SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TỰ LÀM MỘT SỐ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
PHẦN ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG
GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC
THUỘC MÔN: VẬT LÍ
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT TÂN KỲ 3 ===== (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) ===== SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TỰ LÀM MỘT SỐ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
PHẦN ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG
GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC
THUỘC MÔN: VẬT LÍ
Tên tác giả : Trần Thị Hà
Đậu Văn Minh
Số điện thoại : 0383653291
0816421678
NGHỆ AN - 2023
MỤCLỤC
Trang
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................... 1
I. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1
II. Mục đích nghiên cứu .................................................................................... 2
III. Đối tượng khảo sát thực nghiệm .................................................................. 3
IV. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 3
V. Thời gian nghiên cứu .................................................................................... 3
VI. Đóng góp mới của đề tài ............................................................................. 3
VII. Bố cục của đề tài ........................................................................................ 3
PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................... 4
I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ............................................................... 4
1. Cơ sở lí luận .................................................................................................. 4
1.1. Kỹ năng, rèn luyện kỹ năng .................................................................. 4
1.2. Khái niệm thực hành, thí nghiệm .......................................................... 4
2. Cơ sở thực tiễn để thiết kế và sử dụng các thí nghiệm tự tạo trong dạy học Vật lí ........................................................................................................... 5
2.1. Thực trạng dạy và học thực hành thí nghiệm Vật lí ở các trường
THPT hiện nay ..................................................................................... 5
2.2. Thực trạng về năng lực thực hành thí nghiệm của học sinh, chất
lượng dạy học ở các trường THPT hiện nay .......................................... 6
II. QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG .................... 6
1. Quy trình thiết kế và hệ thống các thí nghiệm đã thiết kế .............................. 6
1.1. Quy trình thiết kế thí nghiệm trong dạy học vật lí. ................................ 6
1.2. Lựa chọn và thiết kế các thí nghiệm trong phần điện trường và từ
trường - Vật lí 11 THPT ...................................................................... 8
2. Đề xuất quy trình sử dụng các thí nghiệm tự tạo để rèn luyện kĩ năng thiết kế thí nghiệm cho học sinh, nâng cao chất lượng trong dạy học Vật lí ............ 25
3. Tiêu chí đánh giá việc rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm nhằm nâng cao chất lượng dạy học ........................................................................... 26
III. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................................................... 27
1. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm................................................................... 27
1.1. Chọn đối tượng thực nghiệm .............................................................. 27
1.2. Bố trí thực nghiệm .............................................................................. 27
1.3. Phương pháp thực nghiệm .................................................................. 28
1.4. Tiến hành kiểm tra .............................................................................. 28
2. Giáo án thực nghiệm (Phần phụ lục) ........................................................... 28
3. Kết quả thực nghiệm ................................................................................... 28
3.1. Về mặt định lượng .............................................................................. 28
3.2. Về mặt định tính ................................................................................. 31
4. Kết luận chung về thực nghiệm ................................................................... 31
5. Phạm vi áp dụng của đề tài .......................................................................... 32
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................... 33
I. Kết luận ....................................................................................................... 33
II. Kiến nghị .................................................................................................... 33
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 34
PHỤ LỤC
DANH MỤC VIẾT TẮT
TT Viết tắt Viết đầy đủ
ĐC 1 Đối chứng
GV 2 Giáo viên
HS 3 Học sinh
NXB 4 Nhà xuất bản
PPDH 5 Phương pháp dạy học
PPTH 6 Phương pháp thực hành
SGK 7 Sách giáo khoa
VL 8 Vật lí
SL 9 Số lượng
TBTN 10 Thiết bị thí nghiệm
TH 11 Thực hành
THPT 12 Trung học phổ thông
TL 13 Tỉ lệ
TN 14 Thực nghiệm
15 TNTH Thí nghiệm thực hành
DANH MỤC HÌNH, BẢNG
Hình:
Hình 1a: Thí nghiệm sự nhiễm điện do tiếp xúc................................................. 10
Hình 1b: Sự nhiễm điện do hưởng ứng .............................................................. 11
Hình 1c: Mô phỏng máy phát tĩnh điện .............................................................. 12
Hình 1d: Thí nghiệm máy phát tĩnh điện tích điện hút các mẫu xốp ................... 12
Hình 2a: Thí nghiệm sự nạp điện, phóng điện của tụ điện.................................. 14
Hình 2b: Sơ đồ cắm mạch điện .......................................................................... 15
Hình 2c: Ngắt nguồn, đèn sáng .......................................................................... 16
Hình 3a: Sơ đồ ................................................................................................... 16
Hình 3b: Thí nghiệm mạch lọc dùng tụ điện ...................................................... 17
Hình 4a: Số chỉ của đồng hồ khi nam châm và cuộn dây đều đứng yên ............. 18
Hình 4b: Số chỉ của đồng hồ tăng khi nam châm chuyển động lại gần cuộn
dây, cuộn dây nằm yên ........................................................................ 18
Hình 4c: Cuộn dây không lõi thép, đèn sáng ..................................................... 19
Hình 4d: Cuộn dây có lõi thép, đèn không sáng ................................................. 19
Hình 4e: Cuộn dây có lõi thép và không có lõi thép đèn vẫn sáng như nhau ..... 20
Hình 5a: Khóa K đóng đèn 1 sáng ..................................................................... 21
Hình 5b: Khóa K ngắt đèn 1 sáng tắt ngay, đèn 2 lóe sáng lên rồi tắt ................ 21
Hình 5c: Đèn 2 lóe sáng lên rồi tắt ..................................................................... 22
Hình 6a: Động cơ điện 1 .................................................................................... 23
Hình 6b: Động cơ điện 2 .................................................................................... 24
Bảng:
Bảng 2.1. Các tiêu chí và các mức độ đánh giá việc rèn luyện kỹ năng thiết kế
thí nghiệm ........................................................................................... 27
Bảng 3.1. Kết quả đánh giá định lượng các tiêu chí của kĩ năng thiết kế thí nghiệm của HS trong dạy học phần điện trường và từ trường nhằm nâng cao chất lượng dạy học-Vật lí 11 THPT ............................ 29
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá các tiêu chí rèn luyện kĩ năng thiết kế thí nghiệm
của 4 HS ở các lớp thực nghiệm .......................................................... 30
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
I. Lý do chọn đề tài
Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, do đó vai trò của thí nghiệm vật lý là rất quan trọng. Việc giáo viên tổ chức cho học sinh tiếp xúc với thí nghiệm trong quá trình học môn vật lý là tất yếu.
Sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí, học sinh vừa được trang bị kiến thức, vừa được trang bị phương pháp làm việc và năng lực hoạt động thực nghiệm. Trong dạy học việc sử dụng thiết bị thí nghiệm đóng vai trò quan trong vào việc hoàn thiện những phẩm chất và năng lực của học sinh, góp phần trong sự phát triển toàn diện cho người học. Nhờ thí nghiệm học sinh có thể quan sát hiện tượng, phân tích tìm ra bản chất hiện tượng nhờ vậy hiểu sâu hơn bản chất vật lí của các hiện tượng, định luật, quá trình... được nghiên cứu và do đó có khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn. Thực tế cho thấy, việc dạy và học vật lí, các bài giảng có sử dụng thực hành thí nghiệm, thì học sinh lĩnh hội kiến thức nhanh hơn, học sinh quan sát và đưa ra những dự đoán, những ý tưởng mới, nhờ đó hoạt động nhận thức của học sinh sẽ được tích cực và tư duy của các em sẽ được phát triển tốt hơn.
Sử dụng thí nghiệm trong dạy và học giúp học sinh nắm vững tri thức, tạo được niềm tin, hình thành những năng lực thực nghiệm khoa học, kích thích hứng thú học tập bộ môn và bồi dưỡng những phẩm chất và năng lực cần thiết của người lao động mới như: năng lực quan sát, tính chính xác, cẩn thận, cần cù, tiết kiệm, hợp tác và tổ chức lao động khoa học.
Thí nghiệm vật lí là phương tiện giúp học sinh được trải nghiệm, khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí - Thông qua thí nghiệm để quan sát hiện tương, phân tích, chứng minh giả thiết đòi hỏi học sinh phải làm việc tự học hoặc có thể hợp tác nhóm , nhờ đó có thể phát huy vai trò cá nhân hoặc tính cộng đồng trách nhiệm trong thực hiện của các học sinh.
Môn vật lý có nhiều lý thuyết, định nghĩa công thức: Để giúp học sinh học môn vật lí thú vị hơn, tiếp thu kiến thức tốt hơn thì thí nghiệm là rất cần thiết, giúp học sinh hiểu và ứng dụng những vấn đề lý thuyết đã học vào thực tế. Đặc điểm tâm lý học sinh khám phá kiến thức môn vật lí đó là tò mò, thích khám phá và muốn tự tay thử nghiệm thay vì việc ngồi im nghe giảng. Vì vậy, các thí nghiệm sẽ dễ dàng thu hút học sinh, tạo hứng thú học tập, và khơi gợi động lực học tập, giúp học sinh yêu thích môn học.
Kết quả thực hành thí nghiệm chính xác, kiểm chứng lý thuyết sẽ tạo được niêm tin , hứng thú học tập cho học sinh, đồng thời tạo thuận lợi cho giáo viên trong việc sử dụng thí nghiệm vật lý và đổi mới phương pháp dạy học phát triển phẩm chất năng lực học sinh.
1
Thực tế dạy học qua nhiều năm sử dụng, theo thời gian một số thiết bị đã xuống cấp, bộc lộ những hạn chế, gây ra lúng túng cho giáo viên và học sinh làm mất niềm tin, hứng thú học tập thông qua thí nghiệm. Trong khi nguồn kinh phí để mua sắm các bộ thí nghiệm mới còn hạn chế. Do đó giáo viên và học sinh cần nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các dụng cụng thí nghiệm đơn giản nhằm khắc phục khó khăn về cơ sở vật chất và nâng cao chất lượng dạy học.
Thông qua thí nghiệm vật lí, học sinh hiểu sâu sắc hơn các khái niệm và hiện tượng vật lí, tin tưởng vào các chân lí khoa học, quan sát được một số hiện tượng bổ sung cho bài học, củng cố những kiến thức đã học được từ các bài giảng lí thuyết, tập cho các em khả năng vận dụng lí luận vào thực tiễn và giải thích được các hiện tượng Vật lí đơn giản đang xảy ra trong thế giới tự nhiên. Tuy nhiên, để đạt được các mục đích trên thì cần phải đảm bảo được các yếu tố như điều kiện cơ sở vật chất đặc biệt là các dụng cụ thí nghiệm.
Việc giáo viên và học sinh tự thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản để tiến hành các thí nghiệm vật lí là hoạt động có nhiều ý nghĩa và có nhiều tác dụng: tăng cường tính trực quan, góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội và nắm vững kiến thức, phát triển năng lực tư duy, độc lập và sáng tạo của học sinh. Việc tiến hành thí nghiệm, giải thích hoạc tiên đoán kết quả thí nghiệm đồi hỏi học sinh phải vận dụng các kiến thức ở nhiều nội dung khác nhau một cách linh hoạt.
Tuy nhiên, thực tế cho thấy việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học đang gặp nhiều khó khăn, trong đó, một trong những nguyên nhân cơ bản là do thiết bị thí nghiệm qua thời gian sử dụng đã xuống cấp và một số dụng cụ chưa được được trang bị đủ cho việc dạy học vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, điều đó phần nào đã ảnh hưởng đến chất lượng của việc dạy học vật lí ở trường phổ thông hiện nay. Trong chương trình vật lí phổ thông phần điện trường và từ trường có nhiều hiện tượng, quá trình vật lí phức tạp cần được trực quan hóa qua thí nghiệm nhưng với những thí nghiệm trong danh mục tối thiểu thì không thể đáp ứng đủ. Trên cơ sở các lí do đã trình bày ở trên, cùng với mong muốn nâng cao chất lượng dạy học, tăng cường hoạt động thực nghiệm cho học sinh trong học tập môn Vật lý theo hướng tích cực, chủ động, sáng tạo chúng tôi chọn đề tài: “Tự làm một số dụng cụ thí nghiệm phần điện trường và từ trường góp phần nâng cao chất lượng dạy học”
II. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo một số dụng cụ thí nghiệm để dạy phần điện
trường và từ trường.
Tự làm một số dụng cụ thí nghiệm sử dụng hiệu quả thiết bị thí nghiệm, nhằm nâng cao chất lượng dạy học, trong quá trình dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông.
2
III. Đối tượng khảo sát thực nghiệm
Một số dụng cụ thí nghiệm về điện trường và từ trường.
Ứng dụng của điện trường và từ trường .
Đề xuất quy trình tự làm một sô dụng cụ thí nghiệm và vận dụng quy trình đó vào tự làm một số dụng cụ thí nghiệm phần điện trường và từ trường trong chương trình vật lí trung học phổ thông.
Đề xuất quy trình sử dụng thí nghiệm tự làm và vận dụng quy trình đó vào thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức phần điện trường và từ trường trong chương trình vật lí trung học phổ thông theo theo mục tiêu phát triển phẩm chất, năng lực học sinh.
IV. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu những tài liệu về sử dụng thí nghiệm trong việc tổ chức dạy học
tích cực. Tìm hiểu lí luận dạy học vật lí theo năng lực.
Điều tra thực trạng sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí và nhu cầu
hứng thú học tập của học sinh khi sử dụng thí nghiệm vật lí.
Phương pháp thực nghiệm và phân tích tổng hợp kinh nghiệm
Phương pháp thực nghiệm sư phạm: tổ chức hoạt động dạy và học, ghi chép, chụp ảnh, quay phim, khảo sát kết quả học tập, rút kinh nghiệm giờ dạy, phân tích diễn biến quá trình thực nghiệm
V. Thời gian nghiên cứu
Từ tháng 10 năm 2022 đến tháng 3 năm 2023
VI. Đóng góp mới của đề tài
- Bổ sung lý luận về thiết kế và sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí.
- Hệ thống các thí nghiệm tự tạo phần điện trường và từ trường Vật lí 11 và giáo án mẫu có sử dụng thí nghiệm tự tạo để rèn luyện cho học sinh các kỹ năng thiết kế thí nghiệm nâng cao chất lượng dạy học.
VII. Bố cục của đề tài
Ngoài Đặt vấn đề và Kết luận, Tài liệu tham khảo, nội dung chính của đề tài
gồm 3 mục lớn:
1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm tự làm để
rèn luyện kỹ năng, nâng cao chất lượng trong dạy học Vật lí.
2. Quy trình thiết kế và sử dụng thí nghiệm tự làm trong dạy học phần điện
trường và từ trường Vật lí 11 THPT.
3. Thực nghiệm sư phạm.
3
PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1. Cơ sở lí luận.
1.1. Kỹ năng, rèn luyện kỹ năng
1.1.1. Kỹ năng
Khái niệm kỹ năng theo nghĩa hẹp là những thao tác, những cách thức thực hành, vận dụng tri thức, kinh nghiệm thực hiện hoạt động nào đó trong những môi trường quen thuộc. Hiểu theo cách này, kỹ năng có được là do kinh nghiệm, thực hành, làm nhiều thành thói quen, mà thiếu những hiểu biết, thiếu những tri thức… sẽ không giúp cá nhân thích ứng khi hoàn cảnh điều kiện thay đổi.
Kĩ năng nếu hiểu theo nghĩa rộng là bao gồm những kiến thức, những hiểu biết, giúp cá nhân thích ứng khi hoàn cảnh điều kiện thay đổi, cách hiểu kỹ năng giống như là năng lực.
1.1.2. Rèn luyện kỹ năng
Thí nghiệm là phương pháp cơ bản đặc trưng cho hoạt động nghiên cứu và dạy học Vật lí. Làm thí nghiệm là mô phỏng lại quá trình, nguyên tắc vật lí để qua đây học sinh hiểu được bản chất khái niệm Vật lí.
Thông qua làm thí nghiệm hình thành cho học sinh những kỹ năng sau đây:
- Tổ chức một buổi hoặc một thí nghiệm: Xác định mục đích, yếu tố thí
nghiệm và yếu tố đối chứng, thu thập các số liệu qua thực nghiệm.
- Lắp ráp, dùng các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm.
- Phân tích , giải thích hiện tượng trong các thí nghiệm.
- Xử lí số liệu bằng toán thống kê và rút ra kết luận.
Muốn rèn luyện các kỹ năng này cho HS, GV cần phải thực hiện các thí nghiệm ở trên lớp bằng cách biểu diễn, từ đó học sinh có thể làm theo. Việc rèn luyện kỹ năng làm thí nghiệm cần phải có thời gian, và nên phát huy thế mạnh của các nhóm học sinh. Cùng với việc làm thí nghiệm là rèn luyện các kỹ năng liên quan: đề xuất phương án theo giả thuyết, bố trí thí nghiệm, thay đổi đối tượng và điều kiện thí nghiệm, quan sát kết quả thí nghiệm bằng cách so sánh với đối chứng, kiểm tra giả thuyết và cuối cùng là rút ra kết luận.
1.2. Khái niệm thực hành, thí nghiệm
* Khái niệm thực hành:
Thực hành (TH) là học sinh (HS) tự mình trực tiếp tiến hành quan sát, tiến hành các thí nghiệm, tập triển khai theo quy trình của các hiện tượng các ứng dụng .
4
TH là một phương pháp đặc trưng quan trọng trong dạy học, nghiên cứu vật lí và hiện tượng thực tiễn. Trong dạy học Vật lí, phương pháp thực hành (PPTH) có tác dụng giáo dục, rèn luyện học sinh một cách toàn diện, vì:
- Qua TH, học sinh mới có điều kiện để tìm hiểu quan hệ giữa bản chất và hiện tượng, giữa nguyên nhân và kết quả, do đó các em có thể nắm vững tri thức và thiết lập được lòng tin tự giác, sâu sắc hơn.
- TH là một phương pháp quan trọng nhất để rèn luyện các kỹ năng, ứng dụng tri thức vào thực tiễn cuộc sống, đặc biệt nó là phương pháp chính trong dạy học Vật lí. Tóm lại, TH có điều kiện tốt nhất để thực hiện nguyên lí giáo dục lí thuyết gắn với thực tiễn, đáp ứng yêu cầu giáo dục hiện nay.
- TH là nơi tập cho HS các phương pháp nghiên cứu Vật lí như quan sát,
thực nghiệm,…
- TH có liên quan đến nhiều giác quan, cho nên bắt buộc các em phải suy nghĩ,
tìm tòi nhiều hơn từ đó tư duy sáng tạo của học sinh có điều kiện phát triển hơn.
* Khái niệm thí nghiệm:
Thí nghiệm là gây ra một hiện tượng, một sự biên đổi nào đó trong điều kiện
xác định để tìm hiểu, nghiên cứu, điều tra hay chứng minh.
Quan sát là một phương pháp để nghiên cứu các đối tượng, hiện tượng có sẵn trong của tự nhiên, thí nghiệm là phương pháp nghiên cứu đối tượng và hiện tượng trong nhân tạo. Thí nghiệm là phương pháp cơ bản trong nghiên cứu khoa học, vì vậy nó cũng được sử dụng trong dạy học vật lí.
Thí nghiệm có ưu thế hơn quan sát là vì người nghiên cứu có thể chủ động sáng tạo ra các hiện tượng, hoặc đặc biệt có thể thay đổi điều kiện quan sát và tạo khả năng đi sâu hơn vào việc tìm hiểu nguyên nhân của các hiện tượng, nó cho phép chúng ta tìm hiểu bản chất của các hiện tượng, mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng. Vì vậy I.P.Páplop đã nói: “Quan sát chỉ thu lượm những gì mà tự nhiên tạo cho, còn thí nghiệm cho phép giành lấy ở tự nhiên những gì mà con người cần”.
* Khái niệm thí nghiệm tự tạo:
Theo tác giả Lê Cao Phan, thí nghiệm tự tạo là thí nghiệm do giáo viên hoặc học sinh thực hiện bằng các vật liệu dễ tìm kiếm, có sẵn ở địa phương, phù hợp với hoàn cảnh của nhà trường và học sinh.
2. Cơ sở thực tiễn để thiết kế và sử dụng các thí nghiệm tự tạo trong dạy
học Vật lí
2.1. Thực trạng dạy và học thực hành thí nghiệm Vật lí ở các trường
THPT hiện nay
Qua tìm hiểu chúng tôi nhận thấy rằng đa số các trường THPT hiện nay đã có phòng thực hành thí nghiệm vật lí. Nhưng thiết bị, dụng cụ, hóa chất phục vụ
5
công tác THTN môn vật lí còn thiếu thốn, một số đã bị hư hỏng không dùng được. Bên cạnh đó giáo viên chưa có nhiều kỹ năng để tổ chức thực hành thí nghiệm. Học sinh đa số các em còn e ngại, chưa chủ động tích cực tham gia trong việc làm thực hành thí nghiệm.
2.2. Thực trạng về năng lực thực hành thí nghiệm của học sinh, chất lượng
dạy học ở các trường THPT hiện nay
Hầu hết các trường đã có phòng thực hành thí nghiệm riêng cho bộ môn vật lí, tuy nhiên ở một số trường ở vùng miền núi còn chưa có phòng thực hành riêng. Mặt khác đa số các học sinh cảm thấy không hứng thú về các giờ học thực hành, thí nghiệm. Các em học sinh chưa có thái độ nghiêm túc trong THTN, năng lực thực hành còn hạn chế, không đồng đều giữa các học sinh, chính điều này là một trong những trở ngại cho giáo viên khi tiến hành dạy các bài thực hành.
Vật lí là môn khoa học tự nhiên, việc tiếp thu kiến thức nhằm nâng cao chất lượng dạy học đòi hỏi phải có sự góp phần quan trọng của thí nghiệm thực hành. Tuy nhiên với thực trạng như trên thì việc tiếp thu kiến thức, nâng cao chất lượng dạy học môn vật lí gặp không ít khó khăn.
II. QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO
TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG
1. Quy trình thiết kế và hệ thống các thí nghiệm đã thiết kế
1.1. Quy trình thiết kế thí nghiệm trong dạy học vật lí
Trong dạy học vật lí ở trường phổ thông hiện nay, việc tự tạo thí nghiệm và việc dùng các thí nghiệm tự tạo vào tổ chức hoạt động dạy học cho học sinh là việc làm cần thiết, đáp ứng được yêu cầu về đổi mới PPDH. Chính vì thế, để việc sử dụng các thí nghiệm tự tạo vào tổ chức hoạt động học của học sinh đạt được hiệu quả thì việc làm các thí nghiệm tự tạo phải theo một quy trình nhất định và trong quá trình thực hiện chúng ta cần phải bổ sung, điều chỉnh sao cho phù hợp đúng với mục tiêu dạy học, nội dung kiến thức, tình hình cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm và các hình thức tổ chức dạy học. Qua nghiên cứu, tìm hiểu một số tài liệu chúng tôi đã đề xuất quy trình thiết kế thí nghiệm tự tạo gồm các bước sau:
Bước 1. Nghiên cứu nội dung bài học, xác định mục tiêu dạy học.
Nhiệm vụ của việc dạy học vật lí ở trường phổ thông là nhằm giúp cho học sinh đạt được các kiến thức vật lí cơ bản sao cho phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh, những kiến thức đó là các khái niệm, các hiện tượng và ứng dụng của vật lí vào sản xuất và đời sống. Dựa trên cơ sở nghiên cứu mục tiêu dạy học và nội dung bài học yêu cầu, giáo viên cần xác định những nội dung kiến thức nào trong bài học có thể tự tạo thí nghiệm để hình thành kỹ năng thiết kế thí nghiệm cho học sinh, để đưa ra đề xuất và lựa chọn phương án thí nghiệm thích hợp, nâng cao chất lượng dạy học.
Mục tiêu là cái cần đạt được sau mỗi bài học do giáo viên đặt ra theo yêu cầu để định hướng hoạt động dạy học. Mục tiêu dạy học là cái đích đặt ra cho học
6
sinh cần đạt được, đó là sản phẩm mà học sinh có được sau mỗi bài học. Mục tiêu dạy học đó sẽ chỉ đạo toàn bộ nội dung, phương pháp dạy học và mục tiêu dạy học đó gồm 3 yếu tố: Kiến thức, kỹ năng và thái độ. Vì vậy, trước khi sử dụng thí nghiệm tự tạo vào tổ chức hoạt động dạy học, giáo viên cần xác định mục tiêu cần đạt được sau khi thực hiện thí nghiệm hoặc qua bài học này giáo viên cần hình thành những phẩm chất, kỹ năng, kiến thức gì cho học sinh.
Bước 2. Tìm hiểu thực trạng cơ sở vật chất và thiết bị thí nghiệm vật lí từ đó
đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm.
Trong quá trình dạy học, cơ sở vật chất và thiết bị thí nghiệm vật lí có vai trò rất quan trọng, là một phương tiện giúp cho giáo viên tổ chức các hoạt động nhận thức, rèn luyên kỹ năng thiết kế thí nghiệm cho học sinh có hiệu quả nhằm đạt được mục tiêu nâng cao chất lượng dạy học. Chính vì vậy, trong dạy học vật lí các thiết bị thí nghiệm góp phần quan trọng trong việc phát huy năng lực học tập của học sinh. Ở các trường phổ thông hiện nay, các thiết bị thí nghiệm đều được cung cấp theo danh mục của Bộ, tuy nhiên qua thời gian sử dụng các thiết bị thí nghiệm bị xuống cấp cho kết quả không chính xác, thậm chí hư hỏng không sử dụng được ảnh hưởng đến hiệu quả dạy học vật lí ở trường phổ thông, ngoài ra có nhiều thí nghiệm không thể cấp mà phải huy động học sinh tự thiết kế ở nhà. Do đó việc thiết kế, chế tạo, cải tiến và sửa chữa các thiết bị thí nghiệm nhằm khắc phục tình trạng trên là việc làm thực sự có ý nghĩa và góp phần vào việc thực hiện đổi mới phương pháp dạy học, tăng cường tính trực quan trong dạy học và đặc biệt là rèn luyện được kỹ năng thiết kế thí nghiệm cho học sinh nhằm nâng cao chất lượng dạy học.
Căn cứ vào mục tiêu bài học và tình hình thiết bị thí nghiệm mà giáo viên có thể đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm. Việc đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm có thể được thực hiện theo 3 cách sau:
- Phương án thí nghiệm có sẵn, cải tiến một số thiết bị cho phù hợp với nội
dung bài học.
- Phương án thí nghiệm có sẵn, tự thiết kế, chế tạo và lắp ráp thí nghiệm.
- Tự đề xuất phương án thí nghiệm và tự tạo thí nghiệm.
Bước 3. Chuẩn bị các vật liệu và dụng cụ, mẫu vật cần thiết.
Dựa trên phương án thí nghiệm đã đề xuất, giáo viên giao cho học sinh tiến hành tìm kiếm, chuẩn bị các vật liệu và dụng cụ cần thiết. Các vật liệu và dụng cụ cần thiết dùng trong thí nghiệm phải có sẵn trong thực tế cuộc sống, dễ tìm kiếm, dễ gia công, rẻ tiền, dễ thay thế và sửa chữa thì mới đảm bảo tính khả thi.
Sau khi học sinh đã chuẩn bị các dụng cụ, vật liệu và thiết bị cần thiết cho thí nghiệm, giáo viên cần phải hướng dẫn học sinh tiến hành thiết kế các thí nghiệm theo phương án đã đặt ra. Đây là một việc đòi hỏi các học sinh phải thực sự nghiêm túc, có kỹ năng, có sự hiểu biết thực tiễn và kinh nghiệm trong cuộc sống.
7
Bước 4. Tiến hành thí nghiệm.
Lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm theo phương án đã đặt ra, tiến hành thí nghiệm để kiểm tra kết quả. Việc tiến hành thí nghiệm có thể xảy ra hai trường hợp sau:
- Nếu thí nghiệm đạt theo phương án đề ra, cho kết quả như mong muốn thì chúng ta tiếp tục thực hiện bước tiếp theo là hoàn thiện thí nghiệm nhằm tăng cường tính trực quan, thẩm mĩ và đảm bảo an toàn cho thí nghiệm khi áp dụng.
- Nếu thí nghiệm không đạt theo phương án đề ra, cho kết quả không như mong muốn hoặc các dụng cụ, thiết bị sau khi gia công, chế tạo và lắp ráp không thực hiện được thí ta phải kiểm tra lại các bước từ đầu đề xuất phương án, gia công, chế tạo và lắp ráp thí nghiệm để có kết quả như mong muốn.
Trong quy trình tự tạo TN thì bước đề xuất phương án thí nghiệm là một bước quan trọng nhất, vì trong phương án đề xuất thì các vật liệu, dụng cụ và thiết bị trong thí nghiệm phải là những dụng cụ có sẵn trong tự nhiên, dễ tìm, dễ làm thì mới đảm bảo tính khả thi. Ngoài ra việc gia công và chế tạo dụng cụ, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm cũng rất quan trọng, vì trong quá trình gia công và chế tạo đòi hỏi người giáo viên phải có kinh nghiệm và hiểu biết các kiến thức, phải biết hướng dẫn học sinh làm nhiều lần để có thể tìm ra các phương hợp lí, tối ưu nhất. Còn bước tiến hành thí nghiệm là để kiểm tra, phát hiện và điều chỉnh những sai sót, những dụng cụ chưa được tốt và đảm bảo khi tiến hành TN sẽ thành công.
1.2. Lựa chọn và thiết kế các thí nghiệm trong phần điện trường và từ
trường - Vật lí 11 THPT
Thí nghiệm 1: Sự nhiễm điện và tương tác điện.
1. Phương án thí nghiệm đã có:
Sách giáo khoa đã có phương án thí nghiệm chứng minh sự nhiễm điện của các vật cũng như sự tương tác giữa các điện tích, tuy nhiên các dụng cụ thí nghiệm ở phòng thực hành nhà trường không có.
Bộ thí nghiệm điện tích - điện trường gồm máy phát tĩnh điện Wimshurst
được cấp và sử dụng từ năm 2008 đến nay, hiện đã hỏng không có thể khắc phục sửa chữa để dùng và giá của bộ thí nghiệm này trên thị trường là 1,8 triệu động do vậy cần phải có giải pháp để khắc phục.
2. Thí nghiệm tự tạo:
Bước 1. Nghiên cứu nội dung bài học, xác định mục tiêu dạy học
- Trình bày được các hiện tượng nhiễm điện.
- Giải thích các hiện tượng nhiễm điện.
- Nắm được nội dung định luật Cu-lông.
8
Qua nghiên cứu nội dung kiến thức bài học chúng tôi có thể đưa ra phương
án thí nghiệm tự tạo từ các vật liệu thông thường xung quanh ta để dạy học:
- Sự nhiễm điện và tương tác điện.
Bước 2. Tìm hiểu CSVC và TBTN, đề xuất, lựa chọn phương án TN.
Qua tìm hiểu CSVC và TBTN nhận thấy các dụng cụ thí nghiệm này chưa
có sẵn.
Đề xuất phương án thí nghiệm:
Phương án 1:
* Thí nghiệm về sự nhiễm điện do cọ xát:
Dùng thước nhựa ( hoặc bút nhựa) cọ xát vào chiếc khăn bông hoặc dùng
một quả bóng bay đã thổi căng cọ xát vào chiếc khăn bông.
* Thí nghiệm về sự nhiễm điện do tiếp xúc:
Tạo bình điện nghiệm:
Sử dụng một ống nhựa hoặc ống thủy tinh có nắp vặn, khoan thủng nắp vặn. Dùng một thanh nhôm hoặc đồng luồn vào ống qua lỗ thủng, đầu thanh ở trong ống uốn thành cái móc, đầu thanh còn lại ở phía ngoài ống gắn một miếng kim loại.
Cắt 2 lá nhôm mỏng nhẹ treo vào đầu móc trong ống.
Sử dụng thước nhựa hoặc bút nhựa đã cọ xát ở thí nghiệm trên chạm vào
miếng kim loại ở ngoài ống.
*Thí nghiệm về sự nhiễm điện do hưởng ứng:
Dùng một sợi dây mảnh treo lên, lấy đầu bút đã cọ xát trong thí nghiệm trên
đưa lại gần sợi dây đang treo.
Hoặc ta có thể đặt trên bàn một vỏ lon bia sau đó đưa thước nhựa đã cọ xát
trên lại gần lon bia.
Bước 3. Chuẩn bị các vật liệu và dụng cụ, mẫu vật cần thiết.
- Khăn bông.
- Thước nhựa hoặc bút nhựa.
- Hai quả bóng bay đã bơm căng,một sợi chỉ.
- Ống nhựa hoặc thủy tinh có nắp vặn, vỏ lon bia.
- Thanh đồng hoặc thanh nhôm, 2 lá kim loại mỏng, 1 miếng kim loại.
Bước 4. Tiến hành thí nghiệm.
* Thí nghiệm về sự nhiễm điện do cọ xát:
Dùng thước nhựa (bút) cọ xát vào chiếc khăn bông hoặc dùng một quả bóng
bay đã thổi căng cọ xát vào chiếc khăn bông.
9
Kết quả thước nhựa và chiếc khăn bông đều nhiễm điện do cọ xát.
Giải thích sự nhiễm điện do cọ xát: Trong trường hợp này hai vật trung hòa về điện cọ xát với nhau nguyên tử của một vật sẽ bị mất một số electron và tích điện dương. Vật còn lại sẽ nhận được electron của vật kia và sẽ tích điện âm. Theo định luật bảo toàn điện tích thì tổng điện tích của hai vật sau khi tiếp xúc bằng không.
* Thí nghiệm về sự nhiễm điện do tiếp xúc: Sử dụng thước nhựa đã cọ xát ở
thí nghiệm trên chạm vào miếng kim loại ở ngoài ống.
Hình 1a: Thí nghiệm sự nhiễm điện do tiếp xúc
Kết quả: Hai lá kim loại trong ống đẩy nhau do nhiễm điện cùng dấu.
Đặt tiếp xúc thước nhựa đã nhiễm điện vào miếng kim loại, khi đó cả miếng kim loại, thanh nhôm và 2 lá kim loại mỏng cũng nhiễm điện cùng dấu với thước nhựa.
Giải thích sự nhiễm điện do tiếp xúc: Khi ta cho thước nhựa đã nhiễm điện dương tiếp xúc với miếng kim loại thì vật nhiễm điện dương sẽ hút các êlectron tự do của miếng kim loại qua nó cho đến khi điện tích hai vật cân bằng. Do đó sau khi tiếp xúc với vật nhiễm điện dương thì miếng kim loại cũng nhiễm điện dương vì bị mất êlectron. Miếng kim loại nhiễm điện nên 2 lá nhôm mỏng cũng nhiễm điện cùng dấu, chúng đẩy nhau.
*Thí nghiệm về sự nhiễm điện do hưởng ứng:
Dùng một sợi dây mảnh treo lên, sau đó lấy thước nhựa ( bút nhựa) đã cọ
xát trong thí nghiệm trên đưa lại gần sợi dây đang treo.
10
Hoặc ta có thể đặt trên bàn một vỏ lon bia sau đó đưa thước nựa đã cọ xát
trên lại gần lon bia.
Hình 1b: Sự nhiễm điện do hưởng ứng
Kết quả: Sợi dây đang treo, vỏ lon bia bị hút về phía thước nhựa.
Giải thích sự nhiễm điện do hưởng ứng: Đưa thước nhựa nhiễm điện dương lại gần vỏ lon bia trung hòa về điện. Đầu gần thước nhiễm điện âm do thước nhựa hút các electron tự do về phía mình, ở đó thừa electron khi đó đầu xa thước thiếu electron nên nhiễm điện dương.
Kết quả là sợi dây hoặc vỏ lon bia bị thước nhựa (bút nhựa) hút.
Phương án 2:
Phương án thí nghiệm: Máy phát tĩnh điện Van de graaf như hình.
Cụ thể: - Dùng vỏ lon bia gắn trên các giá đỡ cách điện cao. - Một dây đai cao su (băng chuyền), đi qua các con lăn thẳng đứng P1 và P2. Con lăn P2 nằm ở tâm của vỏ lon bia và con lăn P1 nằm dưới P2 theo phương thẳng đứng. Dây đai chạy bằng động cơ điện M. B1 và B2 là hai chổi kim loại gọi là lược thu.
Ta sử dụng các sợi dây đồng trong dây điện làm lược thu.
Bước 3: Chuẩn bị các vật liệu và dụng cụ, mẫu vật cần thiết
Ống nhựa, ròng rọc .
Băng chuyền bằng cao su, mô tơ.
Quả cầu kim loại rỗng(vỏ lon bia).
Dây dẫn điện .
Giấy nhôm, băng keo.
11
Nguồn điện 3V - 12 V.
Các vụn xốp .
Chế tạo dụng cụ thí nghiệm
Con lăn 1 được làm bằng băng dính, lớp ngoài cuốn một lớp giấy nhôm mỏng.
Con lăn 2 làm từ nút chai nhựa, trục làm từ tăm xe đạp.
Điện cực hình lược được làm từ dây đồng mài nhọn, điện cực 3 ở trên nối
với vỏ lon bia.
Hình 1c: Mô phỏng máy phát tĩnh điện
Bước 4: Tiến hành thí nghiệm - Cấp nguồn 12 V cho mô tơ hoạt động, đặt máy phát lên tấm nhôm mỏng
sao cho vỏ lon bia tiếp xúc với tấm nhôm.
Hình 1d: Thí nghiệm máy phát tĩnh điện tích điện hút các mẫu xốp
12
Kết quả: Các vụn xốp dưới tấm nhôm bị hút về phía tấm nhôm, chứng tỏ vỏ
lon bia đã phóng điện sang cho tấm nhôm.
Giải thích: - Cực dương của nguồn điện được nối với lược B1. Do tác động của các điểm, một lượng điện tích được tích lũy ở các đầu nhọn của lược, làm điện trường tăng lên và không khí gần chúng bị ion hóa. Các điện tích dương trong không khí bị đẩy lùi và nằm lại trên dây đai do hiện tượng phóng điện hào quang. Các điện tích được dây đai mang lên trên khi nó di chuyển. Khi phần mang điện tích dương của dây đai di chuyển đến trước bàn chải B2, do quá trình tác động tương tự của các điểm và phóng điện corona xảy ra và vỏ lon bia thu được các điện tích dương. Các điện tích dương phân bố đều trên bề mặt vỏ lon. Do tác dụng của các điểm bởi các điện tích âm của khối khí phía trước lược B2 nên các điện tích dương của dây đai bị trung hòa. Phần không được tích điện của vành đai quay trở lại thu điện tích dương từ B1, do đó được thu bởi B2. Quá trình chuyển điện tích được lặp lại. Khi ngày càng có nhiều điện tích dương được truyền vào vỏ lon bia, thế năng dương của nó tiếp tục tăng cho đến khi trên bề mặt vỏ lon bia đạt cực đại. Nếu điện thế vượt quá mức này, đặc tính cách nhiệt của không khí bị phá vỡ và vỏ lon bia bị phóng điện.
