Xây dựng phim thí nghiệm đo cảm ứng từ của từ trường trái đất và nghiên cứu sử dụng vào dạy học về từ trường ở trường thpt

Khóa luận tốt nghiệp

tr-ờng đại học vinh
khoa vật lý

-------------------------

Xây dựng phim thí nghiệm "Đo cảm ứng từ của
từ tr-ờng Trái Đất" và nghiên cứu sử dụng vào
dạy học về từ tr-ờng ở tr-ờng THpt

Khoá luận tốt nghiệp

chuyên ngành: lý luận và ph-ơng pháp dạy học vật lý

Giáo viên h-ớng dẫn: PGS.TS Phạm Thị Phú
Học viên thực hiện:

Hoàng Công Viêng

Lớp:

47A - VËt lý

Vinh, 2010

Hồng Cơng Viêng – 47A Vật Lý

1

Khóa luận tốt nghiệp

Lời cảm ơn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với cô giáo PGS.TS. Phạm Thị Phú,
ng-ời đà tận tình h-ớng dẫn, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên
cứu và hoàn thành đề tài luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Vật lý, các giảng viên Khoa
Vật lý, bạn bè và ng-ời thân trong thời gian qua đà nhiệt tình giúp đỡ, động viên,
tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành khóa luận.
Vì khóa luận thực hiện trong thời gian ngắn và do năng lực bản thân còn
hạn chế nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi sai sót. Tôi mong rằng khóa luận này
sẽ nhận đ-ợc nhiều ý kiến đóng góp từ phía các thầy cô giáo và các bạn đồng
nghiệp.
Vinh, 5/2010
Hoàng Công Viêng

Hong Cụng Viờng 47A Vật Lý

2


Khóa luận tốt nghiệp

Các chữ viết tắt
GV

Giáo viên

Hs

Học sinh

MVT

Máy vi tính

PTDH

Ph-ơng tiện dạy học

PTDH

Ph-ơng pháp dạy học

SGK

Sách giáo khoa

THPT

Trung học phỉ th«ng

Hồng Cơng Viêng – 47A Vật Lý

3


Khóa luận tốt nghiệp

Mục lục
Mở ĐầU
Số mục
1
2
3
4
5
6
7
8

Trang
Lí do chọn đề tài......
5
Mục đích nghiên cứu
6
Đối t-ợng và phạm vi nghiên cứu
6
Giả thuyết khoa học
6
Nhiệm vụ nghiên cứu..
6
Ph-ơng pháp nghiên cứu..
6
Kết quả đạt đ-ợc..
6
Cấu trúc luận văn.................................................................
7
NộI DUNG

Ch-ơng 1 Cơ sở khoa học sử dụng video clip làm ph-ơng tiện dạy
học (PTDH) trong d¹y häc vËt lý ë tr-êng trung häc phổ thông.
1.1
1.1.1
1.1.2
1.1.3
1.2
1.2.1
1.2.2
1.3
1.3.1
1.3.2
1.3.3
1.3.4
1.4

Ph-ơng tiện dạy học vật lý THPT........................................
Khái niệm và phân loại........................................................
Chức năng của ph-ơng tiện dạy học....................................
Một số điểm cần l-u ý khi sử dụng PTDH ..........................
Máy vi tính...........................................................................
Chức năng của MVT............................................................
Sử dụng máy vi tính trong DHVL........................................
Phim học tập.........................................................................
Các loại phim học tập...........................................................
Các tr-ờng hợp sử dụng phim học tập..................................
Lợi ích của việc sử dụng phim học tập.................................
Ph-ơng pháp sử dụng phim học tập.....................................
Kết luận ch-ơng 1................................................................

8
9
9
11
12
12
13
16
16
17
17
18
20

Ch-ơng 2 Xây dựng video clip thí nghiệm Đo cảm ứng từ của từ
tr-ờng Trái Đất và sử dụng vào dạy học Vật lý.
2.1
2.2
2.3
2.3.1
2.3.2
2.4

Nội dung của ch-ơng Từ tr-ờng Vật lý 11 Nâng
cao
Các thí nghiệm, thực hành sử dụng trong ch-ơng................
Từ tr-ờng trái đất.................................................................
Các đơn vị kiến thức của bài................................................
Đo cảm ứng từ của từ tr-ờng Trái Đất................................

Thí nghiệm đo cảm ứng từ của từ tr-ờng Trái §Êt víi bé

Hồng Cơng Viêng – 47A Vật Lý

19
19
20
20
23

4


Khãa ln tèt nghiƯp

2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
2.5
2.6
2.7

thÝ nghiƯm do h·ng Leybold s¶n xt ................................
Mục đích thí nghiệm............................................................
Giới thiệu thiết bị thí nghiệm...............................................
Cơ sở lý thuyết.....................................................................
Tiến hành thí nghiệm...........................................................
Xây dựng video clip thí nghiệm Đo cảm ứng từ của từ
tr-ờng Trái Đất ...................................................................

Thiết kế ph-ơng án dạy học với video clip đà xây dựng......
Kết luận ch-ơng 2................................................................

Ch-ơng 3 Đánh giá sản phẩm đề tài.
3.1
Mục đích đánh giá................................................................
3.2
Đối t-ợng đánh giá...............................................................
3.3
Nhiệm vụ đánh giá...............................................................
3.4
Nội dung đánh giá................................................................
3.3
Ph-ơng pháp đánh giá..........................................................
3.4
Kết quả đánh giá..................................................................
3.5
Kết luận ch-ơng 3................................................................
Kết luận
Tài liệu tham khảo

Phụ lục

Hong Cụng Viờng – 47A Vật Lý

27
27
27
30
30

38
40
46
47
47
47
47
47
47
48
49
50
51

5


Khóa luận tốt nghiệp

Mở đầu
1. Lí do chọn đề tài
Vật lý là một môn thực nghiệm vì thế thí nghiệm là một ph-ơng tiện dạy
học quan trọng.
- Thí nghiệm là ph-ơng tiện trực quan nhất trong dạy học vật lý (kĩ năng
quan sát, mô tả và giải thích sự kiện).
- Là nguồn tri thức vật lý
- Đóng vai trò thực tiƠn cho viƯc vËn dơng cđng cè vµ më réng kiÕn thøc
cho häc sinh
- Cã thĨ sư dơng mét c¸ch rộng rÃi ở tất cả các chức năng của lí luận dạy
học.

- Mỗi thí nghiệm có thể sử dụng nhiều lần, ở nhiều chức năng khác nhau.
Nh-ng ở n-ớc ta việc áp dụng ph-ơng tiện dạy học này còn có nhiều hạn
chế do gặp phải những khó khăn sau:
+ Thiết bị thí nghiệm còn thiếu
+ Thiết bị Việt Nam sản xuất không đảm bảo độ chính xác cao đặc biệt là
các thiết bị đo.
+ Thí nghiệm khảo sát định l-ợng chiếm khá nhiều thời gian dẫn đến
không hoàn thành kế hoạch bài học.
+ Phòng học bộ môn ch-a có, triển khai thí nghiệm còn nhiều khó khăn
nên vẫn còn đang dạy học chay.
Vì thế trong nh-ng năm gần đây các thiết bị thí nghiệm hiện đại (nh- dao
động kí điện tử, máy tính, máy chiếu, máy chiếu vật thể) đà đ-ợc đ-a vào sử
dụng rộng rÃi. Hầu hết các tr-ờng THPT đều đà có phòng máy chiếu.
Và video clip dạy học là một trong những ph-ơng tiện nh- thế. Ta có thể
thấy đ-ợc tầm quan trọng của ph-ơng tiện này:
- Nã cã thĨ xem nh- mét qun s¸ch gi¸o khoa, ta chỉ việc xây dựng một
lần rồi sau đó chỉ việc đ-a ra sử dụng.
- Nó đảm bảo tính trực quan cao (đáp ứng yêu cầu trong DHVL đà nêu ở
trên).
- Đây là cơ sở cho các bài giảng điện tử.
Trong những năm gần đây mạng Internet ở n-ớc ta phát triển rất mạnh mẽ.
Nhu cầu tìm kiếm tài liệu trên mạng của các em học sinh là rất cao. Vì thế ta có
thể xây dựng các video clip rồi đ-a lên mạng để làm tài liệu cho học sinh về nhà
học là điều rất cần thiết (Các video có thể xây dựng nh-: Phim thí nghiệm, video
về các hiện t-ợng tự nhiên, video một bài học, hay ph-ơng pháp dạy một bài tập
nào đó).
Phim thí nghiệm có tính trực quan rất cao. Mà trong bài thí nghiệm Khảo
sát từ tr-ờng Trái Đất , do hÃng Leybold, Cộng hòa liên bang Đức sản xuất, có
ghép nối máy tính việc triển khai gặp nhiều khó khăn, thiết bị khá đắt tiền, nếu
tiến hành thí nghiệm thì tốn rất nhiều thời gian.

Hồng Cơng Viêng – 47A Vật Lý

6


Khóa luận tốt nghiệp
Với những lí do trên và với sự giúp đỡ, h-ớng dẫn của PGS.TS Phạm Thị Phú
tôi đà chọn đề tài "Xây dựng phim thí nghiệm Đo cảm ứng từ của từ tr-ờng Trái
Đất và nghiên cứu sử dụng vào dạy học về từ tr-ờng ở tr-ờng THPT .
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng phim thí nghiệm "Đo cảm ứng từ của từ tr-ờng Trái Đất" và
nghiên cứu DHVL ch-ơng Từ tr-ờng và ch-ơng Cảm ứng điện từ , Vật lý 11Nâng cao góp phần nâng cao chất l-ợng dạy học vật lý ở tr-ờng THPT.
3. Giả thuyết khoa học
- Có thể đề xuất một số ph-ơng án dạy học đảm bảo tính khoa học và tính
s- phạm với phim thí nghiệm vào dạy học ch-ơng "Từ tr-ờng" và Cảm ứng điện
từ , vËt lý 11-n©ng cao.
- Cã thĨ n©ng cao høng thó học tập cho học sinh, tăng c-ờng chất l-ợng
dạy học khi sử dụng bài thí nghiệm "Xác định thành phần nằm ngang của từ
tr-ờng Trái Đất" dạy học ch-ơng Từ tr-ờng , Vật lý 11 - Nâng cao
4. Đối t-ợng, phạm vi nghiên cứu
a) Đối t-ợng:
- Thí nghiệm bài thực hành "Xác định thành phần nằm ngang của từ
tr-ờng Trái Đất"
- Phim khoa học và học sinh phổ thông.
b) Phạm vi nghiên cứu: ch-ơng Từ tr-ờng và Cảm ứng điện từ , Vật lý 11Nâng cao.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tìm hiểu vai trò, chức năng của thí nghiệm
- Tìm hiểu cơ sở lí luận của phim khoa học nh- một ph-ơng tiện dạy học.
- Tìm hiểu cơ sở lí của phim vào dạy học ở tr-ờng THPT.

- Nghiên cứu mục tiêu SGK ch-ơng "Từ tr-ờng", vật lý 11 - nâng cao.
- Lắp ráp thí nghiệm với bài thí nghiệm "Khảo sát từ tr-ờng Trái Đất" của
hÃng Leybold sản xuất. So sánh với bộ thí nghiệm Xác định thành phần nằm
ngang của từ tr-ờng Trái Đất do Việt Nam sản xuất trang bị cho các tr-ờng phổ
thông.
- Xây dựng kịch bản phim, dựng phim.
- Thiết kế bài giảng với phim đà xây dựng.
- Thực nghiệm s- phạm: Thử nghiệm dạy học bài giảng thiết kế ở tr-ờng
phổ thông khi thực tập s- phạm
- Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các ph-ơng án dạy học đà thiết kế
với phim thí nghiệm đà xây dựng.
6. Ph-ơng pháp nghiên cứu
- Ph-ơng pháp tra cứu: đọc sách, tìm hiểu các tài liệu liên quan.
- Ph-ơng pháp điều tra: thu thập các số liệu, hiện t-ợng từ đó nêu ra vấn
đề cần nghiên cứu, thu thập các ý kiến đánh giá hiệu quả của ph-ơng án đề ra.
- Ph-ơng pháp thực nghiệm: dùng các thí nghiệm vật lý.
- Ph-ơng pháp thực nghiệm s- phạm: để đánh giá hiệu quả của ph-ơng án
đề ra.
- Ph-ơng pháp thống kê: xử lý sè liƯu.
Hồng Cơng Viêng – 47A Vật Lý

7


Khóa luận tốt nghiệp
7. Kết quả nghiên cứu
- Lắp ráp tiến hành thành công các thí nghiệm đo cảm ứng từ của từ tr-ờng
Trái Đất với bộ thí nghiệm Khảo sát từ tr-ờng do hÃng Leybold CHLB Đức
sản xuất Trang bị cho phong VLĐC Khoa Vật lý, Đại học Vinh và thí
nghiệm Xác định thành phần nằm ngang của từ tr-ờng Trái Đất với bộ thí

nghiệm do Việt Nam sản xuất trang bị cho các tr-ờng THPT.
- Xây dựng phim thí nghiệm nói trên dài 18 phút 53 giây, dùng làm t- liệu
số hóa cho việc thiết kế bài giảng điện tử dạy học nội dung trong ch-ơng trình
Vật lý 11 THPT Nâng cao.
- Đề xuất ph-ơng án sử dụng phim thí nghiệm đà xây dựng đ-ợc vào dạy
học nội dung cảu ch-ơng Từ tr-ờng , Cảm ứng điện từ , Vật lý 11 THPT Nâng cao.
8. Cấu trúc luận văn
Mở đầu
Nội dung
Ch-ơng 1 – C¬ së khoa häc sư dơng phim thÝ nghiƯm làm PTDH trong dạy học
Vật lý ở tr-ờng phổ thông.
Ch-ơng 2 Xây dựng phim và sử dụng phim đà xây dựng vào dạy học vật lý ở
tr-ờng phổ thông.
Ch-ơng 3 Đánh giá sản phẩm đề tài.
Kết luận
Phụ lục
Tài liƯu tham kh¶o

Hồng Cơng Viêng – 47A Vật Lý

8


Khãa ln tèt nghiƯp

NéI DUNG
Ch-¬ng 1
C¬ së khoa häc sư dụng video clip làm PTDH
trong dạy học vật lý ở tr-ờng THPT.
1.1. Ph-ơng tiện dạy học vật lý

1.1.1. Khái niệm và phân loại PTDH
- Ph-ơng tiện dạy học là ph-ơng tiện vật chất do giáo viên hoặc (và) học
sinh sử dụng d-ới sự chỉ đạo của giáo viên trong quá trình dạy học, tạo điều kiện
cần thiết nhằm đạt đ-ợc mục đích dạy học .
Việc phân loại PTDH có thể dựa trên nhiều dấu hiệu và có nhiều cách
phân loại PTDH Vật lý THPT. Nếu phân loại theo lịch sử phát triển thì PTDH
đ-ợc chia làm 2 loại:
* Các ph-ơng tiện dạy học truyền thống
Đây là những ph-ơng tiện đ-ợc sử dụng rộng rÃi trong dạy học Vật lý ở
n-ớc ta.
- Các tại liệu in: sách giáo khoa, sách bài tập, sách h-ớng dẫn thí
nghiệm và các tài liệu tham khảo khác.
- Tranh ảnh và các bản vẽ sẵn
- Bảng
- Các mô hình vật chất.
- Các thiết bị thí nghiệm dùng để tiến hành các thí nghiệm của GV và
các thí nghiệm của HS.
- Các vật thật trong đời sống kĩ thuật.
* Ph-ơng tiện dạy học hiện đại
Trong những năm gần đây các ph-ơng tiên dạy học hiện đại ngày càng đ-ợc
đ-a và sử dụng rộng rÃi trong dạy học Vật lý. Đặc biệt việc sử dụng máy tính là
một ph-ơng tiện hỗ trợ trong dạy học hay nh- một máy đo vạn năng.
Các ph-ơng tiện hiện đại dùng trong dạy học Vật lý nh-:
- Phim học tập: đèn chiếu, phim chiếu bóng, phim học tập trên vô tuyến
truyền hình, phim video
- Các phần mềm máy tính mô phỏng, minh họa các hiện t-ợng vật lý,
quá trình vật lý, luyện tập cho học sinh giải bài tập và giải quyết vấn
đề trên máy vi tính hoặc để tiến hành các thí nghiệm hiện đại, trong đó
máy tính nh- một máy đo, xứ lý kết quả thí nghiệm.
Ta nhận thấy rằng các ph-ơng tiện dạy học vật lý là rất đa dạng và phong

phú. Các thí nghiệm dùng cho thí nghiệm giáo viên và học sinh giữ vị trí hàng
đầu thể hiện đặc thù của vật lý là môn khoa học thực nghiệm. Vai trò của chúng
không hề giảm sút mặc dù các ph-ơng tiện nghe nhìn ngày càng đ-ợc sư dơng
réng r·i.

Hồng Cơng Viêng – 47A Vật Lý

9


Khóa luận tốt nghiệp
1.1.2. Chức năng của PTDH
Chức năng chủ yếu của PTDH là tạo điều kiện cho học sinh nắm vững
chính xác, sâu sắc kiến thức, phát triển năng lực nhận thức và hình thành nhân
cách. Để thâu tóm đầy đủ hơn chức năng của PTDH thì ng-ời ta xét trên nhiều
ph-ơng diện khác nhau: trên cơ sở của các quan điểm của lí luận về PTDH, của lí
luận dạy học đại c-ơng, lí luận dạy học bộ môn của tâm lí học học tập.

a) Các chức năng của PTDH theo quan điểm của lí luận dạy học
1. PTDH d-ợc sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình dạy học.
Quá trình dạy học bao gồm 5 giai đoạn:
- Củng cố kiến thức xuất phát, tạo động cơ học tập, hứng thú học tập.
- Hình thành kiến thức, kĩ năng mới.
- Củng cố, ôn tập và vận dụng kiến thức, kĩ năng đà học.
- Tổng quát, hệ thống hóa kiến thức, kĩ năng.
- Kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng.
* Sử dụng PTDH để củng cố trình độ xuất phát cho học sinh, tạo động cơ häc
tËp vµ høng thó nhËn thøc cho häc sinh:
Cã thĨ sử dụng các thí nghiệm đơn giản, có tính chất nghịch lý để tạo tình
huống có vấn đề.

Tính tò mò của học sinh sẽ đ-ợc khêu gợi khi sử dụng các PTDH để chỉ ra
các hiện t-ợng, quá trình vật lý mới mẻ mà học sinh không nhìn thấy trong cuộc
sống hằng ngày.
* Sử dụng PTDH để hình thành kiến thức kĩ năng mới:
Các PTDH: thiết bị thí nghiệm, mô hình, tranh ảnh, sách giáo khoa, phim
khoa học, phim học tập, phần mềm máy tính đ-ợc sử dụng nhiều để ®Ĩ cung
cÊp c¸c cø liƯu thùc nghiƯm nh»m kh¸i qu¸t hóa hoặc kiểm chứng các định luật
vật lý, moo phỏng các hiện t-ợng, quá trình vật lý vi mô, đề cËp c¸c øng dơng
cđa c¸c kiÕn thøc vËt lý trong đời sống kĩ thuật.
Cần sử dụng các thiết bị thí nghiệm thực hành ngay trong khâu nghiên cứu
tài liệu mới để tăng c-ờng hoạt động tự lực và rèn luyện kĩ năng thí nghiệm của
học sinh.
* Sử dụng PTDH có thể đ-ợc sử dụng một cách đa dạng trong quá trình củng
cố (ôn tập đào sâu, mở rộng, hệ thống hóa) kiến thức, kĩ năng của học sinh:
Cần sử dụng các ph-ơng tiện dạy học: các dụng cụ thí nghiệm dơn
giản,các thiết bị thí nghiệm thực hành, các mô hình, các ch-ơng trình phần mềm
máy tính, các ch-ơng trình ôn tập trên vô tuyến truyền hình ch-a đ-ợc sử dụng
khi nghên cứu tài liệu mới
Các vật thật trong đời sống cịng cã thĨ dïng nh- sù vËn dơng c¸c kiÕn
thøc đà học ở khâu củn cố.
* PTDH đ-ợc sử dụng để kiển tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng mà học sinh đÃ
thu:
Ch-a đ-ợc khai thác sử dụng đầy đủ trong dạy học vật lý ở tr-ờng phổ
thông. Việc kiểm tra kiÕn thøc cđa häc sinh míi chØ th«ng qua các bài tập định
tính và định l-ợng.
2. PTDH góp phần phát triển năng lực nhận thức cho học sinh
Hong Cụng Viêng – 47A Vật Lý

10

Khóa luận tốt nghiệp
Đ-ợc thể hiện rõ nhất trong việc tổ chức cho học sinh tiến hành các thí
nghiệm với các thiết bị thí nghiệm thức hành. Học sinh phải thực hiện một loạt
các hoạt động trí tuệ - thực tiễn nh-: lập ph-ơng án, kế hoạch thí nghiệm, vẽ sơ
đồ thí nghiệm, thu nhận và xử lý kết quả thí nghiệm (bằng số và bằng đồ thị),
tính toán sai số, xét nguyên nhân của sai số. Góp phần hình thành phẩm chất của
nhân cách học sinh.
3. PTDH đem lại hiểu quả về mặt xúc cảm
Việc sử dụng các PTDH (thiết bị thí nghiệm, mô hình, tranh ảnh, phim
video, phần mềm máy tính) đem lại hiểu quả về mặt xúc cảm, do có những đặc
điểm bề ngoài (hình dạng, màu sắc), bố trí đẹp về mặt thẩm mỹ, cách thức gây
tác động đến học sinh (tiếng động, màu sắc), do các hiện t-ợng, quá trình vật lý
đang diễn ra trái với dự đoán của học sinh hoặc học sinh không nhìn thấy hằng
ngày.
4. Nhiều PTDH hợp thức hóa đ-ợc quá trình lĩnh hội kiến thức của học
sinh nh-: mô hình tháo lắp, máy tính đ-ợc sử dụng nh- các thiết bị thu nhận và
xử lý các kết quả thí nghiệm
5. PTDH cũng góp phần vào việc phát triển tối -u nhân cách từng học sinh
Sử dụng PTDH để phân hóa học sinh thông qua việc lựa chọn các PTDH,
việc đặt ra các nhiệm vụ khác nhau cho các loại đối t-ợng học sinh tiến hành các
thí nghiệm, khi làm việc với SGK, việc giúp đỡ học sinh yếu nhiều hơn trong quá
trình học sinh làm thí nghiệm, giải bài tập, giải quyết vấn đề học tập trên máy vi
tính.

b) Theo quan điểm của tâm lý học tập
Theo tâm lý học học tâp thì hoạt động nhận thức của học sinh có thể diễn ra
trên các bình diện khác nhau: bình diện hành động đối t-ợng thực tiễn, bình
diện trực quan trực tiếp, bình diện trực quan gián tiếp và bình diện nhận thức
khái niệm ngôn ngữ, trong đó vai trò của ngôn ngữ tăng dần và vai trò trực

quan giảm dần.
Ta thấy rằng: việc sử dụng PTDH tạo điều kiện cho quá trình nhận thức của
học sinh trên tất cả các bình diện khác nhau, đặc biệt là trên bình diện trực quan
gián tiếp.
Các bình diện
Hành động đối t-ợng - thực
tiễn
Trực quan trực tiếp
Trực quan gián tiếp

Các ví dơ vỊ PTDH
- C¸c thÝ nghiƯm trùc diƯn cđa häc sinh
- Các vật thật, các ảnh chụp
- Các thí nghiệm biểu diện của giáo viên
- Phim học tập quay các cảnh thật
- Các thí nghiệm mô hình
- Các phim mô phỏng
- Các phần mềm máy tính mô phỏng các hiện
t-ợng quá trình vật lý
- Các mô hình vật chất
- Các hình vẽ sô đồ

Hong Cụng Viờng 47A Vt Lý

11


Khóa luận tốt nghiệp
Nhận thức khái niệm
ngôn ngữ

- Tài liệu in
- Các phần mềm máy tính dùng cho việc «n tËp

1. B×nh diƯn trùc quan trùc quan trùc tiÕp
PTDH tạo điều kiện cho quá trình hoạt động nhận thức của học sinh trên
bình diện này, nghĩa là trên cơ sở tri giác trực tiếp các sự kiện cảm tính cụ
thể. Việc sử dụng các vật thật trong đời sống và trong kĩ thuật, các bức ảnh chụp,
phim học tập quay các ảnh thật, các thí nghiệm biểu diễn của giáo viên gây hiệu
quả đối với hoạt động nhận thức của học sinh trên bình diện này.
2. Bình diện trực quan gián tiếp
Đây là bình diện cao hơn, PTDH cũng tạo điều kiện cho hoạt đọng nhận
thức của học sinh trên bình diện này.
Nghĩa là dự vào những biểu t-ợng về các sự kiện cảm tính cụ thể mà
học sinh đà tri giác tr-ớc đó hoặc dựa trên sự trừu t-ợng hóa các sự kiện này. Các
thí nghiệm mô hình, các phim mô phỏng, các phần mềm máy tính mô phỏng các
hiện t-ợng quá trình vật lý, các mô hình vật chất, các hình vẽ, sơ đồ trong sách
giáo khoa, trên giấy là sự trừu t-ợng hóa các sự kiện cảm tính cụ thể, tạo điều
kiện cho hoạt động nhận thức của học sinh trên bình diện này.
3. Bình diện hành động đối t-ợng thực tiễn
PTDH (đặc biệt là các thiết bị thí nghiệm trự diện dùng cho thí nghiệm
của học sinh) tạo điều kiện cho học sinh trong quá trình làm việc trực tiếp với
chúng tiến hành các hoạt động trí tuệ - thực tiễn trên bình diện này.
4. Bình diện nhận thức khái niệm ngôn ngữ
PTDH (sách giáo khoa, sách bài tập, các phần mềm máy tính dùng cho
việc ôn tập ) cũng tạo điều kiện cho học sinh hoạt động nhận thức trên bình
diện này, nghĩa là hoạt động nhận thức đ-ợc tiến hành trên cơ sở các khái niệm,
các kết luận tổng quát.
Học sinh chỉ có thể nắm vững sâu sắc, chính xác, bền vững và vận dụng
đ-ợc các kiến thức, nếu nh- trong quá trình học tập, hoạt động nhận thức của

học sinh diễn ra trên nhiều bình diện khác nhau. Trong quá trình học tập, hoạt
động nhận thức của học sinh trên các bình diện khác nhau diễn ra không theo
một trình tự cứng nhắc mà thâm nhập vào nhau.
Thực tiễn dạy học vật lý ở tr-ờng phổ phông hiện nay cho thấy: hoạt động
nhận thức của học sinh th-ờng chi trên bình diện nhận thức khái niệm ngôn
ngữ hoặc diễn ra quá nhanh đến bình diện này. Các bình diện thấp hơn của hoạt
động nhận thức của học sinh ch-a đ-ợc đ-a vào hoặc đ-a vào nh-ng quá ít. Tiềm
năng của TDH trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh ch-a
đ-ợc khai thác ®Çy ®đ.

1.1.3. Mét sè ®iĨm cÇn l-u ý khi sư dụng PTDH
Để nâng cao hiểu quả sử dụng PTDH cần l-u ý một số điểm sau:
* Đúng lúc

Hong Cụng Viờng – 47A Vật Lý

12


Khóa luận tốt nghiệp
- Đ-a PTDH vào lúc cần thiết, lúc học sinh muốn đ-ợc quan sát, lúc tâm lý
học sinh chuẩn bị đ-ợc sẵn sàng nhờ tr-ớc đó giáo viên đà dẫn dắt.
- PTDH đ-ợc đ-a vào đúng lúc nội dung và ph-ơng pháp của bài giảng.
- PTDH tr-ớc khi đ-ợc đ-a ra phải cất dấu để không làm phân tán t- t-ởng
của học sinh khi học bài.
* Đúng chỗ
- Bố trí thí nghiệm sao cho toàn bộ lớp có thể quan sát đ-ợc rõ ràng, giúp học
sinh có thể dùng đ-ợc nhiều giác quan để tiếp thu bài giảng một cách đồng đều ở
mọi vị trí trong lớp.
- Vị trí trình bày PTDH phải đảm bảo yêu cầu chung và riêng của nó về

ph-ơng tiện chiếu sáng, thông gió và yêu cầu kĩ thuật riêng biệt.
- Bố trí chỗ cất giấu tr-ớc và sau khi làm để không làm phân tán t- t-ởng của
học sinh.
* Đủ c-ờng độ
- Từng loại ph-ơng tiện đ-ợc sử dụng có mức độ khác nhau. Nếu kéo dài việc
trình diễn PTDH hoặc dùng lặp lại một PTDH nhiều lần trong một bài giảng thì
hiểu quả của nó sẽ giảm sút.
- Trong khi dạy học, cần sử dụng nhiều hình thức làm việc khác nhau, nhờ đó
có thể lôi cuốn học sinh vào những điều mới lạ, hấp dẫn làm cho họ duy trì đ-ợc
sự chú ý theo dõi nghe giảng ở mức độ cao.
1.2. Máy vi tính
Với việc công nghệ thông tin phát triển, máy tính đà trở thành một phần
không thể thiếu đ-ợc trong thời đại ngày nay. Máy vi tính đà có mặt trên hầu hết
các lĩnh vực của đời sống: trong sản xuất kinh doanh, nghiên cứu khoa học, trong
giáo dục, vui chơi giải trí Chúng ta có thể thấy đ-ợc tầm quan trọng của máy vi
tính.
Chiếc máy tính đầu tiên ra đời năm 1941. Trong quá trình phát triển, máy
tính dà trải qua 4 thế hệ. Thế hệ đầu của máy tính hoạt động dựa trên hoạt động
của rơ le điện cơ, thế hệ thứ hai dựa trên đèn điện tử, thế hệ thứ ba dựa trên đèn
bán dẫn. Đến thế hệ tứ t- hoạt động dựa trên hoạt động của các vi mạch bán dẫn.
Mỗi khi chuyển sang thế hệ mới tính năng của máy tính lại đ-ợc tăng lên, đặc
biệt là nâng cao tốc đọ tính và bộ nhớ. Đồng thời máy tính cũng giảm nhỏ về
kích th-ớc, khối l-ợng và giá tiền. Đến nay máy tính ®· rÊt gän nhĐ vµ cã tèc ®é
tÝnh rÊt cao (hiện nay máy tính có tốc độ lên tới hơn 700MHz), kÝch th-íc bé
nhí rÊt nhá nh-ng dung l-ỵng rÊt lớn (trên 256MB). Vì vậy máy tính ngày nay
gọi là máy vi tính (Microcomputer).
1.2.1 Các chức năng cơ bản của MVT
Máy vi tính đ-ợc sử dụng rộng rÃi trong tất cả các lĩnh vực của đời sống vì nó
có nhiều chức năng -u việt sau:
- MVT là thiết bị có thể tạo nên, l-u trữ trong máy và hiển thị lại trên màn

hình một khối l-ợng thông tin vô cùng lớn. Việc l-u trữ và tìm kiếm thông tin

Hong Cụng Viêng – 47A Vật Lý

13


Khóa luận tốt nghiệp
trên MVT cũng rất đơn giản, nhanh chóng, chính xác. Hơn nữa việc trao đổi
thông tin đ-ợc tực hiện một cách dễ dàng dựa vào mạng Internet.
- MVT có khả năng tính toán và xử lý cực nhanh. Với khối l-ợng vô cùng lớn
các phép tính với độ chính xác cao mà các máy tính hiện tại không bao giờ thực
hiện đ-ợc. Vì thế MVT có thể đ-ợc sử dụng nh- là một công cụ để tính toán với
độ chính xác cao và rất nhanh chóng.
- MVT có thể biến đổi một cách nhanh chóng, chính xác các dữ liệu đà thu
thập đ-ợc, cho ra các kết quả đ-ợc hiển thị d-ới dạng chuẩn nh-: bảng, biểu đồ,
đồ thị , tạo điều kiện cho việc nghiên cứu.
- MVT có thể ghép nối với các thiết bị khác để tạo thành một thiết bị mới có
chất l-ợng cao hơn thiết bị cũ. Chức năng này đ-ợc sử dụng trong việc nghiên
cứu khoa học, sản xuất ở các n-ớc phát triển.
- Nhờ các phần mềm cài đặt trong MVT có thể điều khiển hoàn toàn tự động
các quá trình theo ch-ơng trình đà đặt sẵn.
1.2.2 Sử dụng MVT trong dạy học vật lý
Hiện nay MVT đà đ-ợc đ-a vào sử dụng rộng rÃi trong dạy học ở tr-ờng
phổ thông đặc biệt là trong dạy học vật lý. MVT đ-ợc sư dơng trong d¹y häc vËt
vËt lý chđ u trong các lĩnh quan trọng sau:
- Mô phỏng các đối t-ợng vật lý.
- Hỗ trợ việc xây dựng các mô hình.
- Hỗ trợ các thí ngiệm vật lý.
- Hỗ trợ cho việc phân tích băng video ghi các quá trình vật lý thực.

Do MVT là thiết bị đa ph-ơng tiện có thể ghép nối với các thiết bị hiện đại
khác trong nghiên cứu vật lý và có tính năng hết sức -u viƯt trong viƯc thu thËp
d÷ liƯu, xư lý d÷ liệu cũng nh- trình bày các kết quả x- lý một cách tự động và
cực kì nhanh chóng, chính xác nên đ-ợc sử dụng rất thành công trong lĩnh vực
nêu trên, góp phần giải quyết những khó khăn mà các ph-ơng tiện tr-ớc nó
không giải quyết đ-ợc trọn vẹn.
a) Sử dụng MVT trong việc mô phỏng các đối t-ợng nghiên cứu của vật lý
Việc mô phỏng các hiện t-ợng quá trình vật lý nhờ MVT theo quan điểm
của tâm lý học hiện đại là một ph-ơng pháp dạy học. Đ-ợc thực hiện nhờ các
nhiệm vụ sau:
- Mô phỏng minh họa một cách trực quan và chính xác các hiện t-ợng,
quá trình vật lý
Các hiện t-ợng trong tự nhiên không phải khi nào cũng đều dễ quan sát.
Có những quá trình xảy ra trong tự nhiên không thể quan sát bằng mắt th-ờng để
xác định các đạ l-ợng cần thiết vì diễn biến của quá trình xảy ra quá nhanh hoặc
quá chậm. Điều đó gây khó khăn cho việc tìm ra quy kuaatj của chúng. Các quá
trình nh-: chuyển động rơi, chuyển động ném ngang của vật, dao động điều hòa,
dao động điện, quá trình phân rà hạt nhân, phóng xạVì vậy phải sử dụng MVT
để mô phỏng các quá trình đó, nghĩa là làm cho các quá trình đó nhanh lên hay
chậm đi, dừng lại từng giai đoạn để nghiên cứu dễ dàng.
- Mô phỏng các hiện t-ợng, quá trình vật lý qua đó tìm ra kiến thức mới

Hong Cụng Viêng – 47A Vật Lý

14


Khóa luận tốt nghiệp
MVT có thể tạo điều kiện để đi sâu vào và tim ra các mối quan hệ có tính
quy luật của các hiện t-ợng và quá trình vật lý. Do MVT có chức năng -u việt

trong việc tính toán và xử lý số liệu. Nhờ đó mà tạo ra các khả năng mới trong
tính toán: khả năng rút ngắn thời gian tính toán, thời gian tim ra lời giải. Nhờ các
phần mềm (Turbo Passcan, Exel) giúp giáo viên và học sinh tính toán một cách
nhanh chóng và t-ơng đối mỹ mÃn các tính toán lý thuyết. Thêm vào đó MVT
còn có thể hiển thị các kết quả tính toán, xử lý số liệu d-ới nhiều dạng trực quan
khác nhau, tạo điều kiện cho học sinh dễ phát hiện ra các mối quan hệ chứa đựng
trong đó.
b) Sử dụng MVT để hỗ trợ việc xây dựng các mô hình toán học (đồ thị,
biểu thức, ph-ơng trình) của các hiện t-ợng quá trình vật lý
Khi nghiên cứu các hiện t-ợng quá trình vật lý mới, ng-ời ta tiến hành
quan sát, đo đạc, thu thập phân tích, xử lý số liệu để đi tới nhận thức đ-ợc các
quy luật chi phối chúng. Đầu tiên ng-ời ta thử xem các hiện t-ợng hay quá trình
vật lý có tuân theo các quy luật đà biết không. Nếu các hiện t-ợng, quá trình
đang nghiên cứu không tuân theo những quy luật đà biết, th-ờng là những hiện
t-ợng hay quá trình phức tạp thì phải thử đ-a ra hay xây dựng một mô hình toán
học mới (đồ thị, biểu thức, ph-ơng trình) sao cho có thể giải thích đ-ợc các kết
quả quan sát, đo đạc đà thu thập trong quá trình nghiên cứu là việc hết sức cần
thiết.
Các b-ớc trong việc xây dựng mô hình toán học nhờ MVT:
- Quan sát hiện t-ợng, quá trình vật lý cần nghiên cứu
Quan sát tỉ mỉ hiện t-ợng, quá trình cần khảo sát và tiến hành các phép đo,
thu thập số liệu, biểu thị số liệu d-ới dạng bảng hay đồ thị. Cần phải tiến hành
nhiều lần để cho kết quả chính xác.
- Đ-a ra giả thiết về các mối liên hệ có tính quy luật của các đại l-ợng vật
lý trong hiện t-ợng và quá trinh đó.
- Kiểm tra giả thiết (mô hình toán học)
Sau khi đ-a ra giả thiết (mô hình) việc kiểm tra giả thiết là đúng hay sai là
điều khó khăn, không dễ dàng gì.
Tuy nhiên, hiện nay khó khăn đó có thể đ-ợc giải quyết với sự giúp đỡ của
MVT và các phần mềm. Nhờ MVT việc tính toán đối chiếu kết quả tính toán với

các kết quả quan sát trong thực nghiƯm cã thĨ tiÕn hµnh dƠ dµng.
c) Sư dơng MVT hỗ trợ các thí nghiệm vật lý
Ngày nay khoa học kĩ thuật phát triển, các thiết bị thí nghiệm hiện đại đÃ
đ-ợc đ-a vào sử dụng trong dạ học vật lý. Đặc biệt là các thiết bị có ghép nối
máy tính, mà ở đây MVT đ-ợc xem nh- là một máy đo vạn năng.
Để hỗ trợ các thí nghiệm vật lý thì máy tính cần đ-ợc ghép nối với các
thiết bị thí nghiệm. Sơ đồ ghép nối theo nguyên tắc sau:
Đối
tượng
đo

Bộ cảm
biến
(Senser)

Thiết bị ghép
tương thích
(Interface)

Hồng Cơng Viêng – 47A Vật Lý

Máy tính có
phần mềm xử
lý số liệu

Màn hình
hiện thị
(Monitor)

15

Khóa luận tốt nghiệp

ảnh 1: Bộ thí nghiệm khảo sát từ tr-ờng Trái Đất có ghép nối máy tính do
hÃng Leybold sản xuất
Theo sơ đồ này, việc thu thập các số liệu về đối t-ợng nghiên cứu đ-ợc
đảm nhiệm qua bộ phận có tên là bộ cảm biến . Nguyên tắc làm việc của bộ
cảm biến này nh- sau: trong bộ cảm biến các t-ơng tác của đối t-ợng đo lên bộ
cảm biến d-ới các dạng khác nhau nh- cơ, nhiệt, điện, từ, quan, đều đ-ợc
chuyển thành tín hiệu điện. Mỗi bộ phận cảm biến có một chức năng riêng. Vì
vậy với một phép đo khác nhau mà ng-ời ta dùng các bộ cảm biến khác nhau. Ví
dụ: để ®o lùc ta dïng bé c¶m biÕn lùc (Force Sensor); để xác định vị trí và thời
điểm t-ơng ứng của vật ng-ời ta dùng bộ cảm biến chuyển động (Motion
Sensor); để xác định hiệu điện thế giữa hai điểm ng-ời ta dùng bộ cảm biến
Sau khi tín hiệu điện đ-ợc hình thành tại bộ cảm biến nó sẽ đ-ợc chuyển
qua dây dẫn đến bộ phận tiếp theo trong hệ thống có tên là thiết bị ghép t-ơng
thích . Tại đây tín hiệu sẽ đ-ợc số hóa một cách hợp lý để đ-a vào MVT. Các tín
hiệu đ-ợc số hóa này coi là cơ sở dữ liệu và có thể l-u trữ lâu dài trong MVT.
Đối vớ việc số hóa tÝn hiƯu tõ bé c¶m biÕn chun tíi, ng-êi ta th-ờng chế tạo
một bộ ghép t-ơng thích có thể số hóa nhiều tín hiệu điện của nhiều loại bộ cảm
biến nh-: chuyển động, gia tốc, lực, áp suất, nhiệt độ, âm, ánh sáng, điện Các
bộ ghép t-ơng thích này có thể đ-ợc lắp vào trong MVT hoặc ở ngoài.
Để các bộ t-ơng thích này có thể hoạt động sau khi đà ghép với MVT, cần
phải có một phần mềm cài đặt. Phần mềm này đ-ợc cung cấp lèm theo bộ ghép
t-ơng thích.
Sau khi tín hiệu đà đ-ợc số hóa, có thể sử dụng MVT đà cài đặt phần mềm
thích hợp để tính toán, xử lý theo mục đích nghiên cứu. Ví dụ nh- vẽ đồ thị biểu
diễn sự phụ thuộc của các đại l-ợng và xử lý tính toán.
Nh- vậy, sau khi đà tính toán xử lý xong, tất cả các kết quả đều có thể

hiện thị d-ới dạng số, biểu bảng, đồ thị trên màn hình MVT hoặc in ra giấy hoặc
l-u trữ lại trong MVT.

Hong Cụng Viờng 47A Vật Lý

16


Khóa luận tốt nghiệp
Sử dụng MVT hỗ trợ các thiết bị thí nghiệm vật lý đòi hỏi các thiết bị thí
nghiệm khá đắt tiền nên hiện nay các thiết bị này mới đ-ợc trạng bi ở một số ít
tr-ờng THPT ở n-ớc ta.
d) Sử dụng MVT hỗ trợ việc phân tích băng video ghi các quá trình vật lý
thực.
Một trong nh÷ng øng dơng hÕt søc quan träng cđa MVT trong dạy học vật
lý là hỗ trợ cho việc phân tích băng video ghi các hiện t-ợng quá trình vật lý cần
nghiên cứu.
Các giai đoạn sử dụng MVT để hỗ trợ việc sử dụng các băng ghi hình
trong nghiên cứu các quá trình vật lý:
- Quan sát quá trình vật lý cần nghiên cứu
Các quá trình vật lý đ-ợc quay lại đ-ợc đ-a vào MVT để nghiên cứu một
cách tỉ mỷ. Nhờ các chức năng của phần mêm trong MVT, tr-ớc hết ta có thể
cho hình chuyển động thực, sau đố có thể cho nó chuyển động chậm lại, hoặc
nhanh lên chuyển động từng giai đoạn có thể đứng yên tùy theo mục đích nghiên
cứu.
- Xác định tọa độ t-ơng ứng của vật chuyển động
Nhờ phần mềm ta có thể đặt trục tọa độ một cách thích hợp vào màn hình
trong đó đang có hình ảnh của quá trình chuyển động cần nghiên cứu. Có thể
dùng chuột để xác định tọa độ và thời điểm t-ơng ứng của vật.
- Lập bảng số liệu về quan hệ giữa tọa độ và thời gian chun ®éng

Sè liƯu quan trong nhÊt khi xÐt chun động của vật là bảng số liệu về mối
quan hệ giữa tọa độ (x) và thời gian (t), đồng thời với việc vẽ đồ thị t-ơng ứng
nhờ phần mềm đà cài đặt.
- Phân tích, xử lý số liệu và trình bày kết quả của việc phân tích, xử lý này
Dự vào bảng số liệu cũng nh- đồ thị về tọa độ và thời gian, ng-ời nghiên
cứu sẽ dự đoán xem liệu quá trình vật lý đang nghiên cứu tuân theo các quy luật
nào. Tất cả việc phân tích xử lý đều đ-ợc thực hiện bởi phần mềm. Và các kết
quả này đ-ợc trình bày một cách chính xác đẹp đẽ trên màn hình d-ới dạng đồ
thị hay bảng.
- Rút ra các quy luật của quá trình nghiên cứu
Là một trong những mục đích quan trọng nhất của quá trình nghiên cứu.
1.3 Phim học tập
1.3.1 Các loại phim học tập

Phim học tập đ-ợc sử dụng trong dạy học vật lý gồm:
a) Phim đèn chiếu: về đối t-ợng của vật lý học, về các ph-ơng pháp đo
trong vật lý, các loại động cơ nhiệt , về sản xuất và truyền tải điện năng, về cầu
vòng và các ứng dụng của vật lý hạt nhân, thiên văn và du hành vũ trơ” .
b) Phim chiÕu bãng bao gåm phim quay c¸c cảnh thật và phim hoạt hình:
phim về buồng s-ơng Uynxon, về cuyển động Braono, về sự dẫn điện trong chất
bán dẫn
c) Phim vô tuyến truyền hình: về dao động cơ học, về cảm ứng điện từ, về
sóng cơ học, về sãng ®iƯn tõ,…
d) Phim video
Hồng Cơng Viêng – 47A Vật Lý

17


Khóa luận tốt nghiệp

Trong những năm gần đây, việc sử dụng các băng video trong dạy học vật
lý ngày càng rộng rÃi.
- Việc sử dụng máy phát băng hình hoặc máy thu băng hình dễ dàng hơn
so với việc sử dụng máy quay phim nhựa, giá thành cuốn băng hoặc đĩa củng rẻ
hơn. Vì vậy giáo viên có thể tự quay băng hình hoặc tự sao băng hoặc ghi ra đĩa
CD.
- MVT đà đ-ợc trang bị cho các tr-ờng phổ thông, nội dung của các cuốn
băng hoặc đĩa CD ghi hình các quá trình vật lý thực cũng có thể đ-ợc phân tích
nhờ một số thiết bị ghép nối với MVT và phần mềm t-ơng ứng. Nh- vậy ta có
thể cho hình đứng yên nên các giai đoạn trong hiện t-ợng vật lý có thể dùng lại ở
bất kì thời điểm nào, tạo điều kiện cho học sing quan sát dễ dàng hơn.
1.3.2 Các tr-ờng hợp sử dụng phim học tập

- Khi nghiên cứu các đề tài không thể làm thí nghiệm do các thiết bị thí
nghiệm quá cồng kềnh, phức tạp đắt tiền, không an toàn (thí nghiệm Stecno về
chuyển động của các phân tử khí, thí nghiệm Miliken xác định điện tích nguyên
tố, các thí nghiệm về tia X, thí nghiệm về từ tr-ờng Trái Đất của hạnh
Leybold)
- Khi nghiên cứu các đối t-ợng vật lý không thể quan sát đo đạc trực tiếp
đ-ợc do chúng quá nhỏ hoặc chúng quá to (khi nghiên cứu câu trúc của các chất,
nghiên cứu về sự truyền âm...).
- Khi nghiên cứu các quá trình vật lý xảy ra quá nhanh hoặc quá chậm.
Những tr-ờng hợp này có thể sử dụng phim video đà đ-ợc quay và co chúng
chạy với tốc độ mong muốn (VD: sự biến dạng của 2 quả cầu do va chạm đàn
hồi, sự rơi tự do, hiện t-ợng khuếch tán trong vật rắn).
- Khi ngiên cứu những hiện t-ợng xảy ra ở những nơi, nhữn thời điểm
không thể quan sát đ-ợc trực tiếp (VD: trong các động cơ, sự hình thành dải
Plasma)
- Khi nghiên cứu các ứng dụng kĩ thuật của vật lý (nguyên tắc hoạt động,
câu tạo của máy đo, các máy phức tạp, các dây chuyền sản xuất, nguyên tắc hoạt

động của nhà máy thủy điện, nhà máy điện nguyên tử)
- Phim học tập còn đ-ợc sử dụng khi trình bày lịch sử phát triwwnr của
một vấn đề vật lý, một phát minh khoa học và sù tiÕn bé cđa khoa häc kÜ tht…
1.3.3 Lỵi Ých cđa viƯc sư dơng phim häc tËp
- Phim häc tËp thu nhận thế giớ tự nhiên vào lớp học, xóa bỏ những hạn
hẹp về không gian của lớp học và vỊ mỈt thêi gian cđa giê häc.
- Häc sinh cã thể quan sát với tốc độ mong muốn hoặc có thể dừng lại khi
mong muốn, để học sinh quan sát rõ ràng các hiện t-ợng, các quá trình vật lý đÃ
đ-ợc phóng đại thu nhỏ, làm cho học sinh có những biểu t-ợng đúng đắn về
chúng.
- Việc sử dụng khả năng của sự đồ họa, kết hợp hài hòa với các tín hiệu
âm thanh và sự thuyết minh phm không những tạo ở học sinh những biểu t-ợng
tốt hơn về đối t-ợng nghiên cứu mà còn làm tăng trực quan và hiệu quả xúc cảm
của PTDH.

Hong Cụng Viờng 47A Vật Lý

18


Khãa ln tèt nghiƯp
- Phim häc tËp cã thĨ sư dụng trong tất cả các quá trình của quá trình dạy
học (tạo động cơ học tập, đề xuất vấn đề nghiªn cøu, nghiªn cøu kiÕn thøc míi,
cđng cè), ë líp häc vµ ngoµi líp häc, trong vµ ngoµi giê häc chính khóa.
1.3.4 Ph-ơng pháp sử dụng phim học tập trong dạy học vật lý
a) Giáo viên cần căn cứ vào mục đích sử dụng, nội dung cuốn phim để
định ra biện pháp s- phạm thích hợp nhằm làm tăng hiệu quả của cuốn phim đối
với học sinh.
b) Các giai đoạn làm việc chủ yếu của giáo viên với phim học tập:
- Đặt kế hoạch sử dụng phim trong kế hoạch dạy học (sử dụng lúc nào?

Nhằm đạt đ-ợc mục đích gì?).
- Các công việc chuẩn bi của học sinh tr-ớc khi sử dụng phim
Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ ôn tập ở nhà những kiến thức cần
thiết để hiêu đ-ợc nội dung phim. Nêu đ-ợc mục đích sử dụng phim.
Tr-ớc khi chiếu phim, để định h-ớng sự chú ý của học sinh vào nội dung
của cuốn phim, giáo viên cần giao những nhiệm vụ cho học sinh hoàn thµnh sau
khi xem phim.
- trong khi häc sinh xem phim, giáo viên cần quan sát để đ-a ra những gợi
ý nhỏ để h-ớng sự chú ý của học sinh vào nội dung của phim.
- Đánh giá hiệu quả của việc sư dơng phim häc tËp
Sau khi cho häc sinh xem phim cần cho học sinh giải lao ngắn để học sinh
có thể suy nghĩ lại những cái đà xem, đà nghe.
Việc đánh giá hiệu quả của việc sử dụng phim có thể ngay sau khi chiếu
phim hoặc ở các giờ học sau.
Hiệu quả sử dụng phim cần đ-ợc đánh giá thông qua sự trả lời của học
sinh qua các câu hỏi nêu ra lúc đầu.
1.4 Kết luận ch-ơng 1
Trong ch-ơng này tôi đà trình bày cơ sở khoa học của việc sử dụng phim
thí nghiệm vào dạy học Vật lý nh- một ph-ơng tiện trực quan ở tr-ơng phổ
thông.
Đây là cơ sở khoa học để tôi xây dựng phim thí nghiệm Đo cảm ứng từ
của từ tr-ờng Trái Đất và đề xuất ph-ơng án sử dụng vào dạy học VËt lý ë
tr-êng phỉ th«ng.

Hồng Cơng Viêng – 47A Vật Lý

19


Khóa luận tốt nghiệp

Ch-ơng 2
Xây dựng phim thí nghiệm
Đo cảm ứng từ của từ trường trái đất
và sử dụng Vào dạy học
2.1 Nội dung của ch-ơng Từ tr-ờng , Vật lý 11 Nâng cao
Trong ch-ơng này trình bày những vấn đề về lực từ tác dụng lên một đoạn
dây mang dòng điện thẳng, lực từ tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động
(lực Lo-ren-xơ), quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực từ, từ tr-ờng của
dòng điện thẳng, dòng điện tròn, dòng điện trong ống dây và các quy tắc xác
định chiều của các đ-ờng sức từ trong các tr-ờng hợp trên.
Ta có thể trực quan hóa nội dung của ch-ơng bằng grap 1

Từ tr-ờng

Nam
châm

T-ơng
tác từ

Cảm
ứng từ

Từ tr-ờng đều

Đ-ờng
sức từ

Dòng

điện

Định luật Ampe
Lực Lo-ren-xơ

Chất sắt từ
Dây dẫn mang
dòng điện

Từ tr-ờng Trái Đất
Sơ đồ 1: Cấu trúc lôgic ch-ơng Từ tr-ờng , Vật lý 11 - Nâng cao
2.2 Các thí nghiệm, thực hành dùng trong ch-ơng
a) Các thí nghiệm trong ch-ơng
- Thí nghiệm Ơ-xtet về t-ơng tác giữa nam châm và dòng điện.
- Thí nghiệm về từ phổ của nam châm và dòng điện.
- Thí nghiệm về xác định ph-ơng, chiều của lực từ.
- Thí nghiệm khảo sát định luật Am-pe.
- Thí nghiệm về t-ơng tác của hai dòng điện.
- Thí nghiệm về chuyển động của electron trong từ tr-ờng.
- Thí nghiệm khảo sát chuyển động cđa khung d©y trong tõ tr-êng.
Hồng Cơng Viêng – 47A Vật Lý

20


Khóa luận tốt nghiệp
b) Bài thực hành của ch-ơng
Bài thực hành: Xác định thành phần nằm ngang của từ tr-ờng Trái Đất.
2.3 Từ tr-ờng Trái Đất
Đây là nội dung hoàn toàn mới của Vật lý 11, ch-ơng trình Nâng cao.

2.3.1 Các đơn vị kiến thức của bài học
a) Độ từ thiên
Các đ-ờng sức từ của từ tr-ờng Trái Đất nằm trên mặt đất gọi là kinh
tuyến từ.
Ta biết rằng kim nam châm của la bàn không chỉ đúng mà lệch khỏi
ph-ơng Bắc Nam địa lý. Điều đó chứng tỏ kinh tuyến từ và kinh tuyến địa lý
không hoàn toàn trùng nhau.
Góc lệch giữa kinh tuyến từ và kinh tuyến địa lý gọi là độ từ thiên (hay
góc từ thiên), kí hiệu là D.
Quy -ớc: độ từ thiên ứng với cực Bắc của kim la bàn lệch sang Đông là độ
từ thiên d-ơng, ng-ợc là độ từ thiên âm.
ở Việt Nam, độ từ thiên rất nhỏ và có giá trị âm. Các giá trị đo đ-ợc vài
nơi nh- sau: Vinh (NghÖ An) D  0012' , Cao B»ng D  0037' . Cã thĨ nãi ë ViƯt
Nam kim la bµn chỉ khá đúng ph-ơng Bắc Nam địa lý.
Tuy nhiên trên mặt đất cũng có những nơi có độ từ thiên rất lớn, chẳng
hạn tại đảo Grin-len D 600
b) §é tõ khuynh
Mét kim la bµn cã trơc quay n»m ngang đi qua trọng tâm ta thấy lim lệch
khỏi ph-ơng nằm ngang.
Ng-ời ta gọi là bàn có kim nam châm nh- vừa mô tả là la bàn từ khuynh.
(Loại la bàn mà ta th-ờng gặp là la bàn từ thiên).
Góc hợp bởi kim nam châm của la bàn từ khuynh và mặt phẳng nằm
ngang là độ từ khuynh hay góc từ khuynh, kí hiệu là I.
ở Bác bán cầu, cực Bắc của kim nam châm nằm ở phía d-ới mặt phẳng
ngang, ng-ời ta quy -ớc đó là độ từ khuynh d-ơng. Ng-ợc lại ở nam bán cầu,
cực Bắc của kim nam châm nằm phía trên mặt phẳng ngang, đ-ợc quy -ớc độ từ
khuynh âm.
Trên Trái Đất có hai nơi, tại đó giá trị của độ từ khuynh lớn nhất và bằng
900. ở những nơi này kim nam châm vuông góc với mặt đất. Hai nơi đó là hai cực
từ. Đó chính là căn cứ để xác định các cực của Trái Đất.

ở Việt Nam độ từ khuynh tại một vài nơi có giá trị nh- sau: Vĩnh Linh
(Quảng Trị) I=18022 ; Đông Văn (Hà Giang) I=31052 ; tại Cà Mau I=0 tức là
kim nam châm nằm song song với mặt đất.

c) Các cực từ của Trái Đất
Trái Đất có hai địa cực là Bắc cực và Nam cực. Ngoài ra nó còn có hai cực
từ. Cực Bắc của kim la bàn h-ớng về Bắc cực, cực Nam h-ớng về Nam cực. Điều
đó có nghĩa chiều đ-ờng chiều đ-ờng sức từ của Trái Đất là chiều Nam Bắc.
Vì vậy từ cực nằm ở nam bán cầu gọi là từ cực Bắc, còn từ cực ở bắc bán cầu gọi

Hong Cụng Viêng – 47A Vật Lý

21


Khãa ln tèt nghiƯp
lµ tõ cùc Nam. Nh-ng ngay tõ đầu ng-ời ta gọi nhầm ở bắc bán cầu là từ cực
Bắc, còn ở nam bán cầu là từ cực Nam.
Ta biết rằng các đ-ờng sức từ không trùng với các đ-ờng kinh tuyến địa
lý, điều đó chứng tỏ địa cực từ không trùng với địa cực của Trái Đất. Hiện nay từ
cực Bắc ở vị độ 78005 bắc, kinh độ 69001 tây; từ cực Nam ở vị độ 78005 nam,
kinh độ 110009 tây.
Bằng nghiên cứu các mẫu đá cổ thu thập trên các lục địa, đặc biệt là ở đáy
biển, ngành cổ từ học nhận ra rằng các cực từ của Trái Đất không nằm yên một
chỗ mà di chuyển, mặc dù sự di chuyển đó rất chậm. Hàng loạt nghiên cứu chỉ ra
rằng trong quá khứ đà xảy ra hiện t-ợng đảo từ cực, thậm chí không chỉ đảo một
lần mà đảo nhiều lần

d) Các hiện t-ợng ảnh h-ởng tới từ tr-ờng của Trái Đất
BÃo từ

Thực hiện đo đạc tại cừng một nơi thì ng-ời ta nhận thấy rằng các yếu tố
của từ tr-ờng Trái Đất (nh- cảm ứng từ, độ từ thiên, độ từ khuynh) có biến đổi
theo thời gian. Nếu nh- các biến đổi này xảy ra hầu nh- cùng một lúc trên quy
mô toàn cầu thi ta gọi là bÃo từ .
BÃo từ hay còn gọi là bÃo địa từ
trên Trái Đất là những thời kỳ mà kim la
bàn dao động mạnh. Trên một số hành
tinh khác trong hệ Mặt Trời, nhất là các
hành tinh có từ quyển (nh- Sao Thổ)
cũng có hiện t-ợng t-ơng tự. Ng-ời ta
chia bà từ thành hai loại là loại yếu và
loại mạnh.
Nguyên nhân gây ra bÃo từ là do
dòng hạt mang điện phóng ra từ các vụ
bùng nổ trên Mặt Trời (gió Mặt Trời) tác
ảnh 2: Các điện tích từ Mặt
dụng lên các đ-ờng cảm ứng từ của Trái
Trời t-ơng tác với từ quyển
Đất.
của Trái Đất
Các quá trình đ-ợc miêu tả nhsau:
1. Các dòng hạt mang điện phóng ra từ Mặt Trời sinh ra một từ tr-ờng, có
độ lớn vào khoảng 6.10-9 tesla.
2.Từ tr-ờng này ép lên từ tr-ờng Trái Đất làm cho từ tr-ờng nơi bị ép tăng
lên.
3. Khi từ tr-ờng Trái Đất tăng lên, từ thông sẽ biến thiên và sinh ra một
dòng điện cảm ứng chống lại sự tăng từ tr-ờng của Trái Đất (theo định luật
Lenz).
4. Dòng điện cảm ứng này có thể đạt c-ờng độ hàng triệu ampe chuyển
động vòng quanh Trái Đất và gây ra một từ tr-ờng rất lớn tác dụng lên từ tr-ờng

Trái Đất.
5. Hiện t-ợng này tiếp diễn làm cho từ tr-ờng Trái Đất liên tục biến thiên
và kim la bàn dao động mạnh.
Hong Cụng Viờng 47A Vt Lý

22


Khóa luận tốt nghiệp
Đa số các những cơn bÃo từ th-ờng diễn ra trong thời gian ngắn, có những
cơn bÃo từ yếu chỉ kéo dài chừng vài ba giây. Ng-ợc lại, những cơn bÃo từ kéo
dài hàng chục giờ, thậm chí là vài ngày. Khoảng cách giữa các cơn bÃo từ cũng
khác nhau, không theo quy luật. Có năm chỉ có vài cơn bÃo, nh-ng cũng có năm
có ba bốn chục cơn. Theo nhiều nghiên cứu thì hiện nay các cơn bÃo từ xuất hiện
nhiều hơn và mạnh hơn, điều này cho thấy rằng Mặt Trời đang ở vào thời kỳ hoạt
động rất mạnh.
Nếu h-ớng của từ tr-ờng trong tầng ®iƯn ly h-íng vỊ phÝa B¾c, gièng nhh-íng cđa tõ tr-ờng Trái Đất, bÃo địa từ sẽ l-ớt qua hành tinh của chúng ta.
Ng-ợc lại, nếu từ tr-ờng h-ớng về phía Nam, ng-ợc với h-ớng từ tr-ờng bảo vệ
của Trái Đất, các cơn bÃo địa từ mạnh sẽ ảnh h-ởng trực tiếp tới Trái Đất. Mặc
dù khí quyển Trái Đất chặn đ-ợc các dòng hạt năng l-ợng cao đến từ Mặt Trời
này (gồm electron và proton), song các hạt đó làm xáo trộn từ tr-ờng của hành
tinh, cụ thể là quyển từ, có thể gây ra rối loạn trong liên lạc vô tuyến hay thậm
chí gây mất điện.
Thời kỳ có b·o tõ lµ thêi kú rÊt nguy hiĨm cho ng-êi có bệnh tim mạch
bởi vì từ tr-ờng ảnh h-ởng rất mạnh đến hoạt động của các cơ quan trong hệ tuần
hoàn của con ng-ời. Ngoài ra từ tr-ờng của Trái Đất cũng giúp cho một số loài
động vật thực hiện một số chức năng sống của chúng nh- là chức năng định
h-ớng do đó bÃo từ cũng sẽ ảnh h-ởng lớn đến sự sống của các loài này.
e) Những dị th-ờng từ
Ng-ời ta nhận thấy có những vùng mà tại đó từ tr-ờng Trái Đất hay một

phần từ tr-ờng Trái §Êt lín h¬n hay nhá l¬n rÊt nhiỊu so víi giá trị bình th-ờng.
Hiện t-ợng đó gọi là những dị th-ờng từ. Trên Trái Đất co 8 vừng dị th-ờng từ,
vùng dị th-ờng từ lớn nhất là ở bắc Xi-bia (Nga).
Những vùng dị th-ờng trên có quy mô lục đại. Còn có những vùng dị
th-ờng nhỏ có diện tích chừng vài trăm kilomet vuông. ở những vùng dị th-ờng
loại này, ng-ời ta đà có thể tìm thấy quặng có thể khai thác đ-ợc.
ở Việt Nam đà phát hiện dị th-ờng loại này tại một số nơi nh- Thạch Khê
(Hà Tĩnh), Nà Dụa (Cao Bằng), Tòng Bá (Hà Giang) Khoan thăm dò đà xác
nhận đ-ợc rằng ở độ sâu 100m tại Thạch Khê, Nà Dụa có quặng sắt.
f) Nguyên nhân hình thành từ tr-ờng Trái Đất
Vào năm 1600, nhà vật lí ng-ời Anh W. Gilbert đà đ-a ra giả thuyết Trái
Đất là một nam châm khổng lồ. Ông đà làm một quả cầu lớn bằng sắt nhiễm từ,
gọi nó là "Trái Đất tí hon" và đặt các từ cực của nó ở các địa cực. Đ-a la bàn lại
gần trái đất tí hon ông thấy trừ ở hai cực, còn ở mọi điểm trên quả cầu, kim la
bàn đều chỉ h-ớng Nam Bắc. Hiện nay nguyên nguyên nhân gây ra từ tr-ờng
Trái Đất ch-a rõ ràng. Có nhiều giả thiết đ-ợc đ-a ra nh-ng ch-a có giả thiết nào
có cơ sở đáng tin cậy. Mặc dù vậy hầu nh- các giả thiết đều cho rằng nguyên
nhân gây ra từ tr-ờng Trái Đất là ở trong lòng Trái Đất.
Năm 1940, một số nhà vật lý đà đ-a ra giả thuyết "Đinamô" để giải thích
nguồn gốc từ tr-ờng của trái đất. Theo thuyết này thì từ tr-ờng Trái đất chủ yếu
đ-ợc hình thành từ các dòng đối l-u trong chất lỏng của trái đất ở độ sâu trên
3000 km. Sự khác biệt về nhiệt độ trong chất lỏng của trái đất đà làm xt hiƯn

Hồng Cơng Viêng – 47A Vật Lý

23


Khóa luận tốt nghiệp
các dòng đối l-u. Nếu trong nhân của trái đất có một "từ tr-ờng nguyên thuỷ" thì

các dòng đối l-u trên sẽ có vai trò nh- một cuộn dây trong máy phát điện. Dòng
điện nhờ đó đ-ợc hình thành và chính nó đà tạo ra từ tr-ờng cho trái đất. Tuy
nhiên, thuyết vẫn còn một số điểm ch-a rõ ràng. Trong quá trình hình thành từ
tr-ờng trái đất, cần có "từ tr-ờng nguyên thuỷ", nh-ng từ tr-ờng này đ-ợc hình
thành từ bao giờ và bằng cách nào? Đây là một trong những tồn tại ch-a giải
quyết đ-ợc của các ngành khoa học về Trái Đất.
Gần đây, các nhµ khoa häc cho r»ng ngoµi tõ tr-êng chÝnh cđa trái đất
hình thành từ lõi ngoài chiếm 98%, còn có phần từ tr-ờng với nguồn gốc bên
ngoài trái đất chiếm 2%, phần từ tr-ờng này lại hay biến đổi, là phần quan trọng
gây ra những tác động đối với cơ thể sống.
2.3.2 Đo cảm ứng từ của từ tr-ờng Trái Đất
Để xác định thành phần nằm ngang của từ tr-ờng Trái Đất ta có thể sử
dụng bộ thí nghiệm Xác định thành phần nằm ngang của từ tr-ờng Trái Đất ,
do Việt Nam sản xuất, đ-ợc trang bị cho các tr-ờng THPT trên toàn quốc. Bộ thí
nghiệm này đ-ợc dùng cho bài thực hành cuối ch-ơng Từ tr-ờng Vật lý 11
Nâng cao.

1. Mục đích thí nghiệm
- Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của la bàn tang (điện kế tang).
- Dùng la bàn tang và máy do điện đa năng để xác định thành phần nằm
ngang của từ tr-ờng Trái Đất.

2. Cơ sở lý thuyết
Nếu đặt một kim nam châm trong lòng một cuộn dây có dòng điện thì kim
nam châm sẽ chịu tác dụng đồng thời của từ tr-ờng Trái Đất và từ tr-ờng cuộn
dây.
Kim nam châm sẽ định h-ớng theo chiều của từ tr-ơng tổng hợp của từ
tr-ờng Trái Đất và từ tr-ờng cuộn dây.

B BT B C

Để xác định thành phần nằm
ngang của từ tr-ờng Trái Đất ta có thể
dùng la bàn tang có nguyên tắc cấu tạo
và hoạt động (nh- hinh vẽ), trong đó:
1 I và I : cuộn dây có
dòng điện I với chiều kí hiệu nh- hình
vẽ.
2 kim nam châm.
3 Th-ớc đo góc.
4 Kim chỉ thị (gắn vuông góc
với kim nam châm).

I

1
3

4
2



BT : Từ tr-ờng Trái Đất (thành

phần nằm ngang).

1



BC : Từ tr-ờng cuộn dây.

I

Hình 1
Hong Cụng Viờng 47A Vt Lý

24


Khóa luận tốt nghiệp
Khi đặt mặt phẳng cuộn dây trùng với mặt phẳng kinh tuyến từ, ta có thể


xác định đ-ợc BT theo công thức: BT

BC
NI
4 .10 7
tan
d tan

Trong đó:

N là số vòng dây của cuộn dây dẫn
I là c-ờng độ dòng điện qua cuộn dây
d là đ-ờng kính cuộn dây
là góc quay của kim nam châm so với vị trí ban đầu ch-a có dòng
điện qua cuộn dây.
3. Thiết bị thí nghiệm
Bộ thiết bị này gồm những thiết bị chi tiết sau: (ảnh 3)

(a)
(b)

(c)

(d)

(e)

ảnh 3
(a) La bàn tang (ảnh 4)
- Khung dây (1) có ba đầu ra
với các bó dây 100, 200, 300 vòng;
đ-ờng kính (d) của vòng cỡ
160mm.
- Kim nam châm (2) gắn
vuông góc với kim chỉ thị dài.
- Hộp la bàn (3) trong suốt
có gắn trục kim và th-ớc đo góc.
- Đế (4) có lắp các ổ cắm
điện.

(1)

(2)
(3)
(4)

ảnh 4
Hong Cụng Viờng 47A Vật Lý

25