NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG E-LEARNING VÀO DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN TỪ HỌC VẬT LÝ 11 THPT

Kỹ Thuật - Công Nghệ - Công Nghệ Thông Tin, it, phầm mềm, website, web, mobile app, trí tuệ nhân tạo, blockchain, AI, machine learning - Khoa học tự nhiên TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA LÝ – HÓA - SINH ---------- TRẦN THỊ NGA NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG E-LEARNING VÀO DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN TỪ HỌC VẬT LÝ 11 THPT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Quảng Nam, tháng 5 năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan khóa luận là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép từ bất kỳ khóa luận nào. Nội dung khóa luận có tham khảo và sử dụng các tài liệu, bài giảng, thông tin được đăng tải trên các tác phẩm, tạp chí trong danh mục tài liệu tham khảo của khóa luận. Tam Kỳ, tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực hiện Trần Thị Nga TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA LÝ – HÓA - SINH ---------- KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Tên đề tài: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG E-LEARNING VÀO DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN TỪ HỌC VẬT LÝ 11 THPT Sinh viên thực hiện TRẦN THỊ NGA MSSV: 2114010231 CHUYÊN NGÀNH: SƯ PHẠM VẬT LÝ KHÓA 2014 – 2018 Cán bộ hướng dẫn PGS. TS. HUỲNH TRỌNG DƯƠNG MSCB: Quảng Nam, tháng 5 năm 2018 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được khóa luận, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ cũng như học hỏi được nhiều kinh nghiệm quý từ phía các thầy cô giáo trường Đại học Quảng Nam, thầy cô giáo trường THPT Sào Nam và các bạn sinh viên cùng khóa. Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầ y giáo – Tiến sĩ Huỳnh Trọng Dương là giảng viên khoa Lý – Hóa - Sinh. Thầy là người đã hướng dẫn, giúp đỡ tôi tận tình trong suốt thời gian vừa qua để tôi có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Bên cạnh đó, tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầ y cô giáo trong khoa Lý – Hóa - Sinh đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn của mình đến với Ban giám hiệu, các thầy cô giáo và các em học sinh ở trường THPT Sào Nam, huyện Duy Xuyên vì đã giúp đỡ, hợp tác, tạo điều kiện để tôi tiến hành quá trình điều tra, khảo sát và thực nghiệm trong khoảng thời gian tôi thực tập tại trường. Cuối cùng, tôi xin gửi đến những người thân yêu và bạn bè một lời cảm ơn chân thành vì mọi người đã luôn luôn khích lệ, động viên tôi trong suố t quá trình thực hiện đề tài này. Mặc dù đã cố gắng và nỗ lực hết mình những với khả năng có hạn của bả n thân, chắc chắn rằng để tài của mình vẫn còn hạn chế, thiếu sót cần bổ sung và chỉnh sửa. Kính mong nhận được các lời nhận xét, góp ý của quý thầ y cô giáo và các bạn để khóa luận này được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn Tam Kỳ, tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực hiện Trần Thị Nga LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan khóa luận là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép từ bất kỳ khóa luận nào. Nội dung khóa luận có tham khảo và sử dụng các tài liệu, bài giảng, thông tin được đăng tải trên các tác phẩm, tạp chí trong danh mục tài liệu tham khảo của khóa luận. Tam Kỳ, tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực hiện Trần Thị Nga DANH MỤC VIẾT TẮT STT Kí hiệu chữ viết tắt Nghĩa đầy đủ 1 DH Dạy học 2 ĐC Đối chứng 3 ĐH Đại học 4 GV Giáo viên 5 HS Học sinh 6 PPDH Phương pháp dạy học 7 PTDH Phương tiện dạy học 8 THPT Trung học phổ thông 9 TN Thực nghiệm DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Tên bảng Trang 3.1 Bảng phân bố học sinh được chọn làm mẫu thực nghiệm 44 3.2 Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra 46 3.3 Bảng phân phối tần suất 47 3.4 Bảng phân bố tần số tích lũy 48 3.5 Bảng phân loại theo học lực của học sinh 48 3.6 Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng 50 DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ Tên biểu đồ Trang 3.2 Phân bố điểm hai nhóm thực nghiệm và đối chứng 46 3.3 Đồ thị phân bố tần suất 47 3.4 Đồ thị phân bố tần số tích lũy 48 3.5 Biểu đồ phân loại học sinh theo học lực 49 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang 1.1 Mô hình hệ thống E-learning 5 1.2 Quy trình xây dựng hệ thống E-learning 9 2.1 Cấu trúc chương “Cảm ứng điện từ” 19 2.2 Tiến trình giảng dạy bài “Từ thông. Cảm ứng điện từ” 25 MỤC LỤC A. MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 1 2. Mục tiêu của đề tài ............................................................................................. 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 2 4. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 2 4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ................................................................. 2 4.2. Phương pháp chuyên gia ................................................................................. 2 4.3. Phương pháp thống kê toán học ...................................................................... 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................... 2 6. Giả thuyết khoa học ........................................................................................... 3 7. Cấu trúc đề tài .................................................................................................... 3 B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................. 4 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰ NG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG E-LEARNING VÀO DẠY HỌC VẬT LÝ ................... 4 1.1. Cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng hệ thống E-learning vào dạy họ c vật lý ....................................................................................................................... 4 1.1.1. Khái niệm E-learning ................................................................................... 4 1.1.2. Mô hình hệ thống E-learning ....................................................................... 4 1.1.3. Ưu điểm và hạn chế của E-learning ............................................................. 6 1.1.3.1. Ưu điểm của E-learning ............................................................................ 6 1.1.3.2. Hạn chế của E-learning ............................................................................. 6 1.1.4. Các hình thức học tập với E-learning........................................................... 7 1.1.4.1. Học tập trực tuyến (Online learning) ........................................................ 7 1.1.4.2. Học tập hỗn hợp (Blended learning) ......................................................... 7 1.1.5. Nguồn lực cho E-learning ............................................................................ 7 1.1.5.1. Con người .................................................................................................. 7 1.1.5.2. Hạ tầng Công nghệ thông tin .................................................................... 8 1.1.6. Nguyên tắc và quy trình xây dựng hệ thống E-learning .............................. 8 1.1.6.1. Nguyên tắc xây dựng thống E-learning .................................................... 8 1.1.6.2. Quy trình xây dựng hệ thống E-learning................................................... 8 1.1.7. Xây dựng bài trong E-learning ................................................................... 11 1.1.7.1. Các bước thiết kế, xây dựng bài trong E-learning .................................. 11 1.1.7.2. Hướng dẫn đóng gói bài giảng E-learning đúng chuẩn SCORM ........... 12 1.2. Cơ sở thực tiễn của việc ứng dụng hệ thống E-learning trong dạy học hiệ n nay ở trường THPT .............................................................................................. 16 1.2.1. Thực trạng E-learning tại Việt Nam........................................................... 16 1.2.2. Thực trạng ứng dụng hệ thống E-learning trong dạy học hiện nay ở trườ ng THPT .................................................................................................................... 16 1.2.2.1. Thuận lợi ................................................................................................ 16 1.2.2.2. Khó khăn ................................................................................................. 17 Kết luận chương 1 ................................................................................................ 17 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG E-LEARNING VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÝ 11 THPT ................. 19 2.1. Đặc điểm chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11THPT .................................. 19 2.1.1. Cấu trúc chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT ............................... 19 2.1.2. Mục tiêu của chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT ........................ 20 2.1.3. Nội dung kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT .............. 20 2.1.3.1. Khái niệm từ thông.................................................................................. 20 2.1.3.2. Hiện tượng cảm ứng điện từ.................................................................... 20 2.1.3.3. Chiều của dòng điện cảm ứng. Định luật Len-xơ ................................... 21 2.1.3.4. Dòng điện Fu-cô ...................................................................................... 21 2.1.3.5. Suất điện động cảm ứng .......................................................................... 21 2.1.3.6. Định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện từ ................................................. 21 2.1.3.7. Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Lenxơ ..................... 22 2.1.3.8. Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ ................... 22 2.1.3.9. Từ thông riêng ......................................................................................... 22 2.1.3.10. Hiện tượng tự cảm:................................................................................ 23 2.1.3.11. Suất điện động tự cảm: .......................................................................... 23 2.1.4. Những hạn chế của học sinh khi học về chương “Cảm ứng điện từ” vậ t lý 11 THPT ............................................................................................................... 23 2.2. Xây dựng bài “Từ thông. Cảm ứng điện từ” trong E-learning ..................... 24 2.2.1. Xác định mục tiêu bài “Từ thông. Cảm ứng điện từ” (Bước 1) ................. 24 2.2.2. Thu thập tài liệu (Bước 2) .......................................................................... 24 2.2.3. Nghiên cứu nội dung (Bước 3) .................................................................. 25 2.2.4. Hình thành ý tưởng (Bước 4) ..................................................................... 25 2.2.5. Phát họa tiến trình giảng dạy (Bước 5 + Bước 6) ...................................... 25 2.2.6. Xây dựng giáo án điện tử cho bài “Từ thông. Cảm ứng điện từ” (Bướ c 7) .............................................................................................................................. 26 2.2.6.1. Xây dựng giáo án điện tử cho bài “Từ thông. Cảm ứng điện từ” (Tiế t 1) .............................................................................................................................. 26 2.2.6.2. Xây dựng giáo án điện tử cho bài “Từ thông. Cảm ứng điện từ” (Tiế t 2) .............................................................................................................................. 33 2.2.7. Xây dựng bài giảng điện tử cho bài “Từ thông. Cảm ứng điện từ (Bướ c 8) .............................................................................................................................. 40 2.2.7.1. Dùng Microsoft PowerPoint 2010 thiết kế bài giảng ...................... 40 2.2.7.2. Sử dụng phần mềm Debut Video Capture Software quay bài giảng .............................................................................................................................. 41 2.2.7.3. Đăng bài lên Youtube.............................................................................. 41 2.2.8. Xây dựng các tài liệu hỗ trợ (Bước 9)........................................................ 41 2.2.9. Đánh giá và chỉnh sửa (Bước 10)............................................................... 41 Kết luận chương 2 ................................................................................................ 41 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................ 43 3.1. Mục đích thực nghiệm .................................................................................. 43 3.2. Đối tượng thực nghiệm ................................................................................. 43 3.3. Nội dung thực nghiệm ................................................................................... 43 3.4. Phương pháp thực nghiệm ............................................................................ 43 3.4.1. Chọn mẫu thực nghiệm .............................................................................. 43 3.4.2. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ................................................................ 44 3.4.2.1. Quan sát giờ học ...................................................................................... 44 3.4.2.2. Điều tra thăm dò ...................................................................................... 45 3.5. Kết quả thực nghiệm ..................................................................................... 45 3.5.1. Kết quả điều tra thăm dò ............................................................................ 45 3.5.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm ................................................................... 45 Kết luận chương 3 ................................................................................................ 50 C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 52 1. Kết luận ............................................................................................................ 52 2. Những đóng góp của đề tài .............................................................................. 52 3. Kiến nghị .......................................................................................................... 53 D. TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 54 E. PHỤ LỤC ........................................................................................................ P1 PHỤ LỤC 1 .......................................................................................................... P1 PHỤ LỤC 2 ........................................................................................................ P14 PHỤ LỤC 3 ........................................................................................................ P17 PHỤ LỤC 4 ........................................................................................................ P18 PHỤ LỤC 5 ........................................................................................................ P31 1 A. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Dạy học truyền thống, đặc biệt là thuyết trình luôn chiếm một vị trí chủ đạo ở trường THPT. Thực hiện lối dạy này, giáo viên là người thuyết trình, diễn giảng, là "kho tri thức" sống, học sinh là người nghe, nhớ, ghi chép và suy nghĩ theo. Với phương pháp dạy học truyền thống, giáo viên là chủ thể, là tâm điểm còn học sinh là khách thể, là quỹ đạo. Việc sử dụng các PPDH truyền thống này đã hạn chế phát huy tính tích cực và sáng tạo của học sinh. Hiểu được điều đó, nhằm khắc phục những hạn chế này ngành giáo dục đã và đang cố gắng vận dụng các PPDH mới như: dạy học theo chủ đề (Theme – based learning), dạy học trên cơ sở vấn đề (Problem – based learning), dạy học theo góc (Working in corners hoặc Working with areas), dạy học dự án (Project – based learning – PBL), dạy học ứng dụng công nghệ thông tin,… trong đó phải kể đến phương pháp đào tạo qua mạng E-learning (Electronic Learning). Ở các nước phát triển, việc học tập bằng phương pháp E-learning đã trở nên phổ biến, người học có thể chủ động chọn khóa học, thời gian học thích hợp và có thể học ở bất cứ đâu, chỉ cần kết nối với Internet. Không chỉ có E-learning, một số nước đã phát triển M-learning (Mobile Learning), B-learning (Blended Learning) hoặc ME-learning, kết hợp giữa M-learning và E-learning. Ở Việt Nam, những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, đặc biệt là kết nối Internet đến tất cả các cơ sở giáo dục, đã thúc đẩy ngành GDĐT phát triển E-learning ở giáo dục đại học, tại một số trường như: khoa Công nghệ thông tin và truyền thông – Trường ĐH Cần Thơ, Đại học sư phạm – ĐH Thái Nguyên…và bắt đầu triển khai ở giáo dục phổ thông. Ở phổ thông một số kiến thức mà giáo viên không thể truyền đạt được hết cho học sinh thông qua một tiết học, nhất là các môn tự nhiên như vật lý. Một số em có điều kiện tìm hiểu thêm kiến thức qua việc học thêm, học kèm, nhưng có một số em khả năng kinh tế không cho phép. Vậy với phương pháp học tập qua mạng có thể giúp các em vừa tiết kiệm chi phí, vừa tiết kiệm được thời gian và nắm kiến thức cụ thể hơn. Trong vật lý 11 phần Điện từ học có một số các thí 2 nghiệm không thể tiến hành được, một số kiến thức khi dạy bằng phương pháp dạy học truyền thống thì học sinh rất khó tiếp thu bài như: từ thông, cảm ứng điện từ, suất điện động cảm ứng… Những khó khăn này có thể giải quyết được nếu chúng ta biết ứng dụng hệ thống E-learning nhằm khai thác những tài nguyên của công nghệ thông tin và truyền thông vào quá trình dạy học. Vì những lí do trên mà tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống E- learning vào dạy học phần Điện từ học Vật Lý 11 THPT”. 2. Mục tiêu của đề tài - Tổng quan cơ sở lý thuyết về hệ thống E-learning. - Phân tích chương trình chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT. - Xây dựng và sử dụng hệ thống E-learning vào dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 THPT. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Hoạt động dạy học có sử dụng E-learning trong phần “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 THPT. 4. Phương pháp nghiên cứu 4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Thu thập, tổng hợp và xử lý tài liệu. 4.2. Phương pháp chuyên gia - Tham khảo, trao đổi, tiếp thu ý kiến của giáo viên hướng dẫn về lĩnh vực mà mình nghiên cứu để bổ sung thêm những vấn đề cần thiết khác. 4.3. Phương pháp thống kê toán học - Thống kê, xử lý số liệu kết quả điều tra. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xậy dựng và sử dụng hệ thống E-learning vào dạy học vật lý. - Xây dựng hệ thống E-learning chương “Cảm ứng điện từ”. - Thiết kế tiến trình dạy học một số bài của chương “Cảm ứng điện từ”. - Thiết kế tiến trình dạy học sử dụng hệ thống E-learning trong bài “Từ thông. Cảm ứng điện từ”. 3 6. Giả thuyết khoa học Nếu vận dụng hệ thống E-learning vào tổ chức dạy học chương “Cảm ứng điện từ” – Vật lý 11 phù hợp với điều kiện dạy và học hiện nay thì sẽ giúp học sinh rèn luyện kỹ năng tự học và nâng cao hiệu quả tự ôn tập củng cố kiến thức cho học sinh. 7. Cấu trúc đề tài Ngoài phần Mở đầu, Kết luận và Tài liệu tham khảo khóa luận gồm có 3 chương  Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng hệ thống E-learning vào dạy học vật lý.  Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống E-learning vào dạy học chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT.  Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 4 B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG E-LEARNING VÀO DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1. Cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng hệ thống E-learning vào dạy học vật lý 1.1.1. Khái niệm E-learning E-learning là một thuật ngữ thu hút được sự quan tâm, chú ý của rất nhiều người hiện nay. Tuy nhiên, có nhiều cách định nghĩa khác nhau về thuật ngữ này. Trên cơ sở tham khảo nhiều định nghĩa, có thể hiểu E-learning là một hình thức học tập thông qua mạng Internet dưới dạng các khóa học và được quản lý bởi các hệ thống quản lý học tập đảm bảo sự tương tác, hợp tác đáp ứng nhu cầu học mọi lúc, mọi nơi của người học6. Cụ thể là: - Thông qua Internet, E-learning thiết kế, cung cấp, lựa chọn, quản trị và mở rộng việc học tập. Có thể hiểu rằng tất cả những gì được gọi là E-learning đều phải liên quan tới Internet. - Chỉ cần có mạng người học có thể vào hệ thống E-learning học tập ở mọi lúc, mọi nơi. Học qua E-learning ta sẽ không còn thấy cảnh hàng vạn sinh viên đổ dồn về các thành phố lớn để học tập, tại một nơi xa xôi bạn vẫn theo học được nhờ vào sự phát triển của E-learning... 1.1.2. Mô hình hệ thống E-learning Trung tâm của hệ thống E-learning là hệ thống quản lý học tập LMS (Learning Management System). Mô hình hệ thống E-learning được biểu diễn như sau: 5 Hình 1.1. Mô hình hệ thống E-learning Người quản trị hệ thống là người quản lý toàn bộ hệ thống, quản lý quá trình học của người người học, phân cấp quyền cho giáo viên…Để tạo và quản lý một khóa học, người dạy ngoài việc làm việc trực tiếp trên hệ thống quản lý học tập, còn cần sử dụng các công cụ xây dựng nội dung học tập (Authoring Tools) để thiết kế, xây dựng nội dung khóa học và được đóng gói theo chuẩn (thường là chuẩn SCORM) gửi tới hệ thống quản lý học tập. Những hệ thống làm được việc đó có tên là hệ thống quản lý nội dung học tập LCMS (Learning Content Management System). Người học là thực hiện các hoạt động học tập trên hệ thống nhằm tiếp nhận kiến thức mới. Hệ thống quản lý học tập- LMS (Learning Management System): là một phần mềm quản lý các quá trình học tập và phân phát nội dung khóa học tới người học. LMS bao gồm nhiều mô-đun khác nhau giúp quá trình học tập trên mạng được thuận tiện và dễ dàng phát huy hết các điểm mạnh của Internet 12. Với hệ thống quản lý học tập LMS giúp người quản trị có thể linh động tổ chức các khóa, các chương trình đào tạo trực tuyến trực tiếp thoải mái. Hiện nay, LMS Người học Người học Người học Người học Công cụ Xây dựng nội dung học tập (Authoring tool) Hệ thống Quản lý học tập MLS (Learning Management System) Người quản trị hệ thống Người dạy 6 tập trung vào đào sâu và giải quyết các vấn đề trong triển khai các chương trình đào tạo trực tuyến. 1.1.3. Ưu điểm và hạn chế của E-learning 1.1.3.1. Ưu điểm của E-learning Về bản chất, có thể coi E-learning cũng là một hình thức đào tạo từ xa và có những đặc điểm nổi bật so với đào tạo truyền thống. Học trên E-learning đảm bảo cho người học có thể học mọi lúc, mọi nơi, với sự hỗ trợ của môi trường mạng. Với người quản trị, dễ dàng quản lý lớp học với số lượng lớn. Chi phí theo học một khóa học không cao. Bên cạnh đó, người học có thể lựa chọn các khóa học phù hợp với nhu cầu, nguyện vọng của bản thân. Một ưu điểm khác của Elearning là khi tham gia một khóa học mới, người học có thể không cần phải học tất cả các nội dung (trong trường hợp đã biết một số phần), từ đó đẩy nhanh tiến độ học tập. Các khóa học dễ dàng được cập nhật thường xuyên và nhanh chóng. 1.1.3.2. Hạn chế của E-learning Bên cạnh những ưu điểm nổi trội của E-learning kể trên, hình thức dạy học này còn tiềm ẩn một số hạn chế. Về phía người học đòi hỏi phải có khả năng làm việc độc lập với ý thức tự giác cao độ. Bên cạnh đó, cũng cần thể hiện khả năng hợp tác, chia sẻ qua mạng một cách hiệu quả với giảng viên và các thành viên khác. Người học cũng cần phải biết lập kế hoạch phù hợp với bản thân, tự định hướng trong học tập, thực hiện tốt kế hoạch học tập đã đề ra. Trong nhiều trường hợp, nội dung học tập không thể và không nên đưa các nội dung quá trừu tượng, quá phức tạp. Đặc biệt là các nội dung liên quan tới thí nghiệm, thực hành. Hệ thống E-learning cũng không thể thay thế được các hoạt động liên quan tới việc rèn luyện và hình thành kỹ năng. Mặc khác sự hạn chế về kỹ năng công nghệ của người học sẽ làm giảm đáng kể hiệu quả, chất lượng dạy học trên E-learning. Hạ tầng công nghệ thông tin cũng ảnh hưởng đáng kể tới tiến độ, chất lượng học tập. 7 1.1.4. Các hình thức học tập với E-learning 1.1.4.1. Học tập trực tuyến (Online learning) Khóa học sẽ diễn ra toàn bộ trên môi trường mạng thông qua hệ thống quản lý học tập. Cách học này chỉ quan tâm đến những lợi thế của E-learning mà chưa chú trọng đến việc dạy học giáp mặt. Hình thức này có hai cách thể hiện là dạy học đồng bộ (Synchronous Learning) ở đó người dạy và người học cùng tham gia vào hệ thống quản lý học tập; dạy học không đồng bộ (Asynchronous Learning) đó là người dạy và người học tham gia vào hệ thống quản lý học tập ở những thời điểm khác nhau 7. 1.1.4.2. Học tập hỗn hợp (Blended learning) Là sự kết hợp của hai hình thức học tập trực tuyến và dạy học giáp mặt. Theo cách này, E-learning được thiết kế với mục đích hỗ trợ quá trình dạy học và chỉ quan tâm tới những nội dung, chủ điểm phù hợp nhất với thế mạnh của loại hình này. Còn lại, với những nội dung khác vẫn được thực hiện thông qua hình thức dạy học giáp mặt. Hai hình thức này có mối liên hệ mật thiết, bổ sung cho nhau hướng tới mục tiêu nâng cao chất lượng khóa học. Đây là hình thức được sử dụng khá phổ biến với nhiều cơ sở giáo dục trên thế giới, kể cả các nước có nền giáo dục phát triển 7. 1.1.5. Nguồn lực cho E-learning 1.1.5.1. Con người Một mô hình hệ thống E-learning sẽ có ba đối tượng tham gia với những vai trò khác nhau gồm người quản trị, người dạy, người học. Người quản trị là người có trách nhiệm quản trị toàn bộ hệ thống quản lý học tập, có các chức năng như tạo lập khóa học, phân quyền cho giáo viên, cấp phát tài khoản người dùng, thiết lập môi trường trợ giúp người dạy và người học về công nghệ… Để thực hiện được các chức năng trên, người quản trị cần phải nắm vững chương trình đào tạo, nghiệp vụ quản lý đào tạo, có kỹ năng tốt về công nghệ thông tin nói chung, về quản lý học tập nói riêng. Người dạy là người cung cấp các khóa học trên hệ thống quản lý học tập. Ngoài các hoạt động học tập, các học liệu đã được thiết kế theo kịch bản sư phạm định trước, người dạy cũng cần thao tác trực tiếp 8 với các chức năng của hệ thống quản lý học tập trong việc định hướng kế hoạch học tập, thông báo, cảnh báo, đánh giá, chỉ dẫn, trợ giúp người học một cách thường xuyên và kịp thời. Cuối cùng người học là nhân vật trung tâm của quá trình dạy học dựa trên hệ thống E-learning. Trong khóa học, người học thực hiện các hoạt động học tập đã được thiết kế để tự lực, chủ động khám phá tri thức, kỹ năng của khóa học. Bên cạnh đó người học cũng nhận được các thông tin chỉ dẫn, giúp đỡ khi gặp khó khăn hay cùng thảo luận, chia sẻ thông qua chức năng hợp tác trên mạng. 1.1.5.2. Hạ tầng Công nghệ thông tin Để đảm bảo khi có sự tham gia đồng thời của số lượng lớn người dạy, người học trên hệ thống quản lý học tập thì cơ sở giáo dục cần sở hữu hoặc thuê máy chủ đủ mạnh hoạt động ổn định. Trên máy chủ cần cài đặt phần mềm hệ thống quản lý học tập LMS. Với người dạy và người học cần có máy tính kết nối với Internet. Riêng người dạy, cần sở hữu các công cụ thiết kế khóa học (Authoring Tools) để thiết kế nội dung học tập. Bên cạnh đó, cũng cần sử dụng các phần mềm trong việc tạo ra, xử lý các đối tượng đa phương tiện, tạo hoạt hình, tạo bài trắc nghiệm, các công cụ chụp ảnh màn hình (capture)… để tạo ra nguồn tài nguyên sử dụng trong khóa học. 1.1.6. Nguyên tắc và quy trình xây dựng hệ thống E-learning 1.1.6.1. Nguyên tắc xây dựng thống E-learning Căn cứ vào vai trò của E-learning trong dạy học vật lý, hệ thống E-learning được xây dựng trên các nguyên tắc sau: Tính phong phú, tính tổ chức, tính hiệu quả, tính phân phối nội dung (module), tính dễ truy cập và linh hoạt, tính cá nhân hóa, tính thích chuẩn, tính tiện ích, dễ thích nghi. 1.1.6.2. Quy trình xây dựng hệ thống E-learning Dựa vào cấu trúc tổng thể của hệ thống E-learning và căn cứ vào các giai đoạn của quá trình dạy học, đối tượng sử dụng… Hệ thống E-learning hỗ trợ dạy học được xây dựng theo quy trình sau: 9 Hình 1.2. Quy trình xây dựng hệ thống E-learning 9. - Thiết kế cấu trúc của hệ thống E-learning Để thiết kế hệ thống E-learning phù hợp thì giáo viên phải căn cứ vào: mục tiêu dạy học, đối tượng sử dụng, nội dung môn học, cấu trúc tổng thể của hệ ĐƯA HỆ THỐ NG E- LEARNING VÀO SỬ DỤNG HT HOẠT ĐỘNG CHƯA TỐT XÂY DỰNG NỘ I DUNG CỦA HỆ THỐNG E- LEARNING XÂY DỰNG HỆ THỐ NG E-LEARNING ĐÃ THIẾ T KẾ KIỂM TRA VÀ CHẠY THỬ HỆ THỐNG E-LEARNING ĐÃ THIẾT KẾ THIẾT KẾ CẤ U TRÚC HỆ THỐ NG E- LEARNING PHÙ HỢP HỖ TRỢ NỘ I DUNG HỆ THỐNG QUẢ N LÝ NỘ I DUNG LCMS HỆ THỐ NG QUẢN LÝ QUÁ TRÌNH HỌC LMN HỆ THỐNG PHẦN CỨNG HỖ TRỢ BẢO TRÌ HỆ THỐNG LỰA CHỌN CÁC PHẦ N MỀM CẤ U TRÚC TỔNG THỂ VÀ CHỨC NĂNG NỘ I DUNG MÔN HỌC ĐỐI TƯỢ NG SỬ DỤNG MỤ C TIÊU DẠY HỌC GIÁO VIÊN HT HOẠT ĐỘNG TỐT 10 thống và các phần mềm hỗ trợ xây dựng hệ thống để thiết kế hệ thống. Hệ thống E-learning phải được thiết khoa học, có đầy đủ chức năng để đảm bảo đáp ứng được mục tiêu dạy học đề ra và phù hợp với đối tượng sử dụng, phù hợp với các giai đoạn của tiến trình dạy học. Bên cạnh đó, hệ thống được thiết kế phải đảm bảo các nguyên tắc đã nêu ở trên, nội dung của hệ thống E-learning phải đa dạng và được sắp xếp một cách logic phù hợp với từng đối tượng sử dụng. Cụ thể như hệ thống phải được thiết kế có nội dung được phân chia phù hợp và hỗ trợ được nhiều đối tượng học sinh từ yếu, trung bình, khá, giỏi để giúp cho người học khi vào học hệ thống sẽ hứng thú, không bị nhàm chán góp phần nâng cao được chất lượng học tập của học sinh. Giáo viên giữ vai trò chính trong quá trình thiết kế vì các thiết kế này phải phù hợp với tiến trình dạy học và ý đồ sư phạm của giáo viên. - Xây dựng nội dung của hệ thống E-learning Giáo viên khi xây dựng nội dung cần quan tâm đến mục tiêu dạy học, tiến trình dạy học và đối tượng người học… Nội dung được xây dựng cần có sự hỗ trợ của một vài các phần mềm và thiết bị thông dụng như: Power point, Adobe Presenter, máy ảnh, máy quay phim… - Xây dựng hệ thống E-learning đã thiết kế Phần xây dựng hệ thống là sự kết hợp giữa giáo viên và những chuyên viên công nghệ thông tin có đủ khả để xây dựng được hệ thống theo đúng thiết kế của người giáo viên. Bên cạnh đó, nội dung được giáo viên xây dựng từ bài giảng lý thuyết, bài giảng các vấn đè bài tập, bài tập đạt mục đích yêu cầu sách giáo khoa. Tuy nhiên, khi xây dựng hệ thống theo thiết kế và xây dựng các nội dung thì cần phải có sự hỗ trợ các phần mềm như: Joomla, Moodle, Presenter,… và các thiết bị điện tử như: máy ảnh, máy quay phim… - Kiểm tra và chạy thử hệ thống E-learning đã thiết kế Sau khi xây dựng xong thì hệ thống E-learning cần được kiểm tra và chạy thử. Nếu hệ thống chạy ổn định, các chức năng theo thiết kế hoạt động tốt thì hệ thống được đưa vào sử dụng. Ngược lại giáo viên phải kiểm tra và chỉnh sửa lại thiết kế theo quy trình xây dựng hệ thống E-learning. 11 1.1.7. Xây dựng bài trong E-learning 1.1.7.1. Các bước thiết kế, xây dựng bài trong E-learning Bước 1: Xác định nhu cầu và mục tiêu Trong bước này, cần xác định mục tiêu của bài. Mục tiêu của một bài học gồm những kiến thức người học cần biết hoặc có thể làm được sau khi kết thúc bài học. Khi xác định mục tiêu trong bài giảng cần xác định rõ các yêu cầu trọng tâm trong bài học và nhu cầu về lượng kiến thức người học cần chiếm lĩnh. Bước 2: Thu thập tài liệu Tài nguyên cần phải liên quan đến chủ đề của bài dạy. Các tài nguyên cần thiết cho chủ đề của bài học có thể lấy từ sách giáo khoa, sách tham khảo, phim ảnh và quan trọng nhất là từ các chuyên gia hay những người có kiến thức sâu sắc trong từng lĩnh vực liên quan. Tài nguyên vật chất dùng cho việc thiết kế bài giảng gồm chữ viết (text); hình ảnh (picture); âm thanh (sound); phim (movie)… Bước 3: Nghiên cứu nội dung Người xây dựng bài học phải là người hiểu biết sâu sắc về nội dung cần được trình bày. Các nhà thiết kế có thể nghiên cứu nội dung bài giảng bằng cách làm việc với các chuyên gia, đọc sách và các tài liệu hướng dẫn và thường thì họ tự đặt mình vào vị trí một học sinh. Tóm lại, không thể xây dựng được bài học hiệu quả nếu không thông thạo nội dung của bài học. Bước 4: Hình thành ý tưởng Các nhà thiết kế với sự giúp đỡ của nhiều người khác trong nhóm có thể có được rất nhiều ý tưởng khác nhau để lựa chọn, đánh giá chất lượng, tính khả thi của các ý tưởng. Bước 5: Thiết kế bài giảng Dựa trên những ý tưởng đã được chọn, thể hiện bài giảng với những chiến lược sư phạm phù hợp. Bước 6: Lưu đồ tiến trình bài học Biểu đồ tiến trình rất quan trọng vì các hướng dẫn bài giảng với sự hỗ trợ của máy tính thường là tương tác được và nó thể hiện sự liên kết trong bài giảng. Biểu đồ tiến trình gồm có thông tin khi nào máy tính cung cấp tư liệu, điều gì xảy 12 ra khi người học làm sai và khi nào bài học kết thúc…Mức độ chi tiết của biểu đồ tiến trình khác nhau tùy theo từng phương pháp đươc áp dụng khi thiết kế. Bước 7: Thể hiện nội dung bài học Bước này, tập trung vào thiết kế và xây dựng bài dạy. Thông thường, nội dung đó được thể hiện dưới các hoạt động dạy học (educational activities) thông qua các hành động, hoạt động cụ thể của người học. Bước 8: Thể hiện bài dạy thành chương trình Bước này là quá trình chuyển đổi kịch bản trên giấy thành chương trình dạy học (courseware). Có rất nhiều phần mềm cho phép thực hiện công việc này như phần mềm eXe Learning, Lectora, IBM Authoring Tool… Bước 9: Xây dựng các tài liệu hỗ trợ Thường có 4 loại: tài liệu hướng dẫn sinh viên, tài liệu hướng dẫn giảng viên, tài liệu hướng dẫn kỹ thuật và tài liệu hướng dẫn bổ sung. Giáo viên và người học có các nhu cầu khác nhau do đó tài liệu cho mỗi đối tượng cũng khác nhau. Tài liệu hướng dẫn kỹ thuật cần thiết cho việc “cài đặt” những bài giảng phức tạp hoặc cần có các thiết bị phức tạp… Tài liệu hướng dẫn bổ sung gồm phiếu học tập, biểu đồ, bài thi, ảnh và bài luận… Bước 10: Đánh giá và chỉnh sửa Cuối cùng, bài giảng và các tài liệu hỗ trợ cần được đánh giá bằng cách tự mình xem xét hoặc nhờ các chuyên gia nhận xét. Cũng có thể sử dụng phương pháp thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng chất lượng của các bài học. Trên cơ sở đó, tiến hành điều chỉnh, bổ sung để có được những sản phẩm hoàn chỉnh nhất. 1.1.7.2. Hướng dẫn đóng gói bài giảng E-learning đúng chuẩn SCORM  Sử dụng phần mềm VIOLET 1.9 để soạn bài giảng E-learning Bước 1: Đóng gói bài giảng - Chọn Menu Đóng gói bài giảng. 13 - Chọn đóng gói theo chuẩn SCORM. Bước 2: Đưa file nén .zip đã đóng gói lên thư viện.  Sử dụng phần mềm Adobe Presenter để soạn bài giảng E-learning Với phần mềm Presenter, áp dụng cho các phiên bản 9, 10, 11: các thầy cô cần cài đặt như sau: Bước 1: Thiết lập bài giảng theo chuẩn SCORM. - Vào menu Adobe Presenter \ Quiz Manager - Trong cửa sổ hiện ra chọn thẻ Reppoting 14 - Đánh dấu vào tùy chọn Enable reporting for this presentation, rồi chọn SCORM - Chọn tiếp nút Manifest - Chọn SCORM Version = 2004, sau đó nhấn OK để thực hiện Bước 2: Đóng gói bài giảng. - Chọn Menu Adobe Presenter\Publish Trong phần này phần Publish Format: chọn SWF, HTML5 hoặc Both (cả hai) đều được. Sau đó đánh dấu vào Zip package để được file nén bài giảng. 15 Bước 3: Đưa file nén .zip đã đóng gói lên thư viện.  Sử dụng phần mềm iSpring để soạn bài giảng E-learning Nếu thầy cô sử dụng phần mềm iSpring thì khi đóng gói bài giảng tiến hành như sau: Bước 1: Đóng gói bài giảng. - Chọn Publish từ menu iSpring - Chọn thẻ LMS. Tại thẻ General: . Phần Output: chọn Combined (HTML5+Flash) . Đánh dấu vào Zip output Tại thẻ Learning Course: chọn SCORM 2004 - Nhấn Publish. 16 1.2. Cơ sở thực tiễn của việc ứng dụng hệ thống E-learning trong dạy học hiện nay ở trường THPT 1.2.1. Thực trạng E-learning tại Việt Nam Vào khoảng năm 2002 trở về trước, các tài liệu nghiên cứu, tìm hiểu E-learning ở Việt Nam không nhiều. Gần đây các hội nghị, hội thảo về công nghệ thông tin và giáo dục đều có đề cập đến vấn đề E-learning và khả năng áp dụng vào môi trường đào tạo ở Việt Nam như: Hội thảo nâng cao chất lượng đào tạo ĐHQGHN năm 2000, Hội nghị giáo dục đại học năm 2001 và gần đây là Hội thảo khoa học quốc gia lần thứ nhất về nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông ICTrda 22003. Hội thảo khoa học “Nghiên cứu và phát triển E-learning” được tổ chức đầu tháng 32005 là hội thảo khoa học về E-learning đầu tiên được tổ chức tại Việt Nam. Các trường đại học ở Việt Nam cũng bước đầu nghiên cứu và triển khai E-learning. Gần đây nhất, Cục Công nghệ thông tin Bộ Giáo dục Đào tạo đã triển khai cổng E-learning nhằm cung cấp một cách có hệ thống các thông tin E-learning trên thế giới và ở Việt Nam. Bên cạnh đó, một số công ty phần mềm ở Việt Nam đã tung ra thị trường một số sản phẩm hỗ trợ đào tạo. Tuy các sản phẩm này chưa phải là sản phẩm lớn, được đóng gói hoàn chỉnh nhưng đã bước đầu góp phần thúc đẩy sự phát triển E-learning ở Việt Nam. Việt Nam đã bước đầu gia nhập mạng E -learning Châu Á (Asia E-learning Network-AEN, www.asia-elearning.net). Điều này cho thấy việc nghiên cứu và ứng dụng loại hình đào tạo này đang được quan tâm ở Việt Nam. Tuy nhiên so với các nước trong khu vực, E-learning ở Việt Nam mới trong giai đoạn đầu còn nhiều việc phải làm mới tiến kịp các nước.ư 1.2.2. Thực trạng ứng dụng hệ thống E-learning trong dạy học hiện nay ở trường THPT 1.2.2.1. Thuận lợi - Đa số các trường được điều tra đều có phòng máy nối mạng Internet và đáp ứng được dạy học với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông. 17 - Đa số giáo viên và học sinh được điều tra đều thấy được sự cần thiết của việc ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông vào quá trình dạy học. - Hầu hết giáo viên ý thức được việc đổi mới PPDH là yêu cầu cần thiết trong giai đoạn hiện nay. - Cơ sở vật chất, PTDH có bước chuyển biến đáng kể về khả năng đầu tư, số lượng, chất lượng. 1.2.2.2. Khó khăn - Đa số các giáo viên còn hạn chế về công nghệ thông tin như: hạn chế trong việc sử dụng các phần mềm dạy học, tìm kiếm thông tin, hình ảnh, các đoạn video, thiết kế bài giảng điện từ… - Học sinh chưa có nhiều điều kiện học tập với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông nên gây khó khăn cho học sinh trong quá trình học tập. Kết luận chương 1 Trong chương này chúng tôi đã trình bày cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng hệ thống E-learning vào dạy học vật lý. Từ việc phân tích cơ sở lý luận và thực tiễn trên, tôi rút ra được những kết luận sau: - Vật lý là một môn khoa học, vì vậy muốn nâng cao chất lượng DH vật lý ở trường phổ thông hiện nay cần đổi mới PPDH. - Trong chương này, chúng tôi đã trình bày tổng quan về E-learning, về các định nghĩa, mô hình, các ưu điểm và hạn chế của hệ thống E-learning, các hình thức học tập với E-learning, tình hình phát triển và ứng dụng của E-learning trên thế giới và Việt Nam cho thấy E-learning có nhiều ưu điểm, phù hợp với định hướng đổi mới PPDH trong giai đoạn hiện nay. Từ đó kết hợp những nhận định tổng quan về tồn tại của một số hệ thống E-learning để đề xuất nguyên tắc, quy trình thiết kế hệ thống E-learning hỗ trợ dạy học môn vật lý, xây dựng bài trong E-learning. - Dựa vào kết quả tìm hiểu thực trạng và phân tích được thực trạng của việc ứng dụng hệ thống E-learning vào quá trình dạy học đối với học sinh trung học phổ thông để khẳng định sự cần thiết của việc ứng dụng công nghệ thông tin vào quá trình dạy học nói chung và sử dụng hệ thống E-learning vào quá trình dạy 18 học nói riêng. Với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin mà cụ thể là sử dụng hệ thống E-learning như một phương tiện dạy học, GV có thể tổ chức quá trình học tập của HS theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong hoạt động nhận thức. Những cơ sở lý luận trên đây sẽ được chúng tôi cụ thể hóa trong việc vận dụng thiết kế tiến trình dạy học một số bài của chương “Cảm ứng điện từ” sử dụng hệ thống E-learning. 19 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG E-LEARNING VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÝ 11 THPT 2.1. Đặc điểm chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11THPT 2.1.1. Cấu trúc chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT Hình 2.1: Cấu trúc chương “Cảm ứng điện từ” Tự cảm Khái niệm: Suất điện động tự cảm Khái niệm: Hiện tượ ng tự cảm Khái niệm: Từ thông riêng Suất điện động cảm ứng Khái niệm: Suất điện động cảm ứng Định luật Fa-ra-đây Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và đị nh luật Lenxơ Cảm ứng điện từ Định luật Lexơ Khái niệm: Dòng điện Fu-cô Khái niệm: Hiện tượng cảm ứng điệ n từ Khái niệm: Từ thông 20 2.1.2. Mục tiêu của chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT - Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ. - Viết được công thức tính từ thông qua một diện tích và nêu được ý nghĩa của từ thông, đơn vị đo từ thông. - Phát biểu được định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện từ, định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng và viết được hệ thức :ce t     . - Nêu được dòng điện Fu-cô là gì. - Nêu được hiện tượng tự cảm là gì. - Nêu được độ tự cảm là gì và đơn vị đo độ tự cảm. - Nêu được từ trường trong lòng ống dây có dòng điện chạy qua và mọi từ trường đều mang năng lượng. 2.1.3. Nội dung kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT 2.1.3.1. Khái niệm từ thông Từ thông qua mặt S là đại lượng được tính bởi công thức  =BScos. Trong đó: : từ thông (Wb). B: cảm ứng từ (T). S: diện tích khung dây (m2). α: góc hợp bởi vectơ⃗ và vectơ pháp tuyến⃗ . Ý nghĩa của từ thông: Người ta dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó. Đơn vị: Vêbe (Wb) 2.1.3.2. Hiện tượng cảm ứng điện từ Dòng điện cảm ứng là dòng điện xuất hiện khi có sự biến đổi từ thông qua mạch điện kín. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. 21 2.1.3.3. Chiều của dòng điện cảm ứng. Định luật Len-xơ Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó. 2.1.3.4. Dòng điện Fu-cô Là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong các khối kim loại khi những khối này chuyển động trong một từ trường hoặc được đặt trong một từ trường biến thiên theo thời gian. 2.1.3.5. Suất điện động cảm ứng Là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín. 2.1.3.6. Định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện từ Nội dung: Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỷ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch. Biểu thức tính suất điện động cảm ứng: . Trong đó: : suất điện động cảm ứng (V). : độ biến thiên từ thông (Wb). : thời gian từ thông biến thiên qua mạch kín (s). : tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín (Wbs). Nếu khung có N vòng dây: . Độ lớn suất điện động cảm ứng: . 22 - Trong trường hợp ⊥ ⃗ thì: . - Nếu không vuông góc với⃗ mà tạo với nhau một góc nào đó thì . 2.1.3.7. Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Lenxơ Dấu (–) trong công thức tính suất điện động cảm ứng phù hợp với định luật Len-xơ. 2.1.3.8. Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ Bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng. 2.1.3.9. Từ thông riêng Φ =Li. Trong đó: L: hệ số tự cảm (độ tự cảm) (H). i: cường độ dòng điện trong mạch đang xét (A). Φ: từ thông qua diện tích của mạch điện đang xét đó (Wb). Hệ số tự cảm - Đơn vị độ tự cảm: trong hệ SI là H (Heri). - Biểu thức tính độ tự cảm của một ống dây dài đặt trong không khí là: L= 4π10-7n2V. Trong đó: n: số vòng dây trên một đơn vị chiều dài của ống. V: thể tích ống. MM’ 0 P N l

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

LÝ 1.1 Cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng hệ thống E-learning vào dạy học vật lý

E-learning là một thuật ngữ thu hút được sự quan tâm, chú ý của rất nhiều người hiện nay Tuy nhiên, có nhiều cách định nghĩa khác nhau về thuật ngữ này Trên cơ sở tham khảo nhiều định nghĩa, có thể hiểu E-learning là một hình thức học tập thông qua mạng Internet dưới dạng các khóa học và được quản lý bởi các hệ thống quản lý học tập đảm bảo sự tương tác, hợp tác đáp ứng nhu cầu học mọi lúc, mọi nơi của người học[6] Cụ thể là:

- Thông qua Internet, E-learning thiết kế, cung cấp, lựa chọn, quản trị và mở rộng việc học tập Có thể hiểu rằng tất cả những gì được gọi là E-learning đều phải liên quan tới Internet

- Chỉ cần có mạng người học có thể vào hệ thống E-learning học tập ở mọi lúc, mọi nơi Học qua E-learning ta sẽ không còn thấy cảnh hàng vạn sinh viên đổ dồn về các thành phố lớn để học tập, tại một nơi xa xôi bạn vẫn theo học được nhờ vào sự phát triển của E-learning

1.1.2 Mô hình hệ thống E-learning

Trung tâm của hệ thống E-learning là hệ thống quản lý học tập LMS (Learning Management System) Mô hình hệ thống E-learning được biểu diễn như sau:

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG E-LEARNING VÀO DẠY HỌC VẬT LÝ

Cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng hệ thống E-learning vào dạy học vật lý

E-learning là một thuật ngữ thu hút được sự quan tâm, chú ý của rất nhiều người hiện nay Tuy nhiên, có nhiều cách định nghĩa khác nhau về thuật ngữ này Trên cơ sở tham khảo nhiều định nghĩa, có thể hiểu E-learning là một hình thức học tập thông qua mạng Internet dưới dạng các khóa học và được quản lý bởi các hệ thống quản lý học tập đảm bảo sự tương tác, hợp tác đáp ứng nhu cầu học mọi lúc, mọi nơi của người học[6] Cụ thể là:

- Thông qua Internet, E-learning thiết kế, cung cấp, lựa chọn, quản trị và mở rộng việc học tập Có thể hiểu rằng tất cả những gì được gọi là E-learning đều phải liên quan tới Internet

- Chỉ cần có mạng người học có thể vào hệ thống E-learning học tập ở mọi lúc, mọi nơi Học qua E-learning ta sẽ không còn thấy cảnh hàng vạn sinh viên đổ dồn về các thành phố lớn để học tập, tại một nơi xa xôi bạn vẫn theo học được nhờ vào sự phát triển của E-learning

1.1.2 Mô hình hệ thống E-learning

Trung tâm của hệ thống E-learning là hệ thống quản lý học tập LMS (Learning Management System) Mô hình hệ thống E-learning được biểu diễn như sau:

Hình 1.1 Mô hình hệ thống E-learning

Người quản trị hệ thống là người quản lý toàn bộ hệ thống, quản lý quá trình học của người người học, phân cấp quyền cho giáo viên…Để tạo và quản lý một khóa học, người dạy ngoài việc làm việc trực tiếp trên hệ thống quản lý học tập, còn cần sử dụng các công cụ xây dựng nội dung học tập (Authoring Tools) để thiết kế, xây dựng nội dung khóa học và được đóng gói theo chuẩn (thường là chuẩn SCORM) gửi tới hệ thống quản lý học tập Những hệ thống làm được việc đó có tên là hệ thống quản lý nội dung học tập LCMS (Learning Content Management System) Người học là thực hiện các hoạt động học tập trên hệ thống nhằm tiếp nhận kiến thức mới

Hệ thống quản lý học tập- LMS (Learning Management System): là một phần mềm quản lý các quá trình học tập và phân phát nội dung khóa học tới người học LMS bao gồm nhiều mô-đun khác nhau giúp quá trình học tập trên mạng được thuận tiện và dễ dàng phát huy hết các điểm mạnh của Internet [12].

Với hệ thống quản lý học tập LMS giúp người quản trị có thể linh động tổ chức các khóa, các chương trình đào tạo trực tuyến trực tiếp thoải mái Hiện nay, LMS

Xây dựng nội dung học tập

Hệ thống Quản lý học tập MLS (Learning Management

Người quản trị hệ thống

6 tập trung vào đào sâu và giải quyết các vấn đề trong triển khai các chương trình đào tạo trực tuyến.

1.1.3 Ưu điểm và hạn chế của E-learning

Về bản chất, có thể coi E-learning cũng là một hình thức đào tạo từ xa và có những đặc điểm nổi bật so với đào tạo truyền thống Học trên E-learning đảm bảo cho người học có thể học mọi lúc, mọi nơi, với sự hỗ trợ của môi trường mạng Với người quản trị, dễ dàng quản lý lớp học với số lượng lớn Chi phí theo học một khóa học không cao Bên cạnh đó, người học có thể lựa chọn các khóa học phù hợp với nhu cầu, nguyện vọng của bản thân Một ưu điểm khác của Elearning là khi tham gia một khóa học mới, người học có thể không cần phải học tất cả các nội dung (trong trường hợp đã biết một số phần), từ đó đẩy nhanh tiến độ học tập Các khóa học dễ dàng được cập nhật thường xuyên và nhanh chóng

Bên cạnh những ưu điểm nổi trội của E-learning kể trên, hình thức dạy học này còn tiềm ẩn một số hạn chế Về phía người học đòi hỏi phải có khả năng làm việc độc lập với ý thức tự giác cao độ Bên cạnh đó, cũng cần thể hiện khả năng hợp tác, chia sẻ qua mạng một cách hiệu quả với giảng viên và các thành viên khác Người học cũng cần phải biết lập kế hoạch phù hợp với bản thân, tự định hướng trong học tập, thực hiện tốt kế hoạch học tập đã đề ra Trong nhiều trường hợp, nội dung học tập không thể và không nên đưa các nội dung quá trừu tượng, quá phức tạp Đặc biệt là các nội dung liên quan tới thí nghiệm, thực hành Hệ thống E-learning cũng không thể thay thế được các hoạt động liên quan tới việc rèn luyện và hình thành kỹ năng Mặc khác sự hạn chế về kỹ năng công nghệ của người học sẽ làm giảm đáng kể hiệu quả, chất lượng dạy học trên E-learning Hạ tầng công nghệ thông tin cũng ảnh hưởng đáng kể tới tiến độ, chất lượng học tập

1.1.4 Các hình thức học tập với E-learning

1.1.4.1 Học tập trực tuyến (Online learning)

Khóa học sẽ diễn ra toàn bộ trên môi trường mạng thông qua hệ thống quản lý học tập Cách học này chỉ quan tâm đến những lợi thế của E-learning mà chưa chú trọng đến việc dạy học giáp mặt

Hình thức này có hai cách thể hiện là dạy học đồng bộ (Synchronous Learning) ở đó người dạy và người học cùng tham gia vào hệ thống quản lý học tập; dạy học không đồng bộ (Asynchronous Learning) đó là người dạy và người học tham gia vào hệ thống quản lý học tập ở những thời điểm khác nhau [7]

1.1.4.2 Học tập hỗn hợp (Blended learning)

Là sự kết hợp của hai hình thức học tập trực tuyến và dạy học giáp mặt Theo cách này, E-learning được thiết kế với mục đích hỗ trợ quá trình dạy học và chỉ quan tâm tới những nội dung, chủ điểm phù hợp nhất với thế mạnh của loại hình này Còn lại, với những nội dung khác vẫn được thực hiện thông qua hình thức dạy học giáp mặt Hai hình thức này có mối liên hệ mật thiết, bổ sung cho nhau hướng tới mục tiêu nâng cao chất lượng khóa học Đây là hình thức được sử dụng khá phổ biến với nhiều cơ sở giáo dục trên thế giới, kể cả các nước có nền giáo dục phát triển [7]

Một mô hình hệ thống E-learning sẽ có ba đối tượng tham gia với những vai trò khác nhau gồm người quản trị, người dạy, người học Người quản trị là người có trách nhiệm quản trị toàn bộ hệ thống quản lý học tập, có các chức năng như tạo lập khóa học, phân quyền cho giáo viên, cấp phát tài khoản người dùng, thiết lập môi trường trợ giúp người dạy và người học về công nghệ… Để thực hiện được các chức năng trên, người quản trị cần phải nắm vững chương trình đào tạo, nghiệp vụ quản lý đào tạo, có kỹ năng tốt về công nghệ thông tin nói chung, về quản lý học tập nói riêng Người dạy là người cung cấp các khóa học trên hệ thống quản lý học tập Ngoài các hoạt động học tập, các học liệu đã được thiết kế theo kịch bản sư phạm định trước, người dạy cũng cần thao tác trực tiếp

8 với các chức năng của hệ thống quản lý học tập trong việc định hướng kế hoạch học tập, thông báo, cảnh báo, đánh giá, chỉ dẫn, trợ giúp người học một cách thường xuyên và kịp thời Cuối cùng người học là nhân vật trung tâm của quá trình dạy học dựa trên hệ thống E-learning Trong khóa học, người học thực hiện các hoạt động học tập đã được thiết kế để tự lực, chủ động khám phá tri thức, kỹ năng của khóa học Bên cạnh đó người học cũng nhận được các thông tin chỉ dẫn, giúp đỡ khi gặp khó khăn hay cùng thảo luận, chia sẻ thông qua chức năng hợp tác trên mạng

1.1.5.2 Hạ tầng Công nghệ thông tin Để đảm bảo khi có sự tham gia đồng thời của số lượng lớn người dạy, người học trên hệ thống quản lý học tập thì cơ sở giáo dục cần sở hữu hoặc thuê máy chủ đủ mạnh hoạt động ổn định Trên máy chủ cần cài đặt phần mềm hệ thống quản lý học tập LMS Với người dạy và người học cần có máy tính kết nối với Internet Riêng người dạy, cần sở hữu các công cụ thiết kế khóa học (Authoring Tools) để thiết kế nội dung học tập Bên cạnh đó, cũng cần sử dụng các phần mềm trong việc tạo ra, xử lý các đối tượng đa phương tiện, tạo hoạt hình, tạo bài trắc nghiệm, các công cụ chụp ảnh màn hình (capture)… để tạo ra nguồn tài nguyên sử dụng trong khóa học

1.1.6 Nguyên tắc và quy trình xây dựng hệ thống E-learning

1.1.6.1 Nguyên tắc xây dựng thống E-learning

Căn cứ vào vai trò của E-learning trong dạy học vật lý, hệ thống E-learning được xây dựng trên các nguyên tắc sau: Tính phong phú, tính tổ chức, tính hiệu quả, tính phân phối nội dung (module), tính dễ truy cập và linh hoạt, tính cá nhân hóa, tính thích chuẩn, tính tiện ích, dễ thích nghi

1.1.6.2 Quy trình xây dựng hệ thống E-learning

Cơ sở thực tiễn của việc ứng dụng hệ thống E-learning trong dạy học hiện

học hiện nay ở trường THPT

1.2.1 Thực trạng E-learning tại Việt Nam

Vào khoảng năm 2002 trở về trước, các tài liệu nghiên cứu, tìm hiểu E-learning ở Việt Nam không nhiều Gần đây các hội nghị, hội thảo về công nghệ thông tin và giáo dục đều có đề cập đến vấn đề E-learning và khả năng áp dụng vào môi trường đào tạo ở Việt Nam như: Hội thảo nâng cao chất lượng đào tạo ĐHQGHN năm 2000, Hội nghị giáo dục đại học năm 2001 và gần đây là Hội thảo khoa học quốc gia lần thứ nhất về nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông ICT/rda 2/2003 Hội thảo khoa học “Nghiên cứu và phát triển E-learning” được tổ chức đầu tháng 3/2005 là hội thảo khoa học về

E-learning đầu tiên được tổ chức tại Việt Nam

Các trường đại học ở Việt Nam cũng bước đầu nghiên cứu và triển khai E-learning Gần đây nhất, Cục Công nghệ thông tin Bộ Giáo dục & Đào tạo đã triển khai cổng E-learning nhằm cung cấp một cách có hệ thống các thông tin

E-learning trên thế giới và ở Việt Nam Bên cạnh đó, một số công ty phần mềm ở

Việt Nam đã tung ra thị trường một số sản phẩm hỗ trợ đào tạo Tuy các sản phẩm này chưa phải là sản phẩm lớn, được đóng gói hoàn chỉnh nhưng đã bước đầu góp phần thúc đẩy sự phát triển E-learning ở Việt Nam

Việt Nam đã bước đầu gia nhập mạng E-learning Châu Á (Asia E-learning

Network-AEN, www.asia-elearning.net) Điều này cho thấy việc nghiên cứu và ứng dụng loại hình đào tạo này đang được quan tâm ở Việt Nam Tuy nhiên so với các nước trong khu vực, E-learning ở Việt Nam mới trong giai đoạn đầu còn nhiều việc phải làm mới tiến kịp các nước.ư

1.2.2 Thực trạng ứng dụng hệ thống E-learning trong dạy học hiện nay ở trường THPT

- Đa số các trường được điều tra đều có phòng máy nối mạng Internet và đáp ứng được dạy học với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông

- Đa số giáo viên và học sinh được điều tra đều thấy được sự cần thiết của việc ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông vào quá trình dạy học

- Hầu hết giáo viên ý thức được việc đổi mới PPDH là yêu cầu cần thiết trong giai đoạn hiện nay

- Cơ sở vật chất, PTDH có bước chuyển biến đáng kể về khả năng đầu tư, số lượng, chất lượng

- Đa số các giáo viên còn hạn chế về công nghệ thông tin như: hạn chế trong việc sử dụng các phần mềm dạy học, tìm kiếm thông tin, hình ảnh, các đoạn video, thiết kế bài giảng điện từ…

- Học sinh chưa có nhiều điều kiện học tập với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông nên gây khó khăn cho học sinh trong quá trình học tập

Trong chương này chúng tôi đã trình bày cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng hệ thống E-learning vào dạy học vật lý Từ việc phân tích cơ sở lý luận và thực tiễn trên, tôi rút ra được những kết luận sau:

- Vật lý là một môn khoa học, vì vậy muốn nâng cao chất lượng DH vật lý ở trường phổ thông hiện nay cần đổi mới PPDH

- Trong chương này, chúng tôi đã trình bày tổng quan về E-learning, về các định nghĩa, mô hình, các ưu điểm và hạn chế của hệ thống E-learning, các hình thức học tập với E-learning, tình hình phát triển và ứng dụng của E-learning trên thế giới và Việt Nam cho thấy E-learning có nhiều ưu điểm, phù hợp với định hướng đổi mới PPDH trong giai đoạn hiện nay Từ đó kết hợp những nhận định tổng quan về tồn tại của một số hệ thống E-learning để đề xuất nguyên tắc, quy trình thiết kế hệ thống E-learning hỗ trợ dạy học môn vật lý, xây dựng bài trong E-learning

- Dựa vào kết quả tìm hiểu thực trạng và phân tích được thực trạng của việc ứng dụng hệ thống E-learning vào quá trình dạy học đối với học sinh trung học phổ thông để khẳng định sự cần thiết của việc ứng dụng công nghệ thông tin vào quá trình dạy học nói chung và sử dụng hệ thống E-learning vào quá trình dạy

18 học nói riêng Với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin mà cụ thể là sử dụng hệ thống E-learning như một phương tiện dạy học, GV có thể tổ chức quá trình học tập của HS theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong hoạt động nhận thức

Những cơ sở lý luận trên đây sẽ được chúng tôi cụ thể hóa trong việc vận dụng thiết kế tiến trình dạy học một số bài của chương “Cảm ứng điện từ” sử dụng hệ thống E-learning

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG E-LEARNING VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÝ 11 THPT

Đặc điểm chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11THPT

2.1.1 Cấu trúc chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT

Hình 2.1: Cấu trúc chương “Cảm ứng điện từ”

Khái niệm: Suất điện động tự cảm

Khái niệm: Hiện tượng tự cảm

Khái niệm: Từ thông riêng

Suất điện động cảm ứng

Khái niệm: Suất điện động cảm ứng Định luật Fa-ra-đây

Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ

Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Lenxơ

Cảm ứng điện từ Định luật Lexơ Khái niệm: Dòng điện Fu-cô

Khái niệm: Hiện tượng cảm ứng điện từ Khái niệm: Từ thông

2.1.2 Mục tiêu của chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT

- Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ

- Viết được công thức tính từ thông qua một diện tích và nêu được ý nghĩa của từ thông, đơn vị đo từ thông

- Phát biểu được định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện từ, định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng và viết được hệ thức : e c t

- Nêu được dòng điện Fu-cô là gì

- Nêu được hiện tượng tự cảm là gì

- Nêu được độ tự cảm là gì và đơn vị đo độ tự cảm

- Nêu được từ trường trong lòng ống dây có dòng điện chạy qua và mọi từ trường đều mang năng lượng

2.1.3 Nội dung kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT 2.1.3.1 Khái niệm từ thông

Từ thông qua mặt S là đại lượng được tính bởi công thức

S: diện tích khung dây (m 2 ) α: góc hợp bởi vectơ ⃗ và vectơ pháp tuyến ⃗ Ý nghĩa của từ thông: Người ta dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó Đơn vị: Vêbe (Wb)

2.1.3.2 Hiện tượng cảm ứng điện từ

Dòng điện cảm ứng là dòng điện xuất hiện khi có sự biến đổi từ thông qua mạch điện kín

Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

2.1.3.3 Chiều của dòng điện cảm ứng Định luật Len-xơ

Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó

Là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong các khối kim loại khi những khối này chuyển động trong một từ trường hoặc được đặt trong một từ trường biến thiên theo thời gian

2.1.3.5 Suất điện động cảm ứng

Là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín

2.1.3.6 Định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện từ

Nội dung: Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỷ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch

Biểu thức tính suất điện động cảm ứng:

: suất điện động cảm ứng (V)

: độ biến thiên từ thông (Wb)

: thời gian từ thông biến thiên qua mạch kín (s)

: tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín (Wb/s)

Nếu khung có N vòng dây:

Độ lớn suất điện động cảm ứng:

- Nếu không vuông góc với ⃗ mà tạo với nhau một góc nào đó thì

2.1.3.7 Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Lenxơ

Dấu (–) trong công thức tính suất điện động cảm ứng phù hợp với định luật Len-xơ

2.1.3.8 Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ

Bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng

L: hệ số tự cảm (độ tự cảm) (H) i: cường độ dòng điện trong mạch đang xét (A) Φ: từ thông qua diện tích của mạch điện đang xét đó (Wb)

- Đơn vị độ tự cảm: trong hệ SI là H (Heri)

- Biểu thức tính độ tự cảm của một ống dây dài đặt trong không khí là:

Trong đó: n: số vòng dây trên một đơn vị chiều dài của ống

Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch

2.1.3.11 Suất điện động tự cảm:

Khi trong mạch điện có cường độ dòng điện biến thiên thì trong mạch xuất hiện suất điện động tự cảm

Ta có Φ = Li => và e tc = -

2.1.4 Những hạn chế của học sinh khi học về chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT

- Khi xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng, HS khó xác định độ biến thiên từ thông để từ đó tìm mối tương quan giữa độ biến thiên từ thông, thời gian xảy ra biến thiên, độ lớn suất điện động cảm ứng

- Khó xác định mối quan hệ giữa chiều suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ HS khó xác định được sẽ âm hay dương nếu từ thông Φ tăng hoặc giảm, cũng như chiều của suất điện động cảm ứng sẽ cùng hay ngược chiều với chiều của mạch điện

- Dòng Fu-cô và những lợi ích của nó là một ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ Trong trường hợp này thì giáo viên có thể đưa ra ví dụ về máy biến thế, nhưng HS rất mơ hồ, không nắm bắt và hiểu rõ vấn đề: tại sao lại xuất hiện dòng điện Fu-cô trong máy biến thế, tác hại của nó như thế nào đối với máy biến thế…

- Ở phần hiện tượng tự cảm, HS không thể hiểu được hiện tượng tự cảm có bản chất là hiện tượng cảm ứng điện từ

- HS còn gặp khó khăn trong việc áp dụng định luật Len-xơ để xác định chiều của dòng điện cảm ứng HS thường nhầm lẫn khi phân biệt và sử dụng quy tắc bàn tay trái, quy tắc bàn tay phải, quy tắc nắm tay phải

- HS thường biết rất nhiều ứng dụng của vật lý trong cuộc sống nhưng không biết có liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ hay không.

Xây dựng bài “Từ thông Cảm ứng điện từ” trong E-learning

2.2.1 Xác định mục tiêu bài “Từ thông Cảm ứng điện từ” (Bước 1) a Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa, công thức tính và ý nghĩa của từ thông

- Nêu được điều kiện để từ thông biến thiên

- Phát biểu được định nghĩa hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng

- Phát biểu được định luật Len-xơ theo những cách khác nhau và biết vận dụng để xác định chiều dòng điện cảm ứng trong các trường hợp khác nhau

- Phát biểu được định nghĩa và nêu được tính chất của dòng Fu-cô b Kỹ năng

- Nhận biết được xuất hiện của dòng điện cảm ứng trong mạch kín

- Vận dụng được định luật Len-xơ xác định được chiều dòng điện cảm ứng

- Giải được các bài toán đơn giản về hiện tượng cảm ứng điện từ c Thái độ

- Hình thành cho học sinh khả năng tư duy

- Có tinh thần chịu khó, ham học hỏi

- Có hứng thú học tập bộ môn

2.2.2 Thu thập tài liệu (Bước 2)

- Sách giáo khoa Vật lý 11, sách giáo viên Vật lý 11

- Hình ảnh: từ thông, thí nghiệm Fa-ra-đây, máy biến thế

+ Video 1: Nam châm chuyển động khung dây đứng yên

+ Video 2: Nam châm đứng yên khung dây chuyển động

+ Video 3: Cả khung dây và nam châm đứng yên

+ Video 4: Thí nghiệm dòng điện Fu-cô

2.2.3 Nghiên cứu nội dung (Bước 3) Đọc sách giáo khoa Vật lý 11 bài “Từ thông Cảm ứng điện từ”, tham khảo sách giáo viên Sau khi nghiên cứu kỹ nội dung trong sách, chúng tôi đã đặt mình vào vị trí của HS để biết đâu là kiến thức khó, quan trọng cần chú ý trong quá trình dạy Trong bài này những kiến thức cần nắm rõ, chắc chắn trong quá trình dạy như: khái niệm từ thông, dòng điện cảm ứng; công thức tính từ thông Φ từ đó cho biết sự phụ thuộc của từ thông vào các đại lượng; cách xác định chiều dòng điện cảm ứng trong mạch kín…

Lên ý tưởng dạy học, tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn

2.2.5 Phát họa tiến trình giảng dạy (Bước 5 + Bước 6)

Hình 2.2: Tiến trình giảng dạy bài “Từ thông Cảm ứng điện từ”

Giải thích sự xuất hiện dòng điện Fu-cô đưa ra khái niệm lực hãm điện từ

Từ TN dòng điện cảm ứng xuất hiện khi khối vật dẫn chuyển động trong từ trường đưa ra khái niệm dòng điện Fu-cô

Phân tích kết quả TN tìm ra quy tắc xác định chiều dòng điện cảm ứng trong mạch kín

Trên cơ sở TN về sự xuất hiện dòng điện trong mạch kín khi số đường sức từ qua mạch kín biến đổi đưa ra khái niệm từ thông

Từ TN và khái niệm từ thông giải thích hiện tượng cảm ứng điện từ, khái niệm dòng điện cảm ứng

2.2.6 Xây dựng giáo án điện tử cho bài “Từ thông Cảm ứng điện từ” (Bước 7)

2.2.6.1 Xây dựng giáo án điện tử cho bài “Từ thông Cảm ứng điện từ” (Tiết 1)

- Phát biểu được định nghĩa, công thức tính và ý nghĩa của từ thông

- Nêu được điều kiện để từ thông biến thiên

- Phát biểu được định nghĩa hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng b Kỹ năng

- Nhận biết được sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng trong mạch kín c Thái độ

- Hình thành cho học sinh sự hứng thú với môn vật lý

- Hình thành cho học sinh khả năng tư duy

- Giáo án bài “Từ thông Cảm ứng điện từ” (Tiết 1)

- Bài giảng điện tử bài “Từ thông Cảm ứng điện từ” (Tiết 1)

III Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Giới thiệu chương

Hoạt động của giáo viên Nội dung cơ bản

- Như các em đã biết dòng điện sinh ra từ trường, vậy câu hỏi ngược lại từ trường có sinh ra dòng điện hay không?

Sinh ra khi nào? Vấn đề này đã được nghiên cứu ở lớp 9 Ở chương này chúng ta tiếp tục nghiên cứu về hiện tượng cảm ứng điện từ một cách định

Hoạt động 2: Tìm hiểu về từ thông

Hoạt động của giáo viên Nội dung cơ bản

- Dẫn dắt vào bài mới: Trong chương này đầu tiên ta vào Bài 23: TỪ

THÔNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

- Quan sát hình vẽ ta thấy: Số đường sức từ qua S 1 là 7, S 2 là 5 Và số đường sức từ qua S 1 >S 2 hay nói cách khác từ thông qua S 1 lớn hơn từ thông qua S 2

Vậy từ thông là gì?

- Trả lời: Từ thông qua mặt S là đại lượng được tính bởi công thức:

S: là diện tích khung dây (m 2 ) α: là góc hợp bởi vectơ ⃗ và vectơ pháp tuyến ⃗

- Dựa vào biểu thức ta thấy: Từ thông Φ phụ thuộc vào cảm ứng từ B, diện tích S và góc 

Bài 23: TỪ THÔNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Từ thông qua mặt S là đại lượng được tính bởi công thức:

S: là diện tích khung dây (m 2 ) α: là góc hợp bởi vectơ ⃗ và vectơ pháp tuyến ⃗

- Sự phụ thuộc vào góc  được thể hiện qua hình ảnh bắt cá bằng giỏ (Với

Con cá thể hiện cho đường sức từ; Giỏ thể hiện cho diện tích khung dây (hứng cá))

Nói cách khác khi số đường sức từ song song với mặt S thì từ thông qua S = 0 Vậy khi đường sức từ vuông góc với S, tức là:

Sự phụ thuộc của từ thông và góc

 được thể hiện qua hình ảnh bắt cá bằng giỏ

- Trong hệ SI, đơn vị đo từ thông là

- Người ta dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó

2 Đơn vị đo từ thông

Trong hệ SI, đơn vị đo từ thông là Vêbe (Wb)

Người ta dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó

Hoạt động 3: Tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ

Hoạt động của giáo viên Nội dung cơ bản

- Để khẳng định từ trường có thể sinh ra dòng điện thì ta sẽ tiến hành làm thí nghiệm

Cho một mạch kín (C) hai đầu nối vào điện kế G, đặt trong từ trường của một nam châm, ta chọn chiều dương trên mạch kín (C) phù hợp với chiều của đường sức từ của nam châm theo quy tắc nắm tay phải

Các em quan sát thí nghiệm

II Hiện tượng cảm ứng điện từ

- Ta vào thí nghiệm 1: Dùng nam châm vĩnh cửu

+ Phát video mô phỏng thí nghiệm 1:

 Video 1: Nam châm chuyển động khung dây đứng yên

Khi dịch chuyển nam châm lại gần mạch kín (C) thì ta thấy kim điện kế bị lệch và dòng điện chạy ngược lại với chiều dương đã chọn Còn khi nam châm đứng yên thì kim điện kế lại trở về vị trí số 0 Khi nam châm dịch chuyển lại gần mạch kín (C) thì số lượng đường sức xuyên qua mạch kín này tăng lên cho nên từ thông qua mạch kín càng tăng và trong mạch xuất hiện dòng điện

Ngược lại, khi di chuyển nam châm ra xa mạch kín (C) ta cũng thấy kim điện kế bị lệch nhưng theo chiều ngược với thí nghiệm ban đầu Khi nam châm dịch chuyển ra xa mạch kín

(C) thì số lượng đường sức xuyên qua mạch kín này giảm dần cho nên từ thông qua mạch kín giảm dần và kết quả là trong mạch kín (C) cũng xuất hiện dòng điện nhưng ngược chiều với thí nghiệm ban đầu tức là cùng chiều dương với mạch kín

 Video 2: Nam châm đứng yên khung dây chuyển động a Thí nghiệm1: (Dùng nam châm vĩnh cửu)

Khi ta đưa khung dây lại gần nam châm thì lúc này ta cũng thấy là kim điện kế bị lệch và trong mạch xuất hiện dòng điện tương tự như trường hợp ở thí nghiệm khi đưa nam châm lại gần khung dây

Còn khi đưa khung dây ra xa nam châm thì hiện tượng cũng xuất hiện tương tự như khi ta đưa nam châm ra xa khung dây

- Ta vào thí nghiệm 2: Dùng nam châm điện

+ Phát video mô phỏng thí nghiệm 2:

 Video 3: Cả khung dây và nam châm đứng yên

Khi thay nam châm vĩnh cửu bằng nam châm điện, ta thấy khi thay đổi dòng điện qua nam châm điện thì trong mạch kín (C) vẫn xuất hiện dòng điện Khi ta thay đổi giá trị của dòng điện qua nam châm điện thì lúc này cảm ứng từ ⃗ sẽ thay đổi và dẫn đến từ thông qua mạch kín (C) sẽ thay đổi theo Và do đó mà trong mạch kín

(C) sẽ xuất hiện dòng điện Khi di chuyển con chạy của biến trở thì trong mạch cũng xuất hiện dòng điện

Nhà bác học Faraday đã tiến hành thí nghiệm với các mô hình sau: Ở mô hình a khi đóng khóa K thì b Thí nghiệm 2: (Dùng nam châm điện)

32 dòng điện trong ống dây 1 chứa nguồn điện sẽ thay đổi (tăng từ 0 cho đến một giá trị nào đó) Suy ra cảm ứng từ ⃗ cũng sẽ tăng lên và do đó mà từ thông qua ống dây 2 cũng sẽ tăng và trong ống dây 2 xuất hiện dòng điện i làm cho kim điện kế G bị lệch Điều này cũng xảy ra tương tự khi ta ngắt khóa K Dòng điện i chỉ xuất hiện khi đóng hoặc ngắt khóa K, khi dòng điện ổn định thì i này sẽ mất đi Ở mô hình b khi chưa dịch chuyển con chạy của biến trở thì từ trường qua ống dây 1 sẽ không thay đổi cho nên từ thông qua ống dây 1 và 2 cũng không đổi và không có dòng điện xuất hiện trong ống dây 2, kim điện kế G không bị lệch Nhưng khi di chuyển con chạy của biến trở thì sẽ làm cho dòng điện trong ống dây 1 thay đổi làm cho từ trường qua ống dây 1 thay đổi cho nên từ thông qua ống dây 2 cũng sẽ thay đổi theo Và trong ống dây 2 xuất hiện dòng điện i làm cho kim điện kế bị lệch

- Từ các thí nghiệm trên ta đi đến kết luận:

+ Trong tất cả các thí nghiệm trên có đặc điểm chung là từ thông qua mạch kín (C) biến thiên a) b)

+ Trong tất cả các thí nghiệm trên có đặc điểm chung là từ thông qua mạch kín (C) biến thiên

+ Dòng điện trong mạch kín xuất hiện

+ Dòng điện trong mạch kín xuất hiện khi Ф biến thiên

 Dòng điện này gọi là dòng điện cảm ứng

 Hiện tượng này gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ khi Ф biến thiên

 Dòng điện này gọi là dòng điện cảm ứng

 Hiện tượng này gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

2.2.6.2 Xây dựng giáo án điện tử cho bài “Từ thông Cảm ứng điện từ” (Tiết

- Phát biểu được định luật Len-xơ theo những cách khác nhau và biết vận dụng để xác định chiều dòng điện cảm ứng trong các trường hợp khác nhau

- Phát biểu được định nghĩa và nêu được tính chất của dòng Fu-cô b Kỹ năng

- Vận dụng được định luật Len-xơ xác định được chiều dòng điện cảm ứng

- Giải được các bài toán đơn giản về hiện tượng cảm ứng điện từ c Thái độ

- Có tinh thần chịu khó, ham học hỏi

- Có hứng thú học tập bộ môn

- Giáo án bài “Từ thông Cảm ứng điện từ” (Tiết 2)

- Bài giảng điện tử bài “Từ thông Cảm ứng điện từ” (Tiết 2)

III Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Xây dựng định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng

Hoạt động của giáo viên Nội dung cơ bản

- Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch kín sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng Vậy chiều dòng điện cảm ứng được xác định như thế nào? Ta qua phần III: Định luật Len- xơ về chiều dòng điện cảm ứng

- Ta quay trở lại thí nghiệm 1, khi đưa nam châm lại gần hoặc ra xa khung dây

Chiều dương trên (C) phù hợp với chiều của đường sức từ của nam châm

(hoặc ống dây điện) qua (C) theo quy tắc nắm tay phải

+ Dịch chuyển nam châm lại gần khung dây, từ thông qua (C) tăng:

Dòng điện cảm ứng i trong mạch kín

(C) có chiều ngược với chiều dương trên (C)

+ Dịch chuyển nam châm ra xa khung dây, từ thông qua (C) giảm: Dòng điện cảm ứng i trong mạch kín (C) có chiều trùng với chiều dương trên (C)

Nội dung của định luật Len-xơ cho phép ta xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín

III: Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng

Nội dung của định luật Len-xơ cho phép ta xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín

Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín

Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín

- Vậy từ trường ban đầu là từ trường của nam châm hay nam châm điện?

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

Mục đích thực nghiệm

Mục đích thực nghiệm sư phạm là đánh giá giả thuyết khoa học của đề tài, thiết kế giáo án điện tử hỗ trợ giáo viên trong việc soạn và giảng dạy theo E-learning góp phần nâng cao chất lượng học tập của học sinh.

Đối tượng thực nghiệm

Thực nghiệm sư phạm được tiến hành trong học kỳ II năm học 2017-2018 với lớp 11 tại trường THPT Sào Nam, huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam Tôi chọn trường này vì lí do sau:

Thời gian tiến hành thực nghiệm trùng với thời gian thực tập sư phạm tại trường

Trường có trang thiết bị dạy học tương đối đầy đủ, hệ thống mạng Internet ổn định

Trình độ học sinh là tương đương, giữa hai lớp thực nghiệm và đối chứng tương đương nhau.

Nội dung thực nghiệm

Chúng tôi sử dụng E-learning để thiết kế giáo án điện tử và bài giảng điện tử để thực nghiệm với hai tiết dạy:

Tiết 1: Từ thông Cảm ứng điện từ (tiết 1)

Tiết 2: Từ thông Cảm ứng điện từ (tiết 2)

Các bài kiểm tra đánh giá lấy kết quả được sử dụng với nội dung và mức độ chương trình sách giáo khoa của Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành Ở lớp ĐC, giáo viên sử dụng phương pháp dạy học truyền thống Ở lớp TN, áp dụng tiến trình dạy học các bài học với sự hỗ trợ của hệ thống E-learning.

Phương pháp thực nghiệm

Học sinh khảo sát trong quá trình thực nghiệm gồm 70 học sinh của hai lớp thuộc trường THPT Sào Nam

Bảng 3.1: Bảng phân bố học sinh được chọn làm mẫu thực nghiệm

Nhóm Lớp Tổng số Trường Đối chứng 11/13 35 Trung học phổ thông Sào Nam, huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng

Hai lớp đều học chương trình vật lý 11, hai lớp được chọn có điều kiện tổ chức dạy học tương đối đồng đều

3.4.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm

Quan sát các hoạt động của giáo viên và học sinh của lớp ĐC và ghi chép theo các nội dung sau:

- Hoạt động của giáo viên

+ Quy trình tổ chức, điều khiển các hoạt động học tập của học sinh

+ Cách dẫn dắt và định hướng bài dạy nhằm giúp học sinh thể hiện được năng lực

+ Hiệu quả của việc tổ chức hoạt động dạy học theo PPDH truyền thống + Sự phân phối thời gian của giáo viên trong các hoạt động

- Hoạt động của học sinh

+ Thái độ của hoc sinh thực hiện các hoạt động cá nhân hoặc nhóm khi tiếp nhận được yêu cầu của giáo viên Không khí học tập của lớp thể hiện qua quá trình tích cực, chủ động tham gia xây dựng bài của học sinh

+ Các năng lực của học sinh được thể hiện thông qua quá trình hình thành kiến thức mới cũng như quá trình vận dụng, củng cố kiến thức

Quan sát thời gian từ lúc đăng bài cho đến khi học sinh bắt đầu bình luận trả lời các câu hỏi Để biết rằng HS có xem hết bài giảng sau đó mới trả lời các

45 câu hỏi hay không thì GV lên lớp tiến hành đặt các câu hỏi có liên quan đến nội dung bài giảng:

Câu 1: Khảo sát sự phụ thuộc của từ thông Φ vào góc α được thể hiện qua hình ảnh bắt cá bằng giỏ Hiện tượng gì xảy ra khi để giỏ nằm ngang, nghiêng một góc, thẳng đứng?

Câu 2: Trong thí nghiệm về dòng điện Fu-cô, cho những lá đồng sơn cách điện ghép lại với nhau đặt song song với từ trường thì khi bật công tắc hiện tượng gì xảy ra?

Sau khi thực nghiệm sư phạm, kết quả học tập của hai lớp TN và ĐC được đánh giá bằng một phiếu điều tra nhằm tìm hiểu thái độ cũng như tính tích cực của học sinh đối với PPDH sử dụng hệ thống E-learning.

Kết quả thực nghiệm

3.5.1 Kết quả điều tra thăm dò

Qua kết quả điều tra thăm dò đã được kiểm tra chúng tôi nhận thấy: Đa số học sinh đều cảm thấy hứng thú với tiết dạy sử dụng hệ thống E-learning, giúp các em hiểu bài nhanh chóng, nhớ lâu hơn và vận dụng kiến thức đã học để có thể làm một số bài tập Hệ thống E-learning đã hỗ trợ nhiều cho giáo viên trong quá trình dạy học như: thời gian diễn giảng của giáo viên được rút ngắn, khả năng thao tác trên máy tính được nâng cao

3.5.2 Đánh giá kết quả thực nghiệm Để đánh giá một cách cụ thể hơn, thực tế hơn về mức độ hiểu bài cũng như khả năng vận dụng kiến thức của học sinh, chúng tôi đã tiến hành một bài kiểm tra cụ thể dành cho học sinh Với lớp TN bài kiểm tra được thực hiện trên mạng, với lớp ĐC bài kiểm tra được tiến hành trên lớp sau tiết học Kết quả như sau:

Bảng 3.2: Bảng thống kê các điểm số (X i ) của bài kiểm tra

Nhóm Tổng số Số học sinh đạt điểm X i

Biểu đồ 3.2: Phân bố điểm hai nhóm thực nghiệm và đối chứng Nhận xét:

Căn cứ vào những số liệu ở biểu đồ, chúng tôi nhận thấy rằng:

- Ở 2 lớp TN, ĐC điểm 1, 2 không có

- Số học sinh đạt từ 3 đến 6 điểm ở lớp TN thấp hơn lớp ĐC (15 < 22)

- Số học sinh đạt từ 7 đến 10 điểm ở lớp TN cao hơn lớp ĐC (20 > 13)

- Ở lớp TN có 1 học sinh đạt điểm 10, còn lớp ĐC thì không Điểu này chứng tỏ trong quá trình học qua mạng một số kiến thức được dạy cụ thể hơn, có liên quan đến phần kiểm tra nên HS lớp ĐC đạt điểm cao hơn lớp

Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất

Nhóm Tổng số Số % học sinh đạt điểm X i

Biểu đồ 3.3: Đồ thị phân bố tần suất

Căn cứ vào những số liệu ở biểu đồ, chúng tôi nhận thấy rằng:

- Ở lớp TN, phần trăm số HS từ 3 đến 5 điểm tăng nhẹ (2,9% đến 8,5%), sau đó tăng mạnh từ 6 đến 8 điểm (22,9%) và giảm dần từ 9 đến 10 điểm, 10 điểm chiếm 2,9%

- Ở lớp ĐC, phần trăm HS đạt từ 3 đến 6 điểm tăng mạnh (8,6% đến 25,7%), sau đó giảm mạnh, 10 điểm chiếm 0%

Kết quả làm bài của HS theo tỷ lệ % xếp theo thang điểm 10 có sự chênh lệch giữa 2 lớp ĐC và TN Như vậy, bài tập mà chúng tôi đưa ra nằm ở mức độ vừa không quá khó, cũng không quá dễ Khi dạy học qua mạng thì HS đạt điểm từ 6 điểm trở lên cao hơn so với dạy học truyền thống

Bảng 3.4: Bảng phân bố tần số tích lũy

Nhóm Tổng số Số học sinh có điểm dưới điểm X i

Biểu đồ 3.4: Đồ thị phân bố tần số tích lũy

Căn cứ vào những số liệu ở biểu đồ, chúng tôi nhận thấy rằng: phần trăm

HS đạt từ 5 điểm trở xuống ở lớp TN thấp hơn lớp ĐC Điều đó chứng tỏ ở lớp

TN điểm trên 5 nhiều hơn lớp ĐC

Bảng 3.5: Bảng phân loại theo học lực của học sinh

Biểu đồ 3.5: Biểu đồ phân loại học sinh theo học lực

Căn cứ vào những số liệu ở biểu đồ, chúng tôi nhận thấy rằng: Ở cả hai lớp

HS kém không có Tỉ lệ HS đạt loại yếu, trung bình của lớp TN giảm so với lớp ĐC (Yếu: 11,4 < 20; Trung bình: 31,4 < 42,9) Ngược lại, tỉ lệ HS đạt loại khá, giỏi của lớp TN cao hơn lớp ĐC (Khá: 45,8 > 31,4; Giỏi: 11,4 > 5,7)

Các thông số sử dụng khi thống kê

- Giá trị trung bình cộng là tham số đặc trưng cho sự tập trung số liệu, được tính theo công thức: ̅ ∑ f i là tấn số ứng với điểm số X i , n là số học sinh tham gia các bài kiểm tra

- Dùng để chỉ độ lệch bình phương trung bình của các giá trị thu được trong mẫu, được tính theo công thức:

- Độ lệch chuẩn S cho biết độ phân tán quanh giá trị ̅ được tính theo công thức:

√ √ ∑ ̅ , S càng nhỏ tức số liệu càng ít tán

- Hệ số biến thiên cho phép so sánh mức độ phân tán của các số liệu: ̅

Kém Yếu Trung bình Khá Giỏi

Bảng 3.6: Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng

Dựa vào các thông số tính toán trên, từ bảng phân loại theo học lực (bảng 3.5), bảng tổng hợp các thông số đặc trưng (bảng 3.6), đồ thị phân bố tần suất (đồ thị 3.3) và đồ thị phân bố tần suất tích lũy (đồ thị 3.4) chúng tôi rút ra được những nhận xét sau:

- Điểm trung bình của các bài kiểm ở lớp TN cao hơn lớp ĐC (6,7 > 6,0), độ lệch chuẩn S ở lớp TN có giá trị tương ứng nhỏ (1,62) chứng tỏ mức độ phân tán của điểm số quanh giá trị trung bình ̅ nhỏ, do đó trị trung bình có độ tin cậy cao S TN < S ĐC (1,62 < 1,66) và V TN < V ĐC (24,18 0 Φ > 0 α là góc tù cosα < 0 Φ < 0 α = cosα = 0 Φ = 0 Nói cách khác khi số đường sức từ song song với mặt S thì từ thông qua

S = 0 Vậy khi đường sức từ vuông góc với S thì từ thông Φ được tính như thế nào?

- Nhìn vào công thức từ thông Φ hãy nêu ý nghĩa

B là cảm ứng từ (T) S là diện tích ( ) α = ( n, ⃗ )

α là góc nhọn Φ > 0 α là góc tù Φ < 0 α = Φ = 0 α = → Φ = BS

P4 qua một đơn vị diện tích

- HS hoàn thành phiếu học tập vật lý của nó

- Ta thấy B đơn vị là T (Tesla), S đơn vị là nên Φ có đơn vị là T và được viết lại thành một ký hiệu khác là Wb (Vebe)

- Phát phiếu học tập và yêu cầu HS hoàn thành

- Hướng dẫn HS thảo luận làm phiếu học tập

- Trong hệ SI đơn vị của từ thông là vêbe (Wb)

Hoạt động 4: Nghiên cứu hiện tượng cảm ứng điện từ

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung cơ bản

- Dựa vào kiến thức đã học ở lớp 9 trả lời: làm thí nghiệm

- Đưa ra các phương án

- Nêu vấn đề: Để trả lời câu hỏi từ trường có thể sinh ra dòng điện được hay không, ta làm thế nào?

- Yêu cầu HS đề xuất phương án thí nghiệm

- Hướng dẫn thảo luận các phương án học sinh đề xuất, chọn phương án khả thi

SN dịch chuyền lại gần hoặc ra xa mạch kín (C) hai đầu nối với điện kế G

II Hiện tượng cảm ứng điện từ

- Mỗi khi có từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng Hiện tượng này gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

- Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong thời gian từ thông qua mạch kín (C) biến thiên

- Quan sát thí nghiệm hoặc tự làm thí nghiệm

Ghi chép các trường hợp có hiên tượng cảm ứng điện từ và chiều dòng điện cảm ứng

- Có thể đưa ra các nguyên nhân khác nhau

- Trả lời: có thay đổi

- Trả lời từ sự suy luận:

Từ thông biến thiên nên có dòng điện cảm ứng bằng một nam châm điện và cho dòng điện qua nam châm biến thiên

- Tiến hành làm thí nghiệm biểu diễn hoặc phát dụng cụ để các nhóm

- Từ các kết quả thu được chỉ ra nguyên nhân chung gây ra dòng điện cảm ứng?

- Phân tích các ý kiến của

- Hỏi: Trong các trường hợp có dòng điện cảm ứng, từ thông qua mạch kín (C) có thay đổi không?

- Kết luận sơ bộ: Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch đó xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng

- Hỏi: Trong các trường hợp sau ở mạch kín (C) có dòng điện cảm ứng không? a) Nam châm SN đứng yên, mạch (C) dịch chuyển b) Nam châm SN đứng

- Trả lời câu hỏi của GV yên, làm biến dạng (C)

- Làm thí nghiệm kiểm tra

- Hỏi: Vậy dòng điện cảm ứng xuất hiện trong trường hợp nào?

Hoạt động 5: Tổng kết tiết học

- Phát biểu các định nghĩa:

+ Hiện tượng cảm ứng điện từ

- Mạch kín (C) không biến dạng trong từ trường đều ⃗ Hỏi trường hợp nào từ thông qua mạch biến thiên?

B Chuyển động quay xung quanh một trục cố định vuông góc với mặt phẳng chứa mạch

C Chuyển động trong một mặt phẳng vuông góc với ⃗

D Quay xung quanh trục cố định nằm trong mặt phẳng chứa mạch

- Giao nhiệm vụ về nhà: Làm bài tập 4 SGK

Tính từ thông gây ra bởi từ trường đều B = 0,02T qua một hình vuông cạnh a = 10cm trong các trường hợp sau Trong mỗi trường hợp mặt hình vuông đã được định hướng

TỪ THÔNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ (Tiết 2)

+ Phát biểu được định luật Len-xơ theo những cách khác nhau và biết vận dụng để xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong các trường hợp khác nhau + Phát biểu được định nghĩa và nêu được một số tính chất của dòng điện Fu-cô

+ Chuẩn bị phiếu học tập

+ Chuẩn bị các thí nghiệm về dòng điện Fu-cô

+ Ôn lại khái niệm từ thông và hiện tượng cảm ứng điện từ

III Tổ chức hoạt động dạy học

Hoạt động 1: Ổn định lớp

Hoạt động 2: Xây dựng định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung cơ bản

- Dựa vào kết quả thí nghiệm ở tiết 1 tìm câu trả lời Nhưng gặp khó khăn chưa tìm ra quy luật về chiều dòng điện cảm ứng

- Dòng điện có chiều như thế nào?

- Vẽ hình 23.3 SGK lên bảng và hướng dẫn HS suy luận

+ Chọn chiều dương trên (C) thuận với chiều đường sức qua (C) Khi đó chiều pháp tuyến dương ⃗ thuận với chiều dương đã chọn

III Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng

1 Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có chiều chống tại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín

- Từ thông tăng và dòng điện cảm ứng trong (C) có chiều ngược với chiều dương trên (C)

- Từ thông giảm và dòng điện cảm ứng trong (C) có chiều trùng với chiều dương trên (C)

- Dùng quy tắc nắm tay phải, tìm chiều từ trường cảm ứng cho mỗi trường hợp và rút ra nhận xét

- Dùng quy tắc nắm tay phải tìm được mặt của

(C) đối diện với cực Bắc của nam châm là mặt

Bắc Do đó gây ra lực từ đẩy cực Bắc của nam

+ Khi đưa nam châm SN lại gần (C) như hình vẽ thì từ thông qua (C) tăng hay giảm? Kết quả thí nghiệm cho biết dòng điện có chiều thế nào?

+ Khi đưa nam châm SN ra xa (C) như hình vẽ thì từ thông qua (C) tăng hay giảm? Kết quả thí nghiệm cho biết dòng điện cảm ứng có chiều thế nào?

- Dòng điện cảm ứng xuất hiện thì cũng sinh ra từ trường, gọi là từ trường cảm ứng Từ trường do nam châm gây ra gọi là từ trường ban đầu Hai từ trường này có mối quan hệ với nhau như thế nào?

- Đề nghị HS trả lời câu C3

- Khi nam châm SN rơi gần về phía mạch kín (C) thì mặt của (C) đối diện với cực Bắc của nam châm là mặt Bắc hay mặt Nam?

Lực của từ trường cảm 2 Cách phát

P10 châm ứng có tác dụng lên nam châm có hướng như thế nào?

- Khi đưa nam châm SN ra xa mạch kín (C) thì mặt của (C) đối diện với cực Bắc hút hay đẩy nam châm?

- Khái quát: Trong cả hai trường hợp, lực từ đều ngược hướng với chuyển động của nam châm Vậy có thể phát biểu định luật Len-xơ theo cách khác biểu khác của định luật Len-xơ

Khi từ thông qua (C) biến thiên do kết quả của một chuyển động nào đó thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên

Hoạt động 3: Tìm hiểu về dòng điện Fu-cô

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung cơ bản

- Có thể diễn đạt theo các cách khác nhau

- Thông báo: Thực nghiệm chứng tỏ rằng dòng điện cảm ứng cũng xuất hiện trong các khối kim loại khi những khối này chuyển động trong một từ trường hoặc đặt trong từ trường biến thiên theo thời gian

Những dòng điện cảm ứng đó gọi là dòng điện Fu-cô

- Vậy có thể định nghĩa dòng điện Fu-cô là gì?

IV Dòng điện Fu-cô

Dòng Fu-cô là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khối kim loại khi nó chuyển động trong từ trường hoặc được đặt trong từ trường biến thiên

Tập trung vào quan sát sự quay của bánh xe

- Mô tả điều quan sát được

- Dựa vào kiến thức đã biết về điều kiện xuất hiện dòng Fu-cô và định luật Len-xơ để giải thích

- Đưa ra kết quả dự đoán

- Quan sát trạng thái chuyển động của khối kim loại

3 phút và trả lời lần lượt các câu hỏi

- Làm thí nghiệm 1 (hình 23.6) SGK

- Hỏi: Mô tả hiện tượng khi chưa có dòng điện vào nam châm và khi đã có có dòng điện vào nam châm?

- Hỏi: Hãy giải thích hiện tượng

- Mô tả thí nghiệm 2 (hình 23.7) SGK và yêu cầu HS dự đoán hiện tượng xảy ra khi chưa cho dòng điện vào nam châm và khi đã đưa dòng điện vào nam châm

- Làm thí nghiệm để xác nhận dự đoán

- Đề nghị HS đọc SGK mục tính chất và công dụng của dòng điện Fu-cô và trả lời lần lượt các câu:

1 Dòng điện Fu-cô có những tính chất gì?

2 Kể những tác dụng của dòng điện Fu-cô

2 Tính chất và công dụng của dòng điện Fu-cô a) Tính chất

- Làm xuất hiện ở khối kim loại chuyển động trong từ trường lực hãm điện từ

- Gây hiệu ứng tỏa nhiệt b) Ứng dụng

- Sử dụng lực hãm điện từ trong các bộ phanh điện từ

- Sử dụng hiệu ứng tỏa nhiệt trong các lò cảm ứng để nung nóng kim loại c) Để làm giảm hao phí năng lượng do dòng điện Fu-cô có thể tăng điện trở khối kim loại

3 Nêu cách khắc phục tác hại của dòng điện Fu-cô

- Hướng dẫn thảo luận lần lượt từng câu hỏi Xác nhận ý kiến đúng

Hoạt động 4: Tổng kết bài học

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung cơ bản

- Làm việc cá nhân trên phiếu học tập

Bài 2: a) Từ thông qua khung từ bên trái sang bên phải tăng lên, dòng điện cảm ứng cùng chiều kim đồng hồ

- Phát phiếu học tập với nội dung:

Bài 1: Định luật Len-xơ là hệ quả của định luật bảo toàn

Bài 2: Một thanh nam châm đặt song song với mặt phẳng chứa vòng dây dẫn (C) như hình vẽ Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong (C) trong các trường hợp sau: a) Nam châm quay đến vị trí sao cho cực Nam hướng vào (C) b) Nam châm quay đến vị trí sao cho cực Bắc

P13 b) Từ thông qua khung từ bên phải sang bên trái tăng lên, dòng điện ngược chiều kim đồng hồ c) Trong khung xuất hiện dòng điện xoay chiều hướng vào (C) c) Nam châm quay đều xung quanh trục O song song với mặt phẳng chứa (C)

- Hướng dẫn thảo luận lần lượt từng bài Xác nhận kết quả đúng

- Giao nhiệm vụ về nhà: + Làm bài tập 5 (SGK) + Ôn lại khái niệm suất điện động, công thức tính công của nguồn điện, định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn

PHỤ LỤC 2: ĐỀ KIỂM TRA

PHIẾU KIỂM TRA (Dành cho học sinh) Bài 23: Từ thông Cảm ứng điện từ

Câu 1: Một diện tích S đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B, góc giữa vectơ cảm ứng và vectơ pháp tuyến là α Từ thông qua diện tích S được tính theo công thức

Câu 2: Đơn vị của từ thông là:

A Tesla (T) B Ampe (A) C Vêbe (Wb) D Vôn (V)

Câu 3: Từ thông qua khung dây có diện tích S đặt trong từ trường đều đạt giá trị cực đại khi

A các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây

B các đường sức từ song song với mặt phẳng khung dây

C các đường sức từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 0 o

D các đường sức từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 45 o

Câu 4: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho nam châm dịch chuyển lại gần hoặc ra xa vòng dây kín: