Để xây dựng được video hướng dẫn TN hoàn chỉnh, video phải đảm bảo được các điều kiện sau:
1.6.1. Điều kiện về thiết bị
Thiết bị TN được dùng để xây dựng video TN phải có độ chính xác cao, đảm bảo tính thẩm mĩ.
Thiết bị ghi hình phải đảm bảo độ phân giải tối thiểu 4.0 megapixel.
1.6.2. Điều kiện về kĩ năng cần thiết để xây dựng một video thí nghiệm
Ngoài việc nắm vững cơ sở lí thuyết của TN, để xây dựng thành công một video TN người nghiên cứu cần phải có các kĩ năng cơ bản sau.
a. Kĩ năng lắp đặt, vận hành
Để xây dựng một video TN trước hết người thực hiện phải thực hiện các thao tác lắp ráp và vận hành một cách thuần thục, nhuần nhuyễn. TN tiến hành phải đảm bảo thành công.
b. Kĩ năng trình bày TN
Sau khi đảm bảo kĩ năng lắp đặt, vận hành người thực hiện video TN phải đặc biệt chú ý đến kĩ năng trình bày TN vì kĩ năng này quyết định việc thành công hay thất bại khi đưa sản phẩm vào hỗ trợ trong hoạt động dạy học. Người thực hiện phải lưu ý từng chi tiết nhỏ của quá trình TN. Việc trình bày TN theo tiến độ từ giới thiệu, lắp đặtthiết bị... đến đánh giá, phân tích kết quả phải được thực hiện rõ ràng và đặc biệt làm nổi bật lên điểm mấu chốt nhằm định hướng tư duy cho HS để từ đó hoàn thành được mục tiêu của TN.
c. Kĩ năng xây dựng kịch bản, biên tập thành các video theo mục đích sử dụng
Nói đến video thì kĩ năng xây dựng kịch bản, biên tập thành các video là một kĩ năng tất yếu cần phải có. Trước khi thực hiện TN thì nhà sư phạm đã phải định hình trong đầu những tình huống sư phạm, khả năng vận dụng từng giai đoạn nào của TN có thể phù hợp các giai đoạn của quá trình dạy học. Sau đó viết cụ thể thành kịch bản và biên tập thành video TN. Trong quá trình biên tập thì kĩ năng sử dụng các phần mềm làm video như camtasia studio, ulead videostudio,… là không thể thiếu. Những phần mềm này hỗ trợ
đắc lực cho việc cắt, ghép, chú thích, đặt tiêu đề, lồng tiếng… làm cho video được thực hiện theo đúng ý đồ sư phạm mà video hướng tới.
TIỂU KẾT CHƯƠNG 1
Sau khi nghiên cứu cơ sở lí luận, tôi nhận thấy việc xây dựng video TN có vai trò khá quan trọng trong việc giảng dạy học phần TN Cơ – Nhiệt. Sử dụng video TN giúp SV dễ hiểu hơn, dễ nắm bắt được các kiến thức vật lí, góp phần nâng cao chất lượng dạy học.Qua đó hỗ trợ thêm cho người đọc hệ thống những kĩ năng thực hành thí nghiệm vật lí cần thiết, các biện pháp nhằm hình thành và phát huy năng lực thực nghiệm trong thực hành vật lí.
Chương 2 Xây dựng hệ thống video hướng dẫn TN Vật lí đại cương phần Cơ – Nhiệt
2.1. Phân tích nội dung cơ bản học phần Vật lí đại cương phần Cơ - Nhiệt
Nội dung cơ bản của học phần Vật lí đại cương phần Cơ – Nhiệt được giảng dạy tại trường Đại học Hùng Vương gồm 11 bài với hai nội dung chính là phần Cơ học (6 bài), phần Vật lí phân tử và nhiệt học (5 bài).
