Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học phần điện từ học lớp 11 THPT

Chia sẻ: Caphesuadathemhanh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

55
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của sáng kiến kinh nghiệm là tìm hiểu về phương pháp dạy học Vật lí, phân loại các thí nghiệm Vật lí trong chương trình phổ thông. Tìm hiểu vai trò thực trạng sử dụng thí nghiệm ảo vào giảng dạy bộ môn Vật lí ở trường phổ thông. Rút ra các kết luận sư phạm nhằm sử dụng thí nghiệm ảo được hiệu quả hơn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học phần điện từ học lớp 11 THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ẢO TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN TỪ HỌC VẬT LÍ 11 THPT Lĩnh vực: Vật Lí 1
Năm học: 2020 2021 2
MỤC LỤC Trang PHẦN MỞ ĐẦU I. Lý do chọn đề tài.....................................................................................1 II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................. 1 III. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu........................................................2 IV. Phương pháp nghiên cứu......................................................................2 V. Giả thuyết khoa học...............................................................................2 VI. Những đóng góp của đề tài....................................................................3 PHẦN NỘI DUNG I. Cơ sở khoa học của đề tài........................................................................4 II. Thực trạng vấn đề..................................................................................7 III. Giải pháp................................................................................................8 IV. Hiệu quả sáng kiến kinh nghiệm........................................................23 PHẦN KẾT LUẬN I. Ý nghĩa của đề tài...................................................................................26 II. Kiến nghị, đề xuất................................................................................26 PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHẦN MỞ ĐẦU I. Lý do chọn đề tài Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, do đó hầu hết các kiến thức vật lí đều được rút ra từ những quan sát và thí nghiệm. Vì vậy, trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, thí nghiệm là một phương tiện rất quan trọng, có tác dụng to lớn trong việc chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng của học sinh. Nó không chỉ làm tăng tính hấp dẫn của môn học mà còn giúp học sinh hiểu sâu sắc kiến thức lý thuyết đã được học mà quan trọng hơn là tạo cho học sinh một trực quan nhạy bén. Việc lồng ghép các thí nghiệm vào các tiết dạy Vật lí là rất cần thiết và phù hợp với đặc trưng thực nghiệm của môn học. Trên thực tế giáo viên Vật lí nào cũng rất muốn lồng ghép các thí nghiệm vật lí vào bài giảng, nhưng cũng có thể vì các lý do chủ quan và khách quan mà không thể thực hiện được các thí nghiệm đó được. Các lý do đó có thể là: Cơ sở vật chất của nhà trường chưa đảm bảo, thiết bị thí nghiệm không đồng bộ, chất lượng kém, sai số lớn...; Không đủ thời gian để chuẩn bị thí nghiệm; Một số thí nghiệm không thể thực hiện trong điều kiện lớp học... Thường thì khi gặp những trở ngại trên giáo viên sẽ phải dạy “chay” nên chất lượng giờ dạy chưa cao. Chính vì những vấn đề này đã làm cho học sinh nắm kiến thức một cách mơ hồ, máy móc, không hiểu rõ được bản chất, hiện tượng quy luật của sự vật... Phần điện từ học trong chương trình Vật lí 11 gồm nhiều kiến thức lý tuyết hàn lâm, khó hiểu, khó nhớ, cần nhiều thí nghiệm kiểm chứng phức tạp; trong khi hệ thống đồ dùng thí nghiệm cần thiết trong nhà trường phổ thông không đủ, khó mô tả bản chất các hiện tượng của điện từ học. Từ những lý do cơ bản trên, cùng với thực tế giảng dạy bộ môn Vật lí lớp 11 tôi mạnh dạn đưa ra sáng kiến: “Sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học phần điện từ học lớp 11 THPT” II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu cách sử dụng các thí nghiệm ảo vào dạy học phần “Điện từ học” – Vật lí lớp 11 THPT. 2. Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn, thiết kế tiết dạy thực nghiệm và khảo sát kết quả của việc sử dụng thí nghiệm ảo vào dạy học một số phần của nội dung “điện từ học”. III. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu Tìm hiểu về phương pháp dạy học Vật lí, phân loại các thí nghiệm Vật lí trong chương trình phổ thông. Tìm hiểu vai trò thực trạng sử dụng thí nghiệm ảo vào giảng dạy bộ môn Vật lí ở trường phổ thông. Rút ra các kết luận sư phạm nhằm sử dụng thí nghiệm ảo được hiệu quả hơn. Xác định vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí phổ thông, so sánh ưu, khuyết điểm giữa thí nghiệm thật và thí nghiệm ảo. Giới thiệu các thí nghiệm ảo trong việc giúp giáo viên phổ thông chuẩn bị các thí nghiệm của nội dung “điện từ học”. Rút ra các kết luận sư phạm để việc giảng dạy Vật lí sử dụng thí nghiệm ảo hiệu quả hơn. IV. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích, tổng hợp: thu thập, phân tích, tổng hợp các tài liệu có liên quan đến sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí. Phương pháp phân loại, hệ thống: Sau khi thu thập, tổng hợp các tài liệu, tôi tiếp tục tiến hành phân loại, hệ thống các tài liệu theo các vấn đề cần nghiên cứu của đề tài. Phương pháp quan sát khoa học: Tôi tiến hành đến dự giờ, tham gia các hoạt động giáo dục và giảng dạy tại trường để thu thập thông tin cần thiết cho đề tài. Phương pháp điều tra: Điều tra học sinh và giáo viên liên quan đến nội dung đề tài.
Phương pháp thực nghiệm: Sau khi nghiên cứu xong đề tài, tôi tiến hành tổ chức thực nghiệm tại một số lớp 11 trong trường nhằm xác định tính khả thi của đề tài. V. Giả thuyết khoa học Nếu đề tài xác lập được cách thức sử dụng các thí nghiệm ảo trong dạy học phần “điện từ học” Vật lí 11, sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí, đồng thời tạo cơ sở cho việc khai thác các thí nghiệm ảo vào dạy học đại trà trong chương trình Vật lí THPT hiện nay. VI. Những đóng góp của đề tài Nêu rõ các bước khai thác và sử dụng thí nghiệm ảo trogn dạy học Vật lí. Xây dựng thí nghiệm ảo trong dạy học nội dung “điện từ học” chương trình Vật lí lớp 11 ban cơ bản. Những kết luận sư phạm góp phần xác định vai trò của việc sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông.
PHẦN NỘI DUNG I. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI. 1. Cơ sở lí luận. 1.1. Vai trò của thí nghiệm Vật lí trong dạy học Trong dạy học vật lí, thí nghiệm đóng một vai trò cực kì quan trọng, là yếu tố không thể thiếu được của quá trình nhận thức vật lí. Tùy theo mục đích sử dụng thí nghiệm trong dạy học, thí nghiệm vật lí có thể thực hiện những chức năng khác nhau trong tiến trình dạy học Thí nghiệm vật lí là cơ sở để xây dựng, chứng minh kiến thức vật lí. Thí nghiệm vật lí có thể được sử dụng như phương tiện để đề xuất vấn đề, để cho HS vận dụng, củng cố kiến thức, để kiểm tra kiến thức vật lí của học sinh. Thí nghiệm vật lí là phương tiện góp phần quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh. Thí nghiệm vật lí là phương tiện kích thích hứng thú học tập của học sinh. Thí nghiệm vật lí là phương tiện tổ chức các hình thức hoạt động của học sinh.
Thí nghiệm vật lí góp phần làm đơn giản hóa các hiện tượng và quá trình vật lí. 1.2. Khái niệm về thí nghiệm thật và thí nghiệm ảo Thí nghiệm thật: Là các thí nghiệm được thực hiện b ằng các d ụng cụ thí nghiệm thật, các hoá chất thật. Thí nghiệm ảo: Là các thí nghiệm được thực hiện trên máy vi tính, thí nghiệm ảo thực chất là mô hình của thí nghiệm thật trên máy vi tính. 1.3. So sánh thí nghiệm thật và thí nghiệm ảo. Có thể nói rằng thí nghiệm ảo hay thí nghiệm thật thì cũng đều được xếp vào dòng là thí nghiệm trực quan, cùng làm sáng tỏ lý thuyết, gây hứng thú học tập cho các em học sinh, giáo dục tính tò mò khoa học, làm cho học sinh nhận thức dễ dàng hơn, kiến thức thu được của các em rõ ràng và sâu sắc, đồng thời lớp học sôi nổi, hào hứng, … Tuy nhiên mỗi cách đều có ưu nhược điểm của nó. Có thể nói rằng với công nghệ hiện đại như ngày nay, với sự hỗ trợ đắc lực của máy vi tính thì cuộc sống ảo vô cùng phong phú, đôi khi nó còn lấn át cuộc sống thực tại của chúng ta, tuy nhiên không thể nói thí nghiệm ảo hoàn toàn tốt hơn thí nghiệm thật nhưng nó lại có rất nhiều ưu điểm có thể hơn thí nghiệm thật. Có thể đưa ra dưới đây một số điểm cơ bản mà thí nghiệm ảo khắc phục được nhược điểm của thí nghiệm thật: + Trong trường hợp giáo viên làm thí nghiệm thật trên lớp cho học sinh quan sát thì hầu như các dụng cụ thí nghiệm đều nhỏ, lớp học đông, phòng học rộng. Như vậy khi làm thí nghiệm thì không phải tất cả các học sinh trong lớp đều có thể quan sát dễ dàng được, các em ở cuối lớp chỉ có thể nghe giáo viên nói mà không thể nhìn được thí nghiệm giáo viên làm như thế nào và chỉ có một số học sinh ở bàn trên mới có thể quan sát rõ thí nghiệm. Trong khi đó thí nghiệm ảo được thực hiện trên một màn chiếu, mà thông thường màn chiếu được đặt sao cho tất cả học sinh trong lớp học có thể nhìn rõ tất cả những gì thực hiện trên đó, đồng thời giáo viên hoàn toàn có thể chỉnh kích cỡ của dụng cụ thí nghiệm cho đủ lớn để cho cả lớp đều có thể quan sát rõ ràng kể cả các em ngồi ở cuối lớp học.
+ Tiếp theo là vấn đề an toàn của thí nghiệm, với một số thí nghiệm đôi khi do sơ xuất để xảy ra cháy nổ không mong muốn, nhưng với thí nghiệm ảo thì các thí nghiệm hoàn toàn an toàn, không lo cháy nổ ngoài dự định của giáo viên và học sinh, nếu có hiện tượng nhầm lẫn diễn ra trên máy vi tính thì hiện tượng xảy ra chỉ là mô hình cháy nổ trong máy chứ không phải là thật nên rất an toàn. + Hơn nữa thí nghiệm thực tế không phải thí nghiệm nào cũng thành công, nhưng với thí nghiệm ảo do đã được lập trình sẵn nên có thể nói gần như tất cả các thí nghiệm đều chuẩn xác, thực hiện thí nghiệm đem lại hiệu quả như mong đợi. + Một vấn đề nữa là công tác chuẩn bị công cụ thí nghiệm, với chương trình đổi mới giáo dục như hiện nay thì trong chương trình phổ thông, hầu như tiết học nào cũng có thí nghiệm. Với một thí nghiệm đơn giản, ít dụng cụ thì giáo viên có thể d ễ dàng chuẩn bị d ụng cụ, dễ dàng chuyển từ lớp học này sáng lớp học khác. Tuy nhiên với một thí nghiệm mà các d ụng cụ cồng kềnh thì đây lại không phải là một điều đơn giản. Còn với thí nghiệm ảo thì giáo viên hoàn toàn không phải lo lắng gì về vấn đề này, các dụng cụ có sẵn trong máy vi tính giáo viên chỉ cần một lần thực hiện đưa phần mềm thiết kế thí nghiệm vào trong máy và cài đặt chương