Mục đích nghiên cứu
Vận dụng phương pháp dạy học dự án trong chủ đề "Cảm ứng điện từ" của Vật lý 11 sẽ giúp học sinh phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo Phương pháp này khuyến khích học sinh tham gia tích cực vào quá trình học tập, từ đó nâng cao khả năng tư duy và giải quyết vấn đề Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành trong dạy học dự án sẽ tạo ra môi trường học tập sinh động, giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm vật lý phức tạp.
Giới hạn nghiên cứu
Về đối tượng
chương “Cảm ứng điện từ” lớp 11 THPT cơ bản.
Về không gian
Kháng và một số trường ở thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An.
Giả thuyết khoa học
Hướng dẫn học sinh thực hiện các dự án mô phỏng nguyên lý hoạt động của ứng dụng kỹ thuật trong chủ đề “cảm ứng điện từ” của chương trình Vật lý 11 không chỉ giúp phát huy tính tích cực, chủ động mà còn khuyến khích sự sáng tạo của học sinh Việc áp dụng phương pháp dạy học dự án sẽ tạo ra môi trường học tập tích cực, giúp học sinh hiểu sâu hơn về kiến thức vật lý và ứng dụng thực tiễn của nó.
Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu lý luận dạy học về phương pháp dạy học dự án
- Tìm hiểu yêu cầu cần đạt của chủ đề “Cảm ứng điện từ” vật lý 11, từ đó xác định những nội dung và các dự án cần thực hiện
- Khảo sát thực trạng dạy học chủ đề “cảm ứng điện từ” ở một số trường THPT ở tỉnh Nghệ An
- Xây dựng tiến trình dạy học với việc áp dụng phương pháp dạy học dự án vào chủ đề “cảm ứng điện từ”
- Thực nghiệm sư phạm tiến trình dạy học đã xây dựng, đánh giá, tổng kết.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp lý thuyết: nghiên cứu lý luận về các phương pháp dạy học, trong đó có phương pháp dạy học dự án
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Phương pháp thống kê toán học: sử dụng thống kê toán học để tổng hợp và phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm.
Dự kiến đóng góp của đề tài
- Về lí luận: làm sáng tỏ cơ sở lý luận về phương pháp dạy học dự án áp dụng cho dạy học tại trường THPT
+ Xây dựng được bộ thí nghiệm mô phỏng nguyên lý hoạt động của các ứng dụng kỹ thuật của hiện tượng cảm ứng điện từ
+ Xây dựng được tiến trình dạy học chủ đề “cảm ứng điện từ” theo phương pháp dạy học dự án cho học sinh THPT
Cơ sở lí luận của phương pháp dạy học dự án trong môn Vật lí
Phương pháp dạy học dự án
Khái niệm dự án đã xuất hiện trong các trường dạy kiến trúc-xây dựng ở Ý từ cuối thế kỷ 16 và sau đó lan rộng sang Pháp cùng nhiều nước Châu Âu khác và Mỹ, đặc biệt trong các trường đại học và chuyên nghiệp Đầu thế kỷ 20, các nhà sư phạm Mỹ đã phát triển lý thuyết cho phương pháp dạy học dự án (The Project Method), coi đây là phương pháp quan trọng nhằm thực hiện quan điểm dạy học lấy học sinh làm trung tâm, khắc phục nhược điểm của dạy học truyền thống Ban đầu, phương pháp này chủ yếu được áp dụng trong giảng dạy các môn kỹ thuật, nhưng sau đó đã mở rộng ra hầu hết các môn học, bao gồm cả khoa học xã hội Mặc dù từng có thời gian bị lãng quên, hiện nay phương pháp dạy học dự án đang trở nên phổ biến trong các trường phổ thông và đại học trên toàn thế giới, đặc biệt tại các nước phát triển.
Dạy học dự án là một phương pháp giáo dục kết hợp lý thuyết và thực hành, trong đó người học thực hiện nhiệm vụ học tập phức tạp và tạo ra sản phẩm có thể giới thiệu Quá trình này yêu cầu người học tự lực cao, từ việc xác định mục đích, lập kế hoạch, đến thực hiện, kiểm tra, điều chỉnh và đánh giá kết quả Làm việc nhóm là yếu tố cốt lõi trong mô hình dạy học dự án.
Có thể khái quát hai nhóm khái niệm chính về dạy học theo dự án hiện nay như sau:
- Khái niệm dạy học theo dự án theo nghĩa rộng nhấn mạnh tính tự lực cao của học sinh Hoạt động thực hành không được coi là bắt buộc
Dạy học theo dự án, trong nghĩa hẹp, yêu cầu giáo viên tổ chức các hoạt động thực hành gắn liền với việc tạo ra sản phẩm cụ thể từ dự án Phương pháp này không chỉ giúp học sinh áp dụng kiến thức vào thực tiễn mà còn khuyến khích sự sáng tạo và phát triển kỹ năng làm việc nhóm.
Trong bài viết này, chúng tôi coi dạy học dự án là một mô hình dạy học đặc biệt, vì nó tích hợp nhiều phương pháp dạy học cụ thể Tuy nhiên, cần phân biệt giữa mô hình và phương pháp dạy học; phương pháp dạy học được hiểu theo nghĩa rộng, là một phương pháp phức hợp Chúng tôi cũng nhìn nhận dạy học dự án theo nghĩa hẹp, vì nó yêu cầu học sinh phải nghiên cứu, và kết quả học tập của học sinh được thể hiện qua sản phẩm mà các em tạo ra.
Phương pháp dạy học dự án và ưu thế vận dụng vào môn Vật lí
Vật lí là một môn học quan trọng với nhiều ứng dụng trong khoa học và đời sống, nhưng hiện nay, việc dạy học Vật lí ở trường phổ thông chủ yếu tập trung vào kiến thức lý thuyết và giải bài tập, dẫn đến sự giảm hứng thú của học sinh Để khắc phục điều này, mô hình dạy học dự án cần được áp dụng rộng rãi, giúp kết nối tri thức với thực tiễn Giáo viên cần khuyến khích sự tích cực của học sinh bằng cách tạo ra nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, và xây dựng nội dung phù hợp Ngoài ra, việc rèn luyện kỹ năng thực hành, ngôn ngữ vật lí, và khả năng giải quyết vấn đề sẽ giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn một cách hiệu quả hơn.
Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, có mối liên hệ chặt chẽ với thực tiễn cuộc sống Tuy nhiên, hiện tại vẫn tồn tại một số vấn đề trong việc giảng dạy và học tập môn học này.
- Việc dạy của giáo viên nặng về lí thuyết chưa chú ý đến việc hướng dẫn học sinh vận dụng vào thực tiễn cuộc sống hàng ngày
- Đối với đại đa số học sinh, việc vận dụng kiến thức vật lí vào đời sống còn rất mơ hồ và yếu kém
Phương pháp dạy học dự án đang giúp môn vật lý trở nên gần gũi hơn với thực tiễn cuộc sống, nhờ vào sự đổi mới trong cách dạy của giáo viên và cách học của học sinh hiện nay.
Phương pháp dạy học dự án là một công cụ hiệu quả trong việc đạt được các mục tiêu chung của môn Vật lí Phương pháp này đặc biệt chú trọng đến việc phát triển bốn năng lực cơ bản trong dạy học Vật lí, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục và khuyến khích sự sáng tạo của học sinh.
Năng lực hành động hiệu quả được hình thành từ kiến thức, kỹ năng và phẩm chất tích lũy qua quá trình học tập, rèn luyện và giao tiếp.
- Năng lực hợp tác, phối hợp hoạt động trong đời sống và học tập
- Năng lực sáng tạo, có thể thích ứng với những thay đổi trong cuộc sống
- Năng lực tự khẳng định bản thân
Phương pháp dạy học dự án không chỉ củng cố và phát triển bốn năng lực cơ bản của học sinh từ bậc trung học cơ sở mà còn giúp học sinh thực hiện các dự án Vật lí ở trung học phổ thông một cách hiệu quả Phương pháp này tạo điều kiện tối đa để liên kết và phát triển hệ thống kiến thức, kỹ năng đã có Đặc trưng hoạt động nhóm và tính xã hội trong phương pháp dự án thúc đẩy khả năng hợp tác và phối hợp trong học tập cũng như trong cuộc sống Ngoài ra, việc tạo ra sản phẩm và tự tổ chức, tự chịu trách nhiệm giúp học sinh phát triển năng lực sáng tạo và tự khẳng định bản thân, những năng lực thiết yếu để chuẩn bị cho tương lai.
Phương pháp dạy học dự án giúp thực hiện tốt mục tiêu dạy học môn vật lí:
Phương pháp dạy học dự án không chỉ giúp đảm bảo và cập nhật mục tiêu kiến thức, mà còn giải quyết các vấn đề liên quan đến việc sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và nâng cao chất lượng cuộc sống Qua việc thực hiện các dự án Vật lí, học sinh có cơ hội hình thành và vận dụng linh hoạt, sáng tạo các kiến thức cơ bản về môn học này, góp phần vào sự phát triển kinh tế xã hội của đất nước.
Phương pháp dạy học dự án đóng vai trò quan trọng trong việc rèn luyện kỹ năng Vật lý hiệu quả, nhờ vào sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành Học sinh được tổ chức và hướng dẫn để tham gia vào các hoạt động thực tiễn, từ đó thường xuyên áp dụng các kỹ năng thực hành trong quá trình thực hiện dự án Vật lý Việc giải quyết các vấn đề thực tiễn liên quan đến nội dung Vật lý giúp học sinh phát triển kỹ năng quan sát, nhận xét, phân tích và đánh giá các hiện tượng Học sinh cũng biết cách sưu tầm, chọn lọc và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, trong khi công nghệ thông tin hỗ trợ họ thu thập và xử lý thông tin Vật lý Yêu cầu xây dựng và hoàn thiện sản phẩm trong suốt quá trình dự án khuyến khích học sinh vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng Vật lý, đồng thời áp dụng vào thực tiễn cuộc sống và sản xuất, từ đó rèn luyện và phát triển tư duy tổng hợp đặc trưng của Vật lý.
Phương pháp dạy học dự án là một biện pháp hiệu quả trong giáo dục học sinh, giúp các em khảo sát và phân tích các ứng dụng thực tế, từ đó chuyển biến tư tưởng và tình cảm Việc tham gia giải quyết các vấn đề thực tiễn không chỉ là yêu cầu ban đầu mà còn là phần cốt lõi của phương pháp này Khi tự mình tham gia, học sinh sẽ có nhận thức sâu sắc hơn về môn học, tinh thần trách nhiệm, ý thức cộng đồng và dân tộc Phương pháp dạy học dự án không chỉ làm giàu tình yêu quê hương, đất nước mà còn củng cố thế giới quan khoa học, nhân sinh quan đúng đắn và tinh thần trách nhiệm trong bảo vệ môi trường, góp phần xây dựng kinh tế - xã hội tại địa phương.
Như vậy, chúng tôi thấy dự án là hình thức dạy và học thích hợp nhất đối với các môn khoa học có ứng dụng như Vật lí.
Những nội dung có thể dạy theo phương pháp dạy học dự án
Chương trình vật lý phổ thông hiện nay có nhiều nội dung phù hợp cho việc áp dụng phương pháp dạy học dự án, giúp học sinh phát huy phong cách học tập cá nhân, khẳng định bản thân và phát triển kỹ năng sống Phương pháp này không chỉ tạo ra sự hứng thú trong học tập mà còn giảm áp lực cho học sinh, đồng thời giúp các em nhận thức được ý nghĩa của việc học Dưới đây là một số nội dung trong chương trình vật lý mà giáo viên có thể áp dụng phương pháp dạy học dự án.
- Các dự án liên quan đến việc khai thác, sử dụng các nguồn năng lượng sạch như năng lượng mặt trời, sức nước, sức gió…
- Các dự án liên quan đến các ứng dụng của nội dung học trong kĩ thuật và đời sống
Các sản phẩm kỹ thuật phổ biến bao gồm động cơ, máy phát điện, thiết bị điện gia dụng, máy móc, công cụ lao động, cùng với các phương tiện thông tin liên lạc và thiết bị nghe nhìn.
Các dự án liên môn đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các lĩnh vực như hóa học, vật lý và công nghệ Chúng sử dụng các vật liệu và phương tiện kỹ thuật tiên tiến, đặc biệt trong các ngành y học, sinh học và môi trường Những dự án này không chỉ thúc đẩy sự sáng tạo mà còn nâng cao hiệu quả ứng dụng trong thực tiễn.
Các dự án có tầm vóc thời đại và tính liên môn cao có thể được thực hiện kết hợp với các môn học khác, nhằm mục tiêu như an toàn phóng xạ, chế ngự thiên tai, ngăn ngừa thảm họa và xử lý môi trường.
Vật lý là môn học có nhiều cơ hội để tổ chức dạy học dự án, nhờ vào đặc điểm gắn liền với thực tiễn và các vấn đề trong cuộc sống Khi giáo viên giảng dạy các ứng dụng của vật lý trong kỹ thuật hoặc sử dụng kiến thức vật lý để giải quyết các vấn đề thực tiễn, việc tổ chức dạy học dự án sẽ mang lại hiệu quả cao.
Tiến trình dạy và học theo phương pháp dạy học dự án môn Vật lí
a Giai đoạn 1: Xác định chủ đề và mục đích của dự án
Mức độ 1 trong quá trình học tập khuyến khích học sinh tự lực phát hiện vấn đề và đặt câu hỏi Giáo viên giới thiệu các hiện tượng tự nhiên để học sinh nhận diện những tính chất và mối quan hệ quan trọng cần nghiên cứu Qua đó, học sinh có thể đề xuất ý tưởng cho dự án, quyết định chủ đề và xác định nội dung chính của dự án.
Giáo viên tạo ra một hoàn cảnh đặc biệt với hiện tượng mới lạ, thu hút sự chú ý và kích thích sự tò mò của học sinh Điều này dẫn đến việc học sinh đặt ra câu hỏi và nêu vấn đề cần giải đáp Cuối cùng, học sinh sẽ đề xuất ý tưởng cho dự án, quyết định chủ đề và xác định nội dung của dự án.
Mức độ 3 trong quá trình giảng dạy yêu cầu giáo viên nhắc lại một vấn đề hoặc hiện tượng đã biết, từ đó khuyến khích học sinh phát hiện những điểm chưa hoàn chỉnh cần nghiên cứu thêm Sau đó, giáo viên hướng dẫn học sinh đề xuất ý tưởng cho dự án, quyết định chủ đề và xác định nội dung chính của dự án Giai đoạn tiếp theo là xây dựng kế hoạch thực hiện để đảm bảo dự án được triển khai một cách hiệu quả.
Mức độ 1 yêu cầu học sinh tự xây dựng đề cương và kế hoạch thực hiện dự án dựa trên chủ đề và mục đích đã xác định Kế hoạch cần nêu rõ các công việc cần thực hiện, thời gian, kinh phí, phương pháp tiến hành và phân công cụ thể cho từng thành viên trong nhóm.
Mức độ 2 cho phép học sinh tự xây dựng đề cương và kế hoạch thực hiện dự án dưới sự hướng dẫn của giáo viên Kế hoạch cần xác định rõ công việc, thời gian, kinh phí, phương pháp thực hiện và phân công cụ thể cho từng thành viên trong nhóm.
Mức độ 3: Khi học sinh gặp khó khăn trong việc tự xây dựng đề cương dự án, giáo viên sẽ hỗ trợ họ lập kế hoạch chi tiết cho việc thực hiện dự án Kế hoạch này cần xác định rõ các công việc cần thực hiện, thời gian, kinh phí, phương pháp tiến hành, và phân công nhiệm vụ cụ thể cho từng thành viên trong nhóm Giai đoạn 3 là giai đoạn thực hiện dự án.
- Mức độ 1: Học sinh tự lực thực hiện dự án theo kế hoạch đã đề ra cho nhóm và cá nhân
- Mức độ 2: Học sinh dưới sự hướng dẫn của giáo viên và tiến hành thực hiện dự án theo kế hoạch đã đề ra
Mức độ 3 trong quá trình học tập yêu cầu học sinh thực hiện dự án dưới sự hướng dẫn của giáo viên, đồng thời nhận sự hỗ trợ từ chuyên gia và sự tham gia của phụ huynh Giai đoạn 4 là thời điểm quan trọng để thu thập kết quả và công bố sản phẩm của dự án.
Mức độ 1 của dự án yêu cầu kết quả được trình bày dưới dạng bài thu hoạch, báo cáo văn bản và bài thuyết trình PowerPoint Sản phẩm cuối cùng sẽ được trình bày giữa các nhóm học sinh trong lớp học.
Mức độ 2 của dự án yêu cầu kết quả không chỉ được thể hiện qua bài thu hoạch, báo cáo văn bản hay bài thuyết trình PowerPoint, mà còn thông qua các sản phẩm vật chất được tạo ra từ hoạt động thực hành Những sản phẩm này có thể được giới thiệu không chỉ trong trường học mà còn ra ngoài xã hội.
