7. Đóng góp của đề tài
3.5.2. Phân tích và đánh giá diễn biến của các giờ học trong quá trìnhTNSP
Trong phần này, trên cơ sở phân tích các diễn biến trên lớp, kết quả bài báo cáo sản phẩm cuối đợt TNSP, luận văn sơ bộ đánh giá việc tích cực hóa hoạt động nhận thức và tác dụng phát triển năng lực sáng tạo của HS theo các tiêu chí đã đưa ra qua từng tiến trình dạy học cụ thể.
3.5.2.1. Đơn vị kiến thức “Khái niệm từ thông” và “Hiện tượng cảm ứng điện từ”.
Để làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu, GV mô tả và hướng dẫn HS làm thí nghiệm với máy biến thế (MBT), một thí nghiệm tương tự như thí nghiệm mà Faraday đã làm vào thế kỷ XIX: dùng 2 dây dẫn cách điện quấn trên một cái lõi bằng sắt, cuộn thứ nhất nối với nguồn điện 1 chiều, cuộn thứ 2 nối với 2 đèn led mắc song song, ngược chiều và có màu sắc khác nhau.
Sau đó, yêu cầu HS quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra khi đóng và ngắt công tắc nguồn. Hầu hết, các em đều phát hiện được: khi đóng công tắc nguồn, đèn led màu xanh lóe sáng rồi tắt, khi ngắt công tắc nguồn thì đèn led màu đỏ lóe sáng rồi tắt.
Trên cơ sở đó, GV đưa ra một số câu hỏi để dẫn dắt HS dần phát hiện ra vấn đề nghiên cứu:
+Ở CH1 (Tại sao khi đóng hay ngắt công tắc nguồn thì một trong hai đèn led lóe sáng rồi tắt?) có 3/4 số HS của lớp có câu trả lời là có dòng điện xuất hiện (như mong đợi) và 1/4 số HS của lớp còn lại không đưa ra ý kiến.
+ Ở CH2 (Đó là dòng điện gì?) 1/2 số HS của lớp có câu trả lời là dòng điện cảm ứng (như mong đợi), 1/4 số HS của lớp trả lời là dòng điện xoay chiều và 1/4số HS của lớp không đưa ra ý kiến.
+Ở CH3 (Điều kiện để xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch kín là gì?) có 100% số HS có câu trả lời như mong đợi. Điều này chứng tỏ các em có xem lại bài cũ. Ban đầu các em đã có ý thức hợp tác với GV.
+Ở CH4 (Đại lượng nào đặc trưng cho số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của một mạch kín?) có 1/4 số HS của lớp có câu trả lời như mong đợi và 3/4 số HS của lớp còn lại không đưa ra ý kiến. Hầu hết, các em không biết đại lượng nào nhưng một số em nhìn vào SGK và trả lời theo ngẫu nhiên.
+Ở CH5, CH6, và CH8: 100% số HS có câu trả lời như mong đợi. Các thông tin đã được SGK đề cập đến.
+Ở CH7: có 1/2 số HS của lớp có câu trả lời như mong đợi, 1/4 số HS của lớp cho biết là chúng có mối quan hệ tỉ lệ thuận nhưng không diễn đạt cụ thể, và 1/4 số HS của lớp còn lại không đưa ra ý kiến.Như vậy, các em đã có thể dựa vào công thức để suy ra mối quan hệ giữa các đại lượng.
Sau khi GV đã chính xác hóa về khái niệm từ thông và ý nghĩa của nó. GV đã đưa ra câu hỏi vấn đề của bài học (Dựa trên khái niệm từ thông hãy phát biểu lại điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch kín?) => 100% số HS của lớp tiếp nhận vấn đề.
Sau đó GV yêu cầu HS đưa ra dự đoán của vấn đề =>3/4 số HS của lớp diễn tả được dự đoán bằng lời và 1/4 số HS của lớp còn lại đồng ý theo.
+ Ở CH9 (Làm thế nào để biết dự đoán của các em là đúng hay sai?)=>HS tỏ ra ngạc nhiên, chưa hiểu vấn đề. GV phải giải thích để các em hiểu muốn biết một dự đoán đúng
hay sai thì phải kiểm chứng lại. Cách kiểm chứng thuyết phục nhất là kiểm chứng bằng các phương án có sử dụng thí nghiệm thực.
+ Ở CH10 (Từ điều dự đoán của các em là đúng thì từ dự đoán ta có thể suy ra hệ quả nào để kiểm tra bằng thí nghiệm?). Ban đầu, các em còn lúng túng, chưa hiểu, GV đã dùng CH11(Cần phải làm thí nghiệm như thế nào để từ thông qua diện tích S của một mạch kín biến thiên?) để hướng dẫn.