2.1.1. Phần Cơ học
2.1.1.1. Bài 1: “Phép đo độ dài. Thước kẹp, panme, cầu kế” + Nội dung:
- Tìm hiểu về thước kẹp - Tìm hiểu về panme - Tìm hiểu về cầu kế
- Thực hành sử dụng thước kẹp, panme, cầu kế để đo: Độ dày bản nhựa, đường kính viên bi xe đạp, bán kính trong và ngoài của mặt cầu thủy tinh,…
2.1.1.2. Bài 2: “Phép đo khối lượng. Cân chính xác” + Nội dung:
- Nguyên lí cân, các phương pháp cân - Xác định các thông số của cân
- Hiệu chỉnh lực đẩy Acsimet của không khí
- Thực hành xác định khối lượng của vật bằng 2 phương pháp: Cân thường và cân Menđêleep
2.1.1.3. Bài 3: “Nghiên cứu các định luật Newton” + Nội dung:
- Cơ sở lí thuyết về các định luật Newton
- Cơ sở lí thuyết về chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều
- Thực hành nghiệm lại định luật chuyển động thẳng đều, định luật chuyển động thẳng biến đổi đều
2.1.1.4. Bài 4: “Xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch” + Nội dung:
- Cơ sở lí thuyết về con lắc vật lí
- Cơ sở lí thuyết về con lắc thuận nghịch
- Thực hành xác định vị trí khối tâm C để con lắc là thuận nghịch, xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch
2.1.1.5. Bài 5: “Va chạm đàn hồi. Va chạm không đàn hồi” + Nội dung:
- Lí thuyết va chạm
- Thực hành nghiên cứu va chạm đàn hồi, va chạm không đàn hồi của hai vật
2.1.1.6. Bài 6 : “Đo hệ số nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stokes” + Nội dung:
- Tìm hiểu về cách đo hệ số nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stockes
- Tìm hiểu về thiết bị đo hệ số nhớt của chất lỏng
- Thực hành đo hệ số nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stockes
2.1.2. Phần Vật lí phân tử và nhiệt học
2.1.2.1. Bài 7: “Xác định hệ số căng mặt ngoài của chất lỏng” + Nội dung :
- Cơ sở lí thuyết về sức căng mặt ngoài
- Tìm hiểu về cách xác định hệ số căng mặt ngoài của chất lỏng - Thực hành xác định hệ số căng mặt ngoài của chất lỏng
2.1.2.2. Bài 8: “Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá” + Nội dung :
- Tìm hiểu về cách xác định nhiệt nóng chảy của nước đá
- Thực hành xác định nhiệt nóng chảy của nước đá
2.1.2.3. Bài 9: “Xác định tỉ trọng chất hơi bằng phương pháp Maye” + Nội dung :
- Cơ sở lí thuyết về tỉ trọng chất hơi
- Tìm hiểu về cách xác định tỉ trọng hơi ête bằng phương pháp Maye - Thực hành xác định tỉ trọng hơi ête bằng phương pháp Maye
2.1.2.4. Bài 10: “Xác định nhiệt dung riêng của chất rắn” + Nội dung:
- Cơ sở lí thuyết về nhiệt dung và nhiệt dung riêng
- Tìm hiểu về cách xác định nhiệt dung riêng của chất rắn bằng nhiệt lượng kế
- Thực hành xác định nhiệt dung riêng của chất rắn 2.1.2.5. Bài 11: “Hiệu ứng Joule – Thomson”
+ Nội dung:
- Cơ sở lí thuyết của hiệu ứng Joule – Thomson
- Thực hành xác định hệ số Joule – Thomson của khí N2 và khí CO2
2.2. Hệ thống các thí nghiệmVật lí đại cương phần Cơ – Nhiệt
Hệ thống các bài TN Vật lí đại cương phần Cơ – Nhiệt gồm những bài sau:
- Phép đo độ dài. Thước kẹp, panme, cầu kế - Phép đo khối lượng. Cân chính xác
- Nghiên cứu các định luật Newton
- Xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch - Va chạm đàn hồi. Va chạm không đàn hồi
- Đo hệ số nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stockes - Xác định sức căng mặt ngoài của chất lỏng
- Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá
- Xác định tỉ trọng chất hơi bằng phương pháp Maye - Xác định nhiệt dung riêng của chất rắn
- Hiệu ứng Joule – Thomson
Các bài TN vật lí đại cương phần Cơ – Nhiệt gồm có 11 bài. Trong quá trình đào tạo tại trường đại học Hùng Vương, khi học học phần TN Cơ – Nhiệt có một số TNSV không thực hành được do thiết bị TN chưa đầy đủ, một số thiết bị TN đã bị hỏng. Vì vậy, SV sẽ được thực hành một số TN cơ bản trong chương trình đào tạo của trường, từ đó làm cơ sở để tôi xây dựng video hướng dẫn một số TN vật lí đại cương phần Cơ – Nhiệt:
- Xây dựng video hướng dẫn TN “Phép đo độ dài. Thước kẹp, panme, cầu kế” - Xây dựng video hướng dẫn TN “Phép đo khối lượng. Cân chính xác”
- Xây dựng video hướng dẫn TN “Nghiên cứu các định luật Newton”
- Xây dựng video hướng dẫn TN “Xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch”
- Xây dựng video hướng dẫn TN “Va chạm đàn hồi. Va chạm không đàn hồi” - Xây dựng video hướng dẫn TN “Đo hệ số nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stockes”
- Xây dựng video hướng dẫn TN “Xác định sức căng mặt ngoài của chất lỏng”
- Xây dựng video hướng dẫn TN “Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá” - Xây dựng video hướng dẫn TN “Xác định nhiệt dung riêng của chất rắn”
2.3. Xây dựng các video hướng dẫn thí nghiệm
2.3.1. Thí nghiệm“Phép đo độ dài. Thước kẹp, panme, cầu kế”
a.Mục tiêu
- Hiểu nguyên tắc nâng cao độ chính xác của phép đo độ dài.
