Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức thuộc chương từ trường vật lí 11 theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ, bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN VĂN THƯƠNG XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC THUỘC CHƯƠNG TỪ TRƯỜNG – VẬT LÍ 11 THEO CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ CHỦ, BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI, 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN VĂN THƯƠNG XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC THUỘC CHƯƠNG TỪ TRƯỜNG – VẬT LÍ 11 THEO CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ CHỦ, BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: LÍ LUẬN & PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN VẬT LÍ Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS Ngô Diệu Nga HÀ NỘI, 2013 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Vật lí, phòng sau đại học, thầy, giáo trường đại học sư phạm Hà Nội giúp tơi hồn thành khóa học Với lòng biết ơn sâu sắc, xin chân thành cảm ơn tiến sĩ Ngô Diệu Nga, giảng viên trường đại học sư phạm Hà Nội tận tình hướng dẫn tơi q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn sở giáo dục đào tạo Bắc Ninh, ủy ban nhân dân tỉnh Bắc Ninh tạo điều kiện cho học tập Tôi xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, thầy cô giáo tổ vật lí- cơng nghệ trường THPT Gia Bình tỉnh Bắc Ninh tạo điều kiện thuận lợi cho đợt thực nghiệm sư phạm Nhân dịp này, xin cảm ơn tất bạn bè người thân động viên, giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu hồn thành đề tài Hà Nội tháng 12 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Thương LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực không trùng lặp với đề tài khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội tháng 12 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Thương CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN ĐC Đối chứng GV Giáo viên HĐNT Hoạt động nhận thức HS Học sinh NC Nam châm NXB Nhà xuất PPTN Phương pháp thực nhiệm SGK Sách giáo khoa STT Số thứ tự THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm TS Tiến sĩ MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3.Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Cấu trúc nhiệm vụ trình dạy học 1.2 Bản chất học chức dạy 1.2.1 Bản chất hoạt động học 1.2.2 Chức dạy 1.3 Phát huy tính tích cực, tự chủ bồi dưỡng lực sáng tạo HS 1.3.1 Phát huy tính tích cực, tự chủ HS 1.3.2 Hình thành phát triển lực sáng tạo HS 12 1.4 Phương pháp thực nghiệm nghiên cứu khoa học nghiên cứu vật lí 16 1.4.1 Tầm quan trọng Phương pháp thực nghiệm nghiên cứu khoa học nghiên cứu vật lí 16 1.4.2 Nội dung Phương pháp thực nghiệm nghiên cứu khoa học nghiên cứu vật lí 17 1.5 Sử dụng Phương pháp thực nghiệm dạy học vật lí 19 1.5.1 Tầm quan trọng Phương pháp thực nghiệm dạy học vật lí 19 1.5.2 Các giai đoạn Phương pháp thực nghiệm dạy học vật lí 20 1.5.3 Hư g 1.5.4 Những ngh m4 12 1.6.1 Tiến 1.6.2 Qui thể 1.7.1 Mục 1.7.2 Phư 1.7.3 Kết C H T H 37 Ứ 23 thôn 2.1.2 Sơ 2.1.3 Sơ 24 nội dung 2.2.2 Mục 2.2.3 Mục C H 38 38 38 38 38 3.5.1 Tiêu 3.5.2 Các 3.5.3 Diễn 3.5.4 Đ ph9 3.5.5 Ph8 K 10 Ế T 10 ÀI P H DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 3.1 Kết điểm tổng kết môn vật lí 90 Bảng 3.2 Kết điểm kiểm tra 45 phút 98 Bảng 3.3 Kết xử lí để tính tham số 99 Bảng 3.4 Bảng tổng hợp tham số 99 Bảng 3.5 Bảng phân phối tần số điểm xi 99 Bảng 3.6 Bảng phân phối tần xuất điểm xi 100 Bảng 3.7 Bảng phân phối tần xuất lũy tích 101 DANH MỤC BIỂU ĐỒ Bi ểu Bi ểu Bi ểu Bi ểu Tr an 1 1 PHIẾU HỌC TẬP SỐ ( Nhóm 4, 8, 12 ) Câu 1.Trình bày cách tạo từ phổ từ trường dòng điện ống dây? Câu Vẽ hình ảnh đương sức từ từ trường dòng điện ống dây? Câu Xác định chiều đường sức từ từ trường dòng điện ống dây? 111 PHIẾU HỌC TẬP SỐ ( cá nhân ) ( phần hệ thống hóa kiến thức ) Cõu + Tìm ph ơng, chiều từ tr ờng điểm A, B hình vẽ + Tìm chiều dòng điện hình vẽ ã A < Từ tr ờng h ớng vào I Ä · B H×nh vÏ H×nh vÏ Câu Nhận định sau không nam châm A Mọi nam châm nằm cân trục trùng theo phương bắc nam B Các cực tên nam châm đẩy C Mọi nam châm hútđược sắt D Mọi nam châm có hai cực Câu Các đường sức từ đường cong vẽ không gian cáo từ trường cho: A Pháp tuyến điểm trùng với hướng từ trường điểm B Tiếp tuyến điểm trùng với hướng từ trường điểm C Pháp tuyến điểm tạo với hướng từ trường góc khơng đổi D Tiếp tuyến điểm tạo với hướng từ trường góc khơng đổi 112 Câu Đặc điểm sau đường sức từ biểu diễn từ trường sinh dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài? A Các đường sức đường tròn B Mặt phẳng chứa đường sức vng góc với dây dẫn C Chiều đường sức xác định quy tắc bàn tay trái D Chiều đường sức không phụ thuộc chiều dòng điện Câu Đường sức từ khơng có tính chất sau đây? A Qua điểm không gian vẽ đường sức B Các đường sức đường cong khép kín vơ hạn hai đầu C Chiều đường sức chiều từ trường D Các đường sức từ trường cắt Đáp án: Câu 1: Tại A từ trường hướng vào, Tại B từ trường hướng ra;Ý dòng điện chiều kim đồng hồ; Câu 2: A; Câu 3: B; Câu 4: D; Câu 5: D 113 PHỤ LỤC PHIẾU THĂM DÒ Ý KIẾN Để tìm hiểu thực tế dạy học trường THPT nhằm góp phần cải tiến, đổi phương pháp dạy học, qua xây dựng tiến trình dạy học mang tính khả thi Chúng tơi kính mong thầy, cô dành chút thời gian bày tỏ quan điểm Xin chân thành cảm ơn thầy, cơ! Thơng tin GV: Thầy, cô GV trường: Tỉnh (TP) Số năm công tác Qua dạy học chương “Từ trường“ lớp 11 THPT , thầy (cô) nhận thấy: * Những thuận lợi cho GV dạy học: * Những khó khăn cho GV dạy học: * Những khó khăn, vướng mắc, sai lầm HS thường gặp phải: Khi dạy học, thầy, cô nhận thấy chương “Từ trường“ mức độ chương trình vật lí 11 THPT: Rất khó dạy cho HS hiểu rõ chất Khó dạy cho HS hiểu rõ chất Mức độ trung bình so với kiến thức khác Dễ dạy cho HS hiểu rõ chất Rất dễ dạy cho HS hiểu rõ chất Khi dạy học vật lí THPT thầy, thường sử dụng phương pháp, hình thức dạy học: Phương pháp thuyết trình Phương pháp đàm thoại Phương pháp thí nghiệm biểu diễn 114 Phương pháp nêu vấn đề Phương pháp sử dụng phương tiện dạy học Phương pháp, hình thức dạy học khác Mục đích thầy, sử dụng phương phương pháp để : Khi dạy học chương “Từ trường“ thầy, thường sử dụng phương pháp, hình thức dạy học nào: Mục đích thầy, sử dụng phương phương pháp để : Khi dạy học chương “Từ trường“ thầy, thường sử dụng thí nghiệm mức độ: Thường xuyên tất có thí nghiệm Thỉnh thoảng, số có nội dung ngắn, có đủ thời gian Khơng sử dụng thí nghiệm Mục đích thầy, sử dụng thí nghiệm để: Tạo tình học tập, nêu vấn đề học Minh họa, kiểm tra kiến thức, kết luận, quy tắc, định luật Khảo sát, tìm quy luật tượng Thầy, thường sử dụng thí nghiệm nào? GV tiến hành thí nghiệm HS theo dõi GV tiến hành thí nghiệm với vài HS Làm thí nghiệm theo nhóm Trước tiến hành thí nghiệm thầy, thường: Giảng giải cho HS hiểu nội dung kiến thức mới, sau tiến hành thí nghiệm minh họa Nêu rõ mục đích thí nghiệm sau tiến hành thí nghiệm minh họa Đề nghị HS đề xuất phương án thí nghiệm, sau làm thí nghiệm theo phương án HS đề xuất 115 Thầy, có sử dụng PPTN dạy học vật lí? Chưa Một vài lần, chương khác chương “Từ trường“ Một vài lần, có thuộc chương “Từ trường“ Thường xuyên, nhiều thuộc chương khác chương “Từ trường“ Thường xuyên, thuộc chương “Từ trường“ Xin chân trọng cảm ơn đóng góp, hợp tác Thầy, cô! 116 PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA 45 PHÚT I Phần trắc nghiệm (5 điểm) Câu hai dây dẫn song song gần co hai dòng điện chạy chiều A Hai dây đẩy B Hai dây hút C Xuất mô men lực tác dụng lên hai dây D Không xuất lực mô men lực tác dụng lên hai dây Câu Một khung dây dẫn có dòng điện chạy qua nằm từ trường B luuon ln có xu hướng quay mặt phẳng khung đến vị trí A Song song với B B Vng góc với B C Hoặc song song vng góc với B , phụ thuộc vào chiều dòng điện D Tạo với B góc 45 Câu Dòng điện có cường độ 5A chạy dây dẫn đặt terong từ trường có cảm ứng từ 1T Góc tạo thành chiều dòng điện chiều từ trường 60 Nếu từ trường tác dụng lên dây dẫn lực 2N chiều dài dây dẫn bằng: A 0,82m B 0,64m C 0,46m D 0,52m Câu Một electron bay vào từ trường theo hướng vng góc với đường sức từ Chuyển động electron A Không thay đổi B Thay đổi hướng C Thay đổi tốc độ D Thay đổi lượng -6 Câu Một hạt proton chuyển động với vận tốc 2.10 m/s vào vùng khơng gian có từ trường B = 0,02 (T) theo hướng hợp với véc tơ cảm ứng từ góc 30 Biết -19 điện tích proton 1,6.10 (C) Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn là: -14 A 3,2.10 (N) -15 B 3,2.10 (N) -15 C 6,4.10 (N) -14 D 6,4.10 (N) Câu Hai dây dẫn thẳng, dài đặt song song với khơng khí cách 16 cm có dòng điện I1 = I2 = 10 A chạy qua ngược chiều Cảm ứng từ điểm cách hai dây dẫn cm A -5 B 10 T -5 C 2,5.10 T -5 D 10 T Câu Một hạt tích điện chuyển động từ trường Mặt phẵng quỹ đạo hạt vng góc đường sức từ Nếu hạt chuyển động với vận tốc v1 = 1,6.10 m/s lực Lorenxơ tác dụng lên hạt -6 f1 = 2.10 N Nếu hạt chuyển động với vận tốc v2 = 4.10 m/s lực Lorenxơ f2 tác dụng lên hạt -6 A 4.10 N -5 B 10 N -6 C 5.10 N -5 D 5.10 N Câu Một đoạn dây có dòng điện đặt từ trường có cảm ứng từ 117 ® ® B Để lực từ tác dụng lên dây có giá trị cực tiểu góc a dây dẫn B phải A a = B a = 30 C a = 60 D a = 90 Câu Chọn câu trả lời sai A Tương tác dòng điện với dòng điện gọi tương tác từ B Cảm ứng từ đặc trưng cho từ trường mặt gây lực từ C Xung quanh điện tích đứng n có điện trường từ trường D Ta vẽ đường sức từ qua điểm từ trường Câu 10 Kim nam cham la bàn đặt mặt đất hướng Bắc - Nam địa lí A Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho B Lực điện Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho C Từ trường Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho D Vì lí khác chưa biết II Phần tự luận (5 điểm) Câu Một dây dẫn thẳng, dài có vỏ bọc cách điện, khoảng uốn thành vòng tròn, bán kính R = 20 cm hình vẽ Dòng điện chạy qua dây dẫn có cường độ A Xác định cảm ứng từ tâm O vòng tròn Câu Dùng dây đồng có phủ lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh hình trụ dài L = 50 cm, có đường kính d = cm để làm ống dây Sợi dây quấn ống dây có chiều dài l = 314 cm vòng dây quấn sát Hỏi cho dòng điện cường độ I = 0,4 A chạy qua ống dây, cảm ứng từ bên ống dây bao nhiêu? Câu Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song khơng khí cách đoạn d = 2a có dòng điện ngược chiều cường độ I1 = I2 = I chạy qua a) Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách hai dây dẫn đoạn x b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại ĐÁP ÁN – HƯỚNG DẪN, BIỂU ĐIỂM: I Phần trắc nghiệm: ( 5điểm) 1-B; 2-A; 3-C; 4-B; 5-D; 6D; 7-D; 8-A; 9-C; 10-C II Phần tự luận( 5điểm) Câu (2 điểm) Dòng điện chạy vòng tròn gây ® tâm O cảm 118 ứng từ B1 vng góc với mặt phẳng hình ngồi vào có độ lớn: B = 2p.10 -7 vẽ, I -6 = 15,7.10 T R Dòng điện chạy dây dẫn thẳng hướng từ gây tâm O ® cảm ứng từ B2 vng góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ có độ lớn: B2 = 2.10 -7 I -6 = 5.10 T R ® ® ® ® ® Cảm ứng từ tổng hợp O B = B1 + B2 B1 B2 phương, ngược chiều ® ® Vì B1 > B2 nên B phương, chiều với B1 có độ lớn B = B1 – B2 = -6 10,7.10 T Câu (1 điểm) Chu vi vòng dây: pd, số vòng dây: N = l pd Cảm ứng từ bên ống dây: N l B = 4p.10-7 L I = 4p.10-7 pdL I = 2,5.10-5 T Câu (2điểm) a) Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I1 vào A, dòng I2 B Các dòng điện I1 119 ® ® I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: B1 = B = 2.10 -7 ® I x ® ® Cảm ứng từ tổng hợp M B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ có độ lớn: B = B1 cosa + B2 cosa = 2B cosa = 2.10 2 -7 I a a I = 4.10-7 I xx a x a 2; B đạt cực đại y = a +y b) Đặt MH = y; ta có x = a + y ð B = 4.10 I -7 ð x = a; Bmax = 4.10 -7 120 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH HOẠT ĐỘNG Ở LỚP THỰC NGHIỆM LỚP 11A1 TRONG GIỜ HỌC BÀI: LỰC TỪ CẢM ỨNG TỪ Học sinh nhóm làm thí nghiệm xác định độ lớn lực từ 121 Học sinh nhóm làm thí nghiệm xác định độ lớn lực từ Học sinh chủ động tham gia hoạt động học tập tích cực ... ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN VĂN THƯƠNG XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC THUỘC CHƯƠNG TỪ TRƯỜNG – VẬT LÍ 11 THEO CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT HUY. .. điểm lí luận dạy học đại tổ chúc hoạt động nhận thức dạy học vật lí theo PPTN để thiết kế tiến trình dạy học số kiến thức thuộc chương Từ trường" – Vật lí 11 nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ,. .. gồm chương: Chương 1: Cơ sở lý luận thực tiễn đề tài Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học số kiến thức thuộc chương Từ trường – Vật lí 11 theo giai đoạn phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính