Tài liệu Xây dựng chuyên đề dạy học cảm ứng điện từ theo đinh hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường thpt thạch thành 4

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH IV SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ DẠY HỌC CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH LỚP 11 TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 4 Người thực hiện: Nguyễn Thị Nụ Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh mực (môn): Vật lí THANH HOÁ NĂM 2017 MỤC LỤC I. MỞ ĐẦU: 1. 2. 3. TRANG 1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4. II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: 1 2 CƠ SỞ LÍ LUẬN 1. 1.1. Chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực 2 1.2. Giáo dục định hướng năng lực trong môn Vật lí THPT 5 2. THỰC TRẠNG ĐỀ TÀI GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN 3. 3.1. Xác định vấn đề cần giải quyết của chuyên đề 3.2. Nội dung kiến thức cần xây dựng trong chuyên đề 3.3. Chuẩn kiến thức, kĩ năng và một số năng lực có thể được phát triển 3.4. Tiến trình dạy học 2 6 6 6 6 7 10 3.5. Kiểm tra, đánh giá trong quá trình dạy học 15 4. 18 THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ III.KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT: 19 KẾT LUẬN 19 ĐỀ XUẤT 2. TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 DANH MỤC ĐỀ TÀI SKKN ĐƯỢC ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI 21 1. 21 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ I. MỞ ĐẦU: 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học được cái gì đến chỗ quan tâm học sinh vận dụng được cái gì qua việc học. Để đảm bảo điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối “truyền thụ một chiều” sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kĩ năng, hình thành năng lực và phẩm chất. Thực ra điều này chúng ta đã làm bao năm nay từ khi chúng ta đổi mới dạy học theo chuẩn kiến thức kĩ năng nhưng nhìn lại đâu đó chúng ta vẫn quá chú trọng nội dung bài học mà chưa chú trọng đầy đủ đến chủ thể người học cũng như khả năng ứng dụng tri thức đã học trong những tình huống thực tiễn. Trước bối cảnh đó và để chuẩn bị cho quá trình đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông sau 2018, cần thiết phải đổi mới đồng bộ phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá kết quả giáo dục theo định hướng phát triển năng lực người học. Nội dung cảm ứng điện từ trong chương trình Vật Lý 11 là nội dung rất quan trọng. Nội dung này còn là cơ sở cho chương trình Vật Lý 12 (bài Máy phát điện xoay chiều, Máy biến áp, Động cơ không đồng bộ…). Việc nắm bắt các nội dung cơ bản của chuyên đề cảm ứng điện từ là rất cần thiết để xây dựng các kiến thức cao hơn sau này đối với học sinh. Và hơn thế nữa là vận dụng các kiến thức đó để giải quyết các vấn đề kỹ thuật của vật lý. Chính vì vậy tôi đã thực hiện đề tài: : “ Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4” 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Xây dựng chủ đề dạy “học cảm ứng điện từ” Vật lí 10 THPT theo định hướng nhằm phát triển các năng lực hoạt động tổng hợp của học sinh. 3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ Áp dụng đề tài “Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4” cho học sinh lớp 11 (Ban cơ bản) của trường THPT Thạch Thành 4. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu lí luận Phương pháp điều tra thực tiễn Phương pháp thực nghiệm sư phạm. II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1. Chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực: Chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực (định hướng phát triển năng lực) nay còn gọi là dạy học định hướng kết quả đầu ra được bàn đến nhiều từ những năm 90 của thế kỷ 20 và ngày nay đã trở thành xu hướng giáo dục quốc tế. Giáo dục định hướng phát triển năng lực nhằm mục tiêu phát triển năng lực người học. Giáo dục định hướng năng lực nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạy học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhân cách, chú trọng