Chƣơng “Điện học” là chƣơng thứ ba trong chƣơng trình Vật lí 7 THCS. Chƣơng “Điện học” đƣợc giảng dạy trong 17 tiết, với 11 tiết lý thuyết và 2 tiết thực hành,2 tiết ôn tập, 2 tiết kiểm tra. Ở chƣơng trình Vật lí 7 THCS chƣơng “ Điện học”, học sinh đã đƣợc học một số kiến thức trong chƣơng này tuy nhiên chỉ ở mức độ cơ bản, các kiến thức trong chƣơng này là tiền đề cho những chƣơng sau và chƣơng trình học sau này. Nội dung chính của chƣơng này bao gồm những khái niệm cơ bản về sự nhiễm điện do cọ xát, điện tích, dòng điện, nguồn điện, hiệu điện thế, cƣờng độ dòng điện và mối liên hệ giữa chúng, chất dẫn điện – chất cách điện, nam châm điện…. Chƣơng “Điện học” có nhiều thí nghiệm mà giáo viên cần tiến hành trên lớp. Tuy nhiên toàn bộ học sinh trong lớp khó có thể quan sát thí nghiệm do giáo viên thực hiện (ví dụ: học sinh ở cuối lớp có thể không nhìn thấy rõ thí nghiệm 2 vật sau khi cọ xát vào nhau rồi tách chúng ra sẽ có nhiều chớp sáng li ti và tiếng nổ lép bép,...), vì thế giáo viên có thể kết hợp cả thí nghiệm thực và trình chiếu video, clips về thí nghiệm đó để cả lớp đều quan sát rõ ràng. Hoặc những thí nghiệm chƣa thực hiện đƣợc vì điều kiện trang thiết bị và điều kiện đảm bảo an toàn khi thực hành (nhƣ thí nghiệm về tác dụng sinh lí của dòng điện), các quá trình Vật lí mà học sinh khó hình dung (nhƣ sự dịch chuyển của electron trong kim loại...) trong quá trình dạy học. Vì vậy, giáo viên nên có một số hình ảnh động hoặc những đoạn phim thí nghiệm để học sinh quan sát, từ đó học sinh có thể ghi nhớ bài dễ dàng hơn và nắm vững kiến thức hơn.
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ khái quát kiến thức chương “Điện học” Điện học Sự nhiễm điện do cọ xát Hai loại điện tích Dòng điện, nguồn điện Chất dẫn điện, chất cách điện,dò nguồn điện trong kim loại Sơ đồ mạch điện – nguồn điện Tác dụng nhiệt – tác dụng phát sáng của dòng điện Tác dụng từ, tác dụng hóa học, tác dụng sinh lý của dòng điện Cƣờng độ dòng điện Hiệu điện thế Hiệu điện thế giữa 2 đầu dụng cụ dùng điện Thực hành đo Hiệu điện thế và cƣờng độ dòng điện giữa 2 đoạn mạch nối tiếp Thực hành đo Hiệu điện thế và cƣờng độ dòng điện giữa 2 đoạn mạch song song Khái niệm Giải thích hiện tƣợng Khái niệm Phân loại thích Giải hiện tƣợng …
2.1.3 Lựa chọn kiến thức để sử dụng phối hợp thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT vào dạy học.
Sơ đồ 2.2. Quy trình thiết kế DH có sử dụng phối hợp TN và CNTT
- Xác định mục tiêu bài học
Dựa vào chƣơng trình để xác định những mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, thái độ, đó là những gì ngƣời học cần đạt sau khi hoàn thành bài học.
Việc xác định mục tiêu bài học là rất cần thiết và có tầm quan trọng đặc biệt, vì qua đó mới xác định đƣợc phƣơng hƣớng, tiêu chí để quyết định về nội dung, phƣơng pháp, phƣơng tiện DH, có đƣợc ý tƣởng rõ ràng về những nội dung cần kiểm tra, đánh giá sau mỗi bài học.
Tránh trƣờng hợp sử dụng phối hợp TN tự tạo với việc ứng dụng CNTT đi quá xa với mục tiêu bài học.
- Xác định kiến thức cơ bản và trọng tâm bài học
Nội dung đƣợc quy định trong chƣơng trình và sách giáo khoa mặc dù đã đƣợc chọn lọc một cách khoa học, cẩn thận, đảm bảo tính thực tiễn, tính giáo dục và tính phổ thông, nhƣng trong điều kiện, hoàn cảnh cụ thể, với những mâu thuẫn tất yếu nhƣ:
Xác định mục tiêu bài học Xác định kiến thức cơ bản và
trọng tâm của bài Lựa chọn phƣơng án phối hợp và ứng dụng CNTT vào dạy học
Chuẩn bị tƣ liệu, thiết bị dạy học
- Khối lƣợng tri thức phong phú, đa dạng với thời lƣợng bị đóng khung trong từng tiết học trên lớp.
- Yêu cầu giữa tính khoa học, độ khó của các tri thức khoa học với năng lực tiếp nhận hạn chế của HS.
- Áp lực căng thẳng của công việc với quỹ thời gian eo hẹp của GV.
- Nhu cầu giảng dạy theo hƣớng đổi mới với cơ sở vật chất lạc hậu, nghèo nàn, thiếu sự đồng bộ, không phù hợp.
Yêu cầu GV phải xác định lại một cách cô đọng và hợp lí nhất, đó chính là những kiến thức cơ bản và trọng tâm.
Xác định đƣợc kiến thức cơ bản và trọng tâm của bài học sẽ góp phần xây dựng trình tự hình thành kiến thức một cách logic.
- Lựa chọn phương án phối hợp thí nghiệm cho từng giai đoạn dạy học cụ thể
Khi đã xác định mục tiêu và nội dung cơ bản, GV sẽ lựa chọn các phƣơng án sử dụng phối hợp TN vào từng giai đoạn DH cụ thể. Việc lựa chọn phƣơng án phối hợp cần dựa trên nguyên tắc lựa chọn phƣơng án nào để thực hiện, mang lại hiệu quả cao, và đảm bảo trả lời các câu hỏi sau:
- Hình thức ứng dụng nào của CNTT đƣợc lựa chọn phối hợp với TN ? - Phối hợp TN với ứng dụng CNTT giúp GV giải quyết vấn đề gì?
- Phối hợp TN với các ứng dụng CNTT giúp HS nhận thức đƣợc vấn đề gì? - Sử dụng sự phối hợp đó trong giai đoạn nào của tiến trình DH?
- Chuẩn bị tư liệu, thiết bị cho bài học
Khi đã lựa chọn đƣợc phƣơng án phối hợp TN với việc ứng dụng CNTT cho từng giai đoạn cụ thể, việc tiếp theo GV cần làm là chuẩn bị tƣ liệu, thiết bị cho bài học.
Đối với TN thì cần phải có sự gia công, làm thử trƣớc, để đảm bảo TN xảy ra thành công. Đối với các ứng dụng CNTT, GV có thể khai thác từ nhiều nguồn khác nhau nhƣ: Internet, đĩa CD, VCD, TN ảo...cần phải đƣợc tập trung lại và tổ chức lƣu trữ trên máy vi tính, tạo sự tiện lợi trong quá trình DH.
- Lên kế hoạch dạy học chi tiết
Lên kế hoạch DH chi tiết đồng nghĩa với việc soạn thảo một kịch bản hoàn chỉnh cho tiết dạy. Sản phẩm của việc làm này là giáo án và toàn bộ những suy nghĩ về quá trình DH sẽ diễn ra.
Kế hoạch DH càng chi tiết bao nhiêu thì hiệu quả giờ học sẽ chất lƣợng bấy nhiêu.
Kế hoạch DH cần thể hiện rõ ý đồ mà mục đích của các phƣơng án sử dụng phối hợp TN với các ứng dụng của CNTT. Tuỳ thuộc vào từng đối tƣợng HS và điều kiện cụ thể để có sự điều chỉnh phù hợp.
2.2 Sự hỗ trợ của các phƣơng tiện CNTT trong dạy học chƣơng điện học Vật lí 7
Các PTDH sử dụng trong dạy học Vật lí là rất đa dạng và phong phú. Trong số đó các thiết bị thí nghiệm dùng cho thí nghiệm của GV và thí nghiệm của HS có vai trò quan trọng hàng đầu và không thể thiếu đƣợc, vì nó thể hiện đặc thù của Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm và sự cần thiết cho HS thấy đƣợc các hiện tƣợng Vật lí trong đời sống và trong kĩ thuật.
Tuy nhiên, khi dạy học các khái niệm cơ bản trong chƣơng “ Điện học”, trong một số trƣờng hợp, một số bài dùng thí nghiệm thực không diễn tả hết đƣợc bản chất Vật lí của hiện tƣợng hay các trƣờng hợp có thể xảy ra và việc xử lý kết quả thí nghiệm thì lâu, hoặc các thí nghiệm khó thực hiện trên lớp vì mất nhiều thời gian, không đủ thời lƣợng trong một tiết dạy.
Do đó để khắc phục các hạn chế nêu trên, hiện nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các PTDH đã đƣợc hiện đại hoá để nâng cao hiệu quả và chất lƣợng dạy học, hỗ trợ lao động dạy học của ngƣời GV. Trong thực tế dạy học Vật lí hiện nay có các phƣơng tiện CNTT sau đang đƣợc sử dụng tƣơng đối rộng rãi:
+ Phim học tập: phim đèn chiếu, phim chiếu bóng, phim học tập trên truyền hình, phim video.
+ Các phần mềm MVT mô phỏng, minh hoạ các hiện tƣợng, quá trình Vật lí, luyện tập cho HS giải bài tập và giải quyết các vấn đề học tập trên MVT, tiến
hành các thí nghiệm với các thiết bị thí nghiệm hiện đại, trong đó MVT nhƣ là máy đo, xử lý các kết quả thí nghiệm. Các thiết bị nghe nhìn thƣờng đƣợc trang bị là: đèn chiếu, máy chiếu phim, máy thu hình, máy sang và phát băng hình, máy chiếu LCD đa năng, máy vi tính...
Khi dạy học Vật lí chƣơng “ Điện học” Vật lí 7 THCS thì các phƣơng tiện CNTT sẽ hỗ trợ đƣợc rất lớn trong quá dạy học cụ thể là:
+ Trong bài: Sự nhiễm điện do cọ xát, nhờ trí tuệ thiên tài của chính mình và dựa trên rất nhiều quan sát và thí nghiệm của bản thân và của các nhà bác học khác đã phát hiện ra cách nhận biết một vật bị nhiễm điện là vật có khả năng hút các vật khác sau khi cọ xát. Khái niệm đó xét về thực chất là một nguyên lí lớn, trong đó mỗi khái niệm chỉ là một bộ phận hợp thành. Các khái niệm đó, làm nền tảng cho việc tìm hiểu và giải thích các hiện tƣợng vật lí khác, cũng nhƣ cho việc xây dựng và phát triển phục vụ các chƣơng tiếp theo trong chƣơng trình học Vật lí 7 THCS, chúng ta chỉ có thể xác định sự đúng đắn của chúng thông qua việc vận dụng chúng vào thực tiễn.
Do đó theo tôi trong bài này, tôi sẽ dùng sự hỗ trợ của phƣơng tiện CNTT nhƣ sau, đó là sử dụng giáo án điện tử để dạy học trong đó có mô phỏng thí nghiệm một cách trực quan hơn và mô phỏng đƣợc trƣờng hợp khi không có sự cọ xát thì vật không có khả năng hút các vật khác và ngƣợc lại. Còn các trƣờng hợp khác ví dụ trong bài dòng điện trong kim loại để xây dựng khái niệm Dòng điện trong kim loại thì dùng các đoạn phim học tập, các hình ảnh động mô phỏng chậm, chi tiết về sự chuyển dời có hƣớng của các electron để giải thích rõ cho HS.
+ Trong bài: hai loại điện tích, GV có thể làm thí nghiệm mở đầu để đặt vấn đề vào bài đó là cho HS tự làm các thí nghiệm về sự nhiễm điện do cọ xát để kiểm tra bài cũ, đồng thời với sự hỗ trợ của phƣơng tiện CNTT đó là phối hợp giáo án điện tử để mô phỏng về cấu tạo của nguyên tử và chuyển động của chúng. Sau đó dùng hình mô phỏng để phân tích rõ cho HS về sự chuyển dời của hạt
nhân và các electron ,quy ƣớc hai loại điện tích và việc ứng dụng giải thích một số hiện tƣợng.
+ Trong bài: Dòng điện, nguồn điện thì phƣơng án dạy học của tôi đƣa ra là chia nhóm HS, làm thí nghiệm thực thiết lập một mạch điện bao gồm 1 quạt máy, 1 nguồn điện, và 1 khoá K và đƣa ra câu hỏi quạt sẽ hoạt động ra sao nếu đóng và mở khoá K còn phƣơng tiện CNTT thì hỗ trợ trong việc mô phỏng để HS quan sát rõ về hiện tƣợng khi đóng và mở khóa K.
+ Trong bài: Chất dẫn điện, chất cách điện, dòng điện trong kim loại , thì sự hỗ trợ của các phƣơng tiện CNTT là GV có thể lấy ví dụ thực tế thông qua các băng học tập, để xây dựng khái niệm chất cách điện, chất dẫn điện trong thực tế mà HS đƣợc quan sát rõ và dễ hình dung kiến thức. Có thể dùng phần mềm phân tích băng Video để chứng minh Dòng điện trong kim loại là dòng các electron tự do dịch chuyển có hƣớng. Phần ứng dụng của bài để giải thích các hiện tƣợng thực tế( ví dụ: Quan sát dƣới gầm các ôtô chở xăng bao giờ ta cũng thấy có một dậy xích sắt. Một đầu của dây xích này đƣợc nối với vỏ thùng chứa xăng, đầu kia đƣợc thả kéo lê trên mặt dƣờng. Hãy cho biết dây xích này đƣợc sử dụng nhƣ thế để làm gì? Tại sao?” hay ví dụ : Tại sao ngƣời ta thƣờng làm “cột thu lôi” bằng sắt, đồng mà không phải bằng gỗ?.
+ Trong bài: Sơ đồ mạch điện – nguồn điện sự hỗ trợ của phƣơng tiện CNTT tôi tổ chức nhƣ sau: dùng băng, video hƣớng dẫn vẽ sơ đồ mạch điện, cách bố trí các thiết bị trong sơ đồ kết hợp với việc chia lớp thành các nhóm nhỏ tiến hành lắp ráp mạch điện đơn giản gồm 1 bảng điện , 1 nguồn điện , 1 bóng đèn pin, 1 công tắc, dây dẫn điện.
+ Trong bài: Tác dụng nhiệt – tác dụng phát sáng của dòng điện sự hỗ trợ của phƣơng tiện CNTT tôi sử dụng trình chiếu các thiết bị trong thực tế chịu tác dụng nhiệt khi có dòng điện chạy qua các thiết bị nhƣ: bàn là, bóng đèn sợi đốt,…kết hợp với việc đặt câu hỏi giải thích tác dụng của dòng điện….
+ Trong bài: Tác dụng từ, tác dụng hóa học, tác dụng sinh lý của dòng điện GV sẽ kiểm tra bài cũ với những câu hỏi về dòng điện và tác dụng của dòng điện trong những tiết học trƣớc đồng thời với sự hỗ trợ của phƣơng tiện CNTT đó là phối hợp giáo án điện tử để mô phỏng về tác dụng từ, tác dụng hóa học, tác dụng sinh lý của dòng điện nhƣ : các video miêu tả tác dụng hóa học của dòng điện trong quá trình Mạ điện, đúc điện, điều chế các chất, luyện kim, nạp điện…. hoặc video về tác dụng sinh lý của dòng điện đƣợc sử dụng trong y học,…
+ Trong bài: cƣờng độ dòng điện sự hỗ trợ của phƣơng tiện CNTT tôi sử dụng giáo trình điện tử làm bài giảng, vì bài này nội dung không nhiều chỉ bao gồm: ý nghĩa, kí hiệu cƣờng độ dòng điện, các thiết bị đo cƣờng độ dòng điện, hình ảnh ampe kế và hƣớng dẫn học sinh cách sử dụng.
+ Trong bài: hiệu điện thế sự hỗ trợ của phƣơng tiện CNTT tôi sử dụng giáo trình điện tử làm bài giảng kết hợp với các hình vẽ nêu lên cách mắc một mạch điện đơn giản theo đúng nguyên tắc ví dụ: Mắc vôn kế song song với mạch điện, mắc chốt dƣơng của vôn kế với cực dƣơng của nguồn, chốt âm của vôn kế với cực âm của nguồn….
+ Phần cuối chƣơng 3, GV hƣớng dẫn HS thực hành cách mắc và đo hiệu điện thế, cƣờng độ dòng điện giữa hai đoạn mạch nối tiếp và song song nhằm củng cố kiến thức cho học sinh.
2.3 Sử dụng phối hợp thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT để tổ chức dạy học một số kiến thức điện học Vật lí 7
Nhƣ lý do đã nêu của đề tài, nhằm đổi mới PPDH cho phù hợp và theo kịp sự phát triển của thời đại. Vai trò quan trọng của sự dạy là thực hiện việc tổ chức, kiểm tra hữu hiệu hoạt động học, biết tổ chức tình huống vấn đề trong dạy học, sử dụng những quan niệm vốn có của HS trong việc tổ chức tình huống và định hƣớng hành động giải quyết vấn đề của HS trong quá trình xây dựng kiến thức mới, phát huy tác dụng của sự trao đổi và tranh luận của HS trong quá trình xây dựng chiếm lĩnh tri thức, tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình nghiên
cứu, xây dựng, bảo vệ tri thức khoa học.
Do vậy, với môn học Vật lí là môn khoa học thực nghiệm và cùng sự phát triển nhƣ vũ bão của các PTDH hiện đại ngày nay. Nhằm vừa sử dụng PPDH truyền thống nhƣng là đặc thù của bộ môn là tiến hành các thí nghiệm thực lại vừa tiếp thu và vận dụng đƣợc những mặt tích cực của các PTDH hiện đại đó là sự góp mặt của MVT và các PMDH sẽ làm cho giờ học thêm trực quan, sinh động, lại vừa phát triển đƣợc tƣ duy Vật lí cho học sinh THCS miền núi. Tôi sử