trình, như thế lần sau sẽ hoàn toàn yên tâm về dụng cụ thí nghiệm… Như vậy có thể thấy khá nhiều ưu điểm của thí nghiệm ảo như trên đây, hơn nữa hiện nay, khi mà tin học được ứng dụng nhiều vào trong trường học thì việc sử dụng các thí nghiệm ảo hỗ trợ cho giảng dạy là hoàn toàn hợp lý, góp phần đẩy mạnh ứng dụng CNTT vào công tác giảng dạy ở trường phổ thông. Từ việc so sánh thí nghiệm thật và thí nghiệm ảo như trên đây thì bài toán đặt ra là làm thế nào để cho học sinh vẫn quan sát được các thí nghiệm trực quan mà giáo viên không phải lo lắng tới vấn đề chuẩn bị phương tiện thí nghiệm, lựa chọn phương tiện thí nghiệm phù hợp, thực hiện thí nghiệm an toàn và đạt hiệu quả như mong muốn, đồng thời tất cả học sinh đều có thể quan sát dễ dàng, cùng theo dõi cùng tranh luận bài dễ dàng, các thí nghiệm sống động và bắt mắt với học sinh… Hiện nay, khi mà tin học phát triển và đi vào tất cả các ngõ ngách của
đời sống con người như hiện nay thì một giải pháp được đưa ra là xây dựng thí nghiệm ảo thay thế thí nghiệm thật, sử dụng máy vi tính, máy chiếu,... để thực hiện các thí nghiệm, để phát huy các ưu điểm của thí nghiệm ảo mang lại và hạn chế các nhược điểm của thí nghiệm thật. 2. Cơ sở thực tiễn Trong những năm qua, để tích cực chủ động chuẩn bị cho việc đổi mới chương trình sách giáo khoa, Sở Giáo dục đào tạo đã tổ chức nhiều cuộc tập huấn đổi mới PPDH, trong đó chú trọng ứng dụng công nghệ thông tin, khai thác các phần mềm trong dạy học. Ở các trường phổ thông, các tổ nhóm chuyên môn đã tiến hành sinh hoạt chuyên môn theo hướng nghiên cứu bài học, tập trung đổi mới PPDH đáp ứng yêu cầu mới của giáo dục trong nước và hội nhập vào nền giáo dục thế giới. Cơ sở vật chất của các nhà trường được đầu tư và hoàn thiện. Các trường đều có phòng học với hệ thống máy tính hiện đại, được trang bị nhiều máy chiếu, mạng wifi. Học sinh được làm quen và tiếp xúc với công nghệ. Đa số các em đều có điện thoại thông minh, có tài khoản facebook, zalo. Hiện nay, dù đã có nhiều nghiên cứu về ứng dụng CNTT trong dạy học, trong đó có việc khai thác các phần mềm trong dạy học, nhưng các công trình nghiên cứu về sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí thì còn rất ít ỏi. Do đó cần có nhiều hơn những đề tài cụ thể nghiên cứu về khía cạnh này để năng cao chất lượng dạy học Vật lí, đặc biệt phát huy năng lực tư duy sáng tạo và kích thích niềm đam mê khám phá Vật lí cho học sinh. II. THỰC TRẠNG SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ẢO TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG “ĐIỆN TỪ HỌC” VẬT LÍ 11 THPT. Khi được hỏi về sự cần thiết phải sử dụng thí nghiệm ảo trong phần “điện từ học”, hầu hết các giáo viên đều cho rằng việc khai thác thí nghiệm ảo trong dạy
học này là rất cần thiết (6 giáo viên, chiếm 86%), có 1 giáo viên cho rằng điều này là cần thiết (14%), không có giáo viên nào thấy việc xây dựng hệ thống tư liệu trên là không cần thiết. Tuy nhiên, không phải ai cũng đầu tư thiết kế, sưu tầm thí nghiệm ảo một cách bài bản, khoa học phục vụ cho tiết dạy của mình. Hầu hết giáo viên lên lớp chủ yếu truyền thụ hết kiến thức SGK, ngại đầu tư đổi mới tiết dạy, có chăng chỉ thiết kế thí nghiệm ảo sử dụng trong giờ thao giảng, hội giảng có nhiều đồng nghiệp dự giờ. Trước khi thực hiện đề tài này, tôi đã làm một