NÂNG CAO HỨNG THÚ và kết QUẢ học tập CHO học SINHLỚP 11 THÔNG QUA VIỆC sử DỤNG mô HÌNH TRONG bài học“từ TRƯỜNG của DÒNG điện CHẠY TRONG các dây dẫn CÓHÌNH DẠNG đặc BIỆT” – CHƯƠNG TRÌNH vật lí 11

SỞ GIÁO DỤC & ĐẠO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT NÔNG CỐNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: NÂNG CAO HỨNG THÚ VÀ KẾT QUẢ HỌC TẬP CHO HỌC SINH LỚP 11 THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG MÔ HÌNH TRONG BÀI HỌC: “TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT” – CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 11 Giáo viên: Phan Thanh Liêm Đơn vị: Trường THPT Nông Cống Tổ: Vật lí – Công nghệ Năm học: 2010 – 2011 MỤC LỤC Trang Trang bìa……………………………………………………………………… Mục lục ……………………………………………………………………… I Đặt vấn đề………………………………………………………………… Lí chọn đề tài…………………………………………………………… Thực trạng vấn đề…………………………………………………… II Giải vấn đề………………………………………………………… Giải pháp thực hiện……………………………………………………… Biện pháp thực hiện……………………………………………………… 2.1 Thiết kế mô hình………………………………………………………… 2.2 Sử dụng mô hình………………………………………………………… 10 2.3 Kiểm tra kết ứng dụng đề tài……………………………………… 17 III Kết luận………………………………………………………………… 18 Trường THPT Nông Cống Tổ: Lí – Công nghệ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: “ Nâng cao hứng thú kết học tập cho học sinh lớp 11 thông qua việc sử dụng mô hình “ Từ trường dòng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt” – chương trình vật lí 11” I ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Nhằm góp phần đáp ứng mục tiêu giáo dục việc đổi phương pháp dạy học từ chiều sang phương pháp dạy học tích cực: giúp học sinh phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo, rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào tính khác học tập thực tiễn; tạo niềm tin, niềm vui, hứng thú học tập Làm cho Học trình học sinh tìm tòi, khám phá, phát hiện, tự hình thành hiểu biết, lực phẩm chất Trong đề tài muốn khai thác triệt để tính trực quan, sinh động học từ mô hình tự thiết kế Bên cạnh giải khó khăn gặp phải giáo viên tổ chức hoạt động dạy học Từ nâng cao hiệu dạy học theo chương trình với yêu cầu cao so với trước Thực trạng vấn đề Qua nhiều năm giảng dạy, nhận thấy học sinh học chương trình vật lí 11 thường khó khăn trước toán xác định chiều đường sức từ hướng vectơ cảm ứng từ từ trường Với việc sử dụng hình vẽ sách giáo khoa (hoặc tranh vẽ) việc học sinh xác định xác chiều đường sức hướng vectơ cảm ứng từ điểm từ trường khó khăn Đặc biệt thay đổi góc nhìn từ trường nói học sinh thường xác định sai hướng vec tơ cảm ứng từ, với học sinh trung bình, có khả tư hình học không gian Ví dụ: - Cho dòng điện thẳng, xác định hướng vec tơ cảm ứng từ M I M • •M I v.v… Trong phòng thiết bị trường phổ thông chưa có tranh vẽ hay mô hình thực tế mô tả đầy đủ đường sức, hay hướng véc tơ cảm ứng từ điểm từ trường dòng điện chạy dây dẫn có dạng đặc biệt Với hình vẽ không gian vẽ mặt phẳng việc mô tả dạng đường sức hay việc hướng dẫn học sinh sử dụng quy tắc nắm tay phải, quy tắc đinh ốc khó khăn giáo viên Qua dự giờ, biết có giáo viên sử dụng hình ảnh từ phần mềm CNTT nhằm hạn chế khó khăn giải phần (không có nhiều góc quan sát, học sinh thực hành quy tắc xác định chiều đường sức từ v.v….) - Ngoài sử dụng tranh vẽ sách giáo khoa không dễ gây hứng thú học tập học sinh so với việc thay mô hình thực tế - Qua trao đổi với đồng nghiệp biết giáo viên có khó khăn tương tự mà chưa có hướng giải II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Giải pháp thực - Trước hết đề tài muốn giới thiệu tỉ mỉ cách thiết kế mô hình phục vụ cho học cách đơn giản vật liệu dễ tìm kiếm thực tế Từ giáo viên tự thiết kế mô hình - Phần thứ hai đề tài giới thiệu cách sử dụng mô hình dạy học “ Từ trường dòng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt” - Từ việc sử dụng mô hình, học sinh dễ dàng hình dung dạng đường sức, chiều đường sức hướng vectơ cảm ứng từ điểm từ trường, dù ta yêu cầu nhiều góc độ quan sát khác - Mô hình giúp học sinh trực tiếp thao tác quy tắc “quy tắc nắm tay phải”, “quy tắc đinh ốc” từ học sinh dễ hiểu, dễ nhớ vận dụng tốt nhiều trường hợp phức tạp Biện pháp thực 2.1 Thiết kế mô hình a Dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài: - Mô hình có cấu tạo đơn giản nên để mô hình dễ quan sát ta thiết kế với kích thước lớn Dòng điện thẳng làm thép đường kính cỡ mm với chiều dài cỡ 0,8 m Trên có hàn mẫu thép nhỏ hình mũi tên để chiều dòng điện Dòng điện thẳng dài - Đường sức từ thiết kế thép đường kính cỡ mm – mm uốn thành vòng tròn có đường kính cỡ 20 cm – 25 cm có gắn mũi tên chiều đường sức từ Mũi tên chiều đường sức từ - Trên đường sức có hàn gắn hai đinh ốc theo phương tiếp tuyến với đường sức nhằm mô tả véc tơ cảm ứng từ điểm tương ứng đường sức từ Véc tơ cảm ứng từ - Hàn cứng có chiều dài đường kính đường sức để gắn kết dòng điện đường sức thành khối để dễ vận chuyển sử dụng (Thanh không sơn màu) - Cần lưu ý chi tiết quan trọng phải sơn màu để dễ quan sát chi tiết khác phải có màu sơn khác để phân biệt Các mũi tên gắn chiều phải tuân theo quy tắc xác định chiều học (VD: quy tắc nắm tay phải…) Dưới ảnh mô hình hoàn chỉnh thiết kế: b Dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn Dòng điện tròn làm dây thép đường kính cỡ mm – mm uốn thành vòng tròn Đường kính dòng điện khoảng 15 cm – 20 cm Dòng điện tròn - Các đường sức từ làm thép đường kính mm – mm, uốn thành đường có dạng nhánh hypebol nhằm mô tả đoạn đường sức từ xuyên qua dòng điện Đường sức từ qua tâm dòng điện làm đoạn thép thẳng, chiều gắn đinh ốc để mô tả véc tơ cảm ứng từ tâm dòng điện Đường sức từ Giá hình chữ nhật Ta xét đường sức nằm mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng dòng điện Do ta hàn giá có dạng hình chữ nhật nằm mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng dòng điện Để đặt mô hình mặt phẳng nằm ngang ta hàn bốn chân giá hình chữ nhật Dòng điện, đường sức từ, mũi tên diễn tả chiều sơn với màu khác nhằm phân biệt quan sát Một hình được thiết kế hoàn chỉnh có dạng ảnh sau: c Dòng điện chạy ống dây dẫn hình trụ - Dòng điện ống dây thiết kế dây thép đường kính cỡ mm – mm uốn thành ống dây dài khoảng 25cm, đường kính ống từ cm7 cm (đường kính không nên lớn để sử dụng mô hình ta diễn tả tốt quy tắc khum bàn tay phải) Ống dây mang dòng điện - Trên vòng dòng điện ta có gắn mũi tên chiều dòng điện ống dây - Với đường sức từ: Ta thiết kế bốn đường sức cong khép kín đường sức thẳng trùng trục ống dây Các đường sức uốn dây thép đường kính cỡ mm – mm Đường sức từ - Để mô hình mô tả không gian ta bố trí số đường sức từ nằm hai mặt phẳng đặt vuông góc cách hàn gắn đường sức thanh kim loại (nếu hàn nhiều hình khó quan sát) Các đường sức từ gắn mũi tên đường sức từ thẳng trùng với trục ống dây hàn gắn đinh ốc để diễn tả chiều đường sức diễn tả chiều véc tơ cảm ứng từ có giá trùng trục ống dây - Tương tự hai dòng điện trước, ta sơn màu dòng điện, đường sức từ mũi tên chiều (bằng màu khác để phân biệt) cho dòng điện Dưới ảnh mô hình hoàn thành Sử dụng mô hình a Sử dụng dòng điện thẳng - Từ mô hình giáo viên mô tả dòng điện, đường sức mặt phẳng vuông góc với dòng điện - Yêu cầu học sinh nghiệm lại quy tắc nắm tay phải dựa vào chiều dòng điện chiều đường sức có mô hình (ảnh dưới) 2.2 10 - Giáo viên yêu cầu học sinh xác định hướng véc tơ cảm ứng từ điểm đường sức từ (phương tiếp tuyến đường sức từ, chiều chiều đường sức điểm xét) rõ mô hình để học sinh dễ hình dung Véc tơ cảm ứng từ điểm đường sức từ - Sau giáo viên thay đổi góc nhìn dòng điện để học sinh nhận biết dạng đường sức, chiều đường sức hướng véc tơ cảm ứng từ điểm nhiều góc quan sát khác Đặc biệt cần đặt dòng điện góc quan sát hình vẽ 21.2a SGK Đây trường hợp học sinh khó xác định hướng véc tơ cảm ứng từ ( trường hợp véc tơ cảm ứng từ vuông góc mặt phẳng giấy), nhiên mô hình dùng đinh vít hàn vào đường sức để mô tả nên học sinh dễ nhận Ví dụ góc quan sát: v.v… 11 b Sử dụng mô hình dòng điện tròn - Giáo viên giới thiệu dòng điện, dạng đường sức từ mô tả mô hình (không phải dùng tranh vẽ hay giới thiệu hình vẽ SGK) Dòng điện Đường sức từ - Yêu cầu học sinh nghiệm lại chiều đường sức quy tắc “vào Nam Bắc” hay quy tắc “ khum tay phải” (cần lưu ý học sinh, chiều đường sức xác định chiều phần đường sức từ xuyên qua dòng điện) Hay quy tắc nắm tay phải 12 - Véc tơ cảm ứng từ tâm dòng điện có hướng mô tả đinh vít Trên đinh vít thể cách vẽ hướng véc tơ cảm ứng từ trường hợp véc tơ vuông góc với mặt phẳng hình vẽ Đinh vít mô tả vectơ cảm ứng từ tâm dòng điện - Cần cho học sinh quan sát mô hình nhiều góc khác Việc làm giúp học sinh không khó khăn gặp tập phức tạp tập áp dụng nguyên lí chồng chất từ trường (phải nhìn nhiều dòng điện nhiều góc khác nhau) 13 Hoặc 14 c Sử dụng mô hình dòng điện chạy ống dây dẫn hình trụ - Mô hình diễn tả rõ chiều dòng điện, dạng đường sức, chiều đường sức không gian (học sinh tự nhận biết từ mô hình) - Giáo viên cho học sinh quan sát mô hình yêu cầu mô tả dạng đường sức từ, nhận xét phần từ trường ống xa hai đầu ống dây (từ trường đều) Các đường sức từ thẳng, song song, cách 15 - Véc tơ cảm ứng từ bên ống dây mô tả theo đường sức từ qua tâm ống dây Sử dụng mô hình giúp học sinh hình dung cách mô tả vec tơ trường hợp vuông góc mặt phẳng hình vẽ Véc tơ cảm ứng từ hướng vào ( mô tả theo kí hiệu ) - Mô hình giúp học sinh thực hành quy tắc nắm tay phải mô hình theo nhiều góc quan sát khác thay nhìn theo tranh vẽ 16 Hoặc góc nhìn khác 2.3 Kết ứng dụng đề tài Qua nhiều lần sử dụng giảng dạy việc sử dụng mô hình ưu điểm hiệu thể rõ: 17 Sử dụng mô hình giúp giáo viên không cần sử dụng tranh vẽ, không cần mô tả nhiều dạng đường sức từ từ trường dòng điện mà học sinh từ quan sát mô hình dễ dàng nhận Mô hình giúp học sinh hình dung nhanh, xác khái niệm trừu tượng đường sức, véc tơ cảm ứng từ Qua việc sử dụng mô hình thực tế nhiều lần luôn quan tâm tới tính hiệu Sau lần kiểm nghiệm tính hiệu đề tài mà thực hiện: Chọn hai lớp có khả học tập tương đối ngang từ đầu năm học (trước tác động) lớp 11A7 lớp 11A8 (Trường THPT Nông Cống 3) làm khách thể nghiên cứu + Lớp tác động (sử dụng mô hình giảng dạy): 11A8 + Lớp đối chứng ( không sử dụng mô hình giảng dạy): 11A7 Bài kiểm tra liên quan đến học có kết quả: Lớp Tổng Điểm/số học sinh đạt điểm số HS 50 0 16 12 11A8 (lớp thực nghiệm) 11A7 48 (lớp đối chứng) 13 12 Tổng 10 số điểm 298 225 Điểm trung bình 5,96 4,69 Bảng so sánh điểm trung bình kiểm tra sau tác động Lớp Lớp thực nghiệm (11A8) Lớp đối chứng (11A7) Chênh lệch Số học sinh 50 48 Giá trị trung bình 5,96 4,69 1,27 Qua việc phân tích giữ liệu ta thấy sau tác động, kết trung bình kiểm tra nhóm thực nghiệm cao nhóm đối chứng 1,27 điểm Như tác động đem lại hiệu Ngoài trình giảng dạy nhận thấy học sinh lớp 11A8 tập trung vào nhiều hơn, em thật chăm vào mô hình nhìn vào tranh vẽ, em hứng thú với việc trực tiếp thực hành quy tắc nắm tay phải hay quy tắc khum tay phải…Số học sinh thuộc cũ lớp 11A8 vượt trội 18 so với học sinh lớp 11A7 điều quan trọng khắc sâu kiến thức thời gian dài III KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu hoàn thiện đề tài với nhiều trải nghiệm thực tế thân xin khẳng định đề tài thực đem lại hiệu tốt dạy học Ứng dụng đề tài không đem lại thuận lợi cho giáo viên thao tác giảng mà giúp học sinh tăng hứng thú học tập, tiếp thu nhanh dễ hiểu, dễ nhớ vận dụng rộng rãi kiến thực Bên cạnh đề tài mang tính cập nhật cao cải cách chương trình đổi phương pháp dạy học Đề tài hoàn thiện hoàn toàn dựa vào nhận thức đắn thực trạng vấn đề kiểm nghiệm nhiều lần trình dạy học nên mang tính thực tế cao Tác giả đề tài xin khẳng định đề tài mang tính sáng tạo cao, trùng lặp hay tương tự với đề tài Ý tưởng đề tài trăn trở trước khó khăn vấp phải từ thực tế Nội dung đề tài hoàn thiện không từ lần xây dựng mà phải sửa đổi sau nhiều kiểm nghiệm tính hiệu Tôi mong đề tài ứng dụng để giúp giáo viên, học sinh có nhiều thuận lợi dạy học, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục Nông Cống, ngày 10 tháng 04 năm 2011 Người thực Phan Thanh Liêm 19 ... Tổ: Lí – Công nghệ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: “ Nâng cao hứng thú kết học tập cho học sinh lớp 11 thông qua việc sử dụng mô hình “ Từ trường dòng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt” – chương. .. tạp tập áp dụng nguyên lí chồng chất từ trường (phải nhìn nhiều dòng điện nhiều góc khác nhau) 13 Hoặc 14 c Sử dụng mô hình dòng điện chạy ống dây dẫn hình trụ - Mô hình diễn tả rõ chiều dòng điện, ... hai dòng điện trước, ta sơn màu dòng điện, đường sức từ mũi tên chiều (bằng màu khác để phân biệt) cho dòng điện Dưới ảnh mô hình hoàn thành Sử dụng mô hình a Sử dụng dòng điện thẳng - Từ mô hình