TRẢN VĂN KIÊN
VAN DUNG QUAN DIEM CUA LY THUYET KIEN TAO DE DAY HOC MOT SO NOI DUNG
THUOC CHUONG “TU TRUONG” VA CHUONG “CAM UNG DIEN TU”
VAT LÝ LỚP 11 - THPT
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý
Người hướng dẫn: TS Lương Việt Thái
Trang 2Lời cảm OR
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thấy giáo hướng dẫn khoa học
TS Lương Việt Thái đã tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn này Với
tôi, Thây luôn là một tắm gương sáng về tỉnh thân làm việc, lòng say mê khoa học, lòng nhiệt tình quan tâm bỗi dưỡng thế hệ trẻ
Tôi xin chân thành cảm ơn tới các Thây cô giáo trong tổ phương pháp, các Thây cô trong khoa Vật lí và phòng sau đại học trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 đã tận tình giảng dạy và giúp dỡ tơi hồn thành khố học
Tôi xin chân thành cam ơn Sở giáo dục và đào tạo Bắc Giang, Ban giám
hiệu trường THPT Lục Ngạn số l, Trường THPT Lục Ngạn số 3, đặc biệt là Ban giám hiệu trường THPT Lục Ngạn số 4 đã tạo mọi điều kiện cho tôi hồn
thành khố học
Tơi xin chân thành cảm ơn anh em, bạn bè và đồng nghiệp đã quan tâm
giúp đố tơi hồn thành luận văn này
Mặc dù đã có sự cố gắng song bản luận văn này cũng khó tránh khỏi
những thiếu sót và hạn chế Rất mong sự đóng góp ý kiến của quí Thầy cô và
cdc ban!
Hà Nội, thang 10 nam 2009
Trang 4MỤC LỤC PHAN MO DAU I0 uc na 01
2 Mục đích nghiên CỨU 5 + xxx nh ngư 02
3 Nhiệm vụ nghiên cứu 02
4 Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu - 5552 <+s+<+s+x+e>s2 03 5 Phương pháp nghiên CỨU - 5 5< + S + s*veeveeseeeeereerexx 03
6 Giả thuyết khoa học . + 5S: S211 1 £331 1111111112111 xe 04
PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIÊN - 05
1.1 Co sé tam ly hoc cua ly thuyét kién tao vé hoc tap 05 1.2 Quan điểm cơ bản của lý thuyết kiến tạo về học tap 06 1.3 Dạy học vật lí theo định hướng quan điểm của lý thuyết kiến tạo 08 1.3.1 Làm bộc lộ những kiến thức, quan niệm sẵn có của hoc sinh 08 1.3.2 Tạo ra các hiện tượng, tình huống vật lý có vấn đề, học sinh
10 1.3.3 Một số tiến trình dạy học theo quan điểm của lý thuyết kiến tạo 11 tự tìm tòi phát hiện và xây dựng kiến thức mới
1.4 Đặc điểm tâm sinh lý của học sinh THPT và Khả năng vận
dụng quan điểm của lý thuyết kiến tạo trong dạy học vật lí THPT 13
1.5 Thực trạng dạy học vật lí ở trường THPT chương Từ trường
và chương Cảm ứng điện từ 5-555<c<c<<<<52 14
I8) 0000 na 14
IV )00/0 900 ) 0n e 16
CHƯƠNG 2: DẠY HỌC MỘT SỐ NỘI DUNG THUỘC “CHƯƠNG TU TRUONG VÀ CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ” THEO LY THUYẾT KIẾN TẠO
2.1 Một số hiểu biết ban đầu và những khó khăn thường gặp của
học sinh khi học chương Từ trường và chương Cảm ứng điệntừ 17 2.1.1 Những thuận lợi và khó khăn đối với học sinh khi học chương
Trang 52.1.1.1 Những thuận lợi - 5-52 22222xtcrkterrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrree 17 2.1.1.2 Những khó khăn cơ bản 18
2.1.2 Một số hiểu biết ban đầu và những khó khan, sai lam hay mac
phải khi học chương Từ trường và chương Cảm ứng điện từ 18
2.2 Phân tích mục tiêu dạy hoc, mạch lôgic kiến thức trong chương
Từ trường và chương Cảm ứng điện từ
2.2.1 Chương từ frỜïng - - 5 << HH HH ngư
2.2.1.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương Từ trường
2.2.1.2 Các kiến thức kỹ năng cần có sau khi học chương
lo 24 2.2.1.3 Phân tích mục tiêu dạy học chương Từ trường 30
2.2.2 Chương Cảm ứng điện từ - 5-52 St+esxszvxererererrerere 32 2.2.2.1 Sơ đô cấu trúc nội dung chương Cảm ứng dién tir 32 2.2.2.2 Các kiến thức kỹ năng cần có sau khi học chương
Cảm ứng điện từ we 32
2.2.2.3 Phân tích mục tiêu dạy học chương Cảm ứng điện từ 34
2.3 Van dung quan điểm của lý thuyết kiến tạo để dạy học một số
nội dung trong chương Từ trường và chương Cảm ứng điện từ 36 Bài: 20: Lực từ Cảm ứng tÙ - 55255 5+ tt +tetrterrrersrrerrerxee 37 Bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt .- HH HH HH ghe Bài 23: Từ thông cảm ứng điện từ (Tiết 1) CHUONG 3: THUC NGHIEM SU PHAM 3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm su phạm - 66 3.2 Đối tượng, phạm vi và thời gian thực nghiệm - 66 3.3 Các bước thực nghiệm - 5s SE 9x vn ng ren 67
3.3.1 Khống chế các tác động gây ảnh hưởng đến thực nghiệm 67
Trang 6
3.3.1.2 Chuẩn bị của giáo viên thực nghiệm . 2 5+ 68
3.3.2 Kiểm tra trình độ của học sinh trước khi dạ 68
3.3.3 Kế hoạch day học tại lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 68
3.3.4 Kiểm tra sau khi dạy để so sánh mức độ nắm vững tri thức
của học sinh giữa các lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 69 k4 6i 0/1) 69 3.4.1 Kết quả định lượng 5-5-5 2< 2 S*** SE ereEerexeresrersrerer 69 Nhân xét I: 74 NAAN XEb 22 oe 76 3.4.2 Ket qua dimb tim ooo eeeeescscceseseeeeeeeeseecscseeeseseeeeeseseeeeeeeeeeees 76 Kh“Ñuj ch 81 3.4.3.1 Ưu điểm: .- ¿5-55-2122 HS H21 3 1101111311 1x 1x xe, 81 3.4.3.2 Nhược điỂm: + - + << 2+3 S313 113151571111 15 11x 81 3.4.3.3 Kha nang VAM Cuing? 0 ceeseeeeeeeeeeseeeeeceeeseseaeeeeeeeeseeeeeees 82 KET LUAN I1 00.) 1 83 2 Về thực tiễn -22-2222EEEEE2t2122211111E122222212111112 22111111xEe xe 83 3 Ka@i nan 84 4 Dự kiến đóng góp của luận van: 84
Trang 7PHAN MO DAU
2 Ly do chon dé tai
Phương pháp dạy học đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng giáo dục Việc nghiên cứu quá trình dạy học để tìm ra những phương pháp dạy học phù hợp, có hiệu quả nhằm nâng cao tính tích cực, tự lực nhận thức và sáng tạo của học sinh là một hướng nghiên cứu đã và đang được chú
trọng
Trong những năm gần đây đã có rất nhiều hướng nghiên cứu về phương
pháp và quá trình dạy học theo những hướng khác nhau Dạy học theo quan điểm của lý thuyết kiến tạo tích cực hoá việc học tập của học sinh, học sinh sẽ
tích cực chủ động chiếm lĩnh những kiến thức mới đồng thời tự bác bỏ những hiểu biết, quan niệm sai Có thể nói dạy học theo quan điểm của lý thuyết kiến
tạo còn khá mới so với những phương pháp khác Ở Việt Nam, vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học được quan tâm đặc biệt từ những năm 90 Đã có một số nghiên cứu vận dụng trong dạy học các mơn học như: Tốn, Vật lý,
Sinh Nguyễn Phương Hồng (1997; 1998) với việc tiếp cận kiến tạo trong dạy
học khoa học và và vận dụng mô hình kiến tạo tương tác để dạy học một số
bài học Vật lý ở THPT; Nguyễn Hữu Châu với những nghiên cứu về quan
điểm kiến tạo và vận dụng chúng vào việc dạy học mơn Tốn ở trường phổ thông; Dương Bạch Dương (2003) với việc đưa ra phương pháp giảng dạy một số khái niệm định luật trong chương trình Vật lý lớp 10 theo quan điểm kiến tạo ; Lương Việt Thái (2007) với việc vận dụng tư tưởng của lý thuyết kiến tạo để nghiên cứu quá trình dạy học ở một số nội dung vật lý trong môn khoa học
ở tiểu học và môn Vật lý ở THCS
Ở độ tuổi học sinh THPT tư duy trừu tượng rất phát triển, có khả năng
Trang 8động sôi nổi, thích khám phá và sáng tạo Vì vậy khả năng học tập của học sinh theo quan điểm của lý thuyết kiến tạo là rất thích hợp
Xuất phát từ những lý do trên, để góp phần đổi mới phương pháp dạy học chúng tôi đã tìm hiểu lý thuyết kiến tạo về dạy học để tổ chức quá trình dạy học một số nội dung thuộc các chương“Từ trường” và chương “Cảm ứng
điện từ” Vật lý 11-THPT, với hy vọng nâng cao chất lượng học tập của học sinh
2.Mục đích nghiên cứu
Vận dụng quan điểm của lý thuyết kiến tạo để tổ chức quá trình dạy học một số nội dung trong chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” -
Vat ly 11-THPT, nhằm nâng cao chất lượng học tập của học sinh ở một số
trường trong huyện Lục Ngạn- tỉnh Bắc Giang(Trường THPT Lục Ngạn số 1
và trường THPT Lục Ngạn số 4) 3 Nhiệm vụ nghiên cứu
3.1 Nghiên cứu về lý luận: để làm sáng tỏ những quan điểm của lý
thuyết kiến tạo và vận dụng vào dạy học một số nội dung trong chương “Từ
trường” và chương “Cảm ứng điên từ” 3.2 Nghiên cứu thực tiễn:
- Tìm hiểu thực trạng về việc dạy học một số nội dung kiến thức trong chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điên từ”
- Tìm hiểu về vốn hiểu biết, các quan niệm sẵn có của học sinh khi học
các kiến thức trong chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điên từ” - Nghiên cứu chương trình SGK Vật lí 11 về nội dung “Từ trường” và
“Cảm ứng điện từ” để xác định các yêu cầu về kiến thức, kỹ năng học sinh cần
Trang 9- Xây dung quá trình tổ chức dạy học một số nội dung thuộc chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điên từ”.trên cơ sở vận dụng quan điểm của lý
thuyết kiến tạo
- Xây dựng kế hoạch theo các bước của quy trình dạy học đề xuất - Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của đề tài
4 Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu
- Nghiên cứu quá trình dạy học một số nội dung thuộc chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” - Vật lý 11- THPT theo quan điểm
của lý thuyết kiến tạo
- Đề tài tập chung vào nghiên cứu quan điểm cơ bản của lý thuyết kiến
tạo trong dạy học và vận dụng để tổ chức quá trình dạy học một số nội dung thuộc chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” - Vật lý 11- THPT ở
một số trường(trường THPT Lục Ngạn số 1 và trường THPT Lục Ngạn số 4) huyện Lục Ngạn- tỉnh Bắc Giang
5 Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết: đọc sách báo, tài liệu, các công trình nghiên cứu
có liên quan, từ đó phân tích, tổng hợp, vận dụng để xây dựng cơ sở lý luận
của đề tài
- Nghiên cứu thực tiễn:
+ Điều tra bằng phiếu: để tìm hiểu thực trạng dạy học ở một số trường THPT và chuẩn bị điều kiện cho thực nghiệm; ngoài ra điều tra để xác định
vốn kiến thức, hiểu biết ban đầu của học sinh liên quan đến nội dung kiến thức
trong chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” Kết quả thu được
Trang 10+ Trao đổi trực tiếp với giáo viên về phương pháp dạy và phương pháp
học của học sinh để từ đó vận dụng lí thuyết kiến tạo vào dạy học sao cho có hiệu quả
- Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm giả thuyết khoa học ban đầu
- Sử dụng phương pháp thống kê toán học để rút ra kết quả định lượng về
điều tra và tổ chức thực nghiệm
6 Giả thuyết khoa học
Có thể vận dụng quan điểm của lí thuyết kiến tạo để dạy học một số nội
Trang 11PHAN NOI DUNG
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIẾN 1.1 Cơ sở tâm lý học của lý thuyết kiến tạo về học tập
Lý thuyết kiến tạo (consfrucfivism) là một trong ba lý thuyết tâm lý học cơ bản về học tập của con người Cơ sở tâm lý của nó là tâm lí học phát triển của Piaget (1896 - 1980) và lý luận vẻ “vùng phát triển gần nhất” của
Vygotxky [7, tr.7]
Trong lý thuyết về tâm lý học của Piaget về cấu trúc nhận thức đề cập tới
hai van dé néi bat 1a “déng hod” (assimilation) va “diéu tng” (accomdation) Theo quan điểm này thì nhận thức là sự thích nghi với môi trường thông qua
quá trình đồng hoá hay điều ứng “ Đồng hoá xuất hiện trên một cơ chế gìn
giữ cái đã biết( có trong trí nhớ) và cho phép người học dựa trên những khái
niệm quen thuộc để giải quyết tình huống mới”{4, tr.14] “ Điều ứng chỉ thực
sự xuất hiện khi người học sử dụng những cái đã biết để giải quyết một tình
huống mới thì thất bại, và để giải quyết các tình huống này thì người học phải điều chỉnh, thậm chí phải bác bỏ những quan niệm cũ hoặc chưa đầy đủ để tạo
ra kiến thức mới cho phù hợp với hoàn cảnh mới” [7, tr.7]
Theo Vygotxky: mỗi cá nhân đều có “vùng phát triển của riêng mình”, thể hiện vốn có, năng lực của bản thân người học Do đó, nếu các hoạt động
dạy học được tổ chức trong “ vùng phát triển gần nhất” thì sẽ đạt được hiệu
quả cao nhất Ngoài ra Vygotxky còn nhấn mạnh đến sự thành công của nhận
thức phải kể đến vai trò của văn hóa, xã hội và các điều kiện về phương tiện có thể tác động tới quá trình kiến tạo tri thức của mỗi cá nhân[7, tr.7]
Dựa trên những quan điểm của Piaget và Vygotxky, các nhà nghiên cứu,
mở rộng và vận dụng chúng vào lĩnh vực học tập từ đó hình thành nên lý
thuyết kiến tạo về học tập Theo lý thuyết này thì quá trình học tập của con
Trang 12chỉnh các quan niệm vốn có nhưng chưa đúng hoặc chưa đầy đủ của người
học, và chúng được diễn ra trong một môi trường thích hợp trong đó sự tương
tác xã hội đóng vai trò hết sức quan trọng Như vậy bản chất của lý thuyết kiến
tạo chỉ ra rằng: người học phải tự xây dựng tri thức cho bản thân từ những
quan niệm niệm và vốn hiểu biết của bản thân mình trong điều kiện tương tác
môi trường học tập[7 tr.7-§]
1.2 Quan điểm cơ bản của lý thuyết kiến tạo về học tập
Lý thuyết kiến tạo được giới thiệu vào những năm 80 của thế kỷ XX
“Kiến tạo” có nghĩa là “xây dựng nên” Đến nay đã có nhiều nhà nghiên cứu
quan tâm, tìm hiểu và đưa ra nhiều quan điểm khác nhau:
- Theo Mebrien và Brandt (1997): “ Kiến tạo là một cách tiếp cận “dạy” dựa trên nghiên cứu về việc “học” với hy vọng rằng: tri thức được tạo nên bởi mỗi cá nhân người học sẽ trở nên vững chắc hơn rất nhiều so với việc nó được
nhận từ người khác”{3, tr.68]
- Theo Briner (1999): “Người học tạo nên kiến thức của bản thân bằng
cách điều khiển những ý tưởng và cách tiếp cận dựa trên những kiến thức và
những kỹ năng đã có, áp dụng chúng vào những tình huống mới hợp thành tổng thể thống nhất giữa những kiến thức mới thu nhận được với những kiến
thức đang tồn tại trong trí óc”[3, tr.69]
- Theo Phạm Gia Đức: “Kiến tạo là lý thuyết dạy học mà nền tảng của nó
dựa trên kiến thức đã có của người học để xây dựng nên kiến thức mới sao cho
kiến thức mới phải phù hợp trong cái tổng thể kiến thức đã có”[4].[7]
- Theo Lương Việt Thái (2006) thì quan điểm chủ đạo của kiến tạo về
việc học tập là: “Trong quá trình học, người học phải tham gia tích cực vào
quá trình xây dựng kiến thức cho bản thân; người học xây dựng lại kiến thức
Trang 13Nhu vay: Khi nghiên cứu về lý thuyết kiến tạo trong học tập, các nhà nghiên cứu tuy có đưa ra nhiều góc nhìn ở những quan điểm khác nhau, song
những quan điểm ấy đều chỉ ra hướng tích cực cho người học và người dạy Để có sự phối hợp chặt chẽ giữa thầy và trò trong tổ chức dạy và học cần chú ý tới
một số vấn đề sau :
+ Trong quá trình học tập, nếu bản thân người học tự xây dựng (kiến tạo)
nên kiến thức mới sẽ tốt hơn so với việc tiếp nhận nó dưới hình thức áp đặt, có sẵn Nếu tri thức mới được kiến tạo thì tri thức đó bền vững và sẽ được sử dụng linh hoạt, triệt để hơn trong quá trình kiến tạo tri thức mới có liên quan Sau này
+ Người học phải tích cực xây dựng kiến thức cho bản thân mình chứ
không phải tiếp nhận một cách thụ động từ bên ngoài Học tập là một quá trình tư duy và hoạt động tích cực của người học vượt qua những khó khăn về nhận thức để hình thành nên kiến thức mới cho bản thân Quá trình này phải xuất
phát từ thực tiễn và dựa trên vốn kiến thức, kinh nghiệm có sẵn của người học
Quá trình học đạt được kết quả tốt khi người học tạo được mối liên hệ gắn bó hữu cơ giữa kiến thức cũ và kiến thức mới, thấy được mâu thuẫn giữa kiến thức
cũ với thực tại, từ đó người học phải điều chỉnh kiến thức, bổ sung kiến thức
để tạo thành một kiến thức mới hoàn thiện hơn Khi đó kiến thức mới có ý
nghĩa thiết thực hơn
+ Quá trình kiến tạo tri thức là một quá trình học tập làm biến đổi nhận
thức của người học, được hình thành theo cơ chế “đồng hoá” và “điều ứng” Trong đó đồng hóa làm phát triển cấu trúc đã có, còn điều ứng tạo ra cấu trúc
mới khi vốn tri thức của người học không đủ không đủ để giải quyết tình
huống mới trong hiện tượng mới Nó đòi hỏi người học phải thay đổi những
Trang 14+ Quá trình kiến tạo tri thức là một quá trình luôn vận động, chứ không
phải là một quá trình đứng yên Những cá thể khác nhau sẽ kiến tạo tri thức
mới theo những cách khác nhau Thậm trí trong cùng một điều kiên, hoàn cảnh như nhau nhưng quá trình kiến tạo tri thức mới của mỗi cá nhân là khác nhau
1.3 Dạy học vật lí theo định hướng quan điểm của lý thuyết kiến tạo Vận dụng những quan điểm của lý thuyết kiến tạo vào quá trình dạy học
người ta đã hình thành nên một cách tiếp cận mới gọi là “cách tiếp cận quá
trình dạy học theo lý thuyết kiến tạo”( gọi tắt là: “ Dạy học theo quan điểm kiến tạo “ hoặc : “Dạy học kiến tạo”) [7.tr.12] Từ đó có thể vận dụng vào dạy
học vật lý ở THPT như sau:
1.3.1 Làm bộc lộ những kiến thức, quan niệm sẵn có của học sinh
Lý thuyết kiến tạo chỉ ra rằng: bản chất của quá trình học tập là quá trình
người học tự đồng hoá và điều ứng các kiến thức, kỹ năng đã có sao cho thích
hợp với môi trường học tập Do vậy các kiến thức, kỹ năng vốn có của học sinh là những tiền đề quan trọng giúp giáo viên lựa chọn hình thức dạy học và các phương pháp dạy học hiệu quả
Trong quá trình dạy học, trước khi dạy cho học sinh một kiến thức nào đó thì giáo viên cần phải tìm hiểu xem học sinh đã có những kiến thức, kinh
nghiệm gì thông qua các hoạt động học tập và giao tiếp trong cuộc sống hàng ngày Có những quan niệm đúng sẽ tạo điều kiện thuân lợi cho quá trình tư
duy để tìm tòi lĩnh hội kiến thức mới Cũng có những quan niệm sai hoặc chưa
đầy đủ sẽ gây khó khăn cho học sinh trong quá trình tư duy Tuy nhiên tất cả những kinh nghiệm đó đều có tác dụng kích thích học sinh tư duy nếu giáo viên biết tận dụng chúng một cách triệt để Vì vậy giáo viên cần phải xem xét
và xử lý những quan niệm sai bằng nghiệp vụ sư phạm, tạo điều kiện thuận lợi
Trang 15xây dựng kiến thức mới Kiến thức mới được xây dựng có thể góp phần bổ
sung, phát triển những kiến thức, quan niệm sẵn có hoặc cũng có thể điều chỉnh những quan niệm sai trong vốn hiểu biết của học sinh Khi đó kiến thức
mới tìm được càng trở nên có ý nghĩa với những học sinh có quan niệm sai
hoặc chưa đây đủ
Như vậy, khi tổ chức quá trình dạy học theo định hướng tiếp cận quan điểm của lý thuyết kiến tạo, giáo viên cần phải tạo ra các hiện tượng tình huống có vấn đề sao cho học sinh có thể bộc lộ được vốn kiến thức và quan
niệm vốn có của bản thân Lấy những hiểu biết ban đầu làm cơ sở để thiết kế
các tình huống và hoạt động học tập Trong đó không chỉ tập trung vào những hiểu biết và quan niệm đúng mà còn nhấn mạnh và đề cập tới những quan niệm còn sai tồn tại từ trước Khi đó học sinh sẽ là chủ thể tích cực xây dựng
kiến thức cho bản thân bằng cách điều chỉnh, bổ sung và cuối cùng thiết lập
kiến thức mới rộng hơn, đầy đủ hơn để giải quyết các hiện tượng, hoạt động
học tập do giáo viên đề ra
Để hoạt động học tập hiệu quả thì hiện tượng, tình huống giáo viên đưa ra phải phù hợp với trình độ của học sinh Nếu câu hỏi đặt ra mà câu trả lời nằm trong vốn kinh nghiệm sẵn có của học sinh thì tư duy không diễn ra Nếu câu hỏi đặt ra mà học sinh có thể trả lời dễ dàng thì sẽ không kích thích được tư
duy Nếu câu hỏi đưa ra quá khó, mặc dù học sinh đã cố gắng nỗ lực nhưng
vẫn không có câu trả lời thì tư duy không những không được nâng cao mà còn kìm hãm sự phát triển tư duy ở những câu hỏi đặt ra sau này Vì vậy khi đặt câu hỏi giáo viên cần chú ý đến tính phù hợp với vốn hiểu biết của học sinh
Để cho học sinh tích cực trong hoạt động học tập thì giáo viên phải là
Trang 161.3.2 Tạo ra các hiện tượng, tình huống vật lý có vấn đề, học sinh tự tìm tòi phát hiện và xây dựng kiến thức mới
Dạy học kiến tạo đã đề cao vai trò xây dựng môi trường học tập Lấy học sinh làm trung tâm và đặt vào môi trường đó, học sinh luôn luôn phải ở trong trạng thái hợp tác và chia sẻ, phân tích và tổng hợp
Môi trường học tập là toàn bộ các yếu tố vật chất và hoàn cảnh mà hoạt động dạy và hoạt động học diễn ra trong đó Trong môi trường cụ thể này và tính cách cá nhân của người dạy và người học đều được bộc lộ Như vậy môi
trường học tập trở thành một tác nhân không thể thiếu trong quá trình dạy học
Quá trình dạy học được diễn ra với sự tương tác cao giữa ba yếu tố: giáo viên, học sinh và môi trường Mỗi một nhân tố có một vai trò và cách thức hoạt động riêng Giáo viên, bằng trình độ và nghiệp vụ sư phạm của bản thân, giáo viên chủ động tạo môi trường học tập cho học sinh tương tác Học sinh,
bằng kiến thức, kinh nghiệm của mình tham gia tương tác với môi trường học
tập và bạn bè dưới sự hướng dẫn của giáo viên
Như vậy, giáo viên, học sinh và môi trường học tập có mối quan hệ tương
hỗ với nhau Giáo viên là người chủ động hướng dẫn,điều khiển tạo ra các hiện
tượng vật lý, các tình huống có vấn đề (môi trường) Khi đó môi trường trở
thành một công cụ cho giáo viên tác động vào học sinh Học sinh trao đổi thảo
luận với bạn bè, với giáo viên để thích ứng với môi trường thực tại Khi đó giáo viên tham gia tích cực như một thành viên có uy tín và kinh nghiệm Sự quan sát tỉnh tế của giáo viên về các phản ứng của học sinh sẽ giúp cho giáo viên có những biện pháp xử lý, điều chỉnh kịp thời mang lại hiệu quả dạy học
Cao
Trong dạy học kiến tạo, ngồi việc tạo mơi trường học tập phù hợp với học sinh thì việc phân chia và thảo luận theo nhóm cũng cần phải được chú
Trang 17nhóm là tương đương nhau Có như vậy việc trao đổi thảo luận diễn ra trong các nhóm sẽ đựoc tự nhiên, và giữa các nhóm sẽ có sự cạnh tranh nhau khi đó sẽ tạo ra không khí học tập sôi nổi Thông qua hoạt động nhóm này, học sinh sẽ tự học hỏi được cách thảo luận và cách diễn đạt để bảo vệ chính kiến của nhóm
Như vậy, để dạy học theo quan điểm của lý thuyết kiến tạo thì cần thiết
phải tạo ra một môi trường học tập thân thiện và học sinh tích cực trao đổi với
nhau và trao đổi với giáo viên là vô cùng cần thiết Trong đó giáo viên phải là người thầy, người bạn trong tranh luận và cổ vũ động viên kịp thời để khích lệ
các nhóm
1.3.3 Một số tiến trình dạy học theo quan điểm của lý thuyết kiến tạo Trên cơ sở nghiên cứu lý luận chung và tiếp cận quan điểm của lý thuyết
kiến tạo, nhiều nhà nghiên cứu đã vận dụng, đưa ra những mô hình và phương pháp dạy học cụ thể như sau:
* Tiến trình dạy học của Nossbaun va Novick (1981 - 1982)[4], [11] g6m 3 bước:
+ Bộc lộ các quan niệm sẵn có + Tạo mâu thuẫn nhận thức
+ Thúc đẩy việc xây dựng kiến thức mới
* Tiến trình dạy học của Cosgrove và Osborne(1985) gồm 4 bước:
+ Thăm dò các quan niệm sai có sắn của học sinh và lựa chọn tri thức
khoa học có thể dùng để thách thức các quan niệm sai của học sinh
+ Tạo tình huống kích thích học sinh bộc lộ các quan niệm sai có sẵn, tạo
điều kiện cho học sinh trình bày quan điểm của bản thân trước tập thể và xem
xét các quan điểm của người khác
+ Giới thiệu các chứng cứ khoa học để giúp học sinh so sánh các quan
Trang 18+ Áp dụng quan điểm khoa học mới
* Tiến trình dạy hoc cua Lawson (1988) [11],[4] g6m 3 bước:
+ Tham dò những quan niệm có sẵn
+ Thành lập kiến thức mới trong mối quan hệ với kiến thức có sẵn + Áp dụng kiến thức mới *Tiến trình dạy học của nhóm CLIS (1988) [7].|4] đưa ra theo sơ đồ sau: Định hướng Bóc lộ kiến thức có sẵn Vv Xem xét lại các kiến thức có sẵn So sánh với Trao đổi làm rõ các kiến thức có sẵn các kiến thức Đưa ra các tình huống mâu thuẫn có san Xây dựng các kiến thức mới Vv Áp dụng kiến thức mới
Sơ đồ I: Sơ đồ tiến trình dạy học CLI S
Bên cạnh đó cũng có nhiều tác giả đưa ra mô hình của việc dạy học theo quan điểm của lý thuyết kiến tạo như sau:
Trang 19
"Tri thite ban Tinh hung Xirly vadua | | So sánh KT khoa Tri thức mới đầu [*lcóvấnđẻ ƑC>| rakếtqủa ƑC>| học và điều chỉnh
Sơ đô 2: Các pha dạy học theo quan điểm lí thuyết kiến tạo
Tóm lại: khi nghiên cứu và tiếp cận lý thuyết kiến tạo trong dạy học, đã
có nhiều tác giả đưa ra những tiến trình dạy học trong đó các bước thể thiện có khác nhau Song tất cả đều quan tâm đến việc tìm hiểu kiến thức ban đầu,các quan niêm sai hoặc chưa đây đủ Sự quan tâm đặc biệt tới những hiểu biết ban
đầu, những quan niệm sai của học sinh là một điểm khác biệt lớn giữa dạy học
theo quan điểm kiến tạo với các quan điểm dạy học khác Về cơ bản khi
nghiên cứu chúng tôi thấy dạy học Vật lí theo quan điểm kiến tạo ở THPT cần
làm tốt những bước sau:
+ Bước 1: Tìm hiểu những hiểu biết và quan niệm ban đầu của học sinh
+ Bước 2: Bằng các thí nghiệm hoặc nêu các tình huống tạo môi trường
học tập
+ Bước 3: Học sinh thảo luận và đề xuất giả thuyết + Bước 4: Học sinh kiểm tra giả thuyết và rút ra kết luận
+ Bước 5: Sử dụng kiến thức mới
1.4 Đặc điểm tâm sinh lý của học sinh THPT và khả năng vận dụng quan điểm của lý thuyết kiến tạo trong dạy học vật lí THPT
* Đặc điểm tâm sinh lý của học sinh THPT: ở bậc THPT đây là giai đoạn
phát triển rất mạnh về hình thể bên ngoài và có sự biến đổi rất lớn về tâm sinh
lý bên trong Ở giai đoạn này mức độ nhạy cảm về tâm sinh lý rất cao, rất dễ
dao động Nếu môi trường tác động tốt thì sự phát triển của học sinh sẽ theo chiều hướng tích cực, ngược lại rất dễ làm cho các em theo chiều hướng tiêu
Trang 20phân tích và tổng hợp các vấn đề, hiện tượng là rất cao Cũng ở lứa tuổi này
các em có một sự hiểu biết nhiều hơn so với THCS, tuy nhiên nếu những quan
niệm này sai hoặc chưa đầy đủ thì cũng khó thay đổi những quan niệm này, nhưng nếu thay đổi được thì kiến thức sẽ rất bền vững Về mặt sức khoẻ các
em đang ở tuổi sung sức, tính cách sôi nổi, thích hoạt động, vui nhộn nhưng cũng rất tò mò thích khám phá và sáng tạo Các em thường thích thể hiện và
khẳng định mình trước bạn bè và thầy cô Đặc biệt các em càng cố gắng hơn
khi được giáo viên cổ vũ và ghi nhận kết quả học tập trước bạn bè
Cũng chính vì sự nhạy cảm về mặt tâm sinh lý dễ dẫn đến xuất hiện mặt
trái của sự phát triển nhận thức trong học tập Học sịnh THPT thường xuất
hiện những suy nghĩ mộng mơ, ước mơ viển vông Học sinh ngồi trong lớp sẽ
không chú ý đến các hoạt động học tập nếu việc tạo ra môi trường tương tác cho học sinh là thiếu hấp dẫn( đặc biệt là những học sinh ngồi cuối lớp) Vì vậy giáo viên cần phải chuẩn bị tốt các tình huống và câu hỏi hướng dẫn cho học sinh Cần có những tình huống thích hợp với khả năng của từng học sinh,
có như vậy thì hoạt động học tập của các em mới có kết quả tốt Ngược lại nếu không có sự thu hút trong hoạt động học tập thì những lỗ trống của kiến thức
sẽ ngày càng lớn dẫn đến sự chán nản trong học tập
1.5 Thực trạng dạy học vật lí ở trường THPT chương “Từ trường ”và chương “Cảm ứng điện từ”
Thông qua việc tìm hiểu sơ bộ 56 giáo viên dạy vật lý ở các trường khác
nhau và 236 học sinh trên địa bàn tỉnh, bằng các phiếu điều tra thăm dò thông
tin và trò chuyện, dự giờ chúng tôi nhận thấy như sau:
1.5.1 Đối với giáo viên:
- Về quan niệm dạy học và sự chuẩn bị của giáo viên: Đại đa số giáo viên
(98,2%)đều cho rằng việc đổi mới phương pháp dạy học và sử dụng thiết bị
Trang 21chỉ có 17,8% là thường xuyên đổi mới, còn lại 82,2% thì cho rằng việc đổi mới còn tuỳ thuộc vào từng bài Việc sử dụng thiết bị dạy học thường xuyên chiếm khoảng 57% Còn lại thỉnh thoảng sử dụng hoặc chỉ sử dụng khi hội
giảng hoặc khi có đoàn kiểm tra 41% là mượn và chuẩn bị đồ dùng kỹ trước
khi lên lớp, còn lại chỉ mựơn cách vài giờ hoặc ngay trước khi vào lớp Có khoảng 83,9% giáo viên thể hiện sự quan tâm tới chất lượng bộ môn do mình đạy, còn lại số ít không quan tâm lắm tới trách nhiệm của mình với chât lượng
bộ môn Khi tìm hiểu về giáo án, phần lớn giáo án soạn sơ sài, chép lại giáo án
cũ hoặc sao in giáo án dưới hình thức chống đối 98% giáo viên đều xác định
đúng mục tiêu và kiến thức trọng tâm cần dạy, khi đặt vấn đề về chất lượng thì có trên 62% đổ lỗi cho điều kiện vùng miền
- Về các hoạt động chính của giáo viên trên lớp: Khi dạy các bài trong chương “Từ trường” và chương “ Cảm ứng điện từ” có tới 40% giáo viên sử dụng thiết bị dạy học và tổ chức dưới hình thức vấn đáp Còn lại chủ yếu sử dụng phương pháp thuyết trình và minh hoạ Thường xuyên ôn tập, kiểm tra
kiến thức có liên quan chỉ có 21%, nhưng số giáo viên thường xuyên điều tra để tìm hiểu kiến thức và phát hiện quan niệm sai lắm của học sinh thì quá
khiêm tốn (chiếm 3,5%)
* Đánh giá: Việc thay đổi phương pháp dạy học và sử dụng thiết bị dạy
học có hiệu quả là việc làm thiết thực, nhưng không phải ai cũng làm được
điều đó Một số giáo viên ở độ tuổi cao thì việc sử dụng đồ dùng dạy học là “rất ngại” Ở vùng cao, việc quản lý chuyên môn thường lỏng lẻo, cho nên giáo viên sử dụng đồ dùng dạy học cũng hạn chế Nếu không chuẩn bị kỹ đồ
dùng thí ngiệm thì sẽ không những không phát huy được hiệu quả mà đôi khi còn phản tác dụng
Việc coi nhẹ điều tra kiến thức, phát hiện quan niệm sai lầm của học sinh
Trang 22kiến thức gì và còn có quan niệm sai lầm như thế nào thì giáo viên đó sẽ có cách xử lý và tạo môi trường học tập tốt hơn Cũng chính vì coi nhẹ điều này mà một số giáo viên có đổi mới phương pháp nhưng hiệu quả, chất lượng bộ môn vẫn thấp, học sinh không có hứng thú với môn học, khi đó lại đổ lỗi cho “điều kiện vùng miên”
1.5.2 Đối với học sinh:
- Những thuận lợi và khó khăn: ở độ tuổi này các em thường thích các hoạt động vui nhộn, thích khám phá và sáng tạo, thích được thể hiện và cũng thích đựơc thầy cô giáo động viên, khen ngợi Vì vậy hoạt động học tập theo
nhóm là hợp lý, các hiện tượng vật lý diễn ra sẽ làm tăng thêm sự tranh luận
giữa các thành viên trong nhóm và giữa các nhóm Tuy nhiên sự nhận thức và khả năng tư duy của mỗi học sinh là khác nhau cho nên việc giải quyết vấn đề
sẽ khó khăn đối với những học sinh yếu
- Hoạt động học tập chủ yếu của học sinh trên lớp là nghe và ghi chép Quá trình này diễn ra đều đều dễ dẫn đến sự chán nản trong học tập Kiến thức tiếp thu được thường là bị động, không bền lâu Vì vậy tạo ra một không khí học tập sôi nổi, học sinh có thể được thảo luận trao đổi theo quan điểm của lý
Trang 23CHƯƠNG 2: DẠY HỌC MỘT SỐ NỘI DUNG THUỘC
CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” VÀ CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TU” THEO QUAN DIEM CUA LY THUYET KIEN TAO
2.1 Một số hiểu biết ban đầu và những khó khăn thường gặp của học
sinh khi học chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ”
2.1.1 Những thuận lợi và khó khăn đối với học sinh khi học chương
“Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” 2.1.1.1 Những thuận lợi
Khi học chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” thì học sinh
đã được nghiên cứu sơ bộ ở lớp 9 THCS Tuy những vấn đề nghiên cứu chỉ dừng lại ở mức độ định tính nhưng cũng tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho học sinh khi học tiếp những kiến thức này ở lớp 11 THPT
- Do sách giáo khoa lớp 9 THCS và sách giáo khoa 11 THPT đều viết theo
một chương trình đổi mới cho nên đảm bảo được tính thống nhất và trình tự trước, sau của kiến thức Những vấn đề liên quan đến kiến thức thuộc chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” đều đã được nghiên cứu ở lớp 9
THCS (chỉ ở mức độ định tính) Ở mỗi nội dung kiến thức đều có những thí
nghiệm cụ thể, học sinh quan sát tiếp thu một cách dễ dàng Bước đầu giải
thích được một số nguyên nhân trong các hiện tượng vật lí
- Trong chương “Từ trường” học sinh cũng đã biết: tương tác giữa nam châm với nam châm là tương tác từ, nam châm với dòng điện cũng là tương tác từ Như vậy dòng điện cũng sinh ra từ trường, và sau này học sinh sẽ dễ dàng suy ra tương tác giữa dòng điện với dòng điện (ở lớp 11) cũng là tương tác từ
Học sinh đã biết hình dạng đường sức từ của nam châm, của ống dây thẳng
Trang 24tắc nắm tay phải, biết xác định phương, chiều của lực từ bằng qui tắc bàn tay
trái
- Đối với chương “Cảm ứng điện từ”: chương này ở lớp 9 THCS không đề cập nhiều đến nguồn gốc của nó, học sinh chỉ biết rằng khi đưa nam châm lại gần hoặc ra xa vòng dây khi đó số đường sức từ gửi qua qua vòng dây tăng hay giảm thì trong vòng dây xuất hiện dòng điện cảm ứng Còn dòng điện cảm ứng có chiều và bản chất ra sao thì học sinh chưa biết
2.1.1.2 Những khó khăn cơ bản
Khi kết thúc chương trình lớp 9 THCS, phải sau hơn một năm đến kỳ II của lớp 11 THPT thi mới tiếp tục học đến Như vậy trong thời gian này có thể
kiến thức của học sinh đã bị lãng quên, nếu có nhớ thì cũng không chắc chắn chỉ mang tính đại khái Hơn nữa ở lớp 9 các em đề cập đến kiến thức chỉ ở
mức định tính mà chưa nghiên cứu đến mặt định lượng, cũng chưa nghiên cứu
rõ nguồn gốc, bản chất của vấn đề, hiện tượng đó là gì Do đó các em có nhiều quan niệm sai hoặc chưa đầy đủ
2.1.2 Một số hiểu biết ban đầu và những khó khăn, sai lầm hay mắc
phải khi học chương “Từ truờng” và chương “Cảm ứng điện từ”
Ở đây chúng tôi không để cập đến vấn đề tìm hiểu toàn bộ những hiểu biết ban đầu và phân tích những khó khăn, sai lầm hay mắc phải của học sinh trong cả hai chương Chúng tôi chỉ tập chung tìm hiểu và phân tích những khó khăn, sai lầm hay mắc phải của học sinh ở một số nội dung kiến thức có liên quan đến đề tài
- Căn cứ vào cuộc trò truyện, trao đổi với 2 giáo viên dạy môn Vật lí lớp 9 - Căn cứ vào kinh nghiệm của bản thân khi dạy môn Vật lí lớp 9 năm
Trang 25- Căn cứ vào thực tiễn khi dạy kiến thức chương “Từ trường” và chương “
Cảm ứng điện từ” Vật lí 11-THPT
Chúng tôi nhận định khi học sinh học đến kiến thức chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí L1-THPT sẽ có những hiểu biết ban đầu và những khó khăn, sai lầm hay mắc phải như sau:
Tên bài | Hiểu biết ban đầu Khó khăn, sai lắm hay mắc phải Ở lớp 9: - Cũng có thể nhiều học sinh không
biết dòng điện có tác dụng từ
- Xung quanh nam
chm(NC có từ PhẩnI:
trường Từ trường - HS khó hiểu thế nào là tam diện
trong lòng NC chữ U là | thuận mà chỉ biết rằng xác lực từ được
từ trường đều xác định theo qui tắc bàn tay trái
- Chiêu của đường sức| Phần II: Cảm ứng từ
Bài | tỪ đỉ ra từ cực Bắc củAl bì; chỉ xét từ trường đều, khi đưa 20: Lực | NC: và đi vào cực Nam Lụng dây ra khỏi miệng NC chữ U thì từ Cảm | TƯANC sẽ khó làm thí nghiệm ứng từ | ~ Dòng điện tác dụng _ Lông biết áp đặt qui tắc bàn tay trái lực từ lên NC - Dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường thì sẽ có lực từ tác dụng lên dây dẫn - Biết xác định
phương, chiều của lực
từ theo quy tắc bàn tay đối với các hình vẽ trong không gian, hoặc trường hợp dây không vuông góc
với véc tơ # thì không biết đặt bàn tay trái như thế nào
- Phần II mục 4: khi (7,ð)= œ Lòng
NC rất hẹp, khó làm thí nghiệm
- Không biết biểu diễn véc tơ B tại
Trang 26trái - Đã biết biểu diễn véc tơ toán học ở lớp 10 - Trong đời sống HS đã
biết: Nam châm hút một số kim loại như: Thép, Kẽm nhưng không hút Sắt, Gang, Nhôm, Đồng các điểm trong từ trường của NC (ở gần NC vé véc to B dai, xa NC vẽ véc tơ 8 ngắn hơn) - Khi xác định góc œ hay nhầm vị trí Lvà2 2 we „_ 1 - HS thường lúng túng khi vận dụng qui tắc bàn tay trái để xác định B; I; F khi biết hai trong ba đại lượng trên
- HS cho rằng: lực từ tác dụng lên dây
dẫn phụ thuộc vào bản chất dây dẫn(VD: mặc dù cùng I, 1, œ nhưng lực từ tác dụng lên dây nhôm vẫn lớn hơn dây đồng) - HS vội khẳng định rằng: Cứ có dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường thì sẽ có lực từ tác dụng lên dây dẫn đó mà không chú ý đến góc œ Bài 21: Từ trường của nhiều dòng điên - HS có thê quan sát hình dạng của đường sức từ thông qua từ phổ (lớp 9) - HS biết hình dạng - Việc tạo ra dòng điện I có giá trị lớn để dễ dàng quan sát từ phổ.(phải
dùng đến khung dây có nhiều vòng)
- Ít HS biết việc tạo ra từ trường được
ứng dụng trong đời sống như thế nào
Trang 27chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt của đường sức từ của dòng điện thang, 1 vòng dây.(lớp II- bài từ trường) - HS biết xác định chiều đường sức từ của dây dẫn thẳng, vòng dây,(lớp 11), hình dạng và chiều đường sức từ của ống dây(ớp 9) bằng quy tắc bàn tay phải nên có phần thiếu hứng thú khi học Vật lí
- Phần từ trường của nhiều dòng
điện: HS rất khó khăn khi phân tích và
tổng hợp véc tơ# khi có nhiều từ trường gây ra tại một điểm HS có thể
chỉ cộng số học các giá trị của B ma không chú ý tới tính chất có hướng của
B
- HS có thể cho rằng : Nếu có miếng
bìa, tờ giấy che khuất nam châm hoặc
dòng điện thì ở nơi bị che khuất sẽ không có từ trường Bài 23: Tw thong Cảm ứng điên từ HS đã biết thế nào là véc tơ tiếp tuyến và véc tơ pháp tuyến
- HS biết khi đưa NC
lại gần cuộn dây thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện - Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng là số đường sức từ qua cuộn dây phải thay đổi - Từ trường B ~ I (bài
21 Từ trường của dòng * Phần I: Từ thông
- Việc xác định véc tơ ø có hướng
tuỳ ý nên Từ thông qua mặt S có thể âm hoặc dương (HS bị nhầm dấu do không để ý tới việc từ thông phụ thuộc vào chiều đã chọn của véc tơ 7)
Trang 28điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt) chiều dòng điện cảm ứng
- Phân II, mục thí nghiệm 4: HS
không nghĩ đến B ~ I nên khó giải thích
hiện tượng trong thí nghiệm này
* Phân II: Định luật Len xơ về chiều dòng điện cảm ứng
- HS khó phân tích khi nào Từ thông
tăng, khi nào Từ thông giảm và khó xác
định từ trường của dòng điện cảm ứng - HS khó khăn khi xác định chiều của
dòng điện cảm ứng Cụ thể khó xác
định từ trường cảm ứng, từ thông ban
đầu, chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu
* HS khong hiểu rõ bản chất về
dòng đện cảm ứng :(dòng điện cảm ứng xuất hiện là do từ thông biến thiên, độ lớn phụ thuộc vào tốc độ biến thiên của từ thông) vì vậy thường mắc một số sai lầm sau :
Trang 29trong từ trường biến thiên là xuất hiện dòng điện cảm ứng - HS cho rằng : dòng điện cảm ứng chỉ có một tác dụng chống lại sự biến
thiên của từ thông (Trong trường hợp
biến thiên từ thông do chuyển động thì
dòng điện cảm ứng còn chống lại
chuyển động - nguyên nhân gây ra biến
thiên từ thông)
- HS chỉ biết rằng: Dòng điện cảm ứng và từ trường cảm ứng là hai đại
lượng khác nhau mà không biết chúng
có mối quan hệ với nhau: chúng chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông biến
thiên
- HS cho rằng : Từ trường càng lớn
thì dòng cảm ứng càng lớn
- HS cho rằng : dòng điện cảm ứng
càng lớn nếu từ thông qua vòng dây
hoặc ống dây càng lớn( không hiểu bản
chất là tốc độ biến thiên từ thông)
Trang 302.2 Phân tích mục tiêu dạy học, mạch lôgic kiến thức trong chương
“Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” 2.2.1 Chương từ trường 2.2.1.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Từ trường” mm Tương tác từ Từ trường Vv Từ trường cua Vv dong dién Đường sức từ Véc tơ cảm ứng từ ee Ỷ Từ Từ Từ Lực từ Lực từ
trường trường trường tác tác
của của của dụng dụng
dòng dòng dòng lên lên một
điện điện điện doan dién
chay chay chay day tich
trong trong trong dan chuyén
day day ống thẳng động
dẫn dẫn dây mang trong từ
thang uốn dẫn dòng trường
dài thành hình điện đều
vòng trụ F=Bllsin [EqvB inø
tròn a
2.2.1.2 Các kiến thức kỹ năng cần có sau khi học chương “Từ trường”
Sau khi học xong chương “ Từ trường” Học sinh cần nắm vững một số nội dung kiến thức sau:
Trang 31- Tương tác từ là tương tác giữa các hạt mang điện chuyển động: Tương tác giữa hai nam châm
Tương tác giữa dòng điện và nam châm Tương tác giữa hai dòng điện
* Khái niệm về từ trường: Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lục từ tác dụng lên một dòng điện
hay một nam châm đặt trong nó
* Định nghĩa đường sức từ: Đường sức từ là những đường vẽ ở trong
không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó
- Tính chất của đường sức từ:
+Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ
+ Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu
+ Chiều của đường cảm ứng từ tuân theo những qui tắc xác định( Qui tắc nắm tay phải, qui tắc vào Nam ra Bắc)
+ Người ta quy ước vẽ các đường sức từ sao cho chỗ nào từ trường mạnh thì các đường sức từ mau và chỗ nào từ trường yếu thì các đường sức từ thưa
+ Đối với từ trường của nam châm, các đường cảm ứng từ đi ra từ cực
Bắc đi vào cực Nam của nam châm
+ Từ phổ là hình ảnh các mạt sắt sắp xếp trong từ trường Dựa vào từ phổ ta có thể biết được gần đúng về hình dạng và sự phân bố các đường cảm ứng từ
của từ trường
* Cảm ứng từ: Cảm ứng từ tại một điểm là đại lượng véc tơ đặc trưng cho Từ trường tại điểm đó về phương diện tác dụng lực và được đo bằng thương số
Trang 32vuông góc với đường cảm ứng từ tại điểm đó và tích của cường độ dòng điện với độ đoạn dây dẫn đó
pot
Il
*Véc tơ cảm ứng từ 8:
- Điểm đặt: Điểm khảo sát
- Phương: Trùng với trục nam châm thử đặt tại điểm đó
- Chiểu: từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử nằm cân bằng tại điểm đó
- Độ lớn: 8=“
Td
b Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
- Hình dạng: Đường cảm ứng từ là những đường tròn đồng tâm nằm trong
mặt phẳng vuông góc với dây dẫn
- Chiều đường cảm ứng từ xác định theo quy tắc nấm tay phải - Quy tắc nắm tay phải:
“ Dé bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc
theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó
các ngón kia khum lại chỉ chiều của đường sức My?” từ - Độ lớn cảm ứng từ tại một điểm cách tâm một khoảng r: B=2.107 1 rla r khoảng cách từ tâm tới điểm khảo sát) tị
c Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn:
Trang 33- Điểm đặt: tại tâm vòng tròn
- Phương: vuông góc với mặt phẳng khung
- Chiều : trùng với chiều đường cảm ứng từ tại tâm
- Độ lớn: ø8=2z.107 < (R là bán kính vòng day)
d Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ:
- Hình dạng: như hình vẽ:
- Chiểu: được xác định theo qui tắc nắm tay phải - Từ trường trong lòng ống dây là từ trường đều
Véc to cam ứng từ Ö tại một điểm trong lòng ống dây
- Điểm đặt: tại điểm khảo sát
- Phương: vuông góc với mặt phẳng ống dây
- Chiều : trùng với chiều đường cảm ứng từ trong ống
- Độ lớn: 8 = 4z.10”nI (n là số vòng dây cuốn trên một đơn vị chiêu dài) * Về phương diện từ trường của ống dây có vai trò như nam châm thẳng
e Các kiến thức về lực từ:
* Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ
trường đều
Véc to luc tir F:
- Điểm đặt: tại trung điểm của đoạn dây
- Phương: vuông góc với 7 và 8
- Chiểu: xác định bằng qui tắc bàn tay trái
Trang 34* Qui tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với
chiều của dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra 900 độ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn đó
* Lực tương tác giữa hai dây dẫn song song mang dòng điện
- Hai dòng điện song song cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau
- Độ lớn của của lực tác dụng lên một đoạn dây / là: Fˆ=2.10” nh
r
* Lực Lo-ren-xơ: Lực Lo-ren-xơ là lực từ tác dụng lên một hạt điện tích
chuyển động trong từ trường
Lực Lo-ren -xơ:
- Điểm đặt: tại điện tích:
- Phương: vuông góc với mặt phẳng (7, B.)
- Chiều: xác định bằng qui tắc bàn tay trái
- Độ lớn: ƒ = |qạ|v.B.sin ø
* Qui tắc bàn tay trái dùng để xác định lực Lo-ren-xơ:
Để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều
từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của ø khi qạ>0 và ngược chiều khi qụ<0 Lúc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều của ngón cái choãi ra
* Khi điện tích chuyển động trong từ trường đều theo phương vuông góc
với véc tơ cảm ứng từ Z thì điện tích chuyển động theo qui đạo tròn với bán
mv
kinh: R =
Trang 352.2.1.3 Phân tích mục tiêu dạy học chương “Từ truờng” Kiến thức cần nắm ở mức độ Tên bài Vận dụng Nhận biết Hiểu
- Nêu được từ trường| - Biết cách phát|- Vẽ được các tồn tại ở những đâu | hiện sự tồn tại của |đường sức từ biểu và có tính chất gì từ trường trong ldiễn từ trường của
- Phát biểu được định | trường hợp từ|nam châm thẳng,
nghĩa và nêu được trường không quá|của dòng điện
bốn tính chất cơ bản yếu thẳng dài, của của các đường sức từ.| - Xác định được vòng dây có dòng
Bài 12: chiều các đường sức điện chạy qua
Từ trường từ của dòng điện|- Xác định được
trong dây dẫn phương, chiều của
thang, vòng dây |từ trường tại một tròn, xác định được |điểm mặt Nam, mặt Bắc của một dòng điện chạy trong một mạch kín - Mô tả được thí - Viết và hiểu|- Biểu diễn được Bài 20: Lực từ Cảm ứng từ nghiệm xác định cảm ứng từ - Phát biểu được định nghĩa véc tơ cảm ứng được công thức định luậ Ampe và ý nghĩa của từng đại lượng trong công
véc to Cam ting tir
tai mot diém bat
ky
- Xác định được
Trang 36từ, đơn vị cảm ứng từ - Phát biểu được qui tắc bàn tay trái - Phát biểu được định thức - Viết và hiểu được công thức tính cảm ứng từ Z và ý
nghĩa của các đại
phương, chiều của lực từ trong mọi trường hợp - Phân tích các hiện tượng vật lý Từ trường Bài 21: của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
nghĩa phần tử dòng | lượng trong công|' Giải được một số
điện thức bài tập đơn giản
- Xác định được| - Viết được công|- Vận dụng
phương, chiều của| thức tính cảm ứng |nguyên lý chồng véc to B do dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt - Nắm được nguyên lý chồng chất của từ trường từ Z của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài, vòng dây tròn, ống dây hình trụ và hiểu được ý nghĩa của từng đại
Trang 37Bài 22: LucLo ren- xO
- Phat biéu duoc dinh
nghia luc Loren-xo - Nêu được các đặc trưng cơ bản của chuyển động của hạt mang điện trong từ trường đều -Viết được biểu thức lực Loren-xơ # =|a|vBsin ø và
hiểu được ý nghĩa của từng đại lượng trong công thức -Viết được công thức tính bán kính mv > —— va uy dao R= quy da \alB
hiểu được ý nghĩa
Trang 382.2.2 Chương Cảm ứng điện từ
2.2.2.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Cảm ứng điện từ”
Từ thông biến thiên
(nguyên nhân xuất hiện hiện tượng cẩm ứng điện từ) Vv Hiện tượng cảm ứng điện từ — | TT J Hiện tượng tự Định luật Len-xơ oe Mt AAD AA an Suất điện động cảm (đặc điểm về chiêu cảm ứng của dòng điện cẩm ung) Nang luong tir truong của ống dây = Trị? 2 2.2.2.2 Các kiến thức kỹ năng cân có sau khi học chương trường” và “Cảm ứng điện từ” - Từ thông là thông lượng từ trường gửi qua diện tích mặt kín S được xác định bằng biểu thức ® = 8Scosz
+ Xác định được chiều dương trên mạch kín (C):
Trang 39+ Vận dụng qui tắc nắm tay phải: “ Đặt ngón cái nằm theo chiều của đường sức từ thì chiều của các ngón tay kia khum lại chỉ chiều dương trên
mạch (C)”
- Nắm chắc định luật Len-xơ về chiều đòng điện cảm ứng: “ Dòng điện
cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lạo sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín”
- Các bước vận dụng định luật Len-xơ dé xác định chiêu dòng điện cảm ứng trong mạch:
+ Bị: Xác định từ trường ban đầu + B;: Xác định chiêu dương trên mạch + B¿: Xét từ thông tăng hay giảm
+ B¿„: Chỉ ra chiều dòng điện cảm ứng trên mạch:( Nếu Từ thông qua
mạch kín tăng thì dòng điện cảm ứng ngược với chiêu dương của mạch Nếu
Từ thông qua mạch kín giảm thì dòng điện cảm ứng cùng chiêu với chiêu
dương của mạch)
- Dòng điện cảm ứng luôn có xu hướng chống lại nguyên nhân sinh ra nó
Nó chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên
- Hiểu dòng điện Fu-cô: 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 đặt trong từ trường biến thiên theo thời gian”
Trang 40- Tính được độ tự cảm của ống dây 7 = 47107 wns
- Hiểu được thế nào là hiện tượng tự cảm và giải thích được một số hiện
tượng đơn giản khác có liên qan: “ Hiện tượng tự cảm 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”
- Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ
` :A Ai
dòng điện trong mạch: e„ = _—
At
- Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm chính là năng lượng đã được tích luỹ trong ống dây tự cảm khi có dòng điện chạy qua: W = sh
2.2.2.3 Phân tích mục tiêu dạy học chương Cam ứng điện từ Yêu cầu về kiến thức Tên bài Vận dụng Nhận biết Hiểu
- Mô tả được thí|- Viết được công| -Tiến hành
nghiệm hiện tượng|thức từ thông và| được thí nghiệm
cảm ứng điện từ hiểu được ý nghĩa | cảm ứng điện từ
— Na :an | của từng đại lượng| _ Ạ
Bài 23: Nêu được hiện - - Vận dụng