vận dụng phương pháp dh gqvđ vào dạy học một số kiến thức chương từ trường nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh lớp 11 cơ bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC NGUYỄN THỊ TRANG VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀO DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” NHẰM PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

NGUYỄN THỊ TRANG

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀO DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG”

NHẰM PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO

CỦA HỌC SINH LỚP 11 BAN CƠ BẢN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Sơn La, năm 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

NGUYỄN THỊ TRANG

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀO DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG”

NHẰM PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO

CỦA HỌC SINH LỚP 11 BAN CƠ BẢN

Chuyên ngành: Phương pháp dạy học

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌCNgười hướng dẫn: ThS Phạm Hồng Sơn

Sơn La, năm 2014

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS Phạm Hồng Sơn, thầy đã hướng dẫn và chỉ bảo cho em tận tình trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo trong tổ bộ môn Vật Lí, ban chủ nhiệm khoa Toán – Lý – Tin, thư viện trường Đại Học Tây Bắc đã giúp đỡ

và tạo điều kiện cho em trong quá trình hoàn thành khóa luận này

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Ý đã tạo điều kiện giúp đỡ

em trong quá trình thực nghiệm sư phạm

Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến quí thầy cô giáo cùng các em học sinh trường THPT Liễn Sơn – Lập Thạch – Vĩnh Phúc đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành yêu cầu của khóa luận

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến những người thân, những người bạn đã luôn giúp đỡ, động viên em trong quá trình thực hiện khóa luận này

Vì thời gian, cũng như năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên khóa luận khó tránh khỏi sai sót Em rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp quý báu

từ phía thầy cô và bạn đọc

Sơn La, tháng 5 năm 2014

Nguyễn Thị Trang

DHGQVĐ Dạy học giải quyết vấn đề

PPNCKH Phương pháp nghiên cứu khoa học THPT Trung học phổ thông

TN Thực nghiệm

ĐC Đối chứng

MỤC LỤC

PHẦN I MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng nghiên cứu 2

4 Giả thuyết khoa học 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu 2

7 Những đóng góp của đề tài 2

8 Cấu trúc của khóa luận 3

PHẦN II NỘI DUNG 4

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG MÔN VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 4

1.1 Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí 4

1.1.1 Bản chất của dạy học giải quyết vấn đề 4

1.1.2 Khái niệm “vấn đề” và “tình huống có vấn đề” 4

1.1.2.1 Khái niệm “vấn đề” 4

1.1.2.2 Khái niệm “tình huống có vấn đề” 5

1.1.3 Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề 6

1.1.4 Tiến trình xây dựng và kiểm nghiệm một số kiến thức cụ thể 10

1.2 Năng lực sáng tạo 11

1.2.1 Khái niệm năng lực 11

1.2.2 Khái niệm năng lực sáng tạo 12

1.2.3 Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh 14

1.2.3.1 Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới 14

1.2.3.2 Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết 14

1.2.3.3 Luyện tập đề xuất phương án kiểm tra dự đoán 16

1.2.3.4 Giải các bài tập sáng tạo 16

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 17

Chương 2 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ NỘI DUNG KIẾN THỨC THUỘC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” SGK VẬT LÝ 11 BAN CƠ BẢN

18

2.1 Cấu trúc nội dung của chương “Từ trường” 18

2.1.1 Đặc điểm nội dung của chương “Từ trường” 18

2.1.2 Cấu trúc nội dung chương “Từ trường” 18

2.2 Những thuận lợi, khó khăn và biện pháp khi DH chương “Từ trường” 19

2.3 Mục tiêu dạy học chương “từ trường” 20

2.3.1 Mục tiêu về kiến thức và cấp độ nhận biết 20

2.3.2 Mục tiêu về kĩ năng 24

2.4 Thiết kế phương án dạy học các bài cụ thể 24

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 53

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 54

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 54

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 54

3.3 Đối tượng thực nghiệm 54

3.4 Phương pháp tiến hành thực nghiệm 55

3.5 Nội dung thực nghiệm 55

3.6 Đánh giá kết quả thực nghiệm 55

3.6.1 Đánh giá định tính (Phân tích kết quả thực nghiệm) 55

3.6.2 Đánh giá định lượng (chất lượng và hiệu quả thông qua xử lý số liệu) 56

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 62

KẾT LUẬN CHUNG 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

PHẦN I MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước là mục tiêu hàng đầu trong đường lối xây dựng phát triển của nước ta “Đến năm 2020 đất nước ta về cơ bản trở thành nước công nghiệp” Muốn thực hiện thành công sự nghiệp này, chúng ta phải thấy rõ nhân tố quyết định thắng lợi chính là nguồn nhân lực con người Việt Nam Nền giáo dục của nước ta không chỉ lo đào tạo cho đủ về số lượng mà cần quan tâm đặc biệt đến chất lượng đào tạo

Muốn vậy nền giáo dục nước ta phải đổi mới mạnh mẽ, sâu sắc, toàn diện nhằm nâng cao chất lượng giáo dục Cụ thể, nhà trường phải đào tạo những mẫu người lao động mới có khả năng đánh giá, nhận xét, vận dụng những lí thuyết đã học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn người lao động, đồng thời phải biết luôn đổi mới kiến thức và năng lực của mình cho phù hợp với sự phát triển của khoa học kĩ thuật Trước yêu cầu đó GV phải đổi mới phương pháp DH nhằm đào tạo

ra những con người có khả năng đáp ứng được nhu cầu của xã hội

Một trong những phương pháp có tác dụng phát huy hoạt động nhận thức

tự chủ, tích cực của HS, giúp cho HS chiếm lĩnh, vận dụng được các kiến thức khoa học sâu sắc, vững chắc, đồng thời đảm bảo sự phát triển trí tuệ, phát triển NLST của HS trong học tập, đó là phương pháp DH GQVĐ Đây không phải là phương pháp mới nhưng nó gần như bị lãng quên, ít được sử dụng trong nhà trường hiện nay

Nghiên cứu SGK vật lí 11 ban cơ bản, chúng tôi nhận thấy chương “Từ Trường” có nội dung kiến thức phong phú, nhiều ứng dụng Chương này rất có khả năng áp dụng phương pháp DHGQVĐ

Với mong muốn góp phần vào việc nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy và học vật lí tôi nghiên cứu đề tài: “Vận dụng phương pháp DH GQVĐ vào dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” nhằm phát huy NLST của HS lớp 11 ban cơ bản”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng được tiến trình dạy học cụ thể một số kiến thức thuộc chương

“Từ trường” SGK vật lí 11 ban cơ bản theo phương pháp DHGQVĐ nhằm đánh giá tác động, tính khả thi và hiệu quả của đề tài

3 Đối tượng nghiên cứu

Lí luận dạy học

Nội dung kiến thức thuộc chương “Từ trường” theo SGK vật lí 11 cơ bản Hoạt động dạy và học của GV và HS trong giờ học vật lí ở trường phổ thông

4 Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng phương pháp DH GQVĐ vào dạy học một số nội dung kiến thức chương “Từ trường” SGK vật lí 11 ban cơ bản thì sẽ phát huy năng lực sáng tạo của HS trong học tập

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lí luận

Thiết kế tiến trình dạy học theo phương pháp DHGQVĐ một số nội dung kiến thức chương “Từ trường” theo SGK vật lí 11 ban cơ bản và ra đề kiểm tra

để đánh giá hiệu quả quá trình dạy học

Soạn thảo các tình huống có vấn đề và cách giải quyết các vấn đề đó trong các bài học chương “Từ trường” SGK vật lí 11 ban cơ bản

Thực nghiệm sư phạm, đánh giá tác động, kết luận

6 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lí luận

Điều tra, khảo sát thực tế, tổng kết kinh nghiệm

Thực nghiệm sư phạm

Phương pháp thống kê toán học

7 Những đóng góp của đề tài

Góp phần hệ thống cơ sở lí luận, mức độ và cách thức tổ chức, định hướng hoạt động nhận thức nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, phát huy NLST của HS trong dạy học một số kiến thức vật lí của chương “Từ trường” theo SGK vật lí

11 ban cơ bản

Kết quả nghiên cứu của đề tài nói chung và các bài dạy có thể làm tài liệu tham khảo cho GV phổ thông và sinh viên sư phạm vật lí

8 Cấu trúc của khóa luận

Phần I Mở đầu

Phần II Nội dung

Chương 1 Cơ sở lí luận

Chương 2 Thiết kế tiến trình dạy học một số nội dung kiến thức thuộc chương

PHẦN II NỘI DUNG

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

TRONG MÔN VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1 Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí

1.1.1 Bản chất của dạy học giải quyết vấn đề

Một trong những quan niệm phổ biến hiện nay thì DH GQVĐ xem như một hệ thống quy tắc áp dụng các thủ pháp DH có tính đến tính lôgic của các thao tác tư duy và các quy luật của hoạt động nhận thức của HS Do vậy, DH GQVĐ không những phù hợp với tinh thần DH phát triển, với nhiệm vụ phát triển NLST và tự lực nhận thức của HS, biến kiến thức của họ không chỉ thành niềm tin mà còn phù hợp với đặc điểm của khoa học vật lí

Mục đích của DHGQVĐ là làm cho HS nắm vững không chỉ các cơ sở khoa học mà chính cả các quá trình thu nhận các kiến thức và các sự kiện khoa học, sự tăng năng lực nhận thức và sáng tạo của HS Nguyên tắc cơ bản của tổ chức DHGQVĐ là nguyên tắc hoạt động tìm kiếm của HS, tức là nguyên tắc tự

HS tìm kiếm các sự kiện khoa học, các hiện tượng, định luật, các PPNCKH, các phương pháp áp dụng kiến thức vào thực tế dưới sự hướng dẫn của GV

1.1.2 Khái niệm “vấn đề” và “tình huống có vấn đề”

1.1.2.1 Khái niệm “vấn đề” [2, 89]

Theo giáo sư – tiến sĩ Phạm Hữu Tòng thì: “khái niệm vấn đề dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà người học không thể giải quyết được chỉ bằng kinh nghiệm sẵn có, theo một khuôn mẫu sẵn có, nghĩa là không thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần để giải quyết, và khi giải quyết được thì người học đã thu được kiến thức, kĩ năng mới”

Khi HS phải tự lực GQVĐ học tập họ gặp những khó khăn cản trở họ đi tới đích Khó khăn này chính là cái thúc đẩy hoạt động tìm tòi của họ để GQVĐ,

HS không chỉ đơn giản tái hiện những điều đã lĩnh hội được dưới hình thức kinh nghiệm, mà bắt buộc phải thay đổi nội dung hoặc phương pháp sử dụng những

điều đã lĩnh hội được, nghĩa là phải tìm tòi sáng tạo

1.1.2.2 Khái niệm “tình huống có vấn đề”

Như vậy khái niệm “vấn đề” trong DH “giải quyết vấn đề” chứa đựng mâu thuẫn nhận thức Đó là mâu thuẫn giữa trình độ kiến thức và kĩ năng đã có với yêu cầu tiếp thu kiến thức và kĩ năng mới Chính mâu thuẫn đó đã thúc đẩy hoạt động của tư duy, kích thích HS tìm tòi GQVĐ đó là động lực thúc đẩy sự sáng tạo các kiến thức, kĩ năng mới Lúc đầu các kiến thức còn mang tính khách quan sau khi HS tiếp thu và ý thức được mâu thuẫn đó thì nó trở thành cái chủ quan

và tồn tại trong ý nghĩ của HS dưới dạng “bài toán nhận thức” hay “vấn đề học tập” Muốn cho mâu thuẫn khách quan biến thành mâu thuẫn chủ quan thì phải

tổ chức được những tình huống đưa chủ thể vào trong quan hệ giữa cái đã cho

và cái yêu cầu phải đạt tới, tình huống đó gọi là “tình huống có vấn đề”

Theo giáo sư – tiến sĩ Phạm Hữu Tòng: “tình huống có vấn đề là tình huống mà khi HS tham gia thì gặp khó khăn, HS ý thức được vấn đề, mong muốn GQVĐ đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hi vọng có thể giải quyết được, do đó bắt tay vào giải quyết vấn đề đó Nghĩa là tình huống này kích thích hoạt động nhận thức tích cực của HS: đề xuất vấn đề và GQVĐ” [15, 24]

Có thể phân chia tình huống có vấn đề thành các kiểu như sau: [3.1.3, 113]

- Tình huống phát triển, hoàn chỉnh: Đó là tình huống mà HS đứng

trước một vấn đề chỉ mới được giải quyết một phần, một bộ phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh mở rộng thêm sang phạm

vi mới, lĩnh vực mới

- Tình huống lựa chọn: HS đứng trước một vấn đề có mang một số dấu

hiệu quen thuộc, có liên quan đến một số kiến thức hay một số phương pháp giải quyết đã biết, nhưng chưa chắc chắn là có thể dùng kiến thức nào, phương pháp nào HS phải lựa chọn thậm chí còn phải thử xem phương pháp nào, kiến thức nào thì có thể GQVĐ đặt ra

- Tình huống bế tắc: HS đứng trước một vấn đề hoàn toàn mới Không có

một kiến thức nào, một phương pháp nào đã biết mà có thể giải quyết được vấn

đề Bắt buộc HS phải xây dựng kiến thức mới, phương pháp mới để GQVĐ Đây là tình huống thường gặp khi nghiên cứu một lĩnh vực kiến thức mới

- Tình huống “tại sao?”: Trong nhiều trường hợp HS quan sát thấy một

hiện tượng vật lí nào đó xảy ra trái với những suy nghĩ thông thường hoặc trái với những kiến thức mà HS đã biết, hoặc chưa bao giờ gặp nên không thể giải thích được Bắt buộc HS phải đi tìm nguyên nhân vì sao lại có sự trái ngược đó

Để trả lời câu hỏi này, cần phải xây dựng kiến thức mới Cũng có những trường hợp HS không nhận thấy ngay mối liên hệ giữa hiện tượng xảy ra với những kiến thức đã biết, hoặc thoạt mới nhìn thấy hình như hiện tượng xảy ra trái với những điều đã biết, nhưng xét kĩ lại thấy không có gì trái cả, chỉ vì hiện tượng xảy ra phức tạp khiến ta nhầm lẫn

1.1.3 Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề

Tiến trình dạy học GQVĐ có thể chia thành các pha như sau:

Hình 1.1: Các pha của tiến trình DHGQVĐ

Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết đã nêu Thảo luận kết quả và đánh giá

Pha thứ 1: Đặt vấn đề, xây dựng bài toán nhận thức:

Công việc của giai đoạn này là :

- Tạo tình huống có vấn đề

- Phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh

- Phát biểu vấn đề cần giải quyết

Mục đích chính của giai đoạn này là làm xuất hiện trước HS mâu thuẫn nhận thức, giúp HS xác định rõ nhiệm vụ nhận thức và tiếp nhận nó, tức là tạo ra nhu cầu nhận thức của HS Kích thích ở HS hứng thú nhận thức sao cho các em phấn khởi, sẵn sàng GQVĐ một cách liên tục Cần chú ý khi đưa ra tình huống

có vấn đề là phải đảm bảo tính vừa sức, đòi hỏi tư duy của HS, không quá khó làm HS mất hứng thú Khi HS giải quyết được các khó khăn gặp phải sẽ củng cố niềm tin cho các em

Cách thức tổ chức tình huống có vấn đề trong dạy học vật lí:

+ Tạo cho HS bắt gặp những sự kiện, hiện tượng đòi hỏi phải vận dụng kiến thức để giải thích: thí dụ dùng thí nghiệm mở đầu, những bài toán nghịch lí, kinh nghiệm sống của HS;

+ Để cho HS phân tích những sự kiện, hiện tượng mà họ thấy như có mâu thuẫn giữa đời sống và quan niệm khoa học Thí dụ: hàng ngày các em thấy Mặt Trời đi từ Đông sang Tây, phải chăng Trái Đất đứng yên;

+ Tạo ra tình huống có vấn đề bằng cách đưa ra giả thuyết, tổ chức thí nghiệm nghiên cứu;

+ Cho HS biết những sự kiện, hiện tượng, thoạt đầu dường như không thể giải thích được dẫn tới đề xuất vấn đề khoa học Ví dụ: dùng thuyết sóng ánh sáng không thể giải thích được hiện tượng quang điện;

+ Tạo tình huống có vấn đề bằng cách kích thích cho HS so sánh, đối chiếu những sự kiện, hiện tượng tự nhiên có sự tương tự Ví dụ: so sánh giữa dao động cơ và dao động điện,…

Pha thứ hai: giải quyết vấn đề đặt ra

Các công việc của giai đoạn này là:

- Hình thành giả thuyết

- Chứng minh giả thuyết

- Đánh giá

Mục đích của giai đoạn này là đưa HS vào con đường tự lực, khai thác kiến thức; làm cho HS quen dần với phương pháp khoa học trong nghiên cứu và GQVĐ Để đạt được mục đích ấy, giai đoạn này gồm hai yếu tố cơ bản: xây dựng giả thuyết và kiểm chứng giả thuyết

Các kiểu hướng dẫn HS giải quyết vấn đề:

- Hướng dẫn HS tìm tòi quy về kiến thức phương pháp đã biết

Thoạt mới tiếp xúc với vấn đề cần giải quyết HS không tìm ra bất cứ một mối liên hệ nào với kiến thức và phương pháp đã biết Khi đó, HS bắt buộc phải tìm tòi bằng phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh, để tìm ra mối liên hệ của vấn đề với cái đã biết Có ba trường hợp sau:

+ Hướng dẫn HS diễn đạt vấn đề cần giải quyết bằng ngôn ngữ vật lí Nhiều khi ngôn ngữ sử dụng trong đời sống hàng ngày không giống như ngôn ngữ trong các định luật, các quy tắc vật lí Nếu không chuyển sang ngôn ngữ vật lí thì không thể nào áp dụng được những định luật và những quy tắc đã biết

+ Hướng dẫn HS phân tích một hiện tượng vật lí phức tạp bị chi phối bởi nhiều nguyên nhân thành những hiện tượng đơn giản, chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân, một định luật đã biết

+ Hướng dẫn HS phân chia quá trình diễn biến của hiện tượng thành nhiều giai đoạn mỗi giai đoạn đó tuân theo một quy luật xác định đã biết

- Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần

Kiểu hướng dẫn này thường được sử dụng khi nghiên cứu tài liệu mới, HS được giao nhiệm vụ phát hiện ra những tính chất mới, những mối liên hệ có tính quy luật mà trước đây HS chưa biết hoặc biết chưa đầy đủ

Ở đây, không thể hoàn toàn chỉ sử dụng vốn kiến thức đã biết, không có con đường suy luận lôgíc từ cái đã biết đến cái chưa biết mà đòi hỏi sự sáng tạo thực sự, một bước nhảy vọt trong nhận thức Theo các nhà khoa học thì trực giác đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn này Bằng trực giác ( kinh nghiệm và vốn hiểu biết ) các nhà khoa học đưa ra một giả thuyết để GQVĐ đặt ra, sau đó

tìm cách kiểm chứng giả thuyết bằng thực nghiệm Để có thể rèn luyện cho HS

có được trực giác khoa học nhằm tạo ra bước nhảy vọt về nhận thức thì GV phải chia bước nhảy vọt lớn thành những bước nhảy nhỏ, nằm trong vùng phát triển gần của HS Sau khi được rèn luyện nhiều lần, HS sẽ tích lũy được kinh nghiệm, có được sự nhạy cảm, phát hiện và đề ra những giải pháp mới để vượt qua khó khăn

- Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát

Ở đây, GV chỉ hướng dẫn HS xây dựng phương hướng chung để GQVĐ, còn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch đó là do HS tự làm Nói chung, kiểu hướng dẫn này thường áp dụng cho những HS khá giỏi Trong trường hợp không tách những HS khá giỏi thành một lớp riêng thì GV phải áp dụng cả kiểu hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần HS khá có thể tham gia GQVĐ ngay khi có sự hướng dẫn chung, còn HS yếu thì tham gia giải quyết từng phần cụ thể trong kế hoạch đó

Pha thứ ba: kiểm tra, vận dụng kết quả

Các công việc cụ thể của giai đoạn này là:

- Thảo luận kết quả và đánh giá

- Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết đã nêu ra

- Phát biểu kết luận

- Đề xuất vấn đề mới

Trong giai đoạn này, chú ý cho HS vận dụng sáng tạo các tri thức đã thu nhận được, tức là vận dụng để giải quyết những tình huống mới, khai thác những tình huống mới gặp phải khi thu nhận kiến thức

Tùy theo mức độ tham gia của HS vào quá trình nghiên cứu và GQVĐ, người ta phân chia DH nêu vấn đề thành bốn mức độ [6,95]:

Mức một: GV nêu vấn đề và nêu cách GQVĐ, HS thực hiện các vấn đề

theo hướng dẫn của GV GV đánh giá kết quả làm việc của HS Mức này thường được sử dụng đối với đối tượng HS có lực học trung bình trở xuống hoặc khi vấn đề nghiên cứu khó phát hiện và với kiến thức đang có của HS thì việc đưa ra phương pháp GQVĐ mất khá nhiều thời gian so với thời gian một tiết học

Mức hai: GV nêu vấn đề, gợi ý để HS tìm ra cách giải quyết vấn đề

HS thực hiện cách GQVĐ GV và HS cùng đánh giá Mức này cũng được

sử dụng với đối tượng HS như ở mức một nhưng số lượng HS có lực học trung bình lớn hơn số lượng HS có lực học yếu kém

Mức ba: GV cung cấp thông tin tạo tình huống, HS phát hiện và xác định

vấn đề nảy sinh, tự lực đề xuất các giả thuyết và lựa chọn giải pháp, HS thực hiện cách GQVĐ với sự giúp đỡ của GV khi cần GV cùng HS đánh giá Mức

này được áp dụng với đối tượng HS có lực học từ khá trở lên

Mức bốn: HS tự lực phát hiện vấn đề nảy sinh trong hoàn cảnh của mình

hoặc của cộng đồng, lựa chọn vấn đề phải giải quyết HS GQVĐ, tự đánh giá chất lượng và hiệu quả Mức này cũng được áp dụng với đối tượng HS có lực học từ khá trở lên

1.1.4 Tiến trình xây dựng và kiểm nghiệm một số kiến thức cụ thể [15,25]

Trong DH, việc thiết lập được sơ đồ mô phỏng tiến trình khoa học GQVĐ xây dựng kiến thức mới cần dạy tạo cơ sở khoa học cần thiết cho việc suy nghĩ xác định mục tiêu DH và cách tổ chức tình huống vấn đề cũng như định hướng hoạt động tìm tòi GQVĐ của HS trong quá trình học tập, chiếm lĩnh kiến thức mới

Việc trình bày sơ đồ mô phỏng tiến trình khoa học xây dựng kiến thức như thế cần thể hiện rõ được các yếu tố sau:

- Tình huống ( điều kiện ) xuất phát

- Vấn đề

- Định hướng giải pháp cho vấn đề đặt ra

- Kết quả thu được / kết luận về kiến thức mới

Ta có thể đưa ra dạng khái quát của sơ đồ mô phỏng tiến trình khoa học GQVĐ, xây dựng và kiểm nghiệm một kiến thức cụ thể như sau:

Hình 1.2: Sơ đồ mô phỏng tiến trình dạy học giải quyết vấn đề, xây dựng và kiểm nghiệm một kiến thức cụ thể

1.2 Năng lực sáng tạo [4.1, 119]

1.2.1 Khái niệm năng lực

Trong khoa học tâm lí, người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của cá nhân, nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp một loại hoạt động nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao

Người có năng lực về một mặt nào đó thì không phải nỗ lực nhiều trong quá trình công tác mà vẫn khắc phục được những khó khăn một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn những người khác hoặc có thể vượt qua được những khó khăn mới mà nhiều người khác không vượt qua được

Tình huống (điều kiện) xuất phát

Vấn đề ( đòi hỏi xây dựng kiến thức hoặc kiểm nghiệm và ứng dụng kiến thức)

Định hướng giải pháp cho vấn đề

Kết luận,nhận định

Giải quyết bài toán nhờ suy luận /nhờ thí nghiệm và quan sát / nhờ phỏng đoán/giả thiết/nhờ vận dụng kết luận/kiến thức đã nêu

Năng lực gắn liền với kĩ năng, kỹ xảo liên quan đến việc thực hiện một loại hành động hẹp, chuyên biệt đến mức thành thạo, tự động hóa, máy móc Còn năng lực chứa đựng yếu tố mới mẻ, linh hoạt trong hành động, có thể giải quyết nhiệm vụ thành công trong nhiều tình huống khác nhau, trong một lĩnh vực hoạt động rộng hơn

1.2.2 Khái niệm năng lực sáng tạo [42, 54]

“Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị” (Sáng tạo Bách khoa toàn thư Liên Xô Tập 42, trang 54)

NLST có thể hiểu là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới

Trong khoa học kĩ thuật, khi xem xét những phát kiến, phát minh, người

ta dựa theo tiêu chuẩn sau đây:

Được thừa nhận là một phát kiến, nếu nó là một sự xác lập những quy luật, những thuộc tính, những hiện tượng chưa biết trước đây, tồn tại một cách khách quan của thế giới vật chất Được thừa nhận là một phát minh, nếu đó là một cách giải quyết mới mẻ một nhiệm vụ trong bất kì lĩnh vực nào của kinh tế quốc dân, văn hóa, y tế hay quốc phòng mang lại một hiệu quả tích cực

Trong nghiên cứu vật lí, quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm bốn giai đoạn như ta đã biết, trong đó khó khăn nhất, đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những sự kiện thực nghiệm khởi đầu đề xuất mô hình giả thuyết và giai đoạn đưa ra phương án thực nghiệm để kiểm tra hệ quả suy ra từ mô hình giả thuyết Trong hai giai đoạn này, không có con đường suy luận lôgíc mà phải chủ yếu dựa vào trực giác

Vấn đề bản chất tâm lí học của trực giác là vấn đề về cơ chế giải quyết các nhiệm vụ nhận thức mà không thể thực hiện được bằng con đường suy luận lôgíc Đó là trường hợp mà chủ thể nhận thức không có đủ tri thức cần thiết cho việc biến cải tình huống dần dần để cuối cùng đi đến giải quyết được nhiệm vụ

Ở đây, bắt buộc phải đưa ra một phỏng đoán mới, một giải pháp mới chưa hề có, một hoạt động sáng tạo thực sự

Tư duy trực giác khác với tư duy biện giải lôgíc là ở chỗ những bước đi của nó không thể hiện rõ một trình tự tất yếu chặt chẽ, việc GQVĐ lại giống như một phỏng đoán đòi hỏi có một căn cứ lôgíc

Nếu tri thức biện giải được đạt tới bằng con đường suy luận lôgíc liên tục, liên tiếp, mà trong đó mỗi một tư tưởng tiếp theo đều xuất phát một cách lôgíc

từ cái trước, phụ thuộc vào cái trước và là tiền đề cho cái tiếp theo, thì tư duy trực giác thu nhận được một cách nhảy vọt, một cách trực tiếp, các giai đoạn của nó không thể hiện một cách minh bạch và người suy nghĩ không thể kể ngay ra làm thế nào mà anh ta đi đến cái quyết định đó, con đường đó vẫn còn chưa nhận thức được, phải sau này mới xác lập được cơ sở lôgíc của phỏng đoán trực giác đó

NLST gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo và vốn hiểu biết của chủ thể Trong bất

cứ lĩnh vực hoạt động nào, càng thành thạo và có kiến thức sâu rộng thì càng nhạy bén trong dự đoán, đề ra được nhiều dự đoán, nhiều phương án để lựa chọn, càng tạo điều kiện cho trực giác phát triển Bởi vậy, không thể rèn luyện NLST tách rời, độc lập với học tập kiến thức về một lĩnh vực nào đó

Đặc trưng tâm lí quan trọng của hoạt động sáng tạo là tính chất hai mặt chủ quan và khách quan: chủ quan theo quan điểm của người nhận thức mà trong đầu đang diễn ra quá trình sáng tạo và khách quan theo quan điểm của người nghiên cứu cái quá trình sáng tạo đó xem như là một quá trình diễn ra có quy luật, tác động qua lại giữa ba thành tố: tự nhiên, ý thức của con người và sự phản ánh tự nhiên vào ý thức của con người

Đối với người đang hoạt động sáng tạo thì tính mới mẻ, tính bất ngờ, tính ngẫu nhiên của phỏng đoán đều là chủ quan Người đó có thể không biết rằng những điều mình đề xuất ra nhân loại đã biết rồi Tuy nhiên, sự phát minh, phát kiến mới xuất phát từ nhu cầu xã hội đã chín muồi, không người này thì người khác sẽ đạt được, nhiều khi nhiều người cùng đạt được trong một thời gian

1.2.3 Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh [4.1.1, 121]

1.2.3.1 Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới

Kiến thức vật lí trong trường phổ thông là những kiến thức đã được loài người khẳng định Tuy vậy, chúng luôn luôn là mới mẻ đối với HS Việc nghiên cứu kiến thức mới sẽ tạo ra những tình huống đòi hỏi HS phải đưa ra những ý kiến mới, giải pháp mới đối với chính bản thân họ

Tổ chức quá trình nhận thức vật lí theo chu trình sáng tạo sẽ giúp cho HS trên con đường hoạt động sáng tạo dễ nhận biết được: chỗ nào có thể suy nghĩ dựa trên những hiểu biết đã có, chỗ nào phải đưa ra kiến thức mới, giải pháp mới Việc tập trung sức lực vào chỗ mới đó sẽ giúp cho hoạt động sáng tạo của

HS có hiệu quả, rèn luyện cho tư duy trực giác nhạy bén, phong phú Trong nhiều trường hợp, GV có thể giới thiệu cho HS kinh nghiệm sáng tạo của các nhà bác học

Theo quan điểm hoạt động, giáo trình vật lí được xây dựng đi từ dễ đến khó, phù hợp với trình độ HS, tận dụng được những kinh nghiệm sống hàng ngày của họ, tạo điều kiện cho họ có cơ hội đề xuất ra được những ý kiến mới

mẻ, có ý nghĩa, làm cho họ cảm nhận được hoạt động sáng tạo là hoạt động thường xuyên, có thể thực hiện được với sự cố gắng nhất định Sự tự tin trong hoạt động sáng tạo là một yếu tố tâm lí rất quan trọng, làm cho chủ thể nhận thức thoát khỏi những sự ràng buộc, hạn chế những hiểu biết cũ hay bởi ý kiến của người khác, nhất là của những nhà bác học Như vậy, kiểu DH thông báo - minh họa về nguyên tắc không thể rèn luyện cho HS NLST

1.2.3.2 Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết

Như đã biết, dự đoán có vai trò rất quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học Dự đoán dựa chủ yếu vào trực giác, kết hợp với kinh nghiệm phong phú và kiến thức sâu sắc về mọi lĩnh vực Các nhà khoa học nói rằng: Việc xây dựng giả thuyết dựa trên sự khái quát hóa những sự kiện thực nghiệm, những kinh nghiệm cảm tính Tuy nhiên, sự khái quát hóa đó không phải là một phép

quy nạp đơn giản, hình thức mà nó chứa đựng một yếu tố mới, không có sẵn trong các sự kiện dùng làm cơ sở Dự đoán khoa học không phải là tùy tiện mà luôn luôn phải có một cơ sở nào đó, tuy chưa thật là chắc chắn Có thể có các cách dự đoán sau đây trong giai đoạn đầu của hoạt động nhận thức vật lí của HS:

a Dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có

b Dựa trên sự tương tự

- Dựa trên một dấu hiệu bên ngoài giống nhau mà dự đoán sự giống nhau

về bản chất

- Dựa trên sự giống nhau về cấu tạo mà dự đoán sự giống nhau về tính chất

c Dự đoán trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán giữa chúng có quan hệ nhân quả

d Dựa trên nhận xét thấy hai hiện tượng luôn luôn biến đổi đồng thời, cùng tăng hoặc cùng giảm mà dự đoán về quan hệ nhân quả giữa chúng

e Dựa trên sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình

g Dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết sang một lĩnh vực khác

h Dự đoán về mối quan hệ định lượng

Những hiện tượng vật lí xảy ra rất phức tạp, nhưng một điều đáng ngạc nhiên là các định luật chi phối chúng lại rất đơn giản và có thể biểu diễn bằng những công thức toán học đơn giản

Trong vật lí, còn sử dụng một số những hàm số khác để biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí nhưng HS chưa được học ở trường phổ thông

Muốn dự đoán được mối quan hệ định lượng, cần phải thực hiện các phép

đo Thực hiện các phép đo với số các giá trị khác nhau càng nhiều thì càng dự đoán được chính xác Tuy nhiên, ở trường phổ thông không có thời gian để làm việc đó nên ít nhất cũng phải làm ba lần với ba giá trị khác nhau của một đại lượng

Trong nhiều trường hợp, nếu biểu diễn các cặp số đo trên một đồ thị thì việc dự đoán sẽ dễ dàng hơn Tuy nhiên, sự dự đoán về mối quan hệ định lượng bây giờ cũng phải chú ý đến sai số có thể phạm phải

1.2.3.3 Luyện tập đề xuất phương án kiểm tra dự đoán

Trong nghiên cứu vật lí, một dự đoán, một giả thuyết thường là một sự khái quát các sự kiện thực nghiệm nên nó có tính chất trừu tượng, tính chất chung, không thể kiểm tra trực tiếp được Muốn kiểm tra xem dự đoán, giả thuyết có phù hợp với thực tế không, ta phải xem điều dự đoán đó biểu hiện trong thực tế như thế nào, có những dấu hiệu nào có thể quan sát được Điều đó

có nghĩa là từ một dự đoán, giả thuyết, ta phải suy ra được một hệ quả có thể quan sát được trong thực tế, sau đó tiến hành thí nghiệm để xem hệ quả rút ra bằng suy luận đó có phù hợp với kết quả thí nghiệm không

Hệ quả suy ra được phải khác với những sự kiện ban đầu dùng làm cơ sở cho dự đoán thì mới có ý nghĩa Số hệ quả phù hợp với thực tế càng nhiều thì dự đoán càng trở thành chắc chắn, sát với chân lí hơn

Qúa trình rút ra hệ quả thường áp dụng suy luận lôgíc hay suy luận toán học Sự suy luận này phải đảm bảo là đúng quy tắc, quy luật, không phạm sai lầm Những quy tắc, quy luật đó đều đã biết, cho nên về nguyên tắc, sự suy luận

đó không đòi hỏi một sự sáng tạo thực sự, có thể kiểm soát được Vấn đề đòi hỏi

sự sáng tạo ở đây là đề xuất được phương án kiểm tra hệ quả đã rút ra được

1.2.3.4 Giải các bài tập sáng tạo

Ở trên, ta đã xem xét việc rèn luyện NLST cho HS trong quá trình xây dựng kiến thức mới Ngoài ra, trong DH vật lí, người ta còn xây dựng những loại bài tập riêng vì mục đích này và được gọi là bài tập sáng tạo Trong loại bài tập sáng tạo này, ngoài việc phải vận dụng một số kiến thức đã học, HS bắt buộc phải có những ý kiến độc lập mới mẻ, không thể suy ra một cách lôgíc từ những kiến thức đã học

Khi khảo sát chu trình sáng tạo khoa học, ta đã biết hai giai đoạn khó khăn hơn cả đòi hỏi sự sáng tạo là giai đoạn từ sự kiện cảm tính tới việc xây dựng mô hình giả thuyết trừu tượng và giai đoạn chuyển từ một tiên đề lí thuyết

và những quy luật nhất định của hiện tượng sang việc kiểm tra bằng thực nghiệm Giai đoạn thứ nhất đòi hỏi sự giải thích hiện tượng, trả lời câu hỏi: Tại sao? Còn giai đoạn thứ hai lại đòi hỏi thực hiện một hiện tượng thực, đáp ứng

những yêu cầu đã cho, nghĩa là trả lời câu hỏi: Làm thế nào? Tương ứng với hai trường hợp trên là hai loại bài tập sáng tạo: bài tập nghiên cứu và bài tập thiết kế chế tạo Ví dụ: với đề tài “ Lực tác dụng lên vật chuyển động tròn đều” có thể đưa ra hai bài tập sáng tạo sau:

- Bài tập nghiên cứu: Một miếng gỗ nhỏ đặt ở rìa một đĩa tròn nằm ngang Cho đĩa quay từ từ xung quanh một trục xuyên qua tâm đĩa với vận tốc góc tăng

từ từ Đến một lúc nào đó, miếng gỗ bị văng ra khỏi đĩa Giải thích tại sao?

- Bài tập thiết kế: Hãy thiết kế một thiết bị trong đó sử dụng trọng lực làm lực hướng tâm để giữ cho vật chuyển động tròn đều trong một mặt phẳng nằm ngang

Qua phân tích cơ sở lí luận như trên chúng ta thấy: Với việc ứng dụng phương pháp DHGQVĐ cho bài giảng trên lớp và GV biết tổ chức tình huống phù hợp sẽ giúp HS phát triển khả năng tự học, tự chiếm lĩnh tri thức, …tạo niềm say mê hứng thú học tập và nâng cao chất lượng học tập của HS

Mục tiêu của phương pháp DHGQVĐ trong DH là tạo ra một môi trường giáo dục mang tính tương tác cao, HS được khuyến khích và tạo điều kiện để chủ động tìm kiếm tri thức, phát huy NLST của bản thân mình

Trên cơ sở đó tôi vận dụng để thiết kế tiến trình hoạt động DH cho một số kiến thức thuộc chương “Từ trường” của chương trình vật lí 11 ban cơ bản theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập và phát huy NLST của HS Nội dung nghiên cứu cụ thể sẽ được trình bày ở chương sau

Chương 2 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ NỘI DUNG

KIẾN THỨC THUỘC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG”

SGK VẬT LÝ 11 BAN CƠ BẢN 2.1 Cấu trúc nội dung của chương “Từ trường”

2.1.1 Đặc điểm nội dung của chương “Từ trường”

Đây là một chương nằm trong phần Điện của chương trình vật lí 11 THPT Những kiến thức về “Từ trường” đã được đề cập sơ bộ trong chương trình vật lí 9 THCS

Ở lớp 11 các kiến thức được mở rộng và hoàn thiện hơn Trong SGK vật

lí 11, chương này đề cập tới những khái niệm, định luật sau:

- Khái niệm về tương tác từ, lực từ, từ trường

- Định luật Ampe về lực từ tác dụng lên một phần tử dòng điện, định luật Lo-ren-xơ về lực từ tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động trong từ trường Trong đó khái niệm cảm ứng từ và khái niệm lực từ được hình thành đồng thời đây là một nguyên nhân gây khó khăn khi DH chương này

Việc nắm vững các khái niệm, định luật ở chương “Từ trường” sẽ giúp

HS chuẩn bị lĩnh hội các tri thức sau đó như:

+ Phần điện lớp 11: Các khái niệm từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ + Phần điện lớp 12: Nguyên tắc hoạt động của các máy điện (máy phát điện, động cơ không đồng bộ ba pha, máy biến thế), dao động điện, dòng điện xoay chiều, điện từ trường, sóng điện từ

2.1.2 Cấu trúc nội dung chương “Từ trường”

Chương “Từ trường” lớp 11 THPT ban cơ bản gồm bốn bài lí thuyết:

Nội dung kiến thức chương “Từ trường”

- Lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động (Lực Lo-ren-xơ)

2.2 Những thuận lợi, khó khăn và biện pháp khi DH chương “Từ trường”

- Qua quá trình học tập và trao đổi với một số GV, HS thì chương “Từ trường” có thể nói là một phần tương đối khó với cả GV và HS trong việc dạy

và học

- Các khái niệm đặc trưng cho từ trường như hướng của từ trường, véctơ

cảm ứng từ B, đường sức từ đều là những mô hình lí tưởng (hay mô hình lí thuyết) Những khái niệm này mang tính trừu tượng cao và khó hiểu đòi hỏi HS phải có khả năng hình dung và năng lực tưởng tượng tốt khi học chương này Đặc biệt khi khảo sát từ trường trong không gian xung quanh các dòng điện hoặc xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện đặt trong

từ trường đều, HS rất hay nhầm lẫn khi sử dụng quy tắc nắm tay phải, quy tắc bàn tay trái, việc vẽ các đường sức từ, véc tơ cảm ứng từ hoặc véctơ lực từ đều làm cho HS gặp nhiều khó khăn Thực tế giảng dạy, nhiều GV đã cố tình lướt qua dạng hình học của các khái niệm này và chỉ chú trọng vào các công thức tính độ lớn và cho HS làm nhiều bài tập định lượng Do đó, khái niệm về từ trường và các đại lượng đặc trưng cho từ trường được HS hiểu rất mù mờ, trong khi đây lại là những khái niệm cơ bản nhất cần hiểu rõ

- Kiến thức về các phép tính véctơ của HS còn yếu, khả năng tưởng tượng kém nên HS gặp nhiều khó khăn khi giải quyết các bài tóan liên quan đến hình vẽ

- Thực tế chương “Từ trường” khó với GV và HS như trên đã nói, tuy nhiên để dạy tốt và học tốt chương này GV và HS buộc phải đổi mới phương pháp dạy và học cụ thể với các biện pháp sau:

+ GV gây sự chú ý, tạo hứng thú đối với HS bằng tiến trình DH cụ thể, tạo tình huống hợp lí, các câu hỏi dẫn dắt giải quyết tình huống mang tính gợi mở

và phù hợp từng bài học Sử dụng thí nghiệm, máy chiếu….tạo cho HS hứng thú, niềm say mê khám phá và HS không cần tưởng tượng quá nhiều để hiểu các khái niệm cơ bản

+ GV cần chia lớp thành các nhóm tạo thói quen làm việc hợp tác, trao đổi thông tin, đồng thời cũng có bài tập phát huy khả năng cá nhân của HS Tạo không khí thi đua giữa các nhóm

+ GV hướng dẫn HS dùng phương pháp tương tự kiến thúc cũ chiếm lĩnh kiến thức mới

- Qua phân tích trên chúng tôi nhận thấy để HS chiếm lĩnh được kiến thức, phát huy được tính tích cực, tự lực, sáng tạo trong quá trình học tập chương này thì vận dụng phương pháp DHGQVĐ trong quá trình DH là rất phù hợp

Để kiểm tra tính khả thi của phương pháp DHGQVĐ có phát huy được NLST của HS hay không Sau khi dạy xong chúng tôi đã ra đề kiểm tra để khảo sát (xem phụ lục)

2.3 Mục tiêu dạy học chương “từ trường”

2.3.1 Mục tiêu về kiến thức và cấp độ nhận biết

Các khối kiến thức được xác định với các mục tiêu về nội dung và cấp độ nhận thức cần đạt như sau:

Cấp độ

Nội dung

Nhận biết Hiểu Vận dụng

- Phát biểu được định nghĩa từ trường

- Giải thích được sự tồn tại từ trường xung quanh nam châm và

- Giải thích nguyên tắc hoạt động của kim la bàn cực Bắc,

A Khái niệm

từ trường

- Phát biểu được định nghĩa về đường sức từ

- Nhớ được hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam – Bắc của kim nam châm thử nằm cân bằng tại điểm

đó

- Phát biểu được quy tắc nắm bàn tay phải, quy tắc vào Nam ra Bắc

- Nhớ được bốn tính chất của các đường sức từ

- Nhớ dạng từ phổ của một số từ trường (nam châm, dòng điện thẳng, dòng điện tròn, ống dây)

- Nhận biết được dạng của đường sức

từ của một số mạch điện

dòng điện thông qua tương tác từ

- Phân biệt được tương tác từ với tương tác điện

- Biết được sự định hướng của nam châm thử, vẽ, xác định được hướng của từ trường

- Sử dụng quy tắc nắm tay phải biết chiều dòng điện tìm chiều cảm ứng từ và ngược lại

- So sánh từ trường bên ngoài một ống dây với từ trường một thanh nam châm thẳng

cực Nam của Trái Đất

- Chỉ ra được khi nào giữa các điện tích có tương tác điện, khi nào có tương tác từ

- So sánh được sự định hướng của kim

la bàn khi chưa có dòng diện chạy trong dây dẫn thẳng dài

- Vận dụng kiến thức về tính chất đường cảm ứng từ của dòng điện tròn

để xác định sự định hướng của nam châm thử tại tâm vòng tròn

B Khái niệm

véctơ cảm

ứng từ

- Nhớ được véctơ cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho

- Hiểu được các đại lượng trong công thức:

- Vận dụng xác định

B do dòng điện

từ trường về mặt tác dụng lực Véctơ

cảm ứng từ B tại một điểm có:

+ Hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó

lớn B: + Tại một điểm trong từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng

dài: B = 2.10-7I

r

+ Tại tâm của dây dẫn uốn thành vòng tròn có dòng điện:

B = 2 10-7N I

R

+ Tại một điểm bên trong ống dây dẫn hình trụ có dòng điện chạy qua

B = 2 10-7N I

R

Tính N, B, I hoặc R + B = 4 10-7nI tính B, n hoặc I + Áp dụng cách xác

định B tại một điểm trong từ trường để xác định phương, chiều,

độ lớn B tại một điểm do một dòng điện sinh ra

+ Hiểu cách xác định

B tại một điểm trong

từ trường của dòng điện thẳng để từ đó xác định phương, chiều, độ lớn của dòng điện

thẳng, tròn gây ra và phương pháp chồng chất từ trường để xác định véctơ cảm ứng từ tổng hợp do: + Hai dòng điện thẳng gây ra + Ba dòng điện thẳng gây ra + Một dòng điện thẳng, một dòng điện tròn gây ra + Hai dòng điện tròn gây ra

- Vận dụng cách xác dịnh véctơ cảm ứng

từ tổng hợp tại một điểm, giải bài toán ngược đã biết B

tổng hợp tại một điểm, xác định véctơ cảm ứng từ của một trong hai dòng điện

B = 4 10-7 N

l I

C.Lực từ

- Phát biểu được quy tắc bàn tay trái

- Viết được công thức tính lực từ tác dụng lên một phần

tử dòng điện đặt trong từ trường đều

- Viết được biểu thức:

F = IlBsin và nêu được lực Lo-ren-xơ là lực từ tác dụng khi hạt mang điện chuyển động trong từ trường theo phương các đường cảm ứng

từ

- Phát biểu được qui tắc bàn tay trái, xác định phương chiều của lực Lo-ren-xơ

- Viết được biểu thức tính độ lớn của lực Lo-ren-xơ:

F = q0vBsin .

- Áp dụng quy tắc bàn tay trái:

+ Xác định phương, chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường

+ Xác định phương, chiều của lực Lo-ren-

xơ tác dụng lên hạt điện tích chuyển động trong từ trường

- Áp dụng công thức:

F = IlB sin để tính một trong các đại lượng F, I, B, l,  khi biết các đại lượng còn lại

- Hiểu ý nghĩa của các đại lượng trong biểu thức:

F = q0vBsin để tính lực từ tác dụng lên hạt điện tích chuyển động trong từ trường

- Hiểu tác dụng của lực Lo-ren-xơ đối với chuyển động của hạt

- Vận dụng quy tắc bàn tay trái trong trường biến dổi

- Vận dụng kiến thức xác định lực tác dụng của từ trường dòng điện này lên dòng điện kia và kiến thức tổng hợp lực để xét tương tác của nhiều dòng điện đồng phẳng hoặc các dòng điện không đồng phẳng

- Vận dụng cách xác định lực Lo-ren-xơ, phân tích chuyển động của hạt mang điện trong từ trường, xác định đặc điểm về chuyển động của hạt mang điện (chu kì của chuyển động)

- Vận dụng khảo sát chuyển động của các điện tích trong

mang điện để từ đố xác định quỹ đạo chuyển động của hạt, giải thích sự tồn tại của quỹ đạo đó

trường hợp hạt mang điện chuyển động dưới tác dụng không chỉ của từ trường mà của cả điện trường, trường hấp dẫn,…

2.3.2 Mục tiêu về kĩ năng

Các kĩ năng cơ bản HS cần rèn luyện khi học chương “ Từ trường”

- Kĩ năng biểu diễn các đường cảm ứng từ (của nam châm, dòng điện chạy trong các mạch có dạng đặc biệt)

- Kĩ năng vẽ các đường cảm ứng từ của nam châm (dạng, chiều) từ đó xác định các cực của nam châm và ngược lại

- Kĩ năng vận dụng quy tắc nắm tay phải, quy tắc vào Nam ra Bắc: Từ dạng dây dẫn có chiều dòng điện cụ thể tìm sự định hướng của kim nam châm; xác định tên cực cho các mặt dòng điện tròn, từ đó xác định sự định hướng của nam châm thử

- Kĩ năng vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định hướng của một trong ba

các đại lượng B,F,I hoặc B,F,v khi biết hướng của hai đại lượng kia

- Kĩ năng tính toán các đại lượng trong công thức tính cảm ứng từ, tính lực

từ, tính bán kính quỹ đạo chuyển động của hạt mang điện, lực Lo-ren-xơ

- Kĩ năng đổi đơn vị các đại lượng trong đề bài cho thích hợp

- Kĩ năng vận dụng các công thức toán học như: cộng véctơ, hệ thức lượng giác, bất đẳng thức côsi,…

- Kĩ năng phán đoán, suy luận

- Kĩ năng phân tích lực, tổng hợp lực

2.4 Thiết kế phương án dạy học các bài cụ thể

Giáo án 1: II Cảm ứng từ thuộc “bài 20: Lực từ Cảm ứng từ”

 Ý tưởng sư phạm:

Mục đích, nhiệm vụ của đề tài là xây dựng tiến trình dạy – học theo hướng phát huy NLST cho HS trường THPT Liễn Sơn Với đặc điểm của HS

trường THPT Liễn Sơn các em có khả năng tư duy bằng trực quan tốt nhưng tư duy trừu tượng thì hạn chế hơn

Kiến thức về cảm ứng từ mang tính trừu tượng cao và khó hiểu đòi hỏi

HS phải có khả năng hình dung và năng lực tưởng tượng tốt nên làm cho HS gặp nhiều khó khăn trong quá trình học tập Vì vậy chúng tôi đã sử dụng thí nghiệm để HS thực hành, quan sát, từ đó sẽ tạo được niềm tin, hứng thú học tập cho các em

Đồng thời dựa vào các cách phát huy NLST cho HS trong DH:

+ Xây dựng một lôgíc nội dung phù hợp với đối tượng HS

+ Tạo nhu cầu hứng thú kích thích tìm tòi, ham hiểu biết của HS (làm xuất hiện tình huống lựa chọn, tình huống bế tắc, tình huống ngạc nhiên bất ngờ) + Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng tình huống

có vấn đề

+ Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết

+ Luyện tập, đề xuất phương án kiểm tra dự đoán

Trên cơ sở đó ta có thể xây dựng bài giảng theo hướng của đề tài như sau:

GV đưa ra tình huống có vấn đề, yêu cầu nhóm HS thảo luận, dự đoán, đề xuất phương án kiểm tra dự đoán Từ những phát biểu của HS, GV nhận xét tính khả thi của phương án, điều chỉnh để đưa phương án kiểm tra Cho HS hoạt động theo nhóm thực hiện nhiệm vụ, GV quan sát hoạt động của HS, hướng dẫn khi cần thiết Cụ thể:

+ HS đưa ra được dự đoán độ lớn lực từ tác dụng lên dòng điện tỉ lệ với cường độ dòng điện

+ HS đề xuất được phương án thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của độ lớn lực từ phụ thuộc vào cường độ dòng điện, chiều dài dây dẫn và góc  giữa phương chiều dòng điện và phương chiều của đường sức từ

+ HS thiết kế được thí nghiệm khảo sát thương số

- Nắm được biểu thức độ lớn của véctơ cảm ứng từ

- Phiếu học tập ghi kết quả thí nghiệm

- Bảng kết quả thí nghiệm ra giấy khổ to

2 Học sinh

- Ôn lại kiến thức về lực từ đã học ở lớp 9

III Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức

Điều kiện xuất phát:

- Phương và chiều của lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện nằm trong từ trường phụ thuộc vào phương, chiều của dòng điện và phương, chiều của đường sức từ (Quy tắc bàn tay trái lớp 9)

- Lực là đại lượng véctơ

Độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện nằm trong từ trường phụ thuộc vào những yếu tố nào? Và phụ thuộc như thế nào vào những yếu tố đó?

Giải pháp:

- Làm thí nghiệm phát hiện mối liên hệ giữa độ lớn F của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường vào cường

độ dòng điện I trong đoạn dây dẫn, chiều dài của đoạn dây dẫn, góc

 hợp bởi đoạn dây dẫn và đường sức từ

- Thí nghiệm 1: = const,  = 900

, thay đổi I

- Thí nghiệm 2: I = const,  = 900 , thay đổi

- Thí nghiệm 3: I = const, = const, thay đổi 

Độ lớn F của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện nằm

trong từ trường tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện I chạy qua đoạn dây dẫn và tỉ lệ thuận với sin góc  hợp bởi dòng điện và đường sức từ, nghĩa là:

sin

F

I  = const = B

Điều kiện trên được rút ra từ thí nghiệm với đoạn dây dẫn mang từ trường bất kì Đối với mỗi

Làm thí nghiệm khảo sát mối liên hệ định lượng giữa F và I, , sin khi đặt đoạn dây dẫn có chiều dài , mang dòng điện có cường độ I, hợp với đường sức từ góc  trong các từ trường khác (tạo các từ trường khác bằng cách thay đổi cường độ dòng điện của nam châm điện)

Vẫn cho kết quả F tỉ lệ với I sin,

- B là khác nhau đối với mỗi từ trường khác nhau

- B đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực Người ta gọi B là độ lớn của cảm ứng từ của từ trường tại điểm khảo sát

- Biểu thức tổng quát của lực từ F theo B (Định luật Ampe):

sin

IV Nội dung

1 Các yếu tố của khái niệm cảm ứng từ:

+ Đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực

+ Biểu thức: B F

I

+ Điểm đặt: Tại điểm đang xét

+ Hướng: Trùng với hướng của từ trường tại điểm đó

+ Đơn vị Tesla (T)

2 Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường đều

- Các đặc điểm của lực từ tác dụng lên dây dẫn:

+ Điểm đặt: Đặt tại trung điểm của đoạn dây

+ Phương: Vuông góc với mặt phẳng chứa dây dẫn và đường cảm ứng từ

+ Chiều: Xác định theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 0

90 chỉ chiều của lực từ

+ Độ lớn: F  BI sin 

V Thiết kế hoạt động dạy học

“II Cảm ứng từ”

* Hoạt động 1: Đặt vấn đề, chuẩn bị điều kiện xuất phát (2 phút)

Trên đây chúng ta đã biết phương

chiều của lực từ tác dụng lên dòng

điện phụ thuộc vào phương chiều của

dòng điện và chiều của đường sức từ,

điều đó được thể hiện theo quy tắc bàn

tay trái Vậy độ lớn của lực từ phụ

thuộc vào những yếu tố nào? Phần tiếp

theo chúng ta sẽ nghiên cứu điều đó

Nhận thức vấn đề cần nghiên cứu

* Hoạt động 2: (20 phút)

Nghiên cứu sự phụ thuộc của độ lớn lực từ vào cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn, chiều dài đoạn dây dẫn và góc giữa phương chiều dòng điện và phương chiều đường sức từ

- GV nêu câu hỏi về vấn đề cần nghiên

cứu:

+ Độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn

dây dẫn mang dòng điện phụ thuộc

vào những yếu tố nào?

- GV nêu câu hỏi gợi ý:

+ Phương chiều của lực từ phụ thuộc

vào phương chiều của dòng điện, vậy

độ lớn của lực từ có phụ thuộc vào độ

lớn của dòng điện không?

+ Nếu vẫn sử dụng thí nghiệm như

phần trên, chúng ta tăng dần cường độ

dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn và

yêu cầu HS quan sát xem khung dây bị

lệch nhiều hay ít?

- GV yêu cầu HS thiết kế phương án

thí nghiệm

+ Làm thế nào để kiểm nghiệm giả

thuyết đưa ra có đúng không?

- GV nêu câu hỏi gợi ý, HS thiết kế

được phương án thí nghiệm

HS suy nghĩ cá nhân

- Dự đoán có thể có, có thể không

- Quan sát thí nghiệm

- Thảo luận chung toàn lớp

+ Đề xuất giả thuyết: Độ lớn lực từ đăng khi cường độ dòng điện tăng nên

có thể độ lớn của lực từ tỉ lệ với cường

độ dòng điện

- HS thảo luận chung toàn lớp

Sau đó đề xuất phương án thí nghiệm: Dùng đoạn dây dẫn ở phần trên, thay đổi cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn, đo lực từ tương ứng với mỗi

+ Còn cách nào nữa không? cách nào

mà kết quả đo chính xác hơn sử dụng

lực kế?

- GV nêu câu hỏi và kết luận cần được

kiểm tra bằng thí nghiệm: Trong

trường hợp này chúng ta cần kiểm

nghiệm điều gì?

- Tiến hành thí nghiệm, phát phiếu học

tập và yêu cầu HS ghi kết quả thí

nghiệm vào phiếu học tập số 1

- GV nêu câu hỏi vấn đề cần nghiên

cứu tiếp:

+ Thí nghiệm trên ta làm với đoạn dây

dẫn với chiều dài nhất định, nếu ta

thay đổi đoạn dây dẫn có chiều dài

khác nhau thì độ lớn của lực từ có thay

đổi không?

giá trị cường độ dòng điện

+ Đo cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn đó là dùng một ampe kế nối tiếp với một đoạn dây dẫn

+ Thay đổi cường độ dòng điện bằng biến trở

+ Đo lực bằng lực kế

Cách khác: Thêm gia trọng vào đĩa cân để khi cân thăng bằng và độ lớn của lực từ bằng trọng lượng của các gia trọng thêm vào

- Ta cần kiểm nghiệm xem tỉ số F

Gợi ý cho HS tìm câu trả lời:

- GV tiến hành thí nghiệm với các

khung dây có chiều dài của cạnh đặt

trong từ trường tăng dần và giữ

nguyên cường độ dòng điện để HS

quan sát và rút ra nhận xét

- Vậy độ lớn lực từ phụ thuộc như thế

nào vào chiều dài đoạn dây dẫn?

- GV nêu câu hỏi thiết kế phương án

thí nghiệm: Làm thế nào để kiểm

nghiệm được kết luận này?

- Trong trường hợp này chúng ta cần

kiểm nghiệm điều gì?

- Quan sát và nhận xét + Khi tăng dần chiều dài đoạn dây dẫn trong từ trường thì lực từ cũng tăng dần

- Độ lớn của lực từ tỉ lệ thuận với chiều dài đoạn dây dẫn đặt trong từ trường

- HS thảo luận chung toàn lớp:

+ Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra: Dùng thí nghiệm ở trên nhưng thay đổi khung dây có chiều dài đoạn dây dẫn đặt trong từ trường khác nhau, giữ nguyên cường độ dòng điện chạy trong khung, đo lực từ tương ứng + Thêm gia trọng vào đĩa cân đòn để khi thăng bằng và độ lớn của lực từ bằng trọng lượng của các gia trọng thêm vào

+ Dùng thước đo độ dài để đo chiều dài đoạn dây dẫn

- Ta cần kiểm nghiệm xem F có bằng

hằng số không

Thí nghiệm 2: Xác định quan hệ của F với

Bảng 2:

- Tiến hành thí nghiệm, yêu cầu HS

ghi kết quả thí nghiệm vào bảng 2 của

phiếu học tập

- GV nêu câu hỏi của vấn đề cần

nghiên cứu tiếp:

Các trường hợp nghiên cứu ở trên ta

đều đặt đoạn dòng điện vuông góc với

- Tiến hành thí nghiệm nhanh: Tăng

dần góc  thì thấy khung dây bị lệch

nhiều hơn

+ Độ lớn lực từ tỉ lệ với góc như thế

nào?

- Làm thế nào để kiểm nghiệm được

bằng thí nghiệm kết luận này?

 bằng cách thêm các quả trọng vào đĩa cân đến khi thăng bằng, trọng lượng của các quả nặng thêm vào bằng

độ lớn lực từ tác dụng lên dòng điện

- Dùng thước đo độ

= 90o , I = 60A Lần

thay đổi?

- Giới thiệu khung dây làm thí nghiệm

khảo sát sự phụ thuộc của độ lớn lực

từ vào góc  .

- Trong trường hợp này chúng ta cần

kiểm nghiệm điều gì?

- Yêu cầu HS tính toán và rút ra kết

luận

- Gợi ý HS đưa ra dự đoán mới và

kiểm tra dự đoán đó:

Ta đã biết độ lớn của lực từ phụ thuộc

vào góc  nhưng không phải tỉ lệ với

- Treo kết quả 3 lần thí nghiệm ra giấy

khổ to lên bảng để học sinh quan sát

- Khái quát hóa kiến thức:

Vậy độ lớn của lực từ tác dụng lên

đoạn dòng điện AB tỉ lệ với cường độ

- Ta cần kiểm nghiệm thương số F

có phải bằng hằng số không?

Bảng 3:

- Tính toán đưa ra kết luận:

Dự đoán ở trên là không chính xác, lực từ không tỉ lệ với góc  .

- Làm việc theo nhóm và rút ra kết luận:

+ Từ bảng 1 ta có F tỉ lệ với I + Từ bảng 2 ta có F tỉ lệ với

I = 60 (A) , = 20mm Lần