cuộc khảo sát giáo viên trường THPT X nơi tôi đang công tác về tình hình khai thác và sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí phần “điện từ học”. Bảng 1.1.Tình hình thiết sử dụng thí nghiệm ảo trong nội dung “điện từ học” Thường xuyên Thỉnh thoảng Không Mức độ Số lượng Tỉ lệ Số lượng Tỉ lệ Số lượng Tỉ lệ Trường giáo viên (%) giáo viên (%) giáo viên (%) THPT X 1 14,2 3 42,9 3 42,9 Sau khi tổng hợp phiếu điều tra cũng như phỏng vấn các giáo viên, tôi nhận thấy rằng những khó khăn mà các giáo viên tại các trường THPT gặp phải khi thiết kế, sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí phần “ điện từ học” là về vấn đề kĩ năng sử dụng CNTT, ngoại ngữ còn hạn chế và chưa biết phần mềm nào tốt để sử dụng. Bảng 1.2. Khó khăn khi tiến hành thiết kế, khai thác thí nghiệm ảo bằng phần mềm trên máy tính dùng trong quá trình dạy học Chưa biết Nguyên Chưa biết phần Thiết kế mất Kĩ năng sử cách thiết kế nhân mềm thiết kế thí thời gian dụng CNTT thí nghiệm nghiệm ảo ảo Số Số Số Số Tỉ lệ Tỉ lệ Tỉ lệ lượng lượng lượng Tỉ lệ (%) lượng Trường (%) (%) (%) GV GV GV GV THPT X 1 14,2 2 28,6 2 28,6 2 28,6
Như vậy, có 1 giáo viên (14,2%) cho rằng họ mất nhiều thời gian khi sử dụng thí nghiệm ảo; 02 giáo viên (28,6%) cho rằng họ gặp khó khăn về kĩ năng sử dụng CNTT; 02 giáo viên (28,6%) cho rằng họ gặp khó khăn sử dụng thí nghiệm ảo là do chưa biết được những phần mềm thiết kế, 02 giáo viên (28,6%) cho rằng họ gặp khó khăn chưa biết cách thiết kế thí nghiệm ảo. Từ những thực trạng điều tra được, tôi rút ra một số kết luận chung như sau: Thiết kế và sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí THPT là việc làm cần thiết, nó làm tăng tính trực quan của bài học, bổ sung và mở rộng kiến thức, giúp học sinh nhớ lâu hơn, hứng thú học tập hơn và góp phần thực hiện đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng dạy học theo hướng lấy học sinh làm trung tâm. Đa số giáo viên nhận thức được vai trò, ý nghĩa của việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm ảo trong dạt học Vật lí. Nhưng vấn đề về thời gian, tiền bạc, trình độ cùng với hạn chế về công nghệ thông tin nên thực tế việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí 11 chưa mang lại hiệu quả cao. Do đó, Ban chuyên môn các nhà trường mà đặc biệt là các tổ nhóm bộ môn phải có những biện pháp, chính sách về chuyên môn, nâng cao trình độ công nghệ thông tin để việc sử dụng các phầm mềm để thiết kế và sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí được rộng rãi và hiệu quả hơn. III. GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN 1. Quy trình sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí nội dung “điện từ học” Bước 1: Xác định mục tiêu bài học Dựa vào chương trình để xác định những mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, thái độ, năng lực, đó là những gì người học cần đạt được sau khi hoàn thành bài học. Việc xác định mục tiêu bài học là rất cần thiết và có tầm quan trọng đặc biệt, vì qua đó mới xác định được phương hướng, tiêu chí để quyết định về nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học, có được ý tưởng rõ ràng về những nội dung cần kiểm tra, đánh giá sau mỗi bài học. Thực hiện bước này có thể phòng tránh trường hợp sử dụng các thí nghiệm ảo đi quá xa so với mục tiêu bài học.
