Sáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học phần điện từ học lớp 11 THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ẢO TRONG DẠY HỌC
PHẦN ĐIỆN TỪ HỌC VẬT LÍ 11 THPT

Lĩnh vực: Vật Lí

Năm học: 2020 - 2021
1


MỤC LỤC
Trang
PHẦN MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài......................................................................................1
II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.............................................................1
III. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu..........................................................2
IV. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................2
V. Giả thuyết khoa học.................................................................................2
VI. Những đóng góp của đề tài.....................................................................3
PHẦN NỘI DUNG
I. Cơ sở khoa học của đề tài..........................................................................4
II. Thực trạng vấn đề....................................................................................7
III. Giải pháp................................................................................................8
IV. Hiệu quả sáng kiến kinh nghiệm...........................................................23
PHẦN KẾT LUẬN
I. Ý nghĩa của đề tài....................................................................................26
II. Kiến nghị, đề xuất..................................................................................26
PHỤ LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài
Vật lí là mơn khoa học thực nghiệm, do đó hầu hết các kiến thức vật lí đều được
rút ra từ những quan sát và thí nghiệm. Vì vậy, trong dạy học vật lí ở trường phổ
thơng, thí nghiệm là một phương tiện rất quan trọng, có tác dụng to lớn trong việc
chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng của học sinh. Nó khơng chỉ làm tăng tính hấp dẫn của
mơn học mà cịn giúp học sinh hiểu sâu sắc kiến thức lý thuyết đã được học mà quan
trọng hơn là tạo cho học sinh một trực quan nhạy bén.
Việc lồng ghép các thí nghiệm vào các tiết dạy Vật lí là rất cần thiết và phù hợp
với đặc trưng thực nghiệm của môn học. Trên thực tế giáo viên Vật lí nào cũng rất
muốn lồng ghép các thí nghiệm vật lí vào bài giảng, nhưng cũng có thể vì các lý do
chủ quan và khách quan mà không thể thực hiện được các thí nghiệm đó được. Các lý
do đó có thể là: Cơ sở vật chất của nhà trường chưa đảm bảo, thiết bị thí nghiệm khơng
đồng bộ, chất lượng kém, sai số lớn...; Khơng đủ thời gian để chuẩn bị thí nghiệm;
Một số thí nghiệm khơng thể thực hiện trong điều kiện lớp học...
Thường thì khi gặp những trở ngại trên giáo viên sẽ phải dạy “chay” nên chất
lượng giờ dạy chưa cao. Chính vì những vấn đề này đã làm cho học sinh nắm kiến
thức một cách mơ hồ, máy móc, khơng hiểu rõ được bản chất, hiện tượng quy luật của
sự vật...
Phần điện từ học trong chương trình Vật lí 11 gồm nhiều kiến thức lý tuyết hàn
lâm, khó hiểu, khó nhớ, cần nhiều thí nghiệm kiểm chứng phức tạp; trong khi hệ thống
đồ dùng thí nghiệm cần thiết trong nhà trường phổ thơng khơng đủ, khó mơ tả bản chất
các hiện tượng của điện từ học.
Từ những lý do cơ bản trên, cùng với thực tế giảng dạy bộ mơn Vật lí lớp 11 tơi
mạnh dạn đưa ra sáng kiến: “Sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học phần điện từ học
lớp 11 THPT”
II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1. Đối tượng nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu cách sử dụng các thí nghiệm ảo vào dạy học phần
“Điện từ học” – Vật lí lớp 11 THPT.
2. Phạm vi nghiên cứu


Đề tài tập trung nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn, thiết kế tiết dạy thực
nghiệm và khảo sát kết quả của việc sử dụng thí nghiệm ảo vào dạy học một số phần
của nội dung “điện từ học”.
III. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
Tìm hiểu về phương pháp dạy học Vật lí, phân loại các thí nghiệm Vật lí trong
chương trình phổ thơng. Tìm hiểu vai trị thực trạng sử dụng thí nghiệm ảo vào giảng
dạy bộ mơn Vật lí ở trường phổ thơng. Rút ra các kết luận sư phạm nhằm sử dụng thí
nghiệm ảo được hiệu quả hơn.
Xác định vai trị của thí nghiệm trong dạy học Vật lí phổ thơng, so sánh ưu,
khuyết điểm giữa thí nghiệm thật và thí nghiệm ảo. Giới thiệu các thí nghiệm ảo trong
việc giúp giáo viên phổ thơng chuẩn bị các thí nghiệm của nội dung “điện từ học”. Rút
ra các kết luận sư phạm để việc giảng dạy Vật lí sử dụng thí nghiệm ảo hiệu quả hơn.
IV. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích, tổng hợp: thu thập, phân tích, tổng hợp các tài liệu có
liên quan đến sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí.
- Phương pháp phân loại, hệ thống: Sau khi thu thập, tổng hợp các tài liệu, tôi
tiếp tục tiến hành phân loại, hệ thống các tài liệu theo các vấn đề cần nghiên cứu của
đề tài.
- Phương pháp quan sát khoa học: Tôi tiến hành đến dự giờ, tham gia các hoạt
động giáo dục và giảng dạy tại trường để thu thập thông tin cần thiết cho đề tài.
- Phương pháp điều tra: Điều tra học sinh và giáo viên liên quan đến nội dung
đề tài.
- Phương pháp thực nghiệm: Sau khi nghiên cứu xong đề tài, tôi tiến hành tổ
chức thực nghiệm tại một số lớp 11 trong trường nhằm xác định tính khả thi của đề tài.
V. Giả thuyết khoa học

Nếu đề tài xác lập được cách thức sử dụng các thí nghiệm ảo trong dạy học phần
“điện từ học”- Vật lí 11, sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí, đồng thời tạo
cơ sở cho việc khai thác các thí nghiệm ảo vào dạy học đại trà trong chương trình Vật
lí THPT hiện nay.
VI. Những đóng góp của đề tài
- Nêu rõ các bước khai thác và sử dụng thí nghiệm ảo trogn dạy học Vật lí.


