- Lớp đối chứng do giáo viên Trần Trọng Thập của trường giảng dạy bình thường theo trình tự sách giáo khoa, sách hướng dẫn giáo viên Vật lí 11 nâng cao và giáo án của giáo viên soạn thảo. - Lớp thực nghiệm lần 1 dạy theo PPTN do chúng tôi thực hiện, dạy theo tiến trình đã soạn thảo theo các giai đoạn của PPTN. - Lớp thực nghiệm lần 2 dạy theo PPTN do chúng tôi thực hiện, dạy theo tiến trình đã chỉnh sửa, rút kinh nghiệm từ lần 1.
- Với lớp đối chứng, chúng tôi tiến hành dự giờ và trao đổi với giáo viên sau tiết dạy. Trên cơ sở đó chúng tôi rút kinh nghiệm về
cách bố trí thí nghiệm, các tình huống, quy trình soạn thảo cho phù hợp.
- Chúng tôi tiến hành ghi băng toàn bộ tiết học của lớp thực nghiệm lần 2. Sau đó phân tích băng hình đánh giá tính khả thi của tiến trình soạn thảo, cách tổ chức rèn luyện cho học sinh sử dụng PPTN, qua đó hoàn thiện tiến trình đã soạn thảo.
-Sau mỗi giờ học của hai lớp này chúng tôi tiến hành thu và khảo sát các phiếu học tập. Cuối đợt thực nghiệm tiến hành kiểm tra ở cả lớp đối chứng và thực nghiệm để đánh giá hiệu quả của việc bồi dưỡng PPTN cho học sinh.
- Thời điểm thực nghiệm sư phạm: tháng 4 năm 2009. 3.5. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm
3.5.1. Phân tích diễn biến cụ thể trên lớp của tiến trình dạy học các bài học đã soạn thảo.
Trong phần này trên cơ sở phân tích các diễn biến, sơ bộ đánh giá tác dụng phát triển năng lực sáng tạo và nâng cao chất lượng học tập của học sinh qua từng tiết học cụ thể.
3.5.1.1. Bài 38 Hiện tượng cảm ứng điện từ-Suất điện động cảm ứng (tiết 1) ứng (tiết 1)
a) Đề xuất giải pháp “kỹ thuật” trong việc tiến hành thí nghiệm - Để nam châm quay quanh một trục chúng tôi dùng kẹp giấy có buộc dây kẹp vào thanh nam châm trong ba bộ thí nghiệm và giá treo sợi dây để thanh nam châm quay quanh một trục.
- Chúng tôi đã điều chỉnh tiến trình soạn thảo để thời gian dạy vừa đủ một tiết ở lớp thực nghiệm lần 2.
b) Phân tích diễn biến cụ thể trên lớp
+ Giai đoạn làm xuất hiện vấn đề
GV: Dòng điện sinh ra từ trường vậy ngược lại từ trường có sinh ra dòng điện được không? Trong điều kiện nào thì từ trường có thể sinh ra dòng điện?
Nhiều học sinh lúng túng, có một học sinh trả lời: chúng em đã học ở cấp 2 là từ trường cũng sinh ra dòng điện.
Giáo viên cho học sinh thấy một chiếc Đinamô xe đạp, vặn núm thì đèn bật sáng, cho học sinh xem cấu tạo rồi đặt câu hỏi: Phải chăng chính nam châm quay đã làm xuất hiện dòng điện trong cuộn dây?
+ Giai đoạn đề xuất dự đoán
GV: Em hãy đưa ra nhận xét ban đầu về kết quả của thí nghiệm vừa tiến hành?
ở lớp thực nghiệm lần 1 có HS đã trả lời luôn: Từ trường cũng sinh ra dòng điện.
GV: Nếu tôi để thanh nam châm nằm cạnh ống dây thì kim điện kế có bị lệch không?
HS: Kim điện kế không bị lệch
Lúc này GV đành phải thông báo là bản thân từ trường không sinh ra dòng điện mà chỉ có sự chuyển động của nam châm so với ống dây mới sinh ra dòng điện trong ống dây.
ở lớp thực nghiệm lần 2, khi tiến hành thí nghiệm, chúng tôi đã điều chỉnh tiến trình dạy học như đã soạn thảo, hướng dẫn trực tiếp các nhóm HS làm thí nghiệm. Khi GV nêu câu hỏi: Từ trường sinh ra dòng điện trong điều kiện nào?
HS phát biểu:
- Từ trường chỉ sinh ra dòng điện khi nam châm chuyển động so với ống dây.
- Khi nam châm chuyển động tương đối với ống dây thì từ trường mới sinh ra dòng điện trong ống dây.
Khi khảo sát 42 phiếu học tập thì đa số trả lời là:
- Bản thân từ trường không sinh ra dòng điện mà khi nam châm quay,
tiến gần hoặc ra xa ống dây thì sinh ra dòng điện trong ống dây.
- Từ trường không sinh ra dòng điện ở trạng thái tĩnh, chỉ sinh ra khi
nam châm chuyển động hoặc ống dây chuyển động gần nam châm.
Số HS để trống không dự đoán: 3
Vậy vẫn còn một số HS chưa tham gia dự đoán.
GV: Có trường hợp nào chuyển động tương đối của nam châm với ống dây mà không xuất hiện dòng điện?
HS ở một nhóm thực nghiệm nói như reo lên: có ạ! Sau đó HS đã trực tiếp biểu diễn cho cả lớp quan sát.
GV lại hỏi: Hãy làm tiếp thí nghiệm xem có trường hợp nào không có chuyển động tương đối mà vẫn có dòng điện?
Tại lớp thực nghiệm lần 1, vì đã học ở THCS nên HS phát biểu: Thay thanh nam châm bằng nam châm điện.
Tại lớp thực nghiệm lần 2, HS phát biểu và tự lắp ráp thí nghiệm.
Khảo sát 42 phiếu học tập lớp 11A2 đa số đều ghi:
- Sự biến đổi từ trường có thể là nguyên nhân sinh ra dòng điện
GV chiếu mô hình thí nghiệm cảm ứng điện từ, nêu khái niệm từ thông và yêu cầu phát biểu lại giả thuyết 2 thì cả hai lớp thực nghiệm lần 1 và lần 2 đều trả lời:
- Khi có sự biến thiên từ thông qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín thì xuất hiện dòng điện trong cuộn dây dẫn.
Tổng kết 96 phiếu học tập của hai lớp thực nghiệm thì có 70 phiếu trả
lời đúng, 26 phiếu để trống hoặc đang viết dở.
+ Giai đoạn đề xuất một phương án thí nghiệm kiểm tra: Trong bài này chúng tôi chỉ yêu cầu ở mức: HS đưa ra cách bố trí và tự lắp ráp các dụng cụ cho sẵn có sự hướng dẫn của GV.
ở lớp thực nghiệm lần 1 và lần 2, HS vẫn lúng túng trong việc làm thế nào để kiểm tra giả thuyết 2. Khi GV gợi ý: làm cách nào từ thông biến đổi? Thì lúc đó HS mới sôi nổi đưa ra các phương án: 1. Thay đổi B: dùng nam châm điện, thay đổi cường độ dòng điện vào nam châm điện.
2. Thay đổi S: kéo căng hoặc bóp ngẹt cuộn dây.
3. Thay đổi : quay cuộn dây hoặc nam châm quanh một trục.
4. Thay đổi đồng thời B và S, B và , S và .
Qua thảo luận của các nhóm, cuối cùng thống nhất 3 phương án 1, 2, 3, lí do HS đưa ra bỏ phương án 4 vì nó được rút ra từ phương án 1, 2, 3.
Chúng ta có thể đánh giá sự tìm tòi sáng tạo của HS qua việc đề xuất phương án 1, 2, 3. Việc tự tạo ra cuộn dây có thể thay đổi diện tích S đã làm cho các nhóm lí thuyết và nhóm thực nghiệm sôi nổi tiến hành thí nghiệm kiểm tra, một số HS nhóm lí thuyết còn sang nhóm thực nghiệm để tự mình kiểm tra xem điều đó có đúng không.
+ Kết quả ứng dụng kiến thức
- Đối với câu hỏi: Vận dụng định luật vừa thu được hãy đề xuất các
cách khác nhau để làm xuất hiện dòng điện cảm ứng. Tổng kết 96 phiếu học tập, 100% HS trả lời được.
- Đối với câu hỏi 2 và bài 1 của sách giáo khoa. Tổng kết 96 phiếu học tập, 100% HS trả lời đúng, chính xác.
- Đối với bài tập tính toán: Bài 4 của sách giáo khoa. Tổng kết 42 phiếu học lớp 11A2 thì 34/42 HS giải đúng.
c) Một số nhận xét sau giờ thực nghiệm:
1. Sau khi đã chỉnh sửa, bổ sung tiến trình dạy học từ thực nghiệm lần 1 sang đến lớp thực nghiệm lần 2 đã có hiệu quả rõ rệt. 2. Sơ bộ đánh giá tác dụng phát triển NLST của HS:
- Theo tiến trình đã soạn thảo trong đề bài, HS được tạo điều kiện làm việc tích cực, tự lực hơn trong học tập. Tại lớp thực nghiệm lần 1 có 80 đến 85% HS có hứng thú học tập, ở lớp thực nghiệm lần 2 có tới 95% HS có hứng thú học tập, cùng trao đổi và nhiều HS tự tiến hành thí nghiệm, tự nêu ra các dự đoán của mình trên phiếu học tập.
- Có 70/96 HS dự đoán giả thuyết 2, 92/96 HS dự đoán giả thuyết 1 và đề xuất phương án thí nghiệm bác bỏ giả thuyết 1.
- Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra: 70/96 HS nêu được 3 đến 4 phương án, số HS còn lại nêu được 1 phương án hoặc để trống. Như vậy các em đã phát huy được tự lực trong suy nghĩ, tìm tòi và thực sự có sáng kiến trong việc giải quyết vấn đề thực tế. Nếu theo SGK thì HS chưa hiểu là làm thế nào để biến đổi từ thông, khi kiểm tra khảo sát lớp đối chứng HS chưa nắm được biến đổi từ thông bằng cách nào. Cách tổ chức học tập theo phương án của luận án đã bước đầu có kết quả cụ thể.
3. Sơ bộ đánh giá chất lượng của HS:
- Trong phần ứng dụng kiến thức: ở mức độ nhận biết HS trả lời được là 100%, ở mức độ thông hiểu HS đạt yêu cầu là 80%. Kết quả cho thấy HS nắm khá vững bài học.
- Kết quả chấm bài khảo sát từ bảng 3.1 (đề bài kiểm tra xem ở phần phụ lục) cho thấy chất lượng học tập của HS lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng.
Bảng 3.1: Kết quả phân loại theo điểm bài khảo sát số 1
Phân loại học sinh Lớp thực nghiệm lần 1(11B3) Lớp thực nghiệm lần 2(11A2) Lớp đối chứng (11A1) Số học sinh Tỷ lệ (%) Số học sinh Tỷ lệ (%) Số học sinh Tỷ lệ (%) Giỏi (điểm 9-10) 2 3.7 9 21.4 0 0.0 Khá (điểm 7-8) 16 29.6 12 28.6 11 26.8 TB (điểm 5-6) 23 42.6 17 40.5 20 48.8 Không đạt (điểm 13 24.1 4 9.5 10 24.4
<5)
Cộng 54 100 42 100 41 100
3.5.1.2. Bài 38 Hiện tượng cảm ứng điện từ-Suất điện động cảm ứng (tiết 2)
a) Giai đoạn nêu dự đoán
Khi GV đưa ra câu hỏi muốn biết đầy đủ hơn về dòng điện cảm ứng còn phải xét vấn đề gì nữa?
HS trả lời: Xét chiều của dòng điện cảm ứng. Một vài HS nêu thêm: Xét cả độ lớn của dòng điện cảm ứng.
Sau đó GV hỏi: Hãy đề xuất dự đoán ban đầu về chiều và độ lớn của dòng điện cảm ứng? ở lớp thực nghiệm lần 1, GV gợi ý HS mới trả lời được còn ở lớp thực nghiệm lần 2 thì HS phát biểu luôn là chiều dòng điện cảm ứng phụ thuộc chiều lệch của kim điện kế, độ lớn dòng cảm ứng phụ thuộc góc lệch của kim.
Khi GV nêu câu hỏi: Làm thế nào xác định được chiều của dòng điện cảm ứng? Một số HS cho rằng dựa vào chiều kim điện kế nhưng chưa rõ ràng, GV phải gợi ý bằng câu hỏi: Xác định chiều dòng điện qua ống dây và điện kế. Đa số HS trả lời được là mắc vào hai cực của Pin hoặc ắc quy, một số HS còn nêu cách khác:
Chỉ cần căn cứ vào chiều và góc lệch của kim điện kế thì có thể xác định chiều dòng điện qua ống dây và điện kế.
GV yêu cầu chỉ ra cực từ của ống dây, đa số HS đều biết sử dụng quy tắc nắm tay phải hoặc cái đinh ốc phát hiện:
- Khi cực bắc nam châm lại gần ống dây thì đầu ống dây gần nam châm là cực bắc.
- Khi cực bắc nam châm ra xa ống dây thì đầu ống dây gần nam châm là cực nam.
- Khi cực nam nam châm lại gần ống dây thì đầu ống dây gần nam châm là cực nam.
- Khi cực nam nam châm ra xa ống dây thì đầu ống dây gần nam châm là cực bắc.
Đến đây HS đã có thể nêu được dự đoán có căn cứ.
Tổng kết 96 phiếu học tập của HS trong hai lớp thực nghiệm, có các dự đoán sau:
- Khi nam châm lại gần ống dây thì từ trường của dòng điện cảm ứng như muốn ngăn cản nam châm lại gần ống dây.
- Khi nam châm ra xa ống dây thì từ trường của dòng điện cảm ứng như muốn ngăn cản nam châm ra xa ống dây.
- Chiều dòng điện cảm ứng thay đổi khi nam châm tiến lại gần và ra xa ống dây.
- Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra ngăn cản sự chuyển động tương đối của thanh nam châm và ống dây.
- Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự thay đổi từ trường của thanh nam châm đối với ống dây.
- Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự thay đổi từ thông qua ống dây.
- Trong mạch điện kín, từ trường của dòng điện cảm ứng chống lại sự biến thiên qua mạch điện đó.
Tuy cách nói khác nhau nhưng các em đều hiểu và nói được ý nghĩa của mình, chung quy có hai câu trả lời dự đoán:
1. Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự chuyển động tương đối giữa nam châm và ống dây.
2. Dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự biến thiên từ thông qua mạch điện đó.
Số HS không dự đoán là 18/9619%
b) Giai đoạn đề xuất phương án thí nghiệm và tiến hành một TNKT dự đoán.
Rút kinh nghiệm từ thực nghiệm lần1, ở lần thực nghiệm lần 2 GV hỏi và nhấn mạnh lại điều dự đoán: Hãy đưa ra các phương án TNKT dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự biến thiên từ thông qua ống dây.
1. Mắc khung dây với điện kế thành mạch kín, cho thanh nam châm chuyển động lại gần và ra xa khung dây, nếu dòng điện cảm ứng đổi chiều thì kim điện kế bị lệch theo hai chiều ngược nhau. 2. Mắc khung dây với điện kế thành mạch kín, cho ống dây tiến lại gần và ra xa thanh nam châm, kim điện kế đổi chiều lệch thì dòng điện cảm ứng trong ống dây đổi chiều.
3. Mắc ống dây với điện kế thành mạch kín, đặt ống dây sát nam châm điện. Bật, tắt, tăng, giảm cường độ dòng điện vào nam châm điện, nếu kim điện kế đổi chiều lệch thì dòng cảm ứng trong ống dây đổi chiều.
4. Quay nam châm trước ống dây, nếu kim điện kế dao động chứng tỏ dòng điện cảm ứng đổi chiều.
5. Nối cuộn dây với điện kế tạo thành mạch kín. Bóp ngẹt và kéo căng cuộn dây, nếu kim điện kế đổi chiều lệch thì dòng điện cảm ứng trong cuộn dây đổi chiều.
Chúng ta có thể đánh giá sự sáng tạo của HS qua việc đề xuất 5 phương án, với lớp thực nghiệm lần 1 mới đề xuất phương án 1 và 2, lớp thực nghiệm lần 2 đã đề xuất tất cả 5 phương án nhưng việc kiểm tra các phương án mất nhiều thời gian nên chúng tôi chỉ chọn phương án 1 làm TNKT dự đoán.
Tiến hành TNKT dự đoán
Cả hai lớp thực nghiệm, HS đều tiến hành TNKT theo phương án 1 rất thành thạo nhưng khi kết luận thì HS lớp thực nghiệm lần 1 còn lúng túng hoặc trả lời thì lại nhắc lại điều dự đoán một cách hời hợt, chỉ khi GV gợi ý về mối quan hệ giữa các đường sức của từ trường nam châm và từ trường dòng điện cảm ứng thì một vài HS mới trả lời đúng.
ở lớp thực nghiệm lần 2, HS đã kết luận rành mạch, rõ ràng sau khi tiến hành TNKT dự đoán.
Sau khi làm TNKT, GV đã sử dụng ngay mô hình thí nghiệm cảm ứng điện từ hình 38.2 của sách giáo khoa làm bài tập vận dụng. Câu hỏi của GV:
+ Di chuyển con chạy về bên trái. Dùng định luật Len-xơ hãy chỉ ra chiều của dòng điện cảm ứng trong ống dây?