skkn 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

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 THƠNG QUA VIỆC SỬ DỤNG MƠ HÌNH TRONG BÀI HỌC: “TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CĨ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT” – CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 11 Giáo viên: Phan Thanh Liêm Đơn vị: Trường THPT Nơng 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 mơ hình………………………………………………………… 2.2 Sử dụng mơ hình………………………………………………………… 10 2.3 Kiểm tra kết ứng dụng đề tài……………………………………… 17 III Kết luận………………………………………………………………… 18 Trường THPT Nông Cống Tổ: Lí – Cơng nghệ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: “ Nâng cao hứng thú kết học tập cho học sinh lớp 11 thông qua việc sử dụng mơ hình “ Từ trường dịng 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 tịi, 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 mơ hình tự thiết kế Bên cạnh cịn 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 khơng gian Ví dụ: - Cho dịng điện thẳng, xác định hướng vec tơ cảm ứng từ M I M • •M I v.v… Trong phịng thiết bị trường phổ thơng chưa có tranh vẽ hay mơ hình thực tế mơ tả đầy đủ đường sức, hay hướng véc tơ cảm ứng từ điểm từ trường dịng điện chạy dây dẫn có dạng đặc biệt Với hình vẽ khơng gian vẽ mặt phẳng việc mơ 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, tơi biết có giáo viên sử dụng hình ảnh từ phần mềm CNTT nhằm hạn chế khó khăn giải phần (khơng 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 mơ hình thực tế - Qua trao đổi với đồng nghiệp tơi 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 mơ hình phục vụ cho học cách đơn giản vật liệu dễ tìm kiếm thực tế Từ giáo viên tự thiết kế mơ hình - Phần thứ hai đề tài giới thiệu cách sử dụng mơ hình dạy học “ Từ trường dòng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt” - Từ việc sử dụng mơ 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 - Mơ 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 mơ hình a Dịng điện chạy dây dẫn thẳng dài: - Mơ hình có cấu tạo đơn giản nên để mơ hình dễ quan sát ta thiết kế với kích thước lớn Dịng 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 vịng trịn 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 mơ hình hồn 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 vịng trịn Đường kính dịng 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 mơ 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 mơ tả véc tơ cảm ứng từ tâm dòng điện Đường sức từ Giá hình chữ nhật Ta xét đường sức nằm mặt phẳng vng góc với mặt phẳng dịng điện Do ta hàn giá có dạng hình chữ nhật nằm mặt phẳng vng góc với mặt phẳng dịng điện Để đặt mơ hình mặt phẳng nằm ngang ta hàn bốn chân giá hình chữ nhật Dịng điện, đường sức từ, mũi tên diễn tả chiều sơn với màu khác nhằm phân biệt quan sát Một hình được thiết kế hồn chỉnh có dạng ảnh sau: c Dịng điện chạy ống dây dẫn hình trụ - Dịng 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 khơng nên q lớn để sử dụng mơ 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 dịng 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 mơ hình mơ tả khơng gian ta bố trí số đường sức từ nằm hai mặt phẳng đặt vng góc cách hàn gắn đường sức thanh kim loại (nếu hàn q 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 mơ hình hồn thành Sử dụng mơ hình a Sử dụng dịng điện thẳng - Từ mơ hình giáo viên mơ tả dịng điện, đường sức mặt phẳng vng góc với dịng điện - u cầu học sinh nghiệm lại quy tắc nắm tay phải dựa vào chiều dịng điện chiều đường sức có mơ 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 dịng 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 dịng 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 vng góc mặt phẳng giấy), nhiên mơ hình dùng đinh vít hàn vào đường sức để mơ tả nên học sinh dễ nhận Ví dụ góc quan sát: v.v… 11 b Sử dụng mơ hình dịng điện trịn - Giáo viên giới thiệu dịng điện, dạng đường sức từ mơ tả mơ hình (khơng phải dùng tranh vẽ hay giới thiệu hình vẽ SGK) Dịng 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 dịng điện có hướng mơ tả đinh vít Trên đinh vít cịn thể cách vẽ hướng véc tơ cảm ứng từ trường hợp véc tơ vng góc với mặt phẳng hình vẽ Đinh vít mơ tả vectơ cảm ứng từ tâm dịng điện - Cần cho học sinh quan sát mơ hình nhiều góc khác Việc làm giúp học sinh khơng khó khăn gặp tập phức tạp tập áp dụng nguyên lí chồng chất từ trường (phải nhìn nhiều dịng điện nhiều góc khác nhau) 13 Hoặc 14 c Sử dụng mơ hình dịng điện chạy ống dây dẫn hình trụ - Mơ hình diễn tả rõ chiều dịng điện, dạng đường sức, chiều đường sức không gian (học sinh tự nhận biết từ mơ hình) - Giáo viên cho học sinh quan sát mơ 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 mơ hình giúp học sinh hình dung cách mơ tả vec tơ trường hợp vng góc mặt phẳng hình vẽ Véc tơ cảm ứng từ hướng vào ( mơ tả theo kí hiệu ) - Mơ hình giúp học sinh thực hành quy tắc nắm tay phải mơ 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 mơ hình ưu điểm hiệu thể rõ: 17 Sử dụng mơ hình giúp giáo viên khơng cần sử dụng tranh vẽ, không cần mô tả nhiều dạng đường sức từ từ trường dòng điện mà học sinh từ quan sát mơ hình dễ dàng nhận Mơ hình giúp học sinh hình dung nhanh, xác khái niệm trừu tượng đường sức, véc tơ cảm ứng từ Qua việc sử dụng mơ hình thực tế nhiều lần tơi ln ln 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 mơ hình giảng dạy): 11A8 + Lớp đối chứng ( khơng sử dụng mơ 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 q trình giảng dạy tơi cịn nhận thấy học sinh lớp 11A8 tập trung vào nhiều hơn, em thật chăm vào mơ 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, khơng có 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 hồn thiện khơng từ lần xây dựng mà phải sửa đổi sau nhiều kiểm nghiệm tính hiệu Tơi 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 – Cơng nghệ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: “ Nâng cao hứng thú kết học tập cho học sinh lớp 11 thông qua việc sử dụng mơ hình “ Từ trường dịng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt” – chương. .. kế mơ hình - Phần thứ hai đề tài giới thiệu cách sử dụng mô hình dạy học “ Từ trường dịng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt” - Từ việc sử dụng mơ hình, học sinh dễ dàng hình dung dạng đường... 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 khơng gian vẽ mặt phẳng việc mô tả dạng đường sức hay việc hướng dẫn học