- Xây dựng thí nghiệm ảo trong dạy học nội dung “điện từ học” chương trình
Vật lí lớp 11 ban cơ bản.
- Những kết luận sư phạm góp phần xác định vai trị của việc sử dụng thí
nghiệm ảo trong dạy học Vật lí ở trường phổ thơng.


PHẦN NỘI DUNG
I. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI.
1. Cơ sở lí luận.
1.1. Vai trị của thí nghiệm Vật lí trong dạy học
Trong dạy học vật lí, thí nghiệm đóng một vai trị cực kì quan trọng, là yếu tố
khơng thể thiếu được của q trình nhận thức vật lí. Tùy theo mục đích sử dụng thí
nghiệm trong dạy học, thí nghiệm vật lí có thể thực hiện những chức năng khác nhau
trong tiến trình dạy học
-

Thí nghiệm vật lí là cơ sở để xây dựng, chứng minh kiến thức vật lí.

-

Thí nghiệm vật lí có thể được sử dụng như phương tiện để đề xuất vấn đề, để
cho HS vận dụng, củng cố kiến thức, để kiểm tra kiến thức vật lí của học sinh.

-

Thí nghiệm vật lí là phương tiện góp phần quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật

tổng hợp cho học sinh.
-

Thí nghiệm vật lí là phương tiện kích thích hứng thú học tập của học sinh.

-

Thí nghiệm vật lí là phương tiện tổ chức các hình thức hoạt động của học sinh.

-

Thí nghiệm vật lí góp phần làm đơn giản hóa các hiện tượng và q trình vật lí.

1.2. Khái niệm về thí nghiệm thật và thí nghiệm ảo
- Thí nghiệm thật: Là các thí nghiệm được thực hiện bằng các dụng cụ thí nghiệm
thật, các hố chất thật.
- Thí nghiệm ảo: Là các thí nghiệm được thực hiện trên máy vi tính, thí nghiệm ảo
thực chất là mơ hình của thí nghiệm thật trên máy vi tính.
1.3. So sánh thí nghiệm thật và thí nghiệm ảo.
Có thể nói rằng thí nghiệm ảo hay thí nghiệm thật thì cũng đều được xếp
vào dịng là thí nghiệm trực quan, cùng làm sáng tỏ lý thuyết, gây hứng thú học
tập cho các em học sinh, giáo dục tính tị mị khoa học, làm cho học sinh nhận thức
dễ dàng hơn, kiến thức thu được của các em rõ ràng và sâu sắc, đồng thời lớp
học sôi nổi, hào hứng, … Tuy nhiên mỗi cách đều có ưu nhược điểm của nó.
Có thể nói rằng với cơng nghệ hiện đại như ngày nay, với sự hỗ trợ đắc lực

của máy vi tính thì cuộc sống ảo vơ cùng phong phú, đơi khi nó cịn lấn át cuộc sống
thực tại của chúng ta, tuy nhiên khơng thể nói thí nghiệm ảo hồn tồn tốt hơn thí
nghiệm thật nhưng nó lại có rất nhiều ưu điểm có thể hơn thí nghiệm thật. Có thể
đưa ra dưới đây một số điểm cơ bản mà thí nghiệm ảo khắc phục được nhược điểm


của thí nghiệm thật:
+ Trong trường hợp giáo viên làm thí nghiệm thật trên lớp cho học sinh quan
sát thì hầu như các dụng cụ thí nghiệm đều nhỏ, lớp học đơng, phịng học rộng.
Như vậy khi làm thí nghiệm thì khơng phải tất cả các học sinh trong lớp đều có thể
quan sát dễ dàng được, các em ở cuối lớp chỉ có thể nghe giáo viên nói mà khơng
thể nhìn được thí nghiệm giáo viên làm như thế nào và chỉ có một số học sinh ở bàn
trên mới có thể quan sát rõ thí nghiệm. Trong khi đó thí nghiệm ảo được thực hiện
trên một màn chiếu, mà thông thường màn chiếu được đặt sao cho tất cả học
sinh trong lớp học có thể nhìn rõ tất cả những gì thực hiện trên đó, đồng thời giáo
viên hồn tồn có thể chỉnh kích cỡ của dụng cụ thí nghiệm cho đủ lớn để cho cả
lớp đều có thể quan sát rõ ràng kể cả các em ngồi ở cuối lớp học.
+ Tiếp theo là vấn đề an tồn của thí nghiệm, với một số thí nghiệm đơi khi do
sơ xuất để xảy ra cháy nổ không mong muốn, nhưng với thí nghiệm ảo thì các thí
nghiệm hồn tồn an tồn, khơng lo cháy nổ ngồi dự định của giáo viên và học
sinh, nếu có hiện tượng nhầm lẫn diễn ra trên máy vi tính thì hiện tượng xảy ra chỉ là
mơ hình cháy nổ trong máy chứ khơng phải là thật nên rất an tồn.
+ Hơn nữa thí nghiệm thực tế khơng phải thí nghiệm nào cũng thành
cơng, nhưng với thí nghiệm ảo do đã được lập trình sẵn nên có thể nói gần như tất
cả các thí nghiệm đều chuẩn xác, thực hiện thí nghiệm đem lại hiệu quả như mong
đợi.
+ Một vấn đề nữa là cơng tác chuẩn bị cơng cụ thí nghiệm, với chương trình
đổi mới giáo dục như hiện nay thì trong chương trình phổ thơng, hầu như tiết học
nào cũng có thí nghiệm. Với một thí nghiệm đơn giản, ít dụng cụ thì giáo viên có
thể dễ dàng chuẩn bị dụng cụ, dễ dàng chuyển từ lớp học này sáng lớp học khác.

