Tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học chương Dòng điện trong các môi trường theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN VĂN BÍCH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG ” THEO ĐỊNH HƯỚNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC CHUYÊN NGÀNH: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ MÃ SỐ: 60 14 01 11 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS PHẠM THỊ PHÚ NGHỆ AN, NĂM 2013 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cán hướng dẫn PGS.TS Phạm Thị Phú tận tình giúp đỡ suốt thời gian nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu thầy, cô giáo ban giám hiệu, khoa sau đại học, khoa vật lý, môn phương pháp giảng dạy vật lý trường Đại học Vinh tạo điều kiện suốt trình học tập nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, tổ Lý - Hóa trường THPT Nam Yên Thành Yên Thành - Nghệ An tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình tiến hành thực nghiệm sư phạm Cuối xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả mong nhận góp ý thầy, giáo bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Nghệ An, tháng năm 2013 Tác giả Nguyễn văn Bích Danh mục chữ viết tắt Chương trình chuẩn CTC Dạy học giải vấn đề DHGQVĐ Giải vấn đề GQVĐ Giáo dục đào tạo GD&ĐT Giáo viên GV Đối chứng ĐC Hạt tải điện HTĐ Học sinh HS Phương pháp dạy học PPDH Sách giáo khoa SGK Thực nghiệm TN Trung học phổ thông THPT MỤC LỤC Phần mở đầu …………………………………………………………………… Lý chọn đề tài …………………………………………………………… Lịch sử nghiên cứu vấn đề ……………………………………………… Mục đích nghiên cứu ………………………………………………………… Đối tượng phạm vi nghiên cứu ………………………………………… Giả thuyết khoa học ………………………………………………………… Nhiệm vụ nghiên cứu ……………………………………………………… Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………… Đóng góp luận văn ………………………………………………… Cấu trúc luận văn …………………………………………………………… Phần nội dung CHƯƠNG 1: Lý thuyết dạy học giải vấn đề môn vật lý trường THPT…………………………………………………………………………… 1.1 Lý thuyết dạy học giải vấn đề ……………………………………… 1.1.1 Cơ sở dạy học giải vấn đề …………………………………… 1.1.2 Bản chất dạy học giải vấn đề ………………………………… 1.1.3 Vấn đề tình có vấn đề ………………………………………… 1.1.4 Cấu trúc dạy học giải vấn đề ………………………………… 1.1.5 Các mức độ dạy học giải vấn đề ……………………………… 1.1.6 Các điều kiện để triển khai dạy học giải vấn đề ………………… 1.1.7 Vai trò giáo viên học sinh dạy học giải vấn đề …… 1.2 Các phương pháp hướng dẫn HS giải vấn đề nhận thức vật lý 1.2.1 Con đường nhận thức vật lý ……………………………………………… 1.2.2 Tiến trình xây dựng số kiến thức vật lý cụ thể ……………………… 1.2.3 Chuyển hóa phương pháp giải vấn đề nghiên cứu khoa học vật lý thành phương pháp giải vấn đề tìm kiếm xây dựng kiến thức HS……………………………………………………… 1.3 Vận dụng dạy học giải vấn đề loại học vật lý ………… 1.3.1 Dạy học giải vấn đề học xây dựng kiến thức ……… 1.3.2 Dạy học giải vấn đề học tập vật lý ………………… 1.3.3 Dạy học giải vấn đề học thực hành vật lý ……………… Kết luận chương CHƯƠNG 2: Nghiên cứu xây dựng số kiến thức chương “Dòng điện môi trường” vật lý 11 theo định hướng dạy học giải vấn đề ………… 2.1 Vị trí, đặc điểm chương “Dịng điện mơi trường” chương trình vật lý THPT triển khai thực DHGQVĐ …………… 2.1.1 Vị trí chương “Dịng điện mơi trường” chương trình vật lý 11 THPT ………………………………………………………………… 2.1.2 Những thuận lợi chương “Dòng điện môi trường” cho việc thực theo định hướng DHGQVĐ ………………………………………… 2.2 Mục tiêu dạy học chương “Dịng điện mơi trường” vật lý 11 THPT…………………………………………………………………………… 2.2.1 Mục tiêu theo chuẩn kiến thức - kỹ ………………………………… Trang 1 3 3 4 5 7 10 15 18 18 18 19 21 26 26 27 28 30 31 31 31 31 32 32 2.2.2 Mục tiêu bổ sung theo hướng nghiên cứu ……………………………… 2.3 Nội dung chương “Dịng điện mơi trường” vật lý 11 THPT…………………………………………………………………………… 2.3.1 So sánh nội dung khoa học nội dung dạy học chương …………… 2.3.2 Cấu trúc nội dung chương…………………………………………… 2.3.3 Vấn đề hóa nội dung chương ………………………………………… 2.4 Chuẩn bị điều kiện cần thiết triển khai theo định hướng DHGQVĐ chương “Dịng điện mơi trường” …………………………………… 2.4.1 Thiết kế tình có vấn đề dùng cho dạy học chương “Dịng điện mơi trường” ………………………………………………………… 2.4.2 Xây dựng kho tư liệu trực quan hóa tạo điều kiện để HS phát biểu vấn đề, tự lực tìm kiếm xây dựng kiến thức, vận dụng kiến thức ……………………… 2.4.3 Sưu tầm, biên soạn tập vấn đề dùng cho dạy học chương ……… 2.5 Thiết kế tiến trình dạy học số kiến thức chương ……………………… Kết luận chương ……………………………………………………………… CHƯƠNG 3: Thực nghiệm sư phạm… 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm …………………………………………… 3.2 Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm……………………………… 3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm ………………………………………… 3.4 Tiến trình thực nghiệm sư phạm …………………………………………… 3.5 Kết thực nghiệm sư phạm …………………………………………… KẾT LUẬN CHƯƠNG KẾT LUẬN CHUNG TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 33 34 34 42 44 46 46 50 54 54 67 68 68 68 68 70 70 77 78 80 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Chúng ta sống kỷ nguyên văn minh tri thức, trí tuệ sáng tạo, tri t hức nhân loại phát triển vũ bão thường xuyên biến đổi Trong phương pháp dạy học truyền thống rèn luyện cho học sinh tư tái kỹ bắt chước, lực tự học, lực sáng tạo giải vấn đề học tập thực tiễn học sinh bị hạn chế Vì cần phải đổi giáo dục, đặc biệt đổi phương pháp dạy học nhằm tạo hệ trẻ có lực tự học, tự chiếm lĩnh tri thức cách chủ động có lực sáng tạo giải vấn đề học tập thực tiễn để đáp ứng nhu cầu thời đại Một định hướng đổi phương pháp dạy học coi trọng dạy học giải vấn đề Ưu điểm bật dạy học giải vấn đề khắc phục hạn chế phương pháp dạy học truyền thống Dạy học giải vấn đề có khả to lớn việc bồi dưỡng cho học sinh phương pháp nhận thức khoa học, khả tư duy, lực độc lập giải vấn đề học tập thực tiễn Hiệu dạy học giải vấn đề khẳng định nước có giáo dục tiên tiến giới Đất nước ta bước vào thời kỳ cơng nghiệp hóa, hiên đại hóa, hội nhập với cộng đồng khu vực giới Để thực tốt nghiệp đó, hệ trẻ Việt Nam phải người có tri thức, động, sáng tạo, có lực tiếp cận giải vấn đề lĩnh vực sống Do định hướng dạy học giải vấn đề trường trung học phổ thông lựa chọn cần thiết Chương “Dịng điện mơi trường” Vật lý 11 trung học phổ thơng chương có nhiều thuận lợi để triển khai dạy học theo định hướng giải vấn đề Vì có nhiều vận dụng kỹ thuật đời sống thuộc kiến thức chương, vận dụng vừa giáo cụ trực quan sinh động, đồng thời vừa sở tạo tình có vấn đề gần gũi với học sinh Với lí chọn đề tài: Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh dạy học chương “Dòng điện môi trường” theo định hướng giải vấn đề Lịch sử nghiên cứu vấn đề Dạy học nêu vấn đề hay “dạy học giải vấn đề” hai cách gọi khác PPDH (xuất từ năm 60 kỷ XX) để phân biệt với phương pháp dạy học truyền thống Ngay từ thời cổ đại, tượng “nêu vấn đề” xuất buổi tọa đàm Xô-crát tổ chức, tư tưởng Canhtilian, đến thời Đi-xtec-vec Tuy chưa có lý thuyết đầy đủ chất cách dạy học này, song thể rõ ý tưởng “nên bồi dưỡng tính tự lực cho HS, nên phát triển tư cho HS” Tuy chưa có ý thức rõ ràng trình độ cần phải đạt tới đạt tới Phương pháp tìm tịi phát dạy học nhằm động viên hình thành lực nhận thức cho HS cách lôi họ tự lực tham gia phân tích tượng có chứa đựng khó khăn định nêu lên từ năm bảy mươi kỷ trước, nhà sinh học Ghéc-đơ, Rai-cốp, nhà sử học Xta-xiu-lê-vít, Rơ-giơ-cốp, nhà ngơn ngữ học Ban-ta-lơn, nhà hóa học Am-xtơ-rơng Anh Đến năm 1968, Ơ-kơn đạt thành tựu lớn dạy học nêu vấn đề với đời “Những sở dạy học nêu vấn đề” Ơ-kơn nghiên cứu điều kiện xuất tình trạng có vấn đề mơn học khác Bắt đầu từ nửa sau năm năm mươi thề kỷ 20, nhà lý luận Xô viết đặt vấn đề cần thiết tích cực hóa hoạt động dạy học Đa-nhi-lơp E-xi-cốp Vào năm sáu mươi kỷ XX người ta quan tâm khai thác, khôi phục sử dụng thành tựu đạt từ năm 20 phương pháp nghiên cứu, phương pháp tìm tịi phát nhà giáo dục Po-lơp-xep, Rai-cốp, Chat-ski I-ago-dôp-ski Ở Việt Nam vào năm 1970 đến có nhiều cơng trình nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm dạy học nêu vấn đề Tiêu biểu tác giả: - Lê Nguyên Long, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Hữu Tòng, Phạm Thị Phú (Vật lý) - Nguyễn Ngọc Quang, Nguyễn Cương, Dương Tất Tốn, Lê Văn Năm (Hóa học) - Nguyễn Văn Hồn, Nguyễn Bá Kim (Tốn học) - Nguyễn Quang Vinh, Trần Bá Hoành, Nguyễn Thị Dung (Sinh học) Riêng môn Vật lý, có nhiều cơng trình nghiên cứu áp dụng dạy học nêu vấn đề Tại khoa Vật lý (Trường Đại học Vinh) có số cơng trình nghiên cứu, tiêu biểu như: + Nghiên cứu vận dụng phương pháp nhận thức vào DHGQVĐ dạy học Vật lý trường THPT (Phạm Thị Phú, đề tài cấp Bộ) + Nghiên cứu sử dụng dao động ký điện tử dạy học số kiến thức vật lý trừu tượng lớp 10 theo định hướng DHGQVĐ (Hoàng Danh Tài, Luận văn thạc sỹ, 2006) + Nghiên cứu vận dụng dạy học chương “Động lực học chất điểm” vật lý 10 nâng cao theo định hướng DHGQVĐ (Phạm Thị Quý, Luận văn thạc sỹ, 2008) + Nghiên cứu vận dụng dạy học chương “Điện xoay chiều” vật lý 12 nâng cao theo định hướng DHGQVĐ (Trần Văn Việt, Luận văn thạc sỹ, 2009) Kết cơng trình nghiên cứu cho thấy việc áp dụng DHGQVĐ góp phần nâng cao hiệu giảng dạy vật lý chương trình vật lý phổ thơng Riêng việc áp dụng DHGQVĐ vào chương “Dịng điện mơi trường” vật lý 11 THPT chưa có tác giả đề cập cách đầy đủ Mục đích nghiên cứu Thiết kế tiến trình dạy học số kiến thức chương “Dịng điện mơi trường” theo định hướng dạy nhằm nâng cao chất lượng tiếp thu kiến thức, nắm học giải vấn đề vững kỹ bồi dưỡng lực phát hiện, giải vấn đề cho học sinh Đối tượng phạm vi nghiên cứu a Đối tượng nghiên cứu: - Lý thuyết dạy học giải vấn đề - Quá trình dạy học vật lý trường trung học phổ thông b Phạm vi nghiên cứu - Dạy học giải vấn đề Vật lý - Chương “Dòng điện mơi trường ” Vật lý 11 chương trình chuẩn Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức dạy học số kiến thức chương “Dòng điện môi trường” theo định hướng dạy học giải vấn đề mang lại hiệu nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức, kỹ bồi dưỡng lực phát hiện, giải vấn đề cho học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu 6.1 Nghiên cứu sở lý luận dạy học giải vấn đề (tài liệu kinh điển cập nhật) 6.2 Nghiên cứu sở thực tiễn: nhận thức, áp dụng dạy học giải vấn đề thực tiễn dạy học 6.3 Tìm hiểu đặc điểm, nội dung, cấu trúc, mục tiêu dạy học chương “Dịng điện mơi trường” 6.4 Chuẩn bị điều kiện cần thiết cho thiết kế dạy học số kiến thức chương “Dòng điện mơi trường”: vấn đề hóa nội dung dạy học, xây dựng tình có vấn đề, thiết bị dạy học, tập vấn đề 6.5 Thiết kế tiến trình dạy học số kiến thức chương “Dòng điện môi trường” 6.6 Thực nghiệm sư phạm học thiết kế, phân tích kết thực nghiệm, nhận xét tính khả thi hiệu quả, điều chỉnh, hoàn thiện Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tài liệu - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn + Điều tra (test) + Thực nghiệm vật lý + Thực nghiệm sư phạm - Phương pháp thống kê tốn học Đóng góp luận văn + Bộ câu hỏi định hướng dạy học chương “Dòng điện môi trường” theo tinh thần dạy học giải vấn đề + Xây dựng 08 tình có vấn đề dạy học chương “Dịng điện môi trường” + Cơ sở liệu trực quan số hóa dùng cho dạy học chương theo định hướng nghiên cứu: video clip cảnh thực, thí nghiệm vật lý, mơ vật lý, thí nghiệm ảo + Sưu tầm, biên soạn 06 tập vấn đề chương “Dịng điện mơi trường” + Thiết kế 04 tiến trình dạy học theo định hướng dạy học giải vấn đề đảm bảo tính khoa học, khả thi hiệu Cấu trúc khối lượng luận văn Mở đầu (04 trang) Chương Lý thuyết dạy học giải vấn đề môn Vật lý trường trung học phổ thông (25 trang) Chương Nghiên cứu dạy học số kiến thức chương “Dịng điện mơi trường” Vật lý 11 chương trình chuẩn theo định hướng dạy học dạy học giải vấn đề (37 trang) Chương 3: Thực nghiệm sư phạm (09 trang) Kết luận kiến nghị ( 02 trang) Tài liệu tham khảo (02 trang) Phụ lục (14 trang) CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG MÔN VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT 1.1 Lý thuyết dạy học giải vấn đề 1.1.1 Cơ sở DHGQVĐ [12]; [17]; [18]; [19]; [26] a Cơ sở triết học Theo triết học vật biện chứng: mâu thuẫn nguồn gốc, động lực phát triển Dạy học GQVĐ dựa quy luật Trong DHGQVĐ giáo viên tạo cho học sinh tình có vấn đề (tạo mâu thuẫn) Mỗi tình có vấn đề gợi cho học sinh mâu thuẫn yêu cầu, nhiệm vụ nhận thức với vốn tri thức kinh nghiệm sẵn có học sinh Nếu giải vấn đề chủ thể có thêm kiến thức Bài toán nhận thức chứa đựng mâu thuẫn khách quan trình độ tri thức kỹ vốn có học sinh với trình độ tri thức kỹ mà họ cần đạt tới Điều phải làm cho mâu thuẫn tồn khách quan trở thành mâu thuẫn chủ quan tồn nhận thức học sinh Chỉ có tích cực tham gia giải mâu thuẫn trình độ, lực HS phát triển Đồng thời GV phải gợi mở phương hướng khả giải mâu thuẫn cho HS Khi nhận thấy khả động lực q trình nhận thức xuất HS khơng cịn vị trí thụ động mà tự giác, tích cực họ trở thành chủ thể hoạt động b Cơ sở tâm lý học Theo nhà tâm lý học người tư tích cực nảy sinh nhu cầu tư duy, tức trước khó khăn nhận thức, tình có vấn đề Hay nói Ru-bin-stê-in “Tư sáng tạo ln tình có vấn đề” Vấn đề giải vốn tri thức kỹ có Tuy nhiên liên quan mật thiết đến vốn tri thức cũ, giải làm tăng thêm vốn hiểu biết Vì mà HS có nhu cầu muốn giải vấn đề Hơn nữa, có liên quan “vấn đề” với vốn tri thức cũ nên nên HS hy vọng có sở để tháo gỡ Nếu GV gợi mở để HS thấy với cố gắng định, họ giải vấn đề nâng tầm hiểu biết Khi đó, HS đặt vào trạng thái sẵn sàng tham gia cách tích cực vào việc giải vấn đề Người ta gọi “trạng thái thần kinh kính thích” hay “trạng thái tâm lý có vấn đề” DHGQVĐ dựa thành tựu quan trọng tâm lý học đại lý thuyết vùng phát triển gần Vư-gôt-xki Theo Vư-gơt-xki, có hai trình độ phát triển HS trình độ phát triển thời “vùng phát triển gần” “Vùng phát triển gần” chỗ HS có khả thực giúp đỡ GV Ông cho rằng: giảng dạy hướng vào giai GIÁO ÁN SỐ 3: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ I Ý tưởng sư phạm Giáo viên thiết kế giáo án theo định hướng giải vấn đề giúp học sinh tham gia vào hoạt động: giải thích tính dẫn điện chất khí, tìm chất dịng điện chất khí, giải thích tượng sét, tia lửa điện bugi… Qua giáo dục cho học sinh ý thức bảo vệ mơi trường, phịng, chống sét có hiệu quả, ý thức an toàn cháy nổ II Mục tiêu Kiến thức - Nêu dẫn điện chất khí điều kiện thường - Nêu chất dịng điện chất khí - Phân biệt dẫn điện không tự lực dẫn điện tự lực chất khí - Phân biệt hai trình dẫn điện tự lực quan trọng khơng khí hồ quang điện tia lửa điện - Trình bày ứng dụng q trình phóng điện chất khí Kĩ - Giải thích tượng thực tế: sét, tia lửa điện Thái độ Qua học giáo dục cho học sinh ý thức để phòng tránh tượng thời tiết cực đoan sét, giáo dục ý thức phòng chống cháy nổ III Chuẩn bị Giáo viên - Chuẩn bị thiết bị thí nghiệm để làm thí nghiệm - Các hình vẽ phóng to hình: 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6 SGK Học sinh: Ôn lại khái niệm dịng điện mơi trường học IV Tiến trình dạy học Tiết Tạo tình có vấn đề Chúng ta biết bình thường khơng khí khơng dẫn điện Tuy nhiên giơng nhiệt lại thấy có tượng sét Theo quan niệm dân gian sét ơng Thiên Lơi trời tạo để trừng trị người trần gian có tội Quan niệm có thực xác hay khơng ? Làm cách để phịng, chống sét có hiệu ? Hoạt động (5 phút): Tìm hiểu tính cách điện chất khí Chất khí dẫn điện khơng ? Tại mạng điện gia đình, nhà máy điện hoạt động an toàn ? Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh - Yêu cầu học sinh đọc SGK trả lời câu - Đọc sách giáo khoa, thảo luận phương án 83 hỏi nhận thức trả lời - Tại bình thường chất khí lại khơng - Bình thường phân tử chất khí trạng dẫn điện ? thái trung hịa nên khơng có hạt tải điện Do đó, chất khí khơng dẫn điện Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu dẫn điện chất khí điều kiện bình thường Ở điều kiện chất khí dẫn điện ? Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh - Giới thiệu trình bày thí nghiệm tính - Quan sát thí nghiệm dẫn điện chất khí - Nhận xét kết thí nghiệm trước sau - Thảo luận, nhận xét tượng xẩy có đèn ga ? thí nghiệm - Có nhận xét qua kết thí nghiệm ? - Ngọn đèn ga làm tăng mật độ hạt tải điện Vậy chất khí dẫn điện có kích thích từ bên ngồi Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu chất dịng điện chất khí Bản chất dịng điện chất khí ? Sự dẫn điện chất khí có đặc điểm ? Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh - Vận dụng thuyết nhiệt động lực học phân - Thảo luận, kết hợp với hướng dẫn tử chất khí, giải thích đèn giáo viên để giải thích: ga lại làm tăng số hạt tải điện chất khí Năng lượng đèn ga tách ? phân tử trung hòa thành ion dương Sử dụng hình vẽ 15.3a,b,c hướng dẫn electron tự Electron tự lại kết học sinh giải thích tượng ion hóa chất hợp với ngun tử trung hịa tạo thành ion khí âm Chúng hạt tải điện - Bản chất dịng điện chất khí - Trả lời câu hỏi giáo viên ? - Dịng điện chất khí có đặc điểm ? - Là q trình dẫn điện khơng tự lực - Tại dịng điện chất khí khơng - Thảo luận, trả lời câu hỏi giáo viên tuân theo định luật Ôm ? Tiết 2: Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu trình dẫn điện tự lực chất khí điều kiện để tạo q trình dẫn điện tự lực Điều kiện để tạo trình dẫn điện tự lực chất khí ? 84 Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh - Giới thiệu trình dẫn điện tự lực - Lắng nghe, ghi nhớ chất khí - Lấy ví dụ q trình dẫn điện tự lực xẩy - Thảo luận, lấy ví dụ thực tế ? - Giới thiệu cách để dịng điện có - Lắng nghe, ghi nhớ thể tạo hạt tải điện chất khí Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu tia lửa điện điều kiện tạo tia lửa điện Điều kiện để tạo tia lửa điện ? Giải thích tượng sét ? Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh - Giới thiệu khái niệm tia lửa điện - Lắng nghe, ghi nhớ - Giới thiệu điều kiện để có tia lửa điện - Lắng nghe, ghi nhớ - Giải thích tượng sét - Thảo luận, giải thích - Tại đường gặp mưa giơng, sấm - Thảo luận, giải thích sét dội ta khơng nên đứng gị đất cao trú gốc to mà nên nằm dán người xuống đất ? Cột chống sét ? Tại chống sét ? - Đề xuất giải pháp để phịng, chống sét ? - Tại ơtơ, xe máy lại chạy ? HS - Thảo luận, đề xuất phương án phịng, nên có ý thức việc sử chống sét dụng xe gắn máy để bảo vệ môi trường ? - Thảo luận trả lời câu hỏi giáo viên Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu hồ quang điện điều kiện tạo hồ quang điện Điều kiện để có hồ quang điện ? Tại cần tránh xa đền ống dùng gia đình bị vỡ ? Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh - Giới thiệu khái niệm hồ quang điện - Lắng nghe, ghi nhớ - Giới thiệu điều kiện để có hồ quang điện - Lắng nghe, ghi nhớ - Tại cần tránh xa đèn ống dùng gia đình bị vỡ ? - Thảo luận, giải thích - Tại thành phố lớn đặc biệt khu vực sản xuất nhà máy, - Thảo luận để trả lời câu hỏi giáo viên chợ… lại hay có hỏa hoạn ? Hỏa hoạn ảnh hưởng đến mơi trường sống ? Cần phải làm để phịng, chống cháy nổ ? 85 Hoạt động (5 phút): Vận dụng, củng cố Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh - Tóm tắt nội dung trọng tâm - Lắng nghe, ghi nhớ học Hoạt động ( phút): Bài tập nhà Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh - Tóm tắt nội dung trọng tâm - Lắng nghe, ghi nhớ học Phụ lục GIÁO ÁN SỐ 4: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 86 I Ý TƯỞNG SƯ PHẠM Tạo tình có vấn đề Giáo viên thiết kế giáo án theo định hướng giải vấn đề giúp học sinh tham gia vào hoạt động: tìm hiểu đặc điểm chất bán dẫn, lại bán dẫn, electron lỗ trống, tìm dịng điện chất bán dẫn, lớp chuyển tiếp p-n, ứng dụng quan trọng bán dẫn… Qua giáo dục cho học sinh ý thức bảo vệ môi trường, tiết kiệm lượng, tăng cường sử dụng loại nguồn lượng sạch, lượng tái tạo… II Mục tiêu Kiến thức - Nêu đươc chất bán dẫn ? Nêu đặc điểm chất bán dẫn - Nêu hai loại hạt tải điện chất bán Lỗ trống ? - Nêu chất bán dẫn loại n loại p ? - Nêu lớp chuyển tiếp p-n ? - Nêu ứng dụng quan trọng chất bán dẫn Kĩ - Phân biệt số loại linh kiện bán dẫn thơng thường - Giải thích nguyên tắc hoạt động điôt chỉnh lưu Thái độ Qua học giáo dục cho học sinh ý thức tiết kiệm điện năng, tăng cường sử dụng loại lượng sạch, lượng tái tạo, không vứt rác bừa bãi đặc biệt rác thải điện tử III Chuẩn bị Giáo viên: - Chuẩn bị hình 17.1 bảng 17.1 sgk giấy to - Chuẩn bị số linh kiện bán dẫn thường dùng điơt bán dẫn, tranzito, LED, … Nếu có linh kiện hỏng bóc vỏ học sinh xem miếng bán dẫn linh kiện Học sinh: ơn tập kiến thức quan trọng chính: - Thuyết electron tính dẫn điện kim loại - Vài thông số quan trọng kim loại điện trở suất, hệ số nhiệt điện trở, mật độ electron tự IV Tiến trình dạy học Tiết 1: Tạo tình có vấn đề: Hiện thấy điện thoại di động, máy tính trở thành vật thiếu người Chúng sản phẩm cách mạng công nghệ thông 87 tin Vậy cách mạng bắt nguồn từ loại vật liệu ? Bên cạnh thành tựu tạo ra, cách mạng cịn có tác động đến môi trường ? Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu chất bán dẫn tính chất Chất bán dẫn có tính chất khác với vật liệu dẫn điện khác mà biết ? Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh - Yêu cầu học sinh đọc mục I SGK - Đọc mục I SGK - Tại loại vật liệu lại có tên chất - Thảo luận, trả lời câu hỏi giáo viên bán dẫn ? - Giới thiệu số loại bán dẫn thông dụng - Tiếp thu, ghi nhớ - So sánh điện trở suất bán dẫn với điện trở suất kim loại điện môi ? - Sử dụng SGK để so sánh - So sánh phụ thuộc điện trở suất kim loại bán dẫn tinh khiết ? - Sử dụng SGK để so sánh - Giới thiệu đặc điểm bán dẫn tinh khiết bán dẫn có pha tạp chất - Tiếp thu, ghi nhớ Hoạt động (25 phút): Tìm hiểu hạt tải điện chất bán dẫn, bán dẫn loại n bán dẫn loại p Tính chất bán dẫn thay đổi ta pha tạp chất khác ? Bản chất dịng điện chất bán dẫn ? Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh - Yêu cầu học sinh đọc mục 1.II SGK - Đọc mục 2.II SGK - Tại loại vật liệu lại có tên chất - Thảo luận, trả lời câu hỏi giáo viên bán dẫn ? - Giới thiệu số loại bán dẫn thông dụng - Tiếp thu, ghi nhớ - So sánh điện trở suất bán dẫn với điện trở suất kim loại điện môi ? - Sử dụng SGK để so sánh - So sánh phụ thuộc điện trở suất kim loại bán dẫn tinh khiết ? - Sử dụng SGK để so sánh - Giới thiệu đặc điểm bán dẫn tinh khiết bán dẫn có pha tạp chất - Tiếp thu, ghi nhớ - Hướng dẫn học sinh tìm hiểu cách tạo electron lỗ trống - Theo hướng dẫn giáo viên để tìm cách - Hạt đóng vai trị hạt tải điện hình thành electron lỗ trống chất bán dẫn ? - Electron lỗ trống - Bản chất dòng điện chất bán dẫn ? - Là dịng electron chuyển động ngược 88 chiều điện trường dòng lỗ trống chuyển - Giới thiệu tạp chất cho tạp chất nhận động chiều điện trường - Hạt tải điện chủ yếu bán dẫn loại n - Lắng nghe, ghi nhớ loại p ? - Loại n: electron tự do, loại p: lỗ trống Tiết Hoạt động (20 phút): Tìm hiểu lớp chuyển tiếp p-n Hiện tượng xẩy chỗ tiếp xúc miền bán dẫn loại n miền bán dẫn loại p ? Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh - Giới thiệu lớp chuyển tiếp p-n - Tiếp thu, ghi nhớ - Hướng dẫn học sinh tìm hiểu tượng - Tìm hiểu tượng xẩy lớp chuyển tiếp xẩy lớp chuyển tiếp p-n p-n hướng dẫn giáo viên - Tại lớp nghèo lại có hạt tải - Giải thích lớp chuyển tiếp p-n có điện ? hạt tải điện - Tại lớp chuyển tiếp p - n lại dẫn điện tốt theo chiều ? - Giải thích lớp chuyển tiếp p-n lại - Giới thiệu tượng phun hạt tải điện dẫn điện theo chiều - Lăng nghe, ghi nhớ Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu điơt bán dẫn mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Giới thiệu điôt bán dẫn - Quan sát ghi nhớ - Điơt bán dẫn có chức ? - Nêu công dụng điôt bán dẫn - Vẽ mạch chỉnh lưu 17.7 Mô tả hoạt động - Cho nhận xét ghi nhận hoạt động chỉnh mạch ? lưu mạch - Giới thiệu tác dụng số loại linh - Lắng nghe, ghi nhớ kiện bán dẫn: điôt phát quang, tranzito, pin mặt trời, IC… - Pin Mặt trời, ốt phát quang có ưu - Thảo luận trả lời câu hỏi giáo viên điểm việc tiết kiệm điện ? Chúng ta cần có ý thức việc chất thải điện tử ngày phổ biến, bữa bãi vùng nông thôn ? Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà 89 Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Cho học sinh tóm tắt kiến thức Tóm tắt kiến thức bản học - Yêu cầu học sinh nhà thực - Ghi tập nhà câu hỏi làm tập trang sgk tập liên quan sách tập 90 Phụ lục 3: Phiếu học tập dùng cho bài: “Dòng điện kim loại” Họ tên: …………………………………………… Lớp: …………………… Câu Đáp án Câu 1: Chọn câu sai câu sau: A Dịng điện chạy qua dây dẫn kim loại có tác dụng nhiệt B Hạt tải điện kim loại êlectron tự C Hạt tải điện kim loại ion D Dòng điện kim loại tuân theo định luật Ôm nhiệt độ kim loại giữ không đổi Câu 2: Nguyên nhân gây điện trở kim loại là: A Do va chạm êlectron với B Do va chạm ion (+) nút mạng C Do va chạm êlectron với ion (+) nút mạng D Do va chạm êlectron với chỗ trật tự mạng tinh thể Câu 3: Các kim loại khác có điện trở suất khác vì: A Mật độ hạt mang điện kim loại khác khác B Số va chạm êlectron với ion kim loại khác khác C Số êlectron kim loại khác khác D Hệ số nhiệt điện trở kim loại khác khác Câu 4: Nguyên nhân gây tượng tỏa nhiệt dây dẫn kim loại có dịng điện chạy qua là: A Do lượng chuyển động có hướng êlectron truyền cho ion (+) va chạm B Do lượng dao động ion (+) truyền cho êlectron va chạm 91 C Do lượng chuyển động có hướng êlectron truyền cho ion (-) va chạm D Do lượng chuyển động có hướng êlectron, ion (-) truyền cho ion (+) va chạm Câu 5: Khi nhiệt độ tăng điện trở suất dây dẫn kim loại tăng vì: A Chuyển động êlectron nhanh B Chuyển động nhiệt êlectron tăng C Các ion kim loại dao động mạnh D Chuyển động nhiệt êlectron tăng ion kim loại dao động mạnh 92 Phụ lục Phiếu học tập dùng cho “Dòng điện chất điện phân” Họ tên: …………………………………………… Lớp: …………………… Câu Đáp án Câu 1: Chọn câu sai câu sau: A Khi dịng điện chạy qua bình điện phân êlectron ion (-) anơt cịn ion (+) catơt B Khi dịng điện chạy qua bình điện phân có êlectron từ catơt đến anơt C Khi dịng điện chạy qua bình điện phân có êlectron anôt ion (+) catơt D Khi dịng điện chạy qua bình điện phân có ion (-) anơt cịn ion (+) catôt Câu 2: Hiện tượng dương cực tan xảy khi: A Điện phân dung dịch muối B Điện phân dung dịch mà anôt làm kim loại C Điện phân dung dịch muối, kim loại mà anơt làm kim loại D Điện phân dung dịch muối, kim loại mà catơt làm kim loại Câu 3: Khi mạ bạc cho vật Chọn câu câu sau: A Dùng vật catôt, dùng anôt bạc B Dùng catôt bạc cịn vật làm anơt C Dùng vật catơt, dùng anôt làm bạc chất điện phân dung dịch muối AgNO3 D Dùng catơt bạc cịn vật làm anôt chất điện phân dung dịch muối AgNO3 Câu 4: Quá trình điện phân CuSO4 tiếp tục đến lúc điện cực than A Khi thỏi than nối với cực dương bị tan hết 93 B Tiếp tục mãi C Khi tất ion đồng chuyển hết thành nguyên tử đồng D Khi ion sunphat giải phóng dung dịch 94 Phụ lục 5: Đề kiểm tra trước sau thực nghiệm Đề kiểm tra trước thực nghiệm Đề số (thời gian làm 45 phút) Họ tên: …………………………………………… Lớp: …………………… A Phần trắc nghiệm khách quan: Câu 1: Hạt sau hạt tải điện ? A prôtôn B ion dương C ion âm D electron tự Câu 2: Cường độ dòng điện xác định A số hạt mang điện chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn giây B số hạt mang điện chạy qua vật dẫn đơn vị thời gian C điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn khoảng thời gian D điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn đơn vị thời gian Câu 3: Khi hiệu điện hai đầu vật dẫn tăng lên bốn lần nhiệt lượng tỏa vật dẫn A tăng lần B tăng lần C tăng D tăng 16 lần Câu 4: Trong mạch gồm nguồn điện (ξ , r ) nối tiếp với điện trở R có dịng điện I chạy qua Cường độ dịng điện mạch A có chiều từ cực âm nguồn B tỷ lệ nghịch với điện trở R C tỷ lệ nghịch với điện trở r nguồn D tỷ lệ thuận với suất điện động nguồn Câu 5: Hai nguồn điện (ξ1 , r1 ) (ξ , r2 ) ghép nối tiếp, suất điện động nguồn sẽ: A nhỏ suất điện động nguồn thành phần B lớn suất điện động nguồn thành phần C suất điện động nguồn ξb , rb D thỏa mãn ξ1 − ξ < ξ < ξ1 + ξ B Phần tự luận Câu 6: Cho mạch điện hình vẽ: Biết nguồn gồm nguồn giống nhau, nguồn có suất điện động ξ = 6V , điện trở r = 1Ω R1 = R2 = 20Ω , 95 Đ X R1 R2 đèn loại 20V – 10W Bỏ qua điện trở dây nối a Tính suất điện động điện trở nguồn b Tính cường độ dịng điện mạch c Tính hiệu suất nguồn d Xác định độ sáng đèn Đề kiểm tra sau thực nghiệm Đề số (thời gian làm 45 phút) Họ tên: …………………………………………… Lớp: …………………… A Phần trắc nghiệm khách quan: Câu 1: Đối với kim loại, nguyên nhân gây điện trở vật dẫn A electron dịch chuyển chậm B electron chạm với ion dương nút mạng C ion dương va chạm với D Do nguyên tử kim loại va chạm mạnh với Câu 2: Phát biểu sau không ? A Khi nhiệt độ tăng điện trở dây đồng tăng B Khi nhiệt độ tăng độ dẫn điện bình đựng dung dịch CuSO4 giảm C Khi nhiệt độ tăng độ dẫn điện nhơm giảm D Khi nhiệt độ tăng độ dẫn điện dung dich AgNO tăng Câu 3: Trong tượng điện phân dung dịch CuSO4, xét khoảng thời gian khối lượng Cu giải phóng catơt số ion dương chuyển qua dung dịch: A Bằng C Tỉ lệ thuận với B Tỉ lệ nghịch với D Khơng có quan hệ với Câu 4: Ở điều kiện thường đặt khối khí vào điện trường A phân tử khí chuyển động hỗn loạn B ion âm chuyển động ngược chiều điện trường gây dòng điện C ion dương chuyển động chiều điện trường gây dòng điện D electron chuyển động ngược chiều điện trường gây dòng điện Câu 5: Để chống sét, người ta thường làm 96 A giảm điện tích đám mây B cột chống sét gắn chỗ cao tòa nhà cao tầng C giảm cường độ dòng điện sét D giảm điện trường khơng khí B Phần tự luận: Câu 6: Một đoạn dây vônfram dài 20cm, đường kính tiết diện ngang 0,1mm Biết điện trở suất nhiệt độ 200C hệ số nhiệt điện trở vônfram 5,25.10 -8 Ω m 4,5.10-3K-1 Hãy tính điện trở đoạn dây vơnfram nói nhiệt độ 8200C Câu 7: Muốn mạ lớp bạc mỏng lên bề mặt kim loại rộng 10cm 2, người ta lấy kim loại nói làm catơt bình điện phân chứa dung dịch AgNO 3, anôt bạc Rồi đặt bình điện phân vào hiệu điện khơng đổi U AK = 12V Biết bình điện phân có điện trở R = 12 Ω , bạc có khối lượng riêng ρ = 10,5g/ cm2, A=108, n=1 Để phủ lớp bạc dày 100 µ m lên kim loại cần khoảng thời gian điện phân bao nhiêu? 97 ... có vấn đề gần gũi với học sinh Với lí chọn đề tài: Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh dạy học chương ? ?Dòng điện môi trường? ?? theo định hướng giải vấn đề Lịch sử nghiên cứu vấn đề Dạy học nêu vấn. .. 1.3 Vận dụng dạy học giải vấn đề loại học vật lý ………… 1.3.1 Dạy học giải vấn đề học xây dựng kiến thức ……… 1.3.2 Dạy học giải vấn đề học tập vật lý ………………… 1.3.3 Dạy học giải vấn đề học thực hành... pháp dạy học Vậy quy trình dạy học chương theo định hướng DHGQVĐ thể theo sơ đồ 1.1 16 QUY TRÌNH DẠY HỌC MỘT CHƯƠNG THEO ĐỊNH HƯỚNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ - Mục tiêu theo chuẩn kiến thức kỹ