năng lực vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn nhằm chuẩn bị cho con người năng lực giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp. Chương trình này nhấn mạnh vai trò của người học với tư cách chủ thể của quá trình nhận thức. Khác với chương trình định hướng nội dung, chương trình dạy học định hướng phát triển năng lực tập trung vào việc mô tả chất lượng đầu ra, có thể coi là ”sản phẩm cuối cùng” của quá trình dạy học. Việc quản lý chất lượng dạy học chuyển từ việc điều khiển “đầu vào” sang điều khiển “đầu ra”, tức là kết quả học tập của HS. Chương trình dạy học định hướng phát triển năng lực không quy định những nội dung dạy học chi tiết mà quy định những kết quả đầu ra mong muốn của quá trình giáo dục, trên cở sở đó đưa ra những hướng dẫn chung về việc lựa chọn nội dung, phương pháp, tổ chức và đánh giá kết quả dạy học nhằm đảm bảo thực hiện được mục tiêu dạy học tức là đạt được kết quả đầu ra mong muốn. Trong chương trình định hướng phát triển năng lực, mục tiêu học tập, tức là kết quả học tập mong muốn thường được mô tả thông qua hệ thống các năng lực (Competency). Kết quả học tập mong muốn được mô tả chi tiết và có thể quan sát, đánh giá được. HS cần đạt được những kết quả yêu cầu đã quy định trong chương trình. Việc đưa ra các chuẩn đào tạo cũng là nhằm đảm bảo quản lý chất lượng giáo dục theo định hướng kết quả đầu ra. Ưu điểm của chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực là tạo điều kiện quản lý chất lượng theo kết quả đầu ra đã quy định, nhấn mạnh năng lực vận dụng của HS. Tuy nhiên nếu vận dụng một cách thiên lệch, không chú ý đầy 2 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ đủ đến nội dung dạy học thì có thể dẫn đến các lỗ hổng tri thức cơ bản và tính hệ thống của tri thức. Ngoài ra chất lượng giáo dục không chỉ thể hiện ở kết quả đầu ra mà còn phụ thuộc quá trình thực hiện. Trong chương trình dạy học định hướng phát triển năng lực, khái niệm năng lực được sử dụng như sau: - Năng lực liên quan đến bình diện mục tiêu của dạy học: mục tiêu dạy học được mô tả thông qua các năng lực cần hình thành; - Trong các môn học, những nội dung và hoạt động cơ bản được liên kết với nhau nhằm hình thành các năng lực; - Năng lực là sự kết nối tri thức, hiểu biết, khả năng, mong muốn...; - Mục tiêu hình thành năng lực định hướng cho việc lựa chọn, đánh giá mức độ quan trọng và cấu trúc hóa các nội dung và hoạt động và hành động dạy học về mặt phương pháp - Năng lực mô tả việc giải quyết những đòi hỏi về nội dung trong các tình huống: ví dụ như đọc một văn bản cụ thể ... Nắm vững và vận dụng được các phép tính cơ bản; - Các năng lực chung cùng với các năng lực chuyên môn tạo thành nền tảng chung cho công việc giáo dục và dạy học; - Mức độ đối với sự phát triển năng lực có thể được xác định trong các chuẩn: Đến một thời điểm nhất định nào đó, HS có thể/phải đạt được những gì? Sau đây là bảng so sánh một số đặc trưng cơ bản của chương trình định hướng nội dung và chương trình định hướng phát triển năng lực: Chương trình định hướng Chương trình định hướng phát triển nội dung năng lực Mục tiêu Mục tiêu dạy học được Kết quả học tập cần đạt được mô tả chi giáo dục mô tả không chi tiết và tiết và có thể quan sát, đánh giá được; không nhất thiết phải quan thể hiện được mức độ tiến bộ của HS sát, đánh giá được một cách liên tục Nội dung Việc lựa chọn nội dung dựa Lựa chọn những nội dung nhằm đạt giáo dục vào các khoa học chuyên được kết quả đầu ra đã quy định, gắn môn, không gắn với các tình với các tình huống thực tiễn. Chương huống thực tiễn. Nội dung trình chỉ quy định những nội dung được quy định chi tiết trong chính, không quy định chi tiết. chương trình. Phương GV là người truyền thụ tri - GV chủ yếu là người tổ chức, hỗ trợ pháp thức, là trung tâm của quá HS tự lực và tích cực lĩnh hội tri thức. dạy học trình dạy học. HS tiếp thu Chú trọng sự phát triển khả năng giải thụ động những tri thức quyết vấn đề, khả năng giao tiếp,…; được quy định sẵn. - Chú trọng sử dụng các quan điểm, phương pháp và kỹ thuật dạy học tích 3 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ cực; các phương pháp dạy học thí nghiệm, thực hành Hình Chủ yếu dạy học lý thuyết Tổ chức hình thức học tập đa dạng; thức dạy trên lớp học chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, học nghiên cứu khoa học, trải nghiệm sáng tạo; đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học Đánh giá Tiêu chí đánh giá được xây Tiêu chí đánh giá dựa vào năng lực đầu kết quả dựng chủ yếu dựa trên sự ra, có tính đến sự tiến bộ trong quá học tập ghi nhớ và tái hiện nội dung trình học tập, chú trọng khả năng vận của HS đã học. dụng trong các tình huống thực tiễn. Để hình thành và phát triển năng lực cần xác định các thành phần và cấu trúc của chúng. Có nhiều loại năng lực khác nhau. Việc mô tả cấu trúc và các thành phần năng lực cũng khác nhau. Cấu trúc chung của năng lực hành động được mô tả là sự kết hợp của 4 năng lực thành phần: Năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội, năng lực cá thể: - Năng lực chuyên môn (Professional competency): Là khả năng thực hiện các nhiệm vụ chuyên môn cũng như khả năng đánh giá kết quả chuyên môn một cách độc lập, có phương pháp và chính xác về mặt chuyên môn. Nó được tiếp nhận qua việc học nội dung – chuyên môn và chủ yếu gắn với khả năng nhận thức và tâm lý vận động. - Năng lực phương pháp (Methodical competency): Là khả năng đối với những hành động có kế hoạch, định hướng mục đích trong việc giải quyết các nhiệm vụ và vấn đề. Năng lực phương pháp bao gồm năng lực phương pháp chung và phương pháp chuyên môn. Trung tâm của phương pháp nhận thức là những khả năng tiếp nhận, xử lý, đánh giá, truyền thụ và trình bày tri thức. Nó được tiếp nhận qua việc học phương pháp luận – giải quyết vấn đề. - Năng lực xã hội (Social competency): Là khả năng đạt được mục đích trong những tình huống giao tiếp ứng xử xã hội cũng như trong những nhiệm vụ khác nhau trong sự phối hợp chặt chẽ với những thành viên khác. Nó được tiếp nhận qua việc học giao tiếp. - Năng lực cá thể (Induvidual competency): Là khả năng xác định, đánh giá được những cơ hội phát triển cũng như những giới hạn của cá nhân, phát triển năng khiếu, xây dựng và thực hiện kế hoạch phát triển cá nhân, những quan điểm, chuẩn giá trị đạo đức và động cơ chi phối các thái độ và hành vi ứng xử. Nó được tiếp nhận qua việc học cảm xúc – đạo đức và liên quan đến tư duy và hành động tự chịu trách nhiệm. Mô hình cấu trúc năng lực trên đây có thể cụ thể hoá trong từng lĩnh vực chuyên môn, nghề nghiệp khác nhau. Mặt khác, trong mỗi lĩnh vực nghề nghiệp người ta cũng mô tả các loại năng lực khác nhau. Ví dụ năng lực của GV bao gồm những 4 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ nhóm cơ bản sau: Năng lực dạy học, năng lực giáo dục, năng lực chẩn đoán và tư vấn, năng lực phát triển nghề nghiệp và phát triển trường học. Mô hình bốn thành phần năng lực trên phù hợp với bốn trụ cốt giáo dục theo UNESCO Từ cấu trúc của khái niệm năng lực cho thấy giáo dục định hướng phát triển năng lực không chỉ nhằm mục tiêu phát triển năng lực chuyên môn bao gồm tri thức, kỹ năng chuyên môn mà còn phát triển năng lực phương pháp, năng lực xã hội và năng lực cá thể. Những năng lực này không tách rời nhau mà có mối quan hệ chặt chẽ. Năng lực hành động được hình thành trên cơ sở có sự kết hợp các năng lực này. [1] 1.2. Giáo dục định hướng năng lực trong môn Vật lí THPT: Trong hoạt động giáo dục môn Vật lí giúp hình thành cho HS các năng lực sau: - Năng lực giải quyết vấn đề - Năng lực hợp tác - Năng lực thực nghiệm - Năng lực quan sát - Năng lực tự học - Năng lực sáng tạo … Tuy nhiên việc hình thành, phát triển và đánh giá các năng lực này như một chỉnh thể là việc làm hết sức khó khăn và đòi hỏi cần có thời gian. Do đó ta cần tiếp tục chia nhỏ các năng lực trên thành các năng lực thành phần. 5 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ Năng lực thực nghiệm là một trong những năng lực quan trong nhất đòi hỏi kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo một cách vững chắc. Sau khi