7. Cấu trúc khóa luận
1.4.2. Đối với khối chuyển tải thông tin
Giới thiệu máy chiếu qua đầu(overhead) trong dạy học
Máy chiếu qua đầu (overhead) là một công cụ dùng để chiếu hoặc phóng một hình ảnh hay chữ viết trên giấy bóng kính mỏng, trong suốt (tờ phóng).
Hình 1.6: Máy chiếu qua đầu
Hỗ trợ dạy học vật lý: dùng để trình chiếu lên những vấn đề mang tính chất lý thuyết như chiếu lên các định luật vật lý, hiện tượng vật lý hay các vấn đề cần tham gia thảo luận, những nội dung chuẩn bị trên giấy bóng kính phải đơn giản (tránh các ý quá rối, quá nhiều chữ và quá nhiều thông tin trong một tờ giấy bóng kính) và rõ ràng, dễ đọc (cỡ chữ, hình và sơ đồ đủ lớn để tất cả các HS có thể đọc được). Ngoài ra, máy chiếu còn được dùng để hỗ trợ trình chiếu thí nghiệm chỉ xảy ra trên mặt phẳng ngang.
+ Ưu điểm:
- Hỗ trợ giảng dạy theo phương pháp học theo nhóm.
- Các tờ phóng dễ chuẩn bị, dễ vận chuyển, có thể lưu và sử dụng lại. - Sử dụng máy đơn giản, độ linh hoạt cao, dễ thích nghi với tốc độ dạy của GV. Có thể chiếu một phần hay toàn bộ tờ phóng tuỳ theo nhịp độ, chủ đích của GV.
- Tạo ra giao tiếp hình ảnh, sơ đồ tương đối hấp dẫn người học.
+ Nhược điểm:
- Máy tương đối cồng kềnh.
- Quá trình sử dụng còn bị phụ thuộc nhiều vào chất lượng in, tốn kém nhiều cho quá trình này.
- Chỉ hỗ trợ kênh hình, không hỗ trợ kênh tiếng.
Giới thiệu máy chiếu đa phương tiện (Multimedia Projector)
Máy chiếu đa phương tiện kết nối được nhiều phương tiện trực quan cũng như PTNN khác như: máy vi tính, video Camera, VCD…Kết nối với máy vi tính: để trình chiếu bài giảng điện tử, video thí nghiệm mô phỏng,
Hỗ trợ dạy học vật lý: Kết nối với Video Camera, VCD, CD hay DVD: để trình chiếu các hình vẽ, mô hình, đoạn phim tư liệu, video thí nghiệm minh họa cho các hiện tượng qua trình vật lý liên quan đến nội dung bài học.
+ Ưu điểm
- Thể hiện tính chuyên nghiệp và tạo thuận lợi cho sự chuẩn bị phương tiện trình chiếu bài giảng.
- Tính năng hiện đại cho phép tạo, cập nhật và thay đổi nôi dung nhanh chóng và thuận tiện.
- Cho phép tạo bài giảng đa phương tiện bằng các hỗ trợ văn bản, hình ảnh (động, tĩnh), âm thanh, bảng tính, biểu đồ …) qua đó tạo tính sinh động và hấp dẫn củabài giảng.
- Có thể liên kết các thông tin với các nguồn và các dạng format khác nhau. - Là PTNN có thể điều khiển từ xa.
+ Nhược điểm:
- Chi phí cao.
- Đòi hỏi có trình độ và thời gian để chuẩn bị tài liệu.
Giới thiệu máy Video Camera
Hỗ trợ dạy học vật lý: Video Camera có thể ghi lại những hình ảnh, các thí nghiệm dưới dạng file video để làm tư liệu dạy học, có thể kết nối với tivi hay máy chiếu đa chức năng để đưa hình ảnh hay nội dung văn bản, thí
nghiệm có kích thước nhỏ lên màn hình. Hình 1.8: Video Camera. Giới thiệu máy vi tính
Máy vi tính có thể được xem là một phương tiện đa chức năng thể hiện rõ nhất ở chức năng của một PTNN có tương tác cao, kết nối được với các thiết bị như: máy chiếu đa phương tiện, Video Camera...
Hỗ trợ dạy học vật lý: Sử dụng làm phương tiện giảng dạy, truyền thụ tri thức, biểu diễn thông tin (văn bản, tranh ảnh, hoạt hình, phim, âm thanh..
+ Ưu điểm:
- Có tính tương tác cao.
- Thu thập, xử lý, cập nhật thông tin nhanh gọn, chuẩn xác. - Đa tiện ích.
+ Hạn chế:
- Cần khả năng tin học của người sử dụng - Màn hình nhỏ.
Kết luận chương 1
Trên đây là những nghiên cứu của chúng tôi về những lợi ích, tầm quan trọng và tiềm năng hết sức đáng kể của việc sử dụng PTNN trong dạy học vật lí với các chức năng quan trọng sau:
- PTNN được đánh giá là các PTDH có hiệu quả cao, sử dụng PTNN trong giờ học tạo điều kiện cho HS tiếp thu bài học tốt hơn, nhớ bài lâu hơn nhờ sử dụng nhiều nguồn kích thích sự chú ý của HS (hình ảnh, âm thanh, hình ảnh động...) tác động lên các giác quan. PTNN có thể được GV sử dụng ở lớp như là một công cụ minh họa làm sáng tỏ nội dung bài học. PTNN cũng có thể được HS sử dụng để tự học (truyền hình dạy học, băng từ, chương trình vi tính...).
- PTNN tạo điều kiện để đưa vào lớp học những quá trình công nghệ không thể tiếp cận được, các loại vật liệu, sự kiện, đồ vật thay đổi theo thời gian và không gian.
- Làm thay đổi phong cách suy nghĩ, tư duy: chuyển từ dạy chay, học chay sang ứng dụng để hỗ trợ dạy học tích cực.
- PTNN trình bày các kiến thức trừu tượng bằng các hình thức khác nhau
- PTNN giúp cho HS có những kinh nghiệm ban đầu bằng nhiều con đường khác nhau và đôi khi còn tạo điều kiện cho HS tham gia vào quá trình truyền đạt thông tin. Do đó, PTNN không những chỉ giúp cho việc mở mang nguồn từ ngữ mà còn có thể giúp cho HS nhớ các thao tác công nghệ tốt hơn, điều đó sẽ giúp HS bổ trợ thêm các kĩ năng công nghệ tin học, khuyến khích tăng thêm động lực và bản lĩnh cho HS trên con đường tự học với các công nghệ hiện đại sau này.
Chương 2
KHAI THÁC, SỬ DỤNG PHƯƠNG TIỆN NGHE NHÌN DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN TỪ HỌC VẬT LÝ 11 NÂNG CAO
2.1. Đặc điểm dạy học của phần điện từ vật lý 11 nâng cao
2.1.1. Cấu trúc chương trình phần điện từ học vật lý 11 nâng cao
Phần điện từ là phần thứ hai của chương trình vật lý lớp 11 THPT. Phần này gồm 2 chương:
Chương I : Từ trường.
Chương II : Cảm ứng điện từ.
Kiến thức trong hai chương khá là quen thuộc với HS vì các em đã được học một lượng kiến thức ở phổ thông cơ sở. Mặt khác những kiến thức đó lại có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất. Vì vậy, tạo điều kiện thuận lợi cho GV tổ chức dạy học với hỗ trợ của PTNN.
* Theo chương trình, chương “Từ trường” được giảng dạy trong 13 tiết trong đó có 9 tiết nghiên cứu tài liệu mới (bao gồm các bài sau: “Từ trường”, “Phương và chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện”, “Cảm ứng từ. Định luật Am-pe”, Từ trường của một số dòng điện có dạng đơn giản”, “Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song. Định nghĩa đơn vị ampe”, “Lực Lo-ren- xơ”, “Khung dây có dòng điện đặt trong từ trường”, “Sự từ hóa các chất. Sắt từ”, “Từ trường Trái Đất”), 2 tiết bài tập (bài tập về từ trường và bài tập về lực từ) và 2 tiết thực hành ( Nội dung thực hành: xác định thành phần nằm ngang của từ trường Trái Đất).
Về mặt logic, kiến thức trong chương này theo SGK được trình bày thông qua sơ đồ sau:
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ logic trình bày các kiến thức trong chương “Từ trường”.
- SGK đã đưa ra mở đầu các thí nghiệm về tương tác từ (tương tác nam châm – nam châm, tương tác dòng điện – nam châm, tương tác dòng diện – dòng điện) để đưa đến kết luận ngoài môi trường điện trường trong thiên nhiên còn tồn tại một loại trường khác đó là từ trường (xung quanh nam châm hay xung quanh dòng điện có từ trường).
Tương tác từ
Khái niệm từ trường Tính chất từ trường Vectơ cảm ứng từ Đường sức từ
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang
dòng điện
Khái niệm cảm ứng từ
Phương:vuông góc với mặt phẳng ( Chiều: quy tắc bàn tay trái
Từ trường của một số dòng điện có dạng
đơn giản
Lực từ
Lực Lo-ren-xơ
Lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song Lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện
Sự từ hóa các chất Ứng dụng
- Trên cơ sở thí nghiệm tương tác từ và khái niệm từ trường được đưa ra, tiếp tục nghiên cứu tính chất từ trường.
- Để đưa ra khái niệm đường sức từ, trước hết SGK đưa ra thí nghiệm dùng các nam châm thử đặt trong từ trường, từ sự định hướng của nam châm thử đó đưa ra khái niệm vectơ cảm ứng từ (về phương chiều của vectơ). Ngoài ra còn rút ra nhận xét có thể vẽ được các đường cong sao cho một nam châm thử nằm cân bằng bất kỳ tại điểm nào trên đường cong cũng tiếp tuyến với đường đó. Đường cong đó gọi là đường cảm ứng từ. Sau khi đưa ra khái niệm đường cảm ứng từ, bước tiếp theo là đưa ra khái niệm từ trường đều – các đường cảm ứng từ của từ trường đều là những đường thẳng song song cách đều nhau.
- Sau khi có khái niệm từ trường đều, SGK bắt đầu khảo sát định tính lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đặt trong từ trường đều. Thông qua thí nghiệm dùng khung dây mang dòng điện treo vào một đầu đòn cân và đặt một cạnh vào trong từ trường đều của nam châm chữ U. Các kết luận về phương và chiều của lực từ rút ra từ các thí nghiệm chỉ áp dụng trong trường hợp từ trường đều. Cũng thí nghiệm đó, khảo sát về định lượng, rút ra khái niệm về độ lớn vectơ cảm ứng từ →hoàn chỉnh định nghĩa vectơ cảm ứng từ. Sau đó, rút ra công thức của định luật Am-pe về lực từ tác dụng lên một đoạn dòng điện.
- Từ trường của một số dòng điện có dạng đơn giản: từ trường của dòng điện thẳng, từ trường của dòng điện tròn, từ trường của dòng điện trong ống dây.
- Trên cơ sở về từ trường, cảm ứng từ, lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện vừa khảo sát, SGK khảo sát lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện, lực Lo-ren-xơ, ứng dụng lực từ.
- Cuối chương là phần từ tính của các chất, sự từ hóa, các chất sắt từ và ứng dụng các chất sắt từ và phần tìm hiểu từ trường Trái Đất.
Nhận xét: Chương “Từ trương” gồm hai nhóm kiến thức sau: Nhóm kiến thức về từ trường và nhóm kiến thức về lực từ. Kiến thức được hình thành thông qua con đường thực nghiệm.
* Theo chương trình, chương “Cảm ứng điện từ được giảng dạy trong 8 tiết.
Nội dung các tiết: “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng trong đoạn mạch điện kín”, “Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động”, “Bài tập”, “Dòng điện Fu-cô”, “Hiện tượng tự cảm”, “Năng lượng từ trường”, “Bài tập về cảm ứng điện từ”. Về mặt logic, kiến thức của chương này theo SGK có thể trình bày:
Sơ đồ 2.2: Sơ đồ logic trình bày các kiến thức trong chương “Cảm ứng điện từ”.
- Khái niệm từ thông là khái niệm mới, được đưa ra đầu tiên để bắt đầu cho việc giải thích hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Hiện tượng cảm ứng điện từ: được xuất phát từ việc đưa ra các thí nghiệm về một mạch kín được chuyển động tương đối so với từ trường không đổi hoặc từ trường thay đổi làm biến đổi từ thông qua một mạch kín. Cả hai trường hợp đều làm xuất hiện dòng điện cảm ứng (gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ).
- Định luật Len-xơ: Cho biết chiều dòng điện cảm ứng trong một mạch kín luôn tuân theo quy luật là “Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó”.
- Định luật Fa-ra-đây: Cho biết độ lớn suất điện động cảm ứng trong một mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch. Bằng nhiều thí nghiệm, các nhà khoa học đã viết được: |ec| =k . Trong hệ SI, hệ số tỉ lệ k = 1. Kể đến định luật Len-xơ thì trong hệ SI, suất điện động cảm ứng được viết dưới dạng sau:ec = - .
- Xét suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động cắt các đường sức từ trong trường hợp tổng quát với độ lớn: ec = Blvsin .
- Dòng điện Fu-cô: bản chất của dòng điện Fu-cô chính là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khối vật dẫn khi mà vật dẫn được đặt trong từ trường biến thiên hoặc vật dẫn
chuyển động trong từ trường. Dòng Fu-cô có hai tác dụng chính là tác dụng cản trở chuyển động, tác dụng nhiệt. Tùy trường hợp mà các tác dụng đó có lợi hay có hại.
- Hiện tượng tự cảm: Là một trường hợp riêng của hiện tượng cảm ứng điện từ do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra.
Cách trình bày nội dung chủ yếu của từng bài học trong Phần điện từ học này là qua phần thí nghiệm mở đầu để tìm hiểu hiện tượng xảy ra, vận dụng các khái niệm đã học để giải thích sơ lược. Sau đó, các kết luận, khái niệm mới, định luật mới sẽ được rút ra từ thực nghiệm, được mô tả và khái quát hóa bằng lý thuyết.
Cách trình bày như SGK có ưu điểm là kiến thức được đưa ra rõ ràng, HS có thể học thuộc các kiến thức cơ bản, logic trình bày nội dung kiến thức chặt chẽ.
Tuy nhiên, phần lớn các bài học trong hai chương này đều có thí nghiệm nhưng các thí nghiệm đó không đồng bộ và phụ thuộc nhiều vào cơ sở vật chất của nhà trường nên việc sử dụng ít hiệu quả, mà trong SGK thì các hiện tượng, thí nghiệm đều được trình bày dưới dạng thông báo hoặc chỉ có hình vẽ ở SGK. HS tiếp thu một cách thụ động, không có hứng thú nên việc hiểu kiến thức cũng sẽ hời hợt, không vững chắc và mức độ vận dụng còn yếu. Ngoài ra, ứng dụng trong đời sống, sản xuất, hiện tượng vật lý trong thực tế được đề cập chỉ thông qua hình vẽ SGK gây khó hiểu và nhàm chán cho HS.
2.1.2. Nội dung kiến thức, kĩ năng cần rèn luyện trong phần điện từ học
Chuẩn kiến thức kĩ năng quy định trong chương trình [1]
Chương Kiến thức cần đạt được Kĩ năng cần rèn luyện -Nêu được từ tường tồn
tại ở đâu và có tính chất gì. Nêu được các đặc điểm của đường sức từ của thanh nam châm thẳng, của nam châm chữ U, của dòng điện thẳng dài, của ống dây có dòng điện chạy qua.
-Phát biểu được định nghĩa và nêu được
-Vẽ được các đường sức từ biểu diễn từ trường của thanh nam châm thẳng, của dòng điện thẳng dài, của ống dây có dòng điện chạy qua và của từ trườngđều.
-Xác định được độ lớn, phương, chiều của vectơ cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường gây bởi
Từ trường
phương, chiều của cảm ứng từ tại một điểm của từ trường. Nêu được đơn vị đo cảm ứng từ.
-Viết được công thức tính cảm ứng từ tại một điểm của từ trường gây bởi dòng điện thẳng dài vô hạn, tại tâm của dòng điện trò và tại một điểm trong ống dây có dòng điện chạy qua.
-Viết công thức tính lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ tường đều.
-Nêu được lực Lo-ren-xơ là gì và viết được công thức tính lực từ.
dòng điện thẳng dài, tại tâm của dòng điện tròn và tại một điểm trong ống dây có dòng điện chạy qua.
-Xác định được vectơ lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường đều.
-Xác định được độ lớn vá chiều của momen lực từ tác dụng lên một khung dây dẫn hình chữ nhật có dòng điện chạy qua được đặt trong từ tường đều. -Xác định được độ lớn, phương, chiều của lực Lo- ren-xơ tác dụng lên một điện tích q chuyển động với vận tốc v trong mặt phẳng vuông góc với các