Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, đòi hỏi tính chính xác cao và mang tính thực tiễn, bên cạnh đó khả năng nhận thức, tư duy logíc của học sinh trong vùng rất hạn chế. Để học sinh nắm bắt kiến thức theo mức độ yêu cầu tối thiểu trong một tiết học Vật lý là rất khó khăn. Vì vậy đề tài: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hành Vậy lý 10 là sự thể nghiệm bước đầu trước yêu cầu thực tiễn của ngành cũng như của bộ môn. Mời các bạn cùng tham khảo.
Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hành vËt lý 10 Phần I : Phần mở đầu I Lý chọn đề tài Thực nghiêm túc chủ trương ngành giáo dục: “Hai không với nội dung”, nhằm mục đích đổi cách tồn diện sâu sắc nội dung chương trình bậc học phổ thông Xuất phát từ nhu cầu chung thực tế giảng dạy nhà trường hai năm học vừa qua, chúng tơi nhận thấy cịn nhiều vấn đề nan giải trình thực hiện, giống tốn khó cần đưa lời giải hợp lí, xác, phù hợp với nhiều đối tượng học Đặc biệt môn Vật lý, môn khoa học thực nghiệm, địi hỏi tính xác cao mang tính thực tiễn, bên cạnh khả nhận thức, tư logíc học sinh vùng hạn chế Chúng thấy, để học sinh nắm bắt kiến thức theo mức độ yêu cầu tối thiểu tiết học vật lý khó khăn Vì lý nêu trên, qua hai năm giảng dạy theo chương trình đổi SGK, chúng tơi lựa chọn đề tài thể nghiệm bước đầu thân trước yêu cầu thực tiễn ngành môn * Tên sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hành vật lý 10 II Cơ sở khoa học: - Căn tính xác khoa học mơn - Từ thực tiễn nhận thức học sinh trường, sáng kiến nhằm phát huy tính sáng tạo, lực tư logíc tích cực làm việc học sinh; rèn luyện kỹ làm thí nghiệm, thực hành, đảm bảo tính khách quan, xác thí nghiệm thực hành - Dựa sở lý thuyết thí nghiệm, thực hành thí nghiệm hin cú ca trng Giáo viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hành vật lý 10 - Da yêu cầu đổi phương pháp với người dạy trình truyền thụ kiến thức yêu cầu phát huy tính tích cực người học trình lĩnh hội III Nhiệm vụ nghiên cứu: - Xác định sở khoa học việc thiết kế thí mghiệm thực hành lớp 10 - áp dụng số cách tiếp cận linh hoạt đơn vị học nhằm tạo phong phú hội sáng tạo cho học sinh - Ngiên cứu tính khả thi phương án thí nghiệm - Hình thành thái độ u thích mơn học lịng say mê nghiên cứu khoa học học sinh IV Giả thuyết khoa học: - Tuân thủ tiến trình thí nghiệm đảm bảo tính xác khoa học - Quá trình thực nghiệm để chứng minh, kiểm chứng vấn đề khoa học tiến hành nhiều cách, nhiều phương án khác Vấn đề cần tìm phương án tối ưu để đảm bảo tính xác, khách quan; đảm bảo thời gian thực nghiệm có tính thuyết phục cao - Cải tiến cách nghiên cứu phương án thực nghiệm Giáo viên, học sinh trình thực nghiệm tự tìm phương án cải tiến cách sáng tạo - Học sinh học tập, nghiên cứu cách chủ động, sáng tạo bên cạnh cịn trao đổi thảo luận theo nhóm nhóm với V Phương pháp nghiên cứu: - Kết hợp kinh nghiệm giảng dạy thân đồng nghiệp với đánh giá đối tượng học sinh trường để tìm phương án hiệu quả, phù hợp, từ tiến hành thử nghiệm sở khoa học xác định đảm bảo tính khả thi Giáo viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hµnh vËt lý 10 - Thu thập kết quả, so sánh tính hiệu so với phương án cũ tiến hành với đối tượng tương đương Phần II: Nội dung sáng kiến I Yêu cầu chung thí nghiệm, thực hành: Đối với giáo viên: + Chuẩn bị sở lý thuyết thực hành, + Chuẩn bị thiết bị thí nghiệm, thực hành khơng gian thí nghiệm, - Trường hợp tiến hành thí nghiệm thực hành phịng thí nghiệm: Cần chuẩn bị thiết bị thí nghiệm bố trí vị trí đặt thí nghiệm cho thuận lợi trình hướng dẫn học sinh học sinh tiến hành thí nghiệm Đảm bảo bao qt thí nghiệm q trình học sinh tiến hành - Trường hợp tiến hành thí nghiệm biểu diễn lớp: Cần chuẩn bị vị trí thí nghiệm giáo viên đảm bảo học sinh phải quan sát cách rõ ràng, khách quan sau tiến hành xong học sinh đảm bảo giữ nguyên vị trí để tiếp tục lĩnh hội kiến thức nghiên cứu thuận lợi + Giáo viên cần ý đến yếu tố khách quan ảnh hưởng đến q trình tiến hành thí nghiệm như: Gió, ánh sáng, nhiệt độ + Giáo viên cần tiến hành thí nghiệm trước lên lớp để lường trước tình xảy ra; tìm phương án tiến hành thí nghiệm hiệu để hướng dẫn học sinh, + Thu thập sử lý số liệu, rút kinh nghiệm làm thí nghiệm, + Kiểm tra lần cuối thí nghiệm; dụng cụ thí nghiệm, + Chuẩn bị cho học sinh ý thức, thái độ thí nghiệm Đối với hc sinh: Giáo viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiƯm, thùc hµnh vËt lý 10 + Chuẩn bị tốt lý thuyết liên quan đến thí nghiệm, + Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm theo giới thiệu tài liệu thực tế, + Nghiên cứu phương án thí nghiệm, + Xác định tinh thần, thái độ thí nghiệm, + Xây dựng lịng say mê nghiên cứu khoa học, đặc biệt khoa học thực nghiệm II Nội dung sáng kiến số thí nghiệm, thực hành: Khảo sát chuyển động vật mặt phẳng nghiêng Xác định hệ số ma sát trượt a Xác định góc giới hạn mặt phẳng nghiêng vật bắt đầu trượt: * Cách 1: Tuân thủ theo phương án tài liệu hướng dẫn Tuy nhiên tiến hành đo góc giáo viên khơng nên lắp ráp đồng hồ số MC-964 hộp công tắc kép vào thí nghiệm + Lý do: Nếu lắp vào mặt phẳng nghiêng đồng hồ công tắc kép dẫn đến: Khi dịch chuyển từ từ đầu mặt phẳng nghiêng bị vướng, ảnh hưởng lớn đến thao tác; ảnh hưởng đến trình đọc giá trị góc , gây sai số cho phép đo * Cách 2: Để tăng từ từ góc ta sử dụng trục nâng dùng vít định vị trượt rãnh xoắn lắp trực tiếp trụ Inox 10 (như sơ đồ H1) (1): Trụ thép Inox 10 (2): Trụ thép Inox 8 ( mt phng nghiờng) Giáo viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hành vật lý 10 (3): Tr nâng (4):Vít định vị trượt theo rãnh xoắn (5): Rãnh xoắn (6): Trụ ngồi có rãnh xoắn + Lý do: Khi sử dụng phương án 1: Đẩy từ từ đầu mặt phẳng nghiêng có số nhược điểm: - Giữa mặt bàn chân chữ U có ma sát lớn dẫn đến chuyển động chân mặt phẳng nghiêng, lấy tay dịch chuyển, chuyển động thẳng - Quá trình trượt mặt phẳng nghiêng trụ thép Inox 8 mặt bàn gây ảnh hưởng lớn tới trạng thái cân (do bị rung, chuyển động không đều) trụ sắt dùng làm vật trượt Như vậy, trụ sắt chuyển từ trạng thái cân mặt phẳng nghiêng sang trạng thái trượt chịu ảnh hưởng lớn từ hai lý Vì việc xác định ,dẫn đến xác định n , có sai số lớn * Ưu điểm phương án 2: + Có thể thay đổi góc cách từ từ, liên tục nhờ trượt liên tục vít định vị rãnh xoắn + Thay đổi góc theo phương thẳng đứng nên đỡ tốn diện tích cho thí nghiệm + Khắc phục trường hợp mặt bàn đỡ thí nghiệm lồi lõm, ma sát lớn tiến hành theo phương án + Có thể lắp ráp thí nghiệm đầy đủ từ ban đầu mà không bị ảnh hưởng đến việc xác định nh phng ỏn Giáo viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hành vật lý 10 * Nhc điểm: + Chi phí cho phương án lớn, lắp ráp phức tạp + Vẫn tồn ma sát trụ thép rãnh xoắn, nhiên khắc phục phương pháp bôi trơn nhờ dầu, mỡ * Các bước tiến hành thí nghiệm tuân thủ theo phương án sách giáo khoa tài liệu hướng dẫn Xác định hợp lực hai lực đồng quy Quy tắc hợp lực đồng quy * Tiến hành thí nghiệm: Tuân thủ theo bước tiến hành thí nghiệm tài liệu hướng dẫn, bên cạnh tơi kết hợp sử dụng số phương án sau: a Đối với dụng cụ thí nghiệm: Sử dụng dây treo AB OC dây mềm, có trọng lượng khơng đáng kể, ma sát dây, tiếp xúc, phải nhỏ (thay cho dây cấp theo thí nghiệm) * Lý do: Hiện nay, thí nghiệm cấp, dùng dây AB OC cứng, có lực tác dụng nhỏ dây khơng thể căng, thẳng Khi tiến hành thí nghiệm dây OA, OB OC khơng thẳng nên khơng thể biểu diễn xác phương lực tác dụng lên chất điểm O - Mặt khác, ma sát dây lớn nên điều chỉnh để O trùng với tâm thước đo góc gặp nhiều khó khăn Nếu sử dụng dây AB OC theo phương án khắc phục nhược điểm vừa nêu; đảm bảo tính xác, khách quan b Phương pháp xác định chất điểm O trùng với tâm thước đo góc: Giáo viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hành vËt lý 10 bước sử dụng phương án: Sử dụng thước ke vuông ba chiều dụng cụ thí nghiệm cấp thay cho việc dùng mắt để xác định (theo phương án tài liệu hướng dẫn) Phương pháp sau: + Đặt cạnh ke vng trùng với đường kính ngang thước đo góc (hư hình H2 a)) đảm bảo cạnh vát ke vuông chạm nhẹ vào điểm O Phương án giúp ta xác định vị trí O theo đường kính ngang Sau xác định vị trí O đường kính ngang ta giữ nguyên trạng thái tiếp tục xác định vị trí O đường kính theo phương thẳng đứng + Để xác định vị trí O theo đường kính thẳng đứng ta làm tương tự (H2 b)),(cạnh ke vng trùng với đườngkính thẳng đứng thước đo góc) Kết hợp hai bước ta xác định xác vị trí O trùng với tâm thước đo góc hay khơng * Phương án giúp ta xác định xác phương dây OA, OB: Đặt cạnh thước trùng với vạch chia độ thước góc, điều chỉnh lực kế cho phương sợi dây trùng với cạnh tương ứng thước Từ giúp ta xác định xác góc OA OB Giáo viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thùc hµnh vËt lý 10 * Lý do: Nếu khơng sử dụng thước ke vng, việc xác định vị trí O phương dây OA OB mắt thường thiếu xác, dây khơng nằm mặt phẳng thước đo góc, nên phụ thuộc vào vị trí góc độ nhìn người quan sát Vì vậy, kết thí nghiệm bị sai số lớn, khơng có tính thuyết phục q trình thực nghiệm c Trong thí nghiệm sử dụng lò xo để nối với dây OC, nhiên tơi sử dụng phương án: Thay lị xo lực kế (L3) N (ban đầu thang đo lực kế che kín) tiến hành bước thí nghiệm dùng lị so * Ưu điểm: Khơng làm thay đổi tính chất, mục đích, kết thí nghiệm + Sau tiến hành thí nghiệm, tìm độ lớn hợp lực nhờ lực kế L1, ta giữ nguyên thí nghiệm mở thang đo lực kế L3 ta xác định độ lớn lực L3 tác dụng lên chất điểm O, so sánh lực với giá trị lực lực kế L1, rút nhận xét hai lực tác dụng lên O Củng cố, ôn lại kiến thức hai lực cân nhờ thực nghiệm Quy tắc mơmen lực * Q trình thí nghiệm tn thủ theo phương án, bước tài liệu hướng dẫn thay đổi số chi tiết: a Theo phương án tài liệu hướng dẫn: Trường hợp hai lực song song Trong phương án này, theo tôi, không nên để chốt định vị A B đường kính, đó, thực tế, khó thiết lập trạng thái cân đĩa Nếu ta cho chốt A B khơng nằm đường kính dễ dàng thiết lập trạng thái cân cho đĩa mà không làm tính tổng quát thí nghiệm đồng thời đảm bảo thêm tính khách quan cho thí nghiệm b Xác định cánh tay đòn lực Trong trường hợp hai lực song song ta nên sử dụng thêm thước đo ke vng ba giác để xác định xác phương dây treo thước thẳng gắn giá ch Giáo viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thùc hµnh vËt lý 10 T, (Sử dụng ke vng xác định phương sợi dây giống phương pháp sử dụng thí nghiệm hợp lực đồng quy) * Lý do: Các dây treo không nằm mặt phẳng thước thẳng, nên việc xác định phương sợi dây thước thẳng phụ thuộc vào góc độ nhìn người quan sát, khơng thể xác khách quan Khảo sát chuyển động thẳng biến đổi viên bi máng nghiêng * Trường hợp xác định vận tốc gia tốc v0 = 0, t0 = 0: - Theo tài liệu hướng dẫn: Muốn xác định vị trí ban đầu viên bi ta phải thiết đặt chế độ cho đồng hồ dịch chuyển cổng quang điện E lại gần viên bi tia hồng ngoại cổng E chạm viên bi đồng hồ bắt đầu đếm Từ vị trí xác định vị trí ban đầu viên bi - Theo tôi, sử dụng phương án để xác định vị trí ban đầu viên bi thời gian Ta sử dụng phương án dùng thước ke giác để xác định vị trí ban đầu viên bi tương tự việc xác định vị trí ban đầu vật nặng thí nghiệm khảo sát rơi tự do; thí nghiệm đo hệ số ma sát * Ưu điểm: Đảm bảo độ xác cao; học sinh dễ đo đạc tiết kiệm thời gian Đối với thiết bị thí nghiệm: Giáo viên, trước yêu cầu học sinh lắp ráp thí nghiệm tiến hành thí nghiệm, nên giúp học sinh tìm hiểu kỹ thiết bị thí nghiệm cấu tạo nguyên lý hoạt động, để học sinh tiến hành lắp ráp hạn chế nhầm lẫn hỏng hóc thao tác khơng Vì số thiết bị không tài liệu hướng dẫn cách cụ thể, chi tiết, nên việc tìm hiểu từ tài liệu học sinh không đầy đủ, mang tính rập khn máy móc Cụ thể đồng hồ số MC-964, tài liệu hướng dẫn sử dụng nhiên chưa cụ thể Giáo viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hành vËt lý 10 Giáo viên nên nói kỹ cho học sinh hiểu nguyên lý hướng dẫn cổng A, B, C mối quan hệ thang đo, cụ thể: * Đồng hồ nhận tín hiệu theo thứ tự ưu tiên cổng: A -> B -> C, bắt đầu tính thời gian từ đâu thiết bị phải nối vào cổng A, B C Ví dụ: Trong thí nghiệm khảo sát chuyển động rơi tự - Chúng ta bắt đầu khảo sát chuyển động vật nặng rời khỏi nam châm điện, cổng công tắc kép buộc phải nối với cổng A để đồng hồ bắt đầu tính thời gian - Kết thúc trình khảo sát chuyển động rơi vật nặng qua cổng quang điện E, buộc cổng quang điện E phải nối với cổng B đồng hồ * Đối với MODE đồng hồ giáo viên nên hướng dẫn chi tiết: - MODE A B có tác dụng: Khi tín hiệu từ hai cổng A B có mối liên hệ với định cho việc đọc thời gian đồng hồ ta phải đặt chế độ MODE đồng hồ chế độ Ví dụ: Trong thí nghiệm khảo sát chuyển động rơi tự Tín hiệu từ cổng A báo cho đồng hồ bắt đầu đếm thời gian, cịn tín hiệu từ cổng B báo cho đồng hồ ngừng đếm thời gian Hai tín hiệu định số liệu thời gian hiển thị đồng hồ Như vậy, thí nghiệm trên, buộc ta phải đặt chế độ MODE A B - MODE A + B có tác dụng: Đồng hồ đếm thời gian nhận tín hiệu từ hai cổng A B, nhiên việc đếm thời gian không bị ràng buộc đồng thời hai tín hiệu thời gian hiển thị thời gian vật qua hai cổng A B Ví dụ: Trong thí nghiệm khảo sát chuyển động thẳng viên bi máng ngang 10 Gi¸o viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hành vật lý 10 Khi viên bi qua cổng E, tín hiệu từ cổng E thông báo cho đồng hồ bắt đầu đếm thời gian t1 viên bi chuyển động qua cổng E Sau viên bi qua cổng F, tín hiệu từ cổng lại thông báo cho đồng hồ bắt đầu đếm thời gian t viên bi qua cổng F Tuy nhiên thời gian t không hiển thị đồng hồ mà đồng hồ lại hiển thị thời gian t tổng cộng viên bi qua hai cổng E F Từ ta tính thời gian t Như vậy, tín hiệu từ E F đồng hồ hoàn toàn độc lập với nhau, ta phải đặt đồng hồ chế độ MODE A + B Theo thứ tự đọc thời gian hai cổng ta phải nối cổng E với cổng A đồng hồ, F với cổng B đồng hồ, cịn cổng C đồng hồ lúc hồn toàn độc lập với cổng A B nối với nam châm điện, có tác dụng cấp điện cho nam châm Qua việc hướng dẫn chi tiết (trong tài liệu không viết) học sinh hiểu nguyên tắc hoạt động, lắp ráp khơng cịn nhầm lẫn cổng, em tự suy luận để lắp ráp thí nghiệm khác có liên quan đến đồng hồ MC964 Nếu học sinh không hiểu, dẫn đến học sinh lắp ráp cách máy móc, dễ nhầm lẫn Phần III: kết luận chung I Hiệu sáng kiến: Chúng vận dụng sáng kiến vào thực tế giảng dạy, bước đầu thu số kết như: + Đảm bảo tính hệ thống học, thu kết xác + Học sinh tích cực tìm tịi, phát chiếm lĩnh liến thức tốt từ thực nghiệm + Tiết kiệm thời gian, gây hứng thú cho học sinh học lòng say mê môn khoa học thực nghiệm II Bài học rỳt t thc t: 11 Giáo viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hành vật lý 10 + Trong thực tế học sinh trường ngại học mơn tự nhiên, đặc biệt thấy khó khăn môn Vật lý Để giúp em có cách nhìn tích cực mơn, điều cốt lõi phương pháp dạy học người thầy có thực trở nên hấp dẫn với em hay khơng? Có thực gây hứng thú tiết dạy hay không? Và phải cho em thấy thiết thực môn sống, lứa tuổi học sinh trung học thích khám phá khẳng định mình, điều khó khăn lại thật đơn giản Vấn đề trở nên đơn giản tạo cho em hội học tập cách chủ động môi trường học tập thoải mái + Với tiết dạy, cần có liên hệ thực tế cao đơn giản hoá kiến thức, giúp em dễ hiểu, dễ nhớ vận dụng vào sống + Hệ thống câu hỏi phong phú, phù hợp với đối tượng học sinh tâm sinh lý lứa tuổi, có thời gian thảo luận thích hợp + Giáo viên định hướng cụ thể vấn đề giúp học sinh tiếp cận giải tình sát với yêu cầu Phần hướng dẫn tự học cần phát huy tính sáng tạo học sinh III Kiến nghị: Trước thực tế giảng dạy nhà trường sau hai năm thực chương trình đổi cấp THPT, chúng tơi có số kiến nghị sau: Tạo điều kiện cho đội ngũ giáo viên trao đổi kinh nghiệm nhiều hình thức, như: Phát triển mạnh mạng giáo dục để giáo viên truy cập thường xuyên hơn; tổ chức lớp tập huấn thực hiệu chuyên môn, tránh rườm rà; cán cốt cán tăng cường chuyên môn Cung cấp kịp thời thiết bị dạy học cho mơn, tăng cường phịng học môn để đảm bảo thời gian tit hc 12 Giáo viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiƯm, thùc hµnh vËt lý 10 Tổ chức sinh hoạt theo chuyên đề, theo đơn vị có bề dày thành tích để chúng tơi có điều kiện học hỏi nâng cao lực, chuyên môn nghiệp vụ Hằng năm, sáng kiến đoạt giải, có chất lượng, đề nghị Sở Giáo dục phổ biến đến đơn vị, đưa lên mạng để tham khảo, tăng cường chuyên môn nghiệp vụ Trong khuôn khổ có hạn sáng kiến, chúng tơi nhận thấy cịn nhiều yếu Chúng tơi mong nhận quan tâm giúp đỡ, đóng góp ý kiến chân thành đồng nghiệp tạo điều kiện nhà trường để đề tài hoàn thiện vào thực tế giảng dạy Xin chân thành cảm ơn Đại Đồng, ngày 28 tháng năm 2008 Người thực Vũ Thị Thu Luyến Nguyễn Tõn Hng 13 Giáo viên: Nguyễn Tân Hưng + Vũ ThÞ Thu LuyÕn ... chung thí nghiệm, thực hành: Đối với giáo viên: + Chuẩn bị sở lý thuyết thực hành, + Chuẩn bị thiết bị thí nghiệm, thực hành khơng gian thí nghiệm, - Trường hợp tiến hành thí nghiệm thực hành. .. Thị Thu Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hành vật lý 10 + Chuẩn bị tốt lý thuyết liên quan đến thí nghiệm, + Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm theo giới thiệu tài liệu thực tế, + Nghiên... Luyến Sáng kiến: Thiết kế tiết dạy thí nghiệm, thực hành vật lý 10 - Thu thập kết quả, so sánh tính hiệu so với phương án cũ tiến hành với đối tượng tương đương Phần II: Nội dung sáng kiến I