Xây dựng một số bài thực hành về mạch điện một chiều nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn mạch điện hệ cao đẳng nghề

Làm như thế không những không đảm bảo được các yêu cầu giáo dục kỹ thuật tổng hợp mà còn phương hại đến tác phong làm việc khoa học , giáo dục tư tưởng cho học sinh 1.2 Việc sử dụng thí

-

NGUYỄN THỊ HÂN

XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI HỌC

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VỀ MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG DẠY

HỌC MÔN “MẠCH ĐIỆN” HỆ CAO ĐẲNG NGHỀ

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

VINH- 2009

trực tiếp hướng dẫn tác giả thực hiện đề tài này

Tác giả xin chân thành cảm ơn đến các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Vật lý, Khoa đào tạo Sau đại học trường Đại học Vinh, và đồng thời cảm ơn Ban giám hiệu , Trưởng Khoa điện, các đồng nghiệp trong Khoa Điện, các thầy giáo, cô giáo Trường Cao Đẳng Nghề Kỹ Thuật Việt Đức đã giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu

Cuối cùng tác giả bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân và bạn

bè đã động viên, giúp đỡ, sẻ chia những khó khăn để tác giả hoàn thành việc học tập, cũng như hoàn thành đề tài này

Vinh, 2010

MỞ ĐẦU 1.Lý do chọn đề tài

giải pháp khác nhau, đồng bộ cùng hướng tới mục đích của giáo dục đó là: đào tạo những con người có tri thức, trí tuệ, năng động sáng tạo, sẵn sàng đáp ứng nhu cầu về lao động của thực tiễn xã hội đang phát triển

Khi các em học sinh đã rời ghế nhà trường của cấp học phổ thông, các

em có nhiều nguyện vọng, và ước mơ cho tương lai của mình, và trường dạy nghề là một trong những lựa chọn để đưa các em trở thành những người lao động chính, có tay nghề vững vàng vận dụng những kiến thức khoa học vào trong thực tiễn của cuộc sống góp phần sáng tạo, kiến thiết đất nước, phù hợp với sự phát triển như vũ bão của khoa học trên thế giới

Để làm được việc đó, nhiệm vụ đặt ra cho các nhà giáo dục, các giáo viên và đặc biệt là giáo viên trường dạy nghề, trong quá trình dạy học phải cung cấp cho các em kỹ năng thực hành, rèn luyện tay nghề, góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh

Trong hệ thống các môn học của chuyên nghành điện, thì bộ môn “mạch điện ” là một môn học cơ sở, trang bị cho học sinh, sinh viên những kiến thức

cơ bản dựa trên những kiến thức đã học của môn vật lý phổ thông Việc đưa các thí nghiệm thực hành vào giảng dạy bộ môn “ Mạch điện ” là rất cần thiết cho học sinh, sinh viên trường nghề

Ta đã biết vật lý học trong nhà trường là một môn học có đặc thù sử dụng thí nghiệm vật lý như một phương tiện, phương pháp phát huy tác dụng tốt theo hướng tăng cường hoạt động tự lực của học sinh Vận dụng phương pháp của bộ môn vào dạy học môn “ Mạch điện” sẽ góp phần phát triển tư duy của học sinh, rèn luyện các kỹ năng thực hành, kỹ năng tính toán, đo đạc các đại lượng cần quan tâm, sự thành công của thí nghiệm vật lý làm tăng sự tin tưởng ở các em vào khoa học

Quá trình giảng dạy, chúng tôi nhận thấy, việc sử dụng thí nghiệm vào dạy học môn “Mạch điện” đang còn thiếu thốn, và hầu như chưa được sử dụng, quá trình dạy học còn mang nặng tính lý thuyết Do đó, sử dụng thí nghiệm vật lý vào giảng dạy bộ môn “ Mạch điện” hợp lý sẽ tạo điều kiện cho học sinh củng cố và khắc sâu kiến thức, chúng là phương tiện để kiểm tra kiến thức , và rèn luyện kỹ năng kỹ xảo thực hành một cách có hiệu quả, đồng thời

mở rộng tầm mắt kỷ thuật và là hành trang tốt cho học sinh đi vào thực tế Căn cứ vào thực tiễn giảng dạy và những nhận định nêu trên chúng tôi

chọn đề tài: Xây dựng một số bài học sử dụng thí nghiệm về mạch điện

một chiều nhằm nâng cao chất lƣợng dạy học môn – mạch điện- hệ cao đẳng nghề

2 Mục đích nghiên cứu:

Nghiên cứu xây dựng một số bài học sử dụng thí nghiệm về mạch điện một chiều nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn “ Mạch điện ” của trường dạy nghề trong phạm vi khoa điện

3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu:

3.1 Đối tượng nghiên cứu:

- Quá trình dạy học vật lý và chương dòng điện không đổi ở trường phổ thông

- Các thí nghiệm vật lý có liên quan

- Nội dung dạy học bộ môn “Mạch điện”

- Các tài liệu lý luận liên quan đến việc sử dụng thí nghiệm dạy học phần mạch điện một chiều

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Các thí nghiệm vật lý về mạch điện một chiều

4 Giả thuyết khoa học

Nếu sử dụng một cách hợp lý một số thí nghiệm để dạy học chương “ Mạch điện một chiều ”của môn – Mạch điện- trong nghành điện của trường dạy nghề để góp phần nâng cao chất lượng dạy và học của bộ môn

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lý nói chung và chương mạch điện một chiều của bộ môn “ Mạch điện ” nói riêng

- Nghiên cứu chương trình SGK, sách GV, và các tài liệu có liên quan đến việc sử dụng thí nghiệm dạy học về mạch điện một chiều

- Tìm hiểu trang thiết bị thí nghiệm, việc sử dụng thí nghiệm thực hành trong dạy học ở trường cao đẳng nghề

- Xây dựng một số bài học thí nghiệm phục vụ cho chương “Mạch điện một chiều”

- Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý luận:

Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học để làm sáng tỏ về mặt lý luận có liên quan đến thí nghiệm ở trường nghề

- Nghiên cứu thực nghiệm:

+Nghiên cứu các tài liệu chương trình để đưa ra phương án thí nghiệm

+ Tiến hành một số thí nghiệm về chương “Mạch điện một chiều”

+ Thực nghiệm sư phạm ở trường dạy nghề

+ Xử lý số liệu để có biện pháp đã đề xuất trên cơ sở lý luận và thực tiễn

7 Đóng góp của luận văn:

- Làm rõ cơ sở lý luận của việc sử dụng các thí nghiệm vật lý vào dạy học môn “ Mạch điện”

- Đề xuất một số kế hoạch sử dụng thí nghiệm vào dạy học chương

“ Mạch điện một chiều” của môn – Mạch điện

8 Cấu trúc của luận văn:

Ngoài phần mở đầu, kết luận, và tài liệu tham khảo, luận văn gồm có 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận của việc sử dụng thí nghiệm vào dạy học Chương 2: Sử dụng một số thí nghiệm vào dạy học chương “Mạch điện

1.1.Phương pháp giảng dạy bộ môn vật lý với phương pháp giảng dạy bộ môn “ Mạch điện”

Như chúng ta đã biết, mỗi bộ môn khoa học đều có những đặc điểm riêng, có đối tượng và phương pháp nghiên cứu tương ứng, mang đặc điểm của bộ môn Với bộ môn “ Mạch Điện “ trong trường dạy nghề mang nội dung kiến thức của môn vật lý,vì thế lý luận về phương pháp giảng dạy bộ môn “ Mạch điện “ là một bộ phận của lý luận về phương pháp giảng dạy môn vật lý nghĩa là phải dựa trên cơ sở triết học duy vật biện chứng, vì:

- Các tư tưởng vật lý liên quan chặt chẽ với các tư tưởng triết học duy vật biện chứng

- Lý luận về phương pháp dạy học vật lý trong nhà trường Việt nam phải dựa trên nhận thức luận Mác – Lê nin Đó là con đường biện chứng nhận thức chân lý, nhận thức hiện thực khách quan

Bộ môn phương pháp giảng dạy vật lý nhằm làm cho học sinh lĩnh hội

và vận dụng kiến thức và kỹ năng một cách sáng tạo.Học sinh phải có phương pháp nhận thức tốt, khoa học Bản chất của quá trình nhận thức đã được Lê nin nêu lên thành luận điểm nổi tiếng như sau: “ Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng trở lại thực tiễn,

đó là con đường biện chứng nhận thức chân lý, nhận thức hiện thực khách quan”(Bút ký triết học, nhà xuất bản chính trị quốc gia Mát cơ va- 1947, tr146-147)

Để làm được tốt điều này cần coi trọng 3 mặt: Vai trò của trực quan, của tư duy trừu tượng và vận dụng vào thực tiễn Trực quan giúp ta cảm giác đầu tiên, có khái niệm sơ bộ về hiện tượng sự vật Tư duy, nhất là tư duy trừu tượng phát triển trên cơ sở quan sát, tiến hành phân tích, so sánh, nêu giả thiết và luận cứ để rút ra kết luận về những hiện tượng và sự vật đang được nghiên cứu Trong quá trình học tập, học sinh còn phải vận dụng kiến thức vào thực tế đời sống

Phương pháp giảng dạy còn phải xây dựng dựa trên các nguyên tắc dạy học

cơ bản sau:

a, Tính khoa học trong giảng dạy, có tác dụng: kiến thức học sinh thu nhận trở nên có cơ sở, do đó có sức thuyết phục đối với học sinh; học sinh rèn luyện được cách nắm kiến thức một cách khoa học

b, Nguyên tắc trực quan được coi trọng và nhấn mạnh trong lý luận cũng như trong thực tiễn Pextalôzi, một nhà sư phạm Thụy sĩ lỗi lạc(1746-1827) đã từng gọi trực quan là nguyên tắc dạy học cao nhất (L.V Zancôp, lý luận dạy học và đời sống, nhà xuất bản giáo dục, Hà nội- 1970, tr191) Trực quan trong dạy học vật lý trước tiên phải kể đến vai trò của thí nghiệm vật lý, vai trò thực tiễn Đó vừa là cơ sở, vừa là thước đo của quá trình nhận thức

Vật lý là một khoa học thực nghiệm Nó dựa vào quan sát, thí nghiệm

và phép đo để tìm hiểu các định luật của tự nhiên và bất kỳ một định luật nào được tìm ra cũng phải được kiểm nghiệm lại trong thực tiễn Vì thế khi giảng dạy vật lý cần hết sức coi trọng thực nghiệm

Tính chất thực nghiệm của vật lý còn thể hiện ở điểm mọi định luật và

lý thuyết vật lý, ở mức độ khác nhau, đều là những kết luận rút ra sau một quá trình tư duy logic trên những kết quả quan sát, thí nghiệm đo lường và tính toán về các hiện tượng tự nhiên

Khi giảng dạy vật lý, điều cần thiết là phải quán triệt đặc điểm của nó.Vật lý là một khoa học thực nghiệm Nó dựa vào quan sát, thí nghiệm và phép đo để tìm hiểu các định luật của tự nhiên và bất kì một định luật nào được tìm ra cũng phải được kiểm nghiệm lại trong thực tiễn Vì thế khi giảng dạy vật lý cần hết sức coi trọng thực nghiệm, phục hồi vị trí xứng đáng của nó

mà trước đây, do hoàn cảnh khó khăn mà ta chưa thực hiện được đầy đủ Cần rèn luyện cho HS thói quen quan sát và ghi nhận hiện tượng một cách rành mạch và chính xác, có thói quen đo lường và biết ghi kết quả một cách khách quan để có thể trên cơ sở đó mà tìm ra mối quan hệ định tính và định lượng

Do tính chất thực nghiệm của vật lý mà các khái niệm, đại lượng của nó đều xuất phát từ thực tiễn, từ yêu cầu của sự phát triển của khoa học vật lý Điều

đó đòi hỏi trình bày hoàn cảnh xuất hiện, nhu cầu hình thành các khái niệm và các đại lượng, tránh lối đưa định nghĩa một cách dự đoán, dựa vào công thức toán học mà không có sự dẫn dắt thực nghiệm cần thiết

Một đặc điểm của vật lý học là mặt định lượng, tính chính xác chặt chẽ của nó Vật lý học không dừng lại ở những nhận xét và suy lý chung chung

mà từ rất đã sử dụng công cụ toán học làm một phương tiện nghiên cứu Chúng ta thấy rõ rằng các định luật thể hiện mối liên quan giữa các đại lượng qua biểu thức toán học Các biểu thức vật lý ở trường phổ thông tuy đơn giản nhưng thường chứa đựng một lượng thông tin lớn, Từ các biểu thức toán học khá đơn giản ấy, người ta suy ra rất nhiều những hệ quả khác cho nên những biểu thức ấy không hề khô khan, trái lại nó mang nhiều ý nghĩa sinh động vì bằng công cụ toán học mà nó giúp ta suy đoán được rất nhiều hiện tượng, định luật Toán học còn cho phép các nhà vật lý tìm thấy nhiều mối liên hệ giữa nhiều định luật vật lý mà nhìn thì như không liên quan với nhau Ngôn ngữ toán học đã làm cho khoa học vật lý trở nên một khpoa học chặt chẽ, chính xác Vì thế lúc giảng dạy vật lý, chúng ta phải làm cho học sinh nhận thức được vai trò của toán học trong môn học này, phải yêu cầu đúng mức về tính toán, vẽ các đường đồ thị, đường đặc trưng, tập cho họ có thể đoán nhận hiện tượng vật lý qua kết quả tính toán Điều dĩ nhiên là ta không lạm dụng toán học mà làm mất ý nghĩa vật lý, tức là phải luôn luôn gắn các công thức toán học với nội dung vật lý, biết loại trừ những kết quả toán học không có ý nghĩa vật lý

Song song với các kiến thức vật lý một cách đúng đắn cần tập luyện cho học sinh suy nghĩ vận dụng các thao tác của tư duy tức là các thao tác phân tích và tổng hợp, so sánh hệ thống hóa, trừu tượng hóa, cụ thể hóa Có từng bước luyện tập, học sinh mới quen với lối suy nghĩ cần thiết Nếu không,

ta chỉ kêu gọi chung chung các em suy nghĩ mà họ chẳng hiểu bắt đầu suy nghĩ từ đâu và suy nghĩ như thế nào

Phân tích là dùng trí óc chia cái toàn thể ra than từng phần, hoặc tách bạch ra từng thuộc tính, từng khía cạnh riêng biệt Trong giảng dạy vật lý, khâu phân tích hiện tượng là rất cần thiết Hiện tượng vật lý thường không đơn giản, học sinh phải biết gạt bỏ những hiện tượng thứ yếu để tìm ra những dấu hiệu cần thiết Thao tác này đặc biệt quan trọng, đối với việc giải các bài tập vật lý Việc phân tích ý nghĩa vật lý của các biểu thức toán học, các sơ đồ,

đồ thị, phân tích và biện luận các kết quả của bài tập giúp học sinh rèn luyện một cách cụ thể về thao tác này, cũng thông qua đó mà học sinh hiểu bài một cách sâu sắc

Ngược lại với phân tích, tổng hợp là dùng trí óc liên hợp các bộ phận của hiện tượng hay vật thể, các dấu hiệu hay thuộc tính của chúng lại để tìm

ra một điều chung, xác lập được mối quan hệ giữa chúng với nhau

Suy nghĩ về cách giải thích hiện tượng, về trình tự cần thiết cho việc giải một bài toán vật lý, về cách thiết kế một dụng cụ thí nghiệm là tiến hành những thao tác tổng hợp

Phân tích và tổng hợp có vẻ trái ngược nhau , nhưng lại gắn bó với nhau một cách rất mật thiết

So sánh cũng là một khâu rất quan trọng trong học tập vậ lý Trên cơ sở tìm ra những dấu hiệu giống nhau và khác nhau trong các quá trình hoặc các khái niệm, học sinh mới thu nhận được kỹ càng các kiến thức vật lý Trên cơ

sở so sánh mà hệ thống hóa kiến thức, là một công việc thường làm của giáo viên khi muốn tổng kết một chương hoặc một phần trong giáo trình đã dạy Kết quả của việc này là lập nên những bảng hoặc sơ đồ giúp học sinh không những nhận ra được các dấu hiệu giống hoặc khác nhau, những mối liên quan giữa các hiện tượng, sự liên hệ chi phối giữa các đại lượng mà còn có được một cái nhìn tổng quát giúp hiểu vấn đề một cách toàn diện hơn

Thông qua việc giảng dạy vật lý, ngoài việc cung cấp kiến thức, phát triển tư duy, hình thành các kỹ năng, chúng ta có thể từng bước và ở mức độ nhất định rèn luyện cho học sinh một lề lối làm việc khoa học, rất cần thiết cho họ sau này lúc bước vào cuộc sống

Cần rèn luyện cho học sinh tác phong làm việc khoa học trong các hoạt động ở trường, ở nhà hay trong các công tác xã hội khác Chúng ta không có tham vọng rèn luyện cho học sinh một cách toàn diện, nhưng trong quá trình giảng dạy một môn học phong phú như vật lý, chúng ta có thể hình thành ở học sinh những đức tính, những thói quen cần thiết về cách làm việc, chuẩn bị cho họ tham gia các hoạt động sản xuất, nghiên cứu sau này một cách có hiệu quả

Trước hết cần làm cho học sinh biết cách xem xét và xử lý khoa học các vấn

đề mình tiếp xúc Bắt đầu từ việc làm một bài tập vật lý, một bài thực hành, học sinh cần biết phân tích một hiện tượng, xét các quá trình trong một phạm

vi nhất định nào đó rồi tập mở rộng ra cho những trường hợp khác Cách xem xét ấy sẽ giúp cho các em thói quen tiếp cận các vấn đề thực tế một cách thận trọng, có cân nhắc, suy nghĩ không rập khuôn, máy móc

Với vai trò giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh thì Mác và Lênin

đã nhiều lần chỉ rõ rằng một trong những phẩm chất quan trọng nhất của việc đào tạo trong nhà trường xã hội chủ nghĩa phải là tư tưởng kỹ thuật tổng hợp của nó Việc đào tạo này nhằm hình thành những nhân cách như sẵn sàng tham gia vào lao động sản xuất một cách sáng tạo,khả năng tham gia dây chuyền sản xuất xã hội, áp dụng một cách tích cực các kiến thức của mình vào thực hành, đồng thời nhằm giải phóng con người ra khỏi sự ràng buộc của máy móc, tạo cho con người sự tự do trong lao động với ý nghĩa đầy đủ và khoa học của nó Đây là một đặc điểm tiêu biểu của người lao động mới của chế độ xã hội chủ nghĩa và cộng sản chủ nghĩa Bởi vậy, ngay sau khi Cách mạng tháng Mười thành công Lênin đã chỉ thị đưa tinh thần giáo dục tổng hợp vào việc giảng dạy ở nhà trường Liên xô

Nội dung của việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp là, trên cơ sở các kiến thức khoa học cơ bản, cho học sinh làm quen với những nguyên lý chủ yếu của những ngành sản xuất chính, đồng thời tạo cho học sinh những kỹ năng, kỹ xảo cần thiết trong lao động sản xuất , trong việc sử dụng các công cụ đơn giản của nền sản xuất hiện đại Điều cần chú ý ở đây là việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp phải được tiến hành trên cả hai mặt lý thuyết và thực hành, phải phân biệt nó với việc đào tạo kỹ thuật chuyên nghành của các trường chuyên nghiệp

Việc thực hiện giáo dục kỹ thuật tổng hợp như thế nào cho đúng là một điều rất phức tạp, và cho đến nay việc giáo dục tổng hợp vẫn còn nhiều vấn

đề bàn cãi Như thế là vì trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ như hiện nay, nền sản xuất xã hội đã mang nhiều tính chất rất mới Khoa học

đã trở thành một lực lượng sản xuất Điều ấy đặt ra cho việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp nhiều yêu cầu rất mới về mặt nội dung, tổ chức và phương pháp thực hiện

Không đi sâu vào các phương pháp sản xuất chung của nền kỹ thuật hiện đại, nhìn vào các phương hướng nghiên cứu khoa học, ta cũng đã nhận thấy nhiều điều rất mới Trong khoa học tự nhiên trước đây có hai phương hướng nghiên cứu rõ rệt xen lẫn với nhau mật thiết: Một mặt nghiên cứu các hiện tượng thuộc các loại khác nhau, các quá trình và dạng chuyển động của vật chất, mặt khác là nghiên cứu các tính chất và phẩm chất của các chất, đi sâu vào cơ cấu của nó Những năm gần đây trong mỗi nghành khoa học lại xuất hiện một phương hướng mới liên quan mật thiết với kỹ thuật và sản xuất, tạo ra những nguyên lý mới, những thiết bị mới với những phẩm chất cần thiết cho các nghành công nghiệp

Trong giảng dạy vật lý tinh thần giáo dục kỹ thuật tổng hợp phải thể hiện thật rõ nét bởi vì vật lý là môn học liên quan mật thiết với kỹ thuật, với sản xuất Nội dung công việc này bao quát nhiều mặt hoạt động của việc học tập môn học, không dừng lại trong lớp học, không chỉ có các hoạt động thực

hành, mà phải là một sự phối hợp chặt chẽ và cân đối giữa nhiều mặt lý thuyết

và thực hành Những nội dung ấy là:

- Giảng dạy kiến thức cơ bản kết hợp với sản xuất, đặc biệt với kỹ thuật công nghiệp và nông nghiệp Chúng ta cần thấy rằng, muốn vận dụng được kiến thức khoa học vào thực hành, điều trước tiên là phải nắm vững kiến thức

ấy Chính vì thế mà việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp đòi hỏi phải trang bị cho học sinh những tri thức vật lý vững chắc lấy đó làm vốn cơ bản để tiến lên Tuy nhiên những kiến thức ấy chỉ là những điều kiện cần thiết đầu tiên Chính

vì thế mà trong khi giảng dạy vật lý cần cố gắng làm cho các em nhận thức được các nguyên lý kỹ thuật cơ bản, thấy được con đường vận dụng định luật vào máy móc, dụng cụ Có như thế mới không sa vào các chi tiết kỹ thuật riêng rẽ biến bài giảng vật lý thành bài giảng kỹ thuật Ở đây vai trò của bài tập là rất quan trọng, vì các bài tập với nội dung kỹ thuật giúp giáo viên mở rộng bài dạy trong những điều kiện sản xuất cụ thể, nhằm làm cho học sinh làm quen với những tình huống sản xuất, những số liệu máy móc mà bài giảng không cho phép nêu lên nhiều, việc chọn lựa các bài tập này đòi hỏi sự sưu tầm nghiên cứu của giáo viên, số liệu các bài tập phải chính xác Các số liệu ấy phản ánh được tính chất kỹ thuật của địa phương thì càng tốt vì nó giúp gắn liền việc giảng dạy với cuộc sống của địa phương

- Tăng cường hơn nữa công tác thực hành thí nghiệm bao gồm các thí nghiệm đồng loạt, các thí nghiệm thực hành trong phòng thí nghiệm, các thí nghiệm khảo sát làm ở trường và ở nhà Tác dụng của công tác này là rất lớn Học sinh sẽ quen với việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, các phép đo, các

sơ đồ kỹ thuật, quen với kế hoạch thực nghiệm Song song với công tác thực nghiệm cần nhằm mục đích rèn luyện các kỹ năng tính toán, đọc các bản vẽ

sử dụng đồ thị và cách sử dụng dụng cụ đo lường

- Tổ chức các đợt tham quan sản xuất để học sinh làm quen với thực tế của tổ chức sản xuất, các quy trình kỹ thuật Thường xuyên hơn ta nên tranh thủ thời gian thuận tiện để đưa học sinh tham gia việc học tập sinh hoạt trong

các nhà máy Như vậy có tác dụng rất lớn đối với mục đích giáo dục kỹ thuật tổng hợp Đồng thời cũng rất cần cho học sinh thói quen đọc và hiểu được các sách kỹ thuật phổ thông vừa sức và gắn liền với những bài học vật lý thuộc các nghành cơ khí , điện, dụng cụ vô tuyến điện…

Đối với học sinh chúng ta, nhất là học sinh nông thôn, việc họ không có nhiều dịp tiếp xúc với cuộc sống kỹ thuật cần được giáo viên chú ý đúng mức

Vì thế ngay trong công tác thực hành phải rèn luyện cho học sinh thói quen kỹ thuật cần thiết Chẳng hạn ta có thể cho học sinh làm lấy các dụng cụ vật lý đơn giản hoặc một số mô hình để sử dụng trong học tập Chúng ta quan niệm đay là công tác thực hành vật lý, do đó phải có những yêu cầu kỹ thuật nhất định: hoặc làm theo bản vẽ của thầy với kích thước, chi tiết cụ thể, hoặc cho học sinh tự thiết kế bản vẽ rồi mới làm ra dụng cụ, hết sức tránh tùy tiện, bắt học sinh làm hàng loạt mà không có hướng dẫn Làm như thế không những không đảm bảo được các yêu cầu giáo dục kỹ thuật tổng hợp mà còn phương hại đến tác phong làm việc khoa học , giáo dục tư tưởng cho học sinh

1.2 Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý

1.2.1 Khái niệm về thí nghiệm vật lý:

Thí nghiệm vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan, nhằm tìm các thông số về đối tượng,

để nhận thức đối tượng Thông qua việc phân tích các điều kiện mà trong đó

đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận được tri thức mới[1,286]

Thí nghiệm vật lý hiểu theo nghĩa rộng là một trong các phương pháp dạy học vật lý Đó là cách thức công tác của giáo viên và học sinh trong quá trình giảng dạy và học tập nhằm đạt được hiệu quả cao nhất trong việc truyền thụ

và lĩnh hội tri thức vật lý và rèn luyện kỹ năng kỹ xảo thực hành [2,106] Các hiện tượng vật lý xảy ra trong tự nhiên có mối liên hệ với nhau, đan xen nhau, vì thế ta không thể đồng thời phân biệt được từng tính chất đặc trưng của từng hiện tượng,không thể đồng thời phân biệt từng ảnh hưởng của tính

chất này lên tính chất khác Vì vậy cần phải dùng các thí nghiệm vật lý để đơn giản hóa hiện tượng, tức là làm cho các quá trình tự nhiên xảy ra ở dạng đơn giản nhất, nhờ đó mà học sinh nhận ra những tính chất đặc trưng của các hiện tượng và mối quan hệ qua lại giữa các tính chất đó

Do kinh nghiệm sống, học sinh đã có những hiểu biết nào đó về các hiện tượng vật lý, nhưng học sinh có thể có những hiểu biết khác nhau, thậm chí là hiểu sai, vì vậy khi giảng dạy vật lý giáo viên một mặt phải tận dụng những kinh nghiệm sống của học sinh, nhưng mặt khác phải chỉnh lý, bổ sung, hệ thống hóa những kinh nghiệm đó và nâng cao lên mức chính xác, đầy đủ bằng các thí nghiệm vật lý, nhờ đó mà gây được lòng tin cho học sinh,

và khẳng định được tính đúng đắn, chính xác của khoa học

Thí nghiệm vật lý có tác dụng rất lớn trong việc phát triển năng lực nhận thức của học sinh và giúp họ làm quen dần với phương pháp nghiên cứu khoa học, bởi qua đó họ được tập quan sát, đo đạc, được rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì Do tận mắt quan sát sự hoạt động của máy móc, tự tay tháo lắp các dụng cụ thiết bị và đo lường các đại lượng…, họ có thể làm quen với những dụng cụ và thiết bị dùng trong sản xuất sau này

1.2.2 Những đặc điểm của thí nghiệm vật lý

- Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và được thiết lập một cách có chủ định sao cho thông qua thí nghiệm, có thể trả lời được câu hỏi đặt

ra, có thể kiểm tra được giả thiết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết

Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần phải xác định rõ: Đối tượng cần nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu và phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động

- Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi

- Các điều kiện của thí nghiệm phải được khống chế, kiểm soát đúng như

dự định, nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có mức độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân tích thường xuyên các yếu tố của các đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng của một số điều kiện không cần thiết

- Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát được các biến đổi của những đại lượng nào đó do sự biến đổi của các đại lượng khác.Điều này có được nhờ các giác quan của con người, và sự

hỗ trợ của các phương tiện quan sát, các máy đo đạc

- Có thể lặp lại được thí nghiệm nhiều lần theo yêu cầu: Với các thiết bị thí nghiệm, các điều kiện thí nghiệm như nhau thì khi bố trí lại hệ thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm thì hiện tượng, quá trình vật lý diễn ra trong thí nghiệm giống như ở các lần thí nghiệm trước đó

1.2.3 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học

Thí nghiệm vật lý có tác dụng rất lớn, trong việc phát triển năng lực nhận thức của học sinh, qua thí nghiệm học sinh hiểu được con đường nghiên cứu khoa học, rèn luyện được cách quan sát, cách đo đạc, rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì Đặc biệt thí nghiệm vật lý có tác dụng rất lớn trong việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp, chuẩn bị cho học sinh tham gia vào hoạt động thực tế

và có thể nhanh chóng làm quen với những dụng cụ và thiết bị dùng trong sản xuất và nó đóng những vai trò sau trong dạy học:

- Thí nghiệm vật lý có vai trò trong việc giáo dưỡng, giáo dục nhân cách học sinh: Ta có thể cho học sinh thấy rằng vật lý học đòi hỏi sự trung thực, tính khách quan, tôn trọng sự thật Trung thực là đức tính không thể thiếu được trong thực nghiệm khoa học Các số liệu thực hành ghi chép được qua các phép đo, các phép tính đơn giản, phải đảm bảo tính chính xác và trung thành với thực tế chính vì sự nghiêm túc, trung thực của các phép đo, ta mới tính đến sự gần đúng của các kết quả đạt được, các tính cách này sẽ dần dần được hình thành và từng bước phát triển lên trong suốt quá trình

dạy học vật lý, nó là cơ sở để hình thành, và phát triển cấu trúc tâm lý của người hoạt động nghiên cứu khoa học

- Thí nghiệm vật lý là phương tiện kiểm tra đánh giá: khi giáo viên biểu diễn thí nghiệm ngoài việc giới thiêu dụng cụ, thì trong quá trình tiến hành thí nghiệm, giáo viên có thể kiểm tra đánh giá năng lực của học sinh bằng các câu hỏi về các hiện tượng có thể xảy ra, và giải thích vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế, sau đó giáo viên tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện tượng xảy ra, và so sánh với kết quả dự đoán của học sinh xem đúng hay sai, nếu sai thì xem nguyên nhân nào dẫn đến sai cũng như yêu cầu học sinh giải thích hiện tượng đã xảy ra Qua đó giáo viên dã kiểm tra đánh giá được kiến thức của học sinh cũng như qua đó học sinh có thể tự đánh giá được năng lực của mình

- Thí nghiệm vật lý kích thích sự hứng thú học tập của học sinh: Thí nghiệm vật lý làm đơn giản hóa hiện tượng, làm cho hiện tượng vật lý xảy

ra ở dạng thuần khiết nhất, nhờ đó mà học sinh dễ nắm bắt kiến thức lý thuyết cũng như niềm tin vào khoa học Khi tai nghe, tay làm , mắt thấy các hiện tượng xẩy ra từ đó kích thích hứng thú học tập của học sinh

1.2.4 Các loại thí nghiệm trong dạy học vật lý

Thí nghiệm vật lý được thực hiện ở trường phổ thông bằng những biện pháp khác nhau Giáo viên trình bày thí nghiệm nhằm đề xuất vấn đề nghiên cứu vào bài mới, khảo sát hay minh họa một định luật, một quy tắc vật lý nào

đó, học sinh tự tay làm một thí nghiệm để tìm hiểu hiện tượng, dụng cụ thiết

bị, đào sâu ôn tập, củng cố kiến thức đã học… Từ đó hình thành hai loại thí nghiệm quen biết đã được sử dụng rộng rãi trong trường phổ thông là : Thí nghiệm biểu diễn do giáo viên thực hiện và thí nghiệm thực tập do học sinh tự tay thực hiện ở trên lớp, trong phòng thí nghiệm hoặc ở ngoài lớp Hai loại thí nghiệm này hợp thành một hệ thống nhất hoàn chỉnh, cần thiết như nhau, hỗ trợ cho nhau, nhưng không thể thay thế nhau được

1.2.4.1 Thí nghiệm biểu diễn vật lý

1.2.4.1.1 Vị trí của thí nghiệm biểu diễn vật lý trong hệ thống thí nghiệm

vật lý trong trường phổ thông

Thí nghiệm biểu diễn về vậy lý do giáo viên thực hiện giữ vị trí hàng đầu trong hệ thống thí nghiệm vật lý phổ thông Lý luận và thực hành về loại thí nghiệm này đã được nhiều nước đặc biệt là các nước xã hội chủ nghĩa nghiên cứu một cách có hệ thống và cho đến nay không một ai không thừa nhận tầm quan trọng của nó về mặt giáo dục và giáo dưỡng trong dạy học vật

lý ở trường phổ thông Đây cũng là loại thí nghiệm được nhà trường ta quan tâm nhiều hơn cả vì dễ tổ chức, có hiêu lực ngay và không đòi hỏi số lượng từng loại thiết bị nhiều lắm

Thí nghiệm vật lý được tiến hành trong nhiều trường hợp như:

- Cần thiết phải chứng minh hiện tượng ở quy mô lớn

- Thí nghiệm đòi hỏi nhiều nghệ thuật biểu diễn, thiết bị phức tạp, to lớn, đắt tiền

- Cần thiết cho học sinh thấy được các biện pháp và các thao tác tiến hành thí nghiệm

- Những thí nghiệm nguy hiểm, như có chất dễ nổ, chất độc v.v

Thí nghiệm biểu diễn nếu được tiến hành hợp lý sẽ tạo điều kiện cho học sinh được tiếp thu dễ dàng tài liệu nghiên cứu và các hiện tượng tự nhiên hoặc gần như thế Nó giúp cho học sinh hiểu một cách tương đối nhanh những điều khái quát quan trọng và có tác dụng lớn trong việc chỉ cho học sinh thấy rõ các biện pháp tiến hành thí nghiệm độc lập Tuy nhiên thí nghiêm biểu diễn

có những hạn chế như khi giáo viên làm thí nghiệm học sinh chỉ quan sát chứ không trực tiếp làm, nên có những điều họ chưa kịp nhận ra được.Thí nghiệm biểu diễn không cung cấp cho học sinh những thói quen thực hành cần thiết cho hoạt động của họ sau này

1.2.4.1.2 Phân loại thí nghiệm biểu diễn về vật lý

Thí nghiệm biểu diễn về vật lý được tiến hành ở trên lớp vào lúc nào trong một bài giảng là do nội dung của tài liệu quyết định Có thể căn cứ vào mục đích của thí nghiệm biểu diễn mà phân thành các loại sau đây:

Thí nghiệm mở đầu, đưa ra nhằm mục đích giới thiệu cho học sinh biết qua về hiện tượng sắp nghiên cứu.Giáo viên có thể đưa thí nghiệm này ra sau khi đã giới thiệu miệng với học sinh về hiện tượng vật lý nào đó mà họ đã thấy hoặc chưa thấy trong thực tế, nhằm minh họa cụ thể hiện tượng hay củng cố cho những nhận xét về hiện tượng đó

Thí nghiệm mở đầu đạt được hiệu quả nhất khi dùng thí nghiệm mở đầu

để tạo ra tình huống có vấn đề, thúc đẩy mẫu thuẫn giữa trình độ kiến thức đã

có và nhu cầu hiểu biết về hiện tượng mới, gây hứng thú học tập cho học sinh Những tình huống đó có thể là sự bất ngờ được nảy sinh trong ý niệm của học sinh

Tuy nhiên cũng cần lưu ý rằng, do mục đích đề ra thì thí nghiệm mở đầu bao giờ cũng ngắn gọn, có hiệu lực nhanh chóng và không đòi hỏi có những thiết bị phức tạp, đồ dùng thực hiện thí nghiệm thường là những vật liệu sẵn

có, phổ biến mà học sinh có thể tìm kiếm được

a Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng: là loại thí nghiệm chủ yếu trong các

loại thí nghiệm biếu diễn Tùy theo mục đích mà người ta phân biệt thành thí nghiệm nghiên cứu khảo sát và thí nghiệm nghiên cứu minh họa

- Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát được tiến hành nhằm đi đến một luận đề khái quát, một định luật hay một quy tắc trên cơ sở những kết quả rút ra từ thực nghiệm, tức là theo con đường quy nạp Loại thí nghiệm này có ưu điểm

là đảm bảo ở mức độ cao sự phát triển tư duy của học sinh, bởi vì nó luyện cho học sinh cách phân tích các qúa trình và hiện tượng vật lý, và trên cơ sở

đó mà tiến hành khái quát vấn đề Tuy nhiên trong nhiều trường hợp thì ta không thể và không nên sử dụng thí nghiệm khảo sát nếu như thí nghiệm đó thô sơ đến mức không thể dựa

vào kết quả của nó để tiến hành khái quát hóa nhất là các thí nghiệm định lượng mà mất nhiều thời gian , làm ảnh hưởng đến kế hoạch giảng dạy

- Thí nghiệm nghiên cứu minh họa: được tiến hành theo con đường diễn dịch tức là sau khi GV đã cùng với HS tìm ra kết luận , các quy tắc, hay các định luật bằng các suy luận lý thuyết và dùng thí nghiệm để kiểm chứng lại Loại thí nghiệm này được sử dụng trong những trường hợp làm thí nghiệm khảo sát thì phức tạp, khó lấy đủ số liệu để quy nạp, trong khi đó có thể dựa vào suy luận lý thuyết rồi kiểm chứng lại kết luận

Ở đây ta cần phân biệt hai loại thí nghiệm khảo sát và thí nghiệm minh họa:

Do mục đích sử dụng khác nhau, nên phương hướng và trình tự tiến hành từng loại thí nghiệm cũng có sự khác nhau

Cả hai loại thí nghiệm khảo sát và minh họa đều rất cần thiết phải sử dụng và

có tác dụng hỗ trợ cho nhau Vấn đề sử dụng loại thí nghiệm nào vào việc giảng dạy một đề tài cụ thể là tùy thuộc mục đích và nội dung đề tài, thời gian dành cho đề tài đó trong giáo trình và trình độ tiếp thu của HS Thường để hoàn chỉnh một đề tài nào đó cần phải sử dụng hai loại thí nghiệm

a) Thí nghiệm củng cố: bao gồm những thí nghiệm trình bày những ứng

dụng của các định luật vật lý trong kỹ thuật hoặc những biểu hiện của định luật trong đời sống nhằm đòi hỏi HS phải vận dụng những điều đã học để giải thích, do đó mà giúp họ đào sâu kiến thức, rèn luyện kỹ năng, đồng thời qua

đó GV cũng kiểm tra được mức độ tiếp thu của học sinh

Ba loại thí nghiệm biểu diễn trên có tác dụng hỗ trợ và bổ sung cho nhau Tuy nhiên không phải bất cứ bài giảng vật lý nào cũng phải sử dụng cả ba loại

mà tùy từng đặc điểm của bài giảng và điều kiện cụ thể của từng trường, của lớp mà chọn thí nghiệm cho thích hợp

1.2.4.1.3 những yêu cầu đối với thí nghiệm biểu diễn:

Để cho thí nghiệm biểu diễn đạt hiệu quả cao cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:

Thứ nhất, do nhiệm vụ chính là đề xuất mâu thuẫn, thúc đẩy mâu thuẫn sâu

sắc hơn, giải quyết mâu thuẫn đã xảy ra hoặc minh họa, nhấn mạnh một mục

đề nào đó…Thí nghiệm biểu diễn liên hệ với bài giảng phải là một yếu tố tất yếu của quá trình giảng dạy, phải được đưa ra đúng lúc cần thiết

Để đảm bảo được yêu cầu này, cần có nhận thức đầy đủ về vai trò và tác dụng của thí nghiệm biểu diễn đối với bài giảng Khi chuẩn bị bài lên lớp cần xác định một cách chính xác thời điểm cần thiết cần phải biểu diễn thí nghiệm và kiên quyết thực hiện theo đúng trình tự đã xác định

Thứ hai, thí nghiệm biểu diễn phải ngắn gọn một cách hợp lý, không kéo dài

quá Yêu cầu này xuất phát từ chỗ thời gian ở trên lớp có hạn, trong khi đó còn có nhiều việc phải làm sau khi biểu diễn thí nghiệm như giải thích thí nghiệm, so sánh số liệu, tiến hành đàm thoại với HS nhằm đi đén khái quát hóa hay tìm hiểu xem họ thu nhận được những điều họ quan sát thấy có đúng không, họ giải thích đúng hay sai Hơn nữa còn do đặc điểm tâm lý của HS như khả năng tập trung chú ý theo dõi thí nghiệm, tính nhạy bén, ổn định, vững bền của tư duy… dĩ nhiên điều đó không có nghĩa là loại bỏ mọi thí nghiệm biểu diễn kéo dài thời gian, khi cần ta phân thành những nhóm nhỏ biểu diễn những giai đoạn khác nhau của bài giảng

Thứ ba, thí nghiệm biểu diễn phải thành công ngay Yêu cầu này một phần do

cần tiết kiệm thời gian, nhưng chủ yếu là để HS tin tưởng chắc chắn vào những kết quả thí nghiệm, tăng thêm uy tín của người giáo viên

Cũng phải thừa nhận rằng, có những thí nghiệm vật lý khó đi đến kết quả, ngay cả những GV có kinh nghiệm cũng có khi không thành công Trong trường hợp này cần khảo sát thêm tài liệu và thảo luận trong tập thể GV vật lý

để tìm các biện pháp khắc phục, trường hợp không khắc phục được thì không nên mang lên lớp biểu diễn trước mặt HS Cũng có khi phải đề phòng trường hợp bất trắc xảy ra, đó là làm thử thành công nhưng làm thật thì thất bại,vậy thì GV cần phải giải thích điều này cho HS Tuyệt đối không dùng thủ thuật

để bao che cho sự thất bại, hay đi đến sự thành công dối trá

Thứ tư, thí nghiệm biểu diễn phải đảm bảo cho cả lớp quan sát được, tất cả

HS trong lớp được nhìn rõ và có thể nhìn thấy được những thiết bị và những chi tiết chính của thiết bị, theo dõi được tiến trình của thí nghiệm

Muốn đảm bảo được yêu cầu này GV cần quan tâm đến việc chọn và sử dụng dụng cụ thí nghiệm, cải tiến các dụng cụ, nghiên cứu sắp xếp bố trí dụng

cụ

Thứ năm, thí nghiệm biểu diễn phải đủ sức thuyết phục HS Muốn thế, các

hiện tượng xuất hiện phải rõ ràng, số liệu thu được phải chính xác, kết quả thí nghiệm chặt chẽ, điều kiện thí nghiệm đầy đủ…

1.2.4.1.4 Kỹ thuật biểu diễn thí nghiệm

Kỹ thuật biểu diễn thí nghiệm có tác dụng quyết định sự thành công của thí nghiệm ở trên lớp Kỹ thuật đó phải đảm bảo cho thí nghiệm đạt được kết quả, đảm bảo cho HS tiếp thu tốt vấn đề mà thí nghiệm phải giải quyết, đồng thời lại phải đảm bảo an toàn

Kỹ thuật biểu diễn thí nghiệm gồm 2 mặt: Thủ thuật biểu diễn và phương pháp tiến hành thí nghiệm

a) Những thủ thuật biểu diễn thí nghiệm

- các thủ thuật ở đây chủ yếu là làm cho HS có thể quan sát được rõ ràng nhất các hiện tượng, các quá trình cũng như các chi tiết, các dụng cụ cần biểu diễn, đồng thời lôi cuốn được sự chú ý của HS và không làm cho các em phân tán tư tưởng

- trên bàn biểu diễn chỉ đặt các thiết bị cần dùng cho thí nghiệm, các thiết

bị chưa cần thì che dấu đi Trong một thiết bị cũng vậy, các bộ phận phụ thì bố trí che khuất một cách khéo léo, để làm nổi bật những bộ phận chủ yếu cần thiết

- các bộ phận của thiết bị cần đặt ở những độ cao thấp khác nhau: bộ phận chính thì đặt cao hơn các bộ phận phụ

Khi biểu diễn các hiện tượng xảy ra trên mặt phẳng thì phải đặt mặt phẳng

đó vuông góc với đường nhìn của HS ngồi giữa lớp nhìn lên bàn thí nghiệm

- có thể dùng đèn chiếu vào dụng cụ thí nghiệm khi tiến hành thí nghiệm

để học sinh có thể quan sát rõ hơn

- nếu cần biểu diễn các hiện tượng xảy ra trong các vật không màu, thì phải nhuộm màu các vật đó

- nếu trong thí nghiệm có sự thay đổi vị trí của vật hay có sự thay đổi về chiều cao, chiều dài thể tích thì có thể sử dụng các vật đánh dấu khác nhau, như dây chỉ , kẹp…

b) Phương pháp tiến hành thí nghiệm biểu diễn

Thí nghiệm chỉ có hiệu quả cao khi có sự tham gia tích cực và có ý thức của HS Vì thế GV cần làm cho HS hiểu rõ mục đích của thí nghiệm, hiểu

rõ cách bố trí của thí nghiệm và sự hoạt động của các dụng cụ thiết bị được đùng trực tiếp tham gia vào việc quan sát và rút ra kết luận trên cơ sở phân tích những kết quả thí nghiệm quan sát được

1.2.4.2 Thí nghiệm thực tập về vật lý 1.2.4.2.1 Tác dụng của thí nghiệm thực tập về vật lý

Thí nghiệm biểu diễn có nhiều mặt tích cực như đã nói ở trên, nhưng cũng có những mặt hạn chế cần được bổ sung bằng những công tác thực hành độc lập của HS, nhằm đảm bảo sự phát triển toàn diện tính tích cực, độc lập và sáng tạo của các em

Thí nghiệm thực tập có tác dụng trước hết là giúp cho HS nắm vững một cách tự giác và có ý thức về nội dung kiến thức Trong khi tiến hành thí nghiệm, do được tự tay gây ra hiện tượng và quan sát trực tiếp hiện tượng

đó, tự tay sử dụng các dụng cụ để đo lường các đại lượng, xây dựng định luật hay kiểm chứng lại, HS sẽ tin tưởng hơn, hiểu được vấn đề một cách

cụ thể và sâu sắc hơn, đồng thời cũng thông qua đó HS được rèn luyện kỹ năng kỹ xảo trong việc sử dụng các dụng cụ đơn giản có liên quan tới môn

học vật lý, và cả những thói quen của một người lao động nói chung trong xưởng, trong phòng thí nghiệm

Loại thí nghiệm này tạo điều kiện cho học sinh áp dụng những tri thức

đã thu nhận được vào thực tiễn, đồng thời giới thiệu cho các em làm quen với các phương pháp vật lý như quan sát, đo lường…, trên cơ sở đó làm quen với phương pháp nghiên cứu của khoa học vật lý vốn là khoa học thực nghiệm ( vạch kế hoạch nghiên cứu, đánh giá kết quả phép đo…) Thí nghiệm thực tập còn tạo điều kiện để học sinh phát huy óc sáng tạo tìm tòi, rèn những phẩm chất của người lao động khoa học kỹ thuật

1.2.4.2.2 Các loại thí nghiệm thực tập

Trong các tài liệu về thí nghiệm vật lý người ta thường phân loại thí nghiệm thực tập theo 4 dấu hiệu: vị trí và thời gian tiến hành, nội dung, phương pháp, và biện pháp tiến hành

a.Thí nghiệm trực diện: là loại thí nghiệm mà dưới sự hướng dẫn

của GV trong quá trình nghiên cứu tài liệu ở lớp, mọi học sinh cùng tiến hành những quan sát ngắn, những thí nghiệm( có thể đo lường) trên cơ sở

đó rút ra kết luận hoặc minh họa lý thuyết đã học

Những nét đặc trưng của thí nghiệm trực diện:

1 Luôn luôn liên hệ chặt chẽ với tài liệu nghiên cứu trong giờ học, thường là một phần hữu cơ của việc trình bày một đoạn giáo trình nào

đó, được tiến hành lúc giáo viên giải thích tài liệu nghiên cứu, khi học sinh cần phải chú ý đến một khía cạnh của hiện tượng nghiên cứu hay cần làm cho học sinh quan niệm được cụ thể cấu tạo cách vận hành của một máy nào đó

2 Hoạt động lao động của học sinh tiến hành theo cùng một nhịp điệu, liên tục có quy tắc, và tuân theo một chương trình thống nhất cả lớp

3 Hoạt động của học sinh được quy định trong một thời gian xác định và tương đối ngắn

4 GV kiểm tra được trực tiếp quá trình làm việc được vạch ra cho học sinh

5 Tính tập thể giúp đỡ nhau trong khi làm thí nghiệm nhìn chung dễ có điều kiện được phát huy

Các thí nghiệm trực diện giữ vai trò rất quan trọng, nó có tác dụng hỗ trợ, bổ sung cho thí nghiệm biểu diễn và chuẩn bị tích cực cho thí nghiệm thực hành vật lý.Thí nghiệm trực diện có ưu điểm hơn thí nghiệm biểu diễn ở chỗ: do có nhiều nhóm học sinh tiến hành cùng một thí nghiệm, nên

có thể thu được một số kết quả cùng một lúc, có điều kiện so sánh những kết quả đó, và rút ra kết luận không phải chỉ từ một kết qủa như thí nghiệm biểu diễn, những số liệu thu được ở một nhóm học sinh có thể được bổ sung bằng số liệu của các nhóm khác Điều đó đảm bảo cho học sinh thấy được tính chất khách quan của các quy luật đang được nghiên cứu, tạo điều kiện xây dựng và rèn luyện cho tinh thần,thái độ, tác phong và nghiên cứu tập thể

So với thí nghiệm thực hành vật lý, thí nghiệm trực diện cũng có ưu điểm hơn ở chỗ, chúng kết hợp hữu cơ với bài giảng, phục vụ trực tiếp cho việc tiếp thu kiến thức mới, và việc tổ chức cũng đơn giản hơn

Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm kể trên, thí nghiệm trực diện cũng

có một số nhược điểm: do yêu cầu phải kết thúc thí nghiệm trong cùng một lúc nên có thể có một số nhóm học sinh đành phải bỏ dở công việc, hoặc phải tiến hành một cách vội vã, do đó không thu được đầy đủ tất cả các kết quả của các nhóm trong cùng một lúc, gây khó khăn cho việc rút ra kết luận HS sẽ còn thắc mắc về kết quả, ảnh hưởng xấu đến sự tập trung chú ý

và việc tiếp tục nghe giảng Thí nghiệm trực diện có thể là định tính hoặc định lượng tùy theo mục đích nội dung tài liệu mà GV định trình bày Nó là cái cầu nối tiếp giữa thí nghiệm biểu diễn và thực hành cá nhân Loại thí nghiệm này rất cần thiết

khi đòi hỏi phải có sự quan sát tỉ mỉ, tinh tế, cần có sự cảm thụ trực tiếp của học sinh

Thí nghiệm trực diện có thể là thí nghiệm mở đầu, thí nghiệm nghiên cứu khảo sát,hoặc minh họa, thí nghiệm củng cố, tùy theo mục đích sử dụng Song dù tiến hành ở dạng nào thì nó cũng nhằm mục đích chính là: dưới sự hướng dẫn của GV, HS tự tay tiến hành thí nghiệm để tìm hiểu, tiếp thu và vận dụng kiến thức

Thí nghiệm trực diện được tiến hành hoặc độc lập hoặc song song và

hỗ trợ cho thí nghiệm biểu diễn

b.Thí nghiệm thực hành vật lý: được tiến hành sau khi học sinh đã học

xong một đề tài nào đó Đây là loại thí nghiệm có tác dụng một mặt giúp học sinh ôn tập đào sâu, khái quát hóa những vấn đề cơ bản của giáo trình đã học, mặt khác tạo điều kiện rèn luyện kỹ năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm chính xác và phức tạp mà ở thí nghiệm trực diện không có điều kiện sử dụng

thí nghiệm thực hành vật lý có thể có nội dung định tính hay định lượng, song chủ yếulà để kiểm nghiệm lại các định luật, các quy tắc, đo các đại lượng vật lý, nghiên cứu cấu tạo, vận chuyển của các cơ chế máy móc kỹ thuật

Do được tổ chức và tiến hành ngay khi học xong một đề tài nào đó gồm một chương hay một phần của giáo trình, nên thực hành vật lý thường có nội dung phong phú với yêu cầu nhiều mặt, thời gian làm thí nghiệm dài,

từ một đến hai giờ đồng hồ Vì thế GV và HS cần phải chuẩn bị chu đáo về mặt thiết bị, phải có kế hoạch tổ chức tỉ mỉ, chi tiết

để HS có thể tiến hành có ý thức và có hiệu quả các thí nghiệm thực hành vật lý, trước hết GV cần có ý thức thường trực, hướng dẫn các em chuẩn bị dần trong quá trình giảng dạy Khi chọn nội dung bài tập ra cho HS cần phải chú ý đến những nội dung phù hợp với thực nghiệm, những số liệu

đưa ra phải là kết quả đo trực tiếp ở mức độ chính xác cần thiết với các sai

số cho phép Trước khi tổ chức cho HS thực hành phải cho các em ôn tập những lý thuyết cơ sở có liên quan tới nội dung đề tài thí nghiệm bắng cách ra cho học sinh những câu hỏi chuẩn bị trước Tuy nhiên, như thế vẫn chưa đủ để

HS có thể tự mình tiến hành để có kết quả thí nghiệm.Kinh nghiệm cho biết phải phân phát các bản hướng dẫn để HS nghiên cứu trước ở nhà, trên

cơ sở đó các em các em có thể lập kế hoạch tiến hành thí nghiệm

Nội dung cơ bản hướng dẫn thực hành đại thể gồm những vấn đề sau: 1) Nhắc lại tóm tắt lý thuyết có liên quan tới thí nghiệm

2) Mô tả ngắn gọn các dụng cụ nếu HS chưa biết 3) Phương pháp tiến hành thí nghiệm

4) trình tự ghi các kết quả và tính toán

Ngoài ra trong một số bảng hướng dẫn có thể có các bài tập thực nghiệm bổ sung

c Thí nghiệm quan sát vật lý ở nhà: đây là một loại bài làm ở nhà cho HS

Mục đích chủ yếu của loại bài này là bằng các thí nghiệm riêng, quan sát riêng, HSnắm vững hơn nữa các khái miệm vật lý, những định luật, những thuyết vật lý cũng như hiện tượng vật lý Đây là loại công cụ có tác dụng

hỗ trợ rất tích cực cho việc hoàn thành các nhiệm vụ giảng dạy, và gây hứng thú học tập cho HS

Thí nghiệm quan sát vật lý ở nhà có đặc điểm chung là không có sự tác đọng trực tiếp của GV, là một hoạt động độc lập của HS Khi thực hiện công tác này, HS phải phát huy cao độ tính tự giác, tính tích cực, và độc lập sáng tạo, nổi bật nhất là tính độc lập về tổ chức, và tính tự lực suy nghĩ, tìm tòi Cụ thể là HS phải tự mình lập phương án, đề ra kế hoạch, thu thập tài liệu, chọn lọc kiến thức, đào sâu và vận dụng kiến thức, rèn luyện ký năng, kỹ xảo thực hành Đó cũng lafnhuwngx đặc điểm làm chi thí nghiệm này khác với những thí nghiệm khác

Tuy là một loại bài làm ở nhà, nhưng thí nghiệm quan sát vật lý ở nhà

có đặc điểm khác những loại bài khác ở chỗ có sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực hành, giữa hoạt động nhận thức và hoạt động thực tiễn, giữa lao động trí óc với lao động chân tay

Một nét đặc sắc nữa của thí nghiệm quan sát vật lý ở nhà là HS thường phải sử dụng các dụng cụ sinh hoạt hay học tập đơn giản sẵn có hoặc phải

tự chế tạo lấy

Thí nghiệm quan sát vật lý ở nhà không chỉ giới hạn trong phạm vi những vấn đề của vật lý học, mà còn mở rộng việc học tập vật lý sang lĩnh vực kỹ thuật Như vậy tạo điều kiện cho học sinh tham gia các hoạt động

kỹ thuật trong quá trình học tập vật lý, vừa có tác dụng giáo dục kỹ thuật tổng hợp vừa gây cho HS hứng thú học vật lý và kỹ thuật

Nội dung thí nghiệm quan sát vật lý ở nhà có thể gồm:

- Chuẩn bị cho HS tiếp thu kiến thức mới một cách tự giác và tích cực

- Vận dụng những kiến thức vừa tiếp thu để giải thích các hiện tượng xẩy

ra khi làm thí nghiệm hoặc quan sát thấy trong tự nhiên, trong đời sống

và trong sản xuất

- Tiếp tục bổ sung hoặc hoàn thiện nội dung các thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm thực tập ở trên lớp, nhưng không phải là nhắc lại, làm lại rập khuôn mà phải có những khía cạnh mới, đòi hỏi HS phải có những sáng kiến riêng, suy nghĩ riêng

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương này trên cơ sở nghiên cứu lý luận của các loại thí nghiệm trong dạy học vật lý tôi đã làm sáng tỏ cơ sở lý luận của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý nói chung và trong bộ bôn “ mạch điện nói riêng”

Chương 2

SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM DẠY HỌC CHƯƠNG “ MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU ”

CỦA MÔN “ MẠCH ĐIỆN”

2.1 Vị trí, tính chất của môn học:

Đây là môn học cơ sở chuyên nghành cho học sinh, sinh viên nghành điện – điện tử Môn học này phải được học trước tiên trong số các môn học chuyên môn

Nội dung của môn học này bao gồm :

I Các khái niệm cơ bản về mạch điện

- Mạch điện và mô hình

- Các khái niệm cơ bản trong mạch điện

- Các phép biến đổi tương đương

II Mạch điện một chiều

- Các định luật và biểu thức cơ bản trong mạch điện một chiều

- Các phương pháp giải mạch điện một chiều III Dòng điện xoay chiều hình sin

- Khái niệm về dòng xoay chiều

- Giải mạch xoay chiều không phân nhánh

IV Mạch điện ba pha

- Khái niệm chung

- Sơ đồ đấu dây trong mạng ba pha cân bằng

- Công suất mạng ba pha cân bằng

- Phương pháp giải mạng ba pha cân bằng

V Giải các mạch điện nâng cao

- Mạng ba pha bất đối xứng

- Giải mạch AC có nhiều nguồn tác động

- Giải mạch có thông số nguồn phụ thuộc

- Mạng hai cửa

- Các định lý mạch

VI Quá trình quá độ

- Khái niệm về quá trình quá độ

- Tính toán các thông số trong quá trình quá độ

Thời gian thực hiện chương trình là 75 tiết lí thuyết, 15 tiết thực hành Trong đó : “mạch điện một chiều” nằm ở chương 2 của chương trình, thời gian thực hiện 22h(LT:17h, TH:5h) nội dung cụ thể là :

1 Các định luật và biểu thức cơ bản trong mạch điện một chiều

- Định luật Ôm

- Công suất và điện năng trong mạch điện một chiều

- Định luật Jun- Lenx

- Định luật Pharaday

- Hiện tượng nhiệt điện

2 Các phương pháp giải mạch điện một chiều

- Phương pháp biến đổi điện trở

2.2 Mục tiêu của chương “ Mạch điện một chiều”

+ Đối với môn học :

Sau khi hoàn tất môn học này, học sinh có năng lực:

- Phát biểu các khái niệm, định luật, định lý cơ bản trong mạch điện một chiều, xoay chiều , mạch ba pha

- Vận dụng các biểu thức để tính toán các thông số kỹ thuật trong mạch điện một chiều, xoay chiều, mạng ba pha ở trạng thái xác lập và quá độ

- Vận dụng các phương pháp phân tích, biến đổi mạch để giải các bài toán về mạch điện hợp lý

- Giải thích một số ứng dụng đặc trưng theo quan điểm của kỹ thuật điện

+ Đối với chương 2” Mạch điện một chiều” Mục tiêu của môn học này là:

-Trình bày, giải thích và vận dụng linh hoạt các biểu thức tính toán trong mạch điện một chiều(DC)

- Tính toán các thông số : điện trở Dòng điện, điện áp, công suất, điện năng, nhiệt lượng của mạch DC một nguồn, nhiều nguồn từ đơn giản đến phức tạp

- Phân tích sơ đồ và chọn phương pháp giải mạch điện hợp lý

- Lắp ráp, đo đạc các thông số của mạch DC theo yêu cầu

Từ phân bố chương trình trên, ta thấy định luật Ôm, định luật Kirschoff là hai định luật cơ bản , trong đó định luật Ôm học sinh đã được nghiên cứu trong chương trình phổ thông Định luật Ôm tổng quát, cùng định luật bảo toàn điện tích cho phép tính cường độ dòng điện trong từng nhánh của bất kì mạch điện phức tạp nào Tuy nhiên người ta đã tìm ra nhiều quy tắc, nhiều phương pháp khác nhau để có thể nhanh chóng giải các bài toán về mạch điện phức tạp, trong có quy tắc tổng quát và cơ bản nhất là các quy tắc ( hay còn gọi là các định luật) Kirschoff

2.3 So sánh cấu trúc nội dung của chương “Mạch điện một chiều “ với chương trình tương ứng ở phổ thông

Grap nội dung hai chương “dòng điện không đổi ” và “ dòng điện trong các môi trường” trong vật lý lớp 11 chương trình nângcao.

Nguồn điện Điện năng

Công suất điện

Định luật Ôm Mắc nguồn thành

bộ

Các đại lượng đặc trưng cho nguồn điện:

- Công của nguồn điện

It q

A ng    -Công suất:P I

-Điện năng tiêu thụ của mạch điện:

UIt qU

-Công suất điện:P=UI

-Định luật JunLenxo:

Rt I

Q 2

-Công suất tỏa nhiệt của vậtdẫn:

R I

P 2

Đoạn mạch chỉ chứa R

R

U

I Toàn mạch

r R I

N

 

Đoạn mạch chứa nguồn

r R

n b

r r r

2 1 2

n

mr r m b

b



 



Dòng điện trong kim loại

Hiện tượng nhiệt điện

Hiện tượng siêu dẫn

Dòng điện trong chất điện phân

Định luật Faraday: q

n

A F

m1

Dòng điện trong chân không

Dòng điện trong chất khí

Dòng điện trong chất bán dẫn