CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ SỬ DỤNG TỪ TRƯỜNG CÓ TẦN SỐ CAO TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Sau Đại học, ban chủ nhiệm khoa Vật lí tổ mơn Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí trường Đại học sư phạm Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình học tập nghiên cứu Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn – PGS TS Nguyễn Mạnh Thảo hướng dẫn tận tình, động viên, giúp đỡ em suốt q trình nghiên cứu khoa học hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Sở Giáo dục Đào tạo tỉnh Lạng Sơn, Sở Nội vụ tỉnh Lạng Sơn tạo điều kiện cho tham gia hồn thành khóa học Tơi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, tổ chuyên môn Vật lí, tập thể lớp 11B - trường THPT chuyên Chu Văn An – Lạng Sơn ủng hộ tạo điều kiện trình tiến hành thực nghiệm đề tài Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè động viên, hỗ trợ kĩ thuật, đóng góp ý kiến… giúp tác giả suốt thời gian nghiên cứu hoàn thiện luận văn Hà Nội, tháng 10 năm 2015 Tác giả luận văn Hà Bình Dương CÁC CHỮ VIẾT TẮT - Học sinh HS - Giáo viên GV - Hoạt động HĐ - Trung học phổ thơng THPT - Thiết bị thí nghiệm TBTN - Bài tập BT - Thí nghiệm TN - Phó giáo sư, tiến sĩ PGS.TS - Nhà xuất NXB - Suy luận lý thuyết SLLT - Phụ lục PL - Phương án thí nghiệm PATN MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Chúng ta sống kỉ nguyên tiến vượt bậc khoa học cơng nghệ Do nghiệp giáo dục nước nhà đòi hỏi phải đào tạo hệ có đủ kiến thức, lực hoạt động sáng tạo phẩm chất đạo đức tốt để làm chủ đất nước hội nhập quốc tế Chính mà Nghị Hội nghị Trung ương khóa XI đổi bản, tồn diện giáo dục đào tạo nêu rõ: “Tiếp tục đổi mạnh mẽ phương pháp dạy học theo hướng đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo vận dụng kiến thức, kĩ người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo sở để người học tự cập nhật đổi tri thức, kĩ năng, phát triển lực Chuyển từ học chủ yếu lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, ý hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học ” Trong năm gần đây, với đổi chương trình giáo dục phổ thơng, TBDH đóng vai trị quan trọng việc đổi phương pháp dạy học Đối với mơn Vật lí, hầu hết trường phổ thơng trang bị đầy đủ TBDH từ lớp đến lớp 12 theo Danh mục TBDH tối thiểu Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành Ngày 29 tháng năm 2011, Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành Danh mục tối thiểu TBDH mơn Vật lí - Trường trung học phổ thơng Chun Theo danh mục đó, có dụng cụ đo nhập từ nước ngồi cịn thiết bị thí nghiệm khác TBDH nước thiết kế để sử dụng kết hợp với dụng cụ đo nhằm đảm bảo phù hợp với chương trình dạy học Việt nam Bộ thí nghiệm tượng cảm ứng điện từ thí nghiệm sử dụng để thực thí nghiệm khảo sát chương trình, "Nghiên cứu tượng cảm ứng điện từ" Tuy nhiên, nay, trường THPT chưa có TN tượng cảm ứng điện từ khảo sát mối quan hệ định lượng đại lượng vật lý tượng cảm ứng điện từ Thực tế dẫn đến giáo viên học sinh chưa có TN hoàn chỉnh tượng cảm ứng điện từ để sử dụng vậy, chưa có điều kiện để tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo rèn luyện kĩ thí nghiệm, lực giải vấn đề HS dạy học kiến thức chuyên đề Các thí nghiệm truyền thống tượng cảm ứng điện từ dùng nam châm để tạo từ trường, để tạo từ trường biến thiên cần có chuyển động tương đối nam châm vòng dây Chính thời gian diễn tượng nhanh, suất điện động cảm ứng tạo có độ lớn không ổn định Và đặc biệt ta không khảo sát mối quan hệ định lượng đại lượng vật lý tượng cảm ứng điện từ Do thiết kế chế tạo TN hoàn chỉnh tượng cảm ứng điện từ đáp ứng yêu cầu sử dụng TN chế tạo để tổ chức hoạt động nhận thức HS phát huy tính tích cực, sáng tạo rèn luyện kĩ thí nghiệm, lực giải vấn đề HS học tập kiến thức tượng cảm ứng điện từ lớp 11 THPT chuyên Với lí trên, lựa chọn nghiên cứu đề tài: “CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ SỬ DỤNG TỪ TRƯỜNG CÓ TẦN SỐ CAO TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG” Mục đích nghiên cứu đề tài - Chế tạo TN tượng cảm ứng điện từ - Tích hợp hai tính ưu việt cho TN: trực quan (quan sát tượng mắt) khoa học (đo vẽ đồ thị định lượng ) - Thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng TN chế tạo để tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo HS rèn luyện kỹ thí nghiệm, lực giải vấn đề cho HS dạy học kiến thức tượng cảm ứng điện từ lớp 11 THPT chuyên Giả thuyết khoa học đề tài Nếu chế tạo TN tượng cảm ứng điện từ thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng TN theo lí luận dạy học đại, lôi HS tham gia vào tiến trình tìm tịi giải vấn đề dạy học kiến thức tượng cảm ứng điện từ lớp 11 THPT chun góp phần nâng cao hiệu hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo HS rèn luyện kỹ thí nghiệm, lực giải vấn đề cho HS Đối tượng nghiên cứu đề tài - Nội dung kiến thức chương “ Cảm ứng điện từ ” Vật lí 11 THPT chuyên - Thiết bị thí nghiệm biểu diễn thí nghiệm thực hành tượng cảm ứng điện từ - Hoạt động dạy học kiến thức chương “Cảm ứng điện từ ” Vật lí 11 - THPT chuyên Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu lí luận dạy học đại phương pháp, hình thức dạy học nhằm tăng cường tính tích cực, sáng tạo HS học tập - Phân tích phần kiến thức chương cảm ứng điện từ lớp 11 THPT chuyên nhằm tìm hiểu cấu trúc nội dung đặc điểm kiến thức cần xây dựng - Tìm hiểu thực tế dạy học phần kiến thức chương cảm ứng điện từ lớp 11 THPT chuyên nhằm làm rõ khó khăn nguyên nhân khó khăn việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo HS - Nghiên cứu TN tượng cảm ứng điện từ sử dụng số trường THPT chuyên chuyên nghiệp để tìm ưu điểm nhược điểm - Thiết kế, chế tạo TN tượng cảm ứng điện từ có sử dụng nguồn phát từ trường biến thiên có cơng suất cao với tính ưu việt - Thiết kế tiến trình dạy học số kiến thức chương cảm ứng điện từ lớp 11 THPT chuyên theo định hướng phát huy tính tích cực, sáng tạo HS học tập - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi, hiệu tiến trình dạy học thiết kế phân tích ưu điểm, nhược điểm TN chế tạo dạy học Phương pháp nghiên cứu đề tài luận văn - Nghiên cứu lý thuyết (nghiên cứu sách, báo lí luận dạy học Vật lí đại, thiết kế, chế tạo sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lí; nghiên cứu kiến thức thí nghiệm tượng cảm ứng điện từ) - Điều tra khảo sát thực tế (nghiên cứu thiết bị có số trường THPT chuyên Dự giờ, tham khảo giáo án dạy học, trao đổi với GV, HS tình hình dạy học kiến thức chương " Cảm ứng điện từ " trường đó) - Nghiên cứu phịng thí nghiệm (nghiên cứu ưu, nhược điểm thí nghiệm tượng cảm ứng điện từ có) - Thực nghiệm sư phạm trường THPT chuyên tiến trình dạy học soạn thảo - Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm, so sánh kết học tập hai nhóm thực nghiệm đối chứng Đóng góp đề tài - Dự kiến đề tài hoàn thành chế tạo thành cơng thí nghiệm tượng tượng cảm ứng điện từ sử dụng nguồn phát từ trường biến thiên có cơng suất cao đưa thí nghiệm vào sử dụng rộng rãi khối trường chuyên - Góp phần nâng cao hiệu hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo HS rèn luyện kỹ thí nghiệm, lực giải vấn đề cho HS Cấu trúc luận văn - Gồm phần: Phần I: Mở đầu Phần II: Nội dung Chương Cơ sở lí luận đề tài Chương “Chế tạo thí nghiệm tổ chức hoạt động dạy học kiến thức tượng cảm ứng điện từ lớp 11 THP chuyên theo lí luận dạy học đại” Chương Thực nghiệm sư phạm Kết luận kiến nghị Phần III: Tài liệu tham khảo - Phụ lục CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Phát huy tính tích cực phát triển lực sáng tạo học sinh học tập 1.1.1 Phát huy tính tích cực học sinh học tập Tính tích cực học tập thực chất tính tích cực nhận thức, đặc trưng khát vọng hiểu biết, cố gắng trí lực có nghị lực cao q trình chiếm lĩnh tri thức Theo Kharlanop “Tích cực học tập có nghĩa hồn thành cách chủ động, tự giác, có nghị lực, có hướng đích rõ rệt, có sáng kiến đầy hào hứng, hành động trí óc chân tay nhằm nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, vận dụng chúng vào học tập thực tiễn” Như tích cực đức tính q báu cần thiết cho q trình nhận thức, nhân tố quan trọng tạo nên hiệu học tập Trong dạy học, việc phát triển tính tích cực HS điều kiện quan trọng định đến chất lượng kiến thức việc rèn luyện lực hoạt động HS Quá trình dạy học cần thực cho tác động từ phía GV lên HS cộng hưởng với nỗ lực học tập thân họ Để làm điều này, cách tốt hướng hoạt động HS vào hoạt động say mê tìm tịi giống nhà khoa học tìm cách giải vấn đề khoa học 1.1.2.Các biểu tính tích cực học sinh học tập Tính tích cực nhận thức biểu nỗ lực chủ thể tương tác với đối tượng trình học tập, nghiên cứu; thể nỗ lực hoạt động trí tuệ, huy động mức độ cao chức tâm lí (như hứng thú, ý, ý chí ) nhằm đạt mục đích đặt với mức độ cao GV muốn phát HS có tính tích cực học tập khơng, cần dựa vào dấu hiệu sau đây: - HS tự nguyện tham gia vào hoạt động học tập - HS sẵn sàng, hồ hởi đón nhận nhiệm vụ mà GV giao cho - HS tự giác thực nhiệm vụ mà nhận mà khơng cần phải để GV đôn đốc, nhắc nhở - HS yêu cầu giải đáp thắc mắc lĩnh vực cịn chưa rõ - HS mong muốn đóng góp ý kiến với GV, với bạn bè thơng tin mẻ kinh nghiệm có ngồi sách vở, từ nguồn khác - HS tận dụng thời gian rỗi để cố gắng hồn thành cơng việc, hồn thành cơng việc sớm thời hạn xin nhận thêm nhiệm vụ - HS thường xuyên trao đổi, tranh luận với bạn bè để tìm phương án giải vấn đề, mong muốn GV giúp đỡ, dẫn mà khơng nản chí gặp khó khăn Ngồi ra, tính tích cực HS hoạt động học tập cịn nhận thấy biểu mặt ý chí như: tập trung vào vấn đề nghiên cứu, kiên trì theo đuổi mục tiêu, khơng nản chí trước khó khăn thái độ phản ứng học hay hoạt động nhóm hào hứng, sơi hay chán nản, thờ Những biểu tính tích cực học tập HS để đánh giá hiệu tiến trình dạy học soạn thảo TBTN chế tạo 1.1.3.Các cấp độ tính tích cực học sinh học tập Khi nói tính tích cực người ta thường đánh giá cấp độ cá nhân người học trình thực mục đích hoạt động chung Theo G.I.Sukina tính tích cực chia làm ba cấp độ: - Tính tích cực bắt chước, tái (xuất tác động bên ngoài): HS bắt chước hành động GV, bạn bè - Tính tích cực tìm tịi (đi liền với trình hình thành khái niệm, giải tình nhận thức): HS tìm cách độc lập giải vấn đề nêu ra, tìm cách giải hợp lí - Tích cực sáng tạo (thể chủ thể tìm tịi kiến thức mới): HS nghĩ cách thiết kế, chế tạo dụng cụ TN phương án TN 1.1.4.Các biện pháp phát huy tính tích cực học sinh Các biện pháp nâng cao tính tích cực nhận thức HS lên lớp phản ánh cơng trình xưa tóm tắt sau: - Nói lên ý nghĩa lí thuyết thực tiễn, tầm quan trọng vấn đề nghiên cứu - Nội dung dạy học phải mới, không xa lạ với HS mà phải liên hệ, phát triển cũ có khả áp dụng tương lai Kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, suy nghĩ hàng ngày, thỏa mãn nhu cầu nhận thức HS - Phải dùng phương pháp đa dạng: nêu vấn đề, TN, thực hành, so sánh, tổ chức thảo luận, semina phối hợp chúng với - Kiến thức phải trình bày dạng động, phát triển mâu thuẫn với nhau, tập trung vào vấn đề then chốt, có lúc diễn cách đột ngột, bất ngờ - Sử dụng phương tiện dạy học đại - Sử dụng hình thức tổ chức dạy học khác nhau: cá nhân, nhóm, tập thể, tham quan, làm việc vườn trường, phòng TN - Luyện tập, vận dụng kiến thức vào thực tiễn tình - Thường xuyên kiểm tra đánh giá, khen thưởng kỉ luật kịp thời, mức - Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử GV HS ... “CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ SỬ DỤNG TỪ TRƯỜNG CÓ TẦN SỐ CAO TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG” Mục đích nghiên cứu đề tài - Chế tạo TN tượng cảm ứng điện từ. .. HS dạy học kiến thức tượng cảm ứng điện từ lớp 11 THPT chuyên Giả thuyết khoa học đề tài Nếu chế tạo TN tượng cảm ứng điện từ thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng TN theo lí luận dạy học đại,... phát tần số 50-100Hz Điện áp vào DC 14V Điện áp 2.4.2 Thiết kế chế tạo thí nghiệm cảm ứng điện từ với máy phát tần số 2.4.2.1.Cấu tạo thí nghiệm Xuất phát từ việc tìm hiểu yêu cầu TN dạy học phần