Kết hợp các thí nghiệm vật lý nằm trong chương trình từ học lớp 11 với các thí nghiệm tự chế tạo theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức cho học sinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: KẾT HỢP CÁC THÍ NGHIỆM VẬT LÝ NẰM TRONG CHƯƠNG TRÌNH TỪ HỌC LỚP 11 VỚI CÁC THÍ NGHIỆM TỰ CHẾ TẠO THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HỐ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH Người thực : TRƯƠNG THÙY DIỆU TUYẾT Lớp : 10SVL Khóa : 2010 – 2014 Ngành : SƯ PHẠM VẬT LÝ Người hướng dẫn : ThS NGUYỄN NHẬT QUANG Đà Nẵng, 05/2014 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang MỤC LỤC MỞ ĐẦU NỘI DUNG CHƢƠNG 1: VAI TRÒ CỦA THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Th nghiệm Vật l 1.1 Kh i niệm 1.2 Đặc điểm 1.3 Phân loại 1.3.1 Th nghiệm biểu diễn 1.3.2 Th nghiệm thực hành 1.4 Vai trò th nghiệm Vật l CHƢƠNG 2: CHUẨN KIẾN THỨC KĨ NĂNG PHẦN TỪ HỌC, CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ 11 12 2.1 Chuẩn kiến thức kĩ phần Từ học, chƣơng trình Vật l 11 12 2.1.1 Chuẩn kiến thức kĩ phần Từ học, chƣơng trình Vật l 11, nâng cao 12 2.1.2 Chuẩn kiến thức kĩ phần Từ học, chƣơng trình Vật l 11, 15 2.2 Hệ thống c c th nghiệm biểu diễn th nghiệm thực hành phần Từ học, chƣơng trình Vật l 11 17 CHƢƠNG 3: KẾT HỢP HIỆU QUẢ CÁC THÍ NGHIỆM TRONG PHẦN TỪ HỌC, CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ 11 VỚI THÍ NGHIỆM TỰ CHẾ TẠO 18 3.1 C c th nghiệm chƣơng trình S ch gi o khoa 18 3.1.1 Th nghiệm tƣơng t c nam châm với nam châm 18 3.1.2 Th nghiệm Ơ-xtét 19 3.1.3 Th nghiệm từ phổ nam châm 20 3.1.4 Th nghiệm từ phổ dòng điện 22 3.1.5 Th nghiệm x c định thành phần nằm ngang từ trƣờng Tr i Đất 23 3.1.6 Th nghiệm tƣợng tự cảm lƣợng từ trƣờng 26 3.1.7 Th nghiệm tƣợng cảm ứng điện từ - x c định chiều dòng điện cảm ứng 29 3.2 Một số th nghiệm tự làm đơn giản phần Từ học, chƣơng trình Vật l 11 31 3.2.1 Th nghiệm khung dây có dịng điện đặt từ trƣờng 31 3.2.2 Động điện chiều đơn giản 32 3.2.3 Mơ hình minh hoạ cho tƣợng cảm ứng điện từ 34 3.3 Một số phƣơng ph p tổ chức dạy học t ch cực 36 3.3.1 Phƣơng ph p dẫn dắt nêu vấn đề 37 3.3.2 Làm th nghiệm 38 3.3.3 Tổ chức hoạt động nhóm 40 3.3.4 Cho học sinh làm tập th nghiệm (xây dựng phƣơng n thực nghiệm) 41 3.3.5 C c hoạt động kh c 42 3.4 Một số gi o n lên lớp có sử dụng thiết bị th nghiệm dạy học 43 3.4.1 Gi o n “Khung dây có dịng điện đặt từ trƣờng” 43 3.4.2 Gi o n “Hiện tƣợng cảm ứng điện từ Suất điện động cảm ứng” 49 KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 SVTH: Trƣơng Thùy Diệu Tuyết Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Xã hội loài ngƣời ph t triển nhanh chóng lĩnh vực, đó, Việt Nam nƣớc ph t triển Để bắt nhịp với ph t triển chung giới, nhân tố định thắng lợi nghiệp Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nƣớc hội nhập tồn cầu ngƣời Và phải ngƣời sản phẩm gi o dục mới, đặc biệt phải đạt tới trình độ: học để biết, học để làm, học để phát triển Vì vậy, gi o dục cần có đổi phù hợp phƣơng ph p dạy học để đào tạo đƣợc ngƣời đ p ứng đƣợc yêu cầu xã hội Theo Nghị TW (Khóa VIII) nêu rõ:”Đổi mạnh mẽ phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện nếp tư sáng tạo người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến đại vào trình dạy học, đảm bảo điều kiện thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh” [9] Đại hội Đảng lần IX (2001) khẳng định: ”Đổi phương pháp dạy học phát huy tư duy, sáng tạo lực tự đào tạo người học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, ngoại khóa, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay”.[10] Để nâng cao chất lƣợng dạy học việc coi trọng thực nghiệm, thực hành vơ cần thiết Đặc biệt, Vật l môn khoa học thực nghiệm nên th nghiệm Vật l đóng vai trò quan trọng nghiên cứu, giảng dạy học tập Tuy nhiên, thực tế cho thấy việc sử dụng c c th nghiệm dạy học Vật l chƣa đạt hiệu cao, phần lớn c c th nghiệm bị hƣ hỏng nhiều Do cần thiết phải hệ thống hóa c c th nghiệm Vật lý c ch tiến hành th nghiệm, đề xuất số phƣơng ph p dạy học sử dụng hiệu th nghiệm Đồng thời, đề đƣợc th nghiệm Vật l tự làm đơn giản, rẻ tiền góp phần ph t huy t nh linh động, t ch cực, s ng tạo dạy học Vật l Với l trên, chọn đề tài: “Kết hợp thí nghiệm Vật lý nằm chương trình Từ học lớp 11 với thí nghiệm tự chế tạo theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức cho học sinh” làm đề tài khóa luận tốt nghiệp SVTH: Trƣơng Thùy Diệu Tuyết Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu, hệ thống kết hợp hiệu c c th nghiệm nằm chƣơng trình với th nghiệm tự chế tạo phần Từ học, Vật l 11 Đối tƣợng nghiên cứu - C c sở l luận liên quan đến đề tài - C c th nghiệm Vật l phần Từ học, chƣơng trình Vật lý 11 - Hoạt động dạy học môn Vật l c c th nghiệm, mơ hình Vật l - Một số th nghiệm tự làm phần Từ học - C c phƣơng ph p dạy học hiệu Giới hạn đề tài Đề tài nghiên cứu, hệ thống thiết kế c c th nghiệm, mơ hình Vật l phần Từ học, chƣơng trình sách giáo khoa Vật lý 11 Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở l luận thực tiễn vấn đề đổi phƣơng ph p dạy học Vật l theo hƣớng ph t huy t nh t ch cực, tự lực học sinh dạy học Vật lý bậc Trung học phổ thông - Nghiên cứu sở l luận việc sử dụng th nghiệm Vật l thực hành - Nghiên cứu nội dung, chƣơng trình s ch gi o khoa Vật l 11 c c phƣơng ph p dạy học theo hƣớng t ch cực hóa hoạt động nhận thức - Nghiên cứu c c th nghiệm Vật l phần Từ học, s ch gi o khoa Vật l 11 - Xây dựng số th nghiệm phù hợp với khả học sinh, nội dung học, thời gian điều kiện tiến hành nhằm khai th c vai trò th nghiệm Vật lý để nâng cao t nh t ch cực, tự lực học sinh hiệu dạy học phần Từ học Phƣơng pháp nghiên cứu Những phƣơng ph p nghiên cứu chủ yếu đƣợc sử dụng thực đề tài là: 6.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết SVTH: Trƣơng Thùy Diệu Tuyết Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang - Nghiên cứu văn kiện Đảng, Nhà nƣớc việc nâng cao chất lƣợng dạy học - Nghiên cứu c c s ch, b o, tạp ch chuyên ngành, c c luận n, luận văn có liên quan đến đề tài - Nghiên cứu vai trò th nghiệm dạy học Vật l - Nghiên cứu nội dung, chƣơng trình phần Từ học, Vật lý 11 c c tài liệu khác có liên quan 6.