ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ----------------------------
LÊ VĂN HUẾ
PHÁT TRIỂN TƢ DUY HỌC SINH THPT MIỀN NÚI
KHI DẠY CÁC KHÁI NIỆM VẬT LÝ CỦA CHƢƠNG
“TỪ TRƢỜNG” VÀ “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ”
(VẬT LÝ 11 – BAN CƠ BẢN)
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Thái nguyên, năm 2008
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ----------------------------
LÊ VĂN HUẾ
PHÁT TRIỂN TƢ DUY HỌC SINH THPT MIỀN NÚI
KHI DẠY CÁC KHÁI NIỆM VẬT LÝ CỦA CHƢƠNG
“TỪ TRƢỜNG” VÀ “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ”
(VẬT LÝ 11 – BAN CƠ BẢN)
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÝ
Mã số: 60.14.10
Ngƣời hƣớng dẫn: PGS-TS. Tô Bình
Thái nguyên, năm 2008
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn:
- Thầy hƣớng dẫn: PGS- TS. Tô Văn Bình và các thầy, cô giáo đã
hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình.
- Thầy cô giáo trong khoa sau đại học, khoa vật lý trƣờng Đại học sƣ
phạm - Đại học Thái Nguyên, thƣ viện trƣờng Đại học sƣ phạm - Đại học
Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện cho việc học tập, nghiên cứu và thực hiện
luận văn.
- Các trƣờng THPT và các thầy cô giáo cộng tác đã tạo điều kiện cho
thực nghiệm sƣ phạm.
- Toàn thể các anh chị em, bạn bè và đồng nghiệp đã quan tâm giúp đỡ.
Dù đã cố gắng, song luận văn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất
mong đƣợc sự góp ý, chỉ dẫn của các thầy, cô giáo và bạn bè đồng nghiệp.
Thái nguyên, tháng 9 năm 2008
Tác giả
Lê Văn Huế
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa có ai công bố
trong một công trình nào khác.
Thái nguyên, tháng 9 năm 2008
Tác giả
Lê Văn Huế
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN Đối chứng
ĐC
TN Thực nghiệm
T.N Thực nghiệm
TNSP Thực nghiệm sƣ phạm
GV Giáo viên
HS Học sinh
VD
Ví dụ
NC Nam châm
SGK Sách giáo khoa
THPT Trung học phổ thông
THCS Trung học cơ sở
BCH Ban chấp hành
BCHTƢ Ban chấp hành trung ƣơng
PPDH Phƣơng pháp dạy học
ĐHSP Đại học sƣ phạm
ĐHSPHN Đại học sƣ phạm Hà nội
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
MỤC LỤC
Trang
Mở đầu 1
I. Lý do chọn đề tài 1
II. Mục đích nghiên cứu 2
III. Đối tƣợng nghiên cứu 3
IV. Giả thuyết khoa học 3
V. Nhiệm vụ nghiên cứu 3
VI. Phƣơng pháp nghiên cứu 3
VII. Ý nghĩa khoa học và đống góp của đề tài 3
VIII. Cấu trúc của đề tài 4
Chƣơng I: Cơ sở lý luận chung 5
1.1. Lý luận tổ chức hoạt động day học 5
1.1.1. Quá trình nhận thức và sự lĩnh hội kiến thức 5
1.1.2. Bản chất của học và chức năng của dạy trong hệ tƣơng tác dạy học. 6
1.1.3. Luận điểm phƣơng pháp dạy học khoa học theo mục tiêu đổi
mới nhằm phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ sáng tạo và tƣ
duy khoa học của HS. 8
1.1.3.1.Vai trò quan trọng của sự dạy là thực hiện việc tổ
1.1.3.2. Sự cần thiết tổ chức tình huống vấn đề trong dạy học 9
1.1.3.3. Sự cần thiết sử dụng những quan niệm vốn có của
học sinh trong việc tổ chức tình huống và định hƣớng hành động giải
quyết vấn đề của học sinh trong quá trình xây dựng kiến thức mới
chức, kiểm tra, định hƣớng hữu hiệu hoạt động học. 9
10
1.1.3.4. Sự cần thiết phát huy tác dụng sự trao đổi và tranh
luận của học sinh trong quá trình chiếm lĩnh tri thức 10
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.1.3.5. Sự cần thiết tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo
tiến trình nghiên cứu xây dựng, bảo vệ tri thức khoa học 11
1.2. Cơ sở lý luận của việc phát triển tƣ duy 14
1.2.1. Khái niệm tƣ duy 14
1.2.2. Đặc điểm của quá trình tƣ duy 15
1.2.3. Các giai đoạn của một quá trình tƣ duy 16
1.2.4. Các thao tác trí tuệ trong quá trình tƣ duy 17
1.2.5. Các loại tƣ duy 19
1.2.5.1. Tƣ duy kinh nghiệm 19
1.2.5.2. Tƣ duy lí luận 19
1.2.5.3. Tƣ duy lôgíc 20
1.2.5.4. Tƣ duy vật lý 21
1.2.6. Các biện pháp phát triển tƣ duy 24
1.2.6.1. Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham
hiểu biết của HS 24
1.2.6.2. Tập dƣợt để HS giải quyết vấn đề nhận thức theo
phƣơng pháp nhận thức của vật lý 28
1.2.6.3. Làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS 28
1.2.6.4. Xây dựng một lôgíc nội dung phù hợp với đối tƣợng học sinh 29
1.2.6.6. Rèn luyện ngôn ngữ cho HS
1.2.6.5. Rèn luyện cho HS kĩ năng thực hiện các thao tác tƣ duy 29
30
1.2.7. Đặc điểm tƣ duy của HS miền núi
31
1.2.7.1. Những yếu tố ảnh hƣởng tới sự phát triển tƣ duy của
HS dân tộc miền núi
31
1.2.7.2. Đặc điểm tƣ duy của HS miền núi
32
1.3. Khái niệm vật lý và thực trạng day - học các khái niệm vật lý ở
trƣờng THPT miền núi hiện nay 32
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.3.1. Khái niệm vật lí 32
1.3.1.1. Khái niệm vật lý 32
1.3.1.2. Các loại khái niệm vật lý 33
1.3.1.3. Đặc điểm của khái niệm vật lý 34
1.3.1.4. Các giai đoạn điển hình của quá trình hình thành
những khái niệm về đại lƣợng vật lý 36
1.3.2. Thực trạng dạy - học các khái niệm vật lý ở trƣờng THPT
miền núi hiện nay 41
1.3.2.1. Về cơ sở vật chất phục vụ dạy học 41
1.3.2.2. Tình hình dạy - học 41
Kết luận chƣơng I 42
Chƣơng II: Phát triển tƣ duy học sinh THPT miền núi thông qua việc
dạy các khái niệm vật lí của chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện
từ” (Vật lý 11- Ban cơ bản ) 43
2.1. Sơ đồ cấu trúc các bƣớc hình thành khái niệm vật lý bằng quan
sát và thực nghiệm 43
2.2. Hình thành khái niệm vật lý phù hợp vơí các giai đoạn của quá
trình tƣ duy 43
2.2.1. Tạo tình huống có vấn đề 43
2.2.2. Kích thích, làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS 44
2.2.4. Dùng mô hình hoặc thí nghiệm ảo để minh hoạ, ứng dụng
khái niệm vào thực tiễn
2.2.3. Tổ chức cho HS tham gia giải quyết vấn đề 45
47
2.3. Rèn luyện thao tác trí tuệ
48
2.4. Rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho HS
50
2.5. Tìm hiểu thực tế giảng dạy
52
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.6. Thiết kế phƣơng án dạy học cụ thể một số bài của chƣơng “Từ
trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” (Vật lý 11 – Ban cơ bản) nhằm phát
triển tƣ duy học sinh THPT miền núi 52
2.6.1. Cấu trúc và đặc điểm kiến thức chƣơng “Từ trƣờng” và
“Cảm ứng điện từ” 52
2.6.2. Thiết kế phƣơng án dạy học cụ thể một số bài của chƣơng
“Từ trƣơng” và chƣơng “Cảm ứng điện từ” theo hƣớng phát triển tƣ duy
học sinh THPT miền núi 57
Kết luận chƣơng II 100
Chƣơng III: Thực nghiệm sƣ phạm 101
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm 101
3.1.1. Mục đích của TNSP 101
3.1.2. Nhiệm vụ của TNSP 101
3.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm 101
3.2.1. Đối tƣợng của TNSP 101
3.2.2. Khống chế những ảnh hƣởng tới kết quả TNSP 101
3.2.3. Phƣơng pháp TNSP 102
3.3. Phƣơng pháp đánh giá kết quả TNSP 103
3.3.1. Căn cứ để đánh giá 103
3.3.2. Đánh giá, xếp loại 103
3.4. Các giai đoạn TNSP
104
3.4.1. Công tác chuẩn bị cho TNSP
104
3.4.1.1. Chọn lớp TN và lớp ĐC
104
3.4.1.2. Chọn các bài TN
104
3.4.1.3. Các GV cộng tác TNSP
104
3.4.1.4. Lịch lên lớp 104
3.4.2. Kết quả và xử lý kết quả TNSP 105
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
3.4.2.1. Yêu cầu chung về cách xử lý kết quả TNSP 105
3.4.2.2. Kết quả TNSP 106
3.5. Đánh giá chung về TNSP 118
3.5.1. Đánh giá định tính qua thống kê. 118
3.5.2. Đánh giá định lƣợng qua bài kiểm tra. 119
Kết luận chƣơng III 120
Kết luận chung 121
Tài liệu tham khảo 123
Phụ lục I: Phiếu phỏng vấn GV vật lý 126
Phụ lục II: Phiếu phỏng vấn HS 128
Phụ lục III: Đề kiểm tra 130
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Chúng ta đang sống ở thế kỉ XXI, thế kỷ của tri thức khoa học và công
nghệ cao. Điều đó đòi hỏi nền giáo dục nƣớc nhà phải đổi mới mạnh mẽ, sâu
sắc, toàn diện. Nghị quyết BCH Trung ƣơng Đảng VIII đã chỉ rõ: “Mục tiêu
của giáo dục đào tạo là đào tạo ra những con ngƣời có đủ phẩm chất, năng lực
để xây dựng và bảo vệ tổ quốc, làm chủ tri thức khoa học công nghệ hiện đại,
có năng lực phát huy giá trị văn hoá dân tộc, tiếp thu tinh hoa của nhân loại,
có tƣ duy sáng tạo, kỹ năng thực hành giỏi”. Để thực hiện đƣợc mục tiêu giáo
dục nói trên, vấn đề đặt ra đối với các trƣờng học là cần không ngừng đổi
mới về nội dung, PPDH và tăng cƣờng trang thiết bị dạy học. Hội nghị
BCHTƢ Đảng khoá XIII lần hai nhấn mạnh: “Đổi mới phƣơng pháp giáo dục
và đạo tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tƣ duy
sáng tạo của ngƣời học. Từng bƣớc áp dụng phƣơng pháp tiên tiến và phƣơng
tiện hiện đại vào quá trình dạy học, bảo đảm điều kiện và thời gian tự học, tự
nghiên cứu cho học sinh...Củng cố và phát triển giáo dục ở các vùng dân tộc
thiểu số...phấn đấu giảm sự chênh lệch về phát triển giáo dục giữa các vùng
lãnh thổ.” Đây cũng là một trong những yêu cầu nhằm phát triển giáo dục
thiểu số tiến theo trình độ phát triển chung của cả nƣớc.
Thực tiễn dạy và học môn vật lý trong nhà trƣờng THPT miền núi hiện
nay cho thấy, đa số GV chỉ quan tâm đến việc truyền thụ kiến thức mà ít chú
trọng đến việc phát triển tƣ duy và năng lực sáng tạo của HS, do đó khả năng
tƣ duy và năng lực sáng tạo của HS miền núi còn rất nhiều hạn chế, dẫn đến
chất lƣợng giáo dục miền núi còn ở mức rất thấp. Vì vậy bên cạnh các giải
miền núi làm cho giáo dục miền núi tiến kịp miền xuôi, đƣa vùng dân tộc
phát triển tƣ duy HS.
pháp khác, cần phải đổi mới phƣơng pháp dạy học theo hƣớng tăng cƣờng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình thành khái niệm là một trong những nội dung quan trọng nhất của
lý luận dạy học bộ môn. Có nắm vững hệ thống các khái niệm mới có thể
thâm nhập vào bản chất của các mối liên hệ, các định luật, các thuyết và từ đó
có thể nắm vững các ứng dụng thực tế của bộ môn. Có hình thành tốt các khái
niệm thì HS mới hiểu đúng đắn và sâu sắc các khái niệm, mới phát triển tốt
năng lực tƣ duy của HS, giúp họ vận dụng tốt các kiến thức đã học vào thực
tiễn và rèn luyện cho họ những năng lực sáng tạo.
Việc áp dụng cụ thể phƣơng pháp dạy học nhằm phát triển tƣ duy HS
trong dạy học vật lý, đã có một số tác giả thực hiện nhƣ: Phạm Thanh Bình –
Phát triển tƣ duy HS bằng việc vận dụng phƣơng pháp tìm tòi từng phần trong
giảng dạy một số bài chƣơng “ Dao động điện, dòng điện xoay chiều” -Luận
văn thạc sĩ ĐHSPHN, Ngô Văn Lý – “ Phát triển tƣ duy HS THCS miền núi
khi tiến hành thí nghiệm biểu diễn” - Luận văn thạc sĩ ĐHSP Thái nguyên
1999, Nguyễn Thị Hải Yến – “ Phát triển năng lực phát hiện và giải quyết có
vấn đề cho HS khi dạy một số kiến thức chƣơng “ Mắt và các dụng cụ quang
học” Vật lý lớp 12THPT - Luận văn thạc sĩ ĐHSP Thái nguyên 2004, Tô Đức
Thắng – “ Tiến hành thí nghiệm biểu diễn nhằm phát triển tƣ duy HS THPT
miền núi khi dạy một số bài chƣơng – Chất khí” - Luận văn thạc sĩ ĐHSP
Thái nguyên 2007…Các công trình này đã có những thành công nhất định
phát triển tƣ duy HS THPT miền núi thông qua việc hình thành các khái niệm
Vật lý bằng quan sát và thực nghiệm thì chƣa có công trình nào nghiên cứu.
Chính vì những lý do trên, chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu:
trong việc phát triển tƣ duy HS. Song để đƣa ra một biện pháp cụ thể nhằm
“Phát triển tư duy HS THPT miền núi khi dạy các khái niệm Vật lý của
chương: “ Từ trường” và “ Cảm ứng điện từ” ( Vật lý 11 – Ban cơ bản )
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:
khi giảng dạy các khái niệm vật lý bằng quan sát và thực nghiệm
Tìm một số biện pháp nhằm phát triển tƣ duy HS THPT miền núi trong
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
III. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
Hoạt động dạy và học ở trƣờng THPT miền núi
IV. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
HS có năng lực tƣ duy tốt hơn nếu GV lựa chọn hợp lý các biện pháp
dạy học phù hợp với đặc điểm và quá trình tƣ duy trong dạy học các khái
niệm vật lý cho HS
V. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu lý luận về phát triển tƣ duy cho HS trong quá trình dạy học
- Nghiên cứu đặc điểm và việc hình thành các khái niệm vật lý.
khái niệm vật lý
- Nghiên cứu các biện pháp phát triển tƣ duy cho HS khi giảng dạy các
- Nghiên cứu chƣơng “Từ trƣờng” và chƣơng “ Cảm ứng điện từ” Vật
lý 11 nhằm xác định nội dung các kiến thức cơ bản, các kĩ năng của HS cần
nắm và đặc điểm của chúng. Thiết lập sơ đồ lôgic
- Điều tra thực tế việc dạy và học ở một số trƣờng THPT miền núi
- Soạn thảo nội dung và tiến trình dạy học một số khái niệm trong
chƣơng “Từ trƣờng” và chƣơng “ Cảm ứng điện từ” nhằm đáp ứng yêu cầu
phát triển tƣ duy cho HS THPT miền núi
- Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm theo hƣớng đề tài đã đề ra
VI. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Điều tra thực tế và tổng kết kinh nghiệm
- Thực nghiệm sƣ phạm theo hƣớng đề tài đã đề ra
- Nghiên cứu lý luận
VII. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI
- Góp phần làm rõ cơ sở khoa học của các biện pháp hình thành các
khái niệm vật lý bằng quan sát và thực nghiệm nhằm phát triển tƣ duy HS
THPT miền núi
môn Vật lý ở trƣờng THPT miền núi
- Kết quả của đề tài có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho GV dạy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
VIII. CẤU TRÚC CỦA ĐỀ TÀI
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn gồm
ba chƣơng:
Chƣơng I : Cơ sở lý luận chung
Chƣơng II: Phát triển tƣ duy HS THPT miền núi thông qua việc dạy
các khái niệm vật lý của chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ”
Chƣơng III: Thực nghiệm sƣ phạm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chương I CƠ SỞ LÝ LUẬN CHUNG
1.1. Lý luận tổ chức hoạt động dạy học
1.1.1. Quá trình nhận thức và sự lĩnh hội kiến thức
Sơ đồ ngắn gọn của quá trình nhận thức đã đƣợc Lê nin nêu lên: Từ
trực quan sinh động đến tƣ duy trừu tƣợng rồi từ tƣ duy trìu tƣợng trở về thực
tiễn. Đó là con đƣờng biện chứng của nhận thức chân lý, nhận thức thực tế
khách quan. Về những yêu cầu cơ bản của tƣ duy biện chứng duy vật cũng
quát và nghiên cứu tất cả các mặt, tất cả các sự liên hệ trung gian của sự vật đó.
đƣợc Lê nin chỉ rõ: ... muốn thực sự hiểu biết đƣợc sự vật cần phải nhìn bao
Chúng ta không thể làm đƣợc điều đó một cách hoàn toàn đầy đủ. Những sự
cần thiết phải xét tất cả mọi mặt sẽ đề phòng cho chúng ta khỏi sự sai lầm và
cứng nhắc, đó là điểm thứ nhất. Điểm thứ hai là: Lôgíc biện chứng đòi hỏi phải
xét sự vật trong sự phát triển, trong sự tự vận động (nhƣ Hêghen đã nói ), trong
sự biến đổi của nó. Điểm thứ ba là: toàn bộ thực tiễn của con ngƣời-thực tiễn
này vừa với tính cách là tiêu chuẩn của chân lý, vừa với tính cách là kẻ xác
định một cách thực tế sự liên hệ giữa sự vật với những điều cần thiết đối với
con ngƣời - cần đƣợc bảo đảm trong định nghĩa đầy đủ của sự vật. Điểm thứ tƣ
là: Lôgíc biện chứng dạy rằng không có chân lý trừu tƣợng, rằng chân lý luôn
của học sinh phù hợp với con đƣờng biện chứng của quá trình nhận thức, trong
đó có mối liên hệ biện chứng giữa nhận thức cảm tính và nhận thức lý tính,
giữa phân tích và tổng hợp, giữa trừu tƣợng hoá, khái quát hoá và cụ thể hoá,
giữa quy nạp và suy diễn, giữa nhận thức và thực tiễn.
Nhà tâm lý học ngƣời Nga X.L.Rubienstêin viết: “Nội dung cảm tính bao
luôn là cụ thể. Trong dạy học, giáo viên cần tổ chức quá trình lĩnh hội kiến thức
X.L,Rubienstêin, tồn tại và ý thức, M 1957, tr 71) tiếng Nga. Ngƣợc lại tƣ duy
giờ cũng có trong tƣ duy trừu tƣợng, tựa hồ nhƣ làm thành chỗ dựa cho tƣ duy (
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
và những kết quả của nó chi phối khả năng phản ánh của cảm giác, làm cho khả
năng đó của con ngƣời tinh vi hơn, nhạy bén hơn, mang tính lựa chọn và trở lên
có ý nghĩa hơn. Vì lẽ đó Ph. Ăngghen viết: “ nhập vào con mắt của chúng ta
chẳng những có cảm giác khác mà còn có cả hoạt động tƣ duy của ta nữa”.
1.1.2. Bản chất của học và chức năng của dạy trong hệ tƣơng tác dạy học
* Bản chất hành động của sự học
- Sự hình thành kiến thức (sự học ) của HS không chỉ đơn thuần là in
vào đầu óc họ những cái có sẵn, diễn tả bằng ngôn ngữ và tồn tại độc lập với
HS. Cũng không thể quan niệm thực chất của sự học chỉ là chỗ ngƣời học đạt
đƣợc (thể hiện ra đƣợc ) những hành vi xác định nào đó. Theo quan điểm tâm
lý học tƣ duy thì sự học là sự phát triển về chất của cấu trúc hành động. Cùng
một hành vi bề ngoài giống nhau chất lƣợng, hiệu quả của sự học vẫn có thể
khác nhau, tuỳ thuộc vào sự phát triển của cấu trúc, của hành động học, của
chủ thể. Ở đây hành vi đƣợc xem nhƣ kết quả biểu hiện ra ngoài của hành
động, còn cách thức để đạt tới kết quả đó đƣợc xem nhƣ cấu trúc bên trong
của hành động học .
Nhƣ vậy: Sự học phải là một quá trình hình thành và phát triển của những
dạng thức hành động xác định, thông qua thích ứng của chủ thể với tình huống
hoạt động của chủ thể tồn tại tƣơng ứng với động cơ thúc đẩy hoạt động đó. Hoạt
động đó có đối tƣợng cấu thành từ các hoạt động, hành động lại gồm các thao tác.
Sơ đồ mô tả hành động học nhƣ hình 1.
Động cơ
Hoạt động
Mục đích
Hành động
Thao tác
Điều kiện, phƣơng tiện
Hành động có mục đích, điều kiện, phƣơng tiện cụ thể.
Hình 1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Tóm lại, ta có thể hiểu: Sự học nói chung là sự thích ứng của ngƣời học
với những tình huống thích đáng làm nảy sinh và phát triển ở ngƣời học
những dạng thức hoạt động xác định, phát triển ở ngƣời học những năng lực
thể chất, tinh thần và nhân cách của cá nhân.
+ Chức năng tổ chức, kiểm tra định hƣớng hành động học của sự dạy.
Học là một hành động của học sinh xây dựng kiến thức cho bản thân
mình và vận dụng kiến thức của mình, thì dạy học là dạy hành động (Hành
động chiếm lĩnh tri thức và hành động vận dụng tri thức). Và do đó, trong dạy
học, GV cần tổ chức các tình huống học tập đòi hỏi sự thích ứng của HS để
qua đó HS chiếm lĩnh đƣợc tri thức, đồng thời phát triển trí tuệ và nhân cách
toàn diện của mình.
Trong sự vận hành của hệ tƣơng tác dạy học gồm ngƣời dạy(GV)-
ngƣời học (HS)và tƣ liệu hoạt động dạy học(môi trƣờng)đƣợc mô tả bằng
hình 2
Định hƣớng
GV HS Liên hệ ngƣợc
Thích ứng
Tổ chức Cung cấp tƣ liệu
tạo tình huống
Tƣ liệu hoạt động dạy học ( Môi trƣờng )
Hình 2: Hệ tƣơng tác dạy học
- Hành động của HS với tƣ liệu hoạt động dạy học là sự thích ứng của
HS với tình huống học tập đồng thời là hành động chiếm lĩnh, xây dựng tri
những thông tin liên hệ ngƣợc cần thiết cho sự chỉ đạo của GV đối với HS.
thức cho bản thân mình và sự tƣơng tác đó của HS với tƣ liệu đem lại cho GV
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Tƣơng tác trực tiếp giữa các HS với nhau và giữa HS với GV là sự
trao đổi, tranh luận giữa cá nhân và nhờ đó từng cá nhân HS tranh thủ sự hỗ
trợ xã hội từ phía GV và tập thể HS trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức.
Quá trình dạy học là sự thống nhất biện chứng giữa mục đích, nội dung,
và PPDH nhƣng vấn đề đặt ra là phải sử dụng những phƣơng pháp nhƣ thế
nào để phát huy tính tự lực và phát triển tƣ duy khoa học cho HS ? Để trả lời
đƣợc các câu hỏi đó chúng ta cần dựa trên cơ sở lí luận về phƣơng pháp dạy
học theo hƣớng phát triển tƣ duy của HS .
1.1.3. Luận điểm phƣơng pháp dạy học khoa học theo mục tiêu đổi
mới nhằm phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ sáng tạo và tƣ
duy khoa học của HS. [5]
Dạy học là môn khoa học ở nhà trƣờng không chỉ đơn thuần nhằm một
mục tiêu duy nhất là giúp HS có đƣợc một số kiến thức cụ thể nào đó .Điều
quan trọng hơn là trong quá trình dạy học các tri thức cụ thể đó rèn luyện cho
HS tiềm lực để khi ra trƣờng họ có thể tiếp tục tự học tập, có khả năng nghiên
cứu tìm tòi giải quyết vấn đề, đáp ứng đƣợc những đòi hỏi đa dạng của hoạt
động thực tiễn không ngừng phát triển. Cũng chỉ trong điều kiện dạy học nhƣ
vậy mới đảm bảo những kiến thức HS đã học đƣợc là những kiến thức thực sự
có chất lƣợng sâu sắc, vững chắc, vận dụng đƣợc.
học, cùng với việc quán triệt quan điểm hoạt động về bản chất của học và của
dạy và quan điểm hiện đại của phƣơng pháp luận khao học, dẫn tới việc xác
lập một hệ thống các luận điểm quan trọng làm nền tảng cho việc nghiên cứu
thực nghiệm dạy học về chiến lƣợc dạy học phát triển hoạt động tự chủ chiếm
lĩnh tri thức, bồi dƣỡng tƣ duy khoa học - kỹ thuật và năng lực giải quyết vấn
Việc quán triệt quan điểm trên đây về mục tiêu dạy học các môn khoa
đề. Đó là những luận điểm cơ bản dƣới đây, đƣợc coi là những nguyên tắc chỉ
đạo hoạt động dạy.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.1.3.1. Vai trò quan trọng của sự dạy là thực hiện việc tổ chức, kiểm
tra, định hướng hữu hiệu hoạt động học.
Sự học nói chung, là sự thích ứng của ngƣời học với những tình huống
thích đáng, làm nảy sinh và phát triển ở ngƣời học những dạng hoạt động xác
định, phát triển ở ngƣời học những năng lực thể chất, tinh thần và nhân cách
cá nhân. Nói riêng, sự học có chất lƣợng một trí thức khoa học mới nào đó
phải là sự thích ứng của ngƣời học với những tình huống học tập thích đáng.
Chính quá trình thích ứng này là hoạt động của ngƣời học xây dựng nên tri
thức mới với tính cách là phƣơng tiện tối ƣu giải quyết tình huống mới. Đồng
thời đó là quá trình góp phần làm phát triển các năng lực nhận thức, thực tiễn
và nhân cách của ngƣời học.
Bởi vậy, một vai trò quan trọng của GV trong dạy học môn khoa học là
tổ chức đƣợc những tình huống học tập và thực hiện đƣợc sự kiểm tra, định
hƣớng, hoạt động hữu hiệu, cho phép gợi ra ở HS hoạt động học tập tự chủ,
tích cực dẫn tới sự chiếm lĩnh đƣợc tri thức khoa học, theo cách tiếp cận hiện
thực tƣơng tự nhƣ các nhà khoa học .
1.1.3.2. Sự cần thiết tổ chức tình huống vấn đề trong dạy học
Tri thức khoa học đƣợc xây dựng khi nhà khoa học có động cơ giải
quyết một vấn đề, tìm lời giải đáp cho một câu hỏi đặt ra mà việc tìm lời giải
là việc tái hiện, lặp lại các kiến thức và cách thức hoạt động quen thuộc có sẵn.
Bởi vậy, trong việc dạy học môn khoa học, GV cần tổ chức đƣợc
những tình huống vấn đề. Đó chính là việc tổ chức những tình huống trong đó
có xuất hiện vấn đề cần giải quyết mà HS tự thấy mình có khả năng tham gia
giải quyết và do đó sẽ suy nghĩ và đƣa ra giải pháp riêng của mình, tự tìm tòi
đáp cho câu hỏi đó chính là phải tìm tòi một cái mới, chứ không chỉ đơn thuần
cách giải quyết riêng thích hợp. Chính trong điều kiện đó, với sự giúp đỡ định
hƣớng của GV, HS sẽ xây dựng đƣợc cho mình những tri thức khoa học sâu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
sắc, vững chắc và vận dụng đƣợc, đồng thời qua quá trình đó năng lực trí tuệ
của học sinh sẽ đƣợc phát triển .
1.1.3.3. Sự cần thiết sử dụng những quan niệm vốn có của học sinh
trong việc tổ chức tình huống và định hướng hành động giải quyết vấn đề
của học sinh trong quá trình xây dựng kiến thức mới
Tri thức mới đƣợc xây dựng dựa trên các tri thức đã có và đồng thời còn
phải đối chọi lại với các quan điểm đã có nhƣng lại là trở lực đối với sự hình
thành tri thức mới.Tri thức mới với ý nghĩa đúng đắn của nó, chỉ có thể thực
sự đƣợc xác lập, hoà nhập vào vốn hiểu biết riêng của học sinh, khi mà nó
đƣợc xây dựng trên cơ sở tri thức đã có của học sinh, đồng thời làm biến đổi
và khắc phục đƣợc các quan điểm cũ,cách hiểu cũ sai lạc,trái ngƣợc với nó
Bởi vậy, trong dạy học cần nghiên cứu các quan niệm hoặc cách hiểu
sai lầm vốn có của học sinh có liên quan đến tri thức cần xây dựng. Chúng là
chỗ dựa, đồng thời là trở lực tất yếu cần khắc phục đối với quá trình xây dựng
tri thức mới cho học sinh. Cần sử dụng đƣợc các quan niệm vốn có đó của
học sinh vào việc xây dựng tình huống vấn đề mà định hƣớng giải quyết vấn
đề một cách hữu hiệu sao cho tạo đƣợc điều kiện cho những quan niệm đó
đƣợc học sinh vận dụng, đƣợc thử thách trong quá trình kiểm tra hợp thức
hoá, khiến cho ngƣời học tự nhận thấy chỗ sai lầm (không hợp thức ), thấy
cần thay đổi quan niệm, khắc phục sai lầm để xây dựng tri thức mới phù hợp .
1.1.3.4. Sự cần thiết phát huy tác dụng sự trao đổi và tranh luận của
học sinh trong quá trình chiếm lĩnh tri thức
Sự xây dựng tri thức khoa học là quá trình mang tính xã hội. Nhận thức
của mỗi cá nhân, thành viên xã hội, tiến triển trong sự tƣơng tác xã hội và
xung đột xã hội - nhận thức. Trong nghiên cứu khoa học, kết quả nghiên cứu
của các nhà khoa học có sự đóng góp của cộng đồng các nhà khoa học. Kết
quả nghiên cứu của mỗi cá nhân nhà khoa học có sự hỗ trợ của ngƣời khác.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Kết quả đó đƣợc trình bày, đƣợc thông báo và trải qua tranh luận phản bác,
bảo vệ trong cộng đồng khoa học. Khi đó mới có những tri thức khoa học có
đầy đủ giá trị.
Sự học tập, xây dựng tri thức của học sinh sẽ đƣợc tạo thuận lợi và có
hiệu quả hơn nhờ trao đổi và sự tranh luận với những ngƣời ngang hàng.
Trong điều kiện đó sẽ phát huy đƣợc ảnh hƣởng của sự môi giới, hỗ trợ của
những ngƣời trong cộng đồng đối với mỗi cá nhân qua vùng phát triển gần
nhất của cá nhân.
1.1.3.5. Sự cần thiết tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình
nghiên cứu xây dựng, bảo vệ tri thức khoa học
Để phát huy tổng hợp các nhân tố tác động. Vai trò của học sinh trong
sự tự chủ hành động xây dựng kiến thức, vai trò của giáo viên trong việc tổ
chức tình huống học tập và định hƣớng hành động tìm tòi xây dựng tri thức
của học sinh, vai trò tƣơng tác của xã hội ( của tập thể học sinh ) đối với quá
trình nhận thức của mỗi cá nhân học sinh và đồng thời cho học sinh tập quen
với quá trình xây dựng và bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học thì cần tổ
chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới
trong nghiên cứu khoa học .
Có thể diễn đạt thâu tóm, khái quát các luận điểm phƣơng pháp luận
quan trọng của dạy học khoa học bằng các kết luận sau đây:
trong hoạt động. Học qua làm, qua khắc phục sai lầm, học qua giao tiếp, trình
bày ý kiến, tƣ tƣởng quan điểm của mình với ngƣời khác, đối chiếu ý kiến, tƣ
tƣởng quan điểm của mình với ý kiến tƣ tƣởng, quan điểm của ngƣời khác với
thực nghiệm thực tiễn. Vì vậy cần hiểu bản chất của dạy học là tạo điều kiện
giúp cho sự học nhƣ thế đạt hiệu quả cao hơn. Dạy học cần thực hiện tốt các
a. Coi ngƣời học, hình thành, phát triển nhân cách năng lực của mình
học phù hợp với mục tiêu dạy học.
chức năng quan trọng là tổ chức, kiểm tra, định hƣớng hữu hiệu hoạt động
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
b. Cần đảm bảo sự cân đối giữa dạy tri thức và kỹ năng tiếp cận tri thức
c. Cần tổ chức tình huống học tập hữu hiệu, khêu gợi đƣợc ngƣời học
suy nghĩ từ vốn kinh nghiệm, hiểu biết của mình, đồng thời biết thu lƣợm sử
dụng thông tin từ những nguồn khác nhau để tự đƣa ra ý kiến, giải pháp của
mình cho vấn đề đạt đƣợc.
d. Nên khuyến khích trực giác sáng tạo của ngƣời học. Tạo điều kiện
cho ngƣời học tập nghiên cứu tìm tòi giải quyết vấn đề phù hợp với cách tiếp
cận khoa học: Đề xuất vấn đề, suy đoán đề xuất giải pháp, thực hiện giải
pháp, diễn đạt kết luận, đánh giá vận dụng kết quả.
e. Cần tổ chức đƣợc sự làm việc hợp tác, trao đổi ý kiến, khêu gợi đƣợc
sự tranh luận, phản bác, bảo vệ đƣợc ý kiến trong tập thể ngƣời học.
g. Cần lập đƣợc sơ đồ mô phỏng tiến trình khoa học giải quyết vấn đề,
xây dựng tri thức cần dạy phù hợp với trình độ học sinh. Theo đó suy nghĩ thiết
kế mục tiêu dạy học cụ thể và tiến trình hoạt động dạy học thích hợp.
