10- Cấu trúc luận vă n
1.5.3.Khả năng ứng dụng PMDH và BĐTD trong dạyhọc vật lí
* Điều kiện cơ sở vật chất để dạy học Vật lí có sự hỗ trợ của PMDH và BĐTD không đòi hỏi phức tạp.
- Về phần mềm dạy học: Các trường đều trang bị các thiết bị dạy học hiện đại. Nếu GV sử dụng thành thạo vi tính, hiểu về ứng dụng của phần mềm là có thể khai thác và sử dụng nó.
- Về bản đồ tư duy: Công cụ để vẽ đơn giản (giấy, bảng, bìa, bút màu…) hoặc vẽ trên phần mềm bản đồ tư duy.
* Quan điểm lãnh đạo
Các hoạt động áp dụng PPDH hiện đại kết hợp với các phương pháp truyền thống luôn được lãnh đạo quan tâm, khuyến khích và phần lớn các GV hưởng ứng. Các cấp quản lý giáo dục trong tỉnh cũng thường xuyên mở các lớp tập huấn về đổi mới PPDH và cử các giáo viên tham gia bồi dưỡng nâng cao trình độ, kĩ năng sử dụng các PPDH tích cực, tiến hành các hoạt động chuyên môn thông qua việc tổ chức các hội giảng, thao giảng, dự giờ chia sẻ kinh nghiệm, thiết kế phương tiện dạy học vv...
* Giáo viên
Hiện nay, đa số GV Vật lí ở độ tuổi còn trẻ , việc tiếp cận với công nghệ thông tin và Internet trong việc đổi mới PPDH là hết sức thuận lợi. Chính vì lẽđó, việc ứng dụng PMDH và BĐTD trong dạy học là rất khả thi.
* Học sinh
Đối với phần lớn HS các trường THPT hiện nay thì việc ứng dụng BĐTD trong học tập có nhiều điều mới lạ. Đó là sự chuyển biến về nhiều khía cạnh như:
- Từ cách học ghi nhớ, học thuộc theo lối tuần tự sang cách học mang tính logic, sáng tạo.
- Từ tiếp thu thông tin một cách thụ động sang tiếp thu thông tin có sự phản hồi.
-Từ tiến hành hoạt động theo mệnh lệnh sang tự chịu trách nhiệm. - Từ chỗ lệ thuộc vào GV sang được trao quyền.
Đặc điểm của HS là rất nhạy cảm và mau chóng thích nghi với các PPDH, kĩ thuật dạy học hiện đại. Khi được học tập dưới dạng BĐTD, các em sẽ được bộc lộ và phát triển được năng lực riêng của mình mà các PPDH truyền thống không có điều kiện triển khai.
1.6. Kết luận chương I
Để giải quyết tốt nhiệm vụ của đề tài, trên đây chúng tôi đã nghiên cứu cơ sở lí luận của một số vấn đề của việc dạy học. Cụ thể là:
- Phân tích cơ sở lí luận về hoạt động nhận thức và tính tích cực hoạt động nhận thức của HS.
- Nghiên cứu các phương pháp và phương tiện dạy học có nhiều khả năng phát huy tính tích cực của HS.
- Ứng dụng của PMDH và BĐTD trong dạy học.
Đồng thời trong chương này, chúng tôi cũng trình bày kết quả việc điều tra thực trạng của việc phát huy tính tích cực nhận thức cho HS với sự hỗ trợ của PMDH và BĐTD ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
Trên cơ sở lí luận và thực tiễn đó, chúng tôi đề xuất các phương án xây dựng tiến trình dạy học chương “Dòng điện không đổi”-Vật lí 11 nâng cao, sẽ được trình bày ở chương II dưới đây.
Chương II
PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC NHẬN THỨC CHO HỌC SINH QUA VIỆC XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI”- VẬT LÍ 11 NÂNG CAO VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN
MỀM DẠY HỌC VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY
2.1. Đặc điểm chương “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 nâng cao
Chương “Dòng điện không đổi” là chương II của chương trình SGK Vật lí 11 nâng cao, sau chương “Điện tích. Điện trường”. Chương này đề cập đến những vấn đề cơ bản của dòng điện không đổi, là cơ sở để nghiên cứu các vấn đề khác về dòng điện. Trong đó có một số kiến thức (như dòng điện, chiều dòng điện, cường độ dòng điện, định luật Ôm, định luật Jun-Lenxơ) tuy đã được trình bày trong SGK Vật lí THCS nhưng chưa sâu, chưa hệ thống hóa, vì vậy những kiến thức này được trình bày lại một cách đầy đủ với mức độ chính xác cần thiết.