Tuy nhiên với một thí nghiệm mà các dụng cụ cồng kềnh thì đây lại khơng phải là
một điều đơn giản. Cịn với thí nghiệm ảo thì giáo viên hồn tồn khơng phải lo
lắng gì về vấn đề này, các dụng cụ có sẵn trong máy vi tính giáo viên chỉ cần một
lần thực hiện đưa phần mềm thiết kế thí nghiệm vào trong máy và cài đặt chương
trình, như thế lần sau sẽ hoàn toàn yên tâm về dụng cụ thí nghiệm…
Như vậy có thể thấy khá nhiều ưu điểm của thí nghiệm ảo như trên đây, hơn
nữa hiện nay, khi mà tin học được ứng dụng nhiều vào trong trường học thì việc sử
dụng các thí nghiệm ảo hỗ trợ cho giảng dạy là hoàn toàn hợp lý, góp phần đẩy


mạnh ứng dụng CNTT vào công tác giảng dạy ở trường phổ thơng.
Từ việc so sánh thí nghiệm thật và thí nghiệm ảo như trên đây thì bài tốn đặt
ra là làm thế nào để cho học sinh vẫn quan sát được các thí nghiệm trực quan mà
giáo viên khơng phải lo lắng tới vấn đề chuẩn bị phương tiện thí nghiệm, lựa chọn
phương tiện thí nghiệm phù hợp, thực hiện thí nghiệm an tồn và đạt hiệu quả như
mong muốn, đồng thời tất cả học sinh đều có thể quan sát dễ dàng, cùng theo dõi
cùng tranh luận bài dễ dàng, các thí nghiệm sống động và bắt mắt với học sinh…
Hiện nay, khi mà tin học phát triển và đi vào tất cả các ngõ ngách của đời
sống con người như hiện nay thì một giải pháp được đưa ra là xây dựng thí nghiệm
ảo thay thế thí nghiệm thật, sử dụng máy vi tính, máy chiếu,... để thực hiện các
thí nghiệm, để phát huy các ưu điểm của thí nghiệm ảo mang lại và hạn chế các
nhược điểm của thí nghiệm thật.
2. Cơ sở thực tiễn
Trong những năm qua, để tích cực chủ động chuẩn bị cho việc đổi mới
chương trình sách giáo khoa, Sở Giáo dục- đào tạo đã tổ chức nhiều cuộc tập huấn
đổi mới PPDH, trong đó chú trọng ứng dụng cơng nghệ thơng tin, khai thác các phần
mềm trong dạy học.
Ở các trường phổ thơng, các tổ nhóm chun mơn đã tiến hành sinh hoạt
chuyên môn theo hướng nghiên cứu bài học, tập trung đổi mới PPDH đáp ứng yêu cầu
mới của giáo dục trong nước và hội nhập vào nền giáo dục thế giới. Cơ sở vật chất của

các nhà trường được đầu tư và hồn thiện. Các trường đều có phịng học với hệ thống
máy tính hiện đại, được trang bị nhiều máy chiếu, mạng wifi. Học sinh được làm quen
và tiếp xúc với công nghệ. Đa số các em đều có điện thoại thơng minh, có tài khoản
facebook, zalo.
Hiện nay, dù đã có nhiều nghiên cứu về ứng dụng CNTT trong dạy học, trong
đó có việc khai thác các phần mềm trong dạy học, nhưng các cơng trình nghiên cứu về
sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí thì cịn rất ít ỏi. Do đó cần có nhiều hơn
những đề tài cụ thể nghiên cứu về khía cạnh này để năng cao chất lượng dạy học Vật
lí, đặc biệt phát huy năng lực tư duy sáng tạo và kích thích niềm đam mê khám phá
Vật lí cho học sinh.


II. THỰC TRẠNG SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ẢO TRONG DẠY HỌC NỘI
DUNG “ĐIỆN TỪ HỌC”- VẬT LÍ 11 THPT.
Khi được hỏi về sự cần thiết phải sử dụng thí nghiệm ảo trong phần “điện từ
học”, hầu hết các giáo viên đều cho rằng việc khai thác thí nghiệm ảo trong dạy học
này là rất cần thiết (6 giáo viên, chiếm 86%), có 1 giáo viên cho rằng điều này là cần
thiết (14%), khơng có giáo viên nào thấy việc xây dựng hệ thống tư liệu trên là không
cần thiết.
Tuy nhiên, không phải ai cũng đầu tư thiết kế, sưu tầm thí nghiệm ảo một cách
bài bản, khoa học phục vụ cho tiết dạy của mình. Hầu hết giáo viên lên lớp chủ yếu
truyền thụ hết kiến thức SGK, ngại đầu tư đổi mới tiết dạy, có chăng chỉ thiết kế thí
nghiệm ảo sử dụng trong giờ thao giảng, hội giảng có nhiều đồng nghiệp dự giờ.
Trước khi thực hiện đề tài này, tôi đã làm một cuộc khảo sát giáo viên trường
THPT X nơi tơi đang cơng tác về tình hình khai thác và sử dụng thí nghiệm ảo trong
dạy học Vật lí phần “điện từ học”.
Bảng 1.1.Tình hình thiết sử dụng thí nghiệm ảo trong nội dung “điện từ học”
Mức độ
Trường

Thường xuyên

Thỉnh thoảng

Không

Số lượng

Số

Số

giáo viên

Tỉ lệ (%)

lượng

giáo viên

Tỉ lệ (%)

lượng Tỉ

giáo viên

lệ

(%)

THPT X
1
14,2
3
42,9
3
42,9
Sau khi tổng hợp phiếu điều tra cũng như phỏng vấn các giáo viên, tôi nhận
thấy rằng những khó khăn mà các giáo viên tại các trường THPT gặp phải khi thiết kế,
sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí phần “điện từ học” là về vấn đề kĩ năng sử
dụng CNTT, ngoại ngữ còn hạn chế và chưa biết phần mềm nào tốt để sử dụng.
Bảng 1.2. Khó khăn khi tiến hành thiết kế, khai thác thí nghiệm ảo bằng phần
mềm trên máy tính dùng trong quá trình dạy học
Nguyên
nhân

Thiết kế mất Kĩ
thời gian
Số
lượng

Trường

GV

năng

sử

dụng CNTT

Tỉ lệ
(%)

Số
lượng
GV

Tỉ
(%)

lệ

Chưa biết phần Chưa

biết

mềm thiết kế thí cách thiết kế
nghiệm ảo
Số
lượng
GV

Tỉ lệ (%)

thí nghiệm ảo
Số
Tỉ lệ
lượng
(%)
GV

THPT X
1
14,2
2
28,6
2
28,6
2
28,6
Như vậy, có 1 giáo viên (14,2%) cho rằng họ mất nhiều thời gian khi sử dụng
thí nghiệm ảo; 02 giáo viên (28,6%) cho rằng họ gặp khó khăn về kĩ năng sử dụng
CNTT; 02 giáo viên (28,6%) cho rằng họ gặp khó khăn sử dụng thí nghiệm ảo là do
chưa biết được những phần mềm thiết kế, 02 giáo viên (28,6%) cho rằng họ gặp khó
khăn chưa biết cách thiết kế thí nghiệm ảo. Từ những thực trạng điều tra được, tôi rút
ra một số kết luận chung như sau:
- Thiết kế và sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí THPT là việc làm cần
thiết, nó làm tăng tính trực quan của bài học, bổ sung và mở rộng kiến thức, giúp học
sinh nhớ lâu hơn, hứng thú học tập hơn và góp phần thực hiện đổi mới phương pháp
dạy học, nâng cao chất lượng dạy học theo hướng lấy học sinh làm trung tâm.
- Đa số giáo viên nhận thức được vai trò, ý nghĩa của việc thiết kế và sử dụng
thí nghiệm ảo trong dạt học Vật lí. Nhưng vấn đề về thời gian, tiền bạc, trình độ cùng
với hạn chế về cơng nghệ thông tin nên thực tế việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm ảo
trong dạy học Vật lí 11 chưa mang lại hiệu quả cao.
Do đó, Ban chun mơn các nhà trường mà đặc biệt là các tổ nhóm bộ mơn
phải có những biện pháp, chính sách về chun mơn, nâng cao trình độ cơng nghệ
thơng tin để việc sử dụng các phầm mềm để thiết kế và sử dụng thí nghiệm ảo trong
dạy học Vật lí được rộng rãi và hiệu quả hơn.
III. GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN

1. Quy trình sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí nội dung “điện từ học”
Bước 1: Xác định mục tiêu bài học
Dựa vào chương trình để xác định những mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, thái
độ, năng lực, đó là những gì người học cần đạt được 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 được phương hướng, tiêu chí để quyết định về nội dung, phương
pháp, phương tiện dạy học, có được ý tưởng rõ ràng về những nội dung cần kiểm tra,
đánh giá sau mỗi bài học. Thực hiện bước này có thể phịng tránh trường hợp sử dụng
các thí nghiệm ảo đi quá xa so với mục tiêu bài học.
Bước 2: Xác định vai trị của thí nghiệm đối với mục tiêu dạy học
Căn cứ vào mục tiêu và nội dung bài học, để đánh giá vai trị của thí nghiệm đối
với việc hoàn thành các yêu cầu của bài học. Tùy theo mục tiêu cụ thể của từng bài


học khác nhau để xác định mức độ ưu tiêu của từng loại hình thí nghiệm theo các mức
độ khác nhau. Mặt khác với cùng một loại hình thí nghiệm, tương ứng với các mục
tiêu dạy học khác nhau sẽ có cách tổ chức khác nhau trong q trình dạy học.
Bước 3: Xây dựng danh mục thí nghiệm ảo liên quan đến nội dung bài học
Sau khi kiểm tra tình hình sử dụng của thí nghiệm, giáo viên cần nghiên cứu kĩ
các nội dung kiến thức liên quan đến bài học, phân tích các hiện tượng vật lí xảy ra để
thấy rõ cơ chế của hiện tượng. Qua đó giáo viên định hướng, lập danh sách các thí
nghiệm ảo cụ thể cần dùng trong bài, cũng như cách sử dụng của thí nghiệm ảo trong
từng đơn vị kiến thức. Đây là giai đoạn chuẩn bị tư liệu, thiết bị cho bài học. Để hệ
thống hóa các thí nghiệm ảo một cách khoa học và đầy đủ, giáo viên có thể khai thác,
sưu tầm từ nhiều nguồn khác nhau như: internet, đĩa CD, VCD, DVD, hoặc tự thiết kế
thí nghiệm ảo dựa trên các phần mềm hỗ trợ...
Những thí nghiệm này nên được tập trung lại và tổ chức lưu trữ trên máy vi
tính, tạo sự tiện lợi trong q trình dạy học

Bảng 2: Thống kê các nội dung sử dụng thí nghiệm ảo trong phần “điện từ học”
STT

Tiết: Tên bài
Tiết 37:
Từ trường

Nội dung sử dụng sử dụng thí

Số lượng thí

nghiệm ảo
- Tương tác của nam châm lên nam

nghiệm ảo

châm
- Tương tác của dòng điện với nam

1

châm.
- Tương tác của 2 dây dẫn thẳng mang

2

Tiết 38:
Lực từ, cảm ứng từ.
Tiết 39:

dòng điện.
- Lực từ do từ trường tác dụng lên

02
01
02
01

đoạn dây dẫn mang dòng điện.
- Quy tắc bàn tay trái
- Từ trường dòng điện thẳng.