Từ các luận điểm phƣơng pháp luận nêu trên có thể rút ra kết luận khái quát
chỉ đạo việc nghiên cứu thiết kế tiến trình dạy học các tri thức cụ thể nhƣ sau :
Để nâng cao chất lƣợng, hiệu quả dạy học đảm bảo cho học sinh chiếm
lĩnh tri thức, kỹ năng đồng thời bồi dƣỡng đƣợc tƣ duy khoa học, tƣ duy sáng
tạo, phát triển đƣợc ở học sinh hành động tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề
có thể thích ứng đƣợc với thực tiễn thì đòi hỏi việc thiết kế hoạt động dạy học
phải đƣợc thực hiện một cách khoa học theo quy trình gồm các bƣớc sau:
trong quá trình chiếm lĩnh tri thức khoa học và từ đó chuẩn bị tốt cho học sinh
- Thiết lập sơ đồ biểu đạt lô gíc của tiến trình nhận thức khoa học đối
với tri thức cần dạy.
Từ sự hiểu biết sâu sắc về kiến thức cần dạy, giáo viên thiết lập sơ đồ
biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học, đáp ứng đƣợc đòi hỏi
phƣơng pháp luận của tiến trình khoa học xây dựng tri thức, đồng thời lại phù
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
hợp với trình độ nhận thức của học sinh. Đó là cơ sở quan trọng là tiền đề cần
thiết để có thể tổ chức và định hƣớng khái quát hành động tự chủ tìm tòi giải
quyết vấn đề của học sinh trong quá trình dạy học.
- Tổ chức tình huống học tập (tình huống vấn đề )
Tổ chức tình huống học tập cố vấn đề thể hiện ở chỗ giáo viên soạn
thảo đƣợc những nhiệm vụ tiềm ẩn vấn đề tƣơng ứng với tri thức cần dạy để
giao cho học sinh. Sao cho nhiệm vụ đó đƣợc học sinh hăng hái đảm nhận
theo suy nghĩ, giải pháp của mình. Tất yếu học sinh sẽ gặp khó khăn, ý thức
đƣợc vấn đề và khó khăn là vừa sức nên học sinh có thể tự chủ, tích cực suy
nghĩ tìm tòi để vƣợt qua khó khăn, giải quyết vấn đề, tạo động cơ thúc đẩy
hoạt động nhận thức tích cực của học sinh.
- Xác định việc định hƣớng khái quát chƣơng trình hoá hành động nhận
thức tự chủ tích cực của học sinh và việc tổ chức hợp lý hoạt động của cá nhân
và tập thể học sinh .
Trên cơ sở tình huống học tập đã phác thảo giáo viên dự kiến khả năng
đáp ứng có thể có và những khó khăn có thể xảy ra ở học sinh để dự liệu tiến
trình định hƣớng hành động của học sinh, bằng cách chuẩn bị những câu hỏi
đề xuất vấn đề cần bổ xung, những gợi ý, những ý kiến yêu cầu học sinh xem
xét, thảo luận và chuẩn bị việc giáo viên sẽ khái quát hoá tổng kết, chính xác
hoá, bổ xung, thể chế hoá kiến thức ở những chỗ cần thiết. Giáo viên hình
chủ của học sinh xuất phát từ tình huống có vấn đề đã dự thảo và phỏng theo
sơ đồ lôgíc của tiến trình xây dựng tri thức đã thiết lập. Đồng thời hình dung
việc tổ chức hợp lý hoạt động của cá nhân và tập thể học sinh phỏng theo tiến
trình hợp tác nghiên cứu xây dựng và bảo vệ tri thức mới trong cộng đồng
khoa học, để có thể khai thác, phát huy đƣợc đầy đủ các nhân tố tác động có
dung việc định hƣớng khái quát chƣơng trình hoá hành động, nhận thức tự
lợi cho sự phát triển hoạt động nhận thức khoa học của học sinh.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nhƣ vậy thì việc thiết kế tiến trình dạy học tri thức cụ thể đòi hỏi: phải
thiết lập đƣợc sơ đồ lôgíc tiến trình nhận thức khoa học đối với tri thức cần
dạy, tổ chức đƣợc tình huống có vấn đề và chƣơng trình hoá sự định hƣớng
HS đối với hành động tìm tòi lựa chọn kiểm tra xây dựng tri thức cần học.
1.2. Cơ sở lý luận của việc phát triển tƣ duy [29]
1.2.1 Khái niệm về tƣ duy.
Tƣ duy là một quá trình nhận thức nhằm phản ánh những thuộc tính bản
chất, những liên hệ và quan hệ có tính quy luật của sự vật và hiện tƣợng trong
thực tế khách quan mà trƣớc đó ta chƣa biết. Hay nói một cách tổng quát: Tƣ
duy là thuộc tính đặc biệt của vật chất có tổ chức cao - Bộ não. Tƣ duy phản ánh
thế giới vật chất dƣới dạng các hình ảnh lý tƣởng. Tƣ duy vừa là sản phẩm của
sự tiến hoá sinh vật, vừa là sản phẩm của sự phát triển xã hội. Nó xuất hiện và
phát triển trong hoạt động lao động và cùng với ngôn ngữ gắn bó chặt chẽ với
nhau- những hoạt động vốn chỉ có trong xã hội loài ngƣời.
Tƣ duy phản ánh hiện thực xung quanh chúng ta, nhƣng không giống
nhƣ cách phản ánh của cảm giác và tri giác. Các quá trình này phản ánh các
đối tƣợng và hiện tƣợng cụ thể tác động đến giác quan của chúng ta. Tƣ duy
phản ánh theo kiểu khác. Nó không xem xét sự vật hiện tƣợng một cách riêng
lẻ mà xem xét sự vật hiện tƣợng trong các mối quan hệ phổ biến, trong sự vận
bằng cách nêu bật ra cái bản chất, cái chung của sự vật và hiện tƣợng. Trong
quá trình nhận thức nói chung, tƣ duy bao giờ cũng mang tính sáng tạo, vì
nhận thức nhằm thu đƣợc tri thức mới và sáng tạo ra những phƣơng thức mới
để thu lƣợm tri thức. Vì tƣ duy của con ngƣời càng phát triển thì con ngƣời
càng nhận thức đƣợc bản chất của các sự vật hiện tƣợng phức tạp nhanh
động và phát triển của chúng. Tƣ duy bao giờ cũng mang tính chất khái quát
chóng hơn và sâu sắc hơn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Quá trình nhận thức bao giờ cũng liên hệ chặt chẽ với tƣ duy. Vì tƣ duy của con ngƣời càng phát triển thì con ngƣời càng nhận thức bản chất của các sự vật phức tạp nhanh chóng hơn và sâu sắc hơn. Nhờ có tƣ duy mà ta có thể chuyển đƣợc những tri thức sơ đẳng đầu tiên sang tri thức sâu sắc hơn, chuyển từ hiện tƣợng sang bản chất và từ bản chất bậc một sang bản chất bậc hai...LN Tôn xtôi đã viết: Kiến thức chỉ thực sự là kiến thức khi nó là thành quả những cố gắng của tƣ duy chứ không phải là của trí nhớ.
1.2.2. Đặc điểm của quá trình tƣ duy: * Tƣ duy phản ánh hiện thực khách quan vào trong đầu. Bởi vậy, tƣ duy có quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính, sử dụng những tài liệu cảm tính, những kinh nghiệm thực tế, những cơ sở trực quan sinh động
* Tính trừu tƣợng và tính khái quát của tƣ duy: Tƣ duy phản ánh cái bản chất chung cho nhiều sự vật hiện tƣợng, đồng thời đã trìu xuất khỏi những sự vật, hiện tƣợng đó. Nhờ tính chất trừu tƣợng và khái quát, tƣ duy có thể cho phép ta đi sâu vào bản chất và mở rộng phạm vi nhận thức sang cả những sự vật, hiện tƣợng cụ thể mới mà trƣớc đây ta chƣa biết. Nhờ có tính trừu tƣợng và kết quả của tƣ duy mà khả năng nhận thức của con ngƣời đƣợc mở rộng không có giới hạn.
* Tính có vấn đề: Hoàn cảnh có vấn đề chính là cái kích thích con ngƣời tƣ duy; hoàn cảnh hay tình huống có vấn đề nảy sinh khi gặp những tình huống mà vốn hiểu biết cũ, phƣơng pháp hành động đã biết của con ngƣời không đủ để giải quyết nó, để tƣ duy con ngƣời phải nhận thức đƣợc hoàn cảnh có vấn đề, phải có nhu cầu giải quyết nó và phải có những tri thức cần thiết có liên quan tới vấn đề đó. Kích thích quá trình tƣ duy phát triển là tình huống có vấn đề, quá trình tƣ duy chỉ diễn ra khi gặp một cái mới mà ta muốn nhận biết, khi gặp những mâu thuẫn và nảy sinh thắc mắc, khi phát hiện ra các mâu thuẫn. Khi gặp tình huống có vấn đề mà ta có nhu cầu giải quyết thì nó có tác dụng kích thích thúc đẩy tƣ duy tiến lên nhằm vạch ra những quy luật bản chất của vấn đề đó.
*Tính gián tiếp của tƣ duy: Trong quá trình tƣ duy, quá trình hoạt động nhận thức của con ngƣời nhanh chóng thoát khỏi những sự vật cụ thể cảm tính
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
mà sử dụng những khái niệm để biểu đạt chúng, thay thế những sự vật cụ thể bằng những kí hiệu, bằng ngôn ngữ.
* Tƣ duy có liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ: Ngôn ngữ là phƣơng tiện
của tƣ duy, ngôn ngữ là cái vỏ của tƣ duy, nhờ có ngôn ngữ mà con ngƣời tiến
hành các thao tác tƣ duy và sản phẩm của tƣ duy là những phán đoán, suy lý
đƣợc biểu đạt bằng từ ngữ, câu...Ngôn ngữ cố định lại các kết quả của tƣ duy,
nhờ đó làm khách quan hoá chúng ta cho ngƣời khác và cho cả bản thân chủ
thể tƣ duy. Không có ngôn ngữ thì bản thân quá trình tƣ duy không diễn ra
đƣợc, đồng thời các sản phẩm của tƣ duy cũng không thể sử dụng đƣợc.
* Tƣ duy là sự phản ánh và tham gia tích cực vào quá trình cải biến thế
giới khách quan. Trong hoạt động thực tiễn biến đổi thế giới bên ngoài, con
ngƣời nhận thức các quy luật và sử dụng chúng vì lợi ích của mình. Tính tích
cực của tƣ duy biểu hiện ở chỗ con ngƣời thực hiện khái quát về mặt lí luận,
tạo ra các khái niệm và phán đoán, xây dựng các suy luận và giả thiết. Dựa
trên cơ sở của các tri thức đã biết, con ngƣời có khả năng tiên đoán, vạch ra
kế hoạch phát triển kinh tế, xã hội, khoa học, giáo dục... Tính tích cực của tƣ
duy còn biểu hiện ở hoạt động sáng tạo của con ngƣời, ở khả năng tƣởng
tƣợng. Tƣ duy định hƣớng, xác định, điều hoà mục đích, phƣơng pháp và đặc
trƣng hoạt động thực tiễn của con ngƣời. Tƣ duy giúp cho con ngƣời cải biến
hiệu của ngôn ngữ nhân tạo. Ngôn ngữ này giữ một vai trò rất quan trọng
trong khoa học hiện đại
tri thức đó dƣới dạng các phƣơng tiện của ngôn ngữ tự nhiên và bằng các kí
1.2.3. Các giai đoạn của một quá trình tƣ duy:
- Xác định đƣợc vấn đề và biểu đạt nó thành nhiệm vụ tƣ duy.
- Huy động trí thức, vốn kinh nghiệm liên quan đến vấn đề, làm xuất
thuyết về cách giải quyết vấn đề đó.
hiện các mối liên tƣởng, gạt bỏ những cái không cần thiết, hình thành giả
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Kiểm tra giả thuyết về cách giải quyết vấn đề, nêú giả thuyết đúng thì
tiến hành giải quyết vấn đề, nếu giả thuyết sai thì phủ định nó để hình thành
giả thuyết mới.
1.2.4. Các thao tác trí tuệ trong quá trình tƣ duy.
Vật lý là môn khoa học thực nghiệm. Hầu hết các khái niệm, các định
luật vật lý đều đƣợc xây dựng trên cơ sở phân tích các hiện tƣợng xảy ra trong
thực tế và trong các thí nghiệm. Trong quá trình này, HS phải thực hiện các
thao tác trí tuệ nhất là các thao tác phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tƣợng
hoá và khái quát hoá...
- Thao tác phân tích: Phân tích là quá trình con ngƣời dùng trí óc để
tách các sự vật hiện tƣợng, trong quá trình hình thành mặt này hay mặt kia,
thuộc tính này hay thuộc tính kia để nhận thức từng mặt hay từng thuộc tính
của sự vật và hiện tƣợng. Đây là việc phân tích trong trí óc đối tƣợng nhận
thức thành các bộ phận thành phần.
- Thao tác tổng hợp: Tổng hợp là quá trình con ngƣời dùng trí óc để hợp
nhất các thành phần của sự vật hiện tƣợng qua phân tích thành một chỉnh thể.
Phân tích và tổng hợp là hai quá trình ngƣợc nhau nhƣng thống nhất
với nhau, đan xen lẫn nhau, sự phân tích đƣợc tiến hành theo hƣớng của tổng
hợp. Còn tổng hợp đƣợc thực hiện theo kết quả của phân tích. Phân tích và
phân tích và tổng hợp là hai thao tác cơ bản của hoạt động trí tuệ và đƣợc
chứa đựng trong mọi thao tác trí tuệ khác.
- Thao tác so sánh: So sánh là dùng trí óc đặt các đối tƣợng cần so sánh
nhƣ sự vật, hiện tƣợng, quá trình cạnh nhau để xác định cái giống nhau ,cái
khác nhau, cái tƣơng tự giữa chúng. So sánh có vai trò rất quan trọng trong quá
trình nhận thức, so sánh là cơ sở của mọi hiểu biết và tƣ duy.
tổng hợp giúp ta hiểu sự vật và hiện tƣợng đầy đủ và sâu sắc hơn. Thao tác
toàn phần hoặc so sánh trong một giới hạn nào đó. Vì vậy, khi so sánh ngƣời Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Sự so sánh có thể xảy ra ở những mức độ khác nhau: Có thể là so sánh
ta phải xác định tiêu chuẩn để so sánh. Đây là điều GV phải chú ý khi yêu cầu
HS so sánh trong giờ học vật lý.
- Thao tác trừu tƣợng hoá: Thao tác trừu tƣợng hoá là con ngƣời dùng
trí óc để gạt bỏ những liên hệ, những yếu tố, những thuộc tính thứ yếu, thuộc
tính không cần thiết, căn bản. Trừu tƣợng hoá là sự nhấn mạnh các đặc điểm
bản chất theo một quan niệm nhất định.
- Thao tác khái quát hoá: Khái quát hoá là sự tổng hợp các đặc điểm
chung của một loại sự vật hiện tƣợng. Vì thuộc tính chung có thể là bản chất
và cũng có thể là không bản chất. Nhƣng khái quát hoá bao giờ cũng là sự
tổng kết các đặc điểm chung bản chất theo một quan điểm nhất định. Vì vậy
giữa trừu tƣợng hoá và khái quát hoá có quan hệ chặt chẽ với nhau. Trừu
tƣợng hoá tạo điều kiện cho khái quát hoá còn trong khái quát hoá các thuộc
tính bản chất đƣợc nhấn mạnh thêm. Trong thực tế nhiều khi khó tách bạch
hai thao tác này.
Để cho HS có thể tự lực hoạt động nhận thức có kết quả và hoạt động
với tốc độ ngày càng nhanh thì GV phải luôn luôn có kế hoạch rèn luyện cho
HS. Chính trong quá trình hình thành các khái niệm phát hiện các định luật
vật lý, HS phải thực hiện các thao tác. Nhƣng thao tác tƣ duy lại diễn ra trong
đầu HS, cho nên GV không thể quan sát đƣợc mà uốn nắn trực tiếp. Mặt khác
Bởi vậy, GV có thể sử dụng những cơ sở định hƣớng sau đây để giúp HS có
thể tự lực thực hiện các thao tác tƣ duy đó:
a. GV tổ chức quá trình học tập sao cho ở từng giai đoạn hành động nhận
thức xuất hiện những tình huống bắt buộc HS phải thực hiện các thao tác tƣ duy,
mới có thể giải quyết đƣợc vấn đề và hoàn thành đƣợc nhiệm vụ học tập.
HS cũng không thể quan sát đƣợc hành động trí tuệ của GV mà bắt chƣớc.
b. GV đƣa ra những câu hỏi để định hƣớng cho HS tìm những thao tác
tƣ duy hay phƣơng pháp suy luận hành động trí tuệ thích hợp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
c. GV phân tích câu trả lời của HS, chỉ ra chỗ sai của họ trong khi thực
hiện các thao tác tƣ duy và hƣớng dẫn cách sửa chữa.
d. GV giúp HS khái quát hoá kinh nghiệm thực hiện các suy luận Lôgíc
dƣới dạng những quy tắc đơn giản.
1.2.5. Các loại tƣ duy.
Có nhiều cách phân biệt tƣ duy, dựa theo những dấu hiệu khác nhau. Trong
dạy học vật lý, ngƣời ta quan tâm đến những loại tƣ duy chủ yếu dƣới đây:
1.2.5.1. Tư duy kinh ngiệm
Tƣ duy kinh ngiệm là một tƣ duy dựa chủ yếu trên kinh nghiệm cảm
tính và sử dụng phƣơng pháp thử và sai. Chủ thể phải thực hiện một nhiệm vụ
nào đó, thử mò mẫm thực hiện một số thao tác, hành động nào đó, ngẫu nhiên
gặp một trƣờng hợp thành công, sau đó lại đúng nhƣ thế mà không biết
nguyên nhân vì sao. Kiểu tƣ duy này đơn giản, không cần phải rèn luyện
nhiều, có ích trong hoạt động hàng ngày, để giả quyết một số vấn đề trong
một phạm vi hẹp. Ví dụ: Đứng trƣớc một máy thu hình có nhiều nút bấm, một
học sinh bấm thử tất cả các nút. Sau một số lần bấm, em đó nhận ra rằng ấn
nút thứ nhất thì có hình ảnh, ấn nút thứ hai thì có tiếng mà không cần hiểu tại
sao. Kinh nghiệm này không áp dụng đƣợc cho các loại máy thu hình khác,
trong đó không có nút bấm mà có núm xoay hoặc cần gạt
Tƣ duy lý luận là loại tƣ duy giải quyết nhiệm vụ đƣợc đề ra dựa trên
sử dụng những khái niệm trừu tƣợng, những tri thức lý luận. Đặc trƣng của
loại tƣ duy này là:
- Không dừng lại ở kinh nghiệm rời rạc mà luôn hƣớng tới xây dựng
quy tắc, quy luật chung ngày một sâu rộng hơn.
1.2.5.2. Tư duy lý luận.
- Tự định hƣớng hành động, suy nghĩ về cách thức hành động trƣớc khi
hành động
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Luôn sử dụng những tri thức khái quát đã có để lý giải, dự đoán
những sự vật, hiện tƣợng cụ thể.
- Luôn lật đi, lật lại vấn đề để đạt đến sự nhất quán về mặt lý luận, xác
định đƣợc phạm vi ứng dụng của mỗi lý thuyết.
Tƣ duy lý luận rất cần cho hoạt động nhận thức và phải rèn luyện lâu
dài mới có đƣợc. Nhờ có tƣ duy lý luận, con ngƣời mới có thể đi sâu vào bản
chất của sự vật hiện tƣợng, phát hiện đƣợc quy luật vận động của chúng và sử
dụng những tri thức khái quát đó để cải tạo bản thân và làm biến đổi thế giới
tự nhiên, phục vụ lợi ích của mình.
1.2.5.3. Tư duy lôgíc.
Tƣ duy lôgíc là tƣ duy tuân theo các nguyên tắc, quy luật của lôgíc học
một cách chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong các lập luận,
biết phát hiện ra các mâu thuẫn, nhờ đó mà nhận thức đƣợc đúng đắn chân lý
khách quan.
Lôgíc học là một khoa học nghiên cứu những tƣ tƣởng của con ngƣời
về mặt hình thức lôgíc của chúng và xây dựng những quy tắc và quy luật mà
việc tuân theo chúng là điều kiện cần để đạt tới chân lý trong quá trình suy
luận. Con ngƣời bằng kinh nghiệm của mình đã suy nghĩ theo những quy luật
nhất định rất lâu trƣớc khi những quy luật này đƣợc khoa học lôgíc khám phá
động tƣ duy không phải là con ngƣời tự ý tái tạo ra mà là sự phản ánh những
mối liên hệ và quan hệ khách quan của các sự vật và hiện tƣợng quanh ta. Bởi
thế dù chƣa biết lôgíc học, nhƣng con ngƣời bằng kinh nghiệm sống của mình
đã có thể trao đổi tƣ tƣởng với nhau, thông hiểu nhau và thống nhất đƣợc với
nhau trong một số lập luận, phán đoán. Tuy nhiên, điều kiện đó chỉ xảy ra
trong một số trƣờng hợp đơn giản, còn khi gặp những trƣờng hợp phức tạp thì
ra. Những quy luật của lôgíc học mà mỗi ngƣời sử dụng trong quá trình hoạt
nắm vững và vận dụng đúng đắn những quy tắc, quy luật lôgíc học. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
khó có thể thông hiểu lẫn nhau hoặc khó phân biệt đúng hay sai, nếu không
Tuy nhiên, đối với học sinh ở trƣờng phổ thông, không thể dạy cho họ
lôgíc học để sau đó, họ mới vận dụng các quy tắc và quy luật lôgíc để suy
nghĩ, lập luận. Trái lại, ta có thể thông qua việc giải quyết những nhiệm vụ cụ
thể mà tích luỹ dần kinh nghiệm và dẫn đến một lúc nào đó sẽ tự tổng kết
thành những quy tắc đơn giản thƣờng dùng.
Tƣ duy lôgíc đƣợc sử dụng trong mọi lĩnh vực hoạt động nhận thức,
cho nên phải thƣờng xuyên rèn luyện cho học sinh cách tƣ duy lôgíc.
1.2.5.4. Tư duy vật lý.
Ta hiểu tƣ duy vật lý là sự quan sát các hiện tƣợng vật lý, phân tích một
hiện tƣợng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng
những mối quan hệ và những sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối liên hệ giữa
mặt định tính và mặt định lƣợng của các hiện tƣợng và các đại lƣợng vật lý,
dự đoán các hệ quả mới từ các lý thuyết và áp dụng những kiến thức khái quát
thu đƣợc vào thực tiễn.
Các hiện tƣợng vật lý trong tự nhiên rất phức tạp, nhƣng những định
luật chi phối chúng thƣờng lại rất đơn giản, vì mỗi hiện tƣợng bị nhiều yếu tố
tác động chồng chéo lên nhau hoặc nối tiếp nhau mà ta chỉ quan sát đƣợc kết
quả tổng hợp cuối cùng. Bởi vậy, muốn nhận thức đƣợc những đặc tính bản
chất và quy luật của tự nhiên thì việc đầu tiên là phải phân tích đƣợc hiện
nguyên nhân, bị tác động bởi một số ít yếu tố, tốt nhất là một nguyên nhân,
một yếu tố. Có nhƣ thế, ta mới xác lập đƣợc những mối quan hệ bản chất, trực
tiếp, những sự phụ thuộc định lƣợng giữa các đại lƣợng vật lý dùng để đo
lƣờng những thuộc tính bản chất của sự vật hiện tƣợng. Muốn biết những kết
luận khái quát thu đƣợc có phản ánh đúng thực tế khách quan hay không, ta
phải kiểm tra lại trong thực tiễn. Để làm việc đó, ta phải xuất phát từ những
tƣợng phức tạp thành những bộ phận những giai đoạn bị chi phối bởi một số
quan sát đƣợc trong thực tiễn. Nếu thí nghiệm xác nhận hiện tƣợng mới đúng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
kết luận khái quát, suy ra những hệ quả, dự đoán những hiện tƣợng mới có thể
nhƣ dự đoán thì kết luận khái quát ban đầu mới đƣợc xác nhận là chân lý. Mặt
khác việc vận dụng những kiến thức vật lý khái quát vào thực tiễn tạo điều
kiện cho con ngƣời cải tạo thực tiễn, làm cho các hiện tƣợng vật lý xảy ra
theo hƣớng có lợi cho con ngƣời, thoả mãn đƣợc nhu cầu ngày càng tăng của
con ngƣời.
Trong quá trình nhận thức vật lý nhƣ trên, con ngƣời đã sử dụng tổng
hợp, xen kẽ nhiều hình thức tƣ duy, trong đó có hình thức chung nhƣ tƣ duy
lý luận, tƣ duy lôgíc và những hình thức đặc thù của vật lý học nhƣ thực
nghiệm, mô hình hoá ...
Quá trình tƣ duy vật lý là một mặt tuân theo những quy luật chung của
nhận thức, một phần phản ánh những đặc thù của bộ môn. Bao gồm hai khâu
cơ bản là:
* Đi từ thực nghiệm (quan sát, thí nghiệm, đo lƣờng) trong một phạm
vi hẹp, trừu tƣợng hoá và quy nạp để xây dựng lý thuyết.
* Từ lý thuyết diễn dịch để rút ra các hệ quả, vận dụng giải thích các
hiện tƣợng trong một phạm vi rộng hơn của thực nghiệm và tìm ra các ứng
dụng mới trong thực tiễn.
Quá trình tƣ duy này có thể tóm tắt bằng sơ đồ sau:
Mô hình
Thí nghiệm
Sự kiện
Hệ quả
Hình 1.3
Quy trình này gồm 4 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Tập hợp các sự kiện
này vừa tập hợp, vừa phỏng đoán vừa linh cảm trực giác thấy đƣợc vấn đề.
Tập hợp các sự kiện để từ đó suy ra mô hình của các sự kiện ấy. Quá trình
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Giai doạn 2: Xây dựng mô hình từ các sự kiện.
+ Sau khi tập hợp các sự kiện riêng lẻ, nhờ phân tích và suy luận quy
nạp, khái quát hoá xây dựng nên mô hình phản ánh tính chất sự việc, hiện
tƣợng trong vật lý. Đó là những khái niệm, định luật. Có hai loại mô hình:
* Mô hình ảnh: Xây dựng mô hình cơ học có hình ảnh phản ánh những
dấu hiệu bản chất và cấu trúc của hiện tƣợng đƣợc nghiên cứu.
* Mô hình dấu hiệu: Thƣờng đƣợc biểu thị bằng lời, bằng toán học,
bằng đồ thị cho thấy rõ mối quan hệ và diễn biến của hiện tƣợng. (Ta cần chú
ý không phải hiện tƣợng vật lý nào cũng xây dựng đƣợc hai mô hình. Bởi vì
với vật lý vi mô thì không thể dùng dấu hiệu vĩ mô để biểu thị tính chất của
các hệ vi mô).
- Giai đoạn 3: Giai đoạn suy từ mô hình đến kết quả.
Đây là giai đoạn quan trọng vì: Từ mô hình có khả năng suy ra đƣợc
các hệ quả chƣa từng biết đến và điều quan trọng là không phải lặp lại từ đầu
quá trình tƣ duy. (Một lý thuyết có thể cho nhiều hệ quả, hệ quả đó là sự kiểm
tra tính chất đúng đắn của mô hình).
- Giai đoạn 4: Kiểm nghiệm hệ quả bằng thực nghiệm
Giai đoạn này mở màn cho sự sáng tạo kỹ thuật. Các công trình nghiên
cứu cho thấy rằng đặc tính nhất của hoạt động tƣ duy là chuyển sự kiện sang
mô hình. Ở đó con ngƣời phải vận dụng tốt các thao tác tƣ duy, phân tích,
hoạt động tƣ duy trong các giai đoạn của quá trình sáng tạo, Anhxtanh đã đƣa
ra sơ đồ:
A
tổng hợp, so sánh, trừu tƣợng hoá, khái quát hoá. Để thực hiện đặc tính của
S
S S’ S’’
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Tập hợp các dữ liệu( thí nghiệm, cảm giác). Từ đó đƣa ra hệ tiên đề A.
Từ hệ tiên đề đƣa ra hệ quả (S, S’, S” ). Giai đoạn này cần suy luận
chặt chẽ. Hệ quả này lại đƣợc kiểm nghiệm bằng thực nghiệm và lại là sự
kiện cho chu trình sau.
1.2.6. Các biện pháp phát triển tƣ duy. [29]
1.2.6.1. Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết
của học sinh.
Tƣ duy là quá trình tâm lý diễn ra ở trong đầu học sinh. Tƣ duy chỉ
duy chỉ thực sự bắt đầu khi trong đầu HS xuất hiện một câu hỏi mà chƣa có
thực sự có hiệu quả khi học sinh tự giác mang hết sức mình để thực hiện. Tƣ
lời giải đáp ngay, khi họ gặp phải một mâu thuẫn giữa một bên là nhu cầu,
nhiệm vụ nhận thức mới phải giải quyết và một bên là trình độ kiến thức hiện
có không đủ để để giải quyết nhiệm vụ đó, cần phải xây dựng kiến thức mới,
tìm giải pháp mới. Lúc đó, HS vừa ở trạng thái tâm lý hơi căng thẳng, vừa
hƣng phấn khao khát vƣợt qua đƣợc khó khăn, giải quyết đƣợc mâu thuẫn, đạt
đƣợc một trình độ cao hơn trên con đƣờng nhận thức. Ta nói rằng: HS đƣợc
đặt vào tình huống có vấn đề. Có thể tạo ra nhu cầu, hứng thú bằng cách kích
thích bên ngoài, chẳng hạn: khen thƣởng, sự ngƣỡng mộ của bạn bè, gia đình,
sự hứa hẹn một tƣơng lai tƣơi đẹp, thực tế xây dựng quê hƣơng đất nƣớc...
nhiều vào hoàn cảnh của mỗi HS.
Nhu cầu, hứng thú có thể nảy sinh ngay trong quá trình học tập, nghiên
cứu một môn học, một bài học, nghĩa là từ nội bộ môn học, từ mâu thuẫn nội
tại của quá trình nhận thức.
Sau đó, xác định phƣơng án tổ chức, chỉ đạo hoạt động học tập của HS
Những sự kích thích này không đƣợc thƣờng xuyên, bền vững và phụ thuộc
đƣờng dẫn đến sự chiếm lĩnh kiến thức, kỹ năng đó nhƣ thế nào đó để đảm
trong mỗi tiết học cụ thể. Tức là xác định lôgíc của quá trình dạy học hay con
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
bảo cho HS chiếm lĩnh đƣợc tri thức, kỹ năng, kỹ xảo một cách sâu sắc, vững
chắc, đồng thời đạt hiệu quả giáo dục cao.
Xây dựng tình huống có vấn đề
Tạo ra tình huống có vấn đề là một phƣơng pháp dạy học nhằm kích
thích hứng thú học tập của HS. Để phát triển đƣợc tƣ duy cho học sinh thì
trƣớc hết phải kích thích đƣợc hứng thú học tập, tính ham hiểu biết, tò mò
khoa học của các em. Những công trình nghiên cứu cho thấy rằng: Chỉ có
hứng thú với một hoạt động nào đó thì mới đảm bảo cho hoạt động ấy tích
cực. Nếu nhƣ một HS không hứng thú với việc làm mô hình thì các em sẽ
không tham gia vào việc làm mô hình ấy hoặc làm với thái độ tắc trách, chiếu
lệ. Ta đã biết, hoạt động trí tuệ trƣớc hết phải có động cơ, từ đó các em mới
đầu tƣ hết năng lực trí tuệ của mình và lỗ lực để giải quyết những vấn đề mà
các em hứng thú. Hứng thú đối với việc lĩnh hội tri thức do nhiều điều kiện
quy định: Nội dung tài liệu học tập, mục đích lĩnh hội phần kiến thức đó...
Nhƣng phần nhiều là do sự hứng thú do phƣơng pháp giảng dạy bộ môn quyết
định. Do đó trong giảng dạy vật lý, tuỳ theo nội dung của từng phần, ngƣời ta
đƣa ra nhiều cách để kích thích hứng thú học tập của HS. Ví dụ nhƣ: Đƣa HS
vào tình huống có vấn đề kích thích tính tò mò ham hiểu biết của các em, nêu
vai trò của tri thức trong đời sống và kỹ thuật...
- Vấn đề là một khó khăn mà con ngƣời ý thức đƣợc. Muốn khắc phục
đƣợc khó khăn đó thì phải tìm tòi những tri thức mới hoặc hành động mới.
Vấn đề trong dạy học dùng để chỉ những nhiệm vụ nhận thức mà ngƣời HS
không thể giải quyết đƣợc chỉ bằng những kinh nghiệm sẵn có. Vấn đề chứa
đựng mâu thuẫn về nhận thức. Đó là mâu thuẫn giữa trình độ kiến thức và kỹ
Vậy vấn đề và tình huống có vấn đề trong giảng dạy là gì ?
năng đã có với yêu cầu tiếp thu kiến thức mới và kỹ năng mới. Chính mâu
thuẫn đó thúc đẩy sự vận động của tƣ duy, kích thích HS tìm cách giải quyết
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
vấn đề. Đó là động lực thúc đẩy sự nhận thức sáng tạo các kiến thức và kỹ
năng mới. Ban đầu những mâu thuẫn trên còn mang tính khách quan, nhƣng
sau khi đƣợc HS tiếp thu và ý thức đƣợc mâu thuẫn đó thì nó biến thành các
chủ quan và tồn tại trong ý nghĩ học sinh thành một vấn đề cần nhận thức.
- Tình huống có vấn đề xuất hiện trên cơ sở phát hiện ra mâu thuẫn
giữa tri thức cũ và đối tƣợng đang tìm hiểu, hay giữa phƣơng thức giải thích
cũ với những dữ liệu mới thu đƣợc mà HS không thể làm sáng tỏ đƣợc, trên
cơ sở hiểu biết cũ hoặc phƣơng thức cũ. Khi HS phát hiện ra mâu thuẫn và ý
thức đƣợc mâu thuẫn đó thì họ có nhu cầu tìm tòi cách giải quyết, điều đó có
tác dụng thúc đẩy tƣ duy tiến lên nhằm vạch ra những quy luật cơ bản của
hiện tƣợng nào đó. Tình huống có vấn đề phải bao hàm trong bản thân nó một
yếu tố tâm lý nào đó, thể hiện ở tính mới lạ, tính không bình thƣờng, tính rõ
ràng. Nó có tác dụng kích thích hứng thú học tập của HS. Vậy đƣa HS vào
tình huống có vấn đề là giai đoạn bƣớc đầu trên con đƣờng giúp HS tích cực
thu nhận tri thức. Việc nhìn thấy vấn đề khó khăn hơn rất nhiều s o với việc
tìm ra phƣơng án giải quyết vấn đề. Do đó nghệ thuật của GV là biết xây
dựng hệ thống tình huống có vấn đề trong giờ học. Đảm bảo những điều kiện
nhằm giải quyết các vấn đề đó và hƣớng dẫn HS vào con đƣờng tự lực giải
quyết các vấn đề đã đặt ra. Quá trình đó không những giúp HS thu đƣợc kiến
phát triển tƣ duy sáng tạo. Trong giảng dạy vật lý ngƣời ta thƣờng đƣa ra các
tình huống có vấn đề sau:
thức, kỹ năng, kỹ xảo mới mà họ còn đƣợc rèn luyện năng lực tự nhận thức và
* Tình huống ngạc nhiên, bất ngờ: HS đứng trƣớc một hiện tƣợng xảy ra
theo một chiều hƣớng trái với suy nghĩ thông thƣờng (có tính chất nghịch lý,
hầu nhƣ khó tin đó là sự thật), do kích thích sự tò mò, lôi cuốn sự chú ý của
họ tìm cách lý giải, phải bổ xung hoàn chỉnh hoặc phải thay đổi quan niệm cũ
sai lầm của mình.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
* Tình huống phát triển: HS đứng trƣớc một vấn đề chỉ mới đƣợc giải
quyết một phần, một bộ phận, trong một phạm vi hẹp cần phải đƣợc tiếp tục
phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng sang phạm vi mới, lĩnh vực mới. Phát triển
hoàn thiện vốn kiến thức của mình luôn là niềm khao khát của tuổi trẻ. Ngoài
ra, nhƣ: Risa Fâyman nói đó cũng là con đƣờng phát triển của khoa học. Quá
trình phát triển, hoàn thiện vốn kiến thức sẽ đem lại những kết quả mới ( kiến
thức mới, kỹ năng mới, phƣơng pháp mới) nhƣng trong quá trình đó, vẫn có thể
sử dụng những kiến thức, kỹ năng và phƣơng pháp đã biết cho đến lúc gặp mâu
thuẫn không thể giải quyết đƣợc bằng vốn hiểu biết cũ.
* Tình huống lạ: HS đứng trƣớc một hiện tƣợng lạ có những nét đặc
biệt lôi cuốn sự chú ý của họ mà họ chƣa thấy bao giờ.
* Tình huống bế tắc: HS đứng trƣớc một hiện tƣợng vẫn thƣờng thấy
nhƣng không hiểu vì sao, vẫn coi nhƣ một điều bí mật của tự nhiên. Bây giờ
họ đƣợc giao nhiệm vụ phải tìm hiểu nguyên nhân, lý giải rõ ràng nhƣng chƣa
biết dựa vào đâu.
* Tình huống không phù hợp : Chủ thể ở trạng thái băn khoăn, nghi
hoặc, khi gặp sự kiện trái ngƣợc với lẽ thƣờng, với kết quả có thể rút ra đƣợc
từ căn cứ lý lẽ đã có. Do đó cần xét lại để có căn cứ lý lẽ thích hợp hơn (Tức
là cần có mô hình thích hợp hơn). Cách giải quyết tình thế này là phân tích cái
sai, tìm ra cách hiểu phù hợp với khoa học
* Tình thế đối lập: Chủ thể ở trạng thái bất đồng quan điểm, khi gặp một
cách giải thích có vẻ lôgíc nhƣng lại xuất phát từ một căn cứ lý lẽ sai trái với
lý lẽ đã đƣợc chấp nhận. Cần bác bỏ căn cứ lý lẽ sai lầm đó để bảo vệ c ăn cứ
lý lẽ đã đƣợc chấp nhận (Tức là phê phán, bác bỏ mô hình không hợp thức,
bảo vệ mô hình hợp thức đã có) .
* Tình huống phán xét: Chủ thể ở trạng thái nghi vấn khi gặp cách giải
(Tức là cần kiểm tra hợp thức hoá mô hình đã đƣợc đề cập). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
quyết với các lý lẽ căn cứ khác nhau, cần xem xét kiểm tra các căn cứ lý lẽ đó
* Tình huống lựa chọn: Chủ thể ở trạng thái cân nhắc suy tính khi lựa chọn
một phƣơng án thích hợp nhất trong điều kiện xác định để giải quyết vấn đề.
Phƣơng hƣớng cơ bản của việc tổ chức tình huống học tập là việc GV mô tả
một tình huống hay đặt ra một nhiệm vụ cho HS. Trong quá trình giảng dạy,
để đảm bảo phát triển tƣ duy cho HS khi giảng dạy các khái niệm vật lý, GV
cần xây dựng đƣợc các tình huống có vấn đề để gây hứng thú học tập cho HS.
1.2.6.2. Tập dượt để HS giải quyết vấn đề nhận thức theo phương
pháp nhận thức của vật lý .
Để rèn luyện tƣ duy vật lý cho HS thì tốt nhất là tập dƣợt cho họ giải
hiểu và vận dụng đƣợc một phƣơng pháp khoa học là một điều khó khăn hơn
quyết nhiệm vụ nhận thức bằng chính các phƣơng pháp của nhà vật lý. Việc
cả việc tiếp thu một định luật vật lý cụ thể. Việc dạy cho HS phƣơng pháp
nhận thức khoa học tách rời khỏi quá trình nghiên cứu chính môn học đó là
một việc rất ít hiệu quả. Chính trong quá trình hƣớng dẫn HS tự lực hoạt động
để tái tạo kiến thức vật lý, GV làm cho họ hiểu nội dung của các phƣơng pháp
vật lý và sử dụng các phƣơng pháp này ở những mức độ thích hợp, tuỳ theo
trình độ của HS và điều kiện của nhà trƣờng . Sau một số lần áp dụng các
phƣơng pháp nhận thức cụ thể, GV có thể giúp HS khái quát hoá thành một
trình tự các giai đoạn của mỗi phƣơng pháp, dùng làm cơ sở định hƣớng tổng
quát cho hoạt động nhận thức vật lý của HS. Những phƣơng pháp nhận thức
Phƣơng pháp thực nghiệm và phƣơng pháp mô hình .
chủ yếu hay dùng trong hoạt động nhận thức vật lý ở trƣờng phổ thông là:
1.2.6.3. Làm bộc lộ quan niệm sẵn có của học sinh:
Việc làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS có ý nghĩa quan trọng, để
GV có thể biết đƣợc mức độ hiểu biết của HS về vấn đề cần nghiên cứu.
Thông qua hệ thống câu hỏi trắc nghiệm đúng sai, để kiểm tra, đánh giá mức
độ nông - sâu, chính xác hay chƣa chính xác. Từ đó GV có căn cứ để đƣa ra
mục tiêu cho tiết dạy sao cho phù hợp và đạt kết quả cao nhất, kích thích đƣợc
tƣ duy của học sinh phát triển.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.2.6.4. Xây dựng một Lôgíc nội dung phù hợp với đối tượng học sinh.
Vật lý học đƣa vào trƣờng phổ thông không phải là vật lý học đƣợc
trình bày dƣới dạng hiện đại nhất của khoa học, bởi nếu nhƣ vậy thì đôi khi
học sinh không thể hiểu đƣợc. Hơn nữa ta lại phải yêu cầu HS phải tự lực hoạt
động để xây dựng, để chiếm lĩnh khoa học. Bởi vây, GV phải tìm một con
đƣờng thích hợp phù hợp với trình độ HS để họ có thể làm đƣợc việc ấy. Mặc
dù nhiều khi vật lý học trong nhà trƣờng phổ thông đơn giản, dễ hiểu hơn vật
lý trong khoa học thực sự nhƣng không đƣợc trái với khoa học hiện đại.
Trong quá trình học lên các lớp trên, kiến thức của HS sẽ đƣợc hoàn chỉnh, bổ
xung thêm, tiếp cận ngày càng gần hơn với vật lý khoa học hiện đại.
1.2.6.5. Rèn luyện cho HS kỹ năng thực hiện các thao tác tư duy.
a. Ý nghĩa :
Việc phát triển tƣ duy HS trƣớc hết là giúp HS thu nhận bài giảng một
cách sâu sắc, không máy móc, biết vận dụng kiến thức vào thực hành, từ đó mà
kiến thức các em thu nhận đƣợc sẽ sâu sắc hơn. Trong quá trình nhận thức, HS
chỉ thực sự lĩnh hội đƣợc các tri thức khi tƣ duy tích cực của bản thân HS đƣợc
phát triển. Nhờ sự hƣớng dẫn của GV, các em biết phân tích và khái quát tài
liệu có nội dung sự kiện cụ thể và rút ra kết luận cần thiết.
Tƣ duy càng phát triển bao nhiêu thì càng có nhiều khả năng lĩnh hội tri
tri thức một cách có kết quả trong thực tiễn. Nhƣ vậy sự phát triển tƣ duy HS
diễn ra trong quá trình tiếp thu tri thức và vận dụng tri thức. Các kết quả hoạt
động của tƣ duy HS đƣợc biểu hiện ra trong quá trình lĩnh hội tri thức mới. Tri
thức mới này lại quyết định tiến trình phát triển sau này của tƣ duy.
Hơn nữa việc phát triển tƣ duy HS còn có tác dụng to lớn là tạo ra một
thức một cách có hiệu quả và sâu sắc bấy nhiêu. HS càng có khả năng vận dụng
kỹ năng mới và thói quen làm việc có suy nghĩ, có phƣơng pháp, chuẩn bị
tiềm lực lâu dài cho HS trong hoạt động sáng tạo này.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Do đó việc giảng dạy trong nhà trƣờng chúng ta hiện nay có xu hƣớng
ngày càng phát huy tính tích cực của HS trong quá trình thu nhận kiến thức mới.
b. Rèn luyện các thao tác tư duy.
Trong dạy học vật lý, một mặt HS phải quan sát thực tiễn, tìm hiểu các
sự kiện, mặt khác phải thực hiện các phép suy luận thông qua việc phân tích,
quan sát, so sánh, tổng hợp, khái quát hoá các hiện tƣợng, các đối tƣợng vật lý
và rút ra mối liên hệ phổ biến khách quan, nhờ thế mà khám phá ra chân lý
mới. Do vậy, trong dạy học vật lý GV cần tổ chức tốt quá trình bồi dƣỡng và
phát triển các thao tác trí tuệ quan trọng hoạt động tƣ duy nói riêng, trong quá
1.2.6.6. Rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho học sinh:
trình nhận thức vật lý nói chung.
Nhƣ ta đã biết, ngôn ngữ là hình thức biểu hiện của tƣ duy, ngôn ngữ là
vỏ của tƣ duy. Mỗi khái niệm vật lý đƣợc biểu đạt bằng một từ, mỗi định nghĩa,
định luật vật lý đƣợc phát biể bằng một mệnh đề, mỗi suy luận bao gồm nhiều
phán đoán liên tiếp. Tuy kiến thức vật lý rất đa dạng nhƣng những cách phát
biểu các định nghĩa, quy tắc, định luật vật lý cũng có những hình thức chung
nhất định, GV có thể chú ý rèn luyện cho HS quen dần.
Để mô tả một loại hiện tƣợng, cần những thuật ngữ diễn tả những dấu
hiệu đặc trƣng của loaị hiện tƣợng đó. Ví dụ: Để mô tả chuyển động cơ học
chậm của chuyển động (vận tốc), chỉ sự thay đổi vận tốc (gia tốc), chỉ vị trí
(toạ độ); để mô tả tƣơng tác cơ học giữa các vật, cần đến thuật ngữ lực. Định
nghĩa một đại lƣợng vật lý thƣờng gồm hai phần: Một phần nêu lên đặc điểm
định tính(đại lƣợng này đặc trƣng cho hay biểu thị một đặc tính nào của sự vật,
hiện tƣợng) và một phần nêu lên đặc điểm định lƣợng( đại lƣợng này đo bằng
cách nào, quan hệ với các đại lƣợng khác theo công thức nào) .
cần đến các thuật ngữ để chỉ quỹ đạo (thẳng, cong, tròn ...), chỉ sự nhanh hay
lƣợng hoặc nêu lên những điều kiện để cho một hiện tƣợng đó có thể xảy ra.
Một định luật vật lý thƣờng nêu lên mối quan hệ hàm số giữa hai đại
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Ví dụ: Định luật khúc xạ ánh sáng nêu lên mối quan hệ giữa sin của góc tới và
sin của góc khúc xạ, còn định luật cảm ứng điện từ nêu lên điều kiện để xuất
hiện dòng điện cảm ứng trong dây dẫn kín.
Đặc biệt đáng chú ý là nhiều khi trong vật lý, vẫn dùng những từ ngữ
thƣờng dùng trong ngôn ngữ hàng ngày, nhƣng có nội dung phong phú và
chính xác hơn. Mỗi khi gặp một thuật ngữ mới diễn tả một khái niệm mới,
cần giải thích rõ cho HS và yêu cầu họ tập sử dụng nó một cách chính xác,
thành thạo thay cho ngôn ngữ hàng ngày.
1.2.7. Đặc điểm tƣ duy của học sinh dân tộc miền núi:
1.2.7.1. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển tư duy của học
sinh dân tộc miền núi :
Do đặc điểm miền núi HS chủ yếu là ngƣời dân tộc, phần lớn các em
sống ở vùng sâu vùng xa, trƣờng học thƣờng ở xa nhà, đƣờng xá đi lại khó
khăn, thậm chí ở một số nơi HS còn phải đi ở trọ, sự quan tâm của gia đình còn
nhiều hạn chế, các em ít đƣợc giao tiếp, ít va chạm, ít gặp những tình huống
phức tạp và những mối liên hệ khó bộc lộ bản chất, dẫn đến HS miền núi
thƣờng nhút nhát, thiếu tự tin, ngại suy nghĩ, mang nặng bản tính tự ty, rụt rè, ý
thức học tập chƣa cao, chƣa xác định đúng đắn mục đích học tập.
Ngôn ngữ học sinh miền núi kém phát triển, nhiều học sinh đến trƣờng
Điều kiện sống khó khăn, đời sống văn hoá còn nhiều thiếu thốn, ít có
điều kiện tiếp xúc với những khoa học hiện đại, điều kiện học tập thì còn
nhiều thiếu thốn, nhiều sự vật, hiện tƣợng, quá trình vật lý, các ứng dụng của
vật lý các học sinh ở vùng phát triển có thể thấy qua vô tuyến, máy tính và
trong cuộc sống, nhƣng HS miền núi lại không có điều kiện đó. Ngay từ
THPT cơ sở, ở miền núi đa số học chay, rất ít sử dụng các thí nghiệm trong
vẫn chƣa nói thành thạo tiếng phổ thông.
năng thí nghiệm cơ bản.
giờ học. Điều đó dẫn đến tình trạng khi học ở THPT học sinh vẫn thiếu các kĩ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Ở một số nơi còn thiếu GV, dẫn đến một số GV còn phải dạy chéo
môn, trình độ chuyên môn, khả năng tƣ duy của GV còn nhiều hạn chế, ít
quan tâm đến chuyên môn. Đồng thời nội dung chƣơng trình, phƣơng pháp
giảng dạy, cách đánh giá và điều kiện tổ chức trƣờng lớp còn nhiều bất cập và
khó khăn.
Hiện tƣợng dập khuôn máy móc trong công tác giáo dục, hoặc nặng nề
mềm hoá, và ƣu tiên từ đầu vào đến đầu ra càng làm cho giáo dục miền núi
thêm khó khăn.
Tóm lại: Do ở miền núi, điều kiện kinh tế, văn hoá xã hội còn rất nhiều
hạn chế vì vậy nó ảnh hƣởng nhiều đến quá trình tƣ duy của HS .
1.2.7.2. Đặc điểm tư duy của Học sinh miền núi: [17]
Tƣ duy của HS miền núi phát triển chậm hơn rất nhiều so với HS miền
xuôi và thành thị. Đặc điểm nổi bật trong tƣ duy của một số HS là thói quen
lao động trí óc chƣa bền, ngại suy nghĩ, ngại động não. Trong học tập, nhiều
em không biết lật đi lật lại vấn đề. Nhiều em không hiểu bài nhƣng không biết
mình không hiểu ở chỗ nào. Các em thƣờng có thói quen suy nghĩ một chiều,
dễ thừa nhận những điều ngƣời khác nói. Có thể nói tƣ duy của HS miền núi
còn kém nhanh nhậy và linh hoạt, khả năng thay đổi giải pháp chậm, nhiều
khi máy móc dập khuôn. Khả năng độc lập tƣ duy và óc phê phán còn hạn
chế; khả năng tƣ duy trực quan- hình ảnh của HS miền núi tốt hơn khả năng
Về thao tác tƣ duy: Khả năng phân tích, tổng hợp và khái quát hoá còn
phát triển chậm, thƣờng quen theo lối tƣ duy cụ thể, trong các mối quan hệ
đơn lẻ. Vốn từ nghèo nàn, đặc biệt là vốn từ khoa học và kĩ thuật.
1.3. Khái niệm vật lý và thực trạng dạy- học các khái niệm vật lý ở
tƣ duy trừu tƣợng- lôgíc.
trƣờng THPT miền núi hiện nay.
1.3.1. Khái niệm vật lý:
1.3.1.1. Khái niệm vật lý:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Khái niệm vật lý là sự hiểu biết (sự phản ánh) về những dấu hiệu,
những thuộc tính vật lý chủ yếu và chung của một nhóm các sự vật hay hiện
tƣợng vật lý và mối quan hệ “cùng dấu hiệu và thuộc tính chung đó” giữa các
sự vật hay hiện tƣợng trong nhóm .
1.3.1.2. Các loại khái niệm vật lý :
Khái niệm vật lý
Khái niệm chỉ có mặt định tính
Khái niệm vừa có mặt định tính vừa có mặt định lƣợng
KN về sự vật
KN về đại lƣợng
KN về đơn vị
KN về tính chất (định tính)
- Sơ đồ mô tả sự phân loại các khái niệm vật lý :
KN về hiện tƣợng
H ình1.5
- Khái niệm định tính :
+ Đó là những khái niệm về hiện tƣợng: ở đây, đối tƣợng của tƣ duy là
toàn bộ hiện tƣợng.
là toàn bộ một vật thể.
+ Đó là những khái niệm về các hạt vi mô : ở đây đối tƣợng của tƣ duy
là những hạt rất nhỏ, vƣợt ra ngoài khả năng quan sát của con ngƣời hiện nay
+ Đó là các khái niệm về các trƣờng vật lý: ở đây đối tƣợng của tƣ duy
là dạng vật chất đặc biệt.
+ Đó là những khái niệm về thuộc tính vật lý: ở đây đối tƣợng của tƣ
+ Đó là những khái niệm về sự vật cụ thể: ở đây đối tƣợng của tƣ duy
duy là những tính chất đƣợc tách ra khỏi sự vật hay hiện tƣợng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Những khái niệm định lƣợng: Đó là loại khái niệm không chỉ có mặt
định tính mà có cả mặt định lƣợng. Chúng đƣợc đặc trƣng và đƣợc định nghĩa
thông qua một quá trình đo: ở đây, đối tƣợng của tƣ duy là những thuộc tính
vật lý có thể đo đƣợc.
+ Đó là những khái niệm về các đại lƣợng vật lý
+ Đó là những khái niệm về các đơn vị đo
1.3.1.3. Đặc điểm của khái niệm vật lý:
1. Khái niệm vật lý là hình thức cơ bản của nhận thức lý tính, đƣợc
hình thành do kết quả của hoạt động tƣ duy, đặc biệt là hai quá trình gắn bó
với nhau mật thiết là khái quát hoá và trừu tƣợng hoá. Khái quát hoá là thao
tác trí tuệ vạch ra cái chung trong hàng loạt những sự vật hiện tƣợng cụ thể
mà mới quan sát, ta thấy khác nhau. Trừu tƣợng hoá là thoát ly khỏi những
dấu hiệu cụ thể làm phân biệt những hiện tƣợng và sự vật đó với nhau. Ví
dụ: các vật khác nhau khi tƣơng tác với nhau bằng những cách khác nhau
đều có một tính chất chung là làm cho vận tốc của nó thay đổi(tức là gây ra
gia tốc). Sự thay đổi vận tốc ấy có thể nhận thấy trên mỗi vật tham gia tƣơng
tác. Tính chất chung của tƣơng tác đƣợc biểu thị bằng khái niệm lực. Lực là
một khái niệm trừu tƣợng, chỉ tồn tại trong óc ta, là sản phẩm của tƣ duy,
chứ không trực tiếp gắn bó trực tiếp với một vật cụ thể nào, không thể trực
xây dựng dựa trên một hệ thống khái niệm có tính chất trừu tƣợng nhƣ thế.
Bởi vậy, phải cho HS suy nghĩ dựa trên khái niệm chứ không thể dựa trên
biểu tƣợng cảm tính gắn liền với sự vật, hiện tƣợng cụ thể.
2. Một khái niệm mới thƣờng đƣợc hình thành trong quá trình tìm hiểu
một khía cạnh mới của hiện tƣợng, sự vật mà ta không hiểu đƣợc, không mô
tiếp quan sát, nhận biết trực tiếp bằng các giác quan. Khoa học vật lý đƣợc
tả đƣợc, không lý giải đƣợc bằng những khái niệm cũ. Nói cách khác, khái
niệm mới xuất hiện do nhu cầu giải quyết một mâu thuẫn giữa sự hiểu biết đã
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
có và sự chƣa hiểu biết và cũng là kết quả của sự giải quyết mâu thuẫn đó. Ví
dụ: để mô tả tính chất nhanh hay chậm của chuyển động thẳng đều thì ta dùng
khái niệm vận tốc là đủ. Nhƣng khi nghiên cứu sự chuyển động của các hòn
bi trên các mặt phẳng nghiêng khác nhau, ta thấy một hiện tƣợng mới là vận
tốc của chúng thay đổi, tăng dần. Dùng đại lƣợng vật lý nào trong các khái
niệm đã biết( đƣờng đi, thời gian hay vận tốc) để biểu thị tính chất mới đó.
Mâu thuẫn xuất hiện. Chỉ có thể giải quyết đó bằng cách xây dựng một khái
niệm mới: khái niệm gia tốc.
3. Các khái niệm phản ánh các tính chất của các sự vật cũng nhƣ mối
quan hệ giữa các tính chất đó. Nhƣng sự phản ánh đó đúng đến đâu, đầy đủ
đến mức nào còn tuỳ thuộc vào trình độ nhận thức thế giới khách quan của
con ngƣời. Bởi vậy, các khái niệm vật lý không phải là vĩnh viễn bất biến; trái
lại, nội dung của nó có thể thay đổi, trở thành phong phú hơn, phức tạp hơn,
đầy đủ hơn, chính xác hơn do trình độ nhận thức của con ngƣời ngày một tiến
lên. Ví dụ khái niệm vận tốc đầu tiên đƣợc đƣa ra để biểu thị tính chất nhanh
hay chậm của chuyển động thẳng đều và đƣợc đo bằng thƣơng số S/t. Tiếp
theo khái niệm vận tốc đƣợc bổ xung thêm để biểu thị cả hƣớng của chuyển
động, trở thành véc tơ vận tốc. Khi khảo sát chuyển động biến đổi nhanh dần,
chậm dần, chuyển động cong thì vận tốc thay đổi, tại mỗi điểm trên quỹ đạo
không phản ánh đƣợc tính chất mới này, phải hoàn chỉnh thêm trở thành vận
tốc tức thời có công thức định nghĩa là
v = ds/dt. Điều đó dẫn tới một lƣu ý rằng: trong dạy học nhiều khi không thể
một bài có thể hình thành đầy đủ một khái niệm mà phải qua nhiều bài, nhiều
giai đoạn, tuỳ theo trình độ nhận thức của HS.
có giá trị hoặc hƣớng khác nhau. Khái niệm vận tốc đƣợc định nghĩa nhƣ trên
4. Mỗi khái niệm đƣợc hiện ra bằng một từ. Một từ là một ký hiệu, một
cái tên gắn cho khái niệm. Cùng một khái niệm nhƣng trong ngôn ngữ của
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
mỗi dân tộc, lại đƣợc diễn đạt bằng một từ khác nhau, phát ra bằng một tập
hợp âm khác nhau. Bởi vậy nhiều khi biết đƣợc tên của khái niệm hoàn toàn
chƣa phải nắm đƣợc khái niệm mà cần phải biết nội dung gì chứa đựng trong
từ đó, dƣới cái tên đó, nghĩa là phải hiểu đƣợc nội hàm của khái niệm đƣợc
biểu thị dƣới cái tên đó.
5. Trong khái niệm vật lý, có một loại khái niệm có tầm quan trọng đặc
biệt. Đó là khái niệm về đại lƣợng vật lý nhƣ các khái niệm vận tốc, gia tốc,
lực, cƣờng độ dòng điện, hiệu điện thế ... .Mỗi đại lƣợng vật lý đều có hai đặc
thị một tính chất nào đó của sự vật, hiện tƣợng(Ví dụ: Vận tốc biểu thị tính
điểm: đặc điểm định tính và đặc điểm định lƣợng. Đặc điểm định tính là biểu
chất nhanh hay chậm của chuyển động) Đặc điểm định lƣợng cho ta biết cách
đo lƣờng độ lớn hay nhỏ, mạnh hay yếu của tính chất đó( ví dụ vận tốc đƣợc
đo bằng thƣơng số S :t ). Những khái niệm về đại lƣợng vật lý đƣợc đặc trƣng
bởi sự thống nhất giữa đặc điểm định tính và đặc điểm đ ịnh lƣợng, trong đó
nhiều khi đặc điểm định lƣợng nổi lên hàng đầu do yêu cầu phải đo lƣờng
chính xác.
1.3.1.4. Các giai đoạn điển hình của quá trính hình thành những
khái niệm về đại lượng vật lý:
các khái niệm về đại lƣợng vật lý bởi vì tính chất muôn hình muôn vẻ của các
sự kiện và hiện tƣợng vật lý. Ngay trong lịch sử vật lý học, ta thấy con đƣờng
phát hiện ra các đặc tính của sự vật, hiện tƣợng vật lý và xây dựng những khái
niệm tƣơng ứng cũng rất đa dạng, phức tạp, nhiều khi rất quanh co trong một
thời gian dài. Mặt khác, đặc điểm của các lớp HS cũng rất đa dạng, làm cho
quá trình hình thành các khái niệm vật lý cũng rất khác nhau.
Không thể đƣa ra một sơ đồ chung, duy nhất cho việc hình thành tất cả
Những giai đoạn điển hình:
1. Giai đoạn một: Phát hiện đặc điểm định tính của khái niệm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nhƣ đã nói ở trên, trong dạy học vật lý, một khái niệm mới đƣợc xây
dựng để giải thích một mâu thuẫn giữa sự hiểu biết đã có và sự chƣa hiểu biết,
có nghĩa là: những khái niệm đã có chƣa đủ để mô tả, lý giải đƣợc những sự
vật, hiện tƣợng mới xuất hiện. Bởi vậy, trƣớc hết, GV cần tạo điều kiện để HS
ý thức đƣợc mâu thuẫn đó, phát hiện đƣợc những mặt mới của sự vật hiện
tƣợng mà nếu dùng các khái niệm đã biết thì không thể hiểu đƣợc. Muốn thế
GV tạo ra một tình huống, trong đó xuất hiện tính chất mới của sự vật, hiện
tƣợng. Ví dụ GV có thể giới thiệu ( hoặc yêu cầu HS nhớ lại) sự kiện gần gũi
với đời sống hàng ngày của HS, sử dụng một thí nghiệm đơn giản để làm xuất
hiện một hiện tƣợng mới, làm một bài tập vận dụng khái niệm cũ để giải quyết
một vấn đề mới. Nhƣng những cố gắng lỗ lực của HS trong việc sử dụng kiến
thức cũ, khái niệm cũ đều không giải quyết đƣợc nhiệm vụ đề ra, bắt buộc phải
đƣa ra một khái niệm mới. Lúc đó HS hiểu rõ việc đƣa ra khái niệm mới để
làm gì, để đặc trƣng cho tính chất nào của sự vật, hiện tƣợng. Trả lời câu hỏi đó
chính là đã phát hiện ra đƣợc đặc điểm định tính của khái niệm.
2. Giai đoạn 2: Chỉ ra đặc điểm định lƣợng của khái niệm. Nói cách khác
là chỉ rõ mối liên hệ định lƣợng giữa khái niệm mới và khái niệm cũ, cách xác
định độ lớn của khái niệm mới. Đặc điểm định lƣợng phải thống nhất với đặc
điểm định tính, phản ánh đƣợc đặc điểm định tính. Thông thƣờng đặc điểm
học liên hệ giữa đại lƣợng mới và đại lƣợng cũ đã biết. Thông thƣờng có hai
cách để tìm ra đặc điểm định lƣợng của khái niệm mới.
- Cách 1: Nếu đã biết trƣớc đặc điểm định tính của khái niệm ta, có thể
xuất phát từ đặc điểm định tính đó, dựa trên sự phân tích mối quan hệ giữa
khái niệm mới và các khái niệm cũ, tìm ra một biểu thức định lƣợng giữa các
định lƣợng của đại lƣợng vật lý mới đƣợc biểu diễn bằng một công thức toán
hiện tƣợng có biểu hiện càng mạnh và ngƣợc lại.
khái niệm cũ, biểu thức này có giá trị càng lớn khi đặc tính mới của sự vật và
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Cách 2: Nếu chƣa biết trƣớc đặc điểm định tính của khái niệm thì ta
không thể dựa vào đặc điểm định tính để tìm ra đặc điểm định lƣợng mà phải
làm một cách độc lập. Ta sử dụng những đại lƣợng và định luật đã biết để
khảo sát một hiện tƣợng mới và tìm đƣợc một biểu thức luôn luôn có một giá
trị không đổi khi các đại lƣợng có mặt trong biểu thức đó thay đổi, giá trị của
biểu thức này chỉ phụ thuộc vào bản thân của sự vât, hiện tƣợng, mà không
phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài. Biểu thức này đƣợc coi là đặc trƣng
cho một tính chất nào đó của chính bản thân sự vật, hiện tƣợng mà ta chƣa
biết có thể dùng đặc trƣng cho một tính chất nào đó của sự vật , hiện tƣợng .
trƣng cho tính chất nào của sự vật, hiện tƣợng, nghĩa là tìm đƣợc đặc điểm
Phân tích ý nghĩa thực tiễn của biểu thức đó, ta sẽ biết đƣợc biểu thức đó đặc
định tính của khái niệm. Cũng có khi ta gọi đó là ý nghĩa vật lý của biểu thức
tìm đƣợc. Có nhiều trƣờng hợp, sau khi xác định đƣợc đặc điểm định lƣợng,
ngƣời ta mất rất nhiều thời gian mới tìm đƣợc đặc điểm định tính hay ý nghĩa
vật lý của biểu thức định lƣợng.
- Cách 3: Vì đặc điểm định lƣợng của khái niệm về đại lƣợng vật lý
biểu thị một mối quan hệ khách quan giữa khái niệm mới và các khái niệm cũ
nên nhiều khi nó cũng xuất hiện đồng thời với định luật vật lý biểu thị mối
quan hệ đó .