chia nhỏ các năng lực thành phần GV sẽ dựa vào từng nội dung kiến thức cụ thể cần đạt được để vận dụng một cách tối ưu và linh hoạt đạt kết quả giáo dục cao nhất. Năng lực chuyên biệt môn Vật lí gồm các năng lực chuyên biệt thành phần: - Nhóm NLTP liên quan đến sử dụng kiến thức Vật lý (ký hiệu: K) - Nhóm NLTP về phương pháp (tập trung vào năng lực thực nghiệm và năng lực mô hình hóa (ký hiệu: P) - Nhóm NLTP trao đổi thông tin (ký hiệu: X) - Nhóm năng lực thành phần liên quan đến cá thể (ký hiệu: C) [1] 2. THỰC TRẠNG CỦA ĐỀ TÀI: Trường THPT Thạch Thành 4 là trường đóng trên địa bàn các xã miền núi của huyện Thạch Thành có điều kiện kinh tế - xã hội khó khăn, đa số học sinh là người dân tộc thiểu số thuộc vùng có trình độ dân trí kém. Việc đến trường với các em đã là một cố gắng rất lớn của bản thân và gia đình. Chính vì vậy, với tâm huyết của người giáo viên, tôi luôn muốn truyền đạt kiến thức một cách hiệu quả nhất, phù hợp với đặc điểm của học sinh để các em tiếp thu được. Môn Vật lí là môn học có ứng dụng cao trong đời sống và kỹ thuật, nhưng qua quá trình giảng dạy tôi nhận thấy các em luôn thụ động và chưa phát huy hết năng lực môn học. Từ thực trạng đó tôi chọn chương Cảm ứng điện từ một 6 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ chương quan trọng để thực hiện đề tài giúp các em phát huy năng lực tạo bước đệm vững chắc cho việc tiếp thu các kiến thức lớp 12 có liên quan. 3. GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN: Qua quá trình nghiên cứu đối tượng học sinh, từ thực trạng vấn đề và điều kiện cụ thể của nhà trường, tổ bộ môn Vật lí, tôi thực hiện áp dụng đề tài như sau: CHUYÊN ĐỀ: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Vật Lí 11 Cơ bản 1. Xác định vấn đề cần giải quyết của chuyên đề Nội dung cảm ứng điện từ trong chương trình Vật Lý 11 là nội dung rất quan trọng. Nội dung này còn là cơ sở cho chương trình Vật Lý 12 (bài Máy phát điện xoay chiều, Máy biến áp, Động cơ không đồng bộ…). Việc nắm bắt các nội dung cơ bản của chuyên đề cảm ứng điện từ là rất cần thiết để xây dựng các kiến thức cao hơn sau này đối với học sinh. Và hơn thế nữa là vận dụng các kiến thức đó để giải quyết các vấn đề kỹ thuật của vật lý. Nội dung chuyên đề này đề cập đến các nội dung chính: Nội dung 1: Từ thông, cách làm biến đổi từ thông Nội dung 2: Các định luật về độ lớn và chiều dòng điện cảm ứng Nội dung 3: Suất điện động cảm ứng 2. Nội dung kiến thức cần xây dựng trong chuyên đề Nội dung 1: Từ thông, cách làm biến đổi từ thông 1. Viết được công thức tính từ thông qua một diện tích S: ∅ =BScos ∝ Trong đó S là diện tích nằm trong từ trường B. α là góc tạo bởi vectơ pháp tuyến của mặt phẳng S với vectơ cảm ứng từ. 2. Các cách làm biến đổi từ trường - Thay đổi độ lớn cảm ứng từ - Thay đổi độ lớn diện tích S - Thay đổi giá trị góc α Nội dung 2: Các định luật về độ lớn và chiều dòng điện cảm ứng 1. Cách xác định chiều dòng điện cảm ứng theo ĐL Lenxơ: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông đã sinh ra nó. 2. Định nghĩa dòng điện Fucô: Dòng Fu-cô là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong các vật dẫn (chẳng hạn, một khối kim loại) khi chúng chuyển động trong một từ trường hoặc được đặt trong một từ trường biến thiên theo thời gian. Nội dung 3: Suất điện động cảm ứng Định luật Faraday về cảm ứng điện từ: Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó. 7 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ ec= −∆ ∅ ∆t 3. Chuẩn kiến thức, kĩ năng và một số năng lực có thể được phát triển 3.1. Kiến thức - Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ. - Viết được công thức tính từ thông qua một diện tích và nêu được đơn vị đo từ thông. Nêu được các cách làm biến đổi từ thông. - Phát biểu được định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện từ, định luật Len-xơ về của chiều dòng điện cảm ứng và viết được hệ thức : ec= −∆ ∅ ∆t - Nêu được dòng điện Fu-cô là gì. - Nêu được từ trường trong lòng ống dây có dòng điện chạy qua và mọi từ trường đều mang năng lượng. 