tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý nhờ sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của máy vi tính

Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


1

B
Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH




NGUYỄN NGỌC LÊ NAM




TÍCH C
ỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ NHỜ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM

VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA
MÁY VI TÍNH
(THỂ HIỆN QUA CHƯƠNG "DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI
TRƯ
ỜNG" LỚP 11 THPT CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO )

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn vật lí

Mã số: 62. 14. 10. 02



TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC




VINH - 2012
Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


2

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH











Người hướng dẫn khoa học:

1.
PGS. T
S Mai Văn Trinh


2. PGS. TS Nguyễn Quang Lạc

Phản biện 1
:
PGS. TS. T
ạ Tri Phươ
ng

Tr
ường

Đại
h
ọc
s
ư
ph
ạm
Hà N
ội
2

Phản biện 2
: PGS.TS. Lê V
ă
n Giáo
Tr
ườ
ng
Đại học sư phạm Huế

Phản biện 3
: PGS.TS.
Đỗ Hươ
ng Trà
Tr
ường Đại học sư phạm Hà Nội






Luận án sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp cơ sở tại Trường Đại học
Vinh, vào hồi giờ ngà
y tháng
năm 2012




Có th
ể tìm hiểu luận án tại:

- Th
ư viện Quốc Gia

-
Trung tâm thông tin Nguyễn Thúc Hào

- Tr
ường Đại học Vinh







Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


3
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ

CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN


1. Nguyễn Ngọc Lê Nam
-
Mai Văn Trinh (2008),
Thiết kế thí nghiệm Vật lí ảo phần Điện học
với phần mềm Crocodile Physics
.
Tạp chí Giáo dục, số 183 (tr.47
-tr.48).
2. Nguy
ễn Ngọc Lê Nam
-
Mai Văn Trinh (2008),

Mô phỏng và thí nghiệm ảo trong dạy học
V
ật lí ở trường trung học phổ thông
.
T
ạp chí Giáo dục, số 189 (tr.56
-
tr.58).
3. Nguyễn Ngọc Lê Nam (2008),

Tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS trong dạy học phần
Điện học (Vật lí 11) với sự trợ giúp của CNTT
.
Tạp chí Giáo dục, số 9
-2008 (tr.39-tr.41).
4. Nguyễn Ngọc Lê Nam
-
Mai Văn Trinh (2009),

S
ử dụng thí nghiệm Vật lí nhằm tích cực hoá
tư duy của học sinh
.
Tạp chí Giáo dục, số 10
-2009 (tr.41- tr.42,tr.53).
5. Nguyễn Ngọc Lê Nam (2010),

S
ử dụng máy vi tính hỗ trợ các thí nghiệm vật lí nhằm nâng

cao tính tích cực nhận thức của học sinh
.
Tạp chí Giáo dục, số 9
-2010 (tr.64-tr.66).
6. Nguy
ễn Ngọc Lê Nam (2010),

Sử dụng máy vi tính trong dạy học vật lí góp phần nâng cao
ch
ất lượng dạy học ở trường phổ thông
.
T
ạp chí Giáo dục, số 9
-
2010 (tr.66-tr.68).
7. Nguyễn Ngọc Lê Nam (2011),

Xây dựng tiến trình dạy học bài “Dòng điện trong kim loại”
thông qua thí nghi
ệm mô phỏng nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh
.
T
ạp chí
Giáo dục, số 10
-
2011.
8. Nguyễn Ngọc Lê Nam (2011)
,
Mô phỏng thí nghiệm trên máy vi tính để sử dụng phối hợp
v

ới thí nghiệm thật trong dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 THPT
.
Tạp chí Giáo dục, số 10
-
2011.
9. Nguyễn Ngọc Lê Nam
-
Mai Văn Trinh (2010)
,
Sử dụng hiệu quả các thí nghiệm Vật lí
trong ti
ến trình dạy học giải quyết vấn đề nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở
trường phổ thông
.
Hội thảo khoa học Vinh, tháng 12/2010.

10. Ngu
y
ễn Ngọc Lê Nam
-
Nguy
ễn Quang Lạc (2011)
,
Thi
ết kế, lắp ráp và sử dụng thí
nghiệm ghép nối máy vi tính để thiết lập định luật ôm của dòng điện trong chất điện phân
.

11. Nguyễn Ngọc Lê Nam
-

Mai Văn Trinh
,
Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm mô
ph
ỏng để dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” (vật lý 11)
.
H
ội thảo quốc gia về
giảng dạy vật lý, tháng 10/2011.

12. Nguyễn Ngọc Lê Nam (2010), Chủ nhiệm Đề tài KH&CN cấp Trường "Sử dụng thí nghiệm
và thí nghi
ệm ảo nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong giờ học vật lý"
, Mã
số NCS 2010
– 45.
13. M.A. Nguyen Ngoc Le Nam – Dr. Assc.Prof. Mai Van Trinh (2011), Designed and
applied experiments on the computer connection basis with GQY connecting assembly for
teaching purpose of the physics targeted at the 11th grade students of secondary school, chapter
“currents in various environments”.
ДОСТОЯНИЕ НАЦИИ, N
o
4/2011.





Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)

4
MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Chỉ thị số 40/CT/TW của Ban Bí thư Trung ương Đảng xác định: "Đổi mới mạnh mẽ và cơ
b
ản phương pháp giáo dục nhằm khắc phục kiểu truyền thụ một chiều, nặng lý thuyết, ít khuyến
khích tư duy sáng tạo, bồi dưỡng năng lực tự học, tự nghiên cứu, tự giải quyết vấn đề, phát triển
năng lực thực hành sáng tạo cho người học Tích cực áp dụng một cách sáng tạo các phương
pháp tiên ti
ến, hiện đại, ứng dụng công nghệ thông tin vào hoạt động dạy và học
".

Gần đây, Báo cáo chính trị Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XI của Đảng đã nêu rõ: Đổi
m
ới căn bản, toàn diện nền giáo dục theo hướng chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hội hóa; đổi mới
chương trình, nội dung, phương pháp dạy học. Tập trung nâng cao chất lượng giáo dục, đào tạo,
coi trọng giáo dục đạo đức, lối sống, năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành.

Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh (HS) trong dạy học là một yêu cầu cấp thiết
đối với việc đổi mới phương pháp dạy học ở mọi cấp học, đặc biệt là bậc trung học phổ thông
(THPT).
Đổi mới phương pháp dạy học sao cho trong dạy học phải đảm bảo được sự phát triển
năng lực sáng tạo của HS, bồi dưỡng tư duy khoa học, năng lực tìm tòi chiếm lĩnh tri thức, năng
lực giải quyết vấn đề để thích ứng được với cuộc sống và sự phát triển của khoa học.

Để thực hiện được những điều đó, ngành Giáo dục
–

Đào t
ạo cần triển khai nhiều hoạt
động, trong đó phải tiến hành đổi mới phương pháp dạy học một cách triệt để và phù hợp với
tiến trình nhận thức khoa học để HS có thể tích cực, chủ động tham gia vào hoạt động tìm tòi
sáng t
ạo giải quyết vấn đề (GQVĐ). Song song với điều đó là việc nghiên cứu để xây dựng và sử
dụng các phương tiện dạy học nhằm hỗ trợ hoạt động giải quyết vấn đề của HS trong mỗi bài
h
ọc cụ thể. Các phương tiện dạy học đóng vai trò hỗ trợ quan trọng đối với chất lượng của việc
tổ chức hoạt động nhận thức của HS trong quá trình dạy học. Tuy nhiên, trong thực tế dạy học
hiện nay các phương tiện dạy học truyền thống vẫn còn nhiều hạn chế, chưa đáp ứng được yêu
c
ầu đặt ra. Từ đó cần thiết phải có sự hỗ trợ của các phương tiện dạy học hiện đại.

Hi
ện nay, sự phát triển của công nghệ thông tin (CNTT) nói chung, máy
vi tính (MVT) và
phần mềm dạy học (PMDH) nói riêng đã mở ra triển vọng to lớn trong việc đổi mới phương
pháp dạy học. Trong dạy học vật lí, sử dụng thí nghiệm (TN) với sự trợ giúp của MVT, giáo viên
(GV) có thể tổ chức quá trình dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức (HĐNT) của
HS, t
ừ đó nâng cao chất lượng dạy học. Tuy nhiên, ở các trường THPT việc sử dụng TN với sự
hỗ trợ của MVT chưa đạt được kết quả mong muốn.

Trong chương trình vật lí 11 THPT (chương trình nâng cao), phần Điện học có nội d
ung
trọng tâm, cơ bản. Tuy nhiên, kiến thức phần này lại khó và trừu tượng đối với HS, đặc biệt là
chương "Dòng điện trong các môi trường". Vì vậy, trong dạy học chương này, GV gặp rất nhiều
khó khăn trong vi
ệc giúp HS hiểu rõ bản chất dòng điện, sự phụ thuộc giữa cường độ dòng điện

và hiệu điện thế. Chính vì vậy, sử dụng TN với sự hỗ trợ của MVT sẽ giúp HS nắm vững kiến
thức hơn, tích cực hơn trong học tập, từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương
"Dòng
điện trong các môi trường" nói riêng, vật lí lớp 11 THPT nói chung.

Vì các lý do trên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Tích cực hóa hoạt động nhận thức của
HS trong dạy học vật lí nhờ sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của máy vi tính (thể hiện qua
chương "D
òng điện trong các môi trường" lớp 11 THPT chương trình nâng cao)”.

2. Mục đích nghiên cứu

-
Nghiên c
ứu sử dụng TN với sự hỗ trợ của MVT vào dạy học chương "Dòng điện trong
các môi trường" lớp 11 (chương trình nâng cao) nhằm tích cực hóa HĐNT của HS, nhờ đó góp
Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


5
phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý ở trường THPT.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

-
Đối tượng:


+ Quá trình d
ạy học vật lý ở trường THPT.

+ TN với sự hỗ trợ của MVT và vấn đề tích cực hóa HĐNT của HS.

-
Phạm vi nghiên cứu: Sử dụng TN với sự hỗ trợ của MVT trong dạy học chương "Dòng

điện trong các môi trường" lớp 11 THPT (chương trình nâng cao) theo hướng tích cực hóa
HĐNT của HS.

