Cách tiến hành một số thí nghiệm biểu diễn trong chương trình vật lí 11 ban cơ bản

1 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CƠNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: - Hội đồng khoa học trường THPT - Hội đồng khoa học Sở GD&ĐT ………… Thông tin tác giả sáng kiến Sáng kiến đề nghị xét công nhận: “Cách tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình Vật lí 11 ban bản” Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Vật lí Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử: 20/09/2020 Chủ đầu tư tạo sáng kiến: Tác giả đồng thời chủ đầu tư sáng kiến Mô tả chất sáng kiến 6.1 Lí chọn sáng kiến Vật lí mơn khoa học thực nghiệm, hầu hết kiến thức vật lí rút từ quan sát thí nghiệm Vì vậy, dạy học vật lí trường phổ thơng, thí nghiệm phương tiện quan trọng, có tác dụng to lớn việc chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng, học sinh Nó khơng làm tăng tính hấp dẫn môn học, giúp học sinh hiểu sâu sắc kiến thức lý thuyết học mà quan trọng tạo cho học sinh trực quan nhạy bén Đối với trường phổ thông địa bàn tỉnh Sơn La đặc biệt trường đóng địa bàn xã biên giới, khu vực có điều kiện kinh tế đặc biệt khó khăn trường THPT hầu hết học sinh em dân tộc thiểu số, chất lượng đầu vào thấp, kiến thức lớp cịn khiếm khuyết, trình độ tiếp thu hạn chế Nên việc truyền thụ kiến thức vật lí cho học sinh điều khó khăn Qua nhiều năm dạy vật lí trường, tơi nhận thấy rằng: Với tiết học có sử dụng thí nghiệm, học sinh tỏ hứng thú hiểu Thực tế theo đa số học sinh cho rằng: Vật lí mơn học q khó khơ khan, nên để tạo hứng thú cho học sinh việc học tập mơn vật lí việc làm cần thiết Để thực điều này, tiết học có u cầu thí nghiệm chứng minh, giáo viên nên tiến hành Hiện với đời công nghệ thông tin phương tiện kĩ thuật đại với phần mềm thí nghiệm, giúp giáo viên giải phần khó khăn tiết dạy có thí nghiệm Tuy nhiên, thí nghiệm thực có sức thuyết phục thí nghiệm ảo Cho nên theo tơi tiết học sử dụng thí nghiệm thực giáo viên nên làm thí nghiệm thực, khơng nên q lạm dụng cơng nghệ thơng tin Hơn thí nghiệm vật lí trình bày sách giáo khoa Vật lí THPT gồm hai loại chính: Thí nghiệm thực hành cho học sinh thí nghiệm biểu diễn giáo viên Với thí nghiệm thực hành cho học sinh sách giáo khoa trình bày cụ thể chi tiết từ mục đích, sở lí thuyết, dụng cụ thí nghiệm bước tiến hành thí nghiệm có đầy đủ báo cáo kết thí nghiệm Cịn thí nghiệm biểu diễn giáo viên với số lượng lớn thí nghiệm thực hành, nhiên sách giáo khoa lại trình bày vắn tắt, có có hình ảnh mà khơng có hướng dẫn cách thực hiện, cách sử dụng thiết bị thí nghiệm Đó điều khó khăn giáo viên không giỏi thực hành giáo viên công tác trường sở vật chất cịn nghèo nàn, việc sử dụng thí nghiệm cịn hạn chế q trình dạy học vật lí trường THPT Việc trình bày chi tiết mục tiêu, sở lý thuyết, dụng cụ thí nghiệm, cách sử dụng bước tiến hành thí nghiệm biểu diễn chương trình, giáo khoa sách vật lí phổ thơng tài liệu tham khảo giúp thầy cô giải khó khăn trên, để thực thành cơng giảng 6.2 Mục đích nghiên cứu Xác định vai trị thí nghiệm, đặc biệt thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lí phổ thơng Tìm hiểu thực trạng việc dạy học sử dụng thí nghiệm biểu diễn q trình dạy học vật lí trường phổ thơng Tiến hành nghiên cứu số thí nghiệm biểu diễn chương trình sách giáo khoa Vật lí lớp 11 ban Trực tiếp làm thí nghiệm, sau trình bày mục đích, sở lý thuyết, dụng cụ, bước tiến hành thí nghiệm đó, làm tài liệu tham khảo cho giáo viên công tác giảng dạy Rút kết luận sư phạm nhằm nâng cao hiệu việc sử dụng thí nghiệm dạy học trường phổ thơng 6.3 Tình trạng giải pháp biết 6.3.1 Tình trạng giải pháp biết Lâu nay, việc sử dụng thí nghiệm dạy học Vật lí trường phổ thơng nói chung trường THPT nói riêng thầy giáo, cô giáo thực cách thường xuyên Song để thực thành cơng hầu hết thí nghiệm vận dụng thí nghiệm việc xây dựng phương án dạy học học vật lí cụ thể để từ góp phần vào nâng cao chất lượng dạy học mơn khơng nhiều người làm được, không thường xuyên làm Việc sử dụng thí nghiệm vật lí thường thực tiết học thực hành, mà chưa thực nhiều tiết dạy lớp có thí nghiệm biểu diễn Với thí nghiệm thực hành cho học sinh sách giáo khoa trình bày cụ thể chi tiết từ mục đích, sở lí thuyết, dụng cụ thí nghiệm bước tiến hành thí nghiệm có đầy đủ báo cáo kết thí nghiệm Cịn thí nghiệm biểu diễn giáo viên với số lượng lớn thí nghiệm thực hành, nhiên sách giáo khoa lại trình bày vắn tắt, có có hình ảnh mà khơng có hướng dẫn cách thực hiện, cách sử dụng thiết bị thí nghiệm Đó điều khó khăn giáo viên không giỏi thực hành giáo viên công tác trường sở vật chất cịn nghèo nàn, việc sử dụng thí nghiệm cịn hạn chế q trình dạy học vật lí trường THPT Nguyên nhân dẫn tới thực trạng phần lực sử dụng thiết bị dạy học thiết bị thí nghiệm giáo viên cịn hạn chế Ngồi ra, cần phải thừa nhận đội ngũ giáo viên chưa mạnh dạn tìm tịi, nghiên cứu sử dụng, để thí nghiệm Vật lí, phương tiện dạy học đại thực mang lại hiệu 6.3.2 Đánh giá ưu điểm, hạn chế, nguyên nhân 6.3.2.1 Ưu điểm Đại đa số thầy cô giáo nhận thức đầy đủ vai trò ý nghĩa việc sử dụng thí nghiệm dạy học mơn học nói chung mơn Vật lí nói riêng Mỗi người giáo viên trang bị kỹ để thực thí nghiệm dạy học học tập trường sư phạm Nền giáo dục nước nhà quan tâm đầu tư mức góp phần hướng tới trang bị đầy đủ thiết bị phục vụ dạy học đặc biệt thí nghiệm nhà trường 6.3.2.2 Hạn chế - Việc trang bị thiết bị dạy học đặc biệt thí nghiệm cịn hạn chế Nhiều trường học thiết bị để lâu không sử dụng dẫn tới hỏng hóc nhiều - Các thầy giáo cịn ngại chuẩn bị thí nghiệm lớp, sử dụng thí nghiệm ảo thay - Kinh nghiệm kỹ tiến hành thí nghiệm biểu diễn dạy học số thầy cịn hạn chế 6.3.2.3 Một số ngun nhân hạn chế Sở dĩ có thực trạng trên, theo tơi số nguyên nhân sau: - Thứ phải kể đến thiết bị thí nghiệm thiếu thiết bị có hỏng nhiều có thiết bị hỏng phần hỏng tồn phần - Mặc dù người giáo viên trang bị kỹ để thực thí nghiệm dạy học học tập trường sư phạm Tuy nhiên để sử dụng thành thạo, thí nghiệm xác vận dụng vào dạy học khơng phải làm - Tài liệu hướng dẫn chi tiết thí nghiệm biểu diễn cịn Đa số giáo viên sử dụng hướng dẫn sách giáo khoa 6.4 Nội dung giải pháp đề nghị công nhận sáng kiến 6.4.1 Mô tả chi tiết chất sáng kiến PHẦN I: LÝ LUẬN VỀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM Thí nghiệm vật lí gì? Thí nghiệm vật lí tác động có chủ định, có hệ thống người đối tượng thực khách quan Thông qua phân tích điều kiện mà diễn tác động kết tác động, ta thu nhận tri thức Đặc điểm thí nghiệm vật lí - Các điều kiện thí nghiệm phải lựa chọn thiết lập có chủ định cho thơng qua thí nghiệm, trả lời câu hỏi đặt ra, kiểm tra giả thuyết hệ suy từ giả thuyết Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu,phương tiện gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận kết tác động - Các điều kiện thí nghiệm làm biến đổi để ta nghiên cứu phụ thuộc đại lượng, đại lượng khác giữ khơng đổi - Các điều kiện thí nghiệm phải khống chế, kiểm soát dự định nhờ sử dụng thiết bị thí nghiệm có độ xác mức độ cần thiết, nhờ phân tích thường xuyên yếu tố đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng nhiễu (nghĩa loại bỏ tối đa số điều kiện để khơng làm xuất tính chất, mối quan hệ không quan tâm ) - Đặc điểm quan trọng thí nghiệm tính quan sát biến đổi đại lượng biến đổi đại lượng khác Điều đạt nhờ giác quan người hỗ trợ phương tiện quan sát, đo đạc - Có thể lặp lại thí nghiệm Điều có nghĩa là: với thiết bị thí nghiệm, điều kiện thí nghiệm bố trí lại thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm, tượng, q trình vật lí phải diễn thí nghiệm giống lần thí nghiệm trước Các chức thí nghiệm dạy học vật lí Theo quan điểm lý luận nhận thức, dạy học vật lí trường phổ thơng, thí nghiệm vật lí có chức sau: - Thí nghiệm vật lí phương tiện việc thu nhận tri thức (nguồn trực tiếp tri thức) - Thí nghiệm vật lí phương tiện để kiểm tra tính đắn tri thức thu - Thí nghiệm vật lí phương tiện việc vận dụng tri thức thu vào thực tiễn 5 - Thí nghiệm vật lí phận phương pháp nhận thức vật lý Các chức thí nghiệm theo quan điểm lý luận dạy học Thí nghiệm sử dụng tất giai đoạn khác trình dạy học - Giai đoạn định hướng mục đích nghiên cứu - Giai đoạn hình thành kiến thức - Quá trình củng cố kiến thức, kĩ học sinh - Kiểm tra, đánh giá kiến thức kĩ học sinh + Thí nghiệm phương tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện học sinh - Thí nghiệm phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vật lí học sinh - Thí nghiệm phương tiện kích thích hứng thú học tập vật lí, tổ chức q trình học tập tích cực, tự lực sáng tạo học sinh - Thí nghiệm phương tiện tổ chức hình thức làm việc tập thể khác nhau, bồi dưỡng phẩm chất đạo đức học sinh + Thí nghiệm phương tiện đơn giản hố trực quan dạy học vật lí Thí nghiệm biểu diễn gì? Thí nghiệm biểu diễn thí nghiệm giáo viên tiến hành lớp, học nghiên cứu kiến thức học củng cố kiến thức học sinh Phân loại thí nghiệm biểu diễn Căn vào mục đích lý luận dạy học thí nghiệm biểu diễn q trình nhận thức học sinh, thí nghiệm biểu diễn gồm ba loại sau: - Thí nghiệm mở đầu thí nghiệm nhằm giới thiệu cho học sinh biết qua tượng nghiên cứu, để tạo tình có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú học tập học sinh, lôi học sinh vào hoạt động nhận thức - Thí nghiệm nghiên cứu tượng thí nghiệm nhằm xây dựng nên kiểm chứng lại kiến thức mới, sử dụng giai đoạn nghiên cứu kiến thức Thí nghiệm nghiên cứu tượng bao gồm: + Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát thí nghiệm nhằm cung cấp liệu thực nghiệm để từ khái qt hố quy nạp, kiểm tra tính đắn giả thuyết hệ lôgic rút từ giả thuyết đề xuất, giải vấn đề xuất đầu học, từ xây dựng nên kiến thức 6 + Thí nghiệm nghiên cứu minh hoạ thí nghiệm nhằm kiểm chứng lại kiến thức xây dựng đường lý thuyết, dựa phép suy luận lôgic chặt chẽ (trong có suy luận tốn học) - Thí nghiệm củng cố thí nghiệm nêu lên biểu kiến thức học tự nhiên, đề cập ứng dụng kiến thức sản xuất đời sống, đòi hỏi học sinh phải vận dụng kiến thức học để dự đốn giải thích tượng hay chế hoạt động thiết bị, dụng cụ kĩ thuật Thơng qua đó, giáo viên kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức học sinh Thí nghiệm củng cố sử dụng tiết học nghiên cứu kiến thức hay luyện tập hệ thống hoá kiến thức học Những yêu cầu mặt kĩ thuật mặt phương pháp việc sử dụng thí nghiệm biểu diễn dạy học Việc sử dụng thí nghiệm biểu diễn phải tránh tình trạng lạm dụng thí nghiệm, sử dụng thí nghiệm trình diễn đơn phải tuân thủ yêu cầu việc đặt kế hoạch thí nghiệm, chuẩn bị thí nghiệm, bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm xử lý kết thí nghiệm a) Các yêu cầu việc đặt kế hoạch thí nghiệm - Xác định xác mục đích thí nghiệm cần phải tiến hành chức lý luận dạy học (đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, hình thành kiến thức mới, củng cố hay kiểm tra đánh giá) - Xác định nhiệm vụ mà học sinh cần phải hoàn thành việc chuẩn bị thí nghiệm, việc tiến hành thí nghiệm việc xử lý kết thí nghiệm - Từ mục đích thí nghiệm vị trí q trình nhận thức học sinh, lựa chọn phương án thí nghiệm cần biểu diễn đáp ứng địi hỏi sư phạm: tính trực quan (các dụng cụ phải có kích thước đủ lớn để lớp nhìn rõ, có cấu tạo đơn giản, thể rõ nguyên tắc khoa học tượng cần nghiên cứu, có màu sắc thích hợp, hình dạng đẹp đẽ lôi ý học sinh, chi tiết chính, biểu kết thí nghiệm; bố trí thí nghiệm sáng sủa, dễ hiểu, nhận thấy rõ ràng kết thí nghiệm, loại bỏ cách tối đa tượng khơng muốn), tính hiệu (các dụng cụ tối thiểu, hoạt động tốt, có độ xác cao; ưu tiên thí nghiệm đơn giản, thí nghiệm có tiến hành nhanh chóng; sử dụng thí nghiệm song song), tính an tồn (dụng cụ, cách bố trí tiến hành thí nghiệm phải đảm bảo an tồn cho người dụng cụ, bố trí thí nghiệm vững chắc, di chuyển dễ dàng) đặt kế hoạch tiến hành chuỗi thí nghiệm cho có đủ liệu để khát qt hố, có việc xác định thời điểm sử dụng, thời gian cần thiết cho thí nghiệm học b) Các yêu cầu việc chuẩn bị thí nghiệm - Nghiên cứu kĩ lưỡng tính dụng cụ thí nghiệm lựa chọn sử dụng thành thạo chúng - Trước học, phải kiểm tra hoạt động dụng cụ sử dụng thử nghiệm lại thí nghiệm tiến hành, dù thí nghiệm đơn giản nhất, kịp thời thay phận hỏng hóc Cơng việc chuẩn bị thí nghiệm kết thúc thí nghiệm lặp lại nhiều lần, cho kết rõ ràng, đơn trị c) Các yêu cầu việc bố trí thí nghiệm Bố trí thí nghiệm phải đảm bảo cho học sinh từ vị trí ngồi lớp học nhìn rõ dụng cụ, độ lệch kim dụng cụ đo, đẹp thẩm mỹ Muốn vậy, cần thực yêu cầu sau: - Lắp ráp bước dụng cụ thí nghiệm trước mắt học sinh Trong trường hợp không cho phép, phải lắp ráp hồn chỉnh trước học cần phải phân tích kỹ lưỡng cách nối kết phận với học sinh - Những thiết bị học sinh gặp lần đầu, phải mơ tả, giải thích cho học sinh hiểu rõ nguyên tắc hoạt động chúng - Chỉ đặt bàn dụng cụ cần thiết cho thí nghiệm - Bố trí dụng cụ thí nghiệm nhiều độ cao khác Bố trí thí nghiệm thẳng đứng (có thể sử dụng giá, bảng sắt), phải bố trí thí nghiệm mặt phẳng nằm ngang phải sử dụng phương pháp chiếu sáng (gương phẳng lớn đặt nghiêng 45o để học sinh quan sát ảnh thẳng đứng gương, đèn chiếu sáng, camera) Thay đổi độ sáng phòng học, tiến hành thí nghiệm quang hình học - Cần xếp dụng cụ mà tượng mong muốn diễn nằm bên phải dụng cụ khác, dụng cụ mặt trước, khơng che khuất nhau, phận thiết bị phải nằm cạnh - Dùng vật thị để làm bật phận chính, đánh dấu diễn biến tượng mà học sinh cần theo dõi (vật làm mốc, chất thị màu…) - Bố trí dây nối, đặc biệt thí nghiệm điện khơng cắt Dùng dây nối có màu sắc khác để dễ phân biệt Chọn mặt sau (phơng) thích đặt phía sau máy đo suốt - Đối với thí nghiệm, phải có hình vẽ (trên bảng, giấy) thống tối đa với bố trí thí nghiệm d) Các yêu cầu việc tiến hành thí nghiệm - Trong q trình tiến hành thí nghiệm, cần định hướng học sinh vào trọng điểm cần quan sát - Đối với thí nghiệm định lượng, phải lập bảng ghi giá trị hợp lý trước tiến hành thí nghiệm 8 - Trong suốt q trình tiến hành thí nghiệm, giáo viên phải đứng sau cạnh dụng cụ thí nghiệm, khơng che khuất tầm quan sát học sinh - Thí nghiệm cần lặp lại vài lần, ý đảm bảo điều kiện mà thí nghiệm phải thoả mãn, phải cho kết rõ ràng, đơn trị (yêu cầu đạt thơng qua việc lựa chọn dụng cụ thích hợp, lựa chọn thông số thuận tiện), ngắn gọn e) Các yêu cầu việc xử lý kết - Việc thu nhận liệu thực nghiệm phải trung thực, đủ cho việc khái quát hóa rút kết luận - Việc xử lý kết thí nghiệm phải dành đủ thời gian thực cách chu đáo như: • Đối với thí nghiệm định tính, học sinh phải phát biểu kết quan sát thấy, phân tích, suy luận lơgic để rút kết luận • Đối với thí nghiệm định lượng, kết phải dành mạch, xác, làm trịn có ý nghĩa kết Biểu diễn kết thu qua thí nghiệm dạng biểu bảng, đồ thị (về nguyên tắc, nối điểm đo riêng biệt với mà vẽ đường cong gần đúng) Phải tính tốn sai số (nếu có thể) Từ việc xử lý kết thí nghiệm, hướng dẫn học sinh rút kết luận dấu hiệu, mối liên hệ chất tượng, q trình vật lí nghiên cứu, phát triển chúng lời hay biểu thức toán học PHẦN II: CÁCH TIẾN HÀNH MỘT SỐ THÍ NGHIỆM BIỂU DIỄN Thí nghiệm khảo sát nhiễm điện tiếp xúc hưởng ứng 1.1 Mục đích thí nghiệm Chứng tỏ nhiễm điện vật trung hoà điện tiếp xúc đặt gần vật khác mang điện 1.2 Cơ sở lý thuyết Có thể làm nhiễm điện vật cách cho tiếp xúc đặt gần vật mang điện 1.3 Dụng cụ thí nghiệm Bộ thí nghiệm biểu diễn (Hình 10) bao gồm: - Máy phát điện Uyn-sớt (1) - Tĩnh điện kế (2) - Hai vật dẫn có gắn tua vải(3) - Vật dẫn điện (4) có đầu nhọn, đầu lõm gắn tua vải dài 80 mm 9 - Các dây dẫn 1.4 Tiến trình thí nghiệm * Thí nghiệm 1: Khảo sát nhiễm điện tiếp xúc - B1: Dùng vật (4) dẫn chạm vào đầu thu tĩnh điện kế kim điện kế khơng lệch chứng tỏ vật dẫn trung hoà điện - B2: Quay máy Uyn-sớt, chạm vật dẫn (4) vào cực máy Uyn-sớt Tách vật dẫn ra, chạm vật vào đầu thu tĩnh điện kế Kết thấy kim tĩnh điện kế lệch, chứng tỏ vật dẫn hình cầu bị nhiễm điện tiếp xúc * Thí nghiệm 2: Khảo sát nhiễm điện hưởng ứng - B1: Nối vật dẫn (4) với cực máy Uyn-sớt - B2: Đặt hai vật dẫn có gắn tua vải (3) tiếp xúc với cách vật dẫn (4) khoảng 1cm - B3: Quay máy phát Uyn-sớt Kết thấy tua vải hai phần vật dẫn bị xoè chứng tỏ chúng bị nhiễm điện Thí nghiệm phát dịng nhiệt điện 2.1 Mục đích thí nghiệm Khảo sát xuất dòng nhiệt điện có chênh lệch nhiệt độ hai chỗ tiếp xúc hai dây kim loại khác 2.2 Cơ sở lý thuyết Cặp nhiệt điện hai dây kim loại khác chất mà hai đầu chúng hàn vào Khi nhiệt độ hai mối hàn khác mạch xuất suất điện động nhiệt điện 2.3 Dụng cụ thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm (Hình 11) bao gồm: - Hộp gỗ (1) kích thước 320 mm 230 mm kiện × × 130mm, có xốp để chứa linh - Hai đồng hồ vạn (2) - Cặp nhiệt côngxtantan(3) điện đồng – - Dây dẫn có chốt cắm (4) - Đèn cồn (bật lửa ga) 2.4 Tiến trình thí nghiệm - B1: Nối cực cặp nhiệt điện đồng – côngxtantan với điện kế ( Hình 12) 10 - B2: Dùng đèn cồn (bật lửa ga) đốt mối hàn cặp nhiệt điện, ta quan sát thấy dòng điện tăng dần lên Điều chứng tỏ có xuất dịng nhiệt điện - B3: Tắt đèn cồn (bật lửa ga) kim điện kế lại trở số Thí nghiệm dịng điện chất điện phân 3.1 Mục đích thí nghiệm Khảo sát mối quan hệ hiệu điện dòng điện chất điện phân có tượng cực dương tan 3.2 Cơ sở lý thuyết Dòng điện chất điện phân dòng dịch chuyển có hướng ion dương theo chiều điện trường ion âm ngược chiều điện trường 3.3 Dụng cụ thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm (Hình 13) bao gồm: - Hộp gỗ (1) 320 mm x 230 mm x 130 mm, có xốp để chứa linh kiện - Hai đồng hồ vạn (2) - Biến trở (3) 10 ÷ 20Ω - Cốc đựng dung dịch (4) đường kính 50mm, cao 60 mm, có cặp điện cực đồng đỏ - CuSO4 dạng bột (5) - Dây nối biến trở dây dẫn có chốt cắm (6) 3.4 Tiến trình thí nghiệm - B1: Hoà tan CuSO4 vào nước cất tạo thành dung dịch, nhúng hai cực đồng vào dung dịch CuSO4 - B2: Mắc mạch điện theo sơ đồ hình 14 - B3: Đổ nước cất vào bình, bật cơng tắc nguồn, miliampe kể sổ cho thấy khơng có dịng điện chạy qua 11 - B4: Bật công tắc nguồn điện, kim miliampe kế bị lệch chứng tỏ dung dịch CUSO4 cho dòng điện qua Sau thời gian từ đến 10 phút quan sát kỹ cực âm ta thấy có lớp đồng mỏng bám vào - B5: Thay đổi chạy biến trở, đọc giá trị đo U I tương ứng, ghi vào bảng số liệu, vẽ đồ thị đưa nhận xét U ~ I Thí nghiệm nghiên cứu tượng tự cảm đóng mạch ngắt mạch 4.1 Mục đích thí nghiệm Khảo sát tượng tự cảm đóng mạch ngắt mạch 4.2 Cơ sở lý thuyết Hiện tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ xảy đoạn mạch có dịng điện mà biến thiên từ thông qua mạch gây biến thiên cường độ dòng điện mạch 4.3 Dụng cụ thí nghiệm - Bảng lắp ráp mạch điện (hình 16), lắp sẵn phận sau: • Một cuộn dây tự cảm L (có lõi sắt từ) (1) • Hai đèn dây tóc Đ1 Đ2 loại 6V- 3W (2) • Một đèn nêon phát sáng điện áp 75V (3) • cơng tắc (4): K, K1, K2, K3 • Một biến trở R = 50 Ω.(5) - Giá thí nghiệm (chân đế, trụ thép inox) - Nguồn điện U chiều 6V- 3A (6) - Bộ dây dẫn nối mạch điện 4.4 Tiến trình thí nghiệm * Thí nghiệm1: Hiện tượng tự cảm đóng mạch - B1: Lắp bảng điện lên giá đỡ (Hình16) Mở cơng tác K, K 1, K2, K3, cách gạt núm bật cơng tắc chúng xuống phía Vặn núm xoay biến trở R vị trí tận bên phải để điện trở có giá trị lớn - B2: Dùng hai dây dẫn nối hai cực nguồn điện U chiều 6V-3A với hai lỗ cắm A, B mạch điện Cắm phích lấy điện nguồn điện vào ổ điện ~ 220V Bật công tắc nguồn điện U: đèn LED phát sáng báo hiệu nguồn điện U sẵn sàng hoạt động 12 - B3: Đóng cơng tắc K, K1, K2, mở công tắc K3 điều chỉnh biến trở R để hai đèn Đ1, Đ2 có độ sáng nhau, ngắt cơng tắc K - B4: Đóng cơng tắc K, ta thấy đèn Đ1 nối tiếp với cuộn dây L sáng lên chậm so với đèn Đ2 Điều chứng tỏ: đoạn mạch xuất dòng điện cảm ứng ngược chiều với dòng điện mạch nguồn gây * Thí nghiệm 2: Hiện tượng tự cảm ngắt mạch - B1: Nối mạch qua hai dây dẫn có phích cắm vào nguồn điện chiều 6V Đóng cơng tắc K2, K3 mở cơng tắc K1 Khi đóng K, ta thấy có đèn Đ2 sáng, đèn nêon khơng sáng hiệu điện nguồn cung cấp thấp hiệu điện định mức để đèn sáng Khi mở K để ngắt mạch khỏi nguồn, đèn nêon không sáng - B2: Mở cơng tắc K2, đóng cơng tắc K1, K3 Khi đóng K có đèn Đ1 sáng, cịn đèn nêon khơng sáng Nhưng mở K thấy đèn nêon loé sáng trước tắt Điều chứng tỏ: cuộn dây L, xuất suất điện động cảm ứng đủ làm cho đèn nêon sáng Thí nghiệm đường tia sáng qua thấu kính hội tụ, phân kì, mặt song song lăng kính 5.1 Mục đích thí nghiệm - Quan sát đường tia sáng song song qua thấu kính hội tụ thấu kính phân kì,bản mặt song song lăng kính 5.2 Cơ sở lý thuyết - Quan sát tia sáng qua thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì, mặt song song lăng kính - Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng 5.3 Dụng cụ thí nghiệm Bộ thí nghiệm biểu diễn (Hình 17) bao gồm: - Bảng quang học thép có chân đế - Đèn 12 V – 10 W có kính tụ quang chắn sáng có khe, có gắn đế nam châm - Nguồn điện 12 V - Bản giấy ép nhựa có chia độ, đường kính 98 mm - Thấu kính lồi, lõm, lăng kính phản xạ tồn phần mặt song song có gắn đế nam châm hình 17 - Các dây nối có phích cắm đầu 5.4 Tiến trình thí nghiệm - B1: Gắn đèn lên bảng quang học nối với nguồn điện Điều chỉnh đèn cho ảnh thật dây tóc ln vng góc với bảng quang học 13 - B2: Gắn thước đo góc lên bảng quang học, thẳng góc với đèn - B3: Bật đèn gắn thấu kính lồi, thấu kính lõm, mặt song song lăng kính lên thước đo góc, quan sát đường vết sáng trước sau dụng cụ - B4: Xoay dụng cụ quang học thước đo góc để biết góc tới góc khúc xạ tia sáng quan sát * Chú ý: Với lăng kính phản xạ tồn phần chiếu vào cạnh góc vng với góc tới có phản xạ tồn phần cạnh huyền Thí nghiệm tượng khúc xạ ánh sáng 6.1 Mục đích thí nghiệm Khảo sát mối liên hệ góc tới góc khúc xạ để rút nội dung định luật khúc xạ ánh sáng 6.2 Cơ sở lý thuyết - Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới - Tia tới tia khúc xạ nằm hai bên pháp tuyến điểm tới - Đối với hai môi trường suốt định, sin i sin r = số 6.3 Dụng cụ thí nghiệm - Bảng quang học thép có chân đế - Đèn 12 V – 10 W có kính tụ quang chắn sáng có khe, có gắn đế nam châm - Nguồn điện 12 V - Bản giấy ép nhựa có chia độ, đường kính 98 mm - Bản bán nguyệt thuỷ tinh - Các dây nối có phích cắm đầu 6.4 Tiến trình thí nghiệm - B1: Gắn đèn, giấy ép chia độ bán nguyệt thuỷ tinh lên bảng quang học - B2: Nối đèn với nguồn điện dây nối - B3: Bật đèn chiếu tia sáng từ khơng khí vào tâm bán nguyệt thuỷ tinh, quan sát phương tia tới phương tia khúc xạ - B4: Lần lượt thay đổi góc tới việc xoay bán nguyệt, dựa vào bảng chia độ xác định góc tới góc khúc xạ tương ứng Tính tính tỉ số qua việc tính tỉ số cạnh đối tương ứng) sini sinr (có thể 14 Thí nghiệm khảo sát tượng phản xạ tồn phần 7.1 Mục đích thí nghiệm Khảo sát tượng phản xạ toàn phần để đưa định nghĩa điều kiện để xảy tượng 7.2 Cơ sở lý thuyết - Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn tia sáng tới mặt phân cách hai môi trường suốt - Điều kiện để xảy phản xạ toàn phần: ánh sáng truyền từ môi trường tới môi trường chiết quang (n > n2) góc tới i ≥ i0 (góc giới hạn) 7.3 Dụng cụ thí nghiệm - Bảng quang học thép có chân đế - Đèn 12 V – 10 W có kính tụ quang chắn sáng có khe, có gắn đế nam châm - Nguồn điện 12 V - Bản giấy ép nhựa có chia độ, đường kính 98 mm - Bản bán nguyệt thuỷ tinh - Các dây nối có phích cắm đầu 7.4 Tiến trình thí nghiệm - B1: Gắn đèn, giấy ép chia độ bán nguyệt thuỷ tinh lên bảng quang học - B2: Nối đèn với nguồn điện dây nối - B3: Bật đèn chiếu tia sáng từ thuỷ tinh không khí Xoay bán nguyệt để tăng dần góc tới, quan sát độ sáng tia tới, tia phản xạ tia khúc xạ Đọc giá trị góc tới, góc phản xạ góc khúc xạ bảng chia độ - B2: Xoay bán nguyệt khơng có tia ló, vị trí bắt đầu có phản xạ tồn phần Xác định góc tới giới hạn bảng chia độ 6.4.1.1 Bản chất sáng kiến - Xây dựng sở lý luận phương pháp dạy học sử dụng thí nghiệm biểu diễn trường phổ thơng - Trình bày mục đích, sở lý thuyết, dụng cụ, bước tiến hành số thí nghiệm biểu diễn trương trình Vật lí 11 ban bản, làm tài liệu tham khảo cho giáo viên công tác giảng dạy - Rút kết luận sư phạm nhằm nâng cao hiệu việc sử dụng thí nghiệm dạy học trường phổ thơng 6.4.1.2 Tính mới, tính sáng tạo giải pháp 15 Trên sở nghiên cứu lý luận phương pháp dạy học sử dụng thí nghiệm biễu diễn với mơn Vật lí, từ xây dựng tài liệu chi tiết cách tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình Vật lí 11 ban Rút kết luận sư phạm q trình sử dụng thí nghiệm biểu diễn dạy học 6.4.2 Đánh giá ưu điểm, hạn chế sáng kiến 6.4.2.1 Ưu điểm Với việc trình bày chi tiết mục tiêu, sở lý thuyết, dụng cụ thí nghiệm, cách sử dụng bước tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình giáo khoa sách vật lí lớp 11 tài liệu tham khảo giúp thầy cô giải khó khăn thực thí nghiệm biểu diễn trình dạy học lớp, để thực thành cơng giảng Góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn vật lí trường phổ thơng Ngồi việc sử dụng sáng kiến kinh nghiệm giúp giáo viên nhận thức hiểu sâu mặt lí luận sử dụng thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lí phổ thơng, giúp giáo viên có nhìn tổng quan phương pháp dạy học tích cực có sử dụng thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lí 6.4.2.2 Hạn chế Trong thời gian thực sáng kiến, sở vật chất nhà trường đặc biệt dụng cụ thí nghiệm cịn hạn chế, thiếu nhiều nên tơi nghiên cứu trình bày số thí nghiệm biểu diễn chương trình SGK Vật lí 11 ban Đây hạn chế sáng kiến hồn tồn khắc phục điều kiện sở vật chất nhà trường tốt Khả áp dụng giải pháp Sáng kiến áp dụng cho giáo viên trực tiếp giảng dạy môn vật lý trường phổ thông, tài liệu để sinh viên sư phạm tham khảo Hiệu quả, lợi ích thu dự kiến thu áp dụng giải pháp 8.1 Hiệu kinh tế Về mặt kinh tế thấy việc sử dụng thí nghiệm thường xuyên, đảm bảo giá trị sử dụng thí nghiệm khơng gây lãng phí Trên thực tế nhiều thí nghiệm nhà trường đầu tư nhiều lí nêu nên giáo viên sử dụng gây lãng phí kinh phí đầu tư, hiệu kinh tế sáng kiến Ngồi việc biết cách sử dụng thí nghiệm cách xác cịn hạn chế việc thiết bị hỏng sử dụng, điều thường xảy thiết bị thí nghiệm 8.2 Hiệu xã hội Về mặt xã hội việc sử dụng thí nghiệm dạy học góp phần quan vào việc hoàn thiện phẩm chất lực học sinh, đưa đến phát 16 triển toàn diện cho người học Trước hết, thí nghiệm phương tiện nhằm góp phần nâng cao chất lượng kiến thức rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho học sinh, phát huy tính tích cực, động sáng tạo học sinh Nhờ thí nghiệm học sinh hiểu sâu chất vật lí tượng, định luật, trình nghiên cứu có khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn học sinh linh hoạt hiệu Trên thực tế nhận thấy nhận thức vai trị thí nghiệm dạy học vật lí thực tế mức độ sử dụng thí nghiệm giáo viên chưa thường xuyên Nguyên nhân vấn đề nhiều yếu tố khách quan chủ quan Trong nguyên nhân phần đa giáo viên chưa thực thành thạo bước tiến hành thí nghiệm biểu diễn lớp dẫn tới khó khăn việc tiến hành thí nghiệm Với việc sử dụng sáng kiến kinh nghiệm có nội dung trình bày chi tiết mục tiêu, sở lý thuyết, dụng cụ thí nghiệm, cách sử dụng bước tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình, giáo khoa sách Vật lí lớp 11 tài liệu tham khảo giúp thầy cô giải khó khăn trên, để thực thành cơng giảng Góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn vật lí trường phổ thơng Ngồi việc sử dụng sáng kiến kinh nghiệm giúp giáo viên nhận thức hiểu sâu mặt lí luận sử dụng thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lí phổ thơng, giúp giáo viên có nhìn tổng quan phương pháp dạy học tích cực có sử dụng thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lí Những thông tin cần bảo mật: Không 10 Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: Các nhà trường cần có đầy đủ thí nghiệm biểu diễn môn Vật lý 11 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tác giả Để đánh giá hiệu việc hướng dẫn tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình vật lí 11 ban Tơi tiến hành điều tra nhận thức, mức độ, hiệu sử dụng thí nghiệm biểu diễn giáo viên thông qua phiếu điều tra (thu thập thông tin qua phiếu điều tra trực tuyến https://bit.ly/phieudieutragiaovien ) Trên sở cung cấp tài liệu “Cách tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình Vật lí 11 ban bản” (link tài liệu gửi kèm http://bit.ly/tienhanhthinghiem11 ) cho số giáo viên dạy mơn Vật lí trường THPT huyện ; TTGDTX Huyện , số thầy, cô giáo trường THPT khác sử dụng đánh giá hiệu tài liệu - Kết khảo sát mức độ nhận thức giáo viên việc sử dụng thí nghiệm dạy học trường THPT: Mức độ nhận thức lí A Mức độ nhận thức: Số phiếu Tỉ lệ % 17 - Rất cần thiết 10 71,42 - Cần thiết 28,58 - Không cần thiết 0 10 71,42 12 85,71 57,71 7,14 0 0 B Lí - Kích thích hứng thú học tập học sinh - Phát huy tính tích cực, độc lập, sáng tạo học sinh trình dạy học - Đảm bảo kiến thức vững - Chuẩn bị công phu thời gian - Hiệu dạy không cao - Không thi cử Kết thu cho thấy: Đa số giáo viên đánh giá cao tầm quan trọng cần thiết việc sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí 100% giáo viên khẳng định khơng thể thiếu thí nghiệm dạy học vật lí Theo đánh giá giáo viên việc sử dụng thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lý kích thích hứng thú học tập học sinh (71,42%) phát huy tính tích cực, độc lập, sáng tạo học sinh ( 85,71%) đảm bảo cho học sinh nắm vững kiến thức (57,71%) Từ thấy giáo viên nhận thức đắn tầm quan trọng sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí Từ cho thấy mức độ cần thiết tầm quan trọng việc sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí - Kết khảo sát mức độ sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí trường phổ thơng Mức độ sử dụng Số phiếu Tỉ lệ % - Thường xuyên 21,42 - Thỉnh thoảng 11 78,58 - Không sử dụng 0 Kết cho thấy giáo viên sử dụng thí nghiệm dạy học chưa thường xuyên (Số giáo viên sử dụng (78,58%) Từ nhận thấy nhận thức vai trị thí nghiệm dạy học vật lí thực tế mức độ sử dụng thí nghiệm giáo viên chưa thường xuyên Mâu thuẫn có nguyên nhân nhiều yếu tố khách quan chủ quan Trong có nguyên nhân giáo viên chưa thực thành thạo bước tiến hành thí nghiệm biểu diễn lớp dẫn tới khó khăn việc tiến hành thí nghiệm 18 - Kết điều tra hiệu sử dụng tài liệu “Cách tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình Vật lí 11 ban bản” Nội dung Số phiếu Tỉ lệ % - Có tính khả thi sử dụng làm tài liệu tham khảo 13 92,85 0 7,14 - Không khả thi - ý kiến khác: Từ kết điều tra cho thấy nhu cầu sử dụng tài liệu hướng dẫn tiến hành thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lí giáo viên có Sáng kiến kinh nghiệm tài liệu tham khảo cho giáo viên Với việc trình bày đầy đủ theo bước: mục đích, sở lý thuyết, dụng cụ, bước tiến hành thí nghiệm giúp giáo viên khắc phục khó khăn chuẩn bị tốt cho số thí nghiệm biểu diễn mơn vật lí 11 ban Từ giúp học sinh nắm vững kiến thức hơn, chủ động việc chiếm lĩnh tri thức, hình thành lực cho học sinh Đạt thành công dạy 12 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến cá nhân, tổ chức tham gia áp dụng sáng kiến lần đầu, kể áp dụng thử Qua kết điều tra hiệu sử dụng tài liệu “Cách tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình Vật lí 11 ban bản” Thì 100% thầy giáo xin ý kiến đánh giá tài liệu có tính khả thi sử dụng làm tài liệu tham khảo trình dạy học 13 Danh sách người tham gia áp dụng thử áp dụng sáng kiến lần đầu ST T Họ tên Nguyễn Thị Thắm Tòng Thị Hương Tòng Thị Nghiêm Ngày thán năm sinh Nơi công tác Chức danh 1989 TT GDTX Giáo viên 1990 PT DTNT THCS&THP T Giáo viên 1983 THPT Giáo viên Nội Trình độ dung chun cơng mơn việc hỗ trợ Sử dụng tài Đại học liệu cho ý kiến Sử dụng tài Đại học liệu cho ý kiến Đại học Sử dụng tài 19 liệu cho ý kiến Trên tóm tắt nội dung sáng kiến thực năm học 2020-2021 Tôi xin cam đoan thông tin nêu đơn trung thực, thật hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật  ... bước tiến hành thí nghiệm biểu diễn lớp dẫn tới khó khăn việc tiến hành thí nghiệm 18 - Kết điều tra hiệu sử dụng tài liệu ? ?Cách tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình Vật lí 11 ban bản? ??... lặp lại thí nghiệm Điều có nghĩa là: với thiết bị thí nghiệm, điều kiện thí nghiệm bố trí lại thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm, tượng, q trình vật lí phải diễn thí nghiệm giống lần thí nghiệm. .. đánh giá hiệu việc hướng dẫn tiến hành số thí nghiệm biểu diễn chương trình vật lí 11 ban Tôi tiến hành điều tra nhận thức, mức độ, hiệu sử dụng thí nghiệm biểu diễn giáo viên thông qua phiếu