Thí nghiệm 2: Sự phóng điện và nạp điện của tụ điện.
1. Phương án thí nghiệm đã có:
Sách giáo khoa chưa có phương án sử dụng thí nghiệm.
2. Thí nghiệm tự tạo:
Bước 1. Nghiên cứu nội dung bài học, xác định mục tiêu dạy học.
- Cấu tạo và vai trò của tụ điện.
- Cách tích điện cho tụ điện.
- Nắm được ý nghĩa của điện dung của tụ điện. - Đề xuất giả thiết điện tích của tụ điện tỉ lệ với điện dung .
Qua nghiên cứu nội dung kiến thức của bài học chúng ta có thể xây dựng
phương án thí nghiệm tự tạo để áp dụng dạy học:
- Vai trò của tụ điện và cách tích điện cho tụ điện.
Bước 2. Tìm hiểu thực trạng, cơ sở vật chất, TBTN, đề xuất lựa chọn
phương án thí nghiệm.
Phương án đề xuất tự tạo thí nghiệm vai trò của tụ điện.
Phương án 1:
- Nối tụ điện với đèn led và nguồn điện( ác quy 12V) tạo thành mạch kín.
- Sử dụng hai công tắc để đóng và ngắt mạch .
Đóng công tắc 1 ngắt dòng điện chạy qua đèn, bật công tắc 2 để tích điện
13
cho tụ điện. Sau khi tị đã tích điện, đóng công tắc 2 ngắt tụ điện ra khỏi nguồn điện bật công tắc 1 để nối liền mạch giữa tụ điện và đèn led.
Bước 3. Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ, mẫu vật cần thiết.
- Dây dẫn điện.
- Hai công tắc.
- Một tụ điện.
- Một bóng đèn led.
- Một ác quy 12V.
Bước 4. Tiến hành thí nghiệm để thấy được sự tích điện và phóng điện của
tụ điện.
- Tích điện cho tụ điện.
- Sau khi tụ điện đã tích đầy điện dùng công tắc 1 ngắt tụ ra khỏi nguồn.
- Sử dụng công tắc 2 nối liền mạch tụ điện với bóng đèn. Khi đó bóng đèn sẽ
sáng lên rồi yếu dần.
Kết luận: - Thí nghiệm cho ta thấy được sự tích điện của tụ điện và tụ điện sẽ sử dụng lượng điện tích mà hai bản cực tích được để tạo ra dòng điện chạy qua đèn led, đèn sáng lên. Sau khi tụ điện đã phóng hết các điện tích tích được thì đèn sẽ tắt.
Hình 2a: Thí nghiệm sự nạp điện, phóng điện của tụ điện
Phương án 2:
- Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ, mẫu vật cần thiết:
Bảng nhựa 15cmx20cm.
14
Máy khoan cầm tay mũi khoan 1li, 6 li.
1 công tắc.
1 tụ điện hóa học loại 4700µF.
1 tụ điện 10000µF.
8 giắc cắm .
Đèn led 3V.
Nguồn điện 3V - 12 V AC và DC.
1 đi ốt.
2 dây nối nguồn có giắc cắm hai đầu và dây nối mạch điện .
Đồng hồ.
- Thí nghiệm và kết quả thí nghiệm
Khoan lỗ trên bảng nhựa và lắp các giắc cắm.
Nối 2 cực của tụ điện để tụ xả hết điện tích.
Lắp các dụng cụ thí nghiệm như hình 2.1 tụ điện C loại 4700µF.
K1
K2
Đ
C +
3V- 12VAC
Ban đầu K1 ngắt, đóng K2 thì đèn không sáng.
Điều chỉnh hiệu điện thế nguồn 12V rồi, ngắt K2 đóng K1 khoảng vài phút để tụ C tích điện. Ngắt K1 đóng K2 thì đèn sáng rồi đèn sáng mờ dần và tắt. Dùng đồng hồ đo thời gian đèn sáng.
Hình 2b: Sơ đồ cắm mạch điện
Tháo tụ 4700µF ra và lắp tụ 10000µF vào và thực hiện thực hiện lại thí nghiệm và đo thời gian đèn sáng.
Kết quả thí nghiệm
Đo thời gian đèn sáng của thí nghiệm với tụ điện 4700µF và tụ điện điện
10000µF:
Thời gian đèn sáng của tụ 4700µF ngắn hơn thí nghiệm với tụ loại 10000µF.
Đề xuất giả thiết điện tích của tụ điện tỉ lệ với điện dung của tụ điện.
15
Hình 2c: Ngắt nguồn, đèn sáng
Kết quả thí nghiệm cho thấy: Điện tích mà tụ điện tích được tỉ lệ với điện
dung của tụ điện.
Thí nghiệm 3. Thí nghiệm mạch lọc dùng tụ điện.
1. Phương án thí nghiệm đã có:
Sách giáo khoa chưa có phương án thí nghiệm.
2. Thí nghiệm tự tạo:
Bước 1. Nghiên cứu nội dung bài học, xác định mục tiêu dạy học. - Ứng dụng của tụ điện trong các mạch điện tử.
Bước 2. Tìm hiểu thực trạng, cơ sở vật chất, TBTN, đề xuất, lựa chọn
phương án thí nghiệm
Mắc điện như hình 3a, vặn núm điều chỉnh hiệu điện thế nguồn 3V AC, đóng khóa K1 và K2 thì đèn sáng nhấp nháy. Lắp một tụ loại 4700µF vào chốt (1) và (2) thì đèn bớt nhấp nháy, tiếp tục mắc thêm một tụ 4700µF vào chốt (3) và (4) thì đèn không còn thấy nhấp nháy.
Hình 3a: Sơ đồ
Bước 3. Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ, mẫu vật cần thiết.
Bảng nhựa 15cmx20cm.
Máy khoan cầm tay mũi khoan 1li, 6 li.
1 công tắc.
2 tụ điện hóa học loại 4700µF .
16
8 giắc cắm, Đèn led 3V.
Nguồn điện 3V - 12 V AC và DC, 1 đi ốt. 2 dây nối nguồn có giắc cắm hai đầu và dây nối mạch điện .
Bước 4. Tiến hành thí nghiệm
Tụ điện đã làm cho đèn không còn nhấp nháy có nghĩa là làm ổn định hiệu
điện thế và dòng điện chỉnh lưu, hình 3b.
Hình 3b: Thí nghiệm mạch lọc dùng tụ điện
Thí nghiệm 4. Thí nghiệm hiện tượng cảm ứng điện từ.
1. Phương án thí nghiệm đã có:
Sách giáo khoa đã có phương án thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ, tuy nhiên dụng cụ trong phòng thí nghiệm đã hư hỏng cần có phương án thí nghiệm thay thế.
2. Thí nghiệm tự tạo:
Bước 1. Nghiên cứu nội dung bài học, xác định mục tiêu dạy học.
Chứng minh khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng, dòng điện này chỉ xuất hiện trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên.
Khảo sát được chiều của dòng điện cảm ứng.
Qua mục tiêu trên chúng tôi đưa ra phương án thí nghiệm tự tạo để dạy học:
- Hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Khảo sát chiều dòng điện cảm ứng.
Phương án 1:
Bước 2. Tìm hiểu thực trạng, cơ sở vật chất, TBTN, đề xuất, lựa chọn
phương án thí nghiệm
17
Tìm hiểu thực trang cơ sở vật chất, TBTN của nhà trường : Có 4 bộ thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ nhưng các bộ thí nghiệm này đã bị hỏng, không sử dụng được.
Qua nghiên cứu nội dung và mục tiêu bài học chúng tôi đề xuất tự tạo thiết
bị dạy học cho thí nghiệm hiện tượng cảm ứng điện từ:
Sử dụng một cuộn dây nối với vôn kế nhạy (hoặc bóng đèn led) tạo thành
mạch điện kín.
Dùng nam châm di chuyển, cuộn dây đứng yên để từ thông qua mạch biến thiên. Hoặc cho nam châm đứng yên, cuộn dây di chuyển để từ thông qua mạch kín biến thiên.
Bước 3. Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ, mẫu vật cần thiết. - Một cuộn dây đồng. - Một đồng hồ đơn vị đo mV( hoặc một bóng đèn led). - Một nam châm thẳng.
Bước 4. Tiến hành thí nghiệm
Dùng cuộn dây nối với đồng hồ tạo thành mạch kín, cho cuộn dây đứng yên,
di chuyển nam châm tiên lại gần rồi ra xa cuộn dây.
Kết quả: Khi nam châm lại gần cuộn dây, số chỉ của đồng hồ tăng lên.
Khi nam châm ra xa cuộn dây, số chỉ của đồng hồ giảm.
Tương tự nếu cho nam châm đứng yên, cuộn dây di chuyển lại gần và ra xa
nam châm thì ta cũng thu được kết quả tương tự.
Như vậy: Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch kín xuất hiện
suất điện động cảm ứng, sinh ra dòng điện cảm ứng.
Hình 4a: Số chỉ của đồng hồ khi nam châm
Hình 4b: Số chỉ của đồng hồ tăng
và cuộn dây đều đứng yên
khi nam châm chuyển động lại gần cuộn dây,
cuộn dây nằm yên
18
Phương án 2:
Bước 2. Mục tiêu thí nghiệm.
Quan sát sự xuất hiện của suất điện động cảm ứng trong mạch điện kín. Sự
đổi chiều của dòng điện cảm ứng.
Quan sát sự xuất hiện của suất điện động và dòng điện cảm ứng khi cường
độ điện trong cuộn dây biến thiên.
Hệ số tự cảm của cuộn dây tăng lên khi cho thêm lõi sắt.
Bước 3: Chuẩn bị vật liệu và dụng cụ thí nghiệm.
Cuộn dây quấn 0,8mm bằng đồng có phủ sơn cách điện.
Lõi nhựa dài 80mm đường kính 40mm.
Nam châm thẳng dài 200mm 20mmx10mm.
Điện kế , 2 giắc cắm, hai dây nối.
Lõi sắt thẳng dài 200mm x 20mm x20mm, 4 giắc cắm, hai dây nối.
Đèn sợi đốt 6V - 3W , giá lắp đui đèn, công tắc.
Nguồn điện 3V - 24 V ACV.
Bước 4: Tiến hành thí nghiệm.
Lắp dụng cụ theo sơ đồ, điều chỉnh hiệu điện thế nguồn AC tăng từ 3 V đến
24V đề cho đèn sáng, hình 4c.
Từ từ đưa lõi sắt vào cuộn dây thì đèn mờ dần và đèn tắt, hình 4d.
Kết quả thí nghiệm cho thấy khi cường độ dòng điện thay đổi, khi cho lõi thép vào cuộn dây đã làm cho đèn không sáng, nghĩa là cường độ dòng điện chạy qua đèn đã thay đổi
Hình 4c: Cuộn dây không lõi thép, đèn sáng
Hình 4d. Cuộn dây có lõi thép, đèn không sáng
19
Hình 4e: Cuộn dây có lõi thép và không có lõi thép đèn vẫn sáng như nhau
Lặp lại thí nghiệm, nhưng với nguồn điện DC 3- 24 V thì thấy cuộn dây có lõi thép và không có lõi thép đèn vẫn sáng, không thấy sự thay đổi về độ sáng, hình 4e.
Thí nghiệm 5: Thí nghiệm về hiện tượng tự cảm.
1. Phương án thí nghiệm đã có:
Sách giáo khoa đã có phương án thí nghiệm về hiện tượng tự cảm tuy nhiên
phòng thực hành không có dụng cụ tiến hành bài học này.
2. Thí nghiệm tự tạo:
Bước 1. Nghiên cứu nội dung bài học, xác định mục tiêu dạy học.
Thấy rõ được hiện tượng tự cảm.
Qua thí nghiệm chứng minh được hiện tượng tự cảm xuất hiện khi từ thông
riêng qua mạch kín biến thiên.
Qua mục tiêu trên chúng tôi đưa ra phương án thí nghiệm tự tạo để dạy học: - Hiện tượng tự cảm.
Bước 2. Tìm hiểu thực trạng, cơ sở vật chất, TBTN, đề xuất, lựa chọn
phương án thí nghiệm.
Thực trạng: Sách giáo khoa đã có phương án thí nghiệm nhưng phòng thực hành của nhà trường không có các dụng cụ để tiến hành thí nghiệm trong bài học này.
Chúng tôi đưa ra phương án thí nghiệm dạy học phần tự cảm: - Hiện tượng tự cảm khi ngắt mạch.
Sử dụng bảng nhựa gắn các thiết bị: 2 bóng đèn led, 1 cuộn dây đồng (dây đồng có đường kính 0,4mm) hệ số tự cảm 0,1H đến 0,12H có lõi sắt, 2 công tắc đơn, dây dẫn điện và nguồn điện 12 V.
Mắc nối tiếp một bóng đèn với cuộn dây, đoạn mạch này mắc đối xứng với
bóng đèn thứ 2.
Nối mạch trên với nguồn điện có sử dụng công tắc để đóng ngắt mạch.
20
Bước 3. Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ, mẫu vật cần thiết. - 2 bóng đèn led - 1 cuộn dây đồng (dây đồng có đường kính 0,4mm) hệ số tự cảm 0,1H đến
0,12H có lõi sắt.
- 2 công tắc đơn, dây dẫn điện và nguồn điện 12 V.
Bước 4. Tiến hành thí nghiệm
Bật công tắc nối mạch điện, dòng điện chạy qua cuộn dây đèn 1 sáng lên.
Ngắt công tắc,đèn 1 tắt còn đèn 2 lóe sáng rồi tắt.
Hình 5a: Khóa K đóng đèn 1 sáng
Hình 5b: Khóa K ngắt đèn 1 sáng tắt ngay, đèn 2 lóe sáng lên rồi tắt
21
Hình 5c: Đèn 2 lóe sáng lên rồi tắt
Giải thích: Khi ngắt khóa K, dòng điện qua cuộn dây giảm về 0, từ thông riêng qua cuộn dây biến thiên. Trong cuộn dây xuất hiện hiện tượng tự cảm, sinh ra dòng điện tự cảm có tác dụng chống lại sự giảm của dòng điện ban đầu. Dòng điện tự cảm chạy qua đèn 2, làm đèn 2 lóe sáng lên.
Thí nghiệm 6: Thí nghiệm về động cơ điện. 1. Phương án thí nghiệm đã có:
Sách giáo khoa chưa có phương án thí nghiệm. 2. Thí nghiệm tự tạo:
Bước 1: Nghiên cứu nội dung bài học, xác định mục tiêu dạy học.
Xác định được bản chất của từ trường, đặc điểm của từ trường, bản chất của
lực từ.
Xác định được lực từ do từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện
từ đó xác định lực từ do từ trường tác dụng lên khung dây.
Qua nghiên cứu những nội dung kiến thức trong bài học, chúng tôi nhận thấy
rằng những nội dung kiến thức sau có thể xây dựng thí nghiệm tự tạo để dạy học:
- Lực từ.
Bước 2. Tìm hiểu thực trạng, cơ sở vật chất, TBTN, đề xuất, lựa chọn
phương án thí nghiệm.
Phương án đề xuất tự tạo thí nghiệm chứng minh sự tồn tại của từ trường,
đặc điểm của từ trường.
Phương án 1 - Lấy dây đồng quấn một cuộn dây hình tròn khoảng 10 vòng. - Lấy 2 đoạn đồng làm giá đỡ cuộn dây.
22
Cạo lớp tiếp xúc giữa vòng dây và thanh giá đỡ, giữa thanh giá đỡ và
nguồn điện.
Đế nhựa ta khoan 2 lỗ ở trên bề mặt để tạo giá đỡ, luồn 2 thanh giá đỡ xuống
dưới để nối với nguồn điện. Hoặc ta cũng có thể dùng bảng điện nhựa nhỏ.
Bước 3. Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ, mẫu vật cần thiết.
- Đế nhựa.
- Dây đồng cỡ nhỏ, 2 đoạn dây đồng cỡ lớn.
- Nam châm vĩnh cửu.
Dụng cụ: 1 nguồn điện 3V, 2 đoạn dây điện ngắn.
Bước 4. Tiến hành thí nghiệm.
Nối nguồn điện vào hai đầu thanh đỡ, nối vào phần đã cạo lớp tiếp xúc. Dưới tác dụng của cặp lực điện từ cuộn dây quay liên tục. Nếu đổi chiều dòng điện, cuộn dây quay theo chiều ngược lại.
- Khi ta tháo nguồn điện và thay vào đó là một điện kế nhạy, dùng tay quay
nhẹ lấy đà cuộn dây ta thấy kim điện kế lệch đi điều đó chứng tỏ trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Thiết bị này được xem là động cơ vừa là máy phát điện một chiều.
Đối với từng bài dạy cụ thể, chỉ ra cho học sinh hiểu được các khái niệm
liên quan.
Hình 6a: Động cơ điện 1
Phương án 2: - Lấy dây đồng quấn thành 2 cuộn dây hình tròn khoảng 30 vòng, bán kính
5cm làm khung dây. Dán ép 2 cuộn dây đối xứng nhau vào 2 bên ống nhựa.
23
Nối 2 đầu của 2 cuộn dây với nhau sao cho dòng điện chạy trên 2 cuộn cùng
chiều. - Lấy 2 đoạn đồng (nhôm) làm giá đỡ khung dây.
- Dùng thanh nhựa làm trục quay cho khung dây, hai đầu thanh nhựa ta ép 2
lá kim loại mỏng sao cho 2 đầu còn lại của 2 cuộn dây tiếp xúc với chúng.
Cạo lớp tiếp xúc giữa 2 lá kim loại và thanh giá đỡ, giữa thanh giá đỡ và
nguồn điện.
Sử dụng miếng nhựa làm đế, dùng keo gắn thanh giá đỡ vào đế.
Bước 3. Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ, mẫu vật cần thiết
- Dây đồng cỡ nhỏ, 2 thanh đồng hoặc nhôm.
- Đế nhựa , 2 lá kim loại mỏng.
Thanh nam châm vĩnh cửu.
Dụng cụ: 1 nguồn điện 12V, 4 dây nguồn.
Bước 4. Tiến hành thí nghiệm
Nối nguồn điện vào hai đầu thanh đỡ, nối vào phần đã cạo lớp tiếp xúc.
Dưới tác dụng của cặp lực điện từ cuộn dây quay liên tục. Nếu ta đổi chiều dòng điện, cuộn dây quay theo chiều ngược lại. - Khi ta tháo nguồn điện ra và thay vào đó là một điện kế nhạy, dùng tay quay nhẹ cuộn dây ta thấy kim điện kế lệch đi điều này chứng tỏ trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Hình 6b: Động cơ điện 2
24
2. Đề xuất quy trình sử dụng các thí nghiệm tự tạo để rèn luyện kĩ năng
thiết kế thí nghiệm cho học sinh, nâng cao chất lượng trong dạy học Vật lí.
Qua tham khảo của một số tác giả, chúng tôi đề xuất quy trình sử dụng thí
nghiệm tự tạo để rèn luyện kĩ năng thiết kế thí nghiệm như sau:
Quy trình gồm có 4 bước:
Đề xuất phương án thí nghiệm
Học sinh tiến hành làm việc theo phương án
Tổ chức thảo luận
Tổng kết đánh giá, học sinh tự hoàn thiện kiến thức và kĩ năng
Giải thích quy trình:
(1) Đề xuất phương án thí nghiệm.
Đối với một kiến thức vật lí nào đó, có rất nhiều phương án thực hành thí nghiệm. Giáo viên có thể đề xuất một số phương án thí nghiệm (có hoặc không có trong sách giáo khoa), cần giới thiệu kĩ từng dụng cụ thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm cho học sinh nắm rõ. Cho học sinh biết các dụng cụ, thiết bị nào không có trong phòng thí nghiệm hoặc có nhưng đã bị hư hỏng để từ đó đề xuất các dụng cụ, thiết bị thay thế.
(2) Học sinh làm việc theo phương án.
Tùy theo loại thí nghiệm đơn giản hay phức tạp, tùy theo thời gian của tiết học và quy mô lớp học mà giáo viên có thể tổ chức học sinh làm việc độc lập từng cá nhân hay nhóm. Khi HS làm việc GV cần nêu rõ nhiệm vụ, thời gian và cách làm việc cho từng nhóm, từng học sinh và hỗ trợ chho các em khi cần thiết.
(3) Tổ chức thảo luận
Cả lớp thảo luận để lựa chọn phương án thí nghiệm phù hợp, xác định mục đích thí nghiệm, vật liệu cần thiết, cách thức tiến hành và bố trí thí nghiệm, dự đoán kết quả thí nghiệm. Qua đây giáo viên có thể nêu ra các câu hỏi hướng dẫn học sinh, cung cấp thêm thông tin để học sinh hoàn thành nhiệm vụ được giao.
(4) Tổng kết đánh giá, học sinh tự hoàn thiện kiến thức và kĩ năng.
GV hướng dẫn, cả lớp thảo luận hướng về phương án thí nghiệm khả quan
25
nhất, phù hợp nhất. Giáo viên kết luận chính xác kiến thức, học sinh tự củng cố, rút ra kiến thức và tự hoàn thiện kĩ năng thiết kế thí nghiệm cho bản thân.
Ví dụ: Thí nghiệm về động cơ điện để dạy, củng cố kiến thức, kiểm tra đánh
giá kiến thức về từ trường, lực từ.
(1). Lựa chọn phương án thí nghiệm:
* Phương án 1
* Phương án 2
Đây là các thí nghiệm đơn giản,vật liệu dễ tìm nên học sinh có thể tự tạo được.
(2). Học sinh tự lực làm việc theo nhóm:
Các thí nghiệm đơn giản nên yêu cầu từng cá nhân học sinh làm việc. Đọc rõ thí nghiệm, lựa chọn thí nghiệm phù hợp. Cần giới hạn thời gian để hoàn thành thí nghiệm.
(3) Tổ chức thảo luận:
Học sinh cần tập trung phân tích để đưa ra ý kiến cần làm gì, lắp ráp thí nghiệm như thế nào, quan sát thí nghiệm ra sao. Sau đó học sinh tiến hành thiết kế thí nghiệm theo phương án đã định.
Khi thiết kế thí nghiệm phải đảm bảo được các tiêu chí sau: 1. Trình bày mục đích thí nghiệm, dụng cụ và vật liệu tiến hành thí nghiệm. 2. Mô tả cách tiến hành thí nghiệm hoặc cách thức bố trí thí nghiệm. 3. Giải thích được kết quả thí nghiệm
(4) Giáo viên tổng kết đánh giá:
3. Tiêu chí đánh giá việc rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm nhằm
nâng cao chất lượng dạy học
Các tiêu chí là cơ sở để đánh giá sự thành công và sự tiến bộ trong học tập của học sinh. Các tiêu chí xác định rõ các yêu cầu cơ bản hay sản phẩm cần đạt được trong quá trình học tập.
26
Bảng 2.1. Các tiêu chí và các mức độ đánh giá việc rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm
(Trong đó Mức 1 < Mức 2< Mức 3)
Chỉ số chất lượng Tên tiêu chí Mức 1 Mức 2 Mức 3
1. Trình bày mục đích thí nghiệm, dụng cụ và vật liệu tiến hành thí nghiệm, liệu Chưa trình bày được mục đích, dụng cụ và vật liệu tiến hành thí nghiệm.
Trình bày được mục đích, dụng cụ và vật liệu tiến hành thí nghiệm nhưng chưa đầy đủ, thiếu chính xác. Trình bày được đầy đủ, chính xác mục đích thí nghiệm, dụng cụ và vật tiến hành thí nghiệm.
thí
Chưa mô tả được tiến hành cách hoặc cách thức bố trí thí nghiệm.
2. Mô tả cách tiến hành thí nghiệm hoặc cách thức bố trí thí nghiệm Mô tả được cách tiến hành hoặc bố nghiệm trí nhưng chưa đầy đủ, chính xác. Mô tả được đầy đủ, chính xác cách tiến hành hoặc cách thức bố trí thí nghiệm.
thí
3. Giải thích được kết quả thí nghiệm
Chưa giải thích kết được quả,hiện thí nghiệm.
Giải thích được kết quả nghiệm nhưng chưa đầy đủ, chính xác, lập luận chưa chính xác. thích được Giải đầy đủ, chính xác kết quả thí nghiệm, lập luận chính xác.
III. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
1. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm
1.1. Chọn đối tượng thực nghiệm
Trong trường thực nghiệm chúng tôi chọn riêng ra một lớp để tiến hành thực nghiệm. Lớp thực nghiệm 11A7, theo nội dung chương trình của nhà trường, được đánh giá bởi cùng một hệ thống tiêu chí ở các giai đoạn đầu TN, giữa TN và cuối của TN.
Cụ thể như sau:
Thứ tự Trường thực nghiệm Lớp Sỹ số Người dạy
1 THPT Tân Kì 3 11A7 34 Trần Thị Hà
1.2. Bố trí thực nghiệm
- Thời gian thực nghiệm từ tháng 10 năm 2022 đến tháng 3 năm 2023
- Lớp được tiến hành dạy 1 bài trong 1 tiết :Tự cảm
27
1.3. Phương pháp thực nghiệm
Lớp dạy thực nghiệm do chính một tác giả giảng dạy, theo nội dung chương trình của nhà trường, được đánh giá bởi cùng một hệ thống tiêu chí theo từng giai đoạn của TN. Căn cứ vào mục đích thực nghiệm, tôi xác định các nội dung cần đo và các công cụ đo tương ứng như sau:
Nội dung đo: Sự tiến bộ về kỹ năng thiết kế thí nghiệm.
