SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT HÀM RỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM *** PHÁT TRIỂN TƯ DUY LÔGIC CỦA HỌC SINH BẰNG PHƯƠNG PHÁP SO SÁNH TRƯỜNG HẤP DẪN VÀ TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN ĐỂ GIẢNG DẠY KHÁI[.]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT HÀM RỒNG - - SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM *** - PHÁT TRIỂN TƯ DUY LÔGIC CỦA HỌC SINH BẰNG PHƯƠNG PHÁP SO SÁNH TRƯỜNG HẤP DẪN VÀ TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN ĐỂ GIẢNG DẠY KHÁI NIỆM ĐIỆN THẾ Người thực hiện: Nguyễn Quyết Tiến Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực môn: Vật Lí THANH HĨA, NĂM 2022 skkn MỤC LỤC 1 Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Nội dung 2.1 Cơ sở lý luận 2.2 Thực trạng 2.3 Giải pháp thực 2.4 Hiệu 12 Kết luận kiến nghị 13 3.1 Đối với giáo viên 13 3.2 Đối với học sinh 14 3.3 Một số kiến nghị 14 Tài liệu tham khảo 15 Danh mục đề tài hội đồng khoa học đánh giá 16 skkn Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài Thực tế cho thấy việc dạy học thầy trò phải kết hợp cách đồng Sự “đồng bộ” xin nói tới khía cạnh nhỏ, cách thức dạy học Thầy giáo phải có phương pháp, cách thức hợp lý, đơn giản hệ thống để giải vấn đề chương trình từ người học định hướng thầy Trên sở tinh thần vậy, đứng trước vấn đề, việc liên hệ kiến thức vật lí việc cần thiết, góp phần phục vụ cho việc dạy học giáo viên học sinh phần vật lý phổ thông tốt hơn, hệ thống Trong môn khoa học, Vật lý coi môn khoa học thực tế giúp nhiều việc rèn luyện phương pháp suy nghĩ, phương pháp suy luận, phương pháp so sánh, phương pháp học tập, phương pháp giải vấn đề, giúp rèn luyện trí thơng minh sáng tạo Khi giảng dạy học tập khái niệm điện trường vấn đề khó khái niệm “điện thế” vật lý 11 lại khó hơn, đưa vấn đề vật lí mang tính trừu tượng khơng người dạy gặp khó khăn việc xây dựng vấn đề , mà học sinh tiếp nhận kiến thức vừa nêu lại mơ màng, dẫn đến tiếp nhận cách thụ động Tôi định đưa sáng kiến nhỏ trình giảng dạy: “Phát triển tư lơgíc học sinh phương pháp so sánh trường hấp dẫn trường tĩnh điện để giảng dạy khái niêm điện thế” Với phương pháp nhằm mục tiêu giúp cho người dạy đưa đơn vị kiến thức cách đơn giản mang tính lơgic, đặc biệt làm cho học sinh tiếp thu dễ dàng, nhớ lai kiến thức học vận dụng vào để xây dựng đơn vị kiến thức mới, vấn đề phù hợp với phát huy tính tích cực học sinh học sinh tự xây dựng đơn vị kiến thức mới, qua tạo niềm tin cho thân để phát huy tính tự học, tự nghiên cứu tạo tiền đề cho việc học nghiên cứu khoa học sau 1.2 Mục đích đề tài Để thực tốt chương trình sách giáo khoa mơn vật lí dạy - học theo phương pháp đổi đạt hiệu cao địi hỏi giáo viên phải nghiên skkn cứu, tìm tịi để đưa phương pháp giảng dạy học có hiệu nhằm hướng dẫn học sinh phát triển tư lơgíc để lĩnh hội kiến thức nhằm đáp ứng yêu cầu xu giáo dục xã hội ngày 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu : Giảng dạy khái niệm điện phương pháp so sánh trường hấp dẫn trường tĩnh điện - Phạm vi nghiên cứu: Học sinh lớp 11B5;11B8;11B10 11B12 trường THPT Hàm Rồng 1.4 Phương pháp nghiên cứu Trong q trình nghiên cứu tơi sử dụng số phương pháp sau - Phương pháp so sánh - Phương pháp điều tra giáo dục - Phương pháp quan sát sư phạm - Phương pháp thông kê, tổng hợp - Phương pháp vật lí NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lý luận Trong sống ngày, có so sánh, phán đốn Suy luận sở ý niệm, khái niệm tượng, vật xung quanh Đó tư lôgic Tư lôgic suy nghĩ, nhận xét, đánh giá cách xác, lập luận có vấn đề Như tính lơgic bắt buộc khoa học sống ngày Vật lý môn khoa học gắn liền với sống mà lý thuyết phát triển dựa sở tuân thủ nghiêm ngặt quy luật tư Vì nhiệm vụ quan trọng bậc việc giảng dạy vật lý trường phổ thơng “Dạy suy nghĩ” phải có suy nghĩ phù hợp, hệ thống lơgic hoạt động mang lại hiệu mong muốn rèn luyện khả tư lơgic cho học sinh q trình dạy vật lý vấn đề đáng nghiên cứu đầu tư Quá trình dạy học bao gồm nhiều thành phần khác nhau, có mối tác động qua lại lẫn skkn - Dạy học tương tác tạo điều kiện hỗ trợ mạnh mẽ hoạt động tương tác đa dạng định hướng vào người học, coi trọng vốn kiến thức, kinh nghiệm người học, đặt họ vào vị trí trung tâm q trình dạy học - Nội dung học tập gắn với tình thực tiễn, mang tính phức hợp, phù hợp với hứng thú người học - Các nhiệm vụ học tập hỗ trợ phát triển lực vận dụng tri thức vào thực tiễn, giải vấn đề phức hợp, sáng tạo. - Phương tiện dạy học hỗ trợ trình tự tìm tịi tri thức người học, tạo điều kiện cho tương tác - Phương pháp dạy học phát huy tính tích cực tự lực, tự điều khiển người học 2.2 Thực trạng việc tổng hợp kiến thức chương vật lí 11 trường THPT Qua thực tế dạy kiến thức đa phần giáo viên dùng phương pháp nêu vấn đề nêu giải vấn đề dẫn đến em khơng hứng thú học tập, khó ghi nhớ chưa phù hợp với mục tiêu giáo dục nay, dẫn đến hiệu học tập em không cao Khi dạy khái niệm “điện thế” người dạy khó truyền thụ vấn đề mang tính trừu tượng này, làm cho học sinh hiểu lan man không thuyết phục dẫn đến hồi nghi khái niệm điện Trong q trình giảng dạy đơn vị kiến thức mới, giáo viên thường sử dụng phương pháp chia nhóm để học sinh thảo luận, vấn đáp tìm kết luận cho đơn vị kiến thức giáo viên thường kết luận khơng giải thích thêm Từ thực trạng định đưa đề tài “Phát triển tư lơgíc học sinh phương pháp so sánh trường hấp dẫn trường tĩnh điện để giảng dạy khái niêm điện thế” Trước đưa vào vận dụng tơi vận dụng vào năm học 2019-2020 2020-2021 thấy có hiệu để kiểm chứng, năm học 2021-2022 tiến hành khảo sát bốn lớp khối 11 trường THPT Hàm Rồng theo bảng sau: Bảng số liệu khảo sát trước vận dụng skkn Lớp Giỏi Số lượng SL % T.bình Yếu Kém SL % SL % SL % SL % 11B5 47 10 21,3 18 38,3 13 27,7 12.7 0 11B8 47 12 25,5 15 31,9 16 34,1 8,5 0 11B10 47 12,8 15 31,9 18 38,3 17 0 11B12 46 14,9 14 29,8 20 42,5 10,6 0 Dự định: - Đối với lớp 11B10 11B12 dạy theo phương pháp truyền thống - Đối với lớp 11B5 11B8 vận dụng: Giảng dạy khái niệm điện phương pháp liên hệ trường hấp dẫn trường tĩnh điện” 2.3 Giải pháp thực Để xây dựng khái niệm điện chương trình vật lý 11 người dạy cần hình thành giới quan khoa học khái niệm cơng học từ xây dựng kiến thức cơng lực, nhằm tính chất “ ” trường hấp dẫn; dẫn đến khái niệm tương tác tĩnh điện cuối đưa khái niệm “Điện ” Chương trình vật lí THPT phần học trình bày trước phần điện học, vậy, dùng mơ hình học để mô tả tượng đồng thời sâu vào phân tích, nghiên cứu chất vấn đề skkn 2.3.1.Mối liên hệ trường tĩnh điện trường hấp dẫn Tương tác hấp dẫn Tương tác tĩnh điện Chất điểm m Đện tích điểm q Lực hấp dẫn: Lực tĩnh điện: Cường độ trường hấp dẫn: Cường độ điện trường: Tính cộng lực: Tính cộng lực: Nguyên lý chồng chất cường độ trường hấp dẫn: Nguyên lý chồng chất cường độ điện trường: - Thế hấp dẫn - Cơ điểm trường hấp dẫn - Thế tương tác tĩnh điện - Điện điểm điện trường Hình Sơ đồ liên hệ skkn 2.3.2 Biện pháp tổ chức thực a.Thực tiến trình xây dựng kiến thức theo sơ đồ sau: Tương tác hấp dẫn Tương tác tĩnh điện Chất điểm m Điện tích điểm q Lực hấp dẫn: Lực tĩnh điện: Công làm dịch chuyển chất điểm trường lực thế: A1,2 =Wt1 – Wt2 Trường lực Trái Đất trường lực Thế chất điểm m1, m2, m3 vị trí tương ứng là: Wt1; Wt2 ,Wt3 Tỉ số : ( i = 1, , ) Tỉ số: điểm định trường lực đại lượng đặc trưng khả tương tác trường điểm Cơng trường tĩnh điện điện tích q làm dịch chuyển điện tích q0: Trường tĩnh điện trường lực Thế tĩnh điện điện tích thử q1, q2, q3 , tương ứng là: Wt1, Wt2 ,Wt3 Tỉ số : ( i = , 2, 3, ) Tỉ số: điểm định trường tĩnh điện đại lượng đặc trưng khả dự trữ lượng Khái niệm điện điểm xác định : skkn Từ sơ đồ (Hình1) ta thấy hai định luật nghịch đảo bình phương khoảng cách, tính cộng tn theo nguyên lý chồng chất, giống mặt toán học Lực hấp dẫn: Lực tĩnh điện: Hình Sơ đồ liên hệ lực hấp dẫn lực tỉnh điện Từ (Hình 2) cho thấy lực hấp dẫn lực tĩnh điện nghịch đảo bình phương khoảng cách Như vậy, mà ta suy trường hấp dẫn cách phân tích định luật chuyển sang trường tĩnh điện với logic hồn tồn chấp nhận tính chất, việc cần làm việc thay đổi kí hiệu đồng thời chuyển sang xây dựng khái niệm b Nhắc lại cho học sinh nhớ trường lực Trường lực trường lực mà công làm dịch chuyển trường khơng phụ thuộc vào hình dạng đường mà phụ thuộc vào trạng thái đầu trạng thái cuối q trình dịch chuyển Cơng làm dịch chuyển vật trường lực độ giảm q trình A1,2 = Wt1 – Wt2 Khi trường lực quen thuộc, trường lực Trái Đất, đồng thời liên hệ với trường tĩnh điện Công làm dịch chuyển chất điểm trường lực thế: A1,2 = Wt1 – Wt2 Công trường tĩnh điện điện tích q làm dịch chuyển điện tích thử q0: Hình Sơ đồ liên hệ trường lực trường tĩnh điện skkn Mơ hình tương tác hai đơn vị kiến thức (1) p q0 h1 r1 (2) q0 r2 h2 q Hình Vật m trường trọng lực Hình Điện tích điểm trừơng tĩnh điện - Từ hình 4: Cho thấy vật m rơi tự tác dụng trọng lực từ độ cao h1 xuống độ cao h2: vật rơi từ vị trí (1) xuống vị trí (2) trọng lực thực công: A = mgh1 – mgh2 = Wt1 – Wt2 - Từ (hình 5): Cho thấy tương đương trường tĩnh điện, điện tích thử qO điện trường Vậy điện trường thực công lên điện tích thử tác dụng lực điện trường, làm điện tích dịch chuyển từ vị trí (1) đến vị trí (2) điện trường qo, cơng gọi công lực tĩnh điện 2.3.3 Xây dựng biểu thức cơng lực tĩnh điện điện tích q sinh thực công, làm điện tích qo dịch chuyển Trong q trình dịch chuyển từ vị trí (1) đến vị trí (2) Từ (Hình 5): ta có: Từ biểu thức ta thấy cơng lực tĩnh điện, q trình dịch chuyển điện tích khơng phụ thuộc hình dạng đường mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu vị trí điểm cuối q trình dịch chuyển điện trường Kết hợp với lực ta đến kết luận sau: skkn Trường tĩnh điện tồn xung quanh điện tích trường lực Tương tự trường trọng lực của Trái Đất Khi rút khái niệm công lực tĩnh điện kết luận Trường tĩnh điện Trường lực * Khi học sinh nắm trường tĩnh điện trường lực có nghĩa cơng điện trường làm dịch chuyển điện tích từ vị trí (1) đến vị trí (2) độ giảm tương tác điện tích q trình dich chuyển A1,2 = Wt1 – Wt2 (*) Wt1: tương tác tĩnh điện điện tích qo vị trí (1) Wt2: tương tác tĩnh điện điện tích qo vị trí (2) Từ học sinh thấy tương tự lực hấp dẫn lực bảo toàn Bây ta chuyển từ định nghĩa hiệu tĩnh điện điện tích thử qo hai điểm sang định nghĩa điện điện tích thử điểm Để làm vậy, ta thực hai điểm tùy ý độc lập với nhau: Ta lấy điểm ban đầu i điểm chuẩn có giá trị biết M ta gán giá trị tùy ý cho điện tích thử qo điểm Đặc biệt ta chọn điểm i nằm xa (ở vơ cực) tất điện tích mà ta gán gía trị, khơng cho điện tích thử điểm Khi tương tác tĩnh điện công làm dịch chuyển điện tích q0 từ vị trí vơ cực (r1 = ) trở vị trí mà ta xét điện trường: Từ (*) ta có: Ta nói: Wt điện tích thử q0 điểm trừ cơng A M thực điện tích làm dịch chuyển từ vơ cực đến điểm M xét Bằng phép so sánh, học sinh hình dung biến đổi đại lượng có tính trừu tượng tương tác tĩnh so với trường trọng lực Trái Đất tác dụng lên vật Sau xây dựng hoàn chỉnh tương tác tĩnh điện điện tích đặt điện trường, trở biểu diễn trường trọng lực Trái Đất Thế chất điểm m1, m2, m3 vị trí tương ứng là: Wt1, Wt2 ,Wt3 Tỉ số : ( i = 1, , 3, ) 10 skkn Thế tĩnh điện điện tích thử q1, q2, q3, tương ứng là: Wt1, Wt2 ,Wt3 Tỉ số : ( i = , 2, ) Hình Sơ đồ liên hệ Mơ hình tương tác N mi qi M Wti F r r E q0 Hình Trường hấp dẫn Hình Trường tĩnh điện Giả sử xét vị trí N cố định nằm cách mặt Đất khoảng h (Hình 7), ta đặt chất điểm có khối lượng tương ứng là: m 1, m2, m3 mn tương ứng chất điểm vị trí là: Wt 1, Wt2, Wt3 .Wtn Xét tỉ số: (i = 1,2, 3, n ) Tỉ số có giá trị nào? có phụ thuộc vào mi hay khơng? (trong n số vật đặt thử, mi vật thứ i) Kêt luận: Đại lượng phụ thuộc vào khối lượng Trái Đất, vị trí điểm N so với tâm Trái Đất hồn tồn không phụ thuộc vào khối lượng vật mi đặt điểm N Từ ta rút công thức giả kiến: Wti = ko.mi (Ko: hệ số đặc trưng mặt lượng trường trọng lực M) Nói cách khác, tỉ số khối lượng giá trị điểm định trường lực đại lượng đặc trưng khả tương tác trường điểm 11 skkn Tương tự biểu diễn vị trí điểm M điện trường điện tích điểm q (Hình 8) Giả sử gửi đến điểm M điện tích thử q 1, q2, q3 qn tương tác tĩnh điện tương ứng chúng là: Wt1,Wt2,Wt3 Wtn Tiếp tục nêu lên vấn đề tỉ số : ( i = 1, 2, 3, n ) Khi học sinh thấy tỉ số khơng phụ thuộc vào độ lớn điện tích thử qi mà phụ thuộc vào vị trí điểm M nguồn gốc sinh điện trường này, điện tích q Thật vậy, tương tự xét trường trọng lực, tỉ số đại lượng vật lí đặc trưng mặt lượng điện trường (dự trữ lượng hay phân bố lượng điện trường) Giá trị gọi “điện thế” điểm xác định Tức đơn vị điện tích điểm điện trường gọi điện VM điểm đó: (1) VM : điện điểm M: Định nghĩa: Điện điểm M điện trường đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường phương diện tạo đặt điện tích q Nó xác định thương số công lực điện tác dụng lên q q di chuyển từ M vô cực độ lớn q0 xác định biểu thức Nhận xét: Điện vô cực không sau xây dựng khái niệm hiệu điện làm cho học sinh nắm bắt cách nhanh tróng nhẹ nhàng nhiều 2.4.Hiệu 2.4.1 Kết từ thực tiễn Như vậy, phép liên hệ so sánh, giúp học sinh tiếp thu khái niệm điện cách nhẹ nhàng hiểu rõ ý nghĩa vật lí đại lượng 2.4.2 Kết thực nghiệm Thông qua tiến hành nghiên cứu thực bốn lớp với đề tài thu kết theo bảng số liệu sau: 12 skkn Bảng số liệu so sánh sau tiến hành vận dụng đề tài Lớp Giỏi Số lượng SL % T.bình Yếu Kém SL % SL % SL % SL % 11B5 47 17 36,1 25 53,2 10,7 0 0 11B8 47 19 40,4 21 44,6 15 0 0 11B10 47 10,7 14 29,8 16 34,1 12 25,3 0 11B12 46 12,8 12 25,5 16 34,1 13 27,7 0 Qua bảng số liệu thấy sau đưa vào vận dụng đề tài “Phát triển tư lơgíc học sinh thơng qua phương pháp so sánh trường hấp dẫn trường tĩnh điện để giảng dạy khái niêm điện thế” Thì kết khả quan, cụ thể học sinh yếu khơng cịn, học sinh trung bình giảm rõ rệt số học sinh khá, giỏi tăng lên nhều, cịn lớp khơng áp dụng số lượng học sinh khá, giỏi giảm, trung bình, yếu lại tăng lên Kết luận kiến nghị 3.1 Đối với giáo viên Nội dung giải pháp góp phần giúp giáo viên định hướng, rèn luyện kỹ tạo tầm nhìn từ tổng quát đến chi tiết trước yêu cầu, vấn đề; nâng cao lực tổng hợp, phân tích so sánh phần kiến thức thành mối tương quan Đề tài giúp cho giáo viên truyền thụ đơn vị kiến thức thông qua so sánh liên hệ với kiến thức cũ học sinh tự tin tiếp nhận, có cách suy nghĩ để giải vấn đề cách đắn Đề tài hầu hết trường vận dụng, thực để góp phần phát huy tính tích cực, tự học tự nghiên cứu học 3.2 Đối với học sinh 13 skkn Thông qua việc so sánh “trường hấp dẫn” “trường tĩnh điện” làm cho học sinh tiếp thu dễ dàng, thuyết phục nhớ lại kiến thức học vận dụng vào để xây dựng đơn vị kiến thức mới, vấn đề góp phần phát huy tính chủ động, sáng tạo tích cực học sinh từ em tự xây dựng đơn vị kiến thức dần hình thành tư lơgíc có tính hệ thống, qua tạo niềm tin cho thân để phát huy tính tự học, tự nghiên cứu tạo tiền đề cho việc học nghiên cưú khoa học sau 3.3 Kiến nghị Để nâng cao chất lượng học tập lòng ham mê mơn vật lí, tơi nhận thấy cần thiết tiếp cận với phương pháp giảng dạy phù hợp với yêu cầu lấy học sinh làm trung tâm, việc vận dụng “Phát triển tư lơgíc học sinh phương pháp so sánh trường hấp dẫn trường tĩnh điện để giảng dạy khái niêm điện thế” phương pháp có hiệu quả. Do thời gian có hạn nên đề tài chưa áp dụng rộng rãi trường, áp dụng trường THPT Hàm Rồng, chắn khơng tránh hết thiếu sót Vì mong góp ý q thầy giáo, bạn đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện áp dụng phổ biến rộng năm học tới Xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 20 tháng 04 năm 2022 CAM KẾT KHƠNG COPPY Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác (Tác giả ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Quyết Tiến TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa vật lý 10 Cơ bản, NXBGD năm 2008 Sách giáo khoa vật lý 11 Cơ bản, NXBGD năm 2009 14 skkn Tài liệu chuẩn kiến thức vật lí 10 NXBGD năm 2011 Tài liệu chuẩn kiến thức vật lí 11 NXBGD năm 2011 Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường (2014): Lí luận dạy học đại NXB Đại học sư phạm Hà Nội Mạng Internet 15 skkn DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: NGUYỄN QUYẾT TIẾN Chức vụ đơn vị công tác: Giáo viên trường THPT Hàm Rồng TT Tên đề tài SKKN Các bước giải tập tự luận vật lí phổ thơng Một số thí nghiệm biểu diễn tự tạo dạy học vật lí trường THPT Bắc Sơn Hướng dẫn học sinh trường THPT Hàm Rồng chế tạo thí nghiệm biểu diễn Rèn luyện khả tư lôgic cho học sinh lớp 10 Trường THPT Hàm Rồng Thông qua bước giải tập phương pháp động lực học ” Cấp đánh giá xếp loại (Phòng, Sở, Tỉnh ) Sở GD&ĐT Kết đánh giá xếp loại (A, B, C) C 2010-2011 Sở GD&ĐT B 2015-2016 Sở GD&ĐT C 2018-2019 Sở GD&ĐT C 2019-2020 16 skkn Năm học đánh giá xếp loại ... sau đưa vào vận dụng đề tài ? ?Phát triển tư lơgíc học sinh thông qua phương pháp so sánh trường hấp dẫn trường tĩnh điện để giảng dạy khái niêm điện thế? ?? Thì kết khả quan, cụ thể khơng học sinh yếu... trình giảng dạy: ? ?Phát triển tư lơgíc học sinh phương pháp so sánh trường hấp dẫn trường tĩnh điện để giảng dạy khái niêm điện thế? ?? Với phương pháp nhằm mục tiêu giúp cho người dạy đưa đơn vị kiến... sinh làm trung tâm, việc vận dụng ? ?Phát triển tư lơgíc học sinh phương pháp so sánh trường hấp dẫn trường tĩnh điện để giảng dạy khái niêm điện thế? ?? phương pháp có hiệu quả. Do thời gian có