8. Cấu trúc luận văn
2.3.1. Tổ chức dạy học theo góc chủ đề “Dòng điện Nguồn điện”
a. Ý tưởng thiết kế
Chủ đề “Dòng điện - Nguồn điện”, chúng tôi thiết kế theo hướng kết hợp giữa việc ôn tập lại kiến thức cũ mà HS đã học ở THCS và tìm kiếm xây dựng một số nội dung kiến thức mới, qua đó làm cơ sở để xây dựng nên các khái niệm: dòng điện, cường độ dòng điện, dòng điện không đổi, nguồn điện, suất điện động của nguồn điện. Xây dựng biểu thức xác định điện năng tiêu thụ, công suất điện, định luật Jun - Len-xơ, công của nguồn điện, công suất của nguồn điện... Nhằm giúp HS nắm vững, hiểu sâu các kiến thức nêu ở trên, đồng thời phát huy các năng lực vật lí cho HS, chúng tôi thiết kế dạy bài học này theo PP DHTG, cụ thể như sau:
Góc 1: Góc phân tích: HS nghiên cứu SGK, kết hợp với phiếu hỗ trợ để hiểu được
các khái niệm cơ bản:
-Dòng điện, cường độ dòng điện, dòng điện không đổi, Suất điện động, Công của nguồn…giải thích được bản chất dòng điện trong môi trường kim loại, chiều của dòng điện, bản chất của nguồn điện...
-Nêu, viết được các biểu thức tính cường độ dòng điện, Suất điện động của nguồn,…Tìm ra mối liên hệ giữa công của lực lạ và suất điện động của nguồn điện, điện năng tiêu thụ của đoạn mạch, nhiệt lượng tỏa ra ở một vật dẫn và công suất của nguồn điện.
Góc 2: Góc trải nghiệm - Áp dụng:
- Vận dụng hoàn thành các câu hỏi từ C1đến C7 của các bài trong SGK
- HS lắp ráp, đo hiệu điện thế và so sánh độ lớn hiệu điện thế của một số nguồn điện đơn giản được tạo lên từ các loại quả hoặc dung dịch muối, đường…
Góc 3: Góc tự do - sáng tạo:
- HS sử dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, mối liên hệ giữa công
và nhiệt để xây dựng biểu thức xác định công suất tỏa nhiệt của vật dẫn.
- Học sinh tìm hiểu các nguồn điện: Pin, Ắc quy (vẽ được sơ đồ nguyên lí, giải thích nguyên lí hoạt động của từng loại nguồn điện.)
- Thiết kế , chế tạo 01 Pin, 01 ắc quy từ các vật dụng sẵn có, dễ kiếm.
b. Nội dung thiết kế 1. Giai đoạn chuẩn bị
1.1. Xác định mục tiêu bài học
+ Kiến thức:
Nêu được khái niệm dòng điện, bản chất của dòng điện trong môi trường kim loại, các đại lượng đặc trưng cho dòng điện, dòng điện không đổi…
Nêu được khái niệm nguồn điện, bản chất của nguồn điện. So sánh để thấy được sự khác nhau về công của lực lạ làm dịch chuyển một điện tích và công của lực tĩnh điện làm dịch chuyển một điện tích, suất điện động của nguồn điện.
Nêu được bản chất của điện năng tiêu thụ trong mạch điện, công suất điện. Thiết lập được công thức xác định được công suất tỏa nhiệt của vật dẫn, công suất của nguồn điện…
+ Kỹ năng:
-Đề xuất phương án thiết kế nguồn điện; Dự đoán, đọc kết quả TN khi sử dụng nguồn điện.
-Lắp ráp được những nguồn điện đơn giản từ một số loại quả và dung dịch đơn giản.
-Đo được hiệu điện thế và cường độ dòng điện của những nguồn đã lắp ráp bằng đồng hồ vạn năng.
-Thiết lập được biểu thức xác định công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua nhờ sử dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, công thức xác định công suất của nguồn.
