SKKN Sử dụng mô hình hình vẽ chương từ trường

§Ò tµi : SỬ DỤNG MÔ HÌNH CỦA MỘT SỐ HÌNH VẼ TRONG CHƯƠNG TỪ TRƯỜNG SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÍ CƠ BẢN LỚP 11 NHẰM NÂNG CAO KẾT QUẢ HỌC TẬP MÔN VẬT LÍ CHỦ ĐỀ “TỪ TRƯỜNG” CỦA HỌC SINH LỚP 11A1 T

§Ò tµi :

SỬ DỤNG MÔ HÌNH CỦA MỘT SỐ HÌNH VẼ TRONG CHƯƠNG TỪ TRƯỜNG SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÍ CƠ BẢN LỚP 11 NHẰM NÂNG CAO KẾT QUẢ HỌC TẬP MÔN VẬT LÍ CHỦ ĐỀ “TỪ TRƯỜNG” CỦA HỌC SINH LỚP 11A1 TRƯỜNG THPT SỐ 3 VĂN BÀN

TÓM TẮT

Thực trạng học sinh khối 11 ở các trường có điều kiện khó khăn và học sinh khối 11 ở trường THPT số 3 Văn Bàn nói riêng, kết quả học tập môn Vật lí còn thấp Sau khi xem xét ở nhiều góc độ và tham khảo các đồng nghiệp ở các trường có điều kiện tương tự tôi nhận thấy rằng: Nội dung các phần kiến thức lớp 11 ban cơ bản có nhiều vấn đề trìu tượng Ví dụ: Các chương từ trường và cảm ứng điện từ…Để hỗ trợ cho việc dạy học của các chương này sách giáo khoa đưa ra rất nhiều các hình vẽ

mô phỏng, các tài liệu được đăng tải ở một số trang web ( Bạch kim, Thư viện vật lí…) đã cố gắng vẽ mô phỏng các hình vẽ trên PowerPoint phục vụ cho việc chiếu lên trong các tiết dạy Những năm gần đây do yêu cầu của việc đổi mới phương pháp

bộ môn Vật lí cũng được cung cấp một số mô hình, tuy nhiên số lượng không đầy đủ

và chất lượng chưa thật sự đảm bảo, đặc biệt ở những trường THPT mới thành lập

và những trường có điều kiện đặc biệt khó khăn Trong điều kiện việc khai thác và

sử dụng Internet còn hạn chế, đối tượng học sinh phần đa là khả năng tư duy trìu tượng kém thì việc học sinh lớp 11 có kết quả học tập chương “Từ tường” sách giáo khoa Vật lí 11 ban cơ bản thấp là điều tất nhiên

Giải pháp mà tôi đua ra là sử dụng các mô hình về các hình vẽ trong chương

“Từ trường” sách giáo khoa vật lí cơ bản lớp 11 giúp các em học sinh dễ tưởng tượng về các quy tắc, đặc điểm của các vectơ cảm ứng từ, đặc điểm của lực Lo-ren-xơ… từ đó vận dung vào các trường hợp khác nhau, nhằm nâng cao kết quả học tập của học sinh

Nghiên cứu của tôi được tiến hành trên hai nhóm tương đương: Hai lớp 11 trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh lào Cai Lớp 11A1 là lớp thực nghiệm và lớp 11A2

là lớp đối chứng Lớp thực nghiệm được thực hiện giải pháp thay thế khi dạy các bài

từ 19 đến 22 ( Chương Từ trường sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11) sử dụng các

mô hình tự làm của một số hình vẽ trong sách giáo khoa Kết quả cho thấy giải pháp thay thế có tác động rõ rệt: Lớp thực nghiệm đạt kết quả cao hơn lớp đối chứng Điểm bài kiểm tra sau khi kết thúc chương Từ trường sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 của lớp thực nghiệm 11A1 có giá trị trung bình là 6,5, giá trị trung bình điểm bài kiểm tra của lớp đối chứng là 5,5 Kết quả kiểm chứng t-test cho thấy p = 0,022

< 0,05 Có nghĩa là có sự khác lớn giữa điểm trung bình của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng Điều đó chứng minh rằng việc sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương Từ trường sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 làm nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề Từ trường của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn

GIỚI THIỆU

Theo chương trình sách giáo khoa Vật lí ban cơ bản có rất nhiều các hình vẽ

và mô hình chủ yếu được thể hiện bằng các tranh ảnh trong sách, các mô hình thể hiện các hình vẽ này gần như không có trong danh mục trang thiết bị thí nghiệm cần thiết phục vụ cho giảng dạy; điều đó gây khó găn cho việc học tập của học sinh đặc biệt là những học sinh có tư duy trìu tượng không tốt Làm và sử dụng các mô hình thể hiện một số hình vẽ trong chương Từ trường sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 giúp các em học sinh có vật mẫu trực quan, dễ tưởng tượng, dễ hình dung… từ đó nâng cao việc lĩnh hội kiến thức, sử dụng thành thạo các quy tắc trong các trường hợp khác nhau, góp phần bổ xung trang thiết bị và đồ dùng dạy học trong nhà

Qua dự giờ khảo sát các tiết dạy bộ môn Vật lí và các môn có điều kiện tương

tự như: Toán, Hóa học, Địa lí…Tôi thấy giáo viên chỉ treo các sơ đồ mô hình đã vẽ phóng to lên bảng cho học sinh quan sát Họ đã có gắng giải thích các mô hình các quy tắc và sử dụng các câu hỏi để dẫn dắt học sinh hiểu vấn đề Học sinh cố gắng suy nghĩ, tưởng tượng và hình dung trong đầu để hình thành nên các quy luật quy tắc Kết quả là chỉ một số ít học sinh có tư duy tốt nắm được vấn đề, số còn lại thì khả năng hiểu về các quy tắc và các quy luật chưa cao và gần như không vận dụng được trong các trường hợp khác nhau

Để thay đổi hiện trạng trên đề tài nghiên cứu này đã sử dụng các mô hình thay thế cho một số hình vẽ trong chương Từ trường sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11

và khai thác nó như hệ thống trang thiết bị dạy học

Giải pháp thay thế:

Sử dụng các mô hình tự làm thể hiện các quy tắc xác định: đường sức từ của dòng điện thẳng dài, dòng điện trong dây dẫn uốn thành vòng tròn; quy tắc xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường; quy tắc xác định lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt điện tích chuyển động trong từ trường Sử dụng trong các tiết học cho học sinh quan sát và vận dụng từ mô hình từ đó áp dụng trong các trường hợp khác nhau

Vấn đề sử dụng mô hình để dạy học trực quan sử dụng các mô hình tự làm đã

có trong các bài viết và các đề tài liên quan:

+ Đề tài: “ Nâng cao hiệu quả sử dụng đồ dùng dạy học” – Nguyễn Mạnh

Hùng – Thư viện giáo án điện tử

+ Bài viết: “ Để việc tự làm đồ dùng dạy học trở thành hoạt động sư phạm

thường xuyên” - Hiếu Nguyễn – Theo GD & ĐT

+ “Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục THPT ” ( trang 42, 44, 138) –

Nhà xuất bản giáo dục

Bản thân nhiều thầy cô trong trường và các trường THPT trong cả nước cũng

đã thực hiện và có nhiều đề tài đề cập đến việc làm đồ dùng, trang thiết bị dạy học phục vụ cho giảng dạy

Các đề tài trên phần lớn chỉ đề cập đến việc làm các đồ dùng dạy học như thế nào và cách làm một số đồ dùng dạy học ở một số đơn vị kiến thức trong chương trình vật lí khối THPT

Tôi muốn có một nghiên cứu cụ thể hơn và đánh giá được hiệu quả của việc đổi mới phương pháp dạy học thông qua việc sử dụng các mô hình thay thế các hình

vẽ trong sách giáo khoa Qua các mô hình đó học sinh có thể tăng khả năng tư duy trìu tượng từ đó có thể vận dụng trong các trường hợp khác nhau, nâng cao kết quả học tập

Vấn đề nghiên cứu:

Việc sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 có nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề “Từ trường” của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn không ?

Giả thuyết nghiên cứu:

Sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 có nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề “Từ

trường” của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn

PHƯƠNG PHÁP

I – KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU

Tôi chọn hai lớp 11A1 và 11A2 của trường THPT số 3 Văn Bàn là hai lớp có điều kiện tương đương để nghiên cứu tác động của giải pháp

1 Lớp 11A1 là lớp thực nghiệm: Tác động giải pháp

2 Lớp 11A2 là lớp đối chứng: Không tác động giải pháp

Hai lớp tham gia nghiên cứu có nhiều điểm tương đồng về: thành phần dân tộc, tỉ lệ nam nữ

Bảng 1: Gới tính và thành phần dân tộc của hai lớp 11A1 và 11A2 của

Kết quả học kì I năm học 2010 – 2011 của môn Vật lí là tương đương

II - THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU

Chọn hai lớp nguyên vẹn: Lớp 11A1 làm nhóm thực nghiệm, lớp 11A2 làm nhóm đối chứng Tôi dùng bài kiểm tra học kì I năm học 2010 – 2011 làm bài kiểm tra trước tác động Kết quả kiểm tra cho thấy điểm trung bình của hai nhóm có sự

khác nhau, do đó tôi dùng phép kiểm chứng t-test để kiểm chứng sự chênh lệch giữa điểm trung bình của hai nhóm trước khi tác động

Sử dụng thiết kế 2: Kiểm tra trước và sau tác động với nhóm tương đương

Bảng 3: Thiết kế nghiên cứu

Nhóm Kiểm tra

trước tác động

“Từ trường” sách giáo khoa Vật

lí cơ bản lớp 11 nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề

“Từ trường” của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn

O3

Dạy học không sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong

Đối chứng O2

chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề “Từ trường” của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn

O4

Ở thiết kế này tôi sử dụng phép kiểm chứng t-test độc lập

III – QUY TRÌNH NGHÊN CỨU

1 Chuẩn bị của giáo viên:

Làm các mô hình thể hiện các quy tắc xác định: Đường sức từ của dòng điện thẳng dài, dòng điện trong dây dẫn uốn thành vòng tròn; quy tắc xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường; quy tắc xác định lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt điện tích chuyển động trong từ trường

Lớp thực nghiệm: Sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 đã làm ở trên vào các tiết dạy

Lớp đối chứng: Không sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương

“Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 đã làm ở trên vào các tiết dạy

2 Tiến trình dạy thực nghiệm:

Thời gian tiến hành thực nghiệm tuân theo kế hoạch và thời khóa biểu chính khóa để đảm bảo tính khách quan Cụ thể:

Bảng 4: Thời gian thực hiện

38 Từ trường

Thứ 4

05/01/2011

Vật lí 11A1

39 Lực từ Cảm ứng từ

Thứ 3

11/01/2011

Vật lí 11A1

40 Từ trường của dòng điện chạy trong

dây dẫn có hình dạng đặc biệt Thứ 3

18/01/2011

Vật lí 11A1

42 Lực Lo – ren – xơ

IV – ĐO LƯỜNG VÀ THU THẬP DỮ LIỆU

Kiểm tra trước tác động: Bài kiểm tra học kì I năm học 2010 – 2011 môn Vật

lí trường THPT số 3 Văn Bàn do hai giáo viên Nguyễn Luân Lưu không dạy Vật lí khối 11 ra đề

Kiểm tra sau tác động: Bài kiểm tra được thiết kế gồm 10 câu hỏi ( 8 câu trắc nghiệm, ghép đôi, đúng sai và 2 câu hỏi tự luận)

*Tiến trình kiểm tra:

Sau khi thực hiện xong các bài học tôi đã tiến hành kiểm tra 1 tiết ( Nội dung kiểm tra ở phần phụ lục) Để cho khách quan tôi đã nhờ giáo viên Vật lí không dạy khối 11 trong trường chấm bài theo đáp án đã xây dựng

PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ

Chênh lệch giá tri TB

Như trên đã chứng minh rằng kết quả của 2 nhóm trước tác động là tương đương Sau tác động kiểm chứng kiểm chứng độ chênh lệch điểm trung bình bằng t- test kết quả p = 0,022 cho thấy: Sự chênh lệch điểm trung bình giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng có ý nghĩa, tức làchênh lệch điểm trung bình nhóm thực nghiệm cao hơn điểm trung bình nhóm đối chứng là không ngẫu nhiên mà do kết quả tác động

Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn SMD =6,5 5,5 0, 6

1, 65



Theo bảng tiêu chí Cohen, chênh lệch giá trị trung bình chuẩn SMD = 0,6 cho thấy mức độ ảnh hưởng của dạy học có sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 của nhóm thực nghiệm là lớn

Giả thuyết của đề tài: “Sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương

“Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 có nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề “Từ trường” của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn” đã được kiểm chứng

2 Bàn luận

Kết quả kiểm tra sau tác động của nhóm thực nghiệm là điểm trung bình là: 6,5, kết quả bài kiểm tra tương ứng của nhóm đối chứng là điểm là điểm trung bình là: 5,5 Độ chênh lệch điểm số giữa hai nhóm là: 1,0; Điều đó cho thấy điểm trung bình của hai nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng đã có sự khác biệt rõ rệt, lớp được tác động có điểm trung bình cao hơn lớp đối chứng

Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn của hai bài kiểm tra là SMD = 0,6 Điều này có nghĩa mức độ ảnh hưởng của tác động là lớn

Phép kiểm chứng t-test điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động của hai lớp

là p = 0,022 < 0,05 Kết quả này khẳng định sự chênh lệch điểm trung bình của hai nhóm không phải là ngẫu nhiên mà là do tác động, nghiêng về nhóm thực nghiệm

*Hạn chế:

Nghiên cứu này sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương “Từ

trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 có nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề “Từ trường” của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn chỉ có phạm

vi hẹp trong chương Từ trường Để có thể ứng dụng rộng dãi kết quả nghiên cứu trong các phần kiến thức khác của môn Vật lí đòi hỏi người giáo viên cần phải đầu

tư nhiều thời, công sức, biết thiết kế bài học cho phù hợp và phải có kinh phí

Đề tài cũng chỉ áp dụng ở những trường có điều kiện khó khăn, mặt bằng học sinh còn thấp

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

1 Kết luận:

Việc sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương Từ trường sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 đã nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề Từ trường của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn

2 Khuyến nghị:

Đối với các cấp lạnh đạo: Cần quan tâm hơn nữa về cơ sơ vật chất trang thiết

bị thực hành cho bộ môn Vật lí nói riêng và các môn khoa học khác nói chung Có chính sách động viên, khuyến khích với các cán bộ giáo viên tích cực làm và sử dụng đồ dùng dạy học

Đối với giáo viên: Tích cực tìm tòi, nghiên cứu, tự làm các đồ dùng trang thiết

bị dạy học; cải tiến, bảo quản tốt để có thể sử dụng lâu dài và phát huy được đồ dùng trang thiết bị dạy học trong giảng dạy

Với phạm vi và kết quả nghiên cứu của đề tài tôi mong rằng các đồng nghiệp quan tâm chia sẻ, đặc biệt là với các bộ môn Toán, Hóa có thể ứng dụng đề tài này vào giảng dạy ở một số phần kiến thức để gây hứng thú và nâng cao kết quả học tập của học sinh

Trong một thời gian không dài, áp dụng trong đơn vị kiến thức không lớn trong chương trình Vật lí TPHT chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong các đồng nghiệp đóng góp ý kiến

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Đề tài: “ Nâng cao hiệu quả sử dụng đồ dùng dạy học” – Nguyễn Mạnh

Hùng – Thư viện giáo án điện tử

2 Bài viết: “ Để việc tự làm đồ dùng dạy học trở thành hoạt động sư phạm

thường xuyên” - Hiếu Nguyễn – Theo GD & ĐT

3 “Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục THPT ” ( trang 42, 44, 138) –

Nhà xuất bản giáo dục

4 Sách giáo khoa Vật lí 11 ban cơ bản – Nhà xuất bản giáo dục

5 Sách bài tập Vật lí 11 ban cơ bản – Nhà xuất bản giáo dục

6 Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng – Nhà xuất bản Đại học sư phạm

7 Chuẩn kiến thức, kĩ năng môn Vật lí 11 cơ bản

- Nêu được từ trường tồn tại ở đâu và có tính chất gì

- Nêu được đặc điểm đường sức của thanh nam châm thẳng, nam châm chữ U, dòng điện thẳng dài và ống dây dẫn có dòng điện chạy qua

Kim nam châm, nam châm vĩnh cửu, mô hình đường sức của dòng điện thẳng

dài, dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn

+ Kiểm tra sĩ số, tạo không khí học tập

+ Yêu cầu về việc học tập của học sinh, rút kinh nghiệm học kì 1

2 Hoạt động 1: Tìm hiểu về nam châm

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên

- Quan sát tiếp thu

- Cùng giáo viên tiến hành thí

nghiệm quan sát và ghi nhớ

- Rút ra kết luận về sự tương tác:

+ Hai cực cùng tên đẩy nhau

+ Hai cực khác tên hút nhau

Bước 1: Sử dụng nam châm giới thiệu cho học sinh Biểu diễn khả năng hút các vật

Bước 2: Tiến hành thí nghiệm phân biệt các cực của nam châm và kí hiệu của nó

Sử dung kim nam châm như 1 la bàn để chỉ ra các cực của nó

Bước 3: Làm thí nghiệm chứng tỏ sự tương tác giữa các nam châm

* Kết luận: Khẳng định nam châm có

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên

- Tiếp thu và ghi nhớ

- Tìm hiểu SGK

- Rút ra kết luận tổng hợp kiến thức

- Nhận thức vấn đề

Bước 1: Khẳng định dòng điện có từ tính như nam châm

Bước 2: Tìm hiểu tương tác của dòng điện

Bước 3: Kiểm tra việc tìm hiểu kiến thức

Qua tìm hiệu rút ra kết luận về tương tác của dòng điện

* Kết luận: Khẳng định sự tồn tại của

từ trường ở nam châm và dòng điện

4 Hoạt động 3: Tìm hiểu từ trường

- Mục tiêu:

+ Định nghĩa từ trường, nêu quy ước về hướng của từ trường tại 1 điểm

+ Phát hiện được sự tồn tại của từ trường trong trường hợp thông thường

- Thời gian: < 13 phút>