- Hiểu được cấu tạo của một số dụng cụ đo độ dài có cấp chính xác cao. - Biết dùng các dụng cụ đo độ dài với cấp chính xác cao.
- Có kĩ năng đo, tính giá trị trung bình, ghi kết quả đo. b. Xây dựng video TN
Nội dung chủ yế giá trị của thước kẹp, tính
Video 1.2: Sử d trụ rỗng
Nội dung chủ yế
bản nhựa, đo đường kính trong, đư rỗng, tính thể tích hình tr
Video 1.3: Tìm hi Nội dung chủ yế giá trị của panme, tính sai s
ếu của video: Video này trình bày về cấu t p, tính sai số của thước kẹp.
2.1. Cấu tạo của thước kẹp
dụng thước kẹp đo độ dày bản nhựa và kích thư
ếu của video: Video này trình bày về cách đo đ ng kính trong, đường kính ngoài, chiều cao hình tr tích hình trụ đó.
Video 1.3: Tìm hiểu về panme
ếu của video: Video này trình bày về cấu t a panme, tính sai số của panme.
2.2. Cấu tạo của panme
u tạo, cách đọc
a và kích thước hình
cách đo độ dày u cao hình trụ bị khoét
Video 1.4: Sử dụ Nội dung chủ y kính của viên bi xe đạp, đư
Video1.5: Tìm hi Nội dung chủ yế giá trị của cầu kế, tính sai s
Video 1.6: Sử dụ Nội dung chủ yế của mặt cầu thủy tinh. c. Kết quả tham khảo
Sử dụng thước kẹ - Độ chính xác c - Vị trí 0 của thư
ụng panme đo đường kính viên bi và sợi dây đ yếu của video: Video này trình bày về cách đo đư p, đường kính của sợi dây đồng.
: Tìm hiểu về cầu kế
ếu của video: Video này trình bày về cấu t , tính sai số của cầu kế.
2.3. Cấu tạo của cầu kế
ụng cầu kế đo bán kính của mặt cầu thủy tinh
ếu của video: Video này trình bày về cách đo bán kính
ẹp đo độ dày bản nhựa và kích thước hình tr chính xác của thước kẹp: a thước kẹp: i dây đồng cách đo đường u tạo, cách đọc y tinh cách đo bán kính c hình trụ rỗng
Bảng 2. 1. Kết quả đo độ dày bản nhựa, kích thước hình trụ rỗng Lần TN Độ dày bản nhựa Lần TN Độ dày bản nhựa D1 (mm) Vật hình trụ rỗng D (mm) d (mm) h (mm) 1 6,40 28,04 14,02 14,76 2 6,38 28,04 14,02 14,76 3 6,40 28,04 14,02 14,78 4 6,38 28,04 14,04 14,76 5 6,38 28,04 14,02 14,78 Trung bình 6,39 28,04 14,02 14,77 Sai số 0,01 0 0,002 0,01
Sai số tuyệt đối của các phép đo đường kính D, d, h:
∆ 1 = ∆ 1 ± (∆ 1) = 0,01 ± 0,02 = 0,03 ( ) ∆ = ∆ ± (∆ ) = 0 ± 0,02 = 0,02 ( ) ∆ = ∆ ± (∆ ) = 0,002 ± 0,02 = 0,022 ( ) ∆ℎ = ∆ℎ ± (∆ℎ) = 0,01 ± 0,02 = 0,03 ( ) - Độ dày bản nhựa: 1 = 1 ± ∆ 1 = 6,39 ± 0,03 ( ) - Hình trụ rỗng = ± ∆ = 28,04 ± 0,02 ( ) = ̅ ± ∆ = 14,02 ± 0,022( ) ℎ = ℎ ± ∆ℎ = 14,77 ± 0,03 ( ) - Thể tích hình trụ rỗng Sai số tương đối của thể tích V:
=∆ =∆ + 2 . ∆ + ̅. ∆
− ̅ +
∆ℎ
ℎ = 0,005 ( )
Giá trị trung bình của thể tích:
= − ̅ ℎ
4= 6840,5 ( )
Sai số tuyệt đối của thể tích V:
Thể tích hình trụ rỗng:
= ± ∆ = 6840,5 ± 34,2 ( )
Video 1.4: Sử dụng panme đo đường kính viên bi và sợi dây đồng - Độ chính xác của panme: = 0,01 ( )
- Vị trí 0 của panme: 0 ( )
Bảng 2. 2. Kết quả đo đường kính viên bi và sợi dây đồng
Lần TN Viên bi Sợi dây đồng
D1 (mm) D2 (mm) 1 7,42 0,44 2 7,42 0,44 3 7,42 0,44 4 7,42 0,44 5 7,42 0,44 Trung bình 7,42 0,44 Sai số 0 0
Sai số tuyệt đối của các phép đo đường kính D1, D2:
∆ 1 = ∆ 1 ± (∆ 1) = 0 ± 0,01 = 0,01( )
∆ 2 = ∆ 2 ± (∆ 2) = 0 ± 0,01 = 0,01 ( )
- Đường kính viên bi xe đạp:
1 = 1 ± ∆ 1 = 7,42 ± 0,01 ( )
- Đường kính sợi dây đồng:
2 = 2 ± ∆ 2 = 0,44 ± 0,01 ( )
Video 1.6: Sử dụng cầu kế đo bán kính của mặt cầu thủy tinh - Độ chính xác của thước kẹp: = 0,02 ( )
Bảng 2. 3. Kết quả đo độ cao chỏm cầu, bán kính dáy chỏm cầu
Lần TN Mặt cầu thủy tinh
h (mm) r1 (mm) r2 (mm) r3 (mm) r (mm) 1 5,278 28,34 28,44 28,34 28,37 2 5,278 28,34 28,46 28,32 28,37 3 5,280 28,34 28,44 28,34 28,37 4 5,280 28,32 28,44 28,34 28,37 5 5,278 28,34 28,44 28,34 28,37 Trung bình 5,279 28,34 28,44 28,34 28,37 Sai số 0,001 0,0004 0,0004 0,0004 0
Sai số tuyệt đối của các phép đo đường kính D, d, h:
∆ℎ = ∆ℎ ± (∆ℎ) = 0,001 ± 0,002 = 0,003 ( ) ∆ = ∆ ± (∆ ) = 0,0004 ± 0,02 = 0,0204 ( ) ∆ = ∆ ± (∆ ) = 0,0004 ± 0,02 = 0,0204 ( ) ∆ = ∆ ± (∆ ) = 0,0004 ± 0,02 = 0,0204 ( ) ∆ = ∆ ± (∆ ) = 0 ± 0,02 = 0,02 ( ) - Độ cao chỏm cầu: ℎ = ℎ ± ∆ℎ = 5,279 ± 0,003 ( ) - Bán kính đáy chỏm cầu: = ̅ ± ∆ = 28,37 ± 0,02 ( ) - Bán kính mặt cầu:
Sai số tương đối của bán kính mặt cầu:
=∆ = 2 ̅∆ + ℎ∆ℎ
̅ + ℎ +
∆ℎ
ℎ = 0,002 ( )
Giá trị trung bình của bán kính mặt cầu:
= ̅
2ℎ+ ℎ
2= 78,87 ( )
Bán kính mặt cầu:
2.3.2. Thí nghiệm “Phé
a. Mục tiêu
- Hiểu nguyên lí c
- Biết hiệu chỉnh lực đẩy Acsimet của không khí - Biết