Sử dụng học tập hỗn hợp khi dạy học kiến thức về dòng điện Fu-cô và ứng dụng của nó cho học sinh lớp 11

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE<br /> Educational Sci., 2016, Vol. 61, No. 8B, pp. 138-147<br /> This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn<br /> <br /> DOI: 10.18173/2354-1075.2016-0168<br /> <br /> SỬ DỤNG HỌC TẬP HỖN HỢP KHI DẠY HỌC KIẾN THỨC VỀ DÒNG ĐIỆN<br /> FU-CÔ VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ CHO HỌC SINH LỚP 11<br /> Ngô Trọng Tuệ<br /> Khoa Vật lí, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2<br /> Tóm tắt. Nội dung bài báo trình bày tiến trình dạy học kiến thức về dòng điện Fu-cô và một<br /> số ứng dụng của nó trong cuộc sống cho học sinh lớp 11. Sử dụng mô hình Học tập hỗn<br /> hợp trong tiến trình dạy họcnhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh, giúp học sinh<br /> hiểu biết ứng dụng của dòng Fu-cô trong cuộc sống. Đồng thời, bài báo cũng trình bày một<br /> số thí nghiệm và tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo học sinh khi dạy nội dung này.<br /> Từ khóa: Dòng điện Fu-cô, Học tập hỗn hợp, tiến trình dạy học, tiêu chí, sáng tạo.<br /> <br /> 1.<br /> <br /> Mở đầu<br /> <br /> Dạy học vật lí gắn với thực tế cuộc sống của học sinh (HS) là rất cần thiết vì giúp HS hiểu<br /> được ứng dụng của vật lí, nguyên lí hoạt động của một số thiết bị trong đời sống, qua đó biết cách<br /> sử dụng, vận hành an toàn các thiết bị. Đồng thời, giúp HS hiểu rõ hơn kiến thức vật lí khi vận<br /> dụng kiến thức đã học vào thực tế.<br /> Kiến thức về dòng điện Fu-cô có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất như nguyên<br /> lí hoạt động của bếp từ, công tơ điện, tốc kế, phanh điện từ;cách nấu chảy, tôi kim loại hoặc giải<br /> thích cấu tạo lõi thép của máy phát điện, máy biến thế, động cơ điện. Do đó, khi dạy nội dung này<br /> cần thiết phải dạy các ứng dụng của dòng Fu-cô trong đời sống và sản xuất để HS hiểu nguyên lí<br /> làm việc, cấu tạo của một số thiết bị.<br /> Có một số công trình nghiên cứu về dạy học dòng điện Fu-cô và ứng dụng của nó đã đưa ra<br /> tiến trình dạy học theo Dạy học giải quyết vấn đề, chế tạo dụng cụ thí nghiệm (TN) sử dụng trong<br /> dạy học ứng dụng kĩ thuật (ƯDKT) của dòng Fu-cô [1, 2]. Cách tiến hành TN kiểm tra sự xuất<br /> hiện, đặc điểm dòng điện Fu-cô có trình bày trong một số công trình, tài liệu [3, 4, 5, 6].<br /> Trong tổ chức dạy học giải quyết vấn đề, khi HS giải quyết vấn đề thì HS phải tự tìm hiểu lí<br /> thuyết trong sách, học liệu hay qua TN để giải quyết nhiệm vụ đặt ra. Quá trình này sẽ hình thành<br /> kiến thức mới cho HS.Do đó, để đảm bảo thành công trong dạy học thì phải cung cấp thiết bị TN,<br /> học liệu cần thiết để HS sử dụng.Phương án TN phải dễ thực hiện, kiểm tra được sự xuất hiện và<br /> đặc điểm dòng điện Fu-cô.<br /> Học tập hỗn hợp tạo điều kiện HS có nhiều thời gian nghiên cứu, sử dụng môi trường trên<br /> mạng để trao đổi ngoài lớp, tra cứu thông tin, tìm hiểu các hiện tượng và ứng dụng của kiến thức<br /> vật lí. Như vậy, mô hình này phù hợp khi dạy học kiến thức về dòng điện Fu-cô và ứng dụng của<br /> nó trong cuộc sống.<br /> Ngày nhận bài: 17/7/2016. Ngày nhận đăng: 15/9/2016<br /> Liên hệ: Ngô Trọng Tuệ, e-mail: tuebg2005@yahoo.com.vn<br /> <br /> 138<br /> <br /> Sử dụng học tập hỗn hợp khi dạy học kiến thức về dòng điện Fu-cô và ứng dụng...<br /> <br /> Một số công trình nghiên cứu chỉ ra tiến trình học của HS trong Học tập hỗn hợp [7, 8, 9],<br /> trong các công trình này, hoạt động của HS được chỉ rõ ở các môi trường trên lớp, trên mạng. Đây<br /> là tiến trình chung trong dạy học các môn học. Như vậy, cần nghiên cứu sử dụng Học tập hỗn hợp<br /> trong tiến trình giải quyết vấn đề và áp dụng vào dạy học vật lí.<br /> Nội dung bài báo trình bày các hoạt động của giáo viên(GV), HS trong các môi trường trên<br /> lớp, trên mạng và áp dụng vào tiến trình dạy học kiến thức về dòng điện Fu-cô theo quan điểm dạy<br /> học giải quyết vấn đề ở trên. Phương án TN để sử dụng trong dạy học có điểm khác so với phương<br /> án trong một số tài liệu, công trình công bố ở trên.<br /> <br /> 2.<br /> 2.1.<br /> <br /> Nội dung nghiên cứu<br /> Sử dụng mô hình Học tập hỗn hợp trong tiến trình dạy học giải quyết vấn đề<br /> <br /> Các mô hình học tập hỗn hợp gồm: (1) Mô hình xoay vòng (gồm: Hoán đổi trạm học tập,<br /> Hoán đổi lớp học, Vòng quay cá nhân, Lớp học đảo ngược), (2) Mô hình linh hoạt, (3) Mô hình<br /> A La Carte, (4) Mô hình học ảo chủ đạo. Trong mô hình Lớp học đảo ngược, HS học theo một<br /> lịch trình cố định, xoay vòng giữa học đối mặt và học trực tuyến ở nhà với cùng nội dung. Mỗi HS<br /> nhận nhiệm vụ, hợp tác trên mạng để thực hiện hoạt động dưới sự hướng dẫn của GV qua mạng.<br /> Sau đó, HS báo cáo kết quả cho GV trên môi trường mạng. Trên lớp, HS tiếp tục thực hiện nhiệm<br /> vụ để hoàn thành hoạt động dưới sự hướng dẫn trực tiếp của GV[10].<br /> Sử dụng mô hình lớp học đảo ngược trong tiến dạy học giải quyết vấn đề để hình thành kiến<br /> thức mới cho HS[11],các hoạt động của GV và HS như sau:<br /> Bảng 1. Mô hình Học tập hỗn hợp trong tiến trình dạy học giải quyết vấn đề<br /> Các giai đoạn<br /> <br /> 1. Làm nảy sinh<br /> vấn đề cần giải<br /> quyết<br /> 2. Phát biểu vấn<br /> đề cần giải quyết<br /> (câu hỏi cần trả<br /> lời)<br /> 3. Giải quyết vấn<br /> đề:<br /> - Suy đoán giải<br /> pháp giải quyết<br /> vấn đề: Nhờ<br /> khảo sát lí thuyết<br /> và/hoặc<br /> thực<br /> nghiệm<br /> - Thực hiện giải<br /> pháp đã suy đoán<br /> <br /> Trên mạng<br /> Hoạt động của Hoạt động của<br /> GV<br /> HS<br /> - Chuyển giao - Thảo luận tìm<br /> nhiệm vụ: Yêu hiểu hiện tượng<br /> cầu HS tìm hiểu vật lí, thiết bị<br /> hiện tượng vật lí, kĩ thuật qua ảnh,<br /> thiết bị kĩ thuật.<br /> video..<br /> - Hướng dẫn HS<br /> - Thảo luận xác<br /> phát hiện và phát<br /> định vấn đề mới.<br /> biểu vấn đề mới<br /> - Nộp báo cáo cho<br /> qua diễn đàn,<br /> GV.<br /> chat...<br /> <br /> - Trợ giúp HS lựa<br /> chọn và thực hiện<br /> giải pháp qua<br /> diễn đàn, chat...<br /> <br /> - Thảo luận để lựa<br /> chọn và thực hiện<br /> giải pháp.<br /> - Nộp báo cáo cho<br /> GV.<br /> <br /> Trên lớp<br /> Hoạt động của<br /> Hoạt động của GV<br /> HS<br /> - Hướng dẫn HS học<br /> trên mạng, tìm hiểu<br /> hiện tượng vật lí,<br /> thiết bị kĩ thuật.<br /> - Hướng dẫn HS phát<br /> hiện và phát biểu vấn<br /> đề mới.<br /> - Nhận xét, kết luận<br /> về vấn đề mới.<br /> - Tổ chức HS báo cáo<br /> về lựa chọn giải pháp.<br /> - Hướng dẫn HS làm<br /> TN, tìm hiểu mô<br /> hình...<br /> - Tổ chức HS báo cáo<br /> kết quả thực hiện giải<br /> pháp.<br /> - Nhận xét, kết luận<br /> kết quả.<br /> <br /> - Tìm hiểu hiện<br /> tượng vật lí trên<br /> mạng, thiết bị kĩ<br /> thuật.<br /> - Thảo luận, báo<br /> cáo vấn đề mới<br /> trước lớp.<br /> - Báo cáo giải<br /> pháp lựa chọn.<br /> - Thực hiện giải<br /> pháp:<br /> Nghiên<br /> cứu học liệu, tiến<br /> hành TN, tìm<br /> hiểu mô hình...<br /> - Báo cáo kết<br /> quả thực hiện giải<br /> pháp.<br /> <br /> 139<br /> <br /> Ngô Trọng Tuệ<br /> <br /> 4. Rút ra kết luận<br /> <br /> - Trợ giúp HS rút<br /> ra kết luận qua<br /> diễn đàn, chat...<br /> <br /> - Thảo luận để rút<br /> ra kết luận.<br /> - Nộp báo cáo cho<br /> GV.<br /> <br /> - Tổ chức HS rút ra<br /> kết luận.<br /> - Kết luận, nhận xét.<br /> <br /> - Thảo luận đưa<br /> ra kết luận và báo<br /> cáo trước lớp.<br /> <br /> 5. Vận dụng<br /> kiến thức mới để<br /> giải quyết những<br /> nhiệm vụ đặt ra<br /> tiếp theo<br /> <br /> - Chuyển giao<br /> nhiệm vụ: Yêu<br /> cầu HS vận dụng<br /> kiến thức vào<br /> thực tế, làm bài<br /> tập.<br /> <br /> - Thảo luận tìm<br /> hiểu ứng dụng<br /> kiến thức trong<br /> thực tế,làm bài<br /> tập.<br /> <br /> - Tổ chức HS báo cáo<br /> kết quả tìm hiểu ứng<br /> dụng kiến thức trong<br /> thực tế, làm bài tập.<br /> <br /> - Báo cáo, thảo<br /> luận kết quả tìm<br /> hiểu ứng dụng<br /> kiến thức trong<br /> thực tế, làm bài<br /> tập.<br /> <br /> Ở giai đoạn 5, khi HS tìm hiểu ƯDKT, các hoạt động của HS gồm: Nhận nhiệm vụ → Thực<br /> hiện nhiệm vụ → Báo cáo, thảo luận kết quả. Ở mỗi hoạt động này, HS sử dụng môi trường mạng<br /> để thảo luận, tìm hiểu ƯDKT và nộp báo cáo cho GV. Ở trên lớp, HS tìm hiểu thiết bị thực, lập kế<br /> hoạch thực hiện, báo cáo kết quả tìm hiểu ƯDKT, vận hành thiết bị thực hoặc môn hình minh họa<br /> cho hoạt động của thiết bị.<br /> <br /> 2.2.<br /> <br /> Tiến trình dạy học kiến thức về dòng điện Fu-cô và ứng dụng của nó<br /> <br /> Dòng điện Fu-cô là trường hợp riêng của hiện tượng cảm ứng điện từ, nó xuất hiện khi<br /> khối vật dẫn chuyển động trong từ trường hoặc đặt trong từ trường biến thiên. Khi dạy nội dung<br /> này, HS vận dụng kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ để giải thích điều kiện xuất hiện, đặc<br /> điểm về chiều, độ lớn của dòng điện Fu-cô. Theo quan điểm này và vận dụng tiến trình dạy học<br /> giải quyết vấn đề, mô hình học tập hỗn hợpthì các hoạt động của HS như sau (sử dụng trang web<br /> truonghocketnoi.edu.vn, tên đăng nhập: HS.00057.00219, mật khẩu: 12345678, chọn giáo viên:<br /> Nguyễn Mạnh Hiền, Lớp: 11):<br /> LÀM NẢY SINH VÀ PHÁT BIỂU VẤN ĐỀ<br /> Hoạt động 1: Tìm hiểu cấu tạo, hoạt động của máy phát điện (tiết 1)<br /> I. Mục đích, yêu cầu<br /> - Trình bày được đặc điểm cấu tạo lõi thép của máy phát điện.<br /> - Nêu được cách cuốn cuộn dây quanh lõi thép.<br /> - Trình bày được hoạt động, nguyên lí của máy phát điện.<br /> II. Thực hiện hoạt động<br /> - Nghiên cứu cấu tạo lõi thép của máy phát điện trên lớp, trên mạng. Cách cuốn cuộn dây<br /> quanh lõi thép.<br /> - Tìm hiểu hoạt động, nguyên lí của máy phát điện.<br /> - Nghiên cứu sách giáo khoa lớp 9 (Bài 34), lớp 11 (39).<br /> III. Sản phẩm của hoạt động<br /> Bản báo cáo trình bày các nội dung:<br /> 1. Đặc điểm cấu tạo và chức năng của lõi thép cuốn cuộn dây máy phát điện.<br /> 2. Cách cuốn cuộn dây quanh lõi thép.<br /> 3. Hoạt động,nguyên lí làm việc của máy phát điện.<br /> 4. Chỉ ra vấn đề mới cần giải quyết.<br /> IV. Phương thức hoạt động<br /> 1. Cá nhân nghiên cứu SGK, máy phát điện, sau đó thảo luận nhóm hoàn thành báo cáo<br /> nộp lên mạng.<br /> 140<br /> <br /> Sử dụng học tập hỗn hợp khi dạy học kiến thức về dòng điện Fu-cô và ứng dụng...<br /> <br /> 2. Các nhóm báo cáo trên lớp.<br /> GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ KẾT LUẬN<br /> Hoạt động 2: Giải thích lí do cấu tạo lõi thép ở máy phát điện (tiết 1)<br /> I. Mục đích, yêu cầu<br /> - Giải thích được lí do lõi thép ở máy phát điện xẻ rãnh và sơn cách điện.<br /> - Giải thích được lí do cuốn cuộn dây vuông góc với bề mặt lá thép.<br /> II. Thực hiện hoạt động<br /> - Nghiên cứu sách giáo khoa lớp 11 (Bài 40).<br /> III. Sản phẩm của hoạt động<br /> Bản báo cáo trình bày các nội dung:<br /> 1. Giải thích tại sao lõi thép ở máy phát điện gồm nhiều lá thép ghép cách điện.<br /> 2. Lí do cuốn cuộn dây vuông góc với bề mặt lá thép.<br /> IV. Phương thức hoạt động<br /> 1. Cá nhân nghiên cứu SGK, sau đó thảo luận nhóm hoàn thành báo cáo nộp lên mạng.<br /> 2. Các nhóm báo cáo trên lớp.<br /> Hoạt động 3: Đề xuất phương án và tiến hành thí nghiệm kiểm tra sự xuất hiện<br /> và đặc điểm dòng điện Fu-cô (tiết 2)<br /> I. Mục đích, yêu cầu<br /> - Chỉ ra được các tác dụng vật lí của dòng điện Fu-cô.<br /> - Đề xuất được TN kiểm tra sự xuất hiện, đặc điểm dòng Fu-cô<br /> - Tiến hành được các TN đã đề xuất và đưa ra kết luận.<br /> II. Thực hiện hoạt động<br /> - Nghiên cứu SGK lớp 11 (Bài 40).<br /> III. Sản phẩm của hoạt động<br /> Bản báo cáo trình bày các nội dung:<br /> 1. Các tác dụng vật lí của dòng điện Fu-cô (tác dụng nhiệt, từ).<br /> 2. Phương án TN kiểm tra sự xuất hiện và đặc điểm dòng điện Fu-cô.<br /> 3. Kết luận về điều kiện xuất hiện,đặc điểm dòng điện Fu-cô.<br /> IV. Phương thức hoạt động<br /> 1. Cá nhân nghiên cứu SGK, sau đó thảo luận nhóm hoàn thành báo cáo nộp lên mạng.<br /> 2. Hoạt động nhóm trên lớp tiến hành TN đã đề xuất.<br /> VẬN DỤNG<br /> Hoạt động 4: Vận dụng kiến thức về dòng điện Fu-cô (tiết 3)<br /> I. Mục đích, yêu cầu<br /> 1. Nêu được đặc điểm cấu tạo của một số thiết bị kĩ thuật.<br /> 2. Giải thích được nguyên lí làm việc của một số thiết bị kĩ thuật.<br /> II. Thực hiện hoạt động<br /> - Nghiên cứu SGK lớp 11 (Bài 40).<br /> - Nghiên video, tài liệu trên mạng. Hoàn thành phiếu học tập số 1 (dựa theo bảng 1).<br /> III. Sản phẩm của hoạt động<br /> Bản báo cáo trình bày các nội dung:<br /> 141<br /> <br /> Ngô Trọng Tuệ<br /> <br /> 1. Trình bày cấu tạo, giải thích nguyên lí hoạt động của Bếp từ, Lò cảm ứng, Tốc kế,<br /> Công tơ điện, Phanh điện từ.<br /> IV. Phương thức hoạt động<br /> 1. Tìm hiểu cấu tạo một số thiết bị trong đời sống.<br /> 2. Cá nhân nghiên cứu SGK, tài liệu trên mạng, thảo luận nhóm hoàn thành báo cáo nộp<br /> lên mạng.<br /> 3. Nhóm HS báo cáo trên lớp kết quả đã làm.<br /> GV sử dụng phiếu học tập cho HS đề xuất một số ứng dụng của dòng Fu-cô:<br /> Bảng 2. Đề xuất, tìm hiểu các ứng dụng của dòng điện Fu-cô<br /> Hiện<br /> tượng/<br /> Đề xuất, tìm hiểu ứng<br /> Tạo nên bằng cách<br /> Kết quả<br /> nguyên tắc<br /> dụng trong cuộc sống<br /> - Làm nóng kim loại,<br /> nấu chảy kim loại (ở<br /> - Dòng điện thay đổi<br /> Xuất hiện dòng Fu-cô Lò cảm ứng).<br /> chạy trong ống dây<br /> Xuất hiện dòng<br /> trong vật dẫn, làm vật - Làm nóng nồi, chảo<br /> làm từ thông biến thiên<br /> Fu-cô và đặc<br /> để đun nấu (ở Bếp từ).<br /> nóng lên.<br /> qua vật dẫn đặc.<br /> điểm chiều của<br /> - Ứng dụng ở Công tơ<br /> nó theo định<br /> điện.<br /> luật Len-xơ<br /> - Khi nam châm quay - Làm cho đĩa kim loại<br /> - Tốc kế (Công tơ mét).<br /> gần đĩa kim loại.<br /> quay theo.<br /> - Hãm chuyển động (ở<br /> - Khi đĩa kim loại quay - Làm cho đĩa kim loại<br /> Phanh điện từ).<br /> gần nam châm.<br /> nhanh dừng hơn.<br /> Ở Hoạt động 1, GV cần hướng dẫn để HS phát điểu được vấn đề: Tại sao lõi thép của máy<br /> phát điện lại xẻ rãnh và sơn cách điện với nhau?<br /> Ở Hoạt động 2, HS nghiên cứu kiến thức về dòng điện Fu-cô để giải thích cấu tạo và cách<br /> cuốn cuộn dây quanh lõi thép. Qua hoạt động này, HS sẽ có kiến thức về dòng điện Fu-cô.<br /> Đến hoạt động 3, sau khi HS bước đầu hiểu về dòng điện Fu-cô, HS cần tiến hành TN để<br /> kiểm chứng lại sự xuất hiện và đặc điểm dòng điện Fu-cô. Qua đó, HS sẽ hiểu rõ cấu tạo lõi thép<br /> và cách cuốn cuộn dây ở máy phát điện cũng như đặc điểm dòng điện Fu-cô.<br /> <br /> 2.3.<br /> <br /> Thiết bị dạy học, học liệu hỗ trợ dạy học kiến thức về dòng điện Fu-cô<br /> <br /> Để đảm bảo thành công quá trình dạy học theo tiến trình ở trên cần có thiết bị dạy học, học<br /> liệu để HS sử dụng khi nghiên cứu dòng điện Fu-cô và các ứng dụng của nó. Một số học liệu để<br /> HS sử dụng có trên trang webtruonghocketnoi.edu.vn. Dưới đây trình bày kết quả nghiên cứu chế<br /> tạo thiết bị TN để kiểm tra sự xuất hiện, đặc điểm dòng điện Fu-cô và một số thiết bị thực để dạy<br /> ứng dụng của nó.<br /> * Thiết bị thí nghiệm kiểm tra sự xuất hiện, đặc điểm dòng điện Fu-cô[12]<br /> Phương án 1 (Hình 1):Dùng con lắc nhôm chuyển động trong từ trường để kiểm tra sự xuất<br /> hiện và đặc điểm dòng điện Fu-cô. Trong các TN này, cho con lắc dao động trong không khí để<br /> quan sát sự tắt dần, sau đó cho con lắc dao động và đặt khối nam châm lại gần. Kết quả thấy rằng,<br /> ở TN Hình 1.a con lắc nhanh dừng lại khi đặt khối nam châm lại gần. Ở TN Hình 1.b con lắc lâu<br /> dừng lại khi đặt khối nam châm lại gần. Ở TN Hình 1c con lắc cũng nhanh dừng lại như ở Hình<br /> 1a. Nếu so sánh thời gian dao động t của ba con lắc khi đặt gần khối nam châm thì t1a< t1c< t1b.<br /> 142<br /> <br />