Sáng kiến kinh nghiệm cách tiến hành một số thí nghiệm biểu diễn trong chương trình vật lí 11 ban cơ bản

Việc trình bày chi tiết về mục tiêu, cơ sở lý thuyết, dụng cụ thí nghiệm, cách sử dụng và các bước tiến hành thí nghiệm biểu diễn trong chương trình, giáo khoa sách vật lí phổ thông sẽ là tài liệu tham khảo giúp các thầy cô giải quyết được những khó khăn trên, để thực hiện thành công các bài giảng của mình. Với mong muốn góp phần nhỏ bé của mình vào sự nghiệp giáo dục chung của nước nhà, nâng cao chất lượng dạy và học môn vật lí ở trường phổ thông, tôi mạnh dạn đưa ra sáng kiến: “Cách tiến hành một số thí nghiệm biểu diễn trong chương trình Vật lí 11 ban cơ bản”.

I ĐẶT VẤN ĐỀ I.1 Lý chọn đề tài Vật lí mơn khoa học thực nghiệm, hầu hết kiến thức vật lí rút từ quan sát thí nghiệm Vì vậy, dạy học vật lí trường phổ thơng, thí nghiệm phương tiện quan trọng, có tác dụng to lớn việc chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng, HS Nó khơng làm tăng tính hấp dẫn môn học, giúp HS hiểu sâu sắc kiến thức lý thuyết học mà quan trọng tạo cho HS trực quan nhạy bén Đối với trường phổ thông địa bàn tỉnh Sơn La đặc biệt trường đóng địa bàn xã biên giới, khu vực có điều kiện kinh tế đặc biệt khó khăn trường THPT Sốp Cộp hầu hết học sinh em dân tộc thiểu số, chất lượng đầu vào thấp, kiến thức lớp cịn khiếm khuyết, trình độ tiếp thu hạn chế Nên việc truyền thụ kiến thức vật lí cho học sinh điều khó khăn Qua nhiều năm dạy vật lí trường, tơi nhận thấy rằng: với tiết học có sử dụng thí nghiệm, học sinh tỏ hứng thú hiểu Thực tế theo đa số học sinh cho rằng: Vật lí mơn học q khó khô khan, nên để tạo hứng thú cho học sinh việc học tập mơn vật lí việc làm cần thiết Để thực điều này, tiết học có u cầu thí nghiệm chứng minh, giáo viên nên tiến hành Hiện với đời công nghệ thông tin phương tiện kĩ thuật đại với phần mềm thí nghiệm, giúp giáo viên giải phần khó khăn tiết dạy có thí nghiệm Tuy nhiên, thí nghiệm thực có sức thuyết phục thí nghiệm ảo Cho nên theo tơi tiết học sử dụng thí nghiệm thực giáo viện nên làm thí nghiệm thực, khơng nên q lạm dụng cơng nghệ thơng tin Hơn thí nghiệm vật lí trình bày SGK Vật lí THPT gồm hai loại chính: Thí nghiệm thực hành cho học sinh thí nghiệm biểu diễn giáo viên Với thí nghiệm thực hành cho học sinh SGK trình bày cụ thể chi tiết từ mục đích, sở lí thuyết, dụng cụ thí nghiệm bước tiến hành thí nghiệm có đầy đủ báo cáo kết thí nghiệm Cịn thí nghiệm biểu diễn giáo viên với số lượng lớn thí nghiệm thực hành, nhiên SGK lại trình bày vắn tắt, có có hình ảnh mà khơng có hướng dẫn cách thực hiện, cách sử dụng thiết bị thí nghiệm Đó điều khó khăn giáo viên không giỏi thực hành giáo viên công tác trường sở vật chất cịn nghèo nàn, việc sử dụng thí nghiệm cịn hạn chế q trình dạy học vật lí trường THPT Việc trình bày chi tiết mục tiêu, sở lý thuyết, dụng cụ thí nghiệm, cách sử dụng bước tiến hành thí nghiệm biểu diễn chương trình, giáo khoa sách vật lí phổ thông tài liệu tham khảo giúp thầy giải khó khăn trên, để thực thành cơng giảng Với mong muốn góp phần nhỏ bé vào nghiệp giáo dục chung nước nhà, nâng cao chất lượng dạy học mơn vật lí trường phổ thông, mạnh dạn đưa sáng kiến: “Cách tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình Vật lí 11 ban bản” I.2 Mục tiêu, nhiệm vụ đề tài Xác định vai trị thí nghiệm, đặc biệt thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lí phổ thơng Tìm hiểu thực trạng việc dạy học sử dụng thí nghiệm biểu diễn trình dạy học vật lí trường phổ thơng Tiến hành nghiên cứu thí nghiệm biểu diễn chương trình SGK Vật lí lớp 11 ban Trực tiếp làm thí nghiệm, sau trình bày mục đích, sở lý thuyết, dụng cụ, bước tiến hành thí nghiệm đó, làm tài liệu tham khảo cho giáo viên công tác giảng dạy Rút kết luận sư phạm nhằm nâng cao hiệu việc sử dụng thí nghiệm dạy học trường phổ thơng I.3 Đóng góp đề tài - Cơ sở lý luận phương pháp dạy học sử dụng thí nghiệm biểu diễn trường phổ thơng - Trình bày mục đích, sở lý thuyết, dụng cụ, bước tiến hành số thí nghiệm biểu diễn trương trình Vật lí 11 ban bản, làm tài liệu tham khảo cho giáo viên công tác giảng dạy - Rút kết luận sư phạm nhằm nâng cao hiệu việc sử dụng thí nghiệm dạy học trường phổ thơng II GIẢI QUYẾT VẪN ĐỀ II.1 Cơ sở lý luận II.1.1 Thí nghiệm vật lí gì? Thí nghiệm vật lí tác động có chủ định, có hệ thống người đối tượng thực khách quan Thơng qua phân tích điều kiện mà diễn tác động kết tác động, ta thu nhận tri thức II.1.2 Đặc điểm thí nghiệm vật lí - Các điều kiện thí nghiệm phải lựa chọn thiết lập có chủ định cho thơng qua thí nghiệm, trả lời câu hỏi đặt ra, kiểm tra giả thuyết hệ suy từ giả thuyết Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu,phương tiện gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận kết tác động - Các điều kiện thí nghiệm làm biến đổi để ta nghiên cứu phụ thuộc đại lượng, đại lượng khác giữ không đổi - Các điều kiện thí nghiệm phải khống chế, kiểm sốt dự định nhờ sử dụng thiết bị thí nghiệm có độ xác mức độ cần thiết, nhờ phân tích thường xuyên yếu tố đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng nhiễu (nghĩa loại bỏ tối đa số điều kiện để không làm xuất tính chất, mối quan hệ khơng quan tâm ) - Đặc điểm quan trọng thí nghiệm tính quan sát biến đổi đại lượng biến đổi đại lượng khác Điều đạt nhờ giác quan người hỗ trợ phương tiện quan sát, đo đạc - Có thể lặp lại thí nghiệm Điều có nghĩa là: với thiết bị thí nghiệm, điều kiện thí nghiệm bố trí lại thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm, tượng, q trình vật lí phải diễn thí nghiệm giống lần thí nghiệm trước II.1.3 Các chức thí nghiệm dạy học vật lí Theo quan điểm lý luận nhận thức, dạy học vật lí trường phổ thơng, thí nghiệm vật lí có chức sau: - Thí nghiệm vật lí phương tiện việc thu nhận tri thức (nguồn trực tiếp tri thức) - Thí nghiệm vật lí phương tiện để kiểm tra tính đắn tri thức thu - Thí nghiệm vật lí phương tiện việc vận dụng tri thức thu vào thực tiễn - Thí nghiệm vật lí phận phương pháp nhận thức vật lý II.1.4 Các chức thí nghiệm theo quan điểm lý luận dạy học Thí nghiệm sử dụng tất giai đoạn khác trình dạy học - Giai đoạn định hướng mục đích nghiên cứu - Giai đoạn hình thành kiến thức - Quá trình củng cố kiến thức, kĩ học sinh - Kiểm tra, đánh giá kiến thức kĩ học sinh + Thí nghiệm phương tiện góp phần phát triển nhân cách tồn diện học sinh - Thí nghiệm phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vật lí học sinh - Thí nghiệm phương tiện kích thích hứng thú học tập vật lí, tổ chức q trình học tập tích cực, tự lực sáng tạo học sinh - Thí nghiệm phương tiện tổ chức hình thức làm việc tập thể khác nhau, bồi dưỡng phẩm chất đạo đức học sinh + Thí nghiệm phương tiện đơn giản hoá trực quan dạy học vật lí II.1.5 Thí nghiệm biểu diễn gì? - Thí nghiệm biểu diễn thí nghiệm giáo viên tiến hành lớp, học nghiên cứu kiến thức học củng cố kiến thức học sinh II.1.6 Phân loại thí nghiệm biểu diễn Căn vào mục đích lý luận dạy học thí nghiệm biểu diễn q trình nhận thức học sinh, thí nghiệm biểu diễn gồm ba loại sau: - Thí nghiệm mở đầu thí nghiệm nhằm giới thiệu cho học sinh biết qua tượng nghiên cứu, để tạo tình có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú học tập học sinh, lôi học sinh vào hoạt động nhận thức - Thí nghiệm nghiên cứu tượng thí nghiệm nhằm xây dựng nên kiểm chứng lại kiến thức mới, sử dụng giai đoạn nghiên cứu kiến thức Thí nghiệm nghiên cứu tượng bao gồm: + Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát thí nghiệm nhằm cung cấp liệu thực nghiệm để từ khái qt hố quy nạp, kiểm tra tính đắn giả thuyết hệ lôgic rút từ giả thuyết đề xuất, giải vấn đề xuất đầu học, từ xây dựng nên kiến thức +Thí nghiệm nghiên cứu minh hoạ thí nghiệm nhằm kiểm chứng lại kiến thức xây dựng đường lý thuyết, dựa phép suy luận lơgic chặt chẽ (trong có suy luận tốn học) - Thí nghiệm củng cố thí nghiệm nêu lên biểu kiến thức học tự nhiên, đề cập ứng dụng kiến thức sản xuất đời sống, đòi hỏi học sinh phải vận dụng kiến thức học để dự đốn giải thích tượng hay chế hoạt động thiết bị, dụng cụ kĩ thuật Thông qua đó, giáo viên kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức học sinh Thí nghiệm củng cố sử dụng tiết học nghiên cứu kiến thức hay luyện tập hệ thống hoá kiến thức học II.1.7 Những yêu cầu mặt kĩ thuật mặt phương pháp việc sử dụng thí nghiệm biểu diễn dạy học Việc sử dụng thí nghiệm biểu diễn phải tránh tình trạng lạm dụng thí nghiệm, sử dụng thí nghiệm trình diễn đơn phải tuân thủ yêu cầu việc đặt kế hoạch thí nghiệm, chuẩn bị thí nghiệm, bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm xử lý kết thí nghiệm a Các yêu cầu việc đặt kế hoạch thí nghiệm - Xác định xác mục đích thí nghiệm cần phải tiến hành chức lý luận dạy học (đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, hình thành kiến thức mới, củng cố hay kiểm tra đánh giá) - Xác định nhiệm vụ mà học sinh cần phải hồn thành việc chuẩn bị thí nghiệm, việc tiến hành thí nghiệm việc xử lý kết thí nghiệm - Từ mục đích thí nghiệm vị trí q trình nhận thức học sinh, lựa chọn phương án thí nghiệm cần biểu diễn đáp ứng đòi hỏi sư phạm: tính trực quan (các dụng cụ phải có kích thước đủ lớn để lớp nhìn rõ, có cấu tạo đơn giản, thể rõ nguyên tắc khoa học tượng cần nghiên cứu, có màu sắc thích hợp, hình dạng đẹp đẽ lơi ý học sinh, chi tiết chính, biểu kết thí nghiệm; bố trí thí nghiệm sáng sủa, dễ hiểu, nhận thấy rõ ràng kết thí nghiệm, loại bỏ cách tối đa tượng khơng muốn), tính hiệu (các dụng cụ tối thiểu, hoạt động tốt, có độ xác cao; ưu tiên thí nghiệm đơn giản, thí nghiệm có tiến hành nhanh chóng; sử dụng thí nghiệm song song), tính an tồn (dụng cụ, cách bố trí tiến hành thí nghiệm phải đảm bảo an tồn cho người dụng cụ, bố trí thí nghiệm vững chắc, di chuyển dễ dàng) đặt kế hoạch tiến hành chuỗi thí nghiệm cho có đủ liệu để khát quát hố, có việc xác định thời điểm sử dụng, thời gian cần thiết cho thí nghiệm học b Các yêu cầu việc chuẩn bị thí nghiệm - Nghiên cứu kĩ lưỡng tính dụng cụ thí nghiệm lựa chọn sử dụng thành thạo chúng - Trước học, phải kiểm tra hoạt động dụng cụ sử dụng thử nghiệm lại thí nghiệm tiến hành, dù thí nghiệm đơn giản nhất, kịp thời thay phận hỏng hóc Cơng việc chuẩn bị thí nghiệm kết thúc thí nghiệm lặp lại nhiều lần, cho kết rõ ràng, đơn trị c Các yêu cầu việc bố trí thí nghiệm Bố trí thí nghiệm phải đảm bảo cho học sinh từ vị trí ngồi lớp học nhìn rõ dụng cụ, độ lệch kim dụng cụ đo, đẹp thẩm mỹ Muốn vậy, cần thực yêu cầu sau: - Lắp ráp bước dụng cụ thí nghiệm trước mắt học sinh Trong trường hợp khơng cho phép, phải lắp ráp hoàn chỉnh trước học cần phải phân tích kỹ lưỡng cách nối kết phận với học sinh - Những thiết bị học sinh gặp lần đầu, phải mơ tả, giải thích cho học sinh hiểu rõ nguyên tắc hoạt động chúng - Chỉ đặt bàn dụng cụ cần thiết cho thí nghiệm - Bố trí dụng cụ thí nghiệm nhiều độ cao khác Bố trí thí nghiệm thẳng đứng (có thể sử dụng giá, bảng sắt), phải bố trí thí nghiệm mặt phẳng nằm ngang phải sử dụng phương pháp chiếu sáng (gương phẳng lớn đặt nghiêng 45o để học sinh quan sát ảnh thẳng đứng gương, đèn chiếu sáng, camera) Thay đổi độ sáng phòng học, tiến hành thí nghiệm quang hình học - Cần xếp dụng cụ mà tượng mong muốn diễn nằm bên phải dụng cụ khác, dụng cụ mặt trước, không che khuất nhau, phận thiết bị phải nằm cạnh - Dùng vật thị để làm bật phận chính, đánh dấu diễn biến tượng mà học sinh cần theo dõi (vật làm mốc, chất thị màu…) - Bố trí dây nối, đặc biệt thí nghiệm điện khơng cắt Dùng dây nối có màu sắc khác để dễ phân biệt Chọn mặt sau (phơng) thích đặt phía sau máy đo suốt - Đối với thí nghiệm, phải có hình vẽ (trên bảng, giấy) thống tối đa với bố trí thí nghiệm d Các yêu cầu việc tiến hành thí nghiệm - Trong q trình tiến hành thí nghiệm, cần định hướng học sinh vào trọng điểm cần quan sát - Đối với thí nghiệm định lượng, phải lập bảng ghi giá trị hợp lý trước tiến hành thí nghiệm - Trong suốt q trình tiến hành thí nghiệm, giáo viên phải đứng sau cạnh dụng cụ thí nghiệm, khơng che khuất tầm quan sát học sinh - Thí nghiệm cần lặp lại vài lần, ý đảm bảo điều kiện mà thí nghiệm phải thoả mãn, phải cho kết rõ ràng, đơn trị (u cầu đạt thơng qua việc lựa chọn dụng cụ thích hợp, lựa chọn thơng số thuận tiện), ngắn gọn e Các yêu cầu việc xử lý kết - Việc thu nhận liệu thực nghiệm phải trung thực, đủ cho việc khái quát hóa rút kết luận - Việc xử lý kết thí nghiệm phải dành đủ thời gian thực cách chu đáo như: • Đối với thí nghiệm định tính, học sinh phải phát biểu kết quan sát thấy, phân tích, suy luận lơgic để rút kết luận • Đối với thí nghiệm định lượng, kết phải dành mạch, xác, làm trịn có ý nghĩa kết Biểu diễn kết thu qua thí nghiệm dạng biểu bảng, đồ thị (về nguyên tắc, nối điểm đo riêng biệt với mà vẽ đường cong gần đúng) Phải tính tốn sai số (nếu có thể) Từ việc xử lý kết thí nghiệm, hướng dẫn học sinh rút kết luận dấu hiệu, mối liên hệ chất tượng, trình vật lí nghiên cứu, phát triển chúng lời hay biểu thức toán học II.2 Thực trạng việc sử dụng thí nghiệm biểu diễn dạy học Vật lí Thực tế theo đa số học sinh cho rằng: Vật lí mơn học q khó khơ khan, nên để tạo hứng thú cho học sinh việc học tập mơn vật lí việc làm cần thiết Để thực điều này, tiết học có u cầu thí nghiệm nên tiến hành Hiện với phát triển công nghệ thông tin phương tiện kĩ thuật đại với phần mềm thí nghiệm biểu diễn, giúp giáo viên giải phần khó khăn tiết dạy có thí nghiệm Tuy nhiên để sử dụng CNTN vào thiết kế thí nghiệm vật lí khơng phải giáo viên làm được, đặc biệt giáo viên nhiều tuổi khả ứng dụng CNTT cịn hạn chế Ngồi với trường đóng địa bàn thuộc xã có điều kiện kinh tế - xã hội đặc biệt khó khăn trước sở vật chất cịn thiếu thốn, đặc biệt thiết bị thí nghiệm nên việc tiếp xúc sử dụng thí nghiệm thường xuyên hạn chế Nay quan tâm đầu tư nhà nước xã hội nên điều kiện sở vật chất nhà trường đảm bảo hơn, đặc biệt đầu tư trang thiết bị dạy học có dụng cụ thí nghiệm giáo viên cịn lúng túng khó khăn sử dụng tiến hành thí nghiệm biểu diễn thực Thường gặp trở ngại giáo viên phải dạy “chay” nên chất lượng dạy chưa cao Chính vấn đề làm cho học sinh nắm kiến thức cách mơ hồ, máy móc, khơng hiểu rõ chất, tượng quy luật vật Việc trình bày chi tiết mục tiêu, sở lý thuyết, dụng cụ thí nghiệm, cách sử dụng bước tiến hành thí nghiệm biểu diễn chương trình, giáo khoa sách vật lí phổ thơng tài liệu tham khảo giúp thầy cô giải khó khăn trên, để thực thành cơng giảng II.3 Cách thực số thí nghiệm biểu diễn trương trình vật lí lớp 11 ban II.3.1 Thí nghiệm khảo sát nhiễm điện tiếp xúc hưởng ứng 10 hàn vào Khi nhiệt độ hai mối hàn khác mạch xuất suất điện động nhiệt điện c Dụng cụ thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm (Hình 11) bao gồm: - Hộp gỗ (1) kích thước 320 mm × 230 mm × 130mm, có xốp để chứa linh kiện - Hai đồng hồ vạn (2) - Cặp nhiệt điện đồng – Constantan(3) - Dây dẫn có chốt cắm (4) - Đèn cồn (bật lửa ga) d Tiến trình thí nghiệm - B1: Nối cực cặp nhiệt điện đồng – Constantan với điện kế ( Hình 12) Constantan Hình 12 14 - B2: Dùng đèn cồn (bật lửa ga) đốt mối hàn cặp nhiệt điện, ta quan sát thấy dòng điện tăng dần lên Điều chứng tỏ có xuất dịng nhiệt điện - B3: Tắt đèn cồn (bật lửa ga) kim điện kế lại trở số II.3.5 Thí nghiệm nghiên cứu dịng điện chất điện phân a Mục đích thí nghiệm Khảo sát mối quan hệ hiệu điện dịng điện chất điện phân có tượng cực dương tan b Cơ sở lý thuyết Dòng điện chất điện phân dòng dịch chuyển có hướng ion dương theo chiều điện trường ion âm ngược chiều điện trường c Dụng cụ thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm (Hình 13) bao gồm: - Hộp gỗ (1) 320 mm x 230 mm x 130 mm, có xốp để chứa linh kiện - Hai đồng hồ vạn (2) - Biến trở (3) 10 ÷ 20Ω - Cốc đựng dung dịch (4) đường kính 50mm, cao 60 mm, có cặp điện cực đồng đỏ - CuSO4 dạng bột (5) - Dây nối biến trở dây dẫn có chốt cắm (6) d Tiến trình thí nghiệm 15 - B1: Hoà tan CuSO4 vào nước cất tạo thành dung dịch, nhúng hai cực đồng vào dung dịch CuSO4 - B2: Mắc mạch điện theo sơ đồ hình 14 - B3: Đổ nước cất vào bình, bật cơng tắc nguồn, miliampe kể sổ cho thấy khơng có dịng điện chạy qua - B4: Bật công tắc nguồn điện, kim miliampe kế bị lệch chứng tỏ dung dịch CUSO4 cho dòng điện qua Sau thời gian từ đến 10 phút quan sát kỹ cực âm ta thấy có lớp đồng mỏng bám vào - B5: Thay đổi chạy biến trở, đọc giá trị đo U I tương ứng, ghi vào bảng số liệu, vẽ đồ thị đưa nhận xét U ~ I II.3.6 Thí nghiệm khảo sát phương chiều lực từ tác dụng lên dòng điện nằm từ trường a Mục đính thí nghiệm Khảo sát phương chiều lực từ tác dụng lên dòng điện đặt từ trường, để từ đưa quy tắc bàn tay trái b Cơ sở lý thuyết Lực từ tác dụng lên đoạn dịng điện có phương vng góc với đoạn dịng điện cảm ứng từ điểm khảo sát có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái c Dụng cụ thí nghiệm Bộ thí nghiệm biểu diễn (Hình 14)bao gồm: - Hộp gỗ (1) 390 mm x 200mm x 150mm có chứa nam châm điện 800 vòng với khe từ rộng 40 mm, ampe kế 2A biến trở 16 - Cán cân thăng có dây nối (2) - Lực kế 0,4 N (3) - khung dây dẫn (4) 100 vịng có chiều dài 80 mm; 60 mm; 22 mm Khung 22 mm có trục xoay góc đo độ xoay - Nam châm vĩnh cửu (5) - Các dây nối (6) - Một biến có hai đầu độc lập 12 V – A (7) -Điện kế chứng minh d Tiến trình thí nghiệm - B1: Cắm giắc khung dây vào đòn cân bên phải Nối ổ cắm 17 khung dây nam châm vào nguồn điện - B2: Bật công tắc, quan sát chiều dịch chuyển khung dây Căn vào lệch kim ampe kế, xác định chiều dòng điện qua khung dây Dựa vào chiều sáng mũi tên, xác định chiều đường sức từ (chiều từ trường) Thay đổi chiều đường sức từ, thay đổi chiều dòng điện, quan sát chiều dịch chuyển khung dây, để từ xác định mối liên hệ phương, chiều lực từ với phương, chiều dòng điện với phương, chiều đường sức từ II.3.7 Thí nghiệm khảo sát xuất dịng điện cảm ứng khung dây dẫn kín từ thơng qua khung dây thay đổi a Mục đích thí nghiệm Phát xuất dịng điện cảm ứng phương pháp làm biến thiên từ thông qua khung dây khác b Cơ sở lý thuyết Dòng điện cảm ứng xuất khung dây dẫn kín có biến đổi từ thơng qua c Dụng cụ thí nghiệm - Khung dây dẫn 100 vịng có chiều dài 22 mm - Nam châm vĩnh cửu - Các dây nối có phích đầu - Một dây nối kép có ổ cắm đầu - Một biến có hai đầu độc lập 12V – 12A - Điện kế chứng minh - Khoá đóng ngắt mạch - Biến trở chạy d Tiến trình thí nghiệm - B1: Nối khung dây có chiều dài 22 mm với điện kế chứng minh - B2: Đưa nam châm vào gần xa khung dây thấy kim điện kế lệch, chứng tỏ khung xuất dòng điện cảm ứng - B3: Đặt mặt phẳng khung dây vng góc với đường cảm ứng từ 18 nam châm điện Cho dòng điện chạy qua nam châm điện, thay đổi cường độ dòng điện qua nam châm điện cách xoay biến trở bật, tắt công tắc điện, ta thấy kim điện kế lệch - B4: Đặt khung dây từ trường nam châm điện xoay núm khung dây ta thấy kim điện kế lệch chứng tỏ có dịng điện cảm ứng II.3.8 Thí nghiệm nghiên cứu tượng tự cảm đóng mạch ngắt mạch a Mục đích thí nghiệm Khảo sát tượng tự cảm đóng mạch ngắt mạch b Cơ sở lý thuyết Hiện tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ xảy đoạn mạch có dịng điện mà biến thiên từ thông qua mạch gây biến thiên cường độ dòng điện mạch c Dụng cụ thí nghiệm - Bảng lắp ráp mạch điện (hình 16), lắp sẵn phận sau: • Một cuộn dây tự cảm L (có lõi sắt từ) (1) • Hai đèn dây tóc Đ1 Đ2 loại 6V- 3W (2) • Một đèn nêon phát sáng điện áp 75V (3) • cơng tắc (4): K, K1, K2, K3 19 • Một biến trở R = 50 Ω.(5) - Giá thí nghiệm (chân đế, trụ thép inox) - Nguồn điện U chiều 6V- 3A (6) - Bộ dây dẫn nối mạch điện d Tiến trình thí nghiệm * Thí nghiệm1: Hiện tượng tự cảm đóng mạch - B1: Lắp bảng điện lên giá đỡ (Hình16) Mở cơng tác K, K 1, K2, K3, cách gạt núm bật công tắc chúng xuống phía Vặn núm xoay biến trở R vị trí tận bên phải để điện trở có giá trị lớn - B2: Dùng hai dây dẫn nối hai cực nguồn điện U chiều 6V-3A với hai lỗ cắm A, B mạch điện Cắm phích lấy điện nguồn điện vào ổ điện ~ 220V Bật công tắc nguồn điện U: đèn LED phát sáng báo hiệu nguồn điện U sẵn sàng hoạt động - B3: Đóng cơng tắc K, K1, K2, mở cơng tắc K3 điều chỉnh biến trở R để hai đèn Đ1, Đ2 có độ sáng nhau, ngắt cơng tắc K - B4: Đóng cơng tắc K, ta thấy đèn Đ1 nối tiếp với cuộn dây L sáng lên chậm so với đèn Đ2 Điều chứng tỏ: đoạn mạch xuất dòng điện cảm ứng ngược chiều với dòng điện mạch nguồn gây * Thí nghiệm 2: Hiện tượng tự cảm ngắt mạch - B1: Nối mạch qua hai dây dẫn có phích cắm vào nguồn điện chiều 6V Đóng cơng tắc K2, K3 mở cơng tắc K1 Khi đóng K, ta thấy có đèn Đ2 sáng, đèn nêon khơng sáng hiệu điện nguồn cung cấp thấp hiệu điện định mức để đèn sáng Khi mở K để ngắt mạch khỏi nguồn, đèn nêon không sáng - B2: Mở cơng tắc K2, đóng cơng tắc K1, K3 Khi đóng K có đèn Đ1 sáng, cịn đèn nêon khơng sáng Nhưng mở K thấy đèn nêon loé sáng trước tắt Điều chứng tỏ: cuộn dây L, xuất suất điện động cảm ứng đủ làm cho đèn nêon sáng II.3.9 Thí nghiệm đường tia sáng qua thấu kính lăng kính 20 a Mục đích thí nghiệm - Quan sát đường tia sáng song song qua thấu kính hội tụ thấu kính phân kì lăng kính b Cơ sở lý thuyết - Quan sát tia sáng qua thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì, mặt song song lăng kính - Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng c Dụng cụ thí nghiệm Bộ thí nghiệm biểu diễn (Hình 17) bao gồm: - Bảng quang học thép có chân đế - Đèn 12 V – 10 W có kính tụ quang chắn sáng có khe, có gắn đế nam châm - Nguồn điện 12 V - Bản giấy ép nhựa có chia độ, đường kính 98 mm - Thấu kính lồi, lõm, lăng kính phản xạ tồn phần mặt song song có gắn đế nam châm hình 17 - Các dây nối có phích cắm đầu d Tiến trình thí nghiệm - B1: Gắn đèn lên bảng quang học nối với nguồn điện Điều chỉnh đèn cho ảnh thật dây tóc ln vng góc với bảng quang học - B2: Gắn thước đo góc lên bảng quang học, thẳng góc với đèn 21 - B3: Bật đèn gắn thấu kính lồi, thấu kính lõm, lăng kính lên thước đo góc, quan sát đường vết sáng trước sau dụng cụ - B4: Xoay dụng cụ quang học thước đo góc để biết góc tới góc khúc xạ tia sáng quan sát * Chú ý: Với lăng kính phản xạ tồn phần chiếu vào cạnh góc vng với góc tới có phản xạ tồn phần cạnh huyền II.3.10 Thí nghiệm khảo sát tượng khúc xạ ánh sáng a Mục đích thí nghiệm Khảo sát mối liên hệ góc tới góc khúc xạ để rút nội dung định luật khúc xạ ánh sáng b Cơ sở lý thuyết - Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới - Tia tới tia khúc xạ nằm hai bên pháp tuyến điểm tới - Đối với hai môi trường suốt định, sin i = sin r số c Dụng cụ thí nghiệm - Bảng quang học thép có chân đế - Đèn 12 V – 10 W có kính tụ quang chắn sáng có khe, có gắn đế nam châm - Nguồn điện 12 V - Bản giấy ép nhựa có chia độ, đường kính 98 mm - Bản bán nguyệt thuỷ tinh - Các dây nối có phích cắm đầu d Tiến trình thí nghiệm - B1: Gắn đèn, giấy ép chia độ bán nguyệt thuỷ tinh lên bảng quang học - B2: Nối đèn với nguồn điện dây nối - B3: Bật đèn chiếu tia sáng từ khơng khí vào tâm bán nguyệt thuỷ tinh, quan sát phương tia tới phương tia khúc xạ - B4: Lần lượt thay đổi góc tới việc xoay bán nguyệt, dựa vào 22 bảng chia độ xác định góc tới góc khúc xạ tương ứng Tính sini (có sinr thể tính tỉ số qua việc tính tỉ số cạnh đối tương ứng) II.3.11 Thí nghiệm khảo sát tượng phản xạ tồn phần a Mục đích thí nghiệm Khảo sát tượng phản xạ toàn phần để đưa định nghĩa điều kiện để xảy tượng b Cơ sở lý thuyết - Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn tia sáng tới mặt phân cách hai môi trường suốt - Điều kiện để xảy phản xạ tồn phần: ánh sáng truyền từ mơi trường tới môi trường chiết quang (n1 > n2) góc tới i ≥ i0 (góc giới hạn) c Dụng cụ thí nghiệm - Bảng quang học thép có chân đế - Đèn 12 V – 10 W có kính tụ quang chắn sáng có khe, có gắn đế nam châm - Nguồn điện 12 V - Bản giấy ép nhựa có chia độ, đường kính 98 mm - Bản bán nguyệt thuỷ tinh - Các dây nối có phích cắm đầu d Tiến trình thí nghiệm - B1: Gắn đèn, giấy ép chia độ bán nguyệt thuỷ tinh lên bảng quang học - B2: Nối đèn với nguồn điện dây nối - B3: Bật đèn chiếu tia sáng từ thuỷ tinh khơng khí Xoay bán nguyệt để tăng dần góc tới, quan sát độ sáng tia tới, tia phản xạ tia khúc xạ Đọc giá trị góc tới, góc phản xạ góc khúc xạ bảng chia độ - B2: Xoay bán nguyệt khơng có tia ló, vị trí bắt 23 đầu có phản xạ tồn phần Xác định góc tới giới hạn bảng chia độ II.4 Tính hiệu sáng kiến kinh nghiệm Để đánh giá hiệu việc hướng dẫn tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình vật lí 11 ban Tơi tiến hành điều tra nhận thức, mức độ, hiệu sử dụng thí nghiệm biểu diễn giáo viên (Thơng qua phiếu điều tra (phụ lục)) Trên sở cung cấp tài liệu “Cách tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình Vật lí 11 ban bản” cho số giáo viên dạy môn vật lý trường THPT Sốp Cộp huyện Sốp Cộp; THPT Mường Lầm huyện Sông Mã, THPT Co Mạ huyện Thuận Châu sử dụng đánh giá hiệu tài liệu - Kết khảo sát mức độ nhận thức giáo viên việc sử dụng thí nghiệm dạy học trường THPT: Mức độ nhận thức lí A Mức độ nhận thức: Số phiếu Tỉ lệ % - Rất cần thiết 72,7 - Cần thiết 27,3 - Khơng cần thiết B Lí 0 72,7 dạy học 81,8 - Đảm bảo kiến thức vững 81,8 - Chuẩn bị công phu thời gian 54,5 - Hiệu dạy khơng cao 0 - Kích thích hứng thú học tập học sinh - Phát huy tính tích cực, độc lập, sáng tạo học sinh q trình - Khơng thi cử 18,2 Kết thu cho thấy: Đa số giáo viên đánh giá cao tầm quan trọng cần thiết việc sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí 100% giáo viên khẳng định khơng thể thiếu thí nghiệm dạy học vật lí Theo đánh giá giáo viên việc sử dụng thí nghiệm biểu diễn 24 dạy học vật lý kích thích hứng thú học tập học sinh (72,7%) phát huy tính tích cực, độc lập, sáng tạo học sinh ( 81,8%) đảm bảo cho học sinh nắm vững kiến thức (81,8%) Từ thấy giáo viên nhận thức đắn tầm quan trọng sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí Từ cho thấy mức độ cần thiết tầm quan trọng việc sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí - Kết khảo sát mức độ sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí trường phổ thông Mức độ sử dụng - Thường xuyên Số phiếu Tỉ lệ % 18,2 - Thỉnh thoảng 72,7 - Không sử dụng 0,9 Kết cho thấy giáo viên sử dụng thí nghiệm dạy học chưa thường xuyên (Số giáo viên sử dụng (72,7%), không sử dụng(0,9%) Từ nhận thấy nhận thức vai trị thí nghiệm dạy học vật lí thực tế mức độ sử dụng thí nghiệm giáo viên chưa thường xuyên Mâu thuẫn có nguyên nhân nhiều yếu tố khách quan chủ quan Trong có nguyên nhân giáo viên chưa thực thành thạo bước tiến hành thí nghiệm biểu diễn lớp dẫn tới khó khăn việc tiến hành thí nghiệm - Kết điều tra hiệu sử dụng tài liệu “Cách tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình Vật lí 11 ban bản” Nội dung - Có tính khả thi sử dụng làm Số phiếu Tỉ lệ % 72,7 - Không khả thi 0 - ý kiến khác: 27,3 tài liệu tham khảo Từ kết điều tra cho thấy nhu cầu sử dụng tài liệu hướng dẫn tiến hành thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lí giáo viên có Sáng 25 kiến kinh nghiệm tài liệu tham khảo cho giáo viên Với việc trình bày đầy đủ theo bước: mục đích, sở lý thuyết, dụng cụ, bước tiến hành thí nghiệm giúp giáo viên khắc phục khó khăn chuẩn bị tốt cho số thí nghiệm biểu diễn mơn vật lí 11 ban Từ giúp học sinh nắm vững kiến thức hơn, chủ động việc chiếm lĩnh tri thức, hình thành lực cho học sinh Đạt thành công dạy III KẾT LUẬN III.1 Kết luận Qua nghiên cứu lí luận thực nghiệm dạy học mơn Vật lí trường THPT Sốp Cộp tơi nhận thấy việc sử dụng thí nghiệm dạy học góp phần quan vào việc hoàn thiện phẩm chất lực 26 HS, đưa đến phát triển tồn diện cho người học Trước hết, thí nghiệm phương tiện nhằm góp phần nâng cao chất lượng kiến thức rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho HS, phát huy tính tích cực, động sáng tạo HS Nhờ thí nghiệm HS hiểu sâu chất vật lí tượng, định luật, q trình nghiên cứu có khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn HS linh hoạt hiệu Trên thực tế nhận thấy nhận thức vai trị thí nghiệm dạy học vật lí thực tế mức độ sử dụng thí nghiệm giáo viên chưa thường xuyên Nguyên nhân vấn đề nhiều yếu tố khách quan chủ quan Trong nguyên nhân phần đa giáo viên chưa thực thành thạo bước tiến hành thí nghiệm biểu diễn lớp dẫn tới khó khăn việc tiến hành thí nghiệm Với việc sử dụng sáng kiến kinh nghiệm có nội dung trình bày chi tiết mục tiêu, sở lý thuyết, dụng cụ thí nghiệm, cách sử dụng bước tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình, giáo khoa sách vật lí lớp 11 tài liệu tham khảo giúp thầy cô giải khó khăn trên, để thực thành cơng giảng Góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn vật lí trường phổ thơng Ngồi việc sử dụng sáng kiến kinh nghiệm cịn giúp giáo viên nhận thức hiểu sâu mặt lí luận sử dụng thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lí phổ thơng, giúp giáo viên có nhìn tổng quan phương pháp dạy học tích cực có sử dụng thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lí Do điều kiện thời gian, sở vật chất nhà trường đặc biệt dụng cụ thí nghiệm cịn hạn chế, nên tơi nghiên cứu trình bày số thí nghiệm biểu diễn chương trình SGK Vật lí 11 ban bẩn Đây hướng phát triển tiếp tục nghiên cứu tất thí nghiệm cịn lại chương trình SGK Vật lí THPT trình 27 bày lại cách thực thí nghiệm để phục vụ cho việc giảng dạy môn học tập mơn Vật lí trường THPT III.2 Kiến nghị - Ban giám hiệu, tổ chuyên môn nên thường xuyên động viên giúp đỡ, khuyến khích giáo viên sử dụng thí nghiệm vào dạy học nói chung vào dạy học mơn Vật lí nói riêng; Tổ chức buổi học chuyên đề, hội thảo sử dụng thí nghiệm biểu diễn dạy học, ứng dụng CNTT dạy học; Đầu tư nâng cấp phịng thực hành thí nghiệm Đầu tư trang thiết bị dạy học đặc biệt dụng cụ thí nghiệm, thực hành - Sở Giáo dục Đào tạo Sơn La quan tâm tới dự án đầu tư, cung cấp trang thiết bị, thí nghiệm dạy học cho trường phổ thơng, đặc biệt trường THPT đóng địa bàn huyện, xã có điều kiện kinh tế xã hội đặc biệt khó khăn 28 ... học mơn vật lí trường phổ thơng, tơi mạnh dạn đưa sáng kiến: ? ?Cách tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình Vật lí 11 ban bản? ?? I.2 Mục tiêu, nhiệm vụ đề tài Xác định vai trị thí nghiệm, ... thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lí phổ thơng Tìm hiểu thực trạng việc dạy học sử dụng thí nghiệm biểu diễn q trình dạy học vật lí trường phổ thơng Tiến hành nghiên cứu thí nghiệm biểu diễn chương. .. lặp lại thí nghiệm Điều có nghĩa là: với thiết bị thí nghiệm, điều kiện thí nghiệm bố trí lại thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm, tượng, q trình vật lí phải diễn thí nghiệm giống lần thí nghiệm