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn - Thăm dò, trao đổi kiến với gi o viên c c trƣờng Trung học phổ thông để nắm bắt thực trạng việc sử dụng th nghiệm, mơ hình vật l dạy học c c trƣờng Trung học phổ thông Cấu trúc đề tài: PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG Chƣơng 1: Vai trò th nghiệm dạy học Vật l bậc Trung học phổ thông Chƣơng 2: Chuẩn kiến thức kĩ phần Từ học, chƣơng trình Vật l 11 2.1 Chuẩn kiến thức kĩ phần Từ học, chƣơng trình Vật l 11 2.2 Hệ thống c c th nghiệm biểu diễn th nghiệm thực hành phần Từ học, chƣơng trình Vật l 11 Chƣơng 3: Kết hợp hiệu c c th nghiệm phần Từ học, chƣơng trình Vật lý 11 với th nghiệm tự chế tạo 3.1 C c th nghiệm chƣơng trình S ch gi o khoa 3.2 Một số th nghiệm tự làm đơn giản phần Từ học, chƣơng trình Vật l 11 3.3 Một số phƣơng ph p tổ chức dạy học t ch cực 3.4 Một số gi o n lên lớp có sử dụng thiết bị th nghiệm dạy học KẾT LUẬN SVTH: Trƣơng Thùy Diệu Tuyết Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang NỘI DUNG CHƢƠNG 1: VAI TRÕ CỦA THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Th nghiệm Vật lý 1.1 hái niệm Th nghiệm Vật l t c động có chủ định, có hệ thống ngƣời vào đối tƣợng thực kh ch quan Thông qua phân t ch c c điều kiện mà diễn t c động c c kết t c động, ta thu nhận đƣợc tri thức 1.2 Đặc điểm Một số đặc điểm th nghiệm Vật l : - C c điều kiện th nghiệm phải đƣợc lựa chọn đƣợc thiết lập có chủ định cho thơng qua th nghiệm trả lời đƣợc câu hỏi đặt ra, kiểm tra đƣợc giả thuyết hệ suy từ giả thuyết Mỗi th nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần đƣợc x c định rõ: Đối tƣợng cần nghiên cứu, phƣơng tiện gây t c động lên đối tƣợng cần nghiên cứu phƣơng tiện quan s t, đo đạc để thu nhận c c kết t c động - C c điều kiện th nghiệm làm biến đổi đƣợc để ta nghiên cứu phụ thuộc hai đại lƣợng, c c đại lƣợng kh c đƣợc giữ không đổi - C c điều kiện th nghiệm phải đƣợc khống chế, kiểm so t nhƣ dự định nhờ sử dụng c c thiết bị th nghiệm có độ ch nh x c mức độ cần thiết, nhờ phân t ch thƣờng xuyên c c yếu tố đối tƣợng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hƣởng c c nhiễu (nghĩa loại bỏ tối đa số điều kiện để không làm xuất c c t nh chất, c c mối quan hệ không đƣợc quan tâm) - Đặc điểm quan trọng th nghiệm t nh quan s t đƣợc c c biến đổi đại lƣợng biến đổi c c đại lƣợng kh c Điều đạt đƣợc nhờ c c gi c quan ngƣời hỗ trợ c c phƣơng tiện quan s t, đo đạc - Có thể lặp lại đƣợc th nghiệm Điều có nghĩa là: Với c c thiết bị th nghiệm, c c điều kiện th nghiệm nhƣ bố tr lại hệ th nghiệm, tiến hành SVTH: Trƣơng Thùy Diệu Tuyết Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang lại th nghiệm, tƣợng, qu trình Vật l phải diễn th nghiệm giống nhƣ c c lần th nghiệm trƣớc 1.3 Phân loại 1.3.1 Th nghiệm biểu diễn Th nghiệm biểu diễn th nghiệm gi o viên trình bày lớp, học tìm hiểu, xây dựng kiến thức có c c học củng cố kiến thức học sinh Căn vào mục đ ch th nghiệm, chia th nghiệm biểu diễn thành loại: Th nghiệm nêu vấn đề, th nghiệm giải vấn đề, th nghiệm củng cố - Th nghiệm nêu vấn đề th nghiệm nhằm nêu lên vấn đề cần nghiên cứu, tạo tình có vấn đề làm tăng hiệu dạy học Với th nghiệm này, gi o viên làm th nghiệm cần nêu bật đƣợc vấn đề cần nghiên cứu Th nghiệm cần đơn giản, tạo tƣợng dễ quan s t để học sinh nhanh chóng nhận ra, tập trung vào mặt cần quan s t, gây ấn tƣợng mạnh với học sinh, gây ngạc nhiên, băn khoăn hay thắc mắc với đa số học sinh, chứa đựng yếu tố kh c thƣờng tr i với suy nghĩ học sinh Trƣớc làm th nghiệm cần dẫn dắt học sinh nhận mâu thuẫn nhận thức từ k ch th ch tị mị, tạo hứng thú, sinh, giúp học sinh có thức cho học muốn tìm hiểu vấn đề đặt - Th nghiệm giải vấn đề th nghiệm đƣợc thực để giải vấn đề đặt sau phần nêu vấn đề Trƣớc làm th nghiệm giáo viên cho học sinh dự đo n, sau kiểm tra dự đo n th nghiệm Trong Vật lý việc dự đo n đƣợc xem đắn, chân l phù hợp với thực tiễn, phù hợp với kết th nghiệm Th nghiệm đóng vai trị định dự đo n hay sai Th nghiệm giải vấn đề bao gồm hai loại th nghiệm: th nghiệm khảo s t th nghiệm kiểm chứng + Th nghiệm khảo s t th nghiệm tiến hành nghiên cứu vấn đề đặt thơng qua gi o viên hƣớng dẫn học sinh đến kh i niệm cần thiết Th nghiệm thông thƣờng gi o viên làm th nghiệm cho học sinh quan s t tƣợng, sau quan s t tƣợng trực quan gi o viên hƣớng dẫn học sinh đến kh i niệm SVTH: Trƣơng Thùy Diệu Tuyết Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang + Th nghiệm kiểm chứng th nghiệm dùng để kiểm tra lại kết luận đƣợc suy từ l thuyết Gi o viên làm th nghiệm kiểm tra lại định luật hay l thuyết đƣợc ngƣời kh c đƣa trƣớc Học sinh quan s t trực tiếp kiểm tra lại điều học có ch nh x c khơng - Th nghiệm củng cố th nghiệm dùng để củng cố kiến thức nghiên cứu bao gồm th nghiệm nói lên ứng dụng kiến thức Vật lý đời sống kỹ thuật Sau học xong, để củng cố học gi o viên làm th nghiệm kiến thức đƣợc học, th nghiệm ứng dụng tƣợng đƣợc học để học sinh nhớ lâu 1.3.2 Th nghiệm thực hành Th nghiệm thực hành th nghiệm tự tay học sinh tiến hành dƣới hƣớng dẫn gi o viên Với dạng th nghiệm có nhiều c ch phân loại, tuỳ theo vào nội dung, t nh chất hay hình thức mà ngƣời ta phân loại th nghiệm thực hành - Căn vào nội dung chia th nghiệm thực hành làm hai loại: Thí nghiệm thực hành định t nh th nghiệm thực hành định lƣợng + Th nghiệm thực hành định t nh: Loại th nghiệm có ƣu điểm nêu bật chất tƣợng + Th nghiệm thực hành định lƣợng: Loại th nghiệm có ƣu điểm giúp học sinh nắm đƣợc quan hệ c c đại lƣợng Vật lý c ch ch nh x c, rõ ràng - Căn vào t nh chất chia th nghiệm thực hành làm hai loại: Thí nghiệm thực hành khảo s t th nghiệm kiểm nghiệm + Th nghiệm thực hành khảo s t: Loại th nghiệm học sinh chƣa biết kết th nghiệm, phải thông qua th nghiệm tìm đƣợc c c kết luận cần thiết Loại th nghiệm đƣợc tiến hành nghiên cứu kiến thức + Thí nghiệm kiểm nghiệm: Loại th nghiệm đƣợc tiến hành để kiểm nghiệm lại kết luận đƣợc khẳng định l thuyết thực nghiệm nhằm đào sâu vấn đề - Căn vào hình thức tổ chức th nghiệm chia th nghiệm thực hành SVTH: Trƣơng Thùy Diệu Tuyết Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang thành loại: Th nghiệm thực hành đồng loạt, th nghiệm thực hành phối hợp, th nghiệm thực hành c thể + Th nghiệm thực hành đồng loạt: Loại th nghiệm tất c c nhóm học sinh làm th nghiệm, thời gian kết Đây th nghiệm đƣợc sử dụng nhiều có nhiều ƣu điểm nhƣ: Trong làm th nghiệm c c nhóm trao đổi giúp đỡ kết trung bình đ ng tin cậy Việc đạo gi o viên tƣơng đối đơn giản việc uốn nắn, hƣớng dẫn, sai sót, tổng kết th nghiệm đƣợc hƣớng dẫn đến tất học sinh Bên cạnh ƣu điểm, cịn số hạn chế nhƣ: Trình độ c c nhóm khơng đồng nên có nhóm vội vàng thao t c dẫn đến hạn chế kết đòi hỏi nhiều th nghiệm giống gây khó khăn thiết bị + Th nghiệm thực hành phối hợp: Trong hình thức tổ chức học sinh đƣợc chia thành nhiều nhóm kh c nhau, nhóm làm th nghiệm phần đề tài thời gian nhƣ nhau, sau phối hợp c c kết c c nhóm lại đƣợc kết cuối đề tài Ƣu điểm loại th nghiệm rèn luyện cho học sinh thức lao động tập thể, k ch th ch tinh thần thi đua làm việc c c nhóm Bên cạnh loại th nghiệm cịn có hạn chế nhóm khơng đƣợc rèn luyện đầy đủ c c kĩ làm tồn diện th nghiệm Vì cần khắc phục c ch cho c c nhóm luân phiên làm lại th nghiệm + Th nghiệm thực hành c thể: Trong hình thức tổ chức c c nhóm học sinh làm th nghiệm thời gian đề tài nhƣng dụng cụ phƣơng ph p kh c Ƣu điểm loại th nghiệm giảm đƣợc khó khăn th nghiệm Một số hạn chế loại th nghiệm việc hƣớng dẫn gi o viên phức tạp Vì hình thức địi hỏi t nh tự lực cao nên th ch hợp cho c c lớp 1.4 Vai trò th nghiệm Vật lý 1.4.1 Th nghiệm đƣợc sử dụng tất giai đoạn khác tiến trình dạy học Th nghiệm Vật l đƣợc sử dụng tất c c giai đoạn kh c tiến trình dạy học nhƣ đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải vấn đề (hình thành SVTH: Trƣơng Thùy Diệu Tuyết Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang kiến thức, kĩ ), củng cố kiến thức kiểm tra, đ nh gi kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo học sinh 1.4.2 Th nghiệm góp phần vào việc phát triển toàn diện học sinh - Việc sử dụng th nghiệm dạy học góp phần quan trọng vào việc hoàn thiện phẩm chất lực học sinh, đƣa đến ph t triển toàn diện cho ngƣời học Trƣớc hết, th nghiệm phƣơng tiện nhằm góp phần nâng cao chất lƣợng kiến thức rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo Vật l cho học sinh Nhờ th nghiệm, học sinh hiểu sâu chất Vật l c c tƣợng, định luật, qu trình đƣợc nghiên cứu khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn học sinh linh hoạt hiệu - Truyền thụ cho học sinh kiến thức phổ thông nhiệm vụ quan trọng hoạt động dạy học Để làm đƣợc điều đó, gi o viên cần nhận thức rõ việc xây dựng cho học sinh tiềm lực, lĩnh, thể c ch suy nghĩ, thao t c tƣ làm việc để họ tiếp cận với c c vấn đề thực tiễn Thông qua th nghiệm, thân học sinh cần phải tƣ cao kh m ph đƣợc điều cần nghiên cứu Thực tế cho thấy, dạy học Vật l , c c giảng có sử dụng th nghiệm, học sinh lĩnh hội kiến thức rộng nhanh hơn, học sinh quan s t đƣa dự đo n, tƣởng mới, nhờ hoạt động nhận thức học sinh đƣợc t ch cực tƣ c c em đƣợc ph t triển tốt 1.4.3 Th nghiệm phƣơng tiện góp phần quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh - Thông qua việc tiến hành th nghiệm, học sinh có hội việc rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành, góp phần thiết thực vào việc gi o dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh Ngoài ra, th nghiệm điều kiện để học sinh rèn luyện phẩm chất ngƣời lao động nhƣ: Đức t nh cẩn thận, kiên trì, trung thực Xét phƣơng diện thao t c kĩ thuật, khơng thể phủ nhận vai trị th nghiệm việc rèn luyện khéo léo tay chân học sinh - Hoạt động dạy học không dừng lại chỗ truyền thụ cho học sinh kiến thức phổ thông đơn thuần, mà điều không phần quan trọng SVTH: Trƣơng Thùy Diệu Tuyết Trang ... lý nằm chương trình Từ học lớp 11 với thí nghiệm tự chế tạo theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức cho học sinh? ?? làm đề tài khóa luận tốt nghiệp SVTH: Trƣơng Thùy Diệu Tuyết Trang Khóa luận... học, chƣơng trình Vật l 11 17 CHƢƠNG 3: KẾT HỢP HIỆU QUẢ CÁC THÍ NGHIỆM TRONG PHẦN TỪ HỌC, CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ 11 VỚI THÍ NGHIỆM TỰ CHẾ TẠO 18 3.1 C c th nghiệm chƣơng trình S... diễn th nghiệm thực hành phần Từ học, chƣơng trình Vật l 11 Chƣơng 3: Kết hợp hiệu c c th nghiệm phần Từ học, chƣơng trình Vật lý 11 với th nghiệm tự chế tạo 3.1 C c th nghiệm chƣơng trình S