Bước 2: Xác định vai trò của thí nghiệm đối với mục tiêu dạy học Căn cứ vào mục tiêu và nội dung bài học, để đánh giá vai trò của thí nghiệm đối với việc hoàn thành các yêu cầu của bài học. Tùy theo mục tiêu cụ thể của từng bài học khác nhau để xác định mức độ ưu tiêu của từng loại hình thí nghiệm theo các mức độ khác nhau. Mặt khác với cùng một loại hình thí nghiệm, tương ứng với các mục tiêu dạy học khác nhau sẽ có cách tổ chức khác nhau trong quá trình dạy học. Bước 3: Xây dựng danh mục thí nghiệm ảo liên quan đến nội dung bài học Sau khi kiểm tra tình hình sử dụng của thí nghiệm, giáo viên cần nghiên cứu kĩ các nội dung kiến thức liên quan đến bài học, phân tích các hiện tượng vật lí xảy ra để thấy rõ cơ chế của hiện tượng. Qua đó giáo viên định hướng, lập danh sách các thí nghiệm ảo cụ thể cần dùng trong bài, cũng như cách sử dụng của thí nghiệm ảo trong từng đơn vị kiến thức. Đây là giai đoạn chuẩn bị tư liệu, thiết bị cho bài học. Để hệ thống hóa các thí nghiệm ảo một cách khoa học và đầy đủ, giáo viên có thể khai thác, sưu tầm từ nhiều nguồn khác nhau như: internet, đĩa CD, VCD, DVD, hoặc tự thiết kế thí nghiệm ảo dựa trên các phần mềm hỗ trợ... Những thí nghiệm này nên được tập trung lại và tổ chức lưu trữ trên máy vi tính, tạo sự tiện lợi trong quá trình dạy học
Bảng 2: Thống kê các nội dung sử dụng thí nghiệm ảo trong phần “điện từ học” Số lượng Nội dung sử dụng sử dụng thí STT Tiết: Tên bài thí nghiệm nghiệm ảo ảo Tiết 37: Tương tác của nam châm lên nam 02 Từ trường châm Tương tác của dòng điện với nam 1 01 châm. Tương tác của 2 dây dẫn thẳng 02 mang dòng điện. 2 Tiết 38: Lực từ do từ trường tác dụng lên 01 Lực từ, cảm ứng đoạn dây dẫn mang dòng điện. từ. Quy tắc bàn tay trái 01 Tiết 39: Từ trường dòng điện thẳng. Từ trường của Từ trường của dòng điện tròn. 3 dòng điện chạy Từ trường của ống dây hình trụ. 03 trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt Tiết 44: Bộ thí nghiệm về hiện tượng cảm 4 03 Từ thông (t1) ứng điện từ. Tiết 48: Bộ thí nghiệm về hiện tượng tự 5 02 Tự cảm cảm. Bước 4: Lựa chọn phương pháp dạy học chủ đạo Khi áp dụng một phương pháp dạy học cụ thể, ngoài việc phát triển tư duy, logic cho học sinh, đồng thời đã góp phần giáo dục học sinh các phẩm chất quan trọng khác. Tuy nhiên, không một phương pháp dạy học nào được xem là vạn năng và thích hợp cho việc giải quyết mọi nhiệm vụ dạy học. Vì vậy tùy thuộc vào mục tiêu của bài học, đặc điểm lứa tuổi của học sinh và các yếu tố khác để lựa chọn phương pháp dạy học thích hợp là một trong các biện pháp nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học.
Thực tế dạy học Vật lí cũng cho thấy, không có một phương pháp dạy học nào được áp dụng tách biệt hoàn toàn với các phương pháp khác. Do đó, lựa chọn phương pháp dạy học chủ đạo không có nghĩa là sử dụng duy nhất phương pháp dạy học này trong toàn bộ tiến trình dạy học. Hiện nay, có nhiều PPDH tích cực phù hợp với đặc thù của dạy học Vật lí và có thể phát huy hiệu quả của thí nghiệm trong dạy học. Tuy nhiên, phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là phương pháp tối ưu mà tôi thường lựa chọn khi dạy học sử dụng thí nghiệm ảo trong phần “điện từ học”. Bước 5: Thiết kế tiến trình dạy học Lên kế hoạch dạy học chi tiết đồng nghĩa với việc soạn thảo một kịch bản hoàn chỉnh cho tiết dạy. Sản phẩm của việc làm này là giáo án chi tiết về quá trình dạy học sẽ diễn ra. Kế hoạch dạy học càng chi tiết bao nhiêu thì hiệu quả giờ học sẽ chất lượng bấy nhiêu. Kế hoạch dạy học cần thể hiện rõ ý đồ mà mục đích của các phương án sử dụng thí nghiệm ảo đã được xác định ở các bước trước đó. Bước 6: Tổ chức dạy học theo tiến trình đã thiết kế Đây là giai đoạn giáo viên hiện thực hoá ý tưởng dạy học đã xây dựng trên những đối tượng học sinh cụ thể. Qua đây, giáo viên sẽ đánh giá được sự phù hợp của các phương án dạy học và có sự điều chỉnh hợp lí. Sau khi tổ chức dạy học nội dung “điện từ học”, giáo viên cũng cần đánh giá các mặt như: - Tính phù hợp thực tế dạy học với thời lượng dự kiến. - Mức độ đạt được mục tiêu học tập qua đánh giá các hoạt động học tập. - Sự hứng thú của học sinh thông qua quan sát. - Mức độ khả thi với điều kiện cơ sở vật chất. Việc đánh giá tổng thể sẽ giúp giáo viên điều chỉnh kế hoạch dạy học cho phù hợp hơn. Mặt khác, đánh giá học sinh cho phép giáo viên có thể biết được mục tiêu dạy học đề ra có đạt được hay không. Mục tiêu dạy học có thể được thực hiện thông qua các hoạt động dạy học và thông qua các công cụ đánh giá. 2. Khai thác, thiết kế thí nghiệm ảo phần “điện từ học”
Giáo viên có thể tự tạo thí nghiệm ảo bằng các phần mềm hỗ trợ như: Phần mềm thiết kế thí nghiệm Vật lí ảo Crocodile Physics; Phần mềm Microsoft Office PowerPoint; Phần mềm Plash. Ngoài ra, những thí nghiệm ảo phần điện từ học có thể được khai thác từ nhiều nguồn khác nhau. Nguồn khai thác chứa đựng một khối lượng lớn thông tin về các thí nghiệm vật lí là các website chuyên về dạy học vật lí như: https://phet.colorado.edu; http://thuvienvatly.com; http://tulieu.violet.vn... Ngoài ra, những tư liệu dạy học này còn được khai thác từ kho tài nguyên khổng lồ http://youtube.com với các từ khoá tìm kiếm phù hợp. Một số nguồn khai thác thí nghiệm trên máy vi tính Đối với thí nghiệm ảo, thì PhET là một địa chỉ khai thác hợp lí. Website này thuộc dự án mô phỏng tương tác do nhà Vật lí đoạt giải Nobel, Carl Wieman, sáng lập năm 2002 tại Đại học Colorado Boulder với mục đích tạo ra các mô phỏng tương tác miễn phí thuộc lĩnh vực toán và khoa học. Mô phỏng PhET được sáng tạo dựa trên các công trình nghiên cứu về khoa học giáo dục nhằm thu hút học sinh vào một môi trường trực quan, có thể học tập thông qua các hoạt động tìm tòi và khám phá.
Website http://phet.colorado.edu 3. Hướng dẫn sử dụng một số thí nghiệm ảo trong phần “điện từ học” 3.1. Tiết 37: Từ trường (thiết kế bằng phần mềm Microsoft Office PowerPoint). Đặt vấn đề: Thí nghiệm về sự tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với nam châm hay giữa dòng điện với dòng điện thường là khó thấy, độ chính xác không cao, gây nguy hiểm nếu mạng điện không an toàn, mất khá nhiều thời gian (nếu thực hiện thành công). Nếu giáo viên chỉ nêu lí thuyết rồi kết luận thì chỉ mang tính áp đặt đối với học sinh. Giải quyết vấn đề: Để giải quyết vấn đề trên thì giáo viên chỉ cần sử dụng phần mềm Microsoft Office PowerPoint để thiết kế 3 bộ thí nghiệm ảo chứng minh tương tác của nam châm lên nam châm, tương tác của dòng điện lên nam châm, tương tác của hai dây dẫn thẳng mang dòng điện và chiếu lên cho học sinh quan sát thí nghiệm kiểm chứng sẽ rất an toàn và hiệu quả. Sau đây là hình ảnh các thí nghiệm được thiết kế từ phần mềm. Thí nghiệm tương tác của nam châm lên nam châm: Thí nghiệm tương tác của dòng điện lên nam châm
Thí nghiệm tương tác của 2 dây dẫn thẳng mang dòng điện cùng chiều và ngược chiều 3.2. Tiết 38: Lực từ. Cảm ứng từ (thiết kế bằng phần mềm Microsoft Office PowerPoint). Đặt vấn đề: Thí nghiệm về lực do từ trường đều tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện sẽ khó quan sát nếu thực hiện thí nghiệm thật, độ chính xác không cao. Vấn đề là khi cho dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn thẳng đặt trong nam châm hình chữ U thì điều gì sẽ xãy ra? Từ đó nhằm xác định được phương, chiều của lực từ củng như độ lớn của nó. Giải quyết vấn đề: Giáo viên sử dụng phần mềm Microsoft Office PowerPoint để thiết kế 2 thí nghiệm ảo chứng minh lực từ do từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện; Quy tắc bàn tay trái và chiếu lên cho học sinh quan sát thí nghiệm kiểm chứng sẽ rất an toàn và hiệu quả.
Thí nghiệm Lực từ do từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện Thí nghiệm Quy tắc bàn tay trái 3.3. Tiết 39: Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt (thiết kế bằng phần mềm thí nghiệm vật lí ảo Crocodile Physics). Đặt vấn đề: Muốn xác định từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt nhưng thí nghiệm từ phổ khó thấy, khó thực hiện khi thời tiết ẩm, mạt sắt bị oxy hoá. Nếu chỉ nêu công thức (21.1)SGK/130; (21.2a),(21.3b) SGK/131 thì mang tính áp đặt học sinh. Giải quyết vấn đề: Muốn xác định được tính chất của đường sức từ củng như độ lớn của từ trường do các dòng điện đó gây ra thì giáo viên kích đôi chuột trái vào biểu tượng sau: + Đối với dòng điện thẳng:
+ Đối với dòng điện tròn: + Ống dây: