Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề nhằm phát huy tính tích cực của học sinh trong một số bài học của vật lý THPT chương trình chuẩn

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT NGUYỄN XUÂN NGUYÊN VẬN DỤNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC CỦA HỌC SINH TRONG MỘT SỐ BÀI HỌC CỦA VẬT LÍ THPT CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN Mơn: Vật lí Người thực : Hồng Thị Thu Hằng Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Xuân Nguyên SKKN thuộc lĩnh vực mơn : Vật lí THANH HĨA NĂM 2017 MỤC LỤC I Trang MỞ ĐẦU 1.1.Lí chọn đề tài……………………………………………………… 1.2 Mục đích nghiên cứu………………………………………………… 1.3 Đối tượng nghiên cứu………………………………………………… 1.4 Đối tượng nghiên cứu sư phạm……………………………………… 1.5 Những điểm sáng kiến kinh nghiệm………………………… II NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiêm 2.1.1 Khái niệm dạy học giải vấn đề .2 2.1.2 Vấn đề tình có vấn đề 2.1.3 Tính chất nghiên cứu dạy học giải vấn đề .4 2.1.4 Các giai đoạn dạy học giải vấn đề 2.1.5 Các mức độ dạy học giải vấn đề 2.2 Thực trạng vấn đề 2.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1.Khả vận dụng dạy học giải vấn đề số học……….7 2.3.2.Một số kiểu tình có vấn đề………………………………………7 2.3.3 Xây dựng tiến trình dạy học theo định hướng dạy học giải vấn đề……………………………………………………………………………….8 2.3.3.1 Ví dụ dạy học giải vấn đề học xây dựng kiến thức 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục…………18 III KẾT LUẬN, KINH NGHIỆM 3.1 Kết luận……………………………………………………………………19 3.2 Kiến nghị………………………………………………………………… 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO .21 I MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Phương pháp dạy học giải vấn đề phương pháp dạy học tích cực Sử dụng phương pháp dạy học kích thích tính chủ động, tích cực, sáng tạo tăng cường độ làm việc giáo viên học sinh suốt trình lên lớp Đây hình thức dạy học mà người giáo viên ln tìm biện pháp để đưa học sinh vào tình có vấn đề, hướng dẫn giúp đỡ học sinh phát huy tính sáng tạo tích cực cá nhân để giải vấn đề đặt nhằm đạt mục đích cuối giúp học sinh nắm tri thức cách nhận thức hành động em tích cực tham gia vào q trình giải vấn đề Phương pháp dạy học giải vấn đề phải trải qua nhiều thử thách, thực nghiệm gần suốt kỷ 20 để đến gần sử dụng thực nhiều trường học Hoa Kì, Phần Lan trở thành yếu tố chủ đạo cải cách giáo dục số nước khác đặc biệt nước tham gia vào chương trình PISA có Việt Nam Đó phương pháp dạy học phù hợp với tính triết lí khoa học giáo dục đại, đáp ứng tốt yêu cầu giáo dục kỷ 21 Thực tiễn giảng dạy mơn Vật lí trường THPT cho thấy: Mặc dầu có đợt tập huấn đổi phương pháp dạy học sử dụng phương pháp dạy học tích cực có dạy học giải vấn đề nhằm phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo học sinh trình vận dụng dạy học giải vấn đề thực tế giáo viên lúng túng, chưa linh hoạt Cách làm xuất vấn đề nghiên cứu chưa thực lôi em, hệ thống câu hỏi đặt có biện pháp kích thích nhu cầu tìm tòi hứng thú học sinh, tạo tình học tập nên hiệu học tập chưa cao Các khảo sát điều tra cho thấy, việc đánh giá kết học tập học sinh giáo viên chủ yếu dựa vào việc hiểu vận dụng kiến thức, kỹ tập bản, có u cầu vận dụng giải tình xảy thực tiễn, kỹ quan trọng định thành công người thời đại khoa học công nghệ phát triển vũ bão Đổi cách đánh giá học sinh theo chuẩn quốc tế ( PISA) kế hoạch Bộ Giáo dục Đào tạo Việt Nam triển khai thực Thực đổi phương pháp dạy học, rèn luyện kỹ giải vấn đề cần phải tiến hành song song với việc đổi kiểm tra đánh giá Mỗi câu hỏi đánh giá học sinh sau học, chương, học kì, kì thi cần đổi theo tinh thần Với tất lí nói trên, nên tơi chọn nghiên cứu đề tài: “Vận dụng dạy học giải vấn đề nhằm phát huy tích tích cực học sinh số học Vật lí THPT chương trình bản” 1.2 Mục đích nghiên cứu: - Làm quen với cơng tác nghiên cứu khoa học - Tìm cho phương pháp để tạo khơng khí hứng thú lôi học sinh học, đồng thời giúp em đạt kết cao học tập 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Dạy học giải vấn đề số học vật lí THPT chương trình 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lí thuyết - Nghiên cứu thực nghiệm 1.5 Những điều sáng kiến Vận dụng lý thuyết dạy học giải vấn đề để giảng dạy số chương trình Vật lí THPT tạo khơng khí học tập sơi nổi, học sinh học tập tích cực kích thích khả tìm tòi sáng tạo em, tạo cho em hội đóng vai nhà khoa học việc nghiên cứu, chiếm lĩnh tri thức Khi bước vào giai đoạn hướng dẫn giải vấn đề để giải vấn đề mâu thuẫn bên học sinh đóng vai trò chủ đạo tránh tình trạng giáo viên tự trình bày II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Khái niệm dạy học giải vấn đề Dạy học giải vấn đề vân dụng chế kích thích động - tổ chức hoạt động cho HS nâng vai trò chủ thể HS hoạt động dạy học lên cao Cơ chế xây dựng từ quan điểm triết học tâm lý học hoạt động nhận thức sau: Về mặt tâm lý học ta thấy rằng, hoạt động tư người thực xuất có “vấn đề”, tức gặp phải trở lực khoa học “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 hứng thú muốn nhận thức vấn đề Hơn có liên quan “vấn đề” với vốn tri thức cũ nên HS hi vọng có sở để tháo gỡ Nếu GV gợi để HS thấy với cố gắng định họ giải tốn nâng tầm hiểu biết Khi HS có nhu cầu nhận thức, có khát vọng hoạt động Về mặt triết học, toán nhận thức chứa đựng mâu thuẫn khách quan trình độ tri thức kỹ có HS 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 HS Chỉ có tích cực tham gia giải mâu thuẫn tiến trình học tập phát triển Đồng thời GV phải gợi mở phương hướng khả giải mâu thuẫn Khi nhận thấy khả động lực q trình nhận thức xuất HS khơng vị trí thụ động nữa, mà họ tự giác tích cực, họ trở nên chủ thể hoạt động [11,37] Có thể hiểu chất DHGQVĐ phương pháp dạy học GV tổ chức cho HS tự lực xây dựng kiến thức giúp đỡ, hướng dẫn, điều khiển GV Hoạt động diễn theo tiến trình nghiên cứu khoa học, bao gồm bước tạo tình có vấn đề, giải vấn đề, hợp thức hoá vận dụng kiến thức Trong lý thuyết dạy học giải vấn đề, hai khái niệm khái niệm “vấn đề” khái niệm “tình có vấn đề” 2.1.2 Vấn đề tình có vấn đề ▪ Vấn đề “Vấn đề” tốn mà cách thức hồn thành hay kết chưa HS biết trước, HS nắm kiến thức kỹ xuất phát, để từ thực tìm tòi kết hay cách thức hình thành làm Nói cách khác, câu hỏi mà HS chưa biết lời giải đáp, khơng có phương tiện để tìm tòi câu trả lời” [9,89] Vấn đề mà nêu rõ thơng số điều kiện giải bên đặt cho chủ thể, lúc vấn đề biến thành tốn có vấn đề Bài tốn có vấn đề vấn đề giải với điều kiện hay thông số cho trước Tình có vấn đề a Khái niệm * Khái niệm “Tình có vấn đề” tình mà HS tham gia gặp khó khăn, HS ý thức vấn đề, mong muốn giải vấn đề cảm thấy với khả hi vọng giải được, bắt tay vào việc giải vấn đề Nghĩa tình kích thích hoạt động tích cực HS việc đề xuất vấn đề giải vấn đề đề xuất” [9,89] Tình có vấn đề đặc trưng cho thái độ chủ thể trở ngại nảy lĩnh vực hoạt động thực hành hay trí óc Nhưng thái độ mà chủ thể chưa biết cách khắc phục trở ngại phải tìm cách khắc phục * Các kiểu tình có vấn đề - Tình phát triển, hồn chỉnh - Tình bế tắc - Tình lựa chọn tình bác bỏ - Tình ứng dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn - Tình ngạc nhiên, bất ngờ, nghịch lý 2.1.3 Tính chất nghiên cứu dạy học giải vấn đề Hoạt động nhà khoa học tìm chân lý hoạt động đầy tự lực sáng tạo Để rèn luyện lực tự lực nhận thức phát triển tư sáng tạo cho HS dạy học giải vấn đề, người ta xây dựng trình dạy học theo trình nghiên cứu nhà khoa học Ta diễn tả tính chất nghiên cứu dạy học giải vấn đề qua sơ đồ sau (sơ đồ 1): Phương pháp nghiên cứu Dạy học giải vấn đề Đề xuất vấn đề Tình có vấn đề Nêu giả thuyết - Hệ Nêu giả thuyết - Hệ lôgic Kiểm tra hệ - giả thuyết Kiểm tra hệ - giả thuyết Sai Đúng Sai Áp dụng Đúng Áp dụng 2.1.4 Các giai đoạn dạy học giải vấn đề Có thể coi cấu trúc dạy học giải vấn đề gồm ba giai đoạn: tạo tình có vấn đề, hướng dẫn giải vấn đề vận dụng tri thức để củng cố mở rộng vấn đề Giai đoạn tạo tình có vấn đề Đây giai đoạn đặt HS vào tình có vấn đề Giai đoạn có nhiệm vụ kích thích thần kinh hoạt động tạo cho HS trạng thái hưng phấn cao độ, có nhu cầu hoạt động có thái độ sẵn sàng lao vào công việc Giai đoạn hướng dẫn giải vấn đề: Ở giai đoạn học sinh làm quen với phương pháp nghiên cứu nhà vật lý học, mức độ tập dượt xây dựng kiến thức để phản ánh kiện thực tế Giai đoạn vận dụng tri thức Ở giai đoạn cuối trình dạy học giải vấn đề vận dụng kiến thức thu nhận được, làm cho kiến thức HS củng cố vững Bước đầu giai đoạn việc cho HS giải nhiệm vụ đơn giản giải tốn, phân tích giải thích kiện tương tự Bước chủ yếu giúp HS nhớ, thuộc hiểu tri thức, tái Bước tiếp theo, yêu cầu HS phải vận dụng tri thức vào tình mới, kể tình có tính cơng nghệ, kỹ thuật Ra tập có tính sáng tạo, đảm bảo tính vừa sức không phức tạp 2.1.5 Các mức độ dạy học giải vấn đề Để vận dụng linh hoạt lý luận phương pháp dạy học giải vấn đề vào việc dạy học đề tài cụ thể khác nhau, chia dạy học giải vấn đề thành ba mức độ tuỳ theo phần tham gia HS nhiều hay vào trình giải vấn đề Đó mức độ: - Trình bày nêu vấn đề - Tìm tòi nghiên cứu phần - Tìm tòi nghiên cứu sáng tạo (nghiên cứu, thiết kế, sáng tạo) 2.2 Thực trạng vấn đề Thơng qua việc tìm hiểu, nghiên cứu thực tế giảng dạy giáo viên số trường THPT vận dụng phương pháp dạy học giải vấn vào dạy số học cụ thể môn Vật lí tơi có số nhận xét sau: Hầu hết giáo viên tạo tình có vấn đề, bước vào giai đoạn hướng dẫn giải vấn đề đa số giáo viên tự trình bày cách thức giải vấn đề mâu thuẩn theo dõi em có tham gia giải em không nhiều Ở học mà giai đoạn dạy học giải vấn đề diễn đầy đủ theo tính chất nó, hầu hết giáo viên giai đoạn hướng dẫn giải vấn đề chưa đưa hệ thống câu hỏi hợp lí để hướng em làm quen với phương pháp nghiên cứu nhà Vật lí học, để từ rèn luyện cho em lực giải vấn đề học tập sống Đặc biệt với khó “Khúc xạ ánh sáng”, “Dòng điện chất bán dẫn”, qua tìm hiểu số giáo án sách tham khảo, số luận văn thạc sĩ giáo dục, thực tiễn trình dạy học giáo viên, nhận thấy giáo án chưa khai thác tối đa phương pháp dạy học giải vấn đề tình liên quan đến việc xây dựng kiến thức khó, mang chất vật lí tượng Với “Khúc xạ ánh sáng” hầu hết giáo viên có dùng thí nghiệm để khảo sát vị trí tia khúc xạ tia tới, phụ thuộc góc khúc xạ vào góc tới chưa làm rõ cần phải nghiên cứu tỉ số nghiên cứu tỉ số i sin i , mà không r sin r cos i cot i , , hệ thống câu hỏi tình có vấn đề cos r cot r chưa xoáy sâu vào việc nghiên cứu nội dung học Học sinh chưa thực đóng vai nhà khoa học việc nghiên cứu, chiếm lĩnh tri thức Với “Dòng điện chất bán dẫn” đa số giáo án soạn theo tiến trình SGK, lựa chọn theo tiến trình tìm hiểu dẫn điện bán dẫn tinh khiết trước sau tìm hiểu bán dẫn loại n bán dẫn loại p theo dạy học giải vấn đề làm rõ đặc điểm tính chất dẫn điện loại bán dẫn Hơn nữa, trình giảng dạy đa số giáo viên chưa kết hợp linh hoạt phương pháp dạy học khác Ngoài sử dụng dạy học giải vấn đề để giải vấn đề học phải sử dụng phương pháp mơ hình để làm sáng tỏ xuất lỗ trống so sánh chiều chuyển động lỗ trống với electron dẫn 2.