8. Cấu trúc của luận văn
3.1. Mục đích thực nghiệm
Chúng tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm mục đích kiểm chứng giả thuyết: Nếu xây dựng được một hệ thống câu hỏi, bài tập trên cơ sở tăng cường vận dụng gắn liền với thực tiễn trong hoạt động cá nhân và nhóm sẽ đánh giá được một số năng lực chung và năng lực chuyên biệt Vật lí của HS.
- Kiểm tra, đánh giá những năng lực mà học sinh đã đạt được trong và sau khi học xong toàn bộ kiến thức chương ”cảm ứng điện từ” qua đó đánh giá tính hiệu quả của hệ thống công cụ kiểm tra đánh giá đã xây dựng trong việc đánh giá quá trình và đánh giá kết quả học tập theo định hướng phát triển năng lực học sinh.
- Rút ra nhận xét đánh giá về hệ thống câu hỏi, bài tập đã xây dựng và đề xuất những điều chỉnh nhằm khắc phục một số mặt hạn chế trong việc đánh giá năng lực học sinh.
3.2. Đối tƣợng thực nghiệm
Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm kiểm tra đánh giá năng lực trên đối tượng là học sinh của hai lớp 11. Trong đó có lớp 11A10 của trường THPT Ngô Quyền - thành phố Thái Nguyên và lớp 11A1 của trường THPT Định Hóa - huyện Định Hóa - tỉnh Thái Nguyên. Nhìn chung thì đây đều là các lớp mũi nhọn của hai trường và học sinh hai lớp thực nghiệm có trình độ nhận thức tương đương nhau, trong đó nhận thức của lớp 11A10 có phần nhỉnh hơn một chút so với lớp 11A1, tuy nhiên sự chênh lệch này là không đáng kể và cũng không ảnh hưởng đến mục đích và kết quả của thực nghiệm.
3.3. Nội dung thực nghiệm
Chúng tôi thực nghiệm sư phạm bằng cách tiến hành kiểm tra đánh giá năng lực HS thông qua bài kiểm tra kết quả sau khi học sinh đã học xong chương “ cảm ứng điện từ” và để đánh giá được một số năng lực hoạt động nhóm, năng lực cá thể,
năng lực vận dụng thực tiễn của HS chúng tôi đã tiến hành đánh giá quá trình trong suốt thời gian học sinh học tập nội dung chương học.
3.3.1. Kiểm tra đánh giá năng lực học sinh qua kết quả sau khi học sinh học xong chương “cảm ứng điện từ” chương “cảm ứng điện từ”
Để đánh giá những năng lực mà học sinh đạt được sau khi học xong chương “Cảm ứng điện từ” chúng tôi xây dựng đề kiểm tra cuối chương với thời gian làm bài 90 phút gồm 15 câu hỏi, bài tập chọn lọc từ hệ thống công cụ kiểm tra đánh giá đã xây dựng trong chương 2.
* Bảng ma trận đề kiểm tra năng lực thu gọn:
Tên chủ đề Nhận
biết Thông hiểu
Vận dụng Cộng Cấp độ thấp Cấp độ cao Chủ đề: Cảm ứng điện từ (6 tiết) 1. Từ thông. Cảm ứng điện từ (2 tiết) K1 2 câu K2 1 câu K3 2 câu K4 2câu 7 2. Suất điện động cảm ứng (1 tiết) K1 1 câu K2 1 câu K3 1 câu K4 1 câu 4 3. Tự cảm (1 tiết) K1 1 câu K2 1 câu K3 1 câu K4 1 câu 4 Tổng số câu 4 3 4 4 15
* Đề kiểm tra năng lực HS sau khi học xong chương “ cảm ứng điện từ”
Trên cơ sở ma trận đề đã thiết lập, chúng tôi xây dựng đề kiểm tra có nội dung:
ĐỀ KIỂM TRA NĂNG LỰC HỌC SINH SAU KHI HỌC XONG CHƢƠNG “ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ”
Câu 1. Trong các phát biểu sau, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai? Hãy tích đúng hay sai vào ô tương ứng.
Phát biểu Đúng Sai
1. Từ thông là một đại lượng luôn dương vì nó tỉ lệ với số đường sức đi qua diện tích có từ thông.
2. Từ thông là một đại lượng có hướng.
3. Từ thông gửi qua một mặt chỉ phụ thuộc vào độ lớn diện tích mà không phụ thuộc vào độ nghiêng của mặt so với các véc-tơ cảm ứng từ
của từ trường.
4. Từ thông có thể dương, âm hoặc bằng không. 5. Đơn vị của từ thông là T.m2
(Tesla nhân mét bình phương).
Câu 2. Nêu một vài ví dụ trong thực tế về dòng điện Fu-cô có hại. Trong những trường hợp đó người ta khắc phục bằng cách nào?
Câu 3. Ý kiến của học sinh nào đúng, học sinh nào sai?
Ý kiến Đúng Sai
Học sinh A: Nếu các đường sức từ của từ trường mà song song với mặt phẳng có diện tích S thì từ thông gửi qua diện tích đó sẽ lớn nhất.
Học sinh B: Nếu các đường sức từ của từ trường mà song song với mặt phẳng có diện tích S thì từ thông gửi qua diện tích đó sẽ bằng không. Học sinh C: Từ thông do từ trường gửi qua diện tích S chỉ phụ thuộc vào độ lớn của diện tích đó mà không phụ thuộc các đường sức từ nghiêng như thế nào so với mặt phẳng diện tích nên từ thông ở đây phải là một số không đổi.
Câu 4.Một nam châm vĩnh cửu NS đang đặt thẳng đứng trên mặt bàn đúng tại tâm của một vòng dây kim loại kín thì bất chợt bị đổ. Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng ngay khi đó. Giải thích cho cách lựa chọn?
Câu 5. Bạn Hùng đã làm một thí nghiệm như sau:
- Đặt cố định một ống dây có lõi sắt nằm ngang nối với ắc-quy có khóa K đang ngắt (Hình vẽ).
- Để một vòng dây nhôm nhẹ, kín, linh động ở gần đầu ống dây.
- Đóng nhanh khóa K
Hãy tìm và giải thích hiện tượng đúng sẽ xảy ra dưới đây: v i A. N S v i B. N S v i C. N S i=0 v D. N S
A. Vòng nhôm bật sang phải. B. Vòng nhôm bật sang trái. C. Vòng nhôm đứng yên. D. Vòng nhôm dao động.
Câu 6. Người ta thực hiện một thí nghiệm như hình vẽ. Khi cho dòng điện xoay chiều (có chiều và cường độ thay đổi liên tục) chạy qua cuộn dây 1 thì điều kì lạ là bóng đèn mắc với cuộn dây 2 lại phát sáng. Ở đây rõ ràng hai cuộn dây đặt cách điện với nhau. Hãy giải thích hiện tượng này?
Câu 7. Bếp từ là một loại bếp được sử dụng khá phổ biến hiện nay. Khi cho bếp hoạt động nếu ta đặt lên mặt bếp chiếc chảo bằng nhôm hoặc inox thì thấy chảo nóng lên và nấu chín được thức ăn. Tuy nhiên nếu ta đặt tay lên mặt bếp thì lại không thấy nóng. Hãy giải thích tại sao?
Câu 8. Phát biểu nào dưới đây là sai? Giải thích rõ tại sao ?
A. Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch kín thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng.
B. Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông sinh ra nó.
C. Công thức xác định suất điện động cảm ứng được viết dưới dạng:
c e t
. Dấu “trừ” chứng tỏ độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong
mạch kín tỉ lệ nghịch với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch. 1
2
D. Qui tắc bàn tay phải: Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón cái choãi ra 90o, hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó.
Câu 9. Từ công thức tính suất điện động cảm ứng (theo định luật Fa-ra-đây) em hãy nêu ra các cách có thể làm thay đổi độ lớn của suất điện động cảm ứng?
Câu 10. Chỉ ra đúng, sai trong các câu sau đây.
Một thanh dẫn điện không nối thành mạch kín Đúng Sai
1. Chuyển động trong mặt phẳng chứa các đường sức từ thì trong thanh xuất hiện một suất điện động cảm ứng.
2. Chuyển động cắt các đường sức từ thì trong thanh xuất hiện một suất điện động cảm ứng.
3. Chuyển động cắt các đường sức từ thì chắc chắn trong thanh xuất hiện một dòng điện cảm ứng.
4. Chuyển động vuông góc với các đường sức từ nhưng không cắt các đường sức từ thì trong thanh xuất hiện suất điện động cảm ứng.
Câu 11. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết nguồn có E = 1,5 V, r = 0,1 Ω. Thanh kim loại MN có chiều dài l = 1 m, điện trở RMN = 2,9 Ω. Hệ thống được đặt trong từ trường đều có B vuông góc với mặt phẳng của mạch điện, hướng từ trên xuống, độ lớn B = 0,1 T. Điện trở của am-pe kế và hai thanh ray không đáng kể. Thanh MN có thể trượt không ma sát dọc trên hai thanh ray.
a) Tìm số chỉ của ampe kế và độ lớn lực điện từ đặt lên thanh MN khi thanh MN chuyển động đều sang phải với v = 3 m/s.
b) Muốn ampe kế chỉ 0 thì thanh MN phải chuyển động về hướng nào với vận tốc bao nhiêu?
Câu 12. Trong những trường hợp nào sẽ xuất hiện hiện tượng tự cảm?
Câu 13. Chỉ ra đúng, sai trong các câu sau đây.
Trong một mạch điện có một bộ acquy, một ống dây và một công tắc thì Đúng Sai
1. Ngay sau khi đóng công tắc, trong mạch có suất điện động tự cảm. 2. Sau khi đóng công tắc ít nhất 30 s, trong mạch mới xuất hiện suất điện động tự cảm.
3. Khi dòng điện trong mạch đã ổn định, trong mạch vẫn có suất điện
N M A E, r B
động tự cảm.
4. Khi dòng điện trong mạch đã ổn định thì ống dây chỉ có vai trò như một điện trở.
Câu 14. Ống dây điện hình trụ có lõi chân không, chiều dài l = 20 cm, có quấn trên ống N = 1000 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây S = 100 cm2.
a) Dòng điện qua ống dây đó tăng đều từ 0 đến 5A trong 0,1 s, tính suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây.
b) Khi cường độ dòng điện qua ống dây đạt tới giá trị I = 5 A thì năng lượng từ trường tích lũy trong ống dây bằng bao nhiêu?
Câu 15. Bạn Minh làm một thí nghiệm như sau: - Đặt ống dây A vào lòng ống dây B (hình a).
- Cho dòng điện i1 chạy qua ống dây A, biết i1 biến đổi theo thời gian như đồ thị hình (b).
Sau đó bạn Minh dự đoán rằng dòng điện i2 trong ống dây B sẽ biến đổi theo thời gian như đồ thị trên hình (c). Hãy nhận xét về dự đoán của bạn Minh.
Hình (a)
Hình (b) Hình (c)
Đáp án chi tiết của đề kiểm tra năng lực học sinh được trình bày trong phần phụ lục 2. i1 t to O O i2 t to
Chúng tôi sử dụng các câu hỏi, bài tập trong đề kiểm tra năng lực trên để đánh giá các năng lực của học sinh theo 3 cấp độ (bảng cấp độ các năng lực trình bày trong mục 1.2.1 chương 1) như sau:
Nhóm năng lực Cấp độ I II III Năng lực sử dụng kiến thức KI Câu 1, 8, 12. KII Câu 2, 3, 4, 6, 9, 10, 13, 14. KIII Câu 5, 7, 11, 15. Năng lực về phƣơng pháp PI Câu 2, 9. PII Câu 4, 6, 14. PIII Câu 5, 11, 15.
Năng lực trao đổi thông tin XI Câu 1, 10, 13. XII Câu 2, 3, 4, 9 ,12. XIII Câu 5, 6, 7, 11, 14, 15. Năng lực đánh giá CI Câu 1, 10, 13. CII Câu 2, 3. CIII Câu 5, 7, 15. Khác với cách kiểm tra đánh giá thông thường là xây dựng một bài tập có nhiều nội dung phát triển có thể đánh giá HS đạt được các mức độ khác nhau (trên lời giải một bài tập), ở nghiên cứu của chúng tôi mỗi câu hỏi, bài tập chỉ đánh giá xem HS đạt được 1 trong 3 cấp độ I, II hay III. Tất nhiên, khi giải một bài tập nếu HS không đạt năng lực ở cấp độ cao nhất III, thì có thể đạt ở các cấp độ thấp hơn như II hay I (nhưng đối với các bài tập đánh giá HS đạt cấp độ nào đó, ví dụ như cấp độ III, khi chấm, chúng tôi chỉ xem HS có đạt được cấp độ III hay không mà không cần xem xét nếu họ không đạt mức III thì đạt được mức nào trong hai mức còn lại).