01

Từ trường của dòng - Từ trường của dòng điện tròn.
3

điện chạy trong dây

- Từ trường của ống dây hình trụ.

03

dẫn có hình dạng

4
5

đặc biệt
Tiết 44:

- Bộ thí nghiệm về hiện tượng cảm

Từ thông (t1)
Tiết 48:

ứng điện từ.
- Bộ thí nghiệm về hiện tượng tự cảm.

Tự cảm
Bước 4: Lựa chọn phương pháp dạy học chủ đạo

03
02

Khi áp dụng một phương pháp dạy học cụ thể, ngoài việc phát triển tư duy, logic
cho học sinh, đồng thời đã góp phần giáo dục học sinh các phẩm chất quan trọng khác.
Tuy nhiên, không một phương pháp dạy học nào được xem là vạn năng và thích hợp cho
việc giải quyết mọi nhiệm vụ dạy học. Vì vậy tùy thuộc vào mục tiêu của bài học, đặc
điểm lứa tuổi của học sinh và các yếu tố khác để lựa chọn phương pháp dạy học thích
hợp là một trong các biện pháp nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học.
Thực tế dạy học Vật lí cũng cho thấy, khơng có một phương pháp dạy học nào
được áp dụng tách biệt hoàn tồn với các phương pháp khác. Do đó, lựa chọn phương
pháp dạy học chủ đạo khơng có nghĩa là sử dụng duy nhất phương pháp dạy học này
trong toàn bộ tiến trình dạy học.


Hiện nay, có nhiều PPDH tích cực phù hợp với đặc thù của dạy học Vật lí và có
thể phát huy hiệu quả của thí nghiệm trong dạy học. Tuy nhiên, phương pháp dạy học
phát hiện và giải quyết vấn đề là phương pháp tối ưu mà tôi thường lựa chọn khi dạy học

sử dụng thí nghiệm ảo trong phần “điện từ học”.
Bước 5: Thiết kế tiến trình dạy học
Lên kế hoạch dạy học 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 chi tiết về quá trình dạy học sẽ
diễn ra. Kế hoạch dạy học càng chi tiết bao nhiêu thì hiệu quả giờ học sẽ chất lượng bấy
nhiêu. Kế hoạch dạy học cần thể hiện rõ ý đồ mà mục đích của các phương án sử dụng thí
nghiệm ảo đã được xác định ở các bước trước đó.
Bước 6: Tổ chức dạy học theo tiến trình đã thiết kế
Đây là giai đoạn giáo viên hiện thực hoá ý tưởng dạy học đã xây dựng trên những
đối tượng học sinh cụ thể. Qua đây, giáo viên sẽ đánh giá được sự phù hợp của các
phương án dạy học và có sự điều chỉnh hợp lí.
Sau khi tổ chức dạy học nội dung “điện từ học”, giáo viên cũng cần đánh giá các mặt
như:
- Tính phù hợp thực tế dạy học với thời lượng dự kiến.
- Mức độ đạt được mục tiêu học tập qua đánh giá các hoạt động học tập.
- Sự hứng thú của học sinh thông qua quan sát.
- Mức độ khả thi với điều kiện cơ sở vật chất.
Việc đánh giá tổng thể sẽ giúp giáo viên điều chỉnh kế hoạch dạy học cho phù hợp
hơn. Mặt khác, đánh giá học sinh cho phép giáo viên có thể biết được mục tiêu dạy học
đề ra có đạt được hay khơng. Mục tiêu dạy học có thể được thực hiện thơng qua các hoạt
động dạy học và thông qua các công cụ đánh giá.
2. Khai thác, thiết kế thí nghiệm ảo phần “điện từ học”
Giáo viên có thể tự tạo thí nghiệm ảo bằng các phần mềm hỗ trợ như: Phần mềm
thiết kế thí nghiệm Vật lí ảo Crocodile Physics; Phần mềm Microsoft Office PowerPoint;
Phần mềm Plash.
Ngồi ra, những thí nghiệm ảo phần điện từ học có thể được khai thác từ nhiều
nguồn khác nhau. Nguồn khai thác chứa đựng một khối lượng lớn thơng tin về các thí
nghiệm vật lí là các website chuyên về dạy học vật lí như: ;
; ... Ngồi ra, những tư liệu dạy học này cịn

được khai thác từ kho tài nguyên khổng lồ với các từ khố tìm kiếm
phù hợp.

Một số nguồn khai thác thí nghiệm trên máy vi tính
Đối với thí nghiệm ảo, thì PhET là một địa chỉ khai thác hợp lí. Website này thuộc
dự án mơ phỏng tương tác do nhà Vật lí đoạt giải Nobel, Carl Wieman, sáng lập năm
2002 tại Đại học Colorado Boulder với mục đích tạo ra các mơ phỏng tương tác miễn phí
thuộc lĩnh vực tốn và khoa học. Mơ phỏng PhET được sáng tạo dựa trên các cơng trình
nghiên cứu về khoa học giáo dục nhằm thu hút học sinh vào một môi trường trực quan,
có thể học tập thơng qua các hoạt động tìm tịi và khám phá.

Website

3. Hướng dẫn sử dụng một số thí nghiệm ảo trong phần “điện từ học”
3.1. Tiết 37: Từ trường (thiết kế bằng phần mềm Microsoft Office PowerPoint).


- Đặt vấn đề: Thí nghiệm về sự tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện
với nam châm hay giữa dòng điện với dòng điện thường là khó thấy, độ chính xác khơng
cao, gây nguy hiểm nếu mạng điện khơng an tồn, mất khá nhiều thời gian (nếu thực hiện
thành cơng). Nếu giáo viên chỉ nêu lí thuyết rồi kết luận thì chỉ mang tính áp đặt đối với
học sinh.
- Giải quyết vấn đề: Để giải quyết vấn đề trên thì giáo viên chỉ cần sử dụng phần mềm
Microsoft Office PowerPoint để thiết kế 3 bộ thí nghiệm ảo chứng minh tương tác của
nam châm lên nam châm, tương tác của dòng điện lên nam châm, tương tác của hai dây
dẫn thẳng mang dòng điện và chiếu lên cho học sinh quan sát thí nghiệm kiểm chứng sẽ
rất an tồn và hiệu quả. Sau đây là hình ảnh các thí nghiệm được thiết kế từ phần mềm.
Thí nghiệm tương tác của nam châm lên nam châm:

Thí nghiệm tương tác của dịng điện lên nam châm

Thí nghiệm tương tác của 2 dây dẫn thẳng mang dòng điện cùng chiều và ngược chiều


3.2. Tiết 38: Lực từ. Cảm ứng từ (thiết kế bằng phần mềm Microsoft Office
PowerPoint).
- Đặt vấn đề: Thí nghiệm về lực do từ trường đều tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dịng
điện sẽ khó quan sát nếu thực hiện thí nghiệm thật, độ chính xác khơng cao. Vấn đề là khi
cho dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn thẳng đặt trong nam châm hình chữ U thì điều gì sẽ
xãy ra? Từ đó nhằm xác định được phương, chiều của lực từ củng như độ lớn của nó.
- Giải quyết vấn đề: Giáo viên sử dụng phần mềm Microsoft Office PowerPoint để thiết
kế 2 thí nghiệm ảo chứng minh lực từ do từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng
điện; Quy tắc bàn tay trái và chiếu lên cho học sinh quan sát thí nghiệm kiểm chứng sẽ
rất an tồn và hiệu quả.
Thí nghiệm Lực từ do từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dịng điện

Thí nghiệm Quy tắc bàn tay trái


3.3. Tiết 39: Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt
(thiết kế bằng phần mềm thí nghiệm vật lí ảo Crocodile Physics).
- Đặt vấn đề: Muốn xác định từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng
đặc biệt nhưng thí nghiệm từ phổ khó thấy, khó thực hiện khi thời tiết ẩm, mạt sắt bị oxy
hố. Nếu chỉ nêu cơng thức (21.1)SGK/130; (21.2a),(21.3b) SGK/131 thì mang tính áp
đặt học sinh.
- Giải quyết vấn đề: Muốn xác định được tính chất của đường sức từ củng như độ lớn
của từ trường do các dịng điện đó gây ra thì giáo viên kích đơi chuột trái vào biểu tượng
sau:
+ Đối với dịng điện thẳng:

+ Đối với dòng điện tròn:


+ Ống dây:

3.4. Tiết 44: Từ thông. Cảm ứng điện từ (thiết kế bằng phần mềm Microsoft Office
PowerPoint).
- Đặt vấn đề: Muốn làm thay đổi từ thơng qua mạch kín để nhận biết được xuất hiện
dịng điện qua mạch kín nếu chúng ta dùng tay đưa nam châm lại gần hay ra xa mạch kín
thì việc quan sát kim điện kế bị lệch là rất khó, chỉ vài em ngồi bàn đầu là có thể.
- Giải quyết vấn đề: Muốn để cả lớp quan sát và diễn biến từ từ thì giáo viên sử dụng
phần mềm Microsoft Office PowerPoint để thiết kế 4 thí nghiệm ảo để nhận biết sự xuất
hiện dịng điện cảm ứng thơng qua kim điện kế hay bóng đèn phát sáng.


Thí nghiệm đưa nam châm lại gần hay ra xa mạch kín

Thí nghiệm đóng và ngắt mạch điện

3.5. Tiết 48: Tự cảm (thiết kế bằng phần mềm Microsoft Office PowerPoint).
- Đặt vấn đề: Khi đóng và ngắt mạch điện mà trong mạch có cuộn dây thì dịng điện tự
cảm xuất hiện thơng qua mức độ sáng ở bóng đèn. Điều này nếu làm thí nghiệm thực thì
nó diễn ra q nhanh nên làm cho học sinh khó nhận thấy.
- Giải quyết vấn đề: Muốn để cả lớp quan sát và diễn biến từ từ thì giáo viên sử dụng
phần mềm Microsoft Office PowerPoint để thiết kế 2 thí nghiệm ảo để nhận biết sự xuất
hiện dịng điện tự cảm thơng qua bóng đèn phát sáng.
Thí nghiệm đóng và ngắt mạch điện trong hiện tượng tự cảm

4. Giáo án minh họa
Tiết 37: Từ trường
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
+ Biết được từ trường là gì và nêu lên được những vật nào gây ra từ trường.
+ Biết cách phát hiện sự tồn tại của từ trường trong những trường hợp thông thường.
+ Nêu được cách xác định phương và chiều của từ trường tại một điểm.
+ Phát biểu được định nghĩa và nêu được bốn tính chất cơ bản của đường sức từ.
2. Kĩ năng
+ Biết cách xác định chiều các đường sức từ của: dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng
dài, dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn.
+ Biết cách xác định mặt Nam hay mạt Bắc của một dòng điện chạy trong mạch kín.
+ Giải các bài tập về từ trường.
3. Thái độ:
+ Nghiêm túc trong học tập, say mê yêu thích mơn học, hợp tác lúc làm thí nghiệm.
4. Định hướng phát triển năng lực:
+ Năng lực chung: Năng lực tư duy sáng tạo, năng lực phát hiện và giải quyết vấn
đề, năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác, năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống,
năng lực quan sát.
+ Năng lực chuyên biệt bộ môn: Năng lực sử dụng ngơn ngữ, năng lực tính tốn,
năng lực thực hành, thí nghiệm
II. PHƯƠNG PHÁP-KĨ THUẬT
1. Phương pháp
Phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề, phương pháp thuyết trình, phương
pháp hoạt động nhóm.
2. Kĩ thuật dạy học
Kĩ thật dặt câu hỏi, kĩ thuật XYZ
III. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Chuẩn bị các thí nghiệm ảo về :

+Tương tác của dịng điện lên nam châm; Tương tác của 2 dây dẫn thẳng
mang dòng điện.


+ Thước kẻ, phấn màu.
+ Chuẩn bị phiếu câu hỏi.
2. Học sinh
- Chuẩn bị bài trước ở nhà.
- Ôn lại phần từ trường ở Vật lí lớp 9.
IV. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
A. Ổn định tổ chức
B. Giới thiệu chương trình học kỳ II và những nội dung sẽ nghiên cứu trong
phần « điện từ học ».
C. Bài mới
Họat động của giáo viên
I.

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG (5 phút)

Mục tiêu: - Nhận thức vấn đề cần nghiên cứu về từ trường
Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề
Định hướng phát triển năng lực:

năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi.

Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

* GV đưa ra tình huống:

Tiết 37.

GV đưa hình ảnh nam châm tương tác với nam châm, - HS quan sát TRƯỜNG
dòng điện tương tác với nam châm cho HS thao khảo.

định hướng nội
dung

- Từ hình ảnh Gv dắn dắt vào bài
=> bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta trả lời câu hỏi đó.
II.
HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC ( 25 phút )
Hoạt động 1 (2 phút) : Tìm hiểu nam châm (hướng dẫn HS tự học)
Hoạt động của giáo viên
Giới thiệu nam châm.

Hoạt động của HS
Nội dung cơ bản
Nhớ lại kiến thức I. Nam châm

Hướng dẫn HS về nhà tự đọc, ôn lại lớp 9

- Khái niệm.

kiến thức về nam châm đã học ở lớp 9:

Tự đọc SGK theo - Các loại nam châm.

- Khái niệm.

hướng dẫn của GV

TỪ


- Các loại nam châm
Hoạt động 2 (8 phút) : Tìm hiểu từ tính của dây dẫn có dịng điện.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của HS
Nội dung cơ bản
Giới thiệu các thí nghiệm ảo về sự Kết luận về từ tính II. Từ tính của dây dẫn
tương tác giữa dịng điện với nam châm của dịng điện.

có dịng điện

và dòng điện với dòng điện cho HS

Giữa nam châm với

quan sát.

nam châm, giữa nam
châm với dòng điện,
giữa dòng điện với dịng
điện có sự tương tác từ.
Dịng điện và nam
châm có từ tính.

Hoạt động 3 (3 phút) : Tìm hiểu từ trường (hướng dẫn HS tự học).
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của HS
Nội dung cơ bản
. Tương tự như vậy yêu Nhắc lại khái niệm điện III. Từ trường
cầu HS đọc SKG, nhớ lại trường và nêu khái niệm 1. Định nghĩa
kiến thức lớp 9, tự hoàn từ trường.
thiện lại kiến thức về từ

Tự đọc SGK, nhớ lại 2. Hướng của từ trường

trường, gồm:

kiến thức lớp 9 để hoàn

- Định nghĩa từ trường.

thành nội dung tự học có

- Hướng của từ trường.
hướng dẫn của GV
Hoạt động 4 (10 phút) : Tìm hiểu đường sức từ.
Hoạt động của giáo

Hoạt động của HS

Nội dung cơ bản

viên
IV. Đường sức từ

Cho học sinh nhắc lại

Nhắc lại khái niệm 1. Định nghĩa

khái niệm đường sức đường sức điện trường.

Đường sức từ là những đường vẽ ở


điện trường.
Giới thiệu khái niệm.

trong khơng gian có từ trường, sao
Ghi nhận khái niệm.

cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng
trùng với hướng của từ trường tại

Giới thiệu qui ước.

Ghi nhận qui ước.

điểm đó.
Qui ước chiều của đường sức từ tại
mỗi điểm là chiều của từ trường tại
điểm đó.

Giới thiệu dạng đường

Ghi nhận dạng đường 2. Các ví dụ về đường sức từ

sức từ của dòng điện sức từ.

- Dòng điện thẳng rất dài

thẳng dài.

+ Có đường sức từ là những đường
tròn nằm trong những mặt phẵng

Giới thiệu qui tắc xác

Ghi nhận qui tắc nắm vng góc với dịng điện và có tâm

định chiều đưịng sức từ tay phải.

nằm trên dòng điện.

của dòng điện thẳng dài.

+ Chiều đường sức từ được xác định

Đưa ra ví dụ cụ thể để

theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay

học sinh áp dụng qui tắc.

Ap dụng qui tắc để phải sao cho ngón cái nằm dọc theo
xác định chiều đường dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện,

sức từ.

Giới thiệu mặt Nam,

chiều của đường sức từ.

mặt Bắc của dịng điện
trịn.

khi đó các ngón tay kia khum lại chỉ
- Dòng điện tròn

Nắm cách xác định + Qui ước: Mặt nam của dòng điện
mặt Nam, mặt Bắc của trịn là mặt khi nhìn vào đó ta thấy

Giới thiệu cách xác dòng điện tròn.
định chiều của đường
sức từ của dòng điện
chạy trong dây dẫn tròn.

hồ, còn mặt bắc thì ngược lại.
Ghi nhận cách xác + Các đường sức từ của dòng điện
định chiều của đường tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi

Yêu cầu học sinh thực sức từ.
hiện C3.

ra mặt Bắc của dòng điện trịn ấy.
3. Các tính chất của đường sức từ

Thực hiện C3.
Giới thiệu các tính chất
của đường sức từ.

dịng điện chạy theo chiều kim đồng

+ Qua mỗi điểm trong không gian chỉ
vẽ được một đường sức.

Ghi nhận các tính chất + Các đường sức từ là những đường
của đường sức từ.

cong khép kín hoặc vơ hạn ở hai đầu.


+ Chiều của đường sức từ tuân theo
những qui tắc xác định.
+ Qui ước vẽ các đường sức mau
(dày) ở chổ có từ trường mạnh, thưa
ở chổ có từ trường yếu.
Hoạt động 5 (2 phút) : Tìm hiểu từ trường Trái Đất.(giảm tải không dạy) – Hướng dẫn HS
đọc thêm.
III. HOẠT ĐỘNG CỦNG CỐ VÀ VẬN DỤNG (10 phút)
Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học
Phương pháp dạy học: Dạy học nêu và giải quyết vấn đề
Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực sáng tạo, năng lực trao
đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
Câu 1: Cho hai dây dây dẫn đặt gần nhau và song song với nhau. Khi có hai dịng điện cùng chiều
chạy qua thì 2 dây dẫn
A. hút nhau.

D. đẩy nhau.
C. không tương tác.
D. đều dao động.
Câu 2: Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian và
A. tác dụng lực hút lên các vật.
B. tác dụng lực điện lên điện tích.
C. tác dụng lực từ lên nam châm và dòng điện.
D. tác dụng lực đẩy lên các vật đặt trong nó.
Câu 3: Các đường sức từ là các đường cong vẽ trong khơng gian có từ trường sao cho
A. pháp tuyến tại mọi điểm trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
B. tiếp tuyến tại mọi điểm trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
C. pháp tuyến tại mỗi điểm tạo với hướng của từ trường một góc khơng đổi.
D. tiếp tuyến tại mọi điểm tạo với hướng của từ trường một góc khơng đổi.
Câu 4: Đường sức từ khơng có tính chất nào sau đây?
A. Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức.
B. Các đường sức là các đường cong khép kín hoặc vơ hạn ở hai đầu.
C. Chiều của các đường sức là chiều của từ trường.
D. Các đường sức của cùng một từ trường có thể cắt nhau.
Câu 5: (Đề minh họa Bộ GD 2017-2018). Phát biểu nào sau đây đúng? Trong từ trường, cảm ứng
từ tại một điểm
A. nằm theo hướng của lực từ.
B. ngược hướng với đường sức từ.
C. nằm theo hướng của đường sức từ.
D. ngược hướng với lực từ.
Câu 6: Từ trường khơng tương tác với
A. các điện tích chuyển động.
B. nam châm đứng yên.
C. các điện tích đứng yên.
D. nam châm chuyển động.

Câu 7: Tại điểm nào có kí hiệu khơng đúng với chiều của từ trường tạo
bởi dịng điện khơng đổi I chạy trong một vịng dây dẵn hình trịn nằm trên
mặt phẳng như hình bên
A. Điểm 1.
B. Điểm 2.
C. Điểm 3.
D. Điểm 4.
Câu 8: Trong miền nào giữa hai dây dẫn thẳng đặt vng góc với nhau
trong cùng một mặt phảng thẳng đứng và có các dịng điện khơng đổi I 1,
I2 chạy qua như hình sẽ tạo ra các từ trường cùng hướng ?
A. 1 và 3.
B. 1 và 4.

I
2

e

4

e

1
3

e
1

I1 2

4

I2
3

I


C. 2 và 3.

IV.

D. 1 và

HOẠT ĐỘNG TÌM TỊI VÀ MỞ RỘNG (5 phút)

Mục tiêu: Tìm tịi và mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn bộ nội dung kiến thức đã học
Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp
thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan
Định hướng phát triển năng lực:

Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng

lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
- GV chiếu một số hình ảnh -Lắng nghe và ghi -Từ trường gần mặt đất : Con người
giới thiệu về từ trường gần nhận

cũng như sinh vật ln sống trong

mặt đất và ảnh hưởng của nó

một khơng gian có Từ trường và

đến đời sống của con người

chịu ảnh hưởng của nó

và sinh vật.
- Yêu cầu HS về nhà tìm hiểu - HS nhận nhiệm vụ
về các ứng dụng của từ
trường hiện nay trong lĩnh
vực khoa học và công nghệ.
IV. HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Trong quá trình giảng dạy mơn Vật lí ở trường THPT X, bản thân tôi đã cố gắng
vận dụng tối đa việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm ảo vào bài giảng của bộ mơn Vật lí.
Kết quả cho thấy học sinh đã làm quen với các phương pháp dạy học có sử dụng thí
nghiệm ảo, trong giờ học đã chú ý học hơn, số học sinh tham gia hoạt động đông hơn làm
cho giờ học sôi nổi, hào hứng, cởi mở và đạt kết quả cao hơn.
Sau khi triển khai dạy học phần Điện từ học, tôi đã tiến hành kiểm tra đối chứng
bằng phần mềm quizizz.com với trò chơi “đi tìm nhà thơng thái” (phần phụ lục 2)
Sau khi tiến hành kiểm tra, đạt được kết quả như sau: Tác giả đã thực hiện việc
khảo sát kết quả trên hai vấn đề (cả hai lớp thực nghiệm và đối chứng đều dạy bằng giáo
án điện tử trên phần mềm hỗ trợ dạy học Powerpoint. Lớp thực nghiệm sẽ sử dụng thí
nghiệm ảo trong q trình dạy và học cịn lớp đối chứng không sử dụng). Hai lớp tiến
hành dạy học thực nghiệm và hai lớp đối chứng đều có trình độ ngang nhau (lớp 11A7 và