CHUYÊN ĐỀ: THIẾT kế và xây DỰNG THÍ NGHIỆM gắn kết CUỘC SỐNG TRONG dạy học vật lý ở TRƯỜNG TRUNG học cơ sở

THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM GẮN KẾT CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU Phần I MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THÍ NGHIỆM VẬT LÝ Một số khái niệm 1.1 Khái niệm trực quan 1.2 Khái niệm phương tiện trực quan 1.3 Khái niệm phương tiện dạy học 1.4 Khái niệm phương tiện giáo dục 1.5 Khái niệm thiết bị dạy học .4 1.6 Khái niệm hiệu 1.7 Khái niệm hiệu sử dụng thiết bị dạy học .4 1.8 Khái niệm chất lượng dạy học .5 Thí nghiệm Vật lý Vai trò thí nghiệm dạy học Vật lý 10 3.1 Vai trò thí nghiệm Vật lý dạy học truyền thống 10 3.2 Vai trò thí nghiệm Vật lý theo lí luận dạy học đại 11 Xây dựng thí nghiệm đơn giản gắn kết sống dạy học Vật lý trường trung học sở 13 4.1 Khái niệm “thí nghiệm đơn giản” 13 4.2 Ý nghĩa việc xây dựng sử dụng thí nghiệm đơn giản dạy học Vật lý 13 4.3 Các yêu cầu việc xây dựng thí nghiệm đơn giản gắn kết sống: 15 4.4 Các khả năng, hình thức sử dụng thí nghiệm đơn giản gắn kết sống dạy học Vật lý .16 4.5 Vị trí thí nghiệm tiến trình dạy học giải vấn đề 16 4.6 Hướng dẫn học sinh tự làm dụng cụ thí nghiệm đơn giản gắn kết sống: 17 Qui trình xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm gắn kết sống dạy học Vật lý 18 5.1 Qui trình xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lý 18 5.2 Qui trình sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lý 20 Phần II 25 XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN GẮN KẾT CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 25 2.1.Sự tồn áp suất gây khơng khí 25 2.2.Khơng khí có trọng lượng không ? .25 2.3.Khơng khí nóng khơng khí lạnh nặng hơn? .26 2.5.Trạng thái cân 27 2.6.Tác dụng sức căng mặt 28 2.7.vật 29 2.8.Áp suất khơng khí 29 2.9.Tác dụng áp suất – Bỏ trứng vào chai 30 2.10.Áp suất mao dẫn áp suất phòng 31 2.11.Bình phun nguyên tắc tên lửa 32 2.12.Quan sát sóng âm 32 2.13.Sự truyền âm không khí 33 2.14.Sự dãn nở nhiệt .33 2.15.Hấp thụ nhiệt 34 2.16.Nguyên lý máy chụp hình đơn giản 34 2.17.Sự phản xạ toàn phần ánh sáng 35 2.18.Ánh sáng qua hai vật suất có chiết suất : vật biến .36 2.19.Động điện 37 2.20 Lực từ 38 2.21 Truyền âm qua mơi trường vật chất – Nói chuyện qua điện thoại tự tạo 39 2.22 Đối lưu chất khí: 39 2.24 Loa điện điện .41 2.25 Tương tác từ hai cuộn dây có dòng điện chạy qua 42 2.26 Dòng điện xoay chiều 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 LỜI GIỚI THIỆU Một mục tiêu đổi giáo dục nước ta là: Giáo dục người Việt Nam phát triển toàn diện phát huy tốt tiềm cá nhân; có hiểu biết kỹ bản, khả sáng tạo để làm chủ thân, sống tốt làm việc hiệu Để hướng tới mục tiêu đó, cần phải có đổi đồng mục tiêu giáo dục, chương trình giáo dục, phương pháp giáo dục, cách thức kiểm tra đánh giá cơng tác quản lí giáo dục Theo hướng này, Bộ Giáo dục Đào tạo có dự kiến thay đổi chương trình giáo dục phổ thông, từ mục tiêu đến nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức dạy học cách thức kiểm tra đánh giá Toàn dự kiến thể Dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể Chúng ta kỉ 21, kỉ mà giới xảy bùng nổ khoa học công nghệ, kỉ mà tri thức trí tuệ sáng tạo người coi yếu tố quan trọng định phát triển xã hội Nước ta đà phát triển hội nhập với nước khu vực giới Tình hình đòi hỏi ngành giáo dục cần phải đổi mạnh mẽ, tồn diện đồng bộ, đổi phương pháp dạy học có tầm quan trọng đặc biệt Cùng với xu phát triển chung giáo dục giới, nghiệp giáo dục đào tạo nước ta Đảng Nhà nước quan tâm nêu rõ Nghị Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VIII: “Đổi mạnh mẽ phương pháp giáo dục – đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo người học” Mục tiêu chủ yếu giáo dục tồn diện đạo đức, trí dục, thể dục tất bậc học, coi trọng giáo dục trị tư tưởng, nhân cách, khả tư duy, sáng tạo lực thực hành Rõ ràng, nước ta nước khác giới, mục đích giáo dục khơng dừng lại việc truyền thụ cho học sinh kiến thức, kĩ lồi người tích lũy mà đặc biệt quan tâm đến việc bồi dưỡng cho họ khả tư sáng tạo, lực thực hành lực giải vấn đề Một biện pháp quan trọng để thực đường lối đưa học sinh vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức thông qua hoạt động tự lực thân nhằm chiếm lĩnh kiến thức, phát triển lực trí tuệ Vật lý môn khoa học thực nghiệm Tư tưởng chủ đạo sách giáo khoa nội dung kiến thức hình thành phần lớn thơng qua thí nghiệm thực hành gắn với sống Điều khơng tích cực hố việc học tập học sinh mà rèn luyện kỹ sử dụng thiết bị, đồ dùng sống, rèn luyện thái độ, đức tính kiên trì, tác phong làm việc người làm khoa học Vì thế, phương tiện thí nghiệm gắn kết sống trình dạy học Vật lý đóng vai trò quan trọng việc đổi phương pháp dạy học Vật lý Việc giáo viên học sinh tự thiết kế, chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm Vật lý gắn kết sống hoạt động nhiều ý nghĩa có nhiều tác dụng: 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 Tài liệu nhằm giới thiệu đến giáo viên Vật lý Trung học sở tham gia bồi dưỡng thường xuyên hè năm 2018 số vấn đề chung thí nghiệm Vật lý giới thiệu số thí nghiệm đơn giản gắn kết sống trình dạy học Mục tiêu đặt nhằm giúp giáo viên có sở để chuẩn bị tốt cho việc thực chương trình sách giáo khoa Nhóm biên soạn cố gắng trình bày tài liệu theo cách thức cô đọng, cụ thể để giúp giáo viên tự nghiên cứu q trình bồi dưỡng Do thời gian biên soạn gấp gáp nên tài liệu hạn chế định Tác giả mong nhận góp ý xây dựng từ nhiều kênh để bổ sung, hoàn thiện thêm Phần I MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THÍ NGHIỆM VẬT LÝ Một số khái niệm 1.1 Khái niệm trực quan Khái niệm trực quan thường sử dụng rộng rãi dạy học “trực quan gì” lại định nghĩa tài liệu sư phạm Từ nghiên cứu lí luận qua trải nghiệm thực tiễn, ta hiểu: Trực quan khái niệm biểu thị tính chất hoạt động nhận thức, đó, thơng tin thu từ vật tượng giới bên nhờ cảm nhận trực tiếp quan cảm giác người 1.2 Khái niệm phương tiện trực quan Phương tiện trực quan công cụ mà giáo viên học sinh sử dụng trình dạy học nhằm tạo biểu tượng, hình thành khái niệm cho học sinh thông qua tri giác trực tiếp giác quan của học sinh Thí dụ: vật tự nhiên cây, hoa quả, sản phẩm, máy móc; vật tượng trưng như: tranh ảnh, đồ, mơ hình, phim ảnh… dùng để dạy học 1.3 Khái niệm phương tiện dạy học Phương tiện dạy học khái niệm rộng phương tiện trực quan Đó cơng cụ mà giáo viên học sinh sử dụng trình dạy học nhằm đạt mục tiêu dạy học Những công cụ giúp người giáo viên tổ chức, điều khiển trình dạy học thơng qua hoạt động kích thích hoạt động nhận thức, tổ chức hoạt động nhận thức, kiểm tra đánh giá…, giúp học sinh tổ chức hoạt động nhận thức cách hiệu Các phương tiện dạy học sử dụng chủ yếu nhà trường là: - Các vật thật (động vật, thực vật tự nhiên; khoáng vật; mẫu hóa chất; tượng Vật lý, Hóa học); vật tượng trưng (bản đồ, sơ đồ, biểu đồ, đồ thị, vẽ…); vật tạo hình (tranh ảnh, mơ hình, hình vẽ, phim…) - Thí nghiệm thiết bị thí nghiệm - Các phương tiện mơ tả đối tượng tượng lời nói, kí hiệu (sách giáo khoa, sách hướng dẫn, tài liệu in, cơng thức, phương trình…) - Các phương tiện kĩ thuật dạy học (phương tiện nghe – nhìn, camera, máy dạy học, máy kiểm tra, computer…) 1.4 Khái niệm phương tiện giáo dục Phương tiện giáo dục khái niệm rộng dùng để tất dụng cụ (phương tiện) mà giáo viên học sinh sử dụng trực tiếp trình giáo dục (nghĩa rộng) thơng qua hoạt động (dạy học, lao động sản xuất, vui chơi, sinh hoạt tập thể, hoạt động xã hội…) điều kiện dạy học cần thiết cho hoạt động (nhà cửa, bàn ghế, xưởng, trường, sân bãi…) 1.5 Khái niệm thiết bị dạy học Thiết bị dạy học thuật ngữ đối tượng vật chất tập hợp đối tượng vật chất, mà giáo viên, chúng phương tiện để điều khiển hoạt động nhận thức học sinh; học sinh, nguồn tri thức, phương tiện để học sinh lĩnh hội tri thức, hình thành kĩ nhằm thực mục đích dạy học Thiết bị dạy học cung cấp cho trường phổ thơng sản phẩm hàng hố đặc biệt, phải tuân theo tiêu chí chặt chẽ phải đáp ứng nhiều yêu cầu người sử dụng 1.6 Khái niệm hiệu Theo Đại từ điển Tiếng Việt : “Hiệu kết yêu cầu việc làm mang lại.” Quan niệm cho thấy, hiệu khái niệm gắn liền với việc làm, hoạt động định Nói đến hiệu nói đến kết mang lại việc làm, hoạt động so với yêu cầu nêu 1.7 Khái niệm hiệu sử dụng thiết bị dạy học Dựa vào định nghĩa khái niệm “hiệu quả” trên, ta nêu định nghĩa khái niệm “hiệu sử dụng thiết bị dạy học” sau: “Hiệu sử dụng thiết bị dạy học kết việc sử dụng thiết bị dạy học mang lại so với yêu cầu đặt việc sử dụng thiết bị dạy học.” Để xác định hiệu sử dụng thiết bị dạy học trước hết phải xác định yêu cầu việc sử dụng thiết bị dạy học trình dạy học Trong trình dạy học, học sinh tiến hành nhận thức giới điều khiển giáo viên nhờ thiết bị dạy học Thiết bị dạy học công cụ lao động sư phạm giáo viên học sinh Sử dụng thiết bị dạy học trình dạy học phải đáp ứng yêu cầu sau: - Sử dụng thiết bị dạy học phải đảm bảo cung cấp cho học sinh thông tin tượng đối tượng nghiên cứu cách đầy đủ xác, làm cho học sinh hiểu sâu nắm kiến thức, tránh chủ nghĩa hình thức kiến thức học sinh - Sử dụng thiết bị dạy học phải đảm bảo nâng cao tính trực quan dạy học, mở rộng khả tiếp cận đối tượng, tượng - Sử dụng thiết bị dạy học phải đảm bảo kích thích hứng thú học tập học sinh, thoả mãn nhu cầu nhận thức học sinh - Sử dụng thiết bị dạy học phải đảm bảo nâng cao nhịp độ nghiên cứu tài liệu học tập học sinh - Sử dụng thiết bị dạy học phải đảm bảo đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức học sinh, tạo điều kiện để học sinh hoạt động tự lực chiếm lĩnh tri thức, rèn luyện kĩ Vậy hiệu sử dụng thiết bị dạy học kết đáp ứng năm yêu cầu việc sử dụng thiết bị dạy học trình dạy học 1.8 Khái niệm chất lượng dạy học Theo Đại từ điển Tiếng Việt : “Chất lượng làm nên phẩm chất, giá trị người, vật Chất lượng tạo nên chất vật, làm cho vật khác với vật kia.” Ở đây, dạy học hoạt động để thực mục tiêu giáo dục, đào tạo hệ trẻ thành chủ nhân tương lai có đức, có tài, làm cho học sinh trở thành người lao động thông minh, người cơng nhân có ý thức Sản phẩm hoạt động dạy học phát triển trí tuệ (kiến thức, kĩ năng) nhân cách học sinh Xét theo mục tiêu đào tạo người chất lượng dạy học bao gồm chất lượng nắm vững kiến thức, kĩ năng, phát triển lực, chuyển biến, phát triển thái độ, phẩm chất nhân cách học sinh Theo tác giả Phạm Hữu Tòng chất lượng nắm vững kiến thức học sinh thể qua dấu hiệu sau: tính xác, tính khái quát, tính hệ thống, tính áp dụng tính bền vững Cụ thể sau: - Tính xác kiến thức đặc trưng phù hợp nội dung biểu đạt kiến thức học sinh với nội dung khoa học kiến thức - Tính khái qt kiến thức đặc trưng tỉ lệ dấu hiệu chất dấu hiệu mà học sinh chọn dùng để phản ánh (trình bày lại) vật, tượng - Tính hệ thống kiến thức đặc trưng mức độ hiểu biết học sinh mối liên hệ kiến thức với kiến thức khác - Tính áp dụng kiến thức đặc trưng khả học sinh huy động, sử dụng kiến thức vào hoạt động nhận thức hành động thực tiễn - Tính bền vững kiến thức đặc trưng mức độ đầy đủ, xác kiến thức mà học sinh tái sau lĩnh hội kiến thức khoảng thời gian Thí nghiệm Vật lý Khi bàn khái niệm “thí nghiệm” nói chung “thí nghiệm Vật lý” nói riêng, Đại từ điển Tiếng Việt định nghĩa: “Thí nghiệm làm thử theo điều kiện, nguyên tắc xác định để nghiên cứu, chứng minh ” Tác giả Nguyễn Đức Thâm định nghĩa: “Thí nghiệm Vật lý tác động có chủ định, có hệ thống người vào đối tượng thực khách quan Thơng qua phân tích điều kiện mà diễn tác động kết tác động, ta thu nhận tri thức mới.” Từ định nghĩa trên, ta thấy thí nghiệm Vật lý có số đặc điểm sau: a) Tính mục đích kế hoạch thí nghiệm: Một thí nghiệm lập phải nhằm tới mục đích cụ thể phải có kế hoạch hành động Mục đích thí nghiệm đa dạng thay đổi theo phát triển khoa học, kỹ thuật Do đó, kế hoạch tiến hành thí nghiệm đa dạng khơng có mẫu chung b) Những yếu tố bản: Một thí nghiệm thường phải xác định nhiệm vụ thí nghiệm đối tượng nghiên cứu; người làm thí nghiệm cần lựa chọn phương pháp nghiên cứu cách thức phù hợp để thực phương pháp ấy, dùng toán học suy luận lơgic để xử lý kết thí nghiệm nhằm rút kết luận cần thiết c) Một thí nghiệm mang tính chủ quan Đó do: thí nghiệm ln phụ thuộc vào đặc điểm quan cảm giác người làm thí nghiệm; khả cảm nhận, lực kiến thức người làm thí nghiệm; việc xác lập mục đích phương pháp nghiên cứu người làm thí nghiệm; thao tác người làm thí nghiệm d) Mọi thí nghiệm gắn liền với hệ thống lý thuyết Đó do: thí nghiệm sử dụng dụng cụ thí nghiệm mà dụng cụ lại kết hoạt động lý thuyết trước đó; thí nghiệm diễn theo mục đích xác định xây dựng sở hệ thống kiến thức định; kết thí nghiệm khơng ghi lại tồn diễn biến tượng mà ghi lại nút định Bảng 1.1 So sánh thí nghiệm Vật lý nhà nghiên cứu thí nghiệm Vật lý học sinh Các thành phần Thí nghiệm Vật lý Thí nghiệm Vật lý thí nghiệm nhà nghiên cứu học sinh Tìm tri thức cho nhân Tìm tri thức cho Mục đích thí nghiệm loại thân Có hỗ trợ sách giáo Phương án thí nghiệm Tự vạch khoa giáo viên Nhiều loại, phức tạp, yêu Ít loại, đơn giản, dễ lắp ráp, cầu cao kĩ thuật dễ thực Dụng cụ thí nghiệm Có hỗ trợ sách giáo Thực thí nghiệm Hoàn toàn tự tiến hành khoa giáo viên Kết thí nghiệm Có độ xác cao Có độ xác khơng cao Làm thí nghiệm Vật lý để qua thu nhận tri thức mới, thí nghiệm Vật lý học sinh khác với thí nghiệm Vật lý nhà nghiên cứu điểm trình bày bảng 1.1 Như vậy, làm thí nghiệm Vật lý hoạt động có mục đích, có cách thức thực hiện, có thứ tự hành động, thao tác, sử dụng phương tiện tương ứng với điều kiện định Mặc dù thành phần hoạt động nhận thức việc làm thí nghiệm khác với hoạt động suy luận lí thuyết Sự 2.10.Áp suất mao dẫn áp suất phòng *Vật liệu thiết bị: Hoa thị - Vài que diêm cánh - Một ống nhỏ giọt (ống thuốc nhỏ mắt sử dụng hết) - Một đĩa lớn khay *Tiến hành thí nghiệm: - Bẻ cong que diêm trung điểm chúng cho không để gãy rời - Sắp xếp que diêm đĩa cho tất điểm gãy tiếp xúc với điểm tạo thành hình hoa thị cánh -Dùng ống nhỏ giọt nhỏ khoảng tâm chỗ tiếp xúc que diêm giọt nước vào điểm trung - Quan sát que diêm vài phút - Thấy que diêm duỗi thẳng chút, biến dạng từ hình hoa thị sang hình ngơi Giải thích :Thật có hai trình xảy Thứ tác dụng mao dẫn.Các que diêm làm gỗ khô, tế bào gỗ gần khơng nước lại khoảng trống Ngồi có khoảng trống tế bào gỗ Sức căng mặt nước hút nước vào khoảng trống này, nước bị hút vào que diêm Tác dụng mao dẫn đưa đến trình thứ hai Khi que diêm bị bẻ cong, tế bào gỗ khoảng trống chúng bị nén lại điểm bị bẻ cong Khi khoảng trống tế bào hút đầy nước, áp suất nước bên đẩy làm que diêm duỗi Khi áp suất chất lỏng bên vật đẩy làm cho vật có hình dạng gọi áp suất trương phồng Trong thí nghiệm áp suất trương phồng làm cho que diêm duỗi tạo thành hình ngơi Thí nghiệm minh họa cho sức cong mặt ngồi, mao dẫn 2.11.Bình phun nguyên tắc tên lửa *Vật liệu thiết bị: - lon nước uống sử dụng hết - đoạn dây mảnh, dài *Tiến hành thí nghiệm : Dùng búa đinh nhỏ đục khoảng lỗ nhỏ gần đáy lon Chú ý lỗ nhỏ phải nằm đường thẳng cách khoảng nhỏ Đục lỗ nhỏ đối xứng miệng lon để cột dây treo lon lên Khi nước đổ vào, lỗ theo hướng giống nhau, lon nước bị đẩy theo hướng ngược lại Giải thích: Ở áp dụng nguyên lý bảo toàn động lượng Khi nước đổ vào lon xem hệ (lon nước ) đứng yên , động lượng ban đầu không Khi nước lỗ theo hướng có vận tốc, để động lượng bảo tồn lon nước phải bị đẩy theo hướng ngược lại Thí nghiệm sử dụng cho động lượng 2.12.Quan sát sóng âm *Vật liệu thiết bị: - Nhiều sợi dài khoảng 20 cm - Nhiều hạt gạo tương ứng với số sợi - dây cao su - móc áo *Tiến hành thí nghiệm: Gắn (cột, dán) hạt gạo vào đầu sợi chỉ, đầu lại sợi cột vào móc áo cho chúng gần Treo móc áo lên Dùng giữ chặt đầu sợi dây cao su, tay nắm đầu lại dây cao su kéo căng Đưa dây cao su lại gần tâm hạt gạo dùng ngón tay búng (bức) vào dây cao su thấy dao động dây cao su làm cho hạt gạo gần dịch chuyển Khi hạt gạo dịch chuyển qua lại va chạm với hạt kế bên, đến lượt lại va chạm hạt Nếu dây cao su búng mạnh nhiều hạt gạo dịch chuyển Giải thích: Sóng âm gồm có vùng khơng khí nén lại (áp suất lớn chút so với áp suất chung quanh) dãn ( áp suất nhỏ chút) co dãn truyền lực cho hạt gạo làm chúng dao động Thí nghiệm minh họa cho truyền sóng âm Chú ý:Các hột gạo phải đặt gần không chạm thẳng hàng 2.13.Sự truyền âm khơng khí *Vật liệu thiết bị; - chuông lắc tay nhỏ - chai có nút đậy cao su - cọng kẽm khoảng 15 cm *Tiến hành thí nghiệm: Móc dây kẽm vào chng sau dùi sợi kẽm qua nút cao su để treo chuông lên cho không chạm vào chai (kể lắc chai) Xé tờ giấy báo thành mảnh nhỏ thả vào chai Đốt que diêm ném vào chai để làm cháy mảnh giấy Giấy cháy đuổi khơng khí khỏi chai, sau nhanh chóng đậy kín chai nút cao su Khi chai nguội, lắc lắng nghe Sau mở nút chai lắc chng khơng khí nhận khác biệt Giải thích: Sóng âm truyền cần có mơi trường (khơng khí) Nếu khơng khí lỗng truyền âm đi, nghe nhỏ Nếu tạo độ chân không cao lắc chng khơng nghe hết Thí nghiệm sử dụng cho âm sóng âm 2.14.Sự dãn nở nhiệt *Vật liệu thiết bị: - lon nước uống qua sử dụng - đinh lớn búa - đèn cầy, kẹp *Tiến hành thí nghiệm: Lật đáy lon lên, dùng búa đinh đục lỗ nhỏ khoảng đáy lon (lỗ vừa khít với đinh khơng rộng q) Dùng kẹp hơ đinh đèn cầy khoảng phút sau xỏ đinh qua lỗ thấy khơng thể tiến hành Giải thích: Cây đinh tác dụng nhiệt bị dãn nở khơng thể xỏ đinh qua lỗ Thí nghiệm dùng cho minh họa dãn nở nhiệt 2.15.Hấp thụ nhiệt *Vật liệuvà thiết bị: - lon thiếc lớn - đèn cầy - bóng đèn điện - đoạn dây nhỏ dài - que diêm *Tiến hành thí nghiệm: Làm đen nửa phần bên lon thiếc khói đèn cầy Dùng sáp đèn cầy để gắn que diêm vào mặt lon, phía có mặt đen, phía mặt khơng bị làm đen Sau dùng dây treo lon thiếc lên , đầu úp xuống Đưa bóng đèn điện vào lon thiếc bật cơng tắc cho sáng Sau vài phút thấy que diêm phía mặt bị làm đen rớt xuống trước Giải thích: Que diêm phía mặt đen rơi xuống trước mặt đen hấp thụ nhiệt mạnh mặt trắng mau nóng làm sáp chảy Thí nghiệm minh họa cho hấp thụ xạ nhiệt 2.16.Nguyên lý máy chụp hình đơn giản *Vật liệu thiết bị: - hộp giấy tròn ( hộp bánh, hộp trà) - đèn pin - Keo dán, giấy kính, bút chì, dao - rọc giấy *Tiến hành thí nghiệm: Tại đáy hộp dùng dao tạo lỗ vng cạnh khoảng 5cm, sau dán kín lỗ giấy mỏng, mờ Phần hộ tâm cắt lỗ hình vng có kích thước tem nhỏ dán lỗ giấy thiếc, tâm đục lỗ nhỏ Cắt hình (búp bê, hình mũi tên) tơ đen bút chì, sau dán lên giấy kính dán lên mặt ngồi kính đèn pin Giảm bớt ánh sáng phòng Đặt hộp giấy bàn, chiếu đèn pin vào lỗ nhỏ hộp giấy, dịch chuyển đèn pin với khoảng cách thích hợp thu hình ảnh rõ nét lỗ dán giấy mờ Giải thích: Đây cách tạo ảnh qua lỗ tròn, thấy ảnh vật ngược chiều Thí nghiệm minh họa cho truyền thẳng ánh sáng 2.17.Sự phản xạ toàn phần ánh sáng *Vật liệu thiết bị: - Kéo - đèn pin - Sữa - Bút xóa sơn - Phòng tối - Thau, xơ, bình đựng nước - Đinh bấm - Băng keo - Giấy - chai nước uống nhựa (đã bỏ nhãn) *Tiến hành thí nghiệm: Trong thí nghiệm cần tạo chùm sáng thẳng, hẹp mà đèn pin lại tạo chùm sáng rộng cần phải dùng giấy che bớt để tạo chùm sáng hẹp khoảng cm nhỏ Phần thứ nhất: quan ánh sáng phản xạ nước - Đổ đầy nước vào chai - Nhỏ vài giọt sữa vào nước để quan sát đường truyền ánh sáng nước dễ - Đặt chai gần mép bàn phòng tối - Hạ đèn pin xuống thấp sát bên ngồi chai, từ chiếu chùm sáng hướng lên, vào bên nước đến mặt phân cách nước khơng khí, thấy chùm sáng ngồi khơng khí - Giữ chùm sáng ln chiếu đến điểm mặt phân cách, từ từ nhấc đèn pin lên cho góc chùm sáng nước ngày nhỏ - Khi góc nước chùm sáng đạt giá trị ánh sáng khơng ngồi khơng khí mà quay trở lại nước Phần hai: phản xạ toàn phần - Dùng đinh bấm tạo lỗ nhỏ thành chai, cách đáy vài cm (nên đục lỗ chai đầy nước để tránh móp chai) - Đổ nước ra, lau khơ bên ngồi chai Dùng bút xóa sơn quanh lỗ vài cm đảm bảo cho chùm sáng qua luồng nước - Đổ nước vào chai nước bắn thành luồng ổn định (nhớ có dụng cụ để hứng nước bắn ra) - Chiếu sáng lỗ từ phía đối diện chai - Khi nước khỏi chai, ta thấy luồng ánh sáng phản xạ toàn phần chạy dọc theo luồng nước Chú ý: Thí nghiệm hiệu sử dụng đèn laser Như hình bên ta thấy ánh sáng màu xanh phản xạ toàn phần chạy dọc theo luồng nước vỡ tan lòng bàn tay Giải thích: Ánh sáng phản xạ tồn phần góc tới đạt giá trị góc tới hạn Thí nghiệm minh họa cho khúc xạ ánh sáng 2.18.Ánh sáng qua hai vật suất có chiết suất : vật biến *Vật liệu thiết bị: - Một tô thủy tinh - Một ly thủy tinh nhỏ - Dầu tắm em bé - Một ống nhỏ giọt - ( ống thuốc nhỏ mắt sử dụng hết) *Tiến hành thí nghiệm: - Đặt ly nhỏ vào tô thủy tinh - Đổ dầu em bé vào tô ngập ly Chiết suất dầu em bé gần với chiết suất thủy tinh, ly thủy tinh gần khơng nhìn thấy - Nhẹ nhàng đặt ống nhỏ mắt vào ly thủy tinh Nó nhìn thấy khơng khí ống nhỏ mắt có chiết suất khác với chiết suất thủy tinh Lấy ống nhỏ mắt ra, đổ đầy dầu em bé vào đó, sau đặt trở lại vào ly thủy tinh ống nhỏ giọt lúc gần thấy ống nhỏ mắt chứa khơng khí Tơ thủy chứa dầu em bé Ly thủy tinh thực tế thấy Giải thích:ánh sáng từ mơi trường sang mơi trường khác thay đổi tốc độ bị khúc xạ mắt ta thấy khác biệt, tức thấy vật Thí dụ ánh sáng từ khơng khí vào giọt nước phản xạ lại Ánh sáng thay đổi tốc độ giọt nước bị khúc xạ Nếu chiết suất nước chiết suất khơng khí, ánh sáng khơng bị khúc xạ truyền qua ta khơng thấy giọt nước Thí nghiệm minh họa cho khúc xạ ánh sáng 2.19.Động điện *Vật liệu thiết bị: - kim băng lớn - pin đại - nam châm hình trụ dẹp - đoạn dây điện dài - dao nhỏ - băng keo *Tiến hành thí nghiệm: - Dùng băng keo dán đầu kim băng vào đầu viên pin - Cuộn dây điện thành nhiều vòng - đầu dây điện chuốt thẳng dùng dao cạo lớp cách điện - Xỏ vòng dây qua lỗ kim băng - Đặt nam châm vòng dây - Bỏ tay để vòng dây tự quay Giải thích: có dòng điện qua khung dây nằm từ trường, tác dụng lực từ khung dây bị quay Chú ý: Các chỗ tiếp xúc điện kim băng, hai đầu tiếp xúc cuộn dây phải đảm bảo tốt Cần có hích nhẹ ban đầu cho khung dây quay Thí nghiệm dùng cho lực từ, khung dây quay từ trường 2.20 Lực từ * Vật liệu thiết bị: - 01 chân đế chữ A giá treo - 01 nam châm chữ U - 01 đoạn dây nhơm có Φ = 2,0 mm - 01 bảng nhựa (15 x 10) cm - 02 đầu nối điện dây dẫn điện - 04 đinh vít - 01 ống nhựa cứng có Φ = 0,5 cm - Các dây dẫn điện *Tiến hành thí nghiệm: - Uốn nhơm thành hình chữ U, hai đầu gập vào đoạn 1cm để cắm vào đầu rắc dẫn điện - Cắt ống nhựa dài 10 cm cm, dùng vít gắn chúng lại thành hình chữ T - Hai đầu ngắn gắn với hai đầu rắc nối điện dẫn điện màu đỏ xanh - Gắn ống nhựa, khung nhôm vào trụ, sau gắn chúng lên chân đế chữ A bảng nhựa (15 x 10) cm - Gắn nam châm chữ U lên khối gỗ cố định chúng lên bảng nhựa cho khung nhơm dịch chuyển sang trái phải dễ dàng - Cho dòng điện chiều chạy vào khung nhôm qua đầu rắc nối điện, kết khung nhôm bị nam châm hút đẩy (dịch chuyển sang trái phải) tùy thuộc chiều dòng điện chạy qua khung Đổi chiều dòng điện, khung nhôm dịch chuyển theo chiều ngược lại Tương tự, đổi cực nam châm chữ U hai mặt khung nhơm *Mục đích thí nghiệm: TN sử dụng để nghiên cứu tác dụng lực điện từ lên đoạn dây dẫn mang dòng điện 2.21 Truyền âm qua môi trường vật chất – Nói chuyện qua điện thoại tự tạo *Vật liệu thiết bị: - Dùng lon sữa bò đục lỗ phía đáy - sợi dây đồng dài, luồng qua lỗ nối lon lại với * Tiến hành thí nghiệm: - GV yêu cầu HS nói nhỏ cho người bên đối diện khơng nghe Sau yêu cầu HS áp tai vào miệng lon sữa bò nghe âm từ bạn bên nói - GV yêu cầu HS thực ngược lại *Mục đích thí nghiệm: - Chứng tỏ âm truyền mơi trường vật chất: rắn, lỏng, khí - Âm truyền chất rắn nhanh chất lỏng khí - Âm truyền mơi trường ln ln đẳng hướng 2.22 Đối lưu chất khí: *Vật liệu thiết bị: - Hai vỏ lon bia, kim loại dùng để làm trục quay - Hai nến * Tiến hành thí nghiệm: - Lấy vỏ bia cắt thành cánh quạt cánh - Gắn cánh quạt lên trục quay giá đỡ lon bia lại -Đốt hai nến đặt phía cánh quạt hai vị trí đối xứng - Kết quả: Cánh quạt quay quanh trục *Mục đích thí nghiệm: - Lớp khơng khí phía cánh quạt đốt nóng nên nhẹ hơn, bốc lên cao tạo thành luồng khí tác động làm cho cánh quạt quay Đó tượng đối lưu chất khí - Ứng dụng tượng dùng làm: đèn kéo qn,ống thơng khí bếp… 2.23 Mơ hình điện kế * Vật liệu thiết bị: - 01 ống nhựa dài cm, Φ = cm; - 01 kim nam châm nhỏ; - 01 cuộn dây đồng (Φdây = 0,3 mm); - 02 đầu nối điện; - 01 mặt chia độ nhựa; - 01 bảng nhựa (8 x 15) cm; - 01 vỏ lon nhôm; - 01 mẫu xốp cao su *Tiến hành thí nghiệm : -Quấn 3.000 vòng dây Φ = 0,3 mm lên ống nhựa -Cắt kim thị vỏ lon nhôm, sau gắn cố định lên kim nam châm keo dán -Cắt mẫu xốp hình tròn gắn bên ống nhựa Gắn đinh nhọn xốp để làm trục đặt kim nam châm - Cố định đầu nối điện cuộn dây lên bảng nhựa Nối hai đầu cuộn dây vào đầu nối điện gắn mặt chia độ làm mặt số điện kế - Cho dòng điện chạy vào dây dẫn , ta thấy kim thị bị lệch khỏi vị trí ban đầu Đổi chiều dòng điện, kim thị lệch hướng ngược lại *Mục đích thí nghiệm: Tìm hiểu ngun tắc, cấu tạo điện kế sau: Một điện kế tạo gồm: cuộn dây tròn, lòng cuộn dây có nam châm nằm thăng vng góc với trục cuộn dây quay quanh trục đặt Khi nhìn từ phía trước, chiều dòng điện qua cuộn dây chạy theo chiều kim đồng hồ (nhìn từ phía cuộn dây) kim thị quay sang bên nào? Hai chốt cuộn dây có cần đánh dấu dương hay âm không? 2.24 Loa điện điện *Vật liệu thiết bị: - 01 cuộn dây đồng (Φdây = 0,5 mm); - 01 vỏ lon sắt; - 01 sắt dài 30 cm, Φ = mm; - 01 gỗ (20 x 30) cm; -01 ống nhựa có Φ = 34 mm, dài 20 cm; - 01 nam châm tròn Φ = cm; - 01 biến trở kỹ thuật loại 20 kΩ; - 02 viên pin 1,5 V DC; - 01 cầu dao cực để đảo chiều dòng điện; - 01 cuộn băng keo; - 04 đinh vít; - Các dây dẫn điện *Tiến hành thí nghiệm: - Quấn 50 vòng dây đồng quanh ống nhựa cố định vòng dây lại với tạo thành ống dây Làm lớp vỏ cách điện hai đầu dây dây - Cắt bỏ phần miệng vỏ lon cắt dọc phần thân, chia thành nhiều dải có kích thước uốn chúng lại dùng keo gắn vào vòng thép uốn tròn để làm vành ngồi màng loa - Cắt giấy bạc có dạng hình vành khăn với đường kính cm 10 cm Dùng keo dán chúng lên nhôm để tạo thành màng loa - Gắn ống dây cố định vào đáy lon keo dán Sau đó, treo loa vào giá treo sợi dây (Giá treo dạng chữ Z tạora từ sắt Φ = mm) - Gắn nam châm tròn đối diện với ống dây Để định vị màng loa, lồng ống dây vào ống nhựa gắn với nam châm có trục trùng với trục ống dây - Gắn thiết bị lên gỗ (20 x 30) cm tạo thành mơ hình loa điện động hình vẽ - Đóng mở khóa K liên tục, ta thấy màng loa dao động *Mục đích thí nghiệm: Được sử dụng để nghiên cứu cấu tạo nguyên tắc hoạt động loa điện động 2.25 Tương tác từ hai cuộn dây có dòng điện chạy qua *Vật liệu thiết bị: - 01 cuộn dây đồng (Φdây = 0,3 mm); - 05 đinh vít nhỏ; - 01 nhựa có lỗ dài 15 cm; - 01 vỏ lon nhôm; - 02 nguồn điện V DC; - 01 giá gỗ; - 02 khóa K; - Các dây dẫn điện - Cắt hai vòng tròn vỏ lon nhơm sau quấn lên vòng nhơm 30 vòng dây đồng thành cuộn dây Dùng gỗ làm giá để gắn nhựa có đục lỗ - Dùng đinh vít để gắn hai cuộn dây vào nhựa, nối đầu dây với dây dẫn, khóa K nguồn điện V DC (2 cuộn dây nối với nguồn độc lập để đổi chiều dòng điện qua cuộn dây) * Tiến hành thí nghiệm: Đóng khóa K1 K2, để cung cấp điện đồng thời vào cuộn dây HS quan sát tượng xảy rút nhận xét Đổi chiều dòng điện cuộn dây bất kỳ, đóng khóa K tiếp tục quan sát tượng để rút nhận xét Từ đó, HS rút kết luận: dòng điện vào hai cuộn dây chiều chúng đẩy nhau, ngược chiều chúng hút *Mục đích thí nghiệm: - Chứng minh tác dụng từ hai dây dẫn mang dòng điện - Hai dây dẫn mang dòng chiều hút ngược chiều đẩy 2.26 Dòng điện xoay chiều *Vật liệu thiết bị: - 01 dây nhựa mềm không dãn; - 02 đèn LED khác màu nhau; - 01 cuộn dây đồng (Φdây = 0,3 mm); - 01 lõi sắt; - 01 nam châm thẳng; - 01 giá treo gỗ; * Tiến hành thí nghiệm: - Dùng giá đỡ để treo nam châm sợi dây mềm - Quấn cuộn dây đồng khoảng 3.000 vòng quanh lõi từ Nối hai đèn LED màu xanh đỏ ngược cực vào hai đầu cuộn dây - Cố định cuộn dây giá đỡ cho khoảng cách từ nam châm đến cuộn dây đủ gần - Dùng tay kéo lệch nam châm thả nhẹ cho nam châm dao động quanh vị trí cân bằng, cuộn dây xuất dòng điện cảm ứng xoay chiều nên đèn LED thay sáng *Mục đích thí nghiệm: - Tìm hiểu điều kiện để sinh dòng điện cảm ứng - Tìm hiểu máy phát điện xoay chiều TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Hưng (2009), Thí nghiệm Vật lý với dụng cụ tự làm từ chai nhựa vỏ lon, tập 2, Nxb Đại học Sư phạm [2] Đỗ Hương Trà (2015), Nghiên cứu dạy học tích hợp liên môn: yêu cầu đặt việc xây dựng, lựa chọn nội dung tổ chức dạy học, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Tập 31, Số (2015) 44-51 [3] Đỗ Hương Trà (Chủ biên), Dạy học tích hợp phát triển lực học sinh – Quyển 1: Khoa học tự nhiên, NXB ĐHSP, 2015 [4] Huỳnh Văn Sơn (Chủ biên), Phát triển lực dạy học tích hợp – phân hóa cho giáo viên cấp học phổ thơng, NXB ĐHSP TP Hồ Chí Minh (Sách mẫu) [5] Phạm Đình Cương (2005), Thí nghiệm Vật lý trường trung học phổ thông, Nxb Giáo dục [6] Đồng Thị Diện (2005), Xây dựng sử dụng thí nghiệm đơn giản dạy học học lớp theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo học sinh, luận án tiến sĩ giáo dục học, ĐH Vinh [7] Huỳnh Trọng Dương (2006), Nghiên cứu xây dựng sử dụng thí nghiệm nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh dạy học vật lý trường THCS, Luận án tiến sĩ, ĐHSP Huế [8] Hà Văn Hùng, Lê Cao Phan (2004), Tổ chức hoạt động thí nghiệm vật lý tự làm trường THCS, NXB Giáo dục [9] Lê Văn Giáo (2005), Thí nghiệm phương tiện trực quan dạy học vật lý, NXB Giáo dục ... trò thí nghiệm dạy học Vật lý 10 3.1 Vai trò thí nghiệm Vật lý dạy học truyền thống 10 3.2 Vai trò thí nghiệm Vật lý theo lí luận dạy học đại 11 Xây dựng thí nghiệm đơn giản gắn kết. .. học sinh tự làm dụng cụ thí nghiệm đơn giản gắn kết sống: 17 Qui trình xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm gắn kết sống dạy học Vật lý 18 5.1 Qui trình xây dựng thiết bị thí nghiệm. .. nghiệm dạy học Vật lý 18 5.2 Qui trình sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lý 20 Phần II 25 XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN GẮN KẾT CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