Phương pháp thực hành thí nghiệm vật lí ở cấp THCS

Vìvậy, khi giảng dạy Vật lí, giáo viên một mặt phải tận dụng những kinh nghiệm sốngcủa học sinh, nhưng mặt khác phải chỉnh lí, bổ sung, hệ thống hoá những kinhnghiệm đó và nâng cao lên m

Họ và tên: Lê Đức Hạnh

Địa chỉ: Trường THCS Gia Khánh, huyện Bình Xuyên, tỉnh Vĩnh Phúc.

Số điện thoại: 01258.919.888; Email: hanh.vpls@gmail.com

1

CHUYÊN ĐỀ Phương pháp thực hành thí nghiệm Vật Lí ở cấp THCS

2

CHUYÊN ĐỀ Phương pháp thực hành thí nghiệm Vật Lí ở cấp THCS

1 Lời giới thiệu

Như chúng ta đã biết việc làm các thí nghiệm Vật lí trong các tiết dạy là mộttrong các biện pháp quan trọng nhất để phấn đấu nâng cao chất lượng dạy và học Vật

lí Điều này quyết định bởi đặc điểm của môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm

với dạy học theo nguyên tắc trực quan: Học đi đôi với hành.

Do kinh nghiệm sống của học sinh đã có một số vốn hiểu biết nào đó về cáchiện tượng Vật lí, nhưng không thể coi những hiểu biết ấy là cơ sở giúp học sinh tựnghiên cứu Vật lí bởi vì trước một hiện tượng Vật lí, học sinh có thể có những hiểubiết khác nhau nên sẽ có những lý do giải thích khác nhau Ví dụ: Học sinh thườngthắc mắc đường bê tông hay sân của trường mình sau khi đổ bê tông xong tại saongười ta lại dùng máy cắt để cắt chia khúc ra mà không để liền như đường nhựa Vìvậy, khi giảng dạy Vật lí, giáo viên một mặt phải tận dụng những kinh nghiệm sốngcủa học sinh, nhưng mặt khác phải chỉnh lí, bổ sung, hệ thống hoá những kinhnghiệm đó và nâng cao lên mức chính xác, đầy đủ bằng các thí nghiệm Vật lí, nhờ đó

mà tránh được tính chất giáo điều, hình thức trong giảng dạy

Thí nghiệm Vật lí có tác dụng to lớn trong việc phát triển nhận thức của họcsinh, giúp các em bước đầu vận dụng phương pháp nghiên cứu khoa học của môn học

đó là: được trực tiếp quan sát, đo đạc, tự tay tháo lắp các dụng cụ thiết bị và đo lườngcác đại lượng đồng thời rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì, điều đó rất cần cho việcgiáo dục kỹ thuật tổng hợp, chuẩn bị cho học sinh tham gia hoạt động thực tế, các em

có thể nhanh chóng làm quen với những dụng cụ và thiết bị dùng trong đời sống vàsản xuất sau này

Việc thực hiện các thí nghiệm Vật lí là rất phù hợp với đặc điểm tâm, sinh lí vàkhả năng nhận thức của học sinh, đồng thời tạo điều kiện rèn luyện cho học sinh các

kỹ năng thực hành và thái độ ứng xử trong thực hành, cần thiết cho việc học tập Vật lí

ở các cấp học trên

Vì vậy nhận thức sâu sắc được tầm quan trọng của thí nghiệm Vật lí trong việc

đáp ứng mục tiêu của bộ môn, nên tôi đã xây dựng thành chuyên đề: Phương pháp

thực hành thí nghiệm Vật lí ở cấp THCS để cùng trao đổi, đó là lí do của chuyên

đề

2 Tên chuyên đề: Phương pháp thực hành thí nghiệm Vật lí ở cấp THCS

3 Người thực hiện: Lê Đức Hạnh - Giáo viên Trường THCS Gia Khánh,

- Làm thử theo chuyên đề

- Hướng dẫn học sinh áp dụng kinh nghiệm để làm thí nghiệm

- Nhận xét, đánh giá và rút kinh nghiệm

- Bổ sung sửa đổi phương pháp làm thí nghiệm

- Viết thành chuyên đề

5 Ngày chuyên đề được áp dụng lần đầu: Từ tháng 01/2015 đến nay

6 Mô tả bản chất của chuyên đề

6.1 Nội dung của chuyên đề

Phần 1: Cơ sở lý thuyết

1. Phân loại các thí nghiệm Vật lí

Trong dạy học Vật lí, mỗi thí nghiệm tiến hành trong tiết học đều được quy vềmột trong hai dạng thí nghiệm sau:

1.1 Thí nghiệm biểu diễn

Thí nghiệm biểu diễn là thí nghiệm do giáo viên trình bày ở trên lớp

Căn cứ vào mục đích, có thể chia thí nghiệm biểu diễn thành 3 loại:

a Thí nghiệm nêu vấn đề

Thí nghiệm này nhằm nêu lên vấn đề cần nghiên cứu tạo ra tình huống có vấn

đề làm tăng hiệu quả của dạy học

Ví dụ: Trước khi dạy bài Sự nổi trong Vật lí 8, giáo viên có thể làm thí nghiệm:Thả miếng gỗ và miếng sắt giống hệt nhau vào trong cốc nước - HS quan sát Giáo

viên nêu vấn đề cho bài học: Tại sao miếng gỗ thì nổi, miếng sắt thì chìm? Để giải

thích được, chúng ta đi vào nghiên cứu bài mới.

b Thí nghiệm giải quyết vấn đề

Thí nghiệm thuộc bài này được thực hiện giải quyết vấn đề đặt ra sau phần nêuvấn đề Bao gồm 2 loại thí nghiệm:

Là thí nghiệm dùng để kiểm tra lại những kết luận được suy ra từ lí thuyết

Ví dụ: Thí nghiệm kiểm tra lại tác dụng của chất lỏng lên vật nhúng chìm trong

nó, trong Vật lí 8: Bài 10 Lực đẩy Ac-si-met

c Thí nghiệm củng cố

Thí nghiệm thuộc loại này dùng để củng cố kiến thức đã nghiên cứu bao gồm

cả những thí nghiệm nói lên ứng dụng của kiến thức Vật lí trong đời sống và trong kỹthuật

Ví dụ: Khi nghiên cứu về Lực ma sát (Vật lí 8), giáo viên có thể làm thínghiệm với ổ bi trong trường hợp không được bôi dầu mỡ và được bôi dầu mỡ đểthấy được có thể làm tăng hoặc giảm lực ma sát như thế nào đồng thời củng cố kiếnthức Hoặc trong chương Âm học (Vật lí 7) có thể cho học sinh làm những chiếc đànbằng những kiến thức đã học như đàn nước

1.2 Thí nghiệm thực hành Vật lí

Thí nghiệm thực hành Vật lí là thí nghiệm do tự tay học sinh tiến hành đưới sựhướng dẫn của giáo viên

Với dạng thí nghiệm này có nhiều cách phân loại, tuỳ theo căn cứ để phân loại:

a.Căn cứ vào nội dung

Có thể chia thí nghiệm thực hành làm 2 loại:

- Thí nghiệm thực hành định tính

Loại thí nghiệm này có ưu điểm nêu bật bản chất của hiện tượng

Ví dụ: Thí nghiệm nghiên cứu tính dẫn nhiệt của các chất; nghiên cứu sự nóngchảy, đông đặc của các chất

- Thí nghiệm thực hành định lượng

Loại thí nghiệm này có ưu điểm giúp học sinh nắm được quan hệ giữa các đạilượng Vật lí một cách chính xác rõ ràng

Ví dụ: Thí nghiệm nghiên cứu sự cân bằng của đòn bẩy để tìm ra công thức

Ví dụ: Thí nghiệm khảo sát về sự cân bằng lực - Quán tính (Vật lí 8), các thínghiệm nghiên cứu về đặc điểm chung của nguồn âm của bài Nguồn âm (Vật lí 7)

- Thí nghiệm kiểm nghiệm

Loại thí nghiệm này được tiến hành kiểm nghiệm lại những kết luận đã đượckhẳng định cả về lí thuyết và thực nghiệm nhằm đào sâu vấn đề hơn

c Căn cứ vào hình thức tổ chức thí nghiệm

Có thể chia thí nghiệm thực hành thành 3 loại:

- Thí nghiệm thực hành đồng loạt

Loại thí nghiệm này tất cả các nhóm học sinh đều cùng làm một thí nghiệm,cùng thời gian và cùng một kết quả Đây là thí nghiệm được sử dụng nhiều nhất hiệnnay vì có nhiều ưu điểm, đó là:

+ Trong khi làm thí nghiệm các nhóm trao đổi giúp đỡ nhau và kết quả trungbình đáng tin cậy hơn

+ Việc chỉ đạo của giáo viên tương đối đơn giản vì mọi việc uốn nắn hướngdẫn, sai sót, tổng kết thí nghiệm đều được hướng dẫn đến tất cả học sinh

Bên cạnh những ưu điểm, còn một số hạn chế:

+ Do trình độ các nhóm không đồng đều nên có nhóm vội vàng trong khi thaotác dẫn đến hạn chế kết quả

+ Đòi hỏi nhiều bộ thí nghiệm giống nhau gây khó khăn về thiết bị

- Thí nghiệm thực hành loại phối hợp

Trong hình thức tổ chức này học sinh được chia thành nhiều nhóm khác nhau,mỗi nhóm chỉ làm thí nghiệm một phần trong thời gian như nhau, sau đó phối hợpcác kết quả của các nhóm lại sẽ được kết quả cuối cùng

Ví dụ: Trong bài: Công thức tính nhiệt lượng (Vật lí 8)

Giáo viên phân công:

+ Nhóm 1, 2: Tiến hành thí nghiệm khảo sát quan hệ giữa nhiệt lượng vật cầnthu vào để nóng lên và khối lượng của vật

+ Nhóm 3, 4: Tiến hành thí nghiệm khảo sát quan hệ giữa nhiệt lượng vật cầnthu vào để nóng lên và độ tăng nhiệt độ của vật

+ Nhóm 5, 6: Tiến hành thí nghiệm khảo sát quan hệ giữa nhiệt lượng vật cầnthu vào để nóng lên với chất làm vật.

=> Kết quả thí nghiệm của các nhóm khái quát thành công thức tính nhiệtlượng vật thu vào để nóng lên: Q = m.c.∆t

* Ưu điểm của loại thí nghiệm này:

+ Rèn luyện cho học sinh ý thức lao động tập thể

+ Kích thích tinh thần thi đua làm việc giữa các nhóm

* Một số hạn chế của loại thí nghiệm này: Mỗi nhóm không được rèn luyệnđầy đủ các kĩ năng làm toàn diện thí nghiệm Vì vậy cần khắc phục bằng cách chocác nhóm luân phiên nhau làm lại thí nghiệm

- Thí nghiệm thực hành cá thể

Trong hình thức tổ chức này các nhóm học sinh làm thí nghiệm trong cùng thờigian hoặc cùng đề tài nhưng dụng cụ và phương pháp khác nhau

Ví dụ: Thí nghiệm nghiên cứu sự nhiễm điện do cọ xát (Vật lí 7)

* Ưu điểm của loại thí nghiệm này: Giảm được khó khăn về bộ thí nghiệm

* Một số hạn chế của loại thí nghiệm này: Việc hướng dẫn của giáo viên rấtphức tạp, vì vậy hình thức này đòi hỏi tính tự lực cao

2 Các loại bài học thí nghiệm thực hành Vật lí

2.1 Thí nghiệm thực hành khảo sát đồng loạt lớp

Trong kiểu bài này tất cả các nhóm học sinh cùng làm thí nghiệm khảo sáttrong giờ học thay cho thí nghiệm biểu diễn của giáo viên để nhận thức kiến thứcmới Nội dung có thể là định tính hay định lượng

2.2 Thí nghiệm thực hành kiểm nghiệm đồng loạt lớp

Loại thí nghiệm này thường sử dụng cho thí nghiệm định lượng

Ví dụ: Thí nghiệm kiểm nghiệm độ lớn của lực đẩy Acsimét (Vật lí 8)

Phần 2: Cơ sở thực tiễn

Trước đây trong khi giảng dạy các môn học giáo viên chỉ chú trọng đến khốilượng kiến thức cần truyền đạt mà coi nhẹ phương pháp học tập và nghiên cứu mang

tính đặc thù của từng môn Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, thế nhưng tình trạngphổ biến hiện nay vẫn là :

- Hầu hết các bài dạy chưa có đủ dụng cụ thí nghiệm cần thiết cho học sinh

- Kĩ năng làm thí nghiệm của học sinh vẫn còn hạn chế

- Dụng cụ thí nghiệm còn thiếu hoặc không đồng bộ, chất lượng kém

Về cơ bản việc sử dụng thí nghiệm Vật lí ở trường trung học cơ sở vẫn còn hạnchế nhất định, chưa phát huy hết được tính độc lập sáng tạo của học sinh Từ nhữngnguyên nhân trên đẫn đến chất lượng của bộ môn chưa được tốt, do đó trong 4 giảipháp đổi mới phương pháp dạy học Vật lí ở trường trung học cơ sở thì giải pháp:

“Phấn đấu làm đầy đủ, có chất lượng các thí nghiệm trên lớp” là giải pháp được đặt

lên hàng đầu (Theo tài liệu “Đổi mới phương pháp dạy học” của tác giả Trần Kiều).

Chú trọng việc sử dụng đồ dùng dạy học và dụng cụ thí nghiệm ở các tiết Vật lí

có thí nghiệm, trong tiết dạy thì mỗi thí nghiệm thầy cần tạo điều kiện để các em họcsinh được tự tay làm thí nghiệm, tự mình quan sát, đo đạc và rút ra nhận xét, kết luận(tức là được trải nghiệm trong thực tế) các em học sinh học tập hứng thú hơn pháthuy được tính năng động sáng tạo của các em, kết quả học tập đạt cao hơn rất nhiều

Trong chương trình Vật lí 7 với các phần: Quang học, Âm học, Điện học, cácphần này hầu như bài nào cũng có thí nghiệm, từ các thí nghiệm học sinh hình thànhkhái niệm Ví dụ: nguồn sáng, sự phản xạ ánh sáng Cũng từ các thí nghiệm họcsinh nhận biết được sự dao động của một số nguồn âm, phát hiện sự truyền âm trongchất rắn, chất lỏng, chất khí

Trong các phần này, chủ yếu là các thí nghiệm biểu diễn hình thành tri thứcmới và một vài thí nghiệm chứng minh Thí nghiệm kiểm tra đóng vai trò khai thácsâu kiến thức biến kiến thức thành kỹ năng kỹ xảo vận dụng vào giải bài tập Cầnkhai thác các thí nghiệm làm phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo của học sinhmột cách cao nhất

Phần 3: Nội dung của chuyên đề

1 Đối với thí nghiệm biểu diễn

Để nâng cao chất lượng và hiệu quả của các thí nghiệm biểu diễn, bản thân tôiluôn có gắng thực hiện tốt các nội dung sau:

1.1 Thí nghiệm phải đảm bảo thành công: Nếu thí nghiệm thất bại học sinh

sẽ mất tin tưởng vào bài học và ảnh hưởng xấu đến uy tín của giáo viên Muốn làmtốt được điều này, giáo viên phải:

- Am hiểu bản chất của các hiện tượng Vật lí xảy ra trong thí nghiệm

- Nắm vững cấu tạo, tính năng, đặc điểm của từng dụng cụ thí nghiệm cùng vớinhững trục trặc có thể xảy ra để biết cách kịp thời khi phải sửa chữa Muốn vậy, giáoviên phải làm trước nhiều lần trong khi chuẩn bị bài.

1.2 Thí nghiệm phải ngắn gọn một cách hợp lí

Nếu thí nghiệm kéo dài sẽ khó tập trung sự chú ý của học sinh và dễ cháy giáo

án Muốn vậy giáo viên phải hạn chế tối đa thời gian lắp ráp thí nghiệm, phải làmtrước khi lên lớp Thí nghiệm đảm bảo thành công ngay không phải làm lại, nếu thínghiệm kéo dài có thể chia ra nhiều bước, mỗi bước coi như một thí nghiệm nhỏ

1.3 Thí nghiệm phải đảm bảo cho cả lớp quan sát

Để làm tốt điều này, giáo viên cần phải:

- Chuẩn bị dụng cụ thích hợp, có kích thước đủ lớn, có cấu tạo đơn giản thểhiện rõ được bản chất của hiện tượng cần nghiên cứu Dụng cụ phải có hình dáng,màu sắc phù hợp, hấp dẫn học sinh, có độ chính xác thích hợp

- Sắp xếp dụng cụ một cách hợp lí, điều này biểu hiện:

+ Chỉ bày những dụng cụ cần thiết cho thí nghiệm, không bày la liệt nhữngdụng cụ chưa dùng đến hoặc chưa dùng xong

+ Bố trí sao cho cả lớp đều nhìn rõ Muốn như vậy nên sắp xếp dụng cụ trênmặt phẳng thẳng đứng, nếu không được phải đem đến tận bàn cho học sinh xem.Giáo viên cũng cần chú ý không che lấp thí nghiệm khi thao tác

1.4 Sử dụng các vật chỉ thị thích hợp: Nhằm tập trung sự chú ý của học sinh

về những điều cần quan sát, thí nghiệm phải có sức thuyết phục học sinh Muốn vậythí nghiệm phải rõ ràng, chặt chẽ để học sinh không thể hiểu theo một cách nào khác,phải loại bỏ triệt để những ảnh hưởng phụ, nếu không loại bỏ được thì phải làm thêmthí nghiệm phụ để chứng tỏ ảnh hưởng phụ là không đáng kể

1.5 Thí nghiệm phải đảm bảo cho người và dụng cụ thí nghiệm: Đối với các

chất dễ cháy, nổ phải để xa ngọn lửa và nếu nó bốc cháy thì phải dùng cát hoặc baotải ướt phủ lên Với các thí nghiệm điện, nếu dùng điện lưới 220V hay 110V thì mạchđiện nhất thiết phải có cầu chì ngắt điện và không được dùng dây trần Phải nắmvững tính năng, cách bảo quản dụng cụ để không làm hỏng dụng cụ

1.6 Phải phát huy được tác dụng của thí nghiệm biểu diễn: Điều đó đòi hỏi:

- Thí nghiệm phải được tiến hành hữu cơ với bài học, tuỳ vào mục đích của bàihọc mà đưa thí nghiệm đúng lúc

- Thí nghiệm phải tiến hành kết hợp với phương pháp giảng dạy khác nhất làphương pháp đàm thoại và vẽ hình

- Thí nghiệm chỉ có hiệu quả tốt khi có sự tham gia tích cực, có ý thức của họcsinh, vì vậy giáo viên phải làm cho học sinh hiểu rõ mục đích của thí nghiệm, cách bố

trí thí nghiệm và các dụng cụ của thí nghiệm Học sinh trực tiếp quan sát và rút ra kếtluận cần thiết.

2 Đối với thí nghiệm thực hành

Để nâng cao chất lượng và hiệu quả của thí nghiệm thực hành, bản thân tôiluôn cố gắng thực hiện tốt các nội dung sau:

2.1 Chuẩn bị tốt dụng cụ thí nghiệm thực hành: Điều này đòi hỏi giáo viên

cần nghiên cứu kĩ chương trình thực hành ngay từ đầu năm học, xác định cần dụng cụ

gì, số lượng bao nhiêu, còn thiếu những gì để có kế hoạch giải quyết trong năm bằngcách mua thêm hoặc tự làm hoặc hướng dẫn học sinh tự làm

2.2 Trình tự tổ chức một thí nghiệm thực hành: Tôi thường tiến hành theo

các bước sau:

a Chuẩn bị

- Giáo viên cần đặt vấn đề vào bài, gợi ý để học sinh phát hiện được nội dungkiến thức cần nghiên cứư, từ đó tiếp tục gợi ý đê học sinh nêu rõ mục đích của thínghiệm là gì

- Giáo viên có thể dùng phương pháp đàm thoại kết hợp vẽ hình để học sinhlập kế hoạch tiến hành thí nghiệm

- Giáo viên giới thiệu dụng cụ thí nghiệm và các thao tác mẫu

b Tiến hành thí nghiệm

Nhóm trưởng nhận dụng cụ, điều khiển nhóm tiến hành thí nghiệm; Các nhómhọc sinh tiến hành thí nghiệm; Giáo viên theo dõi chung và giúp đỡ nhóm gặp khókhăn, nếu cần thì giáo viên yêu cầu cả lớp ngừng thí nghiệm để hướng dẫn, bổ sung.Cần tránh trường hợp một số em chuyên làm thí nghiệm, một số em chuyên ghi chép

c Xử lí kết quả thí nghiệm

- Với thí nghiệm thực hành khảo sát: Cả nhóm cùng dựa vào kết quả thí

nghiệm để thảo luận tìm ra kiến thức mới Với thí nghiệm thực hành kiểm nghiệm,nhóm (hoặc cá nhân) làm báo cáo kết quả thí nghiệm ghi rõ nhận xét và so sánh kếtquả thí nghiệm ghi rõ nhận xét và so sánh kết quả thí nghiệm với lí thuyết đã học

- Chú ý: Với những thí nghiệm có tính toán: Mỗi học sinh tính toán độc lậptheo số liệu đã thu được và so sánh trong nhóm để kiểm tra lại

d Tổng kết thí nghiệm:

- Giáo viên phân tích kết quả của học sinh và giải đáp thắc mắc

- Giáo viên rút kinh nghiệm và cách làm thí nghiệm của cả lớp

VÍ DỤ BÀI SOẠN CỤ THỂ

Ngày soạn: 04/9/2017

Ngày giảng: 12/9/2017

Tiết 4: THỰC HÀNH VÀ KIỂM TRA THỰC HÀNH:

XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ CỦA MỘT DÂY DẪN BẰNG AMPE KẾ VÀ VÔN KẾ (VẬT LÍ 9)

I Mục tiêu bài học

1 Kiến thức: Nêu được cách xác định điện trở từ công thức tính điện trở bằng

vôn kế và ampe kế

2 Kĩ năng: Xác định được điện trở của đoạn mạch bằng vôn kế và ampe kế.

3 Thái độ: Có ý thức chấp hành nghiêm túc qui tắc sử dụng các thiết bị điện

trong thí nghiệm

4 Năng lực có thể hình thành và phát triển cho HS: Rèn luyện năng lực tự

học, năng lực tính toán, năng lực hợp tác

II Chuẩn bị tài liệu, phương tiện

1 Giáo viên: 1 dây dẫn có điện trở chưa biết gi trị, 1 nguồn có thể điều chỉnh

được các giá trị HĐT từ 0→6V một cách liên tục,1 ampe kế

2 Học sinh: Chia 4 nhóm , mỗi nhóm 1 Ampe kế GHĐ 1,5A và ĐCNN 0,1A, 1

vôn kế có GHĐ 6V và ĐCNN 0,1V, 1 công tắt điện, 7 đoạn dây nối mỗi đoạn dài

2 Kiểm tra bài cũ

?1 Viết công thức tính điện trở của dây dẫn là gì? Đơn vị đo điện trở?

?2 Phát biểu và viết biểu thức định luật Ôm?

3 Bài mới

Hoạt động của thầy và trò Nội dung

* Hoạt động 1: Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh

Mục tiêu: Viết công thức tính điện trở; nêu được cách xác định điện trở từ công thức tính

trở bằng vôn kế và ampe kế

V + -

A +

+ H1.1

-Đoạn dây dẫn đang xét

- GV: Kiểm tra việc chuẩn bị báo cáo thực hành

Mục tiêu: Mô tả được cách bố trí và tiến hành được thí nghiệm xác định điện trở của một

dây dẫn bằng ampe kế và vôn kế

GV: Yêu cầu h/s vẽ sơ đồ mạch điện vào báo cáo

thực hành

- Theo dõi và giúp đỡ h/s vẽ sơ đồ

HS: Vẽ sơ đồ mạch điện TN

GV: Yêu cầu h/s mắc mạch điện theo vẽ sơ đã vẽ

- Theo dõi và giúp đỡ h/s mắc mạch điện

HS: Mắc mạch điện theo nhóm

- GV: Yêu cầu h/s tiến hành TN với nguồn điện

có hiệu điện thế khác nhau, ghi vào kết quả bảng

- HS: Hoạt động nhóm tiến hành TN, ghi kết quả

vào bảng

- GV: Yêu cầu h/s hoàn thành báo cáo thực hành

- HS: Điền kết quả vào bảng → hoàn thành báo

CĐDĐ (A)

ĐT (Ω)

1234