3. Giai đoạn 3: Định nghĩa đại lƣợng vật lý
nhiệm vụ:
- Phân biệt sự vật cần định nghĩa với tất cả những sự vật khác tiếp cận
với nó.
- Vạch ra những dấu hiệu bản chất của sự vật cần định nghĩa ( nội hàm
của khái niệm ).
Để thực hiện đƣợc hai nhiệm vụ ấy trong lôgíc học, thƣờng dùng phổ
Theo lôgíc học, khi định nghĩa một khái niệm, ta phải thực hiện hai
loại định nghĩa này là:
biến là định nghĩa thông qua giống và khác biệt về loài. Công thức chung của
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ = Thuộc tính bản chất của loài Khái niệm giống
Khái niệm muốn định nghĩa Đối với các đại lƣợng vật lý đặc điểm định lƣợng phản ánh đặc điểm
định tính, thống nhất với đặc điểm định tính, những đặc điểm định lƣợng có
vai trò nổi bật hơn do yêu cầu phải đo lƣờng chính xác, cách diễn đạt bằng lời
cũng gọn gàng rõ ràng hơn. Do đó nhiều khi trong định nghĩa, ngƣời ta chỉ
nêu đặc điểm định lƣợng của đại lƣợng vật lý, còn đặc điểm định tính coi nhƣ
giải thích ý nghĩa của khái niệm, có thể diễn đạt bằng mệnh đề nằm ngoài
định nghĩa.
4. Giai đoạn 4: Xác định đơn vị đo
Đo một đại lƣợng vật lý cần phải thoả mãn hai yêu cầu:
- So sánh hai đại lƣợng cùng loai bằng nhau. Điều đó có nghĩa là phải
chọn đƣợc một “vật mẫu” để so sánh với vật khác có đặc điểm định lƣợng
bằng đặc điểm định lƣợng của vật mẫu.
- Xác định đƣợc một đại lƣợng cùng loại có đại lƣợng gấp đôi vật mẫu.
Nhƣng yêu cầu này đặc biệt khó khăn khi “vật mẫu” lại là đại lƣợng trừu tƣợng.
Trong vật lý học, có hai loại đơn vị: đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất.
Đơn vị cơ bản thì có thể tuỳ ý chọn, không phụ thuộc vào đơn vị đo các đại
lƣợng khác. Còn các đơn vị dẫn xuất đều đƣợc xác định dựa trên công thức
định nghĩa của đại lƣợng muốn đo. Đơn vị để đo một đại lƣợng là một trƣờng
là chiều dài của vật làm mẫu (cái thƣớc mét mẫu ) . Trong khi định nghĩa đơn
vị, ta phải xác định rõ vật làm mẫu đó. Trong trƣờng hợp vật làm mẫu ở trạng
thái động thì định nghĩa khá phức tạp. Ví dụ “đơn vị gia tốc là gia tốc của một
vật chuyển động, trong đó vận tốc của một vật biến thiên đƣợc một lƣợng
bằng một đơn vị vân tốc trong một đơn vị thời gian”. Không nên cho rằng
hợp riêng, cụ thể của chính đại lƣợng đó. Ví dụ đơn vị đo chiều dài chỉ có thể
đến chỗ thực dụng chủ nghĩa, cho HS biết ngay tên cụ thể của các đơn vị vật
việc định nghĩa đơn vị đo đại lƣợng nhƣ thế là “dài dòng”, “lủng củng”, rồi đi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
lý. Chính thông qua định nghĩa đơn vị nhƣ trên, GV vạch rõ đƣợc cho HS
cách đo một đại lƣợng vật lý là so sánh nó với đại lƣợng cùng loại đã đƣợc
chọn làm mẫu. Mặt khác việc định nghĩa đơn vị đƣợc tiến hành trên cơ sở
công thức định nghĩa đại lƣợng đó nên có tác dụng củng cố khái niệm về đại
lƣợng này. Ngoài ra, định nghĩa đơn vị đo nhƣ thế khiến HS hiểu đƣợc ý
nghĩa của tên đơn vị đo, thấy đƣợc đơn vị đó phụ thuộc vào các đơn vị khác
nhƣ thế nào. Do đó, về sau, HS có thể biết cách suy ra đƣợc các đơn vị đo
trong hệ thống đơn vị khác và biết cách đổi đơn vị
5. Giai đoạn 5: Vận dụng khái niệm vào thực tiễn
- Sau khi định nghĩa khái niệm,ta đã thu đƣợc một sản phẩm trừu tƣợng
và khái quát, tách rời khỏi những sự vật hiện tƣợng cụ thể. Nhƣng muốn sử
dụng đƣợc khái niệm đó, ta lại cần biết những b iểu hiện của nó trong thực
tiễn, trên những sự vật hiện tƣợng cụ thể, phải vận dụng khái niệm mới để
giải thích những sự vật hiện tƣợng cụ thể, dự đoán những dấu hiệu, những
hiện tƣợng có thể cảm nhận đƣợc trong thực tiễn bằng khách quan, có thể đo
lƣờng cụ thể. Nhờ đó mà hiểu sâu sắc hơn ý nghĩa vật lý của khái niệm mới.
- Trong quá trình vận dụng khái niệm vào thực tiễn, sẽ đến lúc ta gặp
phải những sự kiện mới, đòi hỏi phải mở rộng bổ sung thêm cho khái niệm
đƣợc hoàn chỉnh. Tuy nhiên, việc mở rộng, bổ sung này còn phải tuỳ thuộc
tiên về khái niệm gia tốc ở lớp 10, ta mới sơ bộ hình thành khái niệm gia tốc.
HS chỉ hiểu gia tốc là đai lƣợng đặc trƣng cho sự biến thiên nhanh hay chậm
của vận tốc. Tuy có nói đến véc tơ gia tốc nhƣng đều không có ý nghĩa rõ rệt
đối với chuyển động thẳng. Đến khi khảo sát chuyển động thẳng đều, HS mới
hiểu là véc tơ gia tốc còn đặc trƣng cho sự biến đổi về hƣớng của vận tốc nữa.
vào trình độ HS mà xác định các mức độ thích hợp. Ví dụ: Trong bài học đầu
hoà, phải đƣa vào gia tốc tức thời để biểu thị sự biến thiên của vận tốc ở mỗi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Đến lớp 12, khi nghiên cứu chuyển động tròn không đều hay dao động điều
thời điểm, ứng với mỗi thời điểm trên quỹ đạo. Muốn biểu thị tính chất này,
cần phải sử dụng đến kiến thức toán về đạo hàm để định nghĩa gia tốc.
1.3.2. Thực trạng dạy - học các khái niệm Vật lý ở trƣờng THPT
miền núi hiện nay:
Để chuẩn bị cho việc tiến hành soạn thảo tiến trình dạy học nhằm đạt
hiệu quả tốt nhất trong quá trình thực nghiệm sƣ phạm, để kiểm tra giả thuyết
của đề tài, chúng tôi tiến hành tìm hiểu tình hình dạy - học một số kiến thức
trong chƣơng: Từ trƣờng và Cảm ứng điện từ ở một số trƣờng THPT Bắc kạn.
* Nội dung tìm hiểu:
- Điều tra về cơ sở vật chất của nhà trƣờng.
- Tìm hiểu tình hình dạy - học của GV và HS.
* Phƣơng pháp tìm hiểu, điều tra:
- Gặp gỡ lãnh đạo nhà trƣờng, thăm quan phòng thí nghiệm Vật lý, cơ
sở vật chất của nhà trƣờng.
- Trao đổi với tổ bộ môn và GV trực tiếp tham gia giảng dạy, dùng
phiếu điều tra, dự giờ .
- Găp gỡ và trao đổi trực tiếp với HS ở lớp thực nghiệm và lớp đối
chứng để nắm rõ đƣợc tình hình học tập của HS.
* Kết quả điều tra:
1.3.2.1. Về cơ sở vật chất phục vụ dạy học:
- Hai trong ba trƣờng điều tra thuộc trƣờng liên cấp II, III.
- Phòng thí nghiệm hầu nhƣ không hoạt động, không trƣờng nào có
nhân viên phòng thí nghiệm.
- Cả ba trƣờng điều tra đều thiếu phòng học, HS phải học hai ca.
1.3.2.2. Tình hình dạy - học:
- Đa số các GV không hình thành các khái niệm bằng phƣơng pháp
thực nghiệm và quan sát ( không sử dụng thí nghiệm ).
hết ý nghĩa của các khái niệm vật lý, vì vậy chƣa có phƣơng pháp hình thành
- Một số GV còn chƣa phân loại đƣợc các khái niệm vật lý, chƣa hiểu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
các khái niệm vật lý. Trong khi hình thành các khái niệm vật lý đa số các GV
chỉ trình bày các kiến thức cơ bản trong SGK mà rất ít liên hệ với thực tế.
- Một số GV đã tích cực hóa hoạt động của HS trong giờ học bằng cách
đặt ra các câu hỏi phát vấn yêu cầu HS suy nghĩ giải quyết nhƣng thƣờng là
những câu hỏi đơn giản, ít đòi hỏi ở HS sự phân tích, suy luận tìm tòi mà mới
chỉ đòi hỏi ở HS sự tái hiện thông thƣờng. Nếu HS không trả lời đƣợc thì GV
thƣờng không đƣa ra những câu hỏi gợi mở để hƣớng HS vào việc giải quyết
vấn đề mà GV lại tự giải quyết vấn đề. Do đó chƣa phát huy đƣợc tác dụng
trong việc phát triển tƣ duy HS.
chiều, thông báo, diễn giải. Vì vậy chƣa tạo ra đƣợc hứng thú học tập của HS.
- Phƣơng pháp dạy chủ yếu của GV vẫn là phƣơng pháp truyền thụ một
- HS trong giờ học, ngại suy nghĩ, thƣờng bị động trong việc tiếp thu
kiến thức mới, luôn chờ đợi sự gợi ý, giảng giải, thông báo của GV, chƣa có
thói quen tìm tòi, suy nghĩ, tự đặt câu hỏi và đi tìm câu trả lời, khi GV ngừng
hƣớng dẫn thì HS cũng ngừng hoạt động, ít hứng thú trong học tập, khi vận
dụng vào các trƣờng hợp cụ thể thì thƣờng mắc sai lầm, trong giờ học HS
ngại phát biểu, nếu không đƣợc khích lệ và tạo điều kiện thì không động não
phát biểu ý kiến. Đa số HS học theo kiểu đối phó.
KẾT LUẬN CHƢƠNG I
Để giải quyết các nhiệm vụ của đề tài, chúng tôi đã quan tâm, phân
- Phân tích và làm sáng tỏ lý luận về cơ sở lý luận của việc phát triển tƣ
duy HS
- Phân tích đặc điểm tƣ duy của HS miền núi, những yếu tố ảnh hƣởng
đến sự phát triển tƣ duy của HS miến núi
- Phân tích đặc điểm và cách thức việc hình thành các khái niệm vật lý
trong giờ học.
tích, và làm sáng tỏ các vấn đề :
vật lý ở các trƣờng THPT miền núi. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Chúng tôi đã nghiên cứu thực trạng việc hình thành các khái niệm
Chương II PHÁT TRIỂN TƢ DUY HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG MIỀN NÚI THÔNG QUA VIỆC DẠY CÁC KHÁI NIỆM VẬT LÝ CỦA CHƢƠNG “TỪ TRƢỜNG” VÀ “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” Quan sát và thực nghiệm có vai trò quan trọng trong việc hình thành kiến
thức cho HS. Trong phần lớn các trƣờng hợp khái niệm vật lý đƣợc xây dựng
trên cơ sở phân tích kết quả quan sát tự nhiên và qua các kết quả thực nghiệm.
Việc hình thành khái niệm vật lý qua quan sát và thực nghiệm đƣợc thực hiện
theo sơ đồ sau:QQQQuan sát và thực nghiệm
2.1. Sơ đồ cấu trúc các bƣớc khi hình thành các khái niệm vật lý
bằng quan sát và thực nghiệm
Làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu Xây dựng giả thuết Tiên
đoán những hệ quả lô gíc Tiến hành TN kiểm tra Rút ra kết luận bản
chất chung của hiện tƣợng Hình thành các khái niệm (vấn đề cần nghiên
cứu ) Vận dụng khái niệm vào thực tiễn.
Trong sơ đồ trên có ba yếu tố cơ bản: Giả thuyết ban đầu, hệ quả lô gíc
và TN kiểm tra phù hợp nhau. Nếu TN xác nhận những hệ quả lô gíc thì giả
thuyết càng đƣợc củng cố. Nhƣng nếu ba yếu tố trên không phù hợp với nhau
thì phải xét lại hoặc vứt bỏ giả thuyết ban đầu.
2.2. Hình thành khái niệm vật lý phù hợp với các giai đoạn của quá
Nhƣ đã trình bày ở chƣơng I, tình huống có vấn đề sẽ kích thích tƣ duy
của HS. Mặt khác khái niệm xuất hiện do nhu cầu giải quyết mâu thuẫn giữa
sự hiểu biết đã có và sự chƣa hiểu biết. Vì vậy tạo ra tình huống có vấn đề là
các hoạt động vốn hiểu biết của HS, hƣớng dẫn HS giải quyết tình huống có
vấn đề, khâu quan trọng của quá trình hình thành khái niệm vật lý.
trình tƣ duy
2.2.1. Tạo ra tình huống có vấn đề:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Dựa vào kinh nghiệm trong cuộc sống hàng ngày của HS (qua quan
sát tự nhiên, qua lao động sản xuất …) hoặc từ kiến thức đã học, GV hƣớng
dẫn HS nêu nên vấn đề cần nghiên cứu, tạo điều kiện cho HS đề ra giả thuyết.
- Dùng TN để tạo ra vấn đề cần nghiên cứu (TN phải đơn giản, TN phải
thành công), tạo điều kiện để HS đề ra giả thuyết.
(Từ kết quả quan sát và TN, GV yêu cầu HS giải thích hiện tƣợng. HS
vận dụng kiến thức đã học để giải thích, trong quá trình giải thích HS sẽ gặp
những mâu thuẫn, từ đó nảy sinh vấn đề cần phải nghiên cứu).
Ví dụ: Khi hình thành khái niệm “ Sự rơi tự do”.
GV: + Quan sát sự rơi của các vật ở trong không khí, em hãy cho biết
vật nặng rơi nhanh hơn hay vật nhẹ rơi nhanh hơn ?
+ GV chuẩn bị sẵn một số tờ giấy giống hệt nhau, hƣớng dẫn HS tiến
hành thí nghiệm nhƣ sau: Lần thứ nhất thả rơi hai tờ giấy cùng một lúc ở cùng
một độ cao và quan sát, lần thứ hai vo một tờ giấy lại và tờ kia để nguyên sau
đó lại thả rơi chúng cùng một lúc ở cùng một độ cao và quan sát.
Sau khi HS tiến hành thí nghiệm, GV đặt câu hỏi: Các em có nhận xét
gì về sự rơi của các vật trong không khí?
2.2.2. Kích thích, làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS:
GV: Tổ chức huy động tri thức, vốn kinh nghiệm của HS liên quan đến
vấn đề. Mục đích để GV nắm đƣợc mức độ hiểu biết của HS về hiện tƣợng
thể dùng các biện pháp sau:
* GV: Dùng các câu hỏi để làm bộc lộ những quan niệm sẵn có của HS.
- VD: +Tại sao trong không khí các vật lại rơi nhanh hay chậm khác
nhau?
+ Vì sao khi nam châm tiến lại gần hoặc ra xa vòng dây thì trong vòng
cần nghiên cứu. Để kích thích, làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS thì GV có
dây lại xuất hiện dòng điện ?
* GV: Đƣa ra hệ thống câu hỏi trắc nghiệm đúng sai để HS lựa chọn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
VD: Trong không khí các vật rơi nhanh hay chậm khác nhau vì:
a. Vì nặng, nhẹ khác nhau.
b. Vì trời có gió.
c. Do sức cản của không khí.
d. Do một nguyên nhân khác.
2.2.3. Tổ chức cho học sinh tham gia giải quyết vấn đề .
Đây là một quá trình quan trọng của quá trình phát triển tƣ duy HS. GV
tổ chức cho HS huy động tri thức, vốn kinh nghiệm liên quan đến vấn đề, làm
xuất hiện các mối liên tƣởng, gạt bỏ những cái không cần thiết, hình thành giả
thuyết về cách giải quyết vấn đề đó. Kiểm tra giả thuyết về cách giải quyết
vấn đề, nếu giả thuyết sai thì phủ định nó để hình thành giả thuyết mới.
Xây dựng giả thuyết:
GV: Từ việc quan sát thực tế hoặc từ kết quả thí nghiệm ở trong phần
tạo ra tình huống có vấn đề, GV hƣớng dẫn và tổ chức HS dự đoán để
đƣa ra giả thuyết
* các nội dung dự đoán:
+ Dự đoán diễn biến của hiện tƣợng vật lý
+ Dự đoán nguyên nhân của hiện tƣợng vật lý
+ Dự đoán mối quan hệ phụ thuộc giữa các yếu tố
* Phƣơng pháp:
+ GV gợi ý cho HS về những căn cứ để dự đoán
+ Cho HS trao đổi để đƣa ra dự đoán
+ Dùng các câu hỏi gợi mở, liên kết các mối quan hệ để đƣa ra dự đoán
+ Khích lệ và tôn trọng các dự đoán của HS.
+ Dự đoán về bản chất của hiện tƣợng vật lý
VD: Khi hình thành khái niệm “ Hiện tƣợng cảm ứng điện từ”
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
GV đặt vấn đề: Từ trƣờng tác dụng lực từ lên một đoạn dây dẫn mang
dòng điện, làm nó chuyển động, tức là gây ra chuyển động tƣơng đối giữa
dây dẫn và từ trƣờng. Vậy giả sử có một vòng dây dẫn kín và cho nó chuyển
động trong từ trƣờng thì:
- Liệu trong vòng dây có xuất hiện dòng điện hay không?
- Nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện trong vòng dây?
- ......
Kiểm tra sự đúng đắn của giả thuyết.
Sau khi đƣa ra đƣợc giả thuyết, GV yêu cầu HS đƣa ra phƣơng án để
kiểm tra giả thuyết, bằng cách:
+ Cho HS trao đổi , thảo luận để đƣa ra phƣơng án, dƣới sự hƣớng dẫn,
định hƣớng của GV, sau đó GV nhận xét và đƣa ra phƣơng án chung.
+ Nếu HS không đƣa ra đƣợc phƣơng án thì GV chủ động đƣa ra một
vài phƣơng án đã chuẩn bị trƣớc để HS lựa chọn, sau đó phân tích và
đƣa ra phƣơng án thí nghiệm chung, GV nên chọn thí nghiệm đơn giản.
Khi tiến hành thí nghiệm GV cần chú ý cho HS:
* Mục đích thí nghiệm
* Cách lắp ráp thí nghiệm
* Các bƣớc tiến hành thí nghiệm, các thao tác thí nghiệm
Từ kết quả của thí nghiệm GV dùng các câu hỏi gợi mở, hƣớng dẫn
HS sử dụng các thao tác trí tuệ để tìm ra kết luận chung.
VD: Trong thí nghiệm về hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Từ kết quả
của các thí nghiệm. Các em hãy tìm nguyên nhân chung làm xuất hiện dòng
điện trong vòng dây?
- Rút ra kết luận
Để đạt đƣợc điều đó GV cần sử dụng một hệ thống các câu hỏi gợi
mở để định hƣớng cho HS vào quá trình giải quyết vấn đề. VD:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Trong khi đóng hoặc ngắt khoá K hoặc trong khi dịch chuyển con
chạy của biến trở thì dòng điện qua NC điện có thay đổi không? Từ trƣờng
của NC điện có thay đổi không? Từ thông qua vòng dây có biến thiên hay
không? Vì sao?
- Khi khoá K đóng đã ổn định hoặc trong khi không di chuyển con
chạy của biến trở thì từ trƣờng của NC điện có thay đổi không? Khi đó từ
thông qua vòng dây có biến thiên hay không? Vì sao?
- Khi NC tiến lại gần hoặc ra xa vòng dây thì từ thông qua vòng dây
có biến thiên hay không? Vì sao?
- Phát biểu khái niệm.
Sau khi rút ra đƣợc kết luận chung GV phân tích để HS hiểu rõ sự cần thiết
phải hình thành khái niệm mới và từ dùng để biểu thị khái niệm mới đó, đối
với HS khi gán cho khái niệm mới một cái tên GV cần phân tích rõ để HS
nắm đƣợc những nội dung chứa đựng trong từ đó, dƣới cái tên đó, nghĩa là
phải hiểu đƣợc nội hàm của khái niệm đƣợc biểu thị dƣới cái tên đó. Sau đó
hƣớng dẫn HS phát biểu thành khái niệm. Giai đoạn này GV đặc biệt chú ý
rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho HS.
- Xác định đơn vị đo.
GV: Hƣớng dẫn HS xác định đơn vị đo đại lƣợng vật lý đó.
2.2.4. Dùng mô hình hoặc thí nghiệm ảo để minh hoạ, ứng dụng khái
Sau khi hình thành khái niệm, GV có thể sử dụng mô hình hoặc các thí
nghiệm ảo để minh hoạ, củng cố cho HS. Hƣớng dẫn HS vận dụng khái niệm
vào thực tiễn để giải thích một số hiện tƣợng có liên quan. Ví dụ khi hình
thành xong khái niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ GV đặt câu hỏi:
niệm vào thực tiễn:
- Em hãy nêu một số ví dụ trong cuộc sống và trong khoa học kĩ thuật có
liên quan đến hiện tƣợng cảm ứng điện từ? Bản chất của các hiện tƣợng đó?
- Em hãy giải thích nguyên tắc hoạt động của máy phát điện?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Tóm lại: Trong khi hình thành khái niệm vật lý cho HS, nhất là đối với
HS miền núi, từ những sự kiện ban đầu, GV cần phân tích rõ để HS nhận thấy
đƣợc vấn đề cần giải quyết, sau đó GV đƣa dần HS vào vai trò chủ thể của
quá trình nhận thức, tạo động cơ, kích thích các em giải quyết vấn đề bằng
các câu hỏi gợi mở ( các câu hởi gợi mở phải có độ khó từ cao xuống thấp ),
GV luôn phải động viên khích lệ HS để HS tích cực tham gia vào quá trình
giải quyết vấn đề thông qua trao đổi tranh luận, thảo luận, từ đó tạo không khí
sôi nổi, kích thích tƣ duy của HS phát triển. Đồng thời, nhờ đó mà GV kiểm
soát đƣợc hoạt động nhận thức của HS, kịp thời uốn nắn, khắc phục những
khó khăn, sai lầm của HS.
2.3. Rèn luyện thao tác trí tuệ:
Trong giai đoạn xác định đặc điểm định tính cũng nhƣ chỉ ra đặc điểm định
lƣợng của khái niệm, HS đều phải từ sự vật, hiện tƣợng của thực tế khách
quan tìm ra cái bản chất, cái chung, cái có tính quy luật để dần dần hình thành
đƣợc khái niệm trong nhận thức của mình. Đó chính là quá trình thực hiện các
thao tác trí tuệ - một phƣơng tiện của tƣ duy và cũng là phƣơng tiện của việc
hình thành khái niệm. Vì vậy trong quá trình hình thành khái niệm, các thao
tác trí tuệ nhƣ: Phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, trừu tƣợng hoá
đƣợc vận dụng và đƣợc rèn luyện
Vì tƣ duy của HS miền núi phát triển chậm, thói quen lao động trí óc
chế, thao tác tƣ duy nói chung và đặc biệt là các thao tác phân tích, tổng hợp,
so sánh, khái quát hoá và trừu tƣợng hoá còn phát triển chậm. Vì vậy trong
giảng dạy cần chú trọng rèn luyện các thao tác trí tuệ cho HS.
- Để đạt đƣợc kết quả tốt thì trƣớc hết ngƣời thầy cần phải tạo cơ hội
để HS thực hiện các thao tác tƣ duy, cần phải biết vận dụng các thao tác tƣ
chƣa bền, ngại suy nghĩ. Khả năng độc lập tƣ duy và óc phê phán còn hạn
duy nào vào lúc nào, cần phải chú trọng rèn luyện cho HS vận dụng các thao
tác tƣ duy ấy thông qua việc tạo ra các hiện tƣợng, các quá trình vật lý liên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
quan đến khái niệm cần hình thành và thông qua hệ thống câu hỏi có tính chất
định hƣớng của GV.
- Cần phải có sự kết hợp giữa các trang thiết bị thí nghiệm với việc
ngƣời GV đầu tƣ thời gian, trí tuệ vào việc phân tích nội dung kiến thức cơ bản
cần dạy, từ đó thiết lập sơ đồ biểu đạt lôgíc của quá trình nhận thức khoa học
xây dựng một tri thức cụ thể phù hợp với trình độ nhận thức của HS
- Cần phải thiết kế nội dung bài học một cách khoa học phù hợp với đối
tƣợng HS, GV cần phải tổ chức quá trình học tập sao cho từng giai đoạn xuất
hiện tình huống bắt buộc HS thực hiện các thao tác tƣ duy và suy luận lôgíc.
Muốn vậy GV phải đƣa ra hệ thống các câu hỏi định hƣớng cho HS tiến hành
các thao tác tƣ duy và suy luận lôgíc trong mỗi tình huống cụ thể, đảm bảo
những điều kiện nhằm giải quyết các vấn đề đó và hƣớng dẫn HS vào con
đƣờng tự lực giải quyết các vấn đề đã đề ra, các câu hỏi gợi mở phải rõ ràng,
cụ thể, phải có độ khó từ cao xuống thấp (Câu hỏi khái quát và câu hỏi gợi ý).
Đó là những câu hỏi thuộc các loại sau đây:
+ Câu hỏi kích thích HS có nhu cầu kiến thức để giải quyết vấn đề.
+ Câu hỏi định hƣớng nội dung kiến thức cần xác lập.
+ Câu hỏi yêu cầu xác định giải pháp tìm tòi xác lập kiến thức cần xây
dựng, vận dụng.
+ Câu hỏi yêu cầu cần diễn đạt chính xác, cô đọng kiến thức xác
+ Câu hỏi yêu cầu vận dụng kiểm tra kiến thức đã xác lập.
- Trong quá trình dạy học GV cần tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính
tò mò, ham hiểu biết của HS thông qua các hiện tƣợng xảy ra trong thực tế và
thông qua các TN cụ thể, đặc biệt chú ý tới việc rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho
HS, động viên, khuyến khích HS bộc lộ những quan niệm sẵn có của mình,
lập đƣợc .
tích cực tham gia vào quá trình xây dựng kiến thức, kích thích HS tƣ duy …
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Vì HS miền núi rụt rè, nhút nhát, khi hiểu vấn đề hay khi không hiểu
vấn đề thì đa số HS thƣờng không có ý kiến, nên GV cần chủ động dùng các
câu hỏi gợi mở để hƣớng HS vào quá trình xây dựng kiến thức, lúc đầu nên sử
dụng các câu hỏi với đòi hỏi ở HS sự tƣ duy cao, với phạm vi kiến thức rộng
hơn, nếu HS không trả lời đƣợc thì GV dùng các câu hỏi gợi mở cụ thể hơn, chi
tiết hơn đòi hỏi sự tƣ duy của HS trong phạm vi cụ thể hơn đơn giản hơn, nếu
HS vẫn không trả lời đƣợc thì GV sẽ giúp đỡ HS bằng cách giới thiệu cho HS
mô hình thích hợp và sự hợp thức hoá mô hình đó.
- Khi hình thành khái niệm bằng quan sát và thực nghiệm GV nên chủ
động lấy các ví dụ gần gũi với đời sống và chọn các TN đơn giản, ngắn gọn,
đảm bảo thành công ngay, mà kết quả TN có đủ cơ sở để rút ra kết luận cần thiết
- Nếu có điều kiện GV nên kết hợp sử dụng đa phƣơng tiện trong quá
trình dạy học
Ví dụ: Khi hình thành khái niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
Từ kết quả của các thí nghiệm, GV hƣớng dẫn HS sử dụng các thao tác
tƣ duy phân tích kết quả của các thí nghiệm, tìm nguyên nhân làm xuất hiện
dòng điện cảm ứng trong vòng dây kín (C) trong từng thí nghiệm. Từ các
nguyên nhân cụ thể của từng thí nghiệm, GV hƣớng dẫn HS sử dụng phƣơng
pháp quy nạp để tìm ra nguyên nhân chung (rút ra kết luận cần thiết ). Sau đó
từ kết luận chung, GV hƣớng dẫn HS sử dụng phƣơng pháp diễn dịch để xét
Để rèn luyện thao tác trí tuệ cho HS thì GV cần phải chuẩn bị một hệ
thống các câu hỏi gợi mở để định hƣớng, gợi ý HS vào giải quyết vấn đề cần
nghiên cứu…
những trƣờng hợp cụ thể khác.
2.4. Rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho học sinh:
Vì ngôn ngữ là hình thức biểu hiện của tƣ duy. Mỗi khái niệm vật lý đƣợc biểu đạt bằng một từ, mỗi định nghĩa, định luật vật lý đƣợc phát biểu bằng một mệnh đề. Cùng một khái niệm nhƣng trong ngôn ngữ của mỗi dân
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
tộc, lại đƣợc diễn đạt bằng một từ khác nhau, phát ra bằng một tập hợp âm khác nhau. Bởi vậy nhiều khi biết đƣợc tên của khái niệm hoàn toàn chƣa phải nắm đƣợc khái niệm mà cần phải biết nội dung gì chứa đựng trong từ đó, dƣới cái tên đó, nghĩa là phải hiểu đƣợc nội hàm của khái niệm đƣợc biểu thị dƣới cái tên đó, mà khả năng ngôn ngữ vật lý của HS miền núi còn nhiều hạn chế, nhiều HS còn chƣa nói rõ tiếng phổ thông. Vì vậy trong giảng dạy vật lý GV cần đặc biệt chú trọng tới việc rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho HS, cần giải thích để học sinh hiểu rõ về sự tƣơng đồng giữa ngôn ngữ dùng trong vật lý và ngôn ngữ thông thƣờng (dùng trong đời sống hàng ngày). Ví dụ khái niệm “Từ thông”: Từ ở đây có nghĩa là từ trƣờng mà đặc trƣng cho từ trƣờng là các đƣờng sức từ, thông có nghĩa là qua (Xuyên qua). Vậy từ thông có nghĩa là số đƣờng sức từ của từ trƣờng xuyên qua một diện tích S đặt trong từ trƣờng đó. Tóm lại: Trong phần này chúng tôi đã đề xuất sơ đồ phƣơng pháp dạy học phần khái niệm vật lý bằng phƣơng pháp và thực nghiệm, qua đó phát triển tƣ duy cho HS. Từ sơ đồ chúng tôi đã chỉ ra đặc điểm của từng giai đoạn, hoạt động của thầy và của trò trong mỗi giai đoạn cụ thể đó. Qua quá trình khảo sát, điều tra thực trạng về quá trình dạy và học ở một số trƣờng THPT miền núi, chúng tôi nhận thấy phƣơng pháp này phù hợp với đối tƣợng HS miền núi và về cơ bản cũng phù hợp với HS phổ thông nói chung. Điều khác căn bản là, đối với HS vùng phát triển, GV có thể không cần nêu rõ những hiện tƣợng đơn giản, quen thuộc, không cần các gợi ý cụ thể tỉ mỉ.
Theo chúng tôi, việc thực hiện đầy đủ các giai đoạn trên trong quá trình dạy học là cần thiết, nhƣng cũng tuỳ thuộc vào khái niệm cần hình thành thuộc loại khái niệm nào mà ta sử dụng các bƣớc cho phù hợp.
- Do tƣ duy của HS miền núi thƣờng chậm hơn so với HS miền xuôi và thành thị nên trong quá trình hình thành các khái niệm vật lý bằng quan sát và thực nghiệm GV nên chủ động lấy các ví dụ gần gũi với đời sống và chọn những TN đơn giản, ngắn gọn một cách hợp lý; đảm bảo thành công ngay; đủ sức thuyết phục HS
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- GV cần chuẩn bị một hệ thống các cấu hỏi gợi mở để dẫn dắt HS định hƣớng vấn đề khi cần thiết, các câu hỏi phải rõ ràng, đơn giản, dễ hiểu, hệ thống các câu hỏi gợi mở phải có độ khó từ cao đến thấp.
- Khi HS tiến hành thí nghiệm GV cần phân tích tỉ mỉ, cụ thể các bƣớc thí nghiệm để HS nắm chắc mục đích, cách thức tiến hành thí nghiệm, quan sát rõ các hiện tƣợng vật lý, ghi chép đƣợc các số liệu cần đo.
- Trong quá trình giảng dạy GV cần chú ý rèn luyện các thao tác trí tuệ
và ngôn ngữ vật lý cho HS.
2.5. Tìm hiểu thực tế giảng dạy: Phân tích những khó khăn chủ yếu của HS khi học chương “Từ
trường” và chương “Cảm ứng điện từ”
- Các khái niệm trong hai chƣơng này bao gồm cả khài niệm định tính
và khái niệm định lƣợng, các khái niệm rất trừu tƣợng, HS không nhận biết
trực tiếp đƣợc mà chỉ nhận biết đƣợc gián tiếp qua tính chất của nó. Vì vậy
các khái niệm này chủ yếu đƣợc hình thành bằng quan sát và thực nghiệm. Ví
dụ nhƣ khái niệm: Khái niệm từ trƣờng, khái niệm cảm ứng từ, khái niệm
hiện tƣợng cảm ứng điện từ, khái niệm từ thông …
- Khả năng ngôn ngữ vật lý của HS miền núi còn nhiều hạn chế.
