9. Cấu trúc luận văn
2.3.2.Cấu trúc nội dung của chương
Trong quá trình dạy học, việc nắm được cấu trúc lôgic sự phát triển nội dung trong chương là cần thiết. Grap tiến trình phát triển nội dung của chương “Dòng điện trong các môi trường” theo CTC được thể hiện qua sơ đồ 2.1.
Sơ đồ 2.1. Grap tiến trình phát triển nội dung của chương “Dòng điện trong các môi trường”
Dòng điện trong các môi trường
Dòng điện trong chất điện phân
Đặc điểm chung của hạt tải điện trong môi trường dẫn điện
Dòng điện trong chất bán dẫn Dòng điện trong chất khí Dòng điện trong chân không Dòng điện trong kim loại Hiện tượng nhiệt điện, siêu dẫn Đặc điểm của hạt tải điện trong chất khí Tia lửa điện, hồ quang điện Đặc điểm của hạt tải điện trong chất khí Tia catốt, các tính chất của tia catôt Hạt tải điện trong chân không Hiện tượng cực tan, định luật Farađây Thuyết điện ly Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim
loại, sự phụ thuộc điện trở
suất kim loại theo nhiệt độ Lớp chuyển tiếp p-n, đặc điểm của lớp chuyển tiếp Ứng dụng của cặp nhiệt điện, khả năng ứng dụng của vật liệu siêu đẫn Ứng dụng của hiện tượng điện phân Điôt bán dẫn, tranzito và các ứng dụng của nó Ứng dụng của dòng điện trong chất khí Ứng dụng dòng điện trong chân không
2.3.3. Vấn đề hóa nội dung dạy học của chương
Trong DHGQVĐ nội dung dạy học của chương, của bài cần phải được sắp xếp thành một chuỗi các vấn đề nhận thức. Để làm được điều đó, GV căn cứ vào mục tiêu, nhiệm vụ và yêu cầu của chương trình và SGK, tiến hành tổ chức sắp xếp lại nội dung dạy học thành từng vấn đề theo một lôgic nhất định, đảm bảo nội dung dạy học theo yêu cầu của chương trình vừa tạo nội dung dạy học nhằm phát triển năng lực nhận thức, năng lực GQVĐ cho HS. Đó là vấn đề hóa nội dung dạy học. Nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường” có bộ câu hỏi dạy học hay chuỗi bài toán nhận thức sau:
a. Câu hỏi khái quát
Ta biết rằng “ dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt tải điện”.
Trong các môi trường vật chất khác nhau, những loại hạt nào đóng vai trò là các hạt tải điện ?
Trong các môi trường khác nhau, dòng điện có những đặc điểm gì khác nhau ? Dòng điện trong các môi trường có những ứng dụng như thể nào trong đời sống, sản xuất, kỹ thuật ?
b. Câu hỏi bài học
Bài 13: Dòng điện trong kim loại
Ta biết rằng: kim loại dẫn điện tốt và là vật liệu chính trong việc truyền tải và tiêu thụ điện năng. Vậy bản chất của dòng điện trong kim loại là gì ? Tại sao kim loại lại có điện trở ? Điện trở của kim loại phụ thuộc vào những yếu tố nào ? Giải pháp nào để giúp tiết kiệm điện năng, góp phần bảo vệ môi trường ?
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
Ta biết rằng: một số chất lỏng dẫn điện tốt. Vậy dòng điện trong những chất lỏng này có bản chất là gì, có đặc điểm như thế nào và được ứng dụng ra sao trong thực tế ?
Lợi dụng tính chất này, hiện nay tình trạng sử dụng xung điện (kích điện) để đánh bắt các loại thủy sản đang diễn ra rất nhức nhối trên nhiều địa phương. Những hoạt động đánh bắt trái phép này có ảnh hưởng như thế nào đến nguồn thủy sản và chúng ta cần có những giải pháp cũng như những hành động gì để ngăn chặn có hiệu quả tình trạng này ?
Bài 15: Dòng điện trong chất khí
Chúng ta biết rằng bình thường không khí không dẫn điện. Tuy nhiên trong những cơn giông nhiệt lại thấy có hiện tượng sét. Theo quan niệm dân gian thì sét là do ông Thiên Lôi ở trên trời tạo ra để trùng trị những người dưới trần gian có tội. Quan niệm đó có thực sự chính xác hay không ? Làm cách nào để phòng, chống sét có hiệu quả ?
Bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn Vấn đề cấp bài
Hiện nay chúng ta thấy rằng điện thoại di động, máy tính đã trở thành vật không thể thiếu đối với con người. Chúng là những sản phẩm của cuộc cách mạng công nghệ thông tin. Vậy cuộc cách mạng này bắt nguồn từ loại vật liệu nào ? Cuộc cách mạng này đã có những tác động như thế nào đến môi trường ?
c. Vấn đề nội dung
Bài 13: Dòng điện trong kim loại
Cơ sở nào để giải thích tính dẫn điện của kim loại ? Bản chất của dòng điện trong kim loại là gì ?
Tại sao kim loại có điện trở ? Nhiệt độ có ảnh hưởng như thế nào đến điện trở của kim loại ? Tại sao khi có dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại lại bị nóng lên ?
Khi ở nhiệt thấp, điện trở của kim loại có đặc điểm gì ?
Đề xuất giải pháp giúp tiết kiệm và nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng góp phần bảo vệ môi trường ?
Dựa vào thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại hãy dự đoán hiện tượng xẩy ra nếu nhiệt độ ở hai đầu của một thanh kim loại có sự chênh lệch ? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
Một số chất lỏng dẫn điện, hiện tượng này chứng tỏ điều gì ? Những loại hạt nào đóng vai trò là hạt tải điện trong môi trường này ?
Bản chất của dòng điện trong chất điện phân là gì ?
Dòng điện trong chất điện phân có đặc điểm gì khác so với dòng điện trong kim loại ? Tại sao trong thí nghiệm điện phân dung dịch CuSO4 có Anôt bằng đồng thì Anôt bị bào mòn ? Quá trình trao đổi năng lượng diễn ra như thế nào trong hiện tượng này ?
Khối lượng các chất thoát ra ở các điện cực trong hiện tượng điện phân phụ thuộc vào những yếu tố nào ?
Dự đoán mối quan hệ giữa khối lượng vật chất thoát ra ở và điện lượng chuyển qua bình điện phân ?
Hệ số tỷ lệ trong biểu thức của định luật thứ nhất của Fa-ra-đây về hiện tượng điện phân phụ thuộc vào những yếu tố nào ?
Nêu nguyên tắc cấu tạo của bể dùng để mạ điện ? Tại sao khi mạ điện một vật thì ta lại phải quay đều vật đó ?
Nêu nguyên tắc của công nghệ luyện nhôm ? Cần lưu ý những vấn đề gì về chất thải trong quá trình luyện nhôm để không gây ảnh hưởng đến môi trường ?
Tại sao sử dụng xung điện lại có thể đánh bắt được thủy sản ? Hậu quả và giải pháp cho tình trạng đó ?
Chất khí dẫn điện không ? Tại sao mạng điện gia đình, các nhà máy điện vẫn hoạt động rất an toàn ? Ở điều kiện nào thì chất khí dẫn điện ? Bản chất của dòng điện trong chất khí là gì ?
Sự dẫn điện trong chất khí có đặc điểm gì ?
Điều kiện để tạo ra quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí là gì ? Điều kiện để tạo ra tia lửa điện là gì ? Gải thích hiện tượng sét ?
Tại sao khi đi đường gặp mưa giông, sấm sét dữ dội ta không nên đứng trên những gò đất cao hoặc trú dưới những gốc cây to mà nên nằm dán người xuống đất ? Cột chống sét là gì ? Tại sao nó chống được sét ?
Đề xuất giải pháp để phòng, chống sét ?
Tại sao ôtô, xe máy lại chạy được ? HS nên có ý thức như thế nào trong việc sử dụng xe gắn máy để bảo vệ môi trường ?
Điều kiện để có hồ quang điện là gì ? Tại sao chúng ta cần tránh xa các đền ống dùng trong gia đình nếu nó bị vỡ ?
Tại sao trong các thành phố lớn đặc biệt là ở những khu vực sản xuất như nhà máy, chợ… lại hay có hỏa hoạn ? Hỏa hoạn những ảnh hưởng gì đến môi trường sống ?
Bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn
Chất bán dẫn có tính chất gì khác với các vật liệu dẫn điện khác mà chúng ta đã biết ? Thế nào là bán dẫn loại n, bán dẫn loại p ?
Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn là gì ?
Hiện tượng gì xẩy ra tại chỗ tiếp xúc giữa miền bán dẫn loại n và miền bán dẫn loại p ? Tại sao lớp chuyển tiếp p - n lại chỉ dẫn điện tốt theo một chiều ?
Điốt chỉnh lưu, pin mặt trời, điốt phát quang, tranzito có cấu tạo như thế nào ? Tác dụng của mỗi loại là gì ?
Pin Mặt trời, điốt phát quang có những ưu điểm gì trong việc tiết kiệm điện năng ? Chúng ta cần có ý thức như thế nào trong việc chất thải điện tử ngày càng phổ biến, bữa bãi ở các vùng nông thôn ?
2.4. Chuẩn bị các điều kiện cần thiết triển khai dạy học theo định hướng DHGQVĐ chương “Dòng điện trong các môi trường”
2.4.1. Thiết kế các tình huống có vấn đề dùng cho dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường”
a. Tình huống cấp chương
* Mục tiêu: HS tiếp nhận được bài toán nhận thức: Trong các môi trường khác nhau, những loại hạt nào đóng vai trò là hạt tải điện ? Dòng điện trong các môi trường đó có những đặc điểm gì khác nhau ?
* Phương tiện thực hiện tình huống: Các ảnh chụp về dòng điện trong kim loại, dòng điện trong chất điện phân, dòng điện trong chất khí và dòng điện trong chất bán dẫn.
* Tình huống: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
GV đưa ra ảnh chụp về dòng điện trong kim loại, dòng điện trong chất điện phân, dòng điện trong chất khí và dòng điện trong chất bán dẫn rồi đặt câu hỏi:
Tại sao những thiết bị này hoạt động được ?
HS tranh luận sôi nổi và đưa ra câu trả lời là có dòng điện chạy trong các thiết bị.
Vậy trong các môi trường khác nhau, những loại hạt nào đóng vai trò là hạt tải điện ? Dòng điện trong các môi trường đó có những đặc điểm gì khác nhau ?
b. Tình huống cấp bài Tình huống 1:
* Mục tiêu của tình huống: là câu hỏi nhận thức:
Kim loại dẫn điện tốt. Vậy bản chất của dòng điện trong kim loại là gì ? Tại sao kim loại có điện trở ?
* Loại tình huống: Tình huống bế tắc
* Phương tiện: Bóng đèn sợi đốt mắc vào mạch điện.
* Tình huống:
GV sử dụng mạch điện đã có bóng đèn, bật công tắc cho mạch hoạt động thì đèn sáng. GV đặt câu hỏi: khi bật công tắc thì đèn sáng, hiện tượng này chứng tỏ điều gì ?
HS tranh luận sôi nổi.
Vậy bản chất của dòng điện trong kim loại là gì ? Tại sao khi dòng điện chạy qua dây dẫn thì làm nó nóng lên ?
Tình huống 2
* Mục tiêu của tình huống: là câu hỏi nhận thức:
Nước sông dẫn điện. Vậy bản chất của dòng điện trong môi trường này là gì ?
*Loại tình huống: Tình huống bế tắc
* Phương tiện: video về việc sử dụng xung điện để đánh bắt thủy sản.
* Tình huống: GV cho HS xem video về việc sử dụng xung điện để đánh bắt thủy sản. GV đặt câu hỏi: Tại sao sử dụng xung điện lại có thể đánh bắt được thủy sản ?
HS tranh luận sôi nổi.
Ngoài ra tình huống này còn giáo dục HS có ý thức bảo vệ môi trường sống, không sử dụng và tuyên truyền cho những người xung quanh không sử dụng xung điện để đánh bắt thủy sản.
Tình huống 3:
* Mục tiêu của tình huống: là câu hỏi nhận thức:
Trong một số trường hợp chất khí dẫn điện. Vậy bản chất của dòng điện trong chất khí là gì ? Ở điều kiện nào thì chất khí dẫn điện ?
* Loại tình huống: tình huống bế tắc.
* Phương tiện thực hiện tình huống: ảnh chụp về hiện tượng sét trong các cơn giông.
* Tình huống:
GV cho HS xem ảnh chụp về hiện tượng sét trong các cơn giông và đặt câu hỏi:
Theo quan niệm dân gian thì sét là do ông Thiên Lôi ở trên trời tạo ra để trùng trị những người dưới trần gian có tội. Quan niệm đó có thực sự chính xác hay không ?
HS tranh luận nôi nổi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bản chất của dòng điện trong chất khí là gì ? Trong điều kiện nào thì chất khí dẫn điện ?
Tình huống 4
* Mục tiêu của tình huống: là câu hỏi nhận thức:
Chất bán dẫn là gì ? Bản chất của dòng điện trong chất bán dãn là gì ?
Loại tình huống: tình huống bế tắc
Phương tiện: Các linh kiện bán dẫn như IC, điôt, tranzito, điện thoại di động.
Tình huống:
GV kể chuyện về sự ra đời và cuộc cách mạng công nghệ thông tin. Hiện nay chúng ta thấy rằng điện thoại di động, máy tính đã trở thành vật không thể thiếu đối với con người. Chúng là những sản phẩm của cuộc cách mạng công nghệ thông tin. Cuộc cách mạng này bắt nguồn từ vật liệu bán dẫn ? Vậy chất bán dẫn là gì ? Bản chất của dòng điện trong chất là gì ?
c. Tình huống cấp đơn vị kiến thức Tình huống 1
* Mục tiêu của tình huống: là câu hỏi nhận thức:
Hiện tượng xẩy ra như thế nào khi có sự chênh lệch nhiệt độ ở hai đầu thanh kim loại ?
* Loại tình huống: tình huống bế tắc.
* Phương tiện thực hiện tình huống: Cặp nhiệt điện
* Tình huống:
HS dựa vào thuyết electron thảo luận đưa ra câu trả lời
GV cho HS quan sát hoạt động của cặp nhiệt điện. Tại sao số chỉ của vôn kế lại khác không ?
HS: bế tắc
Để trả lời câu hỏi này ta sẽ nghiên cứu mục “hiên tượng nhiệt điện”.
Tình huống 2
* Mục tiêu của tình huống: là câu hỏi nhận thức:
Loại hạt nào đóng vai trò là hạt tải điện trong chất điện phân ? Bản chất của dòng điện trong chất điện phân là gì ?
* Loại tình huống: tình huống bế tắc.
* Phương tiện thực hiện tình huống: thí nghiệm về tính dẫn điện của, nước tinh khiết, nước muối, dung dịch CuSO4.
* Tình huống:
Nước tinh khiết có dẫn điện không ? HS sử dụng kinh nghiệm thực tế để trả lời. Nước muối, dung dịch CuSO4 dẫn điện không ? HS sử dụng kinh nghiệm thực tế để trả lời.
Vậy loại hạt nào đóng vai trò là hạt tải điện trong hai trường hợp trên ? Bản chất của dòng điện trong các môi trường này là gì ?
Tình huống 3
* Mục tiêu của tình huống: là câu hỏi nhận thức:
Hiện tượng diễn ra như thế nào tại các điện cực trong quá trình điện phân ?
* Loại tình huống: tình huống bế tắc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
* Phương tiện thực hiện tình huống: thí nghiệm về hiện tượng điện phân dung dịch CuSO4 với catôt bằng Cu.
* Tình huống:
GV cho HS quan sát về thí nghiệm về hiện tương điện phân dung dịch CuSO4 với catôt bằng Cu.
Yêu cầu HS nhận xét kết quả thu được ? HS thảo luận, trả lời câu hỏi của GV
Khối lượng của đồng thoát ra ở catôt phụ thuộc vào những yếu tố nào ? Hãy nêu phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đó ?
Trong tình huống này, HS vừa nêu được dự đoán khoa học, vừa nêu được phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đó. Do vậy, trong trường hợp này, GV còn bồi dưỡng được cho HS phương pháp thực nghiệm vật lý.
Tình huống 4
* Mục tiêu của tình huống: là câu hỏi nhận thức:
Ở điều kiện nào thì chất khí dẫn điện ? Bản chất của dòng điện trong chất khí là gì ?
* Loại tình huống: tình huống bế tắc.
* Phương tiện thực hiện tình huống: thí nghiệm về hiện tượng dẫn điện của chất khí trong điều kiện thường.
* Tình huống:
Ở điều kiện bình thường, chất khí dẫn điện không ? HS dựa vào kinh nghiệm thực tế để trả lời.
Yêu cầu HS quan sát và nhận xét hiện tượng xẩy ra khi đưa ngọn đèn ga vào giữa hai điện cực.
HS quan sát, thảo luận để trả lời câu hỏi của GV.