Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm góp phần bồi dưỡng năng lực thực nghiệm trong dạy học chương dòng điện trong các môi trường vật lí 11 trung học phổ thông

LỜI CAM ĐOAN Năm học 2020 - 2021, tôi viết sáng kiến kinh nghiệm và tôi đã chọn đề tài: Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm góp phần bồi dưỡng năng lực thực nghiệm trong dạy học chươ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

BỘ MÔN VẬT LÝ

NGHỆ AN - 2021

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN

TRƯỜNG THPT THANH CHƯƠNG 1

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

BỘ MÔN VẬT LÝ

TÁC GIẢ: NGUYỄN QUÂN SỰ TỔ: LÝ – HÓA – SINH – CÔNG NGHỆ NĂM THỰC HIỆN: 2020 - 2021

ĐIỆN THOẠI: 0967288507

NGHỆ AN - 2021

LỜI CAM ĐOAN

Năm học 2020 - 2021, tôi viết sáng kiến kinh nghiệm và tôi đã chọn đề

tài: Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm góp phần bồi dưỡng năng lực thực

nghiệm trong dạy học chương “ Dòng điện trong các môi trường ” Vật lí 11 trung học phổ thông làm đề tài nghiên cứu

Tôi xin cam kết sản phẩm này là của cá nhân tôi tham khảo các tài liệu và tổng hợp viết nên không sao chép SKKN của người khác để nộp Nếu nhà trường và tổ chuyên môn phát hiện ra tôi sao chép của ai hay có sự tranh chấp về quyền sở hữu thì tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước ban chuyên môn về tính trung thực của lời cam đoan này

Thanh Chương, ngày 1/2/2021

Người viết SKKN

MỤC LỤC

2.1 Năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật lí 5

2.1.1 Khái niệm năng lực 5

2.1.2 Năng lực thực nghiệm của học sinh 5

2.1.3 Các biểu hiện năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật lí 7

2.2 Sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí nhằm góp phần bồi dưỡng năng

2.2.1 Thí nghiệm Vật lí 9

2.2.2 Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí 10

2.2.3 Vai trò của thí nghiệm vật lí trong dạy học phát triển NLTN cho học sinh 12

2.3 Xây dựng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí 14

2.3.1 Nguyên tắc xây dựng thí nghiệm 14

2.3.2 Quy trình xây dựng thí nghiệm 14

2.3.3 Quy trình dạy học bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh 15

2.4 Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học với thí nghiệm

2.5.1 Mục tiêu và phương pháp điều tra 20

2.5.2 Phân tích kết quả điều tra 21

2.6 Phân tích mục tiêu, nội dung dạy học chương “Dòng điện trong các môi

2.6.1 Mục tiêu dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” 24

2.6.2 Nội dung dạy học “Dòng điện trong các môi trường” 26

2.7 Xây dựng thí nghiệm trong dạy học vật lí bồi dưỡng năng lực thực

2.7.1 Xây dựng thí nghiệm kiểm chứng “Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt

2.7.2 Xây dựng thí nghiệm hiện tượng nhiệt điện 28

2.7.3 Xây dựng thí nghiệm điện phân 28

2.8 Sử dụng thí nghiệm đã xây dựng dạy học một số kiến thức chương “Dòng điện trong các môi trường” bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh 30

2.8.1 Thiết kế tiến trình dạy học bài “Dòng điện trong kim loại” 30

2.8.2 Thiết kế tiến trình dạy học bài “Dòng điện trong chất điện phân” 39

2.9.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 39

2.9.2 Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm 40

2.9.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 40

2.9.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 42

CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Vật lí là một bộ môn khoa học thực nghiệm, việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông không chỉ là công việc bắt buộc, mà nó còn là một trong những phương pháp quan trọng nâng cao chất lượng dạy học Tác dụng của thí nghiệm vật lí là tạo ra sự trực quan cho học sinh và cũng chính vì thế mà sự cần thiết của TN trong dạy học vật lí còn được quy định bởi tính chất của quá trình nhận thức của học sinh dưới sự dạy nhọc của GV Thông qua TN vật lí, ta có thể thu nhận được tri thức mới

Phương tiện dạy học có chức năng tạo điều kiện cho học sinh nhận thức chính xác, sâu sắc kiến thức, đồng thời phát triển NL và hình thành nhân cách của học sinh Trong quá trình dạy học nói chung và dạy học VL nói riêng, phương tiện dạy học đã chứng tỏ vai trò to lớn của mình ở tất cả các khâu: tạo động cơ, hứng thú học tập của học sinh, cung cấp các cứ liệu TNg nhằm khái quát hoá hoặc kiểm chứng các kiến thức về các khái niệm, định luật VL, mô phỏng các hiện tượng, quá trình VL vi mô, đề cập các ứng dụng của các kiến thức VL trong đời sống và kỹ thuật; sử dụng trong việc ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống hoá kiến thức, kỹ năng của học sinh; hỗ trợ việc kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng Như vậy, phương tiện dạy học hỗ trợ hoạt động của GV và học sinh ở tất cả các pha của tiến trình giải quyết nhiệm vụ nhận thức

Hiện nay, mặc dù các phòng TN ở các trường phổ thông đã được trang bị thiết bị dạy học tối thiểu, nhưng vẫn còn những khó khăn như: nhiều dụng cụ TN chưa chính xác, nhân viên quản lí TN thì không chuyên trách về môn học nên việc chuẩn bị TN cho một tiết học trên lớp là rất khó khăn

Từ những lý do trên, chúng tôi đã chọn đề tài: Xây dựng và sử dụng một số

thí nghiệm góp phần bồi dưỡng năng lực thực nghiệm trong dạy học chương

“ Dòng điện trong các môi trường ” Vật lí 11 trung học phổ thông làm đề tài

nghiên cứu

2 Mục đích và kế hoạch nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm trong dạy học chương “Dòng điện

trong các môi trường” Vật lí 11 trung học phổ thông góp phần bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh, qua đó nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở trường phổ thông

Kế hoạch nghiên cứu

TT Thời gian Nội dung công việc Sản phẩm

1 Tháng 9/2020 đến

tháng 10/2020

- Chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm

- Áp dụng thử nghiệm

- Tập hợp ý kiến đóng góp của đồng nghiệp

- Kết quả thử nghiệm

5 Từ tháng 1/2021đến

tháng 02/2021

- Viết báo cáo

- Xin ý kiến của đồng nghiệp

- Bản nháp báo cáo

- Tập hợp ý kiến đóng góp của đồng nghiệp

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

+ Đối tượng nghiên cứu

- Hoạt động dạy học và TN hỗ trợ dạy và học trong chương trình Vật lí 11 trung học phổ thông

- Năng lực thực nghiệm của học sinh trung học phổ thông trong học tập môn Vật lí

+ Phạm vi nghiên cứu

- Xây dựng các thí nghiệm hỗ trợ hoạt động dạy và học; Tổ chức hoạt động học một số kiến thức chương “Dòng điện trong các môi trường” trong chương

trình Vật lí 11 trung học phổ thông

- Học sinh lớp 11 ở một số trường phổ thông trong tỉnh Nghệ An

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

1) Nghiên cứu lí luận về dạy học phát triển NL thực nghiệm của HS; vai trò của thí nghiệm Vật lí ở trường trung học phổ thông trong việc phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh; Nghiên cứu thực trạng về sử dụng thí nghiệm trong dạy học kiến thức về “Dòng điện trong các môi trường”, theo định hướng dạy học phát triển năng lực cho học sinh

2) Xây dựng, hoàn thiện các thí nghiệm và sử dụng chúng vào thiết kế tiến trình dạy học góp phần phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học

một số kiến thức về “Dòng điện trong các môi trường”

3) Đề xuất sử dụng bộ công cụ đánh giá mức độ phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong tiến trình dạy học có sử dụng các thí nghiệm đã xây dựng

4) Thực nghiệm sư phạm, nhằm đánh giá tính khả thi của các thiết bị thí nghiệm và tiến trình dạy học về khả năng phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh

5 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu các tài liệu về lí luận dạy học môn Vật lí

có sử dụng thí nghiệm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh để xây dựng

cơ sở lí luận của sáng kiến

- Nghiên cứu thực tiễn dạy học: Sử dụng các phiếu điều tra thu thập thông

tin về thực trạng dạy và học Vật lí có sử dụng thí nghiệm, phát triển năng lực học sinh ở trường trung học phổ thông

- Phương pháp thực nghiệm khoa học: Chế tạo, hoàn thiện và thử nghiệm thí

nghiệm; Tổ chức dạy thực nghiệm ở trường trung học phổ thông Đánh giá tính khả thi của việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trung học phổ thông

- Thống kê toán học: Sử dụng các ứng dụng thống kê, phân tích kết quả thực

nghiệm để từ đó đánh giá tính khả thi của đề tài nghiên cứu

6 Dự kiến đóng góp sáng kiến kinh nghiệm

- Về nghiên cứu lí luận: Bổ sung và làm sáng tỏ cơ sở lí luận về dạy học với thí nghiệm theo hướng bồi dưỡng năng lực người học

- Đề xuất quy trình sử dụng thí nghiệm, hỗ trợ hoạt động dạy và học kiến thức mới nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh Bộ công cụ đánh giá mức độ phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trung học phổ thông trong học tập môn Vật lí có sử dụng thí nghiệm

- Xây dựng và đưa vào sử dụng 3 bộ thí nghiệm thực dạy và học kiến thức về: Dòng điện trong kim loại và chất điện phân, hỗ trợ dạy học nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh

- Xây dựng được tiến trình dạy và học 2 nội dung kiến thức về “Dòng điện trong kim loại và dòng điện trong chất điện phân”, có sử dụng các thí nghiệm đã xây dựng nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh

- Đề tài có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên khi dạy học chương

“Dòng điện trong các môi trường” Vật lí 11 trung học phổ thông

II PHẦN NỘI DUNG 2.1 Năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật lí

2.1.1 Khái niệm năng lực

Phạm trù năng lực (NL) được hiểu theo nhiều cách khác nhau, có nhiều thuật ngữ được sử dụng cùng nghĩa NL như: Competence; Ability; Efficiency

chúng mang hàm ý chỉ NL hành động, được dùng nhiều nhất là Competence có

nghĩa là: có khả năng thực hiện thành công một công việc nào đó

Chương trình giáo dục phổ thông mới (2018), NL được định nghĩa:“Năng

lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí, thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể”

Trong định nghĩa trên, NL có các thuộc tính sau:

+ NL là thuộc tính của cá nhân

+ NL được coi là khả năng của cá nhân khi đối diện với những vấn đề mới, những tình huống chưa từng giải quyết

+ NL được bộc lộ ra bên ngoài thông qua các biểu hiện về kiến thức, kĩ năng (hành vi) trong và sau khi giải quyết các vấn đề học tập

2.1.2 Năng lực thực nghiệm của học sinh

Trong đề tài này, NLTN của HS trong học tập VL là người học huy động kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm đã có thực hiện thao tác tư duy lí thuyết và thực nghiệm/thực hành để tìm câu trả lời cho vấn đề; qua đó người học thu nhận được kiến thức, kĩ năng mới

Hình 1.1 Cấu trúc năng lực thực nghiệm

NLTN

+ Nhận thức vật lí + Tiến trình nhận thức theo con đường TNg + Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

Đặc trưng của NLTN gắn với khả năng hành động, vì vậy HS phải nhận ra được, giải thích được, thực hiện được, vận dụng được kiến thức VL vào thực tiễn, bối cảnh thực chứ không dừng lại ở mức độ hiểu Kĩ năng thực hành đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển NLTN cho người học Do đó, trong quá trình bồi dưỡng NLTN cho HS, GV cần chú ý đến việc phát triển các kĩ năng thực hành cho HS trong tiến trình dạy học

Trong nghiên cứu này đề xuất các thành tố của NLTN trong dạy học VL như sau: nhận thức vật lí; tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí (tiến trình phương pháp TNg); vận dụng kiến thức kĩ năng đã học Cụ thể như sau:

- Nhận thức VL: 1/Nhận biết và nêu được các đối tượng, khái niệm, hiện tượng, quy luật, quá trình VL; 2/Trình bày được các hiện tượng, quá trình VL và đặc điểm, vai trò của các hiện tượng, quá trình VL; 3/Sử dụng được thuật ngữ khoa học, kết nối được thông tin, lập được dàn ý khi đọc và trình bày các văn bản khoa học; 4/So sánh, lựa chọn, phân loại, phân tích được các hiện tượng, quá trình VL theo các tiêu chí khác nhau 5/Giải thích được mối quan hệ giữa các sự vật và hiện tượng

- Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí (tiến trình khoa học): 1/Đề xuất vấn đề liên quan đến vật lí; 2/Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết; 3/Lập

kế hoạch thực hiện bằng TNg; 4/Thực hiện kế hoạch bằng việc tiến hành các TN kiểm chứng; 5/Viết, trình bày báo cáo và thảo luận; 6/Ra quyết định và đề xuất ý kiến, giải pháp

- Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: 1/Giải thích, chứng minh được một vấn đề thực tiễn; 2/Đánh giá, phản biện được ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn; 3/ Thiết kế được mô hình, lập được kế hoạch, đề xuất và thực hiện được một số phương pháp hay biện pháp mới

Việc chia NLTN ra các thành tố, các thành phần có tính tương đối, bởi một

NL thành tố lại bao gồm nhiều NL thành phần; giữa các NL thành tố, các NL thành

phần còn có sự lồng ghép, giao thoa với nhau trong tiến trình học tập

2.1.3 Các biểu hiện năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật

lí

* Biểu hiện năng lực Vật lí của học sinh

Theo chương trình môn Vật lí trong Chương trình giáo dục phổ thông mới

2018, NL Vật lí của học sinh gồm ba năng thành phần với những biểu hiện cụ thể như sau (bảng 1.1):

Bảng 1.1 Biểu hiện năng lực vật lí của học sinh Năng lực

Nhận thức VL

+ Nhận biết và nêu được các đối tượng, khái niệm, hiện tượng, quy luật v quá trình VL; Tŕnh bày được các hiện tượng, quá tŕnh VL; đặc điểm, vai trò của các hiện tượng, quá tŕnh VL bằng các hình thức biểu đạt như: nói, viết, đo, tính, vẽ, lập sơ

đồ, biểu đồ

+ So sánh, lựa chọn, phân loại, phân tích được các hiện tượng, quá trình VL theo các tiêu chí khác nhau; Giải thích được mối quan hệ giữa các sự vật, hiện tượng

+ Nhận ra điểm sai và chỉnh sửa được nhận thức hoặc lời giải thích; Đưa ra được những nhận định phê phán có liên quan đến chủ đề thảo luận

+ Nhận ra được một số ngành nghề phù hợp với thiên hướng của bản thân

+ Phân tích vấn đề để nêu được phán đoán; Xây dựng và phát biểu được giả thuyết cần tìm hiểu; Xây dựng được khung logic nội dung tìm hiểu; Lựa chọn được phương pháp thích hợp (quan sát, thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn, tra cứu tư liệu); + Lập được kế hoạch triển khai tìm hiểu; Tìm hiểu được một

số hiện tượng, quá trình, gần gũi trong đời sống và trong thế giới tự nhiên theo tiến trình;

+ Sử dụng được các chứng cứ khoa học để kiểm tra các dự đoán, lí giải các chứng cứ, rút ra các kết luận;

+ Thu thập, lưu giữ được dữ liệu từ kết quả tổng quan, thực nghiệm, điều tra; đánh giá được kết quả dựa trên phân tích, xử

lí các dữ liệu bằng các tham số thống kê đơn giản;

+ So sánh được kết quả với giả thuyết; giải thích, rút ra được kết luận và điều chỉnh khi cần thiết; Sử dụng ngôn ngữ, hình

vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt được quá trình và kết quả tìm hiểu;

+ Viết được báo cáo sau quá tŕnh tìm hiểu; Hợp tác được với đối tác bằng thái độ tích cực và tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá do người khác đưa ra để tiếp thu tích cực và giải tŕnh, phản biện, bảo vệ được kết quả tìm hiểu một cách thuyết phục; + Đưa ra được quyết định xử lí cho vấn đề đã tìm hiểu; Đề xuất được ý kiến khuyến nghị vận dụng kết quả tìm hiểu, nghiên cứu, hoặc vấn đề nghiên cứu tiếp

Ngoài ra, thông qua quá trình dạy học VL sẽ góp phần hình thành và phát triển 3 NL chung và các NL ứng với các môn học khác

* Biểu hiện năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập môn Vật lí

Nghiên cứu biểu hiện NL của học sinh, phương pháp sử dụng TN trong dạy học phát triển NLTN cho học sinh và phạm vi nghiên cứu của sáng kiến, thì biểu

hiện NLTN của học sinh trong học tập môn Vật lí như bảng 1.2

Bảng 1.2 Biểu hiện năng lực thực nghiệm của học sinh trong học môn Vật lí

+ Giải thích được mối quan hệ nhân quả giữa các đại lượng cần

đo và phát biểu được mối quan hệ đó

+ Giải thích được nguyên nhân sai số, các kết quả trong các TN học tập

+ Mô tả và giải thích được các ứng dụng kĩ thuật có liên quan đến kiến thức Vật lí

+ Trình bày được kết quả TN

+ Biết phân tích, tính toán kết quả từ các dữ liệu TN

+ Biết sử dụng kết quả TN để biện luận tính đúng đắn của kết luận khoa học (kiến thức Vật lí mới)

Giải quyết vấn đề được trình bày ở trên có thể theo hai cách: 1/ Giải quyết vấn đề bằng suy luận lí thuyết, kiểm tra bằng TNg (sử dụng TN nghiên cứu kiểm chứng); 2/ Giải quyết vấn bằng con đường TNg (sử dụng TN) Do đó, việc lựa chọn, sắp xếp các biểu hiện NLTN của học sinh trong học tập Vật lí phụ thuộc vào cách thức sử dụng TN trong hoạt động giải quyết vấn đề (thực hiện giải pháp)

2.2 Sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí nhằm góp phần bồi dưỡng năng lực thực nghiệm

2.2.1 Thí nghiệm Vật lí

Trong nghiên cứu khoa học nói chung, đặc biệt trong nghiên cứu VL thì TN đóng vai trò hết sức quan trọng, sau đây là những luận điểm về TN VL

* Thí nghiệm trong nghiên cứu Vật lí

Trong nghiên cứu khoa học Vật lí làm TN là sự tác động có chủ định, của con người vào đối tượng của thực tại khách quan Thông qua phân tích các yếu tố

và điều kiện mà trong đó đã diễn ra các tác động và kết quả của các tác động, ta

có thể thu được tri thức mới Cách thức phối hợp hai hoạt động hợp lý gọi là phương pháp nghiên cứu Vật lí bằng con đường TNg

* Thí nghiệm trong dạy học Vật lí

Khác với TN của nhà khoa học, TN trong dạy học Vật lí được sử dụng với

tư cách là một công cụ sư phạm hơn là vai trò của một TN tìm tòi - phát minh khoa học Các TN này, phục vụ cho một mục đích Sư phạm nào đó của GV, là phương tiện trực quan, đơn giản hóa quá trình Vật lí, hỗ trợ cho học sinh định hướng tư duy, khái quát hóa, tìm ra những dấu hiệu bản chất bên trong sự vật, hiện tượng Vật lí Rèn luyện kiến thức, kĩ năng cho học sinh thông qua việc hướng dẫn các

em, kiểm chứng hay “phát minh lại” các định luật, quy luật Vật lí mà loài người

(thầy giáo) đã biết

2.2.2 Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí

TN trong dạy học Vật lý THPT thường có ba loại: TN biểu diễn; TN thực tập; bài tập TN

* Thí nghiệm biểu diễn

Thí nghiệm biểu diễn thường được GV sử dụng ở trên lớp, để hỗ trợ học sinh trong học kiến thức mới hoặc củng cố, mở rộng kiến thức, kĩ năng TN biểu diễn gồm ba loại:

a) Thí nghiệm mở đầu: sử dụng trong hoạt động tạo tình huống có vấn đề,

gây hứng thú, nhu cầu nhận thức, hỗ trợ học sinh xác định vấn đề cần nghiên cứu

b) Thí nghiệm nghiên cứu: là TN được sử dụng trong tiến trình dạy học xây

dựng kiến thức mới hoặc kiểm chứng lại một định luật, hiện tượng Vật lí, gồm hai

loại: TN nghiên cứu khảo sát và TN nghiên cứu kiểm chứng TN nghiên cứu khảo

sát, là TN cung cấp những cứ liệu TNg, để kiểm tra hệ quả suy ra từ giả thuyết (dự

đoán), xác nhận sự đúng/sai của dự đoán; TN nghiên cứu kiểm chứng, là TN nhằm

kiểm chứng lại những kết quả đã được xây dựng dựa trên suy luận bằng lí thuyết,

để khẳng định sự chính xác của các kết quả này

c) Thí nghiệm củng cố kiến thức: là TN sử dụng các kiến thức VL học sinh

đã được học để mô tả biểu hiện của kiến thức VL trong tự nhiên, các ứng dụng trong sản xuất, đời sống hàng ngày, qua đó củng cố, làm sâu sắc kiến thức đã học, bồi dưỡng NL vận dụng kiến thức VL vào thực tiễn cho học sinh

* Thí nghiệm thực tập

TN thực tập là loại TN do học sinh tự tiến hành, trên lớp học, trong phòng

TN với sự tự lực làm việc cao hoặc ngoài nhà trường, dưới hình thức bài tập ở nhà

để củng cố, mở rộng kiến thức TN thực tập gồm có hai loại:

a) Thí nghiệm trực diện: là loại TN do học sinh thực hiện trên lớp, sử dụng

chủ yếu trong tiến trình dạy học xây dựng kiến thức mới được thực hiện dưới dạng

TN khảo sát hoặc minh họa TN trực diện có thể tổ chức đồng loạt theo nhóm nhỏ hoặc cá thể

b) Thí nghiệm thực hành: TN có thể có nội dung định tính hay định lượng,

để kiểm nghiệm lại các định luật, các qui tắc đã học Do được tiến hành sau khi học sinh đã học xong một chương, một phần của chương trình, nên TN thực hành Vật lí thường có nội dung phong phú, mỗi bài TN thực hành thường từ 2 đến 3 tiết, với cùng một nội dung hay với các nội dung khác nhau Khi tiến hành các TN thực hành học sinh phải tự lực thực hiện các giai đoạn của quá trình TN, thực hiện nhiều thao tác, tiến hành nhiều phép đo, xử lí nhiều số liệu để kiểm chứng lại các kết luận trong giờ học kiến thức mới Vì vậy, TN thực hành có nhiều tác dụng trong việc rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho học sinh TN thực hành có thể được tổ chức dưới một

trong hai hình thức là TN thực hành đồng loạt và TN thực hành cá thể Với TN

thực hành đồng loạt, tất cả các nhóm học sinh tiến hành những TN như nhau với dụng cụ giống nhau theo cùng một mục đích Với TN thực hành cá thể có thể có nhiều phương án khác nhau, trong đó các nhóm học sinh tiến hành TN về những đề tài khác nhau với các dụng cụ khác nhau nhằm đạt được những mục đích khác

nhau hoặc về cùng một đề tài theo cùng một mục đích nhưng với các dụng cụ, phương pháp đo khác nhau, nhằm giải quyết các nhiệm vụ khác nhau

* Bài tập thí nghiệm

Là một loại bài tập mà GV giao cho từng học sinh hoặc nhóm học sinh thực hiện ở nhà BTTN có vai trò quan trọng trong dạy học phát triển NL sáng tạo, NL phương pháp nghiên cứu Vật lí, NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn Các BTTN được học sinh tiến hành trong điều kiện không có sự trợ giúp, kiểm tra trực tiếp của GV Vì vậy, loại TN này, đòi hỏi học sinh phải có tính tự lực, tự giác, sáng tạo cao Khi thực hiện BTTN, học sinh phải sử dụng những dụng cụ thông dụng trong đời sống, các vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền để chế tạo dụng cụ TN Chính việc làm này,

đã tạo cơ hội cho học sinh phát huy khả năng sáng tạo của mình trong thiết kế chế tạo và sử dụng TN Mặt khác, học sinh phải tự biết kết hợp giữa suy luận lí thuyết

và tiến hành TNg mới có thể thu được những số liệu cần thiết để giải quyết nhiệm

vụ học tập, qua đó, phát triển NL sáng tạo, NL phương pháp nghiên cứu Vật lí cho học sinh

2.2.3 Vai trò của thí nghiệm vật lí trong dạy học phát triển NLTN cho học sinh

Chu trình sáng tạo khoa học được V.G Razumôpxki đề xuất gồm 4 giai đoạn (hình vẽ 1.2) Theo chu trình này, nhà khoa học phải quan sát hiện tượng Vật

lí xảy ra trong tự nhiên hoặc làm TN phát hiện ra vấn đề cần nghiên cứu (sự kiện khởi đầu), từ đó xây dựng mô hình giả thuyết trừu tượng (giả thuyết); suy luận rút

ra các hệ quả có thể kiểm tra được bằng TN

Hình 1.2 Chu trình sáng tạo theo Razumôpxki

Mô hình giả định trừu tượng Các hệ quả có thể kiểm tra được

TN kiểm tra Những sự kiện khởi đầu

Sau đó, tiến hành TNg kiểm tra hệ quả đó Nếu những kết quả kiểm tra bằng TNg, phù hợp với hệ quả suy ra từ giả thuyết, thì giả thuyết được xác nhận là đúng đắn, nó trở thành nguồn tri thức mới, lí thuyết mới Nếu những kết quả thu được từ TNg không phù hợp với những hệ quả rút ra từ giả thuyết thì phải xem xét lại mô hình giả thuyết, chỉnh lí lại hoặc sửa đổi nó và lặp lại chu trình nghiên cứu Chu trình sáng tạo khoa học không khép kín, mà luôn được mở rộng cùng với sự phát triển của khoa học

Khác với nhà khoa học, để phát triển NLTN của mình, học sinh không thể tự mình thực hiện được chu trình sáng tạo như các nhà khoa học đã làm, mà cần có sự

hỗ trợ của GV và thiết bị TN Vì vậy, TN trong dạy học phát triển NLTN Vật lí cho học sinh có vai trò như sau:

a) Hỗ trợ học sinh xây dựng dự đoán (giả thuyết khoa học)

Thông thường, đối tượng nghiên cứu nằm ngoài “vùng phát triển gần” của

phần lớn học sinh, nếu không có sự hỗ trợ có thể dẫn đến những suy đoán ngộ nhận, dự đoán vu vơ, nêu dự đoán không có căn cứ khoa học, thậm chí học sinh rơi vào tình trạng bế tắc Với sự hỗ trợ của TN, học sinh quan sát được những dấu hiệu định tính, bước đầu suy đoán về mối quan hệ nhân quả giữa các đại lượng Vật lí, từ

đó, khái quát hóa xây dựng mô hình giả thuyết, nêu ra được dự đoán có căn cứ khoa học

b) Phương tiện kiểm tra sự đúng đắn của dự đoán bằng thực nghiệm

Dự đoán tuy đã có căn cứ khoa học, nhưng không chắc chắn vì không được suy ra từ những kiến thức đã biết Muốn biết dự đoán có chính xác hay không, phù hợp với thực tại khách quan hay không? thì bắt buộc phải làm các TN để kiểm tra Khi kết quả TN phù hợp với dự đoán, thì điều dự đoán hay giả thuyết đó trở thành chân lí, kiến thức khoa học Nếu không phù hợp, thì phải sửa đổi dự đoán hoặc xây dựng dự đoán mới TN thường không kiểm tra trực tiếp dự đoán mà kiểm tra gián tiếp hệ quả suy ra từ dự đoán Một dự đoán có thể được suy luận ra nhiều hệ quả trong các điều kiện khác nhau Khi chúng ta kiểm tra bằng TN được nhiều hệ quả thì điều dự đoán càng có giá trị cao Vì tính đa dạng của dự đoán và mới mẻ, nên

TN để kiểm tra dự đoán cũng là mới mẻ, chưa từng có Tính mới của TN kiểm tra thể hiện ở nhiều mặt: như thiết kế phương án TN; lựa chọn dụng cụ lắp ráp TN; sử dụng phương tiện, thiết bị dạy học mới; sử dụng phương pháp thu thập dữ liệu, đo

lường mới

2.3 Xây dựng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí

2.3.1 Nguyên tắc xây dựng thí nghiệm

Trong dạy học VL ở trường phổ thông, TN được sử dụng với tư cách là một phương tiện dạy học, phục vụ cho một mục đích sư phạm nào đó của GV, làm dụng cụ cho học sinh tập nghiên cứu, tìm tòi và khám phá khoa học Do đó, xây dựng TN cần đảm bảo các nguyên tắc cơ bản sau:

a) Phù hợp với chương trình dạy học, trình độ nhận thức của học sinh: Theo chương trình VL phổ thông mới (2018), Để phát triển NLTN cho học sinh các thiết bị TN phải thực hiện được các phép đo chính xác, khả thi

b) Đảm bảo dạy học phát triển NLTN cho học sinh: Cần phải đa dạng hoá

các hoạt động học và luyện tập của học sinh qua hệ thống các TN từ đơn giản đến phức tạp, phù hợp với mức độ hình thành kiến thức, kĩ năng phát triển NLTN cho

học sinh

c) Đảm bảo tính thực tiễn, khả thi: TN phải đảm bảo tính sư phạm, thẩm mĩ, khoa học, chính xác, có độ ổn định cao, cho kết quả rõ ràng, dễ quan sát, làm TN trong thời gian ngắn, an toàn khi sử dụng; Chế tạo đơn giản, gọn nhẹ, dễ lắp ghép, giá thành hợp lí, đáp ứng được mục tiêu dạy học

2.3.2 Quy trình xây dựng thí nghiệm

Bước 1:Tìm hiểu thực tế sử dụng và nhu cầu TN ở trường phổ thông

Điều tra, phỏng vấn GV và học sinh, dự giờ, quan sát hoạt động dạy và học

ở trường phổ thông, theo định hướng dạy học phát triển NL, phân tích tìm ra những ưu điểm, hạn chế của các thiết bị TN, cách thức sử dụng chúng ở trường phổ thông, nhu cầu cần thiết phải xây dựng, hoàn thiện thiết bị TN nào? Dự kiến phương án xây dựng và sử dụng TN

Bước 2: Xây dựng thí nghiệm

Thu thập thông tin liên quan đến thiết bị của các bài TN dự kiến xây dựng

Căn cứ vào điều kiện thực tế, yêu cầu cần đạt được của mục tiêu dạy học của bài học/ chủ đề, tiến hành chế tạo thiết bị mới, hoàn thiện các TN sẵn có Xây dựng quy trình sử dụng TN vừa chế tạo trong dạy học

Bước 3: Tiến hành thử nghiệm

Tổ chức dạy TNg, sơ bộ đánh giá kết quả dạy TNg, tính khả thi của việc xây dựng và sử dụng TN Tìm ra những hạn chế của thiết bị TN và quy trình sử dụng

để hoàn thiện TN

Bước 4: Hoàn thiện thiết bị TN

Phân tích các kết quả dạy thử nghiệm, đối chiếu với các tiêu chí, mục đích thiết kế, chế tạo TN nêu ra các hạn chế cần khắc phục Từ đó, tìm ra cách điều chỉnh, bổ sung hoàn thiện TN

2.3.3 Quy trình dạy học bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh

Trong nghiên cứu này, khi dạy kiến thức mới chúng tôi lựa chọn dạy học giải quyết vấn đề kết hợp với phương pháp TNg trong dạy học VL

* Lựa chọn phương pháp dạy học bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh trong học tập Vật lí

Dạy học theo phương pháp TNg được nhiều nhà giáo dục quan tâm vận dụng nhằm tạo lập cho HS làm quen với phương pháp, con đường tìm hiểu thế giới

tự nhiên đối với các môn khoa học mang yếu tố TNg Các giai đoạn của tiến trình dạy học được mô tả như sau:

a) Làm xuất hiện tình huống có vấn đề: Tình huống xuất hiện bằng việc GV

kể một câu chuyện có chứa vấn đề, hoặc biểu diễn một TN, giới thiệu mô hình, tranh vẽ hoặc vấn đề được phát triển từ hoạt động trước đó hay kiến thức nền HS

đã được học…dựa vào kiến thức, kĩ năng, vốn kinh nghiệm của HS đã có để nêu câu hỏi, nhiệm vụ học tập, từ đó làm nảy sinh ở các em mâu thuẫn nhận thức, tạo được ở các em sự hứng thú Khi ở HS có nhu cầu, hứng thú nhận thức thì trong ý thức của học xuất hiện động cơ thúc đẩy hoạt động, qua đó thôi thúc người học phát hiện vấn đề bằng cách phát biểu thành lời hoặc nêu các câu hỏi nghiên cứu

b) Tổ chức tìm tòi, khám phá chiếm lĩnh kiến thức, hình thành kĩ năng: + Đề xuất giả thuyết (Hình thành câu trả lời dự đoán cho vấn đề vừa phát

hiện): trong hoạt động này, GV yêu cầu HS dựa vào các kết quả quan sát được cũng như các thuộc tính đơn giản, mang tính khái quát, các mô hình xây dựng được…, từ đó nêu câu trả lời cho vấn đề nghiên cứu dưới dạng giả thuyết

+ Suy ra hệ quả: Giả thuyết là một dự đoán trừu tượng, muốn kiểm tra giả thuyết thì phải tìm ra các biểu hiện của nó ở trong thực tiễn Cần phải tiến hành suy luận logic hay suy luận toán học để suy ra hệ quả: Dự đoán một hiện tượng trong thực tiễn, một mối liên hệ giữa các đại lượng VL mà nó có thể kiểm tra trong thực

tế bằng việc có thể quan sát hay đo được GV hướng dẫn HS bằng các phương pháp nhận thức: phương pháp tương tự, công thức toán và các quy luật đã học để rút ra hệ quả cần kiểm tra Trong giai đoạn này, GV cần cung cấp thêm kiến thức,

sử dụng các lập luận để HS vượt qua những biến đổi, suy luận phức tạp, từ đó rút

ra hệ quả để có thể sử dụng TN kiểm tra ngay trong bài học

+ Xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra hệ quả: Xây dựng và thực hiện một phương án TN để kiểm tra hệ quả dự đoán ở trên lớp có phù hợp với kết quả TNg hay không Nếu kết quả phù hợp thì giả thuyết nói trên trở thành chân lí, nếu không phù hợp thì phải xây dựng giả thuyết mới

+ Thực hiện thí nghiệm kiểm tra: Xây dựng và thực hiện một phương án TN

để kiểm tra hệ quả dự đoán ở trên lớp có phù hợp với kết quả TNg hay không, đồng thời tổ chức HS thực hiện làm TN theo các bước của phương án đã đề xuất Kết thúc hoạt động làm TN, giáo viên yêu cầu các nhóm lần lượt báo cáo trước lớp thông qua bảng phụ, phiếu học tập Khi một nhóm tiến hành báo cáo, thì tổ chức các nhóm còn lại nhận xét, đánh giá, bổ sung kết quả

+ Khẳng định hoặc bác bỏ giả thuyết: Sau khi thực hiện các TN kiểm chứng,

HS nêu các kết luận, đồng thời bảo vệ kết quả TNg có được, nếu kết quả TNg phù hợp hệ quả dự đoán thì giả thuyết trở thành chân lí, nếu không phù hợp thì phải tiến hành xây dựng giả thuyết mới Trong hoạt động này, GV là người đóng vai trò

hướng dẫn, định hướng, bổ sung, sửa chữa các ý kiến HS

+ Xác nhận kiến thức mới, vận dụng kiến thức: HS vận dụng kiến thức đã

được lĩnh hội một cách sáng tạo, qua đó làm cho việc thông hiểu kiến thức trở nên sâu sắc, GV cần sử dụng các bài tập vận dụng trong sách giáo khoa và sách

bài tập VL, tìm tòi các ứng dụng cụ thể gần gũi trong đời sống hàng ngày để chuyển thành các bài tập cho HS, khuyến khích HS làm các bài tập TN, chế tạo các thiết bị đơn giản, đồ chơi, vận dụng các kiến thức thu nhận được để giải thích hoặc dự đoán một số hiện tượng trong thực tế, nghiên cứu các thiết bị kỹ thuật

* Đề xuất quy trình dạy học bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh khi dạy học bài học/ chủ đề trong môn Vật lí

Để bồi dưỡng NLTN cho người học trong dạy học môn VL ở trường phổ thông khi dạy học một bài hoặc chủ đề, chúng tôi đề xuất các bước sau:

+ Bước 1: Xác định mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, thái độ cùng NLTN theo

các tiêu chí của bài học/ chủ đề

Căn cứ vào mục tiêu của bài học theo chuẩn kiến thức, kĩ năng, bổ sung các mục tiêu theo định hướng phát triển NLTN như: Đề xuất vấn đề; Phán đoán và xây dựng giả thuyết; Lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch bằng việc tiến hành các TN kiểm chứng; Viết, trình bày báo cáo và thảo luận; Ra quyết định và đề xuất ý kiến, giải pháp

+ Bước 2: Lựa chọn phương tiện, tổ chức nội dung của bài học/chủ đề theo

các hoạt động phù hợp với định hướng dạy học bồi dưỡng NLTN theo đường hướng rõ ràng Trong mỗi hoạt động cần xây dựng các tình huống có vấn đề (cấp bài, chuyển tiếp nội dung) Cần cụ thể hóa các mục tiêu nhận thức thành các tình huống, các hoạt động nhận thức phải đạt được những gì? Mức độ NL nào

+ Bước 3: Thiết kế và thực hiện các bài học: Căn cứ vào nội dung cụ thể,

mục tiêu của bài học, sự đáp ứng của phương tiện dạy học và học liệu, không gian lớp học, GV phân chia thực hiện bài học theo các hoạt động, sử dụng các tình huống có vấn đề và hoạch định cách thức dạy học bồi dưỡng NLTN dựa trên các phương tiện dạy học đã chuẩn bị

+ Bước 4 Kiểm tra đánh giá kết quả dạy học bồi dưỡng NLTN: Sử dụng các tiêu chí (trên cơ sở các thành tố của NLTN), tiến hành đánh giá cụ thể hoạt động của HS trong học tập Rút kinh nghiệm, hoàn thiện quy trình để vận dụng hiệu quả trong dạy học VL

2.4 Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học với thí nghiệm vật lí

2.4.1 Các phương thức đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật lí

Năng lực của học sinh được phát triển theo một quá trình từ thấp đến cao Vì vậy, để nhận biết được mức độ phát triển NL của học sinh, trong đánh giá phải chú trọng việc đánh giá quá trình, đánh giá khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng vào giải quyết nhiệm học tập cả trong và sau khi học Và cuối cùng là đánh giá khả năng của người học vận dụng kiến thức, kĩ năng, thái độ vào giải quyết tình huống thực tiễn

a) Đánh giá thông qua bảng kiểm tra quan sát

Đánh giá qua quan sát là phương pháp thu thập thông tin về đối tượng cần đánh giá, trên cơ sở quan sát trực tiếp các hoạt động học của học sinh, thu thập dữ liệu để phân tích, đánh giá mức độ đạt được của việc TNg so với mục đích nghiên cứu Đánh giá NL của học sinh qua quan sát là đánh giá các thao tác, hành vi, thái

độ, kĩ năng thực hành, kĩ năng nhận thức, cách thức giải quyết vấn đề trong một tình huống cụ thể

Các bước tiến hành quan sát đánh giá:

Bước 1 Chuẩn bị: Xây dựng thang đánh giá: là bảng các tiêu chí về kiến

thức, kĩ năng, thái độ (chỉ số hành vi) của học sinh, được nhóm theo các thành phần NL và lượng giá bằng thang đo theo điểm số

Bước 2 Tiến hành quan sát để thu thập dữ liệu: Quan sát trực tiếp bằng việc

sử dụng phiếu quan sát kết hợp với bảng tiêu chí, gán các điểm số theo từng tiêu chí cho nhóm hoặc cho cá nhân học sinh

Bước 3 Phân tích và đánh giá kết quả quan sát: Đánh giá những nhược

điểm, cần khắc phục ở khâu chuẩn bị và tiến trình quan sát, xem xét quy trình quan sát có yếu tố nào có thể gây ảnh hưởng đến độ tin cậy của kết quả đánh giá

Căn cứ vào điểm số của các bài kiểm tra kết hợp với quan sát quá trình học của học sinh, xếp loại NLTN cho học sinh theo 3 mức độ, tương ứng với điểm số:

Mức 3 (điểm 5 - 6); Mức 2 (điểm 7 - 8); Mức 1 (điểm 9 - 10)

b) Đánh giá đồng đẳng (quá trình hợp tác học tập)

Đánh giá đồng đẳng là một loại hình đánh giá, trong đó học sinh cùng với

GV tham gia vào việc đánh giá sản phẩm, công việc của bạn học cùng nhóm, lớp

Bước 1: GV chấm điểm cho các nhóm học sinh

Căn cứ vào nội dung kiến thức cần dạy, cách thức học sinh sẽ sử dụng TN giải quyết nhiệm vụ học tập GV dự kiến các thành tố năng lực khoa học cần hình thành và phát triển cho học sinh (mục tiêu dạy học), phân tích thành các tiêu chí

về kiến thức, kĩ năng, thái độ cần đạt được để chấm điểm cho các nhóm học sinh Dưới đây là một thí dụ có tính khái quát về việc lập phiếu đánh giá học sinh giải bài tập TN (khi dạy một bài cụ thể, GV phải gắn điểm số cho từng tiêu chí):

Bước 2: Các thành viên trong nhóm đánh giá chéo nhau

+ Mỗi thành viên trong nhóm được nhận phiếu theo mẫu (phụ lục)

+ Mỗi học sinh tự đánh giá các thành viên trong nhóm tham gia công việc với các mức điểm tối đa như sau:

Bảng 1.3 Học sinh tự đánh giá các thành viên trong nhóm tham gia

công việc với các mức điểm tối đa

1 Hoàn thành 90 đến 100% công việc 9-10 điểm

2 Hoàn thành 70% đến 80% công việc 7- 8 điểm

3 Hoàn thành 50% -60% công việc 5- 6 điểm

Bước 3: GV chấm điểm cho từng cá nhân học sinh theo trọng số

* Để đánh giá NL của học sinh, các thành tố NL được mô tả theo các tiêu chí, các tiêu chí này là những biểu hiện về kiến thức, kĩ năng, thái độ của học sinh trong hoạt động giải quyết vấn đề học tập, mô tả bằng một động từ (bảng 1.4)

Bảng 1.4 Các động từ mô tả tiêu chí đánh giá theo chương trình

giáo dục phổ thông 2018

Biết

- Nhận biết được sự vật và hiện tượng của tự nhiên

- Kể tên được sự vật và hiện tượng của tự nhiên

- Phát biểu được sự vật và hiện tượng của tự nhiên

- Nêu lên được sự vật và hiện tượng của tự nhiên

- Trình bày được các sự kiện, đặc điểm, vai trò của các đối tượng và các quá trình của tự nhiên bằng các hình thức biểu đạt như ngôn ngữ nói, viết, công thức, sơ đồ, biểu đồ,

Hiểu

- Phân loại được các vật, sự vật theo các tiêu chí khác nhau

- Phân tích được các đặc điểm của một đối tượng, sự vật, quá trình theo một logic nhất định

- So sánh, lựa chọn được các đối tượng, khái niệm hoặc quá trình dựa theo các tiêu chí

- Giải thích được mối quan hệ giữa các sự vật và hiện tượng

Vận dụng

- Nhận ra được điểm sai và chỉnh sửa được điểm sai đó

- Chứng minh được các vấn đề trong thực tiễn bằng các dẫn chứng khoa học

- Đề xuất được vấn đề, đặt được câu hỏi cho vấn đề tìm hiểu

- Lập được dàn ý, tìm được từ khoá; sử dụng được ngôn ngữ khoa học khi viết báo cáo và trình bày các văn bản khoa học

- Lập được kế hoạch và thực hiện được (tiến hành được) kế hoạch tìm hiểu tự nhiên;

- Ra quyết định, đề xuất được ý kiến cho vấn đề đã tìm hiểu

2.5 Thực trạng về dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” theo định hướng bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh

2.5.1 Mục tiêu và phương pháp điều tra

Điều tra thực trạng về dạy học phát triển NL; Cách thức sử dụng TN trong dạy học theo định hướng phát triển NLTN cho HS; Những thuận lợi và khó khăn của GV và học sinh khi sử dụng TN trong dạy và học phát triển NL cho học sinh; Tìm ra những nguyên nhân dẫn đến thực trạng để nghiên cứu các cách thức xây dựng và sử dụng TN trong dạy học VL nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS;

Để tìm hiểu thực trạng dạy học có sử dụng thiết bị thí nghiệm và việc bồi dưỡng NLTN trong dạy học VL Tôi đã tiến hành điều tra bằng việc phát phiếu thăm dò cho 40 GV dạy VL tại 4 trường THPT ở Thanh Chương: THPT Thanh Chương 1, THPT Nguyễn Cảnh Chân, THPT Cát Ngạn và THPT Đặng Thúc Hứa

ở Thanh Chương và 154 HS của trường THPT Thanh Chương I

2.5.2 Phân tích kết quả điều tra

Phân tích kết quả từ phiếu điều tra cho thấy:

Kết quả khảo sát từ GV về thực trạng NLTN của HS cho thấy: NLTN của

HS trong học tập VL hiện nay vẫn còn rất hạn chế, kỹ năng thực hiện TNg của các

em chưa được định hình Khi được hỏi về việc đề xuất phương án TN trong tiến trình TNg thì có tới 85% GV đều cho rằng các phương án TN được đề xuất từ GV hoặc thực hiện theo các phương án cho sẵn trong sách giáo khoa Đa số HS không

đề xuất được phương án TN

Các GV dạy học VL phản hồi qua điều tra và thăm dò thì tất cả đều cho rằng việc rèn luyện cho HS các kỹ năng trong TNg là rất quan trọng Tuy nhiên, khi hỏi

về quy trình bồi dưỡng NLTN trong dạy học VL thì nhiều GV lại tỏ ra lúng túng, không mô tả được các bước cũng như yêu cầu của quy trình này

Kết quả điều tra cũng cho thấy, các TN được sử dụng trên lớp là TN biểu diễn do GV thực hiện, HS ít được tự làm cũng như hiếm có cơ hội được tiếp xúc, thao tác trực tiếp với các dụng cụ TN Có tới 67,5% GV sử dụng TN biểu diễn trong dạy học, hầu như không tổ chức cho các em làm các TN đồng loạt, thực hành Nguyên nhân chủ yếu của thực trạng này là do thời gian hạn chế, dụng cụ

TN thiếu hoặc hư hỏng, sai số nhiều

Qua trao đổi với HS, chúng tôi thu nhận được các kết quả: nhiều TN các em không được trực làm, nếu thực hiện thì GV là người biểu diễn, HS quan sát hiện

tượng rồi rút ra nhận xét, thậm chí một số bài thực hành (bắt buộc) trong chương trình, nhiều thầy cô khi hướng dẫn làm TN bỏ qua nhiều bước, thậm chí một số bài thực hiện rất sơ sài Khi được hỏi về việc lập kế hoạch TN, các em cho biết sau mỗi bài thực hành TN, GV chỉ yêu cầu viết báo cáo TN theo mẫu bài thực hành có sẵn trong sách giáo khoa Do đó, các HS không có cơ hội đề xuất phương án TN

Kết quả điều tra cũng cho thấy: nhiều GV vẫn chưa thực sự chú ý đến việc bồi dưỡng NLTN cho HS trong dạy và học VL Một số ít GV đã có quan tâm đến việc này nhưng chưa nhiều hoặc đang lúng túng trong khâu tổ chức và tiến hành quy trình bồi dưỡng Đó chính là nguyên nhân dẫn đến NLTN của HS ở các trường THPT vẫn còn nhiều hạn chế

Tóm lại, thông qua kết quả tìm hiểu thực trạng cho thấy rằng NLTN của HS trong các trường phổ thông vẫn còn rất hạn chế Vì vậy, cần có những biện pháp, cách thức thiết thực để bồi dưỡng NLTN trong dạy học VL và nâng cao NLTN cho

HS, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông hiện nay

Về các bộ TN về “Dòng điện trong các môi trường” (Vật lí 11) ở các nhà

trường phổ thông như sau:

TN 1: Nghiên cứu hiện tượng nhiệt điện

Ưu điểm: Quan sát rất rõ dòng điện xuất hiện khi đốt nóng một đầu của cặp

nhiệt điện

Nhược điểm: Bộ TN về hiện tượng nhiệt điện chỉ khảo sát định tính về hiện

tượng nhiệt điện, GV dừng lại ở việc thông báo cho học sinh biết khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu cặp nhiệt điện thì kim điện kế lệch khỏi vị trí 0 (mV) nghĩa là, có xuất hiện dòng điện - gọi là dòng nhiệt điện

TN 2: Dòng điện trong chất điện phân

Ưu điểm: TN tương đối rõ về hiện tượng dương cực tan; TN khảo sát Định

luật Ôm rất rõ, học sinh vẽ được đồ thị U(I) là một đường thẳng

Nhược điểm: Bộ TN thực tế không có hai cực bằng chì, chỉ có một cặp cực

bằng đồng; Phải bổ sung thêm biến trở con chạy để làm TN này; Nên có cân chính xác để xác định lượng đồng bám trên catốt, có đồng hồ đo thời gian xảy ra hiện tượng

TN 3: Dòng điện trong chất khí

Ưu điểm: Sơ đồ TN rất rõ, sát với sơ đồ trong SGK

Nhược điểm: TN định tính, cho học sinh quan sát thấy có dòng điện xuất

hiện khi trong không khí có hạt tải điện TN chưa nhạy, do hai bản kim loại tích điện chưa tốt và bị ảnh hưởng do độ ẩm của không khí Khắc phục bằng cách thay hai tấm kim loại diện tích lớn hơn

Kết quả điều tra cho thấy, bộ TN về “dòng điện trong các môi trường” còn

nhiều TN định tính, chủ yếu là TN biểu diễn của GV, các TN thực hành dùng đồng

hồ hiện số DT 9208A có độ nhạy không cao, sai số phép đo do thao tác khá lớn, học sinh khó thu thập số liệu và vẽ đồ thị, chưa có TN sử dụng làm bài tập Để tăng cường các hoạt động học và luyện tập, bồi dưỡng kiến thức, kĩ năng - phát triển NLTN cho học sinh, ngoài việc hoàn thiện các thiết bị hiện có, cần chế tạo mới các

TN sử dụng trong xây dựng kiến thức mới; TN thực hành trên phòng TN; TN sử dụng làm bài tập TN sáng tạo (TN ở nhà)

Thống kê kết quả của một số nghiên cứu về thực trạng dạy học môn Vật lí ở trường THPT hiện nay, các tác giả có chung một nhận xét là: Đa số GV vẫn dạy học theo lối truyền thụ một chiều, thầy giảng giải, trò ghi chép, thông báo suy diễn

lí thuyết tìm ra công thức sau đó rèn luyện cho học sinh kĩ năng vận dụng công thức vào giải bài tập trắc nghiệm, sao cho đủ nội dung kiến thức theo quy định của phân phối chương trình, đề bài kiểm tra, đánh giá chủ yếu là kiểm tra khả năng ghi

nhớ, tái tạo kiến thức Theo chúng tôi, có hai nguyên nhân cơ bản: Về khách

quan,cách đánh giá kết quả giáo dục ở trường phổ thông hiện nay, nặng về tái tạo

kiến thức,chưa quan tâm đến đánh giá khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng của

người học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn Về chủ quan, với chương trình dạy học “định hướng nội dung” hiện hành, chưa chú trọng đầy đủ đến chủ thể người

học, cũng như khả năng vận dụng tri thức của học sinh vào giải quyết các tình huống học tập và thực tiễn Cho nên, việc dạy học ở các trường phổ thông coi trọng dạy nội dung kiến thức hơn là dạy cho học sinh các kiến thức, kĩ năng về phương pháp giải quyết vấn đề trong học tập

Kết quả điều tra từ học sinh: Qua trao đổi trực tiếp và thu thập thông tin từ

186 phiếu hỏi (phụ lục 11), chúng tôi đã gửi 200 phiếu nhận được 186 phiếu) kết

quả như sau: Khi yêu cầu: “em hãy mô tả các TN về dòng điện trong các môi

trường đã được học” thì có 25% (42/168) học sinh mô tả được hai TN; Có 76,2%

(128/168) học sinh được hỏi trả lời chương dòng điện trong các môi trường có được học hai TN nhưng do GV biểu diễn; 95,2% học sinh trả lời sau khi học xong chương dòng điện trong các môi trường nhưng không nhớ được các kiến thức Vật

lí được học ứng dụng như thế nào trong kĩ thuật, số học sinh còn lại trả lời các em

có biết ứng dụng trong mạ điện và chế tạo buzy xe máy

Khi hỏi em có thường xuyên được làm các bài tập TN hay tham gia các cuộc thi sáng tạo kĩ thuật không? Có 78,6% HS trả lời có được thầy, cô gợi ý đề tài thi

kĩ thuật sáng tạo hai lần nhưng chỉ có 12,5% HS có làm được sản phẩm nhưng nhờ người lớn (anh, chị, cha, chú ) trợ giúp, không tự làm theo nhóm nhỏ ở lớp

2.6 Phân tích mục tiêu, nội dung dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường”

2.6.1 Mục tiêu dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường”

* Mục tiêu theo chuẩn kiến thức kĩ năng được quy định ở chương trình vật lí hiện hành

a) Mục tiêu kiến thức; Nêu được các tính chất điện của kim loại; Nêu được điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ; Mô tả được hiện tượng nhiệt điện là gì; Nêu được hiện tượng siêu dẫn là gì và ứng dụng chính của hiện tượng này; Nêu được bản chất của dòng điện trong chất điện phân; Mô tả được hiện tượng dương cực tan; Phát biểu được các định luật Fa-ra-đây về điện phân và viết được hệ thức của các định luật này; Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng điện phân; Nêu được bản chất của dòng điện trong chất khí; Mô tả được cách tạo tia lửa điện; Mô

tả được cách tạo hồ quang điện, nêu được các đặc điểm chính và các ứng dụng chính của hồ quang điện; Nêu được cách tạo ra dòng điện trong chân không, bản chất dòng điện trong chân không và đặc điểm về chiều của dòng điện này

b) Mục tiêu kĩ năng; Vận dụng thuyết êlectron tự do trong kim loại để giải thích được vì sao kim loại là chất dẫn điện tốt, dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại thì gây ra tác dụng nhiệt và điện trở suất của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng;

Vận dụng các định luật Fa-ra-đây để giải được các bài tập về hiện tượng điện phân; Giải thích được tính chất chỉnh lưu của lớp tiếp xúc p-n

* Mục tiêu theo định hướng bồi dưỡng năng lực thực nghiệm

Nội dung kiến thức trong bài “Dòng điện trong kim loại” và “Dòng điện trong chất điện phân” được đề tài tập trung nghiên cứu

a) Dòng điện trong kim loại

+ Trình bày được kết quả TN

+ Biết phân tích, tính toán kết quả từ các dữ liệu TN

+ Biết sử dụng kết quả TN để biện luận tính đúng đắn của kết luận khoa học (kiến thức Vật lí mới)

b) Dòng điện trong chất điện phân

+ Giải thích được nguyên nhân làm cho không đạt được sự mong

+ Trình bày được kết quả TN

+ Biết phân tích, tính toán kết quả từ các dữ liệu TN

+ Biết sử dụng kết quả TN để biện luận tính đúng đắn của kết luận khoa học (kiến thức Vật lí mới)

2.6.2 Nội dung dạy học “Dòng điện trong các môi trường”

a) Các khái niệm: 1/ Tính dẫn điện của chất khí; 2/ Sự phóng điện thành miền, sự phóng điện hình tia, sự phóng điện hồ quang; 3/ Chất bán dẫn

b) Các hiện tượng: 1/ Hiện tượng điện ở chỗ tiếp xúc giữa hai kim loại; 2/ Hiện tượng nhiệt điện; 3/ Hiện tượng siêu dẫn; 4/ Hiện tượng phát xạ nhiệt electron

c) Các thuyết: 1/ Thuyết electron; 2/ Thuyết electron cổ điển về kim loại; 3/ Thuyết điện li; 4/ Thuyết vùng năng lượng của vật rắn

d) Các định luật: 1/ Định luật Ôm đối với chất điện phân; 2/ Định luật Faraday

e) Một số ứng dụng của dòng điện trong các môi trường

2.7 Xây dựng thí nghiệm trong dạy học vật lí bồi dưỡng năng lực thực nghiệm

Lí do để xây dựng các TN được nêu ở phần thực trạng và để đạt được mục tiêu dạy học phát triển NL nói chung, NLTN nói riêng

2.7.1 Xây dựng thí nghiệm kiểm chứng “Điện trở suất kim loại tăng theo

nhiệt độ”

a) Sự cần thiết phải xây dựng thí nghiệm

Trong tiến trình tổ chức dạy học bài “Dòng điện trong kim loại”, có yêu cầu cần đạt là người học phải mô tả và giải thích được: điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ, do đó cần chế tạo bộ TN để HS được thực hiện các bước theo tiến trình khoa học để nhận thức được luận điểm này Mặt khác ở các trường phổ thông cũng không được trang bị TN này

b) Xây dựng thí nghiệm

Các bộ phận của thiết bị:

+ Đoạn dây may xo dài 30cm đóng

vai trò là dây dẫn kim loại

+ Trục bằng sứ dài 12cm dùng để

quấn dây may so lên trục này

+ Pin 1,5V đóng vai trò là nguồn

+ Bảng gỗ hoặc nhựa kích thước (25cm  40cm) dùng để gắn các bộ phận đã

- Đóng công tắc, quan sát kim của điện kế chỉ giá trị dòng điện

- Bật đèn cồn, nung dây may xo và quan sát kim điện kế

- Nếu thấy kim điện kế chỉ giảm dần khi nhiệt độ ngày càng tăng, chứng tỏ điện trở suất của kim loại tăng (dây may xo)

d) Hoàn thiện thí nghiệm

- Bố trí khung, chân đế và các bộ phận khoa học, thẩm mĩ và dễ di chuyển

- Sau một số lần làm TN, dây may xo bị nhão và độ nhạy không cao, có thể thay thế

2.7.2 Xây dựng thí nghiệm hiện tượng nhiệt điện

a) Sự cần thiết phải xây dựng thí nghiệm

Trong tiến trình tổ chức dạy học bài “Dòng điện trong kim loại”, người học phải mô tả và giải thích được hiện tượng nhiệt điện, do đó cần chế tạo bộ TN để

HS được kiểm chứng luận điểm này Mặt khác ở các trường phổ thông thiết bị này

đã hư hỏng và một số trường cũng không được trang bị

+ Trụ đỡ 3 chân dùng để gắn cặp nhiệt điện

+ Điện kế được mắc mới dây may xo thành mạch kín

d) Hoàn thiện thiết bị

- Hàn chắc chắn hai ối hàn của cặp nhiệt điện, thẩm mĩ và dễ thao tác

- Sau một số lần làm TN, mối hàn có thể bị bong rời tiếp xúc kém, nên kiểm tra và tạo mối hàn mới đảm bảo

2.7.3 Xây dựng thí nghiệm điện phân

* Xây dựng thí nghiệm điện li

a) Sự cần thiết phải xây dựng thí nghiệm

Trong tiến trình tổ chức dạy học bài “Dòng điện trong chất điện phân”, có yêu cầu cần đạt là người học phải tiếp thu được thiết bị và cấu tạo, lắp ráp, mô tả

và giải thích được: hiện tượng điện li, do đó cần chế tạo bộ TN để HS được thực hiện các bước theo tiến trình khoa học để nhận thức được luận điểm này Mặt khác

ở các trường phổ thông cũng không được trang bị TN này

+ Dây đấu nối Hình 2.3 Dòng điện trong chất điện

c) Thử nghiệm và đánh giá kết quả thí nghiệm

- Lắp đặt TN như hình vẽ (Hình 2.3)

- Nhúng hai cực vào nước cất (lần 1)

- Nhúng sâu hai cực vào muối khan (lần 2)

- Đổ nước cất vào muối khan (lần 3)

- Quan sát (lần 1) bóng đèn không sáng, chứng tỏ nước cất không dẫn điện

- Quan sát (lần 2) bóng đèn không sáng, chứng tỏ muối khan cất không dẫn điện

- Quan sát (lần 3) bóng đèn sáng, chứng tỏ khi muối hòa tan sẽ dẫn điện

d) Hoàn thiện thí nghiệm

- Bố trí khung, chân đế và các bộ phận khoa học, thẩm mĩ và dễ di chuyển

* Xây dựng thí nghiệm cực dương tan

a) Sự cần thiết phải xây dựng thí nghiệm

Trong tiến trình tổ chức dạy học bài “Dòng điện trong chất điện phân”, có yêu cầu cần đạt là người học phải tiếp thu được thiết bị và cấu tạo, lắp ráp, mô tả

và giải thích được: hiện tượng cực dương tan, do đó cần chế tạo bộ TN để HS được

thực hiện các bước theo tiến trình khoa học để nhận thức được luận điểm này Mặt khác ở các trường phổ thông cũng không được trang bị TN này

+ Dây đấu nối Hình 2.4 Thí nghiệm Cực dương tan

c) Thử nghiệm và đánh giá kết quả thí nghiệm

- Lắp đặt TN như hình vẽ (Hình 2.4)

- Nhúng hai cực vào dung dịch CuSO4

- Quan sát hiện tượng xẩy ra ở hai điện cực

d) Hoàn thiện thí nghiệm

- Bố trí khung, chân đế và các bộ phận khoa học, thẩm mĩ và dễ di chuyển

2.8 Sử dụng thí nghiệm đã xây dựng dạy học một số kiến thức chương

“Dòng điện trong các môi trường” bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh

2.8.1 Thiết kế tiến trình dạy học bài “Dòng điện trong kim loại”

A Mục tiêu (Yêu cầu cần đạt về phẩm chất và NL trong chủ đề/bài học)

I Năng lực vật lí

1) Nhận thức vật lí:

- Phát biểu được định nghĩa dòng điện trong kim loại;

- Nêu được các nội dung cơ bản của thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại;

- Viết được công thức về sự phụ thuộc của điện trở suất kim loại vào nhiệt

độ và sử dụng được công thức này để giải các bài tập và giải thích các hiện tượng liên quan;

- Giải thích được nguyên nhân làm cho điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ;

- Mô tả được cặp nhiệt điện và nêu được điều kiện xuất hiện suất điện động

nhiệt điện;

- Thao tác được TN để kiểm chứng về sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt

độ

2) Tìm hiểu thế giới tự nhiên theo tiến trình khoa học (bồi dưỡng NLTN):

- Nhận ra và nêu được câu hỏi tìm hiểu bản chất dòng điện trong kim loại; hợp tác trong hoạt động nhóm hiểu bản chất của dòng điện trong kim loại; Viết, trình bày báo cáo và thảo luận về bản chất dòng điện trong kim loại;

- Nêu vấn đề tìm hiểu tại sao kim loại có điện trở và tại sao điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ; Suy luận và đưa ra các dự đoán (giả thuyết); Tiến hành TN

để kiểm tra dự đoán; Trình bày báo cáo và đưa ra kết luận

3) Vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học: Giải thích được sự xuất hiện của suất điện động nhiệt điện; Nêu được các ứng dụng của kiến thức đã học trong đời sống hàng ngày

II Về phẩm chất

1) Bộc lộ sự ham học thông qua tò mò, háo hức trước các vấn đề xuất hiện trong tiến trình nhận thức; Thể hiện sự chăm làm trong khi thực hiện các nhiệm vụ học tập

2) Trung thực khi thu thập và báo cáo các thông tin, dữ liệu

3) Trách nhiệm với bản thân trong học tập và rèn luyện; Trách nhiệm với môi trường sống

B Chuẩn bị (Thiết bị và học liệu và hình thức dạy học)

1) Hình thức tổ chức

- Học tập theo nhóm hợp tác tại phòng học của lớp

2) Thiết bị và phương tiện dạy học

a) Giáo viên

- Thiết bị tự làm để chứng minh điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ, gồm các bộ phận: dây may xo điện trở cỡ 10Ω, nguồn điện, điện kế, đèn cồn (hình 2.1)

- Cặp nhiệt điện tự làm: (hình 2.2)

- Video mô phỏng cấu trúc tinh thể kim loại (hình 2.5)

- Clip mô phỏng dòng điện trong kim loại (hình 2.7)

- Phiếu học tập trên giấy khổ lớn

- Các slide trình chiếu

b) Học sinh:

- Ôn lại kiến thức về cấu tạo tinh thể trong SGK Vật lí 10

- Ôn lại tính dẫn điện của kim loại trong SGK Vật lí 9

- Vở ghi, SGK Vật lí 11

c) Học liệu

- Các loại phiếu học tập

- Sách giáo khoa, sách bài tập

- Phiếu đánh giá sản phẩm, báo cáo…

C Tiến trình dạy học

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

Hoạt động 1: Dẫn nhập và nêu vấn đề

Mục tiêu: Tạo tâm thế học tập cho học sinh

Nội dung: Học sinh trình bày kết quả tìm hiểu về nồi cơm điện mà GV đã giao

cho từ trước

Sản phẩm: Báo cáo kết quả tìm hiểu về nồi cơm điện của học sinh

Cách thức thực hiện: GV tổ chức một số học sinh báo cáo, gợi ý hướng dẫn lớp

nhận xét, thảo luận Cuối cùng, GV kết luận nội dung chính và chuyển ý sang

hoạt động tiếp theo

- Yêu cầu HS nhắc lại một số kiến

thức đã học ở trung học cơ sở về điện

trở của kim loại, tác dụng nhiệt của

điện trở trong kim loại

- Đặt vấn đề nghiên cứu: tại sao kim

loại có điện trở, tại sao điện trở kim

loại phụ thuộc vào nhiệt độ cũng như

tại sao có dòng điện chạy qua thì dây

kim loại lại nóng lên

- Trả lời câu hỏi của GV về những điều

đã học về dòng điện trong kim loại

- Tiếp nhận vấn đề, sẵn sàng hoạt động

Hoạt động 2: Tìm hiểu bản chất dòng điện trong kim loại; thời gian 15 phút

1) Mục tiêu: Phát biểu được định nghĩa dòng điện trong kim loại; nêu được các

nội dung của thuyết electron; nhận ra vấn đề cần tiếp tục tìm hiểu dòng điện trong kim loại; Bộc lộ sự ham học, trách nhiệm với nhóm trong học tập

2) Nội dung: Nhắc lại kiến thức đã học về dòng điện trong kim loại, điện trở kim

loại, tác dụng nhiệt của dòng điện trong kim loại; Trả lời 4 câu hỏi về nội dung của thuyết electron

3) Tổ chức hoạt động học: GV đưa ra hệ thống câu hỏi để HS nhận thấy sự hiểu

biết chưa đầy đủ về dòng điện trong kim loại; Chia 4 nhóm, mỗi nhóm trả lời một câu hỏi trong 4 ý của thuyết electron

4) Sản phẩm mong đợi: HS nhận ra vấn đề chưa đầy đủ về dòng điện trong kim

loại; Nêu được nội dung thuyết electron và giải thích các tính chất của dòng điện

- Yêu cầu HS phát biểu định nghĩa

dòng điện trong kim loại đã học ở lớp

7 trung học cơ sở

- Nhận xét phát biểu của HS

- Nêu nhiệm vụ tìm hiểu: Dòng điện

trong kim loại ở lớp 7 chưa đầy đủ,

bản chất của dòng điện trong kim loại

được nêu rõ tổng quát gọi là thuyết

êlectron

- Chia nhóm, phát phiếu học tập cho 4

nhóm, giao nhiệm vụ

Nội dung câu hỏi:

1 Mô tả cấu trúc mạng tinh thể kim

loại Các ion dương có trong mạng

tinh thể có những tính nào?

2 Các êlectron tự do trong kim loại

có những tính chất nào? Tại sao lại

gọi chúng là khí êlectron tự do?

3 Khi đặt kim loại vào một điện

- Một đến hai HS trả lời câu hỏi của

Dự kiến câu trả lời:

1 Trong kim loại các ion dương liên kết với nhau, sắp xếp một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể Các ion dao động quanh các vị trí cân bằng xác định

2 Các êlectron tự do trong kim loại là các ion hóa trị tách khỏi nguyên tử Các êlectron tự do chuyển động hỗn loạn,

trường thì có hiện tượng gì xẩy ra?

4 Bản chất dòng điện trong kim loại

là gì?

- Theo dõi hoạt động của các nhóm

HS

- Yêu cầu đại diện các nhóm HS trả

lời câu hỏi

- Hướng dẫn HS thảo luận về các câu

trả lời

- Kết luận về bản chất của dòng điện

trong kim loại

- Trình chiếu video mô phỏng cấu trúc

tinh thể kim loại (Hình 2.5) và clip

mô phỏng dòng điện trong kim loại

(Hình 2.7)

không thoát ra khỏi khối kim loại

Các êlectron tự do được gọi là khí êlectron tự do vì chúng chuyển động hỗn loạn như các phân tử khí

3 Khi đặt kim loại vào một điện trường thì dưới tác dụng của điện trường, khí êlectron tự do chuyển dời ngược chiều điện trường, tạo ra dòng điện

4 Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron

tự do dưới tác dụng của điện trường

- Quan sát và suy ngẫm, đặt các câu hỏi thắc mắc

Hoạt động 2: Tìm hiểu tại sao kim loại có điện trở và tại sao điện trở của kim loại lại phụ thuộc vào nhiệt độ

1) Mục tiêu: Suy luận được dựa trên kiến thức đã học để trả lời câu hỏi tại sao kim loại lại cản trở chuyển động của các electron; Giải thích được nguyên nhân làm kim loại có điện trở; Nêu được dự đoán khi nhiệt độ tăng thì điện trở kim loại tăng lên hay giảm đi và suy luận lôgic để phát biểu giả thuyết; Lựa chọn, thiết kế, thực hiện được TN kiểm chứng, nêu kết luận;

2) Nội dung: Trả lời câu hỏi tại sao kim loại có điện trở; Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ như thế nào; Nhận biết được từ đồ thị mối quan hệ bậc nhất giữa điện trở suất kim loại tăng theo hàm bậc nhất của nhiệt độ

3) Tổ chức hoạt động học: GV sử dụng các câu hỏi tình huống để HS nêu vấn

đề, HS dựa trên các kiến thức đã học để trả lời các yếu tố cản trở chuyển động