Luận văn Tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng khi dạy một số bài học vật lí (chương trình và sách giáo khoa cơ bản) góp phần nâng cao chất lượng giáo dục kỹ thuật tổng hợp – hướng nghiệp cho học sinh trung học phổ thông

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ------------------------------------------------ NGUYỄN THỊ HOÀN TÍCH HỢP CÁC KIẾN THỨC VỀ SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG KHI DẠY MỘT SỐ BÀI HỌC VẬT LÍ (CHƢƠNG TRÌNH VÀ SÁCH GIÁO KHOA CƠ BẢN) GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG GIÁO DỤC KỸ THUẬT TỔNG HỢP – HƢỚNG NGHIỆP CHO HỌC SINH THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thái Nguyên - 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: PGS.TS Nguyễn Văn Khải, người thầy đã chỉ dẫn và giúp đỡ tận tình trong suốt quá trình làm luận văn. Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, Các thầy cô giáo trong khoa Sau đại học và khoa Vật lí trường ĐHSP – Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện cho việc học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn. Sở GD–ĐT Thái Nguyên, Ban giám hiệu các trường THPT Đồng Hỷ - Lê Hồng Phong – Trại Cau, các giáo viên Vật lí đã cộng tác, tạo điều kiện về cơ sở vật chất cho việc học tập và TNSP. Thái Nguyên, tháng 9 năm 2009 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hoàn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1 Chƣơng I. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng trong dạy học vật lí ở trƣờng THPT………… 5 1.1. Tổng quan .......................................................................................... 5 1.1.1. Thực hiện giáo dục kĩ thuật tổng hợp trong dạy học vật lí.............. 5 1.1.2. Các nghiên cứu về dạy học tích hợp .............................................. 7 1.2. Nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường THPT............................................ 11 1.2.1. Nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường THPT và các con đường thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lí...................................................................... 11 1.2.2. Giáo dục KTTH và hướng nghiệp trong dạy học vật lí. ................. 16 1.3. Điện năng và sản xuất điện năng. ..................................................... 19 1.3.1. Điện năng và vai trò của nó đối với sự phát triển kinh tế xã hội…. 19 1.3.2. Sự chuyển hoá các dạng năng lượng thành điện năng..................... 21 1.3.3. Sản xuất điện năng và vấn đề môi trường sinh thái......................... 21 1.4. Các biện pháp tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng trong dạy học vật lí ở trường THPT. .................................................................. 23 1.4.1. Tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng vào các bài học Vật lí. Các mức độ tích hợp ……………………………………………… 23 1.4.2. Tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng khi giải các bài tập có nội dung kĩ thuật …………………………………………………….. 24 1.4.3. Tổ chức tham quan, ngoại khoá …………………………………. 25 1.4.4. Phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học …………….. 27 1.5. Nghiên cứu thực trạng thực hiện giáo dục KTTH và hướng nghiệp trong dạy học vật lí.................................................................................... 36 Kết luận chương I ..................................................................................... 39 Chƣơng II. Xây dựng tiến trình dạy học một số bài học vật lí có tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng ……………………………. 40 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2.1. Phân tích chương trình – sách giáo khoa vật lí phổ thông. Các yếu tố kiến thức làm cơ sở cho sản xuất điện năng. ........................................ 40 2.1.1. Chương trình – sách giáo khoa Vật lí phổ thông………………… 40 2.1.2. Các yếu tố kiến thức chủ yếu làm cơ sở cho sản xuất điện năng… 44 2.2. Xây dựng chương trình tích hợp kiến thức về sản xuất điện năng theo chương trình – SGK vật lí................................................................. 45 2.2.1. Một số nguyên tắc tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng.. 45 2.2.2. Xây dựng chương trình tích hợp ………………………………… 45 2.3. Xây dựng tiến trình một số bài cụ thể………………………............ 50 Giáo án số 1 …………………………………………………….............. 51 Giáo án số 2 …………………………………………………….............. 59 Giáo án số 3 …………………………………………………….............. 68 Kết luận chương II ………………………………………………............ 76 Chƣơng III. Thực nghiệm sƣ phạm ………………………………. .... 77 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ………………………….......... 77 3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ………………………............. 77 3.3. Đối tượng và cơ sở thực nghiệm sư phạm ……………………......... 77 3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm …………………………. ........ 79 3.5. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ………........... 80 3.6. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ……………………………........... 81 3.7. Kết quả và sử lí kết quả thực nghiệm sư phạm …………….............. 85 3.8. Đánh giá chung ……………………………………………….......... 96 Kết luận chương III ……………………………………………….......... 98 Kết luận chung …………………………………………………….......... 99 Tài liệu tham khảo ………………………………………………......... 101 Phụ lục 1: Phiếu phỏng vấn giáo viên …………………………….......... 103 Phụ lục 2: Phiếu phỏng vấn học sinh ……………………………........... 105 Phụ lục 3: Bài kiểm tra ……………………………………………......... 106 Phụ lục 4: Một số giáo án theo hướng của đề tài ………………….......... 109 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN ĐHSP Đại học sư phạm ĐC Đối chứng TN Thực nghiệm KTTH&HN Kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp GV Giáo viên HS Học sinh GDMT Giáo dục môi trường DHTH Dạy học tích hợp KTTH Kĩ thuật tổng hợp NXB Nhà xuất bản SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông PPDH Phương pháp dạy học TNCC Thí nghiệm củng cố TNTH Thí nghiệm thực hành TNNC Thí nghiệm nghiên cứu TNKT Thí nghiệm kiểm tra Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ ĐỒ THỊ Bảng 3.1: Đặc điểm, chất lượng học tập của HS ở lớp TN và ĐC …. 78 Bảng 3.2: Đặc điểm, chất lượng học tập của HS ở lớp TN và ĐC ….. 78 Bảng 3.3: Đặc điểm, chất lượng học tập của HS ở lớp TN và ĐC ….. 79 Bảng 3.4: Kết quả bài kiểm tra số 1 …………………………………. 87 Bảng 3.5: Xếp loại kết quả bài kiểm tra số 1 ………………………… 87 Bảng 3.6: Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 1 ……………… 88 Bảng 3.7: Các tham số thống kê của bài kiểm tra số 1 ………………. 89 Bảng 3.8: Kết quả bài kiểm tra số 2 ……………………………… . 90 Bảng 3.9: Xếp loại kết quả bài kiểm tra số 2 ……………………….. 90 Bảng 3.10: Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 1 ……………. 91 Bảng 3.11: Các tham số thống kê của bài kiểm tra số 2 …………….. 92 Bảng 3.12: Kết quả bài kiểm tra số 3 ……………………………….. 93 Bảng 3.13: Xếp loại kết quả bài kiểm tra số 3 ………………………. 93 Bảng 3.14: Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 3 …………….. 94 Bảng 3.15: Các tham số thống kê của bài kiểm tra số 3 …………….. 95 Bảng 3.16: Tổng hợp các thống kê qua ba bài kiểm tra TNSP ……… 96 Biểu đồ 3.1: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số 1 …………………… .. 88 Biểu đồ 3.2: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số 2 …………………….. 91 Biểu đồ 3.3: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số 3 ……………………... 94 Đồ thị 3.1: Đồ thị đường phân phối tần suất bài kiểm tra số 1 …….. 89 Đồ thị 3.2: Đồ thị đường phân phối tần suất bài kiểm tra số 2 ……… 92 Đồ thị 3.3: Đồ thị đường phân phối tần suất bài kiểm tra số 3 ……… 95 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 0 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ------------------------------------------------ NGUYỄN THỊ HOÀN TÍCH HỢP CÁC KIẾN THỨC VỀ SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG KHI DẠY MỘT SỐ BÀI HỌC VẬT LÍ (CHƢƠNG TRÌNH VÀ SÁCH GIÁO KHOA CƠ BẢN) GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG GIÁO DỤC KỸ THUẬT TỔNG HỢP – HƢỚNG NGHIỆP CHO HỌC SINH THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: Lí luận & phƣơng pháp dạy học Vật lí Mã số: 60.14.10 Người hướng dẫn khoa học : PGS .TS NGUYỄN VĂN KHẢI Thái Nguyên - 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 MỞ ĐẦU I. Lí do chọn đề tài. Trong công cuộc đổi mới và hội nhập của đất nước hiện nay, nhiệm vụ cơ bản của giáo dục phổ thông là đào tạo những con người mới, những người lao động có tri thức, có năng lực thực hành, tự chủ, năng động, sáng tạo, sẵn sàng tham gia vào lao động sản suất, ... Để thực hiện nhiệm vụ đó, Bộ GD&ĐT đã xây dựng chương trình giáo dục phổ thông với hệ thống các môn học phù hợp với những yêu cầu của sự phát triển. Trong đó bộ môn Vật lí đóng vai trò không nhỏ đảm bảo hoàn thành mục tiêu giáo dục. Đây là môn học cung cấp những kiến thức khoa học là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật, góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp. Các kiến thức Vật lí được vận dụng vào quá trình lao động sản xuất, vào kĩ thuật công nghệ. Một trong những ngành sản xuất ứng dụng kiến thức Vật lí đó là sản xuất điện năng. Hiện nay, điện năng đã trở thành năng lượng không thể thiếu trong sản xuất, sinh hoạt, ... Do vậy, vấn đề sản xuất và sử dụng điện năng đang là vấn đề quan tâm của toàn xã hội. Việc lồng ghép dạy học các kiến thức Vât lí và giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh về sản xuất điện năng trong chương trình THPT cũng chính là một trong những nhiệm vụ của người giáo viên. Điện năng được sản xuất theo nhiều cách khác nhau, đó là quá trình chuyển hoá từ một dạng năng lượng nào đó (động năng, thế năng, ...) thành điện năng. Chính vì thế, dạy học các kiến thức về điện năng có thể thực hiện từ lớp 10 đến lớp 12. Trong thực tế giảng dạy ở các trường phổ thông, nhiều khi giáo viên chưa để ý đến việc tích hợp các phần kiến thức để tạo thành hệ thống và thông qua đó giáo dục KTTH – hướng nghiệp cho học sinh. Mặt khác quá trình sản xuất điện năng cũng gây ra ảnh hưởng tới môi trường sống. Sự ô nhiễm môi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 trường đang là vấn đề nhức nhối của nhân loại. Do vậy, việc kết hợp dạy học Vật lí với giáo dục môi trường là nhiệm vụ thiết yếu đối với giáo viên. Trong những năm gần đây, Bộ GD&ĐT đã quan tâm tới việc đưa tư tưởng sư phạm tích hợp vào chương trình sách giáo khoa mới và trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học. Vận dụng tư tưởng này giúp liên kết các kiến thức trong bộ môn Vật lí nói riêng và giữa các môn học nói chung, nhằm vận dụng tốt các phương pháp dạy học tích cực để tăng hiệu quả giáo dục. Với những lí do trên đây, chúng tôi nhận thấy cần phải nghiên cứu vận dụng tư tưởng sư phạm tích hợp trong việc dạy học, cụ thể là dạy kiến thức về sản xuất điện năng. Đó là lí do chúng tôi chọn đề tài: Tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng khi dạy một số bài học Vật lí (chƣơng trình và sách giáo khoa cơ bản) góp phần nâng cao chất lƣợng giáo dục kĩ thuật tổng hợp – hƣớng nghiệp cho học sinh THPT. II. Mục đích nghiên cứu. Tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng vào một số bài học Vật lí (chương trình và sách giáo khoa cơ bản) góp phần nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp – hướng nghiệp cho học sinh THPT. III. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu. - Khách thể: Quá trình dạy và học Vật lí của GV và HS ở trường THPT. - Đối tượng nghiên cứu: Tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng vào một số bài học Vật lí. - Giới hạn của đề tài: Tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng khi dạy một số bài học Vật lí (chương trình và sách giáo khoa cơ bản) góp phần nâng cao chất lượng giáo dục KTTH – hướng nghiệp cho học sinh THPT. IV. Giả thuyết khoa học. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 Nếu phối hợp hợp lí các phương pháp và phương tiện dạy học để tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng, thì sẽ góp phần nâng cao chất lượng giáo dục KTTH – hướng nghiệp cho HS. V. Nhiệm vụ nghiên cứu. Để đạt được mục đích đề ra, đề tài có những nhiệm vụ chủ yếu sau: - Nghiên cứu cơ sở lý luận về giáo dục KTTH – hướng nghiệp. - Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn vận dụng các phương pháp và phương tiện dạy học theo tư tưởng sư phạm tích hợp trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông. - Nghiên cứu về sản xuất điện năng. - Điều tra thực trạng về dạy học các kiến thức về sản xuất điện năng theo chương trình sách giáo khoa cơ bản ở một số trường THPT. - Nghiên cứu việc tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng khi dạy một số bài học Vật lí theo chương trình sách và giáo khoa cơ bản, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp – hướng nghiệp cho học sinh THPT. - Soạn một số giáo án theo hướng của đề tài. - Thực nghiệm sư phạm VI. Phƣơng pháp nghiên cứu. Sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu lý luận - Phương pháp tổng kết kinh nghiệm, điều tra, quan sát - Phương pháp thực nghiệm VII. Những đóng góp của luận văn. - Về mặt lý luận: Vận dụng dạy học tích hợp vào việc thực hiện giáo dục KTTH – hướng nghiệp cho HS qua dạy học môn Vật lí. - Về mặt thực tiễn: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 + Xây dựng tiến trình dạy học tích hợp về sản xuất điện năng khi dạy một số bài học vật lí theo chương trình và sách giáo khoa cơ bản, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục KTTH – hướng nghiệp cho học sinh THPT. + Các bài soạn là tài liệu tham khảo cho GV trong quá trình dạy học. VIII. Cấu trúc của luận văn. Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3 chương: Chương I. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng trong dạy học Vật lí ở trường THPT. Chương II. Xây dựng tiến trình dạy học một số bài học Vật lí có tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng. Chương III: Thực nghiệm sư phạm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 CHƢƠNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TÍCH HỢP CÁC KIẾN THỨC VỀ SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƢỜNG THPT. 1.1. Tổng quan 1.1.1. Thực hiện giáo dục KTTH trong dạy học Vật lí  10 Giáo dục KTTH cho học sinh là một nhiệm vụ quan trọng của giáo dục phổ thông. Trong đó môn vật lí với đặc điểm và phương pháp riêng đã đóng vai trò cơ bản trong việc giáo dục KTTH. Thực hiện giáo dục KTTH trong dạy học Vật lí là làm cho HS hiểu biết và nắm vững các vấn đề chính sau: - Những nguyên lí khoa học, kĩ thuật và công nghệ cơ bản, chung của các quá trình sản xuất chính. Trong quá trình dạy học Vật lí, cần phân tích để làm sáng tỏ các nguyên tắc Vật lí trong hoạt động của các thiết bị khác nhau, các nguyên lí cơ bản của điều khiển máy, phương tiện kĩ thuật, thiết bị thông tin liên lạc, … Giới thiệu để HS hiểu được cơ sở của năng lượng học, kĩ thuật điện tử học, kĩ thuật tính toán, kĩ thuật nhiệt, kĩ thuật liên quan đến quan đến quốc phòng, … Nguyên lí chế tạo, sử dụng công cụ lao động, thiết kế chế tạo dụng cụ thí nghiệm, … Qua việc nghiên cứu các khả năng, hình thức và phương pháp ứng dụng các định luật, các thuyết Vật lí cần chỉ cho HS hiểu và nắm được nguyên lí khoa học chung của các ngành sản xuất chính như: Quá trình sản xuất cơ khí, sản xuất tự động, quá trình sản xuất gia công vật liệu, sản xuất, truyền tải và sử dụng điện năng, … Bằng việc thực hiện các thí nghiệm Vật lí, giải quyết các bài toán về kĩ thuật, tổ chức tham quan, ngoại khoá, … cần bồi dưỡng tri thức, kĩ năng về Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 tổ chức lao động khoa học và quản lí kinh tế - kĩ thuật, đồng thời cho HS hiểu biết thêm các nguyên lí kĩ thuật chung, hiểu về đối tượng lao động, công cụ lao động và sức lao động trong quá trình sản xuất xã hội. - Các phương hướng cơ bản của tiến bộ khoa học – kĩ thuật. Cùng với việc chiếm lĩnh các nguyên lí khoa học, kĩ thuật và công nghệ, cần để cho HS lĩnh hội được vấn đề kinh tế - xã hội của kĩ thuật, các phương hướng cơ bản của tiến bộ khoa học – kĩ thuật bao gồm: Các yếu tố cấu trúc của hệ kĩ thuật, nguyên tắc và chức năng của kĩ thuật mới, đó là cơ sở của tiến bộ khoa học và công nghệ, của các phương pháp sản xuất mới. Các tư tưởng khoa học hiện đại và xu hướng phát triển của kĩ thuật va công nghệ sản xuất như: Cơ khí hoá nền sản xuất quốc dân, sản xuất và truyền tải điện năng, gia công vật liệu mới, sử dụng năng lượng nguyên tử, tự động hoá sản xuất, … - Rèn luyện các kĩ năng và thói quen thực hành. Rèn luyện các kĩ năng cơ bản về sử dụng các dụng cụ thiết bị thí nghiệm Vật lí, các công cụ sản xuất phổ biến như: Hệ thống thao tác đo đạc, đọc các giá trị, lựa chọn dụng cụ với cấp độ chính xác thích hợp, … quy tắc lắp ráp, kiểm tra, vận hành, bảo quản các thiết bị, động cơ, máy móc, … Cần cho HS hiểu bản chất Vật lí của cấu trúc kĩ thuật làm quen với việc thực hiện các yêu cầu kĩ thuật cũng như kế hoạch làm việc. Rèn luyện các kĩ năng tính toán, sử dụng bản vẽ, đồ thị, tự thiết kế và chế tạo các dụng cụ, mô hình phục vụ học tập, giải bài toán kĩ thuật, … nhằm phát triển năng lực sáng tạo và rèn luyện thói quen thực hành cho HS. Giáo dục KTTH cho học sinh phổ thông phải dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 - Giáo dục KTTH phải kết hợp với giáo dục phổ thông, phục vụ mục tiêu chung của giáo dục phổ thông. - Giáo dục KTTH phải mang tính hiện đại, cập nhật. - Giáo dục KTTH phải làm cho học sinh hiểu được những nguyên lí cơ bản của các quá trình sản xuất quan trọng, đồng thời rèn luyện cho học sinh thói quen dùng những dụng cụ đơn giản phổ biến trong các ngành sản xuất. - Dạy học vật lí phải luôn luôn gắn với đời sống và sản xuất, làm cho học sinh thấy được những ứng dụng của kiến thức vật lí trong đời sống và kĩ thuật, đồng thời nhận ra được những đòi hỏi phải giải quyết những vấn đề mới của cuộc sống và kĩ thuật đối với vật lí học, đối với người học Vật lí. 1.1.2. Các nghiên cứu về dạy học tích hợp  9 ,    15 , 19 - Khái niệm tích hợp: + Theo từ điển tiếng việt: “Tích hợp nghĩa là sự hợp nhất, sự hoà nhập, sự kết hợp”. +Theo từ điển tiếng pháp: “Tích hợp là gộp lại, sát nhập vào thành một tổng thể”. + Trong lĩnh vực khoa học giáo dục, theo Dương Tiến Sỹ: “Tích hợp là sự kết hợp một cách hữu cơ, có hệ thống các kiến thức (khái niệm) thuộc các môn học khác nhau thành một nội dung thống nhất, dựa trên cơ sở các mối liên hệ về lí luận và thực tiễn được đề cập trong các môn học đó”. Vận dụng tư tưởng sư phạm tích hợp vào quá trình dạy học là rất cần thiết. Hiện nay dạy học tích hợp đang là một xu hướng của lý luận dạy học được nhiều nước trên thế giới quan tâm thực hiện. Theo PGS.TS Nguyễn Văn Khải từ góc độ lý luận dạy học: “Dạy học tích hợp tạo ra các tình huống liên kết tri thức các môn học, đó là cơ hội phát triển năng lực của học sinh. Khi xây dựng các tình huống vận dụng kiến thức, học sinh sẽ phát huy được năng lực tự lực, phát triển tư duy sáng tạo. Dạy học Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 tích hợp các khoa học sẽ làm giảm trùng lặp nội dung dạy học các môn học, việc xây dựng chương trình các môn học theo hướng này có ý nghĩa quan trọng làm giảm tình trạng quá tải của nội dung học tập, đồng thời hiệu quả giảng dạy được nâng lên. Nhất là trong bối cảnh hiện nay, do đòi hỏi của xã hội, nhiều tri thức cần thiết mới đều muốn đưa vào nhà trường” - Khái niệm về dạy học tích hợp. Quá trình dạy học tích hợp được hiểu là một quá trình dạy học trong đó toàn thể các hoạt động học tập góp phần hình thành ở học sinh những năng lực rõ ràng, có dự tính trước những điều cần thiết cho học sinh, nhằm phục vụ cho các quá trình học tập tương lai, hoặc hoà nhập học sinh vào cuộc sống lao động (Xavier Roegiers (1966)). Mục tiêu cơ bản của dạy học tích hợp là nâng cao chất lượng giáo dục học sinh phù hợp các mục tiêu giáo dục của nhà trường. Dạy học tích hợp hướng tới việc tổ chức các hoạt động học tập, trong đó học sinh học cách sử dụng phối hợp những kiến thức, những kĩ năng trong các tình huống gần với cuộc sống và có ý nghĩa. Cụ thể là cần kết hợp một cách hữu cơ, có hệ thống các kiến thức (khái niệm) thuộc các môn học khác nhau thành một nội dung thống nhất, dựa trên cơ sở các mối liên hệ về lí luận và thực tiễn được đề cập trong các môn học đó. Dạy học tích hợp hướng tới thiết lập mối quan hệ giữa các khái niệm khác nhau của cùng một môn học cũng như của các môn học khác nhau, hướng tới đào tạo học sinh có năng lực đáp ứng được thách thức lớn của xã hội ngày nay là có được khả năng huy động hiệu quả những kiến thức và năng lực của mình để giải quyết một cách hữu ích một tình huống xuất hiện, hoặc có thể đối mặt với một khó khăn bất ngờ, một tình huống chưa từng gặp. Tư tưởng sư phạm đó gắn liền với việc phát triển năng lực để giải quyết vấn đề, phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 - Mục tiêu cơ bản của sƣ phạm tích hợp + Làm cho các quá trình học tập có ý nghĩa: Đặt quá trình học tập vào hoàn cảnh (tình huống) để học sinh nhận thấy ý nghĩa của kiến thức, kĩ năng, năng lực cần lĩnh hội. Điều này có ý nghĩa to lớn trong việc tạo động lực học tập cho học sinh. Trong quá trình học tập các kiến thức, kĩ năng, năng lực đều được huy động và gắn với thực tế cuộc sống. Do vậy cần liên kết các môn học khác nhau trong nhà trường. + Phân biệt cái cốt yếu với cái ít quan trọng hơn: Lựa chọn các tri thức, kĩ năng cốt yếu xem là quan trọng đối với quá trình học tập của học sinh và dành thời gian, cũng như giải pháp hợp lí cho chúng. + Dạy sử dụng kiến thức trong tình huống: Nêu bật cách thức sử dụng kiến thức đã lĩnh hội. Tạo các tình huống học tập để học sinh vận dụng kiến thức một cách sáng tạo, tự lực để hình thành người lao động có năng lực tự lập. + Lập mối liên hệ giữa các khái niệm đã học: Thiết lập mối quan hệ giữa các khái niệm khác nhau của cùng một môn học cũng như của các môn học khác nhau. Đào tạo học sinh có khả năng huy động hiệu quả những kiến thức và năng lực của mình để giải quyết một cách hữu ích một tình huống xuất hiện, hoặc có thể đối mặt với một khó khăn bất ngờ, một tình huống chưa từng gặp. - Một số quan điểm vận dụng dạy học tích hợp trong dạy học Vật lí. + Vận dụng DHTH một cách có ý nghĩa: Phải nghiên cứu, lựa chọn các nội dung, tình huống có ý nghĩa đối với việc học tập và hình thành các năng lực cần thiết cho học sinh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 + Không làm cho học sinh quá tải: Nghiên cứu, lựa chọn kĩ càng, xác định rõ thời gian và mức độ tích hợp. Tránh liên kết kiến thức quá rộng, hoặc quá sâu dẫn đến quá tải học tập của học sinh làm giảm hiệu quả dạy học. + Vận dụng hợp lí các phương pháp dạy học tích cực, phương tiện dạy học để tạo ra hiệu quả giáo dục cao. + Tăng cường khai thác mối quan hệ liên môn và liên kết kiến thức trong nội bộ môn học. - Nội dung dạy học tích hợp: + Giáo dục thế giới quan khoa học biên chứng. + Giáo dục KTTH và hướng nghiệp cho học sinh. + Giáo dục môi trường. * Các nghiên cứu về tích hợp kiến thức sản xuất điện năng. Sản xuất điện năng là sự biến đổi các dạng năng lượng khác thành điện năng, dòng điện xuất hiện sau khi lưới điện được nối với mạng tiêu thụ. Các hình thức sản xuất điện năng bao gồm: - Với tuabin: Phần lớn điện năng được sản xuất bởi máy phát điện tại các nhà máy điện, máy phát điện nối với tuabin, chuyển động quay của tuabin dẫn đến chuyển động quay của máy phát điện và tạo ra điện. Ở đây cơ năng đã chuyển hoá thành điện năng. Tuabin có thể được vận hành qua: + Hơi nước: năng lượng nhiệt qua quá trình đốt cháy than, khí thiên nhiên hay dầu mỏ (trong nhà máy nhiệt điện) hay từ phản ứng hạt nhân (trong nhà máy điện nguyên tử) làm cho nước bốc hơi, dưới áp suất cao làm quay tua bin. + Nước: tại các nhà máy thuỷ điện, nước được tụ lại với thế năng lớn, năng lượng dòng chảy của nước làm quay tuabin. + Gió: Động năng của gió có thể trực tiếp làm quay tuabin. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 + Khí nóng: tuabin có thể được vận hành trực tiếp từ các khí nóng trong quá trình đốt cháy khí thiên nhiên hay dầu. - Với động cơ pít tông: các máy phát điện nhỏ hoạt động với động cơ pít tông, nhiên liệu dầu điesel, khí sinh học hay khí thiên nhiên. - Bảng tế bào quang điện: Các tế bào quang điện chuyển đổi năng lượng mặt trời trực tiếp thành điện năng. - Phản ứng hoá học: Trong acquy, pin hay tế bào nhiên liệu năng lượng hoá được lưu bên trong qua các phản ứng hoá học biến đổi thành điện năng. Với các hình thức sản xuất điện năng như trên cho ta thấy, có thể tích hợp các kiến thức về sản suất điện năng vào bài giảng mà kiến thức của bài là cơ sở cho việc sản xuất điện năng hoặc thông qua việc giải các bài tập có nội dung kĩ thuật. Cụ thể các bài học có thể tích hợp là: Động năng, thế năng, hiện tượng cảm ứng điện từ, máy phát điện xoay chiều, hiện tượng quang điện trong, phản ứng phân hạch. Cùng với việc tích hợp để cho học sinh nắm được nguyên lí chung của quá trình sản xuất điện năng góp phần giáo dục KTTH còn cho học sinh thấy định hướng phát triển của ngành sản xuất điện và một số ngành nghề liên quan điều này góp phần định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Cũng thông qua đó cho học sinh thấy được những ảnh hưởng của quá trình sản xuất điện năng với môi trường, điều này giúp cho học sinh có thái độ đúng đắn trước vấn đề môi trường, biết cách góp sức bảo vệ môi trường. 1.2. Nhiệm vụ dạy học Vật lí ở trƣờng THPT 1.2.1. Nhiệm vụ dạy học Vật lí ở trƣờng THPT và các con đƣờng thực hiện nhiệm vụ dạy học Vật lí. 1.2.1.1. Nhiệm vụ dạy học Vật lí ở trƣờng THPT. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 Căn cứ vào mục tiêu chung của hệ thống giáo dục quốc dân, của nhà trường phổ thông, căn cứ vào đặc điểm của bộ môn Vật lí, việc dạy học Vật lí ở trường phổ thông có các nhiệm vụ cơ bản như sau: - Trang bị cho học sinh các kiến thức Vật lí phổ thông cơ bản, hiện đại, có hệ thống bao gồm: các hiện tượng Vật lí, các khái niệm Vật lí, các định luật Vật lí, nội dung chính của các thuyết Vật lí, các thí nghiệm Vật lí cơ bản, một số kiến thức về lịch sử Vật lí, các tư tưởng và phương pháp nghiên cứu Vật lí, các ứng dụng quan trọng của Vật lí trong đời sống và công nghệ … - Phát triển tư duy khoa học và năng lực sáng tạo của học sinh. Bồi dưỡng phương pháp học tập, lòng ham thích nghiên cứu khoa học và ý thức tích cực chủ động trong quá trình chiếm lĩnh, xây dựng, vận dụng tri thức Vật lí cho học sinh. Rèn luyện cho học sinh có khả năng thực hành tự lập, năng động và sáng tạo trong học tập, lao động sản xuất, thích ứng với phát triển của thời đại. - Hình thành thế giới quan khoa học biện chứng. Làm cho học sinh hiểu rõ thế giới tự nhiên là vật chất, vật chất luôn ở trạng thái vận động và vận động theo quy luật. Củng cố lòng tin ở khoa học, ở khả năng nhận biết ngày càng đầy đủ chính xác các quy luật tự nhiên của con người. Góp phần giáo dục lòng yêu nước, yêu chủ nghĩa xã hội, tinh thần hợp tác quốc tế và thái độ với lao động, với môi trường cho học sinh. Bồi dưỡng cho học sinh phẩm chất nhân cách người lao động có tri thức, có đạo đức cách mạng, có bản lĩnh vươn lên chiểm lĩnh đỉnh cao trí tuệ nhân loại. - Góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp, giáo dục thẩm mĩ. Vật lí học gắn bó mật thiết với khoa học và công nghệ, là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật và sản xuất, là cơ sở của nội dung giáo dục KTTH. Qua việc dạy học môn Vật lí làm cho học sinh nắm được nguyên lí cơ bản về quá Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 trình sản xuất của những ngành chủ yếu, nắm được cấu tạo và hoạt động cũng như kĩ năng sử dụng các dụng cụ đo lường, các máy móc đơn giản. Rèn luyện cho học sinh phương pháp thực nghiệm khoa học, biết tổ chức công tác thực hành, biết xử lí các số liệu thực nghiệm … Chuẩn bị cơ sở tâm lí và năng lực hoạt động thực tiễn cho học sinh, giúp cho học sinh có định hướng nghề nghiệp, hiểu biết cái đẹp và chủ động tham gia các quá trình sản xuất, hoạt động xã hội. Đảm bảo cho việc dạy học Vật lí gắn với đời sống, với khoa học kĩ thuật và công nghệ hiện đại. 1.2.1.2. Con đƣờng thực hiện các nhiệm vụ dạy học Vật lí. Để thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học Vật lí cần thực hiện đúng con đường nhận thức Vật lí và tổ chức hoạt động nhận thức Vật lí của học sinh. a) Con đƣờng nhận thức Vật lí: V.I. Lênin chỉ ra “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn. Đó là con đường biện chứng của nhận thức chân lí, nhận thức thực tế khách quan”. Các nhà khoa học trình bày con đường nhận thức, sự sáng tạo khoa học trong Vật lí dưới dạng chu trình nhận thức khoa học: Thực tiễn  vấn đề  giả thuyết  hệ quả  định luật  lý thuyết  thực tiễn. Chu trình nhận thức khoa học không khép kín mà mở rộng dần, làm phong phú thêm kiến thức khoa học. Con đường nhận thức Vật lí, đi tìm chân lí xuất phát từ thực tiễn và cuối cùng trở lại thực tiễn, lấy thực tiễn làm chân lí. b) Tổ chức hoạt động nhận thức Vật lí của học sinh. * Hoạt động nhận thức Vật lí của học sinh. Hoạt động học bao gồm các thành phần: Động cơ, mục đích, phương tiện, điều kiện, hoạt động, hành động, thao tác. Chúng có quan hệ chặt chẽ và tác động lẫn nhau. Để thực hiện một nhiệm vụ đặt ra, đạt được một mục đích Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 học tập nhất định thì học sinh cần phải thực hiện những hành động, thao tác cụ thể. Những hành động phổ biến trong nhận thức Vật lí bao gồm: 1. Quan sát, nhận biết những dấu hiệu đặc trưng của sự vật, hiện tượng. 2. Phân tích một hiện tượng phức tạp ra thành hiện tượng đơn giản. 3. Xác định những giai đoạn diễn biến của hiện tượng. 4. Tìm dấu hiệu giống nhau, tương tự của các sự vật, hiện tượng. 5. Bố trí thí nghiệm để tạo ra một hiện tượng trong những điều kiện xác định. 6. Tìm những tính chất chung của nhiều sự vật, hiện tượng. 7. Tìm mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các sự vật hiện tượng. 8. Mô hình hoá những sự kiện thực tế quan sát được dưới dạng những khái niệm, những mô hình lí tưởng để sử dụng chúng làm công cụ của tư duy. 9. Đo một đại lượng Vật lí. 10. Tìm mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng Vật lí, biểu diễn bằng công cụ toán học. 11. Dự đoán diễn biến của một hiện tượng trong những điều kiện thực tế xác định. 12. Giải thích một hiện tượng thực tế. 13. Xây dựng một giả thuyết. 14. Từ giả thuyết suy ra một hệ quả. 15. Lập phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết, hệ quả. 16. Tìm những dấu hiệu cụ thể trong thực tế của những khái niệm, định luật Vật lí. 17. Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được qua hành động. 18. Đánh giá kết quả hành động. 19. Tìm phương pháp chung để giải quyết một loại vấn đề, một bài toán. Những thao tác phổ biến cần dùng trong hoạt động nhận thức Vật lí gồm: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 - Thao tác vật chất: + Nhận biết bằng các giác quan, tác động lên các vật bằng công cụ. Ví dụ: Tác dụng lực, làm biến dạng, chiếu sáng, hơ nóng, làm lạnh, … + Sử dụng các dụng cụ đo, làm thí nghiệm, thu thập tài liệu, số liệu thực nghiệm, thay đổi các điều kiện làm thí nghiệm … - Thao tác tư duy: Phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hoá, khái quát hoá, cụ thể hoá, suy luận quy nạp, suy luận diễn dịch, suy luận tương tự. * Hoạt động dạy học vật lí của giáo viên. Dạy học vật lí là tổ chức, hướng dẫn cho học sinh thực hiện các hành động nhận thức vật lí để học sinh chiếm lĩnh, tái tạo được kiến thức, kinh nghiệm xã hội và biến thành vốn liếng của mình. Đồng thời, làm biến đổi bản thân học sinh, hình thành và phát triển những phẩm chất, năng lực của họ theo mục tiêu dạy học. Giáo viên cần thực hiện những hành động chủ yếu sau: - Xây dựng tình huống có vấn đề - Xây dựng cấu trúc logic của nội dung bài học thích hợp. - Rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hiện một số thao tác cơ bản, một số hành động nhận thức phổ biến. - Bồi dưỡng cho học sinh phương pháp nhận thức được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu vật lí: phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình. Phương pháp thực nghiệm gồm các giai đoạn chính sau: + Nêu các sự kiện khởi đầu, phát hiện vấn đề. + Xây dựng giả thuyết + Từ giả thuyết, suy ra hệ quả có thể kiểm tra được bằng thực nghiệm. + Bố trí, tiến hành thí nghiệm kiểm tra. + Kết luận. Phương pháp mô hình gồm các giai đoạn chính Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 + Phát hiện những đặc tính bản chất của vật gốc. + Lựa chọn hệ thống vật thể, kí hiệu mà ta đã biết rõ quy luật hành động của chúng để biểu thị những đặc tính của vật gốc. + Cho mô hình hoạt động, suy ra một hệ quả có thể kiểm tra được trong thực tế. + Bố trí, tiến hành thí nghiệm để kiểm tra hệ quả dự đoán. + Kết luận: Nếu kết quả thí nghiệm phù hợp với dự đoán thì mô hình phản ánh đúng thực tế và được chấp nhận, nếu không phù hợp thì phải sửa đổi mô hình hoặc xây dựng mô hình mới. - Tổ chức, hướng dẫn tạo điều kiện để học sinh phát biểu, trao đổi, tranh luận về kết quả hành động của mình, động viên khuyến khích kịp thời. - Lựa chọn và trang bị cho học sinh những phương tiện, công cụ cần thiết để thực hiện hành động. 1.2.2. Giáo dục KTTH và hƣớng nghiệp trong dạy học Vật lí. 1.2.2.1. Giáo dục KTTH là gì ? Hƣớng nghiệp là gì ? a. Giáo dục kĩ thuật tổng hợp. Giáo dục kĩ thuật tổng hợp là trang bị cho học sinh những nguyên lí khoa học chủ yếu của những ngành sản xuất chính, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo sử dụng và điều khiển các công cụ sản xuất cần thiết. Chuẩn bị cơ sở tâm lí và hoạt động thực tiễn, tạo khả năng định hướng nghề nghiệp và tự tạo việc làm trong nền sản xuất hiện đại cho học sinh. b. Hƣớng nghiệp. Hướng nghiệp có thể hiểu như là một hệ thống tác động của xã hội về giáo dục học, y học, xã hội học, kinh tế học, … nhằm giúp cho thế hệ trẻ chọn được nghề vừa phù hợp hứng thú, năng lực, nguyện vọng, sở trường của cá nhân, vừa đáp ứng được nhu cầu nhân lực của các lĩnh vực sản xuất trong nền kinh tế quốc dân.  4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 17 c. Quan hệ giữa giáo dục KTTH với hƣớng nghiệp. Một trong những nhiệm vụ cơ bản của trường phổ thông là đào tạo con người mới, những người lao động có trí thức và có năng lực thực hành, tự chủ năng động và sáng tạo, sẵn sang tham gia lao động sản xuất và các hoạt động xã hội. Nguyên tắc KTTH đảm bảo cho nhà trường gắn liền với thực tế cuộc sống sản xuất – xã hội, học đi đôi với hành, nó có ý nghĩa đặc biệt, quy định cấu trúc của học vấn và sự phát triển toàn diện người HS. Giáo dục KTTH là cầu nối giữa giáo dục phổ thông và giáo dục nghề nghiệp, giữa giáo dục và sản xuất xã hội. Việc giáo dục KTTH khi được tiến hành trên cả hai mặt lí thuyết và thực hành, cân đối giữa kiến thức và kĩ năng, làm cho vốn tri thức khoa học tổng hợp ngày càng hoàn thiện vững chắc thì HS sẽ thấy rõ hơn năng lực, sở trường của mình để lựa chọn nghề nghiệp. Có thể nói, nếu thực hiện tốt việc giáo dục KTTH sẽ giúp HS có định hướng đúng trong lựa chọn nghề nghiệp của mình. 1.2.2.2. Nội dung của giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hƣớng nghiệp bao gồm: - Giới thiệu cho học sinh những cơ sở của các xu hướng tiến bộ kĩ thuật quan trọng nhất (như cơ khí hoá, điện khí hoá, kĩ thuật điện và vô tuyến điện tử, năng lượng, chế tạo vật liệu, tự động hoá …) - Làm sáng tỏ các nguyên tắc Vật lí trong hoạt động của các thiết bị kĩ thuật. Ví dụ: Nguyên tắc hoạt động của nhà máy điện, … - Giới thiệu để học sinh hiểu được cơ sở của năng lượng học, kĩ thuật điện tử, kĩ thuật tính toán, kĩ thuật nhiệt, kĩ thuật liên quan đến quốc phòng … Nguyên lí chế tạo, sử dụng công cụ lao động, thiết kế chế tạo dụng cụ thí nghiệm, các mẫu sản phẩm … - Rèn luyện thói quen thực hành, kĩ năng cơ bản về sử dụng các thiết bị thí nghiệm vật lí, các công cụ sản xuất phổ biến như: Hệ thống thao tác đo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 18 đạc, đọc các giá trị, lựa chọn dụng cụ, lắp ráp, kiểm tra, vận hành, bảo quản các thiết bị, động cơ, máy móc … Cho học sinh làm quen với việc thực hiện các yêu cầu kĩ thuật cũng như kế hoạch làm việc. - Thực hiện giáo dục KTTH trong dạy học các bộ môn nói chung, trong dạy học Vật lí nói riêng đóng góp quan trọng vào việc hướng nghiệp cho học sinh. Việc truyền thụ kiến thức khoa học bộ môn là quá trình tạo nền móng cho sự lĩnh hội kiến thức nghề nghiệp. Vật lí học là cơ sở lí thuyết của nhiều ngành kĩ thuật, chế tạo máy móc vì vậy giáo dục KTTH trong dạy học Vật lí có ý nghĩa quan trọng hướng nghiệp học sinh. 1.2.2.3. Con đƣờng thực hiện việc giáo dục KTTH và hƣớng nghiệp. Việc giáo dục KTTH và hướng nghiệp cho học sinh cần thực hiện theo các biện pháp sau: - Giảng dạy kiến thức vật lí đảm bảo tính hệ thống, vững chắc, liên hệ chặt chẽ với kĩ thuật, sản xuất và đời sống. Lựa chọn tài liệu học tập có giá trị khoa học và có tính thực tiễn. Học sinh không những nắm vững kiến thức mà còn thấy được con đường vận dụng kiến thức vào hoạt động của máy móc, dụng cụ. Giải các bài toán kĩ thuật cho phép học sinh làm quen với tình huống sản xuất, với hoạt động kinh tế ở địa phương, từ đó rèn luyện kĩ năng cần thiết và phát triển tư duy kĩ thuật. - Phối hợp các phương pháp, phương tiện và hình thức tổ chức dạy học phong phú. + Lựa chọn các phương pháp dạy học góp phần phát triển năng lực sáng tạo kĩ thuật của học sinh. + Tổ chức các hoạt động thực hành có tính sáng tạo. + Sử dụng rộng rãi các thí nghiệm Vật lí, các mô hình, các thiết bị dạy học, phương tiện nghe nhìn, máy vi tính, công nghệ thông tin. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 19 + Tổ chức tham quan sản xuất, công tác ngoại khoá Vật lí, kĩ thuật để học sinh rèn luyện kĩ năng thực hành, phát triển hứng thú và năng lực sáng tạo. - Việc thực hiện giáo dục KTTH và hướng nghiệp cho học sinh không được tách rời quá trình hình thành kiến thức, kĩ năng vật lí, nó được tích hợp ngay trong quá trình dạy học các kiến thức Vật lí, cụ thể bằng các con đường sau: + Khi giải các bài toán Vật lí + Trong quá trình chuẩn bị và tiến hành tham quan sản xuất: tuyên truyền chính sách phát triển kinh tế đất nước, tạo động cơ nghiên cứu môn học, phát triển hứng thú học Vật lí. + Trong quá trình giải thích các hiện tượng Vật lí, các quy luật Vật lí: Làm rõ cơ sở Vật lí của các hướng phát triển kĩ thuật; giải thích nguyên tắc hoạt động của các máy móc thiết bị kĩ thuật; vận dụng các kiến thức Vật lí để giải các bài toán kĩ thuật, … - Việc giới thiệu các tiến bộ khoa học – kĩ thuật cùng các thông tin về sự phát triển kinh tế, kĩ thuật của đất nước và ở địa phương có tác dụng củng cố niềm tin kích thích hứng thú học tập, là cơ sở định hướng nghề nghiệp cho học sinh. - Việc giáo dục KTTH phải được tiến hành trên cả hai mặt lí thuyết và thực hành, cân đối giữa kiến thức và kĩ năng, đảm bảo mối quan hệ giữa lao động công ích và quá trình dạy học. Trên cơ sở đó, học sinh thấy rõ năng lực sở trường của mình để lựa chọn nghề nghiệp và đóng góp tích cực vào quá trình sản xuất. 1.3. Điện năng và sản xuất điện năng. 1.3.1. Điện năng và vai trò của nó đối với sự phát triển kinh tế xã hội. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 20 - Điện năng có vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực kinh tế và đời sống. + Trong sản xuất công nghiệp: Có thể nói điện năng là lực đẩy cho sản xuất công nghiệp phát triển, góp phần chuyển dịch cơ cấu công nghiệp từ thủ công sang cơ giới hoá, tự động hoá với công nghệ ngày càng hiện đại. + Trong giao thông vận tải: Giao thông vận tải là nền tảng của phát triển kinh tế xã hội trong đó điện năng đóng vai trò quan trọng vào việc phát triển của ngành này. Đó là việc xây dựng các tuyến giao thông, đưa các phương tiện giao thông góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường vào hoạt động như xe điện, ô tô chạy bằng điện, … + Trong thông tin liên lạc: Thông tin liên lạc được coi như thước đo của nền văn minh. Nếu như thời kì sơ khai con người chuyển thông tin bằng các cách thổi tù và, đốt lửa, đánh trống, … hoặc dùng các phương tiện thông thường thì ngày nay nhờ có điện năng, thông tin liên lạc đã phát triển vượt bậc. Ví dụ: Việc thông tin liên lạc trên khoảng cách xa được tiến hành bằng điện thoại, điện báo, internet, fax, telex, các phương tiện thông tin đại chúng như đài phát thanh, vô tuyến, … Sự phát triển của thông tin liên lạc góp phần thay đổi cách tổ chức kinh tế trên thế giới, thúc đẩy quá trình toàn cầu hoá, làm thay đổi mạnh mẽ cuộc sống của từng người, từng gia đình. + Trong khoa học kĩ thuật: Điện năng giúp cho các ngành khoa học kĩ thuật phát triển, có nhiều những nghiên cứu khoa học mới được ứng dụng trong thực tế. Sự phát triển của ngành điện thúc đẩy các ngành chế tạo máy, điện tử, … quyết định tiến bộ trong các lĩnh vực cơ khí hoá, tự động hoá sản xuất, gắn liền với việc nâng cao sức sản xuất và chất lượng sản phẩm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 21 + Trong đời sống: Điện năng phục vụ rất nhiều những nhu cầu trong đời sống hàng ngày của con người như chiếu sáng, quạt mát, điều hoà không khí, thông tin liên lạc, nấu ăn, … 1.3.2. Sự chuyển hoá các dạng năng lƣợng thành điện năng.  20 Hiện nay, việc sản xuất điện năng được thực hiện bởi nhiều nhà máy điện, trong đó cơ năng vận hành máy phát điện được lấy từ nhiều nguồn năng lượng khác nhau. - Nhà máy nhiệt điện: Nhiệt năng (đốt các nhiên liệu hoá thạch)  cơ năng (làm quay tuabin)  điện năng. - Nhà máy thuỷ điện: Năng lượng của dòng chảy (động năng, thế năng)  cơ năng (làm quay tuabin)  điện năng. - Nhà máy điện hạt nhân: Năng lượng hạt nhân  cơ năng (làm quay tuabin)  điện năng. - Máy phát điện nhờ sức gió: Động năng của gió  cơ năng (làm quay tuabin)  điện năng. - Pin mặt trời: Năng lượng mặt trời  điện năng. - Pin, ac quy: Năng lượng hoá học  điện năng. 1.3.3. Sản xuất điện năng và vấn đề môi trƣờng sinh thái.  12 Quá trình sản xuất điện năng có ảnh hưởng nhất định đối với môi trường sinh thái. * Nhà máy thuỷ điện: Thuỷ năng được xem là năng lượng sạch của con người. Tuy nhiên hoạt động của nhà máy điện lại có những ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái. Việc xây dựng các hồ chứa nước lớn tạo nhiều tác động tiêu cực tới môi trường như: động đất cưỡng bức, thay đổi khí hậu và thời tiết khu vực, mất đất canh tác, tạo ra CH4 do phân huỷ chất hữu cơ lòng hồ. Tạo ra sự biến đổi thuỷ văn hạ lưu, làm thay đổi độ mặn của nước khu vực cửa sông ven Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 22 biển. Ngăn chặn sự phát triển bình thường các quần thể cá trên sông. Tiềm ẩn tai biến môi trường cho hệ thống đê điều và các công trình xây dựng trên sông. * Nhà máy nhiệt điện: Với chất đốt là than đá, việc khai thác than đã gây ảnh hưởng tới môi trường. - Khai thác lộ thiên thì tạo lượng chất thải đất đá khá lớn, ô nhiễm bụi, ô nhiễm nước, mất rừng. - Khai thác hầm lò: lãng phí trữ lượng, gây lún đất, ô nhiễm nước, tiêu hao gỗ chống lò, tai nạn hầm lò. Trong chế biến, sàng tuyển tạo bụi và nước thải chứa than, kim loại nặng. - Đốt than tạo khí độc SO2, bụi CO2, … Theo tính toán một nhà máy nhiệt điện công suất 1000MW, hàng năm thải ra môi trường 5 triệu tấn CO2, 11000 đến 68000 tấn chất thải rắn có chứa kim loại nặng và chất phóng xạ độc hại. * Nhà máy điện nguyên tử: Nhà máy điện hạt nhân 106kW, mỗi năm cần 30 tấn nguyên liệu hạt nhân. Nhà máy điện hạt nhân không có khói, bụi, nước thải và khí thải vào môi trường. Tuy nhiên nếu trong quá trình xây dựng và vận hành không đảm bảo an toàn sẽ dẫn đến rò rỉ chất phóng xạ ra bên ngoài gây ảnh hưởng cực kì nghiêm trọng. Nếu bị chiếu xạ với lượng lớn sẽ dẫn tới tử vong hoặc nhiễm các bệnh máu trắng, u ác tính, thiếu máu, đục thuỷ tinh thể, vô sinh, quái thai, rụng tóc, … Hiện nay người ta đã nghiên cứu và đưa vào sử dụng các nguồn năng lượng có thể chuyển hoá thành điện năng như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, … an toàn hơn với môi trường, tuy vậy nhưng công suất còn nhỏ chưa sử dụng được rộng rãi. Trong khi quá trình sản xuất điện năng hiện nay đang gây ô nhiễm cho môi trường, mặt khác nhiên liệu cho sản xuất điện năng ngày càng cạn kiệt thì Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 23 mỗi người phải tìm ra phương pháp tiết kiệm điện năng trong cuộc sống của mình như: Tắt các thiết bị điện khi không sử dụng, lựa chọn các sản phẩm tiêu thụ ít năng lượng, … 1.4 Các biện pháp tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng trong dạy học Vật lí ở trƣờng THPT. 1.4.1. Tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng vào các bài học Vật lí. Các mức độ tích hợp. Việc tích hợp các kiến thức về sản suất điện năng có thể thực hiện từ lớp 10 đến lớp 12, với mức độ tích hợp cụ thể như sau: - Lớp 10: Phần cơ học: Bài “Động năng, thế năng” sẽ tích hợp giới thiệu việc sử dụng động năng và thế năng của thác nước, động năng của gió để sản xuất điện năng. Cho học sinh nắm được cách thức hoạt động của nhà máy thuỷ điện, đồng thời thấy được tốc độ phát triển ngành thuỷ điện nước ta. Phần nhiệt học: Bài “Nội năng và sự biến thiên nội năng” cho HS thấy được sự chuyển hoá năng lượng từ nhiệt năng  cơ năng làm quay tuabin  điện năng trong nhà máy nhiệt điện. - Lớp 11: Bài “Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ”: Giới thiệu cho học sinh biết hiện tượng cảm ứng điện từ là nguyên tắc hoạt động của máy phát điện đồng thời cho học sinh quan sát cấu tạo và vận hành của máy phát điện (loại nhỏ dùng trong phòng thí nghiệm). - Lớp 12: + Bài “Hiện tượng quang điện” sẽ tích hợp giới thiệu các tế bào quang điện chuyển đổi trực tiếp năng lượng mặt trời thành dòng điện, các vật liệu bán dẫn khi nhận năng lượng ánh sáng mặt trời giải phóng electron và tạo ra Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 24 dòng điện. Cách tạo ra pin mặt trời với suất điện động lớn và giới thiệu xu hướng phát triển ngành điện mặt trời ở nước ta và trên thế giới. + Bài “Máy phát điện xoay chiều”: Ngoài việc nghiên cứu cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều sẽ tích hợp các cách làm quay rôto của máy phát điện trong thực tế, cách làm thay đổi tần số của dòng điện xoay chiều. + Bài “Phản ứng phân hạch” sẽ tích hợp giới thiệu năng lượng nhiệt từ phản ứng hạt nhân để sản xuất điện năng, giới thiệu cấu tạo và hoạt động của nhà máy điện nguyên tử. Cùng với việc tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng sẽ tích hợp các kiến thức về vấn đề bảo vệ môi trường sinh thái và vấn đề tiết kiệm điện năng. 1.4.2. Tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng khi giải các bài tập có nội dung kĩ thuật. Việc tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng không chỉ thực hiện khi dạy lí thuyết mà còn có thể thực hiện thông qua việc giải bài tập. Ví dụ: - Ở phần cơ học, khi nghiên cứu về động năng và thế năng của thác nước sẽ tích hợp giới thiệu việc sử dụng động năng và thế năng của thác nước để sản xuất điện năng (nhà máy thuỷ điện). Có thể sử dụng bài toán: Nước từ mặt đập nhà máy thuỷ điện cao 80 m chay qua ống dẫn vào tuabin vơi lưu lượng 20m3/s. Biết hiệu suất của tuabin H = 0,6, tìm công suất phát điện của tuabin. - Ở phần nhiệt, có thể sử dụng bài toán: Xác định độ biến thiên nhiệt độ của hơi nước rơi từ độ cao 96m xuống và đập vào cánh tuabin làm quay máy phát điện, biết rằng 50% thế năng của nước biến thành nội năng của nước. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/kg.K. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 25 - Ở phần điện, có thể sử dụng bài toán: Máy phát điện xoay chiều tạo nên suất điện động 0 2 cos100e E t . Tốc độ quay của rôto là 600 vòng/phút. Số cặp cực của rôto là bao nhiêu ? - Ở phần hạt nhân, có thể sử dụng bài toán: Trong phản ứng phân hạch urani U235, năng lượng trung bình toả ra khi một hạt nhân bị phân hạch là 200MeV. Một nhà máy điện nguyên tử dùng nguyên liệu urani, có công suất 500000kW, hiệu suất là 20%. Lượng urani tiêu thụ hàng năm là bao nhiêu ? Với những dạng bài toán này vừa tích hợp kiến thức sản xuất điện năng, vừa tích hợp được nội dung giáo dục KTTH và hướng nghiệp. 1.4.3. Tổ chức tham quan, ngoại khoá. * Tham quan: Do yêu cầu đào tạo toàn diện của người học sinh, đặc biệt là yêu cầu giáo dục KTTH và dạy học gắn liền với lao động sản xuất. Tham quan có vai trò rất lớn, nó làm cho kiến thức của học sinh sâu sắc hơn, góp phần giáo dục tư tưởng tình cảm cho học sinh. Qua tham quan, các em có nhận thức đúng đắn về tình cảm, tư tưởng của người lao động mới, bồi dưỡng cho các em lòng yêu nước, tinh thần hợp tác quốc tế. Tham quan kích thích hứng thú học tập của học sinh. Tham quan góp phần quan trọng trong giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp. - Tham quan sản xuất + Với hình thức này học sinh trực tiếp nhận biết được các hiện tượng vật lí trong đời sống sản xuất, thấy được vai trò của kiến thức khoa học trong thực tế sản xuất, thấy được thành tựu của kĩ thuật như cơ khí hoá, điện khí hoá, sản xuất tự động, điện tử thông tin … trên cơ sở đó giáo dục lòng yêu thích bộ môn và hứng thú học tập bộ môn cho các em. + Giúp HS mở rộng tầm nhìn, mở rộng hiểu biết của học sinh trong thực tế sản xuất, các em thấy tận mắt những máy móc cụ thể và cơ chế hoạt động của nó mà trong phạm vi mình chưa có. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 26 + Giúp các em tiếp xúc với người lao động, bước đầu làm quen với họ, thấy được cách tổ chức lao động thực sự, hiểu biết thêm những ngành nghề trong thực tế, giúp các em có định hướng nghề nghiệp trong tương lai phù hợp với khả năng của mình. - Tham quan các cơ quan khoa học hoặc viện bảo tàng cũng có tác dụng giúp cho học sinh thấy được lịch sử của quá trình nghiên cứu các máy móc các sự kiện. Ví dụ: Tham quan nhà máy thuỷ điện Học sinh trực tiếp thấy được quá trình sản xuất và phân phối lượng điện. Cụ thể: + Nguyên tắc hoạt động của nhà máy thuỷ điện. + Cách bố trí các bộ phận quan trọng của nhà máy thuỷ điện. + Cách truyền tải điện từ máy phát. + Các dụng cụ điều khiển và đo điện. + Công suất, hiệu suất của nhà máy, phương tiện bảo hộ lao động và công tác an toàn về điện. Ngoài ra học sinh còn được tìm hiểu những ảnh hưởng của quá trình xây dựng và hoạt động của nhà máy thuỷ điện đối với môi trường. Học sinh biết được những ngành nghề được đào tạo để làm việc trong nhà máy điện, giúp các em có định hướng nghề nghiệp trong tương lai. * Ngoại khoá: Ngoại khoá là một công tác hỗ trợ có chất lượng cho việc giảng dạy vật lí trong nhà trường. Ngoại khoá là phương tiện để phát huy năng lực và tài năng của học sinh, làm thức tỉnh hứng thú và thiên hướng của các em về một hoạt động nào đó. Ngoại khoá có tác dụng giáo dục, tác dụng giáo dưỡng, tác dụng giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp. Qua hoạt động ngoại khoá học sinh được rèn luyện một số kĩ năng như: + Bồi dưỡng kĩ năng làm mộc, nguội, rèn, mắc điện, trang trí, vẽ, … Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 27 + Tập sử dụng những dụng cụ đo lường cơ bản, những máy móc đơn giản. + Tập nghiên cứu một vấn đề, thuyết minh, trình bày … Trên cơ sở ngoại khoá học sinh sẽ nảy nở tình cảm nghề nghiệp, bước đầu có thiên hướng của mình về nghề nghiệp mà mình sẽ lựa chọn trong tương lai. 1.4.4. Phối hợp các phƣơng pháp và phƣơng tiện dạy học.        6 , 3 , 13 , 14 a) Phƣơng pháp dạy học: Là những hình thức và cách thức hoạt động của giáo viên và học sinh trong những điều kiện dạy học xác định nhằm đạt mục đích dạy học (những hình thức và cách thức, thông qua đó và bằng cách đó, giáo viên và học sinh lĩnh hội những hiện thực tự nhiên và xã hội xung quanh trong những điều kiện học tập cụ thể). * Phƣơng pháp dạy học tích cực: Là một nhóm phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo của người học. * Các đặc trƣng của phƣơng pháp dạy học tích cực. - Dạy học tăng cường phát huy tính tự tin, tích cực, chủ động, sáng tạo thông qua tổ chức thực hiện các hoạt động học tập của học sinh. Lấy “học” làm trung tâm thay vì lấy “dạy” làm trung tâm: Trong phương pháp tổ chức, người học – đối tượng của hoạt động “dạy”, đồng thời là chủ thể của hoạt động “học” – được cuốn hút vào các hoạt động học tập do GV tổ chức và chỉ đạo, thông qua đó tự lực khám phá những điều mình chưa rõ, chưa có chứ không phải thụ động tiếp thu những tri thức đã được GV sắp đặt. Được đặt vào tình huống của đời sống thực tế, người học trực tiếp quan sát, thảo luận, làm thí nghiệm, giải quyết vấn đề đặt ra theo cách suy nghĩ của mình, từ đó nắm kiến thức kĩ năng mới, vừa nắm được phương pháp “làm ra” kiến thức đó, không rập theo khuân mẫu sẵn có, được bộc lộ và phát huy tiềm năng sáng tạo. Theo cách này, GV không chỉ đơn giản truyền kiến thức và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 28 còn hướng dẫn hành động. Thực hiện thầy chủ đạo, trò chủ động: “Hoạt động làm cho lớp học ồn ào hơn, nhưng là ồn ào hiệu quả”. - Dạy học chú trọng rèn luyện phương pháp và phát huy năng lực tự lực của HS. Phương pháp tích cực xem việc rèn luyện phương pháp học tập cho học sinh không chỉ là một biện pháp nâng cao hiệu quả dạy học mà còn là một mục tiêu dạy học. Trong xã hội hiện đại đang biến đổi nhanh – với sự bùng nổ thông tin, khoa học, kĩ thuật, công nghệ như vũ bão – thì không thể nhét vào đầu HS khối lượng kiến thức ngày càng nhiều. Phải quan tâm dạy cho HS phương pháp tự học ngay từ cấp tiểu học. Trong các phương pháp học thì cốt lõi là phương pháp tự học. Nếu rèn luyện cho học sinh có được phương pháp, kĩ năng, thói quen, ý chí tự học thì sẽ tạo cho họ lòng ham học, khơi dậy nội lực vốn có trong mỗi người, kết quả học tập sẽ nhân lên gấp bội. - Dạy học phân hoá kết hợp với hợp tác. Trong một lớp học trình độ kiến thức, tư duy của học sinh thường không thể đồng đều, vì vậy khi áp dụng PPDH tích cực buộc phải chấp nhận sự phân hoá về cường độ, mức độ, tiến độ hoàn thành nhiệm vụ học tập, nhất là khi bài học được thiết kế thành một chuỗi hoạt động độc lập. Áp dụng PPDH tích cực ở trình độ càng cao thì sự phân hoá này càng lớn. Tuy nhiên, trong học tập, không phải mọi tri thức, kĩ năng, thái độ đều được hình thành bằng những hoạt động độc lập cá nhân. Lớp học là môi trường giao tiếp thầy – trò, trò – trò, tạo nên mối quan hệ hợp tác giữa các cá nhân trên con đường chiễm lĩnh nội dung học tập. - Kết hợp đánh giá của thầy với đánh giá của bạn, với tự đánh giá. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 29 Hoạt động đánh giá đa dạng: đánh giá chính thức và không chính thức; đánh giá bằng định tính và định lượng; đánh giá bằng kết quả và bằng biểu lộ thái độ - tình cảm; đánh giá thông qua sản phẩm được giới thiệu và phát triển mối quan hệ xã hội. - Tăng cường khả năng, kĩ năng vận dụng vào thực tế, phù hợp với điều kiện thực tế về cơ sở vật chất, về đội ngũ GV, khả năng của HS, tối ưu các điều kiện hiện có. Sử dụng các phương tiện dạy học, thiết bị dạy học hiện đại khi có điều kiện. * Các phƣơng pháp dạy học tích cực chính. - Dạy học vấn đáp, đàm thoại: Vấn đáp, đàm thoại là phương pháp trong đó GV đặt ra những câu hỏi để HS trả lời, hoặc có thể tranh luận với nhau và với cả GV, qua đó HS lĩnh hội được nội dung bài học. Mục đích của phương pháp này là nâng cao chất lượng giờ học bằng cách tăng cường hình thức hỏi – đáp, đàm thoại giữa GV và HS, rèn cho HS bản lĩnh tự tin, khả năng diễn đạt một vấn đề trước tập thể. Có ba mức độ: vấn đáp tái hiện, vấn đáp giải thích – minh hoạ và vấn đáp tìm tòi. Với phương pháp vấn đáp, đàm thoại, GV phải dựa trên cơ sở kiến thức của bài học soạn thảo hệ thống các câu hỏi sao cho việc trả lời các câu hỏi đó làm rõ nội dung cần nắm được trong bài. - Dạy và học phát hiện và giải quyết vấn đề: Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là phương pháp dạy học trong đó GV tạo ra tình huống có vấn đề, điều khiển người học phát hiện vấn đề, tự giác, tích cực hoạt động giải quyết tình huống, thông qua đó lĩnh hội kiến thức, phát triển kĩ năng và đạt được các mục đích dạy học khác. Trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, HS vừa nắm tri thức mới, vừa nắm được phương pháp chiếm lĩnh tri thức đó, phát triển tư duy tích cực Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 30 sáng tạo, được chuẩn bị một năng lực thích ứng với đời sống xã hội: phát hiện kịp thời và giải quyết hợp lí các vấn đề nảy sinh. Cấu trúc một bài học (hoặc một phần trong bài học) theo dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề. Bước 1: Đặt vấn đề, xây dựng bài toán nhận thức + Tạo tình huống có vấn đề + Phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh + Phát biểu vấn đề giải quyết Bước 2: Giải quyết vấn đề đặt ra + Đề xuất các giả thuyết + Lập kế hoạch giải quyết vấn đề + Thực hiện kế hoạch Bước 3: Kết luận + Thảo luận kết quả và đánh giá + Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết nêu ra + Phát biểu kết luận + Đề xuất vấn đề mới - Dạy và học hợp tác trong nhóm nhỏ: Là phương pháp dạy học trong đó lớp học được chia thành những nhóm nhỏ để tất cả các thành viên trong lớp đều được làm việc và thảo luận về một chủ đề cụ thể và đưa ra ý kiến chung của nhóm về vấn đề đó. Phương pháp dạy học hợp tác giúp các thành viên trong nhóm chia sẻ các băn khoăn, kinh nghiệm của bản thân, cùng nhau xây dựng nhận thức mới. Bằng cách nói ra những điều đang nghĩ, mỗi người có thể nhận rõ trình độ hiểu biết của mình về chủ đề nêu ra, thấy mình cần học hỏi thêm những gì. Bài học trở thành quá trình học hỏi lẫn nhau chứ không phải chỉ là sự tiếp thu thụ động từ GV. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 31 Cấu tạo của một tiết học (hoặc một buổi làm việc) theo nhóm gồm: Bước 1: Làm việc chung cả lớp + Nêu vấn đề, xác định nhiệm vụ nhận thức. + Tổ chức các nhóm, giao nhiệm vụ. + Hướng dẫn cách làm việc theo nhóm. Bước 2: Làm việc theo nhóm + Trao đổi ý kiến, thảo luận trong nhóm. + Phân công trong nhóm, từng cá nhân làm việc độc lập rồi trao đổi. + Cử đại diện trình bày kết quả làm việc của nhóm. Bước 3: Thảo luận, tổng kết trước toàn lớp + Các nhóm lần lượt báo cáo kết quả. + Thảo luận chung + GV tổng kết, đặt vấn đề cho bài sau. b) Phƣơng tiện dạy học: Là các vật thể hoặc một tập hợp các vật thể mà giáo viên và học sinh sử dụng trong quá trình dạy học để nâng cao hiệu quả của quá trình này. - Các phương tiện dạy học truyền thống bao gồm: + Các vật thật trong đời sống và kĩ thuật. + Các thiết bị thí nghiệm dùng để tiến hành các thí nghiệm của giáo viên và các thí nghiệm của học sinh. + Các mô hình vật chất. + Bảng + Tranh ảnh và các bản vẽ sẵn. + Các tài liệu in: Sách giáo khoa, sách bài tập, sách hướng dẫn thí nghiệm và các tài liệu tham khảo khác. - Các phương tiện dạy học hiện đại bao gồm: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 32 + Phim học tập: Phim đèn chiếu, phim chiếu bóng, phim học tập truyền hình, phim video. + Các phần mềm máy tính mô phỏng, minh hoạ các hiện tượng, quá trình Vật lí. * Thí nghiệm Vật lí - Định nghĩa: Thí nghiệm Vật lí là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan. Thông qua phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận được kiến thức mới. - Chức năng của thí nghiệm trong dạy học Vật lí Chức năng của thí nghiệm theo quan điểm lí luận nhận thức bao gồm: + Thí nghiệm là phương tiện thu nhận tri thức. + Thí nghiệm là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của những tri thức đã thu nhận. + Thí nghiệm là phương tiện để vận dụng tri thức vào thực tiễn. + Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức. Chức năng của thí nghiệm theo quan điểm lí luận dạy học gồm: + Thí nghiệm có thể sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học. + Thí nghiệm góp phần vào việc phát triển toàn diện học sinh. + Thí nghiệm là phương tiện quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp. Trong thí nghiệm HS phải sử dụng dụng cụ thí nghiệm, các thiết bị đo lường, HS phải rèn luyện sự khéo léo của chân tay, các thủ thuật của các động tác thí nghiệm, phải nắm được các nguyên tắc đo các đại lượng, các kĩ năng để đảm bảo phép đo được chính xác, các nguyên nhân dẫn đến sai số … Đây chính là các thành phần căn bản của giáo dục KTTH cho HS. + Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập của học sinh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 + Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức hoạt động của học sinh. + Thí nghiệm Vật lí góp phần làm đơn giản hoá các hiện tượng và các quá trình Vật lí. Góp phần cho học sinh củng cố niềm tin khoa học nhằm hình thành thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh. - Sơ đồ phân loại thí nghiệm Vật lí. * Các mô hình dạy học: - Khái niệm: Mô hình là một cái gì đó (một vật thể, một sự biểu đạt hình tượng, …) thay thế cho cái nguyên gốc, nó cho phép thay thế cái nguyên gốc này bởi sự trung gian giúp cho dễ hiểu hơn, dễ đạt tới hơn đối với nhận thức. Quan hệ giữa mô hình với thực tế có thể hoặc là là sự tương tự về hình thức bề ngoài hoặc là sự tương tự của cái cấu trúc bị che khuất, hoặc là sự tương tự chức năng, hiệu quả. - Chức năng của mô hình trong dạy học Vật lí + Mô tả sự vật hiện tượng. + Giải thích các sự kiện và hiện tượng có liên quan tới đối tượng. Thí nghiệm vật lí ở trường phổ thông TN học sinh TN giáo viên TN MĐ TN ở nhà TN