SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA

vectorstock.com/10212086

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN WORD VERSION | 2021 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

LÊ MINH QUANG

KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÍ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÍ

Đà Nẵng - Năm 2019

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

LÊ MINH QUANG

KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN

Chuyên ngành: Lí luận và PPDH Bộ môn Vật lí Mã số: 8.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS NGUYỄN BẢO HOÀNG THANH

Đà Nẵng - Năm 2019

I

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, các kết quả nghiên cứu và các số liệu nêu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chƣa từng đƣợc công bố bất kỳ một công trình nào khác.

Tác giả

Lê Minh Quang

II

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt luận văn này, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ của thầy cô, bạn bè đồng nghiệp, các em học sinh và ngƣời thân gia đình.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo phụ trách sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí và bộ môn Lí luận và Phƣơng pháp dạy học Bộ môn Vật lí trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Đà Nẵng. Đặc biệt, tôi chân thành cảm ơn tới PGS. TS. Nguyễn Bảo Hoàng Thanh đã dành nhiều thời gian trực tiếp hƣớng dẫn và chỉ bảo tận tình, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô tổ Vật lí – Công nghệ, học sinh lớp 11A2, 11A4 trƣờng Trung học phổ thông Trần Quang Diệu – Bình Định và học sinh lớp 11 trƣờng THPT Huỳnh Thúc Kháng – Gia Lai và các trƣờng THPT trong tỉnh Bình Định đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực nghiệm sƣ phạm.

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và các bạn học viên Cao học khóa K36 đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.

Xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 7 năm 2019 Tác giả

Lê Minh Quang

III TÊN ĐỀ TÀI: KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN Ngành: Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí Họ tên học viên: Lê Minh Quang Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Bảo Hoàng Thanh Cơ sở đào tạo: Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm, Đại học Đà Nẵng Tóm tắt 1. Kết quả nghiên cứu Đề tài đã nghiên cứu đƣợc các vấn đề sau: - Trình bày đƣợc cơ sở lý luận về PISA và cách đánh giá năng lực khoa học của PISA. - Trình bày đƣợc cơ sở lý luận về dạy học theo hƣớng phát triển NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS trong dạy học vật lí, từ đó xây dựng bảng tiêu chí đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

- Khảo sát thực trạng dạy học bài tập vật lí chƣơng “Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11 ở các trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Bình Định và tỉnh Gia Lai, đề xuất giải pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn thông qua bài tập theo tiếp cận PISA. - Đề xuất đƣợc quy trình xây dựng bài tập theo tiếp cận PISA. Từ đó vận dụng để khai thác và xây dựng đƣợc 20 tình huống gồm 98 bài tập theo tiếp cận PISA chƣơng “Cảm ứng điện từ” nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn của học sinh.

- Thiết kế đƣợc 3 tiến trình dạy học chƣơng “Cảm ứng điện từ”– Vật lí 11, gồm 1 tiết bài tập, 2 tiết dạy kiến thức mới và thiết kế 2 đề kiểm tra có sử dụng các bài tập theo tiếp cận PISA để đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn của học sinh.

- Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm ba tiết dạy (tiết 44, 45 - Bài 23: Từ thông- Cảm ứng điện từ; Tiết 46: Bài tập từ thông - Cảm ứng điện từ).

- Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm cho thấy, HS đã bộc lộ, hình thành và phát triển các thành tố của NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Góp phần cụ thể hóa đƣợc lý luận năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn về khái niệm, cấu trúc; quy trình xây dựng bài tập vật lí theo tiếp cận PISA theo hƣớng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh.

- Khai thác đƣợc các bài tập vật lí theo tiếp cận PISA và sử dụng một cách phù hợp trong dạy học chƣơng “Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11 nhằm phát triển đƣợc năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh.

- Đề tài là tài liệu tham khảo hữu ích cho các GV trong dạy học môn Vật lí trong chƣơng trình giáo dục phổ thông mới.

3. Hƣớng nghiên cứu tiếp theo của đề tài - Có thể mở rộng phạm vi nghiên cứu về việc khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA nhằm phát triển NL vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn cho các phần, các chƣơng còn lại của chƣơng trình Vật lí THPT. Từ khóa: Bài tập vật lí, PISA, bài tập PISA, năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn, cảm ứng điện từ, tiêu chí đánh giá năng lực.

Xác nhận của giáo viên hƣớng dẫn

Ngƣời thực hiện đề tài

Nguyễn Bảo Hoàng Thanh

Lê Minh Quang

IV

NAME OF THESIS: THE EXPLOITATION AND USE OF THE EXERCISES BASED ON PISA IN “ELECTRONMAGNETIC INDUCTION” CHAPTER- PHYSICS 11 TO DEVELOP THE CAPACITY TO APPLY PHYSICS KNOWLEDGE INTO PRACTICE Major: Theory and method of teaching physics Full name of Master student : Lê Minh Quang Supervisors: PhD. Nguyễn Bảo Hoàng Thanh Training institution: University of Education, The University of Da Nang Abstract 1.

Research results Thesis has studied the following issues: + Present the theoretical basis of PISA and the PISA assessment of scientific literacy.

+ Present the theoretical basis for teaching and learning development, applying knowledge into the practice of pupils in physics teaching, and developing criteria table for assessing the capacity to apply physics knowledge into practice. + Survey on the reality of teaching physical problems in the chapter "Electromagnetic Induction"Physics 11 in high schools in Binh Dinh and Gia Lai provinces, propose solutions to develop the capacity to apply knowledge into practice through the Exercises based on PISA. + Proposed 6-step process in the construction of exercises based on PISA. From that, we can use 20 situation about 98 exercises based on PISA in the "Electromagnetic Induction" chapter to develop the capacity to apply physics knowledge into practice. + Design three teaching processes in chapter "Electromagnetic Induction" - Physics 11, including 1 teaching of practical problems, 2 lessons of new knowledge and 2 tests design using exercises based on PISA to assess the capacity to apply physical knowledge into practice. + Conducting experimental teaching of three lessons. + Analyzing and evaluating the experimental results showed that students have exposed, formed and developed components of the capacity to apply knowledge into practice.

2.

The scientific and practical significance of the thesis

+ Contributing to specify the theory of the capacity to apply knowledge into practice about the concept, structure; process in the construction of the physics exercises based on PISA to develop the capacity to apply knowledge into practice of students. + Construction physics exercises based on PISA and appropriately used in teaching “Electromagnetic induction” chapter- Physics 11 for development the capacity to apply knowledge into practice. + Thesis is the useful references for the physics teachers to teach in the new education program.

3.

Next research thesis

+ Extend the scope of research on the construction and use of exercises based on PISA to develop the capacity to apply physics knowledge into practice for the remaining chapters of the physics program at high school.

Key words: physics exercises, exercises based on PISA, capacity to apply physics knowledge into practice, construction of practical physics problems, electromagnetic induction, criteria for assessing the capacity. ` Supervisor’s confirmation

PhD. Nguyễn Hoàng Bảo Thanh

Student

Lê Minh Quang

V

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................... I LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................II MỤC LỤC .......................................................................................................... V DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................VII DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................... VIII DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................... IX MỞ ĐẦU..............................................................................................................1 CHƢƠNG I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO HƢỚNG TIẾP CẬN PISA HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VẬT LÍ VÀO THỰC TIỄN .....................5 1.1. Dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực học sinh .......................................5 1.1.1. Khái niệm năng lực...................................................................................5 1.1.2. Các năng lực trong dạy học vật lí .................................................................6 1.1.3. Năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn .....................................6 1.1.4. Công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn .................7 1.2. Bài tập vật lí và việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn ........8 1.2.1. Khái niệm về bài tập vật lí ........................................................................8 1.2.2. Vai trò, tác dụng của bài tập vật lí ............................................................ 8 1.2.3. Phân loại bài tập vật lí ............................................................................10 1.3. Bài tập vật lí hƣớng tiếp cận PISA .....................................................................12 1.3.1. Giới thiệu chung về PISA .......................................................................12 1.3.2. Những năng lực đƣợc đánh giá của PISA ..............................................13 1.3.3. Các cấp độ và nội dung đánh giá năng lực Khoa học của PISA ............14 1.3.4. Cấu trúc của bài tập PISA ......................................................................16 1.4. Thực trạng việc xây dựng và sử dung bài tập vật lí theo theo tiếp cận PISA ở một số trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Bình Định và tỉnh Gia Lai .....................17 1.4.1. Đối tƣợng và phƣơng pháp điều tra ......................................................... 17 1.4.2. Kết quả điều tra ......................................................................................17 1.5. Nguyên tắc lựa chọn, khai thác bài tập theo tiếp cận PISA nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS ....................................................21 1.6. Qui trình khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA cho một tiết học nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS .................22 1.7. Qui trình xây dƣng, soạn thảo và phân tích đề kiểm tra ....................................23

VI

1.8. Ý nghĩa của việc sử dụng bài tập hƣớng tiếp cận PISA để đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn ..............................................................................28 1.9. Các biện pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn qua việc sử dụng bài tập vật lí theo tiếp cận PISA ................................................................ 28 1.10. Những thuận lợi và khó khăn trong việc sử dụng bài tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA trong dạy học......................................................................................29 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 .................................................................................30 CHƢƠNG II : KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN ....................31 2.1. Phân tích nội dung kiến thức chƣơng cảm ứng điện từ - vật lí 11 .....................31 2.1.1. Phân phối chƣơng trình chƣơng “Cảm ứng điện từ” ở lớp 11 THPT ....31 2.1.2. Cấu trúc logic nội dung các kiến thức của chƣơng “Cảm ứng điện từ” trong chƣơng trình vật lí phổ thông ..........................................................................33 2.2. Khai thác và xây dựng các bài tập cụ thể ........................................................... 34 2.2.1. Khai thác và xây dựng các bài tập theo tiếp cận PISA........................... 34 2.2.2. Ma trận phân bố bài tập theo nội dung dựa trên ba cấp độ ....................48 2.3. Ý tƣởng sử dụng từng bài tập theo hƣớng tiếp cận PISA ..................................49 2.4. Thiết kế một số tiến trình dạy học cụ thể ........................................................... 50 2.4.1. Tiến trình dạy học Bài 23: Từ thông- cảm ứng điện từ (tiết 1 và 2) ......50 2.4.2. Tiến trình dạy học tiết bài tập từ thông- cảm ứng điện từ ......................65 2.5. Tiêu chí đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong từng bài tập/hoặc từng giáo án ......................................................................................... 68 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 .................................................................................69 CHƢƠNG 3 : THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ..................................................71 3.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm .........................................................................71 3.2. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm ........................................................................71 3.3. Thời điểm thực nghiệm sƣ phạm .......................................................................71 3.4. Các bƣớc thực nghiệm sƣ phạm .........................................................................71 3.5. Kết quả thực nghiệm .......................................................................................... 72 3.5.1. Phân tích diễn biến thực nghiệm và đánh giá định tính ......................... 72 3.5.2. Đánh giá định lƣợng ...............................................................................74 3.5.3. Đánh giá NL vận dụng kiến thức của HS lớp TNg và ĐC qua bài kiểm tra ............................................................................................................................... 76 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 .................................................................................86 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ..................................................................88 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................ 90 PHỤ LỤC ...................................................................................................... PL1

VII

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT

Chữ viết tắt

Viết đầy đủ

1.

BT

Bài tập

2.

BTVL

Bài tập vật lí

3.

VDKT

Vận dụng kiến thức

4.

ĐC

Đối chứng

5.

GV

Giáo viên

6.

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

7.

HS

Học sinh

8.

HV

Hành vi

9.

NL

Năng lực

10.

NL GQVĐ

Năng lực giải quyết vấn đề

11.

NLVDKT

Năng lực vận dụng kiến thức

12.

NXB

Nhà xuất bản

13.

PHT

Phiếu học tập

14.

PPDH

Phƣơng pháp dạy học

15.

SGK

Sách giáo khoa

16.

TNg

Thực nghiệm

17.

THPT

Trung học phổ thông

18.

ƢDKT

Ứng dụng kĩ thuật

19.

VĐ

Vấn đề

20.

PISA

Chƣơng trình đánh giá học sinh quốc tế

VIII

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. 1. Rubric đánh giá NLVDKT vào thực tiễn ............................................7 Bảng 1. 2. Các lĩnh vực đƣợc đánh giá qua các chu kỳ PISA ............................ 13 Bảng 1. 3. Nội dung đánh giá năng lực khoa học trong PISA ........................... 15 Bảng 1. 4. Các cấp độ của Năng lực Khoa học ..................................................15 Bảng 1. 5. Thực trạng sử dụng bài tập vật lí của giáo viên tại các trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Bình Định và tỉnh Gia Lai (35 giáo viên)...........................................18 Bảng 1. 6. Thực trạng học vật lí của học sinh tại các trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Bình Định và tỉnh Gia Lai (455 học sinh). ............................................................. 19

Bảng 2. 1. Phân phối chƣơng trình chƣơng Cảm ứng điện từ - lớp 11 ..............31 Bảng 2. 2. Bảng tham chiếu các mức yêu cầu cần đạt của câu hỏi, bài tập, kiểm tra, đánh giá. ..................................................................................................................31 Bảng 2. 3. Thống kê các hành vi của năng lực VDKTVTT trong các tình huống .......................................................................................................................................48 Bảng 2. 4. Ý tƣởng sử dụng các bài tập/tình huống đã xây dựng ......................49 Bảng 2. 5. Phiếu đánh giá NL VDKT vật lí vào thực tiễn của từng HS lớp TNg .......................................................................................................................................68

Bảng 3. 1. Bảng số liệu HS thực nghiệm và đối chứng .....................................71 Bảng 3. 2 Điểm đánh giá 4 chỉ số hành vi của HS Nguyễn Thị Ái Vân qua 2 tình huống. .....................................................................................................................74 Bảng 3. 3. Điểm đánh giá NL VDKT vật lí vào thực tiễn của các HS nhóm TNg ở 2 tình huống ................................................................................................................75 Bảng 3. 4. Kết quả điểm bài kiểm tra tự luận của lớp ĐC và lớp TNg .............76 Bảng 3. 5 Kết quả điểm bài kiểm tra trắc nghiệm của lớp ĐC và lớp TNg .......80 Bảng 3. 6. Bảng phân phối tần suất ....................................................................81 Bảng 3. 7. Bảng phân phối tần suất tích lũy .......................................................82 Bảng 3. 8. Bảng phân loại theo học lực của HS .................................................83 Bảng 3. 9. Bảng tổng hợp các tham số ............................................................... 84

IX

DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2. 1. Dynamo xe đạp ..................................................................................34 Hình 2. 2. Cấu tạo của máy dynamo xe đạp .......................................................34 Hình 2. 3. Bếp từ ................................................................................................ 36 Hình 2. 4. Cơ chế hoạt động của bếp từ ............................................................. 37 Hình 2. 5. Cấu tạo của nồi nhiễm từ ...................................................................37 Hình 2. 6. Cấu tạo phanh điện từ. .......................................................................40 Hình 2. 7. Phanh điện từ .....................................................................................41 Hình 2. 8. Sạc điện thoại không dây...................................................................43 Hình 2. 9. Các vật dụng để làm sạc không dây ..................................................45 Hình 3. 1. Biểu đồ minh họa số lƣợng học sinh theo các mức điểm qua bài kiểm tra tự luận của lớp TNg và lớp ĐC. ...............................................................................77 Hình 3. 2. Sơ đồ làm bài của học sinh lớp ĐC. ..................................................78 Hình 3. 3. Sơ đồ làm bài của học sinh lớp TNg. ................................................78 Hình 3. 4. Biểu đồ minh họa số lƣợng học sinh theo các mức điểm qua bài kiểm tra trắc nghiệm của lớp TNg và lớp ĐC. .......................................................................80 Hình 3. 5. Đồ thị phân phối tần suất điểm của hai nhóm ...................................81 Hình 3. 6. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm ............................... 82 Hình 3. 7. Phân loại theo học lực của HS........................................................... 83

1

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Chiến lƣợc phát triển kinh tế - xã hội 2011 - 2020 đã xác định rõ “một trong ba đột phá là phát triển nhanh nguồn nhân lực, nhất là nguồn nhân lực chất lượng cao, tập trung vào việc đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục quốc dân, gắn kết chặt chẽ phát triển nguồn nhân lực với phát triển và ứng dụng khoa học, công nghệ. Sự phát triển của đất nước trong giai đoạn mới sẽ tạo ra nhiều cơ hội và thuận lợi to lớn, đồng thời cũng phát sinh nhiều thách thức đối với sự nghiệp phát triển giáo dục”. Trong xã hội tri thức, nền giáo dục không chỉ trang bị cho học sinh những kiến thức mà nhân loại đã tích lũy đƣợc qua lịch sử mà còn phải bồi dƣỡng cho họ tính năng động cá nhân, tƣ duy sáng tạo và phát triển năng lực thực tiễn. Nhƣ mục 2 điều 28 Luật giáo dục quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”. Trƣớc tình hình đó, ngoài việc trang bị cho học sinh những kiến thức kĩ năng tối thiểu cần thiết, các môn học cần phải trang bị cho học sinh năng lực vận dụng kiến thức đã biết vào các tình huống học tập hoặc tình huống thực tiễn nhằm đáp ứng những yêu cầu phát triển xã hội. Ở trƣờng phổ thông, Vật lí là bộ môn thực nghiệm gắn liền với thực tế sản xuất và đời sống, là một trong những bộ môn bồi dƣỡng cho học sinh năng lực vận dụng kiến thức vào các tình huống thực tiễn. Vấn đề đặt ra đòi hỏi những giáo viên dạy bộ môn này phải tìm tòi, đổi mới các phƣơng pháp và biện pháp dạy học theo hƣớng tích cực hóa hoạt động của ngƣời học. Thực tiễn việc dạy và học môn Vật lí hiện nay còn nhiều bất cập nhƣ giờ học còn nặng về lí thuyết và nhồi nhét kiến thức, học sinh tiếp thu một cách thụ động không hứng thú từ đó không có niềm say mê học bộ môn. Để nâng cao chất lƣợng dạy học bộ môn, giải bài tập có nội dung thực tế, theo tiếp cận PISA là một trong những biện pháp quan trọng giúp phát huy sự tích cực trong học tập của học sinh. Việc sử dụng bài tập có nội dung thực tế liên quan đến các quá trình, hiện tƣợng xảy ra trong cuộc sống xung quanh giúp khơi gợi ở học sinh tính tò mò, hứng thú và phát huy năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Từ đó góp phần vào đáp ứng mục tiêu mà Luật giáo dục và Chiến lƣợc phát triển giáo dục 2011 - 2020 đề ra.

2

Vì những lí do trên nên chúng tôi chọn đề tài: “Khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA chƣơng “Cảm ứng điện từ”- Vật lí 11 theo hƣớng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn”.

2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Hiện đã có một số bài báo khoa học về PISA đăng trên một số tạp chí chuyên ngành hoặc Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia cụ thể là: Giới thiệu về PISA: “Chương trình đánh giá HS quốc tế (PISA) (Mục đích, tiến trình thực hiện, các kết quả chính” của Nguyễn Thị Phƣơng Hoa trên Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội số 25/2000; “Góp phần tìm hiểu về chương trình đánh giá HS quốc tế (PISA)” của Nguyễn Ngọc Sơn trên Tập san Giáo dục - Đào tạo số 3/2010; “Chương trình đánh giá HS quốc tế PISA” của Đỗ Tiến Đạt trên Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về giáo dục Toán học phổ thông năm 2011…

Khai thác tiêu chuẩn của PISA nhằm rèn luyện khả năng toán học hóa (“Rèn luyện HS trung học phổ thông khả năng toán học hóa theo tiêu chuẩn của PISA” của Nguyễn Sơn Hà trên Tạp chí Khoa học Đại học Sƣ phạm Hà Nội số 4/2010) hay để nâng cao hiểu biết toán học cho HS (“ Sử dụng toán học hóa để nâng cao hiểu biết định lượng cho HS trung học phổ thông” của Trần Vui trên Tạp chí Khoa học Giáo dục số 43/2009)…

Luận văn “Khai thác và sử dụng bài tập theo chuẩn PISA trong dạy học chương dòng điện không đổi-Vật lý 11 THPT” của Nguyễn Văn Ngọc của ĐHSP Huế năm 2014.

Hiện chƣa có công trình nghiên cứu nào về việc: “Khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA chương “Cảm ứng điện từ”- Vật lí 11 theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn”.

3. Mục tiêu của đề tài - Khai thác đuợc các bài tập vật lí theo tiếp cận PISA chƣơng ”Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11.

- Sử dụng các bài tập trong dạy học để phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh.

4. Giả thuyết khoa học của đề tài

3

Nếu khai thác đƣợc hệ thống các bài tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA và sử dụng một cách phù hợp trong dạy học chƣơng “Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11 thì sẽ góp phần phát triển đƣợc năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh, qua đó nâng cao chất lƣợng dạy học môn vật lí.

5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn.

- Bài tập vật lí nói chung, bài tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA nói riêng chƣơng “Cảm ứng điện từ” – vật lí 11 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn của học sinh.

6. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt đƣợc mục đích đề ra, đề tài có nhiệm vụ chủ yếu sau: - Nghiên cứu lí thuyết về phát triển năng lực, năng lực vận dụng kiến thức môn vật lí vào thực tiễn và việc dạy học theo hƣớng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

- Nghiên cứu lý luận về bài tập vật lí, bài tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA. - Nghiên cứu mục tiêu kiến thức, kĩ năng khi dạy học các kiến thức chƣơng “Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11.

- Xây dựng các bài tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA chƣơng “Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11.

- Thiết kế bài học vận dụng các bài tập đã xây dựng trong dạy học chƣơng “Cảm ứng điện từ”- Vật lí 11 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn.

- Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá hiệu quả dạy học trong việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn.

7. Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu sách, báo, các luận án, luận văn, khóa luận tốt nghiệp, chƣơng trình và SGK Vật lí 11 để xây dựng cơ sở lý luận của đề tài và các căn cứ cho những đề xuất về tiến trình xây dựng đƣợc hệ thống bài tập chƣơng cảm ứng điện từ gắn với thực tiễn.

- Phƣơng pháp điều tra, khảo sát: Điều tra thực trạng dạy học phần kiến thức này ở trƣờng THPT với việc sử dụng phiếu điều tra, dự giờ, tham khảo giáo án, trao đổi với GV, HS. - Thực nghiệm sƣ phạm.

- Thống kê toán học để đánh giá hiệu quả của đề tài.

8. Đóng góp của đề tài

4

- Góp phần cụ thể hóa đƣợc lý luận về năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn về khái niệm, cấu trúc; quy trình xây dựng bài tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

- Khai thác và xây dựng hệ thống bài tập theo tiếp cận PISA chƣơng “Cảm ứng điện từ”- Vật lí 11 theo hƣớng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn.

9. Cấu trúc luận văn Luận văn gồm: - Phần mở đầu - Phần nội dung Chƣơng 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn về khai thác và sử dụng bài tập theo hƣớng tiếp cận PISA hƣớng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn.

Chƣơng 2. Khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA chƣơng “Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11 theo hƣớng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

Chƣơng 3. Thực nghiệm sƣ phạm.

- Phần kết luận - Tài liệu tham khảo - Phụ lục

5

CHƢƠNG I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO HƢỚNG TIẾP CẬN PISA HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VẬT LÍ VÀO THỰC TIỄN 1.1. Dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực học sinh 1.1.1. Khái niệm năng lực Có rất nhiều định nghĩa về năng lực và khái niệm này đang thu hút sự quan tâm của rất nhiều nhà nghiên cứu. Theo cách hiểu thông thƣờng, năng lực là sự kết hợp của tri thức, kỹ năng và thái độ có sẵn hoặc ở dạng tiềm năng có thể học hỏi đƣợc của một cá nhân hoặc tổ chức để thực hiện thành công nhiệm vụ. Mức độ và chất lƣợng hoàn thành công việc sẽ phản ánh mức độ năng lực của ngƣời đó hoặc tổ chức đó.

Chính vì thế thuật ngữ “Năng lực” khó mà định nghĩa một cách chính xác.

Khái niệm NL có nguồn gốc Latinh: “competentia” nghĩa là “gặp gỡ”. Ngày nay khái niệm NL đƣợc hiểu dƣới nhiều cách tiếp cận khác nhau. Theo từ điển giáo khoa tiếng Việt:“Năng lực là khả năng làm tốt công việc”. Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo thì “NL được quan niệm là sự kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức kiến thức, kỹ năng với thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân,… nhằm đáp ứng hiệu quả một yêu cầu phức hợp của hoạt động trong bối cảnh nhất định. NL thể hiện sự vận dụng tổng hợp nhiều yếu tố (phẩm chất của người lao động, kiến thức và kỹ năng) được thể hiện thông qua các hoạt động của cá nhân nhằm thực hiện một loại công việc nào đó.

NL bao gồm các yếu tố cơ bản mà mọi người lao động, mọi công dân đều cần phải có, đó là các NL chung, cốt lõi” [2].

Howard Gardner (1999): “NL phải được thể hiện thông qua hoạt động có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo đạc được” [14].

F.E.Weinert (2001) cho rằng: “NL là những kĩ năng kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ xã hội…và khả năng vận dụng các cách GQVĐ một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt”[21].

OECD (Tổ chức các nƣớc kinh tế phát triển) (2002) đã xác định “NL là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể” [6].

Trong đề tài này, chúng tôi chấp nhận khái niệm năng lực nhƣ chƣơng trình giáo dục phổ thông của Indonesia: “NL là những kiến thức, kĩ năng và các giá trị đƣợc phản ánh trong thói quen suy nghĩ và hành động của mỗi cá nhân. Thói quen tƣ duy và

6

hành động kiên trì, liên tục có thể giúp một ngƣời trở nên có năng lực, với ý nghĩa làm một việc gì đó trên cơ sở có kiến thức, kĩ năng và các giá trị cơ bản”. [21] 1.1.2. Các năng lực trong dạy học vật lí Theo [2], [3], môn Vật lí trong chƣơng trình giáo dục trung học phổ thông mới sẽ hình thành và phát triển cho HS các NL sau: Các NL chung: NL giải quyết vấn đề và sáng tạo, NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác.

Năng lực chuyên môn: NL Vật lí, gồm 3 thành tố năng lực là: Nhận thức kiến thức vật lí; Tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên dƣới góc độ vật lí (chính là NL sử dụng 2 con đƣờng/phƣơng pháp dạy học môn vật lí: thực nghiệm và lý thuyết); Vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn.

Bên cạnh đó, trong dạy học môn Vật lí còn rèn luyện đƣợc các phẩm chất nhƣ: trung thực, trách nhiệm, chăm chỉ.

1.1.3. Năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn Khái niệm Theo [3], NL vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn là khả năng của một cá nhân: – Vận dụng đƣợc kiến thức vật lí để mô hình hoá các hệ vật lí đơn giản và sử dụng đƣợc toán học nhƣ một ngôn ngữ và công cụ để giải quyết vấn đề cụ thể.

– Mô tả, dự đoán, giải thích hiện tƣợng, giải quyết vấn đề một cách khoa học; ứng xử thích hợp với công nghệ và thiên nhiên trong một số tình huống liên quan đến bản thân, gia đình, cộng đồng.

Trong đề tài này, chúng tôi quan niệm: “NLVDKT là khả năng của bản thân ngƣời học tự giải quyết vấn đề đặt ra một cách nhanh chóng, áp dụng những kiến thức lĩnh hội vào những tình huống, những hoạt động thực tiễn để tìm hiểu thế giới xung quanh và có khả năng biến đổi nó. NLVDKT thể hiện phẩm chất, nhân cách của con ngƣời trong quá trình hoạt động để thỏa mãn nhu cầu chiếm lĩnh tri thức”.

Năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn có các biểu hiện sau:[3] – Giải thích/chứng minh một vấn đề thực tiễn.

– Phân tích, tổng hợp để giải thích/chứng minh một vấn đề thực tiễn.

7

– Đánh giá/phản biện ảnh hƣởng của một vấn đề thực tiễn.

– Đề xuất một số phƣơng pháp, biện pháp mới, thiết kế mô hình, kế hoạch,...

1.1.4. Công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn Từ biểu hiện của cấu trúc NLVDKT ở trên, chúng tôi xây dựng bảng công cụ để đánh giá sự phát triển NLVDKT của HS trong quá trình dạy học và kiểm tra đánh giá nhƣ sau: [21] Bảng 1. 1. Rubric đánh giá NLVDKT vào thực tiễn Chỉ số hành vi

Tiêu chí đánh giá chỉ số hành vi

Điểm số

Giải thích đƣợc hiện tƣợng thực tiễn đơn giản, gần 1. Giải thích hiện tƣợng thực tiễn (tự nhiên, kĩ thuật) một cách có căn cứ khoa học

2. Thực hiện các

gũi với kinh nghiệm sống thông qua vận dụng trực tiếp kiến thức Giải thích hiện tƣợng thực tiễn mới, đơn giản thông qua vận dụng trực tiếp kiến thức

2

Giải thích hiện tƣợng thực tiễn thông qua vận dụng trực tiếp nhiều kiến thức, mô hình khác nhau

3

Thực hiện một nhiệm vụ đơn giản thông qua vận dụng một kiến thức đã có

1

nhiệm vụ thông qua Thực hiện các nhiệm vụ phức tạp thông qua vận việc vận dụng kiến dụng các kiến thức đã có thức (bao gồm cả kiến Giải quyết các vấn đề thông qua vận dụng các kiến thức toán học) đã có thức liên môn Trình bày đƣợc nguyên lý cấu tạo và hoạt động ứng 3. Xây dựng ứng dụng các kiến thức đã có để sử dụng trong đời sống, kĩ thuật

1

dụng kĩ thuật của các kiến thức đã học

2

3

1

Thiết kế chế tạo đƣợc mô hình vật chất chức năng của ứng dụng kĩ thuật của kiến thức đã học

2

Thiết kế chế tạo đƣợc ứng dụng kĩ thuật có thể vận hành đƣợc

3

4. Giải thích và đề ra Giải thích đƣợc các nguyên tắc an toàn cơ bản trong cách ứng xử thích hợp đời sống có căn cứ khoa học

1

8

với công nghệ và

Giải thích đƣợc các quy tắc ứng xử với công nghệ

thiên nhiên trong một số tình huống liên

và thiên nhiên có căn cứ khoa học

quan đến bản thân, gia đình, cộng đồng

Giải thích đƣợc đầy đủ và thực hiện đƣợc các nguyên tắc an toàn trong học tập và đời sống

2

3

1.2. Bài tập vật lí và việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn 1.2.1. Khái niệm về bài tập vật lí Bài tập là một nhiệm vụ mà ngƣời giải cần phải thực hiện. Trong đó có dữ kiện và yêu cầu cần tìm”.

Bài tập bao gồm cả những câu hỏi và bài toán, mà khi hoàn thành HS vừa nắm đƣợc vừa hoàn thiện một tri thức hay một kỹ năng nào đó, bằng cách trả lời vấn đáp, trả lời viết hoặc kèm theo thực nghiệm. Bài tập không chỉ cung cấp cho HS hệ thống các kiến thức mà còn giúp cho HS tìm thấy đƣợc niềm vui khi giải ra kết quả của các bài tập mà bản thân mình nghiên cứu.

Theo tác giả Thái Duy Tuyên, “Bài tập là một hệ thống thông tin xác định bao gồm hai tập hợp gắn bó chặt chẽ và tác động qua lại với nhau gồm: Những điều kiện là tập hợp những dự liệu xuất phát, diễn tả trạng thái ban đầu của bài tập từ đó có thể tìm ra cách giải quyết, đó là “cái cho” hay là “giả thuyết”.

Những yêu cầu là trạng thái mong muốn đạt tới, đó là “cái phải tìm” hay “kết luận”.

Hai tập hợp này tạo thành bài tập nhưng lại không phù hợp nhau, thậm chí mâu thuẫn nhau, từ đó xuất hiện nhu cầu phải biến đổi để khắc phục sự không phù hợp hay mâu thuẫn giữa chúng, đó chính là “lời giải” của bài toán”. [19] Nhƣ vậy: Bài tập vật lí đƣợc hiểu là một vấn đề đƣợc đặt ra đòi hỏi phải giải quyết, bằng những suy luận logic, phép toán và thí nghiệm (TN) trên cơ sở các khái niệm, các thuyết, các định luật và các phƣơng pháp vật lí.

1.2.2. Vai trò, tác dụng của bài tập vật lí Theo tác giả Nguyễn Đức Thâm, “bài tập là một phương tiện hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh” [16]. Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra mà ta có thể phân loại đƣợc mức độ nắm vững kiến thức của HS, khiến cho việc đánh giá chất lƣợng HS đƣợc chính xác.

9

Việc giảng dạy bài tập vật lí trong nhà trƣờng không chỉ giúp học sinh hiểu đƣợc một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chƣơng trình mà còn giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ của học tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra. Muốn đạt đƣợc điều đó, phải thƣờng xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày. Kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thƣớc đo mức độ sâu sắc và vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận đƣợc. Bài tập vật lí với chức năng là một phƣơng pháp dạy học có một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông.

Trƣớc hết, vật lí là một môn khoa học giúp học sinh nắm đƣợc qui luật vận động của thế giới vật chất và bài tập vật lí giúp học sinh hiểu rõ những qui luật ấy, biết phân tích và vận dụng những qui luật ấy vào thực tiễn. Trong nhiều trƣờng hợp mặc dù ngƣời giáo viên có trình bày tài liệu một cách mạch lạc, hợp lôgíc, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu, qui tắc và có kết quả chính xác thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chƣa đủ để học sinh hiểu và nắm sâu sắc kiến thức. Chỉ thông qua việc giải các bài tập vật lí dƣới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống cụ thể thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện.

Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lí đặt ra, học sinh phải sử dụng các thao tác tƣ duy nhƣ phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tƣợng hóa…để giải quyết vấn đề, do đó tƣ duy của học sinh có điều kiện để phát triển. Vì vậy có thể nói bài tập vật lí là một phƣơng tiện rất tốt để phát triển tƣ duy, óc tƣởng tƣợng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống của học sinh.

Bài tập vật lí là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong giờ học lý thuyết chƣa có điều kiện để đề cập qua đó nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh. Đặc biệt, để giải đƣợc các bài tập vật lí dƣới hình thức trắc nghiệm khách quan học sinh ngoài việc nhớ lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiều phần, nhiều chƣơng, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tính phản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải giải thật nhiều các dạng bài tập khác nhau để có đƣợc kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa học .

“Trong quá trình dạy học vật lí, các bài tập vật lí có tác dụng giúp học sinh ôn tập, đào sâu mở rộng kiến thức”[16]. Chẳng hạn khi giải bài tập học sinh phải vận

10

dụng kiến thức vật lí đã học vào để giải quyết các trƣờng hợp cụ thể, đa dạng của bài toán, học sinh sẽ nắm đƣợc những ứng dụng quan trọng của kiến thức trong thực tế, trong kĩ thuật. Từ đó tạo cho học sinh sự tò mò, hứng thú học tập môn Vật lí.

“Bài tập vật lí là điểm khởi đầu để dẫn tới kiến thức mới”[16]. Ví dụ khi cho một bài tập các học sinh sẽ chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức đã học để nhận thức các vấn đề mới. Đây là cơ sở nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức mới một cách sâu sắc.

“Bài tập vật lí giúp học sinh rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, phát triển thói quen vận dụng kiến thức một cách khái quát”[16]. Khi giải một bài tập Vật lí đòi hỏi học sinh phải kiên trì, tích cực suy nghĩ, vừa làm việc tự lực, vừa làm việc theo nhóm, theo tập thể. Từ đó rèn luyện cho học sinh ý chí quyết tâm vƣợt khó trong học tập.

Một bài tập vật lí có thể đƣợc giải bằng nhiều phƣơng pháp khác nhau và dù giải theo cách này hay cách khác thì đáp số là nhƣ nhau. Việc giải bài tập Vật lí theo nhiều phƣơng pháp sẽ gây tranh luận, các học sinh sẽ phát biểu ý kiến, những nhận định riêng của mình từ đó các em sẽ hăng hái tham gia vào quá trình học tập.

“Bài tập vật lí có tác dụng kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh”.

Thông qua đó giúp cho giáo viên đánh giá chất lƣợng kiến thức của học sinh đƣợc chính xác để từ đó có những biện pháp phù hợp giúp học sinh nâng cao hơn chất lƣợng nắm vững kiến thức.

Bài tập vật lí có vai trò rất toàn diện trong dạy học Vật lí chính vì thế việc sử dụng bài tập vật lí trong dạy học là không thể thiếu, và sử dụng bài tập sẽ giúp học sinh nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức của mình.

1.2.3. Phân loại bài tập vật lí Theo tài liệu của Nguyễn Thanh Hải phân loại [7]: * Phân loại theo các phân môn của VL thì có bài tập cơ học, bài tập nhiệt học, bài tập điện học, bài tập quang học và bài tập về phản ứng hạt nhân. * Phân loại dựa vào các phƣơng tiện giải thì có bài tập định tính, bài tập tính toán, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị. + Bài tập định tính đó là những bài tập mà khi giải, HS không cần thực hiện các phép tính phức tạp, mà chỉ phải làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm đƣợc, đồng thời phải thực hiện những phép suy luận lôgic trên cơ sở hiểu rõ bản chất của các

11

khái niệm, định luật VL và nhận biết đƣợc những biểu hiện của chúng trong các trƣờng hợp cụ thể. + Bài tập tính toán là những bài tập mà muốn giải chúng, ta phải thực hiện một loạt phép tính và kết quả là thu đƣợc một đáp số định lƣợng, tìm giá trị của một số đại lƣợng vật lý. Có thể chia bài tập tính toán ra làm hai loại: bài tập tính toán tập dƣợt và bài tập tính toán tổng hợp.  Bài tập tính toán tập dƣợt là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ đề cập đến một vài phép tính đơn giản. Những bài tập này có tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm cho học sinh hiểu rõ ý nghĩa của các định luật và các công thức biểu diễn chúng, sử dụng các đơn vị vật lý và thói quen cần thiết để giải những bài tập phức tạp hơn.  Bài tập tính toán tổng hợp là bài tập mà muốn giải nó thì phải vận dụng nhiều khái niệm, định luật, dùng nhiều kiến thức. Những kiến thức cần sử dụng trong việc giải bài tập tổng hợp có thể là những kiến thức đã học trong nhiều bài trƣớc. Loại bài tập này có tác dụng đặc biệt giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các phần của chƣơng trình vật lý, tập cho học sinh biết phân tích những hiện tƣợng thực tế phức tạp ra thành những phần đơn giản tuân theo một định luật xác định. + Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập. Những thí nghiệm này thƣờng là những thí nghiệm đơn giản có thể làm ở nhà, với những dụng cụ đơn giản dễ tìm hoặc tự làm đƣợc. Để giải các bài tập thí nghiệm, đôi khi cũng cần đến những thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải tới phòng thí nghiệm vật lý của trƣờng phổ thông để thực hiện, nhƣng dù sao cũng vẫn là những thí nghiệm đơn giản. Bài tập thí nghiệm cũng có thể có dạng định tính hoặc định lƣợng. + Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu đƣợc dùng làm dữ kiện để giải phải tìm trong các đồ thị cho trƣớc hoặc ngƣợc lại, đòi hỏi học sinh phải biểu diễn quá trình diễn biến của hiện tƣợng nêu trong bài tập bằng đồ thị. * Phân loại theo độ khó thì có bài tập cơ bản, bài tập nâng cao. * Phân loại theo đặc điểm của hoạt động nhận thức thì có bài tập tái hiện, bài tập sáng tạo.

12

+ Bài tập tái hiện là bài tập có phƣơng pháp giải rõ ràng, áp dụng các kiến thức xác định đã biết để giải. Dạng bài tập theo khuôn mẫu nhất định liên quan đến các tình huống quen thuộc. Có tính tái hiện kiến thức và không yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá. + Bài tập sáng tạo là bài tập xây dựng nhằm mục đích bồi dƣỡng năng lực tƣ duy sáng tạo cho HS. BTST là BT mà giả thuyết không có thông tin một cách tƣờng minh liên quan đến hiện tƣợng hay quá trình VL, có những đại lƣợng VL đƣợc ẩn dấu, điều kiện bài toán không chứa đựng hay chỉ dẫn trực tiếp về PP giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng. BTST đòi hỏi ở HS tính nhạy bén trong tƣ duy, khả năng tƣởng tƣợng (bản chất của hoạt động sáng tạo), vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo để giải quyết vấn đề trong những tình huống mới, hoàn cảnh mới; HS phát hiện ra những điều chƣa biết, chƣa có. Đặc biệt, BTST yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá ý kiến riêng của bản thân HS. * Phân loại theo các bƣớc của quá trình dạy học thì có bài tập để mở bài, bài tập vận dụng khi xây dựng kiến thức mới, bài tập củng cố hệ thống hoá kiến thức, bài tập về nhà, bài tập kiểm tra...

1.3. Bài tập vật lí hƣớng tiếp cận PISA 1.3.1. Giới thiệu chung về PISA Chƣơng trình đánh giá học sinh quốc tế (The Programme for International Student Assessment) - PISA đƣợc xây dựng và điều phối bởi tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế (OECD) vào cuối thập niên 90 và hiện vẫn diễn ra đều đặn. Khảo sát PISA đƣợc thiết kế nhằm đƣa ra đánh giá có chất lƣợng và đáng tin cậy về hiệu quả của hệ thống giáo dục. PISA cũng hƣớng đến thu thập thông tin cơ bản về ngữ cảnh dẫn đến những hệ quả giáo dục trên. Càng ngày PISA càng thu hút đƣợc sự quan tâm và tham gia của nhiều nƣớc trên thế giới. Do đó, PISA không chỉ đơn thuần là một chƣơng trình nghiên cứu đánh giá chất lƣợng giáo dục của OECD mà trở thành xu hƣớng đánh giá quốc tế, tƣ tƣởng đánh giá của PISA trở thành tƣ tƣởng đánh giá học sinh trên toàn thế giới. Các nƣớc muốn biết chất lƣợng giáo dục của quốc gia mình nhƣ thế nào, đứng ở đâu trên thế giới này đều đăng ký tham gia PISA. Khảo sát PISA đánh giá học sinh ở độ tuổi 15 (15 năm 3 tháng đến 16 năm 2 tháng), thấp nhất từ lớp 7 trở lên, độ tuổi đƣợc xem là kết thúc chƣơng trình giáo dục bắt buộc ở hầu hết các quốc gia. Đây là một cuộc khảo sát theo độ tuổi chứ không theo cấp bậc hoặc lớp học. Mục đích của cuộc khảo sát là nhằm đánh giá xem học sinh đã

13

đƣợc chuẩn bị để đối mặt với những thách thức của cuộc sống xã hội hiện đại ở mức độ nào trƣớc khi bƣớc vào cuộc sống.

PISA đƣợc tiến hành dƣới sự phối hợp quản lí của các nƣớc thành viên OECD, cùng với đó là sự hợp tác ngày càng nhiều của các nƣớc không thuộc OECD, đƣợc gọi là “các nƣớc đối tác”. Tổ chức OECD giám sát chƣơng trình thông qua ban điều hành PISA (PGB) và quản lí chƣơng trình thông qua cơ quan thƣ kí đặt trụ sở tại Pari.

Trong mỗi kì PISA, OECD lại chọn ra một nhà thầu quốc tế, quá trình chọn lựa này mang tính cạnh tranh và đƣợc diễn ra công khai.

1.3.2. Những năng lực đƣợc đánh giá của PISA Khảo sát PISA đƣợc tổ chức 3 năm một lần ở ba lĩnh vực chính là Đọc hiểu, Toán học và Khoa học. Mặc dù mỗi kì đều kiểm tra kiến thức thuộc ba lĩnh vực chính, nhƣng lĩnh vực trọng tâm sẽ đƣợc lựa chọn quay vòng, để từ đó các dữ liệu chi tiết đƣợc cập nhật liên tục theo chu kỳ đối với mỗi lĩnh vực, và đƣợc so sánh đánh giá chuyên sâu sau 9 năm một lần. Đến chu kỳ 2006, PISA đánh giá thêm kỹ năng giải quyết vấn đề. Đến chu kỳ PISA 2009, PISA đánh giá thêm một số năng lực mới là: Năng lực tài chính. Đến chu kỳ 2012, PISA đánh giá thêm Năng lực sử dụng máy tính. Đến chu kỳ 2018, PISA đánh giá thêm Năng lực Công dân toàn cầu (Bảng 1.2).

Bảng 1. 2. Các lĩnh vực được đánh giá qua các chu kỳ PISA Chu kỳ Chu kỳ Chu kỳ Chu kỳ Chu kỳ Chu 2000 2003 2006 2009 2012 2015

kỳ Chu 2018

kỳ

Đọc hiểu

Đọc hiểu

Đọc hiểu

Đọc hiểu

Đọc hiểu

Đọc hiểu

Đọc hiểu

Toán học

Toán học

Toán học

Toán học

Toán học

Toán học

Toán học

Khoa học

Khoa học

Khoa học Khoa học

Khoa học

Khoa học Khoa học

Kỹ năng Kỹ năng Kỹ năng Kỹ năng Kỹ năng giải quyết giải quyết giải quyết giải quyết giải quyết vấn đề vấn đề vấn đề vấn đề vấn đề Năng lực Năng lực Năng lực Năng lực tài chính tài chính tài chính tài chính Năng lực Năng lực Năng lực sử dụng sử dụng sử dụng máy tính máy tính máy tính

14

Năng lực Công dân toàn cầu Lĩnh vực in đậm là lĩnh vực chính của mỗi chu kỳ - Năng lực toán học: là năng lực của một cá nhân để nhận biết và hiểu về vai trò của toán học trong thế giới, biết dựa vào toán học để đƣa ra những suy đoán có nền tảng vững chắc vừa đáp ứng đƣợc các nhu cầu của đời sống cá nhân, vừa nhƣ một công dân biết suy luận, có mối quan tâm và có tính xây dựng. Đó chính là năng lực phân tích, lập luận và truyền đạt ý tƣởng (trao đổi thông tin) một cách hiệu quả thông qua việc đặt ra, hình thành và giải quyết vấn đề toán học trong các tình huống và hoàn cảnh khác nhau.

- Năng lực đọc hiểu: là năng lực hiểu, sử dụng và phản hồi lại ý kiến của một cá nhân sau khi đọc một văn bản. Khái niệm học và đặc biệt là học suốt đời đòi hỏi phải mở rộng cách hiểu về việc biết đọc. Biết đọc không chỉ còn là yêu cầu của suốt thời kì tuổi thơ trong nhà trƣờng phổ thông, thay vào đó nó còn trở thành một nhân tố quan trọng trong việc xây dựng, mở rộng những kiến thức cá nhân, kĩ năng và chiến lƣợc của mỗi cá nhân trong suốt cuộc đời khi họ tham gia vào các tình huống khác nhau cũng nhƣ trong mối quan hệ với ngƣời xung quanh.

- Năng lực khoa học: là năng lực của một cá nhân biết sử dụng kiến thức khoa học để xác định các câu hỏi và rút ra kết luận dựa trên chứng cứ để hiểu và đƣa ra quyết định về thế giới tự nhiên thông qua hoạt động của con ngƣời thực hiện việc thay đổi thế giới tự nhiên. Cụ thể là: Có kiến thức khoa học và sử dụng kiến thức để xác định các câu hỏi, chiếm lĩnh kiến thức mới, giải thích hiện tƣợng khoa học và rút ra kết luận trên cơ sở chứng cứ về các vấn đề liên quan đến khoa học; Hiểu những đặc tính của khoa học nhƣ một dạng tri thức của loài ngƣời và một hoạt động tìm tòi khám phá của con ngƣời; Nhận thức đƣợc vai trò của khoa học và công nghệ đối với việc hình thành môi trƣờng văn hóa, tinh thần, vật chất; Sẵn sàng tham gia nhƣ một công dân tích cực, vận dụng hiểu biết khoa học vào giải quyết các vấn đề liên quan tới khoa học.

1.3.3. Các cấp độ và nội dung đánh giá năng lực Khoa học của PISA Năng lực khoa học là khả năng bao quát gồm có một nhóm gồm ba năng lực khoa học cụ thể: Xác định các vấn đề khoa học; giải thích các hiện tƣợng theo khoa học và sử dụng bằng chứng khoa học. Khả năng không chỉ là kiến thức và kỹ năng mà còn là khả năng huy động các nguồn nhận thức và ngoài nhận thức vào một ngữ cảnh nào đó.

15

Bảng 1. 3. Nội dung đánh giá năng lực khoa học trong PISA [6] Ngữ cảnh Các năng lực Mục tiêu Các tình huống - Xác định các vấn cuộc sống có đề khoa học liên quan tới - Giải thích các hiện khoa học và tƣợng bằng khoa học công nghệ - Sử dụng bằng chứng khoa học

 Em biết gì về: - về thế giới tự nhiên (kiến thức khoa học) - về chính khoa học (kiến thức về khoa học) ảnh hƣởng nhƣ thế nào ?  Em hƣởng ứng các vấn đề khoa học nhƣ thế nào: - Quan tâm - Ủng hộ các tìm hiểu khoa học - Trách nhiệm

Bảng 1. 4. Các cấp độ của Năng lực Khoa học [6] Cấp độ của năng lực

Đặc điểm - Nhận dạng các vấn đề có thể nghiên cứu bằng khoa học;

Cấp độ 1 Xác định các vấn đề khoa học

- Xác định các từ khóa (keyword) để tìm kiếm thông tin khoa học; - Nhận dạng các đặc điểm chính (key features) của một cuộc nghiên cứu khoa học (scientific investigation).

- Áp dụng kiến thức khoa học trong một tình huống đặt ra;

Cấp độ 2

- Mô tả hoặc giải thích các hiện tƣợng bằng khoa học và Giải thích các hiện dự báo những thay đổi; tƣợng bằng khoa học - Xác định các phần giới thiệu, giải thích và dự đoán thích hợp.

- Giải thích bằng chứng khoa học và đƣa ra (make) và truyền tải (communicate) những kế luận;

Cấp độ 3 Sử dụng bằng chứng - Xác định các giả thiết, bằng chứng và lý do đƣa ra những khoa học kết luận;

Suy ngẫm những hệ quả (implication) về mặt xã hội của sự

16

phát triển khoa học và công nghệ.

1.3.4. Cấu trúc của bài tập PISA Mỗi đề thi Pisa bao gồm rất nhiều các nhóm unit (bài tập), mỗi unit đƣợc bao gồm 4 phần : - Phần dẫn.

- Phần câu hỏi.

- Các phƣơng án trả lời.

- Mã hóa.

Các kiểu câu hỏi đƣợc sử dụng trong đề thi Pisa : Câu hỏi trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn (Multiple–choice) đơn giản hoặc phức tạp; Câu hỏi đóng đòi hỏi trả lời (dựa trên những trả lời có sẵn) (close – constructed response question); Câu hỏi mở đòi hỏi trả lời ngắn (short response question); Câu hỏi mở đòi hỏi trả lời dài (open – constructed response question).

Câu hỏi PISA dạng Multiple choice (nhiều lựa chọn).

Tùy theo mỗi câu hỏi, mỗi mức trên sẽ có một hay một vài mã số đƣợc quy định cụ thể trong hƣớng dẫn chấm điểm.

Mã của các câu hỏi thƣờng là 0, 1, 2, 9 hoặc 0, 1, 9 tùy theo từng câu hỏi. Các mã thể hiện mức độ trả lời bao gồm: mức đạt đƣợc tối đa cho mỗi câu hỏi và đƣợc quy ƣớc gọi là “Mức tối đa”, mức “Không đạt” mô tả các câu trả lời không đƣợc chấp nhận và bỏ trống không trả lời. Một số câu hỏi có thêm “Mức chƣa tối đa” cho những câu trả lời thỏa mãn một phần nào đó. Cụ thể: - Mức tối đa (Mức đầy đủ): Mức cao nhất (mã 1 trong câu có mã 0, 1, 9 hoặc mã 2 trong câu có mã 0, 1, 2, 9). Ở đây hiểu là điểm.

- Mức chƣa tối đa (Mức không đầy đủ) (mã 1 trong câu có mã 0, 1, 2, 9).

- Không đạt: Mã 0, mã 9. Mã 0 khác mã 9. Mã 0: có ghi nhƣng sai (không có ý nào đúng hoặc lập luận sai), mã 9: không ghi gì để giấy trắng không trả lời câu hỏi đó.

Mã hai chữ số: 00, 01… 21, 22 …

17

Chữ số đầu tiên cho biết mức độ trả lời. Chữ số thứ hai đƣợc sử dụng để mã hóa đặc tính hay xu hƣớng của câu trả lời.

1.4. Thực trạng việc xây dựng và sử dung bài tập vật lí theo theo tiếp cận PISA ở một số trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Bình Định và tỉnh Gia Lai 1.4.1. Đối tƣợng và phƣơng pháp điều tra Điều tra, khảo sát thực tế 35 giáo viên, 445 học sinh gồm 20 giáo viên, 285 học sinh tại trƣờng THPT Trần Quang Diệu tại tỉnh Bình Định và 15 giáo viên, 160 học sinh trƣờng THPT Huỳnh Thúc Kháng tại tỉnh Gia Lai để tìm hiểu về một số thông tin.

Tình hình dạy giải bài tập vật lí hƣớng tiếp cận PISA của các giáo viên ở một số trƣờng trên địa bàn tỉnh Bình Định và tỉnh Gia Lai. Tìm hiểu những khó khăn và sai lầm mà học sinh thƣờng mắc phải khi giải bài tập chƣơng “Cảm ứng điện từ” vật lí 11, từ đó tìm hiểu những nguyên nhân dẫn đến những sai lầm đó của học sinh. Từ đó, chúng tôi đề xuất phƣơng hƣớng khắc phục. Điều tra giáo viên: Sử dụng phiếu điều tra, trao đổi trực tiếp với giáo viên, dự giờ tiết dạy. Điều tra HS: Sử dụng phiếu điều tra, trao đổi trực tiếp với HS, quan sát hoạt động của HS trong các giờ học trên lớp, cho HS làm bài kiểm tra khảo sát năng lực.

Thời điểm điều tra: điều tra giáo viên vào ngày 01/3/2019 và 29/3/2019, điều tra học sinh vào ngày 02/3/2019 và 30/3/2019.

Phân tích kết quả điều tra.

1.4.2. Kết quả điều tra Đã tiến hành điều tra trên học sinh lớp 11 vào tháng đầu 3 năm 2019 tại trƣờng THPT Trần Quang Diệu và THPT Huỳnh Thúc Kháng đúng giai đoạn học sinh đang học chƣơng “Cảm ứng điện từ” vật lí 11. Điều tra 445 học sinh: Phiếu điều tra sử dụng bài tập vật lí hƣớng tiếp cận PISA, quan sát hoạt động học của học sinh trong giờ học, kiểm tra khảo sát. Điều tra 35 giáo viên các trƣờng trên địa bàn tỉnh Bình Định và tỉnh Gia Lai.

18

Bảng 1. 5. Thực trạng sử dụng bài tập vật lí của giáo viên tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Bình Định và tỉnh Gia Lai (35 giáo viên).

Số Tỉ lệ Nội dung câu hỏi Nội dung trả lời lƣợng (%) 1. Thầy (cô) đánh giá tầm quan trọng của việc sử dụng bài tập hƣớng tiếp cận PISA để phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS.

2. Theo thầy (cô) các biện pháp dƣới đây có thể rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS.

3. Thầy (cô) cho biết đã sử dụng biện pháp nào để có thể rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh.

1. Rất quan trọng

30

85.71

2.Quan trọng

5

14.29

3. Bình thƣờng

0

0.00

4. Không quan trọng

0

0.00

1. Thiết kế bài học logic hợp lí

18

51.43

2. Sử dụng phƣơng pháp dạy học phù hợp.

26

74.29

3. Sử dụng bài tập có tình huống thực tiễn của cuộc sống, yêu cầu HS sử dụng kiến thức đã học để giải quyết

35

100.00

4. Yêu cầu HS nhận xét lời giải của ngƣời khác, lập luận bác bỏ quan niệm trái ngƣợc và bảo vệ quan điểm của mình

19

54.29

5. Thay đổi mức độ yêu cầu của bài tập.

10

28.57

6. Kiểm tra đánh giá và động viên kịp thời các biểu hiện sáng tạo của HS.

18

51.43

7. Tăng cƣờng các bài tập thực hành, thí nghiệm.

25

71.43

1. Thiết kế bài học logic hợp lí

18

51.43

2. Sử dụng phƣơng pháp dạy học phù hợp.

29

82.86

3. Sử dụng bài tập có tình huống thực tiễn của cuộc sống, yêu cầu HS sử dụng kiến thức đã học để giải quyết.

35

100.00

4. Yêu cầu HS nhận xét lời giải của ngƣời khác, lập luận bác bỏ quan niệm trái ngƣợc và bảo vệ quan điểm của mình.

16

45.71

19

4. Thầy (cô) giáo có thƣờng xuyên sử dụng bài tập hƣớng tiếp cận PISA trong quá trình giảng bài mới hoặc trong các giờ dạy trên lớp.

5. Thay đổi mức độ yêu cầu của bài tập.

6

17.14

6. Kiểm tra đánh giá và động viên kịp thời các biểu hiện sáng tạo của HS.

20

57.14

7. Tăng cƣờng các bài tập thực hành, thí nghiệm.

15

42.86

1. Rất thƣờng xuyên

0

0.00

2. Thƣờng xuyên

8

22.86

3. Thỉnh thoảng

20

57.14

4. Không bao giờ

7

20.00

1. HS hiểu bài ngay tại lớp.

29

82.86

2. HS tự thực hiện đƣợc các thí nghiệm.

22

62.86

18

51.43

8

22.86

7

20.00

3. HS tự phát hiện vấn đề thực tiễn liên quan đến kiến thức vật lí đã 5. Thầy (cô) cho biết kết quả học và giải thích đƣợc các vấn đề đánh giá học sinh đƣợc rèn đó. luyện về năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho 4. HS sử dụng đƣợc các phƣơng tiện, học sinh. thiết bị kĩ thuật và hiểu đƣợc cấu tạo nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kĩ thuật.

5. HS tự nghiên cứu và báo cáo đƣợc các chủ đề liên quan đến chƣơng trình vật lí phổ thông.

Bảng 1. 6. Thực trạng học vật lí của học sinh tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Bình Định và tỉnh Gia Lai (455 học sinh).

Số Tỉ lệ Nội dung lƣợng (%) 1. Các em có thích giờ học 1. Rất thích vật lí không?

2. Thích

96

21.57

181

40.67

3. Bình thƣờng

165

37.08

4. Không thích

3

0.67

130

29.21

2. Các em có thái độ nhƣ 1. Rất hứng thú, phải tìm hiểu bằng thế nào khi làm bài tập mọi cách.

20

hƣớng tiếp cận PISA do thầy 2. Hứng thú, muốn tìm hiểu (cô) giao cho.

3. Thấy lạ nhƣng không cần tìm hiểu

219

49.21

95

21.35

1

0.22

3. Em thấy có cần thiết phải 1. Rất cần thiết hình thành và rèn luyện năng 2. Cần thiết lực vận dụng kiến thức vào 3.Bình thƣờng thực tiễn không?

4. Không cần thiết

182

40.90

220

49.44

41

9.21

2

0.45

4. Em có thƣờng xuyên vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tƣợng, sự vật, sự việc trong cuộc sống không?

1. Rất thƣờng xuyên

17

3.82

2.Thƣờng xuyên

93

20.90

3. Thỉnh thoảng

281

63.15

4. Không bao giờ

54

12.13

4. Không quan tâm đến vấn đề lạ

Qua việc tổng hợp kết quả tham khảo ý kiến, trao đổi trực tiếp với giáo viên – học sinh, tham gia dự giờ trên lớp tôi nhận thấy: * Tình hình sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA của giáo viên.

Thông qua việc trao đổi với 35 giáo viên dạy bộ môn Vật lí tại các trƣờng THPT trên địa bàn Tỉnh Bình Định và Gia lai về dạy giải bài tập vật lí của giáo viên, về mức độ sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA chúng tôi rút ra đƣợc một số nhận định sau: 100% GV cho rằng việc sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn là rất quan trọng và cần thiết cho học sinh.

100% GV cho rằng biện pháp có thể rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn là sử dụng bài tập hƣớng tiếp cận PISA và yêu cầu HS sử dụng kiến thức đã học để giải quyết.

80% GV đã sử dụng các bài tập theo theo tiếp cận PISA trong giờ học nhƣng không thƣờng xuyên trong chƣơng trình học. Mức độ sử dụng bài tập theo theo tiếp cận PISA trong các giờ dạy thƣờng xuyên chỉ 22.86%.

Mỗi GV thƣờng chọn cho mình các biện pháp khác nhau để có thể rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn chẳng hạn nhƣ: thiết kế bài học logic hợp lí, phƣơng pháp dạy học phù hợp, tăng cƣờng sử dụng các bài tập thực hành, thí nghiệm cách diễn đạt riêng. Tuy nhiên việc sử dụng bài tập có tình huống thực tiễn của cuộc sống không tiến hành thƣờng xuyên bởi cần phải có thời gian nghiên cứu kĩ về các vấn đề thực tế và thời lƣợng tiết dạy ít không đủ để triển khai dạy các bài tập có nội dung

21

thực tế. Giáo viên ít khai thác tài liệu, thông tin thời sự, công nghệ hiện đại, ngại khó khi nghiên cứu xây dựng hệ thống BTVL gắn với thực tiễn. Trong quá trình giảng dạy các thầy cô thƣờng chỉ tập trung vào các kiến thức và kỹ năng cần nắm trong bài để phục vụ cho kiểm tra, cho thi cử mà chƣa thực sự quan tâm đến việc rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn cho HS. Cụ thể là trong quá trình hình thành kiến thức mới, thầy/cô chƣa thƣờng xuyên đƣa ra các câu hỏi, các tình huống có vấn đề gắn liền với thực tiễn để HS liên tƣởng và áp dụng (20%). Để chuẩn bị cho bài mới, thầy/cô chỉ yêu cầu HS về nhà làm các bài tập trong SGK và sách bài tập mà chƣa chú ý vào việc giao nhiệm vụ cho các em về nhà tìm hiểu cuộc sống, môi trƣờng xung quanh về các vấn đề có liên quan đến kiến thức trong bài giảng kế tiếp để HS có tâm thế vào bài mới một cách hứng thú hơn. Và cũng theo đó các thầy/cô chƣa chú ý dành thời gian để cho các em đƣa ra những khúc mắc để giải đáp cho các em về những hiện tƣợng các em quan sát đƣợc trong đời sống. Trong các giờ học nói chung, những mâu thuẫn mà các em tìm đƣợc trong các tình huống, các vấn đề thƣờng là mâu thuẫn giữa lí luận với lí luận là chính, còn việc liên hệ giữa lí luận và thực tiễn còn hạn chế. Chính vì vậy mà HS dù rất thích vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn (90.34%) và rất hứng thú khi làm bài tập hƣớng tiếp cận Pisa (78,42%) nhƣng vẫn chƣa hình thành đƣợc thói quen liên hệ giữa những kiến thức lý thuyết học đƣợc với thực tế xung quanh các em.

Từ kết quả khảo sát ở trên đặt ra một vấn đề đó là làm thế nào để rèn luyện để nâng cao hơn nữa kỹ năng vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn. Đó là vấn đề đặt ra mà đội ngũ GV dạy bộ môn vật lí cần phải trăn trở để có hƣớng bổ sung vào vềphƣơng pháp và nội dung trong quá trình giảng dạy, khắc phục sự nghiệp trồng ngƣời của mình.

Mặt khác số lƣợng BTVL theo tiếp cận PISA trong SGK không có, GV phải tự biên soạn các dạng bài tập theo tiếp cận PISA để dạy cho HS. Đề thi Vật lí trong các kì thi tốt nghiệp THPT Quốc gia, các kì kiểm tra học kì ở các trƣờng THPT hầu hết đều sử dụng hình thức trắc nghiệm khách quan nên việc sử dụng các bài tập theo tiếp cận PISA bị hạn chế, khó để đánh giá kĩ năng của HS. 1.5. Nguyên tắc lựa chọn, khai thác bài tập theo tiếp cận PISA nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS Để phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thự tiễn cho HS, việc lựa chọn, xây dựng bài tập theo tiếp cận PISA phải đảm bảo các nguyên tắc sau: Nguyên tắc 1: phải đảm bảo rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn vào việc giải quyết những vấn đề học tập và thực tiễn của cuộc sống có liên quan

22

đến bộ môn vật lí một cách thƣờng xuyên, kết hợp với việc rèn luyện một số năng lực cần thiết khác.

Nguyên tắc 2: phải đảm bảo đƣợc mục tiêu giáo dục phổ thông môn vật lí, mục tiêu của chƣơng trình theo chuẩn kiến thức, kĩ năng.

Nguyên tắc 3: đảm bảo tính khoa học, chính xác của kiến thức, kĩ năng vật lí.

Nguyên tắc 4: đảm bảo tính sƣ phạm dựa trên các yếu tố cơ sở tâm lý, cơ sở lý luận giáo dục, cơ sở lý luận dạy học theo định hƣớng đổi mới phƣơng pháp dạy học theo hƣớng dạy học tích cực.

1.6. Qui trình khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA cho một tiết học nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS Trƣớc hết cần phải khẳng định rằng bài tập hƣớng tiếp cận PISA chỉ là một thành phần trong hệ thống các bài tập vật lí và không thể thay thế cho các dạng bài tập khác trong dạy học vật lí đƣợc, nên việc xây dựng các bài tập hƣớng tiếp cận PISA chủ yếu nhắm đến mục tiêu góp phần phát huy tính tích cực học tập của HS, trên cơ sở đó nâng cao khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS, góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học ở trƣờng THPT. Xuất phát từ những nguyên tắc xây dựng bài tập hƣớng tiếp cận PISA nhƣ đã nêu trên, việc xây dựng các bài tập hƣớng tiếp cận PISA cho một tiết học có thể thực hiện theo quy trình gồm 4 bƣớc sau: Bước 1: Căn cứ vào nội dung chƣơng trình và sách giáo khoa để phân tích nội dung kiến thức vật lí của giờ học, từ đó làm bộc lộ cấu trúc của nội dung. Trong đó chỉ rõ trình tự xây dựng các đơn vị kiến thức cụ thể, những kiến thức nào là trọng tâm, chúng có mối liên hệ gì với những kiến thức của những giờ học trƣớc và những giờ học kế tiếp.

Bước 2: Xác định vị trí, nhiệm vụ của các bài tập hƣớng tiếp cận PISA trong tiến trình dạy học, chỉ rõ chúng sẽ đƣợc sử dụng những hoạt động cụ thể nào, nhằm rèn luyện cho HS những kĩ năng gì trong tổng thể chung của các hoạt động nhận thức sẽ tiến hành trong giờ dạy, từ đó xác định số lƣợng các bài tập hƣớng tiếp cận PISA cho từng hoạt động đó.

Bước 3: Thu thập thông tin và biên soạn các bài tập hƣớng tiếp cận PISA. Trong bƣớc này, GV phải đọc nhiều tài liệu, tham khảo nhiều sách bài tập vật lí đã đƣợc biên soạn, suy nghĩ tìm tòi những yếu tố, những mối liên hệ cơ bản đang bị che lấp, từ đó

23

tổng hợp lại để biên soạn đƣợc những bài tập hƣớng tiếp cận PISA hay và thích hợp với tiến trình dạy học.

Bước 4: Sắp xếp lại các bài tập hƣớng tiếp cận PISA trong hệ thống đã biên soạn. Chú ý xác định những câu hỏi, bài tập chính và phụ để sử dụng chúng đúng mục đích đề ra. Rà soát lại hệ thống các bài tập hƣớng tiếp cận PISA để đảm bảo sự cân đối giữa các loại đơn giản, nâng cao và sáng tạo.

Trong quá trình thực hiện, cần chú ý thêm một số vấn đề sau: Các bài tập hƣớng tiếp cận PISA đƣợc trình bày dƣới dạng tình huống có vấn đề, nhất thiết phải chứa đựng các mâu thuẫn nhận thức nhằm kích thích tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS, với mỗi bài tập đặt ra GV phải dự kiến đƣợc HS sẽ không trả lời đƣợc một cách hoàn thiện và muốn hoàn thiện câu trả lời thì cần phải lĩnh hội thêm những kiến thức mới nào sẽ đƣợc học trong bài học mới. Các bài tập hƣớng tiếp cận PISA đã đặt ra nhất thiết phải đƣợc trả lời vào những thời điểm khác trong tiến trình bài giảng (có thể là sau mỗi mục hoặc khi kết thúc bài).

Các bài tập hƣớng tiếp cận PISA phải đƣợc lựa chọn và xây dựng sao cho chúng có tính tiêu biểu, để khi HS hoàn thành đƣợc việc trả lời các câu hỏi và bài tập này, có thể tự mở rộng và vận dụng đƣợc vào thực tiễn cuộc sống với những vấn đề tƣơng tự.

Số lƣợng các bài tập hƣớng tiếp cận PISA đặt ra không quá nhiều (khoảng từ 4 đến 6 câu) để cân đối với các dạng bài tập khác trong một bài dạy học vật lí.

Nên có sự phối hợp, lồng ghép các câu hỏi mang tính định tính vào trong nội dung của các dạng bài tập khác, vì về nguyên tắc ngay cả việc giải các bài tập tính toán thì bƣớc đầu tiên bao giờ cũng là sự phân tích bài toán về mặt định tính. Thực tiễn dạy học cho thấy, khi giải các bài tập vật lí mà HS không biết cách phân tích bài tập về mặt định tính ban đầu, chỉ chú tâm vào việc lựa chọn công thức, hì hục tính toán để tìm đáp số, thì điều đó chẳng khác nào là những “thợ làm toán” mà không thấy đƣợc ý nghĩa vật lí hay ý nghĩa vận dụng thực tiễn chứa đựng trong các bài tập vật lí.

1.7. Qui trình xây dƣng, soạn thảo và phân tích đề kiểm tra [25] * Giai đoạn 1: Xác định mục đích kiểm tra đánh giá.

Bước 1: Phân tích nội dung môn học.

Các giáo viên xác định nội dung chi tiết các kiến thức và kỹ năng cần thiết, quan trọng của môn học mà HS phải đạt đƣợc. Tùy theo thời điểm khảo sát trong năm học, nội dung kiến thức có thể chỉ trong một vài chƣơng hoặc cho một học kỳ hoặc toàn năm học. Phân tích nội dung môn học để xác định những nội dung cần đƣợc đƣa

24

vào kiểm tra, đánh giá là công việc không dễ dàng, vì các nội dung dạy học của một môn học thì rất nhiều, GV phải cân nhắc, chọn lọc kỹ. Kết quả công việc trên là một bảng liệt kê những trọng tâm kiến thức cần đo lƣờng. Ta cũng đã biết giữa nội dung giảng dạy và nội dung kiểm tra, đánh giá có quan hệ chặt chẽ với nhau. Nhƣng không nhất thiết tất cả các nội dung của môn học phải đƣợc đƣa vào kiểm tra.

Bước 2: Xác định mục tiêu nhận thức cho từng môn học: Mục tiêu của môn học là những gì ngƣời học hoàn thành đƣợc sau khi học xong môn học về kiến thức, kỹ năng, thái độ. Những mục tiêu này đƣợc xác định dƣới dạng hành vi, có thể quan sát đƣợc, chỉ rõ những hành vi mà ngƣời học phải thực hiện để chứng tỏ mục tiêu học tập đã hoàn thành.

Bước 3: Thiết lập dàn bài trắc nghiệm: Dàn bài trắc nghiệm (còn gọi Bảng qui định hai chiều, Table of specifications) là một ma trận 2 chiều, trong đó một chiều biểu thị các chủ điểm nội dung, chiều còn lại biểu thị mục tiêu nhận thức mà bài trắc nghiệm muốn khảo sát. * Giai đoạn 2: Soạn đề thi, kiểm tra và tạo các đề tương đương.

Bước 4: Soạn câu trắc nghiệm (Tự luận hoặc Khách quan) .

Dựa theo dàn bài đã soạn, các GV cùng bộ môn sẽ phân công soạn các câu trắc nghiệm theo dàn bài đã lập. Mỗi ngƣời thƣờng phải soạn nhiều hơn số câu ghi trong dàn bài vì qua thảo luận có thể phải loại bỏ một số câu. Điều lƣu ý khi soạn câu trắc nghiệm là phải bám sát nội dung đã xác định và mức độ dễ hay khó của mỗi câu sẽ tùy thuộc vào mức độ mục tiêu nhận thức ghi trong dàn bài. Hình thức câu trắc nghiệm cũng có thể đa dạng : Tự luận, câu Đúng – Sai, câu nhiều lựa chọn (MCQ) hay câu điền khuyết. Nhƣng nếu định hƣớng xây dựng thành ngân hàng câu hỏi thì nên sử dụng chỉ một loại câu MCQ. Khi biên soạn câu trắc nghiệm, các câu hỏi sẽ phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của ngƣời soạn và tính chất câu trắc nghiệm đƣợc dùng. Do vậy, mỗi giáo viên cần thấy trách nhiệm của mình, phải nắm vững kỹ thuật để soạn thật cẩn thận, cân nhắc kỹ lƣỡng mỗi ý định hỏi và từ ngữ sử dụng. Những câu soạn cẩu thả sẽ lộ ra trong quá trình đánh giá câu trắc nghiệm. Ngoài ra, cũng cần biết thêm rằng, mỗi giáo viên thƣờng biểu hiện một kiểu tƣ duy và hành văn quen thuộc, nên cần nhiều ngƣời tham gia soạn thì câu trắc nghiệm mới phong phú, đa dạng hơn.

Bước 5: Trao đổi trong nhóm đồng nghiệp.

25

Các câu hỏi đƣợc soạn xong phải đƣợc đƣa ra thảo luận trong nhóm đồng nghiệp.

Việc làm này là cần thiết, vì nhiều đồng nghiệp sẽ giúp khẳng định tính chất “đúng” cũng nhƣ giúp phát hiện ra điểm yếu hay sai sót mà ngƣời soạn không ý thức đƣợc.

Kinh nghiệm các lần thảo luận nhóm cho thấy, qua phản biện của đồng nghiệp, có câu dù đã đƣợc soạn kỹ nhƣng vẫn bị phát hiện ý trong câu hỏi chƣa rõ, hoặc có một hay vài lựa chọn chƣa phù hợp, chƣa hay.

Bước 6: Làm đề thi, kiểm tra gốc và tạo các đề tƣơng đƣơng.

Các câu trắc nghiệm đã đƣợc sửa chữa đƣợc tập hợp lại thành một (hay một số) đề gốc đáp ứng đúng cấu trúc, số câu đã qui định trong dàn bài. Từ đây, ngƣời phụ trách chính về kỹ thuật sẽ tạo ra các đề tƣơng đƣơng (ghi lại mã số từng đề). Số đề tƣơng đƣơng nhiều hay ít thƣờng do tính chất cuộc thi qui định, nhƣng hƣớng chung là càng nhiều càng tốt để tránh thí sinh quay cóp.

Có nhiều cách tạo ra các đề tƣơng đƣơng, ở đây đề cập cách làm chỉ sử dụng một đề gốc dùng phần mềm McMix. Đơn giản nhất là từ đề gốc xáo trộn vị trí các câu hỏi để thành nhiều đề thi có cùng nội dung, chỉ khác nhau về vị trí câu hỏi. Nếu đề thuần một hình thức là câu MCQ (thƣờng dùng câu có 4 lựa chọn), có thể tráo đổi thêm thứ tự các lựa chọn a/ b/ c/ và d/ trong câu. Cách này sẽ tạo ra các đề có hiệu quả ngăn chận tiêu cực tốt hơn, vì học sinh khó thông báo đúng đáp án cho nhau. * Giai đoạn 3: Tổ chức kiểm tra và chấm kiểm tra.

Bước 7: Tổ chức thi kiểm tra và chấm bài thi, bài kiểm tra.

Việc tổ chức thi, kiểm tra và chấm bài thi, kiểm tra sẽ khác nhau tùy theo cho thí sinh thi, kiểm tra trên máy tính hay làm bài trên giấy.

- Nếu thi, kiểm tra trên máy tính, khi thời hạn làm bài kết thúc máy có thể thông báo ngay cho thí sinh kết quả số câu làm đúng (hoặc điểm số). Nhƣng quan trọng hơn là các trả lời của từng học sinh sẽ đƣợc lƣu lại chung trên 1 file dữ kiện, các thông tin này đƣợc sử dụng cho giai đoạn 4.

- Nếu làm trên giấy, nên thiết kế sử dụng bảng trả lời riêng (answer sheet) để tiện cho việc chấm điểm. Số lƣợng bài thi ít thì dùng bảng đục lỗ đáp án để chấm. Nhƣng hiện tại đã có máy chấm bài dùng phƣơng pháp quét quang học, rất tiện lợi khi có số lƣợng bài thi nhiều. Các máy chấm bài có nhiều tính năng khác nhau và tốc độ chấm cũng khác nhau. Điều cần quan tâm là cài đặt độ phân giải của máy cho phù hợp để máy đọc chính xác và làm việc ổn định khi phải chấm liên tục nhiều giờ.

26

* Giai đoạn 4: Phân tích đề và câu trắc nghiệm.

Bước 8: Phân tích câu hỏi Sau khi chấm và ghi điểm của một bài trắc nghiệm, giáo viên phân tích các câu trả lời của học sinh nhằm mục đích: - Biết đƣợc những câu nào là quá khó và quá dễ để loại ra, chỉ giữ lại các câu thoả mãn các tiêu chí đánh giá trong đo lƣờng trắc nghiệm.

- Lựa chọn ra đƣợc các câu có độ phân cách cao, nghĩa là phân biệt đƣợc học sinh giỏi và học sinh kém.

- Biết đƣợc lí do vì sao câu trắc nghiệm không đạt đƣợc hiệu quả mong muốn và cần phải sửa đổi nhƣ thế nào cho tốt hơn.

- Việc phân tích các câu hỏi để biết xem học sinh trả lời các câu nhƣ thế nào và từ đó sửa đổi để bài trắc nghiệm có thể đo lƣờng thành quả học tập của học sinh một cách hữu hiệu hơn.

- Thông qua kết quả bài trắc nghiệm có thể giúp giáo viên đánh giá mức độ thành công của công việc giảng dạy và học tập để thay đổi phƣơng pháp, lề lối làm việc cho tốt hơn.

Phân tích câu trả lời của học sinh nhằm xác định các chỉ số sau: độ khó, độ phân biệt, mức độ lôi cuốn học sinh của các câu trả lời cho sẵn ở mỗi câu hỏi và độ tin cậy của bài trắc nghiệm.

Bước 9: Phân tích bài trắc nghiệm * Điểm trung bình của bài trắc nghiệm: 10

X tb   i 1

10 ni X i   Wi X i n i 1

Với: ni: là số học sinh đạt điểm Xi. n: tổng số học sinh tham gia kiểm tra.

Wi: phần trăm học sinh đạt điểm Xi. * Độ khó bài trắc nghiệm: là tỉ số của điểm trung bình của bài trắc nghiệm với điểm tối đa của bài trắc nghiệm.

27

X tb X .100%  tb .100% X max K

DKB 

Với: nghiệm.

K: số câu hỏi trong bài trắc nghiệm và điểm số tối đa của bài trắc

X tb : điểm trung bình của bài trắc nghiệm.

* Độ khó vừa phải của bài trắc nghiệm: là tỉ số giữa điểm trung bình lý thuyết với điểm tối đa của bài. Độ khó vừa phải = Trong đó: X lt 

X lt X .100%  lt .100% X max K

X max  T K  T  với T là điểm may rủi của bài trắc nghiệm.

2 2

* Phƣơng sai của bài trắc nghiệm: s2 

1 10 ni ( X i  X )2  n  1 i 1

* Độ lệch chuẩn: s  s 2 : là đai lƣợng diễn tả độ phân tán của điểm số. * Hệ số tin cậy của bài trắc nghiệm: Do các câu trắc nghiệm trong bài trắc nghiệm có độ khó khác nhau nên để tính hệ số tin cậy của bài trắc nghiệm ta sử dụng công thức Kuder – Richarson: 10

K r  (1  K 1

pq i

i 1

s2

i

)

Trong đó: K: số câu hỏi trong bài trắc nghiệm. pi : tỉ lệ học sinh trả lời đúng câu thứ i hay độ khó của câu trắc nghiệm thứ

i. qi : tỉ lệ học sinh trả lời sai câu trắc nghiệm thứ i (qi = 1 – pi).

Bước 10: Sửa chữa và lƣu trữ câu trắc nghiệm.

28

Sau bƣớc 9, ta đã biết đƣợc những câu trắc nghiệm tốt và cần ghi dấu những có vấn đề để thẩm tra dần dần. Có câu phải loại bỏ, có câu chỉ cần thay một mồi nhử, có câu phải sửa lại ý hỏi, hoặc cách hành văn. Cũng có câu phải xem xét toàn bộ phần hỏi và các lựa chọn. Tất cả những điều chỉnh trên một câu trắc nghiệm đều phải căn cứ vào các chỉ số đã tính đƣợc và hệ thống kiến thức chuyên môn làm nền tảng.

Hoàn tất công đoạn trên, ta cần lƣu trữ lại các câu tốt cũng nhƣ câu đã sửa, xóa bỏ câu kém. Nhớ lƣu lại các chỉ số đã phân tích để theo dõi.

1.8. Ý nghĩa của việc sử dụng bài tập hƣớng tiếp cận PISA để đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn Trên thực tế, việc sử dụng bài tập nói chung để đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn vẫn chƣa đạt hiệu quả nhƣ mong muốn, một phần là do việc kiểm tra đánh giá còn chậm thay đổi. Vận dụng cách hỏi của PISA là một trong những hƣớng đổi mới nhằm đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS. Đáp án của PISA hết sức phong phú, ngay cả đối với câu hỏi trắc nghiệm khách quan. Có đáp án đơn giản, có đáp án phức tạp theo hƣớng mở, nhằm hình dung và bao quát hết các khả năng HS có thể trả lời.

Các câu hỏi thƣờng gắn với đời sống hiện thực, với các tình huống thiết thực và yêu cầu HS suy nghĩ vận dụng vào đời sống hàng ngày.

Bài tập hƣớng tiếp cận PISA cũng đề cập đến các nội dung thực tế nhƣng nó có ƣu điểm hơn bài tập có nội dung thực tế là nó cho phép các câu hỏi đi sâu hơn (so với việc sử dụng các câu hỏi hoàn toàn riêng rẽ – mỗi câu hỏi lại đặt trong một bối cảnh mới hoàn toàn). Điều này cũng cho phép học sinh có thời gian suy nghĩ kĩ càng tài liệu (do ít tình huống hơn) mà sau đó có thể đƣợc sử dụng trong đánh giá ở những góc độ khác nhau. Nó cũng cho phép thuận lợi hơn trong việc gắn với tình huống thực tiễn trong cuộc sống. Việc cho điểm của các câu trong một tình huống cũng độc lập và có mã hóa nên việc đánh giá cũng chính xác hơn.

1.9. Các biện pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn qua việc sử dụng bài tập vật lí theo tiếp cận PISA Biện pháp 1: Sử dụng bài tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA làm phƣơng tiện để bồi dƣỡng và phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

Bài tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA có nội dung gần gũi với thực tế cuộc sống, các tình huống, phần lớn những tình huống và vấn đề mà con ngƣời gặp phải trong cuộc sống hàng ngày sẽ yêu cầu cần phải có một số hiểu biết về khoa học và

29

công nghệ trƣớc khi hiểu rõ hoặc giải quyết chúng. Những vấn đề liên quan tới khoa học và công nghệ đối diện với con ngƣời ở cấp cá nhân, cộng đồng, quốc gia và thậm chí là toàn cầu. Do đó, sử dụng bài tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA là phƣơng tiện rất tốt để bồi dƣỡng và phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh.

Biện pháp 2: Hƣớng dẫn học sinh hình thành nhóm học tập, bài tập cùng loại và tìm tòi angôrít giải chung để cho một nhóm làm, những vấn đề mới phát sinh từ thực tế nhóm này tạo ra dạng bài tập mới.

Có thể chia lớp học ra làm nhiều nhóm nhỏ, mỗi nhóm sẽ làm một nhiệm vụ học tập và nhiệm vụ của các nhóm là tìm ra phƣơng pháp chung để giải quyết vấn đề và có thể tạo ra dạng bài tập mới.

Biện pháp 3: Giáo viên cung cấp tri thức phƣơng pháp giải bài tập vật lý cho học sinh để học sinh tự tìm các bài tập có sử dụng phƣơng pháp đó để phân loại.

Giáo viên cung cấp kiến thức và các từ khóa cho học sinh để học sinh tự chọn cho mình một tình huống để xây dựng. Sử dụng các nguồn tài liệu khác nhau nhƣ sách, báo, tạp chí, internet … Sau đó xây dựng đáp án hoặc cách giải cho mỗi tình huống, có thể đề xuất cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn.

1.10. Những thuận lợi và khó khăn trong việc sử dụng bài tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA trong dạy học Thuận lợi Việc sử dụng bài tập Vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA trong dạy học là một vấn đề mới nên đƣợc sự quan tâm của các cấp lãnh đạo trong ngành giáo dục, thầy cô giáo dễ thích thú với cái mới, học trò Việt Nam cần cù sáng tạo, đam mê khoa học nên đây là điều kiện tốt nhất để nội dung nghiên cứu của đề tài đi vào thực tiễn.

Khó khăn Nguồn tƣ liệu phục vụ cho việc xây dựng hệ thống câu hỏi Vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA còn nhiều hạn chế.

Việc triển khai chƣơng trình đánh giá học sinh theo hƣớng tiếp cận PISA chƣa đƣợc triển khai trên toàn quốc, nội dung các câu hỏi chƣa đi vào chiều sâu của từng môn học. Đội ngũ giáo viên nói chung và giáo viên dạy môn Vật lý nói riêng đa số chƣa tiếp cận với cách đánh giá học sinh của tổ chức PISA.

30

Công tác kiểm tra và thi của nƣớc ta mặt dù có nhiều cải tiến xong vẫn chƣa theo hƣớng phát huy tƣ duy tích cực, sáng tạo của học sinh. Khâu ra đề thi vẫn còn hàn lâm mang tính chất học thuộc, ghi nhớ và tái hiện, nặng về tính toán và xa rời thực tế.

KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 Trong chƣơng này chúng tôi đã tập trung nghiên cứu và làm rõ cơ sở lí luận và thực tiễn cho việc khác thác và sử dụng bài tập vật lí trong dạy học theo tiếp cận PISA. Những vấn đề đã đƣợc trình bày trong chƣơng này có thể đƣợc tóm tắt thành những điểm chính nhƣ sau: Đối với hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí chúng tôi đã làm rõ khái niệm, phân loại năng lực, năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn và công cụ đánh giá năng lực này. Đối với bài tập vật lí chúng tôi đã làm rõ: khái niệm, vai trò, phân loại, phƣơng pháp giải bài tập vật lí, bài tập vật lí và việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn, bài tập vật lí hƣớng tiếp cận PISA. Đồng thời chúng tôi cũng đã làm sáng tỏ cơ sở lí luận của việc xây dựng bài tập trong lĩnh vực khoa học theo tiếp cận PISA. Chúng tôi cũng đã làm rõ thực trạng việc xây dựng và sử dung bài tập vật lí theo theo tiếp cận PISA ở một số trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Bình Định và tỉnh Gia Lai Xây dựng đƣợc qui trình khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA cho một tiết học nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS, qui trình xây dƣng, soạn thảo và phân tích đề kiểm tra.

Nguyên tắc lựa chọn, khai thác bài tập theo tiếp cận PISA và các biện pháp nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS Ý nghĩa của việc sử dụng bài tập hƣớng tiếp cận PISA để đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn và những thuận lợi, khó khăn trong việc sử dụng bài tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA trong dạy học.

Tất cả cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài sẽ là cơ sở vững chắc để chúng tôi xây dựng chƣơng 2- Khai thác và sử dụng hệ thống BTVL theo tiếp cận PISA để phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh trƣờng THPT Trần Quang Diệu – Bình Định và trƣờng THPT Huỳnh Thúc Kháng – Gia Lai chƣơng “Cảm ứng điện từ”Vật lí 11.

31

CHƢƠNG II : KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN 2.1. Phân tích nội dung kiến thức chƣơng cảm ứng điện từ - vật lí 11 2.1.1. Phân phối chƣơng trình chƣơng “Cảm ứng điện từ” ở lớp 11 THPT Chƣơng “Cảm ứng điện từ” gồm 6 tiết, bắt đầu từ tiết 44 đến tiết 49 trong chƣơng trình vật lí 11, trong nội dung các tiết nhƣ sau:

Bảng 2. 1. Phân phối chương trình chương Cảm ứng điện từ - lớp 11 STT Tiết trong PPCT Tên bài 1

44

Từ thông. Cảm ứng điện từ (Tiết 1)

2

45

Từ thông. Cảm ứng điện từ (Tiết 2)

3

46

Bài tập từ thông. Cảm ứng điện từ

4

47

Suất điện động cảm ứng

5

48

Tự cảm

6

49

Bài tập

Bảng 2. 2. Bảng tham chiếu các mức yêu cầu cần đạt của câu hỏi, bài tập, kiểm tra, đánh giá.

Nội dung Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao 1. Từ

- Viết đƣợc công

thông.

thức tính từ

Cảm ứng

thông qua một

từ

diện tích và nêu đƣợc đơn vị đo từ thông. Nêu đƣợc các cách làm biến đổi từ

2. Suất

- Xác định đƣợc - Làm đƣợc thí chiều của dòng nghiệm về hiện điện cảm ứng tƣợng cảm ứng theo định luật điện từ.

Len-xơ.

- Xác định đƣợc - Nêu đƣợc chiều của dòng dòng điện Fu-cô điện cảm ứng là gì. theo định luật

thông.

Len-xơ.

- Phát biểu đƣợc

- Tính đƣợc suất

32

điện động định luật Fa-racảm ứng

điện động cảm ứng trong trƣờng hợp từ

đây về cảm ứng điện từ.

thông qua một mạch biến đổi đều theo thời gian.

3. Tự

- Nêu đƣợc độ tự

- Nêu đƣợc từ

- Tính đƣợc suất - Xác định

cảm

cảm là gì và đơn

trƣờng trong

điện động tự

đƣợc năng

vị đo độ tự cảm.

lòng ống dây có

cảm trong ống

lƣợng từ

- Nêu đƣợc hiện

dòng điện chạy qua và mọi từ

dây khi dòng điện chạy qua

trƣờng của ống

trƣờng đều mang năng lƣợng.

nó có cƣờng độ biến đổi đều theo thời gian.

tƣợng tự cảm là gì.

dây tự cảm

33

2.1.2. Cấu trúc logic nội dung các kiến thức của chƣơng “Cảm ứng điện từ” trong chƣơng trình vật lí phổ thông Từ thông: đại lƣợng đặc trƣng cho số sức từ xuyên qua diện tích S

Chiều dòng điện cảm ứng

Biểu thức:  = NBScosα

Suất điện động tự cảm

Định luật Len-xơ: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trƣờng cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu Định luật Faraday: Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.

Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ

Hiện tƣợng cảm ứng điện từ: Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bỏi mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng.

Định nghĩa: là hiện tƣợng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch

Hiện tƣợng tự cảm

đƣợc gây ra bởi sự biến thiên của cƣờng độ dòng điện trong mạch Suất điện động tự cảm etc = - L

Độ tự cảm: L = 4.10-7..

Dòng điện Fucô

.S

Định nghĩa: dòng điện cảm ứng xuất hện trong các khối kim loại khi khối này chuyển động trong từ trƣờng hoặc đặt trong từ trƣờng biến thiên theo thời gian

Ứng dụng và tác hại của dòng điện FuNăng lƣợng từ trƣờng

Năng lƣợng từ trƣờng: W =

Li2.

34

2.2. Khai thác và xây dựng các bài tập cụ thể 2.2.1. Khai thác và xây dựng các bài tập theo tiếp cận PISA TÌNH HUỐNG 1: ĐYNAMO XE ĐẠP Ở nhiều xe đạp có bộ phận là nguồn điện gọi là dynamo tạo ra đòng điện để thắp sáng đèn.

Hình 2. 1. Dynamo xe đạp Câu 1.1: Nêu cấu tạo của Dynamo xe đạp? Vẽ sơ đồ mạch điện từ Dynamo đến đèn trƣớc của xe đạp? (NL vận dụng KT vào thực tiên, đời sống – mức phân tích, tổng hợp ) Trả lời: Cấu tạo của Dynamo xe đạp: Dinamo xe đạp là thiết bị bao gồm nắp quay ở phía trên, nam châm vĩnh cửu có thể quay ở trong nối cùng trục với nắp quay và một cuộn dây dẫn đứng yên.

Hình 2. 2. Cấu tạo của máy dynamo xe đạp

35

Vẽ sơ đồ mạch điện của Dynamo tới đèn trƣớc của xe đạp:

Dây thứ hai chính là khung xe đạp (thƣờng bằng sắt) nối cực thứ hai của đinamô (vỏ của đinamô) với đầu thứ hai của đèn. Chú ý đinamô có cực dƣơng và âm thay đổi luân phiên (nguồn điện xoay chiều).  Mã hóa 0,1,2,9 Câu 1.2: Nêu nguyên tắc hoạt động của Dynamo xe đạp? (NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn – mức độ phân tích) Trả lời: Nam châm vĩnh cửu này đƣợc đặt trong lòng ( hoặc đặt trƣớc) một cuộn dây dẫn khép kín có lõi bằng sắt non. Khi ta đặt núm tì sát vào bánh xe, lúc bánh xe di chuyển, sẽ làm núm xoay theo, kéo theo đó là trục quay có gắn thanh nam châm cũng xoay theo. Khi thanh nam châm xoay (trong lòng) hoặc trƣớc cuộn dây, số đƣờng sức từ xuyên qua cuộn dây biến thiên, nên tạo ra hiện tƣợng cảm ứng điện từ, tạo ra dòng điện cảm ứng xoay chiều tạo ra dòng điện. 

Mã hóa 0,1,2,9

Câu 1.3: So sánh giống và khác nhau về cấu tạo và hoạt động của Dynamo xe đạp và máy phát điện xoay chiều trong công nghiệp? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ liên hệ, so sánh, kỹ năng tìm kiếm thông tin) Trả lời:  Giống nhau: Đều có nam châm và cuộn dây dẫn, khi cho một trong hai bộ phận quay thì xuất hiện dòng điện xoay chiều.  Khác nhau : Đinamô có kích thƣớc nhỏ hơn, công suất phát điện nhỏ hơn, hiệu điện thế, cƣờng độ dòng điện ở đầu ra đều nhỏ hơn máy phát điện rất nhiều. 

Mã hóa 0,1,2,9

36

Câu 1.4: Bình điện (dynamo) của một xe đạp, có núm quay bán kính 0.5 cm tì vào vỏ xe. Khi xe đạp đi với vận tốc 18km/h, tìm số quay của núm bình điện?(NL tính toán) Trả lời: Vì núm bánh tì vào lốp xe nên vận tốc dài của một điểm ở mép núm của bình bằng vận tốc của điểm tiếp xúc với nó trên lốp xe và bằng đúng vận tốc của xe: Vận tốc của núm : v= 18km/h = 5m/s Vận tốc gốc của núm:

= =

Số vòng quay trong 1s : n= 

= 1000 rad/s =

= 159 vòng/s

Mã hóa 0,1,9

TÌNH HUỐNG 2: BẾP TỪ Ngày nay công nghệ ngày càng phát triển hiện đại, những dụng cụ thiết bị trong gia đình nhờ đó mà ngày càng đƣợc cải tiến và nâng cao. Trên thị trƣờng hiện nay bếp từ là loại bếp đƣợc sử dụng khá phổ biến bởi những tính năng thông minh có thể thay thế bếp ga đã không còn an toàn nhƣ xƣa. Các vụ nổ ga nghiêm trọng liên tiếp xảy ra những năm gần đây khiến nhiều ngƣời dùng đổ xô đi sắm bếp từ.

Với những ƣu điểm tuyệt vời của bếp từ nhƣ hiệu suất cao, ít hao tốn điện và trên hết là nấu ăn không khói lửa, an toàn khi sử dụng. Thành phần quan trọng nhất trong của bếp từ là mạch công suất và cuộn cảm . Các loại nồi có thể sử dụng là các loại nồi làm bằng vật liệu sắt, thép, nhôm. Bếp từ là một trong những ứng dụng tuyệt vời của hiện tƣợng cảm ứng điện từ (http://beptunhapkhau.com/bep-tu-hoat-dong-nhu-the-nao)

Hình 2. 3. Bếp từ

37

Câu 2.1: Dựa vào hình ảnh hãy nêu cấu tạo của bếp từ? (NL vận dụng KT vào thực tiễn- mức độ quan sát, phân tích)

Hình 2. 4. Cơ chế hoạt động của bếp từ

Trả lời: Bếp có 1 cuộn dây để tạo ra từ trƣờng biến thiên với tần số cao và có thể thay đổi đƣợc, ta điều chỉnh nhiệt độ của bếp bằng cách thay đổi tần số này.. Ta có thể xem đáy nồi là cuộn dây thứ cấp có điện trở nhỏ, các electron di chuyển với tốc độ cao sẽ va đập lẫn nhau và sinh ra nhiệt. (Dòng điện từ đƣợc luân chuyển tạo ra nhiệt).  Mã hóa 0,1,9 Câu 2.2: Bếp có một cuộn dây để tạo nên từ trƣờng biến thiên. Hãy giải thích nguyên lí hoạt động của bếp từ? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức phân tích) Trả lời: - Khi có dòng điện biến thiên đi qua cuộn dây, xung quanh cuộn dây sẽ tạo nên từ trƣờng biến đổi tƣơng tác với nồi làm bằng vật liệu dẫn từ sinh ra lƣợng nhiệt lớn, nhiệt lƣợng đó sẽ làm chín các thức ăn bên trong nồi.

- Từ trƣờng biến đổi sẽ sinh ra dòng điện cảm ứng và dòng cảm ứng đó gọi là dòng điện Fu cô, dòng Fu cô sẽ làm cho đáy nồi sinh nhiệt khá lớn  Mã hóa 0,1,2,9 Câu 2.3: Tại sao khi mua bếp từ lại phải kèm theo nồi làm bằng vật liệu nhiễm từ? (NL vận dụng KT vào đời sống – mức giải thích)

Hình 2. 5. Cấu tạo của nồi nhiễm từ

38

Trả lời: - Bếp hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng dòng điện từ để làm nóng trực tiếp nồi nấu. Do đó, nồi nấu bếp từ phải đƣợc chế tạo từ các vật liệu nhƣ thép, gang, men sắt, thép không gỉ hoặc inox với bề mặt đáy phẳng và có đƣờng kính từ 10 cm. Chỉ khi dùng đúng nồi, bếp mới cho hiệu suất truyền nhiệt cao và ít gây tổn thất nhiệt.

- Không nên dùng các dụng cụ nấu nƣớng bằng thủy tinh, đồng, nhôm hoặc nồi có đáy cong hay lõm và đƣờng kính nhỏ hơn 10 cm cho bếp từ. Các loại nồi này sẽ không làm nóng đƣợc trên bếp từ hoặc có hiệu suất sinh nhiệt thấp; và khi nhiệt lƣợng tạo ra không đủ có thể khiến cuộn dây của bếp nóng lên, gây nguy hiểm cho bếp (chập mạch, cháy nổ).  Mã hóa 0,1,9 Câu 2.4: Vậy tại sao đáy nồi lại sinh ra nhiệt đƣợc? (NL vận dụng KT vào đời sống – mức giải thích) Trả lời: Dòng Fu- cô này sẽ làm cho vật ( đáy nồi) sinh nhiệt tƣơng đối lớn vì ta có thể xem đáy nồi là cuộn dây thứ cấp có điện trở rất nhỏ, các electron di chuyển với tốc độ cao sẽ va đập nhau nên sinh nhiệt.  Mã hóa 0,1,9 Câu 2.5: Nhiệt lƣợng của đáy nồi sinh ra nhiều hay ít phụ thuộc vào những yếu tố nào? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức phân tích ) Trả lời: - Cƣờng độ từ trƣờng - Tốc độ biến thiên từ trƣờng - Diên tích đáy nồi  Mã hóa 0,1,2,9 Câu 2.6: Với nguyên lí cấu tạo trên, trong thực tế em hãy nêu một số ƣu và nhƣợc điểm về vấn đề sử dụng bếp từ? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ liên hệ, so sánh, kỹ năng tìm kiếm thông tin) Trả lời: * Ƣu điểm của bếp từ: - Do bếp hoạt động với cơ chế truyền nhiệt trực tiếp vào đáy nồi nên hiệu suất đun nấu của bếp cao đạt 90%, giúp tiết kiệm thời gian đun nấu đồng thời cũng giúp tiết kiệm điện năng tiêu thụ cho gia đình bạn.

39

- Bếp không có nhiệt thất thoát ra ngoài,không có ngọn lửa nên khi đun nấu không tạo hơi nóng, bạn có thể vừa đun nấu vừa bật quạt mà không sợ ảnh hƣởng đến quá trình nấu nƣớng.

- Sử dụng bếp từ không thải các khí độc hại nhƣ khí CO2, không có bức xạ nhiệt nên hoàn toàn không gây ảnh hƣởng đến sức khỏe của ngƣời sử dụng.

- Sử dụng bếp từ giúp cho việc lau chùi vệ sinh đƣợc dễ dàng hơn vì mặt bếp không bám bẩn, bạn có thể vệ sinh ngay sau khi đun nấu xong - Sử dụng bếp từ đảm bảo an toàn tuyệt đối trong quá trình sử dụng vì ở mỗi mẫu bếp đều đƣợc trang bị đầy đủ các chức năng nhƣ chức năng hẹn thời gian, chức năng khóa bàn phím, chức năng cảnh báo nhiệt dƣ vùng nấu, chức năng tự động tắt khi không có nồi... do đó bạn có thể hoàn toàn yên tâm khi sử dụng bếp từ * Nhƣợc điểm của bếp từ: - Sử dụng bếp từ sẽ kén xoong nồi, chỉ sử dụng đƣợc 1 loại nồi có đáy nhiễm từ.

- Chi phí đầu tƣ ban đâu cao vì ngoài chi phí chi trả cho bếp, bạn còn phải bỏ ra một khoản chi phí chi trả để mua bộ nồi dùng cho bếp.  Mã hóa 0,1,2,9 Câu 2.7: Ngƣời ta dùng 1 bếp điện để đun nƣớc trong ấm biết nhiệt lƣợng do bếp cung cấp cho nƣớc khi đun là không đổi, nhiệt độ ban đầu của nƣớc là 25 độ C. Thời gian từ lúc bắt đầu đun cho đến khi sôi là 15 phút. Khi nƣớc bắt đầu sôi thì ngừng đun nƣớc. Sau khi ngừng đun đƣợc 10 phút thì nhiệt độ của nƣớc trong ấm là 80 độ C. Cho rằng khi đun và để nguội, nhiệt lƣợng tỏa ra môi trƣờng trong 1 đơn vị thời gian là không đổi. Tìm hiệu suất nhiệt của bếp khi đun nƣớc? (NL tính toán) Trả lời: Gọi Q (J) là nhiệt lƣợng cần thiết để tăng nhiệt độ của ấm nƣớc lên thêm 1 độ C. Theo đề ta có: Tăng 75 độ (từ 25 lên 100) mất 15 phút nên mỗi phút tăng 5 độ cần 5Q. Giảm 20 độ (từ 100 xuống 80) mất 10 phút nên mỗi phút giảm 2 độ tỏa ra 2Q. => Mỗi phút bếp cung cấp nhiệt lƣợng là 7Q gồm có 5Q để làm tăng nhiệt độ của nƣớc và 2Q hao phí (tỏa nhiệt ra môi trƣờng xung quanh).

Hiệu suất của bếp: H = 5/7 = 71,43%.

40

 Mã hóa 0,1,2,9 TÌNH HUỐNG 3: PHANH ĐIỆN TỪ Hiện nay, phanh tay điện tử đang dần đƣợc áp dụng rộng rãi trên hầu hết các dòng xe, đặc biệt là các dòng xe cao cấp.Theo đó, phanh (thắng) tay truyền thống trên xe hơi đang lùi vào dĩ vãng, nhƣờng đƣờng cho phanh điện tử ngày càng thông dụng.Câu hỏi đặt ra là phanh điện tử có tốt hơn phanh tay? Thực tế là hơn rất nhiều.

Phanh điện tử hoạt động nhờ hai môtơ nhỏ gắn với phanh sau. Thao tác dùng ít lực hơn và không cần điều chỉnh nhƣ phanh truyền thống, đồng thời giúp giải phóng không gian cabin, đặc biệt khu vực trung tâm nơi thƣờng đặt phanh tay.

Hầu hết phanh điện tử sẽ tự giải phóng khi xe chuyển động, ngoài ra có thêm tính năng tự phanh khi đỗ xe trên dốc. Nói chung, phanh tay điện tử có nhiều tính năng ƣu việt hơn phanh tay thông thƣờng, giúp hạn chế tối đa rủi ro và thiệt hại không đáng có.T ất nhiên, không thể phủ nhận vai trò của phanh tay trong lịch sử xe hơi. Tại thị trƣờng mới nổi, nơi xe đắt tiền còn là mặt hàng xa xỉ, phanh tay vẫn là lựa chọn của nhà sản xuất bởi chi phí thấp, và quá trình sản xuất không phức tạp nhƣ phanh điện tử.

Hệ thống phanh điện từ đƣợc mô phỏng đơn giản qua mô hình sau:

Hình 2. 6. Cấu tạo phanh điện từ.

Câu 3.1: Dựa vào hình vẽ hãy mô tả các vật dụng có trong phanh điện từ và mô tả nguyên lí hoạt động của nó? (NL tìm tòi và khám phá khoa học tự nhiên dưới góc độ VL – mức độ dự đoán, phân tích)

41

Hình 2. 7. Phanh điện từ Trả lời: Cấu tạo của phanh điện từ gồm có: + Một đĩa nhôm + Nam châm điện + Trục quay bằng thép + Một động cơ điện một chiều một pha công suất 370W để tạo chuyển động cho đĩa nhôm.

Sản phẩm hoạt động theo nguyên lý: Động cơ làm quay đĩa nhôm ở tốc độ cao, khi đó chúng ta bóp phanh làm cho các rơle điện từ đƣợc đóng lại và cấp điện cho các nam châm điện tạo ra từ trƣờng mạnh có đƣờng sức từ xuyên qua đĩa nhôm. Đĩa nhôm quay trong từ trƣờng của nam châm và cắt các đƣờng sức từ nên trong đĩa nhôm xuất hiện dòng Fucô, dòng điện này lại sinh ra từ trƣờng chống lại chiều quay của đĩa nhôm làm giảm tốc của đĩa nhôm lại đến khi dừng hẳn lại. 

Mã hóa 0,1,2,9

Câu 3.2: Điều kiện để xuất hiện dòng điện Fu – cô là gì? (NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn – mức độ hiểu) Trả lời: Mục đích là làm từ thông biến thiên nên có 3 cách Từ trƣờng biến thiên, khối kim loại cố định

42

Từ trƣờng không đổi, khối kim loại chuyển động (trƣờng hợp phanh điện từ khối kim loại chuyển động quay) Cả hai cùng thay đổi 

Mã hóa 0,1,2,9

Câu 3.3: Em hãy kể tên một số ứng dụng thực tế về phanh điện từ? (NL vận dụng KT vào đời sống – mức hiểu biết ) Trả lời: Phanh điện từ có thể ứng dụng trong việc chế tạo phanh, hãm của ô tô, xe máy và các động cơ máy lớn nhằm làm giảm việc hỏng hóc các chi tiết máy quan trọng.

Ngoài ra, nó còn là mô hình phục vụ giảng dạy giúp cho học sinh nắm bắt đƣợc kiến thức nhanh và sâu hơn.  Mã hóa 0,1,9 Câu 3.4: Có một ý kiến cho rằng : Trinh cho biết với những kiến thức học đƣợc trên lớp, bạn hiểu rằng để làm giảm tốc độ chuyển động của một chi tiết cơ học, ngƣời ta dùng lực ma sát giữa một chi tiết đứng yên so với chi tiết chuyển động (các loại phanh đƣợc trang bị trên ôtô, gắn máy hiện nay).“Tuy nhiên, lực ma sát dễ sinh ra nhiệt, dễ làm hƣ hỏng các chi tiết ma sát với nhau. Để tránh nhƣợc điểm này, mình thử dùng lực điện từ để thay thế một phần hoặc hoàn toàn cho lực ma sát”.Theo bạn ý kiến của Trinh là đúng hay sai và tại sao? .(NL vận dụng kiến thức thực tiễn – mức độ quan sát, phân tích) Trả lời: Đúng. Mô hình này là thay thế các cuộn dây chuyển động trong từ trƣờng bằng một đĩa kim loại dày và đặc. Khi đó dòng điện Fucô đƣợc sinh ra trong đĩa kim loại sẽ lớn hơn rất nhiều so với trong các cuộn dây, dẫn đến kích thƣớc sẽ đƣợc thiết kế nhỏ gọn hơn mà vẫn đảm bảo tác dụng của bộ phanh.

“Mặt khác, chi tiết chuyển động quay ở đây là đĩa kim loại đặc, liền khối nên lực ly tâm không thể làm tách rời các phần của đĩa, do đó khắc phục đƣợc hiện tƣợng gây va quẹt làm hƣ hỏng và cháy nổ” 

Mã hóa 0,1,2,9

43

TÌNH HUỐNG 4: CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY Chúng ta đã bắt đầu bƣớc vào cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Là thời đại đỉnh cao của kĩ thuật và công nghệ. Rõ hơn hết là thời đại thiết bị thông minh bùng nổ.

Cùng với đó việc nạp năng lƣợng cho các thiết bị này là không thể thiếu. Việc nạp năng lƣợng qua adapter hay cổng USB máy tính vẫn là phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến hiện nay, nhƣng sự ra đời của sạc không dây đã báo hiệu một kỷ nguyên mới.

Công nghệ sạc không dây đã đạt bƣớc tiến lớn khi song hành cùng ngành công nghiệp di động, mang lại nhiều giá trị đích thực cho con ngƣời ở thời đại đang phát triển ở đỉnh cao này.

Hình 2. 8. Sạc điện thoại không dây Câu 4.1: Cho biết bộ sạc không dây hoạt động dựa trên hiện tƣợng nào?

(Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn –mức giải thích) Trả lời: Bộ sạc không dây hoạt động dựa trên hiện tƣợng cảm ứng điện từ.  Mã hóa 0,9 Câu 18.2: Phát biểu hiện tƣợng đó?

Trả lời: Hiện tƣợng cảm ứng điện từ là hiện tƣợng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín khi từ thông qua mạch đó bị biến thiên.  Mã hóa 0,9 Câu 4.3: Dựa vào hình, hãy cho biết bộ sạc không dây hoạt động nhƣ thế nào? (NL tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên – mức độ quan sát, phân tích) Trả lời:

44

Khi sử dụng ta chỉ cần đặt thiết bị lên một tấm sạc cảm ứng và thiết bị của ta sẽ đƣợc sạc nhờ dòng điện tạo ra bởi từ trƣờng biến đổi.

Bộ sạc cảm ứng gồm hai cuộn dây cảm ứng chính: + Cuộn thứ nhất đƣợc đặt trong đế sạc để tạo ra một dòng điện xoay chiều từ bên trong. + Cuộn thứ hai nằm trong các thiết bị di động cần sạc nhƣ điện thoại thông minh, máy tính bảng,…

Các cuộn dây có thể ở trong hình dạng một tấm phẳng gắn vào điện thoại, một mạch nhúng bên trong điện thoại, hoặc vỏ kiêm pin thay thế có một cuộn dây sạc bên trong. Cùng với nhau, hai cuộn dây này tạo nên một biến áp điện ( hoặc tạo ra một máy biến áp).

Khi nguồn điện vào đế sạc đƣợc bật lên, dòng điện xoay chiều chạy qua và tạo ra một trƣờng điện từ (một từ trƣờng thay đổi) xung quanh cuộn dây sơ cấp (cuộn nằm trong đế sạc) . Khi đƣa thiết bị cần sạc ( điện thoại, máy tính bảng,…) lại đủ gần đế sạc thì cuộn dây thứ cấp (cuộn nằm trong điện thoại ) xuất hiện một dòng điện đƣợc tạo ra trong cuộn dây.

Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây trong điện thoại thông minh sẽ đƣợc chuyển thành dòng điện một chiều bởi các mạch thu. Dòng điện một chiều đƣợc tạo ra theo cách này cuối cùng sẽ đƣợc sử dụng để sạc pin điện thoại thông minh.

Câu 4.4: Nêu ƣu, nhƣợc điểm của bộ sạc không dây? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ liên hệ, so sánh, kỹ năng tìm kiếm thông tin) Trả lời: -

Ưu điểm : Gọn, đẹp, không cần dây, dễ sử dụng.

Có thể mang đi xa, sạc mọi nơi, mọi lúc.

Hạn chế đƣợc thói quen vừa dùng điện thoại vừa sạc của ngƣời dùng, từ đó giảm thiểu rủi ro tai nạn.

Các kết nối của sạc không dây đều đƣợc bọc kín và bảo vệ, vì vậy ngƣời dùng sẽ gặp ít rủi ro hơn với các lỗi về điện

45

Với điện thoại có tính năng chống nƣớc, chống bụi, sạc không dây sẽ tránh đƣợc việc phải mở lỗ cắm cáp gây ảnh hƣởng đến độ bền của nắp đậy, từ đó không gây ảnh hƣởng đến khả năng chống bụi, chống nƣớc.

-

Nhược điểm :

Phải mua thêm đế sạc với mức giá thƣờng cao hơn nhiều so với bộ sạc dây bình thƣờng.

Thời gian sạc lâu hơn so với sạc có dây, do năng lƣợng bị mất đi một phần dƣới dạng nhiệt.

Khó di chuyển, do thiết bị khi sạc lúc nào cũng phải đặt tiếp xúc với đế sạc.  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 4.5: Bộ sạc không dây có thực sự an toàn cho ngƣời dùng hay không? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Trả lời: Trƣờng điện từ của bộ sạc cảm ứng tạo ra không đủ mạnh để làm hại con ngƣời.

Trong thực tế, các bộ sạc này thậm chí còn an toàn hơn so với những bộ sạc thông thƣờng vì chúng không có dây, ngƣời sử dụng đƣợc bảo vệ khỏi những cơ hội dù là nhỏ nhất của việc hứng chịu một cú sốc điện.  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 4.6: Sau khi đã tìm hiểu về nguyên lí hoạt động của bộ sạc không dây, em hãy đƣa ra phƣơng án chế tạo một bộ sạc không dây đơn giản từ các vật liệu sau: Transitor NPN, dây đồng, điện trở, đèn LED, pin tiểu,… (đèn LED sẽ là điện

Hình 2. 9. Các vật dụng để làm sạc không dây

46

thoại cần sạc pin).

Trả lời: Dựa vào nguyên lí hoạt động của bộ sạc không dây ta có thể đƣa ra phƣơng án sau : Chuẩn bị dụng cụ : Một transistor NPN (loại 2N3904) Dây đồng đƣợc bọc cách điện (có thể tìm thấy loại dây này bên trong loa, bóng đèn hoặc nhiều thiết bị điện tử khác). Điện trở 1 kilo Ohm (đƣợc sử dụng nhằm để bảo vệ transistor khỏi trƣờng hợp quá tải) Đèn LED siêu sáng.

Một pin tiểu AA 1,5V Kéo hoặc dao, mỏ hàn và chì hàn, dụng cụ tuốt vỏ cho dây đồng.

Các bƣớc thực hiện: Bƣớc 1: Quấn dây đồng + Quấn dây đồng thành 2 cuộn dây đồng đều có đƣờng kính và số vòng nhƣ nhau (30 vòng) , cuộn làm bộ phát (cuộn A) , cuộn làm bộ nhận (cuộn B).

Bắt đầu quấn cuộn dây

Hai cuộn sau khi quấn xong

47

Bƣớc 2: Vẽ sơ đồ mạch điện

L

Bƣớc 3: Lắp các dụng cụ nhƣ sơ đồ

Bƣớc 4: Tiến hành thí nghiệm Chạm một đầu dây của cuộn A vào cực dƣơng của pin, kết nối cực âm của pin với Emitter của transistor. Bây giờ, bạn chỉ cần mang cuộn dây B đến gần cuộn A là bóng đèn LED sẽ sáng lên. Chứng tỏ có dòng điện cảm ứng xuất hiện và chạy trong cuộn B làm đèn sáng.

Câu 4.7: Khi thực hiện thí nghiệm trên cần chú ý điều gì?

Transitor quá nóng bạn cần kiểm tra lại điện trở có phù hợp chƣa hoặc có thể tăng chỉ số của transitor.

Nếu đèn LED không sáng, cần kiểm tra kĩ các mối nối đến các cực của pin, đƣa hai cuộn dây lại gần nhau hơn nữa.

Video hướng dẫn làm thí nghiệm: https://www.youtube.com/watch?v=vuTjNY1vKfc

48

2.2.2. Ma trận phân bố bài tập theo nội dung dựa trên ba cấp độ Bảng 2. 3. Thống kê các hành vi của năng lực VDKTVTT trong các tình huống Chỉ số hành vi Giải thích hiện Thực Câu tƣợng thực tiễn

hiện

các Xây

dựng

nhiệm vụ thông dụng các kiến ra cách ứng xử qua việc vận dụng thức đã có để sử thích hợp với kiến thức đã có

dụng trong đời công sống, kĩ thuật

1.1

ứng Giải thích và đề

nghệ

thiên nhiên

Cấp độ 1 Cấp độ 2

1.2 1.3

Cấp độ 3

1.4

Cấp độ 3

2.1

Cấp độ 1

2.2

Cấp độ 2

2.3

Cấp độ 3

2.4

Cấp độ 3 Cấp độ 1

2.5 2.6

Cấp độ 2

2.7

Cấp độ 3

3.1

Cấp độ 2

3.2

Cấp độ 1

3.3

Cấp độ 1 Cấp độ 3

3.4 4.1

Cấp độ 1

4.2

Cấp độ 1

4.3 4.4

Cấp độ 2 Cấp độ 1

và

49

Cấp độ 1

4.5 4.6

Cấp độ 2

4.7

Cấp độ 3 Trên đây, chúng tôi chỉ đƣa ra 4 tình huống tƣơng ứng với 22 bài tập có liên

quan đến các giáo án đã thực nghiệm sƣ phạm. Từ tình huống 5 đến tình huống 20 tƣơng ứng với 76 bài tập nữa xin xem ở phần phụ lục.

2.3. Ý tƣởng sử dụng từng bài tập theo hƣớng tiếp cận PISA Bài tập hƣớng tiếp cận PISA có thể đƣợc sử dụng trong tất cả các bƣớc của quá trình dạy học. Tùy theo nội dung cụ thể của từng bài, từng chƣơng, GV có thể lựa chọn thời điểm và hình thức sử dụng bài tập thích hợp để đạt đƣợc hiệu quả dạy học cao nhất.

Dựa trên căn cứ, yêu cầu và các nguyên tắc lựa chọn bài tập, đối với chƣơng “Cảm ứng điện từ”(vật lí 11) nhằm nâng cao năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh, tôi phân chia thành các bài tập phục vụ cho mục đích giảng dạy trong các giai đoạn khác nhau của tiết dạy.

Sử dụng từng bài tập để tạo tình huống vấn đề bài học, củng cố kiến thức trong tiết dạy kiến thức mới.

Sử dụng trong tiết bài tập để củng cố kiến thức, kỹ năng và phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn.

Sử dụng trong giờ kiểm tra để đánh giá HS. Bảng 2. 4. Ý tưởng sử dụng các bài tập/tình huống đã xây dựng Ý tƣởng sử dụng bài tập/ tình huống Tiết

Bài tập

Tiết 44: Từ thông. Cảm 1.1, 4.1 ứng điện từ.

Trong Khởi động dạy học Tiết 45: Từ thông. Cảm 2.1, 2.2, 2.3, 3.1 kiến thức ứng điện từ. mới Tìm

tòi Tiết 44: Từ thông. Cảm 1.2, 1.3.

50

mở rộng

ứng điện từ.

Tiết 45: Từ thông. Cảm 3.2, 4.2, 4.3 ứng điện từ.

Trong tiết bài tập

Tiết 46: Bài tập Từ 1.4, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 3.3, 3.4, thông. Cảm ứng điện 4.4, 4.5, 4.6, 4.7. từ.

Trong tiết kiểm tra Kiểm tra chƣơng cảm Các tình huống 1, 2, 3, 4. ứng điện từ đánh giá

Trong luận văn này, chúng tôi thiết kế các giáo án để TNSP chỉ liên quan đến tình huống 1 đến tình huống 4. Từ tình huống 5 đến tình huống 20 (xem phần phụ lục) chúng tôi đƣa vào để tham khảo, kiểm tra đánh giá hoặc có thể thiết kế giáo án theo các hƣớng khác nhau tùy thuộc vào mục tiêu dạy học của giáo viên.

2.4. Thiết kế một số tiến trình dạy học cụ thể 2.4.1. Tiến trình dạy học Bài 23: Từ thông- cảm ứng điện từ (tiết 1 và 2) Tiết 44: TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I. Mục tiêu 1. Kiến thức: - Viết đƣợc công thức định nghĩa từ thông, đơn vị từ thông.

- Trình bày đƣợc ý nghĩa vật lý của từ thông.

- Phát biểu đƣợc định nghĩa hiện tƣợng cảm ứng điện từ, điều kiện có hiện tƣợng cảm ứng điện từ.

- Phát biểu đƣợc định luật lenxơ theo những cách khác nhau.

- Phát biểu đƣợc định nghĩa dòng điện Fu-cô.

- Trình bày đƣợc tính chất và một số công dụng của dòng Fu-cô.

2. Kỹ năng: - Có kĩ năng quan sát thí nghiệm, phân tích thông tin rút ra kết luận cần thiết.

- Vận dụng đƣợc kiến thức từ thông và định luật Lentz để giải các bài tập.

51

- Vận dụng định luật Lentz xác định đƣợc chiều dòng điện cảm ứng trong những trƣờng hợp khác nhau.

3. Thái độ - Tinh thần sinh hoạt nhóm - Hứng thú trong học tập, tìm hiểu khoa học.

- Nghiêm túc nghiên cứu khoa học, quan sát thí nghiệm.

- HS hứng thú trong học tập, lắng nghe ý kiến của bạn .

4. Năng lực định hƣớng hình thành và phát triển cho học sinh - Năng lực giải quyết vấn đề thông qua các câu lệnh mà GV đặt ra, tóm tắt các thông tin liên quan từ nhiều nguồn khác nhau.

- Năng lực tự học, đọc hiểu và vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

- Năng lực hợp tác nhóm.

- Năng lực khái quát hóa, năng lực quan sát, tƣ duy, trình bày và trao đổi thông tin: hoàn thành kết quả thảo luận.

- Năng lực thực hành thí nghiệm định tính tính chất vật lý của các vật liệu; thao tác và an toàn thí nghiệm.

II. Chuẩn bị 1. Giáo viên - Bộ thí nghiệm về hiện tƣợng cảm ứng điện từ.

- Thí nghiệm mô phỏng về cảm ứng điện từ - Đinamô xe đạp.

- Phiếu học tập - Hình ảnh về bếp từ và phanh điện từ 2. Học sinh - Ôn tập lại kiến thức và cách vẽ đƣờng sức từ của nam châm.

- Một Đynamô xe đạp hoặc tự tìm hiểu sƣu tầm một số hình ảnh các vật dụng ứng dụng hiện tƣợng cảm ứng điện từ.

52

III. Tổ chức các hoạt động học của học sinh 1. Hƣớng dẫn chung Tiết 1: Tìm hiểu về từ thông và hiện tƣợng cảm ứng điện từ.

Các bƣớc

Hoạt động

Tên hoạt động

Thời lƣợng dự kiến

Khởi động

Hoạt động 1

Tạo tình huống có vấn đề về hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Dynamo

7 phút

xe đạp. Bài tập 1.1, 4.1 Hình thành kiến thức

Hoạt động 2

Tìm hiểu khái niệm Từ thông.

10 phút

Hoạt động 3

Thí nghiệm về hiện tƣợng cảm

15phút

ứng điện từ.

Vận dụng

Hoạt động 4

Tìm tòi mở

Ứng dụng thực tiễn. Cấu tạo và hoạt động của mô hình máy phát

13 phút

điện đơn giản

rộng

Hƣớng dẫn về nhà Bài tập 1.2, 1.3.

Tiết 2 Các bƣớc

Hoạt động

Tên hoạt động

Thời lƣợng dự kiến

Khởi động

Hoạt động 1

Tạo tình huống có vấn đề về

5 phút

chiều dòng điện cảm ứng. Bài tập 2.1, 2.2, 2.3, 3.1 Hình thành Hoạt động 2 kiến thức Hoạt động 3 Vận dụng.

Hoạt động 4

Định luật Lentz

10 phút

Dòng điện Fu-cô

15 phút

-Bài tập vận dụng.

10 phút

-Hƣớng dẫn về nhà

53

Tìm tòi mở rộng

Tìm hiểu về bếp từ

5 phút

Bài tập 3.2, 4.2, 4.3 2. Hƣớng dẫn cụ thể từng hoạt động 2.1. Hoạt động 1: ( Khởi động )

Tạo tình huống học tập về hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Giới thiệu tình huống 1: dynamo xe đạp. a) Mục tiêu hoạt động: Tạo mâu thuẫn giữa kiến thức hiện có của học sinh điện có thể tạo ra từ trƣờng, từ trƣờng cũng có thể tạo ra dòng điện đƣợc không? Trong điều kiện nào từ có thể tạo ra điện? b) Nội dung: Gv hỏi HS từ trƣờng có tạo ra dòng điện không?

HS thực hiện bài tập 1.1 và 4.1.

2.2. Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm từ thông a) Mục tiêu hoạt động Hs đọc SGK trả lời định nghĩa, đơn vị từ thông và từ thông phụ thuộc vào 3 yếu tố B, S, α.

Câu lệnh 1:Dòng điện có thể tạo ra từ trường, vậy trong điều kiện nào từ trường gây ra dòng điện?

Câu lệnh 2: Từ thông là gì? Từ thông phụ thuộc vào những yếu tố nào? b) Gợi ý tổ chức hoạt động: - GV: Theo Ơ-xtet dòng điện gây ra từ trƣờng vậy từ trƣờng có tạo ra dòng điện đƣợc không?

- HS: Một số HS trả lời từ trƣờng có thể tạo ra dòng điện, Một số HS trả lời từ trƣờng có thể tạo ra dòng điện khi từ trƣờng biến thiên, Một ít Hs không có câu trả lời.

- GV: Em hãy nêu phƣơng án thí nghiệm từ trƣờng sinh ra dòng điện?

- HS nêu ý kiến cần nam châm, mạch điện kín và ampe kế để phát hiện ra dòng điện

54

- HS nêu cách cách tiến hành thí nghiệm: Nối ampe kế với khung dây thành mạch kín, sau đó di chuyển nam châm lại gần hoặc ra xa vòng dây.

- GV: Làm thí nghiệm - Các nhóm thảo luận trả lời: Từ trƣờng không sinh ra dòng điện nhƣng khi số đƣờng sức từ gửi qua khung dây thay đổi thì sinh ra dòng điện.

- GV kết luận: Từ trƣờng không sinh ra dòng điện nhƣng khi số đƣờng sức từ gửi qua khung dây thay đổi thì sinh ra dòng điện.

- GV: Cần có một khái niệm để diễn tả số đƣờng sức từ xuyên qua một diện tích nào đó khái niệm đó là từ thông.

- GV yêu cầu đọc SGK trả lời định nghĩa từ thông và đơn vị đo từ thông và từ thông phụ thuộc vào 3 yếu tố B, S, α c) Sản phẩm hoạt động: Học sinh ghi khái niệm từ thông và các cách làm biến đổi từ thông.

NỘI DUNG CHÍNH HIỆN TƢỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG I. Từ thông.

1. Định nghĩa: Là đại lƣợng đặc trƣng cho số đƣờng sức từ xuyên qua một tiết diện S. Kí hiệu :  Công thức:  = BScos  



Với  là góc giữa pháp tuyến n và B .

Khi:

 < 900 , cos  >0 thì  >0  > 900 , cos  <0 thì  <0  = 900 , cos  =0 thì  =0  = 0 , cos  =1 thì  = BS

2. Ý nghĩa: Diễn tả số đƣờng sức từ xuyên qua một diện tích nào đó.

3. Đơn vị: Vêbe (Wb).

55

2.3. Hoạt động 3: Thí nghiệm về hiện tƣợng cảm ứng điện từ a) Mục tiêu hoạt động: -Kiểm tra giả thuyết Khi một trong các đại lƣợng B, S,  , biến thiên thì từ thông biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện.

Nội dung: - GV Lập luận dựa vào kết quả thí nghiệm và kết hợp với khái niệm từ thông đƣa ra giả thuyết : Có phải khi từ thông gửi qua khung dây biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện?

- GV: Dựa vào biểu thức từ thông em hãy cho biết có mấy cách làm biến đổi từ thông?

- Hs đề xuất các phƣơng án thí nghiệm, tìm dụng cụ, cách tiến hành để kiểm tra giả thuyết trên - GV phân công các nhóm tiến hành làm thí nghiệm kiểm tra giả thuyết trên.

- Tiến hành làm thí nghiệm về kiểm tra giả thuyết tƣơng ứng có 3 cách làm biến đổi từ thông + Nhóm 1: di chuyển nam châm lại gần hoặc ra xa vòng dây. + Nhóm 2: di chuyển vòng dây lại gần hoặc ra xa nam châm. + Nhóm 3: Bóp méo khung dây( thay đổi diện tích S) . + Nhóm 4 : thay đổi góc  bằng cách quay nam châm một góc 900.

Các nhóm tiến hành làm thí nghiệm và quan sát kết quả đƣa ra kết luận cuối cùng Câu lệnh 1: Có phải khi từ thông gửi qua khung dây biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện ?

Câu lệnh 2: Có mấy cách làm biến đổi từ thông? Thiết kế các phương án thí nghiệm để làm biến đổi từ thông.

Câu lệnh 3: Dòng điện cảm ứng là gì ? Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? b) Gợi ý tổ chức hoạt động:

56

- GV : Dựa vào khái niệm từ thông hãy phát biểu lại kết luận của thí nghiệm.

- HS: Khi từ thông gửi qua khung dây biến thiên, trong mạch xuất hiện dòng điện.

- GV: Yêu cầu HS nêu các cách làm biến đổi từ thông và tìm dụng cụ, các phƣơng án thí nghiệm để làm từ thông biến đổi Chia các HS trong lớp thành 4 nhóm, mỗi nhóm thực hiện một thí nghiệm và ghi kết quả theo phiếu học tập sau: PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1A (Nhóm 1) 1. Khi tịnh tiến nam châm lại gần vòng dây ……………………………………………………………………………………

2. Khi tịnh tiến nam châm lại ra xa vòng dây ……………………………………………………………………………………

3. Kết luận :Khi nào có dòng điện trong vòng dây ……………………………………………………………………………………

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1B (Nhóm 2) 1. Khi tịnh tiến vòng dây lại gần nam châm ……………………………………………………………………………………

2. Khi tịnh tiến vòng dây ra xa nam châm ……………………………………………………………………………………

3. Kết luận: Khi nào có dòng điện trong vòng dây

57

……………………………………………………………………………………

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1C (Nhóm 3) 1. Cố định khung dây và nam châm tăng diện tích S ……………………………………………………………………………………

2. Cố định khung dây và nam châm giảm diện tích S ……………………………………………………………………………………

3. Kết luận :Khi nào có dòng điện trong vòng dây ……………………………………………………………………………………

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1D (Nhóm 4) 1. Cố định khung dây và nam châm tăng góc α …………………………………………………………………………………………

2. Cố định khung dây và nam châm giảm góc α …………………………………………………………………………………………

3. Kết luận :Khi nào có dòng điện trong vòng dây ……………………………………………………………………………………

Báo cáo kết quả (hoạt động cả lớp) - Đề nghị các nhóm hợp tác dán trên bảng câu trả lời ở phiếu học tập số 1 c) Sản phẩm hoạt động: Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung vở ghi của học sinh.

NỘI DUNG CHÍNH II. Hiện tƣợng cảm ứng điện từ.

- Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch kín đó xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tƣợng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tƣợng cảm ứng điện từ.

- Hiện tƣợng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên.

58

2.4. Hoạt động 4: Ứng dụng thực tiễn a) Mục tiêu hoạt động: Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động máy phát điện đơn giản Nội dung: - Từ những tƣ liệu các nhóm chuẩn bị ở nhà đại diện các nhóm lên trình bày + Giới thiệu các máy điện hoạt động dựa vào hiện tƣợng cảm ứng điện từ: Đinamô xe đạp, máy phát điện xoay chiều, Bếp từ, công tơ điện. + Cấu tạo và hoạt động Đinamô xe đạp.

Câu lệnh 1: Hãy kể tên một số thiết bị điện hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ?

Câu lệnh 2: Nêu cấu tạo và hoạt động của máy phát điện đơn giản (Đinamô xe đạp)? b) Gợi ý tổ chức hoạt động: - GV: Yêu cầu đại diện các nhóm 1 lên trình bày kết quả của nhóm chuẩn bị ở nhà : Giới thiệu một số máy điện hoạt động dựa vào hiện tƣợng cảm ứng điện từ và nêu cấu tạo, hoạt động của Đinamô xe đạp.

- Đại diện nhóm 1, nhóm 2 trình bày.

- Đại diện nhóm 3, nhóm 4 nhận xét bổ sung góp ý - GV: Kết luận về cấu tạo chung của một máy phát điện là cần có 2 phần: + Phần tạo ra từ trƣờng: Cần có một nam châm. + Phần tạo ra dòng điện: Phải có khung dây. + Để từ thông biến thiên một trong hai phần trên phải quay.

- GV: Mở video cho HS xem về cấu tạo và hoạt động của một máy phát điện xoay chiều đơn giản dynamo xe đạp - GV : Yêu cầu mỗi nhóm về nhà: Cấu tạo và hoạt động của dynamo xe đạp và hoàn thành phiếu học tập số 2 (xem phần phụ lục) + Tìm hiểu nội dung tiết học sau : + Suất điện động cảm ứng là gì? Đƣợc tính bằng công thức nào ?

59

+ Có thể xác định chiều dòng điện cảm ứng theo quy luật nào không ? + Thế nào là dòng điện Fu -cô ? Tính chất và công dụng của dòng điện Fu –cô ? c) Sản phẩm hoạt động: NỘI DUNG CHÍNH III. Ứng dụng.

- Một số thiết bị hoạt động dựa vào hiện tƣợng cảm ứng điện từ: Bếp từ, máy phát điện, công tơ điện, phanh điện từ.

- Máy phát điện xoay chiều về cơ bản là một thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng tạo ra suất điện động xoay chiều hay dòng điện xoay chiều.

*Các bộ phận có trong máy phát điện xoay chiều đơn giản: - Phần tạo ra từ trƣờng :Nam châm vĩnh cửu - Phần tạo ra dòng điện : Khung dây bằng kim loại - Để từ thông biến thiên : Một trong hai phần trên quay - Bộ phận đƣa điện ra điện ra ngoài : Bộ cỗ góp gồm vành khuyên và chổi than * Hoạt động: - Khi khung dây quay giữa hai cực nam châm, từ thông qua khung dây thay đổi liên tục, xuất hiện suất điện động cảm ứng trong khung dây.

- Suất điện động cảm ứng này sinh ra dòng điện cảm ứng chạy trong khung dây và qua điện kế, qua vành khuyên và qua chổi quét. Dòng điện đó là dòng điện xoay chiều.

60

Tiết 45. TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ (Tiết 2 ) 2. Hƣớng dẫn cụ thể từng hoạt động 2.1. Hoạt động 1: (Khởi động) Chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào sự biến thiên của từ thông và chiều từ trƣờng của nam châm. a) Mục tiêu hoạt động: Từ thí nghiệm HS biết đƣợc chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào sự biến thiên của từ thông và chiều từ trƣờng của nam châm.

Nội dung: - GV làm thí nghiệm -HS quan sát thí nghiệm đƣa ra kết luận ta thấy khi từ thông tăng kim điện kế lệch sang phải nhƣng khi từ thông giảm thì kim điện kế lệch sang trái chứng tỏ chiều dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào sự biến thiên của từ thông và chiều của B do từ trƣờng nam châm sinh ra.

- Dùng nguồn điện 1 vẽ đƣợc chiều dòng điện qua khung dây Câu lệnh 1:Dòng điện cảm ứng có chiều như thế nào? Chiều dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào những yếu tố nào? Tuân theo quy luật nào? b) Gợi ý tổ chức hoạt động: - GV nêu lại kết quả thí nghiệm của các nhóm ở tiết trƣớc : Khi từ thông gửi qua khung dây biến thiên thì kim điện kế lệch chứng tỏ trong khung dây có dòng điện cảm ứng.

- GV: Chiều dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào yếu tố nào? Vậy làm thế nào ta xác định chiều dòng điện cảm ứng ?

- HS : Chiều dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào sự biến thiên của từ thông, chiều của cảm ứng từ B do nam châm sinh ra.

- GV: Làm thí nghiệm cho HS thấy hai trƣờng hợp từ thông tăng và từ thông giảm kim điện kế lệch theo hai chiều khác nhau.

- HS : Quan sát kết luận: Chứng tỏ chiều dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào sự biến thiên của từ thông.

61

- GV: Làm thí nghiệm cho HS thấy trƣờng hợp từ thông tăng đảo cực của nam châm thì kim điện kế cũng lệch theo hai chiều khác nhau - HS quan sát rút ra kết luận : Chứng tỏ chiều dòng điện cảm ứng phụ thuộc chiều của B do từ trƣờng nam châm sinh ra.

- GV: Khái quát kết luận vậy chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào sự biến thiên của từ thông và chiều từ trƣờng của nam châm. c. Sản phẩm hoạt động: Là kết luận của các cá nhân trong lớp.

2.2. Hoạt động 2: Định luật Len-xơ. a. Mục tiêu hoạt động: + Tìm hiểu định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng. + Xây dựng đƣợc các bƣớc để xác định chiều dòng điện cảm ứng trong một mạch kín.

Nội dung: - Sử dụng thí nghiệm ảo.

- GV yêu cầu HS làm thí nghiệm vẽ chiều dòng điện cảm ứng qua khung dây, thảo luận nhóm vẽ chiều của vec tơ B và chiều của Bc do dòng điện cảm ứng sinh ra trong hai trƣờng hợp từ thông tăng và từ thông giảm.

-Các nhóm đƣa ra kết quả và khái quát thành định Luật Len-xơ Câu lệnh 1: Chiều dòng điện cảm ứng tuân theo quy luật nào?

Câu lệnh 2: Làm thế nào vẽ được chiều của dòng điện chạy qua một khung dây? b. Tổ chức hoạt động: + GV chia lớp làm 8 nhóm. + GV tiến hành thí nghiệm về cảm ứng điện từ giữa nam châm và ống dây. + Các nhóm quan sát thí nghiệm, nghiên cứu SGK, thảo luận trong nhóm và trả lời các yêu cầu cần bổ sung trong phiếu học tập số 3 (xem phần phụ lục). + Trong quá trình các nhóm hoạt động, GV quan sát và giúp đỡ khi các nhóm gặp khó khăn.

62

+ GV yêu cầu các nhóm cử đại diện lên trình bày kết quả mà nhóm thảo luận từ phiếu học tập số 3. + Các nhóm quan sát theo dõi và góp ý. c) Sản phẩm hoạt động: NỘI DUNG CHÍNH HIỆN TƢỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG IV. Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng.

1. Khảo sát chiều dòng điện cảm ứng. a) Thí nghiệm 1: Đƣa nam châm lại gần C Nhận xét: Từ thông gửi qua C tăng, BC cùng chiều với B , BC chống lại sự tăng của từ thông. b) Thí nghiệm 2: Đƣa nam châm ra C. Nhận xét: Từ thông gửi qua C giảm, BC ngƣợc chiều với B , BC chống lại sự giảm của từ thông.

2. Nội dung định luật Lentz.

Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trƣờng cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín.

3. Trƣờng hợp từ thông qua mạch kín biến thiên do chuyển động Khi từ thông qua C biến thiên do kết quả của một chuyển động nào đó thì từ trƣờng cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên.

2.3. Hoạt động 3: Dòng điện Fu-cô. a) Mục tiêu hoạt động: - Từ thí nghiệm HS biết đƣợc dòng điện cản ứng sinh ra trong một khối vật dẫn chuyển động trong từ trƣờng hoặc đặt khối vật dẫn trong từ trƣờng biến thiên là dòng điện Fu-cô.

- Lợi ích và tác hại của dòng điện Fu-cô.

Nội dung:

63

- GV : Lập luận đƣa ra giả thuyết dòng điện cản ứng cũng sinh ra trong một khối vật dẫn chuyển động trong từ trƣờng hoặc đặt khối vật dẫn trong từ trƣờng biến thiên.

- HS đƣa ra các phƣơng án thí nghiệm làm thí nghiệm dòng điện cản ứng sinh ra trong một khối vật dẫn chuyển động trong từ trƣờng hoặc đặt khối vật dẫn trong từ trƣờng biến thiên.

- Các nhóm làm thí đƣa ra kết luận có dòng điện cản ứng sinh ra trong một khối vật dẫn chuyển động trong từ trƣờng hoặc đặt khối vật dẫn trong từ trƣờng biến thiên.

- Từ các chuẩn bị trƣớc các nhóm ở nhà các em thảo luận đƣa ra những ứng dụng khi dòng Fu-cô có lợi và những biện pháp khắc phục khi dòng Fu-cô có hại.

Câu lệnh 1: Nếu từ thông qua khối vật dẫn đó biến thiên thì trong khối vật dẫn đó có dòng điện cảm ứng không?

Câu lệnh 2: Làm thế nào biết trong khối vật dẫn có dòng điện?

Câu lệnh 3: Dụng cụ thí nghiệm và phương án thí nghiệm để nhận biết trong khối vật dẫn có dòng điện?

Câu lệnh 4: Dòng điện Fu-cô có lợi hay có hại ? Hãy kể những ứng dụng của dòng Fu-cô và biện pháp khắc phục của dòng Fu-cô? b) Gợi ý tổ chức hoạt động: + GV chia lớp làm 4 nhóm, các nhóm hoạt động trao đổi thảo luận và thuyết trình sản phẩm + Tổ chức hoạt động học theo nhóm. Các nhóm quan sát thí nghiệm sau đó thảo luận nhóm và thống nhất kết quả ghi vào phiếu học tập của nhóm mình. + GV yêu cầu các nhóm cử đại diện lên trình bày kết quả mà nhóm thu đƣợc từ phiếu học tập số 4 (xem phần phụ lục), các nhóm khác theo dõi, bổ sung, so sánh các kết quả thu đƣợc ở các nhóm. c) Sản phẩm hoạt động: NỘI DUNG CHÍNH HIỆN TƢỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG

64

V. Dòng điện Fu-cô 1. Thí nghiệm: + Dụng cụ + Tiến hành + Nhận xét: Con lắc dao động trong từ trƣờng dừng lại nhanh hơn.

2. Giải thích.

3. Định nghĩa dòng điện Fu-cô Dòng điện cảm ứng đƣợc sinh ra ở trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trƣờng hay đƣợc đặt trong một từ trƣờng biến đổi theo thời gian là dòng điện Foucault.

2.4. Hoạt động 4: Củng cố giao nhiệm vụ về nhà. a. Mục tiêu hoạt động: + Củng cố lại kiến thức về hiện tƣợng cảm ứng điện từ, dòng điện Fu-cô. + Vận dụng kiến thức về hiện tƣợng cảm ứng điện từ để giải thích một số hiện tƣợng liên quan đến dòng điện Fu-cô. b.Tổ chức dạy học: + GV chia lớp làm 4 nhóm, các nhóm hoạt động trao đổi thảo luận và thuyết trình sản phẩm. + Tổ chức hoạt động học theo nhóm. Các nhóm quan sát video sau đó thảo luận nhóm và thống nhất kết quả ghi vào phiếu học tập số 5 của nhóm mình. Bài tập 3.2, 4.2, 4.3 (xem phần phụ lục). + Giáo viên yêu cầu HS thực hiện nhiệm vụ học tập ở nhà theo hình thức cá nhân và hoạt động nhóm. + HS tự tìm tài liệu qua sách vở, internet,.. và trao đổi, hoạt động nhóm ở nhà. + Các nhóm tổng hợp kết quả thu đƣợc sau khi hoạt động tại nhà làm tài liệu học tập cho tiết bài tập “Từ thông – Cảm ứng điện từ” c. Sản phẩm hoạt động: + Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm sau khi đã thống nhất trong nhóm (kết quả thảo luận nhóm): Phiếu học tập số 5.

65

+ Các tài liệu liên quan đến các chủ đề “Bếp từ”: Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và các thông tin khác liên quan đến Bếp từ.

2.4.2. Tiến trình dạy học tiết bài tập từ thông- cảm ứng điện từ Tiết 46: BÀI TẬP I. Mục tiêu 1. Kiến thức: - Nắm đƣợc kiến thức về hiện tƣợng cảm ứng điện từ, dòng điện Fu-cô.

- Hiếu đƣợc cấu tạo và hoạt động của bếp từ.

2. Kĩ năng: - Rèn luyện kĩ năng giải bài tập cho HS thông qua các thiết bị dụng cụ ứng dụng hiện tƣợng cảm ứng điện từ thực tế.

- Vận dụng đƣợc các kiến thức đã học để giải thích một số hiện tƣợng có liên quan.

3. Thái độ: - Hứng thú học môn Vật lí, yêu thích môn học.

- Trung thực, khách quan, tính kiên trì.

4. Năng lực định hƣớng hình thành và phát triển cho học sinh + Phát triển đƣợc năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn (cụ thể là giải thích đƣợc nguyên tắc hoạt động của bếp từ, giải thích đƣợc thí nghiệm liên quan đến dòng điện cảm ứng,…) + Góp phần phát triển các NL: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực hợp tác.

II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên + Giáo án, bài giảng powerpoint. + Một số video clip sử dụng trong bài học. + Các phiếu học tập số 6 và 7 (xem phần phụ lục); phiếu trả lời đáp án và nhiệm vụ cụ thể của các nhóm. + Chia lớp làm 4 nhóm.

66

2. Học sinh: + Ôn lại các kiến thức về cảm ứng điện từ. + Chuẩn bị các tài liệu liên quan đến tình huống “Bếp từ”.

III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC CỦA HỌC SINH 1. Các hoạt động dự kiến: Các bƣớc Khởi động

Hoạt động

Tên hoạt động

Hoạt động 1

Thời lƣợng

Tạo tình huống có vấn đề về bếp 5 phút từ. BT 2.4, 2.5, 2.6, 2.7

Hình thành Hoạt động Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc kiến thức 2 của bếp từ. BT 2.1, 2.2, 2.3.

25 phút

Vận dụng, Hoạt động - Củng cố các kiến thức về định 10 phút củng cố 3 luật Len-xơ và dòng điện Fu-cô.

-Bài tập vận dụng. 3.3, 3.4, 4.4.

Tìm tòi mở Hoạt động rộng 4

Giao nhiệm vụ học tập: 5 phút - Yêu cầu các nhóm tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và các vấn đề liên quan đến chủ đề “Sạc điện thoại không dây”.

- HD về nhà. BT 4.5, 4.6, 4.7.

2. Các hoạt động cụ thể Bƣớc 1: Khởi động 2.1. Hoạt động 1: a) Mục tiêu: Ổn định tổ chức, kiểm tra kiến thức liên quan đến chủ đề bếp từ b) Tổ chức hoạt động: + Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số. + Kiểm tra bài cũ (GV cho HS xung phong). HS trả lời. GV chốt lại vấn đề.

Câu 1: Thế nào là dòng điện Fu-cô?

Câu 2. Tác dụng của dòng điện Fu-cô?

67

+ GV giới thiệu vấn đề cần khai thác: Giới thiệu hình ảnh của bếp từ - là một trong những ứng dụng của dòng điện Fu-cô. Chúng ta sẽ phân tích kiến thức này. + Học sinh lắng nghe, tiếp thu vấn đề vào bài. c) Sản phẩm hoạt động: Học sinh trả lời đƣợc các câu hỏi 1 và 2.

Bƣớc 2: Hình thành kiến thức 2.2. Hoạt động 2: a. Mục tiêu hoạt động: + Tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của bếp từ. b. Tổ chức hoạt động: + GV chia lớp làm 4 nhóm, các nhóm hoạt động thảo luận vấn đề bài học. + Các nhóm quan sát hình ảnh bếp từ thực tế, nghiên cứu SGK, thảo luận trong nhóm và trả lời các yêu cầu cần bổ sung trong phiếu học tập số 6. + Trong quá trình các nhóm hoạt động, GV quan sát và giúp đỡ khi các nhóm gặp khó khăn. c. Sản phẩm hoạt động: Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm sau khi đã thống nhất trong nhóm (kết quả thảo luận nhóm): Phiếu học tập số 6.

Bƣớc 3: Vận dụng, củng cố Hoạt động 3: Luyện tập bài tập về dòng điện Fu-cô. a. Mục tiêu hoạt động: + Ôn tập lại hiện tƣợng cảm ứng điện từ và dòng điện Fu-cô. b. Tổ chức hoạt động: + GV chia lớp làm 4 nhóm, + Học sinh ôn lại dòng điện Fu-cô, công thức tính nhiệt lƣợng, hiệu suất. + Các nhóm nghiên cứu SGK và kiến thức đã ôn tập, thảo luận trong nhóm và trả lời các yêu cầu cần bổ sung trong phiếu học tập số 7. + Trong quá trình các nhóm hoạt động, GV quan sát và giúp đỡ khi các nhóm gặp khó khăn. c. Sản phẩm hoạt động: Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm sau khi đã thống nhất trong nhóm (kết quả thảo luận nhóm): Phiếu học tập số 7.

68

Bƣớc 4: Mở rộng Hoạt động 4: Giao nhiệm vụ học tập: + Yêu cầu các nhóm tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và các vấn đề liên quan đến chủ đề “Sạc điện thoại không dây”.

Hình thức: Hoạt động nhóm ở nhà và các nhóm sẽ hoàn thành yêu cầu của tiết học sau. a. Mục tiêu hoạt động: Học sinh rèn luyện đƣợc kĩ năng hoạt động nhóm, tự tìm hiểu và nghiên cứu tài liệu trên internet. b. Tổ chức dạy học: + Giáo viên yêu cầu học sinh thực hiện nhiệm vụ học tập ở nhà theo hình thức cá nhân và hoạt động nhóm. + Học sinh tự trao đổi, hoạt động nhóm ở nhà, tự tìm tài liệu. c. Sản phẩm hoạt động: Các tài liệu liên quan đến các chủ đề “Sạc điện thoại không dây”: Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và các thông tin khác liên quan đến Sạc điện thoại không dây.

2.5. Tiêu chí đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong từng bài tập/hoặc từng giáo án Phiếu đƣợc sử dụng trong đánh giá từng NL VDKT vào thực tiễn của từng HS lớp TN trong các tiết học kiến thức mới, tiết bài tập. Nội dung của phiếu đƣợc thể hiện qua bảng 2.5. (trong đó, mỗi mức của hành vi thể hiện cách nhau 1 điểm).

(Tình huống 1: Bếp từ; Tình huống 2: Sạc điện thoại không dây) Bảng 2. 5. Phiếu đánh giá NL VDKT vật lí vào thực tiễn của từng HS lớp TNg Họ và tên HS lớp thực nghiệm Hành vi (HV)

1. Giải thích hiện tƣợng thực tiễn (tự nhiên, kĩ

Điểm tối đa

3

Học sinh 1 Điểm tình huống 1

Điểm tình huống 2

Học sinh 2 Điểm tình huống 1

Học sinh 3

Điểm Điểm tình tình huống huống 2 1

Điểm tình huống 2

69

thuật) một cách có căn cứ khoa học 2. Thực hiện các nhiệm vụ thông qua việc vận dụng kiến thức (bao gồm cả

3

kiến thức toán học) đã có 3. Xây dựng ứng dụng các

3

kiến thức đã có để sử dụng trong đời sống, kĩ thuật 4. Giải thích và đề ra cách ứng xử thích hợp với công nghệ và thiên nhiên trong một số tình huống liên

3

quan đến bản thân, gia đình, cộng đồng Tổng điểm

12

KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 Trên cơ sở lí luận và thực tiễn đã trình bày ở chƣơng 1 và việc nghiên cứu nội dung chƣơng “Cảm ứng điện từ”, Vật lí 11, tôi đã thực hiện trong chƣơng 2 các công việc sau: - Phân tích mục tiêu, cấu trúc, nội dung của chƣơng trình chƣơng “Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11 THPT. - Dựa vào quy trình xây dựng bài tập hƣớng tiếp cận PISA từ đó vận dụng xây dựng 20 tình huống gồm 98 bài tập theo 3 cấp độ, trong đó 4 tình huống đƣợc đƣa vào phần giáo án.

- Đề xuất ý tƣởng sử dụng các bài tập/tình huống đã xây dựng.

- Soạn thảo 3 tiến trình dạy học tƣơng ứng với 3 loại bài học (học kiến thức mới, tiết bài tập và tiết kiểm tra) có sử dụng các bài tập hƣớng tiếp cận PISA đã xây dựng để đánh giá NLVDKT vào thực tiễn của HS.

70

- Dựa vào qui trình biên soạn đề kiểm tra, chúng tôi đã soạn thảo đƣợc 1 đề kiểm tra tự luận (kiểm tra vào đầu chƣơng) và một đề kiểm tra trắc nghiệm (kiểm tra vào cuối chƣơng) để kiểm tra đánh giá học sinh.

- Thiết kế đƣợc bộ công cụ đánh giá NL VDKT vào thực tiễn của HS gồm: đánh giá NL VDKT vào thực tiễn của HS lớp TN, đánh giá chất lƣợng kết quả học tập thông qua bài kiểm tra.

Qua đó nhận thấy, bài tập vật lí bài tập hƣớng tiếp cận PISA có thể vận dụng trong nhiều giai đoạn của bài học, ở mỗi giai đoạn của quá trình dạy học thì cần tuyển chọn và sử dụng bài tập hƣớng tiếp cận PISA cho phù hợp với đặc điểm từng giai đoạn, từng loại tiết học. Việc lựa chọn, soạn thảo và sử dụng bài tập hƣớng tiếp cận PISA góp phần bồi dƣỡng năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh.

Nhƣ vậy hệ thống bài tập hƣớng tiếp cận PISA có vai trò to lớn trong việc phát triển NLVDKT của HS. Việc lựa chọn, sử dụng hệ thống bài tập này đƣợc sử dụng thực nghiệm trong chƣơng 3.

71

CHƢƠNG 3 : THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm Đánh giá tính khả thi, tính phù hợp và hiệu quả của hệ thống bài tập vật lí đã lựa chọn và xây dựng nhằm phát triển NLVDKT cho HS trƣờng THPT. Từ đó kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài.

3.2. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm Bài tập trong chƣơng “Cảm ứng điện từ”, Vật lí 11.

Lớp thực nghiệm: tác giả thực nghiệm dạy học tại 6 lớp 11A1, 11A2, 11A4, 11A8 trƣờng THPT Trần Quang Diệu, Bình Định và 11A2, 11A5 Trƣờng THPT Huỳnh Thúc Kháng, Gia Lai. Lớp đối chứng: 11A3, 11A5, 11A6, 11A7 trƣờng THPT Trần Quang Diệu, Bình Định và 11A3, 11A4 Trƣờng THPT Huỳnh Thúc Kháng, Gia Lai. Bảng 3. 1. Bảng số liệu HS thực nghiệm và đối chứng Trƣờng Nhóm TNg

Nhóm ĐC

THPT Trần Quang Diệu

146

139

THPT Huỳnh Thúc Kháng

82

78

228

217

Tổng cộng

3.3. Thời điểm thực nghiệm sƣ phạm Thực nghiệm sƣ phạm đƣợc tiến hành từ ngày 04/3/2019 đến 23/3/2019.

3.4. Các bƣớc thực nghiệm sƣ phạm Để quá trình TNSP đạt đƣợc những mục đích đã đề ra, cần lập kế hoạch chi tiết cho cả quá trình thực nghiệm và tiến hành thực nghiệm sƣ phạm theo từng bƣớc cụ thể. Cụ thể nhƣ sau: Trƣớc khi tổ chức dạy TNSP, tác giả nghiên cứu nội dung kiến thức bài học và thu thập các thông tin để khai thác và soạn hệ thống bài tập PISA và tiến hành thiết kế tiến trình tiết dạy và dự kiến đƣa các bài tập phù hợp vào từng bƣớc của tiết dạy để phát huy NLVDKT vào thực tiễn của HS. Tác giả gặp gỡ, trao đổi với các GV trong tổ vật lí của trƣờng THPT Trần Quang Diệu để giới thiệu và trao đổi về bài tập theo tiếp cận Pisa đã xây dựng, đồng thời thu thập ý kiến nhận xét của GV về nội dung, hình thức và chất lƣợng của bài tập này. Những ý kiến nhận xét của GV nhƣ sau: - Chọn các tình huống gần gũi với thực tiễn cuộc sống và có liên quan đến nội dung chuẩn kiến thức kĩ năng của chƣơng trình.

72

- Mỗi tình huống gồm phần dẫn dễ hiểu và có khoảng từ 4 đến 7 bài tập.

- Các bài tập trong mỗi tình huống phải đủ 3 cấp độ trong trong đánh giá năng lực khoa học của PISA. Chuẩn bị các thiết bị, dụng cụ liên quan nhƣ dynamo xe đạp, bếp từ cũ, sạc điện thoại … các thí nghiệm để phục vụ các tiết dạy thực nghiệm. Tác giả sƣu tầm các hình ảnh, video, TN ảo để phục vụ cho việc giảng dạy một cách trực quan và hiệu quả nhất.

Dạy học theo kế hoạch. Trong đó: Lớp thực nghiệm: Trực tiếp dạy các lớp đƣợc lựa chọn thực nghiệm để xây dựng kế hoạch giờ dạy các bài học có sử dụng bài tập theo tiếp cận Pisa chƣơng “Cảm ứng điện từ” đồng thời xây dựng các đề kiểm tra dựa trên các câu hỏi đã xây dựng trƣớc đó.

Lớp đối chứng: Thiết kế kế hoạch bài dạy học nhƣ bình thƣờng, không tích hợp sử dụng các bài tập theo tiếp cận Pisa trong dạy học. Đánh giá sự phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn của các nhóm học sinh lớp TN qua các tình huống dựa trên bảng tiêu chí đánh giá.

Các lớp TN và đối chứng cùng làm hai bài kiểm tra do tác giả yêu cầu: một bài trắc nghiệm và một bài tự luận, chấm bài của tất cả các HS để đánh giá kết quả học tập.

3.5. Kết quả thực nghiệm 3.5.1. Phân tích diễn biến thực nghiệm và đánh giá định tính Phân tích tiết học 44 - 45 BÀI 23: TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ( Tiết 1 và 2) Sau khi HS học xong phần hiện tƣợng cảm ứng điện từ, GV đƣa ra tình huống thực tiễn là dynamo xe đạp với hai câu lệnh: Câu lệnh 1: Hãy kể tên một số thiết bị điện hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ? Câu lệnh 2:Nêu cấu tạo và hoạt động của máy phát điện đơn giản ( Đinamô xe đạp )? và yêu cầu nhóm 1, 2 lên trình bày. Qua tiết dạy tôi thấy: Hơn 80% học sinh phân tích, phát hiện và nêu đƣợc tình huống và hơn 70% học sinh biết vận dụng kiến thức có liên quan đến môn học để nêu cấu tạo và hoạt động của dynamo xe đạp. Qua tình huống này, các hành vi thể hiện rất rõ.

Sử dụng hình ảnh phanh điện từ để chốt lại ở giai đoạn củng cố. HS quan sát hình ảnh phanh điện từ gắn trên bánh xe máy, ô tô HS đã rất tò mò và thú vị. HS muốn

73

tìm hiểu về phanh xe vì đây là tình huống rất gần gũi với cuộc sống các em. Từ kiến thức về dòng điện Fu-cô HS đã nghĩ đến việc cho chuyển động của bánh xe trong từ trƣờng. Ở câu hỏi này, chỉ có một số ít HS nghĩ ra đƣợc nguyên lí hoạt động đơn giản của phanh điện từ. Từ hình dung ban đầu về nguyên lí hoạt động của phanh điện từ, một số HS đã nêu đƣợc cấu tạo của phanh điện từ gồm có đĩa kim loại và bộ phận tạo ra từ trƣờng (nam châm). Sau khi trao đổi, nhiều HS đã hiểu và khai thác nhiều hơn về cấu tạo và hoạt động của phanh điện từ. Với câu hỏi “Bộ phận quan trọng nhất của phanh điện từ là gì ?”, đa số HS đã nhận biết và nêu đƣợc bộ phận quan trọng nhất của phanh điện từ. Với câu hỏi “Hãy đề xuất thiết kế sản phẩm đơn giản để làm hãm tốc độ chuyển động của động cơ, từ đó nêu đƣợc hạn chế khi sản phẩm hoạt động?”, HS liên hệ kiến thức bài học và nêu đƣợc sản phẩm làm hãm tốc độ quay của động cơ gồm đĩa kim loại và nam châm. Hơn 80% HS nêu đƣợc cấu tạo sản phẩm nhƣng hạn chế sản phẩm phanh điện từ chỉ hãm phanh tốt khi xe chạy tốc độ lớn, hãm phanh yếu khi xe chạy tốc độ thấp. Điều này cho thấy HS phát hiện ra đƣợc hạn chế sản phẩm tức là biết liên hệ kiến thức trong hoàn cảnh mới.

Nhƣ vậy, thông qua phân tích diễn biến tiết học bản thân tôi trực tiếp dạy, có thể thấy, các hành vi đều đã bộc lộ và thể hiện rõ.

Phân tích tiết học 46: BÀI TẬP TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Ở tình huống bếp từ, trong phiếu học tập số 6, với câu hỏi “Hãy giải thích nguyên lí hoạt động của bếp từ. Tại sao khi mua bếp từ lại phải kèm theo nồi” thì HS các nhóm đều trả lời đƣợc hơn 90 % vì trƣớc đó học sinh đã đƣợc học về dòng điện Fu-cô. Nhiều HS đã nêu đƣợc bếp từ gồm có hai phần là cuộn dây để tạo ra từ trƣờng biến thiên với tần số cao và có thể thay đổi đƣợc, ta điều chỉnh nhiệt độ của bếp bằng cách thay đổi tần số này và đáy nồi là cuộn dây thứ cấp. Từ trƣờng biến đổi sẽ sinh ra dòng điện cảm ứng và dòng cảm ứng đó gọi là dòng điện Fu cô, dòng Fu cô sẽ làm cho đáy nồi sinh nhiệt khá lớn.

Nhƣ vậy thông qua bài tập này, HS bộc lộ đƣợc chỉ số hành vi “Giải thích hiện tượng thực tiễn (tự nhiên, kĩ thuật) một cách có căn cứ khoa học”. Ở các câu hỏi tiếp theo, giải thích vì sao đáy nồi dày và những ƣu, nhƣợc điểm của bếp từ thì có khoảng 60 % HS trả lời đƣợc. Thông qua câu hỏi này HS đã bộc lộ hành vi “Thực hiện các nhiệm vụ thông qua việc vận dụng kiến thức (bao gồm cả kiến thức toán học) đã có”.

74

Trong phiếu học tập 7, khoảng 40 % HS tính đƣợc số tiền điện phải trả hàng tháng. Thông qua câu hỏi này HS đã bộc lộ hành vi “Giải thích và đề ra cách ứng xử thích hợp với công nghệ và thiên nhiên trong một số tình huống liên quan đến bản thân, gia đình, cộng đồng” Tình huống “Công nghệ sạc không dây” GV giao nhiệm vụ về nhà cho HS. Sau khi kiểm tra qua phiếu học tập tự học, chúng tôi thấy rằng các nhóm đều đã trả lời đƣợc các câu hỏi đƣa ra và làm thử mô hình sạc điện thoại không dây, mô hình này đã hoạt động đƣợc. Nhƣ vậy, thông qua mô hình sạc không dây, HS đã bộc lộ đƣợc hành vi “Xây dựng ứng dụng các kiến thức đã có để sử dụng trong đời sống, kĩ thuật”.

3.5.2. Đánh giá định lƣợng 3.5.2.1. Đánh giá hình thành và phát triển NL VDKT vật lí vào thực tiễn của HS Đánh giá qua nghiên cứu trƣờng hợp (đánh giá cụ thể trên 1 học sinh) Để đánh giá chi tiết sự hình thành và phát triển các chỉ số hành vi của NL VDKT vào thực tiễn của từng HS nhóm TNg, chúng tôi sử dụng phƣơng pháp nghiên cứu trƣờng hợp (theo dõi chi tiết và đánh giá 1 học sinh bất kì trong lớp). HS đƣợc chọn là em Nguyễn Thị Ái Vân - lớp 11A2. Điểm đánh giá các HV của NL VDKT vào thực tiễn của em Vân qua hai tình huống: Tình huống 1: Bếp từ, tình huống 2: Sạc điện thoại không dây, đƣợc thể hiện qua bảng sau: Bảng 3. 2 Điểm đánh giá 4 chỉ số hành vi của HS Nguyễn Thị Ái Vân qua 2 tình huống.

Họ và tên HS lớp thực Hành vi/Tiêu chí đánh giá nghiệm Điểm tối đa

Nguyễn Thị Ái Vân Điểm tình

Điểm tình

huống 1

huống 2

1. Giải thích hiện tƣợng thực tiễn (tự nhiên, kĩ thuật) một cách có căn cứ khoa học

3

3

3

2. Thực hiện các nhiệm vụ thông qua việc vận dụng kiến thức (bao gồm cả kiến thức toán học) đã có

3

2

3

3. Xây dựng ứng dụng các kiến thức đã có

3

3

3

75

để sử dụng trong đời sống, kĩ thuật 4. Giải thích và đề ra cách ứng xử thích hợp với công nghệ và thiên nhiên trong một số tình huống liên quan đến bản thân, gia đình, cộng đồng Tổng điểm

3

2

12

2

10

11

Bảng 3. 3. Điểm đánh giá NL VDKT vật lí vào thực tiễn của các HS nhóm TNg ở 2 tình huống Họ và tên

STT

Tổng điểm tình

Tổng điểm

huống 1

tình huống 2

1

Nguyễn Thị Ái Vân

10

11

2

Nguyễn Thị Quỳnh Nhƣ

9

10

3

Nguyễn Thị Phƣơng Thảo

8

10

4

Phan Tiến Sĩ

9

9

5

TrầnThị Huệ

9

10

45

50

Điểm trung bình

Nhận xét: Tổng điểm của các tiêu chí của các HS nhóm TNg ở 2 tình huống ta thấy điểm trung bình ở tình huống 2 là 50 cao hơn so với điểm trung bình ở tình huống 1 là 45. Điều này chứng tỏ thông qua các bài tập/ tình huống xây dựng đã phát triển đƣợc NL VDKT vào thực tiễn của HS. 3.5.2.2 Phân tích các tham số câu hỏi trong đề trắc nghiệm Sử dụng phần mềm VITESTA để phân tích các tham số của 30 câu trong đề kiểm tra trắc nghiệm, sau đây chúng tôi đƣa ra tham số của câu 14 và câu 15 trong đề:

76

Các câu có độ khó (cổ điển) nằm trong khoảng từ 0.3 đến 0.8 và độ phân biệt (cổ điển) lớn hơn 0.27 là những câu đạt yêu cầu đề ra. Nhƣ vậy, độ khó của câu 14 là 0.53 và câu 15 là 0.78 và độ phân biệt lần lƣợt là 0.41 và 0.46 là đạt yêu cầu, trong đó câu 15 có các tham số lớn hơn do đó câu 15 đạt hơn câu 14.

Qua kết quả phân tích đề trắc nghiệm có 30 câu thì 21 câu có độ khó trong khoảng 0.3 đến 0.8 và 24 câu có độ phân biệt lớn hơn 0.27. Do vậy đề trắc nghiệm là hoàn toàn phù hợp với mọi đối tƣợng học sinh.

3.5.3. Đánh giá NL vận dụng kiến thức của HS lớp TNg và ĐC qua bài kiểm tra 3.5.3.1. Bài kiểm tra tự luận Bảng 3. 4. Điểm Số HS lớp TNg Số HS lớp ĐC

Kết quả điểm bài kiểm tra tự luận của lớp ĐC và lớp TNg TS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

Điểm TB

228

0

1

3

6

12

42

67

48

32

12

5

6.3

217

0

3

11

29

35

52

39

28

17

3

0

5.1

77

80 70 60 50 40 30 20 10 0 Điểm 0

Điểm 1

Điểm 2

Điểm 3

Điểm 4

Điểm 5 TNg

Điểm 6

Điểm 7

Điểm 8

Điểm 9 Điểm 10

ĐC

Hình 3. 1. Biểu đồ minh họa số lượng học sinh theo các mức điểm qua bài kiểm tra tự luận của lớp TNg và lớp ĐC. Bài kiểm tra tự luận GV kiểm tra trƣớc khi học chƣơng “Cảm ứng điện từ”. Ở lớp đối chứng, GV không giao nhiệm vụ cho HS còn lớp thực nghiệm GV giao cho HS khoảng 10 từ khóa để HS tự đọc tài tiệu, tự tìm kiếm thông tin trên mạng Internet và tự nghiên cứu. Từ kết quả thống kê, ta thấy ở lớp thực nghiệm số lƣợng HS đạt điểm 5 trở lên tăng và đỉnh điểm ở mức 6, còn lớp ĐC nhiềm em dƣới 5 điểm và đỉnh điểm ở mức 5. Nhƣ vậy, thông qua việc giao nhiệm vụ cho HS đã phát triển đƣợc năng lực tự học của HS, đã nâng cao kết quả học tập môn Vật lí góp phần học tốt hơn trong thời gian thực nghiệm sƣ phạm.

3.5.3.2. Bài kiểm tra trắc nghiệm a) Phân tích cá thể Từ kết quả phân tích của phần mềm VITESTA, chúng tôi chọn ngẫu nhiên 2 HS có điểm số bằng nhau, một của lớp đối chứng đó là em Lê Nguyễn Đình Hiếu có số báo danh 12812 và một của lớp thực nghiệm em Nguyễn Lan Anh có số báo danh 22403. Tiến hành phân tích số câu đúng và sai của hai học sinh ta đƣợc sơ đồ sau:

78

Hình 3. 2. Sơ đồ làm bài của học sinh lớp ĐC.

Hình 3. 3. Sơ đồ làm bài của học sinh lớp TNg.

KẾT QUẢ ƯỚC LƯỢNG NĂNG LỰC THÍ SINH Sau khi quy đổi về điểm thực (điểm tối đa là 10) +------------------------------------------------------------------------+ ¦ STT ¦ SBD ¦ Năng lực ¦Sai số chuẩn ¦ Đúng/Tổng ¦Điểm quy đổi| +-----+-----------+-------------+-------------+-------------+------------| ¦ 1 ¦ 12812 ¦ -0.00817 ¦ 0.47408 ¦ 24/30 ¦ 7.98| ¦ 286 ¦ 22403 ¦ 0.17751 ¦ 0.52575 ¦ 24/30 ¦ 8.47| +------------------------------------------------------------------------+

79

Qua hai sơ đồ và kết quả ƣớc lƣợng năng lực thí sinh ta thấy: cả hai HS đều làm đúng 24 câu và sai 6 câu nhƣng mức năng lực của HS lớp TNg là 0,17751 cao hơn mức năng lực của HS lớp ĐC là - 0,00817. Từ đó ta rút ra kết luận: nếu ta tác động đƣa bài tập hƣớng tiếp cận PISA vào trong dạy học thì HS sẽ phát triển đƣợc năng lực.

80

b. Phân tích phân phối điểm của nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm Bảng 3. 5 Kết quả điểm bài kiểm tra trắc nghiệm của lớp ĐC và lớp TNg Điểm TS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Số HS 228 0 0 3 7 19 19 24 52 44 39 21 lớp TNg Số HS 217 0 0 5 18 49 38 49 32 16 10 0 lớp ĐC

Điểm TB 7.1 5.5

60

50

40

30

20

10

0 Điểm 0

Điểm 1

Điểm 2

Điểm 3

Điểm 4

Điểm 5 TNg

Điểm 6

Điểm 7

Điểm 8

Điểm 9 Điểm 10

ĐC

Hình 3. 4. Biểu đồ minh họa số lượng học sinh theo các mức điểm qua bài kiểm tra trắc nghiệm của lớp TNg và lớp ĐC. Từ kết quả thống kê, ta thấy điểm trung bình của lớp thực nghiệm cao hơn so với lớp đối chứng, số học sinh đạt điểm 7 trở lên cũng tăng. Nhƣ vậy, thông qua việc sử dụng các bài tập hƣớng tiếp cận PISA đã xây dựng trong các tiết học đã nâng cao kết quả học tập môn Vật lí.

81

c. Thống kê và phân tích số liệu Bảng 3. 6. Bảng phân phối tần suất Nhóm

Số % HS đạt điểm Xi

Tổng số HS

TNg

228

ĐC

217

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0.0

1.3

3.1

8.3

8.3

10.5

22.8

19.3

17.1

9.2

0.0

2.3

8.3

22.6

17.5

22.6

14.7

7.4

4.6

0.0

Điểm 2

Điểm 3

25

20

15

10

5

0 Điểm 1

Điểm 4

Điểm 5

Điểm 6

TNg

ĐC

Điểm 7

Hình 3. 5. Đồ thị phân phối tần suất điểm của hai nhóm

Điểm 8

Điểm 9

Điểm 10

82

Bảng 3. 7. Bảng phân phối tần suất tích lũy HS đạt điểm Xi trở xuống Tiêu Nhóm chí 1 2 3 4 5 6 7 8 TNg

SL

228 HS

%

ĐC

SL

217 HS

%

9

10

0

3

10

29

48

72

124

168

207

228

0.0

1.3

4.4

12.7

21.1

31.6

54.4

73.7

90.8

100

0

5

23

72

110

159

191

207

217

217

0.0

2.3

10.6

33.2

50.7

73.3

88.0

95.4

100

100

Điểm

Điểm

Điểm

TNg

ĐC

120

100

80

60

40

20

0 Điểm

Điểm

Điểm

Điểm

Hình 3. 6. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm

Điểm

Điểm

Điểm

83

Bảng 3. 8. Bảng phân loại theo học lực của HS Nhóm Tổng Kém Yếu TB số

(0-2)

(3-4)

(5-6)

Khá

Giỏi

(7-8)

(9-10)

HS SL

%

SL

%

SL

%

SL

%

SL

%

TNg

228

3

1.3

26

11.4

43

18.9

96

42.1

60

26.3

ĐC

217

5

2.3

67

30.9

87

40.1

48

22.1

10

4.6

120 100 80 60 40 20 0 Kém

TNg

Yếu

ĐC TB

Khá

Giỏi

Hình 3. 7. Phân loại theo học lực của HS Các tham số cụ thể - Trung bình cộng: là tham số đặc trƣng cho sự tập trung của số liệu, đƣợc tính 10

theo công thức: X 

n X i 1

i

i

n

n X 10

- Phƣơng sai: S 2 

i 1

i

i

X

n 1



2

[24]

84

- Độ lệch chuẩn S cho biết độ phân tán quanh giá trị X , đƣợc tính theo công

n X 10

thức S  S 2 

i 1

i

i

X



2

, S càng nhỏ tức là số liệu càng ít phân tán.

n 1

- Hệ số biến thiên: V 

S 100% , cho phép so sánh mức độ phân tán của các số X

- Sai số tiêu chuẩn: m 

S [24] n

liệu.

xi là điểm số; ni số HS đạt điểm xi; n số HS làm bài kiểm tra Bảng 3. 9. Bảng tổng hợp các tham số Tổng Nhóm S2 X Số HS

S

V%

X  X m

TNg

228

7.1

3,72

1,93

27,18

7,1  0,0084

ĐC

217

5.5

2,67

1,63

29,63

5,5  0,0075

Dựa vào bảng phân loại theo học lực (Bảng 3.8), bảng tổng hợp các tham số đặc trƣng (Bảng 3.9) và đồ thị đƣờng lũy tích (Hình 3.6), chúng tôi rút ra đƣợc những nhận xét sau: - Điểm trung bình X của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC, độ lệch chuẩn S có giá trị tƣơng đối nhỏ nên số liệu thu đƣợc ít có sự phân tán, do đó trị trung bình có độ tin cậy cao. VTN < VĐC chứng tỏ độ phân tán ở nhóm TN giảm so với nhóm ĐC. - Bảng 3.8 cho thấy tỉ lệ HS đạt loại yếu, kém, trung bình của nhóm TN giảm rất nhiều so với nhóm ĐC. Ngƣợc lại, tỉ lệ HS đạt loại khá, giỏi của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC. - Đƣờng tích lũy ứng với nhóm TN nằm bên phải, phía dƣới đƣờng tích lũy ứng với nhóm ĐC.

85

Nhƣ vậy kết quả học tập của nhóm TN cao hơn kết quả học tập của nhóm ĐC. Tuy nhiên kết quả trên đây có thể do ngẫu nhiên mà có. Vì vậy, để độ tin cậy cao hơn, chúng ta cần kiểm định giả thuyết thống kê.

Kiểm định giả thuyết thống kê Kết quả tính toán cho thấy điểm trung bình cộng ở nhóm TN X TN cao hơn nhóm đối chứng X ĐC . Để kiểm định về sự khác nhau giữa hai điểm trung bình này (kiểm định Student) ta dựa vào đại lƣợng kiểm định t cho bởi công thức: t

X TN  X ĐC Sp

với S p 

nTN .nĐC nTN  nĐC

[23]

2  nTN  1 STN2   nĐC  1 S ĐC [23]

nTN  nĐC  2

Các giả thuyết thống kê: + Giả thuyết H0: Sự khác nhau giữa X TN và X ĐC là không có ý nghĩa thống kê. + Giả thuyết H1: Sự khác nhau giữa X TN và X ĐC là có ý nghĩa thống kê.

Sau khi tính đƣợc t, ta so sánh nó với giá trị tới hạn t đƣợc tra trong bảng Student ứng với mức ý nghĩa  và bậc tự do f = nTN + nĐC – 2 - Nếu t  t thì bác bỏ giả thuyết H0, chấp nhận giả thuyết H1 - Nếu t  t thì bác bỏ giả thuyết H1, chấp nhận giả thuyết H0 Vận dụng các công thức trên ta tính đƣợc Sp = 1,79 và t = 9,43 Tra bảng phân phối Student với mức ý nghĩa  = 0,025 và bậc tự do f với: f = nTN + nĐC – 2 = 443, ta có t = 1,96 Nhƣ vậy rõ ràng t  t nên giả thuyết H0 bị bác bỏ và ta chấp nhận giả thuyết H1. Điều này chứng tỏ HS ở nhóm TNg nắm vững kiến thức đã đƣợc truyền thụ hơn so với HS ở nhóm ĐC. Nhƣ vậy, từ kết quả TNSP ban đầu cho phép chúng ta kết luận việc sử dụng bài tập hƣớng tiếp cận PISA có tác dụng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, qua đó góp phần nâng cao hiệu quả dạy học vật lý ở trƣờng phổ thông.

86

Tuy nhiên, để kết luận rút ra thật sự thuyết phục chúng ta cần tiếp tục mở rộng phạm vi và đối tƣợng TNg sau này khi điều kiện cho phép.

3.5.3.3. Nhận xét chung Từ kết quả của hai bài kiểm tra tự luận và trắc nghiệm ta thấy năng lực và chất lƣợng của học sinh của lớp thực nghiệm đƣợc nâng lên một cách đáng kể. Có đƣợc kết quả nhƣ vậy là do các nguyên nhân sau: - Lớp thực nghiệm giáo viên đã đƣa các tình huống của bài tập theo tiếp cận PISA vào trong từng giáo án để giảng dạy còn lớp đối chứng thì không.

- Trong quá trình học tập, HS đã đƣợc làm bài tại lớp và đƣợc giao các bài tập về nhà làm việc theo nhóm.

- Trƣớc khi kiểm tra, HS đƣợc giới thiệu khoảng 10 từ khóa về các tình huống bài tập để HS tự nghiên cứu ở nhà qua các tài liệu, sách, tạp chí và mạng internet…

- Sau khi làm bài tự luận, HS đã hình thành kiến thức và đƣợc phát triển năng lực, do đó HS làm bài trắc nghiệm tốt hơn.

Hình 3.8. Học sinh lớp TNg đang làm bài kiểm tra trắc nghiệm.

87

KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 Sau khi tiến hành thực nghiệm 3 tiết dạy có sử dụng các bài tập theo tiếp cận PISA trong các tiến trình tiết dạy, tiến hành ra đề kiểm tra dựa trên hệ thống bài tập theo tiếp cận PISA đã xây dựng, từ đó đánh giá và phân tích kết quả của thực nghiệm thu đƣợc những nhận xét sau: Các bài tập đƣợc sử dụng trong tiến trình dạy học là phù hợp với mức độ nhận thức kiến thức của học sinh, đồng thời đáp ứng yêu cầu mục tiêu tiết dạy của chƣơng trình giảng dạy.

Thông qua hệ thống bài tập theo tiếp cận PISA sử dụng trong ba tiết thực nghiệm đã bộc lộ đƣợc năng lực VDKT vào thực tiễn của học sinh. Đánh giá các kết quả thu đƣợc trong quá trình thực nghiệm sƣ phạm làm cơ sở để khẳng định giả thuyết khoa học đã đề ra là đúng đắn và việc vận dụng kết quả nghiên cứu của đề tài vào giảng dạy ở các trƣờng THPT hiện nay là hoàn toàn khả thi.

88

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 1. Kết luận Việc thực hiện đề tài “Khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA chương “Cảm ứng điện từ”- Vật lí 11 theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn”, chúng tôi đã giải quyết đƣợc các nhiệm vụ: Trình bày đƣợc cơ sở lý luận về dạy học hƣớng phát triển NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS trong dạy học vật lí, từ đó xây dựng bảng tiêu chí đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

Khảo sát thực trạng dạy học bài tập vật lí chƣơng “Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11 ở các trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Bình Định và Gia Lai, đề xuất giải pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn thông qua bài tập theo tiếp cận PISA. Đề xuất đƣợc quy trình 4 bƣớc trong lựa chọn, xây dựng và sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA. Từ đó vận dụng xây dựng đƣợc 20 tình huống gồm 98 bài tập theo tiếp cận PISA chƣơng “Cảm ứng điện từ” ở cả 3 cấp độ phân loại (Dạng 1 (cấp độ 1): Giải thích các hiện tƣợng tự nhiên liên quan đến kiến thức; Dạng 2 (cấp độ 2): Giải thích nguyên tắc hoạt động của các ƢDKT của vật lí liên quan (các thiết bị); Dạng 3 (cấp độ 3): Thiết kế/chế tạo, đề xuất một giải pháp để giải quyết một vấn đề thực tiễn) nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn của học sinh.

Thiết kế đƣợc 3 tiến trình dạy học phần chƣơng “Cảm ứng điện từ” – Vật lí 11, gồm 1 tiết bài tập, 2 tiết dạy kiến thức mới và thiết kế 2 đề kiểm tra có sử dụng các bài tập theo tiếp cận PISA để đánh giá NL VDKT vật lí vào thực tiễn của học sinh.

Tiến hành TNSP ba tiết dạy (tiết 44, 45 - Bài 23: Từ thông - Cảm ứng điện từ; Tiết 46: Bài tập từ thông - Cảm ứng điện từ).

Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm cho thấy, HS đã bộc lộ, hình thành và phát triển các thành tố của NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

Một số hạn chế: Do hạn chế về thời gian và khả năng của ngƣời nghiên cứu nên các nội dung bài tập mới chỉ tập trung nhiều ở mức 1, 2 mà chƣa có nhiều bài tập về mức 3 (Thiết kế/chế tạo, đề xuất một giải pháp kỹ thuật đáp ứng một yêu cầu thực tiễn cụ thể).

89

2. Khuyến nghị Căn cứ vào những kết quả đã đạt đƣợc nêu trên, dựa vào điều kiện thực tiễn về tƣ liệu, phƣơng tiện kĩ thuật và kĩ năng của bản thân, nhận thấy trong điều kiện cho phép, đề tài có thể đƣợc phát triển theo hƣớng sau: Có thể mở rộng phạm vi nghiên cứu về việc khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA nhằm phát triển NL vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn cho các phần, các chƣơng còn lại của chƣơng trình Vật lí THPT. Đề tài là tài liệu tham khảo hữu ích cho các GV trong dạy học môn Vật lí trong chƣơng trình giáo dục phổ thông mới.

Chúng tôi nhận thấy nội dung luận văn là những kết quả nghiên cứu ban đầu về soạn thảo bài tập đánh giá NL vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn của HS. Vì trình độ của bản thân và điều kiện thời gian còn hạn chế, chúng tôi mong nhận đƣợc những ý kiến góp ý xây dựng của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp quan tâm tới vấn đề này.

90

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bộ Giáo dục và đào tạo (2012), Chiến lược phát triển giáo dục Việt Nam 20112020, Hà Nội.

2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2017), Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể trong chương trình giáo dục phổ thông mới, Hà Nội.

3. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lí (Dự thảo tháng 1/2018).

4. Lƣơng Duyên Bình (Tổng chủ biên), Vũ Quang (Chủ biên), Nguyễn Xuân Chi, Đàm Trung Đồn, Bùi Quang Hân, Đoàn Duy Hinh, Sách Giáo Khoa Vật Lí 11 – cơ bản, NXB Giáo dục.

5. Lê Văn Giáo (1997), Bài giảng Bài tập vật lí, Giáo trình đào tạo cao học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Huế.

6. Lê Thị Mỹ Hà (2014), Tài liệu tập huấn Pisa 2015 và các dạng câu hỏi do OECD phát hành lĩnh vực Khoa học, Hà Nội.

7. Nguyễn Thanh Hải (2006), Nghiên cứu sử dụng BTĐT và câu hỏi thực tế trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Huế.

8. Nguyễn Thanh Hải (2012), Sử dụng bài tập định tính và câu hỏi thực tế trong dạy học Vật lí, Nhà xuất bản Đại học Sƣ phạm, Tp.HCM. 9. Lê Thị Minh Hạnh, Xây dựng và sử dụng bài tập thực tế chương “Cảm ứng điện từ”- Vật lí 11 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh, Luận văn thạc sĩ giáo dục học, Trƣờng Đại học Sƣ Phạm, Đà Nẵng.

10. Ngô Văn Khoát (1979), Hỏi đáp về những hiện tượng vật lí, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

11. Phạm Thị Mai, Bùi Thị Hiên, Lê Bá Tứ (2004). Tài liệu bồi dưỡng nâng cao năng lực cho giáo viên THPT về đổi mới phương pháp dạy học môn vật lí, ĐHSP, ĐH Thái Nguyên.

12. Quốc hội nƣớc cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (2006), Luật giáo dục Việt Nam, NXB Chính Trị Quốc Gia, Hà Nội.

13. Phạm Thị Kim Quyên (2017), Xây dựng và sử dụng bài tập trong dạy học chương “Dòng điện xoay chiều”, vật lí 12 theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn, Luận văn Thạc sĩ Khoa học, trƣờng ĐHSP Hà Nội.

14. Nguyễn Văn Thạnh (2007), Xây dựng và sử dụng bài tập định tính trực quan

91

trong dạy học Vật lí 10 THPT, Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Huế.

92

15. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng (2001), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.

16. Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học Sƣ phạm, Hà Nội.

17. Phạm Hữu Tòng (2004), Dạy học vật lí ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học, NXB Đại học Sƣ phạm, Hà Nội.

18. Thái Duy Tuyên (1999), Những vấn đề cơ bản của giáo dục hiện đại, NXB giáo dục, Hà Nội.

19. Thái Duy Tuyên (2007), Các phương pháp dạy học truyền thống và đổi mới, NXB Giáo dục, Hà Nội.

20. Nguyễn Thị Hồng Việt (2000), Bài giảng Dạy học vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, Trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Huế.

21. Đỗ Hƣơng Trà (chủ biên), Nguyễn Văn Biên, Tƣởng Duy Hải, Phạm Xuân Quế, Dƣơng Xuân Quý (2019), Dạy học phát triển năng lực môn vật lí trung học phổ thông, NXB Đại học Sƣ phạm, Hà Nội.

22. Cao Cự Giác (chủ biên), Nguyễn Thị Nhị, Trần Thị Gái, Nguyễn Văn Minh, Nguyễn Thị Hoa, Nguyễn Thị Phƣợng Liên, Nguyễn Thị Diễm Hằng, Nguyễn Thị Liên Hƣơng (2017), Bài tập đánh giá năng lực khoa học tự nhiên theo tiếp cận PISA, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.

23. Lê Công Triêm (2004), Nghiên cứu chương trình vật lý phổ thông, Bài giảng cho học viên cao học, Trƣờng ĐHSP – Đại học Huế.

24. Hoàng Chúng (1983), Phương pháp thống kê toán học trong khoa học giáo dục, NXB Giáo dục, Hà Nội.

25. Nguyễn Bảo Hoàng Thanh (2011), Kiểm tra đánh giá trong giáo dục, NXB Đà Nẵng.

26. Weiner, F.E.(2001), Vergleichende Leistungsmessung in Schulen. Weinheim und Basejl: Beltz Verlag, pp. 17-31. Bản dịch tiếng Anh. 27. http://360.thuvienvatly.com/bai-viet/vat-ly-ung-dung/2815-tu-truong-chuyendong-hien-tuong-cam-ung-tu-nhiet-dem-tu-truong.

28. https://www.wikipedia.org/

93

29. https://www.youtube.com/

PL1

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1: ĐỀ KIỂM TRA 45 PHÚT, ĐÁP ÁN THANG ĐIỂM CHẤM

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÌNH ĐỊNH

ĐỀ KIỂM TRA CHƢƠNG V

TRƢỜNG THPT TRẦN QUANG DIỆU

Môn: Vật lý. Lớp: 11.

ĐỀ CHÍNH THỨC

Thời gian làm bài: 45 phút.

Họ tên học sinh: .............................................................................. Lớp: .................

Câu 1: Nguyên tắc hoạt động của các loại máy phát điện xoay chiều dựa trên hiện tƣợng A. nhiệt điện.

B. nhiễm điện do hƣởng ứng.

C. tự cảm.

D. cảm ứng điện từ.

Câu 2: Nguyên lý hoạt động của micro loại điện động dựa vào hiện tƣợng A. Tự cảm.

B. Truyền âm thanh.

C. Truyền dao động.

D. Cảm ứng điện từ.

Câu 3: Đọc thông tin quảng cáo bếp từ Faster và trả lời câu hỏi BẾP TỪ FASTER - Model: FS 721 I - Hãng sản xuất Faster - Số bếp nấu: 02 từ - Công suất mỗi bếp: 2100 W - Xuất xứ: Malaysia - Nguồn điện: 220-240V, 50/60 Hz - Kích thƣớc bề mặt: 720x430 mm

Với bếp từ này, thực tế mỗi bếp cần tối thiểu mấy phút để đun sôi 3 lít nƣớc ở 20oC. Bỏ qua mọi hao phí. Biết nhiệt dung riêng của nƣớc c = 4200 J/kg.K, khối lƣợng riêng của nƣớc D = 1000 kg/m3.

A. 8 phút 00 giây.

B. 5 phút 57 giây.

PL2

C. 6 phút 38 giây.

D. 8 phút 43 giây.

Câu 4: Dynamo của một xe đạp có núm quay bán kính 0,5 cm tì vào vỏ xe. Khi xe đạp đi với vận tốc 18 km/h. Trong 1 giây, núm bình điện quay đƣợc A. 169 vòng.

B. 149 vòng.

C. 159 vòng.

D. 179 vòng.

Câu 5: Khung dây dẫn tròn trong mạch sạc không dây của điện thoại SAMSUNG GALAXY S9 có 50 vòng đƣợc đặt trong từ trƣờng có cảm ứng từ có phƣơng vuông góc với mặt khung và giảm đều đặn từ 0,5 T đến 0,2 T trong thời gian 0,05s. Diện tích mỗi vòng dây là 2 dm2. Độ lớn suất điện động trong toàn khung dây là A. 4 V.

B. 6 V.

C. 5 V.

D. 7 V.

Câu 6: Từ trƣờng do cuộn dây trong bếp từ tạo ra là A. từ trƣờng biến thiên với tần số cao.

B. từ trƣờng đều.

C. từ trƣờng tăng đều theo thời gian.

D. từ trƣờng giảm đều theo thời gian.

Câu 7: Chọn câu sai. Bộ sạc không dây có ƣu điểm là A. có thể sạc pin cho điện thoại mà không cần ổ cắm điện.

B. có thể sử dụng ở nơi không có điện lƣới quốc gia.

C. ngƣời dùng tránh đƣợc ít các rủi ro về điện.

D. thời gian sạc pin nhanh hơn sạc pin có dây.

Câu 8: Máy biến áp hoạt động dựa vào hiện tƣợng A. cộng hƣởng điện từ.

B. cảm ứng điện từ.

C. quang điện.

D. giao thoa điện từ.

Câu 9: Vì sao nồi cơm điện cao tần lại sử dụng đƣợc nhiều tính năng nấu tốt ?

A. Vì giữ nhiệt tốt, nhiệt phân bố đều khi nấu.

B. Vì có thể duy trì một nhiệt độ ở thời gian kéo dài.

C. Cả hai ý trên đều đúng.

D. Cả hai ý trên đều sai Câu 10: Phanh điện từ hoạt động dựa trên nguyên tắc A. phát xạ nhiệt electron.

B. lực điện trƣờng.

PL3

C. xuất hiện dòng Fu-cô.

D. lực ma sát.

Câu 11: Một chiếc pin điện thoại có ghi (3,6 V- 900 mAh). Điện thoại sau khi sạc đầy pin có thể dùng để nghe gọi liên tục trong 4,5 h. Bỏ qua mọi hao phí. Công suất tiêu thụ điện trung bình của chiếc điện thoại trong quá trình đó là A. 0,72W.

B. 720W.

C. 0,36W.

D. 3,6W.

Câu 12: Dòng điện qua một ống dây không có lõi sắt biến đổi đều theo thời gian.

Trong 0,01s cƣờng độ dòng điện tăng đều từ 1A đến 2A thì suất điện động tự cảm trong ống dây là 20V. Độ tự cảm của ống dây này bằng A. 0,2 H.

B. 0,4 H.

C. 0,1 H.

D. 0,3 H.

Câu 13: Khi sử dụng điện, dòng Fucô không xuất hiện trong thiết bị nào sau đây?

A. Quạt điện.

B. Bếp từ.

C. Nồi cơm điện.

D. Máy biến áp.

Câu 14: Một máy biến áp có số vòng dây cuộn sơ cấp lớn hơn số vòng dây của cuộn thứ cấp. Máy biến áp này có tác dụng A. tăng điện áp, giảm cƣờng độ dòng điện.

B. tăng cƣờng độ dòng điện, giảm điện áp C. giảm điện áp và cƣờng độ dòng điện.

D. tăng điện áp và cƣờng độ dòng điện.

Câu 15: Muốn làm giảm hao phí do tỏa nhiệt của dòng Fucô gây trên khối kim loại ngƣời ta thƣờng A. đúc khối kim loại không có phần rỗng bên trong.

B. chia khối kim loại thành nhiều là kim loại mỏng ghép cách điện nhau.

C. tăng độ dẫn điện cho khối kim loại.

D. sơn phủ lên khối kim loại một lớp sơn cách điện.

Câu 16: Máy biến áp đƣợc dùng để A. biến đổi cƣờng độ của dòng điện xoay chiều.

B. biến đổi tần số của dòng điện xoay chiều.

PL4

C. biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều.

D. biến đổi điện công suất của dòng điện xoay chiều.

Câu 17: Dòng Fucô xuất hiện trong A. ấm siêu tốc.

B. bếp từ.

C. bàn là điện.

D. bóng đèn sợi đốt.

Câu 18: Khi nói về ƣu điểm của nồi cơm điện cao tần, câu nào sau đây là đúng?

A. Giá thành rẻ, nấu cơm ngon. nhanh.

B. Nhiều tính năng sử dụng, nấu cơm

C. Nấu cơm ngon, tiết kiệm năng lƣợng.

D. Giá thành rẻ, nhiều tính năng sử

dụng.

Câu 19: Để có thể sử dụng sạc không dây thì vỏ điện thoại (mặt sau) phải làm từ vật liệu gì?

A. Nhựa (dày) hoặc kính.

B. Nhựa (dày) hoặc kim loại.

C. Kính hoặc kim loại.

D. Kính hoặc nhựa (mỏng).

Câu 20: Một khung dây tròn, phẳng của dynamo xe đạp WANYI gồm 1200 vòng, đƣờng kính mỗi vòng là d = 10 cm, quay trong từ trƣờng đều quanh trục đi qua tâm và nằm trong mặt phẳng khung dây. Khung dây quay từ vị trí ban đầu có mặt phẳng khung vuông góc với đƣờng sức từ đến vị trí cuối có mặt phẳng khung song song với đƣờng sức từ mất khoảng thời gian là 0,05 s. Cảm ứng từ của từ trƣờng là B = 0,05 T. Suất điện động suất hiện trong cuộn dây của dynamo là A. 3,75 V.

B. 37,7 V.

C. 9,42 V.

D. 4,25 V.

Câu 21: Bộ phận chính của máy phát điện xoay chiều một pha gồm có A. phần cảm là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu, phần ứng là những cuộn dây.

B. phần tĩnh là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu, phần động là những cuộn dây.

PL5

C. phần động là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu, phần tĩnh là những cuộn dây.

D. phần ứng là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu, phần cảm là những cuộn dây.

Câu 22: Một chiếc iPhone X có dung lƣợng pin khi đƣợc sạc đầy là 1.440 mAh, tƣơng ứng với 5,45 Wh. Nếu mỗi ngày thực hiện một lần sạc từ lúc pin hoàn toàn cạn, tính ra trong 1 năm (365 ngày) ta phải trả hết bao nhiêu tiền điện? (Biết giá điện hiện nay là 2700 đồng/kWh) A. 14715 đồng.

B. 32000 đồng.

C. 5371 đồng.

D. 2700 đồng.

Câu 23: Ứng dụng nào sau đây không liên quan đến dòng Fu-cô?

A. đèn hình TV.

B. phanh điện từ.

C. nấu chảy kim loại.

D. lõi máy biến thế.

Câu 24: Máy dò kim loại hoạt động dựa trên hiện tƣợng A. tự cảm.

B. cảm ứng điện từ.

C. dòng điện Fu-cô.

D. lực từ.

Câu 25: Nguyên tắc của việc làm nóng ở nồi cơm điện cao tần là A. sử dụng điện trƣờng.

B. sử dụng dòng Fu-cô.

C. sử dụng tia lửa điện.

D. sử dụng dây điện trở.

Câu 26: Cấu tạo cơ bản của bộ sạc không dây gồm A. hai cuộn dây, một cuộn thu và một cuộn phát. B. pin, dây cáp sạc.

D. nam châm, dây điện, pin.

C. củ sạc, dây sạc.

Câu 27: Lõi thép của máy biến áp đƣợc tạo bởi nhiều lá thép mỏng ghép cách điện với nhau là để A. xuất hiện dòng Fu-cô

B. tăng cƣờng dòng Fu-cô.

C. làm mất dòng Fu-cô.

D. hạn chế dòng Fu-cô.

Câu 28: Bếp từ FASTER FS 712I công suất định mức là 2100W, đun sôi 1,8 lít nƣớc từ 200C. Biết nhiệt dung riêng của nƣớc 4200J/kg. Nhiệt lƣợng do dòng Fu-cô tỏa ra để đun nóng nƣớc là A. 302,4 kJ.

B. 604,8 kJ.

C. 1209,6 kJ.

Câu 29: Dynamo xe đạp hoạt động dựa trên hiện tƣợng

D. 151,2 kJ.

PL6

A. phóng điện trong khí trơ.

B. đoản mạch.

C. tự cảm.

D. cảm ứng điện từ.

Câu 30: Dòng điện sinh ra trong đáy nồi là A. dòng các nguyên tử kim loại chuyển động có hƣớng trong đáy nồi.

B. dòng điện chạy trong dây dẫn nối vào bếp từ.

C. dòng các electron chuyển động có trật tự trong đáy nồi.

D. dòng điện cảm ứng xuất hiện ở đáy nồi.

----------- HẾT ---------ĐÁP ÁN Câu

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Đ/án

D

D

D

C

B

A

D

B

B

C

A

A

C

B

B

Câu

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Đ/án

C

B

C

D

C

A

C

A

B

B

A

D

B

D

D

PL7

PHỤ LỤC 2: ĐỀ KIỂM TRA TỰ LUẬN 90 PHÚT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÌNH ĐỊNH

ĐỀ KIỂM TRA CHƢƠNG 5

TRƢỜNG THPT TRẦN QUANG DIỆU

THEO HƢỚNG TIẾP CẬN PISA

ĐỀ CHÍNH THỨC

Môn: Vật lý. Lớp: 11.

Thời gian làm bài: 90 phút.

Họ tên học sinh: .............................................................................. Lớp: .................

BÀI 1: BẾP TỪ Ngày nay công nghệ ngày càng phát triển hiện đại, những dụng cụ thiết bị trong gia đình nhờ đó mà ngày càng đƣợc cải tiến và nâng cao. Trên thị trƣờng hiện nay bếp từ là loại bếp đƣợc sử dụng khá phổ biến bởi những tính năng thông minh có thể thay thế bếp ga đã không còn an toàn nhƣ xƣa. Các vụ nổ ga nghiêm trọng liên tiếp xảy ra những năm gần đây khiến nhiều ngƣời dùng đổ xô đi sắm bếp từ.

Với những ƣu điểm tuyệt vời của bếp từ nhƣ hiệu suất cao, ít hao tốn điện và trên hết là nấu ăn không khói lửa, an toàn khi sử dụng. Thành phần quan trọng nhất trong của bếp từ là mạch công suất và cuộn cảm . Các loại nồi có thể sử dụng là các loại nồi làm bằng vật liệu sắt, thép, nhôm. Bếp từ là một trong những ứng dụng tuyệt vời của hiện tƣợng cảm ứng điện từ (http://beptunhapkhau.com/bep-tu-hoat-dong-nhu-the-nao)

PL8

Câu 1: Dựa vào hình ảnh hãy nêu cấu tạo của bếp từ? (NL vận dụng KT vào thực tiễn- mức độ quan sát, phân tích) ……………………………………………………………………………………………………………… ………….…………………………………………………………………………………………………… …………………….…………………………………………………………………………………………

Câu 2: Bếp có một cuộn dây để tạo nên từ trƣờng biến thiên. Hãy giải thích nguyên lí hoạt động của bếp từ? ?(NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức phân tích) ……………………………………………………………………………………………………………… ………….…………………………………………………………………………………………………… ………………………………….……………………………………………………………………………

Câu 3: Tại sao khi mua bếp từ lại phải kèm theo nồi làm bằng vật liệu nhiễm từ? (NL vận dụng KT vào đời sống – mức giải thích) ……………………………………………………………………………………………………………… ………….…………………………………………………………………………………………………… ……………………….………………………………………………………………………………………

Câu 4: Vậy tại sao đáy nồi lại sinh ra nhiệt đƣợc? (NL vận dụng KT vào đời sống – mức giải thích) ……………………………………………………………………………………………………………… ………….……………………………………………………………………………………………………

Câu 5: Nhiệt lƣợng của đáy nồi sinh ra nhiều hay ít phụ thuộc vào những yếu tố nào? ?(NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức phân tích ) ……………………………………………………………………………………………………………… ………….…………………………………………………………………………………………………… ……………………….………………………………………………………………………………………

Câu 6: Với nguyên lí cấu tạo trên, trong thực tế em hãy nêu một số ƣu và nhƣợc điểm về vấn đề sử dụng bếp từ? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ liên hệ, so sánh, kỹ năng tìm kiếm thông tin) ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

Câu 7: Ngƣời ta dùng 1 bếp điện để đun nƣớc trong ấm biết nhiệt lƣợng do bếp cung cấp cho nƣớc khi đun là không đổi, nhiệt độ ban đầu của nƣớc là 25 độ C. Thời gian từ lúc bắt đầu đun cho đến khi sôi là 15 phút. Khi nƣớc bắt đầu sôi thì ngừng đun nƣớc.

PL9

Sau khi ngừng đun đƣợc 10 phút thì nhiệt độ của nƣớc trong ấm là 80 độ C. Cho rằng khi đun và để nguội, nhiệt lƣợng tỏa ra môi trƣờng trong 1 đơn vị thời gian là không đổi. Tìm hiệu suất nhiệt của bếp khi đun nƣớc? (NL tính toán) ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

BÀI 2: CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY Chúng ta đã bắt đầu bƣớc vào cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Là thời đại đỉnh cao của kĩ thuật và công nghệ. Rõ hơn hết là thời đại thiết bị thông minh bùng nổ.

Cùng với đó việc nạp năng lƣợng cho các thiết bị này là không thể thiếu. Việc nạp năng lƣợng qua adapter hay cổng USB máy tính vẫn là phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến hiện nay, nhƣng sự ra đời của sạc không dây đã báo hiệu một kỷ nguyên mới.

Công nghệ sạc không dây đã đạt bƣớc tiến lớn khi song hành cùng ngành công nghiệp di động, mang lại nhiều giá trị đích thực cho con ngƣời ở thời đại đang phát triển ở đỉnh cao này.

Câu 1: Cho biết bộ sạc không dây hoạt động dựa trên hiện tƣợng nào? (Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn –mức giải thích) ………………………………………………………………………………………………………………

Câu 2: Phát biểu hiện tƣợng đó? ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

Câu 3: Dựa vào hình, hãy cho biết bộ sạc không dây hoạt động nhƣ thế nào?

(NL tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên – mức độ quan sát, phân tích)

PL10

……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

Câu 4: Nêu ƣu, nhƣợc điểm của bộ sạc không dây? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ liên hệ, so sánh, kỹ năng tìm kiếm thông tin) ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

Câu 5: Bộ sạc không dây có thực sự an toàn cho ngƣời dùng hay không? Vì sao? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

BÀI 3: PHANH ĐIỆN TỪ Hiện nay, phanh tay điện tử đang dần đƣợc áp dụng rộng rãi trên hầu hết các dòng xe, đặc biệt là các dòng xe cao cấp.Theo đó, phanh (thắng) tay truyền thống trên xe hơi đang lùi vào dĩ vãng, nhƣờng đƣờng cho phanh điện tử ngày càng thông dụng.Câu hỏi đặt ra là phanh điện tử có tốt hơn phanh tay? Thực tế là hơn rất nhiều.

Phanh điện tử hoạt động nhờ hai môtơ nhỏ gắn với phanh sau. Thao tác dùng ít lực hơn và không cần điều chỉnh nhƣ phanh truyền thống, đồng thời giúp giải phóng không gian cabin, đặc biệt khu vực trung tâm nơi thƣờng đặt phanh tay.

Hầu hết phanh điện tử sẽ tự giải phóng khi xe chuyển động, ngoài ra có thêm tính năng tự phanh khi đỗ xe trên dốc. Nói chung, phanh tay điện tử có nhiều tính năng ƣu việt hơn phanh tay thông thƣờng, giúp hạn chế tối đa rủi ro và thiệt hại không đáng có. Tất nhiên, không thể phủ nhận vai trò của phanh tay trong lịch sử xe hơi. Tại thị trƣờng mới nổi, nơi xe đắt tiền còn là mặt hàng xa xỉ, phanh tay vẫn là lựa chọn của nhà sản xuất bởi chi phí thấp, và quá trình sản xuất không phức tạp nhƣ phanh điện tử.

Hệ thống phanh điện từ đƣợc mô phỏng đơn giản qua mô hình sau:

PL11

Câu 1: Dựa vào hình vẽ hãy mô tả các vật dụng có trong phanh điện từ và mô tả nguyên lí hoạt động của nó? (NL tìm tòi và khám phá khoa học tự nhiên dưới góc độ VL – mức độ dự đoán, phân tích) ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

Câu 2: Điều kiện để xuất hiện dòng điện Fu - cô là gì? (NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn – mức độ hiểu) ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

Câu 3: Em hãy kể tên một số ứng dụng thực tế về phanh điện từ? (NL vận dụng KT vào đời sống – mức hiểu biết) ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

Câu 4: Có một ý kiến cho rằng : Trinh cho biết với những kiến thức học đƣợc trên lớp, bạn hiểu rằng để làm giảm tốc độ chuyển động của một chi tiết cơ học, ngƣời ta dùng lực ma sát giữa một chi tiết đứng yên so với chi tiết chuyển động (các loại phanh đƣợc trang bị trên ôtô, gắn máy hiện nay).“Tuy nhiên, lực ma sát dễ sinh ra nhiệt, dễ làm hƣ hỏng các chi tiết ma sát với nhau. Để tránh nhƣợc điểm này, mình thử dùng lực điện từ để thay thế một phần hoặc hoàn toàn cho lực ma sát”.Theo bạn ý kiến

PL12

của Trinh là đúng hay sai và tại sao? .(NL vận dụng kiến thức thực tiễn – mức độ quan sát, phân tích) ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

BÀI 4: TÀU ĐỆM ĐIỆN TỪ Trong các kiểu đoàn tàu kỹ thuật cao, đoàn tàu chạy trên đệm từ có thể là một loại phƣơng tiện giao thông lý tƣởng nhất. Loại tàu này khi vận hành khác với các tàu khác không chạy bám vào đƣờng ray, mà theo hình thức nổi, bay là là trên mặt đƣờng ray. Nó không những có tốc độ nhanh mà còn an toàn, ổn định, không rung động, không ô nhiễm và tiết kiệm nguồn năng lƣợng. Hiện nay, con tàu nắm giữ kỷ lục tốc độ là JR Central's L0 của Nhật Bản, với tốc độ tối đa 603 km/h.

Câu 1: Trình bày nguyên lý hoạt động cơ bản của tàu đệm điện từ. (NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn mức độ phân tích). ………………………………………………………………………………………………………………

Câu 2: Giải thích vì sao tàu đệm điện từ có thể chạy rất nhanh với vận tốc tới 603 km/h? (NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn mức độ giải thích).

PL13

………………………………………………………………………………………………………………

Câu 3: So sánh ƣu nhƣợc điểm của tàu đệm từ với các phƣơng tiện giao thông đƣờng bộ khác? (NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn mức độ thông hiểu). ………………………………………………………………………………………………………………

Câu 4: Trong thực tế trên thân tàu không hề lắp đặt nam châm, liệu cơ chế nâng có chính xác? (NL vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề thực tiễn mức độ suy luận) ………………………………………………………………………………………………………………

ĐÁP ÁN VÀ MÃ HÓA (XEM PHỤ LỤC 4)

PL14

PHỤ LỤC 3: CÁC PHIẾU HỌC TẬP PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của dynamo xe đạp 1. Cấu tạo: ………………………………………………………………………….

2. Nguyên tắc hoạt động: …………………………………………………………...

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 BÀI TỪ THÔNG-CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ( tiết 2) Họ và tên tổ viên:……………………………..………Lớp:……………

TÌM HIỂU VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG Từ TN thực tế, quan sát và nhận xét chiều dịch chuyển của nam châm (ống dây đứng yên) Nhận xét chiều lệch kim điện kế trong hai trƣờng hợp khi đƣa nam châm lại gần ống dây và đƣa nam châm ra xa ống dây? …………………………………………………………………………………

Quan sát TN ảo sau: Trả lời câu hỏi sau:

+ Nêu hƣớng từ trƣờng ban đầu do nam châm sinh ra theo hình vẽ? + Nhận xét từ thông qua ống dây tăng hay giảm? + Quan sát chiều của kim điện kế từ đó nhận xét chiều dòng điện cảm ứng chạy qua ống? + Xác định hƣớng của từ trƣờng gây bởi dòng điện cảm ứng ? + Nhận xét : …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… + Kết luận: Khi  = ……. Suy ra BC …… B ; Khi  = ……. Suy ra BC …… B * Định luật Lenxơ: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trƣờng cảm ứng có tác dụng………….sự biến thiên của ………….. qua

PL15

mạch kín.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4 BÀI TỪ THÔNG-CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ( tiết 2) Họ và tên tổ viên:……………………………..………Lớp:……………

TÌM HIỂU VỀ DÒNG ĐIỆN FU-CÔ Từ TN thực tế, quan sát và nhận xét chuyển động của miếng kim loại ngoài không khí và trong từ trƣờng giữa hai cực nam châm.

H1: So sánh thời gian chuyển động của miếng kim loại khi chƣa có dòng điện đi vào nam châm và khi cho dòng điện đi vào nam châm? ………………………………………………………………………………………

H2: So sánh thời gian chuyển động của miếng kim loại khi chƣa có dòng điện đi vào nam châm và khi cho dòng điện đi vào nam châm? ………………………………………………………………………………………

H3: Quan sát thí nghiệm và rút ra nhận xét về thời gian chuyển động của miếng kim loại đặc và xẻ rãnh trong từ trƣờng giữa hai cực nam châm. Nhận xét ………………………………………………………………………………………

Kết luận: 1. Thế nào là dòng điện Fu-cô? ………………………………………………………………………………………

2. Đặc tính của dòng điện Fu-cô ………………………………………………………………………………………

3. Biện pháp làm giảm dòng điện Fu-cô ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………

PL16

PL17

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5 BÀI TỪ THÔNG-CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ (tiết 2) Họ và tên tổ viên:………………………………………Lớp:……………

VẬN DỤNG- CỦNG CỐ Câu 1. Cho HS quan sát thí nghiệm về chuyển động của 2 tấm kim loại kích thƣớc giống nhau nhƣng có một tấm khoét rãnh trong từ trƣờng.

Câu 1.1. Quan sát thí nghiệm và rút ra nhận xét về thời gian chuyển động của hai tấm kim loại trong hai trƣờng hợp và giải thích tại sao? …………………………………………………………………………………………

Câu 1.2. Hãy quan sát các lõi của máy điện và các động cơ điện cụ thể nhƣ quạt máy, máy bơm nƣớc, máy biến áp hãy cho biết đặc điểm chung về cấu tạo của lõi? Giải thích vì sao? …………………………………………………………………………………………

Câu 2. Quan sát hình ảnh phanh điện từ trên xe

Tìm hiểu về hệ thống phanh điện từ trên xe ô tô, tàu hỏa và nêu tên các chi tiết cấu tạo của hệ thống phanh điện từ. Từ đó hãy cho biết nguyên tắc hoạt động của phanh điện từ và bộ phận quan trọng nhất của phanh điện từ là gì ? …………………………………………………………………………………………

Câu 3. Hãy đề xuất thiết kế sản phẩm đơn giản để làm hãm tốc độ chuyển động của động cơ, từ đó nêu đƣợc giải pháp để khắc phục những sự cố khi sản phẩm hoạt động? …………………………………………………………………………………………

PL18

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 6 TÌNH HUỐNG: BẾP TỪ Ngày nay công nghệ ngày càng phát triển hiện đại, những dụng cụ thiết bị trong gia đình nhờ đó mà ngày càng đƣợc cải tiến và nâng cao. Bếp từ đƣợc coi là một bƣớc ngoặt quan trọng . Không chỉ đƣợc sủ dụng ngày càng phổ biến, nó còn đƣợc xếp vào các thiết bị an toàn và nên sử dụng.

Thành phần quan trọng nhất trong của bếp từ là mạch công suất và cuộn cảm .

Các loại nồi có thể sử dụng là các loại nồi làm bằng vật liệu sắt, thép, nhôm. Bếp hoạt động dựa trên hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Hiệu suất sử dụng của bếp rất cao 90% có thể điều chỉnh mức độ.

Câu 1: Bếp có một cuộn dây để tạo nên từ trường biến thiên. Hãy giải thích nguyên lí hoạt động của bếp từ. ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………

Câu 2 : Tại sao khi mua bếp từ lại phải kèm theo nồi ? ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………

Câu 3 :Cấu tạo của nồi dùng để nấu ăn khi ta sử dụng bếp từ có cấu tạo đáy khá dày gồm 5 lớp như hình vẽ.

PL19

………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………

Câu 4: Nhiệt lượng sinh ra ít nhiều sẽ phụ thuộc vào các yếu tố nào ? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………

Câu 5 : Hãy cho biết ưu, nhược điểm của bếp từ mà em thấy? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 7 Bếp từ FASTER MC 200i công suất định mức là 2100W, đun sôi 2 lít nước từ 20 độ C đến 95 độ C trong vòng 5,3 phút biết nhiệt dung riêng của nước 4200J/kg. a. Tính nhiệt lƣợng do dòng Fuco tỏa ra để đun nóng nƣớc ? b.Tính hiệu suất của bếp từ c.Nếu hằng ngày, sử dụng bếp từ để nấu 6 lít nƣớc thì số tiền điện phải trả cho việc sử dụng bếp từ trong 30 ngày là bao nhiêu ( biết mức giá bán lẻ bình quân là 1.622 đồng / Kwh) ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Đáp án : Nhiệt lƣợng do dòng Fu-cô tỏa ra để đun nƣớc nóng là

Q  m.c.t = 2.4200.75 = 630 KJ Nhiệt lƣợng thực tế : H = 95% , Qthực tế = Q. H= 630 . 95% = 598,5 KJ Số tiền điện tối đa phải trả là : A = P.t = 2100 .

5,3 .3 .30= 16695 W.h= 16,695 KW.h 60

T = 16,695 . 1662 = 27747,09 ( đồng )

PL20

PHỤ LỤC 4: CÁC TÌNH HUỐNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƢƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ TÌNH HUỐNG 5: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA – QUẠT ĐIỆN Ngày nay công nghệ ngày càng phát triển hiện đại, những dụng cụ thiết bị trong gia đình nhờ đó mà ngày càng đƣợc cải tiến và nâng cao. Quạt điện là một trong những thiết bị ra đời sớm từ thế kỷ 19 và đƣợc phát triển cho đến ngày nay. Không chỉ đƣợc sử dụng ngày càng phổ biến, nó còn đƣợc xếp vào các thiết bị an toàn và nên sử dụng.

Xem video sau: https://www.youtube.com/watch?v=Tt6mcsh1tKc https://www.youtube.com/watch?v=AEakJbPackc

PL21

Câu 5.1: Từ trƣờng quay là gì? Sự quay đồng bộ là gì? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Trả lời: Khi một nam châm quay quanh một trục, từ trƣờng do nam châm gây ra có các đƣờng sức từ quay trong không gian. Đó là từ trƣờng quay.

Nếu đặt giữa hai cực của một nam châm hình chữ U một kim nam châm và quay đều nam châm chữ U thì kim nam châm quay theo với cùng tốc độ góc. Ta nói kim nam châm quay đồng bộ với từ trƣờng.  Mã hóa 0, 1, 9 Câu 5.2: Giải thích về sự quay không đồng bộ? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Trả lời: Thay kim nam châm bằng một khung dây dẫn kín. Khung dây có thể quay quanh một trục trùng với trục quay của nam châm. Nếu quay đều nam châm ta thấy nam châm quay theo cùng chiều, đến một lúc nào đấy khung dây cũng quay đều nhƣng với tốc độ góc nhỏ hơn tốc độ góc của nam châm. Do khung dây và từ trƣờng quay với tốc độ khác nhau, nên ta nói chúng quay không đồng bộ với nhau.

Từ trƣờng quay làm từ thông qua khung dây biến thiên, trong khung dây xuất hiện một dòng điện cảm ứng. Cũng chính từ trƣờng quay này tác dụng lên dòng điện trong khung dây một momen lực làm khung dây quay.

Theo định luật Lenxơ, khung dây quay theo chiều quay của từ trƣờng để làm giảm tốc độ biến thiên của từ thông qua khung  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 5.3: Dựa vào hình ảnh trên, hãy nêu các bộ phân của quạt điện? (NL tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên – mức độ quan sát, phân tích) Trả lời: Về cơ bản, một chiếc quạt điện cơ thông thƣờng sẽ gồm các bộ phận sau: Cánh quạt, lồng quạt, động cơ quạt, thân quạt, đế quạt.

PL22

Động cơ quạt: động cơ quạt là động cơ không đồng bộ một pha, hoạt động dựa trên hiện tƣợng cảm ứng điện từ và tác dụng của từ trƣờng quay. Chiếc quạt đƣợc coi là chất lƣợng tốt nếu nhƣ có độ rung, tiếng động yếu và ít tạo ra sức nóng.

Cánh quạt: là bộ phận trực tiếp tạo ra gió. Thông qua tác động quay của động cơ làm cánh quạt chuyển động, sự chuyển động này tạo nên sự chênh lệch áp suất giữa phía trƣớc sau và từ đó tạo nên gió.

Thân quạt: Thân quạt là phần đỡ động cơ và cánh quạt giúp cho quạt đứng đƣợc đúng vị trí khi hoạt động.

Lồng quạt: là bộ phận đơn giản nhất của quạt nhƣng lại có ý nghĩa quan trọng có tác dụng bảo vệ tránh nguy hiểm tới ngƣời sử dụng quạt, tránh những va chạm giữa quạt với ngƣời sử dụng.  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 5.4: Nêu cấu tạo của động cơ không đồng bộ một pha? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Trả lời: 1. Stato - Lõi thép: đƣợc ép trong vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ. Lõi thép stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện đƣợc dập rãnh bên trong ghép lại với nhau tạo thành các rãnh. Mỗi lá thép kỹ thuật đều đƣợc phủ sơn cách điện để giảm hao tổn do dòng xoáy gây nên.

- Dây quấn: đƣợc làm bằng dây đồng bọc cách điện, đặt trong rãnh của lõi thép - Vỏ máy: đƣợc làm bằng gang hoặc nhôm để cố định máy trên bệ và lõi thép.

Còn có nắp máy và bạc đạn…

2. Roto - Lõi thép: lá thép đƣợc dùng nhƣ stato. Lõi thép đƣợc ép trực tiếp lên lõi máy hoặc lên giá roto của máy.

- Roto: roto lồng sóc và roto dây quấn.  Mã hóa 0, 1, 9

PL23

Câu 5.5: Tại sao roto có lõi thép hình trụ lại đƣợc tạo bởi nhiều lá thép mỏng ghép cách điện với nhau và lồng với kim loại? (NL vận dụng kiến thức vào TT –mức giải thích) Khi có dòng điện chạy trong cuộn dây sẽ sinh ra một từ trƣờng biến đổi, từ trƣờng này sinh ra trong lõi thép dòng điện Fucô Dòng điện Fucô luôn sinh ra một từ trƣờng ngƣợc chống lại nguyên nhân gây ra nó, đồng thời năng lƣợng của các dòng Fucô bị chuyển hóa thành nhiệt làm máy nhanh bị nóng. Do các nguyên nhân đó một phần năng lƣợng bị hao phí và làm tốc độ quay của quạt. Để hạn chế dòng Fucô phải tìm cách làm tăng điện trở của các lõi sắt.

Do đó, lõi sắt đƣợc dùng bằng nhiếu lá sắt mỏng, sơn cách điện ghép lại với nhau sao cho tạo thành các lát cắt song song với chiều của từ trƣờng. Vì các lá thép lõi sắt có kích thƣớc nhỏ, do đó có điện trở lớn. Dòng điện Fucô sẽ chỉ chạy trong từng lá mỏng. nên cƣờng độ dòng điện Fucô trong các lá đó giảm đi.

Khoảng cách giữa các lá thép phải kín, không có không khí lọt vào để đảm bảo hiệu quả tối đa dẫn từ. Đồng thời khôgn phát sinh tiếng kêu do các lá thép rung đập vào nhau.  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 5.6: Đề suất các phƣơng pháp để thay đổi tốc độ quạt. (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Trả lời: để thay đổi tốc độ quạt, ngƣơi ta thuong sử dụng bằng các cách sau: - Thay đổi số vòng dây đề, cách tốt nhất là chuyển đề qua chạy để quạt đƣợc bền hơn.

- Thay đổi điện áp nhƣ quạt trần là giảm điện áp 220v - 200v - 180v, .. bằng biến áp - Dùng mạch điều tốc Dimmer sử dụng biến trở, cầu Điốt, điện trở phân cực, Moffet  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 5.7: Chế tạo một Dimmer đơn giản từ biến trở, cầu Điốt, điện trở phân cực, Moffet (NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn – mức độ cao) Xem video hướng dẫn sau: https://www.youtube.com/watch?v=FyxmHjFhOjM

PL24

TÌNH HUỐNG 6: NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Điện năng là một dạng năng lƣợng rất quen thuộc với chúng ta. Điện năng gắn liền với cuộc sống hiện đại. Mặt khác, nguồn điện mà chúng ta đang sử dụng đƣợc lấy từ lƣới điện quốc gia. Mà nguồn điện đó đƣợc tạo ra nhƣ thế nào? Để trả lời cho câu hỏi đó ta sẽ cùng tìm hiểu về Nhà máy thủy điện Xem video sau: https://www.youtube.com/watch?v=_2qAHTPoqUk

Câu 6.1: Cấu tạo của nhà máy thủy điện? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Trả lời: 1. Đập (Dam)– Hầu hết các nhà máy thủy điện dựa vào một con đập chứa nƣớc lại, tạo ra một hồ chứa lớn. Thông thƣờng, hồ chứa này đƣợc sử dụng nhƣ một hồ giải trí nhƣ hồ Roosevelt tại đập Grand Coulee tại tiểu bang Washington.

2. Ống dẫn nƣớc (Penstock)– Cửa trên đập mở và lực hấp dẫn đẩy nƣớc chảy qua các đƣờng ống chịu áp. Đƣờng ống dẫn nƣớc đến tuabin. Nƣớc làm tăng dần áp lực khi nó chảy qua đƣờng ống này.

3. Tua bin (Turbine) – Nƣớc hƣớng về và làm quay các cánh lớn của tuabin, tuabin này gắn liền với máy phát điện ở phía trên nó nhờ một trục. Loại phổ biến nhất của tua bin dùng cho nhà máy thủy điện là Turbine Francis, trông nó giống nhƣ một đĩa lớn có những cánh cong. Một tua bin có thể cân nặng khoảng 172 tấn và quay với tốc độ 90 vòng mỗi phút .

PL25

4. Máy phát điện (generator) – Khi các cánh tua-bin quay, một loạt các nam châm trong các máy phát điện cũng quay theo. Những nam châm khổng lồ này quay quanh cuộn dây đồng, sản sinh ra dòng điện xoay chiều (AC).

5. Biến áp (Transformer)– Máy biến áp đƣợc đặt bên trong nhà máy điện tạo ra dòng điện xoay chiều AC và chuyển đổi nó thành dòng điện có điện áp cao hơn.

6. Đƣờng dây điện (Power Lines) – Trong mỗi nhà máy điện có đến bốn dây : ba dây pha của năng lƣợng điện đƣợc sản xuất đồng thời với một dây trung tính.

7. Cống xả (Outflow) – Đƣa nƣớc chảy qua các đƣờng ống – gọi là kênh , và chảy vào hạ lƣu sông .  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 6.2: Nguyên tắc hoạt động của nhà máy thủy điện? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) * Nguyên lý đơn giản nhất của tất cả các dạng thủy điện từ lớn đến nhỏ đều giống nhau: – Dƣới tác dụng của trọng lực, nƣớc đổ từ trên cao xuống thấp (thế năng) sẽ làm quay các lƣỡi turbin.

– Các lƣỡi turbin này đƣợc kết nối với một bộ máy phát điện – Điện tạo ra từ các turbin quay đƣợc đƣa qua trạm biến thế và kết nối vào mạng lƣới phân phối điện.  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 6.3: Ƣu và nhƣợc điểm của nhà máy thủy điện? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Trả lời: Ƣu điểm – Không thải ra các khí, hóa chất độc và khí nhà kính – Có tầm hoạt động rộng, chỉ cần một lƣợng mƣa nhất định và dòng chảy ổn định của sông ngòi – Các trạm thủy điện nhỏ và cực nhỏ có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu điện năng tại các vùng xa với mức tác động lên môi trƣờng rất nhỏ.

– Thủy năng là nguồn năng lƣợng luôn rất dồi dào và đáng tin cậy – Chi phí lắp đặt và giá thành hợp lý

PL26

– Ngoài khả năng sản xuất thủy năng còn có vai trò quan trọng trong việc quản lý nguồn nƣớc, kiểm soát lũ lụt …

Nhƣợc điểm Mặc dù, thủy điện đƣợc xem là nguồn năng lƣợng sạch và tái tạo, việc phát triển các nhà máy thủy điện có thể gây ra các tác động lớn về môi trƣờng nhƣ: + Việc xây dựng hồ trữ làm thay đổi cảnh quan thiên nhiên + Việc thay đổi dòng chảy của sông dẫn tới sự thay đổi môi trƣờng sống của cá + Gây ra các đoạn sông chết từ sau đập đến nhà máy và làm giảm lƣợng phù sa ở hạ lƣu.  Mã hóa 0, 1, 9 Câu 6.4: Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Trả lời: Cấu tạo: Phần cảm quay, phần ứng cố định. Roto là nam châm, thƣờng là nam châm điện đƣợc nuôi bởi dòng điện 1 chiều; stato 3 cuộn dây riêng rẽ, xếp thành một vòng tròn và đặt lệch nhau 1200. Các cuộn dây của roto cũng có lõi sắt và xếp thành vòng tròn, quay quanh trục qua tâm vòng tròn.

Hoạt động: Khi roto quay đều, các suất điện động cảm ứng xuất hiện trong ba cuộn dây có cùng biên độ, cùng tần số nhƣng lệch nhau về pha là

.

 Mã hóa 0, 1, 9 TÌNH HUỐNG 7: CÔNG TƠ ĐIỆN 1 PHA. Công tơ điện hay còn đƣợc nhiều ngƣời gọi là đồng hồ đo điện là thiết bị thống kê điện năng tiêu thụ của các thiết bị điện lắp đặt phía sau công tơ điện trên cùng đƣờng dây tải điện . Có các loại công tơ điện nhƣ công tơ điện 1 pha 2 dây , công tơ điện 3 pha, hoặc chia theo kiểu đo nhƣ công tơ điện tử , công tơ điện cơ ...

Câu 7.1: Nêu công dụng và phân tích cấu tạo của công tơ điện? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – quan sát, phân tích, tổng hợp ) Công dụng: Công tơ điện dùng để đo lƣợng điện tiêu thụ, thƣờng bằng ampe giờ, kilô ampe giờ,..(công tơ số lƣợng), hoặc năng lƣợng tiêu thụ bằng oát giờ, hectô oát giờ, kilô oát giờ, kilôvôn ampe giờ (công tơ năng lƣợng có khi gọi là công tơ công

PL27

xuất). Khi cƣờng độ không thay đổi, công tơ số lƣợng có thể đƣợc đo bằng oát giờ hoặc một trong các bội số oát giờ.

Cấu tạo:

Cuộn điện áp: đƣợc mắc song song với phụ tải, cuộn này có số vòng dây nhiều, tiết diện nhỏ.

Cuộn dòng điện: đƣợc mắc nối tiếp với phụ tải, cuộn này có số vòng dây ít, tiết diện dây lớn. Đĩa nhôm: đƣợc gắn lên trục, tỳ vào trụ có thể quay tự do giữa hai cuộn dây và quay tự do giữa khe hở và của nam châm vĩnh cửu.

Hộp số cơ khí: để hiển thị số vòng dây của đĩa nhôm nó đƣợc gắn với trục của đĩa nhôm  Mã hóa 0,1,2,9 Câu 7.2: Cho biết ý nghĩa của các thông số trên công tơ điện 1 pha 2 dây?

(NL vận dụng KT vào thực tiễn –quan sát, liên hệ, mức độ phân tích)

Trả lời Ý nghĩa các thông số

PL28



220V: điện áp định mức của công tơ

 10(40)A: Dòng điện định mức của công tơ là 10A. Có thể sử dụng quá tải đến 40A mà vẫn đảm bảo độ chính xác. Nếu sử dụng quá 40A thì công tơ chạy không đảm bảo chính xác và có thể hỏng. Các dòng điện 5(20)A, 20(80)A, 40(120)A cũng tƣơng tự  450 vòng/kWh: Đĩa công tơ quay 450 vòng thì đƣợc 1 kWh. 900 vòng/kWh, 225 vòng/kWh cũng tƣơng tự  Cấp 2: Cấp chính xác của công tơ. Sai số 2% toàn dải đo. Tƣơng tự cho cấp 1, cấp 0.5. (Cấp càng nhỏ càng chính xác) 

50Hz: Tần số lƣới điện

Mã hóa 0,1,2,9 Câu 7.3: Nêu nguyên tắc hoạt động của công tơ điện 1 pha? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức phân tích ) Trả lời 

Khi có dòng điện chạy trên phụ tải tức là khi có diện năng đƣợc tiêu thụ

thì các bộ phận của công tơ điện bắt đầu làm việc của nó đó là tại ngay cuộn vòng mà dòng đi điện qua sẽ tạo ra một luồng từ thông bên dƣới đĩa nhôm có gắn trục rơ le liên kết với dãy số hiển thị cơ khí . Cùng lúc đó dòng điện cũng tạo ra hai luồng từ thông trên cuộn áp trong đó có một luồng từ thôn tác động trực tiếp lên trên đĩa nhôm . Dƣới sự tác động của 2 luồng từ thông trên nó sẽ tạo ra momen làm cho đĩa nhôm quay trong nam châm vĩnh cửu . Vì nó quay trong nam châm vĩnh của nên sẽ bị tạo ra một luồng momen cản làm cân bằng vòng quay từ đó cho ra chỉ số điện năng tiêu thụ dựa vào các vòng quay của đĩa nhôm . Khi đĩa nhôm quay sẽ làm trục số nhảy từ đó hiển thị lên mặt chỉ số điện năng tiêu thụ của phụ tải .  Mã hóa 0,1,2,9 Câu 7.4: Nêu cách đọc chỉ số công tơ điện 1 pha?Hãy đọc chỉ số công tơ điện sau? (NL vận dụng KT vào thực tiễn, đời sống –liên hệ, phân tích ).

PL29

Công tơ 1 pha có 6 chữ số. 5 chữ số màu đen và 1 chữ số cuối cùng màu đỏ.

Chữ số màu đỏ có giá trị 1/10kWh. Còn các chữ số màu đen ghép lại có giá trị từ 00000 -> 99999kWh. Đọc chỉ số: Dãy số là 999853 thì giá trị cần đọc là 99985.3kWh. Thông thƣờng ta chỉ đọc là 99985kWh, bỏ qua phần thập phân. 

Mã hóa 0,1,2,9

Câu 7.5: Nêu ƣu và nhƣợc điểm của công tơ điện cơ NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ liên hệ, so sánh, kỹ năng tìm kiếm thông tin) Ƣu điểm: Độ bền cao, giá thành rẻ, dễ lắp đặt Nhƣợc điểm: Do cấu tạo nên các phần tử khí dễ gây ma sát và sai sót.

Khó tích hợp các công nghệ mới để đo điện năng.

Khi đọc số công tơ nhân viên phải leo cột điện do đó cần nhiều nhân viên và nhiều thời gian để thu thập các dữ liệu của các công tơ, năng suất lao động thấp và có thể xảy ra tai nạn không mong muốn.

Khó phát hiện các hành vi gian lận điện năng. 

Mã hóa 0,1,2,9 TÌNH HUỐNG 8: MÁY GIA NHIỆT ĐIỆN TỪ.

PL30

“ Gia Nhiệt Điện Từ “ là cuộc cách mạng trong công nghiệp đốt nóng, tăng hiệu quả tiết kiệm năng lƣợng, hạ giá thành trong sản xuất, hiệu quả cạnh tranh trên thị trƣờng. Trƣớc đây chúng ta đã quen thuộc sử dụng công nghệ đốt nóng bằng vòng nhiệt, phƣơng thức đốt nhiệt truyền thống này rất nhiều hạn chế nhƣ: Tiêu tốn nhiều điện năng, thời gian gia nhiệt lâu, nhiệt độ tỏa ra môi trƣờng lớn. Công nghệ gia nhiệt điện từ ra đời để khắc phục tất cả những nhƣợc điểm của vòng nhiệt mang lại hiệu quả kinh tế cho doanh nghiệp sản xuất. [http://maynganhnhua.vn/board-gia-nhiet-dientu/bo-mach-gia-nhiet-dien-tu/] Câu 8.1: Nêu cấu tạo của gia nhiệt điện từ? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức phân tích ) - Cấu tạo cơ bản: gồm 2 phần chính là: bo mạch điện tử, cuộn dây cảm ứng từ ngoài ra còn bảo ôn, Fip cách nhiệt...

- Bo có nhiều loại: bo mạch 2K;2,5k; 5k; 8k;10k;12k;...Tùy thuộc thông số kĩ thuật và loại máy móc lựa chọn bo mạch phù hợp. Các bo mạch này khi đƣợc lắp đặt sẽ đƣợc đặt trong tủ điện để bảo vệ an toàn.

- Dây cảm ứng điện từ: cũng có nhiều loại với tiết kiệm điện khác nhau, tùy thuộc vào từng loại máy.

- Fip cách nhiệt: để thuận tiện cho việc tháo lắp, bảo dƣỡng và tạo độ thẩm mỹ cho máy.

Mã hóa 0,1,2,9 Câu 8.2: Dựa vào sơ đồ, hãy cho biết nguyên lý hoạt động của máy gia nhiệt điện từ? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – tìm kiếm thông tin, phân tích) Dòng điện xoay chiều 220 V-50 Hz

Dòng điện xoay chiều cao BO MẠCH

Nòng cảo có dây quấn chịu ỐP NHIỆT TỪ

Nhiệt năng

PL31

Bo mạch có tác dụng: Nguồn điện vào xoay chiều đƣợc chỉnh lƣu cho ra dòng ra dòng điện xoay chiều có tần số cao chạy qua các vòng dây cảm ứng điện từ (Vòng dây này đƣợc cuốn trên thân cảo của máy) sinh ra từ trƣờng biến thiên cao tần. Từ trƣờng biến thiên này qua cuộn dây của ốp nhiệt từ tạo thành dòng điện FUCO làm cho nòng cảo của máy tự phát nhiệt rất nhanh và đồng đều (điện năng chuyển trực tiếp thành nhiệt năng), không tỏa nhiệt ra môi trƣờng, tiết kiệm điện hiệu quả và thời gian gia nhiệt nhanh, điều khiển nhiệt độ chính xác.

Mã hóa 0,1,9 Câu 8.3: Cho biết thông số kỹ thuật của máy gia nhiệt điện từ ? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – quan sát, tìm kiếm thông tin, tổng hợp) Thiết bị gia nhiệt điện từ đƣợc chọn để lắp đặt tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của máy để lựa chọn loại bo mạch cho phù hợp để nhằm đạt hiệu quả cao nhất. Thông số kỹ thuật của máy lắp gia nhiệt điện từ nhƣ sau: 

Chiều dài cảo của máy.



Công suất của vòng nhiệt.



Số vùng nhiệt đang dùng và khoảng cách mỗi vùng là bao nhiêu?



Nhiệt độ cao nhất.



Máy có dùng quạt tản nhiệt hay không?

 Mã hóa 0,1,2,9 Câu 8.4: Nêu các ƣu điểm vƣợt trội của máy gia nhiệt điện từ? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – liên hệ, phân tích, tổng hợp).

Gia nhiệt điện từ tiết kiệm điện tối thiểu 30%-60% điện năng cho các doanh nghiệp: Bởii vì Thiết bị dùng phức thức gia nhiệt bằng từ trƣờng dựa vào dòng điện xoay chiều tần số cao đƣợc tạo ra từ bo mạch điện tử chạy qua cuộn dây cảm ứng tạo thành dòng điện FuCo chạy trực tiếp phát nhiệt ngay trên lòng cảm của máy.  Thời gian gia nhiệt nhanh chóng: Do điện năng đƣợc chuyển hóa thành điện từ, điện từ này chuyển trực tiếp thành nhiệt năng. 

PL32

Điều khiển nhiệt độ chính xác: Bo mạch điện tử có chế độ đóng ngắt



tự động, điều khiển nhiệt độ chính xác tùy theo yêu cầu đặt nhiệt độ của ngƣời sử dụng, ngƣời sử dụng không phải lo lắng vì thiết bị sẽ đƣợc lắp đặt với nguyên bộ điều khiển nhiệt độ cũ. Thiết bị gia nhiệt điện từ chỉ là thiết bị trung gian thay thế cho vòng nhiệt.

Cải thiện môi trƣờng: Bởi vì Phƣơng pháp gia nhiệt dùng từ trƣờng không tỏa nhiệt ra bên ngoài, ngoài ra trên lòng cảo của thiết bị đƣợc cuốn lớp bảo ôn đƣợc giữ nhiệt rất tốt. Nhiệt độ trong môi trƣờng sản xuất đƣợc đảm 

bảo. 

Bảo trì đơn giản: Khi xảy ra bất cứ vấn đề kỹ thuật chỉ cần thay thế bo

mạch rất nhanh chóng và đơn giản không làm mất nhiều thời gian. 

An toàn tin cậy.

 Mã hóa 0,1,2,9 Câu 8.5: So sánh hai phƣơng thức gia nhiệt : Điện từ và vòng nhiệt ?( NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ liên hệ, so sánh, kỹ năng tìm kiếm thông tin) Gia nhiệt điện từ

So sánh

thức

Cảm ứng điện từ Truyền nhiệt từ ngoài phát nhiệt trục tiếp vào trong

1

Phương nhiệt

2

Năng suất nhiệt

Đạt trên 92%

3

Điều khiển nhiệt độ

Thực tế, chính xác

4

Thời gian đốt nhiệt

Ngắn,

gia

Gia nhiệt Vòng nhiệt

nhiệt

Từ 40% đến 60%

tăng

Có thời gian trễ, truyền nhiệt.

Dài, nhiệt tăng chậm

nhanh 5 6

7

Công suất gia nhiệt

Không hạn chế

Tuổi thọ cao, dễ bảo Sử dụng và bảo trì, trì, sửa chữa sửa chữa Tính năng an toàn

Nhiệt độ bề mặt khoảng 60

8

Môi

trường

làm

Nhiệt độ môi trƣờng

Dƣới 3w/ Không sửa đƣợc

Nhiệt độ bề mặt trên 200 Nhiệt độ môi trƣờng

PL33

việc

xung quanh thấp

làm việc cao

TÌNH HUỐNG 9: MÁY BƠM NƢỚC Máy bơm nƣớc ( Water Pump ) đƣợc xuất hiện đầu tiên trên thế giới vào thế kỷ thứ 3 Trƣớc Công Nguyên, có hình dáng giống với bơm trục vít ngày nay. Cho đến nay thì hàng nghìn máy bơm nƣớc các loại đƣợc công bố ra thị trƣờng, hàng tỉ máy bơm đƣợc phân phối ra thị trƣờng khắp thế giới. Trong cuộc sống của ngƣời dân thì đây là một sản phẩm không thể thiếu, còn trong lĩnh vực xây dựng thì máy bơm nƣớc gần nhƣ là loại máy không thể thiếu đối với bất kì một công trình nào. là máy móc thiết bị chuyên sử dụng trong các hộ gia đình, công ty, xí nghiệp, khu công nghiệp,…

Nhiệm vụ chính của máy bơm nƣớc là vận chuyển nƣớc từ nơi này đến nơi khác, tăng áp lực cho đƣờng ống nƣớc, cung cấp nƣớc cho lò hơi, dự phòng cho hệ thống phòng cháy chữa cháy, bơm hóa chất…..Máy bơm nƣớc là một trong những động cơ điện thƣờng dung trong sinh hoạt gia đình, sau đây chúng ta sẽ đi tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lí hoạt động của nó.

Câu 9.1: Dựa vào hình vẽ sau, các bạn hãy nêu cấu tạo của máy bơm nƣớc? ( NL vận dụng KT vào thực tiễn- mức độ quan sát, phân tích) Bánh công tác: kết cấu có 3 dạng chính là cánh mở hoàn toàn, mở một phần và cánh kín. Bánh công tác đƣợc lắp trên trục của bơm cùng với các chi tiết khác cố định với trục tạo nên phần quay của bơm gọi là Roto. Bánh công tác đƣợc đúc bằng gang hoặc thép thep phƣơng pháp đúc chính xác. Cái bề mặt cánh dẫn và đĩa bánh công tác yêu cầu có độ nhẵn tƣơng đối cao để giảm tổn thất.Bánh công tác và Rôto của máy

PL34

bơm nƣớc đều phải đƣợc cân bằng tĩnh và cân bằng động để khi làm việc bánh công tác không cọ xát vào thân bơm.

Trục bơm : Thƣờng đƣợc chế tạo bằng thép hợp kim và đƣợc lắp với bánh công tác thông qua mối ghép then.

Bộ phận dẫn hƣớng vào: Hai bộ phận này thuộc thân máy bơm thƣờng Bộ phận dẫn hƣớng ra: Đúc bằng gang có hình dạng tƣơng đối phức tạp Mã hóa 0,1,2,9 Câu 9.2: Trong thực tế có rất nhiều loại máy bơm nƣớc đang sử dụng trong gia đình cũng nhƣ trong công nghiệp. Bạn hãy nêu nguyên lí hoạt động của máy bơm nƣớc ly tâm? (NL vận dụng KT vào thực tiễn- mức độ phân tích) Phần chính của máy bơm nƣớc gồm phần đứng yên (stator) và phần chuyển động (rotor) đƣợc quấn nhiều vòng dây dẫn hay có nam châm vĩnh cửu. Khi cuộn dây trên rotor và stato đƣợc nối với nguồn điện, xung quanh nó tồn tại các từ trƣờng, sự tƣơng tác từ trƣờng của rotor và stator tạo ra chuyển động quay của rotor quanh trục hay 1 mômen Máy bơm nƣớc là động cơ không đồng bộ ba pha nó biến đổi điện năng thành cơ năng để làm quay các bộ phận.

Khi muốn máy bơm làm việc bạn cần phải mồi nƣớc cho máy bơm. Nghĩa là bạn phải đổ đầy chất lỏng qua cửa xả để nƣớc có thể lấp đầy các khoảng không tại vị trí cánh bơm và ống hút. Tạo ra lực hút và đẩy mạnh mẽ cho bơm khi mới bắt đầu hoạt động.

Bơm ly tâm trong quá trình làm việc sẽ dùng lực ly tâm hút và đẩy chất lỏng liên tục và tạo nên dòng chảy ổn định. Từ đó lại có bộ phận dẫn hƣớng nƣớc ra ngoài giúp điều hòa lƣợng nƣớc chảy ra ngoài.

Khách hàng nên lựa chọn loại máy bơm phù hợp với nhu cầu sử dụng nhƣ về lƣu lƣợng, cột áp để có thể đảm bảo đƣợc máy bơm hoạt động hiệu quả, cung cấp đủ lƣợng nƣớc cần dùng.  Mã hóa 0,1,2,9 Câu 9.3: Nêu một số ứng dụng của loại bơm nƣớc ly tâm trong thực tế? NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ liên hệ, so sánh, kỹ năng tìm kiếm thông tin)

PL35

Máy bơm nƣớc ly tâm là thiết bị có những tính năng nổi bật đã nói ở trên nên có ứng dụng rất rộng rãi và đƣợc nhiều ngƣời lựa chọn dùng trong: Bơm cấp nƣớc công nghiệp và dân dụng; Bơm nƣớc chữa cháy; Bơm nƣớc trong các hệ thống điều hòa áp suất và làm mát; Bơm xử lý nƣớc sạch ở các trạm bơm….Và đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác.  Mã hóa 0,1,2,9 Câu 9.4: Thực tế ngƣời ta thƣờng gọi là bơm bị e (air). Và ngƣời ta dung nơm lu tâm chỉ ở những nơi có điều kiện lắp đặt cố định và ống hút của bơm ly tâm lúc nào cũng phải đầy nƣớc.Bạn hãy giải thích về hiện tƣợng trên? (NL vận dụng KT vào thực tiễn –kỹ năng tìm kiếm thông tin) Khi hạt nƣớc bị lực ly tâm đẩy từ tâm cánh bơm ra phía mép bơm, sẽ xuất hiện khoảng trống tại tâm cánh bơm. Áp suất tại khoảng trống này có thể nhỏ hơn áp suất khí trời và thậm chí có lúc đạt gần tới độ chân không tuyệt đối.

Bơm ly tâm lý thuyết có thể hút nƣớc ở độ sâu tối đa 10 m so với tâm cánh bơm. Thực tế bơm ly tâm hút đƣợc nƣớc ở độ sâu từ 3 đến 8 m, tùy loại bơm.

Lực ly tâm tỷ lệ thuận với trọng lƣợng của vật. Vì không khí nhẹ hơn 1000 lần so với nƣớc nên nếu khí lọt vào tâm cánh bơm, lực ly tâm sẽ tác dụng nhỏ hơn 1000 lần và không đủ sức kéo khối khí đó ra khỏi máy bơm, tạo chân không cho lƣợng chất lỏng kế tiếp tràn vào.

Cánh bơm vẫn quay mà nƣớc thì không bơm đƣợc. Đây là hiện tƣợng lọt khí vào ống hút máy bơm ly tâm đang hoạt động.  Mã hóa 0,1,2,9 Câu 9.5: Một máy bơm nƣớc hoạt động ở mạng điện sinh hoạt có hiệu điện thế hiệu dụng là 220V và bơm nƣớc từ một hồ nƣớc lên một bể chứa có thể tích 1800 lít ở độ cao 20m so với mặt hồ. Biết hệ số công suất của máy bơm là 0,7 và điện trở trong của máy bơm là 7W. Máy bơm này có thể bơm đầy một bể nƣớc 1800 lít đó trong 10 phút. Các ống dẫn nƣớc có tiết diện tròn đƣờng kính 27mm. Tính hiệu suất của động cơ này nếu bỏ qua mọi ma sát? Lấy g = 10m/s2(NL tính toán) Khối lƣợng nƣớc chứa đầy trong bể là

PL36

m = D.V = 1,8.1000 = 1800 (kg) Lƣu lƣợng nƣớc chảy qua ống dẫn là A = V/t = 1,8/(10.60) = 3.10–3 (m3/s).

Vận tốc nƣớc chảy qua ống dẫn là v = A/S = A/(πr2) = 4A/(πd2) = 4. 3.10–3/(π.0,0272) = 5,24 (m/s) Cơ năng mà máy bơm nƣớc sản sinh ra bằng tổng động năng và thế năng của khối nƣớc trong bể và bằng W = Wđ + Wt = 0,5mv2 + mgh = 0,5.1800.5,242 + 1800.10.20 = 384708,72 (J) Công suất cơ học có ích của động cơ là Pch = W/t = 384708,72/(10.60) = 641,18 (W) Công suất toàn phần của động cơ xác định bởi: P = U.I.cosφ = Pch + Pnhiệt U.I.cosφ = Pch + I2r Thay số vào ta có phƣơng trình 7I2 – 154I + 641,18 = 0 Giải phƣơng trình này ta đƣợc I = 16,42 (A) hoặc I = 5,58 (A) Ta lấy nghiệm I nhỏ hơn tức I = 5,58 (A) vì nếu lấy I lớn hơn thì nhiệt tỏa ra sẽ lớn hơn cả cơ năng có ích.

Hiệu suất động cơ là H = Pch/P = Pch/(U.I.cosφ) = 641,18/(220.5,58.0,7) = 0,746 = 74,6% 

Mã hóa 0,1,2,9

TÌNH HUỐNG 10: TÀU ĐỆM ĐIỆN TỪ Trong các kiểu đoàn tàu kỹ thuật cao, đoàn tàu chạy trên đệm từ có thể là một loại phƣơng tiện giao thông lý tƣởng nhất. Loại tàu này khi vận hành khác với các tàu khác không chạy bám vào đƣờng ray, mà theo hình thức nổi, bay là là trên mặt đƣờng ray. Nó không những có tốc độ nhanh mà còn an toàn, ổn định, không rung động, không ô nhiễm và tiết kiệm nguồn năng lƣợng. Hiện nay, con tàu nắm giữ kỷ lục tốc độ là JR Central's L0 của Nhật Bản, với tốc độ tối đa 603 km/h

PL37

Câu 10.1: Trình bày nguyên lý hoạt động cơ bản của tàu đệm điện từ. (NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn mức độ phân tích).

Trả lời: Tàu đệm từ Nhật Bản hoạt động dựa trên lực điện từ (sử dụng nam châm điện) theo hai cơ chế chính: 1.

Cơ chế nâng:

Sử dụng nguyên lý cùng cực thì đẩy khác cực thì hút của nam châm, giúp tàu có thể đƣợc nâng lên khỏi bề mặt đƣờng ray một khoảng Nhìn vào hình bên trên bạn có thể thấy, bên trái thân tàu đƣợc gắn nam châm cực S (nam), đƣờng ray bên trái có nam châm cực S bên dƣới sẽ đẩy tàu lên, trong khi đó nam châm cực N bên trên sẽ hút tàu lên, cả hai mặc dù có đặc tính khác nhau nhƣng đều cùng đẩy tàu lên, tƣơng tự nhƣ bên phải.

PL38

2.

Cơ chế đẩy:

Tƣơng tự nhƣ cơ chế nâng, nhƣng chỉ khác ở một chỗ là thay vì hƣớng đẩy lên thì bây giờ là hƣớng đẩy tới giúp tàu tiến tới phía trƣớc. https://www.banhoituidap.com/p/135/ Mã hóa : 0,1,2,9 Câu 10.2: Giải thích vì sao tàu đệm điện từ có thể chạy rất nhanh với vận tốc tới 603 km/h? ( vận dụng kiến thức vào thực tiễn mức độ giải thích).

Trả lời: Bởi vì không có sự tiếp xúc trực tiếp giữa đƣờng ray và tàu, nên chỉ có lực ma sát giữa con tàu và không khí. Do đó, tàu đệm từ có khả năng di chuyển với vận tốc rất cao Mã hóa: 0,1,9 Câu 10.3: So sánh ƣu nhƣợc điểm của tàu đệm từ với các phƣơng tiện giao thông đƣờng bộ khác? (vận dụng kiến thức vào thực tiễn mức độ thông hiểu).

Trả lời: Ƣu điểm: Tàu đệm từ có khả năng di chuyển với vận tốc rất cao. Các hệ thống đã đƣợc đề nghị có thể hoạt động với vận tốc lên đến 650 km/h, nhanh hơn nhiều lần so với tàu hỏa truyền thống. Tốc độ rất cao của tàu đệm từ làm chúng có thể cạnh tranh với các đƣờng bay dƣới 1.000 kilômét.

Tiêu tốn ít năng lƣợng và có thể gây ra ít tiếng ồn.

Nhƣợc điểm: Giá thành xây dựng cao Mã hóa : 0,1,9.

PL39

Câu 10.4: Trong thực tế trên thân tàu không hề lắp đặt nam châm, liệu cơ chế nâng có chính xác? ( NL vận dụng KTVTT- mức độ suy luận) Trả lời : Trong thực tế trên tàu không có nam châm mà thay vào đó là vật liệu siêu dẫn, từ trƣờng bên ngoài là từ trƣờng thay đổi theo độ cao và điều chỉnh đƣợc, khi thân tàu chịu tác dụng của trọng lực rơi xuống thì từ thông qua vật dẫn biến đổi sẽ sinh ra hiện tƣợng hỗ cảm (dòng fuco) tạo ra từ trƣờng đối nghịch dẫn lực triệt tiêu trọng lực. Việc này giống nhƣ ta đặt hai nam châm cùng cực thì đẩy nhau, trái cực hút nhau Câu 10.5: Một toa đầu điện đệm từ nặng 19 tấn chạy ổn định với vận tốc 540km/h, hãy tính lực từ tổng hợp tác dụng lên đầu tàu, biết lực cản của không khí đƣợc tính F=k.v^2 với k =0.5 . (NL tính toán) Trả lời: (

)

F= Mã hóa 0,1,9 TÌNH HUỐNG 11: MÁY THU THANH Máy thu thanh hay còn gọi là máy radio, máy nghe đài,...(trong tiếng Anh gọi là radio receiver) là một loại máy, thiết bị điện tử có chức năng thu nhận các tín hiệu sóng vô tuyến từ không gian và khôi phục phát ra âm thanh.Tín hiệu ban đầu đƣợc thu nhận qua ăng ten, khuếch đại lên và cuối cùng nhận đƣợc thông tin qua việc giải điều chế.

PL40

Câu 11.1: Trình bày sơ đồ khối cơ bản của máy thu sóng điện từ. (Năng lực trình bày kiến thức) Trả lời: Sơ đồ khối của một máy thu vô tuyến cũng gồm 5 bộ phận cơ bản: anten; mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần; mạch tách sóng; mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần và loa.

(1) : Thu sóng điện từ cao tần biến điệu.

(2) : Khuếch đại dao động điện từ cao tần từ anten gửi tới.

(3) : Tách dao động điện từ âm tần ra khỏi dao động điện từ cao tần.

(4) : Khuếch đại dao động điện từ âm tần từ mạch tách sóng gửi đến.

(5) : Biến dao động điện thành dao động âm.

Mã hóa : 0,1,9 Câu 11.2: Nguyên lý hoạt động của mạch thu sóng cao tần? ( Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn mức độ suy luận) Trả lời: Mạch thu sóng theo nguyên lý cộng hƣởng, có rất nhiềusóng mang có tần số kh ác nhau từ các đài phát cùng đi tới máy thu, khi tần số dao động của mạch trùngvới s óng mang của một đài phát thì tín hiệu sóng mang của đài phát đó đƣợc cộng hƣởng và biên độ tănglên gấp nhiều lần, tín hiệu này đƣợc thu vào hệ thống.

Mã hóa 0,1,9 Câu 11.3: Một mạch thu sóng điện từ gồm cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm không đổi và tụ điện có điện dung biến đổi. Để thu đƣợc sóng có bƣớc sóng 90 m, ngƣời ta phải điều chỉnh điện dung của tụ là 300 pF. Để thu đƣợc sóng 91m thì phải điều chỉnh tụ điện nhƣ thế nào? ( Năng lực vận dụng kiến thức giải bài tập ) Ta thấy: tần số phát ban đầu là

với

√

PL41

Tần số máy phát lúc sau là Suy ra (

=>

với

√

306,7 pF

Mã hóa: 0,1,9 TÌNH HUỐNG 12: NỒI CƠM ĐIỆN CAO TẦN Trong cuộc sống hằng ngày nồi cơm điện đã và đang là một vật dụng không thể thiếu trong mỗi gia đình Việt Nam. Từ xƣa đến nay ta đã quen với khái niệm nồi cơm điện cơ với cơ chế sử dụng mâm nhiệt ở đáy nồi để làm nóng dựa trên nguyên tắc tỏa nhiệt của vật dẫn. Đây là cơ chế phổ thông, dễ chế tạo tuy nhiên là hao tốn nhiều năng lƣợng và ít tính năng. Ngày nay khi công nghệ phát triển ngƣời ta đã chế tạo nên nồi cơm điện cao tần, sử dung hiện tƣợng cảm ứng điện từ để làm nóng giúp tiết điện và có nhiều tính năng nổi trội hơn so với nồi cơm điện cơ thông thƣờng. Nồi cơm điện cao tần (hay còn có tên gọi khác là nồi cơm điện từ) thƣờng đƣợc trang bị lòng nồi dày từ 5 - 9 lớp cho độ bền cao, phủ lớp chống dính siêu bền khó bong tróc. Chất lƣợng hạt cơm khi đƣợc nấu với nồi cơm điện từ cực ngon, dẻo và giữ lại nhiều chất dinh dƣỡng, có thể giữ ấm cơm đến 24 tiếng mà vẫn thơm ngon nhƣ vừa mới nấu, đảm bảo không bị ôi, thiu rất phù hợp với những gia đình không có nhiều thời gian dành cho nấu nƣớng.

Những điều làm nên sự đặc biệt của nồi cơm điện cao tần là : Chất liệu bền tốt Nồi cơm điện cao tần với nồi nấu bằng chất liệu cách nhiệt, cách điện, chịu lực và chống trầy xƣớc tốt. Lòng nồi cực dày từ 2 - 4 mm bằng hợp kim từ 5 - 9 lớp với công nghệ chống dính mới và an toàn với sức khỏe ngƣời dùng.

Câu 12.1. Hãy tìm hiểu và giải thích nguyên lý hoạt động của nồi cơm điện cao tần.

Trả Lời:

PL42

Nguyên lý chính của bếp điện từ là dùng dòng Fucô để làm nóng trực tiếp từ nồi nấu. Vì lý do đó, nồi nấu phải đƣợc chế tạo bằng vật liệu sắt từ. Do nồi đƣợc làm nóng trực tiếp nên hiệu suất truyền nhiệt rất cao, ít tổn thất nhiệt. Đây đƣợc gọi là công nghệ đốt nóng trong.

Về cấu tạo ở thân nồi có gắn các cuộn dây bao quanh khi có dòng điện chạy qua tạo ra một từ trƣờng biến thiên Vỏ nồi đƣợc cấu tạo từ nhiều lớp giúp phân bố nhiệt đều, đƣợc sắp xếp xen kẽ giữa chất sắt từ và chất không nhiễm từ.

Khi nồi cơm điện hoạt động dòng fuco xuất hiện làm nóng trực tiếp vỏ nồi cơm, nhờ cấu tạo nhiều lớp nồi cơm sẽ nóng lên đều ở mọi phía giúp cơm chín đều và thơm ngon hơn.

Mã hóa: 0,1,2,9.

Câu 12.2: So sánh ƣu nhƣợc của nồi cơm điện cao tần so với nồi cơm điện cơ thông thƣờng.

Trả lời: Ƣu điểm: Nấu cơm ngon hơn hẳn nổi cơm dùng mâm nhiệt Giữ ấm cực tốt, thời gian giữ cơm nóng ấm khoảng 24h (một số lên tới 48h). Đặc biệt cơm không bị ƣớt, không bị thiu, độ ngon gần nhƣ lúc mới nấu Nhiều tính năng hiện đại: Hẹn giờ nấu, hẹn giờ ủ ấm, đa chế độ nấu đƣợc cài đặt sẵn, màn hình hiển thị thông tin LCD, nút bấm điều khiển Tiết kiệm 50% điện năng so với nồi cơm điện mâm nhiệt cùng dung tích nấu Lòng nồi dày, lớp chống dính tốt, độ bền cực cao

PL43

Độ bền cao Nhƣợc điểm: Mức giá cao, tầm 5 triệu trở lên Thiết kế nồi cồng kềnh Thời gian nấu cơm chín lâu hơn nồi cơm điện mâm nhiệt. Thƣờng nó phải mất khoảng 50 phút đến 1 giờ, còn nồi cơm điện cơ chỉ khoảng 20 phút Mã hóa: 0,1,9.

Câu 12.3: Dựa vào sơ đồ so sánh nhiệt độ giữa nồi cơm điện thông thƣờng và nồi cơm điện điện từ hãy giải thích vì sao nên chọn nồi cơm điện điện từ.

Trả lời: Phổ nhiệt rộng, có thể kéo dài ở một số nhiệt độ cần thiết nhƣ ngâm, nấu, hấp hay giữ nóng nhờ công nghệ cảm biến nhiệt. Điều này giúp nồi cơm điện cao tần có thể dễ dàng sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, đem lại hiệu quả tối ƣu cho việc nấu ăn.

PL44

Mã hóa 0,1,9.

TÌNH HUỐNG 13: LÒ LUYỆN KIM CẢM ỨNG Đến thế kỷ 20, nhất là sau Chiến tranh thế giới lần thứ nhất, nền công nghiệp ngày càng phát triển mạnh. Trên thế giới lúc bấy giờ các ngành công nghiệp, nhất là ngành luyện thép và hợp kim, ngành đúc chi tiết, ngành chế tạo máy, ngành điện lực, ngành điện tử … đang đà phát triển về sản lƣợng và chất lƣợng sản phẩm. Do yêu cầu và điều kiện kĩ thuật mới, sắt thép thông thƣờng nhƣ trƣớc không thỏa mãn với các dụng cụ, máy móc thiết bị tối tân, vì ở đây đòi hỏi chúng phải làm việc trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, chống đƣợc ăn mòn hóa học và điện hóa, chống bào mòn cơ học, chống nóng, chống rỉ…. do đó phải sản xuất ra các loại thép và hợp kim có tính năng đặc biệt nhƣ độ bền cơ học cao, độ bền chống ăn mòn của môi trƣờng axít, nƣớc sông, nƣớc biển, chống mài mòn do va đập … Đặc biệt cần phải sản xuất ra các loại thép có tính đàn hồi cao, có tính nhiễm từ tốt, có tính chống nhiễm từ cao. Do các tính chất đặc biệt trên nên thép đựơc sản xuất ra từ lò thổi không khí không thể đáp ứng đƣợc nữa, mà phải nấu luyện trong các loại lò điện. Vậy phƣơng pháp luyện thép trong lò điện là một công nghệ mới hiện đại. Để luyện thép và hợp kim trong lò điện ngƣời ta tận dụng điện năng biến thành nhiệt năng dƣới dạng hồ quang, cảm ứng điện từ, điện trở và dạng plasma. Thƣờng sử dụng lò điện hồ quang xoay chiều hoặc lò điện hồ quang một chiều để sản xuất thép cácbon chất lƣợng, thép hợp kim thấp, trung bình và cao với sản lƣợng lớn. Để luyện một số thép hợp kim chuyên dùng, hoặc các thép hợp kim cao ít cácbon ngƣời ta sử dụng các loại lò điện cảm ứng cao tần, trung tần và tần số công nghiệp. Để nấu loại thép và hợp kim, tinh luyện kim loại và thép đạt chất lƣợng cao hơn nữa ngƣời ta sử dụng lò điện xỉ, lò điện 3 cảm ứng chân không, lò hồ quang chân không, lò điện từ chân không sâu, lò plasma … Để nung nguyên liệu các loại vật liệu, các dụng cụ, chi tiết máy ngƣời ta sử dụng lò điện trở nung trực tiếp hoặc gián tiếp. (https://vi.wikipedia.org/wiki/D%C3%B2ng_%C4%91i%E1%BB%87n_Foucault )

PL45

Câu 13.1: Dòng Fuco xuất hiện khi nào? Đáp án: Dòng điện cảm ứng đƣợc sinh ra ở trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trƣờng hay đƣợc đặt trong từ trƣờng biến đổi theo thời gian là dòng điện Fuco Câu 13.2: Nêu một số ứng dụng của dòng điện Fuco? Đáp án: Đệm từ trƣờng, luyện kim cảm ứng, bếp từ, phanh điện từ, máy dò kim loại,…

Câu 13.3: Nguyên lý hoạt động của lò cảm ứng điện từ? (http://dulieu.tailieuhoctap.vn/books/luan-van-de-tai/luan-van-de-tai-cddh/file_goc_779574.pdf ) ( NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức phân tích)

PL46

Đáp án: Là dựa vào hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Khi đặt một khối kim loại vào trong một từ trƣờng biến thiên thì trong khối kim loại sẽ xuất hiện ( cảm ứng ) các dòng điện xoáy ( dòng Foucault ). Nhiệt năng của dòng điện xoáy sẽ đốt nóng khối kim loại.

Lò cảm ứng đƣợc cấu tạo dựa trên nguyên lý của một máy biến áp không khí cuộn cảm ứng đƣợc chế tạo bằng đồng theo dạng xoắn ốc bọc xung quang tƣờng lò.

Cuộn cảm ứng đƣợc coi nhƣ là cuộn sơ cấp, cuộn kim loại chứa đựng trong lò đƣợc coi nhƣ là cuộn thứ cấp máy biến áp. Khi ta cho dòng điện xoay chiều đi qua cuộn cảm ứng thì sẽ sinh ra từ thông biến thiên. Từ thông đi qua kim loại sản sinh ra một sức điện động cảm ứng là E2. Kim loại ở đây coi nhƣ là một dây dẫn, khép kín và thẳng góc với từ thông biến thiên. Xuất hiện trong kim loại một dòng điện cảm ứng và năng lƣơng của dòng điện cảm ứng sinh ra một lƣợng nhiệt lớn để nung chảy kim loại.

Câu 13.4: Ƣu điểm và nhƣợc điểm của lò cảm ứng không lõi? (http://dulieu.tailieuhoctap.vn/books/luan-van-de-tai/luan-van-de-tai-cddh/file_goc_779574.pdf ) (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ liên hệ) Ưu điểm: - Luyện đƣợc hợp kim có độ sạch cao do không có các nguồn bẩn.

- Luyện đƣợc các hợp kim đồng nhất, thành phần hóa học trong bể lò đồng đều do sự sáo lộn gây ra bởi lực điện động - Kim loại luyện có nhiệt độ cao và đạt đƣợc nhiệt độ cực đại trong toàn bộ khối kim loại không chỉ trong từng riêng biệt nhƣ trong lò hồ quang.

- Kim loại cháy rất ít do nung kim loại từ trong ra ngoài.

- Hiệu suất của bản thân lò cao.

PL47

- Năng suất cao do luyện nhanh.

- Diện tích lò chiếm nhỏ do kích thƣớc ngoài nhỏ hơn so với kích thƣớc lò khác.

- Điều chỉnh công suất và nhiệt độ đơn giản, dễ dàng trong phạm vi rộng.

- Có khả năng luyện trong chân không hoặc trong môi trƣờng khí đặc biệt.

- Điều kiện lao động nhẹ nhàng và hợp vệ sinh.

- Máy phát môtơ làm việc yên tĩnh hơn so với chế độ làm việc không ổn định của lò hồ quang.

- Không tiêu hao điện cực.

- Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao hơn so với lò hồ quang về phƣơng diện này việc so sánh giá thép đƣợc luyện trong các lò cảm ứng và lò hồ quang có tầm quan trong đặc biệt.

Nhược điểm: - Kê tƣơng đối lạnh, khó tiến hành phản ứng giữa kim loại và xỉ do đó quá trình tinh luyện khó. Nhƣợc điểm này là là đặc tính chung của lò có lõi sắt cũng nhƣ không có lõi sắt. Do xỉ trong các lò này không có dòng điện chạy qua và chỉ đƣợc nung bằng nhiệt của kim loại nấu trong lò.

- Hiệu suất của toàn bộ thiết bị thấp do trong thiết bị cần có nguồn tần số cao cũng nhƣ cấn phải có các tụ điện.

- Trang bị đi với thiết bị của lò không lõi sắt phức tạp và đắt.

- Yêu cầu nhân viên phục vụ có trình độ cao.

Câu 13.5: Dòng điện qua một ống dây không có lõi sắt biến đổi đều theo thời gian, trong 0,01s cƣờng độ dòng điện tăng đều từ 1A đến 2A thì suất điện động tự cảm trong ống dây là 20V. Tính hệ số tự cảm của ống dây và độ biến thiên năng lƣợng của từ trƣờng trong ống dây (https://123doc.org/document/3394302-chuyen-de-ly-11-dong-dien-fuco-hien-tuongtu-cam.htm ) (NL tính toán) Đáp án: Áp dụng xác định suất điện động cảm tự cảm:

PL48

|

|

Độ biến thiên năng lƣợng của từ trƣờng trong ống dây:

TÌNH HUỐNG 14: LOA ĐIỆN ĐỘNG Nhiều năm qua, lĩnh vực tái tạo âm thanh trên thế giới đã có những bƣớc nhảy vọt về công nghệ. Từ công nghệ analog sang công nghệ digital, từ đèn điện tử sang transistor rồi mạch tích hợp. Duy chỉ có một thứ trong bộ dàn đã hơn một thế kỷ qua hầu nhƣ ít thay đổi về nguyên lý hoạt động, đó chính là cặp loa – một trong những nhân tố quyết định đến chất lƣợng âm thanh.

Loa là 1 thiết bị điện thanh, dùng để biến đổi năng lƣợng điện thành năng dao động cơ học. Nhờ vào cấu tạo đặc biệt của loa có màng bức xạ giao động theo dạng sóng của âm thanh làm cho các phần tử khí xung quanh màng bức xạ cũng giao động tín hiệu đầu vào và phát ra của âm thanh Khoảng vài chục năm trở lại đây, các nghiên cứu về âm học và vật liệu mới đã có nhiều tiến bộ vƣợt bậc, kết quả của những nghiên cứu này đã cho phép các nhà thiết kế loa đƣa ra nhiều kiểu loa ứng dụng công nghệ mới. Tuy nhiên về cơ bản, nguyên lý hoạt động của những chiếc loa đang đƣợc dùng phổ biến trên toàn thế giới vẫn không có gì thay đổi. Tất cả vẫn bắt đầu từ những phát minh, sáng chế của những nhà khoa học tài ba với ƣớc mơ đem công nghệ phục vụ công chúng say mê âm nhạc.

Câu 14.1: Hiện tƣợng cảm ứng điện từ là gì? Đáp án: Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch kín thì trong mạch kín xuất hiện suất điện động cảm ứng. Hiện tƣợng xuất hiện suất điện động cảm ứng đƣợc gọi là hiện tƣợng cảm ứng điện từ Câu 14.2: Cấu tạo của loa điện động dựa vào hình vẽ: (https://khangphudataudio.com/cau-tao-va-nguyen-ly-hoat-dong-cua-loa.html) (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ phân tích)

PL49

Đáp án:  Loa gồm: thù loa, lỗ dội âm, jack kết nối, củ loa, mạch phân tần và các phụ kiện phụ trợ, thế nhƣng bộ phận quan trọng nhất vẫn là củ loa (Driver). Mặc dù hiện nay các củ loa đƣợc thiết kế khá đa dạng cả hình dáng lẫn kích thƣớc, thế nhƣng cấu tạo của một củ loa thì hầu hết là giống nhau.

Ngoài xƣơng loa, nhện loa, côn loa và gân loa, thì một củ loa có: 

Màng loa: chủ yếu đƣợc làm từ giấy hoặc nhựa kim loại, khi

màng loa rung ở tốc độ cao sẽ tạo ra âm thanh.  Cuộn âm: thực chất cuộn âm của loa là một nam châm điện từ với cấu tạo bao gồm 1 cuộn dây dẫn bao quanh lõi kim loại (thƣờng là sắt).  Nam châm vĩnh cửu: hình tròn, đƣợc đặt cố định tại phía sau cùng đầu nhọn của loa Câu 14.3: Nguyên lý hoạt động loa điện động (https://toa.vn/29501-tim-hieuve-loa-dien-dong.html ) (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ liên hệ)

PL50

Đáp án: Loa có nhiệm vụ tạo ra sóng âm và nhận tín hiệu từ bộ phận khuếch đại rồi rung màng loa tạo ra sóng âm và tái tạo âm thanh truyền đến tai ngƣời nghe.

Dòng điện từ amply sang loa các thay đổi trong dòng điện làm cuộn dây đồng tạo từ trƣờng và hút đẩy với nam châm, vì nam châm đã đƣợc cố định nên cuộn đồng sẽ đƣợc di chuyển làm rung màng loa và tạo sóng âm. Dòng điện sẽ đổi chiều liên tục với tần số thay đổi sẽ tạo ra âm trầm, âm bổng khác nhau. Chính vì nguyên lí đó mà bạn có thể lựa chọn cách bố trí loa trong dàn âm thanh một cách thích hợp nhất Cuộn dây động của loa nằm trong từ trƣờng của nam châm có cực bắc (N) ở trong lòng cuộn dây, cực nam (S) ở vòng chung quanh cuộn dây. Khi dòng điện âm tần chạy qua cuộn dây động của loa thì nó sinh ra một từ trƣờng biến đổi. Cuộn dây động nằm trong từ trƣờng biến đổi thì sẽ di chuyển dọc theo khe từ, theo quy luật bàn tay trái.

Nếu từ trƣờng của nam châm toả ra chung quanh và dòng điện chạy theo chiều mũi tên, thì theo quy luật bàn tay trái cuộn dây động của loa sẽ bị kéo xuống. Khi dòng điện đổi chiều, nghĩa là dòng điện chạy theo chiều mũi tên đứt đoạn thì theo quy luật bàn tay trái, cuộn dây động của loa sẽ bị kéo lên. Do đó, khi dòng điện âm tần chạy qua cuộn dây động thì cuộn dây sẽ rung theo nhịp điệu đó. Rung động này truyền sang màng loa, làm cho màng loa rung động, nên tai nghe đƣợc âm thanh. Âm thanh hình thành dựa trên sự chuyển động nên kích thƣớc của loa cũng bị ảnh hƣởng bởi tần số âm thanh mà nó có thể tái tạo tốt nhất. Màng loa lớn làm chuyển động nhiều không khí nhƣng không thể chuyển động nhanh đƣợc, vì thì dùng để tạo âm trầm. Còn với màng loa nhỏ chuyển ít không khí nhƣng làm chuyển động nhanh dùng tạo âm bổng Câu 14.4: Chọn loa cũ thay vì loa mới vì nghĩ rằng loa cũ sẽ cho chất lƣợng âm tốt hơn, Có rất nhiều ngƣời nghĩ rằng những đôi loa cũ sẽ có âm ngọt ngào và nhạc tính hơn loa mới? (https://sohoa.vnexpress.net/tin-tuc/dien-tu-gia-dung/nhungsai-lam-cua-nguoi-moi-choi-am-thanh-3639964.html ) (NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn – mức độ cao) Đáp án: Điều này có thể đúng nhƣng khi chúng ta mua những bộ loa cũ về thì nguy cơ gặp rủi ro là rất lớn. Các bộ phận của loa sau một thời gian dài hoạt động có thể không còn chính xác nhƣ mới, màng loa có thể bị hƣ hỏng sau một thời gian sử dụng. Bạn

PL51

cũng không thể biết chắc rằng các bộ loa này đã bị thay thế các bộ phân bên trong và loa có còn nguyên bản nhƣ lúc sản xuất hay không.

Nhiều ngƣời chơi âm thanh có xu hƣớng tìm thiết bị cũ, đời sâu bởi tin rằng chúng có chất lƣợng tốt và ổn định. Tuy nhiên, không phải ai cũng dễ tìm đƣợc các món đồ lâu năm mà vẫn đảm bảo chất lƣợng, bởi điều này đòi hỏi kinh nghiệm, thời gian và kiến thức chuyên ngành cao. Không ít ngƣời mua đƣợc đồ âm thanh cũ tƣởng rẻ nhƣng hóa ra lại đắt bởi sau thời gian ngắn, thiết bị gặp trục trặc và không thể sửa chữa do quá cũ.

Với đồ âm thanh cũ, khi nghe thử, phần lớn mọi ngƣời đều dùng trực giác, trong khi thực tế, bên cạnh đôi tai, ngƣời ta còn cần kiểm tra bằng máy móc thì mới chính xác và đảm bảo sự cân bằng tuyệt đối, các thiết bị âm thanh đều có thể "mòn" qua thời gian. Ví dụ, loa khi hoạt động sẽ đốt dần cuộn cảm và hệ thống xử lý cũng "có tuổi". Ngƣời dùng khi đó mua và thử loa, lúc "Alo" thì thấy âm thanh vang xa tít tắp, nhƣng khi mở ra bên trong thì cũ mèm và hỏng hết.

Những ngƣời mới chơi khi mua đồ cũ, mở máy ra thấy linh kiện bên trong còn mới thì yên tâm, nhƣng thực ra, rất có thể ngƣời bán đã thay những linh kiện cũ bằng hàng Trung Quốc. Trông mới nhƣng chất lƣợng lại rất dở.

Câu 14.5: Cho hệ thống nhƣ hình. Khi nam châm đi lên thì dòng điện cảm ứng trong vòng dây sẽ có chiều nhƣ thế nào? Vòng dây sẽ chuyển động nhƣ thế nào? (https://vietjack.com/vat-ly-lop-11/bai-tap-chieu-dong-dien-cam-ung.jsp ) (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ phân tích)

Đáp án: Từ trƣờng do nam châm sinh ra có chiều vào S ra N (chiều từ trên xuống dƣới) Nam châm đang đi ra xa nên từ trƣờng cảm ứng Bc→do khung dây sinh ra có chiều cùng chiều với chiều của từ trƣờng B→của nam châm từ trên xuống.

PL52

Áp dụng quy tắc nắm tay phải suy ra chiều dòng điện cảm ứng nhƣ hình.

Cảm ứng từ do khung dây sinh ra (cảm ứng từ cảm ứng) có chiều đi vào mặt nam và ra ở mặt bắc.

Vì mặt nam của khung dây đối diện với cực bắc của nam châm nên chúng sẽ hút nhau do đó khung dây chuyển động lên trên.

Câu 14.6: Thiết kế một loa mini đơn giản?( http://genk.vn/do-choi-so/tu-lamloa-don-gian-voi-day-dong-va-nam-cham-20140804163848116.chn) (NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn – mức độ cao) Đáp án: Chấm điểm dựa trên sản phẩm hoàn thành:  Tạo ra sản phẩm  Loa hoạt động, phát ra âm thanh  Loa trang trí đẹp, âm thanh sống động TÌNH HUỐNG 15: MÁY BIẾN ÁP Để dẫn điện từ nhà máy phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đƣờng dây tải điện. Nếu khoảng cách từ nơi sản xuất điện đến hộ tiêu thụ lớn, một vấn đề đặt ra là việc truyền tải điện năng đi xa làm sao cho kinh tế nhất.

Cùng một công suất truyền tải trên đƣờng dây, nếu điện áp truyền tải cao → dòng điện chạy trên đƣờng dây nhỏ, do đó trọng lƣợng và chi phí dây dẫn sẽ giảm xuống, đồng thời tổn hao năng lƣợng trên đƣờng dây sẽ giảm. Vì thế, muốn truyền tải công suất lớn đi xa ít tổn hao và tiết kiệm kim loại màu ngƣời ta phải dùng điện áp cao, thƣờng là 35, 110, 220, 500kV. Thực tế các máy phát điện chỉ phát ra điện áp 3 ÷ 21kV, do đó phải có thiết bị tăng điện áp ở đầu đƣờng dây. Mặt khác các hộ tiêu thụ thƣờng yêu cầu điện áp thấp, từ 0.4 ÷ 6kV, vì vậy cuối đƣờng dây phải có thiết bị giảm điện áp xuống. Thiết bị dùng để tăng điện áp ở đầu đƣờng dây và giảm điện áp cuối đƣờng dây gọi là máy biến áp (MBA).

PL53

Câu 15.1: Nêu đặc điểm của sự biến đổi điện áp và cƣờng độ dòng điện qua máy biến áp? (BT 1/172 SGK VL 12 NC) Trả lời: Câu 15.2: Cấu tạo máy biến áp (https://standavietnam.com/may-bien-ap-lagi-va-cong-dung-cua-may-bien-ap ) (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ phân tích)

Máy biến áp có các bộ phận chính gồm: Lõi thép (mạch từ), dây cuốn và vỏ máy. Lõi thép của máy biến áp thƣờng là các lá thép kỹ thuật điện (tole silic) có chức năng dẫn từ thông đồng thời làm khung để đặt dây cuốn. Đối với các loại biến áp dùng trong lĩnh vực thông tin, tần số cao thƣờng đƣợc cấu tạo bởi các lá thép permalloy ghép lại.

Dây quấn của máy biến áp làm nhiệm vụ truyền dẫn năng lƣợng và thƣờng đƣợc làm bằng đồng hoặc nhôm. Với biến áp quấn bằng dây đồng thì sẽ dẫn điện tốt hơn, tránh đƣợc ôxi hoá, tăng tuổi thọ của biến áp.

Vỏ máy biến áp thƣờng đƣợc làm bằng nhựa hoặc sắt, thép,…tuỳ vào thiết kế của từng loại biến áp.

Câu 15.3: Nguyên lý hoạt động của máy biến áp (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ liên hệ) Đáp án: - Máy biến áp (transformer) là những thiết bị điện có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều. Máy biến áp hoạt động dựa trên 2 hiện tƣợng vật lý: Hiện tƣợng cảm ứng điện từ và hiện tƣợng tự cảm.

PL54

- Nguyên lý hoạt động: “Cuộn sơ cấp (Primary coil) đƣợc nối với nguồn điện xoay chiều sinh ra dòng điện xoay chiều đi qua cuộn sơ cấp. Dòng điện xoay chiều có chiều và cƣờng độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian qua cuộn sơ cấp sẽ sinh ra từ trƣờng trong cuộn sơ cấp theo hiện tƣợng tự cảm từ trƣờng này biến thiên liên tục do cƣờng độ dòng điện xoay chiều biến thiên. Lõi sắt (Iron core) có tác dụng dẫn từ trƣờng từ biến thiên từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp. Từ trƣờng biến thiên sẽ sinh ra trong cuộn thứ cấp (Secondary coil) một dòng điện cảm ứng theo hiện tƣợng cảm ứng điện từ” Câu 15.4: Máy biến áp lý tƣởng có các tính chất gì? (http://thuvienvatly.com/forums/index.php?topic=13323.0 ) (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ phân tích) Đáp án: Cuộn dây không có điện trở.

Từ thông chạy trong lõi thép móc vòng với hai dây quấn, không có từ thông tản và không có tổn hao trong lõi thép. Độ từ thẩm của thép rất lớn (µ = ∞), nhƣ vậy dòng từ hoá cần phải có để sinh ra từ thông trong lõi thép là rất nhỏ không đáng kể, do vậy stđ cần để sinh ra từ thông trong lõi thép cho bằng không.

Câu 15.5: Ƣu điểm của máy biến áp 3 pha (http://chungnamgroup.com/uudiem-cua-may-bien-ap-3-pha/ ) (NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn – mức độ cao) Máy biến áp 3 pha có thể vận hành với công suất lớn và đảm bảo, do đó đƣợc dùng cho những nơi sử dụng nguồn điện lớn.

Máy biến áp 3 pha nhỏ gọn, dễ lắp đặt và vận hành.

Máy biến áp 3 pha có độ bền cao.

Có khả năng giảm bớt lƣợng điện tổn hao đọc đƣờng truyền.

Câu 15.6: Bằng đƣờng dây truyền tải một pha, điện năng từ một nhà máy phát điện nhỏ đƣợc đƣa đến một khu tái định cƣ. Các kỹ sƣ tính toán đƣợc rằng: nếu tăng điện áp truyền đi từ U lên 2U thì số hộ dân đƣợc nhà máy cung cấp đủ điện năng tăng từ 36 lên 144. Biết rằng chỉ có hao phí trên đƣờng dây là đáng kể;các hộ dân tiêu thụ điện năng nhƣ nhau. Điện áp truyền đi là 3U, nhà máy này cung cấp đủ điện năng cho

PL55

bao nhiêu hộ dân? (https://www.elib.vn/bai-tap-ve-may-bien-ap-va-truyen-tai-diennang-di-xa-nang-cao-438059.html ) ( NL tính toán) Đáp án: Gọi: Công suất điện của nhà máy P Công suất tiêu thụ của mỗi hộ dân là Po Điện trở đƣờng dây tải R N là số hộ dân đƣợc cung cấp điện khi điện áp truyền đi là 3U Công suất hao phí trên đƣờng dây:

Theo bài ra ta có:

Nhân (2) với 4 trừ đi (1) Nhân (3) với 9 trừ đi (1) Từ (4) và (5) ta có n = 164 TÌNH HUỐNG 16: RƠ – LE ĐIỆN TỪ Rơ le là một thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơ le là một thiết bị điện dùng để đóng, cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch lực. Mà trong hệ thống Van, rơ le điện từ dùng để điều khiển hoạt động của một số loại Van điện từ Rơ le điện từ là một trong những thiết bị quan trọng trong số các thiết bị tự động hóa dùng trong ngành điện. Rơ le có nhiệm vụ bảo vệ các phần tử của hệ thống điện trong các điều kiện làm việc không bình thƣờng bằng cách cô lập các sự cố bằng cách thông qua thiết bị đóng cắt.

PL56

Câu 16.1: Rơ le là gì? Nêu cấu tạo của Rơ le điện từ? Rơ le điện từ có mấy loại? (NL tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên – mức độ quan sát, phân tích) Rơ le là một thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơ le là một thiết bị điện dùng để đóng, cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch lực. Mà trong hệ thống Van, rơ le điện từ dùng để điều khiển hoạt động của một số loại Van điện từ Rơle điện từ hoạt động trên nguyên tắc của nam châm điện, thƣờng dùng để đóng ngắt mạch điện có công suất nhỏ, tần số đóng cắt lớn. Tín hiệu điều khiển có thể là dòng điện hoặc điện áp.

Cấu tạo Rơ le điện từ: Lõi thép tĩnh thƣờng đƣợc gắn cố định với thân (vỏ) của rơ le điện từ. Với rơle điện từ cỡ nhỏ thì lõi thép tĩnh thƣờng là một khối thép hình trụ tròn lồng qua cuộn dây.

Lá thép động có gắn tiếp điểm động. Ở trạng thái cuộn hút chƣa có điện lá thép động đƣợc tách xa khỏi lõi thép tĩnh nhờ lò xo hồi vị.

Cuộn dây điện từ (cuộn hút) đƣợc lồng vào lõi thép tĩnh có thể làm việc với dòng điện một chiều hoặc xoay chiều.

1- Lò xo; 2- Tiếp điểm; 3- Lõi thép động; 4- Lõi thép tĩnh; 5- Cuộn hút

PL57

 Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 16.2: Nêu nguyên lý hoạt động của rơ le điện từ (NL tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên – mức độ quan sát, phân tích) Trả lời Rơ le điện từ hoạt động trên nguyên tắc của nam châm điện thƣờng dùng để đóng cắt mạch điện có công suất nhỏ, tần số đóng cắt lớn.

Khi chƣa đóng điện cho cuộn hút (5), lá thép động (3) chỉ chịu lực kéo của lò so (1) làm cho tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh phía trên tƣơng ứng cặp tiếp điểm phía trên ở trạng thái đóng, cặp tiếp điểm phía dƣới ở trạng thái mở.

Khi đóng điện cho cuộn hút (5), từ thông do cuộn hút sinh ra móc vòng qua cả lõi thép tĩnh (4) và lõi động (3) tạo thành 2 cực từ trái dấu ở bề mặt tiếp xúc làm cho lõi thép động (3) bị hút về phía lõi thép tĩnh. Mô men do lực hút này sinh ra thắng mo men lực kéo của lò so.

Kết quả là lõi thép động bị hút chặt vào lõi thép tĩnh, tƣơng ứng cặp tiếp điểm phía trên ở trạng thái mở, cặp tiếp điểm phía dƣới ở trạng thái đóng. Nhƣ vậy, chỉ nhờ vào sự đóng cắt điện cho cuộn hút mà ta có thể thay đổi trạng thái của hàng loạt các tiếp điểm  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 16.3: Ứng dụng của Rơ le điện từ (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Trả lời Đƣợc dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và sinh hoạt bởi tính năng tự động hóa.

Giám sát các hệ thống an toàn công nghiệp và ngắt điện cho các máy móc nếu đảm bảo độ an toàn.

Cách ly các mạch điều khiển khỏi mạch tải hoặc mạch đƣợc cấp điện AC khỏi mạch đƣợc cấp điện DC. Chuyển mạch nhiều dòng điện hoặc điện áp sang các tải khác nhau sử dụng một tín hiệu điều khiển. 

Mã hóa 0, 1, 2, 9

PL58

 TÌNH HUỐNG 17: GUITAR ĐIỆN Guitar hẳn không còn xa lạ gì với các bạn, đặc biệt là các bạn sinh viên và những ngƣời yêu thích âm điệu tuyệt vời mà cây đàn guitar mang lại. Ở Việt Nam luôn dễ dàng bắt gặp những cây đàn guitar thùng loại guitar có thùng rỗng phát ra âm thanh nhờ hiện tƣợng cộng hƣởng dao động. Còn guitar điện (Electric Guitar) thì sao? Thân đàn là một khối đặc âm thanh đƣợc phát ra nhờ một bộ phận có tên gọi là Pickup. Cần phải có nguồn điện Pickup mới hoạt động đƣợc, Pickup tạo ra âm thanh đƣợc nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ.

Câu 17.1: Nêu cấu tạo bộ phận Pickup của Guitar điện. (NL tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên – mức độ quan sát, phân tích) Pickup gồm một cuộn cảm là những sợi dây đồng đƣơc quấn nhiều vòng bao quanh và cách điện với sáu lõi nam châm vĩnh cửu. Sáu sợi dây đàn vật liệu thông thƣờng bằng thép (vật liệu có tính chất từ tính) đƣợc đặt tƣơng ứng, hở một khoảng trên sáu lõi nam châm này.  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 17.2: Dựa vào hình ảnh sau, hãy nêu nguyên lý hoạt động của Pickup.

(NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích)

PL59

Khi dây đàn rung động làm cho từ thông (các đƣờng sức từ tạo bởi dây đàn) qua cuộn dây thay đổi, sẽ tạo từ trƣờng biến thiên liên tục gửi qua cuộn cảm làm sinh ra dòng điện cảm ứng trong cuộn dây. Vì vậy dây đàn dao động lúc xa lúc gần cuộn dây => dòng điện trong cuộn dây đổi chiều cùng với tần số dao động của dây đàn  Mã hóa 0, 1, 9 Câu 17.3: Có bao nhiêu loại Pickup (NL tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên – mức độ quan sát, phân tích) Hiện tại có thể phân loại pickup thành hai loại cơ bản nhƣ sau: Singler – coil pickup: cấu tạo chỉ gồm một cuộn cảm (single-coils), đƣợc phát minh rất sớm từ những năm 1930 bởi Rickenbacker. Loại này cho âm thanh mỏng, trong và sáng (nghiêng về âm treble nhiều hơn).

Humbucker pickup: cấu tạo gồm hai cuộn cảm mắc nối tiếp nhau quấn quanh hai hàng lõi nam châm trái cực nhau (dual-coil pickup), đƣợc phát minh vào năm 1950 bởi Gibson. Loại này không chỉ giảm bớt những âm thanh tạp nhiễu mà còn tạo ra đƣợc âm thanh đặc trƣng khác lạ. Âm thanh loại này có vẻ đầy đặn, khỏe nhƣng có chiều hƣớng thô và đục.  Mã hóa 0, 1, 9

PL60

TÌNH HUỐNG 18: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA – TUABIN THỦY ĐIỆN MINI Điện năng có vai trò rất quan trọng trong đời sống và xản suất. Điện năng là động lực cho xã hội loài ngƣời phát triển. Tuy nhiên, tại những nơi vùng sâu vùng xa của Việt Nam thì điện lƣới Quốc gia vẫn chƣa phủ đến. Điện năng ở đây vẫn còn thiếu thốn rất nhiều, đời sống nhân dân vẫn còn lạc hậu và kém phát triển. Vậy phải có một giải pháp nào đó để khắc phục tình trạng “thiếu điện” này? Đó là máy phát điện nƣớc hay tuabin thủy điện mini phát ra điện xoay chiều một pha dùng sức nƣớc đƣợc đặt ở ở các con suối đƣợc xem là giải pháp hiệu quả nhất.

Câu 18.1: Nêu nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều? (NL vận dụng kiến thức vào TT –mức giải thích) Trả lời: Nguyên tắc hoạt động của các loại máy phát điện xoay chiều dựa trên hiện tƣợng cảm ứng điện từ: Khi từ thông qua một vòng dây biến thiên điều hòa, trong vòng dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng xoay chiều.

Nếu từ thông qua mỗi vòng dây biến thiên theo quy luật và cuộn dây có vòng giống nhau, thì xuất hiện dòng điện xoay chiều trong cuộn dây là: Hay Trong đó

là biên độ cực đại qua mỗi vòng dây

Biên độ dao động là 

Mã hóa 0, 1, 9

Câu 18.2: Nêu các cách tạo ra suất điện động xoay chiều thƣờng dùng trong các máy phát điện? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Trả lời: Có 2 cách: -

Từ trƣờng cố định, các vòng dây quay trong từ trƣờng Từ trƣờng quay, các vòng dây đặt cố định  Mã hóa 0, 1, 9

Câu 18.3: Nêu các bộ phận chính của máy phát điện xoay chiều một pha?

(NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích)

PL61

Trả lời: Mỗi máy phát điện xoay chiều đều có hai bộ phận chính là phần cảm và phần ứng Phần cảm là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu. Đó là phần tạo ra từ trƣờng Phần ứng là những cuộn dây, trong đó xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động Một trong hai phần đặt cố định, phần còn lại quay quanh một trục. Phần cố định gọi là Stato, phần quay gọi là Roto  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 18.4: Dựa vào hình ảnh dƣới đây, hãy nêu các bộ phận của tuabin thủy điện mini? (NL tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên – mức độ quan sát, phân tích)

Trả lời: Máy phát điện: stato và roto, roto quay tạo ra dòng điện stator là một khối hình xuyến làm bằng các lớp lá thép kỹ thuật điện có sơn cách điện ghép lại.

Rotor của máy phát điện thƣờng làm bằng nhiều khối thép rèn ghép lại với nhau thành nhiều cực từ. Trên mỗi cực từ có các cuộn dây kích thích quấn tập trung.

PL62

Tuabin: Bánh xe công tác: Là bộ phận chính của tuabin, chức năng biến năng lƣợng của dòng chảy thành cơ năng truyền qua trục tua bin làm quay roto máy phát điện Trục tuabin: có tác dụng liên kết giữa roto máy phát điện và bánh xe công tác Buồng xoắn: là một khối kết cấu thép hàn có hình xoắn ốc, đai trên và đai dƣới nối với nhau bằng các cánh hƣớng tĩnh, có tác dụng phân bố đều lƣu lƣợng và áp lực cung cấp cho bánh xe công tác thông qua các cánh hƣớng tĩnh hƣớng vào tâm.

Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 18.5: Hãy cho biết máy phát điện xoay chiều một pha có các cách hoạt động nào theo hình ảnh dƣới đây? Hãy trình bày cách hoạt động đó? (NL vận

dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Hình 1 Hình 2 Trả lời: Các máy phát điện xoay chiều một pha có thể hoạt động theo hai cách: Cách thứ nhất: Phần ứng quay, phần cảm cố định. Các máy hoạt động theo cách thứ nhất có stato là nam châm đặt cố định, roto là khung dây quay quanh một trục trong từ trƣờng tạo bởi stato. Để dân dòng điện ra ngoài, ngƣời ta dùng hai vành khuyên đặt đồng trục và cùng quay với khung dây. Mỗi vành khuyên có một thanh quét tỳ vào. Khi khung dây quay, hai vành khuyên trƣợt trên hai thanh quét, dòng điện truyền từ khung dây qua hai thanh quét ra ngoài.

Cách thứ 2: phần cảm quay, phần ứng cố định. Các máy hoạt động theo cách thứ hai có roto là nam châm, thƣờng là nam châm điện đƣợc nuôi bởi dòng điện 1 chiều; stato gồm nhiều cuộn dây có lõi sắt, xếp thành một vòng tròn. Các cuộn dây của roto cũng có lõi sắt và xếp thành vòng tròn, quay quanh trục qua tâm vòng tròn.

PL63

Mã hóa 0, 1, 9 Câu 18.6: Chế tạo máy phát điện xoay chiều một pha đơn giản từ nam châm vĩnh cửu và dây đồng. (NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn – mức độ cao) Xem video hướng dẫn: https://www.youtube.com/watch?v=RRaOSSFqg8Y TÌNH HUỐNG 19: MICROPHONE Trong tất cả loại thiết bị của hệ thống âm thanh, sự phát triển của những bộ chuyển đổi nhƣ micro và loa có lẽ là gian nan nhất. Sự phát triển của loa có nhiều giai đoạn và vài loại đã đi vào ngõ cụt. Trong khi đó, sự phát triển của micro đôi khi thật kỳ lạ. Những chiếc micro đầu tiên trên thế giới xuất hiện với kích thƣớc nhƣ một chiếc máy giặt, chúng giống nhƣ một thùng than thu nhỏ phải thƣờng xuyên bổ sung hạt carbon mới, với công suất phát ra rất mạnh, đến nỗi phép đo phải dùng đơn vị mã lực.

Trải qua quá trình phát triển, hiện nay, những chiếc micro đƣợc phân ra thành 3 loại chính: micro động lực, micro tụ điện và micro ribbon. Và micro động lực là micro đƣợc sử dụng nhiều nhất vì nó mang lại rất nhiều lợi ích cho ngƣời dùng.

Câu 19.1: Dựa vào hình ảnh dƣới đây và các thông tin em biết đƣợc, cho biết cấu tạo của micro động lực ( dynamic microphone) ? (NL vận dụng KT vào

thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích)  Trả lời: - Các bộ phận của micro động lực gồm: Màng rung, cuộn dây, nam châm và dây nối  Mã hóa 0, 1, 2, 9

PL64

Câu 19.2: Cho biết microphone động lực hoạt động dựa vào nguyên lí (hiện tƣợng) nào? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Trả lời: Microphone động lực hoạt động dựa trên hiện tƣợng cảm ứng điện từ Mã hóa 0, 9 Câu 19.3: Hãy mô tả nguyên lí hoạt động của microphone động lực? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức tổng hợp, phân tích) Trả lời: Khi ta nói vào đầu micro, sóng âm tạo ra sẽ làm màng rung làm bằng kim loại mỏng nối với một lõi dây đặt bên trong một nam châm vĩnh cữu dao động (rung lên) .

Khi màng kim loại rung thì lõi dây cũng rung trong vùng từ trƣờng (do nam châm sinh ra) nên sinh ra dòng điện xoay chiều . Dòng điện xoay chiều này sẽ theo dây dẫn ra đầu âm ly tại đó âm thanh đƣợc khuếch đại lên bởi ampli và Mixer.

Và dòng điện đƣợc sinh ra do chuyển động của màng rung và lƣợng điện phụ thuộc vào tốc độ của chuyển động này nên các microphone động lực đƣợc liệt vào dạng "nhạy rung" Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 19.4: Vì sao các ca sĩ khi hát thì phần lớn đều chọn microphone động lực ? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ so sánh, kỹ năng tìm kiếm thông tin) Trả lời: Khả năng mà microphone đáp ứng đƣợc với các xung điện và các tín hiệu có tần số cao còn tùy thuộc vào độ mạnh của vùng chuyển động . Kiểu microphone này khá nhạy vì màng rung và lõi dây đều chuyển động. Đáp tần của nó vào khoảng 10 kHz. Microphone này cũng có một tần số cộng hƣởng thƣờng vào khoảng từ 1 đến 4 kHz. Đây là vùng tần số thuộc "ngƣỡng nghe" [presense peak] vì nó nằm trong vùng tần số mà tai ngƣời nghe rõ nhất. Vì thế để ngƣời nghe có thể nghe nhạc hay, rõ nhất các ca sĩ thƣờng chọn microphone động lực.

Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 19.5: Cho biết ƣu, nhƣợc điểm của microphone động lực?(NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức độ liên hệ, so sánh, kỹ năng tìm kiếm thông tin) Trả lời:

PL65

-

Ưu điểm: + Có độ bền rất tốt, dễ thích nghi với sự thay đổi của nhiệt độ + Không cần cung cấp nguồn điện để hoạt động, + Có thiết kế nhỏ gọn.

-

Nhược điểm: + Có đáp tần yếu khi tần số vƣợt ngƣỡng 10 kHz.

Mã hóa 0, 1, 2, 9 TÌNH HUỐNG 20: CỔNG DÒ KIM LOẠI Hiện nay máy dò kim loại (cổng dò kim lọại) chính là một trong những thiết bị đang đƣợc sử dụng ngày càng phổ biến trong nhiều những lĩnh vực khác nhau, từ vấn đề khai thác khoáng sản đến công đoạn chế biến thực phẩm, dƣợc phẩm, dò tìm cổ vật,... và quan trọng nhất là nó là thiết bị không thể thiếu trong lĩnh vực an ninh, quân sự,… nó đƣợc sử dụng để dò bom mìn, kiểm soát vũ khí, kiểm soát tù nhân,… giúp phần đảm bảo an ninh của quốc gia, chống lại bạo loạn xã hội.

Cổng dò kim loại sử dụng trong sân bay, cửa khẩu,…

Máy dò kim loại sử dụng trong ngành thực phẩm

Máy dò kim loại trong lòng đất

Câu 20.1: Nêu bộ phận của cổng (máy) dò kim loại ? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức phân tích) Trả lời: Cấu tạo chính của máy gồm hai cuộn dây: + Cuộn dây phát: Phát ra xung quanh nó một từ trƣờng biến đổi liên tục. + Cuộn dây thu: Dòng điện cảm ứng sẽ xuất hiện trên cuộn dây này.

Mã hóa 0, 1, 2, 9

PL66

Câu 20.2: Nêu nguyên lí hoạt động của cổng dò kim loại? (NL tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên – mức độ quan sát, phân tích) Trả lời: Nguyên lý chung của máy dò kim loại dựa trên hiện tƣợng cảm ứng điện từ Nguyên lý chung của máy dò kim loại là dùng cuộn dây phát, tạo ra trƣờng điện từ trong môi trƣờng, và cuộn dây thu để thu trƣờng cảm ứng trong vùng không gian dò tìm hiệu dụng của đầu dò.

Nếu không có dị vật kim loại, cuộn dây thu chỉ thu đƣợc trƣờng bình thƣờng.

Khi có vật kim loại sẽ có độ dẫn điện sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng (dòng điện xoáy), làm lệch trƣờng ở vùng cuộn dây thu. Một dòng điện cảm ứng trong cuộn dây thu của máy dò. Máy dò sẽ có bộ phận khuếch đại dòng điện này lên và phát ra tín hiệu (tín hiệu âm thanh, tín hiệu số trên mặt hiện số,…) từ đó phát hiện ra kim loại .

Kích thƣớc các cuộn dây (đầu dò), công suất phát trƣờng, dạng xung và kiểu phát trƣờng, cách thức xử lý tín hiệu thu,… xác định khả năng phát hiện dị vật với kích thƣớc dị vật và khoảng cách đến đầu dò.

Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 20.3: Cho biết ƣu, nhƣợc điểm của máy dò kim loại cầm tay? (NL vận dụng KT vào thực tiễn – mức phân tích) Trả lời: -

Ưu điểm:

Máy dò kim loại cầm tay dễ dàng cầm sử dụng bằng một tay Máy có báo động bằng âm thanh, đèn báo khi phát hiện kim loại. Độ chính xác và độ nhạy rất cao. Có thể phát hiện chính xác các loại kim loại rất nhỏ (0.1g hoặc thậm chí ít hơn) Điện năng tiêu thụ của pin thấp. Khi ở chế độ Standby là 0mA, khi hoạt động 1mA. Hệ thống quản lý pin liên tục giám sát tình trạng pin yếu. Chính vì thế mà bạn không cần phải lo lắng máy hết pin đột ngột làm gián đoạn quá trình dò tìm kim loại của bạn nữa.

PL67

Hệ thống cảm biến mạnh mẽ thông minh tạo âm thanh chuông báo khác nhau tùy thuộc vào kích thƣớc và khoảng cách của kim loại. Những âm thanh báo động sẽ kéo dài khi việc tìm kiếm kim loại đúng vị trí giúp công việc tìm kiếm đơn giản, nhanh chóng và vô cùng hiệu quả.

-

Nhược điểm:

Máy dò kim loại cầm tay chỉ dò đƣợc những vật ở gần, còn vật nằm sâu dƣới lòng đất thì không thể.

Máy có thể hết pin khi đang làm việc và làm ảnh hƣởng tới quá trình dò tìm kim loại của bạn. Bạn sẽ mất thời gian chờ sạc lại cho đầy mới sử dụng tiếp đƣợc.

Loại máy này bạn luôn phải cầm trên tay để có thể sử dụng đƣợc và đôi khi gây ra sự vƣớng víu nhất định trong quá trình sử dụng, đi lại,….  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 20.4: Máy dò kim loại đƣợc ứng dụng trong các lĩnh vực nào? Chỉ ra công dụng của máy trong từng lĩnh vực ? (NL vận dụng KT vật lý vào thực tiễn – mức liên hệ, so sánh, KN tìm kiến thông tin) Trả lời: Giám sát an ninh: Phát hiện vũ khí hay kim loại con ngƣời mang theo, giúp cơ quan hành chính, quân sự, sân bay chống đƣợc khủng bố Thƣờng sử dụng cổng dò kim loại, máy dò kim loại cầm tay,…

Ngành khảo cổ học: Phát hiện những di tích, ngôi mộ cổ lịch sử, tìm đƣợc về nguồn gốc con ngƣời xa xƣa Thƣờng sử dụng máy dò kim loại dƣới lòng đất Ngành sản xuất chế biến Kiểm tra, dò tìm và phát hiện các vật thể kim loại lạ trộn lẫn trong sản phẩm.

Máy dò kim loại cho phép kiểm tra mà không tiếp xúc và không phá hỏng sản phẩm Thƣờng sử dụng máy dò kim loại thực phẩm Ngành dệt, may mặc

PL68

Phát hiện sự tồn tại của các vật thể kim loại nhƣ kim gãy, ghim quần áo… lẫn trong trong sản phẩm.

Thƣờng sử dụng máy dò kim loại công nghiệp  Mã hóa 0, 1, 2, 9 Câu 20.5: Chế tạo một máy dò kim loại đơn giản từ : Radio nhỏ có băng tần AM, một chiếc máy tính bỏ túi, và một Hộp đựng đĩa CD? - Bƣớc 1: Chuẩn bị dụng cụ + Radio nhỏ có băng tần AM + Máy tính bỏ túi + Hộp đựng đĩa CD + Bƣớc 2: Tiến hành thí nghiệm Video hƣớng dẫn thí nghiệm https://www.youtube.com/watch?time_continue=127&v=AbcZUMl1ja4