- Khả năng thực hiện các thao tác kĩ thuật thí nghiệm kém.
- HS thƣờng bị động trong việc tiếp thu kiến thức, thƣờng ỉ lại do HS
đã quá quen với lối truyền thụ một chiều, các GV rất ít sử dụng TN trong quá
- Khả năng tƣởng tƣợng, tƣ duy lôgíc, suy luận, khả năng quan sát, khả
năng thiết kế các phƣơng án thí nghiệm của HS còn nhiều hạn chế
- Những đặc điểm trên cần đƣợc chú ý khi xây dựng các giáo án ở
phần sau.
trình hình thành khái niệm vật lý,…
2.6 Thiết kế phƣơng án dạy học cụ thể một số bài của chƣơng “Từ
trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” ( Vật lý 11- Ban cơ bản ) nhằm phát triển
tƣ duy HS THPT miền núi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.6.1 Cấu trúc và đặc điểm kiến thức chƣơng “Từ trƣờng” và
“Cảm ứng điện từ"
Từ trƣờng
Nam châm
Từ tĩnh của dây dẫn có dòng điện: - Dòng điện có từ tĩnh - Lực từ
- KN lực từ - Từ tĩnh của NC
Từ trƣờng: - KN từ trƣờng - KN đƣờng sức từ - Từ trƣờng của trái đất
* Nội dung kiến thức chƣơng từ trƣờng
- KN lực từ - Lục từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn M1 M2 các đƣờng sức từ:
+ Phƣơng + Chiều + Độ lớn
Từ trƣờng của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ - B = 4
Từ trƣờng của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn - B = 2
. 10-7 IN/ R
chiều xác định theo qui
. 10-7 nI - Phƣơng, chiều của
Từ trƣờng của dòng đ iện chạy trong dây dẫn thẳng dài: - B = 2. 10-7I/r - tắc nắm tay phải
- Phƣơng, chiều của
Lực Lo – Ren - Xơ
- KN lực Lo – Ren - Xơ
Chuyển động của hạt đ iện tích trong từ trƣờng đều: - Lực Lo-Ren-Xơ tác dụng lên hạt:
f =
- Đặc điểm của lực Lo – Ren – Xơ: + Phƣơng + Chiều + Độ lớn: f =
vBsin
- Quĩ đạo của hạt
Lực từ - Cảm ứng từ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
*Sơ đồ biểu đạt lôgíc của quá trình nhận thức khoa học chƣơng “Từ trƣờng”
: Đƣa ra biểu đặt trong từ trƣờng
-Khảo sát tƣơng tác giữa NC với NC, giữa NC với dòng điện, giữa dòng điện với dòng điện: Đƣa ra khái niệm từ tính, tƣơng tác từ, lực từ. -Điều kiện để có tƣơng tác từ: Đƣa ra khái niệm từ trƣờng. -Để mô tả sự tồn tại của từ trƣờng trong không gian: Đƣa ra khái niệm đƣờng sức từ. -Xét tại một nơi trên trái đất, các kim NC đều định hƣớng nhƣ nhau: Đƣa ra khái niệm từ trƣờng của trái đất. -Để tiện lợi cho việc khảo sát và đo đạc lực từ: Đƣa ra khái niệm từ trƣờng đều. -Từ khái niệm tƣơng tác từ, khảo sát lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn có độ dài l đặt trong từ trƣờng đều và vuông góc với các đƣờng sức từ: Đƣa ra các đặc điểm lực từ. -Từ sự phụ thuộc của lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn có chiều dài l mang dòng điện I, đặt trong từ trƣờng đều, vuông góc với các đƣờng sức từ: Đƣa ra khái niệm cảm ứng từ và khái niệm véc tơ cảm ứng từ. -Từ khái niệm cảm ứng từ, từ mối quan hệ giữa F, I, l, thức của lực từ tác dụng lên một phần tử dòng điện đều.
Thực nghiệm và lý thuyết cho thấy tại một điểm cho trƣớc trong từ trƣờng của một dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng nhất định : +tỉ lệ với I gây ra từ trƣờng +phụ thuộc vào dạng hình học của dây dẫn +phụ thuộc vào vị trí của điểm M +Phụ thuộc vào môi trƣờng xung quanh quy tắc xác định và biểu thức độ lớn của cảm ứng từ của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt, đƣa ra khái niệm về nguyên lý chồng chất từ trƣờng. -Từ biểu thức của lực từ tác dụng lên một phần tử dòng điện Xây dựng biểu thức lực từ tác dụng lên một hạt điện tích trong phần tử dòng điện
Đƣa ra khái niệm lực Lo- ren – xơ.
khảo sát chuyển động của hạt mang điện đƣa ra khái niệm quỹ đạo của hạt mang điện
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn -Từ khái niệm lực Lo-ren-xơ trong từ trƣờng đều chuyển động trong từ trƣờng đều.
Cảm ứng từ
- KN : Hiện tƣợng cảm ứng điện từ .
- Khái niệm : Từ thông .
- Định luật Len – Xơ . - KN : Dòng điện Fu – Cô
Suất điện động cảm ứng
- Quan hệ giữa SĐĐCƢ và định luật Len - Xơ
- Chuyển hoá năng lƣợng trong hiện tƣợng cám ứng điện từ.
- KN: Suất điện động cảm ứng . - Định luật Fa - Ra –Đây .
Tự cảm
KN: Hiện tƣợng tự cảm
KN: Suất điện động tự cảm
KN: Từ thông riêng của mạch
* Kiến thức cơ bản của chƣơng “ Cảm ứng điện từ”
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
*Sơ đồ biểu đạt lôgíc quá trình nhận thức khoa học chƣơng
“Cảm ứng điện từ”
kết luận là: + từ trƣờng có thể sinh ra dòng điện
-Từ các TN + Khi số đƣờng sức từ qua diện tích giới hạn bởi mạch kín biến thiên thì trong mạch kín xuất hiện dòng điện .
Khái niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng
Đƣa ra khái niệm từ thông
-Số đƣờng sức từ qua mạch kín phụ thuộc vào: Độ lớn của từ trƣờng, vào S và góc hợp bởi và -Chiều của dòng điện cảm ứng trong mạch kín phụ thuộc vào chiều biến thiên của từ thông qua mạch kín đó: Đƣa ra định luật Len-Xơ. -Khối vật dẫn đặt trong từ trƣờng biến thiên hoặc khối vật dẫn chuyển động trong từ trƣờng thì trong khối vật dẫn đó xuất hiện dòng điện cảm ứng: Đƣa ra khái niệm dòng điện Fu-Cô.
-Dòng điện trong mạch kín (C) có cƣờng độ I, dòng điện này gây ra một từ trƣờng, từ trƣờng này gây ra một từ thông qua (C): Đƣa ra khái niệm “Từ thông riêng”của mạch kín. -Trong mạch kín (C) có dòng điện cƣờng độ I, nếu I mà biến thiên thì từ thông riêng của (C) cũng biến thiên, khi đó trong (C) xảy ra hiện tƣợng cảm ứng điện từ: Đƣa ra khái niệm hiện tƣợng tự cảm. -Khi có hiện tƣợng tự cảm thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng: Đƣa ra khái niệm “suất điện động tự cảm” và năng lƣợng từ trƣờng của ống dây tự cảm.
-Suất điện động của nguồn điện sinh ra dòng điện trong mạch kín: Đƣa ra khái niệm suất điện động cảm ứng. -Từ sự phụ thuộc của dòng điện cảm ứng (Suất điện động cảm ứng) vào chiều biến thiên và tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch kín: Đƣa ra định luật Fa-ra-đây. -Khi có sự biến thiên của từ thông qua mạch kín thì trong mạch kín xuất hiện dòng điện cảm ứng, chiều của I phụ thuộc vào chiều biến thiên của từ thông (Theo định luật Len-Xơ), mà dòng điện cảm ứng lại do suất điện động cảm ứng sinh ra: Đƣa ra mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-Xơ. -Từ định luật bảo toàn năng lƣợng: Đƣa ra bản chất của hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.6.2. Thiết kế phương án dạy học cụ thể một số bài của chương “Từ
trường” và chương “Cảm ứng điện từ”theo hướng phát triển tư duy học
sinh THPT miền núi.
Theo hƣớng phát triển tƣ duy HS thông qua việc hình thành các khái
niệm vật lý bằng quan sát và thực nghiệm, chúng tôi lựa chọn các bài sau để
dạy học thực nghiệm:
Bài 1. Lực từ - Cảm ứng từ
Bài 2 . Từ thông - Cảm ứng điện từ
Bài 3 . Suất điện động cảm ứng
2.6.2.1. Bài 20: LỰC TỪ- CẢM ỨNG TỪ
I. Mục tiêu dạy học
1. Về kiến thức
- Phát biểu đƣợc định nghĩa từ trƣờng đều, biết đƣợc cách tạo ra từ
trƣờng đều. Xác định đƣợc lực từ do từ trƣờng đều tác dụng lên một dây dẫn
có dòng điện
- Phát biểu đƣợc định nghĩa véc tơ cảm ứng từ , đơn vị của cảm ứng
từ. Mô tả đƣợc một TN xác định cảm ứng từ.
- Viết đƣợc biểu thức xác định cảm ứng từ tại vị trí đang xét
- Viết đƣợc biểu thức tổng quát của lực từ
theo
- Từ công thức
=
suy ra đƣợc quy tắc xác định lực từ
tác
dụng lên phần tử dòng điện.
- Phát biểu đƣợc định nghĩa phần tử dòng điện .
2. Về kĩ năng
- Biết cách xác định chiều các đƣờng sức từ của: Dòng điện trong dây
dẫn thẳng dài vô hạn; dòng điện trong dây dẫn tròn
trong mạch kín Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Biết cách xác định mặt Nam hay mặt Bắc của một dòng điện chạy
- Có kĩ năng quan sát TN, phân tích tổng hợp để rút ra kết luận cần thiết
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Các TN chứng minh về lực tƣơng tác từ và từ phổ
- Chuẩn bị các bảng để ghi số liệu kết quả của TN, các hình vẽ sơ đồ
TN về xác định lực từ …
2. Học sinh
- Ôn lại những kiến thức đã học về từ trƣờng, về điện trƣờng, quy tắc
bàn tay trái
- Ôn kiến thức về các lực đồng quy, tích các véc tơ
III . Sơ đồ tiến trình xây dựng tri thức :
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Từ trƣờng là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể Từ trƣờng là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một NC đặt trong là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một NC đặt trong nó. nó . - Để mô tả từ trƣờng ngƣời ta dùng khái niệm đƣờng sức từ. - Để mô tả từ trƣờng ngƣời ta dùng khái niệm đƣờng sức từ .
-Thế nào đƣợc gọi là từ trƣờng đều? - Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trƣờng đều có đặc điểm gì?
KN từ trƣờng đều .
- Từ KN từ trƣờng và đặc điểm của các đƣờng sức từ của từ trƣờng - TN 1 : (H2.2) - Kết quả TN1 : Lực từ F tác dụng lên đoạn dây dẫn AB phƣơng vuông góc với đoạn dòng điện AB và cả với các đƣờng sức từ.
tác dụng đoạn AB = l có dòng điện cƣờng
tác dụng đoạn AB = l có dòng điện
Kết luận: Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có: + Phƣơng với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng từ tại điểm khảo sát. + Chiều theo quy tắc bàn tay trái . Lực từ Lực từ độ I chạy qua phụ thuộc vào những yếu tố nào ? cƣờng độ I chạy qua phụ thuộc vào những yếu tố nào ?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
TN2 (H.2.3): Dụng cụ, sơ đồ, cách tiến hành giống nhƣ TN1, chỉ thay đỏi độ dài của đoạn AB và cƣờng độ dòng điện I chạy trong dây dẫn AB Kết quả:
+ Độ lớn của lực từ F tỷ lệ thuận với tích Il
:
KL: - Tại mỗi điểm trong không gian có từ trƣờng xác định một véc tơ cảm ứng từ + Có hƣớng trùng với hƣớng của từ trƣờng + Có độ lớn bằng F = Il, với F là độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn AB= l mang dòng điện cƣờng độ I, đặt vuông góc với hƣớng của từ trƣờng tại điểm đó . + Đơn vị cảm ứng từ trong hệ SI là Tesla (T)
+ Thƣơng số không đổi
Trong TN trên ta chọn góc . Vậy liệu lực từ F tác dụng lên đoạn AB trong TN trên có phụ thuộc vào góc không?
TN 3: Tƣơng tự TN 2, chỉ thay đổi góc
+ Độ lớn của lực từ F phụ thuộc vào góc
+ Tỷ số
không đổi
Kết quả:
+ Biểu thức tổng quát của lực từ
theo
: F =B Ilsin
xét
KL:+ Tổng quát: = B là cảm ứng từ của từ trƣờng tại điểm đang
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
là véc tơ phần tử dònh điện, cùng tác dụng
?
Nếu gọi hƣớng với dòng điện, có độ lớn là Il, thì lên có quan hệ nhƣ thế nào với
- Phân tích kết quả TN1,TN2
- Sử dụng tích véc tơ
=
.
sin (
là góc giữa và
)
tác dụng lên một phần tử dòng điện
khi đặt trong từ
:
và
;
KL : Lực từ trƣờng đều cảm ứng từ + Có điểm đặt tai trung điểm của l . + Có phƣơng vuông góc với + Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái ; + Có độ lớn: F = IlBsin
IV. Các khái niệm cần đƣợc hình thành trong bài và cách hình thành
*Khái niệm từ trƣờng: Từ trƣờng nhƣ thế nào gọi là đều?
- Từ khái niệm về từ trƣờng, khái niệm về các đƣờng sức từ suy ra khái
niệm từ trƣờng đều.
minh hoạ, củng cố cho HS.
- Dùng hình vẽ mô phỏng từ trƣờng giữa hai cực NC hình chữ U để
* Lực từ do từ trƣờng tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện: Một
đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trƣờng, sẽ chịu tác dụng của lực từ.
Phƣơng chiều, độ lớn của lực từ? (Đây đƣợc coi nhƣ dấu hiệu định lƣợng của
lực từ)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Dùng thí nghiệm để xác định phƣơng chiều của lực từ tác dụng lên
một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trƣờng đều. Sử dụng thí
nghiệm nhƣ SGK11 nâng cao.
- Từ kết quả của thí nghiệm suy ra quy tắc bàn tay trái xác định phƣơng
chiều của lực từ.
* Khái niệm cảm ứng từ: Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang
dòng điện đặt trong từ trƣờng đều phụ thuộc vào những yếu tố nào?
- Dùng thí nghiệm để tìm ra sự phụ thuộc.
- Từ kết quả thí nghiệm suy ra khái niệm “cảm ứng từ” gồm ý nghĩa vật
lý và độ lớn, đơn vị cảm ứng từ.
* Khái niệm véc tơ cảm ứng từ: Cảm ứng từ có phải là đại lƣợng véc tơ không?
- Dùng các kiến thức đã học về từ trƣờng, đƣờng sức từ suy ra khái
niệm véc tơ cảm ứng từ tại một điểm, suy ra khái niệm véc tơ cảm ứng từ.
* Biểu thức tổng quát của lực theo ?
- Từ khái niệm cảm ứng từ, qua việc phân tích kết quả của thí nghiệm
trên đƣa ra:
+ Khái niệm véc tơ phần tử dòng điện (Đƣa ra dƣới dạng quy ƣớc).
+ Véc tơ phần tử dòng điện , , tạo thành một tam diện thuận,
chúng thoả mãn bàn tay trái.
Suy ra biểu thức tổng quát của theo .
V. Quá trình hoạt động dạy học cụ thể
KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ VÀ NHẬN THỨC
GV đặt câu hỏi: Điện trƣờng là gì? Đại lƣợng nào đặc trƣng cho điện trƣờng?
HS: Suy nghĩ và trả lời câu hỏi .
Điện trƣờng là môi trƣờng vật chất bao quanh điện tích. Đại lƣợng đặc
trƣng cho điện trƣờng là cƣờng độ điện trƣờng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
GV: Rất đúng, trong chƣơng I chúng ta đã biết đại lƣợng đặc trƣng cho
điện trƣờng là cƣờng độ điện trƣờng. Vậy đại lƣợng đặc trƣng cho từ trƣờng là
gì? Đó là nội dung nghiên cứu của bài học hôm nay: Lƣc từ- Cảm ứng từ.
Trƣớc hết chúng ta đi tìm hiểu lực từ trong từ trƣờng có đặc điểm nhƣ thế nào.
I. Lực từ
GV: Để dễ dàng khảo sát và đo đạc lực từ, trƣớc hết ta hãy tạo ra một
từ trƣờng đều. Vậy các em hãy căn cứ vào đặc điểm điện trƣờng đều để suy
luận xem từ trƣờng nhƣ thế nào đƣợc gọi là đều?
HS (suy nghĩ và trả lời câu hỏi): Từ trƣờng đều là từ trƣờng mà đặc
tính của nó giống nhau tại mọi điểm.
GV: Rất đúng, vậy theo các em thì đƣờng sức của từ trƣờng đều có đặc
điểm gì?
HS: Các đƣờng sức của từ trƣờng đều là những đƣờng thẳng song song
cách đều nhau .
GV: Đúng. Nhƣ vậy từ trƣờng đều là…
1. Từ trƣờng đều:
Định nghĩa: Từ trƣờng đều là từ trƣờng mà đặc tính của nó giống nhau tại
mọi điểm; các đƣờng sức từ là những đƣờng thẳng song song cách đều nhau.
GV: Với định nghĩa từ trƣờng đều nhƣ trên thì trong các từ trƣờng đã
biết từ trƣờng ở đâu gọi là từ trƣờng đều?
HS: Từ trƣờng nằm giữa hai cực của một nam châm hình chữ U là từ trƣờng đều.
GV: Rất đúng, và sau đó dùng hình vẽ 1 để mô
tả cụ thể.
GV: (đặt vấn đề): Các em đã biết rằng một
đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trƣờng thì
sẽ chiụ tác dụng của lực từ, vậy phƣơng chiều, độ lớn
của lực từ nhƣ thế nào? Chúng ta sang phần tiếp theo
Hình 2.1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
2. Xác định lực từ do từ trƣờng đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có
dòng điện
GV: Để tìm ra đặc điểm của lực từ, các em hãy tìm xem có thể bố trí
một thí nghiệm nhƣ thế nào?
HS (Thảo luận nhóm và trả lời): Để tạo ra một lực từ phải có một đoạn
dây có dòng điện, phải có một từ trƣờng và dây dẫn đó phải đặt trong từ
trƣờng đó, phải có dụng cụ đo độ lớn của lực từ, đó là lực kế hoặc cân đĩa.
GV: Đúng, chúng ta có thể sử dụng thí nghiệm nhƣ H20.2a SGK nhƣng
hôm nay chúng ta sử dụng 1 thí nghiệm khác để
khảo sát, sau đó đƣa ra phƣơng án TN.
* Thí nghiệm 1:
- Dụng cụ TN gồm: NC điện, khung dây, lực
kế, bộ phận hãm. nguồn điện.
- Sơ đồ: H2.2 ( Hình2.2) - Cách lắp ráp:
GV: Phát cho mỗi nhóm HS một bộ dụng cụ thí nghiệm đã chuẩn bị
sẵn, hƣớng dẫn HS cách lắp ráp thí nghiệm, cách xác định chiều dòng điện
trong đoạn AB, cách xác định chiều của véc tơ cảm ứng từ B và các bƣớc tiến
hành thí nghiệm. GV lƣu ý HS là lực từ chỉ tác dụng lên cạnh AB là đáng kể
còn các cạnh khác thì tác dụng của lực từ là không đáng kể coi nhƣ bỏ qua vì
từ trƣờng nằm ngoài NC là rất nhỏ.
HS: Tiến hành TN dƣới sự hƣớng dẫn của GV, thảo luận nhóm và đƣa
ra kết quả TN:
+ Khi chƣa có dòng điện qua khung dây thì đòn cân ở vị trí
nằm ngang.
+ Khi có dòng điện qua khung dây thì khung dây bị kéo lệch xuống phía
dƣới theo phƣơng thẳng đứng, khi đổi chiều dòng điện trong khung hoặc đổi
chiều từ trƣờng thì khung dây bị đẩy lên phía trên theo phƣơng thẳng đứng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
GV: Khi cho dòng điện vào khung dây thì khung bị lệch đi chứng tỏ
điều gì?
HS: Điều đó chứng tỏ khung dây đã chịu tác dụng của lực từ, vì khi chƣa
có dòng điện thì khung dây chỉ chịu tác dụng của hai lực cân bằng và .
GV: Đúng, dựa vào kết quả của thí nghiệm các em hãy xác định
phƣơng và chiều của lực từ tác dụng lên đoạn AB? Trƣớc hết các em hãy xác
định phƣơng của lực từ. GV cho HS nhận xét mối quan hệ về phƣơng của ,
và trong mỗi thí nghiệm nhỏ và biểu diễn các véc tơ trong không gian
O
O
Hình 2.3
HS: Lực từ có phƣơng vuông góc với đoạn dây AB và vuông góc với
các đƣờng sức từ.
GV: Từ mối quan hệ đó ta có kết luận: Lực từ tác dụng lên đoạn dây
dòng điện và các đƣờng sức từ tại điểm khảo sát. Các em có nhận xét gì về
mối quan hệ giữa hƣớng của dòng điện AB, hƣớng của từ trƣờng (Kí hiệu là
B) và hƣớng của lực từ
?
dẫn mang dòng điện luôn có phƣơng vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn
HS: Thảo luận.
GV: Gợi ý, mối quan hệ đó liệu có thể tuân theo một quy tắc chung nào
này có tạo thành một tam diên thuận hay không?
không? Các em hãy sử dụng lại hình vẽ trên để xác định. Có phải mối quan hệ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS: Thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi:
Hướng dòng điện, hướng của từ trường (kí hiệu là B) và hướng của
lực từ tạo thành một tam diện thuận.
GV: Đúng, vậy dựa vào kết quả thí nghiệm, các em có thể đƣa ra một
quy tắc thuận tiện hơn để xác định chiều của lực từ ?
HS: Thảo luận và trả lời.
GV: Nhận xét, sau đó dùng một bàn tay trái bằng
bìa để giúp HS rút ra quy tắc bàn tay trái. Sau khi HS nêu
vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là
quy tắc bàn tay tráí: Để bàn tay trái sao cho hƣớng
chiều của dòng điện, khi đó chiều ngón tay cái choãi ra
900 chỉ chiều của , GV đƣa ra kết luận chung:
Hình 2.4
- Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện có phương
vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và các đường sức từ tại
điểm khảo sát, có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái.
GV: Bây giờ chúng ta cùng nhau trở lại TN1 để trả lời câu hỏi là độ
lớn của lực từ phụ thuộc vào nhừng yếu tố nào? Để trả lời câu hỏi đó
chúng ta nghiên cứu sang phần tiếp theo .
II. Cảm ứng từ
GV: Nhƣ đầu giờ đã ôn tập đại lƣợng E đặc trƣng cho điện trƣờng về
phƣơng diện tác dụng lực. Vậy đại lƣợng nào đặc trƣng cho từ trƣờng về
phƣơng diện tác dụng lực? các em hãy dự đoán xem lực từ F tác dụng lên
đoạn dây dẫn đặt tại một vị trí trong từ trƣờng đều ở thí nghiệm1phụ thuộc
vào yếu tố nào? (Liệu nó có phụ thuộc vào cƣờng độ dòng điện I chạy trong
không?). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
đoạn dây và chiều dài của đoạn dây dẫn đó và tính chất của từ trƣờng
HS (Thảo luận nhóm, đƣa ra dự đoán): Độ lớn của lực từ F tỉ lệ thuận
với cƣờng độ dòng điện I và chiều dài của đoạn dây dẫn mang dòng điện. (
Giả thuyết1)
G V: Để xem giả thuyết1có đúng hay không ta phải dùng thực nghiệm
để kiểm tra. Vậy các em hãy đƣa ra phƣơng án TN để kiểm tra
giả thuyết?
HS: (Thảo luận nhóm và sau đó đƣa ra phƣơng án): Sử dụng TN1, dùng
khung dây với đoạn AB có chiều dài khác nhau, Ampe kế để xác định chiều và
cƣờng độ dòng điện qua khung dây và qua NC điện. Lần lƣợt cho một đại lƣợng
thay đổi, giữ các đại lƣợng còn lại không đổi. Lần đầu tiên cho I thay đổi.
GV: Vậy ta thay đổi I bằng cách nào ?
HS: Thay đổi hiệu điện thế đặt vào mạch.
GV: Rất đúng, chúng ta cùng nhau tiến hành thí nghiệm.
1. Thí nghiệm:
GV: Đƣa ra sơ đồ thí nghiệm2,
H2.5, giới thiệu tác dụng của từng bộ phận
sau đó hƣớng dẫn các nhóm HS tiến hành
TN2 theo sơ đồ H2.5
TN1: Giữ nguyên và , thay
đổi I qua đoạn AB.
Hình 2.5
HS: tiến hành TN dƣới sự hƣớng dẫn của GV, ghi kết quả TN2 vào
bảng số liệu mà GV đã chuẩn bị sẵn.
=90 , L = 40mm
Lần
I(A)
F(N)
Lần1 lần2
60 20
0,4 0,13
6,7.10 1,66.10 6,5.10 1,63.10
Bảng1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
TN2: : Giữ nguyên và I qua đoạn AB, thay đổi .
=90 , I = 60 A
Lần l( mm) F(N)
Lần1 40 0,4 0,01 1,66.10
lần2 80 0,8 0,01 1,66.10
Bảng2
GV: Từ bảng kết quả số liệu các em hãy các lập tỉ số và sau đó hãy đƣa
ra nhận xét ?
HS: Dựa vào bảng số liệu thu đƣợc, lập tỉ số
và
- Từ kết quả có nhận xét: Tỉ số ở bảng1 và tỉ số ở bảng2 có thể
coi là hằng số
- GV (Nhận xét): Đúng vì TN của chúng ta có những sai số. Bằng các
TN định lƣợng chính xác ngƣời ta đã chứng minh đƣợc F phụ thuộc vào I và l
hoặc tỉ số là một số không đổi ứng với cùng một từ trƣờng đều (Hoặc ở
một vị trí nhất định của từ trƣờng không đều). Vậy giả thuyết 1 có đƣợc
khẳng định không ?
HS: Khẳng định giả thuyết 1 là đúng .
GV: Vậy đối với các từ trƣờng khác nhau thì liệu tỉ số
có giống
nhau hay không?
HS: - Khác nhau.
- Giống nhau.
GV: Vậy chúng ta tiến hành thí nghiệm để kiểm tra. Nhƣng làm thế nào
để thay đổi đƣợc từ trƣờng của NC?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS: Thay NC khác hoặc thay đổi I qua NC điện.
GV: Đúng. Chúng ta sử dụng cách2, thay đổi I qua NC điện của thí
nghiệm trên. Sau đó hƣớng dẫn HS tiến hành thí nghiệm.
HS: Tiến hành thí nghiệm dƣới sự hƣớng dẫn của GV và ghi kết quả thí
nghiệm vào bảng số liệu.
* TN3:Thay đổi I qua đoạn AB, (Đã thay đổi từ trƣờng của NC điện),
giữ nguyên và .
=90 , L = 40mm, I(NC) =1A
Lần I(A) F(N)
Lần1 60 0,27 0,0045 1,125.10
lần2 20 0,09 0,0045 1,125.10
Bảng3
GV: Từ kết quả ở bảng3 hãy đƣa ra nhận xét?
HS: Tỉ số là hằng số.
GV: Qua kết quả ở bảng1, bảng2, bảng3, em có kết luận gì?
HS: Đối với một từ trƣờng đều thì tỉ số không đổi, còn đối với các từ
GV: Đúng, tỉ số đó chỉ phu thuộc vào tác dụng của từ trƣờng tại vị trí
đặt đoạn dây hay nói cách khác, có thể coi tỉ số đó đặc trƣng cho tác dụng lực
của từ trƣờng tại vị trí khảo sát và ngƣời ta gọi tỉ số đó là cảm ứng từ, kí hiệu
là B. Vậy em hãy đƣa ra định nghĩa cảm ứng từ ?
trƣờng khác nhau thì các tỉ số là khác nhau
HS:
Định nghĩa: Cảm ứng từ tại vị trí đang xét trong từ trường là một đại
lượng đo bằng thương số
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
(1)
GV (Nhận xét): Rất đúng. Từ biểu thứ (1) em hãy cho biết đơn vị của
cảm ứng từ B trong hệ SI?
2. Đơn vị cảm ứng từ
HS: Trong biểu thức (1)
Trong hệ SI ta chọn đơn vị đo các đại lượng sao cho hệ số tỉ lệ bằng 1 thì
nếu F đo bằng (N), l đo bằng (m) , I đo bằng (A) thì đơn vị của cảm ứng từ là
1
GV (NX): Đúng, đơn vị cảm ứng từ trong hệ SI là Tesla (T):
1T =
GV: Vậy cảm ứng từ B có phải là một đại lƣợng véc tơ hay không? vì
sao? Ta nghiên cứu sang phần tiếp theo.
3. Véc tơ cảm ứng từ
GV: Theo em thì cảm ứng từ B có phải là đại lƣợng véc tơ hay không?
Vì sao ?
HS: Cảm ứng từ B là đại lƣợng véc tơ. Vì cảm ứng từ B đặc trƣng cho
tác dụng lực của từ trƣờng tại một vị trí nhất định mà từ trƣờng tại một điểm
có hƣớng xác định nên cảm ứng từ B là một đại lƣợng véc tơ.
GV: Các em đƣa ra nhận xét rất đúng, cảm ứng từ là một đại lƣợng véc tơ
- Véc tơ cảm ứng từ
tại một điểm :
+ Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó
+ Có độ lớn là :
Với F là độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài l, mang
dòng điện cường độ I đặt vuông góc với hướng của từ trường tại điểm đó .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
GV: Từ biểu thức
cho ta mối quan hệ giữa theo trong
trƣờng hợp đoạn dây dẫn mang dòng điện vuông góc với các đƣờng sức từ.
Vậy trong trƣờng hợp tổng quát thì biểu thức của lực theo nhƣ thế nào?
Ta sang phần tiếp theo.
4. Biểu thức tổng quát của lực từ theo
GV: Ở trong các TN trên ta chỉ tiến hành với = 90 , Vậy liệu lực từ
tác dụng lên đoạn đây dẫn mang dòng điện có phụ thuộc vào góc không?
HS: - Không
- Có
GV: Vậy chúng ta tiến hành thí nghiệm để kiểm tra bằng cách thay đổi
góc trong thí nghiệm trên. Sau đó hƣớng dẫn HS tiến hành thí nghiệm.
* TN4: Sử dụng thí nghiệm 2, giữ nguyên B, I,l chỉ thay đổi .
HS: Tiến hành thí nghiệm dƣới sự hƣớng dẫn của GV, ghi kết quả vào
bảng số liệu (Bảng4)
B = const, I = 60(A) , L = 40(mm)
90 45 30
F(N) 0,28 0,2 0,4
1,67
1,65
1,67
0,4 0,4 0,4
Bảng 4
GV: Từ kết quả bảng 4, em hãy đƣa ra nhận xét ?
là hằng số.
HS: Độ lớn của lực từ F tỉ lệ với sin và tí số có thể đƣợc coi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
GV : Đúng, vì thí nghiệm của ta có những sai số. Theo định nghĩa cảm
ứng từ ở trên thì tí số cũng chính là cảm ứng từ của từ trƣờng tại vị trí
khảo sát:
B = (2)
Từ biểu thức (2), em hãy viết biểu thức của theo
HS: Từ biểu thức (2) suy ra: F = I Bsin (3)
GV: Đúng, chúng ta có thể tìm biểu thức của theo theo cách sau:
- Trƣớc hết chúng ta định nghĩa véc tơ phần tử dòng điện :
Véc tơ phần tử dòng điện
là một véc tơ cùng hướng với dòng điện và
có độ lớn bằng Il .
Dựa vào mối quan hệ giữa , và trong các thí nghiệm trên hãy viết
biểu thức véc tơ của theo ?
HS: …( Bế tắc)
GV gợi ý: Chúng ta có thể sử dụng kiến thức về tích véc tơ. Ví dụ cho
hai véc tơ cùng gốc và ; gọi tích véc tơ của và là , kí hiệu là
= , đƣợc xác định nhƣ sau:
+ Gốc: cùng với gốc và
+ Chiều: Thuận với chiều quay từ đến
+ Độ lớn:
(Với
là góc giữa
và
)
+ Phƣơng: vuông góc với mặt phẳng chứa và
HS: Biểu thức tổng quát của lực từ
theo
là:
Hay F = ILBsin (3) Trong đó
là góc tạo bởi
và
GV: Rất đúng. Vậy .
Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện đặt trong từ trường đều
:
tại đó cảm ứng từ là Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Có điểm đặt tại trung điểm của l
+ Có phương vuông góc với và
+ Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái
+ Có độ lớn :
F = IlBSin ( Với là góc tạo bởi và )
CỦNG CỐ VÀ VẬN DỤNG
GV nêu câu hỏi: Hãy lập bảng so sánh lực điện và lực từ? (Điểm đặt,
phƣơng, chiều, độ lớn )
HS : (Suy nghĩ và trả lời câu hỏi) : …
GV: Nhận xét chung, tiếp tục nêu câu hỏi .