CC TN TH TNNC Bài mới TN KT TNNC khảo sát TNNC minh hoạ TN định tính TN định lượng TN MĐ TNNC tài liệu mới TN CC TNNC khảo sát TNNC minh hoạ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34 + Tiên đoán các sự kiện và hiện tượng mới. - Các mô hình thường được sử dụng trong các trường hợp sau: + Dùng để minh hoạ các hiện tượng, quá trình Vật lí vi mô, trực quan hoá các mô hình lí tưởng. + Dùng nghiên cứu các ứng dụng kĩ thuật của Vật lí. Ví dụ: + Sử dụng mô hình đường cảm ứng từ trong dạy học về từ trường và hiện tượng cảm ứng điện từ. Mô hình đường cảm ứng từ không những biểu diễn được hướng mà còn cả độ lớn của lực từ ở mỗi điểm xung quanh nam châm. Sử dụng mô hình đường cảm ứng từ giúp ta phát hiện ra định luật cảm ứng điện từ: Khi có sự biến thiên của từ thông qua diện tích giới hạn bởi một mạch kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. + Mô hình máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha * Sử dụng đa phƣơng tiện (máy vi tính, máy chiếu) - Máy vi tính có các tính năng sau: + Máy vi tính là thiết bị có thể tạo nên, lưu trữ trong máy và hiển thị lại trên màn một khối lượng thông tin lớn dưới dạng văn bản, hình ảnh và âm thanh mà giác quan con người có thể tiếp nhận được. Việc truy nhập cũng như trao đổi các nội dung bất kì trong khối lượng thông tin đó thực hiện rất dễ dàng, nhanh chóng, tiện lợi. + Máy vi tính có khả năng tính toán, xử lí cực nhanh một khối lượng rất lớn các phép tính với độ chính xác cao. + Máy vi tính có thể biến đổi cực nhanh, chính xác các dữ liệu đã thu nhập được, cho ra kết quả hiển thị dưới dạng chuẩn như: Biểu bảng, biểu đồ, đồ thị, … tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu. + Máy vi tính có thể ghép nối với các thiết bị nghiên cứu khác để tạo thành một hệ thiết bị mới có chất lượng cao hơn hẳn thiết bị cũ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 + Nhờ các phần mềm, thông qua máy vi tính có thể điều khiển hoàn toàn tự động các quá trình theo một chương trình đặt sẵn. - Sử dụng máy vi tính kết nối với máy chiếu trong dạy học vật lí. + Sử dụng máy vi tính với chức năng phương tiện dạy học chung: Hỗ trợ giáo viên minh hoạ các quá trình, hiện tượng cần nghiên cứu; Các chương trình phần mềm hỗ trợ cho việc tự học, ôn tập của học sinh; Các phần mềm sử dụng cho việc soạn đề thi trắc nghiệm dành cho giáo viên, tự kiểm tra dành cho học sinh, … + Sử dụng máy vi tính hỗ trợ cho các phương pháp Vật lí: Mô phỏng các đối tượng Vật lí cần nghiên cứu; Hỗ trợ trong việc xây dựng các mô hình; Hỗ trợ các thí nghiệm Vật lí; Hỗ trợ cho việc phân tích băng video ghi các quá trình vật lí thực. c) Các biện pháp phối hợp phƣơng pháp – phƣơng tiện dạy học. - Cơ sở để phối hợp các phương pháp – phương tiện dạy học: Nội dung kiến thức trong một bài dạy là đa dạng, mà mỗi phương pháp – phương tiện thường chỉ giải quyết được một nội dung nhận thức nào đó, vì vậy phải sử dụng phối hợp nhiều phương pháp – phương tiện dạy học. Với phương pháp, trong sự phối hợp này bao giờ cũng có một phương pháp chủ đạo, phương pháp khác chỉ là phương pháp hỗ trợ cho phương pháp chủ đạo. - Các biện pháp phối hợp phương pháp – phương tiện dạy học: Việc phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học phải đảm bảo tính đồng bộ giữa thiết bị, nội dung, phương pháp và đặc điểm của giáo viên và học sinh. Để phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học cần: + Nghiên cứu lôgic nội dung của bài học. + Nghiên cứu tâm sinh lí lứa tuổi và trình độ tiếp thu của học sinh. + Tìm hiểu trình độ của giáo viên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 + Điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường, các phương tiện dạy học phục vụ cho nội dung bài học . Riêng với việc phối hợp các phương tiện dạy học cần tuân thủ theo các nguyên tắc: đúng lúc, đúng chỗ và đủ cường độ. - Sử dụng phương tiện dạy học đúng lúc có nghĩa là trình bày phương tiện vào lúc cần thiết, lúc học sinh mong muốn nhất được quan sát, gợi nhớ trong trạng thái tâm lí thuận lợi nhất. Phương tiện dạy học phát huy hiệu quả nếu nó xuất hiện vào đúng lúc nội dung và phương pháp dạy học cần đến nó. Cần đưa phương tiện theo trình tự bài giảng, phương tiện dạy học phải được đưa ra biểu diễn và cất đi đúng lúc. Cùng một phương tiện dạy học cũng cần phân biệt thời điểm sử dụng của chúng. Khi nào đưa ra giới thiệu trong giờ học, trong buổi ngoại khoá, … - Sử dụng phương tiện dạy học đúng chỗ là tìm vị trí để giới thiệu phương tiện trên lớp học hợp lí nhất, giúp cho học sinh có thể sử dụng nhiều giác quan nhất để tiếp xúc với phương tiện một cách đồng đều ở mọi vị trí trong lớp. Tìm vị trí lắp đặt sao cho cả lớp có thể quan sát rõ ràng. Các phương tiện được giới thiệu ở những vị trí an toàn cho giáo viên và học sinh. - Sử dụng phương tiện dạy học đủ cường độ, nếu kéo dài việc trình diễn hoặc lặp lại một phương tiện quá nhiều sẽ làm cho hiệu quả giảm sút. 1.5. Nghiên cứu thực trạng thực hiện giáo dục KTTH và hƣớng nghiệp trong dạy học Vật lí. Để đánh giá thực trạng thực hiện giáo dục KTTH và hướng nghiệp trong dạy học Vật lí, chúng tôi đã lựa chọn điều tra một số trường THPT trên địa bàn huyện Đồng Hỷ và huyện Phổ Yên tỉnh Thái Nguyên bao gồm: THPT Đồng Hỷ, THPT Trại Cau, THPT Lê Hồng Phong. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 * Phương pháp điều tra: - Trao đổi với ban giám hiệu nhà trường. - Điều tra giáo viên (phiếu điều tra, xem giáo án) - Điều tra học sinh (phiếu điều tra, phỏng vấn, xem vở ghi) - Tham quan cơ sở vật chất: Phòng học, phòng thí nghiệm Vật lí của nhà trường. * Đối tượng điều tra: - Số phiếu điều tra giáo viên: 22 - Số phiếu điều tra học sinh: 250 * Nghiên cứu cơ sở vật chất cho thực hiện giáo dục TKTH – hướng nghiệp. - Về cơ sở vật chất: + Các trường đều có phòng học thoáng mát, bàn ghế, bảng, hệ thống đèn chiếu sáng, quạt điện đạt yêu cầu. + Các trường đều có phòng để thiết bị thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm được cung cấp đồng bộ và đầy đủ nhưng chất lượng của các bộ thí nghiệm không được tốt, với khoảng thời gian được cấp chưa lâu (khoảng từ 1 đến 2 năm) một số bảng từ đã mọt, cong vênh; các viên bi chưa qua sử dụng đã han gỉ, .. ., trường Trại Cau và trường Đồng Hỷ chưa có phòng thí nghiệm thực hành. + Các trường đều chưa có nhân viên phòng thí nghiệm, giáo viên bộ môn phải tự chuẩn bị các thí nghiệm phục vụ cho mỗi bài giảng và mang lên lớp. + Các trường đều trang bị phòng máy chiếu, phục vụ cho các giờ dạy bằng giáo án điện tử. * Kết quả nghiên cứu sự quan tâm của giáo viên, học sinh và cán bộ quản lí với giáo dục KTTH – hướng nghiệp. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 - Với cán bộ quản lí: 90% cán bộ quản lí chưa quan tâm tới giáo dục KTTH – hướng nghiệp. - Với giáo viên: 80% giáo viên không quan tâm tới giáo dục KTTH – hướng nghiệp thông qua giảng dạy; 20% giáo viên có quan tâm nhưng không thường xuyên. - Với học sinh: 90% học sinh không quan tâm đến giáo dục KTTH; 60% có quan tâm tới vấn đề hướng nghiệp. * Nghiên cứu hiểu biết của giáo viên, học sinh về sản xuất điện năng và vai trò của điện năng. - 100% giáo viên hiểu quá trình sản xuất điện năng và vai trò của điện năng, tuy nhiên có tới 95% giáo viên không giới thiệu về quá trình này khi học các bài có kiến thức liên quan đến sản xuất điện năng, số còn lại có giới thiệu nhưng còn sơ lược. - Học sinh được biết về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều khi học đến bài “Máy phát điện xoay chiều”, tuy nhiên có tới 98% học sinh không biết quá trình sản xuất điện năng như thế nào, có những cách nào vận hành rôto trong máy phát điện, những loại năng lượng nào đã chuyển hoá thành điện năng, quá trình sản xuất điện năng có gây ô nhiễm môi trường không, cách khắc phục. Đa phần học sinh thấy được vai trò của điện năng nhưng ở mức độ có hạn và chưa có ý thức với việc tiết kiệm điện năng. 100% học sinh không biết tới điện mặt trời – một ngành năng lượng đang được quan tâm phát triển hiện nay vì mục đích bảo vệ môi trường. Từ kết quả điều tra trên chúng tôi thấy việc tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng để thông qua đó giáo dục KTTH - hướng nghiệp cho học sinh, giáo dục cho học sinh có ý thức và trách nhiệm với vấn đề môi trường là rất cần thiết. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 KẾT LUẬN CHƢƠNG I Giáo dục KTTH & HN, giáo dục môi trường là một trong các mục tiêu quan trọng của giáo dục phổ thông. Bộ môn Vật lí góp phần không nhỏ vào việc thực hiện mục tiêu đó, tuy nhiên vấn đề này chưa thực sự được các nhà quản lí và giáo viên quan tâm. Với đề tài „Tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng khi dạy một số bài học vật lí nhằm nâng cao chất lượng giáo dục KTTH – hướng nghiệp cho học sinh THPT”, qua nghiên cứu các tài liệu về tâm lí học, giáo dục học, lí luận dạy học Vật lí, vận dụng tư tưởng sư phạm tích hợp trong dạy học, chúng tôi đã quan tâm phân tích và làm sáng tỏ các vấn đề: - Nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường phổ thông. - Điện năng và sản xuất điện năng. - Các biện pháp tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng trong dạy học vật lí ở trường THPT. - Nghiên cứu thực trạng thực hiện giáo dục KTTH và hướng nghiệp trong dạy học vật lí. Trên cơ sở lí luận và thực tiễn, chúng tôi áp dụng vào việc thiết kế tiến trình dạy học một số bài vật lí có tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 CHƢƠNG II XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI HỌC VẬT LÍ CÓ TÍCH HỢP CÁC KIẾN THỨC SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG. 2.1 Phân tích chƣơng trình – sách giáo khoa Vật lí phổ thông. Các yếu tố kiến thức làm cơ sở cho sản xuất điện năng. 2.1.1. Chƣơng trình – sách giáo khoa Vật lí phổ thông. 1. Vị trí - Vật lí học là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật và công nghệ quan trọng. Sự phát triển của khoa học Vật lí gắn bó chặt chẽ và có tác động qua lại, trực tiếp với sự tiến bộ khoa học, kĩ thuật và công nghệ. Vì vậy những hiểu biết và nhận thức về Vật lí có giá trị to lớn trong đời sống sản xuất, đặc biệt trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. - Môn Vật lí có vai trò quan trọng trong việc thực hiện các mục tiêu của Giáo dục Phổ thông. Việc giảng dạy môn Vật lí có nhiệm vụ cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức Vật lí cơ bản ở trình độ phổ thông, bước đầu hình thành cho học sinh những kĩ năng và thói quen làm việc khoa học; góp phần tạo ra ở họ các năng lực nhận thức, năng lực hành động và các phẩm chất về nhân cách mà mục tiêu giáo dục đã đề ra; chuẩn bị cho học sinh tiếp tục tham gia lao động sản xuất, có thể thích ứng với sự phát triển của khoa học – kĩ thuật, học nghề, trung cấp chuyên nghiệp hoặc đại học. - Môn Vật lí có khả năng to lớn trong việc rèn luyện cho học sinh tư duy lôgic và tư duy biện chứng, hình thành ở họ niềm tin về bản chất khoa học của các hiện tượng tự nhiên cũng như khả năng nhận thức của con người, khả năng ứng dụng khoa học để đẩy mạnh sản xuất, cải thiện đời sống. - Môn Vật lí có mối quan hệ gắn bó chặt chẽ, qua lại với các môn học khác như toán học, công nghệ, hoá học, sinh học, … Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 2. Mục tiêu a) Về kiến thức: Đạt được một hệ thống kiến thức Vật lí phổ thông, cơ bản và phù hợp với các quan điểm hiện đại bao gồm: - Các khái niệm về các sự vật, hiện tượng và quá trình Vật lí thường gặp trong đời sống và sản xuất. - Các đại lượng, các định luật và nguyên lí Vật lí cơ bản. - Những nội dung chính của một số thuyết Vật lí quan trọng nhất. - Những ứng dụng phổ biến của Vật lí trong đời sống và sản xuất. - Các phương pháp chung của nhận thức khoa học và những phương pháp đặc thù của Vật lí, trước hết là phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình. b) Về kĩ năng. - Biết quan sát các hiện tượng và quá trình Vật lí trong tự nhiên, trong đời sống hàng ngày hoặc trong các thí nghiệm; biết điều tra sưu tầm, tra cứu tài liệu từ các nguồn khác nhau để thu thập thông tin cần thiết cho việc học tập môn Vật lí. - Sử dụng được các dụng cụ đo phổ biến của Vật lí; biết lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm Vật lí đơn giản. - Biết phân tích, tổng hợp và sử lí thông tin thu được để rút ra kết luận, đề ra dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay về bản chất của các hiện tượng hoặc quá trình Vật lí, cũng như đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã đề ra. - Vận dụng được kiến thức để mô tả và giải thích các hiện tượng và quá trình Vật lí, giải các bài tập Vật lí và giải quyết các vấn đề đơn giản trong đời sống và sản xuất ở mức độ phổ thông. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 - Sử dụng các thuật ngữ Vật lí, các biểu, bảng, đồ thị để trình bày rõ ràng, chính xác những hiểu biết, cũng như những kết quả thu được qua thu thập và sử lí thông tin. c) Về thái độ - Có hứng thú học Vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học; trân trọng đối với những đóng góp của Vật lí cho sự tiến bộ của xã hội và đối với công lao của các nhà khoa học. - Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và có tinh thần hợp tác trong việc học tập môn Vật lí, cũng như trong việc áp dụng các hiểu biết đã đạt được. - Có ý thức vận dụng các hiểu biết Vật lí vào đời sống nhằm cải thiện điều kiện sống, học tập cũng như để bảo vệ và giữ gìn môi trường sống tự nhiên. 3. Quan điểm xây dựng và phát triển chƣơng trình. - Các kiến thức được lựa chọn để đưa vào chương trình chủ yếu là những kiến thức của Vật lí học cổ điển. Đó là những kiến thức phổ thông và cơ bản, cần thiết cho việc nhận thức đúng các hiện tượng tự nhiên, cho cuộc sống hàng ngày và cho việc lao động trong nhiều ngành kĩ thuật. Chương trình cũng đề cập tới một số kiến thức của Vật lí học hiện đại có liên quan tới nhiều dụng cụ và thiết bị kĩ thuật hiện đang được sử dụng phổ biến trong cuộc sống và sản xuất. Chương trình coi trọng kiến thức về các phương pháp nhận thức đặc thù của bộ môn như phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình. - Nội dung kiến thức mà chương trình quy định được trình bày một cách tinh giản trong các tài liệu dạy học và thời lượng dành cho việc dạy học phải phù hợp với khả năng tiếp thu của học sinh. Khối lượng kiến thức và kĩ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 năng của mỗi tiết học cần được lựa chọn cân đối với việc thực hiện các nhiệm vụ của dạy học Vật lí. - Các kiến thức của chương trình cấu trúc theo hệ thống xoáy ốc, trong đó kiến thức của cùng một phân môn được lựa chọn và phân chia để dạy và học ở các lớp khác nhau, nhưng đảm bảo không trùng lặp, mà luôn có sự thừa kế và phát triển từ lớp dưới lên lớp trên, từ cấp học dưới lên cấp học trên và có sự phối hợp chặt chẽ với các môn học khác - Chương trình coi trọng những yêu cầu đối với việc rèn luyện và phát triển các kĩ năng cho học sinh, như đã nêu trong mục tiêu. - Chương trình đảm bảo tỉ lệ phần trăm với các tiết học đối với THPT: + Số tiết học lí thuyết chiếm khoảng từ 60% đến 70%, trong đó có 30% số tiết học lí thuyết kết hợp với thực nghiệm. + Số tiết bài tập chiếm từ 15% đến 20%. + Số tiết thực hành chiếm khoảng từ 5% đến 10%. + Số tiết kiểm tra chiếm khoảng 5% đến 10%. Bảng phân bố nội dung Phân môn Chủ đề Lớp 10 Lớp 11 Lớp 12 1. Cơ học 1. Động học và động lực học chất điểm + + 2. Tĩnh học + 3. Cơ học vật rắn + 4. Áp suất chất lỏng, chất khí + 5. Cơ năng. Các máy cơ. Các định luật bảo toàn. + + 6. Dao động cơ, sóng cơ. Âm học. + 2. Nhiệt học 1. Nhiệt độ. Nội năng. Nhiệt lượng + 2. Động học phân tử các chất + Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44 3. Tính chất nhiệt của chất rắn, chất lỏng, chất khí. Sự chuyển thể. + 4. Nhiệt động lực học. Các máy nhiệt. + 3. Điện học 1. Điện tích, điện trường, năng lượng điện trường. + 2. Dòng điện không đổi. Điện năng. + 3. Dòng điện trong các môi trường. + 4. Từ trường. Năng lượng từ trường. + 5. Cảm ứng điện từ. Các máy điện. + + 6. Dao động điện từ, dòng điện xoay chiều. Điện từ trường. Sóng điện từ. + 4. Quang học 1. Sự truyền ánh sáng. + 2. Dụng cụ quang. + 3. Sóng ánh sáng. + 4. Lượng tử ánh sáng. + 5. Phản ứng hạt nhân 1. Lực hạt nhân. Năng lượng liên kết hạt nhân. + 2. Phản ứng hạt nhân. Phóng xạ. + 3. Năng lượng của phản ứng hạt nhân + 4. Từ vi mô đến vĩ mô. + 2.1.2. Các yếu tố kiến thức chủ yếu làm cơ sở cho sản xuất điện năng. Qua phân tích chương trình – sách giáo khoa vật lí phổ thông chúng tôi thấy những yếu tố kiến thức làm cơ sở cho sản xuất điện năng bao gồm: - Động năng, thế năng - Nội năng và sự biến thiên nội năng. - Hiện tượng cảm ứng điện từ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45 - Hiện tượng quang điện. - Máy phát điện xoay chiều. - Năng lượng hạt nhân 2.2. Xây dựng chƣơng trình tích hợp kiến thức về sản xuất điện năng theo chƣơng trình – SGK Vật lí. 2.2.1. Một số nguyên tắc tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng. - Các kiến thức được tích hợp phải gắn kết hợp lí với nội dung của bài học, phục vụ mục tiêu chung của nội dung bài học. - Việc tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng trong bài học phải không làm giờ học trở nên quá tải. - Việc tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng không những góp phần giáo dục KTTH và hướng nghiệp cho học sinh mà còn thông qua đó giáo dục môi trường, giúp học sinh có thái độ đúng đắn trước vấn đề môi trường hiện nay. 2.2.2. Xây dựng chƣơng trình tích hợp: * Bài 1: Động năng (lớp 10) - Tên hoạt động tích hợp: Động năng của dòng nước, động năng của gió có lợi ích và tác hại gì trong đời sống và kĩ thuật ? (Thời gian: 5 phút) - Vị trí tích hợp: Sau mục “Khái niệm động năng” - Mục tiêu: + Giáo dục KTTH&HN: Giúp học sinh hiểu được động năng của dòng nước, động năng của gió làm quay tuabin trong máy phát điện. Ngoài ra người ta còn lợi dụng động năng của dòng nước để làm cọn nước, cối giã gạo nước. + Giới thiệu tiềm năng phát triển thuỷ điện ở nước ta. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 + Giáo dục môi trường: Động năng của dòng nước gây sói mòn đất, gây lở đất, làm đất bạc màu. Động năng của dòng nước và gió trong lũ quét gây hậu quả nghiêm trọng. + Biện pháp: Trồng cây, bảo vệ rừng, làm ruộng bậc thang. - Chuẩn bị: Các câu hỏi cho học sinh + Người ta đã lợi dụng động năng của dòng nước, của gió để làm gì ? + Hãy kể tên các nhà máy thuỷ điện ở nước ta ? + Động năng của dòng nước, động năng của gió có gây ra tác hại gì không ? Biện pháp khắc phục ? * Bài 2: Thế năng (Lớp 10) - Tên hoạt động tích hợp: Vai trò thế năng của thác nước trong sản suất điện năng. (Thời gian: 5 phút) - Vị trí tích hợp: Sau khi học xong mục “Thế năng trọng trường” - Mục tiêu: + Giáo dục KTTH&HN: Giúp học sinh hiểu được thế năng của thác nước làm quay tua bin trong máy phát điện. Công thức tính công suất của nhà máy thuỷ điện N = mgh t , trong đó h là chiều cao của thác nước. Giới thiệu về sự phát triển của thuỷ điện ở nước ta và trên thế giới. + Giáo dục môi trường: Thế năng của dòng nước gây ra những tác hại đó là làm sói mòn đất, đất bạc màu, .. + Biện pháp: Trồng cây, bảo vệ rừng. - Các câu hỏi cho học sinh: + Cho biết vai trò của thác nước đối với nhà máy thuỷ điện ? + Thế năng của dòng nước có gây ra tác hại gì tới môi trường không ? Biện pháp khắc phục những tác hại đó ? Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 + Việc xây dựng các nhà máy thuỷ điện có gây ảnh hưởng gì tới môi trường sinh thái ? Trách nhiệm của mỗi chúng ta trước vấn đề này ? * Bài 3: Nội năng và sự biến thiên nội năng. - Tên hoạt động tích hợp: Sự biến đổi của nhiệt năng thành điện năng trong nhà máy nhiệt điện. (Thời gian: 5 phút) - Vị trí tích hợp: Sau khi học xong mục II của bài. - Mục tiêu: + Giáo dục KTTH: Học sinh hiểu được sự biến đổi năng lượng trong nhà máy nhiệt điện. + Giáo dục môi trường: HS thấy được ô nhiễm môi trường do nhà máy nhiệt điện gây ra (từ khâu khai thác nhiên liệu đến hoạt động của nhà máy)  Hướng tới sử dụng những nguồn năng lượng sạch, tiết kiệm điện năng. - Chuẩn bị câu hỏi cho HS: + Sự chuyển hoá của nội năng thành cơ năng có ứng dụng gì trong thực tế ? + Nhà máy nhiệt điện có gây ô nhiễm môi trường không ? Biện pháp nào để khắc phục ? + Em biết nhà máy nhiệt điện nào ở nước ta ? * Bài 4: Từ thông. Cảm ứng điện từ (Lớp 11) - Tên hoạt động tích hợp: Ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ. (Thời gian: 5 phút) - Vị trí tích hợp: Sau khi học xong mục “Hiện tượng cảm ứng điện từ” - Mục tiêu: Giáo dục KTTH&HN: + Học sinh hiểu được hiện tượng cảm ứng điện từ là nguyên lí hoạt động của một số máy móc trong đó có máy phát điện Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48 + Học sinh được tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của máy phát điện (loại nhỏ dùng trong phòng thí nghiệm). - Câu hỏi cho học sinh: Em có biết ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ là gì ? - Cho học sinh quan sát cấu tạo và hoạt động của máy phát điện (loại dùng trong phòng thí nghiệm). * Bài 5: Máy phát điện xoay chiều (Lớp 12) - Tên hoạt động tích hợp: Các cách làm quay rôto trong máy phát điện. (Thời gian: 5 phút) - Vị trí tích hợp: Sau mục “Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha” - Mục tiêu: + Giáo dục KTTH&HN: Giới thiệu cho học sinh biết được các cách làm quay rôto trong máy phát điện. Ví dụ: Trong nhà máy thuỷ điện: dùng sức nước; Trong nhà máy nhiệt điện, nhà máy điện hạt nhân: dùng hơi nước tạo áp suất lớn. + Giáo dục môi trường: Việc sản xuất điện năng gây ô nhiễm môi trường, các biện pháp khắc phục. + Ý thức tiết kiệm trong sử dụng điện. - Các câu hỏi cho học sinh: + Em có biết người ta sử dụng biện pháp nào để làm quay rôto ? + Việc sản xuất điện năng có gây ô nhiễm môi trường không ? + Có cách nào để hạn chế việc ô nhiễm này ? * Bài 6: Hiện tƣợng quang điện trong (Lớp 12) - Tên hoạt động tích hợp: Điện mặt trời (Thời gian 5 phút) - Vị trí tích hợp: Sau mục “Pin quang điện” - Mục tiêu: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49 + Giáo dục KTTH&HN: Giới thiệu cho học sinh biết được Điện mặt trời là lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng nhờ pin mặt trời. Suất điện động của pin mặt trời không lớn, chính vì vậy mà người ta đã chế tạo pin mặt trời là những tấm gồm nhiều pin ghép nối tiếp với nhau. Các pin mặt trời có nhiều ứng dụng. Chúng đặc biệt thích hợp cho các vùng mà điện năng trong mạng lưới chưa vươn tới, các vệ tinh, máy tính cầm tay, … Do nhu cầu năng lượng sạch ngày càng nhiều nên ngành sản xuất pin mặt trời phát triển cực kì nhanh chóng. Sản lượng điện mặt trời tăng 48% một năm kể từ năm 2002. Dữ liệu đến hết năm 2007 cho biết toàn thế giới đạt 12400kW công suất điện mặt trời, trong đó khoảng 90% hoà vào mạng lưới điện chung, còn lại được lắp lên tường hay mái của nhiều nhà gọi là hệ thống tích hợp điện cho toà nhà. + Giáo dục môi trường: Biến đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng là quá trình sản xuất điện năng không gây ô nhiễm môi trường, do vậy cần được phát triển đưa vào sử dụng nhiều hơn nữa. - Các câu hỏi cho học sinh: + Pin mặt trời đầu tiên được ra đời vào năm nào ? + Pin mặt trời được dùng ở đâu ? Làm thế nào để tạo ra nguồn điện mặt trời với suất điện động lớn ? + Sản xuất điện mặt trời có gây ô nhiễm môi trường không ? Khả năng phát triển của ngành điện mặt trời trong tương lai ? * Bài 7: Phản ứng phân hạch (Lớp 12) - Tên hoạt động tích hợp: Nhà máy điện nguyên tử. (Thời gian: 5 phút) - Vị trí tích hợp: Sau khi học xong mục “Năng lượng phân hạch”. - Mục tiêu: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50 + Giáo dục KTTH&HN: Học sinh hiểu được cấu tạo và hoạt động của nhà máy điện nguyên tử. Yếu tố đảm bảo an toàn cho nhà máy. Nước ta có lò phản ứng hạt nhân ở Đà Lạt sản xuất đồng vị phóng xạ, công suất 500KW dùng cho nghiên cứu khoa học và ytế. + Giáo dục môi trường: Nhà máy điện hạt nhân 1 triệu KW, mỗi năm cần 30 tấn nguyên liệu hạt nhân. Loại nguyên liệu này hầu như không tiêu hao dưỡng khí của không khí. Nhà máy điện hạt nhân không có khói, bụi, nước thải và khí thải vào môi trường. Nhà máy thực sự an toàn nếu không có rò rỉ phóng xạ. Ngày 26/4/1986 nhà máy điện Trecnobưn của Liên Xô cũ bị nổ. Khí phóng xạ toả ra trong khí quyển, có tới 3,4% sản phẩm phân hạch ra ngoài trong đó có khoảng 20% là Iốt – 131 và Xêxi 137. Tác hại của phóng xạ: Nhiễm độc phóng xạ gây chết người, bệnh máu trắng, u ác tính, đục thuỷ tinh thể, vô sinh, quái thai, … - Các câu hỏi cho học sinh: + Cho biết cấu tạo và hoạt động của nhà máy điện nguyên tử ? + Nước ta có lò phản ứng hạt nhân ở đâu ? hoạt động với mục đích gì ? + Sử dụng năng lượng hạt nhân có an toàn cho môi trường không ? 2.3. Xây dựng tiến trình một số bài cụ thể. Vận dụng những nghiên cứu về lí luận và thực tiễn ở chương I, chúng tôi lựa chọn các bài sau để dạy học thực nghiệm : Bài 1: Thế năng Bài 2: Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ Bài 3: Máy phát điện xoay chiều Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 51 Giáo án số 1 Bài 26. THẾ NĂNG I. Mục tiêu 1. Về kiến thức - Phát biểu được định nghĩa trọng trường, trọng trường đều. Viết được biểu thức trọng lực của một vật. - Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của thế năng trọng trường. Định nghĩa được khái niệm mốc thế năng. Viết được hệ thức liên hệ giữa độ biến thiên thế năng và công của trọng lực. - Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của thế năng đàn hồi. 2. Về kĩ năng - Vận dụng công thức tính thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi để giải bài tập cơ bản trong sách giáo khoa và các bài tập tương tự. - Vận dụng các khái niệm trọng trường, thế năng trọng trường, công của trọng lực, thế năng đàn hồi để giải thích các hiện tượng trong đời sống và tự nhiên. - Giáo dục KTTH&HN: Thế năng của dòng nước làm quay tua bin trong máy phát điện của nhà máy thuỷ điện. Giới thiệu sự phát triển của thuỷ điện nước ta và trên thế giới. - Giáo dục môi trường: Giải thích tác động làm sói mòn đất khi nước chảy, ảnh hưởng của việc đắp đập xây dựng nhà máy thuỷ điện tới môi trường sinh thái, ô nhiễm môi trường khi nhà máy hoạt động và cách khắc phục. 3. Thái độ - Quan tâm trồng cây, ý thức bảo vệ rừng. - Tiết kiệm trong việc sử dụng điện năng. II. Chuẩn bị Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 52 1. Giáo viên: - Tìm những ví dụ thực tế (tranh, ảnh) về những vật có thế năng có thể sinh công. - Chuẩn bị một số hình ảnh về sói mòn đất, hình ảnh về tác dụng chống sói mòn đất của rừng và ruộng bậc thang. 2. Học sinh Ôn lại những kiến thức sau: - Khái niệm thế năng đã học ở lớp 8 THCS. - Các khái niệm trọng lực và trọng trường. - Công thức tính công của một lực. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 53 III. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức. Trong các trường hợp sau: - Vật nặng được đưa lên một độ cao Z - Vật nặng gắn vào một đầu lò xo đang bị nén - Mũi tên đặt vào cung đang giương. Các vật này đều có khả năng sinh công, nghĩa là chúng đều mang năng lượng. Dạng năng lượng này gọi là thế năng. Thế năng của một vật sẽ phụ thuộc vào những yếu tố nào ? Biểu thức toán học nào thể hiện mối quan hệ đó ? Thế năng trọng trường: Phụ thuộc vào khối lượng và vị trí tương đối của vật so với mốc thế năng. Biểu thức: Wt = mgZ Thế năng đàn hồi: Phụ thuộc vào độ biến dạng của vật so với trạng thái chưa biến dạng. Biểu thức: 21 ( ) 2 tW k l  Sự biến thiên thế năng và công của trọng lực: AMN = Wt(N) – Wt(M) Giáo dục KTTH&HN: - Thế năng của dòng nước ứng dụng làm cọn nước, cối giã gạo nước, quay tuabin của máy phát điện trong nhà máy thuỷ điện. - Giới thiệu tiềm năng phát triển thuỷ điện ở nước ta. Giáo dục môi trường: - Nước chảy ở nơi đất dốc làm bào mòn đất, gây sạt lở  trồng cây chống sói mòn. - Đắp đập làm thuỷ điện gây ảnh hưởng đến môi trường sinh thái  sử dụng năng lượng mặt trời, tiết kiệm điện năng … - Phương pháp đàm thoại, gợi mở. - Phương tiện: Ảnh chụp (nhà máy thuỷ điện, ruộng bậc thang, cọn nước, cối giã gạo) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 54 IV. Tiến trình dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ, đề xuất vấn đề cần nghiên cứu. - Câu hỏi: Nêu định nghĩa, biểu thức và đơn vị của động năng. - Nhận xét câu trả lời - Đặt vấn đề: Trong bài trước các em đã biết một vật chuyển động có mang năng lượng, năng lượng ấy gọi là động năng. Thực tế trong các trường hợp sau: + Vật nặng được đưa lên độ cao Z + Vật nặng gắn vào đầu lò xo đang bị nén. + Mũi tên đặt vào cung đang giương. Các vật này đều có khả năng sinh công, nghĩa là chúng đều mang năng lượng. Dạng năng lượng này gọi là thế năng. Vậy thế năng của một vật sẽ phụ thuộc những yếu tố nào ? Biểu thức toán học nào thể hiện mối quan hệ đó ? - Trả lời câu hỏi - Tiếp thu vấn đề cần nghiên cứu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu thế năng trọng trƣờng. - Yêu cầu học sinh đọc mục I sgk. - Hỏi: Nêu biểu hiện của trọng trường , công thức trọng lực của một vật và biểu hiện của trọng trường đều ? - Nêu câu hỏi C1 - Hướng dẫn học sinh đọc sgk tìm hiểu định nghĩa thế và biểu thức của năng trọng trường. Yêu cầu học sinh: + Cho ví dụ về một vật ở độ cao đủ lớn sẽ có khả năng sinh công ? + Tính công của trọng lực khi vật ở độ cao Z rơi xuống đất. + Nêu định nghĩa thế năng trọng trường và đơn vị của nó. - Giảng thêm: + Để xác định Z ta phải chọn gốc thế năng. + Quy ước: Vật ở vị trí cao hơn gốc thế năng thì Z > 0; thấp hơn gốc thế năng thì Z <0; ở vị trí ngang bằng gốc thế năng thì Z = 0. - Nêu câu hỏi C3 - Đọc sgk - Trả lời các câu hỏi - Đọc ví dụ về sự sinh công của búa máy và trả lời câu hỏi C2 - Thiết lập biểu thức của thế năng và giải thích rõ tên, đơn vị của các đại lượng trong biểu thức. - Nêu định nghĩa thế năng. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Hoàn thành câu hỏi C3. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 56 Hoạt động 3 (10 phút): Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực. - Hướng dẫn để học sinh tìm hệ thức liên hệ giữa công của trọng lực và độ biến thiên thế năng. + Xét một vật khối lượng m rơi từ điểm M có độ cao ZM đến điểm N có độ cao ZN. Tìm biến thiên thế năng của vật đó ? + Hãy so sánh độ biến thiên này với công của trọng lực trong quá trình đó ? - Yêu cầu học sinh tính công của trọng lực khi vật chuyển động từ M đến N trong trọng trường theo những đường khác nhau. - Nêu kết quả tổng quát trong trường hợp hai điểm M, N không cùng trên đường thẳng đứng và vật m chuyển dời từ M đến N theo một đường bất kì. Hỏi: Hãy nhận xét liên hệ giữa tác dụng của trọng lực với sự tăng (giảm) thế năng của vật ? Học sinh làm việc cá nhân để trả lời các câu hỏi: - Độ biến thiên thế năng: ( ) ( )t t tW W N W M    mgZN - mgZM - Công của trọng lực: A = mgZM - mgZN Vậy AMN = - tW - Làm việc theo nhóm: Tính công của trọng lực khi vật dịch chuyển theo mặt phẳng nghiêng và theo đường cong bất kì. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Trả lời: + Khi vật giảm độ cao, thế năng giảm thì trọng lực sinh công dương. + Khi vật tăng độ cao, thế năng của Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 57 - Nêu câu hỏi C4 - Kết luận: Hiệu thế năng của một vật chuyển động trong trọng trường không phụ thuộc vào việc chọn gốc thế năng. vật tăng thì trọng lực sinh công âm. - Làm việc nhóm để trả lời câu hỏi C4 + Chọn gốc thế năng tại O + Chọn gốc thế năng tại N; tại M - Tiếp thu, ghi nhớ Hoạt động 4 (5 phút): Giáo dục KTTH&HN, giáo dục môi trƣờng. - Hỏi: Hãy nêu ví dụ lợi dụng thế năng của dòng nước và tác hại của thế năng của nước ? - Nhận xét câu trả lời và giới thiệu: + Thế năng của dòng nước làm quay tuabin trong máy phát điện của nhà máy thuỷ điện; được dùng trong cối giã gạo nước; cọn nước, … + Công suất của một nhà máy thuỷ điện được xác định bởi công thức mgh P t  , trong đó h là chiều cao của thác nước. + Thế năng của dòng nước làm sói mòn đất, gây lở đất, làm đất bạc màu, … - Thảo luận nhóm để trả lời câu hỏi - Đại diện các nhóm trả lời - Tiếp thu, ghi nhớ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 58 + Việc đắp đập và quá trình hoạt động của nhà máy thuỷ điện cũng ảnh hưởng tới môi trường sinh thái. Hỏi: Hãy nêu cách khắc phục những tác hại do thế năng của dòng nước gây ra ? - Cách khắc phục: Giới thiệu về ruộng bậc thang, vai trò của rừng, tiết kiệm điện năng, … - Giới thiệu về tiềm năng phát triển thuỷ điện ở nước ta. - Có thái độ đúng đắn và trách nhiệm với vấn đề bảo vệ môi trường. - Tiếp thu, ghi nhớ. Hoạt động 5 (5 phút): Thế năng đàn hồi. - Hỏi: + Nhắc lại các hiểu biết về thế năng đàn hồi đã học ở lớp 8 ? Cho một số ví dụ thực tế khi một vật biến dạng thì sinh công ? + Thế năng đàn hồi phụ thuộc vào độ biến dạng như thế nào ? - Yêu cầu học sinh đọc sgk, giải thích công thức 26.6 và nêu biểu thức tính thế năng đàn hồi. - Nhớ lại kiến thức cũ để trả lời câu hỏi. - Nêu thêm ví dụ: Cánh cung khi bị uốn cong; súng cao su khi lên đạn. - Cá nhân trả lời câu hỏi (Có thể từ ví dụ thực tế học sinh thấy được rằng: khi độ biến dạng của vật càng lớn thì vật có khả năng sinh công càng lớn tức là thế năng đàn hồi càng lớn) - Đọc sgk, giải thích được công thức 26.6 và viết biểu thức của thế năng đàn hồi. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 59 Hoạt động 6 (8 phút): Củng cố, vận dụng - Nhắc lại hai loại thế năng - Vận dụng: Một học sinh cho rằng hai vật ở cùng một độ cao so với mặt đất thì có thế năng bằng nhau. Kết luận như vậy có chính xác không ? Vì sao ? - Cá nhân suy nghĩ, trả lời câu hỏi. Hoạt động 7 (2 phút): Hƣớng dẫn học sinh học ở nhà. - Làm các bài tập của bài 26 trong sách bài tập. - Ôn lại kiến thức về động năng, thế năng. - Nhận nhiệm vụ học tập. Giáo án số 2 Bài 23. TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ (tiết 1) I. Mục tiêu 1. Về kiến thức - Viết được công thức và hiểu được ý nghĩa vật lí của từ thông. - Phát biểu được định nghĩa và hiểu được khi nào có hiện tượng cảm ứng điện từ. 2. Về kĩ năng - Rèn luyện kĩ năng phân tích và tính toán vận dụng tính từ thông trong một số trường hợp. - Vận dụng định luật cảm ứng điện từ để giải một số bài tập đơn giản. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60 - Giáo dục KTTH: Hiểu được hiện tượng cảm ứng điện từ là nguyên lí hoạt động của máy phát điện. 3. Thái độ - Cẩn thận khi tiến hành thí nghiệm - Trung thực, khách quan - Tích cực tham gia xây dựng và chiếm lĩnh kiến thức mới. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên: - Chuẩn bị các hình vẽ về đường sức từ trong nhiều ví dụ khác nhau. - Chuẩn bị các thí nghiệm về cảm ứng điện từ. - Máy phát điện dùng trong thí nghiệm. - Phần mềm về “Định luật cảm ứng điện từ” tác giả PGS.TS Phạm Xuân Quế - trường ĐHSP Hà Nội. - Các phương tiện kĩ thuật hỗ trợ: Máy vi tính, máy chiếu Projector 2. Học sinh: - Ôn lại về đường sức từ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 61 III. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức. - Khi nam châm chuyển động tương đối so với mạch kín (C), trong (C) có dòng điện. - Khi nam châm đứng yên so với (C), trong (C) không có dòng điện. S N Nguyên nhân nào làm xuất hiện dòng điện trong mạch ? Giả thuyết: Nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện trong mạch (C) là do sự chuyển động tương đối giữa nam châm và mạch (C). Thí nghiệm 2: Làm (C) biến dạng thì trong (C) có dòng điện Hoặc cho (C) quay xung quanh một trục song song với mặt phẳng chứa mạch thì trong mạch (C) có dòng điện. Bác bỏ giả thuyết. Rút ra kết luận: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch (C) khi số đường sức từ qua mạch (C) thay đổi. - Khi dịch chuyển con chạy của biến trở thì trong (C) có dòng điện. Kết luận: - Hiện tượng trong mạch kín xuất hiện dòng điện khi số đường sức từ qua mạch đó thay đổi gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. Dòng điện xuất hiện gọi là dòng điện cảm ứng. - Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian có sự thay đổi số đường sức từ qua mạch kín. G G (C) Dòng điện sinh ra từ trường. Vậy trong điều kiện nào từ trường gây ra dòng điện ? Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 62 IV. Tiến trình dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 (28 phút): Tìm hiểu khái niệm từ thông. - Đặt vấn đề: Trong chương IV chúng ta đã biết dòng điện gây ra từ trường. Vậy trong điều kiện nào từ trường gây ra dòng điện ? Để trả lời câu hỏi này ta tiến hành thí nghiệm sau: - Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm, bố trí - Tiếp thu vấn đề cần nghiên cứu - Nghe giáo viên giới thiệu dụng cụ thí nghiệm, cách bố trí thí nghiệm. - Khái niệm từ thông: - Biểu thức: . .B S cos ; với ( , )B n  - Đặc điểm của từ thông: Là đại lượng đại số. - Ý nghĩa của từ thông: Dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đư