Công cụ đo: Bảng hỏi, bảng kiểm quan sát, phiếu đánh giá vào các giai đoạn
đầu, giữa và cuối thực nghiệm.
Tham số thống kê/phép kiểm chứng: Tỷ lệ % các mức độ ở các giai đoạn.
1.4. Tiến hành kiểm tra
Tiến hành kiểm tra đánh giá tất cả các học sinh ở lớp thực nghiệm với cùng
một tiêu chí, cùng một thời gian.
2. Giáo án thực nghiệm (Phần phụ lục)
3. Kết quả thực nghiệm
3.1. Về mặt định lượng
a) Cách tiến hành
Chúng tôi sử dụng cùng một loại phiếu đánh giá, bảng kiểm quan kết hợp với bảng hỏi, phiếu phỏng vấn ở 3 lần đánh giá trong từng giai đoạn: đầu, giữa và cuối TN. Phiếu đánh giá gồm 3 tiêu chí đánh giá việc rèn luyện kĩ năng thiết kế thí nghiệm với 3 mức độ: mức 1, mức 2, mức 3 (Trong đó Mức 1 < Mức 2< Mức 3)
Tổng hợp kết quả thu được từ các phiếu thể hiện mức độ đạt được của HS ở
mỗi tiêu chí. Số liệu được chúng tôi thống kê và xử lý bằng phần mềm Excel.
b) Kết quả
- Đánh giá định lượng tổng hợp:
Kết quả đánh giá định lượng các tiêu chí của rèn luyện kĩ năng thiết kế thí nghiệm,nâng cao chất lượng của HS lớp 11A7 ở trường THPT Tân kì 3 sau khi TN dạy học phần điện trường và từ trường -Vật lí 11 THPT như sau:
28
Bảng 3.1. Kết quả đánh giá định lượng các tiêu chí của kĩ năng thiết kế thí nghiệm của HS trong dạy học phần điện trường và từ trường nhằm nâng cao chất lượng dạy học-Vật lí 11 THPT
Kết quả đạt được
Tiêu chí Đầu TN Giữa TN Cuối TN Mức độ SL % SL % SL %
3 2 5.9 18 52.9 22 64.7
2 20 58.8 10 29.5 12 35.3
1 12 35.3 6 17.6 0 0 1. Trình bày mục đích thí nghiệm, dụng cụ và vật liệu tiến hành thí nghiệm
3 1 2.9 9 26.5 18 52.9
2 14 41.2 16 47 14 41.2
2.Mô tả cách tiến hành thí nghiệm hoặc cách thức bố trí thí nghiệm 1 19 55.9 9 26.5 2 5.9
3 3 8.8 8 23.5 17 50 thích được
2 14 41.2 16 47 14 41.2
3. Giải kết quả thí nghiệm 1 17 50 10 29.5 3 8.8
Qua bảng 3.1 chúng ta có thể thấy rằng các tiêu chí của kĩ năng thiết kế thí nghiệm có sự tăng lên rõ rệt theo chiều hướng tích cực. Tỷ lệ HS đạt được ở các mức độ cho thấy ở giai đoạn đầu TN các tiêu chí chủ yếu ở mức 1 và mức 2, đến giữa TN và cuối TN tỷ lệ HS đạt mức 3 tăng lên đáng kể.
Ví dụ tiêu chí 1: Trình bày mục đích thí nghiệm, dụng cụ và vật liệu tiến hành thí nghiệm, giai đoạn đầu TN, có 5,9% HS đạt mức 3; 58,8% HS đạt mức 2; 35,3% HS đạt mức 1. Số liệu này tương ứng ở giai đoạn giữa TN lần lượt là 52,9% HS đạt mức 3; 29,5% HS đạt mức 2; 17,6% HS đạt mức 1 và giai đoạn cuối TN lần lượt là 64,7% HS đạt mức 3; 35,3% HS đạt mức 2; 0% HS đạt mức 1.
Ví dụ tiêu chí 2: Mô tả cách tiến hành thí nghiệm hoặc cách thức bố trí thí nghiệm có tỷ lệ HS đạt mức 1 đầu TN là 55,9%, mức 2 là 41,2%, mức 3 là 2,9% , ở giữa TN lần lượt là 26,5%; 47%; 26,5%; ở cuối TN lần lượt là 5,9%; 41,2%; 52,9%.
Ví dụ tiêu chí 3: Giải thích được kết quả thí nghiệm có tỷ lệ HS đạt mức 1 là 50%, mức 2 là 41,2%, mức 3 là 8,8% ở đầu TN, ở giữa TN lần lượt là 29,5%; 47%; 23,5%; ở cuối TN lần lượt là 8,8%; 41,2%; 50%. Điều này phần nào cho thấy tính hiệu quả và khả thi của việc rèn luyện kĩ năng thiết kế thí nghiệm cho HS nhằm nâng cao chất lượng dạy học mà chúng tôi nghiên cứu và thực hiện.
Ngoài ra, quan sát bảng 3.1 chúng ta có thể thấy sự tăng không đều giữa các tiêu chí. Các tiêu chí tăng mạnh như tiêu chí 1. Riêng tiêu chí 3 có tăng nhưng vẫn
29
ở mức độ thấp hơn, có thể giải thích đây là các tiêu chí khó, HS cần có nhiều thời gian rèn luyện hơn nữa mới đạt được sự thành thạo.
- Đánh giá định lượng cá nhân:
Chúng tôi lựa chọn 4 HS của trường thực nghiệm và theo dõi việc thực hiện thiết kế thí nghiệm của các HS này trong suốt quá trình TN. Để hạn chế ảnh hưởng của yếu tố chủ quan, chúng tôi cũng đã đề nghị một số GV cùng bộ môn quan sát quá trình thiết kế thí nghiệm của HS trong giờ học của bộ môn mình phụ trách và ghi lại các tiêu chí mà HS đạt được vào phiếu quan sát. Kết quả được chúng tôi phân tích kỹ và rút ra kết luận về mức độ của các tiêu chí kĩ năng thiết kế thí nghiệm của 4 HS như sau:
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá các tiêu chí rèn luyện kĩ năng thiết kế thí nghiệm của 4 HS ở các lớp thực nghiệm
Vi Thị Thùy Lê Thị Trang Lê Hồng Trọng Hồ Đình Huy
TC1 1 1 2 3 3 3 2 2 3 1 2 3
TC2 1 1 2 2 3 3 1 3 3 1 2 3
TC3 1 2 2 2 3 3 1 2 2 1 1 2
ĐTN GTN CTN ĐTN GTN CTN ĐTN GTN CTN ĐTN GTN CTN Giai đoạn
* TC: Tiêu chí, ĐTN: Đầu TN, GTN: Giữa TN, CTN: Cuối TN.
Kết quả bảng 3.2 cho thấy mức độ đạt được của các tiêu chí của kĩ năng thiết kế thí nghiệm có xu hướng tăng dần ở 4 HS, đến cuối giai đoạn TN, các HS này đều đạt mức độ 2 hoặc 3 ở mỗi tiêu chí. Tùy thuộc trình độ, năng lực và ý thức rèn luyện của mỗi HS mà đạt được kết quả khác nhau:
Em Vi Thị Thùy Có mức độ của các tiêu chí thấp (3/3 tiêu chí ở mức độ 1) ở đầu TN, đến giai đoạn giữa TN có sự tăng chậm và giai đoạn cuối đạt 3/3 tiêu chí ở mức độ 2, không có tiêu chí nào đạt mức 3. Qua bảng cho thấy em Vi Thị Thùy là một HS có trình độ học tập ở mức trung bình, có ý thức phấn đấu trong học tập tuy nhiên kết quả chưa cao. Trong quá trình thực hành thí nghiệm chưa thực sự tích cực, có làm nhưng còn đối phó vì vậy cần nhiều thời gian rèn luyện hơn nữa mới đạt kết quả cao.
Em Lê Thị Trang: Có xuất phát ban đầu với mức độ của các tiêu chí khá đồng đều và ở mức độ cao (1 tiêu chí ở mức 2 và 2 tiêu chí ở mức 3). Qua quá trình rèn luyện đã đạt mức độ 3 ở tất cả các tiêu chí. Điều tra thêm cũng cho thấy em Lê Thị Trang là một HS khá của trường, năng động, có ý thức học tập và rèn luyện; nên kết quả rèn luyện kĩ năng thiết kế thí nghiệm như trên của em là tương đối chính xác.
30
Em Lê Hồng Trọng: Giai đoạn đầu có 2/3 tiêu chí ở mức 1, còn lại ở mức 2 và mức 3. Sau thời gian rèn luyện nhìn chung đã có sự tiến bộ rõ rệt, thể hiện ở giai đoạn giữa TN có tiêu chí 2 đạt mức 3, cuối TN có 2/3 tiêu chí ở mức độ 3. Điều này có thể giải thích do tiêu chí 3 là tiêu chí khó, cần nhiều thời gian trong khi em Lê Hồng Trọng chưa nắm vững kiến thức để đạt được tiêu chí này.
Em Hồ Đình Huy: Giai đoạn đầu TN cả 3 tiêu chí đều ở mức 1, đến giữa TN đã có tiêu chí đạt mức 2. Đến cuối TN, có 2/3 tiêu chí đạt mức 3. Qua phân tích cụ thể phiếu quan sát và phiếu phỏng vấn ở cuối TN cho thấy em Hồ Đình Huy đã thực hiện các công việc phải làm một cách chính xác và theo đúng thứ tự thời gian, hoàn thành nhiệm vụ được giao (tiêu chí 1 và 2 đạt mức 3) tuy nhiên còn thiếu tích cực trong công việc được giao.
3.2. Về mặt định tính
Qua quá trình quan sát và phân tích thông tin thu được, chúng tôi thấy HS đã thay đổi về thái độ, hành vi trong quá trình thiết kế thí nghiệm tích cực và hiệu quả hơn. Biểu hiện cụ thể như sau:
- Các tiết học trở nên sôi nổi, các em thường thảo luận về cách thiết kế các thí nghiệm một cách chủ động, tích cực. Điều đó chứng tỏ việc thiết kế các thí nghiệm tự làm được đưa ra đã kích thích tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, tạo cơ hội cho các em trở thành người chủ động trong việc lĩnh hội kiến thức, củng cố kiến thức và rèn luyện được kỹ năng và nhất là kỹ năng thiết kế thí nghiệm.
- HS tích cực, hăng hái , sẵn sàng tham gia các hoạt động thiết kế thí nghiệm, không còn e ngại trong việc thực hiện các thí nghiệm, tập trung chú ý và nghiêm túc hơn khi làm việc cũng như phấn đấu hơn để thể hiện mình trước tập thể.
- Các thí nghiệm đều được giao cho tất cả các học sinh, mỗi HS đều được tự lực thực hiện tất cả các thí nghiệm, cơ hội để thiết kế các thí nghiệm và được thể hiện mình trước tập thể.
- Rèn luyện được cho các em tính tỉ mỉ, cẩn thận, tạo phong cách làm việc
khoa học trong quá trình nghiên cứu.
4. Kết luận chung về thực nghiệm
Trên cơ sở phân tích các kết quả thu được qua thực nghiệm tôi có thể rút ra
những nhận xét chung như sau:
- Việc vận dụng quy trình rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm nâng cao chất lượng đã tạo ra một động lực tinh thần và trí tuệ để tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh. Các giờ học theo phương án TN không chỉ giúp cho HS tiếp nhận tri thức và kỹ năng đạt chất lượng cao hơn, mà còn giúp HS phát triển kỹ năng thiết kế thí nghiệm, phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo. Có thể nói, thí nghiệm tự tạo đã giúp cho GV và HS biến quá trình đào tạo thành quá trình tự đào tạo. Đây là điều mà các phương pháp dạy học truyền thống khó mà đạt được.
31
- Các kết quả thu được từ thực nghiệm đã cho chúng tôi khá nhiều dữ liệu để bổ sung cách tiến hành rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm nâng cao chất lượng dạy học bằng các thí nghiệm tự tạo. Như vậy, chúng tôi có thể khẳng định dạy học nói chung và dạy học thực hành thí nghiệm nói riêng bằng các thí nghiệm tự tạo hoàn toàn mang tính khả thi, cấp thiết và có hiệu quả cao.
Qua quá trình thực nghiệm sư phạm, trên cơ sở của việc quan sát giờ học, lấy ý kiến nhận xét đánh giá của GV và HS cùng với việc xử lí các kết quả thực nghiệm về mặt định lượng, định tính đã cho phép chúng tôi khẳng định:
* Sử dụng các phương pháp và biện pháp dạy học theo quy trình tổ chức rèn luyện kỹ năng,nâng cao chất lượng dạy học do chúng tôi đề xuất thì nhận thấy các giờ học diễn ra sôi nổi, hầu hết HS tham gia tích cực để tìm hiểu kiến thức mới và củng cố kiến thức.
* Sử dụng các tiêu chí để rèn luyện các kỹ năng thiết kế thí nghiệm cho HS đóng vai trò rất quan trọng vào việc nâng cao chất lượng học tập của HS. HS nắm vững kiến thức và có khả năng vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống tốt hơn và tự tin hơn.
* Đa số HS đều hoàn thành được nhiệm vụ được giao, điều đó chứng tỏ học sinh rất thích thiết kế tự tạo các thí nghiệm. Mặt khác, điều đó cũng chứng tỏ tính khả thi, có thể áp dụng rộng rãi của đề tài là rất cao.
* Việc tổ chức dạy học theo các biện pháp đã đề xuất thông qua giáo án phần điện trường và từ trường Vật lí 11 ban cơ bản đã được nhiều GV và HS ủng hộ nhiệt tình bởi tính hiệu quả và khả thi của đề tài.
Tuy nhiên để đạt đuợc kết quả cao hơn nữa đòi hỏi GV trong quá trình thiết kế bài dạy có sử dụng thí nghiệm tự tạo cần có sự đầu tư thời gian, kế hoạch thiết kế thí nghiệm tự tạo phải rõ ràng, khoa học và phù hợp với điều kiện thực tế.
5. Phạm vi áp dụng của đề tài
Kết quả thực nghiệm sư phạm chứng tỏ quy trình thiết kế thí nghiệm và các thí nghiệm tự tạo đã đề xuất, quy trình sử dụng thí nghiệm tự tạo để rèn luyện kĩ năng thiết kế thí nghiệm nâng cao chất lượng dạy học bước đầu có hiệu quả ở các lớp thực nghiệm. Qua đó có thể khẳng định các thí nghiệm tự tạo đã thiết kế và quy trình sử dụng các thí nghiệm đó có thể sử dụng và mở rộng phạm vi áp dụng.
Năm học 2022-2023, các đồng nghiệp giảng dạy bộ môn Vật lí của đơn vị và các đồng nghiệp thuộc các trường trên địa bàn huyện Tân Kỳ như đồng chí Nguyễn Thị Thảo, Phan Văn Hội, Dương Văn Toàn, Nguyễn Thư, Nguyễn Thị Ngọc Oanh….. đã áp dụng và khẳng định có hiệu quả cao trong giảng dạy.
32
PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. Kết luận
Trong quá trình dạy học chúng tôi nhận thấy việc sử dụng các thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lí có hiệu quả cao hơn so với không sử dụng thí nghiệm tự tạo. Thể hiện ở chỗ: học sinh bước đầu đã có sự thay đổi tích cực về mặt tư duy và kỹ năng học tập bộ môn vật lí. Hình thành được cho các em tư duy khoa học thực hành thí nghiệm một cách logic. Phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng tiếp thu kiến thức, mặt khác rèn luyện được kỹ năng, thao tác thực hành.
Qua đó chứng tỏ việc sử dụng thí nghiệm tự tạo để nâng cao chất lượng dạy học là một trong những biện pháp tốt, có tính khả thi. Vì vậy, nếu chúng ta xây dựng được hệ thống các thí nghiệm tự tạo phù hợp đúng quy trình, có phương pháp sử dụng hệ thống các thí nghiệm tự tạo đó một cách linh hoạt sẽ mang lại hiệu quả cao trong dạy học, góp phần nâng cao chất lượng học tập bộ môn vật lí nói riêng và chất lượng học tập nói chung ở các trường THPT.
Trên đây là một cách dạy thực hành thí nghiệm của chúng tôi trong thời gian qua mà chúng tôi nhận thấy nó mang lại hiệu quả cao cho các em học sinh. Vì vậy chúng tôi mạnh dạn viết ra để bạn bè đồng nghiệp tham khảo. Rất mong được sự đóng góp ý kiến chân thành, thẳng thắn của các đồng nghiệp.
2. Đề nghị các nghiên cứu sau tiếp tục thực hiện hướng nghiên cứu này ở
II. Kiến nghị 1. Do thời gian cũng như giới hạn của đề tài mà chúng tôi chưa thể áp dụng rộng rãi được những thí nghiệm của mình vào thực tiễn nên chúng tôi đề xuất xin được thực nghiệm ở nhiều đối tượng khác để khẳng định hơn nữa về kết quả của đề tài.
những nội dung khác của chương trình ; thực nghiệm rộng rãi trong chương trình vật lí phổ thông theo đúng quy trình và đánh giá kết quả nhằm mang lại hiệu quả dạy học cho GV và HS phổ thông trong việc rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn và phát triển năng lực học tập của HS trong tương lai.
33
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Văn Khải, Nguyễn Duy Chiến, Phạm Thị Ma, Lý luận dạy học vật lí
Nhà xuất bản Giáo Dục https://123docz.net/document/1989802-ly-luan-day-hoc-vat-li-o-truong-pho- thong-pdf.htm
2. Bộ Giáo dục - Đào tạo, Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên giáo viên THPT chu
kì 3 (2004 - 2007)
3. Bộ Giáo dục - Đào tạo (2007), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực hiện chương
trình, sách giáo khoa lớp 11 môn vật lí, NXB Giáo dục, Hà Nội.
4. Bộ Giáo dục - Đào tạo (2009), Hướng dẫn thực hiện chuẩn kiến thức, kỹ năng
môn vật lí lớp 11, NXB Giáo dục, Hà Nội.
5. Nguyễn Tiến Bính, Phạm Thị Ngọc Thắng (2007), Sách giáo khoa vật lí 11,
NXB Giáo dục, Hà Nội.
6. Đỗ Thị Bích Liên, Phạm Thị Ngọc Thắng (2007), Sách giáo viên vật lí 11,
NXB Giáo dục, Hà Nội.
7. Vũ Thanh Mai, Phùng Thanh Huyền (2007), Sách giáo khoa vật lí nâng cao
11, NXB Giáo dục, Hà Nội.
8. Nguyễn Văn Khải chủ biên, Lí luận dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB
Giáo dục.
9. Tài liệu thực hành thí nghiệm vật lí THPT, NXB Giáo dục, Hà Nội.
10. Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn vật lí, NXB Đà Nẵng.
11. Phạm Quốc Triệu chủ biên, Sách Thực nghiệm vật lí. Nhà xuất bản ĐHQGHN.
12. Nguyễn Văn Khanh chủ biên, Lê Đức Anh, Đoàn Thị Hải Quỳnh, Đỗ Thanh Hữu, Sách hướng dẫn dạy học môn vật lí theo chương trình giáo dục phổ thông mới (2020). Nhà xuất bản ĐHQG.
34
PHỤ LỤC
1. Giáo án thể nghiệm
Ngày soạn : 20/02/2023
Ngày dạy : 25/02/2023
Lớp :11A7
TIẾT 46: TỰ CẢM
I. MỤC TIÊU:
1. Kiến thức:
+ Phát biểu được định nghĩa từ thông riêng và viết được công thức độ tự cảm của ống dây hình trụ.
+ Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm và giải thích được hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch điện.
+ Viết được công thức tính suất điện động tự cảm.
+ Vận dụng các công thức đã học để giải một số bài tập đơn giản.
2. Phẩm chất: Có thái độ nghiêm túc, chăm chỉ học tập.
3. Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh:
- Năng lực giải quyết vấn đề: Từ định nghĩa viết được công thức độ tự cảm ,giải thích được tự cảm.
- Năng lực tự học, đọc hiểu: Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm.
- Năng lực hợp tác nhóm.
- Năng lực quan sát và phân tích thực nghiệm.
- Năng lực thiết kế thí nghiệm.
- Năng lực lắp ráp thí nghiệm, quan sát thí nghiệm.
- Năng lực báo cáo kết quả thực hành.
- Năng lực làm việc khoa học.
II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: - Các thí nghiệm về tự cảm.
- Tranh vẽ sơ đồ mạch điện Hình 25.2 và 25.3
2. Học sinh: Ôn lại phần cảm ứng điện từ và suất điện động tự cảm.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
1. Ổn định lớp.
2. Bài mới:
A. Khởi động:
Hoạt động 1: Khởi động. (5 phút) a. Mục tiêu hoạt động: Đưa ra tình huống có vấn đề.
Trong mạch có dòng điện biến thiên theo thời gian thì khi đó xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ gọi là hiện tượng tự cảm. Hiện tượng tự cảm có đặc điểm như thế nào?
b. Tổ chức hoạt động:
- HS quan sát thí nghiệm về hiện tượng tự cảm.
- Nhận xét về sự sáng của các bóng đèn.
c. Sản phẩm hoạt động: Quan sát và mô tả được thí nghiệm; thấy được vấn đề cần giải quyết.
B. Hình thành kiến thức: (30 phút)
Hoạt động 2: Tìm hiểu từ thông riêng qua một mạch kín.
a. Mục tiêu hoạt động:
Nắm được định nghĩa từ thông riêng và công thức tính từ thông.
b. Tổ chức hoạt động:
- HS nghiên cứu SGK hoàn thành nhiệm vụ học tập.
- Các bạn đặt các câu hỏi có liên quan.
c. Sản phẩm hoạt động: Định nghĩa và biểu thức.
Nội dung hoạt động
Nội dung cơ bản
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Ghi nhận khái niệm.
I. Từ thông riêng qua một mạch kín
tính
Lập luận để đưa ra biểu từ thức thông riêng
Từ thông riêng của một mạch kín có dòng điện chạy qua: Φ = Li
Ghi nhận biểu thức tính độ tự cảm của ống dây.
Độ tự cảm của một ống dây:
Lập luận để đưa ra biểu thức tính độ tự cảm của ống dây.
.S
L = 4π.10-7.µ.
N 2 l
Đơn vị của độ tự cảm là henri (H)
Giới thiệu đơn vị độ tự cảm.
Ghi nhận đơn vị của độ tự cảm.
1H =
Yêu cầu học sinh tìm
Wb 1 A 1
Tìm mối liên hệ giữa
đơn vị của độ tự cảm cà các đơn vị khác.
mối liên hệ giữa đơn vị của độ tự cảm cà các đơn vị khác.
Hoạt động 3:
a. Mục tiêu hoạt động:
Hiểu hiện tượng tự cảm là gì? Giải thích được kết quả thí nghiệm về một số hiện tượng tự cảm.
b. Tổ chức hoạt động:
- HS nghiên cứu SGK và nêu định nghĩa hiện tượng tự cảm.
- Biết cách tiến hành thí nghiệm và giải thích được kết quả thí nghiệm.
c. Sản phẩm hoạt động:Đạt được mục tiêu của hoạt động.
Nội dung hoạt động
Hoạt động của giáo viên
Nội dung cơ bản
Hoạt động của học sinh
II. Hiện tượng tự cảm
1.Định nghĩa
Gỉa sử trong mạch kín (C) có dòng điện cường độ i biến thiên thì từ thông riêng qua mạch kín biến thiên.
GV đặt câu hỏi:Khi đó trong mạch
kín xảy ra hiện tượng gì?
- Hiện tượng cảm ứng điện từ.
Giới thiệu hiện tượng tự cảm.
-Tiên hành thí nghiệm tự tạo
Ghi nhận khái niệm.
Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên của từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.
2. Một số ví dụ về hiện
tượng tự cảm
1. Ví dụ thí nghiệm tự tạo
thí
Quan sát nghiệm.
tả hiện
Mô tượng.
cuộn dây
tượng hiện
(Đèn 2 lóe sáng khi ta ngắt khóa K)
Hiện tượng:Khi đóng khóa K đèn 1 tắt,đèn 2 lóe sáng rồi tắt. Giải thích: Khi ngắt khóa K,dòng điện qua cuộn dây giảm về 0,từ thông riêng biến qua thiên.Trong cuộn dây xuất hiện tự cảm,sinh ra dòng điện tự
Trình bày thí nghiệm 1
Giải thích.
thí
Quan sát nghiệm.
tả hiện
Yêu cầu học sinh giải thích.
Thí nghiệm 1: Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ.
Mô tượng.
Trình bày thí nghiệm 2.
Giải thích.
Yêu cầu học sinh giải thích.
hiện
Yêu cầu học sinh thực hiện CII.
Thực CII.
Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột, khi đó trong ống dây xuất hiện suất điện động tự cảm có tác dụng cản trở sự tăng của dòng điện qua L. Do đó dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên từ từ.
2. Ví dụ 2
Khi đột ngột ngắt khóa K, ta thấy đèn sáng bừng lên trước khi tắt.
Giải thích: Khi ngắt K, dòng điện iL giảm đột ngột xuống 0. Trong ống dây xuất hiện dòng điện cảm ứng cùng chiều với iL ban đầu, dòng điện này chạy qua đèn và vì K ngắt đột ngột nên cường độ dòng cảm ứng khá lớn, làm cho đén sáng bừng lên trước khi tắt.
cảm có tác dụng chống lại sự giảm của dòng điện ban đầu. Dòng điện tự cảm chạy qua đèn 2, làm đèn 2 lóe sáng lên rồi tắt.