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Khả vận dụng dạy học giải vấn đề số học Căn vào nội dung chương lực nhận thức HS đại trà lập bảng sau khả thực dạy học giải vấn đề sau: Mức độ Mức độ Mức độ (mức độ nêu vấn đề) (mức độ tìm tòi phần) (mức độ nghiên cứu) 2.3.2 Một số kiểu tình có vấn đề điển hình a Tình phát triển hồn chỉnh Tình 1: Bài học “Dòng điện chất bán dẫn” GV: Các hạt tải điện chất bán dẫn chuyển động chưa đặt điện trường đặt điện trường vào bán dẫn? HS: Khi chưa có điện trường hạt electron dẫn lỗ trống chuyển động tự phía Khi có điện trường đặt vào electron dẫn chuyển động có hướng ngược chiều điện trường lỗ trống chuyển động có hướng chiều điện trường GV: - Biểu diễn thí nghiệm mơ chuyển động electron liên kết lỗ trống chất bán dẫn tinh khiết chưa có điện trường có điện trường Từ rút chất dòng điện chất bán dẫn gì? HS: Quan sát thí nghiệm mơ Bản chat: Vậy dòng điện chất bán dẫn dòng eletron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường dòng lỗ trống chuyển động chiều điện trường b Tình bế tắc Tình 2: Bài “Khúc xạ ánh sáng” GV: Khi trời mưa xong em thường thấy tượng ? HS : Khi trời mưa xong ta thường thấy có cầu vồng xuất GV : Khi quan sát cầu vồng, em thường thấy xuất vào lúc phía mặt trời ? HS : Cầu vồng thường xuất phía Đơng vào buổi chiều phía Tây vào buổi sáng sớm mặt trời sau trời mưa xong GV : Khi quan sát cá bơi lội hồ nước, ta thấy cá nâng lên gần mặt nước so với vị trí thực nó, ? c Tình ứng dụng kiến thức vào thực tiễn Tình 4: Bài “Dòng điện chất bán dẫn” Trên tay (thầy) có linh kiện bán dẫn : điơt, tranzito Chúng có mặt thiết bị điện tử dùng khoa học, kĩ thuật pin mặt trời, điện thoại, ti vi, máy tính, Do tính chất đặc biệt mà chất bán dẫn lại sử dụng rộng rãi ? Bài học hôm trả lời cho em câu hỏi 2.3.3 Xây dựng tiến trình dạy học học theo định hướng dạy học giải vấn đề 2.3.3.1.Ví dụ Dạy học giải vấn đề học xây dựng kiến thức Bài 17 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN (Tiết 1) I MỤC TIÊU Về kiến thức - Hiểu tính chất đặc biệt bán dẫn - Hiểu chế tạo thành hạt tải điện (electron lỗ trống) bán dẫn tinh khiết bán dẫn pha tạp chất - Hiểu hình thành lớp chuyển tiếp p-n - Trình bày chất dòng điện chất bán dẫn, phân biết bán dẫn loại n bán dẫn loại p Về kĩ Giải thích chế hình thành electron tự lỗ trống bán dẫn tinh khiết bán dẫn pha tạp chất II CHUẨN BỊ Giáo viên: + Chuẩn bị hình 17.1 , 17.2, 17.3 giấy khổ to + Chuẩn bị số linh kiện bán dẫn thường dùng điôt bán dẫn, tranzito, + Tranh, dấu tròn tơ màu để mơ tả hình thành eletron dẫn lỗ trống chiều chuyển động chúng + Thí nghiệm mơ dòng điện chất bán dẫn Học sinh Ôn 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 III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Giai đọan 1: Tạo tình có vấn đề Hoạt động (5 phút): Kiểm tra cũ, đặt vấn đề vào Hoạt động dạy GV Hoạt động học HS Nội dung ghi bảng - Nêu câu hỏi: - Trả lời: + Nêu chất dòng + Bản chất dòng điện điện kim loại kim loại dòng + Điện trở suất kim loại chuyển dời có hướng phụ thuộc vào electron tự tác dụng nhiệt độ? Viết biểu thức điện trường phụ thuộc nêu tên, đơn + Điện trở suất kim loại vị đại lượng có mặt tăng theo nhiệt độ gần đúng:    [1   (t  t ]  trở suất t 0o C (  m) điện  hệ số nhiệt điện trở (K1 ) - Nhận xét câu trả lời bạn - Giới thiệu : - Lắng nghe, quan sát Trên tay cô (thầy) có linh kiện bán dẫn : điơt, tranzito Chúng có mặt thiết bị điện tử dùng khoa học, kĩ thuật pin mặt trời, điện thoại, ti vi, máy tính, Do tính chất đặc biệt mà chất bán dẫn lại sử dụng rộng rãi ? Bài học hôm trả lời cho - Ghi tiêu đề vào em câu hỏi Bài 17 : Dòng điện chất bán dẫn - Ghi tiêu đề lên bảng : Bài 17 Dòng điện chất bán dẫn Giai đoạn : Giải vấn đề Hoạt động (7 phút) : Tìm hiểu chất bán dẫn tính chất 10 Hoạt động dạy GV Hoạt động học HS Nội dung ghi bảng - Các em nghiên cứu - Nghiên cứu SGK, sau I Chất bán dẫn SGK lời câu hỏi sau : thảo luận theo nhóm trả tính chất Chất bán dẫn gì? Các tính lời : + Chất bán dẫn chất dẫn điện bán dẫn ? + Chất bán dẫn nhóm nhóm vật liệu - Nêu câu hỏi kiểm tra vật liệu mà tiêu biểu mà tiêu biểu gemani silic tiếp thu HS đói với câu gemani silic hỏi tính chất dẫn điện bán dẫn : + So sánh điện trở suất + Trả lời : Điện trở suất +  kl   bd   đm chất bán dẫn với điện trở chất bán dẫn có giá trị trung suất kim loại điện gian kim loại điện môi ? môi + Điện trở suất kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ ? So sánh với kim loại, từ có nhận xét tính dẫn điện chất bán dẫn? + Trả lời: Điện trở suất chất bán dẫn siêu tinh khiết giảm nhanh nhiệt độ tăng, điện trở suất kim loại tăng nhiệt độ tăng + Điện trở suất chất bán dẫn phụ thuộc vào nồng độ tạp chất thay đổi bị chiếu sáng bị tác dụng tác nhân ion hóa khác? + Trả lời: Điện trở suất + Điện trở suất chất bán dẫn phụ thuộc chất bán dẫn bị mạnh vào nồng độ tạp chất giảm đáng kể Điện trở suất chất bán bị chiếu sáng dẫn bị giảm đáng kể bị tác dụng bị chiếu sáng bị tác tác nhân dụng tác nhân ion ion hóa khác hóa khác - Tại nhiệt độ thấp bán - Tiếp nhận nhiệm vụ dẫn tinh khiết không dẫn điện, nhiệt độ cao lại dẫn điện tốt Chúng ta nghiên cứu mục II Hạt 11 + Điện trở suất chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ tạp chất tải điện chất bán dẫn Bán dẫn loại n bán dẫn loại p Hoạt động (13 phút): Tìm hiểu dẫn điện bán dẫn tinh khiết Hoạt động dạy GV Hoạt động học HS - Để hiểu chất dẫn điện bán dẫn tinh khiết ta cần nghiên cứu cấu trúc bên Xét trường hợp điển hình bán dẫn silic Nếu cấu trúc tinh thể silic có loại ngun tử silic ta gọi bán dẫn tinh khiết II Hạt tải điện chất bán dẫn Bán dẫn loại n bán dẫn loại p Sự dấn điện bán dẫn tinh khiết - Nêu cấu trúc tinh silic? Gợi ý : + Nguyên tố silic có hóa trị + Trả lời : Nguyên tố silic bao nhiêu? có hóa trị + Có electron + Có electron lớp ngồi lớp ngồi cùng? Do Nên nguyên tử xung quanh nguyên tử silic silic liên kết với nguyên có nguyên tử liên tử lân cận thông qua liên kết ? kết cộng hóa trị Như + Liên kết nguyên tử mạng tinh thể liên kết ? Từ có nhận xét tính bền vững ngun tử silic mạng tinh thể ? Nội dung ghi bảng xung quanh nguyên tử Si có electron tạo thành lớp electron đầy Nên liên kết nguyên tử Si bền vững - Giải thích nhiệt - Thảo luận theo nhóm, trả độ thấp bán dẫn tinh khiết lời: 12 lại không dẫn điện ? Ở nhiệt độ thấp, mối liên kết bền vững tất electron bị ràng buộc chặt chẽ với mạng tinh thể Vì nhiệt độ thấp mạng tinh thể hạt tải điện tự do, bán dẫn tinh khiết chất cách điện - Phải làm để giải phóng electron khỏi nguyên tử để tạo thành electron tự tham gia vào dẫn điện giống electron dẫn kim loại? - Thảo luận nhóm, trả lời: Cần phải cung cấp lượng cách tăng nhiệt độ tinh thể Khi nhiệt độ tăng cao, nhờ dao động nhiệt - Lắng nghe, tiếp thu kiến nguyên tử số electron thức thu thêm lượng giải phóng khỏi liên kết trở thành electron tự do, ta gọi electron dẫn Đồng thời, electron bứt khỏi mối liên kết liên kết bị trống xuất Người ta gọi lỗ trống Giáo viên dùng tranh mô tả cấu trúc tinh thể Si, electron góp chung biểu diễn vòng tròn vẽ màu đen sau cắt vòng tròn có bán kính tơ màu đen dán vào lỗ tròn Khi 13 electron giải phóng khỏi mối liên kết, cách dùng tay lấy lỗ tròn màu đen ta thấy xuất lỗ trống (lỗ tròn vẽ màu đen) - Vậy lỗ trống mang điện - Suy nghĩ, trả lời: tích gì? Vì sao? Lỗ trống mang điện tích dương, liên kết thiếu electron Một electron từ mối liên kết - Lắng nghe, quan sát nguyên tử lân cận có tiếp thu thể chuyển đến lấp đầy liên kết bị trống tạo thành lỗ trống vị trí khác (GV dùng tay lấy lỗ tròn màu đen tượng trưng cho electron liên kết dán vào lỗ trống lân cận) Như lỗ trống dịch chuyển tinh thể theo chiều ngược với electron dẫn - So sánh mật độ electron tự - Suy nghĩ, trả lời: mật độ lỗ trống Mật độ electron mật bán dẫn tinh khiết? độ lỗ trống Đối với bán dẫn tinh khiêt - Lắng nghe có electron dẫn có lỗ trống tự Ở nhiệt độ cao số electron tự lỗ trống nhiều, điều giải thích độ dẫn điện bán dẫn tăng theo nhiệt 14 độ Và người ta ứng dụng phụ thuộc mạnh điện trở bán dẫn vào nhiệt độ để làm nhiệt điện trở bán dẫn dùng để đo nhiệt độ, điều chỉnh nhiệt độ - Vậy hạt tải điện bán - Suy nghĩ trả lời: + Hạt tải điện dẫn tinh khiết loại hạt Hạt tải điện bán dẫn bán dẫn tinh khiết nào? tinh khiết electron lỗ electron lỗ trống trống - Các hạt tải điện chất bán dẫn chuyển động chưa đặt điện trường đặt điện trường vào bán dẫn? - Thảo luận nhóm, trả lời: Khi chưa có điện trường hạt electron dẫn lỗ trống chuyển động tự phía Khi có điện trường đặt vào electron dẫn chuyển động có hướng ngược chiều điện trường lỗ trống chuyển động có - Biểu diễn thí nghiệm mơ hướng chiều điện chuyển động trường electron liên kết lỗ trống - Quan sát thí nghiệm mơ chất bán dẫn tinh khiết chưa có điện trường có điện trường + Dòng điện chất bán dẫn dòng eletron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường dòng lỗ trống chuyển động chiều điện trường - Từ rút chất Vậy dòng điện chất dòng điện chất bán dẫn dòng eletron bán dẫn gì? dẫn chuyển động ngược chiều điện trường dòng lỗ trống chuyển động chiều điện trường Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu bán dẫn loại n bán dẫn loại p 15 Hoạt động dạy GV Hoạt động học HS Nội dung ghi bảng * Như nói, điện trở - Lắng nghe, tiếp nhận Bán dẫn loại n suất bán dẫn phụ thuộc nhiệm vụ bán dẫn loại p mạnh vào tạp chất cần lượng nhỏ tạp chất pha vào đủ làm độ dẫn điện bán dẫn tăng lên hàng vạn lần Và lúc với dẫn điện riêng có dẫn điện tạp chất Tùy theo loại tạp chất pha vào bán dẫn tinh khiết, mà bán dẫn chia làm hai loại: bán dẫn loại p bán dẫn loại n * Giả sử ta pha vào tinh thể Si lượng nguyên tố có electron hóa trị lớn electron hóa trị Si cụ thể Phôt a, Bán dẫn loại n - Hãy cho biết, nguyên tố P - Trả lời: Nguyên tố P có có hóa trị bao nhiêu? hóa trị có electron Có electron lớp lớp ngồi ngồi cùng? - Hãy biểu diễn liên kết nguyên tử P với nguyên tử Si xung quanh, electron lại đâu liên kết với nguyên tử P? - Biểu diễn liên kết nguyên tử P với nguyên tố Si xung quanh Electron lại liên kết yếu với nguyên tử P * Do electron lại liên kết - Tiếp thu, ghi nhớ yếu với nguyên tử P nên nhiệt độ thấp, dễ dàng bứt khỏi nguyên 16 tử P trở thành electron tự Như nguyên tử tạp chất cho tinh thể electron dẫn ta gọi tạp chất cho hay đono Loại bán dẫn pha tạp chất đono gọi bán dẫn loại n - So sánh mật độ electron tự - Suy nghĩ, trả lời: mật độ lỗ trống Mật độ electron tự lớn bán dẫn đono? mật độ lỗ trống Thực tế với tỉ lệ số % nhỏ lượng tạp chất pha vào làm cho số hạt mang điện lớn gấp hàng nghìn đến hàng triệu lần so với hạt mang điện không - Trả lời: Hạt tải điện - Vậy hạt tải điện chủ yếu bán dẫn loại n bán dẫn loại n loại electron, không lỗ hạt nào? trống + Mật độ electron tự lớn so với mật độ lỗ trống - Nếu tạp chất pha vào Bo (B) hạt tải điện bán dẫn loại không loại nào? b, bán dẫn loại p - Suy nhgĩ, trả lời: Nguyên tố B có hóa trị 3, có electron lớp ngồi Khi pha B vào tinh thể Si Gợi ý liên kết với nguyên tử Si B có hóa trị bao nhiêu? Có lân cận, nên thiếu electron lớp electron đủ mối ngồi cùng? Nó liên kết với liên kết nguyên tử Si xung quanh? Còn thiếu electron để có đủ bốn mối liên kết? * Mối liên kết bị thiếu dễ dàng nhận electron gần để lấp đầy liên kết 17 + Hạt tải điện bán dẫn loại n electron, không lỗ trống này sinh lỗ trống, nên B gọi tạp chất nhận hay tạp chất axepto bán dẫn pha tạp chất nhận gọi bán dẫn loại p - Hãy so sánh loại hạt tải điện bán dẫn loại p? Từ cho biết hạt tải điện không bán dẫn loại p? - Suy nghĩ, trả lời: + Mật độ electron + Mật độ electron tự nhỏ tự nhỏ rất nhiều so với mật độ nhiều so với mật độ lỗ trống lỗ trống + Hạt tải điên + Hạt tải điên bán dẫn loại p lỗ trống bán dẫn loại p lỗ trống không electron không electron Giai đoạn: Vận dụng tri thức Hoạt động (5 phút) Vận dụng, cố Hoạt động dạy GV Hoạt động học HS Nội dung ghi bảng - Yêu cầu em tóm tắt - Tóm tắt kiến thức kiến thức bản - So sánh mật độ hạt tải - Thực yêu cầu GV điện bán dẫn tinh khiết, bán dẫn loại n bán - Bài tập nhà: trả lời từ câu dẫn loại p hỏi đến câu hỏi 5, làm - Ghi tập nhà tập trang 106 SGK 2.4 Đánh giá hiệu sáng kiến kinh nghiệm a, Đánh giá định tính Qua q trình giảng dạy trường THPT Nguyễn Xuân Nguyên kết hợp trình theo dõi học tơi nhận thấy: 18 - Đối với lớp thực nghiệm học theo phương pháp dạy học giải vấn đề: đa số học sinh tự giác tham gia vào hoạt động học tập, em tỏ hứng thú tham gia hoạt động học tập tích cực Ngay học sinh lớp truyền thống tham gia xây dựng trở nên hứng thú đóng góp ý kiến Khơng khí lớp học sơi động hơn, học sinh nắm kiến thức cách vững Nhờ phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo HS Không , em rèn luyện lực giải vấn đề xuất tình có vấn đề đó, mà tới lực giải vấn đề nội dung mà PISA tiến hành khảo sát chu kì 2015 có Việt Nam tham gia - Đối với lớp đối chứng có trình độ tương đương lớp thực nghiệm đa số em không tỏ hứng thú q trình học, tham gia xây dựng Khơng khí học tập lớp trầm lắng Học sinh khơng có có hạn chế tri thức khả giải vấn đề, khả quan sát kiện khơng phát huy tính tính tích cực, chủ động, sáng tạo em Đó yếu tố cần thiết em bước sang kỉ 21, kỉ hội nhập phát triển b, Đánh giá định lượng Được giúp đỡ Ban giám hiệu tổ vật lý trường THPT Nguyễn Xuân Nguyên, chọn nhóm lớp có chất lượng tương đương để làm đối chứng thực nghiệm Nhóm thực nghiệm lớp: 11C2 Với số học sinh là: 38 Nhóm đối chứng lớp: 11C3 Với số học sinh là: 37 Bài kiểm tra thực sau học xong tiết dòng điện chất bán dẫn (vì tiết vận dụng đầy đủ dạy học giải vấn đề để tìm hiểu đơn vị kiến thức tiết) II KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Từ kết thu kết luận: + Vận dụng lý thuyết dạy học giải vấn đề để giảng dạy số chương trình Vật lí THPT tạo khơng khí học tập sơi nổi, học sinh học tập tích cực kích thích khả tìm tòi sáng tạo em, tạo cho em hội đóng vai nhà khoa học việc nghiên cứu, chiếm lĩnh tri thức 19 + Vận dụng dạy học giải vấn đề giúp em vận dụng kiến thức kĩ tốt để giải tình học tình xảy thực tiễn + Về mặt định lượng, tổ chức dạy học theo hướng vận dụng dạy học giải vấn đề đem lại hiệu bước đầu việc nâng cao chất lượng học tập Nhờ bồi dưỡng cho học sinh kỹ tư duy, lực độc lập, giải vấn đề học tập thực tiễn góp phần nâng cao chất lượng giáo dục 3.2 Kiến nghị Như sử dụng dạy học giải vấn đề góp phần thực tốt chủ trương đổi PPDH Việc dạy học giải vấn đề đòi hỏi giáo viên phải chuẩn bị công phu, nhiều thời gian đòi hỏi sáng tạo giáo viên Do giáo viên phải nắm vững tri thức khoa học giảng dạy mà phải am hiểu sâu sắc phương pháp luận nhận thức khoa học, phương pháp giải vấn đề Giáo viên phải có kỹ dạy học linh hoạt, sáng tạo, có nghệ thuật kể chuyện nêu vấn đề, nghệ thuật hướng dẫn học sinh giải vấn đề Có thể mở rộng phạm vi đề tài: số mà tồn chương trình vật lý cấp học Trên kết bước đầu mà nghiên cứu vận dụng phương pháp dạy học giải vấn đề nhằm phát huy tích tích cực học sinh số học Vật lí THPT chương trình Rất mong đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn! Quảng Xương, tháng năm 2017 Hoàng Thị Thu Hằng 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lương Dun Bình, Nguyễn Xn Chi, Tơ Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2006), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên môn vật lý 10, NXBGD Lương Dun Bình, Nguyễn Xn Chi, Tơ Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2006), Vật lý 10 (Ban bản), NXBGD Lương Duyên Bình, Nguyễn Xn Chi, Tơ Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2006), Bài tậpVật lý 10 (Ban bản), NXBGD Lương Dun Bình, Nguyễn Xn Chi, Tơ Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2006), Sách giáo viên Vật lý 10 (Ban bản), NXBGD Lương Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Vũ Quang, Đàm Trung Đồn, Bùi Quang Hân, Đoàn Duy Hinh (2006), Sách giáo viên Vật lý 11 (Ban bản), NXBGD Lương Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Vũ Quang, Đàm Trung Đồn, Bùi Quang Hân, Đoàn Duy Hinh (2006), Vật lý 11 (Ban bản), NXBGD Lương Duyên Bình, Nguyễn Thượng Chung,, Tô Giang, Vũ Quang, Ngô Quốc Quýnh (2006), Vật lý 12 (Ban bản), NXBGD Lương Duyên Bình, Nguyễn Thượng Chung,, Tơ Giang, Vũ Quang, Ngơ Quốc Quýnh (2006), Sách giáo viên Vật lý 12 (Ban bản), NXBGD M A Đanilôp M N Xcatkin (1983), Lý luận dạy học trường phổ thông, NXBGD Hà Nội 10 Lê Thị Mỹ Hà (2014), Tài liệu tập huấn PISA 2015 dạng câu hỏi OECD phát hành lĩnh vực khoa học, Bộ giáo dục đào tạo 11 Nguyễn Quang Lạc (1997), Lý luận dạy học vật lý trường phổ thông, ĐHV 12 I Ia Lence (1977), Dạy học nêu vấn đề, NXBGD Hà Nội 21 13 Phạm Thị Phú (2002), Nghiên cứu vận dụng phương pháp nhận thức vào dạy học giải vấn đề dạy học Vật lý trung học phổ thông, ĐHV, Đề tài cấp 14 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (1999), Tổ chức hoạt động học sinh dạy học Vật lý trường phổ thơng, NXB ĐHQG Hà Nội 15 Phạm Hữu Tòng, Phạm Xuân Quế, Nguyễn Đưc Thâm (2005), Tài liêu bồi dưỡng thường xuyên giáo viên THPT chu kỳ (2004 - 2007), Viện nghiên cứu sư phạm 22 23 ... pháp dạy học tích cực có dạy học giải vấn đề nhằm phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo học sinh trình vận dụng dạy học giải vấn đề thực tế giáo viên lúng túng, chưa linh hoạt Cách làm xuất vấn. .. dẫn học sinh giải vấn đề Có thể mở rộng phạm vi đề tài: số mà tồn chương trình vật lý cấp học Trên kết bước đầu mà nghiên cứu vận dụng phương pháp dạy học giải vấn đề nhằm phát huy tích tích cực. .. giá học sinh sau học, chương, học kì, kì thi cần đổi theo tinh thần Với tất lí nói trên, nên tơi chọn nghiên cứu đề tài: Vận dụng dạy học giải vấn đề nhằm phát huy tích tích cực học sinh số học