4. Gi
ả thuyết khoa học

Thông qua việc sử dụng TN với sự hỗ trợ của MVT sẽ có thể kích thích hứng thú học tập,
tích cực hoá HĐNT của HS từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương "Dòng điện
trong các môi trư
ờng" nói riêng, dạy học vật lí lớp 11 THPT chương trình nâng cao nói chung.

5. Nhi
ệm vụ nghiên cứu

-
Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học nói chung, lý luận dạy học Vật lí nói riêng và các
phương pháp
tích cực hóa HĐNT cho HS.

-
Điều tra thực trạng của việc sử dụng MVT làm phương tiện dạy học ở trường THPT.

-

Nghiên cứu sử dụng MVT trong dạy học phần "Điện học" Vật lý 11 nâng cao THPT.

-
Nghiên c
ứu xây dựng và sử dụng TNMP để hỗ trợ dạy học chương “Dòng điện trong các
môi trường” theo hướng tích cực hoá HĐNT của HS.

-
Nghiên cứu xây dựng và sử dụng TN ghép nối MVT để hỗ trợ dạy học chương “Dòng
đi
ện trong các môi trường” theo hướng tích cực hoá HĐNT của HS.

-
Đề xuất phương án sử dụng TN với sự hỗ trợ của MVT trong việc xây dựng tiến trình dạy
h
ọc một số bài cụ thể thuộc chương “Dòng điện trong các môi trường” ở lớp 11 THPT chương
trình nâng cao.
-
Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học mới.

6. Phương pháp nghiên cứu


-
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

+ Nghiên cứu tài liệu lý luận dạy học về tích cực hoá HĐNT của HS, đặc điểm tâm lý của
HS THPT.
+ Nghiên c
ứu các tài liệu về ứng dụng CNTT vào dạy học nói chung, sử dụng MVT trong

d
ạy học Vật lý nói riêng.

+ Nghiên
cứu nội dung chương "Dòng điện trong các môi trường" lớp 11 nâng cao THPT.

-
Phương pháp nghiên c
ứu thực nghiệm:

+ Điều tra, quan sát, thu thập thông tin tìm hiểu thực trạng sử dụng MVT và các phần mềm
TNMP trong dạy học Vật lí nhằm tích cực hóa HĐNT của
HS.
+ Tìm hiểu thực trạng sử dụng TN trong dạy học chương “Dòng điện trong các môi
trường” vật lí 11 nâng cao ở các trường THPT.

+ T
ổ chức thực nghiệm sư phạm ở trường THPT để xem xét tính khả thi và tính hiệu quả
c
ủa đề tài trong quá trình dạy học.

+ Phương pháp phân tích đánh giá: Luận án chú ý sử dụng phương pháp phân tích định
tính, phân tích định lượng nhằm rút ra những kết luận liên quan đến các nội dung được xem xét.
Đánh giá k
ết quả bằng phương pháp thống kê toán học trong khoa học giáo dục

7. Đóng góp của luận án

* Về lí luận:

-

Luận án đã hệ thống hoá những quan điểm của một số tác giả về vấn đề đổi mới PPDH
Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


6
theo hướng tích cực hoá HĐNT của HS.

-
Đ
ề xuất được 3 biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh trong dạy học
chương "Dòng điện trong các môi trường" vật lí lớp 11 chương trình nâng cao.

-
Nghiên c
ứu, sử dụng TN với sự hỗ trợ của MVT để tổ chức dạy học GQVĐ một số bài
thuộc chương “Dòng điện trong các môi trường” lớp 11 nâng cao THPT
,
nhằm tích cực hoá
HĐNT của HS.

* V
ề thực tiễn
:
-
Nghiên cứu xây dựng được 5 TN ghép nối MVT nhờ bộ ghép nối GQY và đề xuất quy
trình s
ử dụng các TN này để hỗ trợ dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” lớp 11
trung học phổ thông (chương trình nâng cao) theo hướng tích cực hoá HĐNT của HS.

-
X
ây dựng được 5 TNMP về dòng điện trong các môi trường và đề xuất các phương án sử
d
ụng để hỗ trợ trong dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” lớp 11 chương trình
nâng cao, theo hướng tích cực hoá HĐNT của HS.

-
Thiết kế tiến trình dạy học 5 bài học thuộc chương “Dòng điện trong các môi trường”
theo hư
ớng dạy học GQVĐ có sử dụng TN với sự hỗ trợ của MVT nhằm phát huy tính tích cực,
tự lực của HS trong giờ học vật lí.

* Lu
ận án góp phần đổi mới PPDH vật lí, minh chứng cho tính khả thi của việc tích cực
hoá HĐNT c
ủa HS trong dạy học vật lí nhờ việc sử dụng TN với sự trợ giúp của MVT, góp phần
nâng cao chất lượng và hiệu quả của quá trình dạy học vật lí ở trường THPT.

8. Cấu trúc của luận án

Mở đầu (5 trang), tổng quan (8 trang), chương 1 (34 trang), chương 2 (64 trang), chương 3 (21
trang), kết luận (4 trang), danh mục bài báo (1 trang), tài liệu tham khảo (8 trang), phụ lục (23
trang, 10 ph
ụ lục)


TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

* Dạy học theo hướng tích cực hoá HĐNT của HS trong bộ môn vật lí.

Vấn đề đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực của HS
trong h
ọc tập không phải mới được đặt ra mà đã có từ lâu. Tuy nhiên, cho đến nay sự chuyển
biến về đổi mới phương pháp dạy học trong các loại hình nhà trường còn diễn tiến chậm, chủ
yếu vẫn là cách dạy truyền thống.

Từ thế kỷ XX nhiều nhà nghiên cứu giáo dục quan tâm đề xuất phương pháp “Dạy học nêu
vấn đề”, như A.V.Muraviep, V.Ôkôn, I.Lêcne, I.F.Kharlamoop, N.M.Zvereva, Nguyễn Ngọc
Quang, Ph
ạm Hữu Tòng… Trong các nghiên cứu trên đều có sự thống nhất về yếu tố quan trọng
của việc xây dựng bài toán có vấn đề, coi đó như trung tâm của kiểu dạy học này, đồng thời họ
quan tâm đến việc tổ chức cho HS hoạt động tự lực tìm kiếm kiến thức.

Hướng thứ hai đang được thảo luận rộng rãi là phương pháp giáo dục tích cực, lấy người
học làm trung tâm như các tác giả Trần Bá Hoành, Nguyễn Kỳ, Thái Duy Tuyên…. Tư tưởng
của việc dạy học này là thầy giáo tổ chức, giúp đỡ cho HS tự lực, sáng tạo cộng tác với nhau để
GQVĐ nh
ằm phát triển tư duy.

* Sử dụng TN với sự hỗ trợ của MVT và PMDH trong dạy học vật lí nhằm tích cực
hoá HĐNT của HS.


Trên th
ế giới, việc sử dụng MVT nói riêng, CNTT nói chung trong dạy học đã trở thành
nét đặc trưng của nhà trường hiện đại.

Ở Việt Nam, từ giữa thập kỷ 80 của thế kỷ 20, Viện Khoa học giáo dục đã nghiên cứu thử

nghiệm việc dạy học tin học ở trường phổ thông. Trong những năm gần đây, trên các tạp chí của
Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


7
ngành Giáo dục và của các trường đại học xuất hiện nhiều bài báo đề cập đến những vấn đề lý
lu
ận về việc sử dụng MVT trong dạy học và thiết kế các PMDH. Đó là các công trình của các tác
giả Lê Công Triêm, Nguyễn Quang Lạc, Hà Văn Hùng, Phạm Xuân Quế, Nguyễn Xuân Thành,
Mai Văn Trinh…

Tuy nhiên, cho đến nay chưa có nghiên cứu nào đề cập một cách cụ thể đến việc tích cực
ho
á HĐNT của học sinh trong dạy học vật lí với sự hỗ trợ của MVT và PMDH để dạy học
chương “D
òng điện trong các môi trường”.

Chính vì vậy, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu, sử dụng MVT hỗ trợ các TN thực và xây
d
ựng phần mềm TNMP dòng điện trong các môi trường để sử dụng trong các khâu của tiến trình
theo tinh thần dạy học GQVĐ nhằm tích cực hóa HĐNT của HS trong dạy học chương "Dòng
điện trong các môi trường" lớp 11 THPT chương trình nâng cao.


Chương 1.
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TÍCH CỰC HÓA HOẠT
ĐỘNG NHẬN THỨC TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ NHỜ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VỚI
S
Ự HỖ TRỢ CỦA MVT

1.1. Tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS trong dạy học


Trong quá trình phát triển của lịch sử, loài người không ngừng nhận thức và cải tạo thế giới
khách quan. Nh
ận thức là một hoạt động, một mặt cơ bản của đời sống tâm lý con người nhằm phản
ánh bản chất của những sự vật, hiện tượng của hiện thực khách quan vào ý thức của con người.

Ho
ạt động nhận thức bao gồm nhiều quá trình khác nhau và có những mức độ phản ánh
khác
nhau. Theo quan điểm Mác
-
Xít, bất cứ hoạt động nhận thức nào cũng tuân theo cơ chế
chung: “
Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và tư duy trừu tượng đến thực tiễn
-
đó là
con đư
ờng biện chứng của sự nhận thức chân lý, của sự nhận thức hiện thực
khách quan
”.
Thực chất của sự học là hoạt động nhận thức của HS, là sự phản ánh có chọn lọc và sáng
tạo, bao giờ cũng gắn liền với tính tích cực.

* Tính tích cực: Là biểu hiện của sự nỗ lực của cá nhân (bằng thái độ, tình cảm, ý chí )
trong quá trình tác
động đến đối tượng nhằm thu được kết quả cao trong HĐNT và cải tạo đối
tư
ợng đó.

* Tính tích cực nhận thức: Là khái niệm biểu thị sự nỗ lực của chủ thể trong quá trình học
tập và nghiên cứu, được biểu hiện ở sự huy động ở mức độ cao các chức năng tâm lý nhằm giải
quy
ết những nhiệm vụ nhận thức, góp phần làm cho nhân cách của chủ thể được phát triển.

Theo Thái Duy Tuyên, tính tích cực nhận thức biểu hiện dưới các góc độ về mặt ý chí như sau:

+ HS tập trung sự chú ý cao độ vào những vấn đề của bài học.

+ Có
tinh th
ần quyết tâm, kiên trì để hoàn thành nhiệm vụ học tập.

+ Không nản chí trước những tình huống khó khăn.

+ Có thái độ phản ứng về mặt cảm xúc.

-
Cấu trúc của tính tích cực nhận thứctheo M.N. Scatkin gồm: Tính tích cực bên trong và
tính tích cực bên n
goài.
Tính tích cực bên ngoài có những dấu hiệu sau:

+ HS rất năng động: Luôn hoạt động và hoàn thành những công việc được giao (thể hiện ở
nhịp độ, cường độ học tập cao).

+ HS rất tập trung: Sự chú ý của HS hướng đến đối tượng nhận thức (đặc biệt là biểu hiện bề
ngoài của sự chú ý: nét mặt, cử chỉ ). Tuy nhiên cũng cần lưu ý rằng, nhiều khi có sự chú ý giả
v

ờ. Có trường hợp tính tích cực bề ngoài không kèm theo tính tích cực thực chất (bên trong).

Tính tích cực bên trong thể hiện:

Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


8
+ Cường độ làm việc trí óc cao, huy động những hành động và thao tác tư duy (phân tích,
t
ổng hợp, so sánh, khái quát hoá ).

+ Việc thể hiện nhu cầu bền vững đến đối tượng nhận thức (chính đối tượng nhận thức làm nảy
sinh nhi
ệm vụ học tập). Thể hiện mức độ sẵn sàng tâm lý, nhu cầu, nguyện vọng, hứng thú

+ Việc độc lập ra quyết định trong những tình huống có vấn đề nêu ra, chọn con đường và
phương tiện để đạt mục đích, ở sự độc đáo trong việc giải quyết vấn đề.

Trên thực tế, tính tích cực nhận thức phát sinh không chỉ duy nhất từ các nhu cầu nhận thức
mà gồm cả những nhu cầu sinh học, nhu cầu đạo đức
-
thẩm mỹ, nhu cầu giao lưu văn hoá Hạt
nhân cơ b
ản của tính tích cực nhận thức là hoạt động tư duy của cá nhân, được tạo nên do sự
thúc đẩy của hệ thống học tập, mặc dù chúng quan hệ mật thiết với nhau. Có một số trường hợp
có thể tính tích cực học tập chỉ thể hiện sự tích cực bên ngoài mà không phải tính tích cực trong
tư duy.

* Tích c
ực hoá HĐNT của HS:


Tích cực hoá HĐNT của HS là tập hợp các hoạt động của GV nhằm giúp HS từ thụ động
sang ch
ủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu
quả học tập.


Dấu hiệu của tính tích cực rất đa dạng và việc tích cực hoá hoạt động nhận thức rất phức
t
ạp. Việc tích cực hoá phải đem lại kết quả được nhận thấy ở sự tăng cường độ, tốc độ, nhịp độ
của hoạt động cũng như tính bền vững của quá trình nhận thức. Điều này giải thích quan niệm
coi tính tích cực như là mức độ cao của hoạt động nhận thức. Nó đem lại hiệu quả trí dục và có ý
ngh
ĩa cải tạo đối tượng nhận thức.

Theo Thái Duy Tuyên: "Tích c
ực hoá hoạt động nhận thức của HS là tập hợp các hoạt động
c
ủa GV nhằm giúp HS từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể
tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập".

Làm cho HS t
ừ chỗ lơ là, lười biếng đến chỗ tích cực, say mê học tập là cả một công việc
khó khăn. Nhưng đây là công vi
ệc rất quan trọng, vì nếu HS không tích cực, nỗ lực học tập thì
GV dẫu có giỏi đến đâu, có cố gắng bao nhiêu cũng không mang lại hiệu quả. Vì vậy tích cực
hoá ho

ạt động nhận thức của HS là trung tâm chú ý của các nhà nghiên cứu cũng như các nhà
hoạt động thực tiễn. Cần phải chú ý đến một số vấn đề trong quá trình tích cực hoá hoạt động
nhận thức của HS như sau:

-
Các đ
ối tượng nhận thức khác nhau: Từ mẫu giáo đến người lớn tuổi.

-
Các loại hình nhà trường khác nhau: Từ mầm non đến ĐH.

-
Các ngành h
ọc khác nhau: Toán, Vật lý, Hoá học,

-
Các vùng mi
ền khác nhau: Miền núi, miền xuôi, thành phố

-
Phải tổ chức tích cực hoá qua từng giai đoạn, từng yếu tố của quá trình dạy học như qua
n
ội dung, phương pháp, phương tiện, hình thức tổ chức,

Tất cả những vấn đề trên có thể xem như là những vấn đề bên trong của việc tích cực hoá
hoạt động nhận thức. Bản thân tính tích cực có mối quan hệ với các phẩm chất khác của nhân
cách và các y
ếu tố xã hội khác nên có rất nhiều vấn đề đặt ra.

Theo Nguy

ễn Hữu Châu và trên cơ sở khái quát những nghiên cứu của các tác giả khác,
tiếp cận vấn đề từ góc độ lý luận dạy học, chúng tôi thấy rằng các biện pháp chủ yếu nhằm tích
cực hoá hoạt động nhận thức của HS là:

-
Việc dạy học phải được tiến hành ở mức độ cao; chú trọng hướng dẫn HS nắm vững kiến
th
ức lý thuyết, phải duy trì việc nghiên cứu tài liệu trong quá trình dạy học, còn những kiến thức
Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


9
đã lĩnh hội sẽ được củng cố khi nghiên cứu kiến thức mới; phải tích cực chăm lo cho sự phát
tri
ển của tất cả các HS, kể cả HS khá cũng như HS kém; HS phải tự ý thức được bản thân quá
trình học tập.

-
N
ội dung kiến thức của từng phần, từng chương phải được sắp xếp theo trật tự logic khoa
học. Nội dung bài học là mới đối với HS nhưng không quá xa lạ mà là sự phát triển tự nhiên,
liên hệ mật thiết với kiến thức cũ và có khả năng sử dụng, phát triển trong tương lai. Kiến thức
ph
ải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, suy nghĩ hàng ngày, thoả mãn nhu cầu nhận thức
của HS. Nêu lên ý nghĩa cả về mặt lý thuyết cũng như thực tiễn, tầm quan trọng của bài học hoặc
v
ấn đề nghiên cứu. Luyện tập, vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong các tình huống mới.

-
S

ử dụng các PPDH tích cực đa dạng: Nêu vấn đề, kiến tạo , sử dụng các biện pháp so
sánh, tổ chức thảo luận, seminar và phối hợp chúng với nhau. Kiến thức phải được trình bày
trong d
ạng động, phát triển và mâu thuẫn với nhau, tập trung vào những vấn đề then chốt, có lúc
diễn ra đột ngột, bất ngờ. Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau: cá nhân, nhóm, tập
thể, tham quan.

-
S
ử dụng phối hợp các PTDH từ các phương tiện truyền thống đến các phương tiện hiện
đại. Tăng cường ứng dụng CNTT nói chung, MVT và các PMDH nói riêng trong dạy học. Phát
triển kinh nghiệm sống của HS trong học tập qua các phương tiện thông tin đại chúng và các
ho
ạt động xã hội.

-
Kích thích tính tích cực của HS qua thái độ, cách ứng xử giữa GV với HS. Thường xuyên
kiểm tra, đánh giá, khen thưởng, kỷ luật kịp thời, đúng mức. Tạo không khí thi đua lành mạnh
trong l
ớp, trong trường, tôn vinh sự học nói chung và biểu dương những HS có thành tích học
tập tốt. Có sự động viên, khen thưởng từ phía gia đình và xã hội.

1.2. Vấn đề đổi mới PPDH theo hướng tích cực hoá HĐNT của HS

* Nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) ở nước ta hiện nay:

Đổi mới phương pháp dạy học là vấn đề sống còn cho sự phát triển của ngành Giáo dục
nước ta trong những năm gần đây. Nghị quyết Trung ương 2 khoá VIII khẳng định: “Phải đổi
m
ới phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư

duy sáng tạo của HS. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại
vào quá trình d
ạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu
cho HS ”
.
Tại điều 5, chương I, Luật Giáo dục(2009) đã chỉ rõ: “Phương pháp giáo dục phải phát huy
tính tích c
ực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng cho người học năng
lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê và ý chí vươn lên
”.
S
ự phát triển mạnh mẽ của đất nước trong thời kỳ hội nhập đang đòi hỏi ngành Giáo dục
ph
ải không ngừng đổi mới, nâng cao chất lượng giáo dục. Mục tiêu giáo dục trong thời đại mới
là không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ những kiến thức, kỹ năng có sẵn cho HS mà điều đặc
bi
ệt quan trọng là phải bồi dưỡng cho HS tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề. Trong quá
trình dạy học, cùng với những thay đổi về mục tiêu, nội dung, cần có những thay đổi căn bản về
phương pháp, PTDH. Hạn chế của PPDH truyền thống hiện nay là việc GV thường cung cấp
cho HS nh
ững tri thức dưới dạng có sẵn, thiếu yếu tố tìm tòi, phát hiện, GV thường dạy chay, áp
đặt kiến thức khiến HS thụ động trong quá trình chiếm lĩnh tri thức. Đây là những lý do dẫn tới
nhu cầu phải đổi mới PPDH nhằm đáp ứng yêu cầu đào tạo con người lao động sáng tạo phục vụ
s
ự nghiệp công nghiệp hoá
-
hi
ện đại hoá đất nước.

* Định hướng đổi mới PPDH:

Định hướng đổi mới phương pháp dạy và học đã được xác định trong nghị quyết Trung
Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


10
ương 4 khóa VII, nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII, được thể chế hóa trong Luật Giáo dục,
đư
ợc cụ thể hóa trong chỉ thị của Bộ GD & ĐT.

Từ nhu cầu đổi mới PPDH, các nhà khoa học giáo dục nước ta như Phạm Hữu Tòng, Thái
Duy Tuyên, Nguy
ễn Hữu Châu, Trần Kiều, Trần Bá Hoành, Nguyễn Bá Kim, đã khẳng định
hướng đổi mới PPDH trong giai đoạn hiện nay là: "Phương pháp dạy học cần hướng vào việc tổ
chức cho HS học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác, tích cực và sáng tạo, được thực
hi
ện độc lập trong hoạt động
"
.
Định hướng trên chứa những hàm ý sau đây: Xác lập vị trí chủ thể của HS, đảm bảo tính tự
giác, tích c
ực và sáng tạo của HS; Quá trình dạy học là xây dựng những tình huống có dụng ý sư
phạm cho HS học tập trong hoạt động và bằng hoạt động, được thực hiện độc lập trong hoạt
động; Dạy việc học, dạy tự học thông qua toàn bộ quá trình dạy học; Chế tạo và khai thác những
phương ti
ện phục vụ quá trình dạy học; Tạo niềm lạc quan học tập dựa trên lao động và thành
quả của HS; Xác định vai trò mới của GV với tư cách người thiết kế, uỷ thác, điều khiển và thể
chế hoá.

Theo Phạm Hữu Tòng, định hướng đổi mới dạy học theo hướng phát huy hoạt động học

tích cực, tự chủ, sáng tạo và bồi dưỡng tư duy khoa học cho HS cần xuất phát từ một quan điểm
cơ bản, đó là: Dạy học các môn học ở nhà trường không chỉ đơn thuần là giúp cho HS có được
m
ột số kiến thức cụ thể nào đó. Điều cơ bản, quan trọng hơn là trong quá trình dạy học các tri
thức cụ thể nào đó, rèn luyện cho HS tiềm lực để khi ra trường họ có thể tiếp tục tự học tập, có
khả năng nghiên cứu tìm tòi sáng tạo giải quyết các vấn đề, đáp ứng được những đòi hỏi đa
d
ạng của hoạt động thực tiễn không ngừng phát triển.

* Phương pháp d
ạy học tích cực (với việc đổi mới PPDH hiện nay): PPDH tích cực là thuật
ng
ữ rút gọn, để chỉ các phương pháp nhằm đề cao vai trò tự giác, tích cực, độc lập nhận thức của
người học dưới vai trò tổ chức, định hướng của người dạy. Các dấu hiệu của PPDH tích cực là:

-
Dạy học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của HS.

-
Dạy học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học.

-
Tăng cường học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác.

-
K
ết hợp đánh giá của GV với tự đánh giá của HS.

1.3. Phương hướng và các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của HS trong quá
trình dạy học ở THPT

* Phương hư
ớng phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh trong dạy học căn cứ vào đặc
điểm nội dung dạy học, vào sự duy trì cảm xúc lành mạnh trong học tập của HS và vào sự tác
đ
ộng của các loại phương tiện dạy học, trong đ
ó có ph
ươ
ng tiện dạy học hiện đại.


* Bi
ện pháp phân hóa nội dung kiến thức SGK trong dạy học vật lí: Các nhà giáo dục cho
rằng quá trình dạy học gồm các yếu tố: Mục đích dạy học
-
Nội dung dạy học
-
Phương pháp dạy
h
ọc. Trong đó mục đích dạy học quyết định nội dung dạy học và phương pháp dạy học; Nội
dung dạy học còn được quyết định bởi logic nội dung môn học và logic HĐNT của HS.

Như v
ậy, để phân hoá nội dung dạy học bộ môn vật lí, ta có thể dựa vào cấu trúc logic nội tại
c
ủa khoa học vật lí hoặc dựa vào các con đường nhận thức (phương pháp nghiên cứu) của chính
bộ môn vật lí, và đồng thời có thể dựa vào năng lực nhận thức vật lí phù hợp với lứa tuổi HS.

Trong d

ạy học vật lí, GV có thể cấu trúc lại nội dung kiến thức trong sách giáo khoa để phù
h
ợp với logic nội dung môn học và PPDH mà mình lựa chọn nhằm tích cực hoá HĐNT của HS.


* Biện pháp hình thành, duy trì cảm xúc học tập tích cực bằng vận dụng dạy học GQVĐ
trong d
ạy học vật lí: Để hình thành và duy trì cảm xúc học tập tích cực cho HS trong suốt giờ
học, GV có thể sử dụng các PPDH hiện đại theo tinh thần dạy học lấy học sinh làm trung tâm
Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


11
như: Dạy học theo lý thuyết kiến tạo, dạy học nêu và GQVĐ, dạy học dự án, Tuy nhiên, trong
khuôn kh
ổ luận án, qua phân tích, tìm hiểu về nội dung chương trình, thiết bị TN, cơ sở vật chất,
phòng học của các trường THPT, chúng tôi thấy rằng, sử dụng PPDH GQVĐ là phương pháp
phù h
ợp và có nhiều ưu điểm hơn, vì nó luôn đặt HS trước những vấn đề, những mâu thuẫn. Khi
HS đứng trước một vấn đề lí thú, sẽ có tác dụng hấp dẫn, lôi cuốn HS, làm cho các em say sưa
học tập, tìm ra cái mới một cách hứng thú.

-
Các pha c
ủa dạy học GQVĐ trong sự liên hệ với tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới
trong nghiên cứu khoa học, theo tác giả Phạm Hữu Tòng, Nguyễn Xuân Thành được mô tả như
sơ đ
ồ hình 1.1

Hình 1.1. S
ơ đồ các pha của tiến trì
nh DH GQV
Đ
phỏng theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri
thức mới trong NCKH


* Sử dụng thí nghiệm trong tiến trình dạy học giải quyết vấn đề:

Trong vật lí học, làm TN là tạo ra một hiện tượng xác định trong những điều kiện có thể
khống chế được, thay đổi được, để khảo sát một mối quan hệ, một tính chất của vật thể. TN cung
c
ấp những thông tin về dấu hiệu bên ngoài của sự vật hiện tượng có thể quan sát được trong
những điều kiện xác định cho trước riêng lẻ. Muốn nhận biết, phát hiện được những mối quan hệ
g
iữa các dấu hiệu đó, cần phải thực hiện những thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh,
khái quát hóa, tr
ừu tượng hóa. Mỗi TN chỉ cho biết hiện tượng xảy ra trong một điều kiện cụ thể.
Muốn những kết luận rút ra từ TN có giá trị khái quát thì phải dùng phép quy nạp để rút ra cái
chung cho nhiều trường hợp với các điều kiện khác nhau. Như vậy, muốn rút ra được những tính
ch
ất bản chất, những mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các hiện tượng thì phải thực hiện
hai hoạt động song song xen kẽ, đó là: Làm TN quan sát các dấu hiện cụ thể bên ngoài của hiệu

tượng và thực hiện các phép suy luận trong đầu để tìm ra những mối quan hệ trừu tượng ẩn dấu
bên trong.
Hi
ện nay, chúng ta đang thực hiện việc đổi mới toàn diện nội dung và phương pháp dạy
h

ọc ở trường phổ thông. Đối với các môn khoa học thực nghiệm nói chung và môn vật lí nói
Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


12
riêng thì việc đổi mới đó gắn liền với việc phải tăng cường sử dụng TN trong quá trình dạy học.
Bên c
ạnh việc tăng cường sử dụng TN thì việc sử dụng TN như thế nào cho hiệu quả c ũng rất
quan trọng. Muốn sử dụng hiệu quả TN thì trước tiên, cần hiểu rõ các vai trò của TN trong việc
t
ổ chức hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của HS.

TN là một phương tiện để dạy học. Bởi vậy, tùy theo mục đích dạy học mà TN có vai trò
xác định, giúp thực hiện mục đích đó.


* Bi
ện pháp hiện đại hoá PTDH nhờ sử dụng MVT để xây dựng TNMP và hỗ trợ TN thực
nhằm tích cực hoá HĐNT của HS trong dạy học vật lí.

-
Có nhi
ều biện pháp dạy học nhằm nâng cao tính tích cực nhận thức của HS trong dạy
học vật lý. Tuy nhiên, trong những biện pháp đó, theo chúng tôi chỉ có một số biện pháp có thể
sử dụng MVT để phát huy được tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo của HS trong học tập đã
đư
ợc trình bày rõ trong luận án.

1.4. Th
ực trạng sử dụng MVT và PMDH ở các trường THPT tại Hà Tĩnh

Hà Tĩnh là một tỉnh nghèo,

có 12 huyện, thị xã và thành phố, trong đó có 4 huyện miền núi.
Toàn t
ỉnh có
45
trư
ờng THPT công lập và dân lập. Hiện nay, tất cả các trường THPT đã được
trang bị nhiều MVT, các MVT được nối mạng Internet. Một số trường đã xây dựng được các
phòng học bộ môn và được cung cấp các thiết bị dạy học hiện đại như MVT và PMDH
.
Qua quan sát và điều tra cho thấy, khi HS được học tập trên MVT, được làm việc với
PMDH thì HS tỏ ra thích thú, đam mê và hào hứng. Tuy nhiên, ở hầu hết các trường THPT trong
toàn tỉnh, các thiết bị thí nghiệm cũng như các thiết bị dạy học khác còn thiếu thốn và không
đ
ồng bộ. Mặt khác, do GV sử dụng các thiết bị dạy học hiện đại như MVT và PMDH chưa hợp
lý nên kết quả đạt được chưa cao, chưa đáp ứng được yêu cầu đổi mới PPDH.


Chương 2. SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MVT THIẾT KẾ TIẾN
TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG "DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI
TRƯ
ỜNG"
-
SGK V
ẬT LÍ LỚP 11 CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO

2.1. N
ội dung, mục tiêu và cấu trúc chương "Dòng điện trong các môi trường" lớp 11 nâng

cao THPT

Chương "Dòng điện trong các môi trường" trình bày các hiện tượng vĩ mô liên quan đến
các dòng
điện trong các môi trường như hiện tượng tỏa nhiệt trong dây dẫn, hiện tượng siêu dẫn,
hiện tượng điện phân, hiện tượng phóng điện trong chất khí để HS có thể phân biệt hiện tượng
này v
ới hiện tượng kia, nắm được điều kiện để các hiện tượng đó có thể xảy ra, những ứng dụng
và tác hại của các hiện tượng đó trong kỹ thuật và trong thiên nhiên.

* Lu
ận án đã phân tích mục tiêu, nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường”, sau
đó đ
ã đi sâu vào cấu trúc của nội dung đó.

* N
ội dung chính của chương “Dòng điện trong các môi trường” theo cấu truc của SGK thể
hiện qua sơ đồ sau:


Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


13

Sơ đồ 2.1.

Cấu trúc chương “Dòng điện trong các môi trường”

*
S
ử dụng các biện pháp phát huy tính tích cực của HS trong dạy học chương “Dòng điện
trong các môi trường”:

Trong d
ạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” vật lí 11 (chương trình nâng cao)
chúng
tôi s
ử dụng ba biện pháp đã chọn trong chương 1 nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và
sáng tạo của HS.

Từ việc phân tích nội dung, mục tiêu và tìm hiểu các thiết bị dạy học hiện có để dạy học
chương "Dòng điện trong các môi trường" ở các trường THPT, chúng tôi đi sâu vào biện pháp
cải tiến, xây dựng, sử dụng các TN với sự hỗ trợ của MVT và bộ ghép nối GQY. Ngoài ra,
chúng tôi đ
ã nghiên cứu, xây dựng phần mềm TNMP để hỗ trợ cho việc dạy học chương này.
Nhờ đó có thể hiện đại hóa phương tiện dạy học và sử dụng trong dạy học GQVĐ (như biện
pháp trên đã nêu), để tích cực hoá HĐNT của HS trong suốt quá trình dạy học.

Dựa vào mục tiêu và nội dung của chương “Dòng điện trong các môi trường”, chúng tôi xây
dựng logic dạy học theo con đường diễn dịch, một trong những con đường nhận thức quan trọng
c
ủa vật lí học. Để thuận lợi cho việc thực hiện tiến trình dạy học chương “Dòng điện trong các môi
trường” theo phương pháp diễn dịch nhằm tích cực hoá HĐNT của HS khi có sử dụng TN với sự
hỗ trợ của MVT, chúng tôi đã xây dựng logic hình thành chương theo sơ đồ (hình 2.2) và đã đưa
thêm vào n
ội dung dạy học của chương này một bài, đó là bài: “Tìm hiểu về dòng điện trong các
môi trường khác nhau”. Đồng thời luận án nghiên cứu những yêu cầu về mặt phương pháp khi dạy
học chương này.

Sơ đồ xây dựng tiến trình dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” theo phương
pháp diễn dịch như sau:

Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


14

Hình 2.2.
Sơ đ
ồ logic xây dựng kiến thức chương “Dòng điện trong các môi trường”


2.2. Sử dụng TN trong dạy học chương "Dòng điện trong các môi trường" ở trường THPT
hi
ện nay

Qua tìm hiểu thực trạng sử dụng TN đã được trang bị ở các trường THPT, chúng tôi thấy
r
ằng các bộ TN này có những ưu điểm và những hạn chế sau:

* Ưu đi
ểm của các bộ TN: Sử dụng các bộ TN hiện có ở các trường THPT có thể tiến hành
đư
ợc một số TN về dòng điện trong các môi trường. Các TN này về cơ bản đã đáp ứng được yêu
cầu của việc dạy và học chương “Dòng điện trong các môi trường”.

* H
ạn chế của các bộ TN:

-
Khi s
ử dụng các bộ TN trên để khảo sát sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở kim loại, nếu
thay đổi giá trị hiệu điện thế của bóng đèn dây tóc thì cường độ dòng điện sẽ thay đổi. Do đ
ó,
nếu chỉ dùng các thiết bị thông thường như Vôn kế, Ampe kế thì khó có thể đo được chính xác
các giá trị của hiệu điện thế và cường độ dòng điện ở hai đầu bóng đèn, dẫn đến đường đặc tuyến
Vôn-
Ampe thu được là không chính xác, không thấy được khi nào dòn g điện trong kim loại tuân
theo đ
ịnh luật Ôm.

-
Hạn chế của TN về “Dòng điện trong chất điện phân” là chưa làm cho HS hiểu rõ bản
chất của dòng điện trong chất điện phân, mất nhiều thời gian làm TN. Kết quả đo được của hiệu
đi
ện thế và cường độ dòng điện trong hai trường hợp dương cực tan và dương cực không tan
thường có sai số lớn, nên rất khó vẽ được đường đặc tuyến Vôn
-
Ampe và thiết lập định luật
Ôm cho hiện tượng dương cực tan.

-
V
ới TN về dòng điện trong chất khí GV làm thí nghiệm để cho HS nhận thấy trong điều
kiện thường chất khí không dẫn điện, nhưng khi bị kích thích (đốt nóng) thì chất khí có thể dẫn
đi
ện. Tuy nhiên, trên thực tế, TN này rất khó thành công và cũng như các TN trên, TN này cũng
không thể cho HS hiểu rõ được bản chất dòng điện tron g chất khí.

-
TN chứng minh đặc tính chỉnh lưu của Điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của Tranzito
có th
ể chứng minh đặc tính chỉnh lưu của Điốt bán dẫn, nhưng không giúp HS hiểu được sự hình
thành lớp chuyển tiếp p
-
n và giải thích được tính chỉnh lưu của lớp chuyển tiếp p
-
n. Mặt khác,
với bộ TN này chúng ta khó có thể dùng để khảo sát sự phụ thuộc của dòng điện vào hiệu điện
th
ế ở lớp tiếp xúc p
-
n và vẽ đường đặc tuyến Vôn
-
Ampe, vì kết quả TN thiếu chính xác và mất
rất nhiều thời gian làm TN.

2.3. Xây d
ựng và sử dụng TNMP để dạy học chương "Dòng điện trong các môi trường"

Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


15
* Sự cần thiết phải xây dựng TNMP dòng điện trong các môi trường:

Khi dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường”, GV và HS thường gặp khó khăn vì
có nhiều nội dung kiến thức khó và trừu tượng. Cơ sở vật chất, thiết bị TN ở các trường THPT

còn thi
ếu thốn và chưa đồng bộ. Do đó, việc tiếp thu, lĩnh hội kiến thức của HS còn thụ động,
kiến thức lĩnh hội được không vững chắc. Để khắc phục những hạn chế trên, chúng tôi đã nghiên
cứu, xây dựng phần mềm TNMP dòng điện trong các môi trường nhằm hỗ trợ cho TN thật trong
m
ột số khâu của QTDH.

* Giới thiệu phần mềm TNMP dòng điện trong các môi trường

Phần mềm TNMP dòng điện trong các môi trường được viết dựa trên ý tưởng sư phạm của
tác giả luận án và sự hỗ trợ về mặt tin học của Trần Văn Huy (Trung tâm nghiên cứu và sản xuất
học liệu
-
Đại học Sư phạm Hà Nội). Phần mềm này được viết với mục đích là hỗ trợ TN thực
trong vi
ệc làm rõ bản chất của dòng điện trong các môi trường khác nhau một cách tr ực quan
hoặc sử dụng để thay thế các TN thực mà hiện nay ở các trường THPT chưa thực hiện được và
giúp HS có thêm một tài liệu tham khảo để học tốt chương “Dòng điện trong các môi trường”.
Các mô ph
ỏng được thiết kế chủ yếu bằng phần mềm công cụ Macromedia Flash, có giao diện
bằng tiếng Việt, trên giao diện của từng TNMP có phần hướng dẫn sử dụng, các TNMP có thể
thao tác trên các thiết bị giống các TN thực.

Phần mềm TNMP dòng điện trong các môi trường gồm có 5 TNMP:

-

TN 1: TNMP dòng điện trong kim loại khi nhiệt độ thay đổi và khi nhiệt độ không đổi,

-

TN 2: TNMP dòng điện trong chất điện phân (dương cực tan và không tan),

-
TN 3: TNMP dòng điện trong chân không,

-
TN 4: Mô phỏng dòng điện trong chất khí,

-
TN 5: TNMP dòng
điện trong chất bán dẫn.

*
Trong luận án, chúng tôi đã hướng dẫn sử dụng phần mềm TNMP dòng điện trong các
môi trường trong dạy học chươ
ng này.
Ví dụ 1
: TNMP dòng
điện trong chân không

-
Khi dạy bài “Dòng điện trong chân không”, GV thường gặp phải khó khăn vì các thiết bị
TN hi
ện nay ở trường THPT không có để làm được TN thực về dòng điện trong chân không nên
GV thường dạy chay. Trong trường hợp này, GV nên sử dụng TNMP dòng điện trong các môi
trường để mô phỏng trực quan về sự chuyển động của các electron (bứt ra từ catôt khi catôt bị
nung nóng) dư
ới tác dụng của điện trường ngoài. Từ đó, GV có thể giúp HS hiểu được bản chất
của dòng điện trong chân không dễ dàng và HS nắm được kiến thức vững chắc hơn (hình 2.7 ở
lu

ận án).


Hình 2.7.
TNMP về dòng điện trong chân không

* Phần mềm này có những ưu điểm nổi bật như sau:

Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


16
-
Hình
ảnh của các dụng cụ TN được mô phỏng trong phần mềm giống như dụng cụ TN thật.

-
Các hiện tượng trong TN được thể hiện giống như thực tế, rõ ràng và dễ quan sát.

-
Sử dụng phần mềm, người dùng có thể tương tác với MVT bằng chuột hay bàn phím để
thực hiện các thao tác TN tương tự như tiến hành với dụng cụ TN thật như nối dây, bật nguồn,
dịch chuyển các chi tiết, thay đổi các thông số, đọc các số liệu TN

-
Phần mềm có tích hợp nội dung hướng dẫn thực hiện các thao tác
TN.
-
Ph
ần mềm có các môđun xử lí số liệu: lập bảng số liệu, vẽ đồ thị, tính toán

* Các TNMP
đ
ã
đư
ợc chúng tôi tải lên mạng Internet ở địa chỉ:
/>
2.4. Xây d
ựng và sử dụng TN ghép nối MVT trong DH chương "Dòng điện trong các môi trường"

* Nghiên cứu bộ cảm biến, bộ ghép nối MVT
– GQY:
-
Nguyên t
ắc sử dụng bộ cảm biến được trình bày trên sơ đồ hình 2.10 ở luận án:



Hình 2.10.
Sơ đồ hệ thống ghép nối MVT với thiết bị TN

-
B
ộ cảm biến:

Việc thu thập các số liệu đo về đối tượng nghiên cứu được đảm nhiệm bởi bộ cảm biến.
Nguyên tắc làm việc của bộ cảm biến là: các tương tác của đối tượng đo lên bộ cảm biến dưới
các d
ạng khác nhau như cơ, nhiệt, điện, từ, quang,… đều được chuyển thành tín hiệu điện. Tuy
nhiên, mỗi bộ cảm biến nói chung chỉ có một chức năng hoặc chuyển tín hiệu cơ sang tín hiệu

điện hoặc chuyển tín hiệu quang sang tín hiệu điện… Vì vậy, ứng với từng phép đo khác nhau
ngư
ời ta phải dùng các cảm biến khác nhau. Ví dụ, để đo dòng điện, dùng cảm biến d
òng
(senxor dòng); để đo hiệu điện thế, dùng cảm biến thế (senxor thế). Mỗi cảm biến (đo các đại
lư
ợng vật lí khác nhau hoặc do các công ty khác nhau sản xuất) có nguyên tắc hoạt động riêng
về mặt kĩ thuật để cách chuyển tín hiệu thành tín hiệu điện.

Hi
ện nay, Trung tâm Nghiên cứu và sản xuất Học liệu
–
Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã
liên k
ết với Công ty thiết bị dạy học GQY ở Thượng Hải (Trung Quốc) đưa ra bộ thiết bị kết nối máy
tính sử dụng vào các TN đã được trang bị ở các trường phổ thông
-
bộ thiết bị thay thế hầu hết các loại
đồng hồ đo sử dụng trong các bộ TN ở trường phổ thông, khắc phục được các tồn tại kể trên.


B
ộ cảm biến GQY gồm nhiều sensor nhỏ gọn có chức năng tương ứng với các dụng cụ đo.
Bộ cảm biến cho phép nhận các tín hiệu thuộc ba lĩnh vực Vật lí, Hoá học và Sinh học. Các cảm
bi
ến gồm: cảm biến PH, cảm biến chuyển động, cảm biến cổng quang, cảm biến độ dẫn điện,
cảm biến áp suất khí quyển, cảm biến lực, cảm biến từ trường, cảm biến dòng điện và hiệu điện
thế, cảm biến nhiệt độ Các cảm biến cho phép lấy số liệu nhanh, với độ nhạy và độ chính xác
cao. Tuy v
ậy, trong đề tài này chúng tôi tập trung nghiên cứu sử dụng hai loại cảm biến: cảm

biến dòng điện và hiệu điện thế.


Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


17

Bộ cảm biến GQY (Hình 2.11) đa chức năng, đơn giản, dễ sử dụng, thuận tiện cho quá
trình dạy học và độ bền cao. Các cảm biến có giới hạn đo rộng, độ nhạy cao, có thể dùng một
cách đ
ộc lập, cũng có thể dùng kết hợp để tiến hành các TN.


-
Bộ thiết bị ghép nối:

Sau khi tín hi
ệu điện được hình thành tại bộ cảm biến, nó sẽ được khuếch đại và chuyển
qua dây d
ẫn chuyên dụng đến bộ ghép nối. Bộ ghép nối có thể có 3 phần: “Thiết bị ghép tương
thích”, “Máy vi tính có phần mềm xử lí số liệu” và “Màn hình hiển thị”.

-
B
ộ ghép nối sử dụng MVT (gồm đầy đủ 3 phần):

Thông thường, các tín hiệu điện đã được số hóa được đưa vào MVT để lưu trữ, hiển thị và
xử lí. Các “Thiết bị ghép tương thích” kể trên có thể được lắp đặt vào bên trong MVT hoặc bên
ngoài (ph

ụ thuộc vào từng hãng sản xuất). Để hiển thị và xử lí tín hiệu đưa vào từ bộ cảm biến
và “Thiết bị ghép tương thích”, máy vi tính cần phải được cài đặt phần mềm chuyên dụng. Các
ph
ần mềm này cho phép lưu trữ, hiển thị số liệu, lập bảng số liệu, vẽ đồ thị từ bảng số liệu và
kiểm tra dạng toán học của đường thực nghiệm. Phần mềm có thể được cung cấp kèm theo cảm
biến và “Thiết bị ghép tương thích” khi mua (phần mềm có sẵn) hoặc có thể phải được xây dựng
(ph
ần mềm mở) cho phù hợp với “Thiết bị ghép tương thích” đã có (do mua hoặc do tự chế tạo).
Bộ ghép nối hiện số không cần sử dụng máy vi tính (gộp 3 phần thành 1 bộ ghép nối).

-
Hãng GQY sản xuất 2 loại “Thiết bị ghép tương thích”, đó là: Phiên bản DAS
-
5104D (cần
ghép n
ối với MVT và phiên bản mới hơn DAS
-
5104 (Hình 2.13) có màn hình hi
ện số. Bộ ghép nối
hiện số DAS
- 5104, ngoài các k
hả năng như thiết bị DAS
-
5104D, còn có một số ưu điểm sau:

+ Có màn hình LCD, kích th
ước (750 x 570) mm, trên mặt có một số phím chức năng, giao
Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)

18
diện tiếng Việt.

+ Có các cổng kết nối, bao gồm: 4 cổng kết nối cảm biến, 1 cổng USB kết nối máy vi tính,
1 c
ổng sạc điện.

+ Tự động nhận dạng cảm biến khi kết nối.

+ Hiển thị trực tiếp số liệu TN từ 4 cảm biến đồng thời trên một màn hình và hiển thị số
liệu liên tục.

+ Biểu diễn đồ thị trực tiếp trên màn hình.

+ Nhỏ gọn và thao tác sử dụng đơn giản.


Hình 2.13.
B
ộ ghép nối hiện số DAS
–
5104
-
Phần mềm GQY:

Phần mềm GQY gồm hai phần: ExPatternMaker và ExPlatform. Phần mềm ExPatternMaker

cho phép xây dựng một cách dễ dàng các template (tệp mẫu TN) theo ý định sử dụng của GV và
có nhiều chức năng hỗ trợ xử lí số liệu TN một cách nhanh chóng. Như vậy, tuỳ vào mục đích ý
đ

ịnh sư phạm của GV, người GV dễ dàng tự thiết lập các template, tự lập các công thức để đưa
ra bảng số liệu là đại lượng nào, đồ thị mối liên hệ giữa đại lượng nào với đại lượng
nào. Các
template đư
ợc xây dựng có thể như một bài giảng của GV, hay một bài hướng dẫn cho HS tự
h
ọc.

Trong khuôn khổ nghiên cứu của luận án, chúng tôi thiết kế chế tạo bộ TN mới trên cơ sở
s
ử dụng các thiết bị sẵn có và các cảm biến, bộ ghép nối hiện số GQY nhằm khắc phục những
nhược điểm của các bộ TN hiện có ở trường phổ thông.

* Đ
ể xây dựng bộ TN chúng tôi đã sử dụng các cảm biến và bộ ghép nối GQY: Xuất phát
t
ừ việc tìm hiểu yêu cầu đối với TN để dạy học một số kiến thức thuộc chương “Dòng điện trong

các môi trường”, phân tích các ưu điểm, nhược điểm của các bộ TN đã có và nghiên cứu tính
năng của bộ cảm biến và bộ ghép nối GQY, chúng tôi đã sử dụng các thiết bị sẵn có để xây dựng
m
ột số TN ghép nối với MVT nhằm giúp cho việc giảng dạy của GV và học tập của HS được tốt
hơn. Bộ TN ghép nối gồm 5 TN sau:

-
TN 1: Kh
ảo sát dòng điện trong kim loại (Khi nhiệt độ thay đổi),


-

TN 2: Khảo sát dòng điện trong kim loại (Khi nhiệt độ không đổi),


-
TN 3: Kh
ảo sát dòng điện trong chất điện phân (trường hợp dương cực tan),

-
TN 4: Kh
ảo sát dòng điện trong chất điện phân (trường hợp dương cực không tan),


-
TN 5: Khảo sát dòng điện trong chất bán dẫn.

* Chúng tôi
đề xuất quy trình sử dụng các TN này trong dạy học chương “Dòng điện
trong các môi trư
ờng” là như nhau
.

Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


19
Ví dụ 2
:
TN 3: Khảo sát dòng điện trong chất điện phân (trường hợp dương cực tan
)
1> Mục đích TN:

-
Tìm hi
ểu bản chất dòng điện trong chất điện phân. Hiểu được hiện tượng dương cực tan
và không tan, điều kiện để xảy ra các hiện tượng trên.

-
Thiết lập định luật Ôm cho dòng điện trong chất điện phân khi có hiện tượng dương cực tan.

2> Bố trí TN: Bố trí TN như hình 2.21, thiết bị TN gồm: 1 bình thuỷ tinh, 1 điện cực bằng
đồng, 1 điện cực bằng Inox, nước cất, tinh thể CuSO
4
nguyên chất (50g), 1 biến trở con chạy
200
Ω
-
2,5A, dây n
ối, 1bộ nguồn 1 chiều 0
-
24V, c
ảm biến dòng, cảm biến thế, thiết bị ghép nối
DAS-
5104, MVT có cài phần mềm GQY.



Hình 2.21
. Khảo sát trường hợp dương cực tan

3> Tiến hành và kết quả TN: Lắp ráp các thiết bị như hình 2.21. Chạy phần mềm GQY

ExPlatform, nháy chu
ột vào Connect để phần mềm nhận thiết bị (Sensor), chọn dạng đồ thị U
-
I, b
ấm
ON để tiến hành TN. Tiếp theo là thực hiện các thao tác giống như làm với các TN thông thường.
Trên màn hình s
ẽ thu được kết quả và đồ thị đường đặc tuyến V
-
A trư
ờng hợp dương cực tan.

4> Đánh giá kết quả TN: TN truyền thống được giới thiệu trong SGK khi chúng ta tiến
hành TN rất khó khăn, khi tiến hành TN phải chú ý không được sử dụng dòng điện có cường độ
l
ớn hơn 0,4A (để tránh hiện tượng nhiệt độ chất điện phân tăng lên quá nhanh), thời gian làm TN
dài… có thể làm cho dòng điện trong chất điện phân khi có hiện tưọng dương cực tan không
tuân theo đ
ịnh luật Ôm, gây mất lòng tin trong HS. Nhưng với TN ghép nối MVT với thời gia
n
làm TN rất ngắn sẽ cho ta kết quả có độ chính xác cao, không ảnh hưởng tiến độ dạy học. Từ kết
quả TN GV hướng dẫn HS hiểu được dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm khi
có hi
ện tượng dương cực tan (đường đặc tuyến Vôn
-
Ampe là m
ột đường thẳng tuyến tính).

5> Phương án sử dụng TN: Khi dạy học về “Dòng điện trong chất điện phân”, GV có thể
sử dụng TN trên dưới dạng TN biểu diễn để hình thành tri thức mới cho HS dưới dạng nghiên

c
ứu khảo sát.

2.5. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài thuộc chương "Dòng điện trong các môi trường"
sử dụng TN với sự hỗ trợ MVT theo tinh thần dạy học GQVĐ



D
ựa trên
s
ơ đ
ồ (hình 1.1), các pha của tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình xây dựng,
bảo vệ tri thức mới

của các tác giả Phạm Hữu Tòng, vận dụng tư tưởng của dạy học GQVĐ,
chúng tôi đã sử dụng TN với sự hỗ trợ của MVT để xây dựng tiến trình dạy học một số bài học
nh
ằm tích cực hoá HĐNT của HS gồm:

* Tiết 1
-
Tìm hiểu về dòng điện trong các môi trường khác nhau.

* Tiết 2
-
Bài 17: Dòng
điện trong kim loại
.

Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


20
* Tiết 3,4
-
Bài 19: Dòng điện trong chất điện phân. Định luật Fa
-ra-
đây.

* Tiết 5
-
Bài 21: Dòng
điện trong chân không.

* Tiết 6,7
-
Bài 22: Dòng điện trong chất khí.

D
ư
ới đây là một ví dụ cụ thể:

Bài 19 (2 tiết): Dòng điện trong chất điện phân. Định luật Fa
-
ra-
đây

1) Mục tiêu:

* Kiến thức:
-
Hi
ểu và trình bày được hiện tượng điện phân, bản chất dòng điện trong chất
điện phân, phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân, hiện tượng dương cực tan.

-
Vi
ết được biểu thức và vận dụng được định luật Fa
-
ra-
đây. G
iải thích được nguyên tắc mạ
điện, đúc điện, tinh chế và điều chế kim loại.

* Kĩ năng:
-
Có kĩ năng thao tác lắp ráp và tiến hành TN, quan sát, phân tích các hiện tượng
t
ừ các TN. Có kĩ năng sử dụng MVT.

-
Có k
ĩ năng tổng hợp, khái quát hoá các kết quả thu được thành kiến thức để lĩnh hội.

* Thái độ:
-
Say mê học tập, có ý thức tìm tòi nghiên cứu, trung thực, cẩn thận, tỉ mỉ khi
ti
ến hành TN, chấp hành sự phân công và trả lời câu hỏi của GV.

2) Chuẩn bị.

* GV: 5 B
ộ TN về dòng điện trong chất điện phân.

- 5
MVT đ
ã cài phần mềm GQY và phần mềm TNMP, 1 đèn chiếu.

-
5 Bộ cảm biến dòng, cảm biến thế và thiết bị ghép nối tương thích DAS
-
5104 để thiết lập
định luật Ôm khi có hiện tượng dương cực tan.

* HS: Ôn lại kiến thức về thuyết điện li.

3) T
ổ chức hoạt động dạy học

1.Hoạt động xây dựng tình huống có vấn đề(10 phút)


GV: V
ậy thì trong trường hợp nào thì nước dẫn điện?


-
Học sinh thảo luận sôi nổi.

2. Ho
ạt động giải quyết vấn đề trên lớp (75 phút)

Hoạt động 1 (20 phút): Tìm hiểu chất điện phân

Ho
ạt động của GV

Ho
ạt động của HS

¸
GV:
Ở TN trên chúng ta đã làm TN với nước
cất. Kết quả TN cho thấy nước tinh khiết kh
ông
d
ẫn điện.


T
ại sao nước tinh khiết không dẫn điện?

¸
GV: Cho HS quan sát TNMP để thấy được
nư
ớc tinh khiết không có các hạt tải điện tự do.

¸

GV: Trong th
ực tế chúng ta thấy rằng nước
biển, nước sông, suối, ao hồ đều dẫn điện. Để


Các em cho th
ầy biết: Nước có dẫn điện
không?
¸
Chúng ta tiến hành TN kiểm tra xem nước có
d
ẫn điện hay không. GV làm TN với nước cất.


¸
GV: V
ậy tại sao khi tay ta đang ướt rất dễ bị
điện giật, khi gió bão làm dây điện đứt rơi
xuống nước có thể gây nguy hiểm cho người đi
đư
ờng

-
HS: Nư
ớc dẫn điện tốt

-
HS: TN cho th
ấy nước không dẫn điện.

-
HS băn khoăn vì sao kết quả TN trái với
th
ực tế?

Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


21
hiểu rõ tại sao nước biển, nước sông, nước suối,
… lại dẫn điện chúng ta sẽ làm TN kiểm tra.

¸
GV: Hư
ớng dẫn và kiểm tra việc mắc TN
trước khi cho HS tiến hành làm TN.


B
ỏ vào nước tinh khiết một ít muối ăn khuấy
tan, rồi làm lại TN xem thế nào?

¸
Cho HS làm lại TN với dung dịch axít và
bazơ.


Từ kết quả TN các em có nhận xét gì?


Tại sao các dung dịch axít, muối, bazơ lại dẫn
đi
ện?

¸
GV hướng dẫn HS vận dụng thuyết điện ly và
sử dụng TNMP để gúp HS hiểu rõ hơn bản chất
dòng
điện trong chất điện phân.


-
HS: trong nước nguyên chất không có hạt tải
điện tự do.

-
HS: Các nhóm m
ắc mạch điện theo sơ đồ sau
và tiến hành làm TN.


-
Dung d
ịch muối dẫn điện.

-
Các nhóm tiến hành TN với dung dịch muối, bazơ
.
- Các nhóm: dung
dịch muối, axít, bazơ dẫn điện.

-
Các nhóm đ
ộc lập nghiên cứu để trả lời câu
hỏi. Tuy nhiên câu trả lời có thể chưa đúng.

-
HS: Các nhóm quan sát TNMP đư
ợc GV
chiếu lên màn ảnh.

Sau khi quan sát, HS th
ấy được dung dịch
axít, mu
ối, bazơ dẫn điện là do các phân tử
của chúng bị phân li thành các ion âm, ion
dưong khi hoà tan trong nước tinh khiết.

Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu bản chất dòng điện trong chất điện phân
–
Hiện tượng
dương c
ực tan.

Ho

ạt động của GV

Ho
ạt động của HS


T
ừ việc quan sát TNMP, hãy cho biết các hạt
tải điện trong dung dịch axít, muối, bazơ là gì?


Các ion chuyển động thế nào dưới tác dụng
c
ủa điện trường?


Vậy bản chất của dòng điện trong chất điện
phân là gì?



Các em d
ự đoán xem có hiện tượng gì xảy ra
khi ta điện phân dung dịch CuSO
4
có anốt làm
bằng Cu?

¸
GV: Cho HS tiến hành TN thực, trong thời
gian chờ đợi kết quả GV sử dụng TNMP chiếu
lên màn
ảnh để hướng dẫn HS quan sát từ đó
hiểu rõ hiện tượng xảy ra.


-
T
ừ việc quan sát TNMP, HS biết được các
hạt tải điện trong dung dịch muối, axít, bazơ là
ion dương, ion âm.

-
HS: ion dưong cùng chi
ều và ion âm ngược
chiều điện trường.

-
HS: Là dòng chuy
ển dời có hướng của ion
dương cùng chiều điện trường, ion âm ngược
chiều điện trường.

-
HS suy ngh
ĩ và đưa ra các dự đoán.

-
HS quan sát thấy được anốt tan dần vào dung
dịch, Cu đến bám vào Catốt.




+ Sau khi có kết quả TN thực HS cũng thấy
được anốt bị tan dần, Cu được bám vào catốt.

Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


22




Vậy hiện tượng dương cực tan là gì? Điều
ki
ện để hiện tượng xảy ra?



Phân biệt hiện tượng dương cực tan và
không tan?

-
HS: Là hiện tượng điện phân dung dịch muối
kim loại mà anốt làm bằng chính kim loại đó.

-
HS phân biệt rõ hiện tượng dương cực tan và
không tan, điều kiện xảy ra hiện tượng dương
c
ực tan.

Ho
ạt động 3 (15 phút): Thiết lập định luật Ôm.

Ho
ạt động của GV

Ho
ạt động của HS


Dòng
điện trong chất điện phân có tuân theo
định luật Ôm không?

¸
Để tiến hành TN được nhanh chóng và chính
xác đ
ảm bảo thành công GV cho các nhóm làm
TN với bộ GQY kết nối với MVT.


¸
GV hướng dẫn, giúp đỡ HS mắc và tiến hành

TN v
ới dung dịch điện phân CuSO4 ( 2 trường
hợp anốt bằng Cu và anốt là kim loại khác
inox), thu thập và xử lí kết quả TN, vẽ đồ thị.


Các nhóm trình bày nh
ật xét về kết quả TN
mà các em thu được?

¸ GV
nh
ận xét và nêu thành kết luận cho HS.

-
Các nhóm đ
ề xuất phương án TN khảo sát dòng
điện trong chất điện phân (mối liên hệ U và I).

-
Các nhóm lắp ráp TN theo sơ đồ, tiến hành
TN kh
ảo sát dòng điện trong 2 trường hợp:
dương cực tan và không tan.


*Từ kết quả TN HS tự rút ra kết luận:

-
Khi có hi

ện tượng dương cực tan dòng điện
tuân theo định luật Ôm.

-
Khi không x
ảy ra hiện tượng dương cực tan
dòng điện trong chất điện phân không tuân
theo định luật Ôm.

Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hiểu phản ứng phụ trong chất điện phân

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS


GV: Khi các ion di chuyển đến điện cực thì
có x
ảy ra hiện tượng gì?



¸
GV: dùng ph
ần mềm TNMP để hướng dẫn
HS giải thích các phản ứng phụ.

-
Nhóm 3: Các ion âm chuyển đến anốt,
như

ờng e cho điện cực trở thành phân tử trung
hoà.

-
Nhóm 4: Các ion dương d
ịch chuyển về
catốt nhận e từ điện cực trở thành các phân tử
trung hoà.


Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


23


GV: Hiện tượng xảy ra như thế nào gọi là
phản ứng phụ?





-
Nhóm 1: Các phân t
ử trung hoà có thể bám
vào điện cực, có thể bay lên, có thể tác dụng
với các điện cực và dung môi tạo thành các
ph
ản ứng hoá học gọi là phản ứng phụ.

Hoạt động 5 (15 phút): Xây dựng định luật Fa
-ra-
đây và nêu ứng dụng

Ho
ạt động của GV

Ho
ạt động của HS


Ở TN trên, khi xảy ra hiện tượng dương cực
tan, kh
ối lượng
m
c
ủa kim loại Cu bám vào
catốt có mối liên hệ nào với lượng điện tích
q
chuy
ển qua?

¸
GV: Đây chính là đ
ịnh luật I Fa
-
ra-
đây.


Phát biểu định luật I Fa
-ra-
đây?


Kh
ối lượng kim loại thoát ra phụ thuộc như
thế nào vào
A và n?
¸
GV: Mỗi ion có hoá trị n mang điện tích ne.
V
ậy muốn chuyển qua dung dịch một điện
lượng
q
thì cần một số lượng
N
ion bằng bao
nhiêu?
¸
Mỗi ion có khối lượng bằng khối lượng của
một nguyên tử m
o
.Gọi A là khối lượng nguyên
t
ử, N
A
là số nguyên tử trong một m
ol thì:

m
o
=
A
N
A


Khi khối lượng điện tích
q
chuyển qua (N
ion) thì khối lượng
m
của kim loại bám vào
cat
ốt được tính như thế nào?

¸
GV: Đây chính là nội dung định luật thứ hai
của Farađây.


Phát bi
ểu định luật II?


Nêu các ứng dụng của hiện tượng điện phân ?

-

HS: Khối lượng
m
tỉ lệ với số ion chuyển
qua, s
ố ion này tỉ lệ với lượng điện tích
chuyển qua nên suy ra:

+ m = kq
+ q = It
Þ
m = kIt
(k là hệ số tỉ lệ gọi là đương lượng điện hoá
)
-
HS: Phát bi
ểu định luật I Fa
-
ra-
đây.

-
HS: chưa trả lời được, lắng nghe GV hướng
dẫn.


- HS: q = Nne
Þ
N=
ne
q

- HS: m
o
=
A
N
A

- HS: m = Nm
o
=
ne
q

A
N
A
=
F
1
n
A
It
(F = eN
A
là số Farađây, F
»
9,65.10
7

C/kmol;
n
A
gọi là đương lượng hoá học)

-
HS: Phát bi
ểu định luật II Fa
-
ra-
đây

-
HS: Các ứng dụng trong thực tiễn như: điều

ch
ế hoá chất, luyện kim, mạ điện, đúc điện.

3. Hoạt động củng cố, giao nhiệm vụ ở nhà (5 phút)

* Củng cố:

-
Bản chất dòng điện trong chất điện phân. Hiện tượng dương cực tan.

-
Phát biểu các định luật Fa
-ra-
đây, nêu các ứng dụng của hiện tượng điện phân

* Giao nhiệm vụ ở nhà:

-
Nhớ lại khái niệm chân không và cách tạo ra chân không đã được học.

-
Hướng dẫn làm bài tập ở SGK và sách bài tập.


Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


24
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1. Mục đích, nội dung và phương pháp thực nghiệm sư phạm


* Mục đích thực nghiệm sư phạm (TNSP) :

Là đánh giá giả thuyết khoa học của đề tài, cụ
th
ể là kiểm tra hiệu quả của việc sử dụng
th
í nghi
ệm
với sự hỗ trợ của MVT trong dạy học
chương “Dòng điện trong các môi trường” vật lí lớp 11 nâng cao THPT, thể hiện qua các tiến
trình d
ạy học đã soạn thảo.

* Đ
ối tượng TNSP: HS lớp 11 nâng cao THPT thuộc 06 trường trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh.
Đối tượng tham gia TNSP là GV phổ thông đã có kinh nghiệm giảng dạy trên 5 năm.


* Phương pháp TNSP đư
ợc tiến hành 2 vòng khác nhau.

- Vòng 1: S
ố HS đ
ược khảo sát là 615 em ở 12 lớp của 6 trường THPT, mỗi trường chọn 2
lớp [1 lớp thực nghiệm (TN) và 1 lớp đối chứng (ĐC)], trong đó số HS của lớp TN là 309 em và
c
ủa lớp ĐC là 306 em.

L
ớp TN

L
ớp ĐC

Trường

Lớp

S
ĩ số

L
ớp

S
ĩ số

Trường THPT Hương Sơn

11A
1

53

11A
2

52

Trường THPT Lê Hữu Trác 1

11A
4

52

11A
5

51
Trường THPT Vũ Quang

11A
1

51
11A
2

50
Trường THPT Cao Thắng

11A
5

52
11A
7

50
Trường THPT Lê Hữu Trác 2

11A
1

50
11A
2

51
Trường THPT Nguyễn Du

11A
4

51
11A
5

52
Tổng số HS

309
306
Bảng 3.
1.
Sĩ số các lớp chọn làm TNSP vòng 1

-
Vòng 2: Số HS được khảo sát là 608 em ở 12 lớp của 6 trường THPT, mỗi trường chọn 2
l
ớp (1lớp TN và 1 lớp ĐC), trong đó số HS của lớp TN là 307 em và của lớp ĐC là 301 em.

L
ớp TN

L
ớp ĐC

Trư
ờng

Lớp

Sĩ số

Lớp

Sĩ số

Trường THPT Hương Sơn

11A
1

52

11A
2

50

Trường THPT Lê Hữu Trác 1

11A
4
50
11A
5

49

Trường THPT Vũ Quang

11A
1

51
11A
2

50
Trường THPT Cao Thắng

11A
5

51
11A
7

49
Trường THPT Lê Hữu Trác 2

11A
1

51
11A
2

52

Trường THPT Nguyễn Du

11A
4

52
11A
5

51
Tổng số HS

307
301
Bảng 3.2. Sĩ số các lớp chọn làm TNSP vòng 2


+ Phương pháp quan sát giờ học thực nghiệm.


+ Phương pháp th
ống kê toán học.

3.2. K
ết quả thực nghiệm sư phạm vòng 1

-
Các bài học có sử dụng TN với sự hỗ trợ của MVT ban đầu đã tạo được sự ch
ú ý, gây
hứng thú, tích cực, tự lực và sáng tạo cho HS.

-
HS dễ dàng hiểu được bản chất của các hiện tượng vật lí, tiếp nhận kiến thức mới một
Created by Simpo PDF Creator Pro (unregistered version)


25
cách nhanh chóng, tin tưởng hơn vào những điều mà mình vừa mới lĩnh hội được mà chỉ với các
thi
ết bị thông thường GV không thể làm được.

-
GV có nhiều thuận lợi trong dạy học cũng như trong việc tổ chức hoạt động học tập cho HS
v
ới sự hỗ trợ của TN ghép nối MVT và TNMP. Hầu hết GV và HS khi được hỏi đều có mong muốn
được sử dụng bộ TN ghép nối MVT và phần mềm TNMP dòng điện trong các môi trường.

3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 2

-
Đánh giá đ
ịnh tính về diễn biến trên lớp theo tiến trình dạy học ở các lớp TN và ĐC: Sử
dụng bộ GQY để tiến hành các TN ghép nối MVT và phần mềm TNMP để dạy học chương
“Dòng
điện trong các môi trường” sẽ làm cho tiết học diễn ra sinh động hơn, HS dễ dàng tiếp
thu và lĩnh hội kiến thức. Đối với GV, nếu biết xây dựng một tiến trình dạy học khoa học và có
khả năng vận dụng MVT và TNMP tốt vào các khâu của tiến trình dạy học GQVĐ thì việ
c
giảng dạy trở nên đơn giản hơn nhưng đem lại hiệu quả cao hơn.

-
Đánh giá đ
ịnh lượng thông qua xử lí, phân tích bài kiểm tra bằng phương pháp thống kê:


+ Để đánh giá được chất lượng dạy học khi có sự hỗ trợ của TN ghép nối MVT và TNMP
theo hư
ớng tích cực hoá HĐNT của HS trong dạy học vật lí một cách định lượng, chúng tôi đã
tiến hành kiểm tra dưới hình thức trắc nghiệm khách quan và bài tập tự luận trong thời gian 45
phút (bài kiểm tra ở phần phụ lục 2). Từ kết quả của các bài kiểm tra, chúng tôi sử dụng phương
pháp th
ống kê toán học đ
ã
đư
ợc trình bày rõ trong luận án. Dưới đây là các kết quả chính:




Từ biểu đồ 3.5 và kết quả tổng hợp ở bảng 3.9 cho thấy, đường tích luỹ của các lớp thực
nghi
ệm nằm bên phải so với đường tích luỹ của các lớp đối chứn
g,
đ
iểm trung bình bài kiểm tra của
lớp TN cao hơn lớp Đ
C,
điều đó chứng tỏ rằng kết quả học tập của HS ở lớp TN cao hơn lớp ĐC.

Ph ân phối tần s uất HS đ ạt điểm Xi

0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1
Điểm s ố
Số HS đạt điểm Xi
ĐC
TN

Biểu đồ 3.5. Đường phân phối tần suất HS đạt điểm X
i

+ Qua việc phân tích các số liệu từ bài kiểm tra của HS sau khi được học bởi các giáo án