+ Thái độ:
Tích cực, thoải mái, tự giác quan sát và so sánh tính chất ảnh qua các gương. Có ý thức hợp tác và sáng tạo trong quá trình làm việc ở các góc.
- Chuẩn bị của giáo viên và học sinh
* Phương tiện, thiết bị, đồ dùng dạy học
Giáo viên:
+ Dụng cụ: hai đồng hồ vạn năng (có thể đo được điện trở, hiệu điện thế, cường độ dòng điện), Nguồn điện là pin, điện trở, biến trở, dây nối, khóa K…, bút, thước kẻ...
+ Phiếu học tập, phiếu hỗ trợ tại các góc, giấy A0, A4...
Học sinh:
Ôn tập kiến thức: Dòng điện không đổi, nguồn điện và những kiến thức liên quan đã được học ở bậc THCS.
SGK, thước chia độ, bút...
* Phương pháp dạy học: DHTG kết hợp DH nêu và giải quyết vấn đề …
- Nội dung hoạt động học ở các góc
+ Góc phân tích: (thời gian thực hiện tối đa 30 phút): Phiếu học tập (Phụ lục 3)
+Góc trải nghiệm-Áp dụng: (thời gian thực hiện tối đa 25 phút): Phiếu học tập (Phụ lục 3)
+ Góc tự do - sáng tạo (thời gian thực hiện tối đa 20 phút): Phiếu học tập (Phụ lục 3)
Giai đoạn tổ chức dạy học theo góc B1: Tiến trình dạy học
Nội
dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện DH
Ôn tập kiểm tra kiến thức
(5 phút)
- GV: Hãy trình bày khái niệm
dòng điện, cường độ điện trường, công của lực tĩnh điện, định luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng.
- HS: suy nghĩ và trả lời câu
hỏi Tổ chức tình huống học tập (5 phút) - GV: Dòng điện có bản chất là gì? Bản chất dòng điện trong môi trường kim loại là gì?
- HS: Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của hạt mang điện. Bản chất dòng điện trong môi trường kim loại là dòng chuyển dời có hướng của
Slide trình chiếu tính chất hóa học của kim loại.
Nội
dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện DH - GV: Yêu cầu HS nhắc lại những
tác dụng của dòng điện đã được học ở đã học ở lớp 7?
- GV: Trị số của cường độ dòng
điện, hiệu điện thế đặc trưng cho cái gì?
- GV:
+ Tình huống 1: Xét trường hợp cụ thể, nếu dòng điện có cường độ không đổi thì được gọi là gì? Bằng cách nào có thể đo được đại lượng cường độ dòng điện đó?
+ Tình huống 2: Nguồn điện là gì, tại sao nguồn điện có khả năng duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện? Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho cái gì? Có thể xác định được Công và công suất của nguồn điện không?
+ Tình huống 3: Điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch được xác định thế nào? Có xác định được công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi
hạt mang điện dương.
- HS: Dòng điện có khả năng tác dụng nhiệt, phát sáng, tác dụng từ, tác dụng quang và tác dụng sinh học. - HS: - Trị số của cường độ dòng điện đặc trưng cho mức độ mạnh yếu của dòng điện. - Hiệu điện thế giữa hai điểm bất kì đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự dịch chuyển điện tích giữa hai điểm đó.
- HS:
+ Lắng nghe, suy nghĩ và đưa
ra dự đoán câu trả lời.
+ Đề suất những phương án kiểm tra dự đoán.
- HS: Lắng nghe, suy nghĩ.
Nội
dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện DH
có dòng điện chạy qua không? Giới
thiệu và cho HS chọn góc (07 phút)
- GV: Bài học được chia làm 3 góc:
+ Góc 1: HS nghiên cứu SGK, kết hợp với phiếu hỗ trợ để giải thích được bản chất dòng điện trong môi trường kim loại, chiều của dòng điện, bản chất của nguồn điện... Tìm ra mối liên hệ giữa công của lực lạ và suất điện động của nguồn điện, điện năng tiêu thụ của đoạn mạch, nhiệt lượng tỏa ra ở một vật dẫn và công suất của nguồn điện.
+ Góc 2: làm thực nghiệm để tìm hiểu nguồn điện đơn giản được tạo thành từ một số loại quả và dung dịch qua đó đánh giá vai trò của môi trường dẫn điện và cặp cực trong những nguồn điện đó. + Góc 3: HS sử dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, mối liên hệ giữa công và nhiệt để xây dựng biểu thức xác định công suất tỏa nhiệt của vật dẫn.
- HS: Lắng nghe, suy nghĩ.
- HS: Chọn góc phù hợp và
ngồi vào chỗ theo quy định
Góc trải nghiệm - Áp dụng
- GV: yêu cầu HS đọc phiếu học
tập, xác định nhiệm vụ
+ Thực hiện TN đưa ra trong
- HS:
+ Nghiên cứu nội dung của các
phiếu HT.
Hai đồng
hồ đa
Nội
dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện DH
(30 phút) phiều học tập.
+ Yêu cầu các HS yếu đọc phần
phiếu hỗ trợ.
+ Cách kiểm tra dự đoán về sự phụ thuộc của hiệu điện thế mạch ngoài vào cường độ dòng điện.
- HS: lắng nghe và thực hiện theo phiếu học tập, phiếu hỗ trợ.
- HS:
+ Dự đoán về mối liên hệ hiệu điện thế và cường độ dòng điện.
+ Tiến hành thí nghiệm.
+ Thu nhận kết quả, xử lí và nhận xét ban đầu về kết quả thu được.
+ Thảo luận về kết quả thu được.
+ Hoàn thành kết quả thu được trên tờ giấy A1.
nguồn điện một chiều 6v, điện trở, biến trở, dây nối, khóa điện Phiếu hỗ trợ, PHT… Góc phân tích (30 phút) - GV: yêu cầu HS + Đọc SGK và xác định mục tiêu nhiệm vụ.
- GV: yêu cầu HS giải thích: + Bản chất dòng điện trong môi trường kim loại, chiều của dòng điên.
+ Tác dụng của dòng điện có thể
- HS: Nghiên cứu SGK
- HS: tìm hiểu và đưa ra câu trả lời
+ Bản chất dòng điện trong môi trường kim loại là dòng chuyển dời có hướng của những electron tự do. Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển động của hạt mang điện + PHT, Phiếu hỗ trợ, SGK, giấy A1, A4. …
Nội
dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện DH
gây ra khi nó chuyển động qua vật dẫn.
+ Đại lượng nào đặc trưng cho độ mạnh yếu của dòng điện.
+ Dòng điện có những đặc điểm gì thì được gọi là dòng điện không đổi.
+ Nguồn điện là gì, hãy nêu vai trò của lực lạ trong nguồn điện.
- GV: Hãy nêu:
+ Biểu thức xác định công của lực điện:
+ Công suất tiêu thụ của một đoạn mạch:
+ Định luật Jun - Len-xơ:
+ Dòng điện có thể gây ra tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng từ, tác dụng hóa học và tác dụng sinh lý. + Cường độ dòng điện + Là dòng điện có cường độ và chiều không đổi theo thời gian.
+ Nguồn điện là thiết bị có khả
năng duy trì một hiệu điện thế giữa hai cực. Các lực lạ bên trong nguồn điện có tác dụng làm cho hai cực của nguồn điện được tích điện khác nhau, qua đó duy trì một hiệu điện thế giữa hai cực.
HS: trả lời
+ Khi đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu đoạn mạch, nếu dòng điện có cường độ I thì sau khoảng thời gian t lực điện sẽ thực hiện một công có giá trị:
A = Uq = UIt
+ Công suất tiêu thụ của đoạn mạch:
Nội
dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện DH
+ Công và công suất của nguồn điện:
* Áp dụng
GV: yêu cầu trình bày:
+ Dụng cụ và cách mắc dụng cụ để đo cường độ dòng điện, hiệu điện thế
+ Dụng cụ được dùng để đo điện
năng tiêu thụ? Mỗi số đo của dụng cụ đó tương ứng với bao nhiêu Jun?
- GV: Thảo luận và trả lời câu hỏi
từ C1 đến C9 bài 7 và C1 đến C5 bài 8 trong SGK. A P UI t
+ Nhiệt lượng tỏa ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó:
2
Q UI t
+ Công của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ trong toàn mạch:Ang EIt. Công suất của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch:
ng P EI
HS:
+ Cường độ dòng điện được đo
bằng Ampe kế, muốn đo được cường độ dòng điện đi qua một thiết bị điện người a mắc ampe kế nối tiếp với thiết bị điện đó. + Hiệu điện thế được đo bằng vol kế, muốn đo được hiệu điện thế đặt vào hai đầu của 1 thiết bị điện người ta mắc vol kế song song với thiết bị điện đó.
Nội
dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện DH
thụ là công tơ điện. Mỗi số điện tương ứng vơi 1000 J.
- HS: lắng nghe và thực hiện theo phiếu học tập, phiếu hỗ trợ.
+ Thảo luận về kết quả thu được.
+ Hoàn thành kết quả thu được trên tờ giấy A1.
Góc tự do sáng tạo
(20 phút)
- GV:
+ Yêu cầu HS đọc phiếu học tập,
xác định mục tiêu, nhiệm vụ cá nhân, nhiệm vụ của nhóm
+ HS sử dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, mối liên hệ giữa công và nhiệt để xây dựng biểu thức xác định công suất tỏa nhiệt của vật dẫn:
+ Yêu cầu các HS yếu đọc phần
phiếu hỗ trợ.
- HS:
+ Nghiên cứu nội dung của các
phiếu HT.
- HS: Xây dựng biểu thức xác
định công suất tỏa nhiệt của vật dẫn.
+ Khi dòng điện chạy qua một đoạn dây dẫn, công suất tiêu thụ của đoạn mạch đó có trị số bằng điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ trong một đơn vị thời gian. P A UI
t
. Giả sử năng lượng điện chuyển hóa hoàn toàn thành nhiệt năng:
2
QRI t. Theo nguyên lý 1 nhiệt động học: công A có thể
chuyển hóa hoàn toàn thành nhiệt Q nên ta có:
Nội
dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện DH
HS về nhà:
- Tìm hiểu các nguồn điện: Pin, Ắc quy (vẽ được sơ đồ nguyên lí, giải thích nguyên lí hoạt động của từng loại nguồn điện.)
- Thiết kế , chế tạo 01 Pin, 01 ắc quy từ các vật dụng sẵn có, dễ kiếm. A = Q P A Q RI2 t t Với 2 2 2 U R I nên 2 2 2 Q U P R I t R - HS: lắng nghe và thực hiện theo phiếu học tập, phiếu hỗ trợ.
- HS:
+ Thu nhận kết quả, xử lí + Thảo luận về kết quả thu được.
+ Hoàn thành kết quả thu được trên tờ giấy A1.
Trao đổi với lớp
(10 phút)
- GV: Yêu cầu các nhóm trình
bày kết quả thu được? các nhóm còn lại lắng nghe và đặt câu hỏi, trao đổi, bổ xung… các nội dung kiến thức
- GV: Nhận xét phần trình bày
của các nhóm
- GV: Thống nhất với HS về nọi
dung kiến thức của bài học.
- GV: Hướng dẫn HS đọc phần
ghi nhớ trong SGK.
- HS: Đại diện các nhóm lên
trình bày kết quả thu được.
Nội
dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện DH - GV: Ghi lại kết quả đã thông
nhất.
Đánh giá - GV: ĐG kết quả thu được của
các nhóm ngay tại lớp.
- GV: Yêu cầu HS về nhà tự DDG
và ĐG đồng đẳng theo nội dung phiếu đánh giá.
- HS: Thực hiện đánh giá theo
yêu cầu
Phiếu ĐG