Module 3.5 · Electricity and magnetism (Điện và từ)
Thuộc Package 3 · Explain with Models. Module cuối của package, và kết thúc bằng một trong những ý hợp nhất đẹp nhất của vật lý.
Tôi giải thích được mạch điện hoạt động ra sao, và hiểu rằng điện với từ là hai mặt của cùng một thứ.
| Unit | 4 |
| Mastery level | 4 tới 12 |
| Lớp (VN) | 5 tới 12 |
| Key concept chính | Systems (Hệ thống) · Relationships (Quan hệ) |
Unit 1 · Charge and simple circuits (Điện tích và mạch đơn giản)
Tôi sẽ làm được lắp một mạch kín và giải thích vì sao nó phải kín thì đèn mới sáng.
Mastery level 4-8 · Lớp 5-9 · Systems (Hệ thống)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Lắp mạch theo hình mẫu, không biết vì sao |
| Đạt | Lắp được mạch kín; đọc và vẽ được sơ đồ mạch |
| Vững | Chẩn đoán được mạch hỏng ở đâu khi đèn không sáng |
Bằng chứng đạt. Đưa learner một mạch không sáng, learner tìm ra chỗ đứt mà không tháo tung cả mạch.
Hiểu lầm thường gặp. Dòng điện đi ra từ pin, bị đèn dùng hết, nên phần dây sau đèn không có dòng. Thực ra dòng điện như nhau ở mọi điểm trên mạch nối tiếp; cái bị tiêu thụ là năng lượng, không phải dòng.
Knowledge node. Điện tích · Dòng điện · Mạch kín · Sơ đồ mạch điện · Nguồn điện
Unit 2 · Current, voltage, resistance (Cường độ, hiệu điện thế, điện trở)
Tôi sẽ làm được phân biệt ba đại lượng này và nói được quan hệ giữa chúng.
Mastery level 6-10 · Lớp 7-11 · Relationships (Quan hệ)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Lẫn ba đại lượng, thay chúng cho nhau trong lời nói |
| Đạt | Đo được cả ba; dùng đúng định luật Ohm |
| Vững | Dự đoán được mạch đổi thế nào trước khi tính, rồi mới tính để kiểm |
Bằng chứng đạt. Learner dự đoán đúng độ sáng của đèn khi thêm một đèn nữa vào mạch nối tiếp, trước khi cầm bút tính.
Hiểu lầm thường gặp. Hiệu điện thế là thứ chảy trong dây, giống dòng điện nhưng mạnh hơn. Hiệu điện thế là chênh lệch giữa hai điểm, không phải thứ chảy qua một điểm, và đây là lý do learner đo vôn kế sai cách.
Knowledge node. Cường độ dòng điện · Hiệu điện thế · Điện trở · Định luật Ohm · Mạch nối tiếp và song song
Unit 3 · Magnetic fields (Từ trường)
Tôi sẽ làm được mô tả từ trường quanh nam châm và quanh dây có dòng điện chạy qua.
Mastery level 7-11 · Lớp 8-12 · Models (Mô hình) · Forces (Lực)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Biết nam châm hút sắt, không có hình dung về trường |
| Đạt | Vẽ được đường sức từ; nhận ra dòng điện tạo ra từ trường |
| Vững | Dùng khái niệm trường để giải thích lực tác dụng từ xa, không cần tiếp xúc |
Bằng chứng đạt. Learner rắc mạt sắt quanh dây có dòng và giải thích được hình dạng thu được.
Hiểu lầm thường gặp. Đường sức từ là những sợi dây có thật trong không gian. Chúng là cách vẽ ra một thứ liên tục; từ trường tồn tại ở mọi điểm chứ không chỉ trên các đường ta vẽ.
Knowledge node. Nam châm · Từ trường · Đường sức từ · Từ trường của dòng điện · Nam châm điện
Unit 4 · Electricity and magnetism are one thing (Điện và từ là một)
Tôi sẽ làm được hiểu rằng dòng điện sinh ra từ trường, và từ trường biến thiên sinh ra dòng điện.
Mastery level 10-12 · Lớp 11-12 · Relationships (Quan hệ) · Systems (Hệ thống)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Coi điện và từ là hai chương riêng |
| Đạt | Nêu được cả hai chiều của quan hệ; giải thích cảm ứng điện từ |
| Vững | Nối được ý này với gần như toàn bộ công nghệ điện loài người đang dùng |
Bằng chứng đạt. Learner giải thích được nguyên lý chung của cả máy phát điện lẫn động cơ điện, và chỉ ra chúng là một thiết bị chạy theo hai chiều.
Hiểu lầm thường gặp. Cảm ứng điện từ xảy ra khi có từ trường mạnh. Từ trường mạnh mà đứng yên thì không sinh ra dòng nào; cái sinh ra dòng là sự biến thiên, và learner bỏ sót chữ đó sẽ không giải thích được vì sao nam châm phải chuyển động.
Knowledge node. Cảm ứng điện từ · Định luật Faraday · Máy phát điện · Động cơ điện · Sóng điện từ
Dạy module này theo kiểu IB
Concept-based. Khái niệm dẫn dắt là Relationships: hai hiện tượng trông rời nhau hoá ra là hai cách nhìn cùng một thứ.
Inquiry. Khuôn lặp lại khám phá của Ørsted, dành cho unit 3 và 4:
Đặt kim la bàn cạnh một dây dẫn KHÔNG có dòng, quan sát
↓
Đóng mạch. Kim quay.
↓
"Vì sao một cái dây điện lại làm quay được kim la bàn?"
↓
Đảo lại: đưa nam châm qua lại trong cuộn dây, nhìn kim điện kế
↓
"Vậy quan hệ này đi được mấy chiều?"Đây là thí nghiệm gốc năm 1820, và Ørsted phát hiện ra nó một cách tình cờ giữa buổi giảng. Kể chuyện đó cùng lúc với việc làm lại thí nghiệm cho learner thấy khám phá lớn không phải lúc nào cũng đến từ kế hoạch, mà đến từ người đủ chú ý để không bỏ qua một cái kim quay bất thường.
Kết thúc Package 3
Forces and motion vì sao vật đứng yên, đi, dừng
Energy lần theo năng lượng, và nó không mất
Particles một mô hình cho thể, nhiệt, áp suất
Waves một mô hình cho âm và ánh sáng
Electricity và cuối cùng, điện với từ là mộtMạch của package là một mạch hợp nhất dần: mỗi module sau gom được nhiều hiện tượng hơn module trước vào ít ý hơn. Đó chính là hình dạng của vật lý như một ngành.