Các em hãy hoàn thành bài tập 4, 5 trong SGK ?
HS: (Suy nghĩ và giải bài tập )
Bài 4 (tr 128)
Chọn B
GV: Em hãy giải thích tại sao chọn B ?
HS: Từ biểu thức F = IlBSin
lực từ không tác dụng lên phần tử
dòng điện cùng hƣớng với từ trƣờng .
Bài 5 (tr 128)
Chọn B
GV: Em hãy giải thích ?
HS: Vì cảm ứng từ tại một điểm trong từ trƣờng nằm theo hƣớng của
đƣờng sức từ.
GV nhận xét: Rất đúng, sau đó tổng kết bài học.
GV: + Nhận xét, đánh giá giờ học
+ Giao bài tập về nhà cho HS – bài 6 ,7 SGK
HS: Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.6.2.2. BÀI 23: TỪ THÔNG - CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
(Tiết 1)
I . Mục tiêu :
1. Mục tiêu kiến thức
- Hiểu đƣợc khái niệm, tính chất, biểu thức, đơn vị và ý nghĩa của
từ thông
- Hiểu đƣợc khái niệm về hiện tƣợng cảm ứng điện từ
- Hiểu và phát biểu đƣợc nội dung của định luật Len–Xơ về chiều của
dòng điện cảm ứng
2. Mục tiêu kĩ năng
- Có kĩ năng quan sát, thu thập thông tin, xử lý số liệu và rút ra kết luận
cần thiết
- Biết vận dụng các kiến thức đã học để giải thích một số hiện tƣợng
trong thực tế và gải đƣợc các bài tập đơn giản
- Biết vận dụng định luật Len–Xơ để xác định chiều dòng điện cảm ứng
trong các trƣờng hợp khác nhau
3. Mục tiêu thái độ
- Hứng thú học môn Vật lý, yêu quý môn học
- Trung thực, khách quan, tính kiên trì
II. Chuẩn bị :
GV:
- Các thí nghiệm để hình thành khái niệm từ thông và hiện tƣợng cảm
ứng điện từ
- Các mô hình khảo sát về sự thay đổi số đƣờng sức từ qua vòng dây
kín, mô hình về máy phát điện xoay chiều
- Phiếu học tập
HS: - Ôn lại các kiến thức về đƣờng sức từ
III . Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
ngƣời ta biểu diễn từ trƣờng bằng các đƣờng sức từ, đƣờng sức mau ở nơi từ trƣờng mạnh và thƣa ở nơi từ trƣờng yếu.
Giả sử có một vòng dây kín giới hạn diện tích S đặt trong từ trƣờng thì số đƣờng sức từ xuyên qua diện tích S phụ thuộc vào những yếu tố nào?
của S với
- Khái niệm từ thông . - Biểu thức: - Đặc điểm: Từ thông là đại lƣợng vô hƣớng, có thể dƣơng hoặc âm, tuỳ thuộc
vào chiều
mà ta chọn .
- Ý nhĩa : Trị tuyệt đối của từ thông qua diện tích S bằng số đƣờng sức từ qua
diện tích S đó . - Đơn vị : (Wb )
- Dòng đ iện sinh ra từ trƣờng . Từ trƣờng làm dây dẫn mang điện chuyển động trong nó
Dòng đ iện sinh ra từ trƣờng . Vậy liệu từ trƣờng có thể sinh ra dòng đ iện hay không ? Nếu có thể thì sinh ra trong điều kiện nào ?
Dùng mô hình và sử dụng các thí nghiệm ảo để khảo sát số đƣờng sức từ xuyên quan diện tích S của vòng dây. Kết quả: Số đƣờng sức từ xuyên qua S phụ thuộc vào độ mạnh, yếu của từ trƣờng, vào diện tích của vòng dây và vào góc hợp bởi giữa
+
0 G
Chuyển động
S
TN1: (H1) Kết quả : + Khi có sự chuyển động tƣơng đối giữa NC và vòng dây kín (C ) thì trong vòng dây xuất hiện dòng điện . + Khi NC đứng yên so với vòng dây kín (C) thì trong vòng dây không có dòng điện
N S b)
i
- KL : Khi có sự chuyển động tƣơng đối giữa NC với vòng dây kín (c ) thì trong vòng dây kín (C ) xuất hiện dòng điện (Giả thuyết 1)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
-Với mọi sự trƣờng hợp không có chuyển động tƣơng đối giữa NC với mạch điện kín thì trong mạch kín không có dòng điện. (Hệ quả 1 )
Giả thuyết 1có đúng với mọi trƣờng hợp hay không?
G
-
TN 2 : (H3 ) Kết quả: Trong khoảng thời gia n dịch chuyển con chạy của biển trở thì trong cuộn dây ( mạch kín ) xuất hiện dòng điện.
mạch kín sẽ xuất hiện dòng điện. (Giả thuyết 2 )
Giả thuyết 2 liệ u có đúng với thí nghiệm1 hay không?
- Bác bỏ giả thuyết 1, suy ra kết luận: - Kết luận: khi từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch kín biến thiên thì trong
0
+
G
- Phân tích kết quả TN1, sử dụng mô
Chuyển động
hình, các thí nghiệm ảo để khảo sát sự
S
thay đổi từ thông qua vòng dây trong thí
N S
nghiệm1.
i
-Khẳng đ ịnh giả thuyết 2, suy ra KL: Kết luận: Khi từ thông xuyên qua diện tích giới hạn bởi mạch kín biến thiên thì trong mạch kín xuất hiện dòng điện .
Khái niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ: Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C ) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện , gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tƣợng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong (C) gọi là hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Hiện tƣợng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
V. Những khái niệm cần đƣợc hình thành trong bài và cách hình
thành:
* Khái niệm từ thông:
- Dùng thí nghiệm mô phỏng để khảo số đƣờng sức từ của từ trƣờng
của một NC thẳng xuyên qua diện tích S giới hạn bởi một vòng dây kín đặt
trong từ trƣờng suy ra khái niệm từ thông.
* Khái niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ: Dòng điện gây ra từ trƣờng.
Vậy liệu từ trƣờng có thể gây ra dòng điện hay không? Nếu có thì trong điều
kiện nào?.
- Dùng thí nghiệm để nghiên cứu. Từ kết quả của thí nghiệm suy ra:
+ Từ trƣờng có thể sinh ra dòng điện.
+ Khái niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
Cho NC chuyển động tƣơng đối với vòng dây suy ra có dòng điện, suy
ra chuyển động tƣơng đối là nguyên nhân.
Cho dòng điện qua NC điện biến thiên thì trong vòng dây xuất hiện
dòng điện, suy ra sự biến đổi từ thông là nguyên nhân. Vậy suy ra chuyển
động tƣơng đối làm từ thông biến đổi và từ thông biến đổi sinh ra dòng điện.
* Liên hệ thực tế: Một số Ví dụ có liên quan đến hiện tƣợng cảm ứng
điện từ trong đời sống và trong khoa học kĩ thuật.
V. Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể
Hoạt động 1: KIỂM TRA KIẾN THỨC, NÊU TÌNH HUỐNG HỌC TẬP
GV: (Nêu câu hỏi) Từ trƣờng là gì? từ trƣờng tồn tại ở những đâu?
HS: (Trả lời) Từ trƣờng là một dạng vật chất tồn tại trong không gian
mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay
một nam châm đặt trong đó.
dòng điện.
- Từ trƣờng tồn tại xung quanh một nam châm hoặc xung quanh một
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
GV: Xung quanh một dây dẫn có dòng điện tồn tại một từ trƣờng, nghĩa
là dòng điện gây ra từ trƣờng.
Vậy từ trƣờng có thể gây ra dòng điện không và nếu có thì trong điều
kiện nào? Đó chính là câu hỏi mà Farađây đã đặt ra.
Trả lời câu hỏi này là nội dung của bài học hôm nay.
Hoạt động 2: TÌM HIỂU KHÁI NIỆM TỪ THÔNG
I. Từ thông :
1. Định nghĩa
GV: Tƣớc hết em hãy nhắc lại khái niệm từ trƣờng và cách biểu diễn từ
trƣờng ?
HS: Từ trƣờng là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu
hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam
châm đặt trong đó.
Ngƣời ta thƣờng biểu diễn từ trƣờng bằng các đƣờng sức. Đƣờng sức
mau ở nơi từ trƣờng mạnh và thƣa ở nơi từ trƣờng yếu.
GV: Đúng, em hãy nhắc lại khái niệm từ trƣờng đều?
HS: Từ trƣờng đều là từ trƣờng mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi
điểm; các đƣờng sức là những đƣờng thẳng song song, cùng chiều và cách
đều nhau.
GV: Để hiểu khái niệm từ thông, trƣớc hết các em hãy đọc phần I trong
SGK và trả lời câu hỏi “Từ thông là gì”?
HS: Đọc SGK và trả lời câu hỏi.
Đặt vòng dây kín S trong từ trƣờng đều có cảm ứng từ
là véc tơ
pháp tuyến vuông góc với S,
là góc giữa
và
. Khi đó đại lƣợng
cos
gọi là từ thông qua S.
GV: Vậy chúng ta tiến hành một thí nghiệm mô phỏng để khảo sát. GV
phát cho mỗi nhóm HS một mô hình các đƣờng cảm ứng từ của nam châm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
thẳng vẽ trên tấm phim trong và một tờ giấy trắng vẽ vòng dây S, hƣớng dẫn
HS đặt mô hình đó lên tờ giấy trắng vẽ vòng dây S. Hãy quan sát và cho biết
có hiện tƣợng gì xảy ra?
HS: Có một số đƣờng sức từ xuyên qua S.
GV: Đúng, về mặt định tính thì số đƣờng sức từ qua S gọi là từ thông
. Vậy về mặt định lƣợng thì từ thông phụ thuộc vào những yếu tố nào?
HS: Từ thông qua vòng S dây phụ thuộc vào độ mạnh yếu của từ
trƣờng B (Độ mau thƣa của các đƣờng sức) và diện tích S của vòng dây và
góc .
GV: Vậy chúng ta tiến hành thí nghiệm mô phỏng để kiểm tra. GV phát
cho mỗi nhóm HS một số tấm phim trong vẽ các đƣờng cảm ứng từ của một
số từ trƣờng và một số tờ giấy trắng vẽ vòng dây S với các diện tích khác
nhau, sau đó hƣớng dẫn HS tiến hành thí nghiệm để khảo sát sự phụ thuộc của
từ thông qua diện tích S của vòng dây vào B; S và
N
S
Hình 2.6
HS: Thực hiện thí nghiệm dƣới sự hƣớng dẫn của GV, thảo luận nhóm
và đƣa ra kết luận.
Từ thông qua vòng dây S phụ thuộc vào độ mạnh yếu của từ trƣờng (B)
và diện tích S của vòng dây và vào góc .
HS: Cụ thể
GV: Em hãy giải thích?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Khi B hoặc S tăng thì số đƣờng sức từ qua S tăng và do đó từ thông
qua S tăng và ngƣợc lại.
+ Vì góc chọn tuỳ ý nên giá trị của từ thông có thể dƣơng hoặc âm
hoặc bằng không.
Nếu = 90 (cos = 0) thì = 0
Nếu nhọn (cos >0 ) thì >0
Nếu tù (cos <0) thì <0
Nếu = 0 (cos = 1) thì = BS
GV:Vậy qua việc khảo sát chúng ta đã xây dựng đƣợc khái niệm
từ thông.
- Về ý nghĩa thì từ thông chính là số đƣờng sức từ xuyên qua diện tích
S của vòng dây.
- Về tính chất thì từ thông phụ thuộc vào B; S; cos
- Về giá trị thì từ thông là đại lƣợng đại số có thể dƣơng hoặc âm, hoặc
bằng không.
cos
- Biểu thức
2. Đơn vị từ thông:
GV: Yêu cầu HS đọc SGK tr142 và trả lời câu hỏi: Đơn vị của S và B
trong hệ SI? Đơn vị của ?
HS: Trong hệ SI đơn vị của B là 1T, của S là 1m
1T.1m
GV: Đúng, và ngƣời ta gọi đơn vị từ thông trong hệ SI là Vêbe (Wb):
1Wb = 1T.1m
đơn vị từ thông là
GV: Chúng ta đã biết: Từ trƣờng tác dụng lực lên một dây dẫn mang
dòng điện đặt trong nó, làm cho nó chuyển động, tức là gây ra chuyển động
tƣơng đối giữa dây dẫn và từ trƣờng.Vậy giả sử ta có một vòng dây dẫn kín và
dòng điện hay không? Các em hãy dự đoán? Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
cho nó chuyển động trong từ trƣờng thì liệu trong vòng dây đó có xuất hiện
HS : Trong vòng dây dẫn cũng sẽ xuất hiện dòng điện.
GV: Giả sử trong vòng dây dẫn xuất hiện dòng điện, thì hiện tƣợng này
đƣợc gọi là hện tƣợng gì? và liệu từ thông có liên quan đến hiện tƣợng này
hay không? chúng ta tiếp tục nghiên cứu sang phần tiếp theo:
Hoạt động 3: HIỆN TƢỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
II. Hiện tƣợng cảm ứng điện từ:
1. Các thí nghiệm
GV: Vậy các em hãy đƣa ra phƣơng án thí nghiệm để kiểm tra?
HS: Dùng một NC thẳng vĩnh cửu để tạo ra từ trƣờng, một vòng dây có
diện tích S nối với một điện kế (để xác định dòng điện) tạo thành mạch kín,
sau đó cho chúng chuyển động tƣơng đối với nhau.
GV: Đúng, sau đó GV đƣa ra phƣơng án thí nghiệm chung, giới thiệu
mục đích, dụng cụ thí nghiệm, cách bố trí thí nghiệm và phát cho mỗi nhóm
HS một bộ dụng cụ thí nghiệm gồm: 1NC thẳng, 1 điện kế G, dây nối mềm,
vòng dây kín (C) sau đó hƣớng dẫn HS tiến hành thí nghiệm1 và lƣu ý HS
động tác thí nghiệm phải dứt khoát từng thao tác, không cho NC chuyển động
vào ra liên tục.
* TN1: H2.7
0
0
+
G
+
G
Chuyển động
Chuyển động
S
S
N S
i
i
b )
N N a )
Hình2.7
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS: Tiến hành thí nghiệm theo nhóm dƣới sự hƣớng dẫn của GV (Từ
kết quả của thí nghiệm, thảo luận nhóm kết luận):
- Khi NC chuyển động tiến lại gần hoặc chuyển động ra xa vòng
dây(C) thì mạch kín(C) có dòng điện (Kim điện kế bị lệch đi). Khi NC ngừng
chuyển động thì trong mạch kín (C) không có dòng điện .
GV: Vậy hiện tƣợng tƣơng tự nhƣ trên liệu có xảy ra khi NC cố định và
di chuyển vòng dây lại gần hoặc ra xa NC hay không ?
HS :( Dự đoán) Hiện tƣợng sẽ xảy ra tƣơng tự nhƣ trên.
GV: Vậy chúng ta cùng tiến hành thí nghiệm để kiểm tra.
HS: Tiến hành thí nghiệm theo nhóm dƣới sự hƣớng dẫn của GV(Từ
kết quả thí nghiệm, thảo luận nhóm và đƣa ra kết luận):
- Khi vòng dây chuyển động lại gần hoặc ra xa NC thì trong vòng dây
kín (C) xuất hiện dòng điện. Khi vòng dây đứng yên so với NC thì trong vòng
dây (C) không có dòng điện.
GV: Vậy ta có kết luận gì về thí nghiệm trên?
HS: -Trao đổi và phát biểu ý kiến của mình.
- Khi có sự chuyển động tƣơng đối giữa NC và vòng dây kín (mạch
kín) thì trong mạch kín xuất hiện dòng điện.(Giả thuyết1 )
- Nếu không có sự chuyển động tƣơng đối giữa NC (Từ trƣờng) và vòng
dây (mạch kín) thì trong mạch kín không xuất hiện dòng điện. (Hệ quả 1)
GV: Vậy chúng ta tiến hành thí nghiệm tƣơng tự nhƣng thay NC thẳng
vĩnh cửu bằng NC điện đƣợc nối với một nguồn điện, dùng một khoá K một
biến trở để đóng ngắt mạch điện hoặc để thay đổi điện trở của mạch. Thí
nghiệm đƣợc bố trí nhƣ hình 3.
G
* TN2: H2.8
K
+ -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
G V: Các em hãy quan sát kim của điện kế khi đóng, khi ngắt khoá K
hoặc khi di chuyển con chạy của biến trở sang phải và sang trái.
HS: Tiến hành thí nghiệm theo nhóm dƣới sự hƣớnh dẫn của GV(Từ
kết quả của thí nghiệm, thảo luận nhóm và đƣa ra kết luận):
- Trong lúc di chuyển con chạy của biến trở hoặc trong khi đóng hoặc
ngắt mạch điện thì trong vòng dây kín (C) xuất hiện dòng điện, khi không di
chuyển con chạy của biến trở hoặc khi khoá K đã đóng ổn định thì trong vòng
dây (C) không có dòng điện .
GV: Vậy trong thí nghiệm trên trong lúc xuất hiện dòng điện trong
vòng dây(C) thì có sự chuyển động tƣơng đối giữa NC và vòng dây không?
HS: Không có.
GV: Vậy hệ giả thuyết 1 còn đúng không?
HS: Giả thuyết 1 không đúng, bác bỏ giả thuyết1.
GV: Vậy nguyên nhân để tạo ra dòng điện trong vòng dây kín(C) trong
các thí nghiệm trên là gì?
HS: ...
GV: (Gợi ý )
- Ở trong thí nghiệm (H2.8) khi dịch chuyển con chạy của biến trở hoặc
khi đóng hoặc ngắt khoá K thì dòng điện trong mạch kín của NC điện có
thay đổi không? Do đó từ thông qua diện tích giới hạn bởi vòng dây biến
thiên nhƣ thế nào?
HS: Trong khi di chuyển con chạy của biến trở thì cƣờng độ dòng điện
qua NC điện thay đổi, do đó từ trƣờng của NC điện thay đổi, làm cho từ thông
qua diện tích giới hạn bởi vòng dây biến thiên .
GV: Đúng. Vậy qua việc phân tích kết quả các thí nghiệm trên thì
nguyên nhân chung làm xuất hiện dòng điện trong vòng dây kín (C) là gì?
HS: Nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện trong vòng dây kín (C) là từ
thông qua diện tích giới hạn bởi vòng dây biến thiên .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Vậy: Khi từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch điện kín mà biến
thiên thì trong mạch kín đó sẽ xuất hiện dòng điện. (Giả thuyết2 )
GV: Vậy giả thuyết 2 có đúng với thí nghiệm1 hay không? trong
TN1(H2.7) thì nguyên nhân sinh ra dòng điện cảm ứng trong vòng dây kín
(C) có phải do từ thông qua (C) biến thiên hay không?
HS: Đúng.
GV: Vì sao?
HS: Vì khi NC tiến lại gần hoặc ra xa vòng dây thì từ thông qua(C) thay
đổi ( Vì số đƣờng sức từ qua vòng dây biến thiên) tức là từ thông qua vòng dây
biến thiên, do đó trong vòng dây (C) xuất hiện dòng điên cảm ứng.
GV: Đúng.Từ kết quả của các thí nghiệm trên cho phép ta khẳng định
giả thuyết 2 là đúng. Sau đó GV hƣớng dẫn HS tiến hành thí nghiệm mô
phỏng sử dụng mô hình các đƣờng sức từ của nam châm thẳng vẽ trên phim
trong và vòng dây S vẽ trên giấy trắng để khảo sát sự biến thiên của số đƣờng
sức từ qua diện tích S của mạch kín.
HS: Tiến hành thí nghiệm mô phỏng dƣới sự hƣớng dẫn của GV, từ kết
quả của thí nghiệm, thảo luận nhóm suy ra kết luận:
Số đƣờng sức từ qua vòng dây thay đổi khi có sự chuyển động tƣơng
đối giữa NC với vòng dây (Trƣờng hợp mặt phẳng vòng dây cắt các đƣờng
sức từ).
GV: Cho HS quan sát thí nghiệm ảo của thí nghiệm1và các thí nghiệm
ảo về sự thay đổi số đƣờng sức từ qua vòng dây kín (C) trong các trƣờng hợp:
thay đổi B, thay đổi diện tích S, thay đổi góc
.
GV: Vậy qua các thí nghiệm trên ta có thể rút ra kết luận?
2. Kết luận:
HS: Từ trƣờng có thể tạo ra dòng điện. Khi từ thông đi qua vòng dây
biến thiên thì trong vòng dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.
GV: Vậy giả thuyết 2 có đƣợc khẳng định hay không?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS: Khẳng định giả thuyết 2 là đúng
GV: (Nhận xét và đƣa ra kết luận chung):
Kết luận:
- Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín
(C) xuất hiện dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tƣợng xuất hiện
dòng điện cảm ứng trong (C) gọi là hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
- Hiện tƣợng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ
thông qua mạch kín biến thiên.
GV: Từ kết luận trên em hãy chỉ ra một số ví dụ trong thực tiễn đời
sống hàng ngày có liên quan đến hiện tƣợng cảm ứng điện từ?
HS: Ví dụ nhƣ máy phát điện xoay chiều …
GV: Rất đúng. Hiện tƣợng cảm ứng điện từ có rất nhiều ứng dụng trong
thực tế. Ví dụ nhƣ máy phát điện xoay chiều, máy biến thế ...GV cho HS quan
sát mô hình của máy phát điện xoay chiều một pha, sau đó GV giới thiệu sơ
bộ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy.
Hoạt động 4: VẬN DỤNG, CỦNG CỐ KIẾN THỨC
GV: Nêu bài tập 3SGK, hƣớng dẫn HS vận dụng kiến thức để giải bài tập.
Mạch kín (C) không biến dạng trong từ trƣờng đều B. Hỏi trƣờng hợp
A. (C) chuyển động tịnh tiến
B. (C) chuyển động quay xung quanh một trục cố định vuông góc với
mặt phẳng chứa mạch.
C. (C) chuyển động trong một mặt phẳng vuông góc với B
D. (C) quay quanh trục cố định nằm trong mặt phẳng chứa mạch và
nào dƣới đây từ thông qua mạch biến thiên? Vì sao?
trục này không song song với đƣờng sức từ.
HS: chọn D.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
GV: Vì sao?
HS: Vì.
- Trong trƣờng hợp A,B,C thì số đƣờng sức từ qua mặt phẳng của mạch
(C) không đổi và góc không đổi do đó từ thông qua mạch không biến thiên
- Trong trƣờng hợp D thì số đƣờng sức từ qua mặt phẳng của mạch và
góc biến thiên theo thời gian, do đó từ thông qua mạch biến thiên.
Bài tập: Khung dây ABCD đƣợc đặt trong từ trƣờng đều nhƣ hình vẽ.
Coi rằng bên ngoài vùng MNPQ không có từ trƣờng. Khung chuyển động dọc
theo hai đƣờng x x,y y. Trong khung sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng khi
A. Khung đang chuyển động ở ngoài vùng NMPQ.
B. Khung đang chuyển động ở trong vùng NMPQ.
C. Khung đang chuyển động ở ngoài vào trong vùng NMPQ
N
M
A
D. Khung đang chuyển động đến gần vùng NMPQ
B
x x x’
D
C
Q
P
y’ y
HS: (Vận dụng kiến thức để giải bài toán ). Chọn C
GV: Vì sao?
HS:
- Vì mặt phẳng của khung vuông góc với các đƣờng sức từ. Trong
trƣờng hợp C số đƣờng sức từ qua mặt phẳng của khung biến đổi theo thời
gian, nên từ thông qua khung dây biến thiên do đó trong khung dây xuất hiện
dòng điện cảm ứng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Còn trong các trƣờng hợp A và D thì các đƣờng sức từ không đi qua
mặt phẳng của khung vì vậy từ thông qua khung dây bằng O do đó trong
khung dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng
- Trong trƣờng hợp B thì số đƣờng sức từ qua mặt phẳng của khung
không biến thiên vì vậy từ thông qua mặt phẳng khung dây không biến thiên
do đó trong khung dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng
GV: (Nhận xét chung). Bài học hôm nay chúng ta đã hình thành đƣợc
khái niệm từ thông và khái niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Từ thông là một
khái niệm rất cần thiết dùng để mô tả, giải thích các hiện tƣợng cảm ứng điện
từ và các định luật liên quan đến hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Nhờ có khái
niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ ta giải thích đƣợc rất nhiều các hiện tƣợng
liên quan đến điện từ trong đời sống cũng nhƣ trong khoa học kĩ thuật.
Hoạt động 5: HƢỚNG DẪN, GIAO NHIỆM VỤ VỀ NHÀ
GV: - Giao các câu hỏi và bài tập trong S G K
- Nhắc HS đọc bài mới và chuẩn bị bài sau
2.6.2.3. TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CỤ THỂ
Bài 24. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG
I. Mục tiêu :
1. Kiến thức
- Phát biểu đƣợc định nghĩa suất điện động cảm ứng trong mạch kín
- Hiểu và phát biểu đƣợc định Fa-ra-đây. Viết đƣợc biểu thức tính suất
điện động cảm ứng
- Nêu đƣợc mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len- xơ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Chỉ ra đƣợc bản chất của hiện tƣợng cảm ứng điện từ là sự chuyển
hoá từ cơ năng sang điện năng.
2. Kĩ năng :
- Biết vận dụng các công thức đã học để tính đƣợc suất điện động cảm
ứng trong một số trƣờng hợp đơn giản.
3 . Thái độ
- Hứng thú học tập, yêu quý môn học thông qua bài học
- Trung thực, khách quan, kiên trì
II. Chuẩn bị
GV: Các thí nghiệm về suất điện động cảm ứng, bao gồm:
- 01 Điện kế, 01 khung dây kín, 01 NC vĩnh cửu , 01 khoá K, 01 NC
điện , Nguồn điện
- Lập báng so sánh điện trƣờng và từ trƣờng
- Mô hình máy phát điện xoay chiều
HS: Ôn lại khái niệm về suất điện động của nguồn điện
III . Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Suất điện động của nguồn điện sinh ra dòng điện trong mạch kín .
Đại lƣợng vật lý nào sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch ?
Suất đ iện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng đ iện cảm ứng trong mạch kín.
Khi có sự biến thiên từ thông qua mạch kí thì trong mạch kín xuất hiện dòng đ iện cảm ứng, mà dòng đ iện cảm ứng lại do suất điện động cảm ứng sinh ra. Vậy suất điện động cảm ứng có quan hệ nhƣ thế nào với sự biến thiên của từ thông qua mạch kín?
Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó ( Giả thuyết 1 ).
TN1: (H1)
0
+ Dụng cụ :
+
G
+ Kết quả: Cƣờng độ dòng điện
Chuyển động
trong mạch kín (C) càng lớn khi tốc
S
N S
độ di chuyển của NC (Hoặc của vòng dây) càng nhanh
i
b )
Định luật: Fa-ra-đây :
Biểu thức:
KL: Tỉ sô gọi là tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Suất điện động cảm ứng có quan hệ nhƣ thế nào với định luật Len – Xơ ?
qua mạch kín tăng thì dòng điện cảm ứng ngƣợc chiều dƣơng của
Tìm mối quan hệ giữa chiều của dòng diện cảm ứng (chiều của suất điện động cảm ứng) và chiều biến thiên từ thông qua mạch kín: + Chọn chiều dƣơng của mạch phù hợp với chiều của đƣờng sức từ của từ trƣờng ngoài theo quy tắc nắm tay phải, chọn chiều pháp tuyến dƣơng để tính từ thông. Kết quả: Khi mạch, khi
qua mạch kín giảm thì dòng điện cảm ứng trùng chiều dƣơng của mạch
tăng thì e < 0 : Chiều của suất điện động cảm ứng ( Chiều của đòng điện cả m
giảm thì e > 0 : Chiều của suất điện động cảm ứng ( Chiều của đòng điệ n
Nếu ứng ) ngƣợc với chiều của mạch . Nếu cảm ứng ) l à chiều của mạch .
Năng lƣợng của dòng điện cảm ứng đƣợc chuyển hoá từ dạng năng lƣợng nào? Bản chất của hiện tƣợng cảnm ứng điện từ là gì?
Năng lƣợng để tạo ra sự biến thiên từ thông trong TN về hiện tƣợng cảm ứng điện từ : Để có sự biến thiên từ thông qua mạch kín thì cần phải có ngoại lực tác dụng vào mạch kín (C), ngoại lực này đã sinh công cơ học, công cơ học này làm xuất hiện e trong mạch, nghĩa là đã tạo ra điện năng.
Bản chất của hiện tƣợng cảm ứng điện từ là quá trình chuyển hoá cơ năng thành điện năng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
IV. Những khái niệm cần đƣợc hình thành trong bài và cách
hình thành:
* Khái niệm suất điện động cảm ứng trong mạch kín:
- Từ khái niệm suất điện động của nguồn điện.
- Từ khái niệm về dòng điện cảm ứng trong mạch kín và từ điều kiện để
có dòng điện trong mạch kín.
Suy ra khái niệm suất điện động cảm ứng.
- Dùng thí nghiệm để tìm ra biểu thức định lƣợng của cƣờng độ dòng
điện cảm ứng. Từ kết quả thí nghiệm suy ra biểu thức của suất điện động cảm
ứng (Định luật Fa-ra-đây).
* Mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-Xơ:
- Từ kiến thức đã học lập luận tìm ra mối quan hệ.
- Ví dụ minh hoạ.
* Chuyển hoá năng lƣợng trong hiện tƣợng cảm ứng điện từ: Bản chất
của hiện tƣợng cảm ứng điện từ là gì?
- Từ định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lƣợng.
- Phân tích hiện tƣợng xảy ra trong thí nghiệm trên.
Suy ra bản chất của hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
* Liên hệ thực tế:
- Cách làm tăng suất điện động cảm ứng.
- Về suất điện động cảm ứng.
V. Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể
Hoạt động 1: KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ VÀ NHẬN THỨC VẤN ĐỀ MỚI
GV: (nêu câu hỏi) Suất điện động của nguồn điện là gì?
HS: ( Trả lời) Suất điện động của nguồn điện đặc trƣng cho khả năng thực
đơn vị điện tích dƣơng ngƣợc chiều điện trƣờng bên trong nguồn điện.
hiện công của nguồn điện và đƣợc đo bằng công của lực lạ khi dịch chuyển một
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
GV: (Đặt vấn đề) Nhƣ chúng ta đã biết khi có sự biến thiên từ thông qua
mạch kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. Mặt khác mỗi khi trong
mạch kín có dòng điện thì phải có suất điện sinh ra dòng điện ấy. Vậy khi trong
mạch kín xuất hiện dòng điện cảm ứng thì trong mạch xuất hiện suất điện động.
Ta gọi đó là suất điện động cảm ứng. Vậy suất điện động cảm ứng đó có đặc
điểm gì? Đó chính là nội dung của bài học hôm nay
Hoạt động 2: SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG
I. Suất điện động cảm ứng trong mạch kín :
1. Định nghĩa: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng
điện cảm ứng trong mạch kín.
GV: Yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu C1b,c,d,e
HS: Cá nhân hoàn thành yêu cầu C1
+ C1b : UAB = e
+ C1c : UAB = - e
+ C1d : UAB = e-r i
+ C1e : A = ei∆t
GV: Đúng. Suất điện động cảm ứng sinh ra dòng điện cảm ứng mà
dòng điện cảm ứng xuất hiện khi có sự biến thiên của từ thông qua mạch kí n,
vậy theo các em thì suất điện động cảm ứng có quan hệ nhƣ thế nào đối với sự
biến thiên của từ thông qua mạch kín?
HS: Khi từ thông qua mạch kín biến thiên càng nhanh thì suất điện
động cảm ứng càng lớn và ngƣợc lại (Giả thuyết) .
GV: Để kiểm tra dự đoán của chúng ta có đúng hay không ta hãy làm
lại thí nghiệm1 của bài hôm trƣớc. Một em hãy nhắc lại cách tiến hành thí
nghiệm của tiết học trƣớc.
HS: Ta sử dụng thí nghiệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ, gồm một vòng
dây nối với một điện kế tạo thành mạch kín, 1NC thẳng. Khi cho NC và vòng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
dây chuyển động tƣơng đối với nhau với các tốc độ khác nhau ( Mặt phẳng
vòng dây cắt các đƣờng sức từ của NC) thì trong vòng dây xuất hiện dòng
điện cảm ứng.
GV: Để cho từ thông qua vòng dây thay đổi nhanh hay chậm ta làm thế
nào? Tại sao?
HS: Di chuyển nhanh hoặc chậm NC lại gần hoặc ra xa vòng dây khi
đó từ thông qua vòng dây thay đổi nhanh hoặc chậm, vì số đƣờng sức từ qua
vòng thay đổi nhanh chậm khác nhau.
GV: Phát cho mỗi nhóm HS một phiếu học tập đã chuẩn bị sẵn, một mô
trên giấy trắng, sau đó hƣớng dẫn HS tiến hành thí nghiệm mô phỏng tốc độ
hình về các đƣờng sức từ của NC thẳng vẽ trên phim trong và vòng dây (C) vẽ
biến thiên của từ thông qua S và ghi kết quả vào phiếu học tập.
Tốc độ di chuyển của NC Nhanh
Chậm
Tốc độ biến thiên từ thông qua S
Góc lệch của kim điện kế
Dòng điện sinh Ra trong vòng dây
GV: Từ kết quả của thí nghiêm mô phỏng em có nhận xét gì?
