SKKN phương pháp sử dụng thí nghiệm theo phương hướng dạy học tích cực trong dạy học chương “dòng điện không đổi” vật lí 11 cơ bản THPT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: ĐỀ TÀI PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THEO HƯỚNG DẠY HỌC TÍCH CỰC TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI” VẬT LÝ 11 CƠ BẢN THPT Quảng Bình, tháng 01 năm 2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: ĐỀ TÀI PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THEO HƯỚNG DẠY HỌC TÍCH CỰC TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI” VẬT LÝ 11 CƠ BẢN THPT HỌ VÀ TÊN: TRƯƠNG VĂN CƯƠNG CHỨC VỤ: GIÁO VIÊN ĐƠN VỊ: TRƯỜNG THPT QUẢNG NINH Quảng Bình, tháng 01 năm 2019 PHẦN A MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Đối với giáo dục nhiều quốc gia phát triển giới, môn khoa học luôn gắn liền với thực tiễn, vật lí học khơng phải ngoại lệ Xu hướng tồn cầu hố đòi hỏi ngành Giáo dục Đào tạo nước ta phải có thay đổi rõ rệt Trong năm gần đây, thực đạo Đảng Nhà nước, ngành giáo dục đào tạo không ngừng đổi mới, cải cách nội dung chương trình, sách giáo khoa, đưa phương pháp giáo dục dạy học theo lý luận đại nhằm bồi dưỡng tư sáng tạo nâng cao lực tích cực, tự chủ tìm tòi xây dựng chiếm lĩnh tri thức cho HS, bước đầu đạt thành tựu đáng kể Vật lý môn khoa học tự nhiên, vừa lý thuyết vừa thực hành, đặc trưng riêng môn Vật lý Trong phương pháp giảng dạy trường phổ thông mà thầy cô giáo truyền thụ cho học sinh qua dạy: truyền thụ kiến thức mới, củng cố giảng, ơn tập , ngồi phương pháp đặt vấn đề, thuyết trình thầy giáo sử dụng thiết bị thí nghiệm làm minh chứng thêm cho giảng Qua nghiên cứu loại dạy Vật lý thực tiễn trình dạy học, thấy việc sử dụng thí nghiệm dạy cần thiết, vận dụng lớp phòng thí nghiệm Nhà trường Dạy học kết hợp với sử dụng thí nghiệm cách thành cơng theo mục đích phát huy tính tích cực, trực quan sinh động, chủ động học tập học sinh, tạo khơng khí học tập sơi đạt hiệu cao dạy học Để kiểm tra dự đốn rút kết luận tính chất, định luật Vật lý đòi hỏi phải sử dụng thí nghiệm.Thí nghiệm cầu nối lý thuyết thực tiễn, tiêu chuẩn đánh giá tính chân thực kiến thức, hỗ trợ đắc lực cho tư sáng tạo phương tiện giúp hình thành học sinh kỹ năng, kỹ xảo thực hành tư kỹ thuật Thí nghiệm thực tất khâu trình dạy học Chẳng hạn thí nghiệm biểu diễn giáo viên sử dụng nghiên cứu tài liệu mới, khâu hồn thiện kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo (ơn tập, tổng kết) Thơng qua thí nghiệm, học sinh nắm kiến thức cách hứng thú, vững chắc, sâu sắc Xuất phát từ vấn đề trên, chọn đề tài: “Phương pháp sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực dạy học chương Dòng điện không đổi, Vật lý 11 Cơ THPT” Mục đích nghiên cứu : Xác định biện pháp sử dụng TN có hiệu soạn thảo tiến trình dạy học giải vấn đề có sử dụng TN nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo HS học kiến thức này, góp phần nâng cao chất lượng học tập chương “Dòng điện không đổi” học sinh THPT Nhiệm vụ nghiên cứu : - Nghiên cứu nội dung kiến thức chương Dòng điện khơng đổi nhằm xác định nội dung kiến thức mà HS cần nắm vững TN cần tiến hành dạy học kiến thức - Điều tra tình trạng thiết bị thí nghiệm phục vụ cho dạy học kiến thức nguồn điện, định luật Ohm, điện năng, công suất điện,… nhằm phát mặt chưa hoàn thiện thiết bị mặt SP mặt KHKT.Từ đó, thử đề xuất nguyên nhân khó khăn, mặt hạn chế để tìm biện pháp khắc phục - Thiết kế, soạn thảo tiến trình dạy học giải vấn đề kiến thức có sử dụng thiết bị TN nhằm phát triển tính tích cực, sáng tạo HS - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá kết rút kết luận Phạm vi áp dụng: - Áp dụng q trình dạy học chương “ Dòng điện khơng đổi” vật lí 11 THPT Trường THPT Quảng Ninh – Quảng Bình PHẦN B NỘI DUNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN Phương pháp dạy học tích cực thuật ngữ rút gọn, dùng nhiều nước để phương pháp giáo dục, dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo người học PPDH tích cực hướng tới việc hoạt động hóa, tích cực hóa hoạt động nhận thức người học, nghĩa tập trung vào phát huy tính tích cực người học khơng phải tập trung vào phát huy tính tích cực người dạy, nhiên để dạy học theo phương pháp tích cực giáo viên phải nỗ lực nhiều so với dạy theo phương pháp thụ động Thí nghiệm vật lí giữ vai trò quan trọng dạy học vật lí trường phổ thơng có tác dụng lớn việc tích cực hóa hoạt động nhận thức HS Vì vậy, dạy học vật lí cần phải gắn với thí nghiệm vật lí Thí nghiệm vật lí khơng nguồn tri thức, phương tiện có nhiều sức mạnh nghiên cứu vật lí, tiêu chuẩn chân lí kiến thức giới tự nhiên mà tạo kích thích hứng thú, kích thích tính tích cực, tự giác sáng tạo HS đồng thời phương pháp dạy học sát với thực tế : “Học đơi với hành, lí luận gắn với thực tiễn” Bản chất phương pháp thí nghiệm Thí nghiệm vật lí sử dụng tất giai đoạn khác trình dạy học: đề xuất vấn đề nghiên cứu, hình thành kiến thức kĩ mới, củng cố kiến thức, kĩ thu kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ HS Thí nghiệm vật lí giáo viên biểu diễn thí nghiệm học sinh thực hiện, giúp học sinh tìm hiểu chất tượng vật lí, hình thành khái niệm thực hành vận dụng tính chất, tượng, định luật, vật lí học Tuy nhiên, thực tế có nhiều cách sử dụng TN khác nhằm phát huy tính tích cực học sinh Có trường hợp sử dụng thí nghiệm sau: - Thí nghiệm nghiên cứu nhóm học sinh thực để phát chất tượng - Thí nghiệm biểu diễn giáo viên theo hướng nghiên cứu giúp học sinh quan sát, nhận xét rút kết luận - Thí nghiệm kiểm chứng nhằm kiểm tra dự đốn, suy đốn lí thuyết - Thí nghiệm đối chứng nhằm rút kết luận đầy đủ xác qui tắc, chất vật lí - Thí nghiệm nêu vấn đề (giúp học sinh phát vấn đề) - Thí nghiệm giải vấn đề… Qui trình thực Khi sử dụng thí nghiệm hoạt động giáo viên học sinh cần ý: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH -Giáo viên chọn thí nghiệm đảm bảo: - Biết mục đích thí nghiệm + Đạt mục tiêu học cách tiến hành thí nghiệm + Dễ thành cơng - Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất + An toàn -GV hướng dẫn học sinh tiến hành thí nghiệm - Tiến hành thí nghiệm theo - Giáo viên hướng dẫn học sinh quan sát hướng dẫn giáo viên thí nghiệm, nêu tượng, giải thích - Nêu tượng, giải thích rút kết luận - Rút kết luận Sử dụng thí nghiệm lí thuyết Sử dụng thí nghiệm coi tích cực thí nghiệm nguồn kiến thức để học sinh khai thác, tìm kiếm kiến thức nhiều hình thức khác Tuỳ theo cách sử dụng mà thực phương pháp thí nghiệm khác Những thí nghiệm thực theo hướng chứng minh cho lời giảng giáo viên tích cực thí thí nghiệm sử dụng theo hướng nghiên cứu - Mức (ít tích cực) Giáo viên thực thí nghiệm biểu diễn Học sinh quan sát tượng để chứng minh tính chất, định luật vật lý mà giáo viên nêu - Mức ( Tích cực ) Học sinh nghiên cứu thí nghiệm giáo viên học sinh biểu diễn: + Học sinh nắm mục đích thí nghiệm + Quan sát mơ tả thí nghiệm + Giải thích tượng + Học sinh rút kết luận - Mức ( Rất tích cực ) Nhóm học sinh trực tiếp thực hiện, nghiên cứu thí nghiệm: + Học sinh nắm mục đích thí nghiệm + Học sinh làm thí nghiệm + Học sinh quan sát tượng + Giải thích tượng + Rút kết luận II THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ Hiện nay, trình dạy học mơn Vật lí trường THPT, giáo viên chủ yếu sử dụng phương pháp nêu vấn đề dạy học theo quan điểm thuyết trình sử dụng cơng nghệ thơng tin trình chiếu mang lại hiệu định Nếu có sử dụng thí nghiệm dạy học chủ yếu sử dụng thơng qua thí nghiệm trình chiếu mà sử dụng thí nghiệm trực quan, thí nghiệm trực quan chủ yếu sử dụng tiết có thực hành, chưa mang tính thuyết phục cho học sinh Vật lí mộn vừa có lý thuyết thực hành kiểm chứng Thực trạng vấn đề sử dụng TN để nâng cao chất lượng kiến thức rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho HS - Đa số GV nhận thức tầm quan trọng thí nghiệm q trình dạy học Tuy nhiên việc khai thác thí nghiệm để bồi dưỡng lực tự học cho HS chưa ý - Đa số GV tự tiến hành thí nghiệm có minh họa SGK mà khơng hướng dẫn HS độc lập suy nghĩ tìm kiếm phương án thí nghiệm để từ rèn luyện cho HS kĩ tự học, tư độc lập - Hầu hết GV sử dụng TN việc kiểm tra, đánh giá HS - Phần lớn GV chưa có đầu tư khai thác thí nghiệm * Một số nguyên nhân -Về phía GV + Mặc dù GV nhận thức tầm quan trọng thí nghiệm trình dạy học GV chưa có đầu tư đắn + Nhiều GV quen dạy theo lối cũ, ngại đổi PPDH việc sử dụng TN theo hướng bồi dưỡng lực tự học cho HS đòi hỏi GV phải tốn thời gian cơng sức để sưu tầm tuyển chọn hệ thống TN phù hợp với hình thức dạy học + Các giáo án GV mang tính hình thức tóm tắt lại nội dung SGK mà chưa thiết kế giáo án theo tiến trình cụ thể hệ thống thí nghiệm để hình thành kiến thức cho HS + Chế độ kiểm tra, thi cử, đánh giá kết học tập chưa kích thích khả tư ý thức tự học em phận khơng nhỏ GV dạy theo quan niệm “thi gì, dạy nấy” Vẫn nạn chạy đua theo thành tích, khơng nhiều tác động lớn đến việc tự học em - Về phía HS + Phần đông HS nhận thức tầm quan trọng việc tự học trình học tập em, nhiên em khơng biết khơng có điều kiện để rèn luyện kĩ tự học áp lực học tập thi cử (học thêm tràn lan) + Mặt khác, HS hạn chế khả hiểu biết dụng cụ thí nghiệm, tư lơgic q trình giải thích tượng giải tập vật lý, vận dụng kiến thức vào vấn đề kĩ thuật đơn giản; lực thực hành Thuận lợi khó khăn vấn đề sử dụng TN để nâng cao chất lượng kiến thức rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho HS * Những thuận lợi - Sự phát triển kinh tế đòi hỏi Giáo dục phải tạo người động, sáng tạo, có khả chiếm lĩnh tri thức làm chủ tri thức Chính mà vấn đề tự học, rèn luyện kĩ tự học cho HS để từ bồi dưỡng cho em lực tự học cấp quyền xã hội quan tâm mức - Cùng với đổi chương trình, nội dung đổi PPDH nên nhiều trường phổ thông đầu tư, trang bị đầy đủ sở vật chất, trang thiết bị, đảm bảo cho GV tổ chức hoạt động dạy học theo hướng tích cực - Mơn Vật lí mơn khoa học thực nghiệm, có nhiều thí nghiệm phong phú gắn liền với thực tiễn đời sống nên GV dễ dàng khai thác thí nghiệm theo hướng bồi dưỡng lực tự học cho HS * Những khó khăn Ngồi thuận lợi nêu trên, sử dụng thí nghiệm theo hướng bồi dưỡng lực tự học cho HS trường THPT GV thường gặp khó khăn sau: - Nhiều trường THPT trang bị đầy đủ cho GV thực tốt đổi PPDH, nhiên nhiều GV lúng túng việc sử dụng thiết bị dạy học Việc sử dụng thí nghiệm q trình dạy học Vật lí gặp nhiều khó khăn cho việc tổ chức hoạt động nhận thức HS - Sử dụng thí nghiệm theo hướng bồi dưỡng lực tự học cho HS đòi hỏi GV phải tốn nhiều thời gian để sưu tầm tuyển chọn thí nghiệm phù hợp - GV ngại làm thí nghiệm, sử dụng thí nghiệm tiết dạy đòi hỏi GV cần phải chuẩn bị từ đến buổi để chuẩn bị thí nghiệm III GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN Sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực thí nghiệm cung cấp kiến thức, phương tiện để học sinh khai thác, tìm tòi theo phương pháp kiểm chứng, phương pháp nghiên cứu… Yêu cầu chung: Nội dung TN phải phù hợp với kiến thức chương trình SGK phải thiết thực gần gũi với sống ngày HS Các thiết bị TN phải đơn giản, dễ tìm, dễ chế tạo có sẵn phòng thí nghiệm Các thao tác TN khơng q khó Khái qt nội dung chương “Dòng điện khơng đổi” Chương “Dòng điện khơng đổi” giảng dạy 13 tiết, tiết lí thuyết, tiết thực hành tiết tập Kiến thức chương nối tiếp kiến thức chương “Điện tích - Điện trường” Nội dung chương đề cập đến vấn đề dòng điện khơng đổi, sở để nghiên cứu vấn đề khác dòng điện Phần lớn kiến thức chương kế thừa phát triển từ chương trình vật lí THCS khái niệm dòng điện, cường độ dòng điện, điện tiêu thụ, định luật Ôm đoạn mạch điện trở…và kĩ vận dụng mức độ đơn giản Ngồi ra, chương trình bày vấn đề nguồn điện, tạo thành suất điện động nguồn điện, ghép nguồn điện thành bộ, đặc biệt việc thiết lập vận dụng định luật Ơm cho tồn mạch Kiến thức chương gần gũi với thực tế sống hàng ngày mà HS thường gặp, thường thấy nguồn điện pin, ac-qui, mạch điện mắc nối tiếp, song song, tác dụng dòng điện… 2.2 Khai thác TN theo hướng dạy học tích cực dạy học chương “Dòng điện khơng đổi” Dựa vào nội dung chương “ Dòng điện khơng đổi” ta đưa số TN áp dụng cho chương sau: Dạng Các TN nguồn điện, định luật Ơm đoạn mạch có điện trở Dạng Các TN điện năng, công suất điện Định luật Jun – Len xơ Dạng Các TN Định luật Ơm tồn mạch, mắc nguồn điện thành Thí nghiệm 1: Một ắcqui bị kí hiệu cực âm dương Chỉ hai dây dẫn cốc nước, làm cách để xác định lại cực ắcqui Hãy nêu phương án thực Hình 2.1 * Phương án tiến hành: nối đầu dây dẫn vào hai điện cực ắcqui Cạo lớp cách điện hai đầu dây lại cỡ 5cm đầu nhúng vào cốc nước hai thành đối diện Quan sát đầu dây có nhiều bọt khí cực âm Cực ắcqui nối với dây cực âm, cực lại cực dương * Giải thích: Khi mắc mạch điện tác dụng hóa học dòng điện, ion dương H+ dịch chuyển cực âm, ion âm O 2- dịch chuyển cực dương giải phóng Vì phân tử nước có hai ngun tử Hiđrơ ngun tử Oxi phân số phân tử Hiđrơ giải phóng cực âm nhiều gấp đơi Vì suy điện cực âm điện cực có nhiều bọt khí sủi lên Thí nghiệm 2: Cho nguồn điện chiều, hai vơn kế giống có điện trở lớn, điện trở biết trị số , điện trở chưa biết trị số , dây nối, khóa K Hãy đề xuất phương án xác định giá trị điện trở ? * Xây dựng phương án - Mắc mạch điện theo hình 2.16 , vơn kế mắc song song vào hai đầu - Đóng khóa K,đọc giá trị vôn kế ghi vào bảng kết đo - Thế giá trị vào cơng thức , tìm R0 Rx V V + - K Hình 2.2 Hình 2.2 * Giải thích: Do điện trở vôn kế lớn nên mắc vơn kế vào mạch, cường độ dòng điện mạch khơng đổi Mạch ngồi gồm nt Ta có,suy Thí nghiệm 3: Cho điện trở biết trị số , điện trở chưa biết trị số , hai vôn kế có điện trở lớn, nguồn điện, dây nối Hãy lập phương án xác định công suất tiêu thụ ? 10 * Xây dựng phương án: giống thí nghiệm - Thay biểu thức vào công thức ta Thí nghiệm 4: Cho nguồn điện chiều, hai ampe kế giống có điện trở nhỏ, điện trở biết trị số , điện trở chưa biết trị số , dây nối, khóa K Hãy đề xuất phương án xác định giá trị điện trở ? Xây dựng phương án - Mắc mạch điện hình 2.18, đóng khóa K, đọc số ampe kế - Thế giá trị vào cơng thức A A + - R0 Rx K Hình 2.4 Hình 2.4 * Giải thích: Vì điện trở ampe kế bé nên mắc ampe kế vào mạch bỏ qua điện trở ampe kế Khi đó, mạch ngồi R0 mắc song song với Rx Ta có , suy Thí nghiệm 5: Cho điện trở biết trị số R 0, điện trở chưa biết trị số , hai ampe kế có điện trở nhỏ, nguồn điện chiều, dây nối, khóa K Hãy lập phương án xác định cơng suất tiêu thụ ? Xây dựng phương án: giống thí nghiệm Thay biểu thức: vào Thí nghiệm 6: Mắc bóng đèn 3V – 3W vào mạch điện hình 2.6 , tượng xảy với bóng đèn đóng khóa K? * Dụng cụ: - pin, pin có suất điện động 1,5V, điện trở 0,5  - Bóng đèn 3V – 3W Đ K - Khóa K dây nối 11 Hình 2.6 * Tiến hành thí nghiệm: - Mắc dụng cụ theo sơ đồ hình 2.6 (3 pin mắc nối tiếp thành nguồn có có suất điện động 4,5V, điện trở 1,5  ) - Đóng khóa K yêu cầu HS nhận xét đèn sáng hay cháy * Kết quả: - Đèn sáng * Thí nghiệm sử dụng trình nghiên cứu kiến thức bài: Định luật Ơm tồn mạch, GV đưa tư HS vào tình mâu thuẫn nhận thức + HS dự đốn: Bóng đèn cháy U > Uđm bóng đèn hay I U 4,   1,5( A)  I dm R + Giá trị 4,5V có phải hiệu điện đặt vào bóng đèn khơng? Cường độ dòng điện qua đèn có phải 1,5A khơng? Thí nghiệm 7: Kiểm nghiệm định luật Ơm tồn mạch * Dụng cụ: - Pin điện hóa - Biến trở - Điện trở bảo vệ R0=20  - bảng lắp ráp mạch điện Hình 2.7 - Dây nối -1 đồng hồ đo điện hiển thị số DT 9205B dùng làm chức ampe kế chiều A * Tiến hành thí nghiệm: R0 - Mắc dụng cụ theo sơ đồ hình 2.7 - Định luật Ơm đoạn mạch trên: r’=R0+r 1  R  r, I  Suy ra:  I  R  r, R Hình: 2.7  12 1 y , a , xR I  Đặt Phương trình có dạng: y = a(x+r’) Đồ thị có dạng đường thẳng hình 2.8 x0   r , , y0  r,  - Ghi giá trị số ampe kế ứng với giá trị R vào bảng 2.2 Bảng 2.2 x=R(  ) I y (103 I A) y y0 x0 O Hình 2.8 x - Vẽ đồ thị y=f(x) kết luận việc kiểm chứng biểu thức định luật Ôm toàn mạch Dựa vào đồ thị xác định suất điện động  điện trở r pin điện hóa Thí nghiệm 8: Người ta có pin lại khơng biết suất điện động điện trở Với dụng cụ: Một vôn kế, ampe kế,một biến trở dây nối, làm để xác định suất điện động điện trở pin Phân tích tốn - Hãy viết biểu thức HĐT mạch ngoài? U N  E  Ir - Muốn đo E r ta cần phải đo đại lượng nào? Cần phương trình? - Hãy thiết kế sơ đồ mạch điện? Tiến hành thí nghiệm 13 - Mắc mạch điện theo sơ đồ - Điều chỉnh biến trở tới hai vị trí bất kỳ, hai vị trí đọc hai cặp giá trị vôn kế ampe kế là: U1, I1 U2, I2 - Giải hệ phương trình: U1 = E – I1r, U2 = E – I2r Ta tìm E r Nhận xét - Qua việc giải tập giúp HS nắm vững công thức định luật Ơm cho tồn mạch - Bồi dưỡng cho HS khả vận dụng sáng tạo kiến thức học vào tình mới, khả đề xuất phương án để giải vấn đề Thí nghiệm 9: Có bóng đèn 6V- 6W, với loại pin e = 1,5V, r =  dây nối điện trở nhỏ không đáng kể Hỏi cần phải có pin mắc thành đối xứng để thắp sáng đèn bình thường, chọn phương án có hiệu suất cao Phân tích tốn - Điều kiện để đèn 6V – 6W sáng bình thường gì? - Giả sử có N pin mắc thành m dãy song song, dãy có n pin mắc nối tiếp, xác định m n để đèn sáng bình thường? Tiến hành giải - Điều kiện để đèn sáng bình thường HĐT mạch điện ngồi U = 6V, P  1( A) CĐDĐ qua đèn là: I = U - Giả sử có N pin mắc thành m dãy, dãy có n pin mắc nối tiếp Ta có E = ne = n n r0  m 1,5n, r = m - n Áp dụng định luật Ôm: E = U + Ir Suy 1,5n = + m 14 Ta đến phương trình: n = 4+ 3m  Với m, n số nguyên dương, 3m – = 1,2,4,8 Ta chọn m = 1,2 Ta tính n = 12,6 - Bài tốn có nghiệm: Dùng 12 pin ghép thành dãy nối tiếp dãy song song dãy pin nối tiếp U (%) E Hiệu suất nguồn là: H = Cả hai phương án có cơng suất mạch điện 6W tức HĐT mạch điện U = 6V, phương án có cơng suất nguồn bé tức suất điện động bé có hiệu suất lớn E1 = 12e = 18V, E2 = 6e = 9V Phương án hai có hiệu suất gấp phương án Tiến hành mắc mạch điện để kiểm tra kết 3.Nhận xét Qua TN giúp HS nắm vững định luật Ơm, cách tính suất điện động điện trở nguồn Rèn luyện lực tư sáng tạo, bồi dưỡng lực vận dụng kiến thức học vào thực tiễn Thí nghiệm 10: Kiểm nghiệm định luật Ohm đoạn mạch chứa nguồn điện 1.Tiến trình xây dựng kiến thức Định luật Ohm đoạn mạch chứa nguồn điện: - Cường độ dòng điện chạy đoạn mạch phụ thuộc vào hiệu điện hai đầu đoạn mạch, điện trở R suất điện động, điện trở nguồn điện cơng thức tốn học nào? - Áp dụng định luật ơm tồn mạch định luật Ôm đoạn mạch chứa điện trở cho mạch điện, rút cơng thức cần xây dựng? 15 Xét mạch điện kín: I E R  r  R0 → E = IR + Ir + I R = I R0 → I E U Rr Phương án thí nghiệm: Thay đổi giá trị I, đo giá trị U tương ứng, điền kết đo vào bảng số liệu, sở đó, vẽ đồ thị U – I thực nghiệm xem đồ thị có đường thẳng có hệ số góc âm hay khơng - Bố trí thí nghiệm: Mắc mạch điện theo sơ đồ: Dịch chuyển chạy biến trở để thay đổi giá trị cường độ dòng điện I chạy mạch Đo I U → Lập bảng số liệu: I(mA) U(mV) Từ bảng số liệu, vẽ đồ thị U-I thực nghiệm: Kết luận: Định luật Ohm đoạn mạch chứa nguồn điện: I E U Rr 16 Ví dụ: Thiết kế dạy học sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực cho học sinh THPT Bài 9: ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH I MỤC TIÊU Kiến thức - Phát biểu viết hệ thức định luật Ôm toàn mạch - Biết độ giảm nêu mối quan hệ suất điện động nguồn điện độ giảm mạch mạch - Biết tượng đoản mạch Kĩ - Dự đốn mối quan hệ đại lượng vật lí từ kết thí nghiệm thu - Giải thích ảnh hưởng điện trở nguồn điện cường độ dòng điện đoản mạch - Giải thích phù hợp định luật Ơm toàn mạch định luật bảo toàn chuyển hoá lượng - Vận dụng định luật Ơm tồn mạch tính hiệu suất nguồn điện Thái độ - Tác phong làm việc khoa học, cẩn thận, tỉ mỉ - Tinh thần nỗ lực phấn đấu cá nhân, kết hợp chặt chẽ với tinh thần hợp tác học tập II CHUẨN BỊ: Giáo viên: a) Kiến thức dụng cụ: - Đọc SGK Vật lí vật lí 10 để biết học sinh biết định luật bảo tồn lượng - Chuẩn bị thí nghiệm gồm: Bộ pin có    4,5V ; r  1,5  , ampe kế, vôn kế, bóng đèn (3V – 3W), khóa K dây nối 17 - Biến trở chạy b) Dự kiến nội dung ghi bảng: Bài 9: ĐỊNH LUẬT ƠM ĐỐI VỚI TỒN MẠCH I Thí nghiệm II Định luật ơm tồn mạch U N  U AB  IRN (2) IRN : gọi độ giảm điện mạch   IRN  rI  I  RN  r  (3) Vậy SĐĐ nguồn điện có giá trị tổng độ giảm điện mạch mạch I  RN  r (4) CĐDĐ chạy mạch điện kín tỉ lệ thuận với SĐĐ nguồn điện tỉ lệ nghịch với điện trở tồn phần mạch III Nhận xét Hiện tượng đoản mạch Hiện tượng đoản mạch xảy RN = - Cường độ dòng điện đó: I  r Định luật ơm tồn mạch định luật bảo tồn chuyển hóa lượng SGK H Acó ích  U N It U N   It  A Hiệu suất nguồn điện Học sinh: ơn tập định luật bảo tồn lượng vật lí vật lí 10 III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: Kiểm tra cũ Hoạt động học sinh Trả lời câu hỏi Hoạt động giáo viên Hãy viết công thức sau: Cơng dòng điện nguồn điện; biểu thức định luật Jun – Lenxơ Một bóng đèn có ghi 100V – 100W Hãy cho biết ý nghĩa số ghi bóng đèn Tính điện trở cường độ dòng điện định mức bóng đèn 18 Hoạt động 2: Xây dựng biểu thức định luật Ơm tồn mạch Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên Giới thiệu thí nghiệm: Mắc nguồn điện có suất điện động 4,5V, bóng đèn loại 3V-3W, khóa K, số dây nối với thành mạch kín Đ K Hiện tượng xảy với bóng đèn đóng Vì U > Uđm bóng đèn nên bóng đèn cháy Quan sát nhận xét: Bóng đèn khơng khóa K? Tại sao? Làm thí nghiệm để kiểm tra dự đốn HS u cầu HS quan sát nhận xét Bóng đèn sáng bình thường Tại lại bị cháy vậy? Lúng túng 4,5V có phải hiệu điện đặt vào bóng đèn khơng? Nếu cường độ dòng Khơng phải I U 4,5   1,5( A)  I dm  1A R   Đèn bị cháy điện qua đèn bao nhiêu? Vậy hiệu điện thực tế đặt vào hai đầu bóng đèn khơng phải 4,5V Tại có kết khơng? Hãy tìm biểu thức tính cường độ dòng điện qua bóng đèn? Do xuất điện trở Hãy tính cơng mà nguồn điện thực nguồn điện thời gian t? Tính nhiệt lượng tỏa điện trở R A   It điện trở r thời gian t? Dựa vào định luật bảo toàn lượng, Q  rI 2t  RI 2t suy mối quan hệ  , I, R, r? 19 Từ biểu thức (1), em có nhận xét mối Q  A �  It  I 2t ( R  r ) �   IR  Ir (1) quan hệ suất điện động  độ Suất điện động nguồn điện có giá giảm thế? trị tổng độ giảm mạch Từ (1) suy biểu thức I mạch I  Rr Phát biểu định luật I  4,5   1A  I dm R  r  1, Gọi HS phát biểu định luật Hãy tính cường độ dòng điện qua bóng đèn hiệu điện hai đầu bóng đèn thí nghiệm trên? Hãy tiến hành thí nghiệm để kiểm tra? GV nhận xét U = I.r = 3V Mắc sơ đồ mạch điện hình sau V Đ K A Khi đóng khóa K: số ampe kế ta biết giá trị cường độ dòng Yêu cầu HS trả lời nhanh câu C1 điện qua bóng đèn, số vôn kế ta biết giá trị hiệu điện hai đầu bóng đèn Trả lời C1 20 Hoạt động 3: Tìm hiểu tượng đoản mạch Hoạt động học sinh I  r Hoạt động giáo viên Nếu điện trở nhỏ khơng đáng kể biểu thức (13.5) viết lại Khi cường độ dòng điện mạch lúc cường độ dòng điện mạch lớn sao? Khi nguồn điện bị đoản mạch làm Hiện tượng gọi tượng đoản mạch hư hỏng dụng cụ, thiết bị điện Hiện tượng đoản mạch xảy gây gây hỏa hoạn tác hại gì? Để tránh tượng đoản mạch Dựa vào quan sát thực tế, cho biết mạng điện gia đình người ta dùng cách tránh tượng này? cầu chì atơmat Hoạt động 4: Tìm hiểu hiệu suất nguồn điện Hoạt động học sinh H Acoich U  A  Hoạt động giáo viên Cơng tồn phần nguồn điện tổng cơng dòng điện sản mạch ngồi mạch trong, cơng dòng điện sản mạch ngồi cơng có ích Vậy, hiệu suất nguồn điện tính nào? Suy nghĩ trả lời Yêu cầu HS trả lời câu C2 C3 Hoạt động 5: Củng cố, dặn dò Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên Cho nguồn điện (có suất điện động  , điện trở r), bóng đèn, vơn kế, biến trở chạy, khóa K dây nối HS lên lắp ráp mạch điện Gọi HS lên lắp ráp mạch điện hình vẽ 21V Suy nghĩ trả lời Đóng khóa K dịch chuyển chạy biến trở sang bên phải số vơn kế thay đổi nào? Tại sao? HS lúng túng GV gợi ý để Hiệu điện U hai đầu bóng đèn HS tự trả lời: - Vôn kế hiệu điện hai đầu vật U = I.R nào? - Biểu thức tính hiệu điện hai đầu I    RN  r R  R0  r Vậy U R R  R0  r bóng đèn? - Biểu thức tính cường độ dòng điện qua bóng đèn? Tăng - Khi dịch chuyển chạy biến trở sang Giảm bên phải R0 nào? - Số vôn kế thay đổi nào? HS ghi nhớ GV dịch chuyển chạy biến trở để kiểm chứng Yêu cầu HS nhà làm tập SGK/66, 67 IV- KIỂM NGHIỆM KẾT QUẢ 22 Trong thời gian qua sử dụng hệ thống TN xây dựng vào giảng dạy lớp 11A2, 11A3, 11A5 Trường THPT Quảng Ninh năm học 2018-2019, thấy: + HS học tập với tinh thần cầu thị, hứng thú hơn, bước đầu có kĩ việc thiết kế sơ đồ thí nghiệm theo yêu cầu tập; lựa chọn thiêt bị lắp ráp thí nghiệm theo sơ đồ thiết kế; tiến hành thí nghiệm theo trình tự hợp lí + Qua hoạt động trình tự bước làm TN, suy luận từ kết làm TN mà lực hoạt động sáng tạo HS hình thành cố Hiệu tiếp thu học sinh tích cực, học sinh tiếp thu tốt, dễ hiểu đặc biệt kiến thức ghi nhớ tốt PHẦN C KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý nghĩa đề tài Trên sở lí luận thực tiễn giảng dạy qua việc nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa vật lí 11 Cơ bản, chúng tơi nhận thấy: - Có thể khẳng định với việc tăng cường sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực có tác dụng rèn luyện cho em kĩ tự học, phát huy tính tích cực chủ động góp phần nâng cao chất lượng dạy học - Đã xây dựng hệ thống thí nghiệm phù hợp, GV lựa chọn để sử dụng cho khâu khác trình dạy học chương “Dòng điện khơng đổi” vật lí 11 THPT cách có hiệu - Từ sở lý thuyết nghiên cứu, thiết kế số giảng theo hướng tăng cường sử dụng thí nghiệm để phát huy tính tích cực, chủ động học sinh Kiến nghị, đề xuất - Khi sử dụng TN trang cấp đa số bị hỏng, thiếu xác, GV phải sửa chữa khắc phục cải tiến số TN, nhà trường nên tăng thêm kinh phí sữa chữa mua sắm thiết bị phục vụ cho dạy học - Phòng chuẩn bị thí nghiệm phòng thí nghiệm cần đạt chuẩn, phòng Thí nghiệm cần lắp đặt đầy đủ hạng mục công nghệ thông tin, máy chiếu… thiết bị tủ hốt, hệ thống nước, vệ sinh… 23 - Khi cấp đồ dùng thí nghiệm Sở cần yêu cầu đơn vị cung cấp hàng chất lượng, tránh hàng chất lượng trường THPT không sử dụng sử dụng lần hư, lãng phí làm chật phòngTN Hướng nghiên cứu tiếp Trong trình nghiên cứu thực đề tài năm học 2018- 2019 với kết khả quan, tơi cố gắng tìm biện pháp nâng cao hiệu ứng dụng đề tài, đồng thời khắc phục tồn mà chưa thực để vận dụng tốt vào việc giảng dạy nhằm phát huy tính tích cực chủ động nhận thức học sinh, rèn luyện kĩ thực hành thí nghiệm cho học sinh tốt hơn.Tiếp tục hồn thiện sở lí luận việc sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực Mở rộng thiết kế, xây dựng sử dụng hệ thống thí nghiệm chương, phần khác chương trình chuẩn nâng cao vật lý 11 THPT.Trên kinh nghiệm nho nhỏ thân Để thực đề tài phải lập kế hoạch nghiên cứu từ đầu năm học, tham khảo ý kiến đồng nghiệp, bàn bè đặc biệt cộng tác em học sinh lớp 11 trường THPT Quảng Ninh Tất nhiên thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót mong giúp đỡ, xây dựng góp ý chân thành q thầy anh chị đồng nghiệp 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa vật lí 11 Cơ – NXB giáo dục Sách giáo khoa vật lí 11 Nâng cao – NXB giáo dục Sách giáo viên vật lí 11 Cơ – NXB giáo dục Một số vấn đề đổi phương pháp dạy học mơn vật lí THPT – NXB giáo dục Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên THPT chu kì III – NXB giáo dục Tài liệu tập huấn giáo viên mơn vật lí dạy học kiểm tra đánh giá theo chuẩn kiến thức kĩ năng- BGD ĐT 25 ... Tự - Hạnh phúc SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: ĐỀ TÀI PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THEO HƯỚNG DẠY HỌC TÍCH CỰC TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “DỊNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” VẬT LÝ 11 CƠ BẢN THPT HỌ VÀ TÊN: TRƯƠNG VĂN CƯƠNG... nghiệm vật lí giữ vai trò quan trọng dạy học vật lí trường phổ thơng có tác dụng lớn việc tích cực hóa hoạt động nhận thức HS Vì vậy, dạy học vật lí cần phải gắn với thí nghiệm vật lí Thí nghiệm vật. .. Phạm vi áp dụng: - Áp dụng trình dạy học chương “ Dòng điện khơng đổi” vật lí 11 THPT Trường THPT Quảng Ninh – Quảng Bình PHẦN B NỘI DUNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN Phương pháp dạy học tích cực thuật ngữ