Sử dụng một số mô hình 3d vào giảng dạy học chương điện từ học của vật lí lớp 9 ở trường THCS lương sơn

MỤC LỤC Mở đầu ………………………………………………………… 1.1 Lý chọn đề tài……………………………………………… 1.2 Mục đích nghiên cứu ………………………………………… 1.3 Đối tượng nghiên cứu………………………………………… 1.4 Phương pháp nghiên cứu………………………………………… Nội dung sáng kiến kinh nghiệm…………………………………… 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm………………………… 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh 2 3 4 nghiệm………………………………………………………………… 2.2.1 Thuận lợi…………………………………………………… 2.2.2 Khó khăn…………………………………………… 2.2.3 Kết thực trạng………………………………………… 2.3 Một số mơ hình 3D chương điện từ học lớp ví dụ việc sử dụng mơ hình 3D vào giảng dạy chương II – Điện từ học mơn Vật Lí 2.3.1 Một số mơ hình 3D chương điện từ học lớp 9…………… 2.3.2 Các ví dụ việc sử dụng mơ hình 3D vào giảng dạy chương II – Điện từ học mơn Vật Lí ……………………………………… 2.4 Kết sáng kiến kinh nghiệm………………………… 17 Kết luận, kiến nghị………………………………………………… 18 3.1 Kết luận…………………………………………………………… 18 3.2 Kiến nghị………………………………………………… 18 Tài liệu tham khảo………………………………………………… 20 Mở đầu 1.1 Lý chọn đề tài Nhằm thực tốt mục tiêu ngành giáo dục nói chung mục tiêu đào tạo mơn Vật Lý trường THCS nói riêng - cung cấp cho học sinh kiến thức phổ thơng bản, có hệ thống tương đối tồn diện Vật Lý môn khoa học quan trọng, sở nhiều ngành kĩ thuật Sự phát triển khoa học Vật Lý tác động trực tiếp tới tiến xã hội, nhận thức vai trò to lớn mơn Vật Lý đời sống sinh hoạt, sản xuất người cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Bên cạnh đó, việc nâng cao chất lượng giáo dục vấn đề quan tâm hàng đầu xã hội Hiện nay, ngành giáo dục đào tạo nổ lực đổi phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động học sinh, giáo viên đóng vai trò người hướng dẫn, tổ chức để học sinh tự lĩnh hội kiến thức cách chủ động sáng tạo Trong thời gian giảng dạy môn Vật Lý, thấy việc tiếp thu kiến thức học sinh phần chương II – điện từ học gặp nhiều khó khăn Nó khó nắm bắt chỗ: kiến thức chương trừu tượng, tượng điện từ học không cầm nắm được, khơng thể quan sát cách rõ ràng Ví dụ: quy tắc nắm tay phải, quy tắc bàn tay trái, tượng cảm ứng điện từ, điều kiện xuất dòng điện cảm ứng, dòng điện xoay chiều…Chính trừu tượng, em học xong cảm giác mơ hồ Dẫn đến em học sinh nhớ lâu, nắm vững kiến thức học Qua việc giảng dạy lớp học tập kinh nghiệm anh chị đồng nghiệp, thấy việc sử dụng số mơ hình 3D, mơ cách cụ thể tượng diện từ học, quy tắc điện từ Việc làm giúp em có nhìn trực quan Bên cạnh việc sử dụng mơ hình 3D có tác dụng biến tượng điện từ phức tạp, quy tắc điện từ rắc rối trở nên đơn giản, dễ hiểu Mô hình 3D sinh động, bắt mắt lại dễ sử dụng Các em học sinh tự sử dụng mơ hình, tạo tâm lí thích thú Từ em tự lĩnh hội kiến thức, nắm vững, nhớ lâu học yêu thích môn học nhiều Từ lý tình hình thực tế việc dạy học Vật Lý trường THCS Lương Sơn, định nghiên cứu đề tài “Sử dụng số mơ hình 3D vào giảng dạy chương điện từ học môn Vật Lý trường THCS Lương Sơn” 1.2 Mục đích nghiên cứu Với việc nghiên cứu thành công sáng kiến kinh nghiệm này, giúp học sinh chủ động lĩnh hội kiến thức với tâm thoải mái, vui vẻ, đồng thời giúp học sinh tự tin, chủ động việc tiếp thu Bên cạnh đó, học sinh nhớ lâu, nhớ kỹ học thơng qua việc em trực tiếp sử dụng mơ hình 3D Vì sử dụng mơ hình 3D, học sinh có nhìn trực quan tượng điện từ Khơng thế, việc sử dụng mơ hình 3D có tác dụng biến tượng điện từ phức tạp, quy tắc điện từ rắc rối trở nên đơn giản, dễ hiểu Đối với giáo viên, sau áp dụng số mơ hình 3D vào giảng dạy chương điện từ học môn Vật Lý việc giảng dạy đem lại chất lượng cao nhiều 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Thiết kế, chế tạo số mơ hình 3D như: + Nam châm thẳng đường sức từ xung quang nam châm thẳng + Nam châm chữ U đường sức từ lòng nam châm chữ U + Đường sức từ xung quanh ống dây + Ống dây dẫn kín - Sử dụng số mơ hình 3D vào giảng dạy chương điện từ học môn Vật Lý trường THCS Lương Sơn 1.4 Phương pháp nghiên cứu Để hoàn thành sáng kiến kinh nghiệm sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp quan sát: từ thực tiễn giảng dạy thân quan sát, đúc rút kinh nghiệm tổng quát thành lý thuyết - Phương pháp trao đổi, thảo luận: từ kết nghiên cứu, thân tiến hành trao đổi, thảo luận với đồng nghiệp để hoàn thiện đề tài - Phương pháp thực nghiệm: Giáo viên tiến hành dạy thí nghiệm theo phương pháp nghiên cứu đề tài Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm Vật Lý môn khoa học quan trọng Môn Vật Lý có mối quan hệ chặt chẽ, qua lại với môn khác Việc tổ chức dạy học Vật Lý THCS cần rèn luyện cho học sinh đạt kết sau: - Kỹ quan sát tượng q trình Vật Lý để thu thập thơng tin liệu cần thiết - Kỹ sử dụng dụng cụ đo lường Vật Lý phổ biến, lắp ráp tiến hành thí nghiệm đơn giản - Kỹ phân tích, xử lý thơng tin liệu thu từ quan sát thí nghiệm - Kỹ vận dụng kiến thức để giải thích tượng Vật Lý đơn giản để giải vấn đề thực tế sống - Khả đề xuất dự đoán giả thiết đơn giản mối quan hệ hay chất tượng Vật Lý - Khả đề xuất phương án thí nghiệm đơn giản để kiểm tra giả thiết dự đoán đề - Kỹ trình bầy, diễn đạt rõ ràng, xác ngôn ngữ Vật Lý Khối lượng nội dung tiết học Vật Lý tính tốn để có thời gian cho hoạt động tự lực học sinh đáp ứng nhu cầu sau: - Tạo điều kiện để học sinh quan sát trực tiếp tượng Vật Lý - Tạo điều kiện cho học sinh thu thập xử lí thơng tin, nêu vấn đề cần tìm hiểu - Tạo điều kiện để học sinh trao đổi nhóm, tìm phương án giải vấn đề, tiến hành thí nghiệm, thảo luận kết rút kết luận cần thiết - Tạo điều kiện học sinh nắm nội dung học cách đơn giản 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Thuận lợi - Việc thực nhiệm vụ nhận quan tâm giúp đỡ bạn bè đồng nghiệp BGH trường THCS Lương Sơn Vì đề tài nhận đạo kịp thời - Tài liệu nghiên cứu như: sách giáo khoa vật lý 9, loại sách tham khảo bồi dưỡng, tài liệu chun đề ln có sẵn thư viện nhà trường 2.2.2 Khó khăn Hiện nay, trường THCS, Vật Lý môn học quan trọng cần thiết học sinh Vật lý môn khoa học em, nhiều bỡ ngỡ việc tiếp cận tiếp thu môn học Đa số em học sinh khối trường THCS Lương Sơn chưa thơng thạo phép tính bản, khả tư trừu tượng kém, khơng có tính sáng tạo, việc tiếp thu thụ động sức ỳ não q lớn Khơng thân môn Vật Lý môn học khó, khơ cứng Vì việc đổi phương pháp giảng dạy cho phù hợp nhất, dễ hiểu em học sinh khối trường THCS Lương Sơn vấn đề nhiều trăn trở thân tơi đồng nghiệp khác 2.2.3 Kết thực trạng Kết học tập sau khảo sát chất lượng đầu năm sau: Kết khảo sát chất lượng hai tháng đầu năm Lớp Sĩ số 9B 9C 41 41 Giỏi SL % 0 0 năm học 2017 - 2018 Khá TB Yếu SL % SL % SL % 12,20 9,75 28 29 68,29 70.7 12,20 14,63 Kém SL % 7,31 4,89 2.3 Một số mơ hình 3D chương điện từ học lớp ví dụ việc sử dụng mơ hình 3D vào giảng dạy chương II – Điện từ học mơn Vật Lí 2.3.1 Một số mơ hình 3D chương điện từ học lớp Mơ hình 1: ống dây dẫn kín Mơ hình 2: nam châm chữ U đổi chiều đường sức từ Mơ hình 3: đường sức từ xung quanh Mơ hình 4: đường sức từ xung quanh ống dây nam châm thẳng 2.3.2 Các ví dụ việc sử dụng mơ hình 3D vào giảng dạy chương II – Điện từ học mơn Vật Lí Ví dụ 1: Bài 24: Từ trường ống dây có dòng điện chạy qua ( Phần Quy tắc nắm tay phải ) * Mục tiêu: phần HS phải nắm nội dung chính: + Phát biểu quy tắc nắm tay phải + Áp dụng quy tắc nắm tay phải xác định chiều đường sức từ ống dây biết chiều dòng điện ngược lại xác định chiều dòng điện biết chiều đường sức từ ống dây * Sử dụng mơ hình ống dây xác chiều dường sức từ ống dây biết chiều dòng điện + GV cho HS trực tiếp dùng tay phải nắm lấy ống dây, cho chiều từ cổ tay đến ngón tay hướng theo chiều dòng điện Khi ngón choãi chiều đường sức từ + Trong phần HS tự kiểm nghiệm quy tắc nắm tay phải Lúc HS cần nhìn vào chiều ngón biết chiều đường sức từ, điền mũi tên vào hình vẽ theo chiều ngón tay Chú thích: mơ hình mũi tên màu xanh chiều dòng điện Hình ảnh học sinh sử dụng mơ hình ống dây xác định chiều đường sức từ biết chiều dòng điện * Sử dụng mơ hình ống dây xác định chiều dòng điện biết chiều đường sức từ ống dây + GV cho HS trực tiếp dùng tay phải nắm lấy ống dây, cho ngón chỗi chiều đường sức từ Khi chiều từ cổ tay đến ngón tay hướng theo chiều dòng điện + HS cần nhìn vào chiều ngón tay biết chiều dòng điện, điền mũi tên vào hình vẽ theo chiều ngón tay Chú thích: mơ hình mũi tên màu xanh chiều đường sức từ Hình ảnh học sinh sử dụng mơ hình ống dây xác định chiều dòng điện biết chiều đường sức từ * Ưu điểm mơ hình: Khi sử dụng mơ hình 3D HS làm tập tương tự đổi chiều dòng điện, đổi chiều đường sức từ cách linh hoạt cách thay đổi chiều mũi tên ( chiều mũi tên dính tạm thời, bóc được) Ví dụ 2: Bài 27: Lực điện từ ( Phần Quy tắc bàn tay trái) * Mục tiêu: + Phát biểu quy tắc bàn tay trái + Xác định chiều lực điện từ biết chiều dòng điện chiều đường sức từ ngược lại * Sử dụng mô hình nam châm chữ U khung dây xác định chiều lực điện từ biết chiều dòng điện chiều đường sức từ Chú thích: mũi tên màu xanh chiều dòng điện khung dây, mũi tên màu vàng chiều đường sức từ Hình ảnh học sinh sử dụng mơ hình nam châm chữ U khung dây dẫn 10 xác định chiều lực điện từ biết chiều dòng điện chiều đường sức từ - Trong trường hợp này, HS nhìn vào tay thấy ngón có chiều vào phía nam châm phương vng góc với sợi dây Từ em cần vẽ vào hình * Sử dụng mơ hình nam châm chữ U khung dây dẫn xác định chiều dòng điện biết chiều lực điện từ chiều đường sức từ Chú thích: mũi tên màu đỏ chiều lực điện từ, mũi tên màu vàng chiều đường sức từ Hình ảnh học sinh sử dụng nam châm chữ U khung dây dẫn xác định 11 chiều dòng điện biết chiều lực điện từ chiều đường sức từ - Trong trường hợp này, HS nhìn vào chiều ngón tay biết chiều dòng điện chạy khung dây Từ em đánh dấu mũi tên chiều dòng điện vào hình * Sử dụng mơ hình nam châm chữ U khung dây xác định chiều đường sức từ biết chiều dòng điện chiều lực điện từ Hình ảnh học sinh sử dụng mơ hình nam châm chữ U khung dây xác 12 định chiều đường sức từ biết chiều dòng điện chiều lực điện từ - Trong trường hợp HS thấy tay ta úp xuống, chứng tỏ đường sức từ từ lên HS dễ dàng vẽ vào hình * Ưu điểm mơ hình: Khi sử dụng mơ hình 3D HS làm tập tương tự đổi chiều dòng điện, đổi chiều lực điện từ cách linh hoạt cách thay đổi chiều mũi tên ( mũi tên màu xanh chiều dòng điện dính tạm thời, bóc được; mũi tên màu đỏ chiều lực điện từ đổi cách quay ngược khung dây lại) Ví dụ 3: Bài 32: Điều kiện xuất dòng điện cảm ứng * Mục tiêu: HS nắm điều kiện xuất dòng điện cảm ứng cuộn dây kín số đường sức từ tăng giảm ( biến thiên ) * Sử dụng mơ hình 3D hướng dẫn HS rút kết luận điều kiện xuất dòng điện cảm ứng - GV treo bảng phụ có nội dung bảng sách giáo khoa Làm thí nghiệm Có dòng điện cảm Số đường sức từ ứng hay khơng xuyên qua tiết Kết luận diện s có thay đổi hay không? Đưa nam châm lại gần cuộn dây Để nam châm nằm yên Đưa nam châm xa cuộn dây - GV tiến hành đồng thời thí nghiệm đưa nam châm lại gần cuộn dây Thí nghiệm thật Thí nghiệm mơ hình 13 + GV u cầu HS quan sát thí nghiệm thật để điền vào hàng 2, cột 2; quan sát thí nghiệm mơ hình để điền vào hàng 2, cột + Trong thí này, HS dễ dàng thấy đưa nam châm lại gần cuộn dây số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây tăng cuộn dây xuất dòng diện (vì HS thấy bóng đèn sáng) - GV tiến hành đồng thời thí nghiệm để nam châm nằm n Thí nghiệm thật Thí nghiệm mơ hình + GV u cầu HS quan sát thí nghiệm thật để điền vào hàng 3, cột 2; quan sát thí nghiệm mơ hình để điền vào hàng 3, cột + Trong thí này, HS dễ dàng thấy để nam châm nằm yên cuộn dây số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây khơng thay đổi cuộn dây khơng xuất dòng diện (vì HS thấy bóng đèn khơng sáng) 14 - GV tiến hành đồng thời thí nghiệm đưa nam châm xa cuộn dây Thí nghiệm thật Thí nghiệm mơ hình + GV u cầu HS quan sát thí nghiệm thật để điền vào hàng 4, cột 2; quan sát thí nghiệm mơ hình để điền vào hàng 4, cột + Trong thí này, HS dễ dàng thấy đưa nam châm xa cuộn dây số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây giảm cuộn dây xuất dòng diện (vì HS thấy bóng đèn sáng) + Từ thí nghiệm thực thí nghiệm mơ hình trên, HS tự rút kết luận điều kiện xuất dòng điện cảm ứng cách dễ dàng * Ưu điểm mơ hình: HS vừa trực tiếp quan sát thấy xuất dòng điện cảm ứng đưa nam châm lại gần xa cuộn dây thơng qua thí nghiệm thực Đồng thời tự nhận thấy số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuôn dây tăng giảm xuất dòng điện cảm ứng thơng qua thí nghiệm mơ hình 3D Nên dễ dàng đưa kết luận điều kiện xuất dòng điện cảm ứng Ví dụ 4: Bài 39: Tổng kết chương 2: Điện từ học * Mục tiêu: Học sinh nhắc lại kiến thức chương Từ đó, em giải thích tượng vật lí làm tập vận dụng quy tắc * Ưu điểm mơ hình: 15 Trong tổng kết chương này, giáo viên chia em thành nhiều nhóm học sinh dùng tất mơ hình 3D để nhớ lại cách dễ dàng kiến thức đồng thời làm tập có liên quan đến mơ hình 3D Hình ảnh học sinh sử dụng mơ hình 3D tổng kết chương – Điện từ học 2.4 Kết sáng kiến kinh nghiệm Trong năm học 2017 – 2018, qua khảo sát chất lượng hai tháng đầu năm, tơi lựa chọn nhóm học sinh lớp 9C làm nhóm đối chứng nhóm học sinh lớp 9B làm nhóm thực nghiệm Kết khảo sát học kỳ II cho kết tiến rõ rệt Đối với nhóm thực nghiệm, áp dụng SKKN kết học tập đạt cao kế học tập nhóm đối chứng Sau thời gian nghiên cứu đề tài, thu kết sau: Lớp Sĩ số 9C 9B 41 41 Giỏi SL % Kết khảo sát chất lượng học kỳ II TB Yếu SL % SL % SL % 02 15 4,87 12,195 36,59 30 24 73,17 58,5 12,195 Kém SL % 2,44 Trong trình giảng dạy, đúc rút kinh nghiệm từ thân học hỏi đồng nghiệp, thấy việc sử dụng số mô hình 3D vào giảng dạy 16 chương điện từ học môn Vật Lý trường THCS Lương Sơn đem lại lợi ích sau: - Mơ hình 3D sinh động, bắt mắt lại dễ sử dụng Các em học sinh tự sử dụng mơ hình, tạo tâm lí thoải mái, kích thích trí tò mò, thái độ hứng thú tiếp thu nhằm nâng cao hiệu học - Việc sử dụng số mơ hình 3D, mơ cách cụ thể tượng diện từ học, quy tắc điện từ Việc làm giúp em có nhìn trực quan Bên cạnh việc sử dụng mơ hình 3D có tác dụng biến tượng điện từ phức tạp, quy tắc điện từ rắc rối trở nên đơn giản, dễ hiểu - Mơ hình 3D làm vật liệu mex, bền, nhẹ, dễ sử dụng chi phí chế tạo khơng cao - Sử dụng mơ hình 3D, tạo điều kiện cho học sinh chủ động, sáng tạo việc tự lĩnh hội kiến thức Các em học sinh say mê thí nghiệm có mơ hình 3D tay làm, từ kiến thức khắc sâu Bên cạnh ưu điểm việc sử dụng mơ hình 3D vào giảng dạy có nhược điểm định như: để đảm bảo việc sử dụng mơ hình 3D dễ dàng chế tạo phải có kích thước lớn nên cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích  Phương án khắc phục nhược điểm: Để khắc phục nhược điểm sử dụng vật liệu thay cao su non Nếu thay vật liệu mơ hình 3D chắn, bền đẹp nhỏ gọn Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận Với mục đích đề tài đặt ra, qua thời gian nghiên cứu, tham khảo tài liệu giúp đỡ tận tình đồng nghiệp, đề tài hồn thành số kết sau: Trình bày ngắn gọn sở lý luận đề tài 17 Trình bầy việc sử dụng mơ hình 3D vào giảng dạy cụ thể chương điện từ học lớp Trình bày kết thu thời gian nghiên cứu đề tài Từ kết tơi rút học kinh nghiệm quý giá Chỉ số học kinh nghiệm cụ thể Trong có vấn đề cần phát huy vấn đề phải khắc phục Do thời gian có hạn chưa thường xuyên tiếp xúc với công việc nghiên cứu khoa học nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đóng góp ý kiến chân thành, thẳng thắn thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để đề tài tơi hồn thiện 3.2 Kiến nghị - Trang bị đầy đủ sở vật chất, trường lớp cho trường đặc biệt thiết bị công nghệ thông tin - Mở lớp tập huấn hướng dẫn giáo viên làm đồ dùng dạy học - Tạo điều kiện để giáo viên tự học tập nâng cao chuyên môn nghiệp vụ cho thân XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG Thanh hóa, ngày 08 tháng 03 năm 2019 Tơi xin cam đoan SKKN tôi, không chép nội dung người khác Người thực Lê Thị Tuyết 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa Vật Lý 9, Nhà xuất Giáo Dục, 2009 Sách giáo viên Vật Lý lớp 9, Nhà xuất Giáo Dục, 2008 Một số vấn đề đổi phương pháp dạy học trường THCS, Bộ Giáo Dục Đào tạo, 2006 Nguyễn Mỹ Hảo, Thiết kế giảng, nhà xuất Hà Nội, 2007 19 20 ... 7,31 4, 89 2.3 Một số mô hình 3D chương điện từ học lớp ví dụ việc sử dụng mơ hình 3D vào giảng dạy chương II – Điện từ học môn Vật Lí 2.3.1 Một số mơ hình 3D chương điện từ học lớp Mơ hình 1:... mơn học nhiều Từ lý tình hình thực tế việc dạy học Vật Lý trường THCS Lương Sơn, định nghiên cứu đề tài Sử dụng số mơ hình 3D vào giảng dạy chương điện từ học môn Vật Lý trường THCS Lương Sơn ... từ thân học hỏi đồng nghiệp, thấy việc sử dụng số mơ hình 3D vào giảng dạy 16 chương điện từ học môn Vật Lý trường THCS Lương Sơn đem lại lợi ích sau: - Mơ hình 3D sinh động, bắt mắt lại dễ sử