Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
PHẦN B. NỘI DUNG

PHẦN B. NỘI DUNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

nguồn tri thức, là phương tiện có nhiều sức mạnh trong nghiên cứu vật lí, là tiêu

chuẩn chân lí của các kiến thức về thế giới tự nhiên mà còn tạo ra kích thích hứng

thú, kích thích tính tích cực, tự giác và sáng tạo của HS đồng thời cũng là một

phương pháp dạy học sát với thực tế : “Học đi đơi với hành, lí luận gắn với thực

tiễn” .

1. Bản chất của phương pháp thí nghiệm

Thí nghiệm vật lí có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá

trình dạy học: đề xuất vấn đề nghiên cứu, hình thành kiến thức kĩ năng mới, củng cố

kiến thức, kĩ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS.

Thí nghiệm vật lí có thể do giáo viên biểu diễn hoặc thí nghiệm do học sinh

thực hiện, giúp học sinh tìm hiểu bản chất hiện tượng vật lí, hình thành khái niệm

hoặc thực hành vận dụng những tính chất, hiện tượng, định luật, vật lí đã học. Tuy

nhiên, trong thực tế có nhiều cách sử dụng TN khác nhau nhằm phát huy tính tích

cực của học sinh. Có các trường hợp sử dụng thí nghiệm như sau:

- Thí nghiệm nghiên cứu do nhóm học sinh thực hiện để phát hiện bản chất

hiện tượng mới.

- Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên theo hướng nghiên cứu giúp học sinh

quan sát, nhận xét rút ra kết luận.

- Thí nghiệm kiểm chứng nhằm kiểm tra dự đốn, những suy đốn lí thuyết.

- Thí nghiệm đối chứng nhằm rút ra kết luận đầy đủ chính xác hơn về một qui

tắc, bản chất vật lí.

- Thí nghiệm nêu vấn đề (giúp học sinh phát hiện vấn đề).

- Thí nghiệm giải quyết vấn đề…

2. Qui trình thực hiện

Khi sử dụng thí nghiệm hoạt động của giáo viên và học sinh cần chú ý:

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN

HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH

-Giáo viên chọn thí nghiệm đảm bảo:

- Biết được mục đích của thí nghiệm và

+ Đạt mục tiêu của bài học.

cách tiến hành thí nghiệm.

+ Dễ thành cơng.

- Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất.

+ An tồn.

-GV hướng dẫn học sinh tiến hành thí

nghiệm.

- Tiến hành thí nghiệm theo đúng

- Giáo viên hướng dẫn học sinh quan sát

hướng dẫn của giáo viên.

thí nghiệm, nêu hiện tượng, giải thích và

- Nêu hiện tượng, giải thích.

rút ra kết luận.

- Rút ra kết luận.

5



3. Sử dụng thí nghiệm trong bài lí thuyết

Sử dụng thí nghiệm được coi là tích cực khi thí nghiệm là nguồn kiến thức để

học sinh khai thác, tìm kiếm kiến thức mới dưới nhiều hình thức khác nhau. Tuỳ

theo cách sử dụng mà thực hiện ở những phương pháp thí nghiệm khác nhau.

Những thí nghiệm thực hiện theo hướng chứng minh cho lời giảng của giáo viên là

ít tích cực hơn là những thí thí nghiệm được sử dụng theo hướng nghiên cứu.

- Mức 1 (ít tích cực)

Giáo viên thực hiện thí nghiệm biểu diễn. Học sinh quan sát hiện tượng nhưng chỉ

để chứng minh một tính chất, một định luật vật lý mà giáo viên nêu ra.

- Mức 2 ( Tích cực )

Học sinh nghiên cứu thí nghiệm do giáo viên hoặc một học sinh biểu diễn:

+ Học sinh nắm được mục đích của thí nghiệm

+ Quan sát mơ tả thí nghiệm

+ Giải thích hiện tượng

+ Học sinh rút ra kết luận.

- Mức 3 ( Rất tích cực )

Nhóm học sinh trực tiếp thực hiện, nghiên cứu thí nghiệm:

+ Học sinh nắm được mục đích của thí nghiệm

+ Học sinh làm thí nghiệm

+ Học sinh quan sát hiện tượng

+ Giải thích hiện tượng

+ Rút ra kết luận.

II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ

Hiện nay, trong quá trình dạy học bộ mơn Vật lí ở trường THPT, giáo viên

chủ yếu sử dụng phương pháp nêu vấn đề dạy học theo quan điểm thuyết trình hoặc

sử dụng cơng nghệ thơng tin trình chiếu mang lại hiệu quả nhất định. Nếu có sử

dụng thí nghiệm dạy học thì chủ yếu sử dụng thơng qua các thí nghiệm trình chiếu

mà ít sử dụng thí nghiệm trực quan, các thí nghiệm trực quan chủ yếu sử dụng trong

các tiết có bài thực hành, chính vì vậy cũng chưa mang tính thuyết phục cho học

sinh vì Vật lí là bộ mộn vừa có lý thuyết và thực hành kiểm chứng

1. Thực trạng về vấn đề sử dụng TN để nâng cao chất lượng về kiến thức và rèn

luyện kỹ năng, kỹ xảo cho HS

- Đa số GV đều nhận thức được tầm quan trọng của thí nghiệm trong q

trình dạy học. Tuy nhiên việc khai thác thí nghiệm để bồi dưỡng năng lực tự học cho

HS hầu như chưa được chú ý.



6



- Đa số GV tự tiến hành các thí nghiệm có minh họa trong SGK mà không

hướng dẫn HS độc lập suy nghĩ tìm kiếm các phương án thí nghiệm để từ đó rèn

luyện cho HS kĩ năng tự học, tư duy độc lập.

- Hầu hết GV ít sử dụng TN trong việc kiểm tra, đánh giá HS.

- Phần lớn GV chưa có sự đầu tư khai thác những thí nghiệm.

* Một số nguyên nhân cơ bản

-Về phía GV

+ Mặc dù GV nhận thức được tầm quan trọng của thí nghiệm trong q trình

dạy học nhưng GV chưa có sự đầu tư đúng đắn.

+ Nhiều GV vẫn quen dạy theo lối cũ, ngại đổi mới PPDH do đó việc sử dụng

TN theo hướng bồi dưỡng năng lực tự học cho HS đòi hỏi GV phải tốn thời gian và

cơng sức để sưu tầm và tuyển chọn hệ thống TN phù hợp với các hình thức dạy học.

+ Các giáo án của GV chỉ mang tính hình thức và chỉ tóm tắt lại nội dung chính

trong SGK mà chưa thiết kế giáo án theo một tiến trình cụ thể bằng hệ thống các thí

nghiệm để hình thành kiến thức cho HS.

+ Chế độ kiểm tra, thi cử, đánh giá kết quả học tập chưa kích thích được khả

năng tư duy và ý thức tự học của các em vì một bộ phận khơng nhỏ các GV vẫn dạy

theo quan niệm “thi gì, dạy nấy”. Vẫn còn nạn chạy đua theo thành tích, tuy không

nhiều nhưng cũng tác động rất lớn đến việc tự học của các em.

- Về phía HS

+ Phần đơng HS nhận thức được tầm quan trọng của việc tự học trong quá trình

học tập của các em, tuy nhiên các em khơng biết và khơng có điều kiện để rèn luyện

được những kĩ năng tự học vì áp lực học tập và thi cử (học thêm tràn lan).

+ Mặt khác, HS còn hạn chế về khả năng hiểu biết các dụng cụ thí nghiệm, tư

duy lơgic trong q trình giải thích các hiện tượng và giải bài tập vật lý, vận dụng

kiến thức vào các vấn đề kĩ thuật đơn giản; năng lực thực hành.

2. Thuận lợi và khó khăn về vấn đề sử dụng TN để nâng cao chất lượng về kiến

thức và rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho HS

* Những thuận lợi

7



- Sự phát triển của nền kinh tế đòi hỏi Giáo dục phải tạo ra được những con

người năng động, sáng tạo, có khả năng chiếm lĩnh tri thức và làm chủ tri thức.

Chính vì vậy mà vấn đề tự học, rèn luyện các kĩ năng tự học cho HS để từ đó bồi

dưỡng cho các em năng lực tự học được các cấp chính quyền và xã hội quan tâm

đúng mức.

- Cùng với sự đổi mới chương trình, nội dung là sự đổi mới về PPDH nên hiện

nay nhiều trường phổ thông đã được đầu tư, trang bị khá đầy đủ về cơ sở vật chất,

trang thiết bị, đảm bảo cho GV có thể tổ chức các hoạt động dạy học theo hướng

tích cực.

- Mơn Vật lí là một mơn khoa học thực nghiệm, có nhiều thí nghiệm phong phú

gắn liền với thực tiễn và đời sống nên GV dễ dàng khai thác thí nghiệm theo hướng

bồi dưỡng năng lực tự học cho HS.

* Những khó khăn

Ngồi những thuận lợi nêu trên, khi sử dụng thí nghiệm theo hướng bồi dưỡng

năng lực tự học cho HS ở các trường THPT GV thường gặp những khó khăn sau:

- Nhiều trường THPT đã trang bị đầy đủ cho GV thực hiện tốt đổi mới PPDH,

tuy nhiên còn nhiều GV còn lúng túng trong việc sử dụng các thiết bị dạy học. Việc

sử dụng thí nghiệm trong q trình dạy học Vật lí gặp nhiều khó khăn cho việc tổ

chức hoạt động nhận thức của HS.

- Sử dụng thí nghiệm theo hướng bồi dưỡng năng lực tự học cho HS đòi hỏi

GV phải tốn nhiều thời gian để sưu tầm và tuyển chọn thí nghiệm phù hợp.

- GV rất ngại làm thí nghiệm, vì khi sử dụng thí nghiệm trong một tiết dạy đòi

hỏi GV cần phải chuẩn bị từ 2 đến 3 buổi để chuẩn bị thí nghiệm.

III. GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN

Sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực là thí nghiệm cung cấp kiến thức,

phương tiện để học sinh khai thác, tìm tòi theo phương pháp kiểm chứng, phương

pháp nghiên cứu….

1. Yêu cầu chung:

Nội dung của TN phải phù hợp với các kiến thức cơ bản của chương trình

SGK và phải thiết thực gần gũi với cuộc sống hằng ngày của HS. Các thiết bị TN

8



phải đơn giản, dễ tìm, dễ chế tạo hoặc có sẵn ở phòng thí nghiệm. Các thao tác TN

khơng q khó

2. Khái qt nội dung chương “Dòng điện khơng đổi”

Chương “Dòng điện khơng đổi” được giảng dạy trong 13 tiết, trong đó 8 tiết lí

thuyết, 2 tiết thực hành và 4 tiết bài tập. Kiến thức của chương là sự nối tiếp các

kiến thức của chương “Điện tích - Điện trường”. Nội dung chương này đề cập đến

những vấn đề cơ bản về dòng điện khơng đổi, là cơ sở để nghiên cứu các vấn đề

khác về dòng điện. Phần lớn kiến thức của chương được kế thừa và phát triển từ

chương trình vật lí THCS như các khái niệm dòng điện, cường độ dòng điện, điện

năng tiêu thụ, định luật Ôm đối với đoạn mạch điện trở…và các kĩ năng vận dụng ở

mức độ đơn giản. Ngồi ra, chương này trình bày những vấn đề mới về nguồn điện,

về sự tạo thành suất điện động của các nguồn điện, ghép các nguồn điện thành bộ,

đặc biệt là việc thiết lập và vận dụng định luật Ôm cho toàn mạch. Kiến thức của

chương rất gần gũi với thực tế cuộc sống hàng ngày mà HS thường gặp, thường thấy

như nguồn điện ở pin, ac-qui, các mạch điện mắc nối tiếp, song song, các tác dụng

của dòng điện…

2.2. Khai thác TN theo hướng dạy học tích cực trong dạy học chương “Dòng

điện khơng đổi”

Dựa vào nội dung cơ bản của chương “ Dòng điện khơng đổi” ta có thể đưa ra

một số TN áp dụng cho chương này như sau:

Dạng 1. Các TN về nguồn điện, định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ có điện trở

thuần.

Dạng 2. Các TN về điện năng, công suất điện. Định luật Jun – Len xơ

Dạng 3. Các TN về Định luật Ôm đối với toàn mạch, mắc các nguồn điện thành bộ

Thí nghiệm 1: Một ắcqui bị mất kí hiệu các cực âm và dương. Chỉ bằng hai dây dẫn

và một cốc nước, làm cách nào để có thể xác định lại các cực của ắcqui. Hãy nêu

phương án thực hiện.



Hình 2.1



9



* Phương án tiến hành: nối các đầu dây dẫn vào hai điện cực của ắcqui. Cạo sạch

lớp cách điện hai đầu dây còn lại cỡ 5cm mỗi đầu và nhúng vào cốc nước ở hai

thành đối diện. Quan sát đầu dây nào có nhiều bọt khí hơn đó là cực âm. Cực của

ắcqui nối với dây này là cực âm, cực còn lại là cực dương.

* Giải thích: Khi mắc mạch điện như trên dưới tác dụng hóa học của dòng điện, các

ion dương H+ dịch chuyển về cực âm, các ion âm O 2- dịch chuyển về cực dương và

được giải phóng. Vì một phân tử nước có hai ngun tử Hiđrơ và một ngun tử Oxi

do đó phân số phân tử Hiđrơ được giải phóng ở cực âm nhiều hơn gấp đơi. Vì vậy

suy ra điện cực âm là điện cực có nhiều bọt khí sủi lên hơn.

Thí nghiệm 2: Cho một nguồn điện một chiều, hai vơn kế giống nhau có điện trở rất

lớn, một điện trở đã biết trị số , một điện trở chưa biết trị số , dây nối, khóa K. Hãy

đề xuất phương án xác định giá trị điện trở ?

* Xây dựng phương án

- Mắc mạch điện theo hình 2.16 , các vôn kế mắc song song vào hai đầu và .

- Đóng khóa K,đọc giá trị của các vơn kế chỉ và ghi vào bảng kết quả đo.

- Thế các giá trị đó vào cơng thức , tìm được

R0



Rx



V



V

+ -



K



Hình 2.2



Hình 2.2



* Giải thích: Do điện trở của vơn kế rất lớn nên khi mắc vôn kế vào mạch, cường

độ dòng điện trong mạch khơng đổi. Mạch ngồi gồm nt .

Ta có,suy ra

Thí nghiệm 3: Cho điện trở đã biết trị số , điện trở chưa biết trị số , hai vơn kế có

điện trở rất lớn, nguồn điện, dây nối. Hãy lập phương án xác định công suất tiêu thụ

trên ?

10



* Xây dựng phương án: giống thí nghiệm 2

- Thay biểu thức vào cơng thức ta được

Thí nghiệm 4: Cho nguồn điện một chiều, hai ampe kế giống nhau có điện trở rất

nhỏ, một điện trở đã biết trị số , một điện trở chưa biết trị số , dây nối, khóa K. Hãy

đề xuất phương án xác định giá trị điện trở ?

Xây dựng phương án

- Mắc mạch điện như hình 2.18, đóng khóa K, đọc số chỉ của các ampe kế.

- Thế các giá trị đó vào cơng thức .

A

A

+ -



R0

Rx



K



Hình 2.4



Hình 2.4



* Giải thích: Vì điện trở của ampe kế rất bé nên khi mắc ampe kế vào mạch có thể

bỏ qua điện trở các ampe kế. Khi đó, mạch ngồi chỉ còn R0 mắc song song với Rx.

Ta có , và suy ra

Thí nghiệm 5: Cho điện trở đã biết trị số R 0, điện trở chưa biết trị số , hai ampe kế

có điện trở rất nhỏ, nguồn điện một chiều, dây nối, khóa K. Hãy lập phương án xác

định công suất tiêu thụ trên ?

Xây dựng phương án: giống thí nghiệm 4

Thay biểu thức: vào

Thí nghiệm 6: Mắc bóng đèn 3V – 3W vào mạch điện như hình 2.6 , hiện tượng gì

xảy ra với bóng đèn khi đóng khóa K?

* Dụng cụ:

- 3 pin, mỗi pin có suất điện động bằng 1,5V, điện trở

trong 0,5 

- Bóng đèn 3V – 3W



Đ



K



- Khóa K và dây nối

11



Hình 2.6



* Tiến hành thí nghiệm:

- Mắc các dụng cụ theo sơ đồ hình 2.6 (3 pin mắc nối tiếp thành bộ nguồn có có

suất điện động bằng 4,5V, điện trở trong 1,5  )

- Đóng khóa K và yêu cầu HS nhận xét đèn sáng hay cháy.

* Kết quả:

- Đèn sáng.

* Thí nghiệm này được sử dụng trong quá trình nghiên cứu kiến thức mới bài: Định

luật Ơm đối với tồn mạch, GV sẽ đưa tư duy của HS vào tình huống mâu thuẫn

nhận thức

+ HS dự đốn: Bóng đèn sẽ cháy vì U > Uđm của bóng đèn hay

I



U 4, 5



 1,5( A)  I dm

R

3



+ Giá trị 4,5V có phải là hiệu điện thế đặt vào bóng đèn khơng? Cường độ dòng điện

qua đèn có phải là 1,5A khơng?

Thí nghiệm 7: Kiểm nghiệm định luật Ơm đối với tồn mạch

* Dụng cụ:

- Pin điện hóa

- Biến trở

- Điện trở bảo vệ R0=20 

- 1 bảng lắp ráp mạch điện

Hình 2.7



- Dây nối



-1 đồng hồ đo điện năng hiển thị số DT 9205B dùng làm chức năng ampe kế một

chiều



A



* Tiến hành thí nghiệm:

R0



- Mắc các dụng cụ theo sơ đồ hình 2.7

- Định luật Ôm đối với đoạn mạch trên:

trong đó r’=R0+r

1 1

 R  r,

I



Suy ra:







I





R  r,



R



Hình: 2.7





12



1

1

y , a , xR

I



Đặt

. Phương trình trên có dạng: y = a(x+r’)



Đồ thị có dạng đường thẳng như hình 2.8

x0   r , , y0 



r,





- Ghi giá trị của số chỉ ampe kế ứng với các giá trị của R vào bảng 2.2

Bảng 2.2



x=R(  )



I



y



(103



1

I



A)



y



y0

x0 O Hình 2.8



x



- Vẽ đồ thị y=f(x) và kết luận về việc kiểm chứng biểu thức định luật Ơm đối với

tồn mạch. Dựa vào đồ thị cũng xác định suất điện động  và điện trở trong r của

pin điện hóa.

Thí nghiệm 8: Người ta có một chiếc pin nhưng lại không biết suất điện động và

điện trở trong của nó. Với các dụng cụ: Một vôn kế, một ampe kế,một biến trở và

các dây nối, làm thế nào để xác định được suất điện động và điện trở trong của pin.

1. Phân tích bài tốn

- Hãy viết biểu thức HĐT mạch ngoài? U N  E  Ir

- Muốn đo E và r ta cần phải đo những đại lượng nào? Cần mấy phương trình?

- Hãy thiết kế sơ đồ mạch điện?

2. Tiến hành thí nghiệm



13



- Mắc mạch điện theo sơ đồ

- Điều chỉnh biến trở tới hai vị trí bất kỳ, tại hai vị trí này đọc được hai cặp giá trị

của vơn kế và ampe kế là: U1, I1 và U2, I2.

- Giải hệ phương trình:

U1 = E – I1r,

U2 = E – I2r.

Ta tìm được E và r

3. Nhận xét

- Qua việc giải bài tập trên đã giúp HS nắm vững

công thức định luật Ơm cho tồn mạch.

- Bồi dưỡng cho HS khả năng vận dụng sáng tạo

kiến thức đã học vào tình huống mới, khả năng đề xuất phương án để giải quyết

vấn đề mới.

Thí nghiệm 9: Có một bóng đèn 6V- 6W, với chỉ một loại pin e = 1,5V, r 0 = 1  và

các dây nối điện trở nhỏ khơng đáng kể. Hỏi cần phải có bao nhiêu pin mắc thành bộ

đối xứng để thắp sáng đèn bình thường, chọn phương án có hiệu suất cao nhất.

1. Phân tích bài tốn

- Điều kiện để đèn 6V – 6W sáng bình thường là gì?

- Giả sử có N pin mắc thành m dãy song song, mỗi dãy

có n pin mắc nối tiếp, hãy xác định m và n để đèn sáng

bình thường?

2. Tiến hành giải

- Điều kiện để đèn sáng bình thường là HĐT mạch điện ngồi U = 6V, khi đó

P

 1( A)

CĐDĐ qua đèn là: I = U



- Giả sử có N pin mắc thành m dãy, mỗi dãy có n pin mắc nối tiếp. Ta có E = ne =

n

n

r0 

m

1,5n, r = m



-



n

Áp dụng định luật Ôm: E = U + Ir. Suy ra 1,5n = 6 + m



14



Ta đi đến phương trình:



8

n = 4+ 3m  2



Với m, n là số nguyên dương, do đó 3m – 2 = 1,2,4,8. Ta chọn m = 1,2. Ta tính được

n = 12,6

- Bài tốn có 2 nghiệm: Dùng 12 pin ghép thành 1 dãy nối tiếp hoặc 2 dãy song

song mỗi dãy 6 pin nối tiếp.

U

(%)

E



Hiệu suất của bộ nguồn là: H =

Cả hai phương án đều có cơng suất mạch điện ngồi 6W tức HĐT mạch điện ngồi

U = 6V, vậy phương án nào có công suất bộ nguồn bé tức suất điện động bé thì có

hiệu suất lớn. E1 = 12e = 18V, E2 = 6e = 9V.

Phương án hai có hiệu suất gấp 2 phương án một

Tiến hành mắc mạch điện để kiểm tra kết quả.

3.Nhận xét.

Qua TN này giúp HS nắm vững định luật Ơm, cách tính suất điện động và

điện trở trong của bộ nguồn. Rèn luyện năng lực tư duy sáng tạo, bồi dưỡng năng

lực vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn .

Thí nghiệm 10: Kiểm nghiệm định luật Ohm đối với đoạn mạch chứa nguồn điện

1.Tiến trình xây dựng kiến thức Định luật Ohm đối với đoạn mạch chứa nguồn điện:

- Cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch phụ thuộc vào

hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch, điện trở thuần R và suất

điện động, điện trở trong của nguồn điện bằng cơng thức

tốn học nào?

- Áp dụng định luật ơm đối với tồn mạch và định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ

chứa điện trở thuần cho 1 mạch điện, rút ra công thức cần xây dựng?

15



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

PHẦN B. NỘI DUNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×