Khi đưa ra phương án thí nghiệm cụ thể thì chỉ có 3/4 số HS của lớp cùng đưa ra phương án PA1 và PA4. Khi GV dùng thêm một số câu hỏi gợi ý cụ thể và hướng dẫn thì 100% số HS đồng ý với cả 4 phương án như mong đợi.
Khi được tiến hành thí nghiệm, các em nghiêm túc làm và thảo luận với nhóm để đưa ra nguyên nhân về sự xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch. 1/4 số HS của lớp trình bày tốt kết quả của nhóm mình trên phiếu học tập số 2, 1/4 số HS của lớp thực hiện và ghi được kết quả của nhóm mình vào phiếu học tập số 2 nhưng còn giải thích qua loa, 1/4 số HS của lớp còn lúng túng với việc lắp đặt que nam châm nên không làm được thí nghiệm phải đợi GV hướng dẫn thêm và 1/4số HS của lớp còn lại có sự hỗ trợ của GV khi làm thí nghiệm nhưng giải thích rất chính xác nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch theo khái niệm từ thông.
Khi được yêu cầu đại diện nhóm lên giải thích thí nghiệm của nhóm mình, các em rụt rè chưa dám lên, GV phải động viên các em. Sau khi nhận xét xong, GV yêu cầu HS cho biết dự đoán của các em đúng hay sai. Kết quả là100% số HS của lớpkhẳng định được dự đoán của các em đưa ra ban đầu là đúng.
Ở phần vận dụng, 3/4 số HS của lớp giải thích được hiện tượng đầu bài và 100% số HS của lớp giải thích được hiện tượng trên video 1.
Nhận xét:
Tiến trình dạy học đã soạn thảo tương đối phù hợp với thực tế. Đa số các em đều tự lực làm thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm rất nghiêm túc. Các em hào hứng xung phong, tranh nhau giải thích phần vận dụng. Thời gian cũng đảm bảo như kế hoạch. Điều đó cho thấy rằng tiến trình dạy học và các thí nghiệm đã sử dụng trong bài là hoàn toàn khả thi và phát huy được tính tích cực, sáng tạo của các em trong giờ học và đáp ứng được mục tiêu đã đặt ra ban đầu. Đây là tiết thực nghiệm đầu tiên nhưng các em đã theo kịp tiến độ mà GV đề ra. So sánh, đối chiếu với các mức độ của PPTN, thu được kết quả được trình bày như biểu đồ bên dưới.
Hình 3.1: Biểu đồ đánh giá tiến trình dạy học đơn vị kiến thức “Khái niệm từ thông” và “Hiện tượng cảm ứng điện từ” theo các mức độ của PPTN.
3.5.2.2. Đơn vị kiến thức “Định luật Lenz về chiều của dòng điện cảm ứng”.
Trước khi đi vào học bài mới, GV hỏi HS có thắc mắc gì về tiết học hôm trước không. Khoảng 1/4 số HS của lớp trong lớp giơ tay thắc mắc ngay: Tại sao khi đóng công tắc thì đèn xanh lóe sáng rồi tắt, khi ngắt công tắc thì đèn đỏ lóe sáng rồi tắt? Chiều của dòng điện cảm ứng được xác định như thế nào? Khoảng 1/4 số HS của lớp lại hỏi có phải có phải đổi cực của cuộn dây thì màu sắc đèn cũng bị thay đổi hay không?
GV hỏi trong lớp có em nào giải đáp được thắc mắc của các bạn không? 1/4 số HS của lớp cho biết đã đọc SGK nhưng chưa hình dung được. GV hỏi tiếp: “Như vậy, các em có muốn tìm hiểu tiếp vấn đề này trong tiết học hôm nay không?”. 100% số HS của lớp đồng ý. Phần hướng dẫn các em xây dựng dự đoán diễn ra đúng theo tiến trình dạy học đã soạn thảo.
+ Ở CH1 (Khi nào dòng điện cảm ứng đổi chiều?)3/4 số HS của lớp trả lời:“Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi từ thông gởi qua cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng”, và 1/4 số HS của lớp cho biết khi đổi cực nam châm thì dòng điện đổi chiều.
GV hướng dẫn HS lựa chọn và đưa ra các dự đoán có căn cứ.
+ Ở CH2, CH3, CH4 và CH5: 100% số HS của lớp trả lời như mong đợi.
Sau đó GV nhắc lại câu hỏi vấn đề (Như vậy dòng điện cảm ứng sinh ra có chiều như thế nào?) 1/4 số HS của lớp trả lời: “Dòng điện cảm ứng sinh ra có chiều sao cho khi từ thông qua mạch kín tăng thì dòng điện cảm ứng cùng chiều kim đồng hồ và ngược lại”, và 1/4 số HS của lớp không có câu trả lời và 1/2 số HS của lớp còn lại đưa ra quy luật theo SGK.
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Giai đoạn 3 Giai đoạn 4 Giai đoạn 5 Giai đoạn 6
Mức độ 3 Mức độ 2 Mức độ 1
Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín.
GV tiếp tục các câu hỏi CH7, CH8, CH9 và CH10 để HS có cơ sở loại bỏ các dự đoán thiếu căn cứ và thống nhất dự đoán cuối cùng: “Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín.”
Khi GV đưa ra CH11 (Các em hiểu cụm từ “chống lại” ở đây như thế nào?). Chỉkhoảng 1/4 số HS của lớpbắt đầu nhận ra ý nghĩa của từ “chống lại”. GV yêu cầu HS phân tích, vẽ hình biểu diễn vectơ cảm ứng từ trong các thí nghiệm để làm rõ ý nghĩa của từ “chống lại”. Các nhóm HS bắt tay vào làm, phân công nhiệm vụ cụ thể.Sau đó, GV nhận xét và thống nhất lại dự đoán chung của cả lớp.
Khi yêu cầu các em đưa ra các phương án kiểm tra lại dự đoán bằng các thí nghiệm thì có 1/4 số HS của lớp đưa ra phương án là đổi cực của nam châm và cuộn dây, lặp lại các thí nghiệm tương tự để kiểm tra=> 1/2 số HS của lớp cho biết không cần kiểm tra lại vì kết quả này được rút ra từ thí nghiệm rồi, 1/4 số HS của lớp còn lại đồng ý là cần kiểm tra lại bằng thí nghiệm nhưng chưa đưa ra được phương án thí nghiệm nên cũng đồng tình với phương án mà các HS khác đã nêu.
Khi phát dụng cụ cho các nhóm tiến hành thí nghiệm, mỗi nhóm 2 bộ dụng cụ. các em thay phiên nhau làm rất nghiêm túc. Có một số HS của lớp sau khi nhóm làm xong, còn tự mình làm lại thêm.Khi yêu cầu báo cáo và giải thích các thí nghiệm đã làm, các em HS mạnh dạn đại diện cho nhóm mình lên phát biểu. 100% số HS của lớp hoàn thành tốt các yêu cầu trên phiếu học tập theo nhóm.
Nhận xét:
Tiến trình soạn thảo hơi chậm so với thực tế. HS đã làm quen với PPTN ở tiết học trước nên mạnh dạn tham gia phát biểu, đưa ra các dự đoán và đề xuất các phương án thí nghiệm kiểm tra; hăng hái thảo luận trên lớp để đánh giá và chọn lựa phương án hợp lý nhất. Đáng chú ý nhất là tự bản thân các em phát hiện ra vấn đề của tiết học, không cần GV gợi ý và hướng dẫn.
Về phía GV, việc tổ chức cho HS trao đổi, làm thí nghiệm, đưa ra các câu hỏi hướng dẫn đã nhịp nhàng, đúng lúc. Thói quen hướng cho HS theo sự chuẩn bị của mình đã giảm
bớt.So sánh, đối chiếu với các mức độ của PPTN, thu được kết quả được trình bày như biểu đồ bên dưới.
Hình 3.2: Biểu đồ đánh giá tiến trình dạy học đơn vị kiến thức “Định luật Lenz về chiều của dòng điện cảm ứng” theo các mức độ của PPTN.
3.5.2.3. Đơn vị kiến thức “Dòng điện Foucault”
Để làm xuất hiện vấn đề, GV yêu cầu HS chạm tay vào 2 cuộn dây, vào lõi sắt của máy biến thế trước khi hoạt động và sau khi MBT hoạt động khoảng 5 phút để cảm nhận nhiệt độ của lõi sắt tăng lên. Dùng một số câu hỏi gợi ý để HS phát hiện ra vấn đề cần nghiên cứu.
+ Ở CH1 (Tại sao cuộn dây sơ cấp nóng lên?) 100%số HS của lớp trả lời là có dòng điện từ nguồn đi vào cuộn dây sơ cấp. Điều này cho thấy HS có bỏ thời gian chuẩn bị bài trước khi đến lớp.
+ Ở CH2 (Tại sao cuộn dây thứ cấp nóng lên?) có 100% số HS của lớp trả lời là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra nên có dòng điện cảm ứng sinh ra ở cuộn dây sơ cấp. Điều đó cho thấy HS vận dụng được kiến thức về cảm ứng điện từ để giải thích hiện tượng xảy ra.
+ Ở CH3 (Tại sao lõi sắt lại nóng lên?) có 1/4 số HS của lớp trả lời ngay là có dòng điện xuất hiện, 1/2 số HS của lớp đồng ý theo quan điểm trên, và 1/4 số HS của lớp còn lại đang phân vân, suy nghĩ. Điều đó cho thấy một số ít HS trong lớp có thể dùng suy luận tương tự để dự đoán kết quả nhưng chính bản thân các em cũng không chắc chắn. Câu hỏi này thực sự là vấn đề với các em.
Sau đó, GV đã hướng dẫn HS phát biểu vấn đề cần nghiên cứu: Dòng điện sẽ xuất hiện trong một khối vật dẫn kim loại khi nào?
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Giai đoạn 3 Giai đoạn 4 Giai đoạn 5 Giai đoạn 6
Mức độ 3 Mức độ 2 Mức độ 1
GV đã sử dụng CH4 (Tại sao lại có dòng điện xuất hiện trong khối vật dẫn kim loại?) để hướng dẫn các em xây dựng dự đoán. Các em không đưa ra được câu trả lời nên GV bổ sung một số câu hỏi gợi ý:
+ CHBS1: Lõi sắt được đặt ở đâu? 100% số HS của lớp trả lời lõi sắt đặt trong từ trường của cuộn dây thứ nhất và cuộn dây thứ 2.
+CHBS2: Từ trường qua lõi sắt có biến thiên không? Có 3/4số HS của lớp trả lời là có và 1/4số HS của lớp còn lại chưa có câu trả lời.Các em đã dùng suy luận tương tự để đưa ra câu trả lời.
Sau đó, GV nhắc lại CH4 có 100% số HS của lớp trả lời là từ trường biến thiên qua lõi sắt (khối kim loại) gây ra dòng điện cảm ứng trong lõi sắt.
+ CH5 (Theo các em từ trường biến thiên qua một khối vật dẫn (lõi sắt) gây ra dòng điện cảm ứng trong lõi sắt. Vậy nếu đổi ngược lại, cho khối vật dẫn chuyển động trong từ trường không đổi thì dòng điện đó có xuất hiện không?). Hầu hết các em trả lời ngay là có.
+ CH6 (Như vậy, các em hãy đưa ra dự đoán đầy đủ của mình về điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong kim loại?)=>100% số HS của lớp trả lời là:“Khi một vật dẫn kim loại chuyển động trong một từ trường hoặc đặt một vật dẫn trong một từ trường biến thiên thì dòng điện cảm ứng trong sẽ xuất hiện trong khối vật dẫn đó.” Đến đây, chúng ta có thể khẳng định rằng HS đã đọc trước SGK khi đến lớp. Các em có chuẩn bị bài nên có thể đưa ra các câu trả lời đúng theo định hướng của GV.
Tiếp theo đó, GV đã sử dụng câu hỏi định hướng nêu phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán của các em. GV sử dụng CH7 (Cần phải làm thí nghiệm như thế nào để kiểm tra được dự đoán của các em?). Một số HS của lớp trả lời là phải tạo ra một nam châm điện có từ trường biến thiên. Đặt một lõi sắt đặt vào trong lòng nam châm điện. Đợi một khoảng thời gian xem lõi sắt có nóng lên không. Một số HS của lớp cho biết tạo ra một con lắc kim loại chuyển động và quan sát tốc độ chuyển động của nó bên trong và bên ngoài từ trường.Bên cạnh đó, cũng có một số HS của lớp yêu cầu GV sử dụng thí nghiệm 1 trong SGK để kiểm chứng.
Khi GV yêu cầu HS đưa ra phương án thí nghiệm cụ thể để kiểm tra dự đoán của các em: có 1/2 số HS của lớp đưa ra hai phương án như 2 thí nghiệm trong SGK, 1/4 số HS của lớp yêu cầu làm lại thí nghiệm với lõi sắt đặt trong một cuộn dây có từ trường biến thiên nhưng không có cuộn thứ cấp (đơn giản hơn thí nghiệm mở đầu), 1/4 số HS của lớp không đưa ra ý kiến và đồng ý theo đa số.
GV đã đề cập đến các câu hỏi chi tiết: CH8,CH9, CH10 và CH11 để HS xác định rõ mục đích tiến hành thí nghiệm. Sau đó, GV đã đánh giá, nhận xét các phương án thí nghiệm của HS đưa ra và dùng các câu hỏi gợi ý để đưa vào phương án với bộ thí nghiệm hiện có trong bộ thí nghiệm lực từ. Và cuối cùng cả lớp thống nhất thực hiện các thí nghiệm như