Vì vậy, ở đây chúng tôi xây dựng hệ thống câu hỏi, bài tập đánh giá riêng từng cấp độ chứ không sử dụng bài tập đánh giá cùng lúc tất cả các cấp độ năng lực của HS. Cách xây dựng hệ thống câu hỏi. bài tập và nhiệm vụ như vậy cũng như cách chấm, đánh giá năng lực HS qua hệ thống này dẫn đến ưu và nhược điểm sau:
- Ưu điểm: Dễ xây dựng và khi đánh giá chỉ đánh giá một cấp độ đã xác định từ đầu mà không quan tâm đến cấp độ khác.
- Nhược điểm: Phải xây dựng nhiều câu hỏi, bài tập và do đó phải chấm, đánh giá nhiều.
Khi chấm bài thì mỗi câu hỏi, bài tập trong đề kiểm tra năng lực mà HS làm được chúng tôi đánh giá là đạt cấp độ (I, II, III) hoặc không đạt cấp độ. Điểm đánh cho mỗi câu hỏi, bài tập chúng tôi đánh giá chỉ có 1 hoặc 0. Trong đó 1 = đạt cấp độ
và 0 = không đạt cấp độ. HS được đánh giá là đạt hay không đạt ở từng câu hỏi, bài tập nếu thực hiện được ở các yêu cầu cụ thể của từng câu như sau:
Đạt cấp độ (1) Không đạt cấp độ (0)
Câu 1 Tích đúng được 3 - 5 ô. Tích đúng được 0 - 2 ô .
Câu 2
Lấy được ví dụ, phân tích rõ được trong ví dụ đó dòng điện Fu-cô có hại như thế nào và cách làm giảm tác hại của dòng điện này.
Trình bày ngắn gọn, diễn tả phù hợp, dễ hiểu.
Không lấy được ví dụ hoặc lấy được ví dụ nhưng không chỉ ra được trong đó dòng điện Fu-cô có hại như thế nào và khắc phục bằng cách nào.
Câu 3 Tích đúng được 2- 3 ô. Giải thích đúng, đủ, dễ hiểu.
Tích đúng được 0-1 ô. Giải thích sai.
Câu 4 Chọn đáp án đúng.
Giải thích tương đối đúng, đủ.
Chọn đáp án sai hoặc chọn đáp án đúng nhưng giải thích sai hoặc không giải thích được.
Câu 5 Chọn đáp án đúng.
Giải thích tương đối đúng, đủ.
Chọn đáp án sai hoặc chọn đáp án đúng nhưng giải thích sai hoặc không giải thích được.
Câu 6
Giải thích được đúng về hiện tượng xảy ra dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ.
Trình bày ngắn gọn, diễn tả phù hợp, dễ hiểu.
Không giải thích được hoặc giải thích sai.
Câu 7
Giải thích được đúng về hiện tượng xảy ra dựa trên tác dụng của dòng điện Fu-cô.
Trình bày ngắn gọn, diễn tả phù hợp, dễ hiểu.
Không giải thích được hoặc giải thích sai.
Câu 8
Chọn được đáp án sai.
Giải thích được chỗ sai một cách chính xác, dễ hiểu.
Không chọn được đáp án sai hoặc chọn được nhưng không giải thích được hoặc giải thích nhưng không chính xác.
Câu 9
Viết được biểu thức tính suất điện động cảm ứng và từ đó nêu ra được từ 1 cách trở lên có thể làm thay đổi độ lớn suất điện động cảm ứng.
Không nêu ra được cách nào làm thay đổi suất điện động cảm ứng.
Câu 10 Tích đúng từ 2 ô trở lên. Không tích đúng ô nào hoặc chỉ đúng 1 ô.
Câu 11
Giải được 1 ý hoặc cả 2 ý của bài toán. Trình bày khoa học, dễ hiểu. Có vẽ được hình minh họa.
Không giải được ý nào.
Câu 12 Nêu ra được đúng các trường hợp có hiện
Câu 13 Tích đúng 2 ô trở lên. Tích đúng 1 ô hoặc không đúng ô nào. Câu 14 Giải được 1 ý hoặc cả 2 ý của bài toán.
Trình bày khoa học, dễ hiểu. Không giải được ý nào. Câu 15 Nhận xét và phân tích được ít nhất 1 trường hợp.
Trình bày ngắn gọn, khoa học. Nhận xét sai hoặc không nhận xét được.
3.3.2. Kiểm tra đánh giá năng lực học sinh qua quá trình học tập và qua vận dụng thực tiễn thực tiễn
Để đánh giá được một số năng lực và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh trong quá trình học tập chương “cảm ứng điện từ”, chúng tôi tiến