3.2. Kĩ năng - Làm được thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ. - Tính được suất điện động cảm ứng trong trường hợp từ thông qua một mạch kín biến đổi đều theo thời gian. - Xác định được chiều của dòng điện cảm ứng theo định luật Len-xơ. - Tính được suất điện động tự cảm trong ống dây khi dòng điện chạy qua nó có cường độ biến đổi đều theo thời gian. - Quan sát, thu thập thông tin về đối tượng nghiên cứu, phân tích xử lí thông tin rút ra kết luận. - Vận dụng kiến thức đã biết, suy luận lí thuyết, diễn dịch rút ra các kết luận, dự đoán mới, suy ra các hệ quả lôgíc. - Đề xuất phương án và tiến hành các thí nghiệm khảo sát hay kiểm chứng giả thuyết, kết luận được rút ra từ suy luận lí thuyết. - Vận dụng kiến thức giải thích một số quá trình, hiện tượng vật lí, ứng dụng kĩ thuật liên quan đến các kiến thức vừa học. - Thiết kế và chế tạo mô hình vật chất – chức năng ứng dụng kĩ thuật các kiến thức liên quan vừa học - Hợp tác, làm việc nhóm 3.3. Thái độ - Say mê khoa học, kĩ thuật. Khách quan, trung thực, cẩn thận - Tự lực, tự giác học tập, tham gia xây dựng kiến thức. 3.4. Năng lực có thể phát triển - Bảng mô tả các năng lực có thể phát triển trong chủ đề Nhóm năng lực Nhóm Năng lực thành phần Mô tả mức độ thực hiện trong chuyên đề K1: Trình bày được kiến - Nêu được định nghĩa từ thông . 8 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ thức về các hiện tượng, đại - Nêu được suất điện động cảm ứng lượng, định luật, nguyên lí là gì . vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí K2: Trình bày được mối - Trình bày được các đại lượng liên quan hệ giữa các kiến thức quan đến dòng điện cảm ứng . vật lí - Trình bày được các đại lượng liên quan đến sự biến đổi từ thông . NLTP liên - Trình bày được các đại lượng liên quan đến quan đến suất điện động cảm sử dụng ứng . kiến thức vật lí K3: Sử dụng được kiến - Giải được các bài tập tính từ thức vật lí để thực hiện các thông, suất điện động cảm ứng . nhiệm vụ học tập K4: Vận dụng (giải thích, - Giải thích được họat động của dự đoán, tính toán, đề ra tuabin nhà máy thủy điện . giải pháp, đánh giá giải pháp …) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn Nhóm P1: Đặt ra những câu hỏi về - Đặt được câu hỏi : NLTP về một sự kiện vật lí Vì sao khi đạp xe càng nhanh , đèn phương càng sáng ( xe có gắn dinamo ) pháp (tập P5: Lựa chọn và sử dụng Lựa chọn và sử dụng được mối trung vào các công cụ toán học phù quan hệ tỉ lệ giữa các đại lượng NL thực hợp trong học tập vật lí. . nghiệm và NL mô hình hóa) Nhóm X1: trao đổi kiến thức và Họat động nhóm, thảo luận về sự NLTP ứng dụng vật lí bằng ngôn biến đổi từ thông khi nam châm trao đổi ngữ vật lí và các cách diễn chuyển động lại gần hay ra xa vòng thông tin tả đặc thù của vật lí dây . X3: lựa chọn, đánh giá - So sánh, nhận xét được kết quả được các nguồn thông tin thí nghiệm về cảm ứng điện từ . khác nhau, X4: mô tả được cấu tạo và Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc nguyên tắc hoạt động của hoạt động của dinamo xe đạp . các thiết bị kĩ thuật, công nghệ X5: Ghi lại được các kết Lập được bảng mẫu kết quả thí quả từ các hoạt động học nghiệm tập vật lí của mình (nghe 9 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm…) X8: tham gia hoạt động Tham gia thảo luận trả lời câu hỏi nhóm trong học tập vật lí C1/143[2], C3/145[3], C3/151[3]1, C1: Xác định được trình độ Xác định được trình độ hiện có về : hiện có về kiến thức, kĩ - Sự biến thiên từ thông . năng , thái độ của cá nhân - Nguyên nhân của sự xuất trong học tập vật lí hiện dòng điện cảm ứng trong khung dây . - Chiều dòng điện cảm ứng . C2: Lập kế hoạch và thực Dựa vào kiến thức đã học có thể tự hiện được kế hoạch, điều làm một máy phát điện công suất chỉnh kế hoạch học tập vật nhỏ . Nhóm NLTP liên lí nhằm nâng cao trình độ quan đến bản thân. cá nhân C5: Sử dụng được kiến thức vật lí để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của các công nghệ hiện đại C6: Nhận ra được ảnh Nhận ra được hiện tượng cảm ứng hưởng vật lí lên các mối điện từ liên quan đến việc phát quan hệ xã hội và lịch sử. minh các máy phát điện . 4. Tiến trình dạy học 4.1. Nội dung 1: Từ thông, cách làm biến đổi từ thông 4.1.1. Hoạt động 1: Tìm hiểu về từ thông - Dự kiến thời gian thực hiện: 15 phút - Chuẩn bị phương tiện cần thiết: - Mục tiêu hoạt động: Các năng lực có thể phát triển thông qua hoạt động này: K1, K2, X1, X5, X6, X7, X8 - Tiến trình thực hiện hoạt động Để hình thành khái niệm từ thông, GV đưa ra nhận xét: Cách xác định cường độ dòng điện cảm ứng, suất điện động cảm ứng và so sánh cường độ này trong các trường hợp khác nhau dựa vào sự biến thiên “số đường sức từ” gửi qua khung dây nói chung là rất khó thực hiện, cần phải đưa ra cách xác định dễ dàng và có thể áp dụng trong mọi trường hợp. Sau đó, GV yêu cầu HS quan sát hình 38.a và b (SGK) [2], và giao cho các nhóm HS nhiệm vụ sau: 1 Các câu hỏi C1, C2, C3 lấy từ TLTK số [2]. 10 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ STT Bước Nội dung Chuyển giao nhiệm vụ 1 Thực hiện trả lời các câu hỏi: - Số đường sức từ gửi qua khung dây phụ thuộc vào những yếu tố mang tính định lượng có thể xác định được nào? - Có thể thay khái niệm “Số đường sức từ gửi qua khung dây” bằng một khái niệm được hình thành từ các yếu tố đó không? Thực hiện nhiệm vụ 2 3 4 - HS lắng nghe hướng dẫn của GV, suy nghĩ trả lời - HS thảo luận nhóm để trả lời 2 câu hỏi trên ( 5 phút) - GV hướng dẫn theo dõi và định Báo cáo, thảo luận hướng thảo luận lần lượt cho từng nhóm. - Mỗi nhóm cử một đại diện báo cáo trước lớp. - GV xác nhận ý kiến đúng của từng câu trả lời. Kết luận hoặc Nhận định hoặc - Thể chế hóa kiến thức. - HS: Ghi nhận kiến thức (K1) Hợp thức hóa kiến thức 4.1.2. Hoạt động 2: Các cách làm biến đổi từ thông - Dự kiến thời gian thực hiện: 5 phút - Chuẩn bị phương tiện cần thiết: - Mục tiêu hoạt động: Các năng lực có thể phát triển thông qua hoạt động này: K1, K2, X1, X5, X6, X7, X8 - Tiến trình thực hiện hoạt động STT Bước Nội dung Chuyển giao nhiệm vụ Các em đã có công thức tính từ thông. Nhìn vào công thức, có cách nào để làm thay đổi giá trị từ thông? Thực hiện nhiệm vụ - HS tìm hiểu công thức, suy nghĩ trả lời - HS thảo luận đưa ra các ý kiến cá nhân theo nhóm - GV hướng dẫn theo dõi và định 1 2 3 Báo cáo, thảo luận 11 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ hướng thảo luận lần lượt cho từng nhóm. - Mỗi nhóm cử một đại diện báo cáo trước lớp. - GV xác nhận ý kiến đúng của từng câu trả lời. Kết luận hoặc Nhận định hoặc - Thể chế hóa kiến thức. - HS : Ghi nhận kiến thức (K1) Hợp thức hóa kiến thức - Thay đổi độ lớn cảm ứng từ 4 - Thay đổi độ lớn diện tích S - Thay đổi giá trị góc α 4.2. Nội dung 2: Các định luật về độ lớn và chiều dòng điện cảm ứng 4.2.1. Hoạt động 1: - Dự kiến thời gian thực hiện: 15 phút - Chuẩn bị phương tiện cần thiết: - Mục tiêu hoạt động: Các năng lực có thể phát triển thông qua hoạt động này: K1, K2, K3, K4, P3, P8, X1, X5, X6, X7, X8 - Tiến trình thực hiện hoạt động STT Bước Nội dung Chuyển giao nhiệm vụ GV mô tả (chứ không làm) thí nghiệm như ở hình 39.1 SGK [2], sau đó nêu câu hỏi: - Hãy dự đoán xem trong khung dây dẫn kín có xuất hiện dòng điện cảm ứng hay không. - Nếu có thì dự đoán về: + chiều dòng điện cảm ứng trong mạch kín (nhóm 1) + độ lớn dòng điện và do đó độ lớn của suất điện động cảm ứng được sinh ra (nhóm 2) Và đề xuất các phương án thí nghiệm kiểm chứng dự đoán. Mỗi nhóm nhỏ của nhóm 1 và 2 tiến hành một phương án (khác phương án nhóm bạn) trong số các phương án được đưa ra. Thực hiện nhiệm vụ - HS tìm hiểu công thức, suy nghĩ trả lời 12 1 2 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ - HS thảo luận đưa ra các ý kiến cá nhân theo nhóm - GV hướng dẫn theo dõi và định Báo cáo, thảo luận hướng thảo luận lần lượt cho từng nhóm. 3 - Mỗi nhóm cử một đại diện báo cáo trước lớp. - GV xác nhận ý kiến đúng của từng câu trả lời. Kết luận hoặc Nhận định hoặc - Thể chế hóa kiến thức. - HS : Ghi nhận kiến thức Hợp thức hóa kiến thức Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong 4 mạch kín có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông đã sinh ra nó. 4.2.2. Hoạt động 2: Tìm hiểu về dòng điện Fuco - Dự kiến thời gian thực hiện: 10 phút - Chuẩn bị phương tiện cần thiết: - Mục tiêu hoạt động: Các năng lực có thể phát triển thông qua hoạt động này: K1, K2, K3, K4, X1, X5, X6, X7, X8 - Tiến trình thực hiện hoạt động STT Bước Nội dung 1 Chuyển giao nhiệm vụ GV mô tả hiện tượng: Một tấm kim loại đặc hoặc được chuyển động vào rồi ra khỏi từ trường một nam châm chữ U, hoặc được đặt trong một từ trường biến thiên. Sau đó đưa ra câu hỏi và nhiệm vụ đối với HS như sau: - Liệu trong tấm kim loại đặc có xuất hiện dòng điện cảm ứng không? - Nếu có, hãy đề xuất các phương án thí nghiệm kiểm chứng dự đoán về: + chiều dòng điện cảm ứng trong tấm kim loại (nhóm 1) + các yếu tố mà độ lớn dòng điện cảm ứng phụ thuộc (nhóm 2) Mỗi nhóm nhỏ của nhóm 1 và 2 tiến hành một phương án (khác phương án nhóm bạn) trong số các phương án được đưa ra. 13 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ - Tác dụng của dòng điện Fuco? Thực hiện nhiệm vụ 2 3 Báo cáo, thảo luận - HS tìm hiểu công thức, suy nghĩ trả lời - HS thảo luận đưa ra các ý kiến cá nhân theo nhóm Nếu cần, GV định hướng HS thực hiện nhiệm vụ như sau: - Coi tấm kim loại là tập hợp các khung dây dẫn thì trong tấm kim loại có xuất hiện dòng cảm ứng. - Khảo sát hai phương án thí nghiệm kiểm chứng sau: Phương án (PA) 1: (Có từ trường không đổi, để Φ biến thiên, cần chuyển động vào ra của tấm KL) Cho đĩa kim loại chuyển động vào trong từ trường NC vĩnh cửu chữ U. Áp dụng ĐL Fa-ra-đây để dự đoán độ lớn, áp dụng ĐL Len-xơ để xác định chiều (qua đó là hình dạng dòng cảm ứng chạy trong đĩa). Từ đó suy ra hệ quả cần kiểm chứng. - Nếu xuất hiện dòng điện cảm ứng thì nhiệt độ tấm kim loại qua một số lần chuyển động sẽ tăng lên. - Nếu độ lớn dòng điện cảm ứng phụ thuộc tốc độ biến thiên từ thông qua tấm kim loại thì cùng một chuyển động như nhau trong từ trường khác nhau, nhiệt độ tấm kim loại sẽ khác nhau. - Dự đoán chiều (do đó hình dạng) dòng cảm ứng như trong hình vẽ dưới, suy ra khi tấm KL chuyển động vào, ra khỏi từ trường - Nếu xẻ rãnh cắt ngang chiều dòng cảm ứng, sẽ ngăn cản do đó làm giảm độ lớn dòng cảm ứng, suy ra tấm KL nóng ít hơn, hay chuyển động vào, ra khỏi từ trường nhanh hơn. Ngược lại, nếu xẻ rãnh xoáy như chiều dòng cảm ứng thì tấm KL nóng nhiều hơn hay chuyển động vào, ra khỏi từ trường chậm hơn (so với xẻ rãnh cắt ngang) - GV hướng dẫn theo dõi và định hướng thảo luận lần lượt cho từng nhóm. 14 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ - Mỗi nhóm cử một đại diện báo cáo trước lớp. - GV xác nhận ý kiến đúng của từng câu trả lời. Kết luận hoặc Nhận - Thể chế hóa kiến thức. 4 định hoặc Hợp thức - HS : Ghi nhận kiến thức hóa kiến thức 4.3. Nội dung 3: Suất điện động cảm ứng 4.3.1. Hoạt động 1: - Dự kiến thời gian thực hiện: 15 phút - Chuẩn bị phương tiện cần thiết: - Mục tiêu hoạt động: Các năng lực có thể phát triển thông qua hoạt động này: K1, K2, X1, X5, X6, X7, X8 - Tiến trình thực hiện hoạt động STT Bước Chuyển giao nhiệm vụ 1 Nội dung GV mô tả (chứ không làm) thí nghiệm như ở hình 39.1 SGK [2], sau đó nêu câu hỏi: - Hãy dự đoán xem trong khung dây dẫn kín có xuất hiện dòng điện cảm ứng hay không. - Nếu có thì dự đoán về: + chiều dòng điện cảm ứng trong mạch kín (nhóm 1) + độ lớn dòng điện và do đó độ lớn của suất điện động cảm ứng được sinh ra (nhóm 2) và đề xuất các phương án thí nghiệm kiểm chứng dự đoán. Mỗi nhóm nhỏ của nhóm 1 và 2 tiến hành một phương án (khác phương án nhóm bạn) trong số các phương án được đưa ra. Thực hiện nhiệm vụ 2 3 4 - HS tìm hiểu công thức, suy nghĩ trả lời - HS thảo luận đưa ra các ý kiến cá nhân theo nhóm - GV hướng dẫn theo dõi và định hướng thảo Báo cáo, thảo luận luận lần lượt cho từng nhóm. - Mỗi nhóm cử một đại diện báo cáo trước lớp. - GV xác nhận ý kiến đúng của từng câu trả lời. Kết luận hoặc Nhận - Thể chế hóa kiến thức. định hoặc Hợp thức - HS : Ghi nhận kiến thức Dựa trên khái niệm từ thông, GV yêu cầu HS hóa kiến thức 15 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ xây dựng biểu thức định lượng về độ lớn suất điện −∆ ∅ động e c = ∆ t 5. Kiểm tra, đánh giá trong quá trình dạy học 5.1. Hình thức kiểm tra, đánh giá 5.2. Công cụ kiểm tra, đánh giá - Soạn câu hỏi/bài tập kiểm tra, đánh giá năng lực: Trong mục tiêu có năng lực thành phần nào thì cần xây dựng câu hỏi/bài tập kiểm tra đánh giá năng lực thành phần đó. Nhóm năng lực 1. Nhóm NLTP liên quan đến sử dụng kiến thức vật lí Năng lực thành phần K1: Câu hỏi/ bài tập hoặc số thứ tự - mức độ VD: Một diện tích S đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B, góc giữa vectơ cảm ứng từ và cectơ pháp tuyến là ỏ . Từ thông qua diện tích S được tính theo công thức: A. φ = BS.sin α BS.cos α . C. φ = BS.tan BS.ctan α α B. φ = D. φ = VD: Đơn vị của từ thông là: A. Tesla (T) B. Ampe (A) C. Vêbe (Wb). D. Vôn (V) K2: 1.2. 1 (Nhận biết-K2) 23.9 [3]2 Từ thông qua một khung dây biến đổi, trong khoảng thời gian 0,1 (s) từ thông tăng từ 0,6 (Wb) đến 1,6 (Wb). Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng: A. 6 (V) B. 10 (V). C. 16 (V) D. 22 (V) 1.2.2 (Hiểu-K2, X1) 25.3[3]. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Dòng điện cảm ứng được sinh ra trong khối vật dẫn khi chuyển động trong từ trường hay đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian gọi là dòng điện Fucô B. Dòng điện xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua mạch điện kín gọi là dòng điện cảm ứng 2 Các bài tập ví dụ lấy từ TLTK [3]. 16 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ C. Dòng điện Fucô được sinh ra khi khối kim loại chuyển động trong từ trường, có tác dụng chống lại chuyển động của khối kim loại đó D. Dòng điện Fucô chỉ được sinh ra khi khối vật dẫn chuyển động trong từ trường, đồng thời toả nhiệt làm khối vật dẫn nóng lên. 2. Nhóm NLTP về phương pháp K3: 23.1[3]3. Một khung dây phẳng, diện tích 25 (cm2) gồm 10 vòng dây, khung dây được đặt trong từ trường có cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung và có độ lớn tăng dần từ 0 đến 2,4.10-3 (T) trong khoảng thời gian 0,4 (s). Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung trong khoảng thời gian có từ trường biến thiên là: A. 1,5.10-2 (mV) B. 1,5.10-5 (V) C. 0,15 (mV). D. 0,15 ( μ V) 25.2 [3].Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,1 (H), cường độ dòng điện qua ống dây giảm đều đặn từ 2 (A) về 0 trong khoảng thời gian là 4 (s). Suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống trong khoảng thời gian đó là: A. 0,03 (V) B. 0,04 (V) C. 0,05 (V). D. 0,06 (V) K4: Máy phát điện hoạt động theo nguyên tắc dựa trên: A. hiện tượng mao dẫn B. hiện tượng cảm ứng điện từ. C. hiện tượng điện phân D. hiện tượng khúc xạ ánh sáng P1: Ban đêm khi chạy xe đạp, cần phải làm gì để đèn sáng ? Vì sao phải làm như vậy ? Tuabin nhà máy thủy điện hoạt động dựa vào hiện tượng vật lý nào ? P5 Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong một mạch kín được xác định theo công thức: A. 3 ec   t . B. e c  .t Các bài tập ví dụ lấy từ TLTK [3]. 17 Xây dựng chuyên đề dạy học Cảm ứng điện từ theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh lớp 11 trường THPT Thạch Thành 4 – Nguyễn Thị Nụ ec  t  ec    t C. D. 31 Biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài là: A. L  e I t B. L = Φ .I -7 2 C. L = 4ð. 10 .n .V . 3. Nhóm NLTP trao đổi thông tin X1: D. L  e t I 1 Một diện tích S đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B, góc giữa vectơ cảm ứng từ và cectơ pháp tuyến là ỏ . Từ thông qua diện tích S được tính theo công thức: A. φ = BS.sin α BS.cos α . B. φ = C. φ = BS.tan α D. φ = BS.ctan α Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Đặt bàn tay trái hứng các đường sức từ, ngón tay cái choãi ra 900 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó B. Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón tay cái choãi ra 900 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó. C. Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó D. Đặt bàn tay trái hứng các đường sức từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó 18