Hoạt động 4: Tìm hiểu suất điện động tự cảm.
a. Mục tiêu hoạt động: Công thức tính suất điện động tự cảm.
b. Tổ chức hoạt động:
- Thiết lập được công thức tính suất điện động tự cảm.
- Nêu nhận xét.
c. Sản phẩm hoạt động: công thức: etc = - L
i t
∆ ∆
Nội dung hoạt động
Nội dung cơ bản
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
III. Suất điện động tự cảm
1.Suất điện động tự cảm
Ghi nhận khái niệm.
Giới thiệu suất điện động tự cảm.
Suất điện động cảm ứng trong mạch xuát hiện do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm.
Biểu thức suất điện động tự cảm:
etc = - L
i t
∆ ∆
Giới thiệu biểu thức tính suất điện động tự cảm.
Ghi nhận biểu thức tính suất điện động tự cảm.
thích dấu
(-)
Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.
giải trong biểu thức).
Yêu cầu học sinh giải thích dấu (-) trong biểu thức).
2. Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm (Đọc thêm)
Hoạt động 5: Tìm hiểu ứng dụng của hiện tượng tự cảm.
a. Mục tiêu hoạt động: Nắm được một số ứng dụng về hiện tượng tự cảm.
b. Tổ chức hoạt động:( thực hiện ở phần vận dụng mở rộng
c. Sản phẩm hoạt động:
C. Luyện tập: (5 phút)
Hoạt động: Hệ thống hoá kiến thức. a. Mục tiêu hoạt động: Củng cố, khắc sâu kiến thức về hiện tượng tự cảm.
L
−
i ∆ t ∆
.
N 2 l
S. Đơn vị độ tự cảm là
+ Khi trong mạch điện có cường độ dòng điện biến thiên thì trong mạch xuất hiện suất điện động tự cảm: etc = + Hệ số tự cảm của một ống dây dài: L = 4π.10-7µ henry (H).
+ Khi cuộn cảm có dòng điện cường độ i chạy qua thì trong cuộn cảm tích lũy năng lượng dưới dạng năng lượng từ trường.
b. Tổ chức hoạt động:
- Cho học sinh tóm tắt những kiến thức cơ bản.
c. Sản phẩm hoạt động: Hoàn thành yêu cầu tóm tắt kiến thức.
D. Vận dụng - Mở rộng: (5 phút)
Hoạt động: Hướng dẫn về nhà. a. Mục tiêu hoạt động: Mở rộng, tìm tòi.
Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch điện xoay chiều. Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và các máy biến áp.
b. Tổ chức hoạt động:
- Truy cập internet để tìm hiểu thêm về hiện tượng tự cảm để hoàn thành phiếu học tập.
- Bài tập: Các bt trang 157 sgk (bài 8 không yêu cầu làm) và 25.5, 25.7 SBT.
c. Sản phẩm hoạt động: Báo cáo sản phẩm hoạt động vào vở ghi.
- Dặn dò làm bài tập chuẩn bị cho tiết học tiếp theo
V. RÚT KINH NGHIỆM:
Hình 1: Lớp 11A7 học thực nghiệm
Hình 2: Học sinh lớp 11A7 thí nghiệm, quan sát kết quả
hiện tượng tự cảm
1. Phiếu học tập
1. Dòng điện trong một mạch kín có gây ra từ thông qua chính mạch kín đó
hay không ? Nếu có thì từ thông đó được xác định như thế nào ?
……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… 2. Độ tự cảm của ống dây (gồm N vòng, có chiều dài l, tiết diện S) được xác
định như thế nào ?
…………………………………………………………………………… 3. Nêu cách làm xuất hiện suất điện động cảm ứng ngay trong một mạch kín
bằng chính sự biến thiên từ thông do chính mạch kín đó gây ra ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………
4. Hiện tượng tự cảm là gì ?
……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… 5. Hãy đưa ra 1 phương án thí nghiệm tự cảm và tự tạo bộ thí nghiệm theo
phương án đó.
(Nội dung này HS thực hiện theo nhóm)
……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………..
6. Xác định suất điện động tự cảm được như thế nào ?
……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………
2. Phiếu khảo sát
PHIẾU KHẢO SÁT SỰ CẤP THIẾT VÀ KHẢ THI CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN THÍ NGHIỆM TỰ TẠO
Sự cấp thiết của các phương án đã đề xuất
Câu 1: Sự cấp thiết của phương án thí nghiệm tự tạo sự nhiễm điện và tương tác điện?
A. Rất cấp thiết
B. Cấp thiết
C. Ít cấp thiết
D. Không cấp thiết
Câu 2: Sự cấp thiết của phương án thí nghiệm tự tạo sự phóng điện và nạp điện của tụ điện?
A. Rất cấp thiết
B. Cấp thiết
C. Ít cấp thiết
D. Không cấp thiết
Câu 3: Sự cấp thiết phương án thí nghiệm tự tạo hiện tượng cảm ứng điện từ?
A. Rất cấp thiết
B. Cấp thiết
C. Ít cấp thiết
D. Không cấp thiết
Câu 4: Sự cấp thiết của phương án thí nghiệm tự tạo về hiện tượng tự cảm?
A. Rất cấp thiết
B. Cấp thiết
C. Ít cấp thiết
D. Không cấp thiết
Câu 5: Sự cấp thiết của phương án thí nghiệm tự tạo về động cơ điện ?
A. Rất cấp thiết
B. Cấp thiết
C. Ít cấp thiết
D. Không cấp thiết
Câu 6: Sự cấp thiết của phương án thí nghiệm tự tạo mạch lọc dùng tụ điện?
A. Rất cấp thiết
B. Cấp thiết
C. Ít cấp thiết
D. Không cấp thiết
Đánh giá tính khả thi của các giải pháp đề xuất
Câu 1: Tính khả thi của phương án thí nghiệm tự tạo sự nhiễm điện và tương tác điện?
A. Rất khả thi
B. Khả thi
C. Ít khả thi
D. Không khả thi
Câu 2: Tính khả thi của phương án thí nghiệm tự tạo sự phóng điện và nạp điện của tụ điện?
A. Rất khả thi
B. Khả thi
C. Ít khả thi
D. Không khả thi
Câu 3: Tính khả thi của phương án thí nghiệm tự tạo hiện tượng cảm ứng điện từ?
A. Rất khả thi
B. Khả thi
C. Ít khả thi
D. Không khả thi
Câu 4: Tính khả thi của phương án thí nghiệm tự tạo về hiện tượng tự cảm?
A. Rất khả thi
B. Khả thi
C. Ít khả thi
D. Không khả thi
Câu 5: Tính khả thi của phương án thí nghiệm tự tạo về động cơ điện ?
A. Rất khả thi
B. Khả thi
C. Ít khả thi
D. Không khả thi
Câu 6: Tính khả thi của phương án thí nghiệm tự tạo mạch lọc dùng tụ điện?
A. Rất khả thi
B. Khả thi
C. Ít khả thi
D. Không khả thi
Link khảo sát
https://docs.google.com/forms/d/1XqS482xViN9cqSFA2ZbXJURRl9CFci4w0FQ veJ7C0oo/edit
https://docs.google.com/forms/d/14KigI8K1zJBnKldKJeOH8I86Kd71llkunO- zHQGOSLQ/edit
3. Kết quả khảo sát tính cấp thiết và khả thi của đề tài: “Tự làm một số dụng cụ thí nghiệm phần điện trường và từ trường góp phần nâng cao chất lượng dạy học”
3.1.Mục đích khảo sát
- Để thu thập dữ liệu đánh giá sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp “Tự làm một số dụng cụ thí nghiệm phần điện trường và từ trường góp phần nâng cao chất lượng dạy học”.
3.2. Nội dung và phương pháp khảo sát
3.2.1. Nội dung khảo sát
- Khảo sát tính cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất nhằm nâng cao chất lượng dạy học cho học sinh bằng cách tự làm một số dụng cụ thí nghiệm phần điện trường và từ trường.
Các giải pháp bao gồm:
+ Sự nhiễm điện và tương tác điện
+ Sự phóng điện và nạp điện của tụ điện
+ Mạch lọc dùng tụ điện
+ Cảm ứng điện từ
+ Tự cảm
+ Động cơ điện
3.2.2. Phương pháp khảo sát
- Để khảo sát tính cấp thiết và khả thi của các giải pháp, chúng tôi đã sử dụng phiếu khảo sát bằng các câu hỏi đến 34 giáo viên và học sinh trường THPT Tân Kỳ 3.
- Chúng tôi sử dụng thang điểm đánh giá theo 04 mức ( tương ứng với điểm
số từ 1 đến 4):
+ Không cấp thiết, ít cấp thiết, cấp thiết và rất cấp thiết
+ Không khả thi, ít khả thi, khả thi và rất khả thi.
- Chúng tôi sử dụng phần mềm microsoft Excel 2010 để tính điểm trung bình X
Giá trị khoảng cách = (Maximum - Minimum)/4 =(4-1)/4 = 0.75 Chúng ta sẽ có đoạn giá trị: + 1.00 - 1.75: Không cấp thiết + 1.76 - 2.51: Ít cấp thiết + 2.52 - 3.27: Cấp thiết + 3.28 - 4.00: Rất cấp thiết + 1.00 - 1.75: Không khả thi + 1.76 - 2.51: Ít khả thi + 2.52 - 3.27: Khả thi + 3.28 - 4.00: Rất khả thi 3.3. Đối tượng khảo sát
TT Đối tượng Số lượng
1 Giáo viên, học sinh 34
3.4. Kết quả khảo sát về sự cấp thiết và khả thi của giải pháp đã đề xuất
3.4.1. Sự cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất
Các thông số
TT
Các giải pháp
Mức
X
I
II
III IV
Đánh giá
3.71
0
0 10 24 Rất cấp thiết
1
Thí nghiệm tự tạo sự nhiễm điện và tương tác điện
3.59
0
0 14 20 Rất cấp thiết
2
Thí nghiệm tự tạo sự phóng điện và nạp điện của tụ điện
3.65
0
0 12 22 Rất cấp thiết
3
Thí nghiệm tự tạo hiện tượng cảm ứng điện từ
3.62
0 13 21 Rất cấp thiết
0
4
Thí nghiệm tự tạo về hiện tượng tự cảm
0
5 Thí nghiệm tự tạo về động cơ điện
3.65
0 12 22 Rất cấp thiết
0
3.68
0 11 23 Rất cấp thiết
6
Thí nghiệm tự tạo mạch lọc dùng tụ điện
Trung bình chung
3.65
Rất cấp thiết
Từ số liệu thu được ở bảng trên có thể rút ra những nhận xét sau:
Giá trị trung bình chung của đánh giá sự cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất là 3.65 (ở mức rất cấp thiết),điều này thể hiện tính cấp thiết của tất cả các giải pháp trong đề tài. 3.4.2. Tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất
Các thông số
TT
Các giải pháp
Mức
X
I
II III
IV
Đánh giá
3.71
0
0 10 24
Rất khả thi
1
Thí nghiệm tự tạo sự nhiễm điện và tương tác điện
3.62
0
0 13 21
Rất khả thi
2
Thí nghiệm tự tạo sự phóng điện và nạp điện của tụ điện
3.74
0
0 9
25
Rất khả thi
3
Thí nghiệm tự tạo hiện tượng cảm ứng điện từ
3.74
0
1 7
26
Rất khả thi
4
Thí nghiệm tự tạo về hiện tượng tự cảm
5 Thí nghiệm tự tạo về động cơ điện
3.68
0
0 11 23
Rất khả thi
3.68
0
0 11 23
Rất khả thi
6
Thí nghiệm tự tạo mạch lọc dùng tụ điện
Trung bình chung
3.70
Rất khả thi
Từ số liệu thu được ở bảng trên có thể rút ra những nhận xét sau:
Giá trị trung bình chung của đánh giá sự khả thi của các giải pháp đã đề xuất là 3.70 (ở mức rất khả thi),điều này thể hiện tính khả thi của tất cả các giải pháp trong đề tài.
Như vậy, qua khảo sát trên chúng tôi nhận thấy tính khả thi và cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất, trong đó có 4/4 giải pháp đều đạt mức rất khả thi và rất cấp thiết. Trong thực tế các giải pháp này đã được triển khai, áp dụng tại trường THPT Tân Kỳ 3 trong năm học 2022-2023 có tính khả thi cao, hiệu quả trong dạy học, có khả năng áp dụng trọng phạm vi rộng và dễ thực thi cho tất cả các trường THPT trên địa bàn huyện Tân kỳ nói riêng và các trường THPT trên địa bàn toàn tỉnh nói chung. Đặc biệt là đề tài gợi mở các vấn đề liên quan để GV tiếp tục nghiên cứu, nhằm nâng cao chất lượng học tập cho học sinh THPT .
