Tự tạo một số thí nghiệm trong dạy học phần Điện từ Vật lý lớp 9 trung học cơ sở

Bài viết trình bày việc nghiên cứu thực trạng về dạy học Vật lý nói chung và vấn đề sử dụng thí nghiệm nói riêng trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế. Ngoài ra bài báo còn trình bày việc tự tạo một số thí nghiệm sử dụng trong dạy học phần điện từ vật lý lớp 9 trung học cơ sở.

TỰ TẠO MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN TỪ VẬT LÝ LỚP TRUNG HỌC CƠ SỞ NGUYỄN VIẾT THANH MINH Trường Cao đẳng Sư phạm Thừa Thiên Huế LÊ VĂN GIÁO Trường Đại học Sư phạm – Đại học Huế Tóm tắt: Bài báo trình bày việc nghiên cứu thực trạng dạy học Vật lý nói chung vấn đề sử dụng thí nghiệm nói riêng địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế Ngoài báo cịn trình bày việc tự tạo số thí nghiệm sử dụng dạy học phần điện từ vật lý lớp trung học sở Nghiên cứu cho thấy việc đầu tư xây dựng sử dụng thí nghiệm tự tạo dạy học biện pháp hiệu quả, góp phần đổi phương áp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo học sinh trường phổ thơng Từ khóa: thí nghiệm tự tạo, phần Điện từ, thực trạng ĐẶT VẤN ĐỀ Chương trình, sách giáo khoa Vật lý phổ thơng hành trọng đến việc vai trị thí nghiệm trình hình thành kiến thức rèn luyện kỹ thực hành vật lý cho học sinh [3] Trong thực tế dạy học trường phổ thơng có tình “trạng dạy chay, học chay”, thí nghiệm chưa sử dụng thường xuyên sử dụng có hiệu Trong năm gần sở vật chất, thiết bị thí nghiệm nhà trường có đổi mới, nhiên chưa đáp ứng nhu cầu thực tế, trường vùng sâu vùng xa Nếu trang bị đầy đủ theo chuẩn danh mục thiết bị tối thiểu theo quy định Bộ khơng đủ để dạy học Trong chương trình vật lý phổ thơng cịn nhiều tượng q trình cần phải trực quan thí nghiệm Những tượng q trình hồn tồn trực quan cho học sinh trình dạy học thí nghiệm đơn giản giáo viên tự làm Vì thế, việc nghiên cứu tự tạo sử dụng chúng dạy học vật lý vấn đề quan tâm Việt Nam nhiều nước giới Trong xu đổi phương pháp dạy học Vật lý trường phổ thông nay, việc tăng cường sử dụng thí nghiệm nói chung thí nghiệm tự tạo nói riêng biện pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo, học sinh trình dạy học [1] THỰC TRẠNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG HIỆN NAY Qua điều tra, thăm dò ý kiến 60 giáo viên dạy môn vật lý trường trung học sở (THCS) địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế cho thấy: - Hầu kiến (96% số người thăm dò) đồng ý với ý kiến sử dụng thí nghiệm giúp cho giáo viên tổ chức q trình dạy học cách có hiệu quả, qua phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo học tập Hơn 78% giáo viên cho biết trường THCS có phịng song thiết bị thí nghiệm khơng đầy đủ thiếu đồng bộ, nhiều dụng cụ thí nghiệm khơng cịn sử dụng được, chất lượng Số lượng thí nghiệm không đáp ứng nhu cầu số lớp trường số lượng học sinh lớp - Đối với tình hình sử dụng thí nghiệm trong dạy học: 48% ý kiến cho có tiến hành thí nghiệm theo quy định chương trình; phần lớn ý kiến giáo viên cho biết Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Sau Đại học lần thứ hai Trường Đại học Sư phạm Huế, tháng 10/2014: tr 141-145 142 NGUYỄN VIẾT THANH MINH – LÊ VĂN GIÁO thường sử dụng thí nghiệm có sẵn phịng thí nghiệm để dạy học; số sử dụng TB phịng thí nghiệm kết với thí nghiệm tự làm giáo viên - Về khó khăn dẫn đến tình trạng tự làm 60% giáo viên cho biết thường gặp khó khăn việc đề xuất phương án thí nghiệm, 34% cho thời gian, chí có ý kiến cho tốn kinh phí - Mặc dầu có đến 92% giáo viên hỏi nhận thức rõ việc yêu cầu học sinh thiết kế, chế tạo, lắp ráp số dụng cụ thí nghiệm học q trình học tập giúp em nắm kiến thức, phát huy tính tích cực sáng tạo học tập Hơn nữa, việc tự chế tạo thí nghiệm đơn giản, dễ làm, tốn giáo viên học sinh để hỗ trợ tổ chức dạy học phù hợp với điều kiện thực tiễn Nhưng có đến 62% giáo viên khẳng định yêu cầu học sinh (theo nhóm hay cá nhân) thực nhiệm vụ học tập nhà như: đề xuất phương án thí nghiệm, tự tạo dụng cụ thí nghiệm, cải tiến thí nghiệm sẵn có… Như vậy, thực trạng dạy học vật lý cho thấy: Đa số giáo viên ý thức vai trò quan trọng thí nghiệm dạy học Vật lý nói chung thí nghiệm tự tạo nói riêng Tuy nhiên, thực tế việc tự tạo thí nghiệm sử dụng thí nghiệm tự tạo dạy học vật lý trường phổ thơng cịn nhiều hạn chế Việc tự tạo thí nghiệm đị dùng dạy học chưa thực phổ biến trường, giáo viên, có cịn xa lạ số giáo viên học sinh KHẢ NĂNG KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG Với ưu điểm trội thí nghiệm tự tạo khai thác sử dụng cách linh hoạt vào giai đoạn khác trình dạy học, hỗ trợ cho phương pháp dạy học khác nhau, phương pháp dạy học tích cực Trên phương diện đó, thí nghiệm tự tạo khai thác vào mục đích dạy học khác [2]: - Khai thác sử dụng thí nghiệm tự tạo với tư cách phương tiện hỗ trợ cho phương pháp dạy học (PPDH) tích cực, như: dạy học nêu vấn đề, PPDH thực nghiệm, PPDH theo dự án, phương pháp bàn tay nặn bột,…) thí nghiệm tự tạo phương tiện tổ chức hoạt động nhận thức học sinh qua trình dạy học; - Có thể sử dụng kết hợp thí nghiệm tự tạo với thí nghiệm giáo khoa việc hình thành kiến thức mới, tiết luyện tập, thực hành thí nghiệm, kiểm tra đánh giá ; - Thí nghiệm tự tạo phương tiện rèn luyện kỹ thực hành cho học sinh thơng qua việc khuyến khích học sinh đề xuất phương án thí nghiệm; tự gia cơng chế tạo dụng cụ thí nghiệm; tiến hành thí nghiệm; thu thập số liệu, xử lý số liệu ; - Ngồi ra, thí nghiệm tự tạo sử dụng tổ chức hoạt động ngoại khóa, đố vui để học MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG PHẦN ĐIỆN TỪ VẬT LÝ THCS Qua nghiên cứu nội dung, chương trình, danh mục thiết bị thí nghiệm tổi thiểu tìm hiểu thực trạng cở vật chất thiết bị thí nghiệm trường phổ thơng, chúng tơi đề xuất số thí nghiệm tự tạo phần Điện Từ vật lý THCS, sau số ví dụ: * Thí nghiệm Tác dụng từ nam châm lên ống dây có dịng điện chạy qua a) Vật liệu, gồm: 01 nam châm chữ U; dây đồng đường kính 0,5 mm; 01 ống nước nhựa đường kính 34 mm dài 10 cm; 02 viên pin 1,5 V; 01 bảng nhựa; 01 sắt loại đường kính TỰ TẠO MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN TỪ 143 mm; 01 công tắc; 01 biến trở loại 20 Ω; dây điện; xốp, đinh vít, băng dính 01 đoạn dây nhơm dài 30 cm b) Cách chế tạo - Cắt đoạn dây đồng có lớp cách điện đường kính 0,5mm, dài 40cm Sau đó, quấn đoạn dây vào ống nước khoảng vòng cố định băng dán tạo thành ống dây Cạo lớp lớp cách điện đầu dây uốn chúng thành móc để treo vào giá Nối nguồn điện vào đầu ông dây dẫn đến móc chữ S qua khóa K - Dùng sắt đường kính 4mm, dài 40cm uốn thành giá treo có hình chữ Z - Gắn giá treo có ống dây, biến trở, cơng tắc, nguồn điện lên bảng nhựa Dùng khối xốp làm chân đế cố định nam châm chữ U để dễ dàng đổi cực N-S (hình 1) Hình Thí nghiệm c) Tiến hành thí nghiệm - Đóng cơng tắc cho dịng điện chạy qua ống dây, quan sát ống dây - Dịch chuyển chạy biến trở để thay đổi cường độ dòng điện qua ống dây Quan sát dịch chuyển ống dây rút nhận xét - Thay đổi chiều dòng điện chay qua ống dây cách thay đổi cực nguồn điện Đóng mạch điện, quan sát tượng nhận xét chiều quay ông dây so với trường hợp đầu rút kết luận d) Vận dụng Thí nghiệm sử dụng hình thành thức kiến thức cho học tìm hiểu tác dụng lực từ, tiết thực hành ứng dụng lực từ Ngồi ra, giáo viên hướng dẫn yêu cầu học sinh nhà tự chế tạo, lắp ráp tiến hành thí nghiệm hướng dẫn * Thí nghiệm 2: Mơ hình loa điện động a) Vật liệu: 01 đoạn dây đồng cách điện đường kính 0,5 mm; 01vỏ lon nước ngọt; 01 sắt đường kính mm; 01 gỗ (20x30 cm); 01 nam châm trịn; 01 cơng tắc đổi chiều; 01 biến trở; 01 ống nhựa đường kính 34 mm; 02 pin 1,5 V; dây điện, băng keo, đinh vít b) Cách chế tạo - Quấn khoảng 50 vòng dây đồng quanh ống nhựa cố định vòng dây lại với tạo thành ống dây Cạo lớp vỏ cách điện đầu dây dây - Cắt bỏ phần miệng vỏ lon cắt dọc phần thân, chia thành nhiều dải có kích thước uốn chúng lại dùng keo gắn vào vòng thép uốn trịn để làm vành ngồi màng loa - Cắt giấy bạc có dạng hình vành khăn với đường kính ngồi 5cm 10cm Dùng keo dán chúng lên dải nhôm để tạo thành màng loa - Dùng keo gắn ống dây cố định vào đáy lon Sau đó, treo loa màng loa vào giá treo sợi dây (Giá treo dạng chữ Z tạo từ sắt sắt đường kính 4mm) Gắn nam 144 NGUYỄN VIẾT THANH MINH – LÊ VĂN GIÁO châm tròn đối diện với ống dây Đề định hướng lồng ống dây vào ống nhựa gắn với nam châm có trục trùng với trục ống dây - Dùng ống nước nhựa đường kính 34mm dài 15cm cắt bỏ phần dọc theo thân ống để làm hộp lắp pin - Gắn thiết bị vào gỗ (20x30cm) ta có mơ hình loa điện động hình Hình Thí nghiệm c) Tiến hành thí nghiệm - Đóng cơng tắc cho dịng điện chạy qua ống dây Ống dây bị nam châm hút đẩy tùy vào chiều dòng điện qua ống dây, kéo theo màng loa di chuyển vào - Dịch chuyển chạy biến trở để thay đổi cường độ dòng điện qua ống dây, lúc màng loa dịch chuyển phát âm - Bật công tắc qua lại liên tục ta thấy màng loa dao động qua lại d) Vận dụng Có thể sử dụng thí nghiệm dạy nội dung kiến thức loa điện động Vật lý lớp * Thí nghiệm Tác dụng từ dòng điện chiều dòng điện xoay chiều a)Vật liệu: Dây đồng cách điện đường kính 0,3 mm; 01 lõi sắt non; 01 nam châm trịn, nhỏ gắn vào thép; 01 bóng đèn V; 02 pin 1,5V; 01 bảng nhựa (8 cmx15 cm); 01 sắt nhôm (6,0 cm x 1,0 cm x 1,0 cm), đinh vít đầu nối dây điện b) Cách chế tạo - Dùng dây đồng đường kính 0,3mm quấn 3.000 vịng quanh khung cách điện đặt lõi sắt non lòng cuộn dây để tăng từ tính Nối đầu dây vào rắc cắm để dễ đấu nối với nguồn điện làm thí nghiệm - Dùng thép mỏng gắn đầu vào nam châm tròn nhỏ, đầu cố định vào bảng nhựa cho nam châm nằm ngang với vị trí đặt lõi thép (hình 3) Hình Thí nghiệm c) Tiến hành thí nghiệm - Lắp mạch điện gồm bóng đèn, cơng tắc nguồn điện Dây dẫn bóng đèn nối qua giá đỡ đèn, tiếp điểm đui đèn thép Khi chưa đóng khóa K đèn ln phát sáng - Khi đóng khóa K đèn tắt cuộn dây có dòng điện chạy qua thành nam châm điện hút nam châm gắn với thép làm hở mạch - Đóng mở cơng tắc liên tục (theo tốc độ vừa phải), bóng đèn sáng nhấp nháy (ứng dụng chng điện đèn báo) d) Vận dụng Có thể sử dụng thí nghiệm để mở đầu dạy kiến thức nam châm điện chương trình Vật lý lớp THCS Từ thí nghiệm yêu cầu học sinh liên hệ ứng dụng nam châm điện thực tế kỹ thuật đời sống TỰ TẠO MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN TỪ 145 KẾT LUẬN Việc nghiên cứu thực trạng khai thác xây dựng, sử dụng thí nghiệm tự tạo dạy học biện pháp góp phần đổi PPDH theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo học sinh dạy học vật lý trường phổ thông Hiệu biện pháp phụ thuộc vào hiểu biết, kỹ thực hành, nhiệt tình lịng đam mê vật lý đầu tư thời gian công sức giáo viên học sinh Vì vậy, nhà quản lý giáo dục, nhà trường phổ thông cần phải có biện pháp nhằm khuyến kích giáo viên học sinh tăng cường sử dụng thí nghiệm tự tạo trình giảng dạy học tập vật lý trường phổ thông TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] Lê Văn Giáo (2005) Thí nghiệm phương tiện trực quan dạy học vật lý trường phổ thông, NXB Giáo dục, Hà nội Nguyễn Quang Lạc (1997) Lý luận dạy học Vật lý trường phổ thơng, Bài giảng cho sinh viên vật lý hệ quy, ĐHSP Vinh Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (1998) Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh dạy học vật lý trường phổ thông, Đại học Quốc gia Hà nội - Đại học Sư phạm Title: USING SELF-CREATED EXPERIMENTS IN TEACHING CHAPTER ELECTROMAGNETIC IN THE NINTH GRADE PHYSICS TEXTBOOKS Abstract: The article focuses on studying on the status of teaching Physics in general and using selfcreated experiment in particular in Thua Thien Hue province Beside, the article mentions the selfcreation of experiments used in teaching the chapter of electromagnetic in the ninth grade physics textbooks The results show that using self-created experiments is one of the effective measures that contributes to innovating teaching methodology to promote students’ positiveness, initiative, and creativity at high schools Keywords: self-created experiments, electromagnetic chapter, status ThS NGUYỄN VIẾT THANH MINH Đơn vị công tác: Trường Cao đẳng Sư phạm Thừa Thiên Huế Nghiên cứu sinh, chuyên ngành Lý luận Phương pháp dạy học môn Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – Đại học Huế Email: nvietthanhminh@yahoo.com PGS TS LÊ VĂN GIÁO Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – Đại học Huế Email: levangiao@yahoo.com ... thấy: Đa số giáo viên ý thức vai trị quan trọng thí nghiệm dạy học Vật lý nói chung thí nghiệm tự tạo nói riêng Tuy nhiên, thực tế việc tự tạo thí nghiệm sử dụng thí nghiệm tự tạo dạy học vật lý trường... thí nghiệm; tiến hành thí nghiệm; thu thập số liệu, xử lý số liệu ; - Ngồi ra, thí nghiệm tự tạo sử dụng tổ chức hoạt động ngoại khóa, đố vui để học MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG PHẦN ĐIỆN TỪ... đầu dạy kiến thức nam châm điện chương trình Vật lý lớp THCS Từ thí nghiệm u cầu học sinh liên hệ ứng dụng nam châm điện thực tế kỹ thuật đời sống TỰ TẠO MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN