ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

LÊ THỊ CẨM TÚ

NGHIÊN CỨU KHAI THÁC, XÂY DỰNG
VÀ SỬ DỤNG KÊNH HÌNH TRONG DẠY HỌC
MỘT SỐ KIẾN THỨC VẬT LÝ 11
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC
Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học môn Vật lý
Mã số: 62 14 01 11

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Lê Văn Giáo
2. PGS.TS. Lê Phƣớc Lƣợng

Huế, 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nghiên cứu nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất
kỳ một công trình khoa học nào.

Tác giả

LÊ THỊ CẨM TÚ



MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ........................................................................................1
2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI .............................................................................................4
3. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC ................................................................................4
4. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ..............................................................................4
5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ...................................................................................4
6. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU ................................................................................4
7. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................................5
8. NHƢNG ĐÓNG GÓP MƠI CỦA LUÂN ÁN ......................................................6
9. CẤU TRÚC LUẬN ÁN........................................................................................6
NỘI DUNG ................................................................................................................7
CHƢƠNG

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................7

1.1. Các nghiên cứu về kênh hình trong dạy học nói chung ................................7
c nghiên cứu về ênh hình trong ạy học vật lý .....................................20
1.3. Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu ........................................................22
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC,
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG KÊNH HÌNH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở
TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ..............................................................24
2.1. Lý thuyết xử lý thông tin, hoạt động nhận thức và phát triển tính tích cực
nhận thức thông qua việc sử dụng kênh hình trong dạy học ..............................24
2.1.1. Lý thuyết xử lý thông tin ......................................................................24
2.1.2. Hoạt động nhận thức của học sinh ........................................................26
2.1.3. Phát triển tính tích cực nhận thức của học sinh thông qua việc sử dụng
kênh hình .........................................................................................................29
2.2. Kênh hình trong dạy học .............................................................................30
2.2.1. Khái niệm kênh hình .............................................................................30
2.2.2. Vai trò của kênh hình trong dạy học vật lý ở trƣờng THPT .................32

TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “TỪ TRƢỜNG”-“CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ”
VẬT LÝ LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ..................................................86
3

Đặc điểm c c chƣơng “Từ trƣờng” và “ ảm ứng điện từ” .........................86

3.2. Nội ung c c chƣơng “Từ trƣờng” và “ ảm ứng điện từ” .........................88
3

hƣơng “Từ trƣờng ..............................................................................88

3.2.2. Cấu trúc và nội ung chƣơng “ ảm ứng điện từ” ................................96


iii
3.3. Khai thác, xây dựng kênh hình dùng trong dạy học c c chƣơng “Từ
trƣờng” và “ ảm ứng điện từ” ...........................................................................99
33

Kênh hình s ch gi o hoa trong c c chƣơng “Từ trƣờng”, “ ảm ứng

điện từ” ............................................................................................................99
3.3.2. Khai thác, xây dựng kênh hình dùng trong dạy học c c chƣơng “Từ
trƣờng” và “ ảm ứng điện từ” ......................................................................107
3.4. Xây dựng ho tƣ liệu kênh hình dùng trong dạy học c c chƣơng “Từ
trƣờng” và “ ảm ứng điện từ” .........................................................................111
3.5. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài cụ thể ............................................113
35

ài 9: “Từ trƣờng của một số

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................167
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................170


iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết ầ

ủ

Viết tắt

ông nghệ thông tin

CNTT

Cảm ứng điện từ

UĐT

Đối chứng

Đ

Gi o viên

GV

Học sinh


Trung học phổ thông

THPT

Vật lý

VL


v

DANH MỤC CÁC BẢNG
BẢNG 2.1 Các hình thức thể hiện của ênh hình tĩnh ............................................36
BẢNG 2.2. Các hình thức thể hiện của ênh hình động. ..........................................37
BẢNG 2.3. Kết quả điều tra về việc sử dụng phƣơng ph p ạy học, phƣơng tiện dạy
học của GV trong dạy học VL. .................................................................................76
BẢNG 2.4. Kết quả điều tra việc khai thác, xây dựng và sử dụng kênh hình trong
dạy học vl ở trƣờng THPT. .......................................................................................78
BẢNG 2.5. Kết quả điều tra việc sử dụng phƣơng tiện dạy học của GV và mức độ
yêu thích c c phƣơng tiện dạy học của HS. ..............................................................82
BẢNG 2.6. Kết quả điều tra mức độ hứng thú của Hs đối với kênh hình. ...............82
BẢNG 3.1. Từ trƣờng của

ng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng khác nhau. .110

BẢNG 4.1 Phân bố TNSP vòng 1 ở c c trƣờng THPT. .........................................142
BẢNG 4.2 Phân bố TNSP vòng 2 ở c c trƣờng THPT. .........................................145
BẢNG 4.3. Cách thu và xử lý mẫu khi TNSP. .......................................................147
BẢNG 4.4. Các yêu cầu cần đạt đƣợc khi vận dụng c c thao t c tƣ uy. ..............147


ảng tổng hợp các tham số đặc trƣng ở bài kiểm tra số 2. ................158


vi
BẢNG 4.19. Bảng phân phối điểm số bài kiểm tra số 3 .........................................159
ẢNG 4

ảng phân phối tần suất (fi%) ở bài kiểm tra số 3 ............................159

ẢNG 4

ảng phân phối tần suất lũy tích ở bài kiểm tra số 3 .........................159

ẢNG 4

ảng phân loại theo học lực bài kiểm tra số 3 ..................................159

BẢNG 4.23. Bảng tổng hợp các tham số đặc trƣng ở bài kiểm tra số 3 .................159
BẢNG 4.24. Bảng phân phối điểm số bài kiểm tra số 4. .......................................160
ẢNG 4 5

ảng phân phối tần suất (%) ở bài kiểm tra số 4. .............................161

ẢNG 4 26. Bảng tần suất lũy tích ở bài kiểm tra số 4. .........................................161
ẢNG 4 7 Bảng phân loại theo học lực bài kiểm tra số 4 ..................................161
ẢNG 4 8

ảng tổng hợp các tham số đặc trƣng ở bài kiểm tra số 4. ................161


HÌNH 2.8. Hình ảnh giới thiệu các dụng cụ để chế tạo một động cơ điện đơn giản .....64
HÌNH 3.1. Hình ảnh về hiện tƣợng tự cảm hi đ ng và ngắt mạch. ......................108
HÌNH 3.2 Các bảng số liệu nghiên cứu về đại lƣợng cảm ứng từ. .........................108
HÌNH 3.3. Video về hiện tƣợng cƣđt gây ra o nam châm chuyển động. ..............109
HÌNH 3.4. Bài tập đồ thị vận dụng hiện tƣợng cảm ứng điện từ. ...........................110
HÌNH 3.5. Sơ đồ tƣ uy tổng hợp kiến thức chƣơng “Từ trƣờng” ........................111
HÌNH 3.6. Sơ đồ tổ chức ho tƣ liệu kênh hình trong dạy học chƣơng “Từ trƣờng”
và “ ảm ứng điện từ” .............................................................................................112
HÌNH 3 8 Đoạn phim

ng nam châm thử để x c định chiều đƣờng cảm ứng trong

ây ẫn th ng ài ...................................................................................................114
HÌNH 3 7 Đoạn phim hảo s t đƣờng sức từ của

ng điện chạy trong c c ây ẫn

c hình ạng h c nhau ..........................................................................................114
HÌNH 3

Đƣờng sức từ của ây ẫn trong ây ẫn tr n ...................................114

HÌNH 3.9. Quy tắc nắm tay phải để x c định cảm ứng từ trong ây ẫn th ng ài. ...... 114
HÌNH 3

Quy tắc nắm tay phải để x c định cảm ứng từ trong ây ẫn tr n. ....114

HÌNH 3.13. Quy tắc nắm tay phải

ng để x c định từ trƣờng ên trong ống ây ....115


HÌNH 4

Đƣờng biểu diễn phân phối tần suất ở bài kiểm tra số 2.....................158

HÌNH 4.12. Biểu đồ phân loại học sinh theo nh m điểm bài kiểm tra số 2 ...........158
HÌNH 4 3 Đƣờng biểu diễn phân phối tần suất ở bài kiểm tra số 3.....................160
HÌNH 4 4 Đƣờng biểu diễn tần suất hội tụ tiến ở bài kiểm tra số 3. ...................160
HÌNH 4.15. Biểu đồ phân loại HS theo nh m điểm bài kiểm tra số 3. ..................160
HÌNH 4.17. Biểu đồ phân loại HS theo nh m điểm bài kiểm tra số 3. ..................161
HÌNH 4 6 Đƣờng biểu diễn tần suất hội tụ tiến ở bài kiểm tra số 3. ...................161
HÌNH 4.18. Biểu đồ phân loại HS theo nh m điểm bài kiểm tra số 3 ...................162
HÌNH 4

Đƣờng biểu diễn tần suất hội tụ tiến tổng các bài kiểm tra. ...............163

HÌNH 4 9 Đƣờng biểu diễn phân phối tần suất tổng các bài kiểm tra. ................163
HÌNH 4.21. Biểu đồ phân loại HS theo nhóm tổng các bài kiểm tra. .....................163
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
SƠ ĐỒ 2.1. Phân loại kênh hình ...............................................................................35
SƠ ĐỒ 2.2. Quy trình làm việc với kênh hình trong dạy học VL ở trƣờng THPT. ......65
SƠ ĐỒ 2.3. Quy trình thiết kế tiến trình dạy học với việc sử dụng kênh hình. ........73


1
MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong xu thế phát triển và hội nhập nhƣ hiện nay, chìa h a đảm bảo cho sự
phát triển của nhiều quốc gia đ là gi o ục và đào tạo. Giáo dục và đào tạo Việt
Nam trong những thập kỷ qua đã đạt đƣợc những thành tựu to lớn, góp phần vào

phán, sáng tạo, có kỹ năng sống, kỹ năng giải quyết vấn đề để làm việc hiệu quả
trong môi trường toàn cầu hóa vừa hợp tác vừa cạnh tranh. Điều này đòi hỏi phải
có những thay đổi căn bản về hệ thống giáo dục từ nội dung, phương pháp dạy học
đến việc xây dựng những môi trường giáo dục lành mạnh và thuận lợi, giúp người


2
học có thể chủ động, tích cực, kiến tạo kiến thức, phát triển kỹ năng và vận dụng
những điều đã học vào cuộc sống”[4] và đƣợc qui định tại điều 28 Luật Giáo
dục:“Phương pháp giáo dục ở trường phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác,
chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học;
bồi dưỡng khả năng tự học, làm việc theo nhóm; rèn luyện kiến thức vận dụng vào
thực tiễn; tác động vào tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho mọi học
sinh” [46]. Những định hƣớng trên đã đặt ra cho ngành gi o ục n i chung và nhà
trƣờng phổ thông n i riêng nhiệm vụ quan trọng đ là làm c ch nào để c thể đổi mới
đƣợc phƣơng ph p ạy học nhằm ph t triển tính tích cực nhận thức của HS, qua đ
nâng cao chất lƣợng ạy học ở trƣờng THPT
Vật lý là môn khoa học mà hầu hết iến thức là kết quả của sự khái quát hóa
thực nghiệm, các hiện tƣợng và quá trình diễn ra trong thực tiễn đời sống. Vì vậy, Vật
lý là một trong những môn học mà kiến thức của n đƣợc ứng dụng nhiều trong kỹ
thuật, đời sống và thực tiễn. Thế nhƣng, môn Vật lý vẫn chƣa đƣợc giảng dạy đ ng
theo nghĩa của nó. Nhiều GV vẫn nặng về truyền thụ kiến thức, trình trạng “ ạy chay,
học chay” vẫn còn phổ biến; GV ít liên hệ kiến thức vào thực tiễn, ít chú trọng vào
việc rèn luyện các kỹ năng cho HS; GV chƣa quan tâm đ ng mức việc đổi mới PPDH
theo hƣớng hiện đại cũng nhƣ việc ích thích l ng đam mê, hứng thú học tập của HS
đối với bộ môn Vật lý. Trong thực tế dạy học cho thấy, HS ở lứa tuổi THPT rất dễ
cảm nhận và tiếp thu đối tƣợng thông qua c c phƣơng tiện trực quan

hính vì vậy,



“

Hoạt ộng của HS

ng điện trong chân hông”

ch ng ta đã c

iết về sự l i tia điện tử

trong ống ph ng điện tử bằng điện
trƣờng. Bây giờ chúng ta tìm hiểu một
c ch l i tia điện tử kh c đ là ằng từ
trƣờng Đây là một ứng dụng của lực Loren-xơ .
- Chiếu đoạn phim về ống ph ng điện tử

- Theo hình vẽ, nếu chƣa c từ trƣờng thì
quỹ đạo của c c electron nhƣ thế nào? Vì
sao?

- Học sinh quan s t để trả lời câu hỏi.

- Electron chuyển động theo đƣờng
th ng nằm ngang đến đập vào màn hình
tại điểm M L c này chƣa c lực Lo-


P114
ren-xơ t c ụng.


P115
4.3. Thiết kế tiến trình dạy học tiết ôn tập
 Bƣớc : Xác ịnh mục tiêu bài dạy
- Vận dụng đƣợc quy tắc bàn tay trái và vận dụng công thức định luật Ampe.
- X c định đƣợc momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây.
- X c định đƣợc chiều của lực Lo-ren-xơ và công thức x c định độ lớn của lực
Lo-ren-xơ
* Lựa chọn các nội dung có thể sử dụng kênh hình
- Sử dụng sơ đồ tƣ uy để củng cố hệ thống kiến thức toàn chƣơng
- Sử dụng các bài tập về đồ thị, hình vẽ để HS vận dụng kiến thức đã học.
 Bƣớc 2: Xác ịnh các mức ộ sử dụng kênh hình trong tổ chức dạy học
-Sử dụng kênh hình ở mức độ

để có thể giúp HS hệ thống kiến thức kiến thức

toàn chƣơng, vận dụng giải quyết các bài tập
- Sử dụng kênh hình ở mức độ 3 để Hs tự lực giải quyết các bài tập sáng tạo.
 Bƣớc 3: Sử dụng ho tƣ liệu ể lựa chọn kênh hình phù hợp nội dung dạy học
 Bƣớc 4. Thiết kế tiến trình dạy học với việc sử dụng kênh hình.
- Hoạt ộng 1. GV nhắc lại một số kiến thức liên quan đến kiến thức đã học.
- Hoạt ộng 2. GV chiếu đoạn phim về m y ph t điện một chiều và máy phát
điện xoay chiều để HS so sánh theo các tiêu chí trong phiếu học tập.


P116
Trƣờng:
Nh m:

Lớp:

Họ và tên: ................................................................................................
Trƣờng: ........................................................................

Lớp:

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2

Áp dụng quy tắc bàn tay trái:
X c định hƣớng của lực từ tác dụng lên dây dẫn c

ng điện I chạy qua nhƣ c c

hình ƣới đây:

X c định các cực của nam châm

N
3 X c định chiều

ng điện chạy trong dây dẫn

Hoạt ộng 4. Giải bài tập về lực từ
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
Cho một khung dây có dạng hình tam gi c đều

Khung ây đƣợc đặt

trong từ trƣờng đều sao cho c c đƣờng sức từ song song với mặt ph ng khung dây
và vuông góc với cạnh BC của khung. Cho biết cạnh của khung dây bằng a và dòng
điện trong hung c cƣờng độ I. Hãy chỉ ra các lực từ tác dụng lên các cạnh của

Hoạt ộng của GV
- GV chiếu đoạn phim mô phỏng máy
ph t điện 1 chiều và xoay chiều

Quy trình làm việc với ênh hình đƣợc
tiến hành nhƣ sau:
Giai đoạn 1: GV x c định mục tiêu là
HS phải so s nh đƣợc

m y ph t điện

này dựa theo c c tiêu chí đã đề ra. Phân

Hoạt ộng của HS


P119
chia cả lớp thành 4 nh m để thực hiện
nhiệm vụ này.

Giai đoạn 2: Các nhóm quan sát kênh
hình GV trình chiếu và tiếp nhận phiếu
học tập
- Các nhóm xử lý công việc GV giao
phó, ở đây cần vận dụng thao t c tƣ
uy là so s nh để rút ra những điểm
giống và khác nhau của 2 máy phát
điện này
- Đại diện các nhóm trình bày kết quả


- GV mời 1 HS phát biểu lại quy tắc bàn - HS nhắc lại quy tắc
tay tr i để x c định lực từ tác dụng lên
một đoạn dây dẫn đặt trong từ trƣờng
- GV phát phiếu học tập số 2 cho từng cá
- HS tiến hành làm việc với phiếu học

nhân HS.

- GV thu lại các phiếu học tập để tiện cho tập có kênh hình
việc đ nh gi tính tích cực của HS thông
qua đ nh gi mức độ vận dụng các thao
t c tƣ uy của HS.
Hoạt ộng 4. GV vận dụng kiến thức đã học để giải bài tập cho HS
Hoạt ộng của GV
- Giáo viên tóm tắt đề lên bảng và vẽ hình
Tóm tắt:
Khung dây ABC
AB = AC = BC = a
a X c định các lực từ
X c định mômen ngẫu lực
a X c định các lực từ
Trƣớc hết giáo viên yêu cầu học sinh

Hoạt ộng của HS


P121
nhận xét:

+ góc hợp bởi đoạn



vectơ B

+ góc hợp bởi đoạn

ng điện BC và


vectơ B bằng 900

Trong bài tập trƣớc ch ng ta đã nhắc lại
c ch x c định lực từ lên một đoạn dây
dẫn c

ng điện. Bây giờ lần lƣợt từng

học sinh sẽ x c định chiều của lực tác



Mời 3 học sinh lên bảng x c định FAB ,
dụng lên c c đoạn dây AB, CA, BC và 

FBC , FCA
biểu thức độ lớn của từng lực.
-Đối với cạnh AB

1
2

2



- Hỏi: Em có nhận xét cặp lực FN và FBC

2



FN và FBC tạo thành ngẫu lực tác dụng

lên thanh

-Mời một học sinh nêu lại công thức tính M=F.d
momen ngẫu lực

HS lên bảng viết

- Trong trƣờng hợp này momen ngẫu lực
bằng bao nhiêu?
Ta cần lƣu ý rằng

3 2 1
3
a = a a =S là
2
4
2


Lớp:

(Khoanh tròn chữ c i đứng trƣớc phƣơng n trả lời đ ng: mỗi câu trả lời
đ ng ,5 điểm; câu tự luận ,5 điểm)
I. Phần trắc nghiệm (7,5 iểm)
Câu 1: Cảm ứng từ tại một điểm bên trong ống ây điện KHÔNG phụ thuộc yếu tố:
A. Số vòng dây

B. Bán kính mỗi vòng dây

Môi trƣờng bên trong ống dây
Câu 2 : Xét từ trƣờng của
I. Dây dẫn th ng

D. Chiều dài ống dây

ng điện qua các mạch sau:
II. Khung dây tròn

III. Ống dây dài

Có thể dùng qui tắc nắm bàn tay phải để x c định chiều của đƣờng cảm ứng từ của
mạch điện nào?
A. I và II.

B. III và I.

C. II và III.

D. I, II và III.


C.

D.

II. Phần tự luận (2,5 iểm)
Một dây dẫn rất ài đƣợc căng th ng trừ
một đoạn ở giữa dây uốn thành một vòng tròn bán
ính ,5cm ho ng điện 3A chạy trong dây dẫn.
X c định cảm ứng từ tại tâm của vòng tròn nếu
vòng tròn và phần dây th ng cùng nằm trong một
mặt
ph ng
Đề
kiểm
tra số 2. Kiểm tra 15 phút sau khi học ài “

I
O