Khóa luận tốt nghiệp Vật lý: Chế tạo một số thí nghiệm vật lý phổ thông đơn giản và ít tốn kém

Chủ dé của luận văn là bước đầu sử dụng một cách linh hoạt và sáng tạo các đổ dùng, phương tiện sẵn có trong đời sống và ở trong trường học kết hợp với kiến thức Vật lý được trang bị để

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ

xw

LUAN VĂN TỐT NGHIỆP

Dé tai:

CHẾ TAO MỘT SỐ THi NGHIEM VAT LÝ Phổ

THONG BON GIẢN và ÍT TON KÉM

Giáo viên hướng dẫn + Lê Thi Thanh Thao Sinh viên thực hiện + Lê Nguyễn Trung Nguyên

Niên khóa : 1997 - 2001

Trang 2

Luận văn tốt nghiệp Chế tạo một số thí nghiệm Vật lý

phổ thông đơn giản và ít tốn kém

LỜI CẢM ƠN

Nhờ sự giúp đỡ của quý thầy cô , gia đình và bạn bè , em đã

hoàn thành xong bài khóa luận tốt nghiệp của mình

Em xin cảm ơn quý THẦY CÔ đã tận tình truyền đạt kiến

thức cho em trong suốt những năm học vừa qua

Em xin chân thành cảm ơn Cô LÊ THỊ THANH THẢO đã

tận tình hướng din em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.

Trang 3

LOI MG ĐẦU

Theo những nghiên cứu giáo duc gân đây về hiện trang giáodục về nguyên nhân và giải pháp nhằm nâng cao chất lượng dạy học, nhằmđào tạo những người lao động phát triển toàn diện được đăng tải trên cácbáo, các tạp chí nghiên cứu giáo đục chuyên nghành cho thấy sự lạc hâu về

nội dung, phương pháp dạy học, phương pháp đánh giá giáo dực so với yêu

cầu của sự phát triển xã hội đối với giáo dục Đây là những yếu tố chủ yếugiải thích cho thực trạng giáo duc hiện nay ( biểu hiện rõ nét ở học sinh, sau

quá trình giáo duc, là sự kém năng động sáng tạo và khả năng vận dụng kiến

thức vào thực tiễn rất hạn chế )

Trong một hệ thống giáo duc và cơ chế giáo dục dang còn tri trệ câu hỏi lớn đặt ra cho mỗi giáo viên là làm thế nào giúp học sinh đến

mức tối đa phát huy tính tích cực , chủ động và sáng tạo trong học tập,

trong vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Trong phạm vì một luận văn nhỏ, tôi quan tâm đến những việc

làm có thể trong tam tay của giáo viên và học sinh, có thể giúp học sinh ndm

vững kiến thức, phát huy trí sáng tao và khả năng vận dụng kiến thức Từ đó

yêu thích môn học, từng bước hình thành và phát triển năng lực sáng tao

Chủ dé của luận văn là bước đầu sử dụng một cách linh hoạt

và sáng tạo các đổ dùng, phương tiện sẵn có trong đời sống và ở trong

trường học kết hợp với kiến thức Vật lý được trang bị để chế tạo một số

các thí nghiệm và một số mô hình kỹ thuật ứng dụng đơn giản có tính

thực tiễn 7i hy vọng rằng những bài thí nghiệm mở đâu đơn giản và những

bài tập thí nghiệm ở nhà được trình bày trong luận văn sẽ mang lại một hiệu

quả tốt cho giờ học Vật lý, và là sự mở déu có cơ sở cho những ai yêu thích

có thể tiếp tục đi sâu khai thác và chế tạo thí nghiệm đơn giản từ những vậtliệu rẻ tiễn, dễ kiếm trong cuộc sống hàng ngày

Trang 4

MUG LUG

1- Con đường dẫn đến để tài - - - 5

I.1I- So lược hiện trang giáo duc Việt Nam - M

1.2- Muc tiêu cơ bản của giáo dục Việt Nam - Ụ

2.1- Thi nghiệm được thực hiện vào dau giờ học - 1S 2.2- Thi nghiệm được giao về nhà làm ( bài tập thí nghiệm,

bài tập sáng tạo ) -~ ~-~-~-<~~~~=~=~~=xe=z=s=x=~s=srxei 18

B- PHAN NỘI DUNG CHÍNHH - -~ ~ ==========ee 20

CHẾ TẠO MỘT SỐ THÍ NGHIỆM VẬT LÝ

PHỔ THONG BON GIẢN VA it TON KEM

12 THHIM NÀNG ¿2kioiáccickzaatoatdooeoi 472- Tài liệu tham khao - 49

Trang 5

Luận vấn tốt nghiệp Chế tạo một số thí nghiệm Vật ly

pho thông đơn giản và ít tốn kém

ii- PHAR DAW LiiiN

Trang 6

Luận vấn tốt nghiệp Chế tạo một số thí nghiệm Vật lý

1- Con đường dẫn đến dé tài

1.1— Sơ lược hiện trang giáo dục ở Việt Nam

Một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng giáo dục hiện

nay có liên quan đến đặc điểm của ngành giáo dục Việt Nam Vì thế, trong

quá trình tìm hiểu hiện trạng giáo dục ở Việt Nam chúng ta sẽ sơ lược qua một vài đặc điểm của nên giáo duc nước nhà

Nên giáo dục Việt Nam là nền giáo dục xã hội chủ nghĩa có tính thống nhất , phổ cập , đại chúng và pháp lệnh

° Là nên giáo dục xã hội chủ nghĩa nên nền giáo dục ViếtNam chịu nhiều ảnh hưởng của nền giáo dục các nước xã hội chủ nghĩa

khác Vì lẽ đó mà đặc điểm giáo dục Việt Nam có khác so với các nước trên

thế giới, đặc biệt là các nước tư bản

+ Nền giáo dục Việt Nam có tính thống nhất chịu sự quản

lý của nhà nước Nhà nước quản lý hệ thống giáo dục quốc dân vé mục

tiêu, chương trình , nội dung , kế hoạch giáo dục , tiêu chuẩn nhà giáo, quychế thi cử và hệ thống văn bằng Toàn bộ nội dung chương trình giáo dục là

do Bộ Giáo Dục và Đào Tạo ( Bộ GD & ĐT ) quy định ban hành Chương

trình giáo dục sẽ được cụ thể hóa qua sách giáo khoa ( Sgk ) do Bộ GD &

ĐT tổ chức biên soạn Bộ Sgk này là duy nhất và được sử dụng chính thức, thống nhất , ổn định trong giảng đạy và học tập ở trường phổ thông và các cơ

sở giáo duc khác Do tính thống nhất của giáo dục nên tất cả mọi nơi trongnước đều phải sử dụng bộ sách này Nhưng có một nghịch lý rằng Sgk thìthống nhất nhưng trang thiết bị đi kèm lại không đồng bộ hoặc không cótrang thiết bị , Đó là lý do dẫn đến tình trạng học * suông " hiện nay , Hơnnữa , dạy học theo một khuôn mẫu

quy định sẵn là rất khó do có sự khác

biệt về hoàn cảnh sống , diéu kiện

kinh tế ở từng địa phương v.v Diéu

này đã gây ra nhiều khó khăn cho cả

người day lẫn người hoc , ví dụ :

—Tinh điện kế

Sự phóng điện trong chất khí

Trang 7

Trong chương trình lớp 11, chương IV : DONG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG ( không có trong chương trình song ngữ và chương trình

của Pháp ), loạt bài trong chương này rất chú trọng đến các thí nghiệm biểu

diễn như dòng điện trong chất điện phân , dòng điện trong chất khí , dòng

điện trong chân không v.v Đối với bài dòng điện trong chất khí (Sgk 11

trang 122 ) có sử dụng thí nghiệm như hình trên

Chúng ta nhận thấy rằng thí nghiệm này dễ thực hiện, chỉ cẩn

hai bin kim loại, đèn cổn, máy phát tinh điện ( hau như trường phổ thôngnào cũng có ) và một tĩnh điện kế là có thể cho học sinh quan sát được sưphóng điện trong chất khí Dĩ nhiên không khí phải đủ khô Tuy nhiên hiện

nay rất ít giáo viên làm thí nghiệm này một phần nguyên nhân là do trường

thiếu tĩnh điện kế, nhất là các trường ở nông thôn Lúc này giáo viên vandạy theo Sgk nhưng chỉ mô tả thí nghiệm bằng hình vẽ trong Sgk mà thôi

Với cách dạy * suông ” như thế ( trung bình học sinh chỉ có thểlàm hoặc quan sát thầy , cô làm 2 lẩn trong | năm ) thì học sinh sẽ khó tintưởng vào sự đúng đắn của kiến thức, sẽ khó nắm bắt kiến thức và đương

nhiên sẽ gặp khó khăn khi vận dụng kiến thức vào thực tiễn Thông thường.

học sinh chỉ chấp nhận kiến thức một cách máy móc mà không hiểu hết ýnghĩa, bản chất và phạm vi áp dụng của nó

Một ví dụ khác, bài Kính Hiển Vi và Kính Thiên Văn thuộc

chương VI : MAT VÀ CÁC DỤNG CU QUANG HỌC của chương trình lớp

12 Trong bài này Sgk nêu định nghĩa , cấu tạo của hai loại kính rất kỹnhưng không hé có một hình chụp nào để học sinh dễ hình dung Mặt khác.

khi học bài này , học sinh cũng không được quan sát trực tiếp trên các dụng

cụ Đây là một trong những nguyên nhân cả giáo viên và học sinh Việt Nam

mơ hé và xa vời với một lĩnh vực khoa học cực kỳ quan trọng là “ Thiên văn

hoc”.

Vì thiếu trang thiết bị giảng day nên ở các trường hoe Việt

Nam, hiện nay, các gid học vẫn thường diễn ra theo kiểu truyền thống Tức

là, người thay có vai trò thông báo , truyền đạt những kiến thức có trong Sek

cho học sinh chủ yếu là bằng lời nói Học trò ngồi lắng nghe, ghi chép lại

nội dung bài giảng của thấy mà ít được hoạt động Còn thời gian học tập ở

nhà chủ yếu là học thuộc lòng bài giảng ở lớp và làm các bài tập áp dụng

Trang 8

công thức mà thay yêu cầu Phương pháp day va học theo kiểu này thể hiện

nhiều sự bất cập va di nhiên cũng khó đáp ứng được yêu cầu của giáo dụctrong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển như hiện nay Khoa học kỹ thuật

càng phát triển thì lượng kiến thức mà nhãn loại có được càng đổ sô Do đó,người thay không có đủ thời gian để truyền đạt một khối lượng lớn kiến thức

cho học sinh nếu chỉ bằng lời nói Hơn nữa , người thấy cũng không thể biết hết những thành tựu mà nhân loại đã đạt được nên nhiệm vụ rèn luyện cho

học sinh lòng ham mê hiểu biết, khả năng tự nghiên cứu là hết sức quan

trọng Mặt khác , với yêu cẩu của giáo dục hiện nay , người thấy không chỉ

có nhiệm vụ truyền đạt kiến thức cho học sinh mà còn phải giúp học sinhphát huy tính năng đông, trí sáng tạo, kỹ năng vận dụng lý thuyết vào thựctiễn Vì thế, một trong những cách để người giáo viên có thể hoàn thành tối

nhiệm vu là người giáo viên phải tự mình tìm kiếm những công cu cẩn thiếtphục vụ cho công tác giảng dạy Việc này sẽ dễ dàng hơn nhiều nếu những

thí nghiệm giảng day được làm từ những dụng cụ đơn giản, gan gũi với cuộc

sống Như thế , những thí nghiệm được làm từ những dụng cụ đơn giản có ý

nghĩa rất lớn vì để có thể thực hiện được chỉ cẩn sự say mê, sáng tạo của người thầy là có thể vượt qua.

Ngoài sự bất cập về phương tiện day học , chúng ta còn nhân thấy sự bất cập về hệ thống kiến thức ở trường phổ thông.

Như những nước khác trên thế giới , hệ thống kiến thức Vật lý

ở trường phổ thông Việt Nam chủ yếu là Vật lý Học Cổ Điển Trong đó chỉ

có một phần rất nhỏ Vật lý Học Hiện Đại mang tính chất giới thiệu ở cuối

chương trình lớp 12 Nhìn chung, chương trình học này coi trọng việc học

sinh nắm kiến thức hơn là vận dụng kiến thức vào thực tiễn , coi nặng việc

học sinh giải các bài tập định lượng hơn là giải các bài tập định tính, giải

thích hiện tượng thực tiễn,kỹ thuật và làm các bài tập sáng tạo Từ việc coinhẹ các bài tập thông minh, sáng tạo đã dẫn đến những hậu quả làm ảnh

hưởng đến chất lượng dạy và học hiện nay :

- Hoc sinh kém hoạt động, không nắm vững kiến thức, không

có khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn Từ đó, họkhông có đủ kiến thức cơ bản để tiếp thu những kiến thức

mới và càng không có khả năng để sáng tạo ra cái mới.Hoạt động phổ biến mà học sinh có thể làm được là vận

Trang 9

dụng công thức để giải bài tập mà không hiểu hết ý nghĩa

Vật lý của định lý , định luật v.v đã sử dụng

- _ Bên cạnh những hạn chế mà học sinh gặp phải , giáo viên

cũng phải đối diện với những hạn chế của riêng ho Vì khi

lên lớp giáo viên chỉ cẩn truyền thụ toàn bộ kiến thức trong

Sgk là đủ và cảm thấy yên tâm với kết quả : học sinh thuộc

kiến thức, vận dụng được kiến thức để giải bài tập nên họ

không cẩn mất nhiễu thời gian để nâng cao trình độ banthân , tìm tòi các bài tập mang tính chất thông minh, sáng

tạo , tiếp thu những thành tựu hiện đại để phục vụ cho việc

giảng dạy Mặc dù theo lý luận dạy học người giáo viên

phải “ biết mười dạy một ”, giáo viên phải là người sáng

tạo mới có thể dạy cho học trò biết sáng tạo , giáo viên phải

là người có năng lực nhận thức mới có thể dạy cho học trò

có năng lực nhân thức Do đó , việc giáo viên không ngừng

nghiên cứu để trau dồi nghề nghiệp là rất quan trọng

Còn một vấn để nữa cũng cẩn được quan tâm , cách phân phối

thời gian học Vật lý ở trường phổ thông Thông thường, cứ một tiết lý

thuyết là có một tiết bài tập để giải các bài tập thuộc phan kiến thức đó Nhưng với thời gian ngắn như thế ( 45° ) giáo viên khó có thể sửa hết các bàitập cơ bản liên quan đến nội dung của bài học cho toàn bộ học sinh trong

lớp Từ đó cho thấy việc mở rộng bài học cho học sinh lại càng khó khăn

hơn Do vậy mà những hoạt động thường thấy của học trò chỉ là học thuộc

bài và giải bài tập chứ không còn hoạt động chuyên biệt nào khác Điển

hình như một số hoạt động : tham quan thực tế các nhà máy , công trình; làm

những bài tập ngoại khóa bổ ích , seminar mở rộng kiến thức hoặc thông báo

những vấn để quan trọng Chẳng hạn : Tìm hiểu cuộc đời của các nhà bác

học nổi tiếng Issac Newton , Michael Faraday Charles de Coulomb , Marie

Curie , André - Marie Ampére v.v Hoặc Tìm hiểu con đường hình thành

và ý nghĩa của các hằng số cơ bản như : hằng số Avogadro ( Nạ ) ; hằng sốBoltzmann ( kg ) ; hằng số hấp dẫn (G) v.v Hoặc Tìm hiểu lịch sử các thínghiệm có ý nghĩa quyết định trong lịch sử Vật lý như đo vận tốc ánh sáng,

xác định các thí nghiệm chúng minh bản chất ánh sáng v.v

Trang 10

Khi nói đến những vấn để thuộc về lãnh vực Vật Lý thì có thénói là vô cùng Do đó nếu trong quá trình dạy và học mà chúng ta chỉ quan

tâm đến dạy kiến thức lý thuyết, giải các bài tập định lượng thôi thì chưa

đủ Học sinh sẽ khó thấy được vai trò của Vật lý trong việc hiểu thế giới

xung quanh, trong các ứng dụng kỹ thuật công nghệ hiện dai

Vì sự bất cập về thời gian người thấy cố truyền đạt hết lượng

kiến thức quy định cho học sinh mà không còn thời gian để xem học sinh hiểu bài chưa ? Thông thường , giáo viên yên tâm khi thấy học sinh ngồi im

lăng , chăm chú lắng nghe, ghi chép trong giờ học Nhưng trên thực tế học

sinh nắm kiến thức một cách mơ hé và cố gắng lấy điểm tốt bằng cách học

thuộc lòng bài giảng Cách học này hoàn toàn là đối phó, là một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng trượt dốc hiện nay của ngành giáo

dục Thử hỏi cứ phải chạy đua theo thời gian thì giáo viên sao còn hứng thú

để dạy ? Học sinh không được hoạt đông mà chỉ ngồi lắng nghe thì sao còn

hứng thú để học ?

Tóm lại, từ những vấn để bất cập đó mà học sinh ít được rèn

luyện tư duy sáng tạo và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn ngay từ

khi còn ngồi trên ghế nhà trường Quan trọng hơn hết là nguồn nhân lực chủyếu này sẽ không đáp ứng được mục tiêu của ngành giáo dục trong giai đoạn

mới

L2 - Mục tiêu cơ bản giáo dục Việt N

Theo xu hướng toàn cầu hóa hiện nay thi di nhiên sự phát triển của nước Việt Nam cũng hòa vào nhịp độ phát triển của thế giới Chúng ta biết rằng tình trạng thiếu lao động tri thức đang là vấn để khẩn cấp của

nhiều quốc gia trên thế giới và nước Việt Nam chúng ta cũng không làtrường hợp ngoại lệ Vì vậy, Quốc hội nước cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt

Nam xác định mục tiêu của giáo dục trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện

đại hóa đất nước là :

“ Đào tạo con người Việt Nam phái triển toàn diện, có đạo đức,

tri thức , sức khỏe , thẩm mỹ và nghề nghiệp, trung thành với

lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội ; hình thành và

phát triển nhân cách , khả năng tu duy sáng tạo, năng lực

Trang 11

Luận vấn tốt nghiệp Chế tạo một số thí nghiệm Vật lý

thực hành nhằm đáp dng yêu cầu xây đựng và bảo vệ Tổ quốc

« Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác,

chủ động , tứ duy sáng tạo của người học ; bồi dưỡng năng lực

tự học , lòng say mê học tập và ý chí vươn lên Giáo dục được

thực hiện theo nguyên lý học đi đôi với hành, giáo dục kết hợp

với lao động sản xuất , lý luận gắn liên với thực tiễn ".

( Theo Luật Giáo Dục - nhà xuất bản Chính trị quốc gia 2000 )

Thủ tướng chính phủ Trần Đức Lương nhấn mạnh : * Ở thế kỷ

XXI xã hội Việt Nam phải dựa vào trí thức, vào tư duy sắng tạo, vào năng

lực sáng chế của con người Để có thể vươn lên được , chúng ta không

những phải học hỏi kinh nghiệm của các nước tiên tiến mà còn phải áp dụng những kinh nghiệm đó một cách sáng tạo, nhất là tìm được con đường phát

triển riêng phù hợp với hoàn cảnh đất nước ”.

Một trong những con đường phát triển đó là gì ? Đó là giáo duc: “Giáo dục và đào tạo là quốc sách hàng đẩu , là sự nghiệp của nhà

nước và của toàn dân vì mục tiêu dân giầu , nước mạnh , xã hội công bằng.

văn minh”.

( Quốc hội trong kỳ họp lần thứ tư , khóa X )

Nhìn chung, để có thể thực hiện đúng theo mục tiêu của giáo dục là đào tạo những con người có đẩy đủ phẩm chất cẩn thiết cho công cuộc phát triển đất nước thì chúng ta cẩn đi từ những công việc hết sức cụ thể thậm chí là rất nhỏ mà từng giáo viên phải tiến hành trong từng giờ học Giờ đây nhờ coi trọng tri thức nên Việt Nam đang rất cố gắng để xây dựng

xã hội học tập, tiến hành một cuộc cải cách lớn trong giáo dục Giáo dục

cẩn phải thay đổi cách thức hoạt động Giáo dục không những truyền thụ cho

học sinh kiến thức, kỹ năng do loài người đã tích lũy được từ ngàn xưa, mà

còn phải đặc biệt quan tâm bồi dưỡng cho họ năng lực sáng tạo ra những tri

thức mới, phương pháp mới, cách giải quyết vấn để mới phù hợp yêu cấu luôn đổi mới của thực tiễn khoa học và kỹ thuật.

Trang 12

Trước hiện trạng của giáo dục với những bất cập cần giải quyết

và những hoạt động cần có để thực hiện mục tiêu giáo dục để ra việc chọnmột để tài để đáp ứng yêu cầu trước mắt là trở nên cẩn thiết Dé tài này cố

gắng đi tìm một câu trả lời có tính khả thi cho một câu hỏi ( trong nhiều câu

hỏi khác nữa ) : Thiết kế một thí nghiệm như thế nào để vừa mang lại

hiệu quả cho giờ học mà cũng vừa khả thi cho giáo viên và học sinh trong

hòan cảnh thực tế hiện nay? Vì đối với giáo viên và học sinh, việc tìm

kiếm các dụng cụ thí nghiệm là hết sức khó khăn Nhất là các thí nghiệm có

máy móc phức tạp, đắt tiển Vì thế câu trả lời mà tôi chọn là thiết kế

những thí nghiệm Vật lý bằng những vật dụng đơn giản , dễ tìm trong đời sống hằng ngày

Với chủ dé này , tôi mong rằng dé tài có thể mang lại một số

đóng góp sau:

I.3.1- Về phương điên khoa học

+ Góp phan vào việc khẳng định sự đúng đắn của lý luận day

học khi cho rằng sử dụng thí nghiệm trực quan trong giờ học

Vật lý mang lại một hiệu qua cao cho học sinh

+ Góp phẩn vào việc tìm thêm một số phương án thí nghiệm

mới vừa đơn giản vừa dé làm để biểu diễn các hiện tượng

Vật lý,

Góp phần nâng cao chất lượng day học Cụ thể ;

+ Tạo sự say mê , hứng thú cho học sinh khi học Vật lý Học

đồng thời phát huy tính năng đông, sáng tạo, lòng ham mê hiểu biết cho học sinh khi tiếp thu kiến thức mới và vận

dụng kiến thức vào thực tiễn Cuối cùng tiến tới việc tự mình

chế tạo các dụng cụ thí nghiệm và các ứng dụng kỹ thuậtđơn giản được giáo viên cho về nhà thực hiện

il

Trang 13

+ Giúp giáo viên tự phát triển nghiệp vụ của mình thông qua

quá trình thiết kế các dụng cu thí nghiệm Vì trong quá trình

người giáo viên tìm cách thực hiện các thí nghiệm dạy học

thì bản thân họ cũng đang tự phát triển tư đuy sáng tạo và tư

đuy kỹ thuật

+ Góp phần khắc phục một vấn dé nan giải : thiếu tiền và thiếu

phương tiện vật chất làm thí nghiệm Như chúng ta đã biết ,

điểu kiện kinh tế của Việt Nam chưa cho phép tất cả các

trường phổ thông thực hiện các thí nghiệm Vật lý trong giờ

học Nhưng với những thí nghiệm được trình bày trong luận

văn này , chúng ta có thể thực hiện chúng ở bất kỳ nơi nào,bất kỳ điều kiện nào

Trong khuôn khổ của luận văn với kiến thức nhỏ nhoi của mình

tôi nghiên cứu và làm một số đổ dùng dạy học được thiết kế từ những chainhựa như chai dau ăn , chai nước uống v.v đã sử dụng trong gia đình kếthợp với một vài thiết bị thí nghiệm đơn giản mà trường phổ thông nào cũng

có Đây sẽ là những bài thí nghiệm hết sức đơn giản và dé thực hiện Mong

rằng nó sẽ làm cho học sinh yêu thích môn Vật lý hơn và từng bước biết chếtạo một cách sáng tạo các bài thí nghiệm đơn giản , có tính thực tiễn Đó sẽ

là những bài học đâu tiên để học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo của mình đồng thời phát triển tư duy khoa học tạo tiên dé cho những hoạt động khoahọc và thực tiễn sau này

Một lần nữa tôi muốn nhắc đến một chân lý bất hủ : con người

có được nền văn minh hiện nay là hoàn toàn nhờ vào những năm tháng lao

động không ngừng Chỉ có lao động bằng chính đôi bàn tay và khối óc của

mình , con người mới có thể tiến bộ được Vì vậy bằng để tài này tôi hy

vọng trong tương lai gần với sự nỗ lực của tập thể giáo viên , vấn để này sẽ được quan tâm đúng mức , mang lại một không khí học tập sinh động , hợp

tác và tất nhiên kết quả của nó sẽ là tích cực Tôi cũng mong rằng mình cóthể tiếp tục thực hiện để tài này , với sự cộng tác tích cực của học sinh , cũng

bằng vật dụng đơn giản để biểu diễn các hiện tượng tự nhiên và giải quyếtcác bài tập thực tiễn sáng tạo

12

Trang 14

phổ thông đơn giản và ít tốn kémL.4- Xu hướng phát triển của dé tài

Ngược dòng thời gian khoảng từ thập niên 60 đến đầu thập niên 90 , trên thế giới cũng như ở Việt Nam , người ta thường biểu diễn các

hiện tượng Vật lý đơn giản bằng các dụng cụ phức tạp va mắc tiền, coi nhẹ

các thí nghiệm đơn giản Ví dụ :

+® Xác định quy luật rơi tự do bằng phương pháp hoạt nghiệm

+ Khử ma sát bằng đệm không khí

3 Ghi nhận các dao động đơn giản như đao động điện, dao

động sóng bằng máy dao động ký điện tử

Hệ thống máy móc để làm các thí nghiệm này rất phức tạp

không phù hợp với trình độ học sinh lớp 10 , 11 Đôi khi cấu tạo và nguyên

lý hoạt động của các thiết bị đi kèm còn phức tạp hơn nhiều lần hiện tượng

Vật lý mà nó biểu diễn Nếu giả sử có một học sinh hỏi : tei sao đệm không

khí lại có thể khử được ma sát ? Hoặc học sinh thắc mắc Tại sao dao động

điện lại có thể mô tà được trên màn huỳnh quang của máy dao động ký ?

Lúc đó giáo viên phải giải thích toàn bộ cấu tạo và họat động của hệ thốngthiết bị thí nghiệm Khi đó dễ dàng làm cho học sinh tập trung vào cấu tạo

và hoạt động của hệ thống máy mà không chú tâm đến nội dung chính của

bài.

Như vậy vô hình chung học sinh phải tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của các máy móc phức tạp chỉ để khảo sát một hiện tượng đơn giản.

Điều này rõ ràng là không cn thiết, thậm chí nó còn đi ngược lại với mục

đích của dạy học Hơn nữa , không phải trường học nào cũng có những thiết

bị này để phục vụ cho quá trình dạy và học

Vì lẽ đó mà khoảng mười năm trở lại đây nhiều nhà giáo dục

quan tâm đến việc chế tạo những dụng cụ thí nghiệm đơn giản, gắn gũi với

cuộc sống để biểu diễn các hiện tượng tự nhiên nhằm đưa học sinh lại gắn

với thực tế hơn Đồng thời giúp học sinh suy nghĩ tìm cách chế tạo nhữngdụng cụ thí nghiệm để kiểm chứng những kiến thức vừa học Từ đó tạo sựhứng thú trong học tập cho học sinh Nói như thế không có nghĩa là các thiết

bị thí nghiệm đã có là vô ích Trên thực tế, các thiết bi này hết sức quan

13

Trang 15

trọng vì nhờ nó mà chúng ta mới có được những kết quả chính xác Tuy

nhiên do tính phức tạp mà nó chỉ phù hợp với những học sinh có trình độ cao

với sự tư duy hợp lý.

Hiện nay không ít nhà nghiên cứu đã để xuất nhiều cách thức

chế tạo những dụng cụ thiết bị đơn giản như giáo sư Emanuel Svoboda người Tiệp Khắc, giáo sư Diefer K, Nachtigall người Đức hoặc tiến sĩ Nguyễn

Ngọc Hưng, Đại học Sư Phạm Hà Nội - người đã thực hiện một cuốn sách

viết vé những thí nghiệm đơn giản bằng vỏ lon bia năm 2001 Hoặc métngười Nhật Bản mà tôi được biết từ chương trình “Những điều kỳ thú " trên

ti vị Ong đã chế tạo các nhạc cụ bằng các loại củ quả như cà rốt , khoai tâyv.v hoàn toàn dựa trên nguyên tắc của sóng âm

Một số thí nghiệm không thể nào thực hiện được trên các chai nhựa, đặc biệt

là các thí nghiệm đốt nóng Ngoài ra đa số những thí nghiệm về điện, từ ,

quang v.v cũng khó thực hiện trên chai nhựa Do đó trong chuyên để này

tôi chỉ có thể dùng thí nghiệm để minh chứng cho một số các kiến thức thuộc

chương trình lớp 10, 11, 12 Như tình trạng không trọng lượng, điện nghiệm

v.v Còn lại đa số là các thí nghiệm dùng cho chương trình phổ thông cơ sở

lớp 7, 8, 9 Phan nhiều là những bài về áp suất , áp lực của khối khí hoặc

của khối chất lỏng v.v

2- Vị trí và vai trò của thí nghiệm đơn giản trong giờ học Vật lý

Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm , do đó những giờ lý

thuyết trên lớp nên gắn lién với thực nghiệm Trong đó đặc biệt ta nên quan

tâm đến các thí nghiệm đơn giản vì như đã trình bày ở trên , những thí

nghiệm đơn giản dễ thiết kế , dễ thực hiện và chiếm thời gian vừa phải trong

một giờ học

14

Trang 16

Luận van tốt nghiệp Chế tạo một số thí nghiệm Vật lý

phổ thông đơn giản va ít tốn kém

Trong một tiết học , ta có thể cho học sinh thực hiện thí nghiệm

ở nhiều giai đoan khác nhau

2.1 - Thí nghiệm được thực hiện vào dau giờ học

Thí nghiệm loại này có vai trò như một tình huống có vấn đề

Tình huống có vấn để sẽ xuất hiện khi học xinh quan sát và chưa trả lời được những câu hỏi mà giáo viên đặt ra sau khi phân tích hiện tượng Vật lý xảy ra

trong thí nghiệm Đồng thời những kiến thức có thể giải thích hiện tượng

vừa xảy ra trên thí nghiệm có mâu thuẫn so với những kiến thức mã học sinh

đã biết khiến cho ho bị kích thích từ đó xuất hiện nhu cầu , hứng thú tìm

cách giải quyết vấn dé Khi hoạt động nhận thức của học sinh bị kích thích.

ho sẽ tập trung chú ý vào bài mới để tiếp thu kiến thức mới

Vậy thí nghiêm đơn giản dau giờ học có tác dung kích thích

cho sự mở đầu của quá trình nhận thức của học sinh

Ví dụ ;

+ tình huống có thể sử dụng trong bài định luật bảo toàn

động lượng ,

Đổ nước vào một ống nghiệm , lấy nút day lại và treo ống nim

ngang trên môi sợi chỉ Đặt dưới ống nghiệm một ngọn đèn cồn và quan sat

cho đến khi nước bắt đầu sôi , sau đó khoảng hai hoặc ba phút cái nút ống

nghiệm đánh phụt về một phía , còn ống nghiệm bị lệch về phía ngược lại

Trang 17

phổ thông đơn giản va ít tốn kém

( Ngoài thí nghiệm về động cơ phản lực như trên vẫn còn nhiềuthí nghiệm khác nữa có thể chứng minh định luật bảo toàn động lượng Do

đó , giáo viên có thể cho học sinh về nhà tiếp tục thiết kế các thí nghiệm

khác tương tự }.

Câu hỏi đặt ra : Tại sao ống nghiệm và nút đậy lại chuyển động về hai

phía”

+ giới thiệu cho học trò về trạng thái không trong lượng

ngoài cách phân tích bài toán trong thang máy của Einstein, giáo viên có thể

làm thí nghiệm vào dau giờ như sau :

- Đầu tiên đặt một chai đây nước đã đục lỗ trên bàn, quan sát

thấy nước chảy ra ngoài

- Sau đó cũng dùng chai nước đó đã đẩy nước thả rơi tự do từ

một đô cao nhất định , quan sát thấy trong khi rơi , nước không

phun ra ngoài

%95955%5%%%

4444446

Câu hỏi đặt ra : Giải thích tại sao trong khi rơi , nước trong chai không chảy

ra ngoài như khi chai đứng yên ?

16

Trang 18

hồ thông đơn giản và ít tốn kém

+ Hoặc làm thí nghiệm chứng mình sự tổn tại áp suất khí quyền

Một lon bia được cắt rời theo ti lệ “4 và 3⁄4 Phấn % được đặt

lên bếp và đun thật nóng Day nhanh phần còn lại của lon bia sao cho thật

kin Sau đó , thả lon bia vào chậu nước lạnh Kết quả nhận thấy lon bia bi

bep dim

Câu hỏi đặt ra : Giải thích kết quả của thí nghiệm ?

Thông thường , những thí nghiệm mở đầu sẽ do giáo viên thực

hiện để cả lớp cùng quan sát nhưng cũng có một số thí nghiệm giáo viên có

thể hướng dẫn cho học sinh tự thực hiện Việc để học sinh tự làm thí nghiệm

trước lớp càng làm cho giờ học sôi động hơn và càng kích thích hứng thú học

tập của học sinh hơn Tuy nhiên, để học sinh tự làm thí nghiệm cũng gặp

một số khó khăn :

do số lượng học sinh quá đông ( thường là 50 em trong môilớp) điều kiện phòng ốc chật hẹp phương tiên thí nghiêm

không đủ v.v

s® Thời gian học sinh tiến hành thí nghiệm quá quy định do học

sinh chưa thuần thục trong thao tác sẽ làm thiếu giờ dạy kiến

thức mới của giáo viên.

17

Trang 19

2.2- nghỉ c giao v à làm

( Bài tap thí nghiệm , bài tập sáng tao)

Loại thí nghiệm này thường phức tạp hơn những thí nghiệm mở

dau , thời gian thực hiện thường dài hơn Do đó giáo viên có thể gợi ý cách

làm va cho học sinh thực hiện ở nhà , Với những thí nghiệm như thế này

học sinh được vận dụng nhiều kiến thức để chế tạo, từ đó kiến thức được

củng cố, đào sâu và có giá trị sử dụng Đồng thời, họ cũng tự mình tìm cách

kiểm tra kiến thức Nhờ đó mà học sinh nắm vững kiến thức hơn và biết

vận dụng kiến thức vào thực tế để giải thích các hiện tượng tự nhiên

Vị dụ ; Giáo viên có thể cho học sinh vẻ nhà thiết kế và làm :

® Một máy biến thế

®# Điện nghiệm va phát biểu cơ chế hoạt động của điện nghiệm

mà em đó đã làm ,

® Kính vạn hoa và giải thích nguyên nhân khiến chúng ta có thể

quan sát được nhiều kiểu dáng và màu sắc khác nhau trong

kính vạn hoa

® Chế tạo một quạt may.

@ Chế tạo một radio

® Chế tạo một loại động cơ phản lực nào đó

Sau đó học sinh đem những dụng cụ đã làm lên lớp biểu diễn

cho mọi người cùng xem.

Thí nghiệm ở nhà là do chính học sinh thực hiện nên học sinh

sẽ nắm được cơ chế của thí nghiệm , nhớ được kiến thức hiểu hiện tượng

Vật lý liên quan đến kiến thức tổng hợp Hơn nữa khi thực hiện thành công thí nghiệm học sinh sẽ phát triển tư duy sáng tạo, tư duy kỹ thuật và tỉnh

thần độc lập trong công việc, đặc biệt là sự say mê, hứng thú với môn học

Ví dụ ; Giáo viên cho một bài tập thí nghiệm sáng tạo để họcsinh tự tìm cách giải quyết vấn để như sau : Hãy làm thí nghiệm chứng tỏ

không khí có ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta ( càng nhiều phương

án càng tốt ) ?

18

Trang 20

Với một yêu cầu như thé , học sinh sẽ phải tự tìm kiếm các giảipháp dựa vào kiến thức vừa hoc , dựa vào kinh nghiệm bản than, dựa vao

sách tham khảo v.v Muốn làm được điều đó, trước tiên, họ phải nắm đượcnguyên tắc phát hiện thấy sự tổn tại của khí, bản chất của không khí Sau

đó, học sinh phải tự mình chọn lấy phương án thí nghiệm thích hợp và dé

thực hiện Cuối cùng , họ bắt tay vào việc Đây là lúc họ luyện tập kỹ nang

làm thí nghiệm Và đương nhiên , kết quả của cả quá trình là sự phát triển

về trí sáng tạo , về thao tác kỹ thuật và về tỉnh thần độc lập trong công

việc.

Trudy ai lìng Sự Mh

19

Trang 22

1- ĐÀI PHUN NƯỚC HERON

2- “BIẾN” NƯỚC THÀNH RƯỢU VANG ĐỎ

3- TÍNH CÓ ÁP LỰC CỦA KHÔNG KHÍ

4- TRẠNG THÁI KHÔNG TRỌNG LƯỢNG

5- SỰ TỔN TẠI ÁP SUẤT KHÍ QUYEN 6- MÔ HÌNH TAU NGẦM

7- SỰ HAP THY BỨC XA NHIỆT

8 NHIỆT KE

9- ĐIỆN NGHIỆM

10- MOTOR TĨNH ĐIỆN

21

Trang 23

1 ĐÀI PHUN NƯỚC HERON

Tương truyền đài phun nước là do nhà cơ học cổ đại Heron `"thiết kế ra, Đài phun nước Heron kiểu cũ ( xem hình 1a) gồm có 3 cái bình :

phía trên là một cái bình hở A, phía dưới là 2 bình cầu nút thật kin Bo ( chita

đẩy nước ) và C ( chứa day không khí ) Ba bình này được nối với nhau bởi 3

ống như hình vẻ Khi để một ít nước vào trong bình A, vòi phun nước bất đấu

hoạt động, nước đi theo ống chảy từ A đến C, dồn không khí từ C sang B.Nước từ bình B chịu áp suất của không khí theo ống phun thành vòi ở trên

bình A.

Đến khi nước trong bình cấu B hoàn toàn chảy hết thì vòi nước

phun cũng ngừng hoạt đông.

Đó là đài phun nước Heron kiểu cũ VỀ sau, một giáo viên

người Ý đã cải tiến đài phun nước ấy sao cho đơn giản Vì những thiết bị thí

nghiệm Vật lý của mình quá ít, vị giáo sư này đã van dung trí sáng tao để

đơn giản hóa cấu tạo của đài phun nước Heron nguyên thủy sao cho bất kỳ

người nào cũng có thể chế tạo được bằng những thiết bị đơn giản nhất

Trong kiểu vòi phun này, ông đã thay các bình cẩu bằng những lọ thuốc.

dùng ống cao su để thay cho các ống thủy tính hoặc ống kim loại Bình ở

trên cùng không cần phải khoan lỗ, chỉ cần làm như hình vẽ Ib

22

Trang 24

Luận van tốt nghiệp Chế tạo một số thí nghiệm Vật lý

Kiểu vòi phun này rất tiện lợi ( xem hình Ic ) vì khi nước trong

lọ B phun lên hết vào đĩa A rồi chảy sang bình C thì ta chỉ can đổi vị trí của

lọ B và lọ C với nhau: đồng thời chuyển cái vòi phun sang ống bên kia là đài

phun nước lại hoạt động trở lai.

Ngoài ra, kiểu vòi phun này còn có một ưu điểm nữa là ta có

thể thay đổi vị trí của các lọ để nghiên cứu xem khoảng cách giữa các mực

nước trong bình ảnh hưởng đến độ cao của tia nước phun như thế nào.

Sau đây, tôi xin trình bày ba cách khác nhau để chế tạo đàiphun nước Heron nhưng cả ba đều cùng có chung một nguyên tắc hoạt động

Ưu điểm của các đài phun nước này là rất dễ chế tạo, các để dùng để làm

rất thông dụng và rẽ tiền,

I.I- Dungcu

- 3 chai nhựa 1.5=2lit

- 2 ống thủy tính hơi dài

- 1 ống có dau thu nhỏ

- 3 ống nhựa mềm

- 3 nắp đậy có 2 lỗ 3 ống nối thủy tinh ngắn

- Khay, giá

Hình Id Hình le

Trang 25

1.2- Chuẩn bi tiến hành

Thiết kế thí nghiệm như hình Id hoặc le hoặc If Vì nguyên

tắc chế tạo và hoạt động của cả ba kiểu vòi phun là như nhau nên trong luàn

văn này tôi chỉ trình cu thể về đài phun nước như hình If

Chênh lệch mực nước trong hai bình A và B được sắp dat sao cho lớn nhất vì thé ta đặt bình B lên giá đỡ Các nút đậy phải hoàn toàn kin

ở chỗ tiếp xúc với lọ và các ống thủy tinh sao cho khí không thể lot ra ngoài.

ta có thể đùng keo dán để ngăn chặn sự thoát khí

Bình C có vai trò như bình trữ nước cho vòi phun Khi để nước vào

bình € đến khoảng 3cm dưới vòi phun , ta thấy nước bắt dau phun ra từ

miệng ống vòi phun Nước phun ra từ được sử dụng lại để chảy vào A Qua

trình khép kín và nước phun liền

tục từ vòi phun ,

1.3- Giải thích

Nước từ bình C ( đặt

cao hơn A) chảy vào A nhờ ống 1

làm mực nước trong bình A dâng

cao lên Vì they áp suất không khí

trong bình A và B tăng lên ( hai

bình này thông nhau bằng ống 2)

và cao hơn áp suất khí quyển Ấp

lực tác dụng lên mặt nước trong

bình B tang đẩy nước phun ra

ngoài theo ống 3 Trong khi đó

nước vẫn tiếp tục chẩy xuống A

để duy trì sự chênh lệch áp suất Hình If

này.

Vòi nước càng phun cao khi chênh lệch áp suất càng lớn

Tiêu đề	Chế Tạo Một Số Thí Nghiệm Vật Lý Phổ Thông Đơn Giản Và Ít Tốn Kém
Tác giả	Lê Nguyễn Trung Nguyên
Người hướng dẫn	Cô Lê Thị Thanh Thảo
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Tp. Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Vật Lý
Thể loại	luận văn tốt nghiệp
Năm xuất bản	1997 - 2001
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	46,64 MB