Tổ chức hoạt động ngoại khoá “tiến hành thí nghiệm về từ trường với dụng cụ tự chế tạo từ vỏ lon và chai nhựa” theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh lớp 11

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HOA TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHỐ “TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ TỪ TRƢỜNG VỚI DỤNG CỤ TỰ CHẾ TẠO TỪ VỎ LON VÀ CHAI NHỰA”THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH LỚP 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HOA TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHỐ “TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ TỪ TRƢỜNG VỚI DỤNG CỤ TỰ CHẾ TẠO TỪ VỎ LON VÀ CHAI NHỰA”THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH LỚP 11 Chuyên ngành: Lí luận phƣơng pháp dạy học mơn Vật lí Mã số : 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS.Trần Ngọc Chất HÀ NỘI – 2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầ y Cô giáo Tổ Phương pháp dạy học Vật lí, các Thầ y Cô giáo Khoa Vâ ̣t lí, các Thầy Cô giáo trường ĐHSP Hà Nội đã giúp hoàn thành khóa học Với lòng biế t ơn sâu sắ c, xin chân thành cảm ơn TS Trần Ngọc Chất PGS.TS Nguyễn Ngo ̣c Hưng , người đã tâ ̣n tình hướng dẫn , giúp đỡ suố t quá trình nghiên cứu và hoàn thành luâ ̣n văn Tôi xin chân thàn h cảm ơn Ban Giám hi ệu, các thầy cô giáo toàn em học sinh lớp 11C trường THPT Nho Quan C đã ta ̣o điề u kiê ̣n và giúp đỡ ̣t thực nghiê ̣m sư pha ̣m Tôi xin cảm ơn tấ t cả ba ̣n bè và gia đình đã đô ̣ng viên , giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình học tập , nghiên cứu và hoàn thành đề tài nghiên cứu mình Hà Nội, tháng 05 năm 2017 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hoa CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Nhà xuất bản NXB Học sinh HS Giáo viên GV Trung học phổ thông THPT Hoạt động ngoại khóa HĐNK Bài tập BT Thí nghiệm TN Dụng cụ thí nghiệm DCTN MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Giả thuyết khoa học đề tài Đối tượng nghiên cứu đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu đề tài: Dự kiến đóng góp đề tài: CHƢƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Cơ sở lí luận hoạt động ngoại khóa vâ ̣t lí trƣờng phổ thơng 1.1.1 Vị trí, vai trị hoạt động ngoại khóa trường phổ thơng 1.1.2 Các đặc điểm hoạt động ngoại khóa Vật lí 1.1.3 Nội dung hoạt động ngoại khóa Vật lí 1.1.4 Các hình thức hoạt động ngoại khóa vật lí 1.1.5 Phương pháp dạy học HĐNK vật lí 10 1.1.6 Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lí 12 1.2 Tính tích cực học sinh học tập 14 1.2.1 Khái niệm tính tích cực học sinh học tập 14 1.2.2 Các biểu tính tích cực của học sinh học tập 15 1.2.3 Các cấp độ tính tích cực của học sinh học tập 16 1.3 Năng lực sáng tạo học sinh học tập 16 1.3.1 Khái niệm lực sáng tạo của học sinh học tập 16 1.3.2 Các biểu lực sáng tạo học sinh học tập 16 1.3.3 Các biện pháp hình thành phát triển lực sáng tạo học sinh học tập 17 1.4 Cơ sở lí luận việc thiết kế, chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm dạy học Vật lí trƣờng phổ thông 18 1.4.1.Vai trị thiết bị thí nghiệm dạy học vật lí 19 1.4.2 Các đặc điểm dụng cụ thí nghiệm đơn giản 20 1.4.3 Sự cần thiết việc sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản dạy học Vật lí trường phổ thông 21 1.4.4 Sự cần thiết việc sử dụng dụng cụ thí nghiệm làm từ chai nhựa vỏ lon dạy học vật lí 22 1.4.5 Khả sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản dạy học Vật lí trường phổ thông 23 1.4.6 Thí nghiệm Vật lí nhà học sinh 24 KẾT LUẬN CHƢƠNG 25 CHƢƠNG 2: TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA “TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ TỪ TRƢỜNG VỚI DỤNG CỤ TỰ CHẾ TẠO TỪ VỎ LON VÀ CHAI NHỰA” THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH LỚP 11 26 2.1 Điều tra tình hình dạy học chƣơng Từ trƣờng lớp 11 trƣờng Trung học phổ thơng Nho Quan C- Tỉnh Ninh Bình 26 2.1.1 Mục đích điều tra 26 2.1.2 Phương pháp điều tra 26 2.1.3 Đối tượng điều tra 27 2.1.4 Kết điều tra 27 2.2 Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động ngoại khóa “Tiến hành thí nghiệm từ trƣờng với dụng cụ thí nghiệm tự chế tạo từ vỏ lon chai nhựa” theo hƣớng phát huy tính tích cực phát triển lực sáng tạo học sinh lớp 11 29 2.2.1 Lựa chọn chủ đề ngoại khóa 29 2.2.2 Lập kế hoạch ngoại khóa 30 2.2.3 Tiến hành hoạt động ngoại khóa theo kế hoạch vạch 68 2.2.4 Tổ chức cho học sinh báo cáo kết quả, rút kinh nghiệm, khen thưởng 68 KẾT LUẬN CHƢƠNG 69 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 70 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 70 3.2 Đối tƣợng thời gian thực nghiệm sƣ phạm 70 3.3 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 70 3.4 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm sƣ phạm 71 KẾT LUẬN CHƢƠNG 84 KẾT LUẬN CHUNG 85 KIẾN NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 1: : TN phát từ tính dịng điện 32 Hình 2.2 : Kiểm tra hoạt động pin chanh 33 Hình 2.3 1: TN tương tác hai dòng điện thẳng dài 34 Hình 2.4 1: Động điện chiều khung dây 36 Hình 2.4 2: Động điện chiều khung dây 38 Hình 2.5 1: Động Ritchie 39 Hình 2.5 2: Động Ritchie 40 Hình 2.6 1: Động Faraday 41 Hình 2.6 2: Dòng điện chạy động Faraday 41 Hình 2.6 3: Động Faraday 42 Hình 2.7 1: Động Barlow’sches 43 Hình 2.8 1: Mơ hình tàu biển Yamato 45 Hình 2.9 :TN phụ thuộc từ trường vào mật độ vòng dây 46 Hình 2.9 2: Nam châm lòng ống dây 47 Hình 2.10 1: La bàn tang 50 Hình 2.11 1: Mạch Rơ le điện từ 51 Hình 2.11.2: Chuông điện 51 Hình 2.12 1: : Thiết bị phát dòng điện vòng dây 52 Hình 2.122: Thiết bị phát dòng điện vòng dây 53 Hình 2.13 1: TN từ phổ nam châm hình chữ U 54 Hình 2.13 2: Hình ảnh từ phổ nam châm hình chữ U 54 Hình 2.13 3: Từ phổ nam châm thẳng 55 Hình 2.13 4: TN từ phổ dịng điện thẳng dài 55 Hình 2.13 5: Hình ảnh từ phổ dịng điện thẳng dài 56 Hình 2.13 7: Hình ảnh từ phổ vịng dây 56 Hình 2.13 6: TN từ phổ vòng dây 56 Hình 2.13 8: Hình ảnh từ phổ ống dây 57 Hình 2.14 61 Hình 2.15 61 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Thế giới xảy bùng nổ tri thức khoa học và công