Ngoài ra, chương “Dòng điện không đổi” trình bày những vấn đề mới về nguồn điện, về sự tạo thành suất điện động của nguồn điện, về máy thu điện và suất phản điện, đặc biệt là việc thiết lập và vận dụng Định luật Ôm cho các loại đoạn mạch (toàn mạch, cho đoạn mạch chứa nguồn, cho đoạn mạch chứa máy thu điện).
Dạy học chương “Dòng điện không đổi” cần phải đạt mục tiêu của chương trình chuẩn, đồng thời yêu cầu HS mở rộng và hiểu sâu hơn kiến thức; rèn luyện kĩ năng thu thập và xử lí thông tin, kĩ năng thực hành vật lí; kĩ năng vận dụng kiến thức để giải quyết những vấn đề cụ thể…
* Cấu trúc của chương “Dòng điện không đổi”
Bài 10: Dòng điện không đổi. Nguồn điện. Bài 11: Pin và ắc quy
Bài 13: Định luật Ôm đối với toàn mạch.
Bài 14: Định luật Ôm đối với các loại đoạn mạch. Mắc nguồn thành bộ. Bài 15: Bài tập về định luật Ôm và công suất điện.
Bài 16: Thực hành đo suất điện động và điện trở trong của nguồn điện.
Tổng số tiết học của chương này là 14 tiết. Trong đó có 07 tiết lý thuyết, 03 tiết bài tập, 02 tiết thực hành, 01 tiết ôn tập chương và 01 tiết kiểm tra. Tùy vào khối lượng kiến thức mỗi bài và vào tình hình điều kiện cụ thể khi dạy mà GV phân bố thời lượng cho hợp lý. Ở đây, chúng tôi xin đưa ra phân phối chương trình chương “Dòng điện không đổi” như sau:
Chương II: Dòng điện không đổi Tiết 13 Dòng điện không đổi. Nguồn điện. Tiết 14 Pin và ắc quy Tiết 15+16 Điện năng và công suất điện. Định luật Jun-Lenxơ. Tiết 17 Bài tập Tiết 18 Định luật Ôm đối với toàn mạch. Tiết 19 Bài tập Tiết 20+21 Định luật Ôm đối với các loại đoạn mạch. Mắc nguồn thành bộ.
Tiết 22 Bài tập về định luật Ôm và công suất điện.
Tiết 23+24 Thực hành đo suất điện động và điện trở trong của nguồn điện.
Tiết 25 Ôn tập chương Tiết 26 Kiểm tra 1 tiết
* Các yêu cầu cần đạt được khi học chương “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 nâng cao (Theo chuẩn kiến thức, kĩ năng của Bộ GD&ĐT)
- Vận dụng được các kiến thức đã học ở THCS về: Cường độ dòng điện, định luật Ôm, định luật Jun-Lenxơ, điện năng và công suất điện.
- Nêu được nguyên tắc chung đối với quá trình tạo thành suất điện động của các nguồn điện.
- Nêu được các đại lượng đặc trưng cho nguồn điện và máy thu điện (suất điện động, suất phản điện, công suất, hiệu suất).
- Viết và vận dụng công thức của định luật Ôm đối với các loại mạch điện (đối với toàn mạch, đối với đoạn mạch có chứa nguồn điện hay máy thu điện).
- Nhận biết được trên sơ đồ và trong thực tế bộ nguồn mắc nối tiếp, mắc xung đối, mắc song song và mắc hỗn hợp đối xứng; tính được suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.
Ø Về kỹ năng
- Biết quan sát các hiện tượng, quá trình vật lí trong thí nghiệm, trong thực tế đời sống hàng ngày.
- Biết sử dụng các dụng cụ đo và biết lắp ráp, tiến hành các thí nghiệm vật lý đơn giản.
- Biết phân tích, so sánh, tổng hợp và xử lí thông tin thu được để rút ra kết luận; dự đoán mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí; biết sử dụng biểu, bảng, đồ thịđể trình bày các kết quả thu thập được…
- Vận dụng linh hoạt các định luật vào giải bài tập về mạch điện. Ø Về thái độ
- Hình thành lòng ham mê, yêu thích môn Vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học. - Rèn luyện ý thức tự giác, chủ động trong học tập thông qua tự giác hoạt động nhóm, cùng hợp tác với bạn và GV trong học tập.
- Rèn luyện tác phong làm việc tỉ mỉ, cẩn thận trung thực…trong học tập, trong khoa học và trong công việc.
- Có ý chí phấn đấu, tự tin vào bản thân, mong muốn được khẳng định mình trước tập thể.
- Có ý thức sẵn sàng áp dụng những hiểu biết vật lí của mình vào thực tế để cải thiện điều kiện sống và bảo vệ môi trường.
2.2. Một số định hướng trong việc tổ chức hoạt động nhận thức với sự hỗtrợ của phần mềm dạy học và bản đồ tư duy để phát huy tính tích cực trợ của phần mềm dạy học và bản đồ tư duy để phát huy tính tích cực nhận thức cho học sinh.
2.2.1. Định hướng khi sử dụng PMDH để hỗ trợ việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh nhận thức cho học sinh
2.2.1.1. Nguyên tắc chung khi sử dụng PMDH [4]
Việc tổ chức dạy-học với PMDH nhằm xây dựng một môi trường dạy- học với ba đặc tính:
- Tạo ra môi trường học tập mà tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS được phát triển cao, HS có điều kiện phát huy các thao tác tư duy.
- Cung cấp một môi trường cho phép đa dạng hóa mối quan hệ tương tác hai chiều: GV-HS, HS-HS.
- PMDH hỗ trợ đắc lực trong việc mô tả thế giới thực và xử lý thông tin nhanh chóng, chính xác.
Đặc thù của môn Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, do đó khi sử dụng PMDH trong dạy học Vật lí, cần tuân thủ một trong các nguyên tắc là “Chỉ sử dụng PMDH khi các PTDH truyền thống không đáp ứng được hoặc đáp ứng không tốt các yêu cầu trong dạy học đặt ra”.Vì vậy, để xác định PMDH Vật lí hỗ trợ cái gì và hỗ trợ khi nào, ta đều phải dựa vào yêu cầu tổ chức hoạt động nhận thức của HS theo tiến trình dạy học của bài học đã soạn thảo.
2.2.1.2. Các bước cơ bản để tạo một thí nghiệm trong phần mềm Crocodile Physics 605
Chứa các nguồn Các dụng cụ bán dẫn rời Các thiết bị nhận tín hiệu Các khóa, công tắc Các thiết bị thụđộng (điện trở, tụ, cuộn cảm) Vôn kế và ampe kế Các loại đèn Các máy phát tín hiệu Các mạch tích hợp
Thiết lập một thí nghiệm như thế nào còn tùy thuộc vào từng thí nghiệm. Tuy nhiên có thể thực hiện theo sơ đồ chung sau (sau khi đã xác định kịch bản sư phạm của thí nghiệm):
Bước 1: Phác thảo sơ đồ thí nghiệm trước trên giấy (hoặc theo sơ đồ thí nghiệm đã có trong SGK)
Bước 2: Chọn các thiết bị cần sử dụng từ kho thiết bị.
Phần Điện: Di chuyển chuột chọn Part Library chọn Electronics, trong đó có thể lựa chọn các dụng cụđể thiết kế thí nghiệm về phần điện.
Analog: Mạch tương tự.
Pictorial: Các thiết bị với hình ảnh thật Digital: Các thiết bị số.
Trong các dụng cụ trên, muốn chọn dụng cụ nào thì di chuyển con trỏ đến biểu tượng của dụng cụđó, bấm- giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần đặt rồi thả chuột.
Bước 3: Di chuyển, lắp ghép, thiết lập thông số và xoá dụng cụ thí nghiệm
Sau khi đã lựa chọn được các dụng cụ, có thể di chuyển, lắp ghép, thay đổi thông số, hoặc xoá các dụng cụ theo phương pháp sau:
- Khi cần di chuyển dụng cụ, đưa con trỏ đến dụng cụ, bấm-giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần chuyển đến rồi thả chuột.
- Khi cần kết nối các dụng cụ, di chuyển các dụng cụ để các điểm nối lại trùng nhau.
- Khi cần thiết lập các thông số của dụng cụ, di chuyển con trỏ đến dụng cụ, bấm chuột phải và chọn Properties thì trong menu dọc Properties sẽ hiện ra các tuỳ chọn về các thông số dụng cụđể thay đổi.
- Khi cần xoá dụng cụ, di chuyển con trỏ đến dụng cụ, bấm chuột trái rồi chọn Delete hoặc bấm chuột phải và di chuyển chọn Delete trong menu.
Bước 4: Chọn hình thức thể hiện thông số của thí nghiệm
Sau khi lắp đặt các dụng cụ thí nghiệm, cần phải lựa chọn các công cụ hỗ trợ để thể hiện các thông số của thí nghiệm. Trong Presentation bao gồm các công cụ hỗ trợ như thước đo, đồ thị, tranh vẽ, các nút dừng thí nghiệm hay thực hiện lại thí nghiệm… Khi thiết lập thí nghiệm chúng ta cần thiết phải biết cách biểu diễn kết quả thí nghiệm bằng đồ thị hoặc bằng số đo cụ thể.
* Phương pháp biểu diễn kết quả thí nghiệm bằng đồ thị
Di chuyển con trỏ đến biểu tượng của đồ thị (Graph) trong Presentation, giữ chuột và chuyển đến nơi cần đặt, thả chuột rồi thiết lập thông số cho đồ thị bằng cách bấm chuột phải, di chuyển chuột và chọn Properties sẽ hiện lên danh mục các tuỳ chọn của đồ thị trong Properties bao gồm:
- Trances (các đường đồ thị): Có thể lựa chọn thêm, bớt đi số đường biểu diễn trong đồ thị; kiểu của các đường đồ thị bao gồm màu sắc, cách vẽ, độ dày nét vẽ và mức độ rộng hẹp.
- Y-axis (trục tung 0y): Có thể lựa chọn độ rộng (Range) gồm mức thấp nhất và cao nhất, bớt đi số đường biểu diễn đường kẻ (Gridliner) về khoảng cách giữa các đường kẻ.
- X-axis (trục hoành 0x): Có thể lựa chọn đại lượng đo (Measure) gồm toàn bộ thông số của thí nghiệm (Golban property), một số thông số của thí nghiệm (Local part property), thông số riêng của thí nghiệm (Specific part property). Có thể lựa chọn độ rộng (Range) gồm mức thấp nhất và cao nhất, bớt đi số đường biểu diễn đường kẻ (Gridliner) về khoảng cách giữa các đường kẻ.
- Visual settings (thiết lập màu sắc của đồ thị): Có thể lựa chọn màu sắc cho các đường kẻ đồ thị (Apperance) gồm màu của các đường kẻ chính (Major grid), các đường kẻ phụ (Minor grid), trục hoành 0x (X-axis), trục tung 0y (Y-axis).
Sau khi tuỳ chọn kiểu các thông số của đồ thị, di chuyển chuột vào vùng kẻ của đồ thị sẽ xuất menu gồm mở rộng kích thước trục hoành, mở rộng kích thước trục tung, phóng to, thu nhỏđồ thị và khởi động lại đồ thị.
* Phương pháp biểu diễn kết quả thí nghiệm bằng số
Di chuyển con trỏ đến biểu tượng thể hiện bằng số (Number) trong Presentation, giữ chuột và chuyển đến nơi cần đặt rồi thả chuột.
Bước 5: Chạy thí nghiệm và chuyển các thông số thí nghiệm ra ngoài
Để chạy chương trình trước hết cần thay đổi thông số của đường biểu diễn trên đồ thị và thể hiện bằng số theo cách di chuyển chuột vào vòng tròn kí hiệu, thông số sẽ xuất hiện dòng chữ (Click and drag to choose a part), di chuột đến dụng cụ cần kết nối đểđo, khi đó chữ mờ Property sẽ đậm lên màu đen và có viền đỏ.
Di chuyển chuột vào chữ Property, con chuột sẽ đổi sang kí hiệu bàn tay và nổi lên chữ Property, bấm chuột phải vào chữ Property sẽ hiện lên một danh mục các tuỳ chọn bao gồm: Current (Dòng điện), Power (Công suất), Voltage (Điện áp). Di chuyển chuột để lựa chọn mục thích hợp.
Sau khi chọn được thông số của đường biểu diễn trên đồ thị và thể hiện bằng số thích hợp, dừng thí nghiệm, khởi động lại đồ thị và chạy lại thí nghiệm sẽ quan sát được đường biểu diễn của các thông số cần khảo sát trên đồ thị và đọc được các thông số đó trên công cụ hiển thị số.
Nếu thấy kết quả chưa hợp lí có thể dừng lại (nút dừng trên menu ngang hoặc lấy ra từ Presentation), thay đổi các thông số, khởi động lại đồ thị và chạy lại thí nghiệm để thu được kết quả thích hợp.
2.2.1.3. Ứng dụng tạo một số thí nghiệm và hướng dẫn sử dụng trong dạy học chương “Dòng điện không đổi”
1. Thí nghiệm về định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R
* Hướng dẫn sử dụng
- Thí nghiệm này có sẵn trong phần mềm. Để sử dụng nhấp chuột vào
Contents→Circuits→ biểu tượng Ohm’s law.
- Kéo điện trở trong giá đựng thiết bịđặt vào giữa 2 đầu dây để sẵn của mạch. - Dịch chuyển con chạy của Variable voltage supply để thay đổi hiệu điện thế. Đọc các số chỉ của vôn kế, ampe kế.
- Sử dụng điện trở với các giá trị khác nhau, vẽ các đồ thị của các điện trở đó. Từđồ thị rút ra sự phụ thuộc của U,I,R. Khái quát định luật Ôm.