8. Cấu trúc của luận án
3.3.1. Bộ thí nghiệm tự tạo Điện học Vật lý lớp 9
a. Mục đích sử dụng: TN được sử dụng để DH các bài: Sự phụ thuộc cường độ
dòng điện vào hiệu điện thế giữa 2 đầu dây dẫn, Điện trở dây dẫn - Định luật Ôm, Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn, tiết diện dây dẫn, vật liệu làm dây dẫn và chứng minh sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ ở phần có thể em chưa biết (SGK VL 9, trang 25). Ngoài ra, bộ TN này có thể sử dụng để DH một số bài khác trong chương Điện học lớp 9 như: công, công suất, thực hành xác định công suất của các dụng cụ điện...[53]; [54].
b. Tập hợp vật liệu và thiết bị:
- 02 bảng nhựa (40 x 25) cm; - 01 bộ nguồn 4 pin 1,5 V DC; - 01 ampe kế một chiều; - 01 giá đỡ bằng gỗ;
- 01 vôn kế một chiều; - 10 đinh găm giấy và 10 đinh vít;
- 02 ổ cắm điện; - 01 thước nhựa;
- 02 tấm xốp hoặc nhựa; - Dây điện trở các loại; - 01 ống nhựa Φ = 3,4 cm, dài 26 cm; - Các dây dẫn điện;
c. Gia công, lắp ráp TN:
- Các dây điện trở với các thông số khác nhau:
+ Dùng bảng nhựa có kích thước (40 x 25) cm có lỗ đục sẵn để dễ định vị các dây điện trở bằng vít và đinh găm giấy.
- 85 -
các vật liệu khác nhau (ρ1 và ρ1). Cụ thể trong TN có chiều dài l1 = l =12 cm, vật liệu ρ1 là Constantan, dây có Φ1 = 0,3 mm. Dây điện trở thứ 2 có l2 = 2l = 24 cm, Φ2 = 0,6 mm hoặc vật liệu ρ2 là dây nicrom.
+ Dùng đinh vít và đinh găm để định vị các đoạn dây điện trở lên bảng nhựa có gắn thước để đo chiều dài ngay trên bảng. Các đoạn dây điện trở được sắp xếp theo hàng ngang cách nhau 3 cm để thuận tiện cho việc tiến hành TN; riêng dây điện trở khảo sát sự phụ thuộc của R vào nhiệt độ, cần bố trí khoảng cách 6 cm (tránh nhiệt độ của ngọn lửa đ n cồn gây ảnh hưởng đến các thiết bị khác), xem hình 3.1.a.
- Gia công giá lắp pin: Dùng ống nhựa PVC Φ = 3,4 cm, dài 26 cm (bằng tổng chiều
dài của 4 viên pin 1,5 V) sau đó bổ dọc để lấy 2 phần 3 ống. Cắt vỏ lon bia thành 4 mãnh nhôm nhỏ (2,0 x 1,0) cm và uốn chúng thành hình chữ S làm tiếp điểm với các cực của pin.
- Bảng xốp hoặc nhựa để gắn các dụng cụ: Gắn các dụng cụ đo như ampe kế,
vôn kế, khóa K, bộ nguồn bằng các đầu vít có rắc cắm trên bảng xốp hoặc nhựa để dễ tháo lắp khi DH hoặc thay thế dụng cụ (xem hình 3.1.b).
- Giá đỡ: Dùng các thanh gỗ để chế tạo giá đỡ có kích thước (63 x 44 x 2) cm.
- Lắp ráp TN: Dùng dây dẫn nối các dụng cụ theo các sơ đồ mạch điện như các
hình vẽ 1.1, 7.2, 8.1 ở SGK - VL 9 [53]. Trong quá trình gia công, GV cần lưu ý những bộ phận sẽ tháo lắp ở phần mặt trước, những phần không cho HS thao tác thì lắp kín ở sau bảng. Sau khi chỉnh sửa, lắp ráp ta có bộ TN như hình 3.1.c.
a. b. c.
Hình 3.1. a,b,c. Bộ TN Điện học VL lớp 9
d. Tiến hành TN: Với bộ TN này, chúng ta có thể sử dụng để tiến hành TN trong DH các bài khác nhau, chẳng hạn: TN Khảo sát sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn (bài 7 SGK VL 9, trang 19). Sau khi giới thiệu dụng cụ, GV nêu vấn đề, giao nhiệm vụ hoạt động nhóm. Các nhóm lần lượt tiến hành TN như sau:
- Nghiên cứu dụng cụ, đề xuất phương án tiến hành TN. Các nhóm hợp tác thực hiện: vẽ sơ đồ mạch điện; lựa chọn thiết bị cần thiết, bố trí dụng cụ lên bảng; lắp ráp mạch điện theo sơ đồ và kiểm tra mạch điện hoạt động trước khi sử dụng để khảo sát.
- 86 -
các dây điện trở (theo hướng dẫn TN của phiếu học tập số 1, ở bảng 3.2 mà GV cung cấp cho các nhóm). Dùng thước đo chiều dài dây nếu khảo sát phụ thộc R vào l, đo tiết diện nếu khảo sát R và S…, sau đó tiến hành đo U, I trên mỗi dây điện trở và ghi lại kết quả. Để thu thập nhiều cứ liệu, GV có thể yêu cầu các nhóm thực hiện các phương án TN khác nhau như: nhóm 1 và 2 làm phương án đo điện trở của dây dẫn có chiều dài l và 2l; nhóm 3 và 4 làm phương án đo điện trở của dây dẫn có chiều dài 2l và 3l.
- Các nhóm xử lý số liệu, rút ra nhận xét và báo cáo kết quả TN. GV tổ chức cho các nhóm trình bày và đánh giá kết quả lẫn nhau, sau đó GV đánh giá, hướng dẫn HS rút ra kiến thức cần đạt.
♦ Sử dụng TN trong DH: Mặc dù các TN phần Điện gồm các thiết bị rời có thể
sử dụng để HS lắp ráp, tiến hành TN, nhưng với các điện trở mẫu được chế tạo sẵn thì chưa đáp ứng yêu cầu trực quan hóa. Cụ thể là: GV chưa có thiết bị sử dụng để làm TN biểu diễn; HS chỉ chọn điện trở mẫu mà chưa tự xác định các thông số phụ thuộc như chiều dài, tiết diện và chất liệu; một số phương án TN để củng cố, luyện tập vẫn chưa có. Vì vậy bộ TN Điện được tự tạo nhằm khắc phục những hạn chế đã nêu ở bảng 3.1. Ưu thế sử dụng: HS được tham gia nhiều thao tác lắp ráp, tiến hành TN đơn giản, nhanh gọn và khả thi với TNTT ngay trên lớp nên tạo được hứng thú học tập, tích cực hóa hoạt động NT của HS và góp phần nâng cao hiệu quả DHVL ở trường phổ thông.