Nhng thùc tÕ d¹y häc t¹i c¸c trêng phæ th«ng hiÖn nay cho ta thÊy khi sö dông thÝ nghiÖm trong d¹y häc t¹i c¸c c¸c truêng phæ th«ng hiÖn nay cho ta thÊy khi sö dông thÝ nghiÖm trong d¹y [r]
Trang 1Phần I: Chuyên đề
" Rèn kỹ năng sử dụng thiết bị thí nghiệm trong thực hành vật lý "
I Phần mở đầu:
1 Đặt vấn đê:
Chơng trình vật lý 9 thuộc giai đoạn hai của chơng trình vật lý cấp THCS Nó có
vị trí đặc biệt quan trọng vì học hết lớp 9 mới có nhiệm vụ thực hiện trọn vẹn mục tiêu đã đợc quy định chính thức trong chơng trình vật lý cấp THCS
Trên cơ sở các kiến thức, kỹ năng, thái độ học tập mà học sinh đã đạt đợc qua các lớp 6, 7, 8 chơng trình vật lý 9 tạo điều kiện phát triển các năng lực học sinh lên một mức cao hơn và đặt ra yêu cầu cao hơn Đó là yêu cầu về khả năng phân tích, tổng hợp các thông tin, giữ liệu thu thập đợc, khả năng t duy trừu tợng, khái quát trong sử
lý thông tin để hình thành khái niệm, rút ra các quy tắc, quy luật của vật lý Đó là những yêu cầu về khả năng suy luận, quy nạp, diễn dịch và diễn dịch để đề xuất các giả thuyết, rút ra các hệ quả kiểm tra, xây dựng các phơng án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết hoặc một hệ quả của nó
Đây là một yêu cầu đặt ra cho học sinh trong chơng trình SGK vật lý 9 mới Mà con đờng hình thành kiến thức chủ yếu là thí nghiệm Các thí nghiệm đợc thiết kế trong chơng trình vật lý 9 cũng chủ yếu là do học sinh tự làm dới sự hớng dẫn, chỉ
đạo của giáo viên Vì vậy việc tạo cho học sinh có đợc kỹ năng sử dụng thiết bị thực hành trong khi học tập bộ môn vật lý là hết sức quan trọng, nó không thể thiếu đợc trong bộ môn vật lý - Môn khoa học thực nghiệm
Xuất phát từ vấn đề trên chung tôi mong muốn góp phần để nâng cao chất lợng giảng dạy môn vật lý ở trờng THCS nói chung và môn vật lý 9 nói riêng Đó cũng chính là lý do khiến tôi chọn chuyên đề “Rèn kỹ năng sử dụng thiết bị thí nghiệm trong thực hành vật lý” để minh họa
2 Mục đích của chuyên đê:
Nâng cao hiệu quả giảng dạy môn vật lý trong chơng trình vật lý cấp THCS Tạo điều kiện tốt nhất để phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo của học sinh khi sử dụng thí nghiệm
Rèn cho học sinh có tác phong nhanh nhẹn, trung thực trong khi tiến hành thí nghiệm
3 Đối t ợng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tợng: Học sinh lớp 9 trờng THCS Hải Lựu
Phạm vi: Chơng trình vật lý 9 THCS
Bài 18: Thực hành: Kiểm nghiệm lại mối quan hệ Q ~ I 2
trong Đinh luật Jun - Len - Xơ.
II Nội dung chuyên đề:
1 Cơ sở lý luận:
Trang 2Vật lý là bộ môn khoa học thực nghiệm nên việc sử dụng các thiết bị trong giảng dạy và học tập là vô cùng quan trọng
Nhng thực tế dạy học tại các trờng phổ thông hiện nay cho ta thấy khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học tại các các truờng phổ thông hiện nay cho ta thấy khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học, giáo viên chủ yếu mới quan tâm đến việc làm thế nào
để tiến hành thí nghiệm thành công chỉ ra cho học sinh thấy đợc kết quả của thí nghiệm phù hợp với kiến thức cần dạy trong bài Khi tiến hành các thí nghiệm biểu diễn thì giáo viên là ngời tiến hành từ đầu đến cuối, vì vậy mà nhiều khi ngay cả mục
đích thí nghiệm cũng không đợc phát biểu rõ ràng, nhất là đối với các thí nghiệm định tính ở bậc THCS Câu hỏi thờng thấy ở các giáo viên trớc khi tiến hành thí nghiệm là:
“Các em hãy quan sát thí nghiệm xem có hiện tợng gì xảy ra?” Sau đó cho dù học sinh có phát hiện đợc hiện tợng gì xảy ra hay không thì giáo viên cũng là ngời phân tích, giảng giải để đa ra kết luận Với việc sử dụng các thí nghiệm trong quá trình dạy học nh vậy thì hiệu quả đem lại sẽ hết sức hạn chế và không phát huy đợc tính tích cực, tự lực của học sinh
Vì vậy, tôi thấy rằng để học sinh tự làm thí nghiệm để rút ra các kết luận, nắm
đợc cách thức tiến hành thí nghiệm vật lý là một trong những yêu cầu quan trọng không thể thiếu khi các trang thiết bị thí nghiệm trợ giúp cho giáo viên trong việc giảng dạy kiến thức vật lý đã đợc bộ GD - ĐT trang bị tơng đối đầy đủ trong mỗi nhà trờng THCS nh chúng ta hiện nay
2 Ph ơng pháp làm thực hành có thí nghiệm:
- Trong các bài thực hành vật lý có phơng pháp dạy chung là:
+ Kiểm tra phần chuẩn bị lý thuyết của học sinh cho bài thực hành Cụ thể là kiểm tra học sinh trả lời các câu hỏi đã cho trong phần 1 của mẫu báo cáo trong sách giáo khoa nh thế nào
+ Sau đó giáo viên yêu cầu 1 vài học sinh trả lời các câu hỏi này trớc lớp và cho học sinh nhận xét và bổ sung để có đợc câu trả lời hoàn chỉnh
+ Chia học sinh thành các nhóm Mỗi nhóm thực hành trên một bộ dụng cụ thí nghiệm
+ Đối với từn thí nghiệm, trớc hết giáo viên cần yêu cầu đại diện nhóm nêu rõ mục đích của thí nghiệm và các bớc tiến hành thí nghiệm, sau đó mới tiến hành thí nghiệm cụ thể
+ Hoạt động nhóm đợc tiến hành nh thờng lệ Giáo viên theo dõi, nhắc nhở lu ý các kỹ năng thực hành và giúp đỡ các nhóm khi cần thiết
+ Học sinh hoàn thành phần báo cáo thực hành
+ Cuối giờ học, giáo viên thu báo cáo thực hành của học sinh, đồng thời nêu nhận xét về ý thức, thái độ, tác phong thực hành của các nhóm Tuyên dơng nhóm thực hiện tốt và nhắc nhở nhóm thực hiện cha tốt
Trang 33 Xây dựng giáo án minh họa cho chuyên đề:
Tiết 20 Bài 18: Thực hành kiểm nghiệm mối quan hệ Q ~ I 2
trong định luật jun-len-xơ.
a Về nội dung kiến thức:
- Việc kiểm nghiệm tất cả các mối quan hệ đợc đề cập trong định luật Jun-Len-Xơ đòi hỏi phải có nhiều thời gian và nhất là phải có các thiết bị thí nghiệm khá chính xác Vì thế trong điều kiện thực hành ở trờng trung học cơ sở và trong một thời gian 1 tiết học, chỉ cần yêu cầu học sinh kiểm nghiệm 1 trong các mối quan hệ này trong các mối quan hệ này thì mối quan hệ nhiệt lợng tỏa ra trên dây dẫn tỷ lệ thuận với bình phơng cờng độ dòng điện (Q ~ I2) là đáng chú ý nhất và đợc lựa chọn làm nội dung của bài thực hành này
Để xác định nhiệt lợng Q=(C1m1 + C2m2)(t20 - t1 ) đòi hỏi nhiều thời gian và tơng
đối phức tạp vì phải cân chính xác khối lợng m1 của nớc và m2 của cốc đựng nớc và cũng nh phải biết chính xác nhiệt dung riêng của nớc, C2 của chất dùng làm cốc đựng nớc đợc sử dụng cho thí nghiệm Điều này đỏi hỏi phải sử dụng nớc nguyên chất và cốc đựng nớc theo đúng tiêu chuẩn
Vì thế bài này chỉ yêu cầu học sinh kiểm nghiệm gián tiếp mối quan hệ Q~I2 Việc này đã đợc trù tính để chuẩn bị cơ sở lý thuyết cho học sinh khi trả lời câu hỏi trong phần I của mẫu báo cáo thực hành Cụ thể, coi rằng toàn bộ nhiệt lợng Q mà dòng điện có cờng độ I chạy qua dây dẫn có điện trở R trong thời gian t đợc truyền toàn bộ trong nớc có khối lợng m1 với nhiệt dung riêng C1 và cho cốc đựng khối lợng
m2 với nhiệt dung riêng C2 ta có hệ thức Q = I2Rt =(C1m1 + C2m2)(t20 - t1 ):
Từ đó suy ra Δ t0 = t2 - t1 = Rt
m1C1+m2C2 .I2
Nếu trong các lần thí nghiệm ta giữ không đổi các giá trị R, t, C1, m1, C2và m2 Thì Δ t0 = t2 - t1 ~ I2
Đó là cơ sở lý thuyết của bài này
b Xây dựng giáo án minh họa chuyên đề:
Tiết 20 Bài 18 Thực hành: kiểm nghiệm mối quan hệ Q~I 2
trong đinh luật jun-len-xơ.
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ - Tổ chức tình huống học tập (3 phút)
Hoạt động 2: Tìm hiểu yêu cầu nội dung thực hành (7 phút).
Hoạt động 3: Lắp ráp thiết bị thí nghiệm thực hành (1 phút).
Hoạt động 4: Tiến hành thí nghiệm lần 1.
Hoạt động 5: Tiến hành thí nghiệm lần 2. (30 phút)
Hoạt động 6: Tiến hành thí nghiệm lần 3.
Trang 4Hoạt động 7: Hoàn thành báo cáo thực hành - Nhận xét (4 phút).
III Kết luận.
- Để việc tổ chức cho học sinh có kỹ năng sử dụng thiết bị thí nghiệm tốt giáo viên cần làm tốt các việc sau:
+ Thờng xuyên cho học sinh làm thí nghiệm để học sinh có thói quen tìm hiểu các dụng cụ thí nghiệm và có kỹ năng sử dụng nhanh
+ Chuẩn bị tốt điều kiện cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm
+ Dự đoán trớc các tình huống có thể xảy ra trên lớp để có phơng án chuẩn bị gợi ý, định hớng cho học sinh vợt qua một cách độc lập
+ Khai thác mọi cơ hội để học sinh có thể đề xuất đợc ý kiến của mình
Phần B: Giáo án chi tiết
Tiết 20 Bài 18 Thực hành: kiểm nghiệm mối quan hệ Q~I 2
trong đinh luật jun-len-xơ.
I Mục tiêu:
- Hiểu đợc sơ đồ mạch điện của thí nghiệm kiểm nghiệm định luật Jun - Len xơ
- Lắp ráp và tiến hành đợc thí nghiệm kiểm nghiệm mối quan hệ Q ~ I2 trong
định luật Jun - Len xơ
- Học sinh phải có tác phong cẩn thận, kiên trì, chính xác và trung thực trong quá trình thực hiện các phép đo và ghi lại kết quả trong thí nghiệm
II Chuẩn bị:
- Giáo viên: + Giáo án, SGK, SGV, SBT
+ Bảng phụ: Vẽ phong to sơ đồ mạch điện H18.1 (SGK - Tr49)
Trang 5+ Chuẩn bị cho mỗi nhóm:
- Nguồn điện không đổi: 12V 2A (lấy từ máy hạ thế 220V -12W hoặc máy hạ thế chỉnh lu)
- Am pe kế GHĐ là 2A và ĐCNN là 0,1A
- Biến trở loại 20 Ω - 2A
- Nhiệt lợng kế 250ml, dây đốt có điện trở 6 Ω bằng nicrôm, que khuấy, nhiệt kế có phạm vi đo từ 150C tới 1000C
và ĐCNN là 10C
- 170 ml nớc sạch
- Đồng hồ đếm giây có GHĐ là 20 phút và ĐCNN là 1 giây
- Năm đoạn giây nối, mỗi đoạn dài 40cm
- HS: Chuẩn bị sẵn báo cáo thực hành nh mẫu đã ghi ở cuối bài (trong đó đã trả lời sẵn các câu hỏi ở phần 1)
III Tiến trình tổ chức dạy học:
1
ổ n định tổ chức lớp: 9B:
2 Kiểm tra bài cũ (2 phút):
- GV yêu cầu lớp phó
báo cáo phần chuẩn bị ở
nhà của các bạn trong
lớp
- Bây giờ thầy giáo mời 1
em đứng tại chỗ trả lời
các câu hỏi trong phần
báo cáo thực hành trang
50(SGK)
- Nhận xét câu trả lời của
bạn
- Nh vậy là các em đã trả
lời xong các câu hỏi ở
phần 1 “Trả lời câu hỏi”
Em nào đồng ý với câu
trả lời của bạn?
- GV: Nhận xét: Vậy là
về nhà chúng ta đã chuẩn
bị rất tốt cho bài thực
- Lớp phó báo cáo sự chuẩn bị của các bạn trong lớp
- Học sinh đứng tại chỗ trả lời
a Nhiệt lợng tỏa ra ở dây dẫn khi có cờng độ dòng điện chạy qua
tỷ lệ thuận với bình phơng cờng độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua
+ Sự phụ thuộc đó đợc hiển thị bằng hệ thức: Q = I2Rt
b Đó là hệ thức:
Q =(C1m1+ C2m2)(t2 - t1 ):
c Khi đó độ tăng nhiệt độ tăng nhiệt độ liên hệ với cờng độ dòng
điện I bằng hệ thức
Δ t0 = t2 - t1 = Rt
m1C1+m2C2 I2
Trang 63 Bài mới:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1: Tổ chức tình huống
học tập (1 phút)
- Từ hệ thức cảu định luật Jun - Len
xơ: Q = I2Rt Cho ta thấy nhiệt lợng
tỏa ra ở dây dẫn tỷ lệ thuận với bình
phơng cờng độ dòng điện, với điện
trở và thời gian dòng điện chạy qua
? Hãy lấy ví dụ trong thực tế đã
chứng minh đợc nhiệt lợng tỏa ra ở
dây dẫn tỷ lệ thuận với điện trở?
? Vậy thì trong hệ thức này còn sự
phụ thuộc nào cha đợc kiểm
nghiệm?
GV: Giới thiệu: Bài ngày hom nay
sẽ giúp chúng ta kiểm nghiệm sự
phụ thuộc đó
* Chuyển ý: Nh vậy là các em đã
chuẩn bị mẫu báo cáo thực hành
đầy đủ và trả lời xong các câu hỏi
trong phần 1 mẫu báo cáo thực
hành Bây giờ chúng ta sẽ cùng
nhau tìm hiểu nội dung bài thực
hành
- HS lấy ví dụ: Bóng đèn sợi đốt
- HS: Đó là sự phụ thuộc cảu nhiệt lợng vào c-ờng độ dòng điện
Hoạt động 2:Tìm hiểu yêu cầu và
nội dung thực hành
- Cá nhân HS nghiên cứu mục II
SGK về nội dung thực hành và cho
Gv biết mục tiêu của TN thực hành
- Gọi 1 HS khác nhận xét câu trả lời
của bạn
* Nội dung thực hành:
- Cá nhân HS tự nghiên cứu mục II
- HS trả lời: Mục tiêu của TN thực hành là kiểm nghiệm mối quan hệ giữa nhiệt lợng tỏa ra trên dây dẫn với cờng độ dòng điện
Trang 7- GV treo H18.1 và yêu cầu HS
quan sát H18.1 và cho biết tác dụng
của từng thiết bị đợc sử dụng và lắp
ráp các thiết bị đó theo sơ đồ TN?
- GV gọi 1 HS trả lời
- GV gọi 1 HS khác nhận xét câu
trả lời của bạn
- Yêu cầu HS nêu cách tiến hành thí
nghiệm?
- GV gọi đại diện nhóm khác nhận
- HS quan sát H18.1
- HS trả lời:
+ Nguồn điện: Cung cấp điện năng
+ Công tắc: Có tác dụng đóng ngắt mạch điện + Biến trở: Điều chỉnh cờng độ dòng điện trong mạch điện
+ Am pe kế: Đo cờng độ dòng điện dòng điện trong mạch
+ Dây nối: Làm thay đổi nhiệt độ của nớc trong bình nhiệt lợng kế
+ Nhiệt kế: Xác định nhiệt độ của nớc
- Các thiết bị trong sơ đồ TN đợc mắc nối tiếp với nhau
- HS nêu cách tiến hành TN:
1 Mắc sơ đồ mạch điện nh H18.1
2 Tiến hành TN:
+ Đổ nớc vào cốc đun sao cho ngập hoàn toàn dây đốt trong nớc
+ Lắp nhiệt kế qua lỗ ở nắp cốc đun, bầu nhiệt
kế không chạm vào dây đốt và đáy cốc đun + Đặt cốc đun vào trong vỏ cách nhiệt của bình nhiệt kế
Đóng công tắc điều chỉnh biến trở để Am pe kế chỉ 0,6A Dùng que khuấy nhẹ nhàng Sau đó bấm đồng hồ đo thời gian đun, đồng thời đọc kết quả nhiệt độ t1 ghi vào bảng 1 Trong khi đun th-ờng xuyên khuấy để nớc có nhiệt độ đều Đun trong 7 phút rồi đọc kết quả t2 ghi vào bảng 1 + Trong TN lần 2 Để nớc trong cốc đốt cho nhiệt độ t1 nh ban đầu Điều chỉnh biến trở để
Am pe kế chỉ giá trị I2 = 2 A Làm tơng tự để xác định nhiệt độ cuối t2 của nớc trong thời gian
đun 7 phút
+ Trong TN 3 Để nớc trong cốc trở lại giá trị t1
nh ban đầu Điều chỉnh biến trở để I3 = 1,8A Làm tơng tự để xác định nhiệt độ cuối t2 của
n-ớc trong thời gian đun 7 phút
+ HS nhận xét
Trang 8* Chuyển ý: Nh vậy các em đã xác
định đợc mục tiêu của TN, cách
thức tiến hành TN
Bây giờ các em tiến hành lắp ráp
TN theo nhóm
Hoạt động 3: Lắp ráp các thiết bị
TN thực hành (2 phút)
- Cho các nhóm lắp ráp TN GV
theo rõi giúp đỡ các nhóm
- Nhóm trởng phân công nhiệm vụ
cho từng thành viên
- Nhóm trởng hớng dẫn và kiểm tra việc lắp ráp dụng cụ TN của nhóm mình Đảm bảo yêu cầu: + Dây đốt ngập hoàn toàn trogn nớc
+ Bầu nhiệt kế ngập trong nớc và không chạm vào dây đốt, đáy cốc
+ Mắc đúng Am pe kế và biến trở
Hoạt động 4: Tiến hành thí nghiệm
và thực hiện lần đo thứ nhất
- GV yêu cầu các nhóm tiến hành
TN, thực hiện lần đo thứ nhất
- GV theo dõi, giúp đỡ các nhóm
nếu các em gặp khó khăn
- Các nhóm tiến hành thí nghiệm Thực hiện lần
đó thứ nhất
Hoạt động 5: Thực hiện lần đo thứ
hai
- GV yêu cầu các nhóm tiến hành
TN, thực hiện lần đo thứ hai
- GV theo dõi, giúp đỡ các nhóm
nếu các em gặp khó khăn
- Các nhóm tiến hành thí nghiệm Thực hiện lần
đó thứ hai
Hoạt động 6: Thực hiện lần đo thứ
ba
- GV yêu cầu các nhóm tiến hành
TN, thực hiện lần đo thứ ba
- GV theo dõi, giúp đỡ các nhóm
nếu các em gặp khó khăn
- Các nhóm tiến hành thí nghiệm Thực hiện lần
đó thứ ba
Hoạt động 7: Hoàn thành báo cáo
thực hành
- GV yêu cầu cá nhân HS lấy kết
quả TN từ th ký của nhóm: Sau đó
hoàn thành các yêu cầu sau:
+ GV treo bảng phụ: Nội dung
bảng phụ nh sau:
- Cá nhân học sinh lấy kết quả thí nghiệm từ th
ký của nhóm
Trang 9- Tính độ tăng nhiệt độ:
Δ t1 = t2 - t1 = …… (Lần TN 1)
Δ t2 = t2 - t1 = …… (Lần TN 2)
Δ t3 = t2 - t1 = …… (Lần TN 3)
Tính tỷ số:
Δt20
Δt10 = ………
Δt30
Δt10 = ………
I22
I12 = ………
I32
I12 = ………
So sánh tỷ số:
Δt20
Δt10 I2
2
I12
Δt30
Δt10
I32
I12
GV gọi HS lên điền kết quả vào
bảng phụ HS khác nhận xét
GV từ kết quả trên hãy phát biểu
mối quan hệ giữa nhiệt lợng Q tỏa
ra trên dây dẫn với cờng độ dòng
điện I chạy qua nó?
GV thu báo cáo thực hành
GV nhận xét giờ thực hành: Rút
kinh nghiệm về:
+ Thao tác thí nghiệm
+ Thái độ học tập của nhóm
+ ý thức tổ chức kỷ luật
- HS điền kết quả cào bảng phụ
- HS trả lời:
+ Nhiệt lợng tảo ra trên dây dẫn tỷ lệ thuận với bình phơng cờng độ dòng điện
- Nhóm trởng nộp báo cáo thực hành
- HS nghe GV nhận xét thực hành để rút kinh nghiệm cho lần sau