Tổ chức dạy học phần “điện từ học”vật lí 11 thpt theo hướng trải nghiệm thông qua việc chế tạo và sử dụngcác dụng cụ thí nghiệm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Huỳnh Minh Vương TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN “ĐIỆN TỪ HỌC” VẬT LÍ 11 THPT THEO HƯỚNG TRẢI NGHIỆM THÔNG QUA VIỆC CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG CÁC DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Huỳnh Minh Vương TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN “ ĐIỆN TỪ HỌC" VẬT LÍ 11 THPT THEO HƯỚNG TRẢI NGHIỆM THƠNG QUA VIỆC CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG CÁC DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM Chun ngành : Lí luận Phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số : 60140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐỖ VĂN NĂNG TP Hồ Chí Minh – 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng Các số liệu nêu luận văn trung thực khách quan chưa công bố cơng trình nghiên cứu tác giả khác TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 Tác giả luận văn Huỳnh Minh Vương LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn này, tơi nhận hướng dẫn giúp đỡ tận tình mặt từ thầy cơ, gia đình, bạn bè học sinh Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, giảng viên khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh Đặc biệt tơi xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn tới TS Đỗ Văn Năng – người thầy trực tiếp hướng dẫn, dìu dắt, bảo tận tình cho tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy/cô Ban Giám hiệu em HS trường THPT Tân Hưng (tỉnh Tây Ninh) tạo điều kiện tốt để tiến hành thực nghiệm sư phạm Cuối tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc gia đình, bạn bè anh chị học viên K27 động viên giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 Tác giả Huỳnh Minh Vương MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình ảnh MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO HƯỚNG TRẢI NGHIỆM THÔNG QUA CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG CÁC DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 1.1 Khái quát hoạt động trải nghiệm dạy học theo hướng trải nghiệm 1.1.1 Trải nghiệm, hoạt động trải nghiệm 1.1.2 Dạy học theo hướng trải nghiệm 1.1.3 Các nội dung tổ chức dạy học theo hướng trải nghiệm dạy học vật lí 1.1.4 Các đặc điểm chung việc tổ chức dạy học theo hướng trải nghiệm môn Vật lí 1.1.5 Các nghiên cứu dạy học vật lí theo hướng trải nghiệm 1.3 Thí nghiệm tự tạo dạy học vật lí 1.3.1 Khái quát thí nghiệm tự tạo 1.3.2 Vai trị, chức thí nghiệm tự tạo dạy học theo hướng trải nghiệm 1.3.3 Phân loại thí nghiệm tự tạo dạy học vật lí 10 1.3.4 Ưu điểm hạn chế thí nghiệm tự tạo 11 1.3.5 Yêu cầu thí nghiệm tự tạo .11 1.4 Kiểm tra, đánh giá học sinh hoạt động dạy học theo hướng trải nghiệm 12 1.4.1 Mục tiêu kiểm tra, đánh giá 12 1.4.2 Đánh giá kiến thức, kĩ hoạt động dạy học theo hướng trải nghiệm 12 1.4.3 Đánh giá lực hoạt động dạy học theo hướng trải nghiệm 12 1.5 Phát huy tính tích cực sáng tạo học sinh 13 1.5.1 Phát huy tính tích cực học sinh .13 1.5.1.1 Khái niệm tính tích cực 13 1.5.1.2 Những biểu tính tích cực học tập 14 1.5.1.3 Một số biện pháp phát huy tính tích cực học tập học sinh dạy học vật lí 14 1.5.2 Phát huy tính tích sáng tạo học sinh 15 1.5.2.1 Khái niệm lực sáng tạo 15 1.5.2.2 Những biểu lực sáng tạo 16 1.5.2.3 Một số biện pháp phát huy tính sáng tạo cho học sinh dạy học vật lí 17 1.6 Thực trạng việc tổ chức dạy học theo hướng trải nghiệm thông qua chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm 18 Kết luận chương 22 Chương TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN “ĐIỆN TỪ HỌC” VẬT LÍ 11 THEO HƯỚNG TRẢI NGHIỆM THƠNG QUA VIỆC CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG CÁC DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM .23 2.1 Đặc điểm phần “Điện từ học” theo hướng tổ chức dạy học trải nghiệm thông qua chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm .23 2.1.1 Tính chất thực tiễn kiến thức phần “Điện từ học” đời sống 23 2.1.2 Đặc điểm dụng cụ thí nghiệm phần “Điện từ học” .24 2.1.3 Thuận lợi khó khăn kiến thức phần “Điện từ học” theo hướng trải nghiệm 25 2.2 Quy trình tổ chức dạy học phần “Điện từ học” theo hướng trải nghiệm thông qua chế tạo sử dụng thí nghiệm 25 2.2.1 Nguyên tắc xây dựng quy trình 25 2.2.2 Quy trình tổ chức dạy học phần “Điện từ học” theo hướng trải nghiệm thông qua chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm 27 2.3 Các cơng cụ đánh giá tính tích cực sáng tạo hoạt động dạy học theo hướng trải nghiệm .31 2.3.1 Tiêu chí đánh giá tính tích cực học sinh .31 2.3.2 Tiêu chí đánh giá tính sáng tạo học sinh .36 2.4 Thiết kế số tiến trình dạy học phần “Điện từ học” theo hướng trải nghiệm thông qua việc chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm 38 2.4.1 Chủ đề “Từ trường” .38 2.4.2 Chủ đề “Động điện chiều đơn giản” 43 2.4.3 Chủ đề “Từ trường dây dẫn có hình dạng đặc biệt” .49 2.4.4 Chủ đề “Máy phát điện đơn giản” .56 Kết luận chương 62 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .63 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 63 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 63 3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 63 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 63 3.5 Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm 64 3.5.1 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 64 3.5.2 Diễn biến thực nghiệm sư phạm 65 3.6 Những thuận lợi khó khăn tiến hành thực nghiệm sư phạm 78 3.6.1 Thuận lợi 78 3.6.2 Khó khăn 78 3.7 Kết thực nghiệm sư phạm 79 3.7.1 Đánh giá mức độ hiểu biết kiến thức học sinh 79 3.7.2 Đánh giá tính tích cực học sinh .80 3.7.3 Đánh giá tính sáng tạo học sinh 83 3.8 Đánh giá tính khả thi tiến trình tổ chức dạy học phần "Điện từ học" vật lí 11 THPT theo hướng trải nghiệm thông qua việc chế tạo sử dụng thí nghiệm 84 3.8.1 Mặt tích cực 84 3.8.2 Mặt hạn chế 85 Kết luận chương 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO .89 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Viết đầy đủ DHTHTN Dạy học theo hướng trải nghiệm HĐTN Hoạt động trải nghiệm HS Học sinh ST Sáng tạo TC Tích cực THPT Trung học phổ thơng TN Thí nghiệm DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các biểu lực sáng tạo học sinh THPT 17 Bảng 2.1 Bảng tiêu chí đánh giá mức độ đóng góp cá nhân 32 Bảng 2.2 Tiêu chí đánh giá báo cáo sản phẩm thí nghiệm 33 Bảng 2.3 Tiêu chí đánh giá q trình thực nhiệm vụ học tập 34 Bảng 2.4 Tiêu chí đánh giá tính sáng tạo học sinh 37 Bảng 3.1 Kế hoạch tổ chức thực nghiệm sư phạm 64 Bảng 3.2 Danh sách nhóm trưởng thư kí nhóm 65 Bảng 3.3 Khó khăn cách giải học sinh 70 Bảng 3.4 Điểm đánh giá nhóm học sinh giáo viên 77 Bảng 3.5 Kết kiểm tra mức độ hiểu biết kiến thức 79 Bảng 3.6 Điểm đánh giá tính tích cực học sinh 82 Bảng 3.7 Điểm đánh giá tính sáng tạo học sinh 84 PL20 Phụ lục 3: CÁC PHIẾU HỌC TẬP PL3.1 PHIẾU THU THẬP THÔNG TIN HS: Lớp:……………… Kiến thức Nội dung đọc liên quan tới từ khóa PL21 PL3.2 PHÁT HỌA PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO Nhóm:…………………………… Lớp……………………… Thảo luận nhóm để chọn phương án chế tạo TN hợp lí, vẽ phát họa TN dự kiến, rõ vật liệu dùng chế tạo Các tiêu chí lựa chọn: - Vật liệu: phổ biến, dễ gia công chế tạo, thân thiện môi trường, rẽ tiền - An tồn: Khơng vật liệu nguy hiểm gây cháy nổ, khơng sử dụng nguồn điện có điện áp cao - Kết TN: Kết TN phải rõ ràng, dễ quan sát - Về mặt thẩm mĩ: Cần có màu sắc phù hợp, hình dáng đẹp lơi PL22 PL3.3 KẾ HOẠCH HOẠT ĐỘNG NHÓM Lớp Trường: Nhóm: Tên hoạt động: Bảnh phân cơng nhiệm vụ nhóm Tên thành viên Công việc Ghi Kế hoạch hoạt động Thời gian Làm việc Ở đâu Đánh giá PL3.4 PHIẾU THEO DÕI HOẠT ĐỘNG NHÓM Lớp Trường: Nhóm: Tên hoạt động: Ngày Tên công việc thực HS thực Đánh giá chất lượng công việc PL23 PL3.5 PHIẾU THEO DÕI HOẠT ĐỘNG DÀNH CHO GIÁO VIÊN Lớp Trường: Nhóm: Tên hoạt động: Ngày Công việc thực Vấn đề HS thắc Hướng giải mắc HS PL24 PHỤ LỤC 4: CÁC PHIẾU ĐÁNH GIÁ PL4.1 PHIẾU ĐÁNH GIÁ CÁ NHÂN TRONG NHÓM (Dành cho HS) Chủ đề: Nhóm: Nhóm đánh giá đóng góp mõi thành viên nhóm, Cho điểm từ đến vào cột phù hợp Tiêu chí Nghiên Tham gia Đóng vào hoạt góp thập động kiến thơng tin nhóm cứu, Tên Thành viên thu Hồn ý thành nhiệm vụ Thời hạn Hợp Tổng hoàn tác với điểm thành nhóm nhiệm vụ PL25 PL4.2 PHIẾU ĐÁNH GIÁ BÁO CÁO (Dành cho HS) Nhóm đánh giá Dựa vào bảng tiêu chí đánh giá, nhóm thống khoanh tròn vào điểm tương ứng nhóm bạn Nhóm Cấu trúc trình bày báo cáo Trình bày Sản phẩm TN Trả lời câu hỏi Tổng nhóm điểm 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 PL26 PL4.3 PHIẾU ĐÁNH GIÁ Q TRÌNH HOẠT ĐỘNG NHĨM CỦA HS (Dành cho GV) Tên nhóm: Lớp: Điểm Tiêu chí STT Nhận xét – đánh giá 4 Xác định nhiệm vụ học tập Hồn thành nhiệm vụ phân cơng Thời hạn hồn thành nhiệm vụ Chế tạo TN Hoàn thành ghi đầy đủ phiếu theo dõi phiếu học tập Trình bày báo cáo mạch lạc, rõ ràng, đầy đủ thơng tin Lắng nghe nhóm khác báo cáo Đưa câu hỏi có ý nghĩa cho nhóm khác Trả lời tốt câu hỏi nhóm GV PL27 Phụ lục 5: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM PL5.1 KẾT QUẢ QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC NHĨM Nhóm Tiêu chí STT Xác định nhiệm vụ học tập Hồn thành nhiệm vụ phân cơng Thời hạn hồn thành nhiệm vụ Chế tạo TN Acsimet Galileo BoyleMariotte Newton 4 4 4 4 3 3 3 4 4 3 3 2 4 3 33 30 26 29 Hoàn thành ghi đầy đủ phiếu theo dõi phiếu học tập Trình bày báo cáo mạch lạc, rõ ràng, đầy đủ thông tin Lắng nghe nhóm khác báo cáo Đưa câu hỏi có ý nghĩa cho nhóm khác Trả lời câu hỏi nhóm GV Tổng: PL28 PL5.2 KẾT QUẢ TỰ ĐÁNH GIÁ CỦA NHÓM HS Tự đánh giá Tên HS TC1 TC2 TC3 TC4 TC5 TC6 Tổng Nguyễn Thanh Phúc 2 15 Lê Thanh Sang 3 19 Ngô Lâm Anh Sang 4 4 22 Nguyễn Thành Lộc 4 20 Nguyễn Thị Thủy Tiên 4 3 20 Lê Thị Quỳnh Như 4 3 20 Cao Minh Thành 4 4 23 Lê Minh Thuận 4 4 23 Phạm Văn Thưởng 4 4 23 Đặng Quốc Huy 4 4 23 Nguyễn Văn Quí 4 4 21 Nguyễn Thị Hồng Đào 4 3 20 Bùi Nguyễn Quỳnh Như 3 19 Nguyễn Tấn Đạt 3 20 Huỳnh Kim Tiền 4 3 22 Hoàng Văn Lượng 3 4 19 Võ Thái Bảo 3 3 19 Trần Thị Hồng Nghi 2 3 15 Lê Ngọc Nhu 3 3 16 Lê Nhật Phương Uyên 3 17 Tạ Thị Hoàng 4 4 22 Nguyễn Hoài Hỷ 4 4 22 Phạm Thái Duy 4 4 23 Nguyễn Thị Thùy Linh 4 4 22 Võ Ngọc Kiều Lam 4 4 22 Nguyễn Thanh Triết 4 4 22 Nguyễn Hằng Nga 4 4 22 PL29 Phụ lục 6: ĐỀ KIỂM TRA MỨC ĐỘ HIỂU BIẾT KIẾN THỨC CUỐI HOẠT ĐỘNG CỦA CHỦ ĐỀ “MÁY PHÁT ĐIỆN ĐƠN GIẢN” Kiểm tra cuối học Môn: Vật lí Thời gian: 30 phút Họ tên học sinh: Điểm: Câu 1: Từ thơng qua diện tích S không phụ thuộc yếu tố sau đây? A Độ lớn cảm ứng từ B Diện tích S xét C Góc tạo pháp tuyến véc tơ cảm ứng từ D Nhiệt độ môi trường Câu 2: Đơn vị từ thông là: A Tesla (T) C Vêbe (Wb) B Ampe (A) D Vôn (V) Câu 3: Trong hình vẽ sau đây, từ thơng gửi qua diện tích khung dây dẫn có giá trị lớn ? A B C D Câu 4: Một khung dây phẳng có diện tích 12cm² đặt từ trường có cảm ứng từ B = 5.10–2T, mặt phẳng khung dây hợp với đường cảm ứng từ góc 30° Tính độ lớn từ thơng qua khung? PL30 A Φ = 2.10–5Wb B Φ = 3.10–5Wb C Φ = 4.10–5Wb D Φ = 5.10–5Wb Câu 5: Một hình vng cạnh 5cm đặt từ trường có cảm ứng từ B = 4.10–4 T, từ thơng qua hình vng 10–6 WB Tính góc hợp véctơ cảm ứng từ véc tơ pháp tuyến hình vng A 0° B 30° C 45° D 60° Câu 6: Hiện tượng cảm ứng điện từ gì? A Hiện tượng cảm ứng điện từ tượng vật dẫn điện nóng lên có dịng điện chạy qua B Hiện tượng cảm ứng điện từ tượng có lực tương tác nam châm dòng điện C Hiện tượng cảm ứng điện từ tượng xuất dòng điện khung dây kín từ thơng qua khung dây biến thiên D Hiện tượng cảm ứng điện từ tượng vật dẫn bị nóng lên đặt từ trường biến thiên Câu 7: Một vòng dây dẫn đặt từ trường đều, cho mặt phẳng vịng dây vng góc với đường cảm ứng Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy khi: A Vòng dây bị làm cho biến dạng B Không thể làm xuất dòng điện cảm ứng trường hợp C Vòng dây dịch chuyển tịnh tiến D Vòng dây quay xung quanh trục trùng với đường cảm ứng từ Câu 8: Trong vùng không gian rộng có từ trường Tịnh tiến khung dây phẳng, kín theo cách sau đây: I Mặt phẳng khung vng góc với đường cảm ứng II Mặt phẳng khung song song với đường cảm ứng Trường hợp xuất dòng điện cảm ứng khung? PL31 A Trường hợp I B Trường hợp II C Cả hai trường hợp D Khơng có trường hợp Câu 9: Một khung dây ABCD đặt đồng phẳng với dịng điện thẳng dài vơ hạn, cạnh AC song song với dòng điện Tịnh tiến khung dây theo cách sau I Đi lên , khoảng cách tâm khung dây dịng diện thẳng khơng đổi II Đi xuống , khoảng cách tâm khung dây dịng diện thẳng khơng đổi III Đi xa dòng điện IV Đi gần dòng điện Trường hợp xuất dòng điện cảm ứng khung ABCD A I, IV B III, IV C II, III D I, II Câu 10: Dịng điện Fu-cơ A dịng điện chạy vật dẫn B dòng điện cảm ứng sinh mạch kín từ thơng qua mạch biến thiên C dòng điện cảm ứng sinh vật dẫn vật dẫn chuyển động từ trường D dòng điện xuất kim loại nối kim loại với hai cực nguồn điện Câu 11: Phát biểu sau đúng? A Dịng điện Fu-cơ ln có hại B Dịng điện Fu-cơ không làm tỏa nhiệt vật dẫn C Hiện tượng sinh dịng điện Fu-cơ coi tượng cảm ứng điện từ D Không thể áp dụng định luật Lentz để xác định chiều dòng điện Fu-cô Câu 12: Định luật Lentz dùng để xác định: PL32 A Độ lớn suất điện động cảm ứng mạch điện kín B Chiều dịng điện cảm ứng xuất mạch điện kín C Cường độ dòng điện cảm ứng xuất mạch điện kín D Sự biến thiên từ thơng qua mạch điện kín, phẳng Câu 13: Dịng điện cảm ứng mạch kín: A Có chiều cho từ trường cảm ứng có chiều chống lại biến thiên từ thơng ban đầu qua mạch B Có chiều hồn tồn ngẫu nhiên C Có chiều cho từ trường cảm ứng chiều với từ trường ngồi D Có chiều cho từ trường cảm ứng ln ngược chiều với từ trường ngồi Câu 14: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho nam châm dịch chuyển lại gần hay xa vịng dây kín? Câu 15: Độ lớn suất điện động cảm ứng mạch kín tỉ lệ với A Tốc độ biến thiên từ thông qua mạch B Độ lớn từ thông qua mạch C Điện trở mạch D Cả A, B C Câu 16: Phát biểu sau không đúng? A Suất điện động cảm ứng khung dây từ thông ngừng biến thiên B Suất điện động cảm ứng mạch xuất có từ thơng qua mạch PL33 C Suất điện động cảm ứng mạch tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch D Suất điện động cảm ứng mạch xuất có biến thiên từ thông qua mạch Câu 17: Khi cho nam châm chuyển động qua mạch kín, mạch xuất dịng điện cảm ứng Điện dòng điện chuyển hố từ A Tự sinh điện B Quang C Cơ D Nhiệt Câu 18: Môt khung dây dẫn có 1000 vịng đặt từ trường cho đường cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung Diện tích vịng dây dm2 Cảm ứng từ làm giảm đặn từ 0,5 T đến 0,2 T thời gian 0,1s Độ lớn suất điện động toàn khung dây A 0,6 V B V C 60 V D 12 V Câu 19: Một khung dây dẫn quấn thành vịng trịn bán kính 20cm, đặt từ trường mà đường sức từ vng góc với mặt phẳng khung dây Trong thời gian t, cảm ứng từ tăng từ 0,1T đến 1,1T, khung dây xuất suất điện động không đổi với độ lớn 0,2V Thời gian t A.0,2s B 0,628s D Chưa đủ kiện để xác định C 4s Câu 20: Từ thông qua khung dây biến thiên theo thời gian biểu diễn hình vẽ Suất điện động cảm ứng khung thời điểm tương ứng là: Φ(Wb) 1,2 0,6 A Trong khoảng thời gian đến 0,1s: Suất điện động t(s) 3V 0,1 0,2 0,3 B Trong khoảng thời gian 0,1 đến 0,2s: Suất điện động 6V C Trong khoảng thời gian 0,2 đến 0,3s: Suất điện động 9V D.Trong khoảng thời gian đến 0,3s: Suất điện động 4V PL34