nghệ Xã hội kỷ 21 phải là xã hội “dựa vào tri thức”, vào tư sáng tạo, vào tài sáng chế người Để có thể vươn lên được, đòi hỏi chúng ta phải đào tạo nguồn nhân lực phải có kiến thức, mà phải có lực hoạt động thực nghiệm Chính vì mà Hôi nghị ban chấp hành Trung ương khóa VIII khẳng định: “ Đổi phương pháp dạy và học tất cả các cấp học, bậc học, áp dụng phương pháp giáo dục đại, bồi dưỡng học sinh lực tư sáng tạo, lực giải vấn đề” Do vậy, việc đổi phương pháp dạy và học nhà trường phổ thông đó yêu cầu đổi phương pháp dạy và học môn Vật lí là điều tất yếu Sự hạn chế thời gian lớp chương trình chính khóa, đồng thời với gia tăng không ngừng tri thức đã làm xuất mâu thuẫn nhu cầu nhận thức học sinh với tính kế hoạch chương trình Thực tế cho thấy, dạy học nội khoá nặng nề, chưa kích thích được hứng thú học tập và chưa phát triển được lực sáng tạo học sinh Thời gian để học sinh thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn là quá ít so với kiến thức học sinh đã được học Cần phải có thêm các hình thức học tập ngoài chương chình chính khóa hay các hoạt động ngoại khóa Dạy học ngoại khóa giúp học sinh củng cố các kiến thức đã học nội khoá mà giúp đào sâu, mở rộng kiến thức, phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh Việc sử dụng thí nghiệm dạy học góp phần quan vào việc hoàn thiện phẩm chất và lực học sinh, đưa đến phát triển toàn diện cho người học Nhờ thí nghiệm học sinh có thể hiểu sâu bản chất vật lý các tượng, định luật, quá trình được nghiên cứu và đó có khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn học sinh linh hoạt và hiệu quả Thực tế các thí nghiệm sẵn có được cấp các trường THPT có thời hạn sử dụng không lâu, HS làm thí nghiệm với các dụng cụ thí nghiệm đó gặp nhiều khó khăn vì không hiểu hết nguyên tắc hoạt động nó Vì cần phải chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản mà chính HS có thể thiết kế, chế tạo được giúp HS có thể học sâu, nhớ lâu Có □ Khơng □ 5.Em tiến hành thí nghiệm tường trường sách giáo khoa khơng? Có □ Khơng □ 6.Em thiết kế, chế tạo dụng cụ tiến hành thí nghiệm tường trường ngồi thí nghiệm sách giáo khoa khơng? □ Có Khơng Nếu có kể tên thí nghiệm đó: ……………………………………… □ 7.Em thiết kế, lắp đặt tiến hành thiết bị ứng dụng Từ trường khơng? Có □ Khơng □ Chân thành cảm ơn em Chúc em nhiều sức khỏe học tập tốt! 95 PHỤ LỤC HƯỚNG DẪN TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHĨA “TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ TỪ TRƯỜNG VỚI DỤNG CỤ TỰ CHẾ TẠO TỪ VỎ LON VÀ CHAI NHỰA” I Kế hoạch thực Dự kiến tổ chức hoạt động ngoại khóa chia làm các giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Phổ biến nhiệm vụ - Dự kiến thời gian: 17/4/2017 Giai đoạn 2: Thiết kế phương án thí nghiệm - Dự kiến thời gian: Từ 17/4/2017 đến 20/4/2017 Giai đoạn 3:Tiến hành thí nghiệm - Dự kiến thời gian: 20/4- 6/4/2017 Giai đoạn 4:Nhóm HS báo cáo trình bày thí nghiệm - Dự kiến thời gian: 7/4/2017 (Có thể điều chỉnh theo yêu cầu nhà trƣờng) II.Đánh giá Tiêu chí đánh giá Tiêu chí Điểm Có thiết bị thí nghiệm sử dụng vỏ lon, chai nhựa Thiết bị thí nghiệm đẹp mắt Thiết bị thí nghiệm đúng nguyên tắc cấu tạo Thiết bị thí nghiệm có sử dụng vỏ lon, chai nhựa cách tối ưu Thiết bị thí nghiệm có tính sáng tạo (Có cách làm HS tự nghĩ không có giống hướng dẫn GV) Bố trí thí nghiệm đúng nguyên tắc Tiến hành thí nghiệm thành cơng Giải thích được nguyên tắc hoạt động thí nghiệm Nội dung báo cáo thí nghiệm đầy đủ mục yêu cầu, rõ ràng, rành mạch 96 Trình bày báo cáo trước lớp lưu loát, rõ nghĩa, dễ hiểu Trả lời được câu hỏi Gv HS khác Có câu hỏi đúng hay, nội dung cho nhóm khác Thành phần đánh giá - Giáo viên hướng dẫn ngoại khóa: Nguyễn Thị Hoa – ĐH sư phạm Hà Nội - Giáo viên cố vấn: GV dạy mơn vật lí – THPT Nho Quan C - Các HS lớp (khơng chấm cho nhóm mình) III Hƣớng dẫn chung Kiến thức: Kiến thức chương “Từ trường” – Vật lí 11 Những dẫn chung chế tạo dụng cụ thí nghiệm từ vỏ lon chai nhựa - Để đục lỗ thành, nắp, đít chai nhựa thì dùng kim có đầu nhọn, đinh có đầu nhọn, sắt tròn có đường kính nhỏ đường kính lỗ cần đục đã hơ nóng Để làm rộng lỗ quay sắt vòng quanh lỗ - Để đục lỗ thành đáy, lỏ lon dùng dùi sắt nhọn cứng Trong đục lỗ, không nên ấn dùi mạnh mà phải vừa ấn vừa xoay dùi - Khi muốn tháo hoàn toàn nắp lon khỏi vỏ lon thì ta rũa mà gờ miệng vỏ lon, lấy nắp - Muốn cắt bỏ hoàn toàn đáy hay cổ chai nhựa, nắp vỏ lon, dùng mũi dao cưa sắt sau đó dùng giũa giấy giáp làm nhẵn vết cắt - Chai nhựa có tính chất cách điện nên dùng làm vật cách điện - Vỏ lon có tính chất dẫn điện nên dùng làm vật dẫn điện - Khi dùng vỏ lon làm vật dẫn điện phải mài sạch phần sơn cách điện bên vỏ lon giấy giáp vị trí tiếp xúc điện - Nên tiến hành với chai nhựa suốt Để dễ dàng quan sát chi tiết bên dụng cụ Những dẫn chung tiến hành thí nghiệm từ 97 - Trước làm thí nghiệm, cần cạo sạch lớp sơn cách điện lớp Ôxi hóa đầu dây đồng - Không để các nam châm đập trực diện vào tránh va chạm mạnh gây vơ nam châm - Khi tiến hành thí nghiệm với nước muối, sau lần thí nghiệm cần rửa lại dụng cụ nước lã lau sạch tránh hoen rỉ - Để tạo cuộn dây vòng dây tròn, ta quấn dây đồng quanh chai nhựa có đường kính phù hợp - Để tạo khung dây hình chữ nhật, ta dùng đinh đóng góc hình chữ nhật có kích thước mong muốn Rồi dùng dây đồng quấn quanh đinh đó theo số vòng mong muốn - Để khung dây hình chữ nhật chắn, khơng bị bung Sau quấn, nhỏ keo 502 vào khắp khung dây - Không dùng sắt, thép trục quay hay giá đỡ thí nghiệm từ trường Nên sử dụng dây đồng nhôm làm trục quay dùng vỏ lon chai nhựa làm giá đỡ Những dẫn chung sử dụng đồng hồ đo điện - Điều chỉnh đúng thang đo dùng đồng hồ đo (đo hiệu điện thế- thang V, đo cường độ dòng điện -thang A, đo điện trở -thang Ώ) - Không dùng thang đo thấp giá trị cần đo Khi chưa biết giá trị cần đo, ta đo từ thang đo lớn sau đó giảm dần - Tuyệt đối không để thang A và Ώ đặt đầu đồng hồ đo điện vào đầu nguồn điện (pin) 98 PHỤ LỤC BÁO CÁO BÀI TẬP BÁO CÁO NGOẠI KHĨA TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ TỪ TRƯỜNG VỚI DỤNG CỤ TỰ CHẾ TẠO TỪ VỎ LON VÀ CHAI NHỰA Mơn vật lí,giáo viên Nguyễn Thị Hoa- ĐH sư phạm Hà Nội NHÓM Trưởng Nhóm:Nguyễn Thành Nam Trần Thị Lệ Hồng Thị Mĩ Linh Học sinh lớp:11C Trường THPT Nho Quan C  Bài báo cáo gồm : phần I.mơ tả thí nghiệm II.Thí nghiệm III.Ứng dụng IV.Kết luận 99  I.Mơ tả thí nghiệm ◦ 1.Bài tập  Em thiết kế , chế tạo dụng cụ tiến hành số thí nghiêm đơn giản chứng minh dịng điện có từ tính 2.Cách làm a,Chuẩn bị : +kim nam châm(lấy từ la bàn hỏng) +dây đồng 2mm(dài 30cm), dây điện(dài khoảng 1m) +1 chai nhựa ,1 bút hết mực,cục sạc điện thoại hỏng +1 miếng bìa ,băng dính cach điện,keo nến,giấy giáp,… ◦ b,Cách làm:  +bước 1:uốn dây đồng  +bước 2:đục lỗ nắp,2 lỗ luồn dây đồng lỗ tâm dể đặt ngòi bút,cắt ngắn bút tùy vào chiều cao khung dây đồng, đục cho lỗ thẳng hàng +bước 3:gắn cố định vào miếng bìa +bước 4:cắt phần giắc cắm vào điện thoại,nối dây cục sạc với đầu dây đồng +bước 5:đặt kim nam châm lên đầu bút 100 ◦ 3.Cơ chế hoạt động ◦ Cắm sạc vào nguồn xoay chiều 220v, qua sạc cho ta nguồn chiều 5V, dòng điện chạy qua dây đồng, Xoay chai cho dây đồng song song với kim nam châm ◦ +nếu dòng điện có từ tính làm kim nam châm chệch hướng +nếu khơng có từ tính kim nam châm khơng chuyển động  II.Tiến hành thí nghiệm (video) 101 1,Nhận xét -dòng điện chạy qua dây đồng đặt cố định song song với kim nam châm thấy xuất lực làm kim màu đỏ di chuyển lên trên,kim màu trắng di chuyển xuống 2,Giải thích tượng -giữa dịng điện kim nam châm có lực tương tác làm kim nam châm di chuyển,những lực tương tác lực từ(hay nói cách khác dịng điện có từ tính)  III Ứng dụng  +Qua nhiều lần thí nghiệm xét thấy từ tính dây dẫn dịng điện có phụ thuộc vào độ dài dây nên thí nghiệm áp dụng vào việc so sánh độ dài hai cuộn dây với 102 Video mô tả ứng dụng  IV.Kết luận -Thí nghiệm chứng minh cho ta hiểu rõ từ tính dịng điện PHỤ LỤC 6: MỘT SỐ HÌNH ẢNH HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH 103 Nhóm trình chiếu video TN video biên tập nhận xét kết TN chứng minh dòng điện có từ tính Nhóm tiến hành TN với dụng cụ TN kiểm tra hoạt động pin chanh 104 Nhóm trả lời câu hỏi nhóm khác Hình 11 : Nhóm 11 góp ý cải tiến TN nhóm 105 Nhóm báo cáo TN động Ritchie HS nhóm khác xung phong làm TN Faraday 106 Hình 14 : Nhóm hướng dẫn HS nhóm khác làm TN Faraday Nhóm giải thích ngun tắc hoạt động tàu biển Yamato 107 Nhóm trình chiếu video hướng dẫn làm mơ hình tàu Yamato HS chăm xem nhóm báo cáo làm TN 108 109 ... trình tổ chức hoạt động ngoại khóa “Tiến hành thí nghiệm từ trƣờng với dụng cụ thí nghiệm tự chế tạo từ vỏ lon chai nhựa” theo hƣớng phát huy tính tích cực phát triển lực sáng tạo học sinh lớp 11. .. lon chai nhựa” Theo hướng phát huy tính tích cực phát triển lực sáng tạo học sinh lớp 11 25 CHƢƠNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHĨA “TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ TỪ TRƢỜNG VỚI DỤNG CỤ TỰ CHẾ TẠO TỪ VỎ... cứu đề tài :Tổ chức hoạt động ngoại khóa: “Tiến hành thí nghiện từ trường với dụng cụ tự chế tạo từ vỏ lon chai nhựa” theo hướng phát huy tính tích cực phát triển lực sáng tạo HS lớp 11 Mục đích