HS: Tốc độ bến thiên của từ thông phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của
Nam châm.
GV: Đúng, chúng ta cùng nhau làm lại thí nghiệm1 về hiện tƣợng cảm
ứng điện từ của bài trƣớc, để khảo sát tốc độ biến thiên của từ thông qua vòng
xác định dòng điện trong vòng dây trong từng trƣờng hợp đó.
* TN: Hình2.9
dây, ta đẩy NC lại gần hoặc ra xa vòng dây với các tốc độ khác nhau, đồng thời
0
0
+
G
+
G
ChuyÓn ®éng
ChuyÓn ®éng
S
S
N
N N
i
i
H2.9 a
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Tiến hành: Cố định vòng dây, đẩy nhanh cực bắc của NC lai gần
hoặc ra xa vòng dây với các tốc độ khác nhau. Động tác phải dứt khoát từng
động tác một.
HS: Tiến hành thí nghiêm dƣới sự hƣớng dẫn của GV, ghi kết quả thí
nghiệm vào phiếu học tập.
* Lần 1: Đẩy nhanh cực N của NC dọc theo trục của nó lại gần S
* Lần 2: Đẩy cực N của NC lại gần S nhƣng với tốc độ chậm hơn
lần trƣớc.
* Lần3: Kéo nhanh S lại gần cực N của NC.
* Lần4: Kéo S lại gần cực N của NC nhƣng với tôc độ chậm hơn.
HS: (Thực hiện thí nghiệm, thảo luận và suy ra kết quả ).
GV: Từ bảng kết quả thu đƣợc. Em hãy cho biết: Độ lớn của dòng điện
cảm ứng phụ thuộc vào gì?
HS: (Suy nghĩ, trả lời) Độ lớn của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào tốc
độ biến thiên của từ thông qua mạch .
GV: Rất đúng. Giả sử trong khoảng thời gian ∆t từ thông qua S biến
thiên một lƣợng ∆Ф thì đại lƣợng ∆Ф/∆t cho ta biết điều gì?
HS: Đại lƣợng ∆Ф/∆t cho ta biết sự biến thiên từ thông biến thiên
nhanh hay chậm hay biểu diễn tốc độ biến thiên của từ thông qua (C)
GV: Đúng. Vậy từ kết quả trên có nhận xét gì về mối quan hệ giữa tốc
độ biến thiên từ thông và suất điện động cảm ứng?
HS: Tốc độ biến thiên từ thông qua (C) càng lớn thì suất điện động cảm
ứng càng lớn (Vì dòng điện cảm ứng tỉ lệ thuận với suất điện động cảm ứng).
GV: Đúng.Trong thực tế bằng rất nhiều thí nghiệm định lƣợng chính xác
các nhà khoa học đã rút ra biểu thức về mối quan hệ giữa tốc độ biến thiên của từ
thông và suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch điện kín nhƣ sau:
(24.4) ec=-∆Ф/∆t (24.3) hoặc ec=
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
(24.4) hãy phát biểu lại giả thuyết? Từ biểu thức ec=
HS: Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với
tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.
GV: Đúng, đó cũng chính là nội dung của định luật Fa-ra-đây và là một
định luật cơ bản của hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
2. Định luật Fa-ra-đây:
Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hi ện trong mạch kín tỉ lệ với tốc
độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.
(24.4)
Biểu thức của định luật: ec=-∆Ф/∆t (24.3) hoặc ec=
GV: (Lƣu ý HS): dấu trừ xuất hiện trong công thức là để phù hợp với
định luật Len-Xơ (Sẽ xét cụ thể ở phần sau).
GV: (Yêu cầu HS đọc và hoàn thành yêu cầu C2) nghiệm lại rằng trong
công thức (24.4) hai vế đều có cùng đơn vị ?
HS: Trong công thức (24.4) nếu ec đo bằng (V), ∆Ф đo bằng (Wb ), ∆t
đo bằng(s).
Ta có: Wb/s = Tm2/s = N/Am . m2/s =J/A.s = J/C = V
GV: Đúng. Chúng ta biết rằng chiều của suất điện động cảm ứng là
chiều của dòng điện cảm ứng mà chiều của dòng điện cảm ứng lại phụ thuộc
cảm ứng và chiều biến thiên của từ thông qua mạch phải có mối quan hệ với
nhau, ta đi tìm mối quan hệ đó.
vào chiều biến thiên của từ thông qua mạch. Vậy thì chiều của suất điện động
Hoạt động 3: QUAN HỆ GIỮA SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG
VÀ ĐỊNH LUẬT LEN XƠ
GV: Theo các em thì suất điện động cảm ứng có chiều nhƣ thế nào?
HS: Chiều của suất điện động cảm ứng phụ thuộc vào chiều biến thiên
của từ thông.Vì chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào chiều biến thiên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
của từ thông ( Theo định luật Len – Xơ ), mà chiều của dòng điện cảm ứng lại
chính là chiều của suất điện động cảm ứng .
GV: Vậy các em hãy chỉ ra mối quan hệ đó?
HS: ….
GV (Gợi ý ): Mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật
Len- Xơ, chính là mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng với chiều biến
thiên của từ thông qua mạch kín đó.
- Trƣớc hết ta chọn chiều của mạch (C) phù hợp với chiều của đƣờng
sức của NC qua (C) theo quy tắc nắm tay phải, và chọn chiều pháp tuyến
dƣơng để tính từ thông. Ví dụ:
Từ hình vẽ, hãy xác định chiều của suất điện động cảm ứng ( Tức là
(+) chiều của dòng điện cảm ứng )
+ Khi từ thông qua mạch tăng?
(C) + Khi từ thông qua mạch giảm?
HS :
+ Khi từ thông tăng thì suất điện động cảm ứng ngƣợc chiều dƣơng của
mạch, khi đó e c< O
+ Khi từ thông giảm thì suất điện động cảm ứng là chiều dƣơng của
mạch, khi đó e c >O .
GV : Đúng .
II. Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định
luật Len-Xơ:
N
- Nếu Ф tăng thì e c< O: chiều của suất điện động cảm
ứng ( chiều của dòng điện cảm ứng ) ngƣợc với chiều của mạch.
S
- Nếu Ф giảm thì e c >O : chiều của suất điện động cảm
n
ứng ( chiều của dòng điện cảm ứng ) là chiều của mạch.
GV: Vậy các em hãy vận dụng các kiến thức đó để
n
H 2.4.3
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
hoàn thành yêu cầu C3 (H24.3) trong SGK?
- NC đi xuống?
- NC đi lên?
HS: (Thảo luận nhóm, phân tích và đƣa ra lời giải )
- Khi NC đi xuống thì suất điện động cảm ứng trong mạch (C) ngƣợc
với chiều dƣơng đã chọn.
GV: Tại sao?
HS: Vì khi NC đi xuống từ thông qua (C) tăng, ec < O khi đó từ trƣờng
của dòng điện cảm ứng ngƣợc chiều với từ trƣờng của NC, áp dụng quy tắc
nắm tay phải ta xác đinh đƣợc chiều của dòng điện cảm ứng tức là chiều của
suất điện động cảm ứng ngƣợc với chiều dƣơng đã chọn.
GV: Rất đúng. Thế còn trƣờng hợp NC đi lên?
HS: (Thảo luận nhóm, phân tích, trả lời câu hỏi).
- Khi NC đi lên suất điện động cảm ứng trong mạch kín (C) trùng với
chiều dƣơng đã chọn.
GV: Em hãy giải thích tại sao?
HS: Vì khi NC đi lên từ thông qua (C) giảm, ec > 0 khi đó từ trƣờng của
dòng điện cảm ứng cùng chiều với từ trƣờng của NC, áp dụng quy tắc nắm
tay phải ta xác định đƣợc chiều của dòng điện cảm ứng tức là chiều của suất
điện động cảm ứng trùng với chiều dƣơng đã chọn.
GV: Đúng. Chúng ta đã biết rằng năng lƣợng không tự nhiên sinh ra và
cũng không tự nhiên mất đi mà chúng chỉ chuyển hoá từ dạng này sang dạng
khác.Vậy trong hiện tƣợng cảm ứng điện từ để tạo ra đƣợc dòng điện cảm
ứng, (Năng lƣợng điện ) cần phải tốn một năng lƣợng nào đó, vậy năng lƣợng
điện này đƣợc chuyển hoá từ dạng năng lƣợng nào?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hoạt động 4: SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƢỢNG TRONG
HIỆN TƢỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
GV: Yêu cầu HS tự đọc SGK và trả lời câu hỏi.
Bản chất của hiện tƣợng cảm ứng điện từ trên đây là gì?
HS: (Đọc SGK, thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi) Bản chất của hiện
tƣợng cảm ứng điện từ trong trƣờng hợp trên là sự chuyển hoá cơ năng thành
điện năng.
GV: Giải thích tại sao?
HS: Trong hiện tƣợng cảm ứng điện từ khi NC chuyển động tƣơng đối
với vòng dây (C) trên, để tạo ra đƣợc sự biến thiên từ thông qua mạch (C),
phải có ngoại lực tác dụng vào (C) và ngoại lực này đã sinh một công cơ học.
Công cơ học này làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch, nghĩa là
tạo ra điện năng.
GV: Đúng.
Vậy: Bản chất của hiện tƣợng cảm ứng điện từ trên đây là gì?
HS: Bản chất của hiện tƣợng cảm ứng điện từ ở trên là quá trình
chuyển hoá cơ năng thành điện năng.
GV: Rất đúng. Em hãy nêu một số ứng dụng của hiện tƣợng cảm ứng
điện từ?
HS: Máy phát điện xoay chiều.
GV: Cho HS quan sát mô hình của máy phát điện xoay chiều một pha
và lƣu ý cho HS về cách làm tăng độ lớn của suất điện động cảm ứng của
máy…
Hoạt động 5: CỦNG CỐ - VẬN DỤNG
GV: ( Nêu câu hỏi ).
1. Phát biểu các định nghĩa:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Suất điện động cảm ứng?
- Tốc độ biến thiên từ thông?
2. Làm bài tập 3,4 - SGK.
HS: Suy nghĩ và trả lời câu hỏi, dƣới sự hƣớng dẫn của GV.
Bài 3: Chọn (C)
GV: Các em hãy giải thích vì sao chọn (C)?
HS: Khi một mạch kín phẳng quay xung quanh một trục nằm trong mặt
phẳng chứa mạch trong một từ trƣờng, thì suất điện động cảm ứng đổi chều
một lần trong vòng quay).
một lần trong vòng quay (Vì dòng điện cảm ứng trong mạch kín đổi chiều
GV: Rất đúng, sau đó GV sử dụng hình vẽ để minh hoạ, củng cố cho HS.
Bài 4:
Suất điện động cảm ứng : e = ri = 5.2 = 10 v
Mà e = = S = = = 10
GV: Đúng.
Lƣu ý cho HS rằng tốc độ biến thiên của từ trƣờng là
Hoạt động 6: TỔNG KẾT BÀI HỌC
GV: Nhận xét và đánh giá giờ học, giao bài tập về nhà cho HS.
HS: Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập
ĐÁNH G IÁ G IÁO ÁN CỦA 3 TIẾT THỰC NGHIỆM
Ba giáo án trên chúng tôi đều soạn theo hƣớng xây dựng kiến thức
theo chu trình nhận thức khoa học: Từ sự kiện ban đầu
Làm xuất hiện vấn
Tiến hành thí nghiệm kiểm tra
Rút ra kết luận chung
Hình thành
đề nghiên cứu Dự đoán, xây dựng giả thuyết Tiên đoán những hệ quả
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
kiến thức mới ( Khái niệm ) Vận dụng vào thực tiễn. Để thực hiện đƣợc
quá trình hình thành khái niệm trên thí nghiệm đã đƣợc sử dụng theo đúng
lôgíc của việc xây dựng kiến thức.
Ở mỗi khâu của việc hình thành khái niệm chúng tôi đều chú ý làm
xuất hiện sự kiện, hiện tƣợng vật lý và xây dựng một hệ thống câu hỏi phù
hợp với đặc điểm tƣ duy của HS miền núi để tạo ra tình huống có vấn đề và
định hƣớng cho các em tham gia giải quyết vấn đề. Thông qua các hoạt động
trên, HS tích cực thực hiện các thao tác trí tuệ và rèn luyện ngôn ngữ của
mình. Đây chính là con đƣờng hình thành khái niệm vật lý cho HS đồng thời
cũng là những điều kiện quan trọng làm cho tƣ duy của HS đƣợc rèn luyện và
phát triển.
KẾT LUẬN CHƢƠNG II
Dựa vào kết quả nghiên cứu về tƣ duy của HS nói chung và đặc điểm
tƣ duy của HS miền núi nói riêng, đồng thời trên cơ sở việc tìm hiểu đặc điểm
của khái niệm vật lý và cách thức hình thành khái niệm vật lý trong giờ học
chúng tôi đã đề xuất những biện pháp cơ bản để phát triển tƣ duy HS trong
quá trình hình thành các khái niệm vật lý.
Thí nghiệm có vai trò quan trọng trong việc hình thành khái niệm vật lý.
Việc hình thành khái niệm vật lý qua thí nghiệm vật lý vừa phải tuân theo quy
duy, phải có hệ thống câu hỏi hợp lý để HS tích cực thực hiện các thao tác tƣ
duy tƣ duy và rèn luyện ngôn ngữ, qua đó mà tƣ duy của HS phát triển.
Chúng tôi đề xuất các biện pháp cụ thể phát triển tƣ duy HS thông qua
việc hình thành các khái niệm vật lý bằng quan sát và bằng thực nghiệm khi
dạy một số kiến thức Từ trƣờng và Cảm ứng điện từ, chúng tôi đã soạn ba
trình nhận thức khoa học, vừa phải phù hợp với các giai đoạn của quá trình tƣ
giáo án trong chƣơng “Từ trƣờng” và chƣơng “Cảm ứng điện từ”. Ba giáo án
mà chúng tôi xây dựng đã thể hiện đƣợc yêu cầu trên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chương III THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm
+ Kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của biện pháp phát triển tƣ duy học
sinh THPT miền núi thông qua việc hình thành các khái niệm vật lý của ba
giáo án đã xây dựng.
+ Kiểm tra và đánh giá sự đúng đắn của giả thuyết khoa học của đề tài.
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm
+ Khảo sát, điều tra để lựa chọn các lớp thực nghiệm (TN) và các lớp
đối chứng (ĐC), chuẩn bị các thông tin và điều kiện cần thiết phục vụ cho
công tác TNSP
+ Thống nhất với GV dạy thực nghiệm về nội dung, phƣơng pháp và kế
hoạch thực nghiệm
+ Tổ chức triển khai nội dung thực nghiệm theo phƣơng án đã chuẩn bị
+ Xử lý và phân tích kết quả thực nghiệm, đánh giá các tiêu chí đã đề
ra, nhận xét và rút ra kết luận sự đúng đắn của giả thuyết khoa học của đề tài.
3.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm
3.2.1. Đối tƣợng của thực thực nghiệm sƣ phạm
trƣờng THPT miền núi. Cụ thể với các lớp thực nghiệm (TN) và các lớp đối
chứng (ĐC) nhƣ sau:
+ Trƣờng THPT Na Rì ( Bắc Kạn ) : Lớp TN 11A2 , Lớp ĐC 11A5
+ Trƣờng THPT Nà Phặc ( Bắc Kạn ): Lớp TN 11A, Lớp ĐC 11B
+ Trƣờng THPT Yên Hân ( Bắc Kạn ): Lớp TN 11D, Lớp ĐC 11A
Chúng tôi lựa chọn đối tƣợng TNSP là HS lớp 11 trƣờng thuộc ba
3.2.2. Khống chế những những ảnh hƣởng tới kết quả TNSP
chúng tôi đã cố gắng khống chế các tác động không thực nghiệm một cách tối
Để kết quả thực nghiệm đƣợc khách quan, trong quá trình thực nghiệm,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
đa, trong đó điều kiện chủ quan của đối tƣợng thực nghiệm( HS, GV, tiết học)
là những nhân tố cần giữ đƣợc ổn định. Từ đấy chúng tôi đã tiến hàng cân
bằng và ổn định điều kiện chủ quan của đối tƣợng TN một cách tƣơng đối
bằng cách chọn số HS ở cặp ĐC và TN sao cho mỗi cặp này có những điều
kiện tƣơng đối giống nhau về các mặt nhƣ: Số HS trong lớp; trình độ học tập;
GV giảng dạy bộ môn vật lý…
Để cân bằng chúng tôi còn thực hiện những điều kiện sau đây:
+ Chọn lớp TN và lớp ĐC cùng một GV phổ thông dạy
+ Ngƣời thực hiện đề tài có mặt trong giờ dạy của cả lớp TN và lớp ĐC
+ Đề kiểm tra là chung cho cả lớp TN và lớp ĐC, với thời gian làm bài là
3.2.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm
nhƣ nhau, GV cộng tác chấm bài theo đúng đáp án đã đƣợc thống nhất
+ Điều tra, khảo sát tình hình dạy và học vật lý ở các trƣờng chọn làm
thực nghiệm; tìm hiểu thông tin cần thiết về các lớp TN và lớp ĐC thông qua
việc: Trao đổi với ban giám hiệu nhà trƣờng, tổ trƣởng chuyên môn, GV chủ
nhiệm, GV dạy môn vật lý, gặp gỡ trao đổi trực tiếp với HS, sử dụng phiếu
phỏng vấn GV và HS
+ Đối chứng, so sánh PPDH của lớp TN với phƣơng pháp dạy học ở
lớp ĐC
theo đúng tinh thần mà ngƣời thực hiện đề tài đã soạn thảo
+ Lớp ĐC: GV cộng tác tiến hành giảng dạy theo cách mà họ vẫn
thƣờng sử dụng (Nặng về thuyết trình, HS ít có cơ hội tham gia xây dựng
bài), có sự tham gia dự giờ của ngƣời thực hiện đề tài
+ Tổ chức kiểm tra ở cả hai lớp TN và lớp ĐC, kiểm tra với cùng một
đề và trong cùng thời gian nhƣ nhau
+ Ở lớp TN: GV cộng tác tiến hành triển khai giảng dạy theo giáo án
cách khách quan Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Trao đổi với GV cộng tác, tổng kết, phân tích và xử lý kết quả một
+ Trao đổi với HS sau mỗi tiết học nhằm kiểm chứng những nhận xét
về tiết học
+ Trên cơ sở các kết quả thu đƣợc, rút ra các kết luận về đề tài cần
nghiên cứu.
3.3. Phƣơng pháp đánh giá kết quả TNSP
Để đánh giá kết quả TNSP đƣợc tiến hành thuận lợi, chúng tôi đã lƣợng
hoá một số tiêu chuẩn cụ thể cho các mặt cần đánh giá nhƣ sau:
3.3.1. Căn cứ để đánh giá:
+ Dựa trên sự quan sát những biểu hiện của mức độ tích cực nhận thức
của HS. Vậy ta đánh giá một cách định tính theo các căn cứ sau:
- Số HS tập trung chú ý, suy nghĩ, tự giác tham gia thực hiện các nhiệm
vụ học tập
- Số lần HS phát biểu xây dựng bài
- Số HS đƣa ra đƣợc các phƣơng án thí nghiệm
- Số HS đƣa ra đƣợc các mô hình giả thuyết, hệ quả lôgíc …
- Số HS trả lời đúng các câu hỏi mà GV đề ra
- Tính kiên trì, cẩn thận của HS
- Khả năng liên hệ thực tế của HS
3.3.2. Đánh giá, xếp loại
Để đánh giá chất lƣợng dạy học về mặt định lƣợng, chúng tôi cho HS
nghiệm khách quan và đánh giá các bài kiểm tra của HS dựa theo thang điểm
10, với cách xếp loại nhƣ sau:
+ Loai giỏi: điểm 9, 10 + Loại khá: điểm 7, 8
+ Loại trung bình: điểm 5, 6 + Loại yếu: điểm 3, 4
+ Loại kém: điểm 0 , 1 , 2 .
Căn cứ kết quả kiểm tra HS, bằng phƣơng pháp thống kê, xử lý và phân
làm các bài kiểm tra viết. Đề kiểm tra chúng tôi sử dụng các câu hỏi trắc
theo ý tƣởng của đề tài, từ đó kiểm tra lại giả thuyết khoa học đã nêu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
tích các kết quả TN. Trên cơ sở đó đánh giá hiệu quả của của việc dạy học
3. 4 . Các giai đoạn thực nghiệm sƣ phạm
3.4.1. Công tác chuẩn bị cho TNSP : 3.4.1.1. Chọn lớp TN và ĐC :
Theo mục đích của đề tài, chúng tôi chọn các lớp TN và ĐC ở các
trƣờng THPT miền núi, cùng với đặc điểm HS trong các lớp nhƣ bảng 3.1:
Chất lƣợng học tập
Số
Trƣờng
Lớp
HS
Khá ,Giỏi
Trung bình
Yế u,Kém
TN -11A2
47
6(12,77%)
33(70,21%)
8(17,02%)
THPT Na Rì
ĐC- 11A5
47
6(12,77%)
33(70,21%)
8(17,02%)
TN- 11A
40
9(22,5%)
27 (67,5%)
4 (10% )
THPT Nà Phặc
ĐC -11B
40
9(22,5%)
27 (67,5%)
4 (10% )
TN -11D
33
0 (o% )
19 (57,6%)
14(42,4%)
THPT Yên
Hân
ĐC -11A
33
0 (o% )
19(57,6%)
14(42,4% )
3.4.1.2. Chọn các bài TN :
Chọn ba bài trong chƣơng trình vật lý 11- Ban cơ bản mà chúng tôi đã
xây dựng làm bài thực nghiệm :
Bài 1: Lực từ. Cảm ứng từ.
Bài 2: Từ thông. Cảm ứng điện từ (Tiết 1).
Bài 3: Suất điện động cảm ứng. 3.4.1.3. Các GV cộng tác TNSP :
+ Lèo Văn Phấn: GV vật lý – Trƣờng THPT Na Rì Bắc Kạn. +Cao Sinh Mạnh: GV vật lý - Trƣờng THPT Nà Phặc Bắc Kạn.
+ Mai Vi Cảnh : GV vật lý - Trƣờng THPT Yên Hân Bắc Kạn. 3.4.1.4. Lịch lên lớp:
Để thuận tiện cho quá trình TNSP, chúng tôi trao đổi với GV cộng tác
để sắp xếp lịch lên lớp cụ thể.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
3.4.2. Kết quả và xử lý kết quả TNSP:
3.4.2.1. Yêu cầu chung về cách xử lý kết quả TNSP:
Việc xử lý, phân tích kết quả TNSP gồm các bƣớc:
+ Lập bảng thống kê kết quả của các bài kiểm tra TNSP.
+ Lập bảng phân phối tần suất; vẽ đƣờng biểu diễn sự phân phối tần
suất của nhóm TN và nhóm ĐC qua mỗi lần kiểm tra.
+ Tính toán các tham số thống kê theo các công thức sau:
- Điểm trung bình cộng: Là tham số đặc trƣng cho sự tập trung của
Lớp TN : =
, Lớp ĐC : =
số liệu.
- Phƣơng sai S là độ lệch tiêu chuẩn : Là tham số đo mức độ phân
tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng.
Phƣơng sai:
Nhóm TN : S = ; Nhóm : S =
- Độ lệch chuẩn : Nhóm TN : = ; Nhóm ĐC : =
- Hệ số biến thiên V chỉ mức độ phân tán:
Nhóm TN : V = 100% ; Nhóm ĐC : V = 100%
Trong đó: X là các giá trị điểm của nhóm TN
Y Là các giá trị điểm của nhóm ĐC
n : là số HS đƣợc kiểm tra
- Hệ số Student: Là hệ số kiểm tra sự tồn tại của hệ số tƣơng quan.
n : Là số HS đạt điểm kiểm tra X (Y )
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3 .2 Bảng thống kê biểu hiện mức độ tự lực và tích cực nhận thức của HS
3.4.2.2. Kết quả TNSP:
* Lớp ĐC:
Bình quân số HS tham gia (%)
Bình quấn số HS trả lời đúng (%)
STT
Bài1 Bài2 Bài3 Bài1 Bài2 Bài3
0
0
0
0
0
0
Xây dựng giả thuyết , đƣa ra hệ quả từ giả thuyết
Đề xuất phƣơng án TN
50
60
20
30
0
0
30
40
30
20
20
25
Phân tích kết quả TN rút ra kết luận cần thiết
0
0
0
0
0
0
Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết
Ứng dụng kiến thức
30
40
30
20
25
10
* Lớp TN:
Bình quân số HS tham gia (%)
Bình quấn số HS trả lời đúng (%)
STT
Bài1 Bài2 Bài3 Bài1 Bài2 Bài3
80
90
80
50
80
45
Xây dựng giả thuyết , đƣa ra hệ quả từ giả thuyết
Đề xuất phƣơng án TN
100
110
90
70
100
60
60
80
80
40
70
60
Phân tích kết quả TN rút ra kết luận cần thiết
60
80
60
40
70
45
Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết
Ứng dụng kiến thức
50
70
50
35
60
30
* Kết quả kiểm tra: Để đánh giá về mặt định lƣợng, chúng tôi căn cứ vào kết quả của các bài
kiểm tra viết. Mục đích của các bài kiểm tra là đánh giá chất lƣợng nắm vững Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
kiến thức và kĩ năng của HS. Thông qua các bài kiểm tra và nhất là sự so sánh
kết quả giữa lớp ĐC và lớp TN, trên cơ sở đó sơ bộ đánh giá hiệu quả cuả các
Kết quả kiểm tra bài số1 ( Bảng 3 .3 )
tiến trình dạy học đã soạn thảo. (Đề kiểm tra xin xem trong phần phụ lục)
Bảng 3 .3 : Kết quả kiểm tra lần 1
Nhóm TN
Nhóm ĐC
Điểm
11A2
11A
11D
11 A5
11B
11A
(NaRì )
(Nà Phặc)
(Yên Hân)
(Na Rì)
(Nà Phặc)
(Yên Hân)
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
2
0
0
0
0
1
2
3
2
1
3
4
4
4
4
2
3
5
4
4
5
5
11
9
10
14
11
11
6
13
12
9
13
11
8
7
9
7
4
7
5
2
8
7
6
2
3
3
0
9
2
1
0
1
0
0
10
1
1
0
0
0
0
Tổng
47
40
33
47
40
33
ĐiểmTB
= 5,99
= 5,2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.4 Xếp loại kiểm tra lần 1
Điểm
Số HS
Nhóm
(%)
Kém 0-2
Yế u 3-4
TB 5-6
Khá 7-8
Giỏi 9-10
Tổng số
0
16
64
35
5
TN
(%)
0%
13,33%
53,33%
29,17%
4,17%
Tổng số
6
25
65
17
0
ĐC
(%)
5,00%
20,83%
56,67%
16,67%
0,83%
Biểu đồ 3.1 : Biểu đồ xếp loại kiểm tra lần 1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.5 : Phân phối tần suất kết quả kiểm tra lần 1
Điểm
Nhóm TN
Nhóm ĐC
X (Y )
n (Y -
)
n W (%) n (X -
)
n W (%)
0
0
0,00
0,000
0
0,00
0,000
1
0
0,00
0,000
3
2,5
52,92
2
0
0,00
0,000
3
2,5
30,72
3
6
5,00
53,641
12
10,00
50,08
4
10
8,33
39,601
13
10,83
18,72
5
30
25,00
29,403
36
30,00
1,44
6
34
28,33
0,034
32
26,67
20,48
7
20
16,67
20,402
14
11,67
45,36
8
15
12,5
60,602
6
5,00
47,04
9
3
2,5
27,180
1
0,83
14,44
10
2
1,67
32,160
0
0,00
0,000
Tổng
120
100,0
263,023
120
100,0
281,2
Đồ thị 3.1: Đồ thị đƣờng phân phối tần xuất lần 1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
* Tính các tham số thống kê lần 1:
+ Phƣơng sai S =
=2,192; S =
=2,343
+ Độ lệch chuẩn :
=
= 1,480 ;
=
= 1,531
+ Hệ số biến thiên : V =
100% = 24,14; V =
100% = 29,44
+Hệ số Student : T =
= 3,209
Tra bảng hệ số Student với = 0,99 , n = 120, ta có T= 2,33
Nhận xét:
- Giá trị của hệ số Student theo tính toán lớn hơn giá trị trong bảng lý
thuyết với độ tin cậy 99%. Điều này khẳng định giá trị trung bình cộng điểm
kiểm tra lần 1 là có ý nghĩa .
- Điểm trung bình cộng của nhóm TN lớn hơn nhóm ĐC
- Hệ số biến thiên của nhóm TN nhỏ hơn nhóm ĐC, nghĩa là độ phân
tán về điểm số quanh điểm trung bình của nhóm ĐC là nhỏ .
- Đồ thị đƣờng phân phối tần suất của nhóm TN luôn nằm ở bên phải
của nhóm ĐC, chứng tỏ chất lƣợng và vận dụng kiến thức của nhóm TN tốt
hơn nhóm ĐC.
Kết quả kiểm tra bài số 2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.6 : Kết quả kiểm tra lần 2
Nhóm TN
Nhóm ĐC
Điểm
11A2
11A
11D
11 A5
11B
11A
(NaRì )
(Nà Phặc)
(Yên Hân)
(Na Rì)
(Nà Phặc)
(Yên Hân)
0 0 0 0 0 0 1
1 0 1 0 0 0 1
2 0 1 1 2 0 2
3 2 3 3 3 2 4
5
11
14
8
14
10
9
4 2 4 4 4 3 6
6 14 10 10 12 10 8
7 8 4 4 8 7 2
8 7 2 3 3 6 0
9 1 1 0 1 2 0
10 2 0 0 0 0 0
Tổng 47 40 33 47 40 33
ĐiểmTB = 5,97 = 5,17
Bảng 3.7 Xếp loại kiểm tra lần 2
Điểm
Số HS
Nhóm
(%)
Kém 0-2
Yếu 3-4 TB 5-6 Khá 7-8 Giỏi 9-10
Tổng số
1
16
63
35
5
TN
(%)
0,83
13,33
52,50
29,17
4,17
8
24
67
19
2
Tổng số
ĐC
6,67 20,00 55,83 15,83 1,67
(%)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Biểu đồ 3.2 : Biểu đồ xếp loại kiểm tra lần 2
Bảng 3.8 : Phân phối tần suất kết quả kiểm tra lần 2
Điểm
Nhóm TN
Nhóm ĐC
X (Y )
n (Y -
)
n W (%) n (X -
)
n W (%)
0 0 0,00 0,000 1 0,83 26,729
1 0 0,00 0,000 2 1,67 34,778
2 1 0,83 15,761 5 4,17 50,245
3 7 5,83 60,291 10 8,33 47,089
4 9 7,50 34,928 14 11,66 19,165
5 29 24,17 27,286 37 30,83 1,069
6 34 28,33 0,031 30 25,0 20,667
7 19 15,83 20,157 14 11,67 46,885
8 16 13,33 65,934 5 4,17 40,045
9
3
2,50
27,543
2
1,67
29,338
10
2
1,67
32,482
0
0,00
0,000
Tổng
120
100,0
284,413
120
100,0
316,01
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Đồ thị 3.2 : Đồ thị đƣờng phân phối tần suất tra lần 2
* Tính các tham số thống kê lần 2 :
+ Phƣơng sai: S =
= 2,370; S =
=2,633
+ Độ lệch chuẩn :
=
=1,539 ;
=
= 1,623
+Hệ số biến thiên : V =
100% = 25,78 ; V =
100% = 31,39
+Hệ số Student : T =
= 3,133
Tra bảng hệ số Student với = 0,99 , n = 120 ta có T= 2,33
Nhận xét:
- Giá trị của hệ số Student theo tính toán lớn hơn giá trị trong bảng lý
thuyết với độ tin cậy 99% . Điều này khẳng định giá trị trung bình cộng điểm
kiểm tra lần 2 là có ý nghĩa.
- Điểm trung bình cộng của nhóm TN lớn hơn nhóm ĐC
tán về điểm số quanh điểm trung bình của nhóm ĐC là nhỏ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Hệ số biến thiên của nhóm TN nhỏ hơn nhóm ĐC, nghĩa là độ phân
- Đồ thị đƣờng phân phối tần suất của nhóm TN luôn nằm ở bên phải
của nhóm ĐC, chứng tỏ chất lƣợng và vận dụng kiến thức của nhóm TN tốt
hơn nhóm ĐC.
Kết quả kiểm tra bài số 3
Bảng 3 .9 : Kết quả kiểm tra lần 3
Nhóm TN
Nhóm ĐC
Điểm
11A 2
11A
11D
11 A5
11B
11A
(NaRì )
(Nà Phặc )
(Yên Hân )
(Na Rì)
(Nà Phặc)
(Yên Hân)
1
0
0
0
1
1
1
0 0 0 0 0 0 0
2 0 1 0 3 1 2
3 2 2 3 3 4 4
4 3 2 4 3 4 5
5 9 11 9 15 14 9
6 10 11 11 8 15 10
7 8 6 5 6 2 3
8 7 6 1 4 2 1
9 2 2 1 1 1 0
Tổng
47
40
33
47
40
33
ĐiểmTB
= 5,92
= 5,14
10 1 0 0 0 0 0
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.10 Xếp loại kiểm tra lần 3
Điểm
Số HS
Nhóm
(%)
Kém 0-2 Yếu 3-4
TB 5-6 Khá 7-8 Giỏi 9-10
Tổng số
1 16 64 33 6
TN
(%)
0,83 13,33 53,33 27,5 5,0
9 23 68 18 2
Tổng số
ĐC
(%)
7,5 19,17 56,67 15,00 1,67
Biểu đồ 3.3 : Biểu đồ xếp loại kiểm tra lần 3
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.11 : Phân phối tần suất kết quả kiểm tra lần 3
Điểm
Nhóm TN
Nhóm ĐC
X (Y )
n (Y -
)
)
n W (%)
n W (%) n (X - 0,0 0
0,000 0,000 0,000 0 0
0 0,00 0,00 3 2,50 51,419 1
1 0,83 15,603 6 5,00 59,158 2
7 5,83 60,918 11 9,17 50,376 3
9 7,50 34,223 12 10,00 15,595 4
29 24,17 26,173 38 31,67 0,745 5
35 29,17 0,088 30 25,00 22,188 6
19 15,83 17,453 11 9,17 30,056 7
14 11,67 58,835 7 5,83 57,257 8
5 4,17 46,513 2 1,67 29,799 9
1 0,83 16,403 0 0,00 0,000 10
Tổng
120
100,0
276,209
120
100,0
316,593
Đồ thị 3.3. Đồ thị đƣờng phân phối tần suất lần 3
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
* Tính các tham số thống kê lần 3 :
+Phƣơng sai: S =
=2,302 ; S =
=2,638
+ Độ lệch chuẩn :
=
= 1,517 ;
=
= 1,624
+ Hệ số biến thiên : V =
100% = 25,63 ; V =
100% = 31,60
+Hệ số Student : T =
= 3,00
Tra bảng hệ số Student với
= 0,99, n = 120 ta có T= 2,33
Nhận xét:
- Giá trị của hệ số Student theo tính toán lớn hơn giá trị trong bảng lý
thuyết với độ tin cậy 99%. Điều này khẳng định giá trị trung bình cộng điểm
kiểm tra lần 3 là có ý nghĩa.
- Điểm trung bình cộng của nhóm TN lớn hơn nhóm ĐC
- Hệ số biến thiên của nhóm TN nhỏ hơn nhóm ĐC, nghĩa là độ phân
tán về điểm số quanh điểm trung bình của nhóm ĐC là nhỏ.
- Đồ thị đƣờng phân phối tần suất của nhóm TN luôn nằm ở bên phải
của nhóm ĐC, chứng tỏ chất lƣợng và vận dụng kiến thức của nhóm TN tốt
hơn nhóm ĐC.
Bảng 3.12. Tổng hợp các thông số thống kê qua ba bài kiểm tra TNSP
Số HS Điểm TB
V(%)
T
S
Lần kiểm tra
TN ĐC TN ĐC TN ĐC TN ĐC TN ĐC TN ĐC
5,99
5,2
2,192 2,343 1,480 1,531 24,14 29,44 3,029
2,33
Lần1 120 120
5,97
5,17
2,370 2,633 1,539 1,623 25,78 31,39 3,133
2,33
Lần2 120 120
2,638
2,33
5,92
5,14
2,302
1,517 1,624 25,63 31,60
3,00
120
Lần3 120
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nhận xét.
Qua bảng tổng hợp ta thấy:
+ Các giá trị trung bình của nhóm TN luôn cao hơn nhóm đối chứng
+ Các tham số thống kê của nhóm TN luôn có giá trị nhỏ hơn các giá trị
tƣơng ứng của nhóm ĐC.
+ Hệ số Student theo tính toán luôn có giá trị nhỏ hơn giá trị tra bảng
phân phối Student.
3.5. Đánh giá chung về TNSP:
3.5.1. Đánh giá định tính qua thống kê:
- TNSP đã đƣợc thực hiện đúng kế hoạch, về sơ bản GV lên lớp đúng
nhƣ giáo án.
- Ở lớp TN: GV đã cố gắng thực hiện đúng tiến trình dạy học mà chúng
tôi đã thiết kế ở trên. GV đã tạo đƣợc những điều kiện xuất phát cần thiết nhất
để HS có cơ sở định hƣớng suy nghĩ của mình, nên HS đã huy động và vận
dụng đƣợc vốn kiến thức của mình để đáp ứng yêu cầu của GV. Bằng những
câu hỏi gợi mở của GV, HS đã mạnh dạn tích cực, chủ động tham gia vào quá
trình xây dựng kiến thức. Cụ thể nhƣ: Tham gia xây dựng giả thuyết, Đề xuất
phƣơng án thí nghiệm, tham gia tiến hành thí nghiệm, phân tích kết quả của
thí nghiệm, trong đó HS đã sử dụng các thao tác tƣ duy, các suy luận, sử dụng
- Ở lớp ĐC: GV không sử dụng thí nghiệm để hình thành các khái
niệm, mà chỉ hình thành kiến thức bằng phƣơng pháp thông báo, GV cũng có
sử dụng câu hỏi gợi mở để gợi ý HS khi HS bế tắc, song các câu hởi gợi mở
rất ít, các câu hỏi thƣờng không mang tính chất định hƣớng HS vào quá trình
xây dựng kiến thức. Khi đặt câu hỏi nếu HS không trả lời đƣợc thì GV lại chủ
động giải quyết vấn đề.
ngôn ngữ để rút ra kết luận cần thiết, vận dụng kiến thức…
luôn cao hơn nhóm đối chứng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Mức độ tích cực tƣ duy trong hoạt động nhận thức của HS nhóm TN
- Khả năng tƣ duy của HS ở lớp TN tốt hơn so với HS ở lớp ĐC, cụ thể
nhƣ khả năng khả nhận ra vấn đề và tham gia giải quyết vấn đề, khả năng sử
dụng thí nghiệm, khả năng thực hiện các thao tác tƣ duy…
Nói tóm lại GV gần nhƣ không tổ chức định hƣớng hoạt động mà đƣa
ra kiến thức mới ngay, làm cho HS ở vào tình thế bị động chấp nhận kiến thức
dƣới dạng thông báo mà không có sự tiếp thu biện chứng.Vì vậy không kích
thích đƣợc tƣ duy của HS.
3.5.2. Đánh giá định lƣợng qua bài kiểm tra:
Dựa vào kết qủa của quá trình TNSP cho phép chúng tôi nhận định:
+ Các giá trị điểm trung bình của nhóm TN luôn có giá trị lớn hơn giá
trị điểm trung bình của nhóm ĐC.
+ Các tham số thống kê: Phƣơng sai (S ), độ lệch chuẩn ( ), hệ số
biến thiên của nhóm TN luôn nhỏ hơn nhóm ĐC. Nghĩa là độ phân tán về
điểm số xung quanh giá trị trung bình của nhóm ĐC là nhỏ.
+ Hệ số Student tính toán luôn có giá trị lớn hơn các giá trị tra trong
bảng lý thuyết phân phối Student. Điều này khẳng định điểm số thực nghiệm
của nhóm TN là hoàn toàn có nghĩa chứ không phải là ngẫu nhiên.
+ Chất lƣợng học tập của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
KẾT LUẬN CHƢƠNG III
Việc thực nghiệm sƣ phạm đã đƣợc thực hiện theo đúng kế hoạch, về cơ
bản GV đã thực hiện đúng giáo án thực nghiệm. Mục tiêu thực nghiệm sƣ
phạm đã hoàn thành.
Căn cứ vào việc tổ chức, theo dõi và phân tích diễn biến các giờ thực
nghiệm sƣ phạm, căn cứ vào kết quả trao đổi với GV cộng tác cùng với các
em HS sau mỗi giờ học, đặc biệt là căn cứ vào việc phân tích, xử lý các bài
+ Các biện pháp phát triển tƣ duy HS trong quá trình hình thành các khái
kiểm tra TN, chúng tôi nhận định:
niệm vật lý đƣợc sử dụng trong ba giáo án của chƣơng “ Từ trƣờng” và “ Cảm
ứng điện từ” là có tính khả thi và có hiệu quả kích thích đƣợc hứng thú học tập
và khả năng tƣ duy của HS, qua đó tƣ duy của HS đƣợc phát triển.
+ Việc sử dụng biện pháp thích hợp với đối tƣợng và điều kiện của HS
miền núi đã góp phần làm cho HS miền núi có niềm tin vào năng lực của bản
thân, hứng thú, tích cực trong việc tiếp thu kiến thức mới và nâng cao chất
lƣợng học tập của các em.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
KẾT LUẬN CHUNG
Căn cứ vào mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu và những kết quả trong quá
trình triển khai đề tài, chúng tôi thu đƣợc một số kết luận sau:
+ Hệ thống hoá và góp phần làm cụ thể lý luận về việc tổ chức hoạt
động nhận thức trong dạy học vật lý ở trƣờng phổ thông.
+ Nghiên cứu đặc điểm và các biện pháp tƣ duy HS và đặc điểm tƣ duy
HS miền núi, nghiên cứu đặc điểm và cách thức hình thành khái niệm vật lý
cho học sinh THPTqua đó phân tích đề xuất biện pháp phát triển tƣ duy học
sinh THPT miền núi thông qua việc hình thành các khái niệm vật lý bằng
quan sát và thực nghiệm.
Thí nghiệm có vai trò quan trọng trong việc hình thành khái niệm vật lý.
Việc hình thành khái niệm vật lý qua thí nghiệm vật lý vừa phải tuân theo quy
trình nhận thức khoa học, vừa phải phù hợp với các giai đoạn của quá trình tƣ
duy, phải có hệ thống câu hỏi hợp lý để HS tích cực thực hiện các thao tác tƣ duy
tƣ duy và rèn luyện ngôn ngữ, qua đó mà tƣ duy của HS phát triển.
Chúng tôi đề xuất các biện pháp cụ thể phát triển tƣ duy HS thông qua
việc hình thành các khái niệm vật lý bằng quan sát và bằng thực nghiệm khi
dạy một số kiến thức Từ trƣờng và Cảm ứng điện từ, chúng tôi đã soạn ba
giáo án trong chƣơng “Từ trƣờng” và chƣơng “Cảm ứng điện từ”. Ba giáo án
mà chúng tôi xây dựng đã thể hiện đƣợc yêu cầu trên.
+ Đã phân tích đặc điểm và lôgíc hành thành chƣơng “Từ trƣờng” và “
Cảm ứng điện từ” và soạn ba giáo án và các giáo án đã thể hiện đƣợc các biện
pháp phát triển tƣ duy của HS
+ Kết quả TNSP đã khẳng định phƣơng pháp trên hoàn toàn khả thi, có
tác dụng phát triển tƣ duy HS và nâng cao chất lƣợng học tập của HS, nhất là
Với những kết quả trên, luận văn đã đạt đƣợc mục đích đề ra.
đối với học sinh THPT miền nuí.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Đề tài góp phần củng cố và trang bị cho GV Vật lý ở các trƣờng
THPT miền núi cơ sở lý luận và biện pháp phát triển tƣ duy học sinh THPT
miền núi thông qua việc hình thành các khái niệm vật lý bằng quan sát và
thực nghiệm. Các giáo án đã soạn có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho GV
vật lý ở phổ thông.
+ Do điều kiện về thời gian và khuôn khổ của luận văn nên việc nghiên
cứu chƣa thể giải quyết hết mọi yêu cầu mà đề tài đặt ra, cụ thể là kết quả của
lớp TN và lớp ĐC chênh lệch nhau chƣa nhiều. Theo chúng tôi nếu vận dụng
phƣơng pháp này trong cả quá trình học vật lý ở trƣờng THPT thì kết quả dạy
học sẽ đƣợc nâng lên rõ rệt.
Để góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học môn vật lý ở các trƣờng
THPT miền núi, chúng tôi đề xuất một số ý kiến:
- Cần phải có các chƣơng trình cụ thể để nâng cao trình độ chuyên môn
nghiệp vụ của GV vật lý ở các trƣờng THPT miền núi, đặc biệt phải chú trọng
đến phƣơng pháp thực nghiệm và việc sử dụng các phƣơng tiện dạy học hiện
đại …
- Cần phải tăng cƣờng cơ sở vật chất, phòng học bộ môn, đặc biệt là
các trƣờng học phải có cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm.
- Cần khuyến khích GV tự tạo ra những thí nghiệm đơn giản, bằng
ra để phục vụ dạy học.
- Tiếp tục nghiên cứu, vận dụng kết quả của đề tài vào dạy học các
phần kiến thức khác của chƣơng trình vật lý phổ thông, đặc biệt là việc hình
thành các khái niệm vật lý bằng quan sát và thực nghiệm theo hƣớng phát
triển tƣ duy học sinh THPT miền núi.
những vật liệu có sẵn mà kết quả của thí nghiệm vẫn đáp ứng đƣợc yêu cầu đề
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tô Văn Bình (2002) Thí nghiệm vật lý trong trƣờng phổ thông ,
giáo trình sau đại học. ĐHSP - Đại học Thái Nguyên
2. Tô Văn Bình (2002) Phân tích chƣơng trình vật lý phổ thông,
giáo trình sau đại học. ĐHSP- ĐH Thái Nguyên
3. Nguyễn Duy Chiến, Vấn đề phát triển hứng thú nghiên cứu vật lý
ở HS trong dạy học vật lý, “DHVL ở miền núi”, ĐHSPVB (1995)
4. Nguuyễn Bá Dƣơng, Phùng Đức Hải, Về trình độ tƣ duy của HS
PTTH miền núi, Tạp chí nghiên cứu GD(1991)
5. Lƣơng Thị Thuỳ Dƣơng (2006) Thiết kế nội dung và tiến trình
dạy học chƣơng “Động học chất điểm” (Vật lý 10 THPT) theo định hƣớng
phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ của HS, Luận văn thạc sĩ khoa
học giáo dục ĐHSP Hà Nội
6. Dạy kĩ năng tƣ duy, Dự án Việt Nam - Bỉ “ Hỗ trợ học từ xa”, Hà
Nội (1969)
7. Nguyễn Văn Đồng, Phƣơng pháp dạy vật lý, NXBGD
8. Đổi mới phƣơng pháp giảng dạy PTTH , NXBGD (1995)
9. Giáo trình triết học Mác – Lê Nin, NXBCTQG (2005)
vật lý, giáo trình sau đại học. ĐHSP- ĐH Thái Nguyên
11. Phan Đình Kiển, Nguyễn Văn Khải, Đổng Văn Thành, Phạm Ngọc
La, Nguyễn Duy Chiến, Hoàng Văn Sơn, Thực trạng và giải pháp DHVL ở các
trƣờng THPT miền núi, TBKH “DHVL ở miền núi”, ĐHSPVB (1995)
12. Phan Trọng Luận , Về khái niệm lấy HS làm trung tâm
TTKHGD , số 48(1995)
10. Phạm Văn Khải (1999) Những vấn đề cơ bản của lý luận dạy học
trƣờng, NXB Đại học sƣ phạm (2005) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
13. Phan Trọng Ngọ, Dạy học và phƣơng pháp dạy học trong nhà
14. Phƣơng pháp dạy học vật lý (2002) Phƣơng pháp dạy học vật lý
ở trƣờng phổ thông, Nhà xuất bản ĐHSP Hà Nội
15. Phát triển tƣ duy HS, NXBGD (1979)
16. Phƣơng pháp giảng dạy vật lý ở các trƣờng phổ thông ở Liên Xô
và Cộng Hoà Dân Chủ Đức, NXBGD (1983)
17. Phạm Hồng Quang (2003) Tổ chức dạy học cho HS dân tộc miền
núi, Nhà xuất bản ĐHSP
18. A.V.MuRaViep (1978) Dạy thế nào cho HS nắm vững kiến thức
vật lý, NXBGD
19. Bộ SGK vật lý 11, NXBGD (2007)
20. N.M.Xverava (1985) Tích cực hoá tƣ duy học sinh trong giờ học
vật lý, NXBGD
21. Phạm Hữu Tòng, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Xuân Quế, Đỗ
Hƣơng Trà ( Tài liệu bồi dƣỡng – 2005 ). Nâng cao năng lực cho giáo viên
THPT về đổi mới phƣơng pháp dạy học
22. Phạm Hữu Tòng (2007) Tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy
học vật lý (Giáo trình sau đại học ).
23. Phạm Hữu Tòng, DHVL ở trƣờng phổ thông theo định hƣớng
phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và tƣ duy khoa học,
NXBHN (2004)
và năng lực sáng tạo của HS trong dạy học vật lý, NXBGD (1996)
25. Phạm Hữu Tòng, Tổ chức hoạt động nhận thức của HS theo
hƣớng phát triển năng lực tìm tòi sáng tạo giải quyết vấn đề và tƣ duy khoa
học, NXB Hà Nội (2005)
26. Phạm Hữu Tòng, Tổ chức hoạt động nhận thức của HS theo
24. Phạm Hữu Tòng, Hình thành kiến thức kĩ năng, phát triển trí tuệ
học, NXB Hà Nội (2005)
hƣớng phát triển năng lực tìm tòi sáng tạo giải quyết vấn đề và tƣ duy khoa
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
27. Thái Duy Tuyên, Một số vấn đề hiện đại lý luận dạy học, Viện
khoa học giáo dục Hà Nội (1992)
28. Thái Duy Tuyên, Những vấn đề cơ bản của giáo dục học hiện
đại, NXBGD (1999)
29. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế,
Phƣơng pháp dạy học vật lý ở trƣờng phổ thông, NXBĐHSP (2003) .
30. Tô Đức Thắng (2007) Tiến hành thí nghiệm biểu diễn nhằm phát
triển tƣ duy học sinh THPT miền núi khi dạy một số bài của chƣơng “Chất khí” (
Vật lý 10 – Nâng cao ), Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục ĐH Thái Nguyên
31. Trần đức Vƣợng (2005), Một số vấn đề lí luận dạy học hiện đại,
chƣơng trình đào tạo cao học
32. Văn kiện đại hội Đảng lần thứ VIII(1998), NXB Chính trị quốc gia
33. V.V Đa- Vƣ- ĐôV Các dạng khái quát hoá trong dạy học, Nhà
xuất bản ĐHQG Hà Nội (2000)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Phụ lục 1: PHIẾU PHỎNG VẤN G V VẬT LÝ
(Xin đồng chí vui lòng cho biết ý kiến của mình về các vấn đề sau)
1. Họ tên…………………………Nam/Nữ…Dân tộc ………………
2. Nơi công tác ……………………………………………………….
3. Số năm giảng dạy vật lý ở trƣờng PT ………………………..Năm
4. Việc sử dụng thí nghiệm khi hình thành các khái niệm vật lý bằng
quan sát và thực nghiệm
Thƣờng xuyên ; Đôi khi ; Không dùng
Thƣờng xuyên
; Đôi khi
; Không bao giờ
5. Việc sử dụng các câu hỏi gợi mở , chi tiết để gợi ý HS khi HS bị bế tắc
6. Việc rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho HS trong khi giảng dạy
Thƣờng xuyên ; Đôi khi ; Không bao giờ
7. Xin đồng chí cho biết những yếu tố nào sau đây là điều kiện chủ yếu
để nâng cao chất lƣợng dạy học vật lý ở trƣờng THPT miền núi
- Bản thân HS - Nội dung dạy học
- Phƣơng pháp dạy học - Phƣơng tiện dạy học
- Các yếu tố khác
8. Theo đồng chí yếu tố nào sau kích thích đƣợc khả năng tƣ duy của
- Nội dung kiến thức
- Phƣơng pháp dạy học của GV
- Hình thành kiến thức bằng quan sát và thực nghiệm
- Môi trƣờng học tập
- Động cơ , mục đích học tập
- Khả năng về ngôn ngữ vật lý
- Kiến thức , năng lực bản thân
HS trong quá trình dạy học vật lý ?
nghiệm để hình thành các khái niệm lực từ, cảm ứng từ hay không? Đồng chí
9. Khi dạy phần “ Lực từ - Cảm ứng từ”, đồng chí có sử dụng thí
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
có nhận xét gì về cách tiến hành TN để hình thành khái niệm lực từ ở SGK
mới và SGK cũ? Theo đồng chí thì có những khó khăn gì khi dạy phần này?
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
Khi dạy phần “ Từ thông - Cảm ứng điện từ” đồng chí có sử dụng TN
để hình thành khái niệm Từ thông, khái niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ hay
không ? Có sử dụng các mô hình , hoặc TN ảo để mô phỏng sự biến thiên của
các đƣờng sức từ qua diện tích S giới hạn bởi vòng dây kín không? Theo đồng
chí thì có những khó khăn gì khi dạy phần này?
........................................................................................................
........................................................................................................
........................................................................................................
- Khi dạy phần “Suất điện động cảm ứng” đồng chí có sử dụng TN để
hình thành khái niệm “ Suất điện động cảm ứng” hay không ? Theo đồng chí
thì có những khó khăn gì khi dạy phần này
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
Xin chân thành cảm ơn sự hợp tác, giúp đỡ của các đồng chí.
(Phiếu này dùng vào mục đích nghiên cứu khoa học. Không sử dụng để
đánh giá GV )
Ngày tháng năm 2008
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Phu lục 2 : PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH
(Phiếu này dùng để phục vụ nghiên cứu khoa học, không sử dụng để
đánh giá HS . Mong các em vui lòng trả lời các câu hỏi sau )
1. Họ và tên HS:………………Lớp 11……Dân tộc :………………
2. Kết quả học tập môn vật lý trong học kì vừa qua...........................
3. Em có hứng thú học tập môn vật lý không ...................................
4. Em thƣờng học vật lý theo cách nào ? ( Thƣờng xuyên ; đôi khi
; không
- Học theo SGK - Học theo vở ghi
- Học hiểu , kết hợp tham khảo tài liệu
- Học thông qua giải bài tập
- Học kết hợp vở ghi với SGK
- Học thuộc lòng - Học theo cách riêng
5. Trong giờ học vật lý , em thƣờng :
- Không có ý kiến gì dù hiểu bài hay không hiểu bài
- Tập trung nghe giảng, nhƣng không giơ tay phát biểu
- Tích cực tham gia xây dựng bài mới
(Thƣờng xuyên
; Đôi khi
)
6. Em có hứng thú với kiểu hình thành kiến thức vật lý bằng phƣơng
pháp quan sát và thực nghiệm thực hay không ?
- Rất hứng thú
; Bình thƣờng
; Không hứng thú
7. Những ảnh hƣởng nào dƣới đây làm ảnh hƣởng đến quá trình nhận
- Thƣờng không tập trung nghe giảng
thức vật lý của các em ?
- Mục đích và hứng thú học tập
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Phƣơng pháp giảng dạy của GV
- Hình thành kiến thức bằng phƣơng pháp thực nghiệm
- Nội dung kiến thức
8. Ở trƣờng em trong quá trình dạy học vật lý, các thầy cô giáo có hay
sử dụng thí nghiệm để hình thành kiến thức mới hay không ?
- Thƣờng xuyên
- Rất ít khi sử dụng thí nghiệm
- Không bao giờ
- Thƣờng xuyên
9. Trong tiết học vật lý có thƣờng liên hệ vào thực tiễn hay không ?
- Rất ít khi
10. Khi tiến hành thí nghiệm trong giờ học vật lý em gặp khó khăn gì?
- Không hiểu mục đích TN
- Các thao tác TN
- Phân tích kết quả TN để rút ra kết luận
11. Những kiến nghị của em
........................................................................................................
........................................................................................................
Ngày tháng năm 2008
........................................................................................................
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Phụ lục III: Đề kiểm tra thực nghiệm
ĐỀ KIỂM TRA LẦN 1
(Thời gian làm bài: 15 phút)
Họ và tên: .......................................................................................
Trƣờng, lớp:....................................................................................
Câu1(1điểm): Khi đặt đoạn dây dẫn có dòng điện vào trong từ trƣờng
có véc tơ cảm ứng từ B, lực từ tác dụng lên dây dẫn có phƣơng.
A. Nằm dọc theo trục của dây dẫn.
C. Vừa vuông góc với dây dẫn, vừa vuông góc với véc tơ B.
B. Vuông góc với véc tƣ B.
D. Vuông góc với dây dẫn.
Câu2(1điểm): Một dây dẫn mang dòng điện I đặt trong từ trƣờng đều
B, chịu tác dụng của lực từ F. Nếu dòng điện trong dây dẫn đổi chiều còn véc
tơ cảm ứng từ B vẫn không đổi thì véc tơ lực sẽ :
A. Không thay đổi.
B. Quay một góc 90
C. Đổi theo chiều ngƣợc lại.
D. Chỉ thay đổi về độ lớn.
Câu 3(1điểm): Chọn câu sai:
B.
Cảm ứng từ là đại lƣợng véc tơ.
C. Nếu đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt song song với các
đƣờng cảm ứng từ thì không có lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn.
D. Đối với NC thẳng, véc tơ cảm ứng từ tại mọi điểm luôn cùng
phƣơng.
Trong từ trƣờng đều, véc tơ cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau. A.
Câu 4 (2điểm): Một đoạn dây dẫn dài l = 1m, mang dòng điện cƣờng độ
một góc = 30 . Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn là:
tơ cảm ứng từ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
I= 10A, đặt trong từ trƣờng đều, cảm ứng từ B= 0,5.10 T, dây dẫn hợp với véc
A. F= 2,5N B. F= 2,5.10 N
C. F= 5N D. F= 5.10 N
Câu 5(1điểm): Một đoạn dây dẫn MN=l có dòng điện I đặt trong từ
trƣờng đều có cảm ứng từ là B. Tìm câu đúng tính lực từ.
A. Khi B vuông góc với dòng điện I, thì F= 0
B. Khi B hợp với dòng điện một góc , thì F=Bilcos
C. Khi B song song với dòng điện thì F= Bil
D. Khi B hợp với dòng điện một góc thì F= Bilsin
Câu 6 (1điểm): Phát biểu nào sau đây là đúng?
Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trƣờng
A. Vuông góc với đƣờng sức từ
B. Nằm theo hƣớng của đƣờng sức từ.
C. Nằm theo hƣớng của lực từ.
D. Không có hƣớng xác định .
Câu 7 (1điểm): Phần tử dòng điện Il nằm trong từ trƣờng đều có các
đƣờng sức từ thẳng đứng. Phải đặt Il nhƣ thế nào để cho lực điện từ.
A. Nằm ngang.
B. Bằng không.
Câu 8 (2điểm): Một đoạn dây dẫn dài l = 0,8m đặt trong từ trƣờng đều
và dây dẫn chịu một lực từ F = 6.10 N. Cảm ứng từ B là:
A. 0,5.10 T B. 0,375.10 T
C. 0,5 T D. 0,375 T
sao cho dây dẫn hợp với véc tơ cảm ứng từ B một góc = 90 . Biết I = 20A
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐỀ KIỂM TRA LẦN 2
(Thời gian làm bài: 15 phút)
Họ và tên: .......................................................................................
Trƣờng, lớp: ...................................................................................
Câu1 (1điểm): Nói về từ thông, tìm câu đúng.
Từ thông là đại lƣợng véc tơ. A.
Công thức tính từ thông = BSsin với là góc hợp bởi pháp B.
tuyến n của khung với véc tơ cảm ứng từ B.
D. A, B, C đều sai.
C. Đơn vị đo từ thông là Tesla (T)
Câu 2 (1điểm): Gọi là góc hợp bởi véc tơ pháp tuyến n của diện tích S
với véc tơ cảm ứng từ B. Từ thông qua diện tích S có độ lớn cực đại khi:
A. = 0 B. =
C. = D. =
Câu 3 (1điểm): Đặt một khung dây trong từ trƣờng đều sao cho ban
đầu mặt phẳng khung dây vuông góc các đƣờng sức từ. Từ thông qua khung
dây sẽ không thay đổi nếu khung dây.
Chuyển động tịnh tiến theo một phƣơng bất kì.
B.
Có diện tích giảm đều.
C.
D. Quay quanh trục nằm trong mặt phẳng của khung.
A. Có diện tích tăng đều.
Câu 4 (1điểm): Theo quy tắc Len-Xơ, dòng điện cảm ứng trong một
khung dây kín có chiều sao cho.
Từ trƣờng của nó có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó.
A.
Từ thông qua khung dây luôn tăng. B.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
C. Từ thông qua khung dây luôn giảm.
D. Từ trƣờng của nó mạnh hơn từ trƣờng ngoài.
Câu 5 (2điểm): Một khung dây hình chữ nhật có các cạnh 5cm và 8cm
gồm 25 vòng đặt trong từ trƣờng đều có cảm ứng từ B = 4.10 (T) pháp tuyến
n của khung hợp với véc tơ cảm ứng từ B một góc = 60 . Tính từ thông qua
khung.
A. 2.10 B. 2.10
C. 4.10 D. 4.10
Câu 6 (2điểm): Một khung dây tròn đặt trong từ trƣờng có các đƣờng
sức từ song song với nhau, chiều dòng điện cảm ứng trong khung nhƣ hình
vẽ. Điều nào sau đây là đúng?
A. Đƣờng cảm ứng từ song song với mặt phẳng khung dây, hƣớng
từ trƣớc ra sau và có độ lớn thay đổi theo thời
B. Đƣờng cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung dây, hƣớng
từ sau ra trƣớc, từ thông tăng.
C. Đƣờng cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung dây,
hƣớng từ sau ra trƣớc, từ thông giảm.
D. Đƣờng cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung dây,
hƣớng từ trƣớc ra sau, từ thông tăng.
Câu 7 (1 điểm): Một khung dây có diện tích S đặt trong từ trƣờng có cảm
ứng từ B. Chiều dòng điện cảm ứng nhƣ hình vẽ. Kết luận nào sau đây là đúng.
A.
S giảm, B không đổi.
I
B.
B giảm, S không đổi.
B
C. Cả B và S đều giảm.
D. Cả B và S đều tăng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Câu 8 (1điểm): Dùng định luật Len-Xơ, xác định chiều của dòng điện
cảm ứng trong mạch điện thí nghiệm nhƣ hình vẽ, cho biết chiều của cảm ứng
từ B và chiều dƣơng của mạch điện. Hãy tìm kết luận đúng.
A. Nếu từ thông xuyên qua vòng dây tăng một lƣợng trong thời
gian t thì dòng điện cảm ứng có chiều theo chiều (+) của mạch điện.
B. Nếu từ thông xuyên qua vòng dây giảm một lƣợng trong thời
gian t thì dòng điện cảm ứng có chiều theo chiều (+) của mạch điện.
C. Nếu từ thông xuyên qua vòng dây tăng một lƣợng trong thời
gian t thì dòng điện cảm ứng sẽ ngƣợc chiều (+) của mạch điện.
D. Dòng điện cảm ứng trong mạch kín (C) phải có chiều sao cho từ
trƣờng do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó.
E. Cả C và D đều đúng.
(C) (+)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐỀ KIỂM TRA LẦN 3
(Thời gian làm bài: 15 phút)
Họ và tên: .......................................................................................
Trƣờng, lớp: ...................................................................................
Câu 1 (1điểm): Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch điện
đúng với những kết luận nào dƣới đây?
A. Bằng thƣơng số độ biến thiên từ thông xuyên qua mạch điện và
thời gian xảy ra sự biến thiên ấy.
B. Chỉ tồn tại khi có sự biến thiên từ thông.
C. Có dấu (- ) trong biểu thức e = - là để thích ứng với định
luật Len-Xơ.
D. A, C đúng.
E. Tất cả các điều trên đều đúng.
Câu 2 (1điểm): Suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với.
A. Độ lớn của từ thông qua mạch.
B. Độ lớn của cảm ứng từ B của từ trƣờng.
C. Tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch.
D. Tốc độ di chuyển của mạch kín trong từ trƣờng.
tăng gấp đôi, suất điện động cảm ứng trong cuộn dây là:
A. E = 3,28V B. E = 3,6V
C. E = 6,28V D. E = 7,2V
Câu 3 (1điểm): Trong khoảng thời gian 0,1s, cảm ứng từ của từ trƣờng
Câu 4 (2điểm): Một khung dây có N = 1000 vòng, đƣợc đặt trong từ
trƣờng đều, sao cho các đƣờng cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng của khung.
Diện tích mặt khung là S = 2dm , cảm ứng từ B giảm đều đặn từ 0,5T xuống
0,2T trong thời gian 0,1s. Suất điện động cảm ứng trong khung có giá trị:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
A. E = 60V B. E = 3,6V
C. E = 600V D. E = 0,6V E. E = 6.10 V
Câu 5 (1điểm): Phát biểu nào dƣới đây là đúng?
A. 1 vòng quay B. 2 vòng quay
C. vòng quay D. vòng quay
Câu 6 (2điểm): Một khung dây cứng, phẳng, diện tích S = 25cm gồm
10 vòng dây. Khung dây đƣợc đặt trong từ trƣờng đều nhƣ hình vẽ a. Cảm
ứng từ biến thiên theo thời gian nhƣ đƣờng biểu diễn trên hìnhb. Suất điện
động cảm ứng trong khung có độ lớn là:
A. E = 1,5.10 V B. E = 1,5.10 V
2,4.10-3
C. E = 1,5.10 V D. E = 1,5.10 V B (T)
B
+
0,4 t(s) 0
H. 1a H. 1b
1,2
Từ thông qua một khung dây biến đổi theo thời
gian đƣợc cho trên H2. Suất điện động
0,6
ứng trong khung.
A.
Tsrong khoảng thời gian 0
0,1s ; E = 3V
1
2
0
t(s)
3
B.
Trong khoảng thời gian 0,1
0,2s; E = 6V
Câu 7 (2điểm): Chọn đáp số đúng.
D.
Trong khoảng thời gian 0,3
0,4s; E = 4V
C. Trong khoảng thời gian 0,2 0,3s; E = 9V H.2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN http://www.lrc-tnu.edu.vn