Sáng kiến kinh nghiệm THCS: Sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản tự làm trong giảng dạy Vật lí 8

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM “ SỬ DỤNG DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN TỰ LÀM TRONG GIẢNG DẠY VẬT LÍ 8” Họ tên: Võ Thị Gấm Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường TH&THCS Cam Thủy Lệ Thủy, tháng năm 2020 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài: Vật lí học sở nhiều ngành khoa học kỹ thuật quan trọng Sự phát triển khoa học Vật lí gắn bó chặt chẽ có tác động qua lại trực tiếp với tiến khoa học kỹ thuật, hiểu biết nhận thức Vật lí có giá trị to lớn đời sống sản xuất, đặc biệt công cơng nghiệp hố đại hố đất nước Mơn Vật lí có vai trị quan trọng việc thực mục tiêu đào tạo người trường trung học nói chung bậc học trung học sở nói riêng Mục tiêu mơn Vật lý THCS trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức Vật lí bản, bước đầu hình thành cho học sinh kỹ phổ thông thói quen làm việc khoa học góp phần hình thành lực nhận thức phẩm chất, nhân cách mà mục tiêu giáo dục trung học sở đề Vật lí vốn khoa học thực nghiệm nguyên tắc dạy học nguyên tắc trực quan “học đơi với hành” Thường kinh nghiệm sống nên học sinh có số vốn hiểu biết tượng vật lí Nhưng coi hiểu biết sở giúp em tự nghiên cứu trước tượng vật lí, học sinh có hiểu biết khác nhau, chí sai Vì vậy, giảng dạy vật lí, giáo viên mặt phải tận dụng kinh nghiệm sống học sinh, mặt khác phải chỉnh lí, bổ sung, hệ thống hố kinh nghiệm nâng cao lên mức xác, đầy đủ thí nghiệm vật lí, nhờ mà tránh tính chất giáo điều, hình thức giảng dạy Tuy nhiên trường trung học sở tình trạng dụng cụ thí nghiệm cịn thiếu khơng đồng bộ, chất lượng kém, chưa có cán phụ trách phịng thí nghiệm đào tạo chuyên môn phổ biến ảnh hưởng lớn đến chất lượng dạy học Từ thực tế đó, tơi nhận thấy việc sử dụng đồ dùng dạy học đồng thời lồng ghép dụng cụ thí nghiệm tự làm có ý nghĩa vơ quan trọng tơi tìm tịi dành nhiều thời gian, tâm sức việc nghiên cứu thí nghiệm vật lí đơn giản Hơm tơi mạnh dạn trình bày đề tài “Sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản tự làm giảng dạy Vật lí ” đúc kết từ kinh nghiệm giảng dạy môn Vật lí thân tơi năm học vừa qua 1.2 Phạm vi đối tượng nghiên cứu: - Phạm vi áp dụng: Các tiết dạy có thí nghiệm chương trình Vật lý lớp trường THCS - Đối tượng nghiên cứu: Học sinh lớp trường THCS cam Thủy năm học 2018-2019 PHẦN NỘI DUNG 2.1 Thực trạng nội dung cần nghiên cứu Thí nghiệm vật lí phương tiện trực quan có hiệu quả, giúp học sinh dễ hiểu tượng vật lí xảy ra, có nhiều tượng chứng tỏ thơng qua thí nghiệm học sinh hình dung tượng xảy nào, ví dụ như: nguyên lí paxcan, tồn áp suất khí quyển, đối lưu, phụ thuộc áp suất chất lỏng vào độ sâu cột chất lỏng Vì tác dụng nhiều mặt nên khơng thể học vật lí mà khơng có thí nghiệm thơng qua thí nghiệm mà kiến thức vật lí gắn liền với thực tiễn sản xuất Tình trạng thiếu dụng cụ thí nghiệm trường THCS ảnh hưởng lớn đến chất lượng dạy học Tình trạng dạy chay, học chay khiến học sinh khơng thể hình dung q trình vật lí, biểu tính chất vật lí, diễn biến tượng vật lí Mặt khác khơng khí lớp học trở nên đơn điệu, học sinh thiếu hứng thú học tập tất yếu dẫn đến hiệu dạy thấp Thực tế nhiều năm qua, chất lượng thiết bị dạy học thói quen sử dụng đồ dùng cịn nhiều hạn chế làm ảnh hưởng khơng tới hoạt động dạy học giáo viên học sinh Mặt khác, chương trình Vật lý ngồi thí nghiệm định tối thiểu có thiết bị kèm nhiều nội dung thí nghiệm khác sách giáo khoa chưa có dụng cụ thí nghiệm Điều gây khó khăn nhiều cho giáo viên học sinh công tác dạy học Vật lí mơn khoa học thực nghiệm tình trạng phổ biến trường trung học sơ sở mà giảng dạy : + Hầu hết dạy Vật lí chưa có đủ dụng cụ thí nghiệm cần thiết cho học sinh giáo viên + Tranh vẽ minh hoạ gần khơng có + Kĩ làm thí nghiệm học sinh hạn chế, em lúng túng sử dụng dụng cụ xử lí kết làm báo cáo thực hành + Dụng cụ thí nghiệm cịn thiếu khơng đồng bộ, chất lượng kém, thiếu tính xác, phần lớn bị hư hỏng không sử dụng + Nhà trường chưa có cán phụ trách phịng thí nghiệm đào tạo chun mơn việc bảo quản thiết bị, giúp giáo viên xếp thiết bị dạy học chưa tốt Về việc sử dụng thí nghiệm Vật lí trường tơi cịn hạn chế, chưa phát huy hết tính độc lập sáng tạo học sinh lượng kiến thức bổ sung, điều chỉnh cho kịp với phát triển thời đại 2.2 Cơ sở lý luận 2.2.1 Các khái niệm - Thiết bị dạy học phận sở vật chất trường học, bao gồm đối tượng vật chất thiết kế mà giáo viên sử dụng để điều khiển hoạt động nhận thức học sinh; đồng thời nguồn tri thức, phương tiện giúp học sinh lĩnh hội tri thức, hình thành kĩ đảm bảo cho việc thực mục tiêu dạy học -Thiết bị dạy học tự làm thiết bị phục vụ cho việc dạy học không nằm danh mục thiết bị dạy học Bộ GD&ĐT quy định 2.2.2 Ý nghĩa thiết bị dạy học giảng dạy mơn vật lí Thiết bị dạy học vật chất hữu hình, tưởng vơ tri, vơ giác điều khiển người giáo viên làm cho thiết bị dạy học thể khả sư phạm Thiết bị dạy học tăng tốc độ truyền thông tin, tạo lôi cuốn, hấp dẫn, làm cho việc dạy học văn minh hơn, hiệu Thiết bị dạy học tạo điều kiện trực tiếp cho học sinh huy động lực hoạt động nhận thức, tiếp cận thực tiễn, nâng cao khả tự đào tạo, rèn luyện kỹ học tập lao động, nâng cao tính khách quan khoa học kiến thức Thiết bị dạy học góp phần đắc lực cho việc hình thành nhân cách học sinh Trong q trình dạy học Vật lí nhiều năm qua tơi nhận thấy việc làm thí nghiệm Vật lí có tác dụng to lớn phát triển nhận thức học sinh, giúp em quen dần với phương pháp nghiên cứu khoa học, qua em quan sát, đo đạc, rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì, điều cần cho việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp, chuẩn bị cho học sinh tham gia hoạt động thực tế Do tận mắt quan sát, tự tay tháo lắp dụng cụ, thiết bị đo lường đại lượng em nhanh chóng làm quen với dụng cụ thiết bị dùng đời sống sản xuất sau Đặc biệt, việc thực thí nghiệm Vật lí phù hợp với đặc điểm tâm sinh lí khả nhận thức học sinh, đồng thời tạo điều kiện rèn luyện cho học sinh kỹ thực hành thái độ ứng xử thực hành, cần thiết cho việc học tập Vật lí cấp học Việc giáo viên học sinh tự thiết kế chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản qua vật liệu dễ kiếm có nhiều tác dụng như: tăng cường tính trực quan, góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội nắm vững kiến thức, phát triển lực tư duy, độc lập sáng tạo học sinh Việc tiến hành thí nghiệm, giải thích tiên đốn kết thí nghiệm địi hỏi học sinh phải phát huy, huy động kiến thức học nhiều phần khác Vật lí Do đó, kiến thức mà học sinh lĩnh hội củng cố, đào sâu, mở rộng hệ thống hoá 2.3 Giải pháp: Từ thực trạng nêu thân tơi tìm tịi nghiên cứu đưa giải pháp sau: 2.2.1 Giáo viên tự chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản dạy Vật lí Việc chế tạo “dụng cụ thí nghiệm đơn giản” địi hỏi vật liệu, vật liệu đơn giản, dễ kiếm, rẻ tiền Ngay thí nghiệm định lượng việc đo đạc đòi hỏi sử dụng dụng cụ đo phổ biến lực kế, thước, đồng hồ đeo tay học sinh Vì “dụng cụ thí nghiệm đơn giản” dễ chế tạo, dễ gia công công cụ thông dụng kìm, búa, kéo, cưa, giũa, giấy ráp Chính nhờ đặc điểm mà số trường hợp ta tự làm thí nghiệm đơn giản đưa vào giảng dạy dù thí nghiệm khơng thể tiến hành với “dụng cụ” có sẵn phịng thí nghiệm Các phận “dụng cụ thí nghiệm đơn giản” lắp ráp, tháo rời dễ dàng, nhanh chóng với “dụng cụ thí nghiệm đơn giản”, nhiều trường hợp ta cần thay chi tiết phụ trợ làm thí nghiệm khác Ngồi dụng cụ thí nghiệm đơn giản dễ bảo quản vận chuyển, an toàn chế tạo tiến hành thí nghiệm Việc bố trí, tiến hành thí nghiệm với “dụng cụ thí nghiệm” dễ làm, không tốn nhiều thời gian Hiện tượng vật lý diễn thí nghiệm với “dụng cụ thí nghiệm đơn giản” rõ ràng dễ quan sát Việc thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản, tự làm làm tăng hứng thú, tạo niềm vui việc dạy học giáo viên học sinh Đồng thời, kích thích tính tích cực, độc lập phát huy khả tư sáng tạo học sinh học tập Giáo viên cá thể hố q trình học tập học sinh cách chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản cho đối tượng học sinh khác nhau, hướng dẫn chế tạo, tiến hành thí nghiệm với mức độ khó dễ khác Các dụng cụ thí nghiệm đơn giản tự làm phần lớn đáp ứng việc thực hành đồng loạt học sinh Nó giải phần khó khăn thiết bị, tạo điều kiện cho em tự lực làm việc nhiều Nó khơng địi hỏi khả thao tác chân tay cách đơn mà phát triển lực hoạt động trí tuệ, thực tiễn học sinh Nghiên cứu tự làm dụng cụ thí nghiệm đơn giản dạy học Vật lí trường THCS có nhiều lợi ích Học sinh làm thí nghiệm trước nhà để tiết kiệm thời gian làm thí nghiệm lớp, có thói quen tự làm dụng cụ thí nghiệm làm thí nghiệm Đồng thời tạo thói quen hợp tác việc nghiên cứu học, hợp tác làm thí nghiệm, chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản 2.2.2 Giáo viên phải nghiên cứu kĩ thí nghiệm dạy để chế tạo dụng cụ đảm bảo số yêu cầu sau: - Các dụng cụ thí nghiệm đơn giảm tự làm phải thể rõ tượng vật lí cần quan sát Một ưu điểm quan trọng “dụng cụ thí nghiệm đơn giản tự làm” dụng cụ bao gồm phận có liên quan đến tượng vật lí cần quan sát không bị che lấp vỏ bọc hay chi tiết phức tạp làm cho thiết bị có hình dáng đẹp hay sử dụng thuận tiện Bởi vậy, thiết kế dụng cụ thí nghiệm cần đơn giản đến mức tối đa, tránh chỗ rườm rà khó quan sát, cố gắng để phận thể rõ tượng vật lí lộ ngồi Ví dụ Thí nghiệm truyền áp suất chất lỏng (Ứng dụng định luật Paxcan) tiết 11: “Bình thơng – Máy nén thủy lực” Vật lí ( Thí nghiệm khơng có dụng cụ phịng thí nghiệm) Mục đích thí nghiệm cho học sinh thấy chất lỏng chứa đầy bình kín có khả truyền ngun vẹn áp suất từ bên ngồi tác dụng lên Qua học sinh hiểu rõ nguyên tắc hoạt động máy nén thủy lực thực tế Vật liệu gồm có: chai nhựa lớn, vỏ bút bi, đoạn ống nhựa có đường kính 7mm, keo dán, bóng cao su Cách chế tạo dụng cụ sau: Hơ nóng đầu bút bi uốn nhẹ để đầu bút bi cong lại Dùng keo gắn chặt bút bi xuyên qua nắp chai đựng nước cho ống có độ sâu quay theo hướng khác Dùng keo gắn đầu ống nhựa vào bóng cao su, đầu xuyên qua nắp chai nhựa Tác dụng lực vào bóng thấy nước dâng lên ống nhựa Qua em thấy rõ ngun lí Paxcan Như thí nghiệm tượng chất lỏng truyền áp suất nguyên vẹn theo phương thể rõ, dụng cụ thí nghiệm đơn giản, dễ làm mang lại hiệu cao dạy học - Sơ đồ lắp ráp phải dễ thực hiện, ý đến hiệu quan sát, tiện dụng mỹ thuật Dụng cụ thí nghiệm phải tốt lên trọng tâm vấn đề giáo viên cần truyền đạt thấy rõ tượng vật lí có kết thí nghiệm Ví dụ : Thí nghiệm chứng minh áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ sâu khối chất lỏng dạy “Áp suất chất lỏng”, tiết 10 Vật lí Để chứng minh áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ sâu khối chất lỏng qua công thức p = d.h cho học sinh làm dụng cụ thí nghiệm sau: Dùng chai nhựa lớn (chai cô ca loại 1,5l), chai thứ đục lỗ A, B có độ sâu nhau, chai thứ đục lỗ C, D độ sâu khác Đặt chai thứ vào chậu nhựa đổ nước đầy, học sinh quan sát thấy nước chảy lỗ chứng tỏ áp suất Dặt chai thứ vào chậu nhựa đổ nước đầy nước chảy lỗ khác Lỗ gần đáy chai nước chảy mạnh chứng tỏ áp suất nước gây lớn Như qua thí nghiệm học sinh thấy rõ áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ cao khối chất lỏng dụng cụ làm thí nghiệm đơn giản, dễ làm - Các dụng cụ, chi tiết, vật liệu cần dùng phải dễ kiếm, rẻ tiền nhiều học sinh tự làm được, giáo viên phải tự thâm nhập đời sống để nắm vững thứ tìm kiếm được, sau hướng dẫn cho học sinh tìm kiếm chế tạo ví dụ: chai nhựa mà em sử dụng ngày, ống dây nhựa, vỏ lon bia - Tận dụng dụng cụ, thiết bị trở thành hàng công nghiệp bán rộng rãi thị trường Điều khơng đơn có ý nghĩa mặt kinh tế (rẻ tiền) mà có ý nghĩa sâu sắc mặt nhận thức làm cho học sinh thấy mối liên hệ vật lí học với đời sống sản xuất Ví dụ : Dụng cụ thí nghiệm bình thơng có diện tích đáy khác “Bình thơng nhau” tiết 11 Vật lí Dụng cụ thí nghiệm bình thơng phịng thí nghiệm vật lý có diện tích nhánh chưa tốt lên kiến thức vật lý tơi chế tạo dụng cụ bình thơng có diện tích nhánh khác cách sau: Dùng đến chai nhựa có diện tích đáy S 1, S2, S3 dùng ống thủy tinh có đường kính từ 10mm đến 15mm xun qua chai nhựa sắt nung đỏ sau dùng keo 502 dán bịt kín chỗ hở Như có bình thơng với nhánh có diệntích khác - Ưu tiên dụng cụ thí nghiệm hoạt động đươc để học sinh thấy diễn biến tượng vật lí thật Đây ưu điểm bật thí nghiệm vật lí, có giá trị nhận thức hẳn phương tiện dạy học khác hình vẽ, phim ảnh, chí máy vi tính 2.2.3 Một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản mà giáo viên tự làm để phục vụ cho tiết dạy chương trình Vật lí 8: - Thí nghiệm quán tính, dạy 5: Sự cân lực – Quán tính - Thí nghiệm chứng minh áp suất chất lỏng phụ thuộc vào chiều cao cột chất lỏng dạy 8: Áp suất chất lỏng - Thí nghiệm chứng minh tồn áp suất khí quyển, dạy 9: Áp suất khí - Thí nghiệm cấu tạo chất, dạy 19: Các chất cấu tạo Ngoài cịn nhiều thí nghiệm giáo viên tự làm để phục vụ công tác giảng dạy môn Vật lí lớp 2.3 Kết thu được: Sau trình sử dụng dụng cụ để nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí thân cảm thấy bước đầu gặt hái số thành công a.Về kiến thức Học sinh nắm kiến thức học dựa sở tái lại thí nghiệm Có mở rộng nâng cao số kiến thức phù hợp cho đối tượng học sinh giỏi b Về kĩ Học sinh có kĩ quan sát tượng q trình vật lí để thu thập liệu cần thiết Kỹ sử dụng dụng cụ đo lường Vật lí, lắp ráp tiến hành thí nghiệm Vật lí Kĩ phân tích, xử lí thơng tin liệu thu để giải thích số tượng Vật lí giải số vấn đề sống Có khả đề xuất phương án thí nghiệm đơn giản để kiểm tra dự đoán giả thuyết đề ra, kĩ diễn đạt rõ ràng, xác ngơn ngữ Vật lí c Về tình cảm thái độ Học sinh có hứng thú việc học tập mơn Vật lí, có thái độ trung thực tỉ mỉ, cẩn thận, xác việc thu thập thơng tin, quan sát thực hành thí nghiệm Có tinh thần hợp tác học tập, đoàn kết hoạt động nhóm d Kết thu năm học 2018 – 2019: * Kết khảo sát trước thực đề tài Lớp Sĩ số 38 Giỏi Khá SL % SL % 13,1 21,1 * Kết khảo sát sau thực đề tài TB SL 15 % 39,5 Yếu - Kém SL 10 % 26,3 Lớp Sĩ số 38 Giỏi SL % 21,1 Khá SL % 12 31,6 TB SL 14 % 36,8 Yếu - Kém SL % 10,5 Qua so sánh đối chứng kết thấy tỉ lệ điểm: TB, Khá, Giỏi có chuyển biến tốt, điểm yếu giảm so với trước thực đề tài, cụ thể là: Yếu giảm 15,8%, TB giảm 2,7%, Khá tăng 10,5%, Giỏi tăng 8,0% PHẦN KẾT LUẬN 3.1 Ý nghĩa đề tài: Đây đề tài xây dựng q trình thân tơi trực tiếp nghiên cứu vận dụng vào giảng dạy, thiết thực có tính ứng dụng cao Qua thời gian áp dụng đề tài nhận thấy yếu tố quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí học sinh phải quan sát, làm thí nghiệm để rút nhận xét khắc sâu kiến thức Có học sinh hiểu nắm vững cách tổng quát nội dung học, sở em tự học, tự nghiên cứu tài liệu có hứng thú học tập, biết tự lực, chủ động, tự tin lĩnh hội kiến thức Q trình giảng dạy tơi nhận thấy việc lồng ghép sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản tự làm giảng dạy vật lí THCS việc hình thành kiến thức không rút ngắn thời gian đào sâu phần lý thuyết mà hướng dẫn cụ thể phần thực hành Học sinh vừa lĩnh hội kiến thức vừa hình thành kỹ thực hành 3.2.Kiến nghị đề xuất Tuy có nhiều cố gắng nghiên cứu, song nội dung tránh khỏi tồn Rất mong góp ý chân thành cấp quý bạn đồng nghiệp thầy đề tài ngày hồn thiện hơn, giúp tơi hồn thành cơng tác tốt hồn thiện thân Tơi xin chân thành cảm ơn!