skkn xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm trong dạy học chương “dòng điện trong các môi trường” vật lý 11 THPT

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.. Trong quá trình dạy học nói chung v

MỤC LỤC

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

2.2.3 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

2.3.3 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

2.5.2 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

2.8 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” 40

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 trongdạy học vật lí ở trường phổ thông không chỉ là công việc bắt buộc, mà nó còn làmột trong những phương pháp quan trọng nâng cao chất lượng dạy học Tác dụngcủa thí nghiệm vật lí là tạo ra sự trực quan cho học sinh và cũng chính vì thế mà sựcần thiết của TN trong dạy học vật lí còn được quy định bởi tính chất của quá trìnhnhận thức của học sinh dưới sự dạy nhọc của GV Thông qua TN vật lí, ta có thểthu nhận được tri thức mới

Phương tiện dạy học có chức năng tạo điều kiện cho học sinh nhận thứcchính xác, sâu sắc kiến thức, đồng thời phát triển NL và hình thành nhân cách củahọc sinh Trong quá trình dạy học nói chung và dạy học VL nói riêng, phương tiệndạy học đã chứng tỏ vai trò to lớn của mình ở tất cả các khâu: tạo động cơ, hứngthú học tập của học sinh, cung cấp các cứ liệu TNg nhằm khái quát hoá hoặc kiểmchứng các kiến thức về các khái niệm, định luật VL, mô phỏng các hiện tượng, quátrình VL vi mô, đề cập các ứng dụng của các kiến thức VL trong đời sống và kỹthuật; sử dụng trong việc ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống hoá kiến thức, kỹnăng 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 tiếntrình giải quyết nhiệm vụ nhận thức

Hiện nay, mặc dù các phòng TN ở các trường phổ thông đã được trang bịthiết bị dạy học tối thiểu, nhưng vẫn còn những khó khăn như: nhiều dụng cụ TNchưa chính xác, nhân viên quản lí TN thì không chuyên trách về môn học nên việcchuẩn 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 lựcthực nghiệm cho học sinh, qua đó nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở trường phổthông

Kế hoạch nghiên cứu

1 Tháng 9/2020 đến tháng 10/2020

- Chọn đề tài sáng kiếnkinh nghiệm

- Áp dụng thử nghiệm

- Tập hợp ý kiến đónggóp của đồng nghiệp

- Kết quả thử nghiệm

5 Từ tháng 1/2021đến tháng 02/2021.

- Viết báo cáo

- Xin ý kiến của đồngnghiệp

- Bản nháp báo cáo

- Tập hợp ý kiến đónggóp của đồng nghiệp

6 Từ tháng 02/2021 đến3/2021 - Hoàn thiện bản báocáo. - Bản báo cáo chínhthức.

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 11trung học phổ thông

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

+ Phạm vi nghiên cứu

- Xây dựng các thí nghiệm hỗ trợ hoạt động dạy và học; Tổ chức hoạt độnghọc 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 tròcủa thí nghiệm Vật lí ở trường trung học phổ thông trong việc phát triển năng lựcthực nghiệm của học sinh; Nghiên cứu thực trạng về sử dụng thí nghiệm trong dạyhọc kiến thức về “Dòng điện trong các môi trường”, theo định hướng dạy học pháttriển năng lực cho học sinh

2) Xây dựng, hoàn thiện các thí nghiệm và sử dụng chúng vào thiết kế tiếntrình 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 thựcnghiệm của học sinh trong tiến trình dạy học có sử dụng các thí nghiệm đã xâydựng

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

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 họcsinh 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 tínhkhả thi của việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm phát triển năng lực thực nghiệmcủa 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 vớithí nghiệm theo hướng bồi dưỡng năng lực người học

- Đề xuất quy trình sử dụng thí nghiệm, hỗ trợ hoạt động dạy và học kiếnthức mới nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh Bộ công cụ đánh giámức độ phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trung học phổ thông tronghọc 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 thứcvề: Dòng điện trong kim loại và chất điện phân, hỗ trợ dạy học nhằm phát triểnnăng lực thực nghiệm cho học sinh

- Xây dựng được tiến trình dạy và học 2 nội dung kiến thức về “Dòng điệntrong kim loại và dòng điện trong chất điện phân”, có sử dụng các thí nghiệm đãxây 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 nhiềuthuật 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 độngkiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm đã có thực hiện thao tác tư duy lí thuyết và thựcnghiệm/thực hành để tìm câu trả lời cho vấn đề; qua đó người học thu nhận đượckiến thức, kĩ năng mới

NLTN

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

Đặc trưng của NLTN gắn với khả năng hành động, vì vậy HS phải nhận rađược, 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 tròquan trọng trong việc hình thành và phát triển NLTN cho người học Do đó, trongquá trình bồi dưỡng NLTN cho HS, GV cần chú ý đến việc phát triển các kĩ năngthực hành cho HS trong tiến trình dạy học.

Trong nghiên cứu này đề xuất các thành tố của NLTN trong dạy học VL nhưsau: nhận thức vật lí; tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí (tiến trình phươngpháp 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, hiệntượng, quy luật, quá trình VL; 2/Trình bày được các hiện tượng, quá trình VL vàđặc điểm, vai trò của các hiện tượng, quá trình VL; 3/Sử dụng được thuật ngữ khoahọc, kết nối được thông tin, lập được dàn ý khi đọc và trình bày các văn bản khoahọc; 4/So sánh, lựa chọn, phân loại, phân tích được các hiện tượng, quá trình VLtheo các tiêu chí khác nhau 5/Giải thích được mối quan hệ giữa các sự vật và hiệntượng

- Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí (tiến trình khoa học): 1/Đềxuất 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 TNkiểm chứng; 5/Viết, trình bày báo cáo và thảo luận; 6/Ra quyết định và đề xuất ýkiến, giải pháp

- Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: 1/Giải thích, chứng minh được mộtvấn 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 sốphương 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 thểnhư sau (bảng 1.1):

Bảng 1.1 Biểu hiện năng lực vật lí của học sinh

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 mốiquan hệ giữa các sự vật, hiện tượng

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

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

+ Phân tích vấn đề để nêu được phán đoán; Xây dựng và phátbiểu được giả thuyết cần tìm hiểu; Xây dựng được khung logicnội 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 dựđoán, lí giải các chứng cứ, rút ra các kết luận;

+ Thu thập, lưu giữ được dữ liệu từ kết quả tổng quan, thựcnghiệm, 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 đượckết 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 tìmhiểu;

+ Viết được báo cáo sau quá trình tìm hiểu; Hợp tác được vớiđối tác bằng thái độ tích cực và tôn trọng quan điểm, ý kiếnđánh giá do người khác đưa ra để tiếp thu tích cực và giảitrình, phản biện, bảo vệ được kết quả tìm hiểu một cách thuyếtphục;

+ Đưa ra được quyết định xử lí cho vấn đề đã tìm hiểu; Đềxuất 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 pháttriển 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 dạyhọc phát triển NLTN cho học sinh và phạm vi nghiên cứu của sáng kiến, thì biểuhiện 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 TNhọc tập

+ Mô tả và giải thích được các ứng dụng kĩ thuật có liên quanđến 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 kếtluận khoa học (kiến thức Vật lí mới)

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

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 TNđóng 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, củacon 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 làphương 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 khoahọc Các TN này, phục vụ cho một mục đích Sư phạm nào đó của GV, là phươngtiện trực quan, đơn giản hóa quá trình Vật lí, hỗ trợ cho học sinh định hướng tưduy, khái quát hóa, tìm ra những dấu hiệu bản chất bên trong sự vật, hiện tượngVật 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 thựctập; bài tập TN

* Thí nghiệm biểu diễn

Thí nghiệm biểu diễn thường được GV sử dụng ở trên lớp, để hỗ trợ họcsinh trong học kiến thức mới hoặc củng cố, mở rộng kiến thức, kĩ năng TN biểudiễn 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 nghiêncứu

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 [13]

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 dụngtrong 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 nhỏhoặc 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 khihọc sinh đã học xong một chương, một phần của chương trình, nên TN thực hànhVật 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 thựchành học sinh phải tự lực thực hiện các giai đoạn của quá trình TN, thực hiện nhiềuthao tác, tiến hành nhiều phép đo, xử lí nhiều số liệu để kiểm chứng lại các kếtluận trong giờ học kiến thức mới Vì vậy, TN thực hành có nhiều tác dụng trongviệc 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 nhưnhau với dụng cụ giống nhau theo cùng một mục đích Với TN thực hành cá thể cóthể có nhiều phương án khác nhau, trong đó các nhóm học sinh tiến hành TN vềnhững đề tài khác nhau với các dụng cụ khác nhau nhằm đạt được những mục đíchkhác nhau hoặc về cùng một đề tài theo cùng một mục đích nhưng với các dụng cụ,

* Bài tập thí nghiệm

Là một loại bài tập mà GV giao cho từng học sinh hoặc nhóm học sinh thựchiện ở nhà BTTN có vai trò quan trọng trong dạy học phát triển NL sáng tạo, NLphương pháp nghiên cứu Vật lí, NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn Các BTTNđược học sinh tiến hành trong điều kiện không có sự trợ giúp, kiểm tra trực tiếpcủa GV Vì vậy, loại TN này, đòi hỏi học sinh phải có tính tự lực, tự giác, sáng tạocao Khi thực hiện BTTN, học sinh phải sử dụng những dụng cụ thông dụng trongđời 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 chếtạo 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 chohọc 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 giaiđoạn (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 kiệnkhởi 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

Sau đó, tiến hành TNg kiểm tra hệ quả đó Nếu những kết quả kiểm tra bằngTNg, phù hợp với hệ quả suy ra từ giả thuyết, thì giả thuyết được xác nhận là đúng

Mô hình giả định trừu

tượng

Các hệ quả có thể kiểm

tra được

TN kiểm tra Những sự kiện khởi đầu

đắn, nó trở thành nguồn tri thức mới, lí thuyết mới Nếu những kết quả thu được từTNg không phù hợp với những hệ quả rút ra từ giả thuyết thì phải xem xét lại môhình giả thuyết, chỉnh lí lại hoặc sửa đổi nó và lặp lại chu trình nghiên cứu Chutrình sáng tạo khoa học không khép kín, mà luôn được mở rộng cùng với sự pháttriển của khoa học

Khác với nhà khoa học, để phát triển NLTN của mình, học sinh không thể tựmình 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 lícho 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 ngộnhận, dự đoán vu vơ, nêu dự đoán không có căn cứ khoa học, thậm chí học sinh rơivào tình trạng bế tắc Với sự hỗ trợ của TN, học sinh quan sát được những dấu hiệuđịnh 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 cứkhoa 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 đượcsuy ra từ những kiến thức đã biết Muốn biết dự đoán có chính xác hay không, phùhợp 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 thànhchân lí, kiến thức khoa học Nếu không phù hợp, thì phải sửa đổi dự đoán hoặc xâydựng dự đoán mới TN thường không kiểm tra trực tiếp dự đoán mà kiểm tra giántiếp hệ quả suy ra từ dự đoán Một dự đoán có thể được suy luận ra nhiều hệ quảtrong các điều kiện khác nhau Khi chúng ta kiểm tra bằng TN được nhiều hệ quảthì 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 trathể 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, đolường 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 mộtphương tiện dạy học, phục vụ cho một mục đích sư phạm nào đó của GV, làmdụng cụ cho học sinh tập nghiên cứu, tìm tòi và khám phá khoa học Do đó, xâydựng 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: Theochương trình VL phổ thông mới (2018), Để phát triển NLTN cho học sinh cácthiết 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 đếnphức tạp, phù hợp với mức độ hình thành kiến thức, kĩ năng phát triển NLTN chohọc 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 TNtrong 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 ranhững ưu điểm, hạn chế của các thiết bị TN, cách thức sử dụng chúng ở trườngphổ thông, nhu cầu cần thiết phải xây dựng, hoàn thiện thiết bị TN nào? Dự kiếnphương 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 bàihọc/ 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 xâydựng 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 đíchthiết kế, chế tạo TN nêu ra các hạn chế cần khắc phục Từ đó, tìm ra cách điềuchỉnh, 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 họcgiải 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 vậndụng 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 trìnhdạy 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 nêucâu hỏi, nhiệm vụ học tập, từ đó làm nảy sinh ở các em mâu thuẫn nhận thức, tạođược ở các em sự hứng thú Khi ở HS có nhu cầu, hứng thú nhận thức thì trong ýthức của học xuất hiện động cơ thúc đẩy hoạt động, qua đó thôi thúc người họcphát 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 pháthiện): trong hoạt động này, GV yêu cầu HS dựa vào các kết quả quan sát đượccũng 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 giảthuyết thì phải tìm ra các biểu hiện của nó ở trong thực tiễn Cần phải tiến hành suyluận logic hay suy luận toán học để suy ra hệ quả: Dự đoán một hiện tượng trongthực 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 phươngpháp nhận thức: phương pháp tương tự, công thức toán và các quy luật đã học đểrút 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 hiệnmột phương án TN để kiểm tra hệ quả dự đoán ở trên lớp có phù hợp với kết quảTNg hay không Nếu kết quả phù hợp thì giả thuyết nói trên trở thành chân lí, nếukhông 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 lớpthông qua bảng phụ, phiếu học tập Khi một nhóm tiến hành báo cáo, thì tổ chứccác 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 phùhợp hệ quả dự đoán thì giả thuyết trở thành chân lí, nếu không phù hợp thì phảitiến hành xây dựng giả thuyết mới Trong hoạt động này, GV là người đóng vai tròhướng 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 trởnên sâu sắc, GV cần sử dụng các bài tập vận dụng trong sách giáo khoa và sáchbài tập VL, tìm tòi các ứng dụng cụ thể gần gũi trong đời sống hàng ngày đểchuyển 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 giảithích hoặc dự đoán một số hiện tượng trong thực tế, nghiên cứu các thiết bị kỹthuật

* 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 phổthông 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 cácmục tiêu theo định hướng phát triển NLTN như: Đề xuất vấn đề; Phán đoán và xâydựng giả thuyết; Lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch bằng việc tiến hành các TNkiểm 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 đườnghướng rõ ràng Trong mỗi hoạt động cần xây dựng các tình huống có vấn đề (cấpbài, chuyển tiếp nội dung) Cần cụ thể hóa các mục tiêu nhận thức thành các tìnhhuống, 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 gianlớp học, GV phân chia thực hiện bài học theo các hoạt động, sử dụng các tìnhhuống có vấn đề và hoạch định cách thức dạy học bồi dưỡng NLTN dựa trên cácphương tiện dạy học đã chuẩn bị

+ Bước 4 Kiểm tra đánh giá kết quả dạy học bồi dưỡng NLTN: Sử dụng cáctiêu chí (trên cơ sở các thành tố của NLTN), tiến hành đánh giá cụ thể hoạt độngcủa HS trong học tập Rút kinh nghiệm, hoàn thiện quy trình để vận dụng hiệu quảtrong 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 Vìvậy, để nhận biết được mức độ phát triển NL của học sinh, trong đánh giá phải chútrọng việc đánh giá quá trình, đánh giá khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng vàogiải quyết nhiệm học tập cả trong và sau khi học Và cuối cùng là đánh giá khảnăng của người học vận dụng kiến thức, kĩ năng, thái độ vào giải quyết tình huốngthực 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 cầnđánh giá, trên cơ sở quan sát trực tiếp các hoạt động học của học sinh, thu thập dữliệu để phân tích, đánh giá mức độ đạt được của việc TNg so với mục đích nghiêncứu 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 mộttình 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 thànhphần 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 tiêuchí 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 quansát 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 họccủa 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 TNgiải quyết nhiệm vụ học tập GV dự kiến các thành tố năng lực khoa học cần hìnhthành 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 giảibài 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 việcvới 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

4 Hoàn thành dưới 50% công việc 4 - 1 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 tiêuchí, 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, nó được mô tả bằng một động từ (bảng1.4).

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 vàcác quá trình của tự nhiên bằng các hình thức biểu đạt như ngôn ngữnói, 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 trìnhtheo một logic nhất định;

- So sánh, lựa chọn được các đối tượng, khái niệm hoặc quá trình dựatheo 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 chứngkhoa 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 họckhi viết báo cáo và trình bày các văn bản khoa học;

- Lập được kế hoạch và thực hiện được (tiến hành được) kế hoạch tìmhiểu 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 trongdạy 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 xâydựng 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 bồidưỡng NLTN trong dạy học VL Tôi đã tiến hành điều tra bằng việc phát phiếuthăm dò cho 40 GV dạy VL tại 4 trường THPT ở Thanh Chương: THPT ThanhChương 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 tiếntrình TNg thì có tới 85% GV đều cho rằng các phương án TN được đề xuất từ GVhoặc 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 rằngviệc 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 biểudiễn 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 diễntrong dạy học, hầu như không tổ chức cho các em làm các TN đồng loạt, thựchành 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 emkhông được trực làm, nếu thực hiện thì GV là người biểu diễn, HS quan sát hiệntượng rồi rút ra nhận xét, thậm chí một số bài thực hành (bắt buộc) trong chươngtrình, 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 saumỗi bài thực hành TN, GV chỉ yêu cầu viết báo cáo TN theo mẫu bài thực hành cósẵn 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 việcbồi dưỡng NLTN cho HS trong dạy và học VL Một số ít GV đã có quan tâm đếnviệc này nhưng chưa nhiều hoặc đang lúng túng trong khâu tổ chức và tiến hànhquy trình bồi dưỡng Đó chính là nguyên nhân dẫn đến NLTN của HS ở các trườngTHPT vẫn còn nhiều hạn chế

Tóm lại, thông qua kết quả tìm hiểu thực trạng cho thấy rằng NLTN của HStrong 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 chênhlệch 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 chínhxác để xác định lượng đồng bám trên catốt, có đồng hồ đo thời gian xảy ra hiệntượng

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 tíchđiện chưa tốt và bị ảnh hưởng do độ ẩm của không khí Khắc phục bằng cách thayhai 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 Đểtăng cường các hoạt động học và luyện tập, bồi dưỡng kiến thức, kĩ năng - pháttriển NLTN cho học sinh, ngoài việc hoàn thiện các thiết bị hiện có, cần chế tạomới 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 ởtrường THPT hiện nay, các tác giả có chung một nhận xét là: Đa số GV vẫn dạyhọc 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 côngthức vào giải bài tập trắc nghiệm, sao cho đủ nội dung kiến thức theo quy định củaphân 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 tìnhhuống học tập và thực tiễn Cho nên, việc dạy học ở các trường phổ thông coitrọng dạy nội dung kiến thức hơn là dạy cho học sinh các kiến thức, kĩ năng vềphương 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 cóđược học hai TN nhưng do GV biểu diễn; 95,2% học sinh trả lời sau khi học xongchương 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 cuộcthi 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 nhờngười 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 đượcđiện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ; Mô tả được hiện tượng nhiệt điện làgì; Nêu được hiện tượng siêu dẫn là gì và ứng dụng chính của hiện tượng này; Nêuđược bản chất của dòng điện trong chất điện phân; Mô tả được hiện tượng dươngcực tan; Phát biểu được các định luật Fa-ra-đây về điện phân và viết được hệ thứccủa các định luật này; Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng điện phân; Nêuđược 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 dụngchính của hồ quang điện; Nêu được cách tạo ra dòng điện trong chân không, bảnchất 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 giảithích được vì sao kim loại là chất dẫn điện tốt, dòng điện chạy qua dây dẫn kimloại 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 điệntrong 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 kếtluận 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 mongđợi các TN học tập

+ Mô tả được các ứng dụng: mạ điện

Thiết kế và + Nhận ra vấn đề (câu hỏi) khoa học có thể nghiên cứu, phát biểu

thực hiện giải

pháp theo tiến

trình khoa học

VL,

được vấn đề Nêu giả thuyết khoa học

+ Suy ra được hệ quả có thể kiểm tra bằng TN + Thiết kế được phương án TN khả thi;

+ Lựa chọn được dụng cụ phù hợp với phương án TN;

+ 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 kếtluận 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 thànhmiền, 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 nhiệtelectron

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 luậtFaraday

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 mụctiêu 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 cầucần 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 tiếntrình 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

- 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 tỏđiện 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 thểthay 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 họcphải 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 kiểmtra 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”, cóyêu 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 dẫnđiện

- 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”, cóyêu 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 đượcthực hiện các bước theo tiến trình khoa học để nhận thức được luận điểm này Mặtkhác 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 kimloại;

- 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 tượngliên quan;

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

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

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

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 loạiphụ 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 củasuất điện động nhiệt điện; Nêu được các ứng dụng của kiến thức đã học trong đờisống hàng ngày

II Về phẩm chất

1) Bộc lộ sự ham học thông qua tò mò, háo hức trước các vấn đề xuất hiệntrong tiến trình nhận thức; Thể hiện sự chăm làm trong khi thực hiện các nhiệm vụhọc 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 vớimôi 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 bộphận: 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 sanghoạt 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 dungcủa 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 lờimột 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

trường thì có hiện tượng gì xẩy ra?

4 Bản chất dòng điện trong kim loại

- Một đến hai HS trả lời câu hỏi củaGV

Dự kiến trả lời: Dòng điện trong kimloại là dòng các êlectron tự do chuyển

Dự kiến câu trả lời:

1 Trong kim loại các ion dương liên kếtvới nhau, sắp xếp một cách trật tự tạonên mạng tinh thể Các ion dao độngquanh các vị trí cân bằng xác định

2 Các êlectron tự do trong kim loại làcác ion hóa trị tách khỏi nguyên tử Cácêlectron tự do chuyển động hỗn loạn,không thoát ra khỏi khối kim loại

Các êlectron tự do được gọi là khí

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)

êlectron tự do vì chúng chuyển độnghỗn loạn như các phân tử khí

3 Khi đặt kim loại vào một điện trườngthì dưới tác dụng của điện trường, khíêlectron tự do chuyển dời ngược chiềuđiện trường, tạo ra dòng điện

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

tự do dưới tác dụng của điện trường

- Quan sát và suy ngẫm, đặt các câu hỏithắc 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 saokim loại lại cản trở chuyển động của các electron; Giải thích được nguyên nhânlàm kim loại có điện trở; Nêu được dự đoán khi nhiệt độ tăng thì điện trở kimloại 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 điệntrở vào nhiệt độ như thế nào; Nhận biết được từ đồ thị mối quan hệ bậc nhấtgiữa 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 độngcủa electron tự do; GV ghi nhận các dự đoán của HS về sự phụ thuộc của điệntrở kim loại vào nhiệt độ; tiến hành TN đồng loạt để HS nhận ra khi đốt nóng

dây may so thì số chỉ điện kế giảm; HS báo cáo, quan sát hình dạng đồ thị để kếtluận sự phụ thuộc giữa điện trở suất và nhiệt độ.

4) Sản phẩm mong đợi: Biết suy luận và nêu yếu tố cản trở chuyển độngelectron; đề ra giả thuyết; đề xuất và thực hiện TN kiểm chứng giả thuyết; bảnbáo cáo kết quả TN

- Nêu vấn đề học tập: Trong phần này

chúng ta sẽ sử dụng những nội dung

của thuyết êlectron đã học ở trên để

giải thích tại sao điện trở của kim loại

lại phụ thuộc vào nhiệt độ

* Tìm hiểu nguyên nhân làm kim loại

có điện trở.

- Nêu câu hỏi: Tại sao kim loại lại cản

trở chuyển động của các êlectron tự

do, nghĩa là tại sao kim loại lại có

điện trở?

- Nhận xét các câu trả lời của HS Sau

đó trình bày để HS hiểu nguyên nhân

gây ra điện trở của kim loại rất phức

tạp, không đơn giản như các em nghĩ

Có các yếu tố sau đây cản trở chuyển

động của các êlectron tự do:

+ Chuyển động nhiệt của các ion

trong mạng tinh thể

+ Sự méo mạng tinh thể do biến dạng

cơ của khối kim loại

+ Sự tồn tại của các nguyên tử lạ

trong khối kim loại do có tạp chất

Các yếu tố trên tạo nên sự mất trật tự

của mạng tinh thể nên người ta nói

- Lắng nghe và tiếp nhận vấn đề học tập

- Trả lời câu hỏi của GV và thảo luận vềcác câu trả lời của các bạn khi được yêucầu

+ Dùng suy luận dựa trên những kiếnthức đã học, HS có thể trả lời trong khichuyển động có hướng dưới tác dụngcủa điện trường, các êlectron tự do bịcản trở do va chạm với các ion đangchuyển động nhiệt (dao động quanh cácnút mạng tinh thể) và đó là nguyên nhângây ra điện trở của kim loại

+ Sau khi đọc SGK, HS tuy chưa hiểunhưng cũng có thể nhớ và đưa ra câu trảlời như SGK: Sự mất trật tự của mạngtinh thể cản trở chuyển động của cácêlectron tự do là nguyên nhân gây rađiện trở của kim loại

chung là: sự mất trật tự của mạng tinh

thể nên người ta nói chung là: sự mất

trật tự của mạng tinh thể cản trở

chuyển động của các êlectron tự do và

là nguyên nhân gây ra điện trở của

kim loại

* Tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở

kim loại vào nhiệt độ.

- Nêu yêu cầu: Các em hãy dựa vào

những kiến thức đã học ở trên để dự

đoán xem khi nhiệt độ tăng thì điện

trở của kim loại tăng lên hay giảm đi

của các êlectron tự do, do đó có thể

dự đoán khi nhiệt độ tăng, nghĩa là

khi chuyển động nhiệt mạnh lên thì

điện trở của kim loại tăng

Kết luận trên chỉ là một dự đoán

dựa trên lí thuyết Muốn biết dự đoán

trên có đúng hay không thì phải dùng

TN để kiểm chứng

- Yêu cầu HS thảo luận với các bạn

cùng bàn để thiết kế một TN nhằm

kiểm tra dự đoán trên

Có thể gợi ý là người ta không thể

quan sát trực tiếp sự thay đổi điện trở

- Dự đoán theo yêu cầu của GV và thảoluận về các dự đoán của các bạn khiđược yêu cầu

Dự đoán: Vì chuyển động nhiệt cản trởchuyển động của các êlectron tự do nênkhi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệtcủa các ion mạnh lên làm cho việc cảntrở chuyển động tăng lên Do đó có thể

dự đoán là khi nhiệt độ tăng thì điện trởtăng

- Thảo luận trong nhóm bàn để vẽ sơ đồ

TN theo yêu cầu của GV

(HS có thể đưa ra các sơ đồ rất khácnhau Thường là các sơ đồ trong đó códùng cả vôn kế hoặc các sơ đồ trong đókhông có biện pháp làm nóng kimloại )

- Theo dõi TN do GV làm Nhận xét vàrút ra kết luận

Khi đốt nóng dây may so thì số chỉ củamiliampe kế giảm, chứng tỏ cường độdòng điện chạy qua dây giảm và điệntrở của dây tăng: Dự đoán lí thuyết làđúng