Thiết kế thí nghiệm và xây dựng video hướng dẫn thực hành thí nghiệm vật lý ở trường THPT – phần “điện tích – điện trường

Ở giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp này, môn Vật lý giúp học sinh tiếp tục phát triển các phẩm chất, năng lực đã được định hình trong giai đoạn giáo dục cơ bản, củng cố các phẩm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

HOÀNG NGUYỄN QUỲNH ANH

Thiết kế thí nghiệm và xây dựng video hướng dẫn thực hành thí nghiệm vật lý ở trường THPT – phần

Điện tích – Điện trường

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÝ

Hà Nội, 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu

và kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong đề tài này là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Sinh viên thực hiện

Hoàng Nguyễn Quỳnh Anh

mà còn là hành trang quý báu để tôi bước vào đời một cách vững chắc và tự tin

Em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành về sự giúp đỡ đó

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Phạm Kim Chung – Giảng viên trực tiếp hướng dẫn đã tận tình, hướng dẫn cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện, hoàn thành khóa luận này

Trong suốt quá trình làm bài nghiên cứu cũng như là do trình độ lý luận và kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế cho nên rất khó tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô để em học thêm được nhiều kinh nghiệm và bổ sung để hoàn thành tốt hơn bài khóa luận tốt nghiệp của mình

Cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp trồng người cao quý

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU 5

1 Lý do chọn đề tài: 5

2 Mục đích nghiên cứu: 7

3 Nhiệm vụ nghiên cứu: 7

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 8

5 Phương pháp nghiên cứu: 8

6 Cấu trúc khóa luận: 8

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 9

1.1Phân tích nội dung chương trình phổ thông phần “Điện tích – Điện trường” 9

1.1.1 Nội dung kiến thức cơ bản phần “Điện tích – Điện trường” 9

1.1.1.1 Điện tích Định luật Cu-lông 9

1.1.2 Những yêu cầu chương trình phổ thông mới: 22

Phân tích logic hình thình kiến thức: 28

Cấu trúc chương “Điện tích – Điện trường” 28

Chuẩn kiến thức, kỹ năng của chương “Điện tích Điện trường” 29

Mức độ cần đạt 29

- Vận dụng được các công thức tính điện dung tương đương của bộ tụ điện 30

- Nhiệm vụ và vị trí của chương “Điện tích - Điện trường” 31

Chương 2: Thiết kế thí nghiệm 42

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 49

KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined.

Ở trung học phổ thông, vật lý là môn học thuộc nhóm môn Khoa học tự nhiên, được lựa chọn theo nguyện vọng của học sinh Ở giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp này, môn Vật lý giúp học sinh tiếp tục phát triển các phẩm chất, năng lực đã được định hình trong giai đoạn giáo dục cơ bản, củng cố các phẩm chất, kỹ năng cốt lõi, tạo điều kiện để học sinh bước đầu nhận biết đúng năng lực, sở trường của bản thân, có thái độ tích cực đối với môn học Môn vật lý giúp học sinh có được những tri thức phổ thông cốt lõi của vật lý học và ứng dụng của chúng trong cuộc sống

Chương trình môn vật lý giúp học sinh đạt được các phẩm chất và năng lực được quy định trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, có được những kiến thức phổ thông cốt lõi về các mô hình hệ vật lý, chất, năng lượng và sóng, lực và trường, vận dụng được một số kỹ năng tiến trình khoa học, bước đầu sử dụng được toán học, tin học làm ngôn ngữ, công cụ giải quyết vấn đề, vận dụng được một số tri thức vào thực tiễn, ứng xử được với thiên nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội và bảo vệ môi trường, nhận biết đúng được một số năng lực, sở

trường của bản thân và lựa chọn được một số ngành nghề liên quan đến lĩnh vực

mà môn học đề cập

Chương trình môn vật lý một mặt kế thừa và phát huy ưu điểm của chương trình hiện hành và mặt khác, tiếp thu kinh nghiệm xây dựng chương trình môn học của các nước có nền giáo dục tiên tiến trên thế giới, đồng thời tiếp cận những thành tựu của khoa học giáo dục và khoa học vật lý phù hợp với trình độ nhận thức và tâm, sinh lý lứa tuổi của học sinh, có tính đến điều kiện kinh tế và xã hội Việt Nam Thiết kế chương trình môn vật lý chú trọng vào bản chất, ý nghĩa vật lý của các đối tượng, đề cao tính thực tiễn; tránh khuynh hướng thiên về toán học; tạo điều kiện

để giáo viên giúp học sinh phát triển tư duy khoa học dưới góc độ vật lý, khơi gợi

sự ham thích ở học sinh, tăng cường khả năng vận dụng tri thức vào thực tiễn Các chủ đề được thiết kế, sắp xếp từ trực quan đến trừu tượng, từ đơn giản đến phức tạp, từ hệ được xem như một hạt đến nhiều hạt; bước đầu tiếp cận với một số nội dung hiện đại mang tính thiết thực, cốt lõi

Trong chương trình dạy học vật lý phổ thông hiện nay, quan trọng nhất phải đạt được yêu cầu đó chính là đạt về mục tiêu bao gồm: kiến thức, kỹ năng, thái độ cũng như phát triển các năng lực chung Hoạt động tổ chức dạy học cần thực hiện thông qua các hoạt động thực nghiệm, trải nghiệm, đòi hỏi phải sử dụng thí nghiệm trong bài giảng dạy Do vậy, hiệu quả của việc tổ chức quá trình dạy học vật lý phụ thuộc rất nhiều vào kĩ năng sử dụng thí nghiệm trong dạy học của giáo viên Hiện nay, trong chương trình đào tạo giáo viên vật lý ở các cấp, việc tổ chức luyện tập phát triển kỹ năng sử dụng thiết bị dạy học nói chung, thí nghiệm nói riêng dựa trên chương trình, phương pháp, hệ thống phương tiện dạy học và quy trình về cơ bản được thay đổi ít hay nhiều, phụ thuộc vào điều kiện của từng trường Vì vậy, việc nghiên cứu về lĩnh vực phát triển kỹ năng sử dụng thí nghiệm dạy học nói chung, phát triển kỹ năng sử dụng thí nghiệm dạy học vật lý nói riêng ở sinh viên dựa trên những cơ sở lí luận cập nhật đang được đặt ra

Do tính phức tạp của đối tượng nghiên cứu cũng như việc kế thừa các kinh nghiệm của các kết quả nghiên cứu trước về lĩnh vực phát triển kỹ năng sử dụng thí nghiệm dạy học cho học sinh còn nhiều khó khăn Phần “Điện tích – Điện trường” trong chương trình vật lý phổ thông 11 có nhiều hiện tượng vật lý gắn liền với thực

tế cuộc sống, gần gũi và quen thuộc với các bạn học sinh ở trường THPT, nhưng lại là những hiện tượng xảy ra nhanh và rất phức tạp gây ra nhiều khó khăn dẫn đến những quan niệm sai lầm ở học sinh khi tiếp thu kiến thức Theo đánh giá của nhiều giáo viên, một số nội dung kiến thức trong chương “Điện tích – Điện trường” là chủ đề “Khó” với học sinh nhưng được vận dụng rất nhiều trong đời sống và trong khoa học kỹ thuật

Từ những lý do trên và với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy học của

giáo viên trong trường THPT, em quyết định lựa chọn và nghiên cứu đề tài “Thiết

kế thí nghiệm và xây dựng video hướng dẫn thực hành thí nghiệm vật lý ở trường THPT – Phần “Điện tích – Điện trường”

2 Mục đích nghiên cứu:

Xây dựng các bài thí nghiệm phần “Điện tích – Điện trường” để sử dụng trong dạy học vật lý ở trường phổ thông theo chương trình phổ thông mới

3 Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận nội dung chương trình phổ thông mới về việc dạy học theo hướng phát huy tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

- Nghiên cứu nội dung chương trình vật lý THPT và các năng lực cần đạt được khi dạy học phần “Điện tích – Điện trường” vật lý 11, để từ đó xác định và xây dựng các bài thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học các kiến thức đó

- Nghiên cứu cấu tạo, cách thức sử dụng TBTN “Điện tích – Điện trường” hiện có trong dạy học, tìm ra ưu điểm, nhược điểm từ đó tiến hành thí nghiệm – quay video nhằm đáp ứng được các yêu cầu về khoa học kỹ thuật và khoa học sư phạm đối với

các TBTN Trên cơ sở đó, tiếp thu, hoàn thiện TBTN đã thiết kế, chế tạo, bổ sung tiến trình dạy học sao cho đạt được các mục đích của đề tài

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu: Việc dạy học vật lý ở trường THPT và các bài thí nghiệm

vật lý ở trường phổ thông

- Phạm vi nghiên cứu: Các bài thí nghiệm phần “Điện tích – Điện trường”

5 Phương pháp nghiên cứu:

- Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu chương trình phổ thông mới, nội dung SGK, sách giáo viên vật lý lớp 10, sách vật lý đại cương để xác định mức độ nội dung các kiến thức mà học sinh cần nắm vững, các thí nghiệm mà giáo viên và học sinh cần tiến hành khi dạy, học

6 Cấu trúc khóa luận:

- Phần mở đầu

- Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài

- Chương 2: Thiết kế các thí nghiệm

- Chương 3: Kết quả thí nghiệm

- Kết luận

- Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Phân tích nội dung chương trình phổ thông phần “Điện tích – Điện

trường”

1.1.1 Nội dung kiến thức cơ bản phần “Điện tích – Điện trường”

1.1.1.1 Điện tích Định luật Cu-lông

a Hai loại điện tích Sự nhiễm điện của các vật

-Có hai loại điện tích: điện tích dương, điện tích âm Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, các điện tích trái dấu thì hút nhau

+ Đơn vị điện tích là cu-lông, kí hiệu là C

+ Điện tích của êlectron là điện tích âm, có độ lớn e = 1,6 19

10 C

- Sự nhiễm điện của các vật:

* Giải thích ba hiện tượng nhiễm điện:

+ Nhiễm điện do cọ xát: Sau khi cọ xát vào lụa, thanh thủy tinh có thể hút

được các mẫu giấy vụn Ta nói thanh thủy tinh được nhiễm điện do cọ xát

+ Nhiễm điện do tiếp xúc: Cho thanh kim loại không nhiễm điện chạm vào

quả cầu đã nhiễm điện thì thanh kim loại nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu Ta nói thanh kim loại được nhiễm điện do tiếp xúc Đưa thanh kim loại ra xa quả cầu thì thanh kim loại vẫn nhiễm điện

+ Nhiễm điện do hưởng ứng: Đưa thanh kim loại không nhiễm điện đến

gần quả cầu đã nhiễm điện nhưng không chạm vào quả cầu, thì hai đầu thanh kim loại được nhiễm điện Đầu gần quả cầu hơn nhiễm điện trái dấu với điện tích của quả cầu, đầu xa hơn nhiễm điện cùng dấu Ta nói thanh kim loại được nhiễm điện do hưởng ứng Hiện tượng đó được gọi là hiện tượng hưởng ứng tĩnh điện (hiện tượng điện hưởng) Đưa thanh kim loại ra

xa quả cầu thì thanh kim loại lại trở về trạng thái không nhiễm điện như lúc đầu

+ Công thức tính độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm:

1 2 2

Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính, chiếm đầy không gian xung quanh điện tích, giảm đi  lần so với khi chúng được đặt trong chân không

1 2 2

+ Khối lượng của electron rất nhỏ nên độ linh động của electron rất lớn Vì vậy, do một số điều kiện nào đó (cọ xát, tiếp xúc, nung nóng, …) một số electron có thể bứt ra khỏi nguyên tử, di chuyển trong vật hay di chuyển từ vật này sang vật khác làm cho các vật nhiễm điện

Nguyên tử được cấu tạo gồm hai phần: hạt nhân mang điện tích dương nằm ở tâm nguyên tử; các electron mang điện tích âm quay xung quanh hạt nhân tạo thành lớp

vỏ nguyên tử

+ Bình thường tổng đại số tất cả các điện tích trong nguyên tử bằng không, nguyên tử trung hòa về điện Nếu nguyên tử bị mất một số êlectron thì trở

thành hạt mang điện dương gọi là ion dương Ngược lại, nếu nguyên tử nhận thêm một số êlectron thì trở thành ion âm

 Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện

+ Vật dẫn điện là những vật có nhiều hạt mang điện có thể di chuyển được trong khoảng lớn hơn nhiều lần kích thước phân tử của vật Những hạt đó gọi là các điện tích tự do

Kim loại có nhiều electron tự do, các dung dịch muối, axit, bazơ có nhiều ion tự do Chúng là những chất dẫn điện

+ Vật cách điện (điện môi) là những vật có chứa rất ít điện tích tự do Thủy tinh, nước nguyên chất, không khí khô,…là những điện môi

 Giải thích ba hiện tượng nhiễm điện

+ Nhiễm điện do cọ xát: Khi thanh thủy tinh cọ xát với lụa, một số êlectron

từ thủy tinh di chuyển sang lụa Thủy tinh mất êlectron nên nhiễm điện dương, lụa nhận thêm êlectron nên nhiễm điện âm

+ Nhiễm điện do tiếp xúc: Khi thanh kim loại trung hòa điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện âm, thì một phần trong số các êlectron thừa ở quả cầu di chuyển sang thanh kim loại Thanh kim loại cũng thừa êlectron nên nhiễm điện âm cùng loại với điện tích của quả cầu Nếu quả cầu nhiễm điện dương thì một số êlectron tự do trong thanh kim loại di chuyển sang quả cầu Thanh kim loại mất êlectron nên nhiễm điện dương

+ Nhiễm điện do hưởng ứng: Thanh kim loại trung hòa điện đặt gần quả cầu nhiễm điện âm, thì các êlectron tự do trong thanh kim loại bị đẩy ra xa quả

cầu Do đó, đầu thanh kim loại xa quả cầu thừa êlectron nên nhiễm điện âm Đầu kia thiếu êlectron nên nhiễm điện dương Nếu quả cầu nhiễm điện dương thì kết quả ngược lại

b Định luật bảo toàn điện tích:

Rất nhiều thí nghiệm chứng tỏ rằng ở một hệ vật cô lập về điện, nghĩa là hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác, thì tổng đại số các điện tích trong

hệ là một hằng số Đó là nội dung của định luật bảo toàn điện tích Một vật nào đó trong hệ được nhiễm điện không có nghĩa là điện tích được sinh ra

mà là các điện tích âm và dương được tách ra và được phân bố lại trong nội

bộ hệ vật Cho đến nay, định luật bảo toàn điện tích đã được kiểm nghiệm trong nhiều điều kiện khác nhau, nhưng người ta chưa gặp một trường hợp nào cho thấy định luật này được thỏa mãn

b Cường độ điện trường

Đặt điện tích q vào trong điện trường Điện trường tác dụng lực F lên điện tích q

+ Thương số F

q đặc trưng cho điện trường ở điểm đang xét về mặt tác dụng

lực gọi là cường độ điện trường và kí hiệu là E E F

q

 Trong hệ SI, đơn vị cường độ điện trường thường dùng là vôn/mét (V/m) + Từ công thức trên, ta suy ra: F  qE

Nếu q > 0 thì F cùng chiều với E Nếu q < 0 thì F ngược chiều với E

Tuy nhiên, trong thực tế người ta thường quy định cho đường sức một chiều đi sao cho chiều của đường sức và chiều của vectơ cường độ điện trường tại các điểm trên đường là trùng nhau Khi đó, ta hiểu các đường sức là các đường có chiều xác định

+ Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau

+ Nơi nào cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức điện ở đó được

vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cường độ điện trường nhỏ hơn thì các đường sức ở đó được vẽ thưa hơn

- Điện phổ: Dùng bột cách điện rắc vào dầu cách điện và khuấy đều Sau

đó đặt một quả cầu nhỏ nhiễm điện vào trong dầu Gõ nhẹ vào khay dầu thì các hạt bột sẽ sắp xếp thành các “đường hạt bột” Ta gọi hệ các

“đường hạt bột” đó là điện phổ của quả cầu nhiễm điện Điện phổ cho phép ta hình dung dạng và sự phân bố các đường sức điện

Cường độ điện trường của điện tích điểm Q tại một điểm là: 9

Với r là khoảng cách từ điểm khảo sát đến điện tích Q

+ Nếu Q > 0 thì cường độ điện trường hướng ra xa điện tích Q

+ Nếu Q < 0 thì cường độ điện trường hướng về phía điện tích Q

- Biểu diễn

f Nguyên lý chồng chất điện trường

Giả sử ta có hệ n điện tích điểm Q ,Q , Q1 2 n Gọi cường độ điện trường của hệ ở một điểm nào đó là E Cường độ điện trường chỉ của điện tích Q1 là E1, cường độ điện trường chỉ của điện tích Q2 là E2,…, cường độ điện trường chỉ của điện tích Qnlà Entại điểm đang xét Khi đó ta có:

Xét trường hợp tại điểm đang xét chỉ có 2 cường độ điện trường

1.1.1.4 Công của lực điện Hiệu điện thế

a Công của lực điện

+ Công của lực điện tác dụng lên một điện tích q chuyển động từ M đến N trong điện trường đều được tính bởi: AMN  qE.M N   Trong đó M’, N’ là hình chiếu của hai điểm M, N lên trục Ox (trục Ox có chiều trùng với chiều của đường sức)

+ Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc dạng đường

đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường

b Khái niệm hiệu điện thế

- Công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích:

 Hiệu điện thế, điện thế

+ Ta có thể biểu diễn AMN  q(VM V )N trong đó (VM V )N được gọi là hiệu điện thế giữa hai điểm M, N và kí hiệu là UMN

+ Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có một điện tích di chuyển giữa hai điểm đó

   Các đại lượng V , VM N được gọi là điện thế của điện

trường tại điểm M, N tương ứng Điện thế của điện trường phụ thuộc vào cách chọn mốc tính điện thế

+ Đơn vị điện thế và hiệu điện thế là vôn (V)

+ Để đo hiệu điện thế người ta dùng tĩnh điện kế

+ Trong kỹ thuật, hiệu điện thế gọi là điện áp

c Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: U MN

- Điện trường trong vật dẫn tích điện: Khi vật dẫn cân bằng điện:

+ Bên trong vật dẫn, điện trường bằng không

+ Trong phần rỗng của vật dẫn, điện trường cũng bằng không

+ Cường độ điện trường tại một điểm trên mặt ngoài vật dẫn sẽ vuông góc với mặt ngoài

- Điện thế của vật dẫn tích điện: Khi vật dẫn cân bằng điện, điện thế tại mọi điểm trên mặt ngoài và tại mọi điểm bên trong vật dẫn có giá trị bằng nhau Vật dẫn khi đó là vật đẳng thế

- Sự phân bố điện tích ở vật dẫn tích điện

+ Khi vật dẫn nhiễm điện thì điện tích chỉ phân bố ở mặt ngoài của vật + Ở những chỗ lồi của mặt vật dẫn, điện tích tập trung nhiều hơn và nhiều nhất ở chỗ mũi nhọn Ở chỗ lõm hầu như không có điện tích

b Điện môi trong điện trường

Khi đặt một vật điện môi trong điện trường thì hạt nhân và êlectron trong các nguyên tử của vật đó chịu tác dụng của lực điện trường Các electron xê dịch ngược chiều điện trường, còn hạt nhân thì hầu như không xê dịch Kết quả là mỗi nguyên tử như được kéo dãn ra một chút và chia thành

hai đầu mang điện tích trái dấu nhau Người ta nói điện môi bị phân cực

1.1.1.5 Tụ điện

a Tụ điện

- Định nghĩa: Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau Mỗi vật dẫn đó gọi

là một bản của tụ điện Khoảng không gian giữa hai bản có thể là chân không hay bị chiếm bởi một chất điện môi nào đó

+ Kí hiệu tụ điện trong sơ đồ mạch điện:

-Tụ điện phẳng là tụ điện mà hai bản của tụ là hai tấm kim loại phẳng có kích thước lớn, đặt đối diện nhau và song song với nhau

+ Khi tích điện thì điện tích ở hai bản của tụ điện phẳng có độ lớn bằng nhau Độ lớn của điện tích trên mỗi bản gọi là điện tích của tụ điện

b Điện dung của tụ điện

- Định nghĩa: Nối hai bản của tụ điện với một nguồn điện có hiệu điện thế U

thì tụ điện sẽ có điện tích Q Thương số Q

U đặc trưng cho khả năng tích điện

của tụ điện và được gọi là điện dung của tụ điện, kí hiệu là C C Q

U



+ Trong hệ SI, đơn vị của điện dung là fara, kí hiệu là F Fara là điện dung của một tụ điện mà khi hiệu điện thế giữa hai bản là 1 V thì điện tích của tụ điện là 1 C

diện tích đối diện của hai bản ( 2

m ), d là khoảng cách giữa hai bản (m) và  là hằng

số điện môi của chất điện môi chiếm đầy giữa hai bản

+ Mỗi tụ điện có một hiệu điện thế giới hạn UM(hiệu điện thế lớn nhất) thường được ghi trên tụ điện Nếu hiệu điện thế giữa hai bản tụ U >UM thì điện trường trong tụ điện

M M

U U

   (EM là điện trường giới hạn của lớp điện môi) Khi đó điện môi mất tính chất cách điện, ta nói điện môi bị đánh thủng (tụ điện sẽ bị hỏng) Vậy, không nên mắc tụ điện vào hiệu điện thế lớn hơn hiệu điện thế giới hạn

các tụ điện vàC , U , Qb b b lần lƣợt là điện dung, hiệu điện thế và điện tích của

Q  C (Điện tích tỉ lệ thuận với điện dung)

+ Nếu có n tụ điện C0 giống nhau ghép song song thì Cb  nC0 và Qb  nQ0

U  C (Hiệu điện thế tỉ lệ nghịch với điện dung)

+ Nếu có n tụ điện C 0 giống nhau ghép nối tiếp thì 0

b

C C n

 và Ub  nU0

1.1.1.7 Năng lượng điện trường

a Năng lƣợng của tụ điện:

2 9

E w

9.10 8





Đơn vị của mật độ năng lƣợng là J/ 3

1.1.2 Những yêu cầu chương trình phổ thông mới

Khoa học tự nhiên là môn học đƣợc xây dựng và phát triển trên nền tảng của Vật

lí, Hoá học, Sinh học và Khoa học Trái Đất, Đồng thời, sự tiến bộ của nhiều ngành khoa học khác liên quan nhƣ Toán học, Tin học, cũng góp phần thúc đẩy

sự phát triển không ngừng của Khoa học tự nhiên Đối tƣợng nghiên cứu của Khoa học tự nhiên là các sự vật, hiện tƣợng, quá trình, các thuộc tính cơ bản về sự tồn tại, vận động của thế giới tự nhiên.Vì vậy, trong môn khoa học tự nhiên những nguyên lý/khái niệm chung nhất của thế giới tự nhiên đƣợc tích hợp xuyên suốt các mạch nội dung Trong quá trình dạy học, các mạch nội dung đƣợc tổ chức sao cho vừa tích hợp theo nguyên lý của tự nhiên, vừa đảm bảo logic bên trong của từng mạch nội dung Khoa học tự nhiên là khoa học có sự kết hợp nhuần nhuyễn lí thuyết với thực nghiệm Vì vậy, thực hành, thí nghiệm trong phòng thực hành, phòng học bộ môn, ngoài thực địa có vai trò và ý nghĩa quan trọng, là hình thức dạy học đặc trƣng của môn học này Qua đó, năng lực tìm tòi, khám phá của học sinh đƣợc hình thành và phát triển Nhiều kiến thức khoa học tự nhiên rất gần gũi với cuộc sống hằng ngày của học sinh, đây là điều kiện thuận lợi để tổ chức cho học sinh trải nghiệm, nâng cao năng lực nhận thức kiến thức khoa học, năng lực tìm tòi, khám phá và vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn Khoa học tự nhiên luôn đổi mới để đáp ứng yêu cầu của cuộc sống hiện đại Do vậy giáo dục phổ thông cần phải liên tục cập nhật những thành tựu khoa học mới, phản ánh đƣợc

những tiến bộ của các ngành khoa học, công nghệ và kỹ thuật Đặc điểm này đòi hỏi chương trình môn Khoa học tự nhiên phải tinh giản các nội dung có tính mô tả

để tổ chức cho học sinh tìm tòi, nhận thức các kiến thức khoa học có tính nguyên

lí, cơ sở cho quy trình ứng dụng khoa học vào thực tiễn cuộc sống Khoa học tự nhiên là môn học có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển toàn diện của học sinh, có vai trò nền tảng trong việc hình thành và phát triển thế giới quan khoa học của học sinh cấp trung học cơ sở Cùng với các môn Toán học, Công nghệ và Tin học, môn Khoa học tự nhiên góp phần thúc đẩy giáo dục STEM (Science,

Technology, Engineering, Mathematics) – một trong những hướng giáo dục đang được quan tâm phát triển trên thế giới cũng như ở Việt Nam, góp phần đáp ứng yêu cầu cung cấp nguồn nhân lực trẻ cho giai đoạn công nghiệp hoá và hiện đại hoá của đất nước Trong chương trình giáo dục phổ thông, môn Khoa học tự nhiên được dạy ở trung học cơ sở và là môn học bắt buộc, giúp học sinh phát triển các phẩm chất, năng lực đã được hình thành và phát triển ở cấp tiểu học; hình thành phương pháp học tập, hoàn chỉnh tri thức và kĩ năng nền tảng để tiếp tục học lên trung học phổ thông, học nghề hoặc tham gia vào cuộc sống lao động Môn khoa học tự nhiên là môn học phát triển từ môn Khoa học ở lớp 4, 5 (cấp tiểu học), được dạy ở các lớp 6, 7, 8 và 9, trong 35 tuần/năm học, tổng số 140 tiết/năm học, 4

tiết/tuần

Chương trình môn Khoa học tự nhiên cụ thể hoá những mục tiêu và yêu cầu của Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo, trên cơ sở quan điểm của Đảng, Nhà nước về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, bao gồm:

a) Định hướng chung cho tất cả các môn học như: quan điểm, mục tiêu, yêu cầu cần đạt, kế hoạch giáo dục và các định hướng về nội dung giáo dục, phương pháp giáo dục và đánh giá kết quả, điều kiện thực hiện và phát triển chương trình

b) Định hướng xây dựng chương trình môn Khoa học tự nhiên ở cấp trung học cơ

sở

+ Quan điểm hình thành và phát triển phẩm chất và năng lực học sinh chương trình môn khoa học tự nhiên góp phần hình thành và phát triển phẩm chất và năng lực học sinh thông qua nội dung giáo dục với cốt lõi là những kiến thức cơ bản, thiết thực, thể hiện tính hiện đại, cập nhật; chú trọng thực hành, vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề trong học tập và đời sống; thông qua các phương pháp, hình thức

tổ chức giáo dục phát huy tính chủ động và tiềm năng của mỗi học sinh; các

phương pháp kiểm tra, đánh giá phù hợp với mục tiêu giáo dục Chương trình đảm bảo sự phát triển năng lực của người học qua các cấp/lớp; tạo cơ sở cho học tập tiếp lên, học tập suốt đời; tạo thuận lợi cho việc chuyển đổi giữa các giai đoạn trong giáo dục

+ Quan điểm dạy học tích hợp môn Khoa học tự nhiên được xây dựng dựa trên quan điểm dạy học tích hợp Khoa học tự nhiên là một lĩnh vực thống nhất bởi đối tượng, phương pháp nhận thức, những khái niệm và nguyên lí chung nên việc dạy học khoa học tự nhiên cần tạo cho học sinh nhận thức được sự thống nhất đó Mặt khác, định hướng phát triển năng lực, gắn với các tình huống thực 5 tiễn cũng đòi hỏi tiếp cận quan điểm dạy học tích hợp Nhiều nội dung giáo dục cần được lồng ghép vào giáo dục khoa học: tích hợp giáo dục khoa học với kĩ thuật, với giáo dục sức khoẻ, giáo dục bảo vệ môi trường, phát triển bền vững,

+ Quan điểm khoa học và thực tiễn, kết hợp lí thuyết với thực hành thông qua hoạt động thực hành trong phòng thực hành và trong thực tế, học sinh có thể nắm vững

lí thuyết, đồng thời có khả năng vận dụng kiến thức khoa học tự nhiên vào thực tiễn đời sống, sản xuất và bảo vệ môi trường, đáp ứng được yêu cầu phát triển bền vững của đất nước

+ Quan điểm phát triển bền vững và thực tiễn của Việt Nam Quan điểm này được xác định nhằm góp phần đáp ứng yêu cầu của phát triển kinh tế – xã hội và phát