Mức độ 3 của dự án cho thấy rằng kết quả có thể là những hành động phi vật chất, như vở kịch mô phỏng quá trình phát hiện định luật vật lý hoặc tái hiện giai đoạn trong cuộc đời các nhà khoa học Ngoài ra, dự án có thể tổ chức một ngày hội vật lý nhằm tạo ra các tác động xã hội Sản phẩm cuối cùng có thể được giới thiệu trước toàn trường hoặc ra ngoài xã hội Giai đoạn 5 của dự án liên quan đến việc đánh giá kết quả đạt được.
Mức độ 1 trong đánh giá giáo dục bao gồm việc giáo viên và học sinh tự đánh giá quá trình thực hiện và những kinh nghiệm đã đạt được Phương pháp đánh giá này bao gồm tự đánh giá cá nhân, đánh giá theo nhóm và đánh giá toàn lớp.
Mức độ 2 của đánh giá trong giáo dục không chỉ bao gồm giáo viên hướng dẫn dự án và học sinh thực hiện dự án, mà còn có sự tham gia của giáo viên và học sinh toàn trường Phương pháp đánh giá được áp dụng là tự đánh giá, đánh giá nhóm, đánh giá toàn lớp và đánh giá toàn trường, nhằm tạo ra một cái nhìn tổng quát và toàn diện về quá trình học tập.
Mức độ 3 trong đánh giá dự án không chỉ liên quan đến giáo viên của trường mà còn bao gồm sự tham gia của toàn xã hội Phương pháp đánh giá đa dạng, bao gồm tự đánh giá, đánh giá nhóm, đánh giá toàn lớp, đánh giá toàn trường và đánh giá đồng đẳng.
Tính tích cực nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí
Trong mọi thời đại, việc nâng cao hoạt động nhận thức và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh luôn là mối quan tâm hàng đầu của các nhà giáo dục Hiện nay, với sự bùng nổ của khoa học và công nghệ, giáo dục càng cần phải chú trọng đến những vấn đề này một cách cấp thiết Do đó, đổi mới phương pháp dạy học nhằm phát huy tối đa tính tích cực trong hoạt động nhận thức và khả năng sáng tạo của học sinh cần được xem là mục tiêu chủ chốt của ngành giáo dục.
1.5.1 Khái niệm tính tích cực nhận thức
Tính tích cực nhận thức thể hiện nỗ lực của cá nhân trong quá trình học tập và nghiên cứu, thông qua việc huy động cao các chức năng tâm lý như hứng thú, chú ý và ý chí Điều này nhằm đạt được mục tiêu đề ra với chất lượng tốt nhất.
1.5.2 Những biểu hiện của tính tích cực nhận thức
- Chú ý học tập, hiểu bài và nắm chắc kiến thức
Học sinh tích cực tham gia vào mọi hoạt động học tập, thể hiện qua việc thường xuyên giơ tay phát biểu ý kiến xây dựng bài, ghi chép đầy đủ và hỗ trợ giáo viên trong các thí nghiệm Họ cũng thực hiện thành công các thí nghiệm thực tập, lắp ghép thiết bị và xung phong báo cáo kết quả quan sát được.
Để thực hiện tốt các nhiệm vụ học tập, học sinh cần trả lời chính xác các câu hỏi của giáo viên trong giờ học, đề xuất các dự đoán và suy luận hệ quả từ những dự đoán đó Họ cũng nên giải quyết thành công các bài tập trên lớp và bài tập về nhà, tìm kiếm hoặc cải tiến thiết bị thí nghiệm được giao Cuối cùng, việc tiến hành thành công các thí nghiệm và nhận xét đúng bản chất về kết quả thí nghiệm cũng là yếu tố quan trọng trong quá trình học tập.
Vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề thực tiễn là rất quan trọng Điều này thể hiện qua khả năng giải thích các hiện tượng thực tế liên quan đến kiến thức đã tiếp thu, cũng như đề xuất các phương án thí nghiệm hoặc giải pháp ứng dụng kỹ thuật hiệu quả.
- Đọc thêm các tài liệu tham khảo và làm thêm các bài tập nâng cao.
Năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí
1.6.1 Khái niệm năng lực sáng tạo
Năng lực cá nhân là những đặc điểm riêng biệt giúp con người thực hiện hiệu quả các hoạt động với ít nỗ lực nhưng đạt kết quả cao Người có năng lực thường vượt qua khó khăn một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn so với người khác, cho phép họ giải quyết các nhiệm vụ trong nhiều tình huống khác nhau Điều này thể hiện sự linh hoạt và khả năng thích ứng trong hành động, góp phần vào sự thành công trong các lĩnh vực hoạt động đa dạng.
Tâm lý học hiện đại cho rằng con người khi sinh ra chưa có năng lực và nhân cách Qua quá trình hoạt động thực tiễn như sống, giao lưu, lao động và học tập, năng lực và nhân cách mới được hình thành và phát triển Sự hình thành và phát triển này chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, bao gồm yếu tố sinh học, hoạt động của chủ thể và giao lưu xã hội.
Giáo dục là hoạt động chuyên môn quan trọng trong xã hội, nhằm hình thành và phát triển nhân cách con người, đồng thời đáp ứng yêu cầu của xã hội qua từng giai đoạn lịch sử Đối với học sinh, việc tham gia vào các hoạt động cộng đồng và quá trình dạy học đa dạng sẽ giúp phát triển năng lực của các em, phù hợp với năng khiếu cá nhân và nhu cầu xã hội.
Sáng tạo được định nghĩa là hoạt động tạo ra sản phẩm tinh thần hoặc vật chất mang tính cách tân, có giá trị xã hội và giúp giải quyết những khó khăn, bế tắc cụ thể.
Năng lực sáng tạo được định nghĩa là khả năng khám phá cái mới, phát triển giải pháp và công cụ mới, cũng như áp dụng hiệu quả những kiến thức hiện có vào các tình huống mới, từ đó tạo ra giá trị mới cả về vật chất lẫn tinh thần.
Trong nghiên cứu vật lý, các nhà khoa học đã xác định quy trình sáng tạo bao gồm bốn giai đoạn Giai đoạn khó khăn nhất và cần sự sáng tạo cao nhất là từ những sự kiện thực nghiệm ban đầu đến việc đề xuất mô hình giả thuyết, cùng với việc phát triển phương án thực nghiệm để kiểm tra các hệ quả từ mô hình đó.
Trong hai giai đoạn này, không có con đường suy luận lôgíc mà phải chủ yếu dựa vào trực giác
Bản chất tâm lý học của trực giác liên quan đến cơ chế giải quyết nhiệm vụ nhận thức mà không thể thực hiện qua suy luận logic Trong những tình huống này, người nhận thức thiếu kiến thức cần thiết để từ từ cải thiện tình huống và tìm ra giải pháp Do đó, họ phải đưa ra phỏng đoán hoặc giải pháp mới, thể hiện hoạt động sáng tạo thực sự.
Tư duy trực giác khác với tư duy biện giải lôgíc ở chỗ nó không theo một trình tự chặt chẽ, mà giống như một phỏng đoán cần có căn cứ lôgíc Quá trình tư duy trực giác diễn ra một cách nhảy vọt và trực tiếp, không thể hiện rõ ràng từng giai đoạn Người suy nghĩ thường không thể giải thích ngay lập tức cách thức đưa ra quyết định, và chỉ sau này mới xác lập được cơ sở lôgíc cho phỏng đoán đó.
Năng lực sáng tạo gắn liền với kỹ năng, kiến thức và kinh nghiệm của mỗi cá nhân Trong mọi lĩnh vực, sự thành thạo và hiểu biết sâu rộng giúp nâng cao khả năng dự đoán và đưa ra nhiều lựa chọn, từ đó phát triển trực giác Do đó, việc rèn luyện năng lực sáng tạo không thể tách rời khỏi việc học tập kiến thức chuyên môn Hoạt động sáng tạo có tính chất hai mặt, vừa chủ quan vừa khách quan Đối với người sáng tạo, tính mới mẻ và bất ngờ trong ý tưởng thường mang tính chủ quan, và họ có thể không nhận ra rằng ý tưởng của mình đã được biết đến trước đó Tuy nhiên, sự phát minh mới thường xuất phát từ nhu cầu xã hội, và nếu một người không phát hiện ra, thì người khác cũng sẽ làm được, thậm chí nhiều người có thể cùng đạt được trong cùng một thời điểm.
1.6.2 Những biểu hiện của năng lực sáng tạo
Người có năng lực sáng tạo thường thể hiện qua những đặc điểm như tư duy độc lập, khả năng phê phán và tranh luận, cũng như luôn khao khát khám phá và phát triển ý tưởng mới.
Mô hình giả thuyết trừu tượng
Các sự kiện xuất phát
Chu trình sáng tạo khoa học là quá trình phát triển ý tưởng mới, có khả năng phán đoán và dự đoán tương lai Nó luôn tìm kiếm nhiều giải pháp độc đáo và tối ưu để ứng phó và giải quyết các vấn đề thực tiễn.
Năng lực sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học vật lí ở trường THPT thường có những biểu hiện sau:
- Có khả năng tự lực chuyển các kiến thức cũ, vốn hiểu biết của mình sang một tình huống vật lí mới cần giải quyết
- Phát hiện được những chức năng mới ở đối tượng quen biết (chức năng mới ở đây có thể chỉ mới đối với hiểu biết của học sinh)
- Nhanh chóng nhận ra cấu trúc, kết cấu của đối tượng đang nghiên cứu
- Đưa ra một hay nhiều phương án giải quyết trước một vấn đề đặt ra
Đề xuất những ý kiến cá nhân và cách lý giải độc đáo về hiện tượng, nguyên tắc hay quá trình vật lý mà không phụ thuộc vào quan điểm của giáo viên hay bạn bè, đồng thời không ngại sai sót, là một cách tiếp cận sáng tạo và độc lập trong việc khám phá kiến thức khoa học.
- Nêu được giả thuyết và biết nêu giả thuyết có căn cứ
- Đề xuất được ý tưởng bổ sung, cải tiến các thiết bị thí nghiệm đã có hay đề xuất các phương án thí nghiệm mới
- Thiết kế, chế tạo được thiết bị thí nghiệm mới
- Vận dụng được kiến thức đã học để giải quyết các tình huống bắt gặp bất ngờ trong thực tế
- Trong quá trình nhận thức, học sinh tự kiểm tra, đánh giá để điều chỉnh một cách nhanh chóng những sai lầm đã gặp phải.
Cơ sở thực tiễn của đề tài
Mục đích điều tra
- Tìm hiểu mức độ nhận biết của giáo viên về phương pháp dạy học dự án
- Tìm hiểu mức độ cần thiết của phương pháp dạy học dự án đối với chủ đề
“cảm ứng điện từ” môn vật lí 11 THPT
- Tìm hiểu mức độ thường xuyên giáo viên sử dụng phương pháp dạy học dự án đối với môn vật lí THPT
- Tìm hiểu sự hứng thú của học sinh đối với phương pháp dạy học dự án.
Phương pháp điều tra
Chúng tôi đã tiến hành khảo sát đối với cả giáo viên và học sinh, bao gồm 28 giáo viên môn vật lý tại các trường THPT ở Nghệ An thông qua việc phát phiếu điều tra, trò chuyện và dự giờ một số tiết học.
12 tại trường THPT Huỳnh Thúc Kháng.
Kết quả thu được
Sau khi thu thập phiếu điều tra, chúng tôi đã tiến hành tổng hợp và xử lý số liệu, từ đó đạt được một số kết quả quan trọng Cụ thể, chúng tôi đã xác định được mức độ thường xuyên áp dụng phương pháp dạy học dự án trong giảng dạy môn vật lý.
Biểu đồ 2.1 Mức độ thường xuyên sử dụng phương pháp dạy học dự án trong dạy học vật lí
Chưa bao giờ Đã một vài lần Thỉnh thoảng Thường xuyên b Mức độ cần thiết việc sử dụng phương pháp dạy học dự án đối với chủ đề
“cảm ứng điện từ” để phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo
Biểu đồ 2.2 thể hiện mức độ cần thiết của việc áp dụng phương pháp dạy học dự án trong giảng dạy Đặc biệt, nó cũng chỉ ra mức độ hứng thú của học sinh khi tham gia vào phương pháp này, đặc biệt là với chủ đề “cảm ứng điện từ” Việc sử dụng phương pháp dạy học dự án không chỉ giúp nâng cao sự quan tâm của học sinh mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực và hiệu quả hơn.
Biểu đồ 2.3 Mức độ hứng thú của học sinh đối với phương pháp dạy học dự án
Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề Phương pháp dạy học dự án
Phương pháp dạy học theo trạm
Rất hứng thú Bình thường Không hứng thú
Qua phân tích số liệu và kết quả đáng kể ở trên chúng tôi nhận thấy rằng:
- Giáo viên có hiểu biết về phương pháp và ưu điểm nổi bật của phương pháp dạy học dự án trong việc phát triển năng lực vật lí
Giáo viên nhận thấy việc áp dụng phương pháp dạy học dự án trong chủ đề “cảm ứng điện từ” là cần thiết nhằm khuyến khích sự tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh.
- Học sinh rất hứng thú khi được Thầy (Cô) sử dụng phương pháp dạy học dự án trong các chủ đề môn vật lí được áp dụng
Chương "cảm ứng điện từ" có nhiều ứng dụng thực tiễn như động cơ điện và máy phát điện, nhưng nếu dạy theo phương pháp truyền thống, học sinh sẽ khó nhận thấy mối liên hệ giữa kiến thức và đời sống, dẫn đến sự thiếu hứng thú khi học Để tăng cường sự hứng thú và phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, giáo viên nên áp dụng phương pháp dạy học dự án trong giảng dạy chủ đề này.
Tổ chức dạy học dự án chủ đề “cảm ứng điện từ” vật lí 11 THPT
Phân tích đặc điểm của chủ đề “Cảm ứng điện từ” vật lí 11 theo hướng dạy học dự án
Chủ đề “cảm ứng điện từ” trong vật lý kết nối kiến thức điện học và điện từ học, bao gồm các nội dung chính như hiện tượng cảm ứng điện từ, định luật Len - xơ, dòng Fu - cô và hiện tượng tự cảm Đây là cơ sở lý thuyết quan trọng với nhiều ứng dụng kỹ thuật trong đời sống như máy phát điện xoay chiều, máy biến thế, phanh điện từ, tốc kế và bếp điện từ Chủ đề này giúp học sinh hiểu biết về mối liên hệ giữa “điện” và “từ” trong cuộc sống và kỹ thuật Quá trình học tập yêu cầu học sinh làm quen với thiết bị thí nghiệm và mô hình hoạt động của các thiết bị kỹ thuật, từ đó kích thích hứng thú học tập, rèn luyện kỹ năng thực hành và thái độ tự lực Phương pháp dạy học dự án là lựa chọn phù hợp để tổ chức dạy học hiệu quả trong chương này.
Đề xuất dạy học theo phương pháp dạy học dự án một số đơn vị kiến thức của chủ đề “Cảm ứng điện từ”
Qua việc phân tích các đặc điểm của chủ đề "Cảm ứng điện từ", chúng tôi đề xuất một số đơn vị kiến thức có thể được giảng dạy thông qua phương pháp dạy học dự án Những đơn vị kiến thức này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu về hiện tượng cảm ứng điện từ mà còn phát triển kỹ năng làm việc nhóm và tư duy phản biện Việc áp dụng phương pháp dạy học dự án sẽ tạo ra môi trường học tập tích cực, khuyến khích sự sáng tạo và khám phá của học sinh trong lĩnh vực vật lý.
TT Đơn vị kiến thức Tên dự án
1 Từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ
“Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và chế tạo mô hình hoạt động máy phát điện”
2 Dòng Fu - cô “Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và chế tạo mô hình phanh điện từ”
3 Dòng Fu - cô “Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và chế tạo mô hình tốc kế”
4 Hiện tượng tự cảm “Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và chế tạo mô hình máy biến thế”
Chúng tôi chia lớp thành 4 nhóm, mỗi nhóm thực hiện một dự án cụ thể Trong quá trình thực hiện, chúng tôi thường xuyên theo dõi, hỗ trợ để các em hoàn thành sản phẩm dự án Mỗi nhóm cần tạo ra một sản phẩm và một bài thuyết trình PowerPoint liên quan đến kiến thức dự án Bài thuyết trình không chỉ thể hiện nội dung kiến thức mà các em cần nắm vững, mà còn là công cụ truyền đạt kiến thức mới cho toàn bộ lớp Để đảm bảo chất lượng bài thuyết trình, chúng tôi đã hướng dẫn và kiểm tra kỹ lưỡng trước khi các em trình bày trước lớp.
Tổ chức dạy học dự án đơn vị kiến thức “Từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ”
Máy phát điện hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, là thiết bị quen thuộc với học sinh và nhiều hộ gia đình Học sinh có thể dễ dàng chế tạo mô hình máy phát điện bằng cách sử dụng các động cơ điện, đèn Led, và các linh kiện từ thiết bị hỏng Khi quay nam châm để làm sáng bóng đèn Led, điều này sẽ kích thích sự tò mò và hứng thú của học sinh, dẫn đến câu hỏi "tại sao lại có hiện tượng như vậy?" Do đó, dự án "Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và chế tạo mô hình máy phát điện" được chọn để giảng dạy về kiến thức "Từ thông Hiện tượng cảm ứng điện từ".
3.3.2 Mục tiêu của dự án a Về kiến thức:
- Trình bày được khái niệm từ thông, ý nghĩa của từ thông;
- Trình bày được hiện tượng cảm ứng điện từ;
- Trình bày được định nghĩa dòng điện cảm ứng; b Về năng lực
Học sinh cần phát triển tính tự chủ và khả năng tự học bằng cách chủ động lập kế hoạch cho dự án, tìm hiểu kiến thức cần thiết, và tìm kiếm thiết bị để chế tạo sản phẩm Ngoài ra, việc giao tiếp và trao đổi với bạn bè cũng như giáo viên để giải quyết các vấn đề phát sinh trong quá trình thực hiện dự án là rất quan trọng.
+ Giao tiếp và hợp tác: hình thành và trau dồi kỹ năng giao tiếp thông qua làm việc nhóm và thuyết trình, phản biện dự án
Trong quá trình thực hiện dự án, việc xuất hiện nhiều vấn đề cần giải quyết là điều không thể tránh khỏi Quá trình này không chỉ giúp rèn luyện khả năng giải quyết vấn đề mà còn thúc đẩy tính sáng tạo của các thành viên trong nhóm.
- Về năng lực vật lý:
Khám phá thế giới vật lý thông qua các thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ Bài viết đề xuất các phương án thí nghiệm và mô tả quy trình kiểm nghiệm điều kiện xuất hiện của hiện tượng này Người đọc có thể tự chế tạo thiết bị thí nghiệm để nghiên cứu cảm ứng điện từ, đồng thời xác định các thiết bị trong đời sống hàng ngày ứng dụng hiện tượng này.
Vận dụng kiến thức và kỹ năng đã học về hiện tượng cảm ứng điện từ giúp giải thích nguyên lý hoạt động của máy phát điện và các thiết bị ứng dụng khác.
Trong quá trình thực hiện dự án, nhóm trưởng phân công nhiệm vụ cụ thể cho từng thành viên kèm theo thời gian hoàn thành Đây là cơ hội quý báu để các em phát triển phẩm chất trách nhiệm và khả năng tự lực của bản thân trong công việc nhóm.
Trong quá trình thực hiện dự án, học sinh sẽ gặp phải nhiều khó khăn và phát sinh Để hoàn thành dự án một cách hiệu quả, việc chăm chỉ và siêng năng là điều cần thiết để vượt qua những thử thách này Mục tiêu cuối cùng là hoàn thiện sản phẩm dự án một cách tốt nhất.
Sản phẩm của dự án phản ánh nỗ lực và kết quả trong quá trình dạy và học, đồng thời cần đạt được các mục tiêu đề ra Đối với dự án này, giáo viên và học sinh sẽ cần hoàn thành và nghiệm thu các sản phẩm cụ thể sau khi thực hiện dự án.
+ Một bài thuyết trình bằng powerpoint về kiến thức “Từ thông Hiện tượng cảm ứng điện từ” và ứng dụng chế tạo máy phát điện
+ Một sản phẩm ứng dụng thực tế là máy phát điện công suất nhỏ
3.3.3 Chuẩn bị dự án a Giáo viên:
Dự án "Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và chế tạo mô hình hoạt động máy phát điện" được xây dựng nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức về "Từ thông" và hiện tượng cảm ứng điện từ Thông qua việc nghiên cứu và thực hành, học sinh sẽ hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của máy phát điện, từ đó củng cố kiến thức lý thuyết và phát triển kỹ năng thực tiễn.
Để xây dựng dự án hiệu quả, cần thường xuyên chú ý đến thái độ học tập, năng lực và mối quan tâm của học sinh trong quá trình thiết kế các hoạt động dự án.
- Nhận diện các tình huống và điều chỉnh kịp thời để đem lại sự thành công cho dự án
Sau khi kết thúc dự án, việc đánh giá tổng thể là rất quan trọng Tổ chức thảo luận với bộ câu hỏi định hướng giúp củng cố nội dung bài học và rút ra những kinh nghiệm quý báu cho các dự án sau.
- Xây dựng phiếu học tập để học sinh tự tìm hiểu chiếm lĩnh kiến thức trước, chuẩn bị tốt cho báo cáo của các nhóm
Chúng tôi đã chuẩn bị phiếu học tập yêu cầu tất cả học sinh trong lớp hoàn thành tại nhà và nộp lại cho giáo viên qua phần mềm Azota trước khi các nhóm thực hiện dự án báo cáo Việc này giúp học sinh chủ động tìm hiểu kiến thức trước, từ đó khi tham gia báo cáo, các em sẽ nắm vững nội dung và tích cực xây dựng bài hơn, trong khi giáo viên sẽ đóng vai trò hỗ trợ và chuẩn chỉnh kiến thức.
Từ thông Hiện tượng cảm ứng điện từ
Để hiểu nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy phát điện, em có thể đến tiệm sửa điện tử hoặc tìm kiếm video trên YouTube Qua việc xem các video này, em sẽ nắm bắt được cách mà máy phát điện hoạt động, bao gồm các thành phần chính và nguyên lý chuyển đổi năng lượng từ cơ học sang điện năng.
1 Em hãy cho biết vai trò của điện năng đối với sản xuất và đời sống?
2 Các bộ phận chính của máy phát điện
3 Nguyên lý hoạt động của máy phát điện dựa vào hiện tượng nào?
Nhiệm vụ 2: Em hãy đọc mục I trang 142 sách giáo khoa vật lí 11 và trả lời các câu hỏi sau đây
1 Vẽ hình và viết biểu thức tính từ thông Nêu rõ các đại lượng trong biểu thức
2 Xét dấu của từ thông, cho biết đơn vị của từ thông Nêu ý nghĩa của từ thông
Nhiệm vụ 3: Em hãy đọc mục II trang 142, 143 sách giáo khoa vật lí 11 và trả lời các câu hỏi sau đây
1 Có những cách nào để thay đổi từ thông qua mạch kín?
2 Điều kiện để có dòng điện trong mạch kín là gì? Dòng điện cảm ứng là gì?
3 Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong thời gian nào?
- Đóng vai các kỹ sư điện chế tạo máy phát điện công suất nhỏ
Giáo viên hướng dẫn và học sinh chuẩn bị các thiết bị
Giáo viên hướng dẫn Thiết bị học sinh tìm kiếm được
Phần tạo ra từ trường và phần cuộn dây các em có thể tận dụng động cơ điện có sẵn
Phần phát hiện có dòng điện các em có thể sử dụng điện kế hoặc đèn Led
Phần tạo tay quay các em sử dụng động cơ bước của quạt điện hoặc tự chế (lấy bánh răng và các khuỷu bằng nhựa dán lại)
Hình 3.1 Một số hình ảnh học sinh chế tạo, báo cáo mô mình máy phát điện
3.3.4 Tiến trình dạy học dự án “Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và chế tạo mô hình hoạt động máy phát điện” Để buổi tổ chức dạy học thành công, công tác chuẩn bị của nhóm báo cáo rất quan trọng Do đó trước khi một nhóm nào đó báo cáo, chúng tôi yêu cầu nhóm đó gửi bản trình chiếu báo cáo cho giáo viên trước, để giáo viên góp ý, bổ sung Trong buổi báo cáo của các nhóm giáo viên đóng vai là huấn luyện viên điều hành buổi thuyết trình theo ý tưởng của mình thông qua các hoạt động nhận thức Dưới đây là tiến trình các hoạt động dạy học để học sinh chiếm lĩnh kiến thức
Hoạt động 1 Khởi động, làm xuất hiện vấn đề
Hoạt động giáo viên Hoạt động của học sinh
Điện năng đóng vai trò quan trọng trong sản xuất và đời sống hàng ngày, cung cấp năng lượng cho các hoạt động kinh tế và sinh hoạt Máy phát điện là thiết bị thiết yếu, hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi cơ năng thành điện năng, giúp cung cấp điện cho nhiều ứng dụng khác nhau Việc hiểu rõ cấu tạo và hoạt động của máy phát điện là cần thiết để tối ưu hóa việc sử dụng nguồn năng lượng này trong cuộc sống.
Tổ chức dạy học dự án đơn vị kiến thức “Chế tạo mô hình nguyên lý hoạt động của phanh điện từ, tìm hiểu dòng Fu - cô”
Phanh điện từ là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng dòng điện cảm ứng trong vật dẫn, được ứng dụng rộng rãi trong các phương tiện hiện đại như ô tô, xe máy và tàu điện từ Việc chế tạo và hiểu nguyên lý cấu tạo cũng như hoạt động của phanh điện từ sẽ giúp học sinh hứng thú tìm hiểu, đồng thời phát triển phẩm chất và năng lực cá nhân thông qua phương pháp dạy học dự án.
3.4.2 Mục tiêu của dự án a Về kiến thức:
- Trình bày được định luật Len – xơ về chiều dòng điện cảm ứng
- Xác định được chiều của dòng điện cảm ứng trong một số trường hợp cụ thể
- Trình bày được dòng điện Fu-cô
- Biết được khi nào thì phát sinh dòng Fu-cô
- Biết được những tác hại và lợi ích của dòng điện Fu-cô b Về năng lực
- Giải thích được nguyên tắc hoạt động của phanh điện từ và một số thiết bị có ứng dụng dòng Fu – cô
- Phân tích được nguyên tắc cấu tạo của phanh điện từ
- Phát triển kĩ năng viết và trình bày báo cáo
- Phát triển năng lực tự học c Về phẩm chất
Trong quá trình thực hiện dự án, nhóm trưởng phân công nhiệm vụ cho từng thành viên kèm theo thời gian hoàn thành cụ thể Đây là cơ hội để các em rèn luyện phẩm chất trách nhiệm và sự tự lực trong công việc nhóm.
Trong quá trình thực hiện dự án, học sinh sẽ gặp phải nhiều khó khăn và phát sinh Để hoàn thành dự án một cách hiệu quả, sự chăm chỉ và siêng năng là yếu tố quan trọng giúp học sinh vượt qua những thử thách này và hoàn thiện sản phẩm của mình.
- Một bài thuyết trình bằng powerpoint về kiến thức “Định luật Len - xơ, dòng
- Một sản phẩm về mô hình của phanh điện từ
3.4.3 Chuẩn bị dự án a Giáo viên:
Dự án “Chế tạo mô hình nguyên lý hoạt động của phanh điện từ và tìm hiểu dòng Fu - cô” được xây dựng nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức về Định luật Len - xơ và dòng Fu - cô Mô hình này không chỉ tạo cơ hội cho học sinh thực hành mà còn nâng cao khả năng hiểu biết về các nguyên lý vật lý cơ bản.
Để xây dựng dự án hiệu quả, cần thường xuyên quan tâm đến thái độ học tập, năng lực và mối quan tâm của học sinh, từ đó thiết kế các hoạt động dự án phù hợp.
- Nhận diện tình huống, hỗ trợ kịp thời để các em hoàn thiện được sản phẩm của dự án
- Xây dựng phiếu học tập để học sinh tự tìm hiểu chiếm lĩnh kiến thức trước, chuẩn bị tốt cho báo cáo của các nhóm
Phiếu học tập số 2 Định luật Len – xơ và dòng Fu - cô (tiết 2)
Nhiệm vụ 1: Em hãy đọc mục III trang 144 và 145 sách giáo khoa vật lý 11 và trả lời các câu hỏi sau đây
1 Phát biểu định luật Len – xơ
2 Từ trường cảm ứng là gì?
3 Khi từ thông qua mạch kín tăng thì từ trường cảm ứng và từ trường ban đầu cùng chiều hay ngược chiều?
4 Khi từ thông qua mạch kín giảm thì từ trường cảm ứng và từ trường ban đầu cùng chiều hay ngược chiều?
5 Làm bài tập số 5 trang 148
Nhiệm vụ 2: Em hãy đọc mục IV trang 145 và 146 sách giáo khoa vật lý 11 và trả lời các câu hỏi sau đây
1 Dòng Fu – cô là gì? Kể tên một số thiết bị có dòng Fu – cô
2 Dòng Fu – cô xuất hiện khi nào?
2 Em hãy tìm hiểu trên internet và cho biết nguyên lý cấu tạo của phanh điện từ gồm những bộ phận chính nào? Nêu tác dụng của từ bộ phận đó
3 Em hãy giải thích hiện tượng xảy ra ở thí nghiệm 2, trang 146 sgk vật lý 11
- Học sinh cả lớp hoàn thiện phiếu học tập giáo viên giao và nạp vào phần mềm azota
- Nhóm được phân công dự án hoàn thiện sản phẩm và bài thuyết trình
Giáo viên hướng dẫn và học sinh chuẩn bị các thiết bị
Giáo viên hướng dẫn Thiết bị học sinh tìm kiếm được
Để tạo ra từ trường hiệu quả, các em nên kết hợp nhiều nam châm gốm dán vào khung chữ U Đĩa quay có thể được sử dụng bằng cách lấy một đĩa nhôm có trục quay.
Phần tạo quay: các em có thể mua mô tơ hoặc tận dụng mô tơ cũ
Hình 3.2 Một số hình ảnh học sinh chế tạo, báo cáo mô mình phanh điện từ
3.4.4 Tiến trình dạy học dự án “Chế tạo mô hình nguyên lý hoạt động của phanh điện từ, tìm hiểu dòng Fu - cô”
Hoạt động 1: Đặt vấn đề tìm hiểu
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Trình chiếu thí nghiệm ảo về hiện tượng cảm ứng điện từ
Trong thí nghiệm, kim điện kế thể hiện sự lệch sang trái và phải, cho thấy rằng dòng điện trong mạch có chiều thay đổi khi nam châm được đưa vào và ra.
Chiều của dòng điện cảm ứng trong mạch kín có mối liên hệ chặt chẽ với sự thay đổi của từ thông qua mạch, theo định luật Len – xơ Khi từ thông tăng hoặc giảm, dòng điện cảm ứng sẽ phản ứng để duy trì sự cân bằng trong mạch.
Học sinh chú ý theo dõi thí nghiệm và lắng nghe lời dẫn dắt của học sinh
Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật Len – xơ
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Mời nhóm được phân công trình bày - Nhóm trình bày:
+ Nội dung định luật Len – xơ
+ Khi từ thông tăng thì từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường ban đầu
+ Khi từ thông giảm thì từ trường cảm ứng cùng chiều với từ trường ban đầu
- Tổ chức cho học sinh vận dụng định luật Len – xơ, xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong trường hợp cụ thể
Làm bài tập số 5 trang 148
Hoạt động 3: Tìm hiểu dòng Fu – cô
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Mời nhóm được phân công trình bày - Nhóm trình bày:
+ Dòng Fu – cô là gì? Kể tên một số thiết bị có ứng dụng dòng Fu – cô như: phanh điện từ, bếp điện từ,…
+ Các trường hợp xuất hiện dòng Fu - cô
+ Nêu nguyên lý cấu tạo của phanh điện từ
+ Trình bày sản phẩm phanh điện từ của nhóm, vận hành hoạt động
+ Giải thích nguyên lý hoạt động của phanh điện từ của nhóm
- Tổ chức cho các nhóm thảo luận - Các nhóm đặt câu hỏi để hiểu rõ nguyên lý hoạt động của phanh
- Giáo viên đặt thêm câu hỏi cho nhóm
“trường hợp xuất hiện dòng Fu – cô của thiết bị mà nhóm làm thuộc trường hợp nào?”
- Cho nhóm giải thích thí nghiệm 2, hình 23.7 trang 146 sách giáo khoa vật lý 11
- Nhóm giải thích + Thí nghiệm 2
+ Giải thích nguyên lý hoạt động của phanh điện từ mà nhóm đã thực hiện
Hoạt động 4 Củng cố, mở rộng
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Giáo viên chuẩn bị các câu hỏi trắc nghiệm, bài tập
Học sinh tham gia trả lời, làm bài
Hoạt động 5 Kiểm tra 15 phút (bộ câu hỏi, bài tập có ở phần phụ lục)
Tổ chức dạy học dự án đơn vị kiến thức “Chế tạo mô hình nguyên lý hoạt động của máy biến áp, tìm hiểu hiện tượng tự cảm”
Máy biến áp là thiết bị phổ biến trong cuộc sống, hoạt động dựa trên hiện tượng tự cảm Học sinh có thể dễ dàng tìm kiếm và lắp ghép từ các cuộn dây và khung thép cũ Việc chế tạo máy biến áp không chỉ giúp các em hiểu biết về hiện tượng tự cảm mà còn phát triển nhiều phẩm chất và năng lực, phù hợp với tinh thần đổi mới giáo dục hiện nay.
3.5.2 Mục tiêu của dự án a Về kiến thức
- Viết được biểu thức từ thông riêng, độ tự cảm của ống dây hình trụ
- Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm giải thích được hiện tượng tự cảm khi đóng, ngắt mạch
- Viết được công thức suất điện động tự cảm
- Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng tự cảm b Về năng lực
Thông qua việc hoàn thiện phiếu học tập ở nhà và hoàn thiện dự án sẽ phát triển các năng lực sau:
- Năng lực sáng tạo c Về phẩm chất
Trong quá trình thực hiện dự án, nhóm trưởng sẽ giao nhiệm vụ cụ thể cho từng thành viên kèm theo thời gian hoàn thành, tạo cơ hội cho các em rèn luyện phẩm chất trách nhiệm và tự lực trong công việc nhóm.
Trong quá trình thực hiện dự án, học sinh sẽ gặp nhiều khó khăn và phát sinh Để hoàn thành dự án một cách thành công, các em cần phải chăm chỉ và siêng năng vượt qua những thử thách này Sự nỗ lực và kiên trì là yếu tố quyết định giúp học sinh hoàn thiện sản phẩm của mình.
- Một bài thuyết trình bằng powerpoint về kiến thức “Hiện tượng tự cảm”
- Một sản phẩm về mô hình của máy biến áp
3.5.3 Chuẩn bị dự án a Giáo viên:
Dự án "Chế tạo mô hình nguyên lý hoạt động của máy biến áp" nhằm giúp học sinh hiểu rõ về hiện tượng tự cảm và các ứng dụng của nó Qua việc tìm hiểu và thực hành, học sinh sẽ nắm vững kiến thức về tự cảm, từ đó áp dụng vào thực tiễn.
Khi xây dựng dự án và thiết kế các hoạt động, cần thường xuyên chú ý đến thái độ học tập, năng lực và mối quan tâm của học sinh Việc này giúp tạo ra môi trường học tập hiệu quả và phù hợp với nhu cầu của từng học sinh.
- Nhận diện tình huống, hỗ trợ kịp thời để các em hoàn thiện được sản phẩm của dự án
- Xây dựng phiếu học tập để học sinh tự tìm hiểu chiếm lĩnh kiến thức trước, chuẩn bị tốt cho báo cáo của các nhóm
Chúng tôi đã chuẩn bị phiếu học tập cho các em, nhằm mục đích tương tự như các dự án khác Các em sẽ hoàn thành phiếu này tại nhà và nạp vào phần mềm Azota cho giáo viên trước khi tham gia lớp học.
Phiếu học tập số 3 Hiện tượng tự cảm Nhóm………
Nhiệm vụ 1: Em hãy đọc nội dung bài học “Tự cảm” trang 153 sách giáo khoa Vật lý 11 và trả lời các câu hỏi sau đây
1 Từ thông riêng của mạch kín là gì? Viết biểu thức từ thông riêng, độ tự cảm L của ống dây hình trụ
2 Em hãy định nghĩa hiện tượng tự cảm, giải thích hiện tượng của hai thí nghiệm ở hình 25.2 và hình 25.3 trang 154, 155 sgk vật lí 11
3 Viết biểu thức suất điện động tự cảm và biểu thức năng lượng từ trường
Nhiệm vụ 1: Em hãy liên hệ thực tế và tìm kiếm trên internet và cho biết:
1 Một số thiết bị ứng dụng hiện tượng tự cảm
2 Nêu nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy biến thế
- Học sinh cả lớp hoàn thiện phiếu học tập giáo viên giao và nạp vào phần mềm azota trước khi học tại lớp
- Nhóm được phân công dự án hoàn thiện sản phẩm và bài thuyết trình
Giáo viên hướng dẫn và học sinh chuẩn bị các thiết bị
Giáo viên hướng dẫn Thiết bị học sinh tìm kiếm được
Hai cuộn dây quấn trên lõi thép
(một cuộn là sơ cấp và một cuộn là cuộn thứ cấp): các em có thể tự quấn hoặc lấy sẵn có ở các biến thế của lò thổi lửa,…
Thiết bị phát hiện sự khác biệt khi hiệu điện thế đầu ra thứ cấp thay đổi có thể được thực hiện bằng cách sử dụng đồng hồ điện để đo hoặc sử dụng hai bóng đèn Người dùng có thể dựa vào độ sáng của bóng đèn để phân biệt sự khác nhau về hiệu điện thế.
Nguồn điện: các em lấy ngay nguồn điện xoay chiều 220V nhưng lưu ý an toàn điện; các dây nối
Hình 3.3 Một số hình ảnh học sinh chế tạo, báo cáo mô mình máy biến thế
3.5.4 Tiến trình dạy học dự án “Chế tạo mô hình nguyên lý hoạt động của máy biến áp, tìm hiểu hiện tượng tự cảm”
Hoạt động 1: Đặt vấn đề tìm hiểu
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Cho nhóm được phân công trình chiếu về hoạt động của máy biến áp
Nhóm thực hiện trình chiếu hoạt động của máy biến áp, khi bật công tắc trước cuộn sơ cấp thì bóng đèn sau cuộn thứ cấp sáng lên
Khi dòng điện chạy qua cuộn dây sơ cấp, nó tạo ra một từ trường biến đổi, điều này dẫn đến sự cảm ứng điện từ trong cuộn dây thứ cấp, gây ra dòng điện trong cuộn này Chúng ta sẽ cùng nhau khám phá nội dung bài học mới để hiểu rõ hơn về hiện tượng này.
Hoạt động 2: Tìm hiểu từ thông riêng của mạch kín
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Cho nhóm được phân công trình bày các nội dung về từ thông riêng của mạch kín
Nhóm trình bày các nội dung:
- Biểu thức tính từ thông riêng của mạch kín
- Biểu thức độ tự cảm của ống dây hình trụ
- Để tăng độ tự cảm của ống dây chúng ta tăng số vòng dây hoặc đặt lõi sắt vào trong lòng của ống
Hoạt động 3: Hiện tượng tự cảm
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Cho nhóm được phân công trình bày Nhóm học sinh trình bày về
- Định nghĩa hiện tượng tự cảm
- Hiện tượng tự cảm xảy ra khi nào?
- Giải thích thí nghiệm 1 và 2 về hiện tượng tự cảm
- Biểu thức tính suất điện động tự cảm
- Biểu thức năng lượng từ trường của ống dây tự cảm
Tổ chức cho các nhóm thảo luận Các nhóm đặt câu hỏi thêm cho nhóm báo cáo:
- Hiện tượng cảm ứng điện từ và hiện tượng tự cảm có khác nhau không?
- Nguyên nhân từ thông qua mạch biến thiên là gì?
- Để có dòng điện trong mạch biến thiên chúng ta có những cách nào?
- Kể một số thiết bị có ứng dụng hiện tượng tự cảm
Hoạt động 4: Tìm hiểu nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy biến áp
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Cho nhóm phân công trình bày Nhóm trình bày về:
- Nguyên lý cấu tạo của máy biến áp
- Cho máy biến áp vận hành và giải thích nguyên lý hoạt động của máy biến áp
Cho các nhóm thảo luận, nhận xét Các nhóm đặt thêm các câu hỏi để làm rõ hơn nguyên lý hoạt động của máy biến áp ví dụ như:
Nếu đưa vào hai đầu cuộn sơ cấp dòng điện một chiều thì sau cuộn thứ cấp có dòng điện không?
Giáo viên nhận xét và chuẩn lại kiến thức
Học sinh chú ý lắng nghe, ghi chép
Hoạt động 5 Củng cố, mở rộng
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Giáo viên chuẩn bị các câu hỏi trắc nghiệm, bài tập
Học sinh tham gia trả lời, làm bài
Hoạt động 6 Kiểm tra 15 phút (bộ câu hỏi, bài tập có ở phần phụ lục)
Các tiêu chí đánh giá trong quá trình thực hiện các dự án
3.6.1 Tiêu chí đánh giá chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh trong học tập một số kiến thức của chủ đề “ Cảm ứng điện từ”
Dưới đây là các tiêu chí để giáo viên có cơ sở để soạn đề kiểm tra 15 phút
Hiện tượng cảm ứng điện từ
- Kết luận được nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín là do sự biến thiên của từ thông qua mạch kín
- Hiểu rõ hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng
- Thấy được các ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ trong thực tế
- Rút ra được nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín là do sự biến thiên của từ thông qua mạch kín
- Thấy được các ứng dụng rộng rãi của hiện tượng cảm ứng điện từ trong đời sống
- Chỉ kết luận được nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín là do sự biến thiên của từ thông qua mạch kín
- Chưa hiểu rõ được bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là do sự biến thiên của từ thông qua mạch kín Định luật Len
- Hiểu và vận dụng được định luật Len – xơ để giải thích được các thí nghiệm của hiện
- Hiểu và vận dụng được định luật Len – xơ để giải thích được các thí nghiệm của hiện
- Hiểu và vận dụng được định luật Len – xơ để giải thích được các thí nghiệm của hiện
- Chưa hiểu rõ bản chất của dòng điện Fu – cô
- Chưa thấy được các lợi ích của dòng tượng cảm ứng điện từ
- Vận dụng được định luật
Len- xơ xác định được chiều dòng điện cảm ứng trong các trường hợp khác nhau
- Hiểu được bản chất của dòng điện Fu – cô, khi nào thì có dòng điện Fu – cô
- Giải thích được lợi ích và tác hại của dòng Fu – cô trong các thiết bị điện từ
- Ứng dụng được lợi ích của dòng Fu – cô để chế tạo các thiết bị liên quan tượng cảm ứng điện từ
- Vận dụng được định luật
Len- xơ xác định được chiều dòng điện cảm ứng trong các trường hợp khác nhau
- Hiểu được bản chất của dòng điện Fu – cô, khi nào thì có dòng điện Fu – cô
- Giải thích được lợi ích và tác hại của dòng Fu – cô trong các thiết bị điện từ tượng cảm ứng điện từ
- Vận dụng được định luật
Len- xơ xác định được chiều dòng điện cảm ứng trong các trường hợp khác nhau
- Biết được bản chất của dòng điện Fu – cô, khi nào thì có dòng điện Fu – cô
- Biết được lợi ích và tác hại của dòng Fu – cô trong các thiết bị điện từ
- Hiểu rõ bản chất của hiện tượng tự cảm
- Chỉ ra được các trường hợp để có hiện tượng tự cảm
- Hiểu rõ bản chất của hiện tượng tự cảm
- Biết được các trường hợp để có hiện tượng tự cảm
- Trình bày được hiện tượng tự cảm
- Biết được các trường hợp để có hiện tượng tự cảm
- Chưa hiểu rõ bản chất của hiện tượng tự cảm
- Chưa chỉ được các trường hợp để có hiện tượng tự cảm
3.6.2 Tiêu chí đánh giá tính tích cực, chủ động của học sinh
Dưới đây là các tiêu chí để giáo viên và học sinh có cơ sở đánh giá học sinh trong quá trình thực hiện dự án
STT Tiêu chí đánh giá tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh Điểm tối đa
1 Ngoài kiến thức học ở lớp, trong SGK, học sinh còn biết tìm hiểu từ nhiều nguồn kiến thức khác: bài báo, tạp chí, intrernet, bạn bè, giáo viên…
2 Sự hợp tác, phối hợp với các thành viên trong nhóm và với các thành viên khác trong nhóm
3 Chủ động trao đổi kiến thức, những vướng mắc, khó khăn với giáo viên
4 Hiểu sâu kiến thức, không chỉ nhớ kiến thức mà còn suy nghĩ, đặt ra nhiều vấn đề mới, tình huống mới
5 Biết làm sơ đồ, mô hình làm bộc lộ cấu trúc bài học giúp dễ nhớ và dễ vận dụng
6 Không chỉ dừng lại ở câu hỏi, bài tập, mà còn thực hành và nêu ý kiến riêng
7 Lí thuyết kết hợp với thực hành, vận dụng kiến thức vào cuộc sống
8 Tìm tòi, bổ sung kiến thức từ việc nghiên cứu lí luận và từ những bài học kinh nghiệm rút ra từ thực tiễn
Mở rộng kiến thức sang nhiều lĩnh vực khác nhau giúp liên kết kiến thức mới với kiến thức cũ và các môn học khác, từ đó tạo ra sự hiểu biết sâu sắc hơn Việc này không chỉ nâng cao khả năng học tập mà còn phát triển tư duy phản biện và sáng tạo.
Để giải quyết một vấn đề cụ thể liên quan đến nội dung kiến thức bài học, cần đề xuất vấn đề rõ ràng, lập kế hoạch chi tiết và tiến hành thực hiện kế hoạch một cách hiệu quả Việc này không chỉ giúp củng cố kiến thức mà còn phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề cho người học.
3.6.3 Tiêu chí đánh giá phần báo cáo (dành cho học sinh và giáo viên)
Giáo viên cung cấp các tiêu chí đánh giá cho học sinh thông qua azota, nhằm giúp học sinh có căn cứ để thực hiện việc đánh giá các nhóm và bạn học của mình.
TT Yêu cầu Thang điểm Ghi chú
1 Phần kiến thức đủ, đúng các nhiệm vụ đặt ra trong dự án
2 Đảm bảo tính chính xác, hệ thống, logic
1 Đảm bảo tính chính xác, hệ thống, logic
2 Thể hiện rõ chủ đề của dự án 0,5
3 Trình bày có tính sáng tạo, hiệu ứng bố trí hợp lí, gây thiện cảm
4 Hình ảnh, phim minh họa bố trí đẹp, đúng lúc
1 Đảm bảo đúng thời gian 0,5
2 Trình bày logic, lập luận chặt chẽ, mạch lạc, lôi cuốn, hấp dẫn, thuyết phục
3 Trả lời tốt các câu hỏi khi thảo luận
Phối hợp nhóm và cách thức giải quyết vấn đề (1 điểm)
1 Các thành viên phân công và chia sẻ công việc rõ ràng
2 Cách giải quyết vấn đề rõ ràng, khéo léo, linh hoạt, thể hiện sự sáng tạo
4 Công cụ đánh giá Để đánh giá quá trình dạy học đầy đủ và khách quan, chúng ta xây dựng các tiêu chí đánh giá và các mẫu phiếu đánh giá sau:
- Đánh giá của học sinh đối với các thành viên trong nhóm
- Đánh giá của học sinh với các nhóm khác
- Đánh giá của giáo viên đối với các nhóm, điểm thưởng của giáo viên
Điểm số của các bài kiểm tra sau mỗi đơn vị kiến thức sẽ được tính toán Điểm của quá trình học tập được xác định bằng trung bình cộng của các điểm đánh giá Dưới đây là mẫu phiếu đánh giá cho các loại kiểm tra.
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CÁC THÀNH VIÊN TRONG NHÓM
Họ và tên học sinh đánh giá:……… Lớp:…………Nhóm………Trường ………
TT Họ và tên học sinh
Các tiêu chí đánh giá
Tính tích cực tham gia dự án
Tính chủ động trong dự án
Tính sáng tạo trong dự án
Mức độ nắm vững kiến thức
Mức độ đóng góp vào dự án
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CÁC NHÓM
Họ và tên học sinh đánh giá:……… Lớp:…………Nhóm………Trường ……… Nhóm được đánh giá………
Tiêu chí Điểm tối đa Điểm đánh giá
1 Phần kiến thức đủ, đúng các nhiệm vụ đặt ra trong dự án 2 điểm
2 Nội dung đảm bảo tính chính xác, hệ thống, logic 1 điểm
3 Thể hiện rõ chủ đề của dự án 0,5 điểm
4 Trình bày có tính sáng tạo, hiệu ứng bố trí hợp lí, gây thiện cảm,lập luận chặt chẽ, mạch lạc, lôi cuốn, hấp dẫn, thuyết phục
5 Hình ảnh, phim minh họa bố trí đẹp, đúng lúc 0,5 điểm
6 Đảm bảo đúng thời gian 0,5 điểm
7 Trả lời tốt các câu hỏi khi thảo luận 2 điểm
8 Các thành viên phân công và chia sẻ công việc rõ ràng 1 điểm
9 Sản phẩm hoạt động tốt, thẩm mĩ 1 điểm
PHIẾU ĐÁNH GIÁ TỔNG HỢP CỦA GIÁO VIÊN
Tên dự án:……… Lớp:…………Nhóm………Trường ………
STT Họ và tên học sinh Điểm của các loại đánh giá Điểm trung bình
Học sinh trong nhóm đánh giá lẫn nhau
Dự án của nhóm do học sinh đánh giá Điểm giáo viên đánh giá nhóm Điểm
TB các bài kiểm tra Điểm thưởng
