chương trình.

Đối với HS:

- Ôn tập lại các kiến thức chương từ trường.

- Các nhóm chuẩn bị bài thuyết trình bằng power point, hoàn thành các thí

nghiệm.

2.2.5.2. Dự kiến nội dung chương trình của buổi báo cáo tổng kết

- Ổn định, giới thiệu nội dung của buổi báo cáo.

- Giới thiệu khách mời và thành phần tham gia.

- Các nhóm trình bày bằng power point có nội dung như sau:

+ Trả lời câu hỏi của mỗi bài tập.

+ Nội dung của bài thí nghiệm gồm có: cơ sở lý thuyết, dụng cụ chuẩn bị, các

bước lắp ráp, tiến hành thí nghiệm, giải thích kết quả, ứng dụng (nếu có) và kết luận.

- Các nhóm trả lời câu hỏi của các bạn hoặc của GV.

- GV tổng kết.

2.2.6. Phương pháp đánh giá NLTN

- Chúng tôi đánh giá NLTN của HS thông qua bài TK và HK của hai lớp TN và

ĐC. Ở cả hai bài TK và HK chúng tôi lựa chọn 5 tiêu chí của NLTN, sau đó căn cứ

vào rubric đánh giá LTTN đã xây dựng (phụ lục 5), chúng tôi đánh giá mức độ các

nhóm HS đạt được và quy về điểm.

Bảng 2.3. Các tiêu chí đánh giá NLTN và thang điểm bài TK và HK

Các tiêu chí Thang điểm

Mức 0 Mức 1 Mức 2 Mức 3

- Cơ sở lý thuyết. 0 điểm 1 điểm 2 điểm 3 điểm

- Các dụng cụ cần sử dụng. 0 điểm 1 điểm 2 điểm 3 điểm

- Vẽ sơ đồ thí nghiệm. 0 điểm 1 điểm 2 điểm 3 điểm

- Tiến hành thí nghiệm. 0 điểm 1 điểm 2 điểm 3 điểm

- Giải thích thí nghiệm. 0 điểm 1 điểm 2 điểm 3 điểm

Điểm của nhóm được tính như sau:

Điểm nhóm = tổng điểm của các tiêu chí: 5 (số tiêu chí)

Chúng tôi xây dựng mẫu phiếu đánh giá đồng đẳng dành cho mỗi HS trong

nhóm (phụ lục 5). Cách tính hệ số đồng đẳng cho mỗi thành viên trong một nhóm:

c = tổng điểm đánh giá đồng đẳng: (số người đánh giá  5  3)

Cách tính điểm năng lực cá nhân:

Điểm năng lực cá nhân = hệ số đồng đẳng c  điểm nhóm

• Phân loại NLTN

Để xếp loại NLTN, đầu tiên ta tính điểm chênh lệch thang đo như sau:

Điểm chênh lệch của thang đo = (Điểm tối đa – Điểm tối thiểu )/(Số mức độ )

Kết quả điểm chênh lệch của thang đo = (3 – 0): 4 = 0.75

Trên cơ sở đó chúng tôi phân loại NLTN như sau:

Mức độ 0: từ 0 đến dưới 0.75: NLTN thấp.

Mức độ 1: từ 0.75 đến dưới 1.5: NLTN ở mức độ trung bình.

Mức độ 2: từ 1.5 đến dưới 2.25: NLTN ở mức độ khá.

Mức độ 3: từ 2.25 đến 3: NLTN ở mức độ cao.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Trên cơ sở nghiên cứu lý luận, chúng tôi đã tiến hành xây dựng kế hoạch tổ

chức HĐNK với các mục tiêu chính sau đây:

- Bồi dưỡng NLTN cho HS.

- Rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng thuyết trình của HS.

Dựa vào các mục tiêu trên, chúng tôi tiến hành lập kế hoạch HĐNK bao gồm:

xây dựng nội dung HĐNK, phương pháp và hình thức tổ chức HĐNK. Trong đó

chúng tôi cũng đã thiết kế chế tạo các bộ thí nghiệm về từ trường từ các dụng cụ đơn

giản để chuẩn bị thực nghiệm.

Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm

Chúng tôi tiến hành TNSP với các mục đích sau:

- Kiểm tra giả thuyết của đề tài “Nếu tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí

nghiệm về từ trường với các vật liệu đơn giản sẽ bồi dưỡng NLTN cho HS”.

- Đánh giá tính khả thi của quy trình HĐNK “Chế tạo và tiến hành thí nghiệm

về từ trường với các dụng cụ đơn giản” đã soạn thảo ở chương 2.

- Đánh giá hiệu quả của HĐNK trong việc bồi dưỡng NLTN của HS.

3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm

- Lựa chọn nội dung và đối tượng TNSP.

- Tiến hành TN theo nội dung đã biên soạn.

- Thu thập các dữ liệu TN.

- Đối chiếu kết quả của lớp TN với kết quả của lớp ĐC, đánh giá TK - HK.

- Phân tích xử lý kết quả TN để đánh giá chất lượng và tính khả thi của đề tài.

3.3. Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm

- Việc TNSP được tiến hành đối với HS lớp 11 trường THPT Vĩnh Bình.

- Lớp TN và ĐC được chọn là những lớp có trình độ HS tương đối đồng đều

nhau và chưa từng tham gia HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm Vật lí.

- Thời gian TN từ ngày 02 tháng 04 năm 2018 đến ngày 29 tháng 04 năm 2018.

3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tổ chức HĐNK theo tiến trình đã xây dựng:

+ GV phân chia nhóm, giao nhiệm vụ cho các nhóm dưới dạng các bài tập về

thí nghiệm.

+ HS tìm kiếm tài liệu, thảo luận nhóm để tìm câu trả lời của bài tập được giao.

+ GV hướng dẫn từng nhóm thảo luận để tìm các phương án thiết kế, chế tạo

dụng cụ và cách tiến hành thí nghiệm.

+ Các nhóm tự thảo luận, lựa chọn phương án, chế tạo và làm thí nghiệm.

+ GV theo dõi từng nhóm để giải quyết các khó khăn của nhóm.

+ GV tổ chức cho các nhóm HS báo cáo kết quả việc thiết kế, chế tạo các dụng

cụ thí nghiệm và tiến hành các thí nghiệm với các dụng cụ đã chế tạo.

- GV nhận xét sự phát triển NLTN trong từng giai đoạn của tiến trình HS tham

gia HĐNK.

- Khảo sát sự phát triển NLTN của HS thông qua đánh giá bài TK và HK của

hai lớp TN và ĐC.

3.5. Tiến trình thực nghiệm sư phạm

3.5.1. Đánh giá trước thực nghiệm

Trước TN, chúng tôi tiến hành cho hai lớp TN và ĐC làm bài kiểm tra về chế

tạo và tiến hành thí nghiệm để kiểm tra từ tính của dòng điện với năm tiêu chí NLTN

và thang điểm ở bảng 2.3. Mỗi lớp có 32 HS chia làm 4 nhóm. 32 HS của lớp TN

đăng kí tự nguyện, 32 HS của lớp ĐC được GV chọn ngẫu nhiên trong 45 HS để làm

bài kiểm tra. Căn cứ vào mức độ đạt được ứng với mỗi tiêu chí đã xây dựng (phụ lục

5), căn cứ vào đáp án (phụ lục 3) và các phiếu đánh giá đồng đẳng (phụ lục 2), chúng

tôi chấm điểm cho từng nhóm và từng cá nhân. NLTN của từng cá nhân được xếp

loại theo bảng 3.1.

Bảng 3.1. Bảng thang điểm xếp loại NLTN của HS

Xếp loại

Mức 0. NLTN thấp

Mức 1. NLTN trung bình

Mức 2. NLTN ở mức độ khá

Mức 3. NLTN ở mức độ cao.

Tổng điểm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Điểm năng lực 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3

3.5.2. Tiến hành thực nghiệm

- GV tập trung HS lớp TN để thông báo mục đích, kế hoạch của HĐNK, nhiệm

vụ chính của HĐNK là chế tạo và tiến hành các thí nghiệm về từ trường với các dụng

cụ đơn giản. Nhiệm vụ này được giao cho 32 HS của lớp TN. Trong đợt tham gia

HĐNK, 32 HS này được chia thành 8 nhóm, mỗi nhóm 4 HS. Hai nhóm sẽ làm một

bài tập trong số 4 bài tập được giao. GV thông báo trong quá trình thực hiện nhiệm

vụ, sẽ có ba buổi gặp mặt để trao đổi thảo luận và một buổi báo cáo tổng kết. Cụ thể:

Buổi 1. Phổ biến nhiệm vụ, thảo luận để xác định mục đích và cơ sở lý thuyết

của thí nghiệm.

Buổi 2. Thảo luận để tìm lời giải cho bài tập, đề xuất các phương án thiết kế bộ

thí nghiệm.

Buổi 3. Tiếp tục thảo luận, tiến hành thử nghiệm, tìm nguyên nhân và cách

khắc phục sai sót nếu có.

Buổi 4. Các nhóm sẽ báo cáo sản phẩm làm ra và trả lời các câu hỏi trong bài

tập.

3.5.3. Đánh giá sau thực nghiệm

Sau khi TN, chúng tôi tiến hành cho hai lớp TN và ĐC làm bài kiểm tra về chế

tạo và tiến hành thí nghiệm kiểm tra lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng dài với

năm tiêu chí NLTN và thang điểm ở bảng 2.3. HS chia nhóm giống như khi làm bài

TK. Căn cứ các mức độ đạt được ứng với mỗi tiêu chí đã xây dựng (phụ lục 5), căn

cứ vào đáp án (phụ lục 4) và các phiếu đánh giá đồng đẳng (phụ lục 2), chúng tôi

chấm điểm cho từng nhóm và từng cá nhân. NLTN của từng cá nhân sau khi tham

gia HĐNK được xếp loại theo bảng 3.1.

3.5.4. Thu thập và xử lý kết quả thực nghiệm

Chúng tôi sử dụng phương pháp thống kê toán học để đưa ra các kết quả sau:

- Lập bảng thống kê kết quả đánh giá NLTN của lớp TN và ĐC trước và sau

TN.

- Lập bảng tần số, tần suất và tần suất lũy tích kết quả đánh giá NLTN của HS

lớp TN và ĐC trước và sau TN.

- Vẽ đồ thị biểu diễn kết quả đánh giá NLTN hai lớp TN và ĐC trước và sau

TN.

- Phân loại và vẽ đồ thị mức độ NLTN của lớp TN và ĐC trước và sau TN.

- Tính các thông số mô tả kết quả đánh giá NLTN của lớp TN và ĐC trước và

sau TN: trung vị, giá trị trung bình và độ lệch chuẩn.

- So sánh kết quả đánh giá NLTN của HS lớp TN và ĐC trước và sau TN bằng phép

kiểm định t.test.

- So sánh mức độ ảnh hưởng của HĐNK đến việc phát triển NLTN của HS lớp TN

và ĐC trước và sau TN.

3.6. Phân tích diễn biến HĐNK

Buổi 1 (ngày 02.04.2018). Phổ biến nhiệm vụ

GV tóm tắt nội dung chính chương từ trường.

Các nhóm sẽ bầu nhóm trưởng, sau đó bốc thăm để nhận các bài tập.

Bảng 3.2. Thông tin về các nhóm tham gia HĐNK

Nhóm Tên thành viên Nhiệm vụ

1 Hồng Trang, Tấn Thành (nhóm trưởng), Ngọc Hân, Thanh Nhiệm vụ 1.

Thanh. Động cơ điện.

2 Ngọc Dung, Anh Tuấn, Minh Hào (nhóm trưởng), Hữu

Khiêm.

3 Tấn Quý (nhóm trưởng), Minh Quí, Thái Châu, Thanh Lan. Nhiệm vụ 2.

Chuông điện. 4 Tuấn Kiệt (nhóm trưởng), Cẩm Thúy, Quế Trâm, Huyền

Diệu.

5 Nhật Vũ, Ngọc Diệp (nhóm trưởng), Hồng Yến, Nhật Nhiệm vụ 3.

Quang. Động cơ

Faraday. 6 Quốc Đạt (nhóm trưởng), Anh Thư, Huỳnh Như, Hoàng

Huy.

7 Ngọc Giàu (nhóm trưởng), Phương Trâm, Khánh Vy, Minh Nhiệm vụ 4.

Thư. Tàu biển

Yamato. 8 Nhất Vũ (nhóm trưởng), Khánh An, Tâm Như, Duy Lan.

Các nhóm nhận phiếu học tập (phụ lục 7), đại diện nhóm ghi nhận vào phiếu

học tập những nội dung cần thiết sau mỗi buổi thảo luận để làm cơ sở cho việc chế

tạo thí nghiệm ở nhà. Sau đó, GV cùng các nhóm thảo luận để xác định mục đích của

thí nghiệm và tìm cơ sở lý thuyết cho thí nghiệm. Diễn biến buổi 1 như sau:

Nhóm 1 và 2. Bài động cơ điện

Dưới sự hướng dẫn của GV, HS nêu được mục đích của thí nghiệm:

- Xác định chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện thẳng dài.

- Minh họa cho nguyên tắc hoạt động của động cơ điện.

Tìm cơ sở lý thuyết dưới sự hướng dẫn của GV:

- Khi khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường sẽ chịu tác dụng của ngẫu

lực từ. Ngẫu lực này làm cho chúng chuyển động quay, nghĩa là có sự biến đổi năng

lượng từ điện năng thành cơ năng trong các chuyển động quay.

- Chiều của lực từ được xác định theo quy tắc bàn tay trái.

GV nhắc HS về nhà xem lại bài lực từ, lực từ tác dụng lên khung dây trong

sách Vật lí 11 cả cơ bản và nâng cao. GV đề nghị HS tìm hiểu về cấu tạo chung,

nguyên tắc hoạt động, ứng dụng và những ưu điểm của động cơ điện, đồng thời tìm

các phương án chế tạo động cơ điện để dễ dàng thảo luận hơn trong buổi gặp thứ hai.

Nhóm 3 và 4. Bài chuông điện

Dưới sự hướng dẫn của GV, HS nêu được mục đích của thí nghiệm:

- Hiểu được nguyên lý hoạt động của rơ-le điện từ.

- Minh họa cho nguyên tắc hoạt động của chuông điện, một trong những ứng

dụng của rơ-le điện từ.

Dưới sự hướng dẫn của GV, HS tìm cơ sở lý thuyết:

- Nhận ra thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên tắc: tương tác từ giữa nam

châm điện và sắt (hoặc thép). Nếu cho dòng điện chạy qua ống dây, ống dây thành

nam châm điện nên sẽ hút được sắt (hoặc thép).

GV nhắc HS về nhà ôn lại kiến thức các loại tương tác từ, cách tạo ra từ trường

mạnh bằng nam châm điện. Riêng tài liệu về rơ-le điện từ, GV sẽ cung cấp cho hai

nhóm để về nhà tìm hiểu. Đối với phần thiết kế chế tạo chuông điện, GV yêu cầu HS

về nhà tìm hiểu để trả lời các câu hỏi sau:

- Dựa vào hiểu biết về rơ-le điện từ, em hãy thiết kế chế tạo chuông điện, hãy

vẽ sơ đồ mạch chuông điện.

Nhóm 5 và 6. Bài động cơ Faraday

Dưới sự hướng dẫn của GV, HS nêu được mục đích của thí nghiệm: Xác định

chiều của lực từ trong trường hợp cụ thể, từ đó dự đoán được kết quả thí nghiệm.

Tìm cơ sở lý thuyết:

- GV hướng dẫn để HS nhận ra thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên tắc Vật

lí: lực từ tác dụng lên dòng điện (chạy trong dây dẫn kim loại và trong chất điện

phân) khi dòng điện này đặt trong từ trường của nam châm. Lực từ này làm cho dòng

điện chuyển động.

- Chiều của lực từ xác định theo quy tắc bàn tay trái.

GV nhắc HS về nhà ôn lại kiến thức hình dạng đường sức từ của nam châm

thẳng, ôn về lực từ, cách xác định chiều lực từ. Ôn lại kiến thức về chiều dòng điện

trong mạch, dòng điện chạy qua chất điện phân. Các câu hỏi mà HS cần chuẩn bị:

- Hãy dự đoán kết quả thí nghiệm theo yêu cầu của đề bài.

- Dựa vào mô hình đã cho em hãy lựa chọn thêm những dụng cụ thích hợp để

bố trí và tiến hành thí nghiệm.

Nhóm 7 và 8. Bài tàu biển

Dưới sự hướng dẫn của GV, HS nêu được mục đích của thí nghiệm: Xác định

chiều lực từ tác dụng lên dòng điện chạy trong lòng chất lỏng.

Tìm cơ sở lý thuyết: GV hướng dẫn để HS nhận ra thiết bị này hoạt động dựa

trên nguyên tắc: tương tác từ giữa nam châm và dòng điện chạy qua dung dịch điện

phân. Khi dòng điện chạy qua chất điện phân đặt trong từ trường sẽ chịu tác dụng

của lực từ, lực từ tác dụng lên dòng điện là nguyên nhân làm tàu chuyển động.

GV nhắc HS về nhà tìm kiếm thông tin về tàu Yamato chạy bằng lực từ, ôn lại

kiến thức về hình dạng và chiều đường sức từ của nam châm thẳng, ôn về lực từ,

cách xác định chiều lực từ. Ôn lại kiến thức về chiều dòng điện trong mạch và dòng

điện chạy qua chất điện phân. Câu hỏi mà HS cần chuẩn bị:

- Trong buổi một, em đoán được thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên tắc Vật

lí là lực từ tác dụng lên dòng điện chạy qua dung dịch điện phân, từ những dụng cụ

đã cho, em hãy thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của dự đoán

trên? Hãy vẽ sơ đồ mạch, dự đoán kết quả thí nghiệm và giải thích hiện tượng.

Nhận xét chung: Vì mới nhận bài tập nên hầu hết HS còn nhút nhát, không

mạnh dạn phát biểu ý kiến. HS chưa tự xác định được cơ sở lý thuyết. Một số ít HS

xác định được một phần mục đích thí nghiệm, phần còn lại là sự hướng dẫn của GV.

Buổi 2 (ngày 10.4.2018): Thảo luận, đề xuất các phương án thiết kế

Nhóm 1 và 2. Bài động cơ điện

HS hai nhóm sẽ trình bày những gì đã chuẩn bị ở nhà. Do tài liệu về động cơ

điện khá dễ tìm nên HS có thể dễ dàng tìm kiếm thông tin và tham khảo các mô hình

có sẵn.

Mặc dù các em trình bày được những hiểu biết về động cơ điện như cấu tạo,

nguyên tắc hoạt động, ứng dụng, ưu điểm … nhưng chưa hiểu nhiều, đặc biệt về

nguyên tắc hoạt động và vai trò của bộ góp. HS hai nhóm đều đưa ra các thắc mắc về

công dụng của bán khuyên và chổi quét. Bằng các câu hỏi đã soạn thảo ở chương hai,

GV định hướng để HS hiểu rõ hơn về động cơ điện, đặc biệt là vai trò của bộ góp.

Diễn biến cụ thể như sau:

- Hai nhóm thảo luận và trả lời được bộ phận chính của động cơ điện chính là

khung dây và nam châm. Bộ phận đứng yên gọi là stato, bộ phận quay là rô-to.

- GV yêu cầu hai nhóm đề xuất phương án chế tạo động cơ điện chỉ có hai bộ

phận chính gồm nam châm và khung dây mà không cần bộ góp. Hai nhóm thảo luận,

Thành đại diện nhóm một vẽ được mô hình động cơ điện đơn giản là khung dây đặt

trên hai giá đỡ bằng kim loại, hai đầu khung dây nối với nguồn thông qua giá đỡ.

Hình 3.1 Sơ đồ động cơ điện đơn giản

Hai nhóm thảo luận để dự đoán được kết quả thí nghiệm. Hào đại diện cho

nhóm hai trả lời: nếu cho dòng điện chạy qua khung dây đặt trong từ trường, nó sẽ

chuyển động quay. Cả hai nhóm đều đồng ý với ý kiến trên nhưng chưa thành viên

nào nhận ra chuyển động quay này không theo một chiều mà sẽ đổi chiều liên tục.

Dưới sự hướng dẫn của GV, HS hai nhóm nhận ra phương án này khung dây quay

không liên tục do có sự đổi chiều của ngẫu lực từ khi quay.

Dưới sự dẫn dắt của GV, HS hai nhóm thảo luận tìm ra các biện pháp làm cho

khung dây quay nhiều vòng mà không đổi chiều quay, Thành đại diện cho nhóm một

trả lời: cần tạo một dụng cụ nối với hai đầu AB của khung dây sao cho nửa chu kì

đầu đầu A nối với cực dương, đầu B nối với cực âm của nguồn, còn nửa chu kì sau

thì ngược lại, đầu A nối với cực âm, đầu B nối với cực dương. HS nhận ra hai dụng

cụ này chính là bán khuyên.

GV thông báo: Vì bán khuyên được nối với hai đầu khung dây, khi khung dây

quay thì bán khuyên cũng quay nên ta cần có một dụng cụ đứng yên để dẫn điện từ

bán khuyên tới nguồn. Hai nhóm tiếp tục thảo luận để tìm phương án dẫn điện từ bán

khuyên ra ngoài, đại diện hai nhóm trả lời: cần có hai miếng kim loại đặt cố định làm

trung gian cho sự tiếp điện của hai bán khuyên và hai cực của nguồn. HS hai nhóm

nhận ra dụng cụ này chính là chổi quét, bán khuyên và chổi quét gọi chung là bộ góp

điện.

Sau khi hai nhóm đã nắm được nguyên tắc hoạt động của động cơ cũng như vai

trò của bộ góp, GV yêu cầu HS hai nhóm thảo luận để đề xuất các phương án thiết kế

động cơ điện theo tiêu chí của đề bài là dùng các dụng cụ đơn giản như vỏ lon, chai

nhựa … Cụ thể:

Nhóm 1 Nhóm 2

- Nhóm một thống nhất quấn một khung - Nhóm thống nhất lấy hai chai nhựa

dây trên một chiếc đũa, chiếc đũa này cũng làm giá đỡ.

chính là trục quay. - Nhóm đề nghị quấn hai khung dây

- Nhóm thống nhất quấn khung dây nhiều nối tiếp với nhau và dán vào chai

vòng để tăng cường độ dòng điện. Dưới sự nhựa, tạo hai bán khuyên từ vỏ lon

gợi ý của GV, nhóm thống nhất quấn khung sữa dán lên cổ chai. Cả nhóm thống

dây khoảng 30 - 50 vòng. nhất làm bán khuyên có kích thước

- Thành đề xuất tạo ra hai bán khuyên từ vỏ không quá nhỏ để có thể dễ dàng

lon nhôm và được dán chặt trên trục quay. tiếp xúc với chổi quét.

- Hân đề nghị đặt trục quay trên hai giá đỡ - Hào đề nghị dùng chiếc đũa xuyên

làm từ hai chai nhựa. qua chai nhựa có gắn khung dây làm

- Nhóm thống nhất tạo ra chổi quét từ vỏ trục quay. Trục quay đặt nằm ngang

lon, hai chổi quét dán trực tiếp vào đế đỡ, trên giá đỡ.

đầu trên tiếp xúc với hai bán khuyên. - Dung đề nghị làm hai chổi quét từ

- Nhóm thống nhất chọn nguồn điện 9V từ vỏ lon sữa, hai chổi quét dán trên đế

biến thế nguồn. đỡ làm từ nắp chai. Đầu trên của

- Nhóm thảo luận và vẽ sơ đồ dưới sự hỗ chổi quét tiếp xúc với bán khuyên.

trợ của GV: - Nhóm thảo luận và vẽ sơ đồ dưới

sự hỗ trợ của GV:

Hình 3.2. Sơ đồ động cơ điện một khung

dây của nhóm 1

Hình 3.3. Sơ đồ động cơ điện hai

khung dây của nhóm 2

Cuối buổi, nhóm trưởng liệt kê thêm các dụng cụ cần thiết để chế tạo như: dao,

keo 502, keo nến, kéo, … Nhóm trưởng phân công cho các thành viên và vạch ra kế

hoạch chế tạo thí nghiệm ở nhà sau buổi hai.

Nhận xét chung: Đa số HS của hai nhóm có sự chuẩn bị khá tốt và làm việc khá

tích cực. So với buổi một, hai nhóm có sự tiến bộ hơn khi có thể vừa làm việc nhóm

để có thể trả lời câu hỏi của GV, vừa làm việc độc lập để có thể tự đề xuất được các

phương án thiết kế khả thi. Do mô hình động cơ điện khá dễ tìm nên hai nhóm cũng

nhanh chóng thiết kế lại mô hình để được mô hình mới có sử dụng dụng cụ đơn giản

như chai nhựa và vỏ lon. Hai nhóm cũng có sự phát triển năng lực nhất định ở các

mặt như thiết kế, vẽ sơ đồ, dự đoán kết quả …

Nhóm 3 và 4. Bài chuông điện

GV yêu cầu HS trình bày những hiểu biết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động

của rơ-le điện từ. Do được cung cấp tài liệu (từ GV), nên đa số các HS hiểu về kiến

thức này nhưng không áp dụng được để thiết kế chế tạo chuông điện, đặc biệt là sự

đóng ngắt mạch liên tục của chuông. Đa số HS hai nhóm đều đặt câu hỏi: Mạch

chuông điện vẽ như thế nào? Làm thế nào để chuông kêu lên tục? Bằng các câu hỏi

gợi ý đã soạn thảo ở chương 2, GV hướng dẫn để HS hiểu được mạch chuông điện.

Diễn biến của cuộc thảo luận:

- HS của hai nhóm thảo luận để tìm ra bộ phận chính của chuông, Quý đại diện

nhóm ba trả lời: các bộ phận chính của chuông điện là nam châm điện hút miếng sắt,

ngoài ra còn có chuông. Do đã học trong giờ chính khóa, HS hai nhóm biết cách chế

tạo một nam châm điện bằng cách cho dòng điện chạy qua ống dây quấn xung quanh

lõi sắt. Nam châm điện có thể gồm một hoặc nhiều ống dây.

- Nhóm thảo luận để mô tả sơ bộ sự sắp xếp của ba bộ phận chính này: thanh

sắt dài có một đầu cố định, phần giữa đặt đối diện với nam châm điện, đầu còn lại tự

do và đặt đối diện với chuông.

- Hai nhóm thảo luận để dự đoán hiện tượng xảy ra khi cho nam châm điện hoạt

động: miếng sắt bị nam châm hút sẽ đập vào chuông tạo ra tiếng kêu khi ta nối nam

châm điện với nguồn. Dưới sự gợi ý của GV, HS hai nhóm biết được với mô hình

này chuông chỉ kêu một tiếng rồi ngừng.

- GV hướng dẫn để HS tạo ra mạch chuông điện có sự đóng ngắt mạch điện

liên tục để chuông kêu không ngừng. Hai nhóm thảo luận vẽ sơ đồ mạch chuông điện

dưới sự hướng dẫn của GV.

Hình 3.4. Sơ đồ mạch chuông điện đơn giản

- Qua sơ đồ, HS hai nhóm cơ bản hiểu được nguyên tắc đóng ngắt mạch điện

liên tục. Sau đó, HS hai nhóm thảo luận để đề xuất các phương án thiết kế mạch

chuông điện:

Nhóm 3 Nhóm 4

Dưới sự trợ giúp của GV, nhóm đề xuất các Do có tham khảo mô hình trên mạng

phương án sau: nên nhóm bốn nhanh chóng đề xuất

- Nhóm thảo luận và chọn các bu-lông để các phương án thiết kế chuông điện.

quấn ống dây tạo ra nam châm điện, các bu- - Kiệt đề xuất chọn nam châm điện

lông đặt nằm ngang bằng các ke góc. chỉ làm từ một ống dây quấn quanh

- Nhóm thống nhất dùng dây đồng kích bu-lông, bu-lông đặt nằm ngang trên

thước 0.2 mm đến 0.4 mm để quấn hai ống các giá đỡ bằng que kem.

dây nối tiếp nhau, mỗi ống dây được quấn có - Qua thảo luận, nhóm bốn cũng

bề dày cỡ đường kính của mũ đội trên bu- nhận ra rằng để tạo ra từ trường

long (vài trăm vòng). mạnh thì ống dây quấn phải nhiều

- Châu đề xuất dùng một đế bằng gỗ nhưng vòng. Dưới sự gợi ý của GV, nhóm

Quý chọn bảng điện bằng nhựa làm đế vì đế dùng dây đồng 0.4 mm, ống dây

bằng gỗ sẽ khó gắn các ke góc. Nhóm thống được quấn có bề dày cỡ đường kính

nhất chọn phương án của Quý. của mũ đội trên bu-lông (vài trăm

- Nhóm chọn lon sữa để làm chuông. vòng).

- Nhóm đề xuất cắt thanh sắt dài từ vỏ lon - Nhóm thảo luận chọn đinh ốc đặt

sữa để đỡ đầu gõ chuông đồng thời tiếp xúc nằm ngang trên giá đỡ làm từ que

với tiếp điểm. kem và đối diện với nam châm điện,

- Nhóm sử dụng nguồn 9V cả hai cách vừa đây cũng chính là vị trí đóng ngắt

dùng pin vừa dùng biến thế nguồn. mạch liên tục khi chuông hoạt động.

- Quý đề xuất làm hộp để pin 9V từ que - Kiệt đề xuất vỏ lon nhôm làm

kem, gắn đèn led vào mạch. chuông, chuông được gắn cố định

- Nhóm đề xuất phương án tạo tiếp điểm và trên một đinh ốc thẳng đứng sao cho

đầu gõ chuông bằng các đinh ốc, lắp thêm đáy lon nằm đối diện với đinh ốc

khóa K vào mạch. nằm ngang, đề xuất lắp đầy đế

- Quý đại diện nhóm vẽ sơ đồ dưới sự hỗ trợ phẳng bằng các que kem.

của GV: - Nhóm thảo luận và chọn thanh

đồng 1.4 mm làm tiếp điểm.

- Kiệt đại diện nhóm vẽ sơ đồ dưới

sự hỗ trợ của GV:

Hình 3.5. Sơ đồ chuông điện của nhóm 3

Hình 3.6. Sơ đồ chuông điện của

nhóm 4

Sau khi đề xuất phương án thiết kế và vẽ sơ đồ, các thành viên phân công tìm

mua các dụng cụ cần thiết cho bộ thí nghiệm và bàn bạc cho kế hoạch tiếp theo của

nhóm.

Nhận xét chung: Đa số các thành viên của hai nhóm có sự hiểu biết nhất định

về chuông điện nhưng nổi bật hơn cả là Quý ở nhóm 3 và Kiệt ở nhóm 4. Do có sự

chuẩn bị kĩ nên Quý đã tự đề xuất lựa chọn khá nhiều dụng cụ hợp lí, khả thi như đề

xuất làm hộp để pin 9V từ que kem, dùng vỏ lon sữa làm chuông, dùng bảng nhựa

làm đế, gắn đèn led vào mạch. Mặc dù vẽ được mô hình chuông điện còn dưới sự

hướng dẫn của GV nhưng em hiểu khá rõ về sự đóng ngắt liên tục mạch điện để

chuông kêu liên tục. Kiệt cũng rất nhiệt tình trong công việc và là người đứng đầu

của nhóm 4. Tuy rằng các thành viên của nhóm đề xuất dụng cụ từ mô hình có sẵn

tìm được trên mạng, nhưng Kiệt cũng đã cải tiến thêm như lắp đầy mặt phẳng đỡ

bằng que kem. Các thành viên còn lại vì chưa hiểu nguyên tắc hoạt động một cách rõ

ràng, nên việc đề xuất phương án cũng gặp khó khăn. Nhưng nhìn chung trong buổi

hai, các em đều có những sự tiến bộ nhất định về NLTN ở các mặt: thiết kế các

phương án thí nghiệm, dự đoán kết quả, vẽ sơ đồ.

Nhóm 5 và 6. Bài động cơ Faraday

Do mô hình đã có sẵn trong đề bài, trong buổi này nhóm sẽ trả lời các câu hỏi

của bài tập và lựa chọn dụng cụ. Tuy nhiên hầu hết các HS hai nhóm đều không trả

lời được các câu hỏi của bài tập. Bằng các câu hỏi gợi ý đã soạn thảo ở chương 2,

GV định hướng cho HS hai nhóm trả lời các câu hỏi trong bài tập. Diễn biến như

- HS hai nhóm thảo luận để dự đoán hiện tượng xảy ra. HS hai nhóm dự đoán

được thanh đồng sẽ chuyển động theo chiều lực từ, chiều lực từ xác định theo quy tắc

bàn tay trái nhưng không biết áp dụng cụ thể vào trường hợp này.

- Dưới sự hướng dẫn của GV, hai nhóm thảo luận và xác định được chiều

đường sức từ ở đầu và giữa của nam châm thẳng, xác định được chiều của dòng điện

chạy qua thanh đồng, sau đó áp dụng đúng quy tắc bàn tay trái trong trường hợp này.

Từ đó dự đoán được thanh đồng sẽ quay theo quỹ đạo đường tròn quanh nam châm,

tức là theo chiều của lực từ.

- GV định hướng để HS hai nhóm thấy rằng lực từ không chỉ tác dụng lên dòng

điện qua thanh đồng mà còn tác dụng lên dòng điện chạy trong lòng chất lỏng.

- HS hai nhóm thảo luận để xác định chiều lực từ tác dụng lên chất điện phân.

Sau đó, dưới sự hướng dẫn của GV, HS hai nhóm giải thích được rằng mặc dù có lực

từ tác dụng lên dòng điện qua chất lỏng nhưng chất lỏng không chuyển động quay

tròn quanh nam châm giống như thanh đồng mà lại ở trạng thái đứng yên. HS giải

thích được nguyên nhân là do chất lỏng có khối lượng lớn nên sẽ đứng yên, thanh

đồng nhẹ hơn và có một đầu tự do nên sẽ thu gia tốc và chuyển động theo chiều của

lực từ.

Dưới sự gợi ý của GV, HS 2 nhóm dự đoán khi có dòng điện chạy qua dung

dịch muối, sẽ có khí hidro và clo thoát ra ở hai điện cực, nam châm bị ăn mòn. GV

yêu cầu các nhóm tìm cách bảo vệ nam châm khi đặt nó trong chất lỏng. Dưới sự gợi

ý của GV, hai nhóm đồng ý với phương án phủ lên bề mặt các nam châm lớp sơn

cách điện mỏng.

- Sau đó, hai nhóm thảo luận để tìm dụng cụ đơn giản thích hợp để chế tạo bộ

thí nghiệm theo tiêu chí của chủ đề.

Nhóm 5 Nhóm 6

Nhóm năm đề xuất được một số bộ phận sau: Nhóm đề xuất được các bộ

- Chọn một đáy chai nhựa loại 1 lít để làm cốc phận sau:

đựng chất lỏng. - Chọn một đáy chai nhựa lớn

- Chọn thanh nhôm làm thanh treo nằm ngang. để làm cốc đựng chất lỏng.

- Chọn chai nhựa cao để làm giá đỡ cho thanh - Chọn thanh inox có trong kệ

treo nằm ngang. đựng chén bị hư làm thanh treo

- Đề xuất đổ nước vào chai để tăng mức vững nằm ngang.

vàng của bộ thí nghiệm. - Chọn hai chai nhựa để làm giá

- Đề xuất mượn nam châm thẳng từ phòng thí đỡ cho thanh treo nằm ngang.

nghiệm của trường. - Sử dụng biến thế nguồn mượn

- Đề xuất sử dụng biến thế nguồn có hiệu điện từ phòng thí nghiệm của

thế 9V mượn từ phòng thí nghiệm của trường. trường.

Để thanh đồng dễ quay, GV gợi ý để HS sử Để thanh đồng dễ quay, dưới

dụng móc treo, Yến đề xuất chọn móc treo có sự hướng dẫn của GV, nhóm đề

trong móc khóa. xuất chọn móc treo làm từ

Dưới sự hướng dẫn của GV, nhóm 5 đề xuất những sợi dây đồng, dùng

dùng miếng nhôm cắt từ vỏ lon để mắc lên miếng nhôm cắt từ vỏ lon để

thành cốc nhựa và nối với cực âm của nguồn mắc lên thành cốc nhựa làm

bằng dây dẫn và kẹp cá sấu. điện cực.

Sau đó GV yêu cầu HS về nhà tiếp tục chuẩn bị các câu hỏi để thảo luận, chuẩn

bị dụng cụ, lắp ráp và thử nghiệm trong buổi gặp thứ ba.

Nhận xét chung: Đa số HS hai nhóm đáp ứng được các câu hỏi thảo luận

thuộc lĩnh vực lý thuyết, nhưng chưa tự mình vận dụng trong tình huống cụ thể mà

luôn có sự giúp đỡ của GV. Về mặt lựa chọn dụng cụ, HS hai nhóm cũng đề xuất

được khá nhiều dụng cụ thích hợp, khả thi như chọn được đáy chai nhựa làm cốc,

dùng một chai nhựa (nhóm 5) hay dùng hai chai (nhóm 6) đặt thẳng đứng làm giá đỡ

thanh ngang …. Tuy nhiên có những dụng cụ lựa chọn chưa hợp lí như dùng móc

khóa để làm móc treo mà chưa biết móc khóa có khối lượng lớn cũng làm ảnh hưởng

đến chuyển động quay của thanh đồng, hơn nữa, nó còn bị ảnh hưởng bởi nam châm

đặt gần đó, thanh nam châm thẳng của trường từ trường rất yếu nên cũng không thể

thấy được hiện tượng (nhóm 5), dùng thanh inox để làm thanh ngang dẫn điện thì

hiện tượng khó xảy ra (nhóm 6) do inox có tính dẫn điện kém. Tuy chưa phải là

phương án tối ưu nhưng HS cũng ít nhiều tự đề xuất lựa chọn dụng cụ, do đó ở buổi

hai cả 2 nhóm đều có sự tiến bộ nhất định về năng lực lựa chọn các dụng cụ thí

nghiệm và năng lực dự đoán kết quả thí nghiệm.

Nhóm 7 và 8. Bài tàu biển

Cả hai nhóm vẫn chưa tìm ra phương án sắp xếp các dụng cụ đề bài cho như thế

nào. Cả hai nhóm đều có sưu tầm các tài liệu về tàu biển nhưng có sự nhầm lẫn về

tàu chiến Yamato và tàu chạy bằng lực từ. Bằng các câu hỏi ở chương hai, GV

hướng dẫn HS tìm nguyên tắc hoạt động và đưa ra mô hình tàu chạy bằng lực từ.

Từ các dụng cụ đã cho, Nhất Vũ đoán được chai nhựa được dùng làm thân tàu.

Dưới sự gợi ý của GV, hai nhóm thảo luận để tạo ra mạch kín gồm pin, dây dẫn

và nước muối nối tiếp với nhau. Hai nhóm cũng nhận ra mạch điện này nằm trên

thân tàu sao cho nam châm nằm phía trên dòng điện chạy qua chất lỏng.

Dưới sự gợi ý của GV, Khánh Vy trả lời được cần phải đặt nam châm bên trong

tàu.

Ngọc Giàu đại diện cho hai nhóm vẽ sơ đồ tàu biển dưới sự hỗ trợ của GV.

Hình 3.7. Sơ đồ tàu biển

HS hai nhóm thảo luận để tìm chiều lực từ tác dụng lên chất lỏng và dự đoán

tàu sẽ chạy về phía nào. Đại diện hai nhóm trả lời: tàu chạy về trước do lực từ kéo nó

về trước. Để khắc phục sai sót này, dưới sự hướng dẫn của GV, HS hai nhóm thảo

luận và nhận ra được chiều chuyển động của tàu ngược với chiều của lực từ tác dụng

lên dòng điện qua nước biển. HS thảo luận để đặt bàn tay trái sao cho ngón cái chỉ

lực từ hướng ra phía sau, tàu chuyền động nhờ vào phản lực hướng về phía trước.

Sau đó hai nhóm đề xuất lựa chọn thêm các dụng cụ để chế tạo tàu.

Nhóm 7 Nhóm 8

Khánh Vy đề xuất cho tàu chạy trên Nhóm thảo luận và đề xuất gắn khóa K và

một thau nhựa rộng chứa nước pha đèn led vào mạch.

muối ăn. Nhóm đề xuất cho tàu chạy trên hồ nước

Nhóm thảo luận và đề xuất lắp thêm rộng của trường.

khóa vào mạch, gắn đèn led. Dưới sự hướng dẫn của GV, nhóm dùng

Dưới sự gợi ý của GV, Giàu đề xuất hai lá kim loại làm hai điện cực của dòng

dùng hai lá kim loại làm hai điện cực điện qua dung dịch muối, dùng nguồn từ

của dòng điện qua dung dịch muối, pin có suất điện động 9V trở lên.

dùng nguồn từ pin có suất điện động

9V trở lên.

Sau đó GV yêu cầu HS về nhà chuẩn bị dụng cụ, lắp ráp và thử nghiệm trong

buổi gặp thứ ba.

Nhận xét chung: Do cách mắc mạch cũng khá đơn giản nên HS hai nhóm cũng

không mất nhiều thời gian để cùng GV tìm ra giải pháp cho nhiệm vụ. Mặc dù hai

nhóm đưa ra mô hình tàu cũng dưới sự hướng dẫn của GV nhưng các em cũng có thể

tự mình đề xuất thêm các dụng cụ như khóa, đèn led, đề xuất dùng nước muối đựng

trong thau lớn. Mặc dù không khả thi nhưng nhóm 8 cũng đề xuất một phương án

khá hay đó là dùng nước trong hồ rộng (có trong khuôn viên trường) thay nước biển

để tiện cho việc thử nghiệm. Nhìn chung so với buổi một, hai nhóm cũng có sự tiến

bộ nhất định về năng lực lựa chọn các dụng cụ thí nghiệm, dự đoán được kết quả và

giải thích thí nghiệm.

Buổi 3 (ngày 18.4.2018). Tiếp tục thảo luận để hoàn thiện bộ thí nghiệm,

tiến hành thử nghiệm, tìm nguyên nhân và cách khắc phục sai sót

Nhóm 1 và 2. Bài động cơ điện

Trong quá trình thực hiện công việc ở nhà, hai nhóm cũng đã cơ bản hoàn

thành những bộ phận của thí nghiệm theo những gì thảo luận ở buổi hai. Trong buổi

này, hai nhóm trình bày sản phẩm thiết kế và muốn thảo luận để tìm ra nguyên nhân

vì sao động cơ không hoạt động khi thử nghiệm ở nhà. Trước khi đi vào nội dung

chính, thông qua biên bản hoạt động nhóm (phụ lục 6), GV ghi nhận lại những điểm

Nhóm 1 Nhóm 2

Hình 3.10. Động cơ điện (chưa hoàn

thành) của nhóm 2 Hình 3.8. Các dụng cụ chuẩn bị thí - Quang chuẩn bị tấm bảng làm đế đỡ nghiệm động cơ điện của nhóm 1. động cơ điện, dùng hai nắp chai dán

vào bảng để làm đế đỡ cho chổi quét.

- Hào quấn hai khung dây, mỗi khung

dây 60 vòng gắn vào chai nhựa bằng

keo dán xung quanh, lấy đũa xuyên

qua phần nắp và đáy chai làm trục

quay.

- Dung tạo hai lỗ nhỏ trên hai chai

nhựa để gắn trục quay.

- Tuấn tạo chổi quét và bán khuyên từ Hình 3.9. Nhóm 1 chế tạo động cơ điện

vỏ lon sữa, cùng Quang dán bán - Trang cắt hai que kem có chiều dài 6 cm,

khuyên lên cổ chai, dán chổi quét lên khoan hai lỗ trên mỗi que kem để gắn đũa

đế đỡ bằng các nắp chai được tạo ra và quấn khung dây.

trước đó. - Diệu quấn khung dây hình chữ nhật gồm

- Bộ thí nghiệm được đặt chéo góc

50 vòng bằng hai que kem gắn trên chiếc trên bảng con.

đũa, dùng băng keo quấn quanh các cạnh

khung dây để khung dây gọn gàng và chắc

chắn.

- Thành dùng vỏ lon nước ngọt để tạo hai

bán khuyên, dùng keo 502 dán hai bán

khuyên lên chiếc đũa, tạo ra hai chổi quét

từ vỏ lon nước ngọt.

- Thanh chọn hai chai nhựa để làm giá đỡ,

tạo hai lỗ trên hai chai nhựa để đặt trục

quay. Thành dùng keo 502 dán hai chổi

quét vào đế đỡ bằng bảng xanh, cạo lớp

vỏ trên các đầu dây đồng của khung dây.

Sau đó GV yêu cầu nhóm tiến hành thử nghiệm lại:

Nhóm 1 Nhóm 2

- Trang để nam châm bên dưới khung - Dung để hai nam châm đen bên dưới

dây. Thành nối hai chổi quét với hai khung dây, Hào nối hai chổi quét với hai

cực của biến thế nguồn 9V bằng dây cực nguồn 9V thông qua dây nối và kẹp cá

dẫn. sấu.

- Kết quả: động cơ không hoạt động. - Kết quả: động cơ không hoạt động.

Dưới sự hướng dẫn của GV, nhóm Sau đó, dưới sự hướng dẫn của GV, nhóm

thảo luận để tìm ra nguyên nhân: thảo luận để tìm ra nguyên nhân. Các

- Rãnh nhỏ giữa hai bán khuyên, xem nguyên nhân được nhóm đưa ra như sau:

như là đường thẳng, không nằm trong - Rãnh nhỏ giữa hai bán khuyên không nằm

mặt phẳng chứa khung dây. trùng với rãnh giữa của hai khung dây trên

- Hai đầu dây đồng của khung dây, chai nhựa.

dù đã cạo nhưng vẫn không tiếp điện - Mạch không có sự tiếp điện tốt ở các vị trí

với hai bán khuyên. Điều này ảnh đầu dây tiếp xúc với bán khuyên hoặc chỗ

hưởng rất lớn đến kết quả thử nối hai khung dây.

100

nghiệm. Sau khi thảo luận, GV yêu cầu HS về nhà

Sau khi thảo luận, GV yêu cầu HS về kiểm tra: rãnh nhỏ giữa hai bán khuyên,

nhà khắc phục sai sót: điều chỉnh sao xem như là đường thẳng phải nằm trùng với

cho rãnh giữa hai bán khuyên nằm rãnh giữa của hai khung dây trên chai nhựa;

trong mặt phẳng chứa khung dây; cạo thật sạch các đầu dây đồng để có sự tiếp

kiểm tra chỗ nối các đầu dây có tiếp điện tốt, sau đó thì tiến hành thử nghiệm lại.

điện hay không, cần cạo thật sạch các

đầu dây đồng để các bộ phận tiếp

điện tốt, sau đó tiến hành thử nghiệm

lại.

Trong buổi này Thành (nhóm 1) đưa ra mô hình động cơ điện không có bộ góp

mà em tự làm.

Hình 3.11. Động cơ điện của Thành

Động cơ điện này gồm có một khung dây tròn được quấn khoảng 10 vòng từ

dây đồng 1.4 mm. Hai đầu khung dây được kéo thẳng về hai phía và đặt nằm ngang

trên hai giá đỡ làm từ vỏ lon nhôm dán trên nắp nhựa trắng lớn. Hai giá đỡ được nối

với hai cực của nguồn bằng hai dây nối, phía dưới khung dây đặt nam châm đen.

Thông qua trao đổi, Thành cho biết đã tiến hành thí nghiệm ở nhà, kết quả là

khung dây quay bị đổi chiều liên tục. Mặc dù trong buổi hai, em đã có dịp tiếp cận

vấn đề về động cơ không bộ góp nhưng chưa biết cách thiết kế như thế nào để khung

101

quay liên tục. Dưới sự hướng dẫn của GV, Thành nhận ra rằng cần phải cạo sạch lớp

sơn cách điện ở một nửa bên của mỗi đầu đoạn dây đồng, nửa bên kia thì để nguyên.

Khi động cơ hoạt động, nửa vòng đầu khung dây chịu tác dụng của ngẫu lực từ nên

quay, nửa vòng sau, do không tiếp điện với nguồn nên không có ngẫu lực từ tác dụng

lên khung dây, khung dây không bị đổi chiều mà tiếp tục quay theo chiều cũ do quán

tính. Thành ghi nhận những ý chính để về nhà tiếp tục hoàn thành động cơ điện

không bộ góp.

Nhận xét chung: Trong buổi này, hai nhóm cũng đã hoàn thành bộ thí nghiệm

và tiến hành thử nghiệm. Tuy cả hai nhóm đều không ra hiện tượng nhưng cũng đã

thảo luận để tìm ra được những nguyên nhân dưới sự dẫn dắt của GV. Trong buổi

này, nổi trội hơn ở nhóm 1 là Hào và nhóm 2 là Thành. Ngoài việc cùng nhóm tạo ra

động cơ điện, Thành còn tự mình làm động cơ không bộ góp, điều này cho thấy em

có sự yêu thích đối với việc chế tạo dụng cụ thí nghiệm. Thời gian làm việc của buổi

ba ngắn hơn buổi hai, chủ yếu là trình bày sản phẩm và thảo luận để tìm ra nguyên

nhân vì sao mạch không hoạt động. Trong khoảng thời gian thực hiện nhiệm vụ ở

nhà, thông qua biên bản làm việc nhóm, GV nhận thấy các thành viên đều có sự tiến

bộ về năng lực lắp ráp, tiến hành thử nghiệm kể cả những em không nổi trội về mặt

chế tạo thí nghiệm, cũng đã rất nhiệt tình, làm hết khả năng của mình để có thể cùng

nhóm hoàn thành nhiệm vụ.

Nhóm 3 và 4. Bài chuông điện

Trong quá trình thực hiện công việc ở nhà, hai nhóm cũng đã cơ bản hoàn

thành những bộ phận của thí nghiệm theo những gì thảo luận ở buổi hai, chỉ có một

số điểm thay đổi nhỏ. Thông qua phỏng vấn và biên bản hoạt động nhóm (phụ lục 6),

GV ghi nhận lại những điểm sau:

102

Nhóm 3 Nhóm 4

Hình 3.12. Chuông điện

Hình 3.13. Chuông điện (chưa hoàn thành) của nhóm 3

(chưa hoàn thành) của nhóm 4 Châu tạo ra nam châm điện gồm hai ống

Kiệt tạo ra ba lỗ tròn trên ba que kem. dây quấn trên hai thanh trụ sắt của bu-

Kiệt dùng vỏ lon nhôm cắt lấy phần đầu lông, mỗi ống dây gồm 400 vòng. Quí

và đáy, bỏ đoạn giữa và dán lại làm chuẩn bị đinh ốc, ke góc, bảng điện và

chuông có độ dài khoảng 7 cm, sau đó cùng Châu gắn hai ống dây đặt nằm

khoan một lỗ trên chuông để gắn bu- ngang trên bảng nhựa.

lông, kẹp chặt bằng đai ốc, bu-lông đặt Quý dùng một thanh sắt cắt từ hộp bánh

thẳng đứng làm trụ đỡ chuông. Trụ đặt nằm ngang đối diện với hai ống dây

đứng được lắp chặt trên đế đỡ làm bằng trên hai ke góc lắp trên bảng nhựa.

que kem. Trong quá trình làm ở nhà, các thành

Diệu quấn ống dây lên thanh trụ của bu- viên nhận ra vỏ lon sữa có độ cong khá

lông khoảng 300 vòng để làm nam lớn nên cả nhóm thống nhất cắt thanh

châm điện, dùng đai ốc cố định đầu ống sắt từ vỏ hộp bánh cho thẳng. Trước khi

dây. Nam châm điện đặt nằm ngang trên lắp trên ke góc, Quý tạo hai lỗ hình tròn

một que kem thẳng đứng. trên thanh sắt để lắp hai cặp đinh ốc,

Kiệt dùng bu-lông khác đặt nằm ngang một cặp làm tiếp điểm, một cặp làm đầu

xuyên qua một lỗ trên đầu một que kem gõ chuông.

thẳng đứng sao cho phần mũ bu-lông Lan tạo một lỗ trống hình chữ nhật trên

đặt đối điện với nam châm điện, đầu bảng nhựa để lắp khóa K.

còn lại của bu-lông đối diện với chuông. Quý tạo một hộp chữ nhật bằng que

Bu-lông được lắp chặt với que kem kem để đặt pin 9V.

103

Lan hỗ trợ các công việc như phụ Quý bằng đai ốc.

dán que kem vào bảng điện bằng keo Quế Trâm, Cẩm Thúy, Huyền Diệu làm

dán sắt, cạo lớp cách điện trên đầu các đế đỡ bằng cách dùng keo dán chúng lại

dây đồng, trên thanh sắt của vỏ hộp theo mô hình.

bánh. Quế Trâm cắt đoạn dây đồng làm tiếp

Sau cùng Quý nối các đầu dây đồng lại điểm và cùng Kiệt lắp vào mạch. Diệu

với nhau theo đúng sơ đồ tạo ra mạch cạo hai đầu dây đồng của nam châm cho

chuông điện. sạch lớp sơn cách điện.

Mặc dù chưa lắp vỏ lon sữa làm chuông, Sau cùng Kiệt nối các đầu dây đồng lại

nhưng mô hình xem như cơ bản hoàn với nhau theo sơ đồ mạch, dùng dây

thành. Sau đó, nhóm có tiến hành thử thun nối que kem thẳng đứng và trụ đỡ

nghiệm ở nhà nhưng thanh sắt không chuông, điều này làm tăng tính đàn hồi

dao động, nghĩa là chuông không hoạt để chuông hoạt động hiệu quả.

động. Trong buổi gặp thứ ba, các thành Sau đó, nhóm có tiến hành thử nghiệm ở

viên cần đến sự giúp đỡ của GV để tìm nhà nhưng chuông không kêu. Trong

ra nguyên nhân. buổi gặp thứ ba, các thành viên cần đến

sự giúp đỡ của GV để tìm ra nguyên

Trước khi tìm nguyên nhân, GV yêu cầu HS hai nhóm thử nghiệm lại lần nữa:

nhân.

Nhóm 3 Nhóm 4

- Quý lắp pin 9V vào hộp để pin. Châu bật - Kiệt nối hai đầu dây của chuông

công tắc. với hai cực của bình acquy 12 V

- Kết quả: thanh sắt không dao động, nghĩa thông qua dây nối.

là chuông không hoạt động. - Kết quả: chuông không kêu.

Nhóm thảo luận dưới sự hỗ trợ của GV và Theo yêu cầu của nhóm, GV kiểm

đưa ra các nguyên nhân sau: tra lại cách mắc mạch và phát hiện

- Mắc mạch sai. hai điểm sai sót:

- Các đầu dây đồng không tiếp điện. - Tiếp điểm làm từ dây đồng chưa

- Tiếp điểm không tiếp xúc tốt với thanh sắt. tiếp xúc tốt với thỏi sắt.

- Nguồn từ pin 9 V không đủ mạnh. - Nhóm mắc mạch sai, mạch kín

104

Dưới sự theo dõi của GV, cả nhóm kiểm tra nhưng không thông qua tiếp điểm,

lại mạch đã lắp, kết quả cho thấy mạch được trường hợp này nếu chuông hoạt

lắp đúng, các đầu dây đồng cũng đã được động nó chỉ kêu một tiếng rồi

cạo sạch. Sau đó GV yêu cầu HS về nhà cạo ngừng.

sạch lớp bẩn trên thanh sắt ngay vị trí tiếp Sau đó GV yêu cầu nhóm thảo luận,

xúc với tiếp điểm. Riêng đối với nguồn, GV xem lại bản vẽ sơ đồ mạch chuông

gợi ý dùng các nguồn mạnh như pin sạc 9V, điện để tìm cách mắc mạch cho

nguồn 12V từ bình acquy hoặc biến thế đúng đồng thời tìm cách làm cho

nguồn. Sau khi trao đổi, cả nhóm thấy pin tiếp điểm tiếp xúc tốt với thỏi sắt.

sạc khá đắt tiền, biến thế nguồn thì không Các thành viên theo dõi, ghi nhận

tiện lợi khi lựa chọn địa điểm vì phụ thuộc những điểm quan trọng để về nhà

vào nguồn 220V, cuối cùng nhóm thống nhất tiếp tục thực hiện nhiệm vụ.

dùng bình acquy 12V mượn từ GV.

Nhận xét chung: Mặc dù chưa lắp vỏ lon làm chuông nhưng bộ thí nghiệm của

nhóm 3 nhìn khá đẹp mắt. Hai nhóm cơ bản hoàn thành bộ thí nghiệm và đã thử

nghiệm ở nhà trước khi họp buổi ba. Thời gian làm việc của buổi ba khá ngắn gọn,

chủ yếu là thảo luận để tìm ra nguyên nhân vì sao mạch không hoạt động. Trong lần

thảo luận này hai nhóm tỏ ra khá thoải mái vì đã cơ bản hoàn thành bộ thí nghiệm

và đang ở giai đoạn cuối để có thể hoàn thành nhiệm vụ. Cũng ở buổi ba, hai nhóm

cũng đã có sự phát triển năng lực nhất định, đó là năng lực tiến hành thử nghiệm và

tìm ra nguyên nhân, giải pháp để khắc phục sai sót.

Nhóm 5 và 6. Bài động cơ Faraday

Hai nhóm đã chuẩn bị khá đầy đủ các dụng cụ như đã thiết kế ở buổi hai. Trong

quá trình thực hiện công việc ở nhà, nhóm cũng đã cơ bản hoàn thành những bộ phận

của thí nghiệm theo những gì thảo luận ở buổi hai nhưng có một số điểm thay đổi.

Thông qua biên bản hoạt động nhóm (phụ lục 6), GV ghi nhận lại quá trình thực hiện

như sau:

105

Nhóm 5 Nhóm 6

Hình 3.14. Các dụng cụ chuẩn bị thí

nghiệm động cơ Faraday

Hình 3.16. Động sơ Faraday

(chưa hoàn thành) của nhóm 6

Hình 3.15. Động sơ Faraday

(chưa hòan thành) của nhóm 5

106

- Nhất Vũ tạo ra cốc đựng nước muối bằng Đạt cắt bỏ phần đầu lấy phần đáy chai

cách cắt lấy phần đáy chai có chiều cao chựa làm cốc dựng dung dịch muối,

khoảng 12 cm. cắt một lá nhôm từ vỏ lon gắn lên

- Diệp tạo hai lỗ trên chai nhựa, vắt ngang thành cốc. Huy đổ nước đã pha muối

thanh nhôm qua hai lỗ này. vào cốc.

- Yến tạo ra móc treo từ nhôm thay vì móc Thư lấy móc áo để làm thanh nhôm có

khóa đã thảo luận trước đó. Trong quá trình chiều dài khoảng 40 cm, khoét các lỗ

làm thí nghiệm ở nhà, nhóm nhận ra móc trên hai chai nhựa để mắc ngang thanh

khóa dẫn điện kém nên đã dùng nhôm để nhôm. Trong quá trình làm thí nghiệm

tạo các móc treo. ở nhà, nhóm nhận ra thanh inox dẫn

Trong quá trình làm ở nhà, nhóm cũng nhận điện kém nên đã thay bằng thanh

ra nam châm thẳng mượn ở trường có chiều nhôm để làm thanh ngang.

cao quá lớn, qua trao đổi liên lạc với GV, Như cắt các đoạn dây đồng nhỏ để tạo

nhóm nhận ra thêm các nam châm ở trường ra móc treo và đoạn thanh đồng thẳng,

có từ trường yếu, GV đã cung cấp cho nhóm sau đó mắc chúng lại rồi treo vào giữa

nam châm các loại: 3 nam châm viên đường thanh nhôm sau cho thanh đồng thẳng

kính 25 mm ghép lại có dạng trụ tròn, 1 nam dưới cùng chạm vào mực chất lỏng.

châm đường kính 50mm dày 1mm, các nam

châm này có từ trường mạnh hơn.

Sau khi điều tra về việc chế tạo thí nghiệm khi ở nhà, GV yêu cầu HS hai nhóm

làm thử nghiệm với mô hình đã chế tạo.

Nhóm 5 Nhóm 6

Trước khi thử nghiệm, Quang cắt lá nhôm từ Huy đặt 3 nam châm viên đã ghép

vỏ lon nước ngọt để gắn vào thành cốc. vào giữa cốc. Đạt dùng kẹp cá sấu

Yến đặt nam châm vào giữa cốc. Nhật Vũ pha của dây nối kẹp vào lá nhôm trên

nước muối đổ vào cốc nhựa với độ cao xấp xỉ thành cốc, đầu còn lại của dây nối

độ cao của các nam châm ghép. Điều chỉnh mắc vào cực âm của acquy. Như

sao cho dây đồng vừa chạm mặt nước. lấy đoạn dây nối thứ hai một đầu

Yến dùng dây dẫn có kẹp cá sấu để nối cực âm mắc vào thanh nhôm ngang, một

107

của acquy 9 V với lá nhôm, nối cực dương của đầu mắc vào cực dương của

acquy với thanh nhôm nằm ngang. acquy.

- Kết quả: hiện tượng không xảy ra. Kết quả: động cơ không hoạt

Dưới sự quan sát của GV, HS thảo luận tìm ra động.

được các lí do sau: Nhóm thảo luận để tìm ra nguyên

- Do điện trở của mạch lớn. Nhóm đề xuất nhân dưới sự hỗ trợ của GV:

giảm điện trở của mạch bằng cách thay thanh - Không có sự tiếp điện tốt giữa

nhôm bằng thanh đồng 1.4 mm. các bộ phận trong mạch điện ở

- Đầu dưới của thanh đồng thẳng đứng ngập các vị trí nối với nhau, ví dụ như

hơi sâu vào chất lỏng tạo ra lực cản lớn. Nhóm giữa thanh nhôm và móc treo,

nhận ra cần giảm bớt chiều dài thanh đồng sao giữa các móc treo với nhau hoặc

cho đầu dưới vừa chạm mặt chất lỏng. giữa các móc treo với thanh đồng

- Móc treo làm từ nhôm khá nặng, lực từ lại thẳng bên dưới …

yếu nên thanh đồng không quay. - Lực cản môi trường lớn ảnh

Nhóm tiếp tục thảo luận để tìm cách làm cho hưởng đến chuyển động của

lực từ mạnh hơn: thanh đồng.

- Đổ thêm muối vào dung dịch để tăng cường Nhóm thảo luận để tìm cách giảm

độ dòng điện. lực cản và tăng lực từ:

- Tăng suất điện động của nguồn lên 12 V. - Pha thêm muối vào dung dịch.

- Móc treo làm từ nhôm được thay bằng các - Giảm lực cản bằng cách điểu

sợi dây đồng nhỏ 0.4 mm. Các móc này phải chỉnh chiều dài thanh đồng sao

được cạo sạch lớp sơn cách điện. cho đầu dưới vừa chạm mức chất

Sau khi nhóm thảo luận, GV yêu cầu nhóm về lỏng.

nhà khắc phục những lỗi trên. Sau khi nhóm thảo luận, GV yêu

cầu nhóm về nhà khắc phục để

động cơ hoạt động tốt.

Theo yêu cầu của GV, HS tiếp tục thảo luận để tìm phương án thấy lực từ

không chỉ tác dụng lên thanh kim loại mà còn tác dụng lên dòng điện qua khối chất

lỏng.

108

Nhóm 5 Nhóm 6

- Nhóm thảo luận: ngược lại với phương - HS thảo luận và nhận ra rằng để thấy

án đầu, để thấy lực từ tác dụng lên dòng lực từ cũng tác dụng lên dòng điện chạy

điện chạy qua khối chất lỏng phải làm sao qua khối chất lỏng thì khối chất lỏng đó

cho khối chất lỏng chuyển động và dây phải chuyển động. Nhóm thảo luận và

đồng đứng yên. Dưới sự gợi ý của GV, trả lời được để cho khối chất lỏng

nhóm đề xuất dùng đinh ốc treo vào đầu chuyển động ta phải cố định dây đồng.

dưới thanh đồng, đinh ốc làm bằng sắt nên Nhóm đề xuất phương án dùng một sợi

bị nam châm hút và làm cả thanh đồng và dây chỉ cột đầu dưới của thanh đồng với

đinh ốc đứng yên cùng nam châm. nam châm.

- Bằng quy tắc bàn tay trái, nhóm dự đoán - Bằng quy tắc bàn tay trái, nhóm cũng

được chất lỏng sẽ chuyển động tròn xung dự đoán được chất lỏng sẽ chuyển động

quanh nam châm. tròn xung quanh nam châm.

- GV đề nghị HS về nhà thiết kế thêm và tiến hành thí nghiệm theo những gì đã

thảo luận ở buổi này.

Nhận xét chung: Hai nhóm đã cơ bản hoàn thành những bộ phận chính của thí

nghiệm và có những điểm cải tiến khắc phục các nhược điểm khi thảo luận buổi

trước. Tuy mất hơi nhiều thời gian hơn các nhóm khác, nhưng trong buổi này hai

nhóm đã làm việc tích cực để tìm ra những nguyên nhân làm bộ thí nghiệm không

hoạt động. Dưới sự hướng dẫn của GV, nhóm cũng đã thảo luận để tìm ra phương

án làm cho khối chất lỏng chuyển động. So với buổi hai, các thành viên đã có sự tiến

bộ nhất định về năng lực thiết kế các phương án, dự đoán kết quả. Hai nhóm làm

việc độc lập hơn và không phụ thuộc nhiều vào GV.

Nhóm 7 và 8. Bài tàu biển

Trong quá trình thực hiện công việc ở nhà, hai nhóm cũng đã cơ bản hoàn

thành những bộ phận của thí nghiệm theo những gì thảo luận ở buổi hai, chỉ có một

số điểm thay đổi nhỏ. Thông qua phỏng vấn và biên bản hoạt động nhóm, GV ghi

nhận lại quá trình từ chuẩn bị dụng cụ đến chế tạo, lắp ráp thí nghiệm như sau:

109

Nhóm 7 Nhóm 8

Hình 3.17. Các dụng cụ chuẩn bị thí Hình 3.19. Các dụng cụ chuẩn bị thí

nghiệm tàu biển của nhóm 7 nghiệm tàu biển của nhóm 8

Hình 3.20. Tàu biển của nhóm 8 Hình 3.18. Tàu biển của nhóm 7

(chưa hoạt động) (chưa hoạt động)

Vũ tạo một lỗ trống hình chữ nhật khá Giàu dùng một chai nhựa làm thân tàu,

rộng trên thân tàu, cắt hai lá kim loại từ tạo một lỗ trống rộng 5cm  7cm để chứa

vỏ lon dán vào thân tàu. dụng cụ.

Lan cắt dây dẫn, nối khóa và đèn led Vy cắt hai lá kim loại từ vỏ lon sữa dán

vào mạch. vào thân tàu bằng keo nến.

An nối hai đầu dây với hai lá kim loại, Giàu cắt hai dây dẫn, lắp đèn và khóa vào

hai đầu còn lại nối với pin thông qua đế giữa hai đoạn dây.

đỡ. Trâm nối hai đầu dây với pin, hai đầu còn

Nhóm cũng đã tiến hành thử nghiệm ở lại nối với lá kim loại.

nhà trên mặt hồ nước rộng, giống như Thư pha nước muối vào thau.

nhóm 7, đèn vẫn sáng nhưng tàu không Sau khi hoàn thành nhóm cũng đã tiến

chạy. hành thử nghiệm ở nhà, mặc dù đèn sáng

nhưng tàu không chạy.

110

Trước khi tìm nguyên nhân, GV yêu cầu các nhóm thử nghiệm lại lần nữa với

hồ nước của trường.

Nhóm 7 Nhóm 8

Trâm đặt các nam châm vào bên trong An đặt nam châm vào trong tàu. Vũ đặt

tàu. Giàu đặt tàu lên mặt hồ, bật công tắc. tàu lên mặt hồ, bật công tắc.

Kết quả: tàu không chuyển động. Kết quả: tàu không chuyển động.

GV theo dõi HS hai nhóm thảo luận tìm ra nguyên nhân:

Nhóm 7 Nhóm 8

Nhóm 7 thảo luận, tàu không Thông qua thảo luận nhóm tìm ra các nguyên

chuyển động có thể do các nhân sau:

nguyên nhân sau : - Khối lượng tàu lớn mà lực từ lại yếu nên không

- Mạch lắp không đúng. Sau đẩy được tàu. Nhóm đề xuất các phương án giảm

khi thảo luận nhóm bác bỏ lý khối lượng :

do này bởi vì dù tàu không + Thay đổi lá kim loại cả về kích thước lẫn bản

chạy nhưng đèn vẫn sáng, chất. Lá kim loại cắt từ vỏ lon sữa nặng bởi vì có

điều đó chứng tỏ mạch lắp pha sắt và sẽ làm tàu khó chuyển động, nhóm đề

đúng. nghị thay bằng lá kim loại cắt từ vỏ lon bia sẽ nhẹ

- Lực từ yếu. Nhóm thảo luận hơn.

để tìm cách tăng lực từ : - Do lực từ yếu nên không đẩy được tàu. Nhóm

+ Thay nguồn mạnh. Dưới sự thảo luận để tìm cách tăng lực từ:

gợi ý của GV, nhóm dùng pin + Tăng cường độ dòng điện bằng cách tăng mật

sạc 14.8V. độ các ion trong môi trường dung dịch. Nhóm

+ Tăng cường độ dòng điện thảo luận thống nhất sẽ chọn phương án dùng thau

bằng cách giảm điện trở làm thí nghiệm (không dùng nước dưới ao hồ như

mạch: bỏ đèn led, thay lá sắt thảo luận trước đó) để dễ dàng pha thêm muối vào

từ vỏ lon sữa bằng lá nhôm nước làm tăng mật độ ion. Dưới sự gợi ý của GV,

nhẹ và có kích thước nhỏ hơn nhóm dùng pin 14.8V để tạo ra lực từ mạnh đẩy

nhiều, đồng thời nó cũng làm được tàu.

giảm đáng kể khối lượng của + Tăng cường độ dòng điện bằng cách giảm điện

111

tàu. trở của mạch: thay lá sắt bằng lá nhôm (đó cũng là

+ Giữ nguyên phương án phương án giảm khối lượng của tàu), bỏ đèn led.

chọn thau làm thí nghiệm để + Tăng từ trường bằng cách ghép nhiều nam châm

dễ dàng pha thêm muối vào 25mm5mm lại hoặc dùng một nam châm mạnh

dung dịch để tăng mật độ hạt kích thước 50mm10mm.

tải điện.

Sau khi thảo luận, GV đề nghị hai nhóm về nhà khắc phục nhược điểm của bộ

thí nghiệm, tìm cách tăng lực từ và giảm khối lượng tàu theo những gì đã thảo luận

để tàu hoạt động.

Nhận xét chung: Hai nhóm không mấy khó khăn để lắp ráp được con tàu đúng

nguyên tắc. Tuy nhiên hai nhóm gặp khó khăn khi tìm các phương án để tàu hoạt

động bởi vì có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chuyển động của tàu. Nhưng dưới sự

hướng dẫn của GV, nhóm cũng đã thảo luận để tìm ra phương án tối ưu để có thể

làm tàu chuyển động. Trong buổi này, các thành viên đã có sự tiến bộ nhất định về

NLTN, đưa ra được nhiều ý kiến hơn để cải tiến con tàu.

• Cuối buổi 3, GV tiếp tục đưa ra nhiệm vụ tiếp theo khi về nhà cho các nhóm

để chuẩn bị buổi báo cáo. Căn cứ vào những điều ghi nhận trong các phiếu học tập

qua các buổi thảo luận, các nhóm trả lời câu hỏi bài tập trên nền power point, quay

video thí nghiệm gởi cho GV xem trước. Nhóm trưởng phân công cho các thành viên

thực hiện nhiệm vụ mới. GV thông báo thời điểm, địa điểm và nội dung chính của

buổi báo cáo.

Thời điểm: Dự kiến ngày 29.04.2018

Địa điểm: Phòng 120 trường THPT Vĩnh Bình

Nội dung chính của buổi báo cáo gồm:

- Phần 1: Khai mạc.

- Phần 2: Các nhóm trả lời các câu hỏi trong bài tập, giới thiệu sản phẩm, tiến

hành thí nghiệm với sản phẩm của nhóm.

- Phần 3. GV tổng kết buổi báo cáo.

112

Buổi 4. Diễn biến của buổi báo cáo HĐNK

Thời điểm: ngày 29.04.2018.

Địa điểm: Phòng 120 trường THPT Vĩnh Bình.

• Phần 1. Khai mạc

- HS Nguyễn Thị Ngọc Giàu dẫn chương trình, giới thiệu lí do và thành phần

tham dự gồm:

Thầy: Trần Đoàn Lĩnh – Thạc sĩ Vật lí – Phó hiệu trưởng nhà trường.

Thầy: Lý Thanh Toàn – Tố phó tổ Vật lí và Công nghệ.

Cô: Huỳnh Thị Hồng Thi – Giáo viên bộ môn Vật lí, cùng tập thể HS của lớp

11A4 tham dự.

Hình 3.21. HS Nguyễn Thị Ngọc Giàu dẫn chương trình

Hình 3.22. GV khách mời: Thầy Trần Đoàn Lĩnh và thầy Lý Thanh Toàn

Phần 2. Mỗi nhóm cử đại diện lên báo cáo kết quả. Các nhóm khác quan sát,

theo dõi nhóm làm thí nghiệm. GV và HS các nhóm khác có những câu hỏi và góp ý

cải tiến thí nghiệm cho nhóm báo cáo. Cụ thể như sau:

113

• Bài “Động cơ điện”

Nhóm 1. Nhóm 1 cử hai đại diện lên báo cáo đó là Tấn Thành và Hồng Trang.

- Sau khi thuyết trình bằng power point, nhóm tiến hành thí nghiệm.

Hình 3.23. Nhóm 1 tiến hành thí nghiệm về động cơ điện (một khung dây)

- Sau khi tiến hành thí nghiệm, nhóm trả lời được câu hỏi của thầy Lý Thanh

Toàn: Làm thế nào để đổi chiều quay của động cơ? Nhóm tiến hành thí nghiệm đảo

cực nguồn điện để động cơ quay ngược lại.

- Nhóm thực hiện yêu cầu của GV bộ môn về cách chế tạo động cơ điện không

bộ góp. Nhóm cũng tiến hành thí nghiệm thành công về động cơ này.

Hình 3.24. Nhóm 1 tiến hành thí nghiệm về động cơ điện không bộ góp

Nhận xét:

- Nhóm có sự chuẩn bị kỹ lưỡng cho buổi báo cáo. Bộ thí nghiệm khá đẹp và có

sự thay đổi đáng kể về hình thức so với trước đó. Nhóm đã thay đế đỡ tấm bảng xanh

bằng nắp nhựa khá rộng để có thể đặt vừa hai động cơ, giá đỡ cũng thay bằng hai

114

chai nhựa khác được cắt bỏ phần đầu và dán chặt trên nắp nhựa trắng bằng keo nến.

Trục quay bằng chiếc đũa bị gãy nên thay bằng thanh kim loại có đoạn bọc ống hút.

Động cơ họat động rất tốt kể cả động cơ không bộ góp. - Bài trình chiếu bằng power

point đầy đủ, chính xác. Phần trình bày của Tấn Thành khá tự tin.

- Nhóm trả lời được câu hỏi của GV hướng dẫn và GV khách mời.

- Góp ý cải tiến bộ thí nghiệm: nên quấn khung dây trên một chai nhựa sẽ bền

hơn chiếc đũa sẽ dễ bị gãy nếu hoạt động nhiều lần.

Hình 3.25. Động cơ điện của nhóm 1

Nhóm 2. Hào và Tuấn đại diện nhóm lên báo cáo kết quả bằng power point.

Hình 3.26. Cả lớp theo dõi bài power point của nhóm hai

- Tiếp theo, nhóm tiến hành thí nghiệm về động cơ điện (hai khung dây).

115

Hình 3.27. Nhóm hai tiến hành thí nghiệm về động cơ điện (hai khung dây)

- Nhóm trả lời được câu hỏi của thầy Trần Đoàn Lĩnh: Muốn biến động cơ này

thành cái quạt thì làm thế nào? Câu trả lời của Hào: Gắn thêm cánh quạt vào trục

quay.

Hình 3.28. Thầy Trần Đoàn Lĩnh đặt câu hỏi cho nhóm 2 về động cơ điện

Nhận xét:

- Động cơ điện hai khung dây của nhóm chạy rất êm. Bộ thí nghiệm trông đẹp

mắt. So với buổi trước, động cơ điện hôm nay có một số điểm thay đổi nhỏ: hai chai

nhựa làm giá đỡ động cơ được cắt bỏ phần đầu, hai chổi quét được làm từ vỏ lon

nhôm được dán trực tiếp lên bảng con thay vì gắn trên nắp nhựa nhỏ như hôm trước.

- Bài trình chiếu bằng power point đầy đủ, chính xác, giải thích được hiện

tượng, nêu được kết luận, ứng dụng và ưu điểm của thí nghiệm.

- Trả lời được câu hỏi của GV khách mời. Câu trả lời nhanh nhẹn của Minh

116

Hào nhận được sự khen tặng từ phía các GV và bạn bè, chứng tỏ em có sự tìm hiểu

kỹ lưỡng về động cơ điện.

Hình 3.29. Động cơ điện của nhóm 2

- Đặc biệt, nhóm 2 có sự nỗ lực đáng ghi nhận khi trước buổi báo cáo một ngày,

nhóm mới thử nghiệm thành công, mà trước đó nhóm đã thử nghiệm nhiều lần nhưng

động cơ không hoạt động.

• Bài “Chuông điện”

Nhóm 3. Hai đại diện lên báo cáo là Tấn Quý và Thái Châu.

Hình 3.30. Nhóm 3 tiến hành thí nghiệm về chuông điện

- Sau khi trình chiếu bằng power point, nhóm tiến hành thành công thí nghiệm

này.

- Nhóm trả lời được câu hỏi của GV:

+ Cấu tạo chính của chuông điện là gì? Câu trả lời của Quý: Nam châm và

khung dây.

117

+ Tại sao người ta dùng sắt non đế quấn khung dây? Câu trả lời của Quý: Để lõi

sắt non không trở thành nam châm vĩnh cửu. GV giải thích thêm: Khi đó, sắt non mất

từ tính rất nhanh khi dòng điện bị ngắt.

Nhận xét:

- Tuy khả năng thuyết trình chưa hay, nhưng nhóm đã tiến hành thí nghiệm rất

thành công, chuông kêu to hơn so với trong video mà nhóm đã gởi trước đó.

- Bộ thí nghiệm chuông điện trông rất gọn gàng và đẹp mắt. So với buổi ba, bộ

thí nghiệm được lắp thêm vỏ lon làm chuông, ngoài ra còn có đèn led, khi bật công

tắc, chuông hoạt động và đèn led sáng, bộ thí nghiệm trông đẹp hơn. Hơn nữa các

dụng cụ thí nghiệm được sắp xếp một cách hợp lí trên một đế nhựa nhỏ và gọn. s

- Chuông được lắp khá kiên cố, các bộ phận được gắn bằng các đinh ốc nên bền

chặt và có thể sử dụng lâu dài, có giá trị về mặt thời gian.

Hình 3.31. Chuông điện của nhóm 3

- Bài trình chiếu bằng power point đầy đủ, chính xác. Nhóm trả lời được các câu

hỏi của bài tập, giải thích được hiện tượng, nêu được kết luận và ứng dụng của thí

nghiệm.

- Trong quá trình tham gia HĐNK, nhóm 3, đặc biệt là Quý, luôn nhiệt tình hết

mình với thí nghiệm. Ở các em luôn có sự đam mê, thích thú với những bộ thí nghiệm

do nhóm tạo ra và cả các bộ thí nghiệm của các nhóm khác. Chính vì có sự yêu thích

đó, nên trong buổi báo cáo, Quý cùng nhóm đã hoàn thành tốt nhiệm vụ đặt ra.

Nhóm 4. Hai đại diện là Tuấn Kiệt và Huyền Diệu lên báo cáo.

118

Hình 3.32. Nhóm 4 mô tả cấu tạo của chuông điện

- Sau khi trình chiếu bằng power point, nhóm tiến hành thành công thí nghiệm này.

Nhận xét:

- So với buổi ba, bộ thí nghiệm hôm nay có gắn thêm bốn chân đỡ làm từ đầu

của các chai nhựa, mặt phẳng đỡ cũng được lắp đầy bằng các que kem. Bộ thí

nghiệm trông khá đẹp mắt và hoạt động rất tốt. Nhóm rất tỉ mỉ khi dán các que kem

lại để tạo nên mặt phẳng đỡ cho chuông. Do được thiết kế chủ yếu nhờ vào các que

kem nên bộ thí nghiệm khá nhẹ nhàng, tuy nhiên độ bền không cao.

Hình 3.33. Chuông điện của nhóm 4

- Khả năng thuyết trình của nhóm, cụ thể là Kiệt, hấp dẫn và tự tin hơn so với

các nhóm đầu. Nhóm giới thiệu các chi tiết của chuông một cách tỉ mỉ và không phụ

thuộc nhiều vào bài power point.

- Góp ý cải tiến: nhóm nên lắp thêm khóa K và đèn cho chuông.

119

• Bài “Động cơ Faraday”

Nhóm 5. Nhật Vũ, Hồng Yến và Ngọc Diệp cùng lên báo cáo bài thí nghiệm.

- Sau khi trình chiếu bằng power point, nhóm tiến hành thí nghiệm.

Hình 3.34. Nhóm 5 tiến hành thí nghiệm về động cơ Faraday

Hình 3.35. Nhóm 5 khắc phục sai sót của bộ thí nghiệm

Hình 3.36. Động cơ Faraday của nhóm 5

- Nhóm trả lời được câu hỏi của GV: Làm thế nào để thanh đồng đứng yên còn

120

nước thì chuyển động quay? Câu trả lời: Cố định thanh đồng trên nam châm bằng

đinh ốc. Nhóm cũng tiến hành và thành công với thí nghiệm này.

Hình 3.37. Thí nghiệm khối chất lỏng chuyển động trong từ trường của nhóm 5

Nhận xét:

- Bộ thí nghiệm trông gọn gàng, khá đơn giản và có nhiều điểm thay đổi so với

trước: chai nhựa làm giá đỡ được thay mới, thay thanh nhôm nằm ngang bằng thanh

đồng, móc treo làm từ dây đồng 0.4 mm thay cho móc nhôm. Những điểm thay đổi

này hợp lí và khả thi.

- Tuy gặp một chút khó khăn khi tiến hành thí nghiệm, mất một ít thời gian để

điều chỉnh nhưng cuối cùng thì động cơ cũng hoạt động. Cả nhóm đã rất nỗ lực để

tìm ra nguyên nhân và điều chỉnh kịp thời. Nhóm cũng đã hoàn thành việc giải thích

được hiện tượng và nêu kết luận. Nhóm chưa tìm được cách bảo vệ nam châm trong

nước muối.

- Bài trình chiếu bằng power point đầy đủ, chính xác. Nhóm trả lời được các

câu hỏi trong đề bài.

Nhóm 6. Quốc Đạt, Huỳnh Như báo cáo kết quả.

Hình 3.38. Nhóm 6 làm thí nghiệm về động cơ Faraday

121

Hình 3.39. Động cơ Faraday của nhóm 6

Nhận xét:

- Bộ thí nghiệm chuẩn bị còn sơ sài, nên có nắp đậy cho hai chai nhựa.

- Nhóm chưa có sự chuẩn bị tốt nên tiến hành thí nghiệm không thành công

mặc dù trước đó, trong video gởi cho GV, động cơ hoạt động. Nhóm cũng cố gắng

khắc phục sai sót nhưng động cơ vẫn không hoạt động

- Bài trình bày power point của nhóm tương đối tốt.

Góp ý:

- Móc treo đã bị rỉ sét nên không dẫn điện, trước buổi báo cáo nhóm nên làm

sạch các móc treo để động cơ hoạt động.

- Giống như nhóm 5, nhóm 6 cũng chưa tìm ra cách bảo vệ nam châm trong

lòng chất lỏng.

Bài “Tàu biển Yamato”

Nhóm 7. Ngọc Giàu và Khánh Vy đại diện nhóm lên báo cáo kết quả.

Hình 3.40. Nhóm 7 báo cáo về tàu biển

122

- Nhóm tiến hành thí nghiệm với phao nước được đặt bên ngoài phòng học.

Hiện tượng quan sát khá rõ mặc dù tàu chạy chưa nhanh.

Hình 3.41. Tàu biển của nhóm 7

- Nhóm trả lời được câu hỏi của GV: Làm thế nào để tàu chạy nhanh hơn? Câu

trả lời của Ngọc Giàu: Giảm khối lượng tàu và tăng lực từ.

Hình 3.42. GV đặt câu hỏi cho nhóm 7

Nhận xét:

- Bộ thí nghiệm khá đẹp và có sự thay đổi theo những gì đã thảo luận ở buổi ba:

bỏ đèn led, thay lá kim loại kích thước lớn bằng lá nhôm nhỏ và nhẹ được dán hai

bên thân tàu bằng băng dính. Tàu có gắn thêm lá cờ.

- Để lực từ mạnh, nhóm sử dụng pin 14.8 V và nam châm tròn mạnh kích thước

50mm10mm (do GV cung cấp), cả hai dụng cụ này đều có kích thước và khối

lượng lớn, vì thế để tàu chạy nhanh hơn nhóm nên chủ động thay bằng chai nhựa

khác nhỏ hơn để làm thân tàu. Trong phần trả lời câu hỏi của GV, nhóm đã trả lời

123

được là cần giảm khối lượng tàu nhưng không vận dụng được cụ thể trong trường

hợp này.

- Nhóm có sự chuẩn bị khá chu đáo khi mượn được phao nước có kích thước

khá rộng để dễ quan sát chuyển động của tàu.

- Bài trình chiếu bằng power point đầy đủ, rõ ràng.

Nhóm 8. Nhất Vũ và Duy Lan đại diện nhóm báo cáo kết quả.

Hình 3.43. Nhóm 8 báo cáo về tàu biển

- Tương tự như nhóm 7, nhóm 8 cũng tiến hành thí nghiệm với phao nước được

đặt bên ngoài phòng học. Tàu chạy khá nhanh.

Hình 3.44. Tàu biển của nhóm 8

- Nhóm trả lời được câu hỏi của GV: Làm thế nào để tăng lực từ làm tàu chạy

nhanh hơn? Câu trả lời của nhóm: Tăng cường độ dòng điện bằng cách thay nguồn

mạnh và pha thêm muối vào dung dịch.

124

Nhận xét:

- Giống như nhóm 7, bộ thí nghiệm của nhóm 8 đã thay đổi như đã thảo luận:

tháo đèn led, thay lá kim loại kích thước lớn bằng lá nhôm nhỏ và nhẹ. Bộ thí

nghiệm trông đẹp mắt, nhóm 8 tạo ra thân tàu từ chai nhựa có chiều dài vừa vặn, đủ

để nam châm và pin, vì thế tàu chạy khá nhanh, hiện tượng quan sát khá rõ.

- Nhóm 8 cũng có sự chuẩn bị khá chu đáo khi cùng với nhóm 7 mượn được

phao nước. Mặc dù hơi khó khăn trong việc vận chuyển phao do kích thước phao khá

lớn và cồng kềnh, nhưng nhóm 8 và nhóm 7 vẫn cố gắng chở phao đi bơm hơi, rồi

đem vào khuôn viên trường, đổ nước, pha muối vào để tiến hành thí nghiệm.

Phần 3. GV tổng kết buổi báo cáo.

Nhận xét chung buổi báo cáo: Đa số các em có sự chuẩn bị cẩn thận nên buổi

báo cáo tổng kết diễn ra đạt kết quả khá tốt. Mặc dù khả năng thuyết trình của các

em chưa hay nhưng nội dung chính là về thí nghiệm thì các em đã làm tốt. Các bộ thí

nghiệm được lắp sẵn nên việc còn lại các em chỉ tiến hành thí nghiệm nên khá đơn

giản. Tuy nhiên nếu không có sự chuẩn bị tốt thì sẽ khó ra được hiện tượng. Có

những nhóm thường xuyên thử nghiệm khi ở nhà hoặc tại trường lúc ngoài giờ lên

lớp, ví dụ như nhóm 5, sẽ có nhiều kinh nghiệm và có thể tự khắc phục lỗi khi bộ thí

nghiệm không hoạt động. Ngược lại, có nhóm chủ quan, nhóm 6, dù trước đó đã làm

ra hiện tượng nhưng không thử nghiệm nhiều lần nên trong buổi báo cáo, động cơ

không hoạt động và các em cũng không tìm được nguyên nhân và cách khắc phục.

Nhưng nhìn chung, hầu hết các em đã rất cố gắng và hoàn thành tốt nhiệm vụ của

mình. Trong buổi này, các nhóm đã có sự tiến bộ đáng kể về NLTN, đặc biệt ở các

nội dung tiến hành thí nghiệm, quan sát, khắc phục sai hỏng thông thường.

3.7. Xử lý kết quả thực nghiệm

3.7.1. Kết quả đánh giá bài kiểm tra

Căn cứ vào các tiêu chí đặt ra, căn cứ vào mức độ đạt được của mỗi tiêu chí

thông qua rubric đã xây dựng (phụ lục 5), căn cứ vào đáp án và thang điểm của bài

kiểm tra (phụ lục 3 và phụ lục 4), chúng tôi tiến hành chấm điểm bài TK và HK cho

từng nhóm HS.

125

Bảng 3.3. Phân tích kết quả bài tiền kiểm của nhóm 4 (lớp ĐC)

Chỉ số hành vi Mức độ

Tìm cơ sở lý Mức 0 (0 điểm). HS không xác định được cơ sở lý thuyết.

thuyết

Xác định các Mức 2 (2 điểm). HS xác định dụng cụ cho thí nghiệm như pin,

dụng cụ cần sử đèn, kim nam châm, khóa, nhưng chưa đưa ra dây nối, giá đỡ.

dụng Mặt khác có những dụng cụ không cần thiết như đèn, nếu mắc

vào mạch sẽ làm điện trở mạch tăng lên.

Vẽ được sơ đồ Mức 2 (2 điểm). Với các dụng cụ đã chọn, HS vẽ đúng sơ đồ

thí nghiệm mạch điện kín nhưng đặt vị trí nam châm chưa hợp lí.

Hình 3.45. Sơ đồ thí nghiệm kiểm tra từ tính của dòng điện

(lớp ĐC)

Tiến hành thí Mức 1(1 điểm). Do kim nam châm nằm đặt giữa bảng điện và

nghiệm không gần một đoạn dây nào, do bộ thí nghiệm có những dụng

cụ thừa, không cần thiết như đèn dây tóc, quá nhiều dây nối nên

không thấy được hiện tượng.

Hình 3.46. Nhóm 4 (lớp ĐC) làm thí nghiệm phát hiện từ tính

của dòng điện.

126

Hình 3.47. Bộ thí nghiệm phát hiện từ tính của dòng điện của

nhóm 4 (lớp ĐC)

Giải thích kết Mức 3 (3 điểm). Căn cứ vào những lý thuyết đã học trên lớp, HS

quả đoán được kết quả và giải thích được hiện tượng đó là: kim nam

châm bị quay là do nó chịu tác dụng lực, lực này xuất phát từ từ

trường xung quanh dòng điện.

Kết quả của nhóm 4 (lớp ĐC) là 1.6.

Bảng 3.4. Phân tích kết quả bài hậu kiểm của nhóm 2 (lớp TN)

Chỉ số hành vi Mức độ

Tìm cơ sở lý Mức 2 (2 điểm). Nêu được cơ sở lý thuyết là căn cứ vào lực

thuyết từ tác dụng lên dòng điện đặt trong từ trường.

Xác định các Mức 3 (3 điểm). Xác định được đầy đủ dụng cụ cần thiết cho

dụng cụ cần sử thí nghiệm như nguồn 9V, 2 dây dẫn mềm dài 30 cm, 3 thanh

dụng đồng 2 mm, bảng con, keo dính.

Vẽ được sơ đồ thí Mức 3 (3 điểm). Vẽ được sơ đồ thí nghiệm trong trường hợp

nghiệm hai dòng điện song song ngược chiều, và hai dòng điện chạy

cùng chiều.

Hình 3.48. Sơ đồ thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song

(nhóm 2 - lớp TN)

127

Tiến hành thí Mức 2 (2 điểm). Tiến hành thí nghiệm thành công trường hợp

nghiệm hai dòng điện chạy cùng chiều. Khi làm trường hợp còn lại,

dây dẫn bị hỏng nên chưa nhìn rõ hiện tượng.

Hình 3.49. Bộ thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện

thẳng song song của nhóm 2 (lớp TN).

Hình 3.50. Nhóm 2 lớp TN tiến hành thí nghiệm tương tác

giữa hai dòng điện thẳng

Giải thích thí Mức 2 (2 điểm). Giải thích được chiều của lực tương tác nhờ

nghiệm vào quy tắc bàn tay trái và vận dụng đúng trong hai trường

hợp lực hút và lực đẩy nhưng chưa nêu được dòng điện thứ

nhất đặt trong từ trường của dòng điện thứ hai sẽ chịu tác

dụng của lực từ và ngược lại

Kết quả của nhóm 2 (nhóm TN) là 2.4.

• Nhận xét chung bài TK của hai lớp TN và ĐC

Về cơ sở lý thuyết: đa số các nhóm HS ở cả hai lớp TN và ĐC đều không tìm

được cơ sở lý thuyêt. Các nhóm chưa biết bộ thí nghiệm sẽ chế tạo dựa trên nguyên

128

tắc Vật lí nào.

Về các dụng cụ cần sử dụng: do có một số kiến thức khi học trong giờ nội khóa

nên các nhóm cả hai lớp xác định được các dụng cụ cần thiết như kim nam châm,

nguồn, dây dẫn điện, nhưng lại có thêm nhiều dụng cụ không cần thiết như biến trở,

đèn, vôn kế, ampe kế. Nguyên nhân là do các em bị ảnh hưởng bởi bài thực hành

“Đo suất điện động và điện trở trong của nguồn điện” đã làm ở học kì 1.

Về việc vẽ sơ đồ: có nhóm HS vẽ được sơ đồ mạch điện kín (nhóm 4 lớp ĐC và

nhóm 2 lớp TN) có nguồn, kim nam châm, có nhóm chỉ vẽ được một đoạn mạch điện

và đặt kim nam châm bên cạnh. Các nhóm còn lại sơ đồ có sử dụng ampe kế, vôn kế,

biến trở được đưa vào mạch nhưng mắc không đúng.

Về tiến hành thí nghiệm: chỉ có một bộ thí nghiệm của nhóm 4 lớp ĐC và một

bộ dành cho nhóm 2 của lớp TN. Cả hai nhóm này tự tiến hành thí nghiệm nhưng

không thấy được hiện tượng. Dưới sự hướng dẫn của GV, nhóm 2 lớp TN tiến hành

được thí nghiệm, hiện tượng khá rõ. Các nhóm còn lại không có sản phẩm và không

tiến hành được thí nghiệm.

Về giải thích thí nghiệm: mặc dù không tiến hành được thí nghiệm vì không tạo

ra được dụng cụ nhưng do các em có một số kiến thức khi học trong giờ nội khóa

nên hầu hết các nhóm cũng dự đoán được kết quả và giải thích được thí nghiệm.

• Nhận xét bài HK

Đối với lớp ĐC:

Về cơ sở lý thuyết: đa số các nhóm HS lớp ĐC chưa tìm được cơ sở lý thuyết

cho bộ thí nghiệm.

Về các dụng cụ cần sử dụng: các nhóm đưa ra được dụng cụ cần thiết đó là dây

dẫn điện, nguồn điện nhưng không nói rõ dây loại nào, có hay không có vỏ bọc,

nguồn loại nào. Mặt khác các nhóm còn nêu những dụng cụ không cần thiết như đèn,

ampe kế. Tất cả các nhóm đều không đưa ra được giá đỡ.

Về việc vẽ sơ đồ: do ảnh hưởng bởi sách giáo khoa Vật lí 11, hầu hết các nhóm

vẽ sơ đồ hai đoạn mạch mang hai dòng điện chạy cùng chiều và hai đoạn mạch mang

hai dòng điện chạy ngược chiều nhưng chưa thể hiện được các cực âm dương của

đoạn mạch. Chỉ có một nhóm (nhóm 3) vẽ được sơ đồ mạch kín có nguồn và mô tả

129

được chiều của dòng điện trong hai trường hợp, nhưng nhóm này cũng chưa vẽ được

các dụng cụ nào làm giá đỡ cho bộ thí nghiệm.

Về tiến hành thí nghiệm: tất cả các nhóm đều không chế tạo được bộ thí

nghiệm nên không tiến hành được thí nghiệm.

Về giải thích thí nghiệm: dù không tiến hành được thí nghiệm nhưng hầu hết

các nhóm nêu được hiện tượng là hai dòng điện cùng chiều hút nhau, ngược chiều

đẩy nhau. Tuy nhiên các nhóm chỉ giải thích được một phần thí nghiệm đó là chiều

của lực tương tác được xác định bằng quy tắc bàn tay trái.

Đối với lớp TN

Về cơ sở lý thuyết: đa số các nhóm HS lớp TN nêu được cơ sở lý thuyết nhưng

chưa đầy đủ. Có nhóm nêu được cơ sở lý thuyết là chiều lực từ xác định theo quy tắc

bàn tay trái, một số nhóm khác nêu được: lực từ tác dụng lên dòng điện đặt trong từ

trường.

Về các dụng cụ cần sử dụng: hầu hết các nhóm đưa ra được các dụng cụ cần

thiết như nguồn 9V hoặc 12V, dây dẫn mềm không vỏ bọc hoặc dây đồng 0.4 mm.

Các nhóm đưa ra được các dụng cụ làm giá đỡ cho bộ thí nghiệm như bảng, chai

nhựa.

Về việc vẽ sơ đồ: đa số các nhóm đều vẽ được sơ đồ. Nhóm 1 và 2 vẽ mạch kín

có hai dòng điện thẳng song song nối với một nguồn điện, các đoạn dây đẫn được vẽ

rõ ràng, liền mạch trên các giá đỡ là bảng (nhóm 2) và khung gỗ (nhóm 1) và thể

hiện được cả hai trường hợp cùng chiều và ngược chiều. Nhóm 3 sử dụng chai nhựa

để làm giá đỡ cho hai đoạn mạch song song. Nhóm 4 thể hiện ý tưởng hai đoạn dây

của hai khung dây hình chữ nhật đặt gần nhau trên bảng con, tuy nhiên chưa thể hiện

được chiều dòng điện, mạch điện chưa liền lạc, hai đầu dây của hai khung dây chưa

được nối với nhau.

Về tiến hành thí nghiệm: có bốn bộ thí nghiệm dành cho bốn nhóm. Nhóm 1

tiến hành thành công thí nghiệm này, nhóm 2 hiện tượng diễn ra rõ đối với trường

hợp hai dòng điện chạy cùng chiều, trường hợp hai dòng điện ngược chiều, nhóm

mắc mạch đúng theo sơ đồ nhưng sau đó dây dẫn bị hỏng nên không quan sát được

hiện tượng. Nhóm 3 làm thí nghiệm với hai nguồn điện dưới sự hướng dẫn của GV.

130

Đối với nhóm 4, khi lắp ráp mạch nhóm đã khắc phục sự không liền lạc của mạch

điện như trên sơ đồ hình vẽ, nhóm tiến hành được thí nghiệm này, tuy nhiên hiện

tượng chỉ quan sát khá rõ ở khoảng cách gần, không thấy rõ ở khoảng cách xa do lực

từ chưa đủ mạnh.

Về giải thích thí nghiệm: Giống như lớp ĐC, hầu hết các nhóm của lớp TN nêu

được hiện tượng là hai dòng điện cùng chiều hút nhau, ngược chiều đẩy nhau. Đa số

các nhóm cũng giải thích được một phần thí nghiệm đó là chiều của lực tương tác

được xác định bằng quy tắc bàn tay trái. Ở lớp TN, có nhóm vận dụng đúng quy tắc

bàn tay trái (nhóm 2) và thể hiện bằng hình vẽ. Tuy nhiên cả hai nhóm đều chưa nêu

được do dòng điện thứ nhất nằm trong từ trường của dòng điện thứ hai (và ngược lại)

nên chịu tác dụng của lực từ.

Nhận xét chung: Ở bài HK các HS lớp TN biết chủ động trong việc lựa chọn

các dụng cụ, chỉ rõ nguồn và dây dẫn cụ thể, biết sử dụng giá đỡ. Ngoài ra, lớp TN

cũng thiết kế được một số mô hình khả thi, các bản vẽ thể hiện được ý tưởng bộ thí

nghiệm mặc dù có nhóm thể hiện chưa rõ ràng. Có nhiều bộ thí nghiệm hơn so với

bài TK để tiến hành thí nghiệm. Mặc dù tiến hành thí nghiệm chưa hoàn thiện ở tất

cả các nhóm nhưng nhìn chung các nhóm cũng cải thiện đáng kể so với bài TK. Về

cơ sở lý thuyết và giải thích thí nghiệm, lớp TN cũng khá hơn phần nào so với lớp

ĐC.

Lớp ĐC làm bài HK không khác gì nhiều so với bài TK, các nhóm không đưa

ra được những dụng cụ cụ thể mà chỉ nêu chung chung. Về mặt lý thuyết có nhóm

HS lớp ĐC vẽ được sơ đồ đúng nguyên tắc nhưng thực tế lại không thể tiến hành lắp

ráp được bộ thí nghiệm này.

Sau đó, căn cứ vào các phiếu đánh giá đồng đẳng (phụ lục 2), chúng tôi tính hệ

số đồng đẳng và thu được kết quả điểm năng lực của cá nhân liệt kê ở bảng 3.5 và

3.6.

131

Bảng 3.5. Điểm năng lực của lớp ĐC

Tên HS

Số thứ tự 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Phúc Bảo An Bình Hồng Cúc Kiều Diễm Khánh Du Thúy Duy Thu Dung Ngân Hà Cẩm Hương Ngọc Hân Thanh Huyền Vĩnh Khoa Tuấn Kiệt Kim Ngân Thanh Nhàn Yến Nhi Huỳnh Như Kim Phụng Hồng Thắm Bích Thảo Minh Thảo Thu Thảo Ngọc Thọ Minh Thông Cẩm Tiên Ngọc Trăm Ngọc Trinh Thanh Trúc Cẩm Tú Phương Uyên Hoàng Vũ Lệ Xuân Điểm TK 0.6 1.0 0.2 0.6 0.6 1.2 1.4 0.2 0.8 0.6 0.2 0.8 0.2 0.6 0.0 1.2 0.8 0.8 1.4 0.4 1.2 1.0 1.6 0.6 0.8 1.0 0.4 0.8 0.6 0.4 1.0 0.4 Điểm HK 0.4 1.0 0.8 1.0 0.6 1.2 1.4 0.4 0.8 1.0 0.8 1.0 0.2 1.0 0.4 0.8 1.0 0.6 1.6 0.8 1.2 0.8 1.6 0.4 0.6 1.2 0.2 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6

132

Bảng 3.6. Điểm năng lực của lớp TN

Số thứ tự 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Tên HS Khánh An Thái Châu Ngọc Diệp Huyền Diệu Thùy Dung Quốc Đạt Ngọc Giàu Hoàng Huy Minh Hào Ngọc Hân Hữu Khiêm Tuấn Kiệt Thanh Lan Duy Lan Huỳnh Như Tâm Như Hồng Trang Tấn Quý Minh Qúi Nhật Quang Thanh Thanh Anh Thư Minh Thư Tấn Thành Cẩm Thúy Phương Trâm Quế Trâm Anh Tuấn Khánh Vy Nhất Vũ Nhật Vũ Hồng Yến Điểm TK 1.0 0.2 1.2 0.8 1.0 0.8 1.2 0.6 1.4 0.6 0.8 1.4 0.6 0.6 0.2 0.6 0.4 1.8 0.4 0.4 1.0 0.8 0.4 1.2 0.2 0.4 0.4 0.8 1.2 1.0 0.8 0.8 Điểm HK 1.2 0.6 1.4 1.0 1.6 1.2 1.8 1.0 2.4 0.8 1.4 2.0 1.0 1.0 0.4 1.2 0.8 2.4 0.8 0.6 1.2 1.0 0.6 2.2 0.4 0.6 0.4 1.2 1.6 1.8 1.6 1.4

133

3.7.2. Xử lí kết quả thực nghiệm

3.7.2.1. Trước thực nghiệm

Bảng 3.7. Bảng phân phối tần số và tần suất kết quả đánh giá NLTN của HS

trước TN

Lớp TN Lớp ĐC Điểm Tần số Tần suất (%) Tần số Tần suất (%)

0 0 0 1 3.1

0.2 3 9.4 4 12.5

0.4 6 18.8 4 12.5

0.6 5 15.6 7 21.9

0.8 7 21.9 6 18.8

1.0 4 12.5 4 12.5

1.2 4 12.5 3 9.4

1.4 2 6.3 2 6.3

1.6 0 0 1 3.1

1.8 1 3.1 0 0

Hình 3.51. Biểu đồ phân bố tần số điểm TK của hai lớp TN và ĐC

134

Hình 3.52. Biểu đồ phân bố tần suất điểm TK của hai lớp TN và ĐC

Bảng 3.8. Bảng phân phối tần suất lũy tích đánh giá NLTN trước TN

Tần suất lũy tích (%)

Lớp 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

TN 0 9.4 28.2 43.8 65.7 78.2 90.7 97 97 100 100

ĐC 3.1 15.6 28.1 50.0 68.8 81.3 90.7 97 100 100 100

Hình 3.53. Đồ thị đường lũy tích kết quả đánh giá NLTN trước TN

của hai lớp TN và ĐC

Bảng 3.9. Bảng xếp loại NLTN của HS trước TN

Phân loại Lớp Số

HS Mức 0 Mức 1 Mức 2 Mức 3

32 TN 14 43.8 % 17 53.1% 1 3.1% 0 0

32 ĐC 16 50 % 15 46.9 % 1 3.1% 0 0

135

Hình 3.54. Biểu đồ xếp loại NLTN của HS hai lớp trước TN

3.7.2.2. Sau thực nghiệm

Bảng 3.10. Thống kê tần số và tần suất điểm HK

Lớp TN Lớp ĐC Điểm Tần số Tần suất (%) Tần số Tần suất (%)

0 0 0 0 0

0.2 0 0 6.3 2

0.4 2 9.4 12.5 4

0.6 4 12.5 21.9 7

0.8 3 9.4 21.9 7

1 5 15.6 18.8 6

1.2 5 15.6 9.4 3

1.4 3 9.4 3.1 1

1.6 3 9.4 6.3 2

1.8 2 6.3 0 0

2 1 3.1 0 0

2.2 1 3.1 0 0

2.4 2 6.3 0 0

2.6 0 0 0 0

136

Hình 3.55. Biểu đồ phân bố tần số điểm HK của hai lớp TN và ĐC

Hình 3.56. Biểu đồ phân bố tần suất điểm HK của hai lớp TN và ĐC

Bảng 3.11. Bảng phân phối tần suất lũy tích đánh giá NLTN sau TN

Tần suất lũy tích (%)

Điểm

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8

Lớp TN 0 0 9.4 21.9 31.3 46.9 62.5 71.9 81.3 87.6 90.7 93.8 100 100 100

Lớp ĐC 0 6.3 18.8 40.7 62.6 81.4 90.8 93.9 100 100 100 100 100 100 100

3.0

100

137

Hình 3.57. Đồ thị đường lũy tích kết quả đánh giá NLTN của hai lớp sau TN

Bảng 3.12. Xếp loại NLTN của HS sau TN

Phân loại Lớp Số

HS Mức 0 Mức 1 Mức 2 Mức 3

TN 32 7 21.9 % 16 50 % 6 18.8 % 2 6.3 %

ĐC 32 13 40.6 % 17 53.1 % 2 6.3% 0 0

Hình 3.58. Biểu đồ xếp loại NLTN của HS hai lớp sau TN

3.7.3. Mô tả, so sánh và nhận xét kết quả thực nghiệm

Chúng tôi sử dụng phần mềm R để tính toán các tham số thống kê cho kết quả

TN của hai lớp TN và ĐC.

138

Bảng 3.13. Mô tả thống kê kết quả TN hai lớp TN và ĐC

Trước TN Sau TN

Nội dung Lớp TN Lớp ĐC Lớp TN Lớp ĐC

Trung vị 0.8 0.7 1.2 0.8

Giá trị trung bình 0.78125 0.73125 1.20625 0.81250

Độ lệch chuẩn 0.3913892 0.3954887 0.5645081 0.358986

1.1 Mức độ ảnh hưởng

(ES)

Giá trị p của phép 0.613 0.001596

kiểm định t-test

độc lập

Giá trị p của phép Lớp TN Lớp ĐC

kiểm định t-test 0.0009284 0.3928

phụ thuộc

Nhận xét kết quả TN:

• Trước TN

- Từ biểu đồ phân bố tần số điểm (hình 3.51), chúng tôi thấy tỉ lệ phần trăm ở

các điểm 1 trở lên của hai lớp đều rất thấp, chủ yếu phân bố cao ở khoảng 0.2 đến

0.8. Đường phân bố tần suất điểm (hình 3.52) và đường lũy tích (hình 3.53) của hai

lớp gần như trùng nhau. Ở biểu đồ xếp loại NLTN (hình 3.54), chúng tôi cũng nhận

thấy có sự tương đương về số lượng HS đạt các mức NLTN ở hai lớp đều chiếm số

lượng cao ở các mức thấp.

- Ở bảng 3.13, chúng tôi thấy điểm nằm ở vị trí giữa của hai lớp có sự chênh

lệch khá nhỏ, lớp TN là 0.8, lớp ĐC là 0.7. Về độ lệch chuẩn, lớp TN có độ lệch

chuẩn là 0.3913892, lớp ĐC là 0.3954887, điều này cho thấy độ phân tán phổ điểm

lớp TN và ĐC gần như giống nhau. Về giá trị trung bình, lớp TN là 0.78125, lớp ĐC

là 0.73125. Để biết được điểm trung bình của hai lớp khác nhau có ý nghĩa về mặt

thống kê hay không, chúng tôi dùng phép kiểm định t-test hai mẫu độc lập với mức

139

có ý nghĩa 5%. Trước khi TN, chúng tôi đặt giả thiết:

Giả thiết H0: điểm trung bình của hai lớp khác nhau không có ý nghĩa về mặt

thống kê.

Giả thiết H1: điểm trung bình của hai lớp khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê.

Chúng tôi tính giá trị xác suất xảy ra p = 0.613 > 5% nên chấp nhận H0 và bác

bỏ H1, điều đó có nghĩa sự khác biệt về điểm trung bình của hai lớp không có ý nghĩa

về mặt thống kê.

Như vậy, qua tất cả các số liệu trên cho thấy trước khi tiến hành TNSP, NLTN

của hai lớp TN và ĐC là tương đồng.

• Sau TN

Từ hai biểu đồ về phân bố tần số và tần suất điểm HK (hình 3.55 và hình 3.56),

chúng tôi nhận thấy có sự khác biệt rõ về phổ điểm của hai lớp TN và ĐC. Lớp TN

có số lượng HS đạt điểm từ 1 trở lên cao hơn so với lớp ĐC, lớp ĐC có điểm phân

bố nhiều ở phổ điểm từ điểm 1 trở xuống. Đường tần suất lũy tích (hình 3.57) của hai

lớp cũng có sự khác biệt rõ. Đường lũy tích của lớp TN nằm bên dưới và lệch về bên

phải nhiều hơn so với lớp ĐC, điều đó cho thấy điểm của lớp TN nằm ở mức cao hơn

lớp ĐC. Đối với biểu đồ xếp loại NLTN (hình 3.58), chúng tôi cũng nhận thấy lớp

TN có sự chuyển biến về NLTN, có nhiều hơn HS đạt mức khá và cao, mặc dù

NLTN ở mức trung bình vẫn còn nhiều, chiếm phân nửa số HS tham gia HĐNK

nhưng số lượng HS có NLTN thấp đã giảm so với trước TN. Giống như bài TK,

trong bài HK, hầu hết HS ở lớp ĐC có NLTN ở mức trung bình và thấp.

- Ở bảng 3.13, chúng tôi thấy điểm nằm ở vị trí giữa của lớp TN là 1.2 cao hơn

lớp ĐC là 0.8. Về độ lệch chuẩn, chúng tôi thấy độ lệch chuẩn của lớp TN lớn hơn

độ lệch chuẩn của lớp ĐC, điều này cho thấy độ phân tán phổ điểm so với giá trị

trung bình của lớp TN là cao hơn so với lớp ĐC. Về giá trị trung bình, lớp TN là

1.20625 lớp ĐC là 0.81250. Để biết được điểm trung bình của hai lớp khác nhau có ý

nghĩa về mặt thống kê hay không, chúng tôi dùng phép kiểm định t-test hai mẫu độc

lập với mức có ý nghĩa 5%. Chúng tôi tính giá trị xác suất xảy ra 0.001596 < 5% nên

chấp nhận H1 và bác bỏ H0, điều đó có nghĩa điểm trung bình của hai lớp khác nhau

có ý nghĩa về mặt thống kê.

140

Tất cả các số liệu trên chứng tỏ việc tham gia HĐNK giúp phát triển được

NLTN cho HS. Mặt khác ta thấy mức độ ảnh hưởng (ES) sau TN là 1.1 > 1, nên việc

tham gia HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát

triển NLTN của HS.

• Sự phát triển NLTN của HS lớp TN trước và sau khi tham gia HĐNK

Từ bảng 3.13 chúng tôi thấy trung vị của lớp TN trước và sau khi TN là 0.8 và

1.2; điểm trung bình lần lựợt là 0.78125 và 1.20625, giá trị p của phép kiểm định

t.test phụ thuộc là 0.0009284 (< 0,05), ta có thể kết luận tham gia HĐNK về chế tạo

và tiến hành thí nghiệm sẽ bồi dưỡng NLTN cho HS.

• Sự phát triển NLTN của HS lớp ĐC trước và sau TN

Trung vị lần lượt là 0.7 và 0.8; điểm trung bình lần lượt là 0.73125 và 0.81250

với t.test phụ thuộc là 0.3928 (> 0.05), điều này cho thấy không có sự phát triển

NLTN ở HS không tham gia HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm.

• Kết luận

Như vậy, điểm khởi đầu của hai lớp TN và ĐC là giống nhau, nhưng sau một

thời gian được bồi dưỡng NLTN thông qua HĐNK về chế tạo và tiến hành thí

nghiệm, các HS của lớp TN đã có sự chuyển biến rõ rệt về NLTN so với lớp ĐC.

Điều này cho thấy, HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm sẽ giúp bồi dưỡng

được NLTN cho HS.

141

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

Để đánh giá tính hiệu quả và khả thi của đề tài, chúng tôi đã:

- Chuẩn bị nội dung và kế hoạch HĐNK.

- Xác định lớp TN và ĐC.

- Đánh giá NLTN thông qua bài TK của hai lớp TN và ĐC.

- Tiến hành HĐNK đối với lớp TN.

- Đánh giá NLTN của HS thông qua bài HK của hai lớp TN và ĐC.

- Tiến hành xử lí số liệu của các bài kiểm tra bằng cách: lập bảng số liệu, biểu

diễn bằng biểu đồ, kiểm định giả thuyết thống kê, từ đó phân tích, đánh giá kết quả

về mặt định tính và định lượng. Kết quả cho thấy: HS ở lớp TN có kết quả cao hơn

lớp ĐC. Từ đó chúng tôi kết luận: Tham gia HĐNK về chế tạo và tiến hành thí

nghiệm sẽ bồi dưỡng được NLTN của HS.

142

KẾT LUẬN

Đề tài đã căn bản hoàn thành những vấn đề sau:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài bao gồm các tài liệu, sách báo về HĐNK;

về NLTN, về chế tạo và tiến hành thí nghiệm; tác dụng của HĐNK về chế tạo và tiến

hành thí nghiệm trong việc phát triển NLTN cho HS.

- Nghiên cứu cơ sở thực tiễn của đề tài bằng việc khảo sát thực trạng về HĐNK

để phát triển NLTN cho HS. Qua phiếu khảo sát ý kiến của các GV, chúng tôi nhận

thấy việc tham gia HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm là cần thiết để phát

triển NLTN cho HS.

- Xây dựng các tiêu chí đánh giá NLTN của HS trong HĐNK về chế tạo và tiến

hành thí nghiệm về từ trường với các dụng cụ đơn giản.

- Xây dựng nội dung và kế hoạch HĐNK.

- Thực nghiệm sư phạm HĐNK tại trường THPT Vĩnh Bình.

- Đánh giá NLTN của HS hai lớp TN và ĐC thông qua hai bài TK và HK. Xử lí

số liệu thu được, rút ra kết luận về hiệu quả của việc bồi dưỡng NLTN của HS thông

qua HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm.

Một số định hướng phát triển cho đề tài:

- Mở rộng phạm vi, đối tượng, thời gian thực nghiệm sư phạm.

- Tiến hành xây dựng và tổ chức HĐNK ở nhiều chương, nhiều môn, nhiều cấp

học.

Chúng tôi hy vọng luận văn này sẽ là nguồn tài liệu tham khảo bổ ích dành cho

các GV.

143

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Đinh Anh Tuấn. (2015). Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy

học chương “Cảm ứng điện từ”. Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Vinh.

Hồ Sỹ Chương, Trương Văn Minh, Trần Minh Hùng, Nguyễn Thị Thu Thủy. (2016).

Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm xác định chiết suất của chất lỏng và sử dụng

trong dạy học theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm, Tạp chí Khoa học

Giáo dục (61).

Hoàng Phê (chủ biên). (1998). Từ điển Tiếng Việt. Nxb Đà Nẵng, Trung tâm từ điển

học, Đà Nẵng.

http://sites.google.com/site/thietbivatly/thiet-bi-vat-ly/ban-ve-vai-tro-cua-thi-nghiem-

trong-day-va-hoc-vat-ly.

Ia.I.Perenman. (1994). Vật lí vui tập 2, Nxb Giáo dục, Hà Nội.

Lê Đức Ngọc. (2014). Phát triển chương trình đáp ứng đổi mới căn bản toàn diện

giáo dục, Hà Nội.

Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế. (2002). Phương pháp dạy

học Vật lí ở trường phổ thông, Nxb Đại học Sư phạm Hà Nội.

Nguyễn Ngọc Hưng. (2016). Thí nghiệm vật lí với dụng cụ tự làm từ chai nhựa và vỏ

lon. Nxb Đại học Sư phạm.

Nguyễn Quang Đông. (2006). Phương pháp tổ chức hoạt động ngoại khóa Vật lí,

Đại học Thái Nguyên.

Nguyễn Thị Hoa. (2017). Tổ chức hoạt động ngoại khóa “Tiến hành thí nghiệm về từ

trường với dụng cụ tự chế tạo từ vỏ lon và chai nhựa” theo hướng phát huy

tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh lớp 11”. Luận văn

thạc sĩ, Đại học Sư phạm Hà Nội.

Phạm Thị Trang Nhung. (2016). Tổ chức hoạt động ngoại khóa “Thiết kế phương án

và tiến hành một số thí nghiệm về cơ học chất lưu có sử dụng bóng bay” theo

hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh lớp

10. Hà Nội.

144

Phạm Thúy Diễm. (2017). Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần “Quang hình

học” lớp 11 THPT nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh, Luận

văn thạc sĩ, Đại học Sư phạm TP.HCM.

Phạm Xuân Quế, Ngô Diệu Nga, Nguyễn Văn Biên. (2014). Tài liệu bồi dưỡng giáo

viên dạy học và kiểm tra đánh giá theo tiếp cận năng lực môn vật lý.

Võ Thị Thúy Nga. (2014). Tổ chức hoạt động ngoại khóa về ứng dụng kĩ thuật của

các kiến thức chương “Từ trường” - Vật lí 11 nâng cao theo hướng phát huy

tính tích cực và năng lực sáng tạo của học sinh. Luận văn thạc sĩ, Đại học Sư

phạm thành phố Hồ Chí Minh.

Vụ Giáo dục Trung học. (2014). Hướng dẫn dạy học và kiểm tra đáng giá theo định

hướng phát triển năng lực học sinh cấp trung học phổ thông. Tài liệu tập huấn,

Hà Nội.

PL1

PHỤ LỤC 1. PHIẾU ĐIỀU TRA Ý KIẾN GIÁO VIÊN VỀ VIỆC

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM THÔNG QUA

HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ CHẾ TẠO VÀ TIẾN HÀNH

THÍ NGHIỆM

Họ và tên giáo viên: ……………………………………………….

Thời gian công tác: ……………………………………………...

Nơi giảng dạy: ………………………………..

Để hoàn thành tốt đề tài đang nghiên cứu, chúng tôi rất mong quý Thầy (Cô) giúp

chúng tôi trả lời những câu hỏi trong phiếu điều tra. Quý Thầy (Cô) vui lòng đánh

dấu X vào ô lựa chọn).

Câu 1. Theo Thầy (Cô), hoạt động ngoại khóa về chế tạo và tiến hành thí nghiệm để

bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh là

 Rất cần thiết  Cần thiết  Không cần thiết

Câu 2. Mức độ tổ chức hoạt động ngoại khóa về chế tạo và tiến hành thí nghiệm của

Thầy (Cô) để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh?

 Thường xuyên  Thỉnh thoảng

 Ít khi  Không bao giờ

Câu 3. Theo Thầy (Cô), những ưu điểm khi HS sử dụng thí nghiệm tự chế tạo và thí

nghiệm có sẵn là gì?

 Hệ thống hóa, khắc sâu và làm chủ kiến thức.

 Linh hoạt khi sử dụng các dụng cụ thí nghiệm.

 Phát triển tư duy khoa học thực nghiệm.

 Nhận ra mối liên hệ mật thiết giữa lí thuyết và thực tế.

Câu 4. Thầy (Cô) nghĩ mình sẽ gặp những khó khăn nào khi tổ chức hoạt động

ngoại khóa về chế tạo và tiến hành thí nghiệm?

 Tìm tài liệu tham khảo về chế tạo thí nghiệm và hoạt động ngoại khóa.

 Sắp xếp thời gian.

 Kinh phí tổ chức.

 HS không tham gia vì không có lợi về mặt điểm số, không đáp ứng thi cử.

PL2

Câu 5. Theo Thầy (Cô) những biện pháp nào dưới đây có thể thể áp dụng góp phần

nâng cao hiệu quả của hoạt động ngoại khóa nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm

của học sinh?

 Sắp xếp thời gian hoạt động ngoại khóa về chế tạo thí nghiệm hợp lí, không ảnh

hưởng đến giờ học nội khóa.

 Nâng cao trình độ, năng lực của GV về tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành

thí nghiệm.

 Tăng cường tài liệu về HĐNK và chế tạo thí nghiệm.

 Tổ chức nhiều cuộc thi về chế tạo thí nghiệm cho học sinh cả trong và ngoài nhà

trường.

 Tham gia hoạt động ngoại khóa về chế tạo thí nghiệm là tiêu chí xét thi đua của

cá nhân và tập thể

Câu 6. Những ý kiến đóng góp của Thầy (Cô) về việc bồi dưỡng năng lực thực

nghiệm cho HS thông qua hoạt động ngoại khóa về chế tạo và tiến hành thí nghiệm

……………………………………………………………………………..

XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN SỰ GIÚP ĐỠ CỦA QUÝ THẦY (CÔ)

PL3

PHỤ LỤC 2. PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒNG ĐẲNG

MẪU PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒNG ĐẲNG CHO CÁC THÀNH VIÊN TRONG

MỘT NHÓM

Nhóm:

Lớp:

Cách sử dụng thang điểm:

3: Làm tốt công việc của mình và giúp đỡ các thành viên khác.

2: Làm đúng và tốt công việc của mình.

1: Làm không bằng các thành viên khác hoặc làm chưa tốt lắm.

0: Không làm.

Tiêu chí Thành viên

1 2 3 4 5 6 7 8

Tham gia tìm cơ sở lý thuyết

Tham gia thiết kế phương án thí

nghiệm

Tham gia chế tạo dụng cụ thí nghiệm

Tham gia giải thích thí nghiệm

Thực hiện công việc theo sự phân

công của nhóm

PL4

PHỤ LỤC 3. ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN BÀI TIỀN KIỂM

Đề bài: Em hãy thiết kế, chế tạo và tiến hành thí nghiệm để kiểm tra từ tính của

dòng điện.

Trong bài làm em cần làm rõ những nội dung sau:

- Tìm cơ sở lý thuyết.

- Các dụng cụ cần sử dụng.

- Vẽ sơ đồ minh họa.

- Tiến hành thí nghiệm.

- Giải thích kết quả thí nghiệm.

Đáp án của bài tiền kiểm

Đáp án Thang điểm

Mức 1 (1 điểm) Mức 2 (2 điểm) Mức 3 (3 điểm)

Tìm cơ sở lý thuyết. Từ trường sẽ tác dụng lực từ lên dòng điện hoặc lên nam

châm đặt gần nó. Nếu dòng điện có khả năng tác dụng

lực lên kim nam châm hoặc lên dòng điện khác, chứng tỏ

nó có từ trường.

Xác định các dụng cụ Thanh kim loại, kim nam châm, nguồn (pin 3V), dây nối,

cần sử dụng. giá treo kim nam châm. Có thể sử dụng thêm các dụng

cụ để làm giá đỡ pin và đoạn dây dẫn.

Vẽ được sơ đồ thí Vẽ sơ đồ mạch điện kín, đặt kim nam châm gần đoạn dây

nghiệm. dẫn thẳng. Sơ đồ có chú thích rõ ràng.

PL5

Tiến hành thí nghiệm. Mắc hai đầu đoạn dây dẫn thẳng vào hai cực của pin

bằng hai dây nối để tạo thành mạch điện kín. Đặt nam

châm thử gần đoạn dây thẳng. Kết quả: kim nam châm bị

lệch khỏi vị trí nam đầu.

Giải thích thí nghiệm. Kim nam châm bị lệch là do có lực tác dụng lên nó, lực

đó được gây ra bởi từ trường của dòng điện.

PL6

PHỤ LỤC 4. ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN BÀI HẬU KIỂM

Đề bài: Em hãy thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm tra chiều của lực tương tác

giữa hai dòng điện thẳng dài.

Trong thí nghiệm này, em cần làm rõ những nội dung sau:

- Tìm cơ sở lý thuyết.

- Các dụng cụ cần sử dụng.

- Vẽ sơ đồ minh họa.

- Tiến hành thí nghiệm.

- Giải thích kết quả thí nghiệm.

Đáp án của bài hậu kiểm

Tiêu chí Đáp án và thang điểm

Mức 1 (1 điểm) Mức 2 (2 điểm) Mức 3 (3 điểm)

Tìm cơ sở lý Lực từ tác dụng lên dòng điện đặt trong từ trường. Chiều lực

thuyết. từ xác định theo quy tắc bàn tay trái.

Xác định các dụng Giá đỡ, nguồn 9V, dây dẫn mềm. (hoặc chọn dụng cụ dẫn

cụ cần sử dụng. điện thích hợp với nguồn sử dụng).

Vẽ được sơ đồ thí Vẽ được 2 sơ đồ mạch kín thể hiện hai dòng điện cùng chiều

nghiệm. hút nhau, ngược chiều đẩy nhau và sử dụng đầy đủ các dụng

cụ nêu trên.

Tiến hành thí Tiến hành được hai thí nghiệm hai dòng điện ngược chiều

nghiệm. đẩy nhau và cùng chiều hút nhau.

Giải thích thí Nêu được dòng điện thứ nhất đặt trong từ trường của dòng

nghiệm. điện thứ hai sẽ chịu tác dụng lực của dòng điện thứ hai nên bị

hút hoặc đẩy và ngược lại. Chiều lực từ trong hai trường hợp

xác định theo quy tắc bàn tay trái.

PL7

PHỤ LỤC 5. RUBRIC ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

Tiêu chí Mức độ

Mức 0. Không làm được hoặc làm sai các yêu cầu đặt ra.

Mức 1 Mức 2 Mức 3

Xác định được Xác định được tương Xác định được đầy đủ,

Xác định cơ một phần cơ sở lý đối đầy đủ của cơ sở lý rõ ràng, chính xác cơ

sở lý thuyết. thuyết. thuyết. sở lý thuyết cho việc

thiết kế, chế tạo.

Xác định Xác định được Xác định được đầy đủ Xác định được đầy đủ,

các dụng cụ một vài dụng cụ dụng cụ thí nghiệm dụng cụ thí nghiệm,

thí nghiệm thí nghiệm nhưng nhưng chưa nói rõ đặc nêu được đặc điểm cụ

cần sử chưa đầy đủ. điểm cụ thể của dụng thể của dụng cụ.

dụng. cụ mà chỉ nêu chung

chung.

Vẽ sơ đồ thí Vẽ được một Vẽ được sơ đồ, mô Vẽ đầy đủ, chính xác

nghiệm phần sơ đồ thí phỏng tương đối đầy sơ đồ thí nghiệm, sơ đồ

nghiệm, chưa làm đủ phương án thiết kế thể hiện rõ ý tưởng của

rõ được nguyên của bộ thí nghiệm, còn phương án thiết kế và

tắc hoạt động của vài chỗ khiếm khuyết. đúng nguyên tắc hoạt

bộ thí nghiệm. động của bộ thí

nghiệm.

Tiến hành Tiến hành thí Tự tiến hành được thí Tự tiến hành thí

thí nghiệm. nghiệm dưới sự nghiệm, dụng cụ hoạt nghiệm thành công,

hướng dẫn của động tương đối tốt. dụng cụ hoạt động tốt,

hiện tượng thấy rõ. GV.

Giải thích Giải thích được Giải thích tương đối Giải thích được hiện

hiện tượng. một phần thí đầy đủ hiện tượng diễn tượng diễn ra một cách

nghiệm. ra. đầy đủ, rõ ràng, chính

xác.

PL8

PHỤ LỤC 6. BIÊN BẢN LÀM VIỆC NHÓM KHI THAM GIA

CHẾ TẠO THÍ NGHIỆM Ở NHÀ

1. Thời gian, địa điểm, thành phần

- Địa điểm: ……………………………

- Thời gian: ………………………..

- Ngày …… tháng ………… năm ………………

- Nhóm …………….

- Số thành viên có mặt: …………………

2. Nội dung công việc:

……………………………………………………………………………………..

3. Bảng phân công cụ thể

STT Họ và tên Công việc được giao Thời hạn hoàn thành

4. Kết quả làm việc

.......................................................................................................................................

5. Tinh thần làm việc

.......................................................................................................................................

PL9

PHỤ LỤC 7. CÁC PHIẾU HỌC TẬP

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

Nhóm …. Lớp ….

Nhiệm vụ 1. Động cơ điện

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động:

.......................................................................................................................................

Mục đích thí nghiệm:

.......................................................................................................................................

Cơ sở lý thuyết:

.......................................................................................................................................

Các dụng cụ cần sử dụng:

.......................................................................................................................................

Các bước tiến hành

.......................................................................................................................................

Sơ đồ thí nghiệm

.......................................................................................................................................

Tiến hành thí nghiệm

.......................................................................................................................................

Giải thích hiện tượng :

.......................................................................................................................................

Ưu điểm và ứng dụng ..................................................................................................

PL10

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2

Nhóm …. Lớp ….

Nhiệm vụ 2. Rơ-le điện từ

Phần 1. Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của rơ-le điện từ:

.......................................................................................................................................

Phần 2. Chế tạo chuông điện

Mục đích:

.......................................................................................................................................

Cơ sở lý thuyết:

.......................................................................................................................................

Các dụng cụ cần sử dụng:

.......................................................................................................................................

Các bước tiến hành

.......................................................................................................................................

Sơ đồ thí nghiệm

.......................................................................................................................................

Tiến hành thí nghiệm

.......................................................................................................................................

Giải thích hiện tượng :

.......................................................................................................................................

PL11

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3

Nhóm …. Lớp ….

Nhiệm vụ 3. Động cơ Faraday

* Dự đoán hiện tượng:

.......................................................................................................................................

* Chế tạo bộ thí nghiệm

Mục đích:

.......................................................................................................................................

Cơ sở lý thuyết:

.......................................................................................................................................

Các dụng cụ cần sử dụng:

.......................................................................................................................................

Các bước lắp ráp

.......................................................................................................................................

Sơ đồ thí nghiệm

.......................................................................................................................................

Tiến hành thí nghiệm

.......................................................................................................................................

Giải thích hiện tượng

.......................................................................................................................................

PL12

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4

Nhóm …. Lớp ….

Nhiệm vụ 4. Tàu biển

Mục đích thí nghiệm

.......................................................................................................................................

Cơ sở lý thuyết

.......................................................................................................................................

Các dụng cụ cần sử dụng

.......................................................................................................................................

Sơ đồ thí nghiệm

.......................................................................................................................................

Các bước lắp ráp

.......................................................................................................................................

Tiến hành thí nghiệm

.......................................................................................................................................

Giải thích hiện tượng

.......................................................................................................................................

Ưu điểm

.......................................................................................................................................

PL13

PHỤ LỤC 8. ĐÁP ÁN CỦA CÁC PHIẾU HỌC TẬP

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

Nhiệm vụ 1. Động cơ điện

• Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động:

Động cơ điện là thiết bị biến điện năng thành cơ năng. Động cơ điện hoạt động dựa

trên nguyên tắc: Khi khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường sẽ chịu tác

dụng của lực từ, lực từ làm khung dây quay và biến điện năng thành cơ năng. Động

cơ điện có 2 phần chính là stato và rôto. Stato (bộ phận đứng yên): thường là nam

châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện. Rô-to (phần quay): gồm các cuộn dây nối với

nhau. Ngoài ra còn có bộ góp gồm bán khuyên và chổi quét. Hai bán khuyên có

nhiệm vụ đổi chiều dòng điện để rô-to quay liên tục. Hai chổi quét tiếp xúc với hai

bán khuyên và được nối với hai cực của nguồn điện.

• Mục đích thí nghiệm:

- Xác định chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện thẳng dài.

- Minh họa cho nguyên tắc hoạt động của động cơ điện một chiều.

• Cơ sở lý thuyết:

- Khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực từ.

- Chiều của lực từ được xác định theo quy tắc bàn tay trái.

• Các dụng cụ cần sử dụng: cuộn dây đồng 0.4mm, nam châm đen, nguồn 9V, dây

nối, các chai nhựa làm giá đỡ, vỏ lon, thanh nhôm, keo 502, đế đỡ.

• Sơ đồ thí nghiệm

(1) khung dây

(2) bán khuyên

PL14

(3) chổi quét

(4) trục quay

(5) nam châm

• Các bước tiến hành

Dùng dây đồng 0.4mm quấn khung dây khoảng 50 vòng xung quanh một chai nhựa

nằm ngang. Xuyên thanh nhôm qua chai nhựa này và đặt trên giá đỡ làm trục quay.

Giá đỡ cũng được làm từ hai chai nhựa khác được đặt thẳng đứng.

Tạo hai bán khuyên từ vỏ lon, dùng keo 502 dán hai bán khuyên lên cổ chai nhựa

nằm ngang. Cạo sạch lớp sơn cách điện ở hai đầu khung dây đồng rồi nối với hai

bán khuyên.

Hai chổi quét hình chữ nhật kích thước khoảng 1cm10cm cũng được làm từ vỏ

lon. Đầu dưới của hai chổi quét được dán trên giá đỡ sao cho đầu trên của chúng

tiếp xúc với hai bán khuyên.

• Tiến hành thí nghiệm

Đặt nam châm bên dưới khung dây. Nối hai đầu của hai chổi quét với hai cực của

nguồn điện một chiều 9V, ta thấy khung dây quay xung quanh trục quay.

• Giải thích

Khi có dòng điện chạy qua khung dây, khung dây nằm trong từ trường của nam

châm nên chịu tác dụng của ngẫu lực từ, ngẫu lực từ làm khung dây quay. Sau nửa

chu kì, ngẫu lực từ đổi chiều nên khung dây có xu hướng đổi chiều quay. Tuy

nhiên, nhờ bộ góp điện gồm có hai bán khuyên và hai chổi quét làm cho mỗi khi

khung dây quay hết nửa chu kì đầu thì dòng điện đổi chiều, vì vậy lực từ tác dụng

lên khung dây ở nửa chu kì sau cũng giống như ban đầu nên khung dây lại tiếp tục

quay theo chiều cũ.

• Ưu điểm và ứng dụng

- Ứng dụng trong máy ép nước mía, quạt điện, đồ chơi, ….

- Ưu điểm: Không sinh ra khí thải làm ô nhiễm môi trường, không có tiếng ồn.

PL15

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2

Nhiệm vụ 2. Rơ-le điện từ

Phần 1. Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của rơ-le điện từ:

(1) cuộn dây của nam châm điện.

(2) khóa.

(3) thanh sắt.

(4) tiếp điểm.

Hoạt động: Khi đóng khóa K, dòng điện chạy qua cuộn dây sinh ra từ trường cho

nên thanh sắt bị hút và tiếp xúc với tiếp điểm làm cho mạch điện bên phải kín, cho

dòng điện chạy qua mạch. Khi ngắt khóa K, từ trường trong cuộn dây mất đi, thanh

sắt về vị trí ban đầu nên mạch điện bên phải không có dòng điện chạy qua. Tác

dụng của rơle là có thể dùng dòng điện nhỏ để điều khiển đóng mạch cho dòng điện

lớn gấp nhiều lần. Rơle điện từ được sử dụng trong mạch chuông báo động, điều

khiển động cơ (động cơ xe hơi…), chiếu sáng.

Phần 2. Chế tạo chuông điện

• Mục đích: - Hiểu được nguyên lý hoạt động của rơ-le điện từ.

- Minh họa cho nguyên tắc hoạt động của chuông điện, một trong những ứng dụng

của rơ-le điện từ.

• Cơ sở lý thuyết: tương tác từ giữa nam châm điện và sắt (thép).

• Các dụng cụ cần sử dụng: nguồn 12V, bu-lông (làm lõi sắt), cuộn dây đồng 0.4

mm, vỏ hộp bánh, vỏ lon, đinh ốc, khóa, ke góc, bảng nhựa.

• Các bước tiến hành: Dùng dây đồng 0.4 mm quấn hai ống dây quanh hai thanh

PL16

trụ của hai bu-lông, mỗi ống 400 vòng theo hai chiều khác nhau. Hai bu-lông gắn cố

định trên bảng điện bằng hai ke góc. Mắc nối tiếp hai cuộn dây với nhau. Chuông

được làm từ một vỏ lon nhôm được lắp chặt vào bảng điện nhờ các ốc vít. Cắt từ vỏ

lon sữa một thanh sắt hình chữ nhật có kích thước 15cmx2.5cm, thanh sắt được lắp

nằm ngang bằng ốc vít và ke góc. Dùng một đinh ốc làm tiếp điểm đặt trên ke góc

sao cho tiếp điểm tiếp xúc với thanh sắt và ở phía đối diện với hai ống dây. Dùng

một đinh ốc gắn trên thanh sắt để làm đầu gõ chuông. Một đầu của ống dây nối trực

tiếp vào một cực của nguồn. Đầu còn lại của ống dây nối với thanh sắt thông qua

khóa K, thanh sắt nối trực tiếp với tiếp điểm, tiếp điểm nối với cực còn lại của

nguồn thông qua ke góc và dây nối.

• Sơ đồ thí nghiệm

N: nguồn 12V C: chuông E: lõi sắt

T: tiếp điểm S: thanh sắt K: khóa

• Tiến hành thí nghiệm: Đóng công tắc điện, thanh sắt dao động đập vào vỏ lon

tạo ra tiếng kêu liên tục.

• Giải thích hiện tượng: Đóng khóa K, cuộn dây trở thành nam châm điện nên hút

thanh sắt lại gần, làm cho thanh sắt tách khỏi tiếp điểm và đập vào chuông điện.

Thanh sắt tách khỏi chuông, mạch hở, không có dòng điện chạy qua cuộn dây làm

cuộn dây mất từ tính, thanh kim loại lại quay về vị trí cũ và tiếp xúc với tiếp điểm,

đóng kín mạch, cuộn dây lại trở thành nam châm điện hút thanh sắt khỏi tiếp điểm.

Cứ như thế, mạch điện tự đóng ngắt, làm cho thanh sắt dao động và đập vào vỏ lon

gây ra tiếng kêu liên tục.

PL17

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3

Nhiệm vụ 3. Động cơ Faraday

* Dự đoán hiện tượng: Đầu dưới của dây đồng sẽ chuyển động theo quỹ đạo tròn

xung quanh nam châm.

* Chế tạo bộ thí nghiệm

• Mục đích:

- Xác định chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện chạy qua môi trường chất lỏng.

- Minh họa cho nguyên tắc hoạt động của động cơ Faraday.

• Cơ sở lý thuyết: Chiều của lực từ được xác định theo quy tắc bàn tay trái.

• Các dụng cụ cần sử dụng: nguồn 12V, 2 nam châm tròn đường kính 2.5 cm, dày

5mm, thanh đồng 1.4 mm, dây đồng 0.4mm, chai nhựa, dây nối.

• Các bước lắp ráp:

Lấy một chai nhựa 1 lít cắt bỏ phần đầu, lấy phần đáy chai để làm một chiếc cốc có

chiều cao khoảng 8 cm. Đổ nước muối vào cốc, đặt 3 nam châm đường kính 2,5 cm,

dày 5mm vào giữa đáy cốc sao cho nước muối vừa ngập các nam châm. Gắn một lá

nhôm được cắt từ vỏ lon vào thành cốc. Một thanh đồng 1.4 mm dài 18 cm đặt nằm

ngang, một đầu gắn cố định trên một giá đỡ bằng chai nhựa cao 20 cm, một đầu để

tự do. Dùng dây đồng 0.4 mm làm các móc treo, đầu trên móc treo vào đầu tự do

của thanh đồng 1.4 mm, đầu dưới treo thanh đồng 0.4 mm dài khoảng 4 cm. Điều

chỉnh sao cho đầu dưới của thanh đồng 0.4 mm vừa chạm vào mặt nước.

• Sơ đồ thí nghiệm

PL18

• Tiến hành thí nghiệm

Nối lá nhôm và một đầu của thanh đồng 1.4 mm vào hai cực của nguồn điện một

chiều 12V, ta thấy đầu dưới cùng của thanh đồng 0.4 mm chuyển động tròn xung

quanh các nam châm.

• Giải thích hiện tượng:

Lực từ do nam châm tác dụng lên thanh đồng 0.4 mm có phương vuông góc với

cảm ứng từ và vuông góc với dòng điện, chiều được xác định theo quy tắc bàn tay

trái. Lực từ này kéo đầu dưới của thanh đồng 0.4 mm chuyển động theo quỹ đạo

đường tròn. Vì đầu trên của thanh đồng được móc với móc treo nên coi như đầu

trên của nó đứng yên. Tổng hợp lại ta có thể nói cả đoạn thanh đồng 0.4 mm chuyển

động theo quỹ đạo hình nón.

• Thí nghiệm khối chất lỏng chuyển động trong từ trường

Cũng từ bộ thí nghiệm trên, ta dùng một đai ốc móc vào đầu dưới của thanh đồng

0.4 mm, đai ốc bị nam châm hút đứng yên nên thanh đồng này cũng đứng yên. Khi

động cơ hoạt động, ta thấy thanh đồng không quay nữa nhưng nước sẽ chuyển động

tròn xung quanh các nam châm.

Giải thích: Dòng điện chạy từ thanh đồng 0.4 mm qua nước muối tới lá nhôm, dòng

điện này đặt trong từ trường của các nam châm. Lực từ do nam châm tác dụng lên

dòng điện chạy trong nước muối có phương vuông góc với dòng điện và từ trường,

chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái. Lực từ này kéo các phân tử nước muối

chuyển động theo quỹ đạo tròn xung quanh nam châm.

PL19

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4

Nhiệm vụ 4. Tàu biển

• Mục đích thí nghiệm:

- Xác định được lực từ tác dụng lên dòng điện chạy trong chất lòng.

- Minh họa cho nguyên tắc cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của tàu biển Yamato.

• Cơ sở lý thuyết: Khi dòng điện đặt trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực từ,

chiều của lực từ xác định theo quy tắc bàn tay trái.

• Các dụng cụ cần sử dụng: pin 14.8V, nam châm tròn đường kính 50mm, dày

10mm, 1 chai nhựa, vỏ lon, dây dẫn mềm có vỏ bọc, khóa, chậu đựng dung dịch

muối ăn.

• Các bước lắp ráp

Dùng chai nhựa làm thân tàu. Tạo một lỗ trống hình chữ nhật có kích thước

6cm12cm trên thân tàu. Cắt hai lá nhôm kích thước 3cm3cm từ vỏ lon, dùng keo

nến dán hai lá nhôm vào hai bên ngoài thân tàu và nằm về phía sau đuôi tàu sao cho

hai cạnh gần nhau của hai lá nhôm phải song song nhau, khoảng cách hai lá nhôm

khoảng 4 cm. Đặt pin Lipo 14.8 V vào bên trong và nằm về phía đầu tàu. Dùng hai

dây dẫn mềm nối hai lá nhôm với hai cực của pin 14.8 V thông qua một công tắc.

Đặt nam châm tròn đường kính 5 cm, dày 1cm vào bên trong và nằm về phía đuôi

tàu sao cho nam châm trên hai lá nhôm.

• Sơ đồ thí nghiệm:

(1), (2): hai lá nhôm (3): nam châm

PL20

• Tiến hành thí nghiệm

Đặt tàu có công tắc mở vào trong một chậu nước muối, tàu đứng yên. Nhẹ nhàng

bật công tắc, ta thấy tàu chuyển động theo đường thẳng. Đổi chiều dòng điện hoặc

chiều từ cực của nam châm, tàu chạy theo chiều ngược lại.

• Giải thích hiện tượng: Khi công tắc mở, không có dòng điện qua mạch, trọng lực

tác dụng lên tàu cân bằng với lực đẩy Archimedes, tàu đứng yên. Khi có dòng điện

chạy từ là nhôm này sang lá nhôm khác qua nước muối, theo quy tắc bàn tay trái,

lực từ hướng về phía sau, kéo các phân tử nước chuyển động dọc theo thành tàu

chuyển động về phía sau, tạo phản lực đẩy tàu về phía trước.

• Ưu điểm:

- Không tạo ra khí thải làm ô nhiễm môi trường.

- Không gây ra tiếng ồn.

PL21

PHỤ LỤC 9. MỘT SỐ HÌNH ẢNH BỘ THÍ NGHIỆM TRONG

BÀI TIỀN KIỂM VÀ HẬU KIỂM

Bộ thí nghiệm kiểm tra từ tính của dòng điện (nhóm 2 – lớp thực nghiệm)

Thí nghiệm hai dòng điện song song của nhóm 1 – lớp thực nghiệm

Nhóm 3 (lớp TN) làm thí nghiệm về tương tác giữa hai dòng điện thẳng

PL22

Bộ thí nghiệm hai dòng điện song song của nhóm 3 – lớp thực nghiệm

Nhóm 4 lớp thực nghiệm làm thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng

Bộ thí nghiệm hai dòng điện song song của nhóm 4 – lớp thực nghiệm

Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua hoạt động ngoại khoá chủ đề “Chế tạo và tiến hành thí nghiệm về từ trường với các dụng cụ đơn giản”

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Huỳnh Thị Hồng Thi

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CHO HỌC SINH THÔNG QUA

HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA CHỦ ĐỀ

“CHẾ TẠO VÀ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ

TỪ TRƯỜNG VỚI CÁC DỤNG CỤ ĐƠN GIẢN”

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Huỳnh Thị Hồng Thi

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CHO HỌC SINH THÔNG QUA

HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA CHỦ ĐỀ

“CHẾ TẠO VÀ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ

TỪ TRƯỜNG VỚI CÁC DỤNG CỤ ĐƠN GIẢN”

Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

Mã số

: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. TRẦN NGỌC CHẤT

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ

MỞ ĐẦU

Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

CỦA VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CHO HỌC SINH THÔNG QUA HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA

TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Chương 2. THIẾT KẾ KẾ HOẠCH BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC

THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH THÔNG QUA

HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHOÁ CHỦ ĐỀ “CHẾ TẠO

VÀ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ TỪ TRƯỜNG

VỚI CÁC DỤNG CỤ ĐƠN GIẢN”

Bảng 2.3. Các tiêu chí đánh giá NLTN và thang điểm bài TK và HK

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

Tần suất lũy tích (%)

Điểm

Lớp TN 0 0 9.4 21.9 31.3 46.9 62.5 71.9 81.3 87.6 90.7 93.8 100 100 100

Lớp ĐC 0 6.3 18.8 40.7 62.6 81.4 90.8 93.9 100 100 100 100 100 100 100

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1. PHIẾU ĐIỀU TRA Ý KIẾN GIÁO VIÊN VỀ VIỆC

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM THÔNG QUA

HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ CHẾ TẠO VÀ TIẾN HÀNH

THÍ NGHIỆM

PHỤ LỤC 2. PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒNG ĐẲNG

PHỤ LỤC 3. ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN BÀI TIỀN KIỂM

PHỤ LỤC 4. ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN BÀI HẬU KIỂM

PHỤ LỤC 5. RUBRIC ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

PHỤ LỤC 6. BIÊN BẢN LÀM VIỆC NHÓM KHI THAM GIA

CHẾ TẠO THÍ NGHIỆM Ở NHÀ

PHỤ LỤC 7. CÁC PHIẾU HỌC TẬP

PHỤ LỤC 8. ĐÁP ÁN CỦA CÁC PHIẾU HỌC TẬP

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4

PHỤ LỤC 9. MỘT SỐ HÌNH ẢNH BỘ THÍ NGHIỆM TRONG

BÀI TIỀN KIỂM VÀ HẬU KIỂM

Có thể bạn quan tâm

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo