Cải tiến và sử dụng một số thí nghiệm để dạy học về hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng theo hướng phát triển tính tích cực, tự lực của học sinh (vật lý 10 bộ nâng cao)

Nghị quyết kì họp thứ IV của BCHTW VII đã chỉ rõ: “ Phải xác định lại mục tiêu, thiết kế lại chương trình, kế hoạch, nội dung, phương pháp giáo dục và đào tạo để tạo ra cho xã hội những

Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

Trước đòi hỏi, yêu cầu của xã hội trong việc đào tạo con người trong thời đại bùng nổ khoa học, kĩ thuật Đảng ta đã đề ra chủ trương cho công cuộc

đổi mới sự nghiệp giáo dục và đào tạo Nghị quyết kì họp thứ IV của BCHTW

VII đã chỉ rõ: “ Phải xác định lại mục tiêu, thiết kế lại chương trình, kế hoạch, nội dung, phương pháp giáo dục và đào tạo để tạo ra cho xã hội những con người lao động tự chủ, năng động, sáng tạo và có năng lực giải quyết những vấn đề trong cuộc sống hàng ngày…” Nghị quyết còn chỉ rõ phải “ Đổi mới phương pháp dạy học ở các cấp học, bậc học, kết hợp tốt học với hành, học tập với lao động sản xuất, thực nghiệm và nghiên cứu khoa học, gắn nhà trường với xã hội, áp dụng những phương pháp giáo dục hiện

đại, bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy vật lý, năng lực giải quyết vấn

đề”

Bộ môn vật lý ở trường phổ thông, với phương pháp đặc trưng là phương pháp thực nghiệm, đã xác định chiến lược dạy học mới sao cho học sinh phải được tiếp cận với phương pháp nhận thức này thông qua quá trình chiếm lĩnh tri thức Vì vậy, việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm phù hợp với các kiến thức vật lý là rất quan trọng

Trong chương trình vật lý phổ thông, phần kiến thức về chất lỏng có nhiều

điều kiện để thực hiện theo hướng dạy học như trên Tuy nhiên, thực tế nó còn chưa được quan tâm đúng mức

Chính vì những lý do trên tôi lựa chọn vấn đề: “ Cải tiến và sử dụng một số thí nghiệm để dạy học về hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng theo hướng phát triển tính tích cực, tự lực của học sinh(Vật lý 10 bộ nâng

cao)” làm đề tài nghiên cứu của luận văn

2 Mục đích nghiên cứu

Lựa chọn, cải tiến một số thí nghiệm về “ Hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng” để sử dụng vào việ tổ chức hoạt động dạy học nhằm phát huy

tính tích cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức của học sinh

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích đề ra tôi xác định đề tài có những nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu lý luận về tổ chức tình huống và định hướng hành động học tập của học sinh và lý luận về thí nghiệm trong dạy học vật lý

- Xác định mức độ nội dung trình bày kiến thức về hiện tượng căng mặt ngoài

- Xác định các thí nghiệm có thể sử dụng trong quá trình dạy học và tiến hành thử nghiệm chúng trong phòng thí nghiệm

- Soạn thảo tiến trình dạy học về hiện tượng căng mặt ngoài

4 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy và hoạt động học về “ Hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng” qua việc sử dụng các thí nghiệm

5 Giả thuyết khoa học

Đưa thí nghiệm phù hợp vào việc tổ chức hoạt động dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức của học sinh thì có thể nâng cao được chất lượng dạy học

nội dung Chương 1: Cơ sở lý luận

A Thí nghiệm trong dạy học vật lý

1 Các đặc điểm của thí nghiệm vật lý

Thí nghiệm vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận thức mới

Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và thiết lập có chủ

định sao cho thông qua thí nghiệm có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được giả thuyết hoặc hệ quả của giả thuyết Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành : đối tượng nghiên cứu, phương tiện quan sát, đo đạc

Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi

Các điều kiện thí nghiệm phải được khống chế, kiểm soát đúng như dự

định, nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác cao ở mức cần thiết, nhờ sự phân tích thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng của các nhiễu

Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát được các biến đổi của các đại lượng nào đó do có sự biến đổi của các đại lượng khác

Có thể lặp lại được thí nghiệm, nghĩa là : với các thiết bị thí nghiệm,

điều kiện thí nghiệm như nhau khi bố trí lại thí nghiệm thì hiện tượng, quá trình vật lý diễn ra trong thí nghiệm phải giống như lần trước đó

2 Chức năng của thí nghiệm vật lý trong dạy học

2.1 Theo quan điểm của lý luận nhận thức

Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức ( nguồn trực tiếp của tri thức )

Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu

được

Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào cuộc sống

Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý 2.2 Theo quan điểm lý luận dạy học

Thí nghiệm có thức được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học: đề xuất vấn đề nghiên cứu, hình thành kiến thức, kỹ năng mới, củng cố kiến thức, kỹ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức,

3.1 Thí nghiệm biểu diễn

Là thí nghiệm do giáo viên thực hiện trên lớp chủ yếu để hình thành cho học sinh những biểu tượng ban đầu về các hiện tượng, quá trình và quy luật vật lý, về tác dụng, cấu tạo của một số dụng cụ và thiết bị dạy học

Các thí nghiệm biểu diễn:

3.1.1.Thí nghiệm mở đầu

Thí nghiệm nhằm giới thiệu cho học sinh biết sơ qua về các hiện tượng sắp nghiên cứu, được sử dụng khi :

Củng cố nhận xét ban đầu để xác định phương hướng nghiên cứu hiện tượng

Tạo ra tình huống có vấn đề gây hứng thú học tập cho học sinh

3.1.2 Thí nghiệm nghiên cứu

Thí nghiệm nhằm xây dựng hoặc kiểm chứng lại kiến thức mới, được sử dụng trong giai đoạn nghiên cứu kiến thức mới

Thí nghiệm nghiên cứu bao gồm :

- Thí nghiệm nghiên cứu kháo sát

- Thí nghiệm nghiên cứu minh họa

3.1.3 Thí nghiệm củng cố

Thí nghiệm trình bày các ứng dụng của các định luật vật lý hay những biểu hiện của định luật trong cuộc sống Thí nghiệm giúp học sinh đào sâu kiến thức, rèn luyện kỹ năng, đồng thời kiểm tra đựơc mức độ nắm vững kiến thức của học sinh

Thí nghiệm mà tất cả học sinh trong lớp đều làm thí nghiệm trong các

điều kiện như nhau dưới sự hướng dẫn của giáo viên Từ đó rút ra kết luận hay minh hoạ lý thuyết vừa học Thí nghiệm trực diện sử dụng khi học sinh chưa

có kiến thức sâu sắc và chắc chắn về tài liệu nghiên cứu và chưa có kinh

nghiệm trong việc tiến hành thí nghiệm có liên quan

3.2.2 Thí nghiệm thực hành

Thí nghiệm mà các nhóm học sinh cùng làm thí nghiệm trong những khoảng thời gian về các đề tài khác nhau ( đôi khi cùng một đề tài ) với các

dụng cụ, phương pháp tiến hành khác nhau Phối hợp kết quả các nhóm sẽ thu

được kết quả cuối cùng của đề tài nghiên cứu

Thí nghiệm thực hành được tiến hành khi học sinh đã có khá đầy đủ

kiến thức về đề tài nghiên cứu và có kỹ năng thực nghiệm

3.2.3 Thí nghiệm và quan sát vật lý ở nhà

Là loại bài tập mà giáo viên giao cho học sinh hoặc các nhóm học sinh

thí nghiệm ở nhà, giúp học sinh nâng cao tính tự lực, tự giác và hứng thú học

tập của học sinh; cá thể hoá quá trình học tập của học sinh.Nó còn giúp học

sinh đào sâu, mở rộng kiến thức đã học

B.Việc tổ chức và định hướng hành động học tập tích cực, tự lực chiếm

lĩnh kiến thức của học sinh

1 Hoạt động học tập và hoạt động dạy trong quá trình dạy học

Qúa trình dạy học là quá trình phức tạp bao gồm nhiều yếu tố vận động

và tương tác nhau Cấu trúc quá trình dạy học gồm ba thành tố : thày, trò, tư

liệu hoạt động dạy

Qúa trình dạy học bao gồm hoạt động dạy và hoạt động học Phương

pháp dạy học là tập hợp các cách thức hoạt động của giáo viên và của học sinh

nhằm đạt mục đích đề ra Hay chính là cách thức đặc thù nhằm tổ chức các

mối liên hệ giữa thày, trò và tư liệu dạy học

Cấu trúc quá trình dạy học được biểu diễn bằng sơ đồ sau :

Dựa vào sơ đồ này, khi ta nhấn mạnh

vai trò của một trong hai cực thì có

Trò (HS)

Tư liệu hoạt động

day

Hình 1

Theo hướng đổi mới hoạt động dạy học để đáp ứng yêu cầu của xã hội các nhà lý luận dạy học xác định :

“Học là hoạt động nhận thức mang tính tích cực, tự lực bao gồm các hành động của chủ thể thích ứng với tình huống; qua đó, chủ thể chiếm lĩnh kinh nghiệm xã hội - lịch sử biến thành năng lực thể chất và tinh thần của cá nhân, hình thành và phát triển nhân cách cá nhân Kiến thức

là kết quả của sự thích ứng của học sinh thể hiện ở nhưng đáp ứng mới, chúng là bằng chứng của sự học”

“ Dạy học là dạy hành động ( chiếm lĩnh và vận dụng kiến thức mới ) Do

đó, trong dạy học, giáo viên cần tổ chức các tình huống học tập, định hướng hành động thích ứng của học sinh để qua đó học sinh chiếm lĩnh

được kiến thức, đồng thời phát triển trí tuệ và nhân cách toàn diện học sinh’’

Tư liệu hoạt động dạy học (môi trường)

định hướng hành động học tập của học sinh theo một chiến lược hợp lý sao cho học sinh tích cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức cho mình và qua đó nhân cách của họ từng bước được phát triển Yếu tố này quyết định các hành động khác và quyết định đến hiệu quả của quá trình dạy học

Học sinh chỉ ở trong tình huống học tập khi ý thức được vấn đề học tập

và có nhu cầu giải quyết và tự thấy mình có khả năng giải quyết vấn đề

đó.Tình huống học tập chứa đựng điều đã biết và điều chưa biết Điều đã biết xác định từ điều đã cho trong nhiệm vụ học tập và kinh nghiệm của học sinh

Chính đó là “điểm tựa’’ để học sinh vượt qua những khó khăn về nhận

thức khi giải quyết vấn đề để tìm ra cái chưa biết

Vai trò của giáo viên trong việc tổ chức tình huống học tập là rất quan trọng Giáo viên cần thiết kế mỗi bài học thành một chuỗi tình huống có vấn

đề liên tiếp được sắp xếp theo một trình tự hợp lý của sự phát triển vấn đề cần nghiên cứu Từ đó, đưa học sinh từ chỗ chưa biết đến chỗ biết, từ biết không

đầy đủ đến đầy đủ và nâng cao dần năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Tổ chức một tình huống học tập có các công việc như sau :

Thứ nhất, giáo viên cần nhận định, phân tích các câu hỏi đặt ra, các khó khăn trở lực học sinh phải vượt qua mà có dụng ý tìm cách cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đương với việc chiếm lĩnh kiến thức cần truyền đạt.Việc này dựa trên những thông tin đã được làm trong các nghiên về kiến thức khoa học

cần dạy, những yêu cầu của việc nắm nội dung kiến thức, về trình độ hiện có của học sinh, các quan điểm khả dĩ về kiến thức cần chiếm lĩnh của học sinh

Do đó, đảm bảo được sự ăn khớp giữa sự chỉ đạo học tập của giáo viên và các hành động học tập của học sinh

Thứ hai, giáo viên soạn thảo được nhiệm vụ học tập có chứa vấn đề học tập giao cho học sinh Tuy nhiên, khi giao nhiệm vụ cần phải cho học sinh thấy rõnhững điều kiện cần thiết của việc thực hiện nhiệm vụ; sao cho , học sinh sẵn sàng đảm nhận nhiệm vụ đó và tin tưởng vào khả năng thực hiện của mình

Tóm lại :

Việc tổ chức của giáo viên tạo ra được sự kết nối giữa người học và tình huống học tập Vì như vậy học sinh đã chuẩn bị được những điều kiện cần thiết, được lôi cuốn vào hành động tích cực dẫn đến việc học sinh bằng các hoạt động tích cực, tự lực vươn lên giải quyết vấn đề

3 Việc định hướng hành động học tập của học sinh

Tiếp sau việc tổ chức tình huống học tập thì việc định hướng hành động chiếm lĩnh kiến thức của học sinh là một yếu tố quyết định đến hiệu quả của quá trình dạy học

Tương ứng với các mục tiêu rèn luyện khác nhau trong việc thực hiện nhiệm vụ của học sinh, tương ứng với các mức độ từ thấp đến cao của trình độ

định hướng học tập thì có thể chia ra làm ba kiểu định hướng sau :

Kiểu định hướng này sẽ đảm bảo được yêu cầu rèn luyện kỹ năng cho học sinh và tạo cơ sở cần thiết cho học sinh tiếp cận dần hai kiểu định hướng sau Tuy nhiên, nó lại hạn chế là học sinh không rèn luyện các hành động trí tuệ một cách tích cực, tự lực

3.2 Định hướng tìm tòi

Giáo viên không chỉ ra một cách tường minh các kiến thức và cách thức hành động mà học sinh cần áp dụng khi đứng trước vấn đề cần giải quyết.Giáo

viên chỉ đưa ra những “gợi ý” để học sinh có thể tự tìm tòi và tự xác định hành

động thích hợp để giải quyết nhiệm vụ học tập

Kiểu định hướng này phát triển được tính tích cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức của học sinh và rèn luyện được năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Tuy nhiên, không phải mọi kiến thức đều dùng định hướng tìm tòi mà

đôi khi giáo viên phải trình bày cho học sinh công nhận

3.3 Định hướng khái quát chương trình hoá

Giáo viên cũng gợi ý như kiểu định hướng tìm tòi nhưng giúp học sinh

ý thức được đường lối khái quát của việc tìm tòi thực hiện nhiệm vụ

Trình tự định hướng khái quát chương trinh hóa :

Sự định hướng ban đầu đòi hỏi học sinh tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề

đặt ra ( chính là kiểu định hướng tìm tòi )

Nếu học sinh không đáp ứng được thì giáo viên phát triển sự định

hướng ban đầu để thu hẹp phạm vi, mức độ phải tìm tòi giải quyết vấn đề, đảm bảo vừa sức học sinh

Nếu học sinh vẫn không đáp ứng được thì sự hướng dẫn của giáo viên chuyển dần sang kiểu định hướng tái tạo; tùy vào từng vấn đề và đối tượng học sinh trứơc hết giáo viên sử dụng kiểu định hướng Angôrit ( hướng dẫn trình tự các hành động, thao tác hợp lý ), để theo đó học sinh giải quyết được vấn đề đặt ra

Cuối cùng nếu học sinh vẫn không đáp ứng được thì giáo viên mới thực hiện kiểu định hướng tái tạo, sự hướng dẫn tái tạo đối với mỗi hành động, thao tác cụ thể riêng biệt của trình tự hành động

Nhờ sự “chương trình hoá’’ các vấn đề học tập được thu hẹp dần mà

học sinh vẫn nắm được đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề học tập,

đồng thời vẫn đảm bảo sự cố gắng cao nhất của học sinh

Kết luận chương 1 Trong phạm vi chương 1 đã trình bày các vấn đề có liên quan đến sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý và việc tổ chức, định hướng hành động học tập của học sinh

Vật lý là một khoa học thực nghiệm; Tuỳ theo từng quan điểm mà thí nghiệm có những vai trò cụ thể khác nhau:

Theo quan điểm của lý luận nhận thức thì thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận kiến thức, vận dụng tri thức vào thực tiễn

Theo quan điểm của lý luận dạy học thì thí nghiệm có thể sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học, góp phần phát triển toàn diện nhân cách học sinh, đơn giản hoá và trực quan hoá kiến thức cần trình bày

Trong dạy học vật lý nói chung và sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật

lý cần tổ chức, định hướng hành động học tập của học sinh theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức của học sinh Việc làm này đã xác định được:

- Vấn đề cần giải quyết

- Dạng hành động chiếm lĩnh kiến thức thích hợp đòi hỏi ở học sinh

- Lời giải đáp mong muốn

- Kiểu định hướng hành động học tập của học sinh mà giáo viên dự định

Tóm lại, việc sử dụng thí nghiệm rộng rãi và đưa ra những phương án cải tiến thí nghiệm trong dạy học vật lý là việc làm có ý nghĩa thiết thực Nó giúp cho việc dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức của học sinh

Chương 2: Các thí nghiệm và việc sử dụng trong dạy học kiến thức về hiện tượng căng mặt ngoài

1 Hiện tượng căng mặt ngoài và lực căng mặt ngoài

Phần này trình bày đặc tính cơ bản của lớp mặt ngoài khối chất lỏng là nguyên nhân gây nên các hiệu ứng mặt ngoài của chất lỏng Gồm hai nội dung cơ bản sau:

Mặt ngoài khối chất lỏng bao giờ cũng bị căng và luôn có xu hướng co lại Hiện tượng này gọi là hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng

Đại lượng đặc trưng cho sự căng mặt ngoài là lực căng mặt ngoài Khái niệm này được đưa ra khi xem xét lực tác dụng lên một đoạn đường thẳng tạo bởi các phân tử nằm trên mặt ngoài

lực căng mặt ngoài có:

- Phương tiếp tuyến với mặt ngoài chất lỏng và vuông góc với đoạn thẳng ta xét

- Chiều : sao cho có tác dụng thu nhỏ diện tích mặt ngoài

- Độ lớn : tỉ lệ thuận với chiều dài đoạn thẳng mà ta xét F =  L

Dươí tác dụng của lực căng mặt ngoài, mặt ngoài khối lỏng luôn xu hướng co về diện tích nhỏ nhất có thể có

Có thể giải thích hiện tượng căng mặt ngoài và sự xuất hiện của lực căng mặt ngoài theo các phương pháp sau:

Một đặc điểm quan trọng của chất lỏng là sự phụ thuộc của suất căng mặt ngoài vào nhiệt độ Thực nghiệm chứng tỏ rằng suất căng mặt ngoài giảm khi nhiệt độ tăng

Cụ thể, khi nhiệt độ tăng thì suất căng mặt ngoài giảm theo quy luật hàm lôgarit

2.Các thí nghiệm có thể sử dụng trong quá trình dạy học về “Hiện tượng căng mặt ngoài”

Từ việc xác định mức độ nội dung và lôgic trình bày kiến thức về hiện tượng căng mặt ngoài của chât lỏng, ta có thể sử dụng các thí nghiệm sau: 2.1.Thí nghiệm định tính về hiện tượng căng mặt ngoài

2.1.1.Thí nghiệm về sự nổi của các vật có khối lượng riêng lớn

2.1.2 Thí nghiệm về màng xà phòng có thanh trượt và sợi chỉ dịch chuyển 2.1.3 Thí nghiệm về màng xà phòng chuyển động trong phễu thuỷ tinh

2.2 Các thí nghiệm định lượng về hiện tượng căng mặt ngoài

2.2.1 Thí nghiệm về màng xà phòng có thanh trượt

2.2.2 Xác định hệ số căng mặt ngoài bằng ống nhỏ giọt

2.3 Thí nghiệm định tính về hệ số căng mặt ngoài

2.3.1 Thí nghiệm về sự giạt ra của hai que diêm hoặc vỏ trấu khi nhúng que

có cồn vào khoảng giữa

2.3.2 Thí nghiệm về sự quay của các vật nổi trên mặt nước

2.3.3 Thí nghiệm về sự thuộc suất căng mặt ngoài vào nhiệt độ

Việc lựa chọn các thí nghiệm của chúng tôi dụa vào các tiêu chuẩn sau:

- Việc chuẩn bị vật liệu, thiết kế thí nghiệm phải dễ thực hiện

- Có tác dụng đối vơi việc chiếm lĩnh kiến thức của học sinh

- Thời gian thực hiện ngắn

Với mỗi phương án đã được lựa chọn được trình bày theo ccấu trúc sau:

- Tên thí nghiệm

- Dụng cụ thí nghiệm

- Việc tiến hành thí nghiệm

- Các lưu ý về mặt kỹ thuật

Cụ thể các thí nghiệm được trình bày như sau:

2.1.Thí nghiệm định tính về hiện tượng căng mặt ngoài

2.1.1.Thí nghiệm về sự nổi của các vật có khối lượng riêng lớn

- Kiểm tra độ thẳng các đoạn dây, độ phẳng của các vòng dây

- Khi đưa xuống mặt nước thao tác phải chậm, sao cho các vòng, các

đoạn phải song song với mặt nước

Các hình ảnh thí nghiệm: Hình 3

2.1.2 Thí nghiệm về màng xà phòng có thanh trượt và sợi chỉ dịch chuyển 2.1.2.1 Thí nghiệm với màng xà phòng có

- Đưa thanh AB về vị trí sao cho dây chỉ nối bị trùng

- Nhúng toàn bộ phần ABCD vào dung dịch xà phòng ( sao cho thanh

AB không di chuyển ), từ từ nhấc khung ra khỏi dung dịch xà phòng

- Quan sát sự co giãn của màng xà phòng bằng cách kéo nhẹ rồi thả nhẹ thanh trượt AB

- Để dây chỉ trùng, giữ cố định thanh AB rồi làm thủng một bên màng

xà phòng, quan sát sự co lại của màng

c.Chú ý

- Khung sạch, bề mặt phải phẳng

- Dây chỉ buộc đúng giữa thanh AB và CD

Các hình ảnh thí nghiệm:(Xem phụ lục 2)

2.1.2.2 Thí nghiệm về sợi chỉ di chuyển

a Dụng cụ

- Dùng dây đồng = 0,5 >1mm, tạo các khung dây hình tròn hoặc vuông có kích cỡ 4 -> 6cm

- Dùng các đoạn chỉ buộc trên khung theo nhiều kiểu khác nhau

- Đĩa đựng xà phòng

b Thao tác thí nghiệm

- Bước 1: Tạo màng xà phòng bằng cách nhúng toàn bộ khung có buộc chỉ vào dung dịch xà phòng rồi nhấc nhẹ ra

- Bước 2: Dùng que diêm khô làm thủng màng ở những vị trí nhất định,

từ đó quan sát sự co lại của màng

c Chú ý

- Khi mới nhấc khung ra cần nghiêng khung để bỏ bớt một phần dung dịch bám ở màng

- Chọn nơi kín gió, ít bụi

Các hình ảnh thí nghiệm:(xem phụ lục 2)

2.2 Các thí nghiệm định lượng về hiện tượng căng mặt ngoài

2.2.1 Thí nghiệm về màng xà phòng có thanh trượt

a Dụng cụ - Dung dịch xà phòng và đĩa đựng dung dịch

- Khung bằng đồng (= 1mm ) uốn gập tạo

khe hẹp có kích thước với các thanh trượt

dài lần lượt là 3cm và 4cm

- Các thanh trượt bằng đồng (= 0,5mm )

đặt xem vào hai khe hẹp Đoạn dây đồng nhỏ buộc

vào 2 đầu thanh dùng để kéo thanh trượt làm thay

đổi diện tích màng hoặc để treo các móc nặng

b Tiến hành thí nghiệm Hình5

- Bước 1: Dùng tay giữ dây đồng nhỏ để tạo với khung một khung kín Nhúng toàn bộ vào dung dịch xà phòng, nhấc nhẹ ra ta tạo được màng

- Bước 2: Thả nhẹ tay quan sát sự co lại của màng Sau đó ta lại tác

dụng kéo căng màng hoặc đặt khung thẳng đứng để treo các móc nặng để đo

lực

Bảng 1: Kết quả thí nghiệm xác định lực căng mặt ngoài

Lần Khung Chiều dài

L(m)

M (Gr)

P (N)

* So sánh thí nghiệm 2.2.1 với phương án thí nghiệm trong sách giáo

khoa 11 NXBGD 2003 và sách giáo khoa 10 NXBGD 2006 Bộ nâng cao

Thí nghiệm này tuy có những khó khăn riêng, nhưng vẫn khắc phục

được và thí nghiệm này loại bỏ được rất nhiều các yếu tố khó khăng về thực

Vì vậy, thí nghiệm này chỉ mang tính

nguyên tắc

Hình 6

- Phương án thí nghiệm SGK 10 NXBGD 2006 Bộ nâng cao, có những khó khăn chính sau:

- Cho nước vào ống nhỏ giọt và cho nước nhỏ chậm

- Cân khối lượng khi chưa có nước (m1)

- Cân khối lượng cốc khi có nứớc 10 giọt (m2)

- Đo đường kính đầu ống nhỏ giọt

-Tính  theo công thức  =

.

P d

- Chậu thuỷ tinh đáy phẳng, bề mặt rộng chứa nước

- Đũa thuỷ tinh, một ít cồn ( thuốc đánh răng ), 2 que diêm, trấu hoặc mạt cưa

- Có thể dùng thuốc đánh răng thay cho cồn

- Có thể dùng ngay dụng cụ ở thí nghiệm về sự nổi của các vật có khối lượng riêng lớn

Các hình ảnh thí nghiệm:(Xem phụ lục 2)

2.3.2 Thí nghiệm về sự quay của các vật nổi trên mặt nước

a Dụng cụ

- Chậu thuỷ tinh đáy phẳng, bề mặt rộng Mảnh nhựa cứng (hoặc mảnh bìa cứng) Kem đánh răng (hoặc xà phòng bánh)

b Tiến hành thí nghiệm

- Đặt mảnh nhựa vào chậu, bôi kem đánh răng vào vị trí đã đánh dấu, mảnh nhựa sẽ quay

c Chú ý

- Mặt nước phải yên lặng

- Làm thí nghiệm 2 đến 3 lần là phải thay nước khác

2.3.3 Thí nghiệm về sự thuộc suất căng mặt ngoài vào nhiệt độ

a Dụng cụ

- Chậu thuỷ tinh như thí nghiệm 2.2

- Đóm tre dài, 2 mảnh đóm (hoặc 2 miếng nhựa nhỏ, mỏng), một ít trấu

b tiến hành thí nghiệm

- Rắc trấu lên mặt nước

- Đưa đóm cháy lại gần khoảng giữa thì thấy trấu bị giạt ra

- Hoặc đưa 2 miếng nhựa nhỏ vào chậu và đưa đóm cháy lại gần khoảng giữa thấy chúng bị giạt ra Hoặc đưa về một phía của một miếng nhựa thì thấy

nó bị xoay còn miếng kia hầu như không quay

Các hình ảnh thí nghiệm:(Xem phụ lục 2)

3 Phân tích tình huống học tập và soạn thảo tiến trình dạy học về

“ Hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng”

Trong phần này, thực hiện 2 công việc chính sau đây:

- Phân tích các tình huống học tập, những cơ sở định hướng hành động học tập giải quyết vấn đề trong các tình huống đó

- Soạn thảo tiến trình dạy học về “ Hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng”

3.1 Phân tích các tình huống học tập

Khi làm thí nghiệm về sự nổi của các vật có khối lượng riêng lớn, học sinh sẽ thấy rất ngạc nhiên, họ thấy khi đặt nhẹ các vật thì nổi còn nếu thả mạnh thì chìm Những điều này trái với hiểu biết của học sinh về sự nổi

Giáo viên có thể đưa học sinh vào những tình huống học tập sau:

Tình huống 1:

Giáo viên làm thí nghiệm về sự nổi của các vật có khối lượng riêng lớn.ở thí nghiệm này giáo viên có thể thay cây kim bằng các đoạn dây đồng ngắn, các vòng dây uốn dạng khác nhau

Tại sao lại có hiện tượng nổi của các vật có khối lượng riêng lớn?

Trước vấn đề làm sao để giải thích được hiện tượng này, học sinh không biết phải xuất phát từ đâu, dựa vào kiến thức nào để lý giải.Từ đây, xuất hiện mâu thuẫnvà học sinh có mong muốn giải quyết vấn đề

Trong tình huống này, học sinh phải vượt qua khó khăn rất lớn đó là kiến thức cũ về sự nổi mâu thuẫn với vấn đề cần giải thích ở đây.Do vậy, cần chia vấn để trên thành những vấn đề nhỏ hơn, tức là đặt học sinh vào các tình huống thứ cấp tiếp theo

Tình huống2:

Phần nào của chất lỏng liên quan đến sự nổi của cây kim, của các

đoạn dây đồng nhỏ, các vòng đồng nhỏ ( các vật có khối lượng riêng lớn )?

Vấn đề cần giải quyết ở học sinh là từ quan sát tìm ra phần nào của khối chất lỏng liên quan đến hiện tượng nổi Khó khăn ở đay là việc phải bằng quan sát, lập luận học sinh phải thấy rằng hiện tượng đó liên quan đến mặt ngoài khối chất lỏng Sự định hướng của giáo viên lúc này là việc gợi ý cho học sinh quan sát hiện tượng, điều khiển sự chú thảo luận của học sinhđể giúp

họ giải quyết vấn đề