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 )

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

- 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 ÁN1. 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),

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

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)


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
+ 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.

-

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:



-
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


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



* 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

* 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

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

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:

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

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
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

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”

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:


-
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

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


* 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

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

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

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:

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

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:



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.

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


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.


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?

-
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.

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

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.


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:

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

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

* 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



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


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 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.

-
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