Xây dựng các thí nghiệm phát hiện tính chất của nước áp dụng trong dạy học chủ đề “Vật chất và Năng lượng” môn Khoa học lớp 4

Trên cơ sở những nguyên tắc, quy trình thiết kế thí nghiệm, chúng tôi đã xây dựng hệ thống các thí nghiệm khoa học được sử dụng trong dạy học tiểu chủ đề Nước trong chủ đề “Vật chất và Năng lượng” môn Khoa học lớp 4.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ | HNKHT 2018 XÂY DỰNG CÁC THÍ NGHIỆM PHÁT HIỆN TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC ÁP DỤNG TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG” MÔN KHOA HỌC LỚP MAI THẾ HÙNG ANH Khoa Giáo dục Tiểu học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế Email: maithehunganh.2011@gmail.com Tóm tắt: Trên sở nguyên tắc, quy trình thiết kế thí nghiệm, chúng tơi xây dựng hệ thống thí nghiệm khoa học sử dụng dạy học tiểu chủ đề Nước chủ đề “Vật chất Năng lượng” mơn Khoa học lớp Thơng qua đó, giáo viên chọn lựa thí nghiệm phù hợp để tổ chức dạy học thí nghiệm, kích thích hứng thú, tính chủ động cho học sinh việc phát tính chất nước Từ khóa: Thí nghiệm; thiết kế thí nghiệm; khám phá khoa học MỞ ĐẦU Lứa tuổi tiểu học giai đoạn mà em có nhu cầu khám phá giới khoa học mạnh mẽ Cảm xúc khoa học ln ngạc nhiên, tị mị phấn khích Việc giúp học sinh (HS) tiếp thu kiến thức đạt hiệu cao có liên quan nhiều đến yếu tố thần kinh, tư HS tiểu học chủ yếu thiên trực quan sinh động tư trừu tượng Bên cạnh đó, nhiều đặc điểm, tính chất đối tượng khoa học khơng bộc lộ ngồi điều kiện bình thường, nên HS nhận biết thơng qua thí nghiệm, thí nghiệm (TN) quan niệm trình tác động có mục đích vào đối tượng điều kiện định, làm bộc lộ tính chất nó, đáp ứng nhu cầu nhận thức Do đó, TN trở thành phương pháp nhận thức, giúp HS khám phá đặc điểm, tính chất vật, tượng xung quanh Bên cạnh đó, cách thức góp phần đạt kết cao dạy học việc tăng cường tổ chức hoạt động cụ thể hoạt động TN, thực hành nhằm tạo điều kiện cho HS khám phá, chủ động tìm tịi phát kiến thức Vì vậy, giới Việt Nam có nhiều cơng trình nghiên cứu việc xây dựng sử dụng TN áp dụng dạy học cho HS Có thể kể đến cơng trình như: Bùi Phương Nga, Nguyễn Thượng Giao (1995) đưa phương pháp dạy học TN [4]; luận án Huỳnh Trọng Dương (2005) nghiên cứu xây dựng sử dụng TN theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức HS dạy học vật lý trung học sở [3]; Nguyễn Thị Thu Hiền (2008), xây dựng trò chơi, TN giúp trẻ mẫu giáo - tuổi tìm hiểu môi trường thiên nhiên [6]; không dừng lại TN cổ điển, nhà khoa học ứng dụng công nghệ thông tin việc thiết kế TN ảo giúp cho HS dễ quan sát theo dõi trình TN, nghiên cứu Nguyễn Thị Duyên (2015) “Thiết kế TN ảo dạy học “Âm thanh” môn Khoa học Tiểu học” [2]; Một nghiên cứu gần thiết kế TN sử dụng dạy học mầm non cơng trình Đinh Thị Thu Hằng (2015) vấn đề thiết kế TN hoạt động khám phá khoa học cho trẻ - tuổi trường mầm non [5] Mơn Khoa học nói chung, chủ đề “Vật chất Năng lượng” nói riêng tích hợp nhiều kiến thức khoa học thực nghiệm, giúp em có hiểu biết giới xung quanh, tượng khoa học Do đó, TN phương pháp dạy học đặc trưng cần thiết cho môn học Thông qua TN, HS trực tiếp tác động vào dụng cụ, tái tạo tượng xảy thực tế để tìm hiểu, rút kết luận khoa học Ngoài khám phá khoa học 162 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC TRẺ 2018 | 11/2018 TN trực quan, trải nghiệm học mà chơi, chơi mà học nên kích thích hào hứng cho em, đem lại hiệu cao dạy, học nội dung khoa học Thực tiễn dạy học chủ đề “Vật chất lượng” môn Khoa học số trường tiểu học địa bàn Thừa Thiên Huế cho thấy, giáo viên sử dụng TN hoạt động dạy học Thực trạng xuất phát từ việc thiếu sở trang thiết bị TN nhà trường giáo viên lại đa dạng hóa TN phù hợp với điều kiện địa phương phù hợp với khả nhận thức HS [1] Xuất phát từ vấn đề nêu báo đề cập đến việc xây dựng hệ thống TN phát tính chất nước áp dụng dạy học chủ đề “Vật chất Năng lượng” môn khoa học lớp 4, tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên tiểu học việc lựa chọn TN phù hợp để hướng dẫn HS khám phá kiến thức khoa học NỘI DUNG 2.1 Nguyên tắc quy trình thiết kế thí nghiệm 2.1.1 Nguyên tắc thiết kế thí nghiệm Để phát huy hiệu sử dụng, TN khám phá khoa học cần thiết kế dựa số nguyên tắc sau [5]: - Đảm bảo mục tiêu nội dung học - Đảm bảo phù hợp với lực HS - Đảm bảo tính đa dạng, hấp dẫn - Nguyên tắc đảm bảo tính trực quan - Nguyên tắc đảm bảo tính an tồn q trình TN - Đảm bảo tính phổ biến - Đảm bảo tính phát triển 2.1.2 Quy trình thiết kế thí nghiệm Dựa sở lý luận phương pháp thí nghiệm [4], nguyên tắc thiết kế thí nghiệm, nội dung chương trình mơn Khoa học đặc điểm nhận thức HS, chúng tơi đưa quy trình thiết kế TN khám phá khoa học sau: Bước 1: Lựa chọn học nội dung học nhằm tiến hành thiết kế thí nghiệm Bước 2: Xác định mục đích thí nghiệm Bước 3: Tiến hành thiết kế thí nghiệm dựa nguyên tắc thiết kế chung Bước 4: Kiểm tra tính khả thi thí nghiệm điều chỉnh 2.2 Hệ thống thí nghiệm phát tính chất nước Trên sở nguyên tắc quy trình thiết kế TN, chúng tơi xây dựng TN phát tính chất nước, áp dụng dạy học chủ đề “Vật chất Năng lượng” môn khoa học lớp 4: Bài 20: Nước có tính chất gì? Thí nghiệm 1: Phát màu, mùi, vị nước - Mục đích TN: Nhận biết tính chất khơng màu, khơng mùi, khơng vị nước; phân biệt nước với chất lỏng khác - Dụng cụ TN: Mỗi nhóm chuẩn bị cốc thủy tinh, thìa nhỏ, nước lọc, nước muối, sữa, dầu gió 163 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ | HNKHT 2018 - Cách tiến hành: + Mỗi nhóm tiến hành cho sữa vào cốc; nước lọc vào cốc lại pha cốc với dầu gió, cốc với muối, khuấy Cho thìa nhỏ vào cốc dung dịch vừa pha + Các nhóm trao đổi sản phẩm sau pha + HS sử dụng giác quan để phát sản phẩm chứa cốc; nhận xét khả nhìn thấy phần thìa cho vào phần dung dịch trường hợp - Kết luận khoa học: Nước chất lỏng không màu, không mùi, không vị Thí nghiệm 2: Xác định hình dạng nước - Mục đích TN: HS hiểu khái niệm “Hình dạng định” - Dụng cụ TN: Các vật chứa nước suốt như: Chai, lọ, cốc ; nước - Cách tiến hành: + Các nhóm tiến hành xác định hình dạng vật chứa mà em chuẩn bị dự đốn hình dạng nước + Cho nước vào vật chứa (có thể dùng nắp đậy chặt miệng chúng lại) Đặt vật chứa tư khác (đứng, nằm, nghiêng ) + Quan sát nhận xét hình dạng nước bên vật - Kết luận khoa học: Nước khơng có hình dạng định mà mang hình dạng vật chứa Thí nghiệm 3: Tìm hiểu tính thấm nước số vật - Mục đích TN: HS biết số vật cho nước thấm qua số vật không cho nước thấm qua Nêu vài ứng dụng thực tế tính chất - Dụng cụ TN: Túi ni lông, chai lọ nhựa thủy tinh, vải, giấy mềm, bọt biển, bơng gịn, cốc, nước lọc nước màu - Cách tiến hành: + TN1: Đổ nước vào túi ni lông, chai, lọ Nhận xét tính thấm nước + TN2: Nhúng đầu vật (vải, giấy mềm, bơng gịn ) vào cốc nước màu thứ nhất, đầu lại cho vào cốc rỗng thứ hai Quan sát tượng - Kết luận khoa học: Nước thấm qua số vật Thí nghiệm 4: Tìm hiểu tính hịa tan nước - Mục đích TN: HS biết số chất tan nước Nêu vài ứng dụng thực tế tính chất - Dụng cụ TN: Chai nước, thìa, muối, màu mực (xanh đỏ), cát, xà phòng, dầu ăn, cốc - Cách tiến hành: + Cho nước vào cốc đánh số từ đến + Lần lượt cho vào cốc lượng nhỏ chất: muối, mực (xanh đỏ), cát, xà phòng, dầu ăn khuấy + Nhận xét tính tan chất nước cốc - Kết luận khoa học: Nước hịa tan số vật Thí nghiệm 5: Tính dẫn nhiệt nước - Mục đích TN: HS biết nước truyền nhiệt - Dụng cụ TN: Bình nước lạnh, chậu nước nóng, nhiệt kế - Cách tiến hành: + Cho nước lạnh vào bình tam giác nước nóng vào chậu nước Dùng nhiệt kế đo nhận xét nhiệt độ nước chậu bình + Nhúng bình nước lạnh vào chậu nước nóng Dùng nhiệt kế đo nhận xét giải thích nhiệt độ nước vật đựng sau đến phút thí nghiệm - Kết luận khoa học: Nước có khả dẫn nhiệt 164 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC TRẺ 2018 | 11/2018 Bài 21: Ba thể nước Thí nghiệm 1: Tìm hiểu tượng nước chuyển từ thể lỏng thành thể khí ngược lại - Mục đích TN: HS biết số dạng tồn nước chuyển thể nước - Dụng cụ TN: Ống nghiệm, kẹp gỗ, đèn cồn, chai nước, bật lửa, bút - Cách tiến hành: + Cho nước vào 1/4 ống nghiệm, đánh dấu mực nước + Dùng kẹp gỗ kẹp vào 1/3 phía ống nghiệm, tiến hành hơ lửa đèn cồn sôi thời gian dừng + Quan sát, nhận xét mực nước tượng sau đun sôi - Kết luận khoa học: + Nước thể lỏng thường xuyên bay chuyển thành thể khí Nước nhiệt độ cao biến thành nước nhanh nhiệt độ thấp + Hơi nước thể khí, khó nhìn thấy mắt thường; nước gặp lạnh ngưng tụ thành nước thể lỏng Thí nghiệm 2: Tìm hiểu tượng nước chuyển từ thể lỏng thành thể rắn ngược lại - Mục đích TN: HS biết số dạng tồn nước; biết chuyển thể nước - Dụng cụ TN: Khay làm đá, nước, tủ lạnh, cốc - Cách tiến hành: Thí nghiệm HS tiến hành nhà + Cho nước vào khay làm đá, đặt vào ngăn đông Hôm sau, lấy khay Quan sát nhận xét chuyển thể nước So sánh độ rắn nước trước sau đông đặc + Cho đá dạng rắn vào cốc, để thời gian Quan sát nhận xét tượng xảy - Kết luận khoa học: + Khi nước đủ lâu nơi có nhiệt độ từ 00C chuyển thành thể rắn (đá, băng, tuyết) Hiện tượng nước chuyển từ thể lỏng thành thể rắn gọi đông đặc Nước thể rắn có hình dạng định + Nước đá bắt đầu nóng chảy thành nước thể lỏng nhiệt độ từ 00C Hiện tượng nước từ thể rắn biến thành lỏng gọi nóng chảy Bài 27: Một số cách làm nước Thí nghiệm 1: Lọc nước - Mục đích TN: HS biết tác dụng giai đoạn cách lọc nước đơn giản Biết cách tách chất không tan nước khỏi nước - Dụng cụ TN: Nước đục; chai nhựa rỗng; bơng gịn; cát; than củi nghiền nhỏ; dao; kéo - Cách tiến hành: + Cắt đôi chai nhựa Lật ngược phần phía vặn chặt nắp (được đục vài lỗ nhỏ) vào phần lại + Lần lượt cho vào phần chai nhựa gịn, cát, than, cát nén chặt, sau tiếp tục tiến hành đổ nước đục vào + Quan sát so sánh đặc điểm nước trước sau lọc - Kết luận khoa học: + Nguyên tắc chung lọc nước đơn giản: Than củi có tác dụng hấp thụ mùi lạ; cát, bơng gịn lọc chất khơng hịa tan + Kết sau lọc nước trở nên hơn, không làm chết vi khuẩn gây bệnh Vì vậy, nước chưa uống Thí nghiệm 2: Chưng cất nước - Mục đích TN: HS biết chưng cất tạo nước - Dụng cụ TN: Đèn cồn, bình cầu có nhánh, ống sinh hàn, bình hứng, nước bẩn - Cách tiến hành: + Ráp dụng cụ chưng cất nước hình bên + Đốt đèn, quan sát, so sánh đặc điểm nước trước sau chưng cất - Kết luận khoa học: Có thể chưng chất nước bẩn tạo nước thông qua việc thu nước trình chưng cất 165 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ | HNKHT 2018 KẾT LUẬN Bài báo giới thiệu thêm số TN việc dạy học tiểu chủ đề Nước, chủ đề “Vật chất Năng lượng” mơn Khoa học lớp 4, góp phần đa dạng hóa TN, tạo điều kiện thuận lợi cho GV tiểu học việc lựa chọn TN phù hợp hoạt động dạy học Trong trình tổ chức dạy học TN, giáo viên cần hướng dẫn cho HS biết cách đưa giả thiết, hy vọng tìm thấy thơng q TN trước bắt tay vào làm Khi tổng kết, cần làm rõ HS cần nắm sau TN, so sánh kết với giả thiết ban đầu, giải thích kết không phù hợp đảm bảo cho HS nắm kiến thức khoa học rút từ TN Do hạn chế mặt thời gian nên TN chưa xây dựng đầy đủ, phong phú đánh giá cách tồn diện Do đó, nghiên cứu sau cần đầu tư, nghiên cứu kỹ hơn, rộng số lượng chủ đề để làm đa dạng hệ thống này, tạo điều kiện thuận lợi cho GV lựa chọn TN khám phá phù hợp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] Mai Thế Hùng Anh (2016) Thực trạng sử dụng phương pháp thí nghiệm dạy học mơn khoa học lớp số trường tiểu học địa bàn thành phố Huế, Hội thảo Khoa học quốc gia, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế Nguyễn Thị Duyên, Nguyễn Thế Lâm (2015) Thiết kế thí nghiệm ảo dạy học “Âm thanh” môn khoa học tiểu học, Tạp chí Khoa học trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 1: 98-102 Huỳnh Trọng Dương (2005) Nghiên cứu xây dựng sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh dạy học vật lý trung học sở, Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế Nguyễn Thượng Giao (1998) Phương pháp dạy học môn Tự nhiên Xã hội, NXB Giáo dục, Hà Nội Đinh Thị Thu Hằng (2015) Thiết kế thí nghiệm hoạt động khám phá khoa học cho trẻ 56 tuổi trường mầm non, Tạp chí Khoa học Giáo dục, 14(01): 82-89 Nguyễn Thị Thu Hiền (2008) Trò chơi, thí nghiệm tìm hiểu mơi trường thiên nhiên, NXB Giáo dục, Hà Nội Title: DESIGN EXPERIMENTS TO DETECT THE PROPERTIES OF WATER USED IN TEACHING MATERIAL AND ENERGY SUBJECT IN 4TH GRADE SCIENCE Abstract: We have developed a system of scientific experiments based on the principles and procedures of the experimental design These experiments were used in teaching the sub-topic of Water in the Subject of Material and Energy in the Science of 4th grade Through this, teachers can select appropriate experiments to organize teaching by experiment and stimulate the excitement and initiative of students in discovering the properties of water Keywords: Experiment; experimental design; exploring science 166 ... Xuất phát từ vấn đề nêu báo đề cập đến việc xây dựng hệ thống TN phát tính chất nước áp dụng dạy học chủ đề “Vật chất Năng lượng” môn khoa học lớp 4, tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên tiểu học. .. thí nghiệm điều chỉnh 2.2 Hệ thống thí nghiệm phát tính chất nước Trên sở nguyên tắc quy trình thiết kế TN, xây dựng TN phát tính chất nước, áp dụng dạy học chủ đề “Vật chất Năng lượng” môn khoa. .. nước trình chưng cất 165 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ | HNKHT 2018 KẾT LUẬN Bài báo giới thiệu thêm số TN việc dạy học tiểu chủ đề Nước, chủ đề “Vật chất Năng lượng” môn Khoa học lớp 4,