Một số hình thức sử dụng thí nghiệm tự làm trong hoạt động dạy học Vật lí 2.3.1.1.. Việc thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiêm tự làm, làm tăng hứngthú, tạo niềm vui bởi sự thành công
Trang 1PHẦN MỤC LỤC TRANG 1
MỞ ĐẦU
1.1 lý do chọn đề tài
2 1.2 Mục đích nghiên cứu
1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu
2
NỘI DUNG
2.2: Thực trạng đề tài 2.3: Giải pháp thực hiện
5
2.3.1 Một số hình thức sử dụng thí nghiệm
tự làm trong hoạt động dạy học Vật lí 2.3.1.1 Tạo tình huống dể vào bài mới - Vào bài mới
2.3.1.2 Dạy kiến thức mới 6 2.3.1.3 Củng cố, vận dụng - Bài tập về nhà
2.3.1.4 Kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹnăng cũng như khả năng vận dụng của học
sinh Sử dụng trong chương trình ngoại khoá,
Trang 2Phần 1 MỞ DẦU 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Thành quả lao động - niềm tin cuộc sống!
Vật lí học là một bộ môn khoa học có tính ứng dụng rất cao trong cuộcsống Chính vì vậy mà thí nghiệm vật lí nói chung và thí nghiệm vật lí tự làmnói riêng có một vị trí và vai trò vô cùng quan trọng trong việc giảng dạy vàhọc tập vật lí
Việc thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiêm tự làm, làm tăng hứngthú, tạo niềm vui bởi sự thành công trong việc dạy - học của giáo viên và họcsinh Đồng thời tạo niềm tin, kích thích tính tích cực, độc lập và phát huy khảnăng tư duy sáng tạo và khả năng hoạt động nhóm của học sinh trong học tập
Kiến thức được hình thành thông qua các thí nghiệm thực hành khôngchỉ tích cực hoá việc học tập của học sinh mà còn rèn luyện kỹ năng sử dụngthiết bị, đồ dùng trong cuộc sống, rèn luyện thái độ, đức tính kiên trì, khảnăng làm việc nhóm, tác phong làm việc khoa học trong thời đại công nghệ
Việc nghiên cứu tự làm dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật
lý ở trường THPT cần phải đạt được là giáo viên và học sinh qua các bài dạyhọc tự làm và tự thí nghiệm được một số dụng cụ thí nghiệm liên quan trựctiếp đến bài học
Trong đề thi THPT Quốc gia và các đề thi Đại học - Cao đẳng nhữngnăm trước Bộ GD&ĐT cũng đã khai thác đến kĩ năng sử dụng thiết bị - kỹnăng thực hành – một yếu tố của kỹ năng sống! của học sinh
Vì vậy tôi mạnh dạn trình bày trước các đồng nghiệp một vài kinh
nghiệm về việc: “Sử dụng thiết bị thí nghiệm tự làm trong giảng dạy và
học tập nhằm tăng hứng thú học tập bộ môn Vật lí ở trường THPT Bá Thước”
1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:
Tạo ra sự hứng thú trong học tập
Giảm bớt áp lực bộ môn cho học sinh
Rèn luyện kỹ năng thực hành, hoạt động nhóm cho học sinh
Rèn luyện khả năng nghiên cứu khoa học qua đó khả năng xử lí tìnhhuống, công việc trong đời sống dần tiến bộ và hoàn thiện
Xây dựng hệ thống thí nghiệm tự làm cho các tiết học trong chươngtrình vật lí THPT
1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:
Là giáo viên dạy Vật lý ở trường THPT Bá Thước, học sinh trườngTHPT Bá Thước
Quá trình dạy học môn vật lí ở trường THPT Bá Thước
Trang 3Các phương pháp và kỹ thuật dạy học theo hướng phát triển năng lực,
kỹ năng thực hành và vận dụng kiến thức trong học tập và liên hệ thực tiễncủa bộ môn vật lý
Đối tượng sử dụng đề tài: Học sinh THPT và giáo viên dạy vật lýTHPT
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
Các tài liệu về lí luận dạy học, phương pháp và kĩ thuật dạy học theohướng phát triển năng lực bộ môn vật lí
Nghiên cứu thực trạng dạy học vật lí ở trường THPT Bá Thước
Liệt kê các thí nghiệm tự làm áp dụng cho một số bài dạy cụ thể ởchương trình vật lí THPT
Nhiệm vụ nghiên cứu:
Nghiên cứu cơ sở lí luận việc đổi mới chương trình giáo dục môn vật lí,phương pháp đổi mới phương pháp cũng như kỹ thuật dạy học
Nghiên cứu chương trình chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ bộ môn Vật
Lí THPT Mục tiêu chương trình vật lí THPT để xây dựng hệ thống “Thínghiệm tự làm” phát huy tính tích cực, chủ động tư duy, kĩ năng thực hànhcho học sinh nhằm tăng hứng thú, say mê học tập bộ môn
Nghiên cứu quá trình dạy học ở trường THPT Bá Thước
Trang 4Phần 2 NỘI DUNG 2.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM TỰ LÀM NHẰM TĂNG HỨNG THÚ, SAY MÊ VÀ Ý THỨC HỌC TẬP BỘ MÔN.
2.1.1 Vai trò của Thí nghiệm tự làm trong giảng dạy vật lí ở trường THPT.
* Đối với Giáo viên:
Thí nghiệm tự làm giúp giáo viên có đồ dùng dạy học để xây dựng các
mô hình dạy và học theo hướng phát triển năng lực cho học sinh
Thí nghiệm tự làm giúp giáo viên tổ chức các hoạt động học tập tập thể,rèn luyện cho học sinh tác phong làm việc nhóm
Thí nghiệm tự làm giúp giáo viên hoàn thiện mình hơn cả về kiến thứclẫn kỹ năng sử dụng hiết bị thí nghiệm
* Đối với học sinh:
Thí nghiệm giúp học sinh có điều kiện rèn luyện các kĩ năng cơ bản,các thói quen của việc học tập vật lí mọi lúc, mọi nơi Giúp học sinh có kĩnăng thu thập thông tin, xử lí thông tin, chủ động nêu lên suy nghĩ của mình
Thí nghiệm tự làm kích thích Học sinh hoạt động ngoài giờ học Rènluyện cho học sinh có thói quen vận dụng kiến thức để giải quyết những vấn
đề nảy sinh trong cuộc sống hằng ngày Ý chí vượt khó; nâng cao ý thức tiếtkiệm, bảo vệ môi trường
2.1.2 Tiêu chuẩn của dụng cụ thí nghiệm vật lí tự làm:
Các dụng cụ thí nghiệm vật lí tự làm phải thể hiện rõ các hiện tượng,quá trình và bản chất vật lí
Dễ thao tác, rẻ tiền, dễ kiếm tìm
An toàn khi thực hiện
Nhiều thiết bị đã bị hư hỏng hoặc chất lượng thiết bị không đáp ứngđược yêu cầu nhưng chưa được bổ sung thiết bị mới
Nhà trường chưa có cán bộ phụ trách thiết bị chuyên trách
Chất lượng đầu vào thấp nên khả năng tự học chưa tốt, ý thức học tậpchưa cao
Kĩ năng thực hành của học sinh còn yếu
Trang 52.3 CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN
2.3.1 MỘT SỐ HÌNH THỨC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ LÀM TRONG HOẠT ĐỘNG DẠY - HỌC VẬT LÍ:
2.3.1.1 Tạo tình huống để vào bài mới - Vào bài mới
Sự thành công của một tiết dạy phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đóphần mở đầu đặc biệt quan trọng, nếu ta biết đặt ra một tình huống thực tiễnhoặc một tình huống giả định yêu cầu học sinh cùng tìm hiểu, giải thích quabài học sẽ cuốn hút được sự chú ý của học sinh
Ví dụ: Thí nghiệm về Định luật Sác - lơ
(Vật lí 10 - NC bài 46; vật lí 10 - CB bài 30)
“Cái cốc biết … tự đi”
Lấy một tấm kính, ngâm trong nước một lúc, sau đó một đầu đặt lên bàn, đầu còn lại thì gác lên mấy cuốn sách (cao khoảng 5- 6m) Lấy một chiếc cốc thuỷ tinh, miệng cốc có bôi một ít nước, rồi lật ngược, úp miệng cốc trên miếng kính Khi đó, tay cầm ngọn nến đã đốt cháy hơ nóng phần đáy chiếc cốc Quan sát thấy: Chiếc cốc biết tự nó biết dịch chuyển qua một bên!
Giải thích: Do khi dùng nửa hơ nóng đáy chiếc cốc thì không khí trong
chiếc cốc dần dần giãn nở vì nhiệt, muốn thoát ra ngoài chiếc cốc Nhưngmiệng cốc đã bị lật úp, lại có một lớp nước bịt kín miệng cốc, không khí nóngkhông thoát ra nổi, chỉ có cách phải đội chiếc cốc lên Và như vậy, cộng thêmtác dụng của trọng lượng tự thân, chiếc cốc trượt suống theo chiều nghiêngđặt miếng kính
(có video kèm theo)
Ví dụ: Khi dạy bài mắt (Vật lí lớp 11) (Điểm mù của mắt)
Dùng tay che mắt trái dùng mắt phải để nhìn con hươu trong tranh Không ngừng thay đổi cự ly giữa mắt phải và con hươu, thì ở chỗ cách xa con hươu 20m, mắt sẽ không nhìn thấy điểm đen trên bức tranh Nếu đứng ở
Trang 6chố xa hơn hoặc gần hơn thì điểm đen lại xuất hiện (Tùy ý thay hình ảnh con Hươu bằng hình ảnh khác có kích thước tương ứng)
Giải thích: Mắt có thể nhìn thấy vật hoàn toàn nhờ vào thần kinh thị
giác của màng lưới Nhưng ở nơi tập trung thần kinh thị giác thì lại khôngnhìn thấy đồ vật Đó là diểm mù Khi mắt chú ý nhìn con hươu, ở một cự lynhất định nào đó thì ảnh của điểm đen vừa hay rơi vào trên điểm mù, nên mắtcảm thấy điểm đen không tồn tại trên bức tranh
2.3.1.2 Giảng dạy kiến thức mới
Việc sử dụng thí nghiệm trong tiết dạy dù ở khâu xây dựng kiến thứcmới hay bất kỳ khâu nào trong tiết dạy cũng đều tạo ra không khí lớp học sôinổi, thay đổi tâm thế người học cũng như không khí lớp học Hiệu quả của tiếthọc rõ rệt
Ví dụ: Khi dạy bài Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt
+ Khi ấn pittong thì thể tích khí trong xilanh giảm và áp suất tăng
+ Khi kéo pittong lên thì thể tích khí tăng, áp suất khí trong xilanh giảm
(có video kèm theo)
2.3.1.3 Củng cố, vận dụng - Bài tập về nhà
.
Trang 7Với các vấn đề học sinh thấy có ứng dụng thực tiễn cho cuộc sống thìcác em sẽ chú ý hơn, chủ động tư duy để tìm hiểu và vận dụng Do đó mỗi bàihọc giáo viên đưa ra được một số ứng dụng thực tiễn sẽ lôi cuốn được sự chú
- Dùng xilanh hút không khí khoảng 1/3 ống
- Sau đó dùng bật lửa đốt đầu xilanh rồi ép nhựa lại để bịt kín
- Rồi dùng tay kéo pittông hoặc nén pittông
3 Kết quả thí nghiệm
+ Khi kéo pittông ra thì thể tích trong xilanh tăng, áp suất giảm và ngược lạikhi ta nén pittông
+ Kết quả là dù kéo hay nén khi thả tay ra thì pittông trở về trạng thái cân
bằng ban đầu Nghĩa là: pV = const (hằng số)
(có video kèm theo)
Ví dụ: Khi dạy bài lực ma sát
(Vật lí 10 - NC bài 45; vật lí 10 - CB bài 29)
(Giao nhiệm vụ về nhà)
Ví dụ: Chọn một tảng nước đá, và một sợi dây sắt nhỏ Đặt tảng nước
đá lên giá, dùng tay kéo dây sắt trên tảng nước đá tựa như dùng cưa để cưa: Dây sắt được kéo từ đầu này đến đầu kia của tảng nước đá, rồi lại theo chiều ngược lại Kết qủa, tảng đá được “cưa” đôi ra, dây sắt như “chiếc cưa không răng”
Giải thích: Do giữa sợi dây sắt và tảng nước đá đã xảy ra tác dụng quan
trọng là ma sát Nhiệt lượng sinh do ma sát làm chỗ tảng nước đá bị “cưa”nóng chảy thành nước, do đó dây sắt nhỏ có thể di động chầm chậm trong tngnước đá
Giáo viên có thể hướng dẫn học sinh chế tạo mỏ hàn siêu dẻ!
2.3.1.4 Kiểm tra đánh giá kiến thức và kỹ năng của học sinh Sử dụng
trong chương trình ngoại khoá, trên lớp hoặc ở nhà
Ví dụ1: Khi dạy bài Định luật III - Newton hoặc bài Thuyết động học
phân tử chất khí (Vật lí lớp 10).
Chuẩn bị một qủa bóng bay và một chiếc chai cổ dài Cho qủa bóng vào trong chai, vành chặt miệng quả bóng ra quanh miệng chai Đặt mồm vào miệng chai, thổi thật mạnh xem qủa bóng bay phồng to lên cỡ nào? Kết qủa, quả bóng chỉ phồng lên một chút, rồi không sao to lên được nữa!
Trang 8Giải thích: Do trong chai có không khí Khi đã dùng miệng qủa bóng
vành chặt lấy miệng chai thì số không khí đó bị nút chặt ở trong chai Khi bạnthổi thể tích ở trong chai, do bị ép đã co lại một phần, do đó áp lực ở trongchai tăng lên, áp lực đối với qủa bóng bay cũng tăng lên Khi áp lực trongchai và áp lực sinh ra trong quả bóng bay là tương đương nhau thì thổi mấyqủa bóng bay cũng không to thêm
Thí nghiệm trên cũng chứng tỏ được sự tồn tại của áp suất của chất
khí!
(có video kèm theo)
Ví dụ2: Khi dạy bài điện tích Định luật Cu-long
Thí nghiệm chế tạo điện nghiệm (Vận dụng kiến thức)
1 Dụng cụ
- 1 vỏ chai nhựa loại 1.5(l) (chai nước khoáng)
- 1 cái dùi
- 1 đoạn dây đồng (dây kim loại)
- 1 mảnh giấy bọc nướng đồ ăn
- 1 kéo
- 1 thước nhựa và 1 găng tay len
2 Chế tạo và tiến hành thí nghiệm
- Mở nắp chai rồi dùng dùi dùi lỗ trên nắp chai
- Cắt vỏ chai nhựa làm đôi lấy phần trên.Vặn nắp chai ra sau đó luồn dâyđồng qua nắp chai, đầu dây trong chai uốn thành móc treo, đầu bên ngoài uốntròn thành vài vòng (3 vòng)
- Cắt giấy nướng đồ ăn lấy 2 miếng nhỏ, sau đó cắt lỗ rồi treo vào móc treo
- Cọ sát thước nhựa vào găng tay len (hoặc lên tóc, vải…) sau đó cho thướctiếp xúc với các vòng dây đồng
3 Kết quả
- 2 miếng giấy đẩy nhau ra
- Yêu cầu: Học sinh giải thích hiện tượng quan sát được.
4 Giải thích
- Khi cọ xát thước nhựa vào len thì thước nhựa nhiễm điện âm Do đó 2 mảnhgiấy cùng nhiễm điện âm nên chúng đẩy nhau
(có video kèm theo)
Trang 92.3.2 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾ BỊ THÍ NGHIỆM TỰ LÀM ĐƠN GIẢN
Câu hỏi: Giải thích vì sao nước gần như không chảy ra?
Tiết 60 - Bài 42: Sự chảy thành dòng của chất lỏng và chất khí Định luật Becnuli (Vật lí 10 - NC) (Tạo tình huống học tập)
(có video kèm theo)
(Giao nhiệm vụ về nhà: Thí nghiệm “Giam” chặt bọt nước).
Tìm một chiếc nắp đậy chiếc phích cũ, từ giữa đáy của nó đục một lỗ từ3-4 mm, cho nó vào chậu rửa mặt chứa đầy nước, sau đó từ từ nâng cao chiếcnắp lên cao tới khoảng 100 mm, sẽ thấy nước qua lỗ nhỏ chẩy thành cột, tạonên bọt nước ở chậu nước Khi đó lập tức hạ thấp chiếc nắp xuống thì sẽ thấymột hiện tượng kì diệu: Những bọt nước vừa do cột nước xối xuống tạo rađều bị “giam” chặt trong nước, không nổi lên trong nước, mà cũng chẳngkhuyếch tán ra xung quanh
Giải thích: Nguyên nhân làm bọt nước không nổi lên là do nước xối
mạnh đã triệt tiêu lực nổi của bọt nước
Thế vì sao bọt nước không bị nước xối làm tan ra? Đó là do cột nướcxối vào nước có tốc độ lớn Căn cứ theo nguyên lý dòng chảy có tốc độ lớnthì áp suất của nó nhỏ, thì áp suất tĩnh của nước xung quanh lớn hơn áp suấtđáy cột nước Như vậy mà bọt khí bị hạn chế ở dưới cột nước
Tiết 59 - Bài 41: Áp suất thủy tĩnh Nguyên lí Pa-xcan (Vật lí 10 - NC).
(Thí nghiệm kiểm chứng)
1 Dụng cụ
- 1 vỏ chai nước khoáng loại 1,5l.
Trang 10- 1 thau nhựa chứa nước.
- 1 cuộn băng keo, 1 cái kéo
2 Chế tạo dụng cụ và tiến hành thí nghiệm
- Đục 3 lỗ trên thân chai nhựa :2 lỗ A, B có độ caonhư nhau, lỗ C có độ cao khác độ cao 2 lỗ A,B
* Thí nghiệm 1:
- Dùng băng keo dán chặt lỗ C
- Đổ nước đầy vào chai nhựa và đặt vào chậu nhựa
- Quan sát thấy nước phun ra ở hai lỗ A, B như nhau
* Thí nghiệm 2:
- Lau khô lỗ B, dùng băng keo dán chặt
- Đổ nước đầy vào chai nhựa và đặt vào chậu nhựa
- Quan sát thấy nước phun ra ở hai lỗ A, C khác nhau
- Càng gần ở đáy chai thì tia nước phun ra càng mạnh
3 Kết luận
- Áp suất phụ thuộc vào độ sâu của cột chất lỏng, càng sâu áp suất càng lớn
và trong một chất lỏng đứng yên áp suất tại những điểm cùng trên một mặtphảng nằm ngang đều bằng nhau
- Nén không khí vào lọ nước cất
- Cắm kim của xilanh vào
- Nước cất trong lọ sẽ bị đẩy vào xilanh
Trang 11- Gắn cái phễu trên ống bút, ống còn lại gắn vào 1 ống hút sao cho không khíkhông lọt vào trong chai được.
4 Tiến hành - Kết quả
- Đổ nước vào phễu liên tục Quan sát hiện tượng xảy ra
- Khi đổ nước vào phễu A thì ta thấy nước chảy ra ở ống hút B
5 Giải thích
- Khi đổ nước vào phễu thì thể tích khí trong chai thủy tinh giảm đi, trongđiều kiện nhiệt độ không thay đổi, áp suất khí trong chai thủy tinh tăng vì thếnước chảy ra ở ống hút B
Thí nghiệm về sự biến đổi trạng thái của khối lượng khí
(Thí nghiệm đặt vấn đề) (Vật lí 10 - Tiết 50)
- Làm quả bóng bàn bị bẹp 1 góc - Rót nước phích vào cốc
- Thả quả bóng bàn vào cốc nước và quan sát hiện tượng
Trang 12Hòa xà phòng vào nước tạo thành dung dịch xà phòng.
- Nhúng vòng tròn thép vào dung dịch xà phòng để tạo thành màng xà phòng,cho học sinh quan sát hình dạng sợi chỉ
- Dùng kim chọc thủng một bên màng xà phòng, cho học sinh quan sát hìnhdạng sợi chỉ
3 Giải thích
- Lực căng mặt ngoài làm vòng dây có dạng hình tròn
4 Chú ý
- Chú ý cho học sinh về hình dạng sợi chỉ trước và sau chọc thủng một màng
xà phòng Yêu cầu học sinh nhận xét lực nào đã làm cho sợi chỉ căng ra Từ
đó, chỉ cho học sinh có lực căng mặt ngoài tác dụng lên sợi chỉ
3 Chú ý
- Yêu cầu học sinh giải thích vì sao mặt chất lỏng có hình khum lồi lên vàmiếng xốp lại nằm ở một bên khi nước chưa đầy hay nằm giữa khi nước đầycốc
- 1 thanh kim loại uốn thành hình chữ U (phẳng)
- 1 đoạn dây kim loại nhỏ đồng (nhôm…)
Trang 13- Do lực căng bề mặt của chất lỏng bao giờ cũng có xu hướng kéo mặt ngoàicủa chất lỏng về diện tích nhỏ nhất , chính lực này đã làm cho thanh thép nằmngang chuyển động về phía tay người cầm.
- Nhỏ một ít mực vào 1 trong 2 cốc nước
- gấp tờ giấy ăn lại sao cho còn bằng 2 đầu ngón tay, nhúng ướt vào nướctrong rồi vắt ngang qua 2 cốc nước
Thí nghiệm tương tác điện; định luật Cu-lông.
( Vật lí 11 - NC bài 1; vật lí 11 - CB bài 1) (Biểu diễn)
* Thí nghiệm 1 (Sự nhiễm điện và tương tác điện):
- Cọ xát ống hút vào áo (hoặc tóc)
- Đặt ống hút nằm ngang lên nắp chai rồi đưa ngón tay lại gần ống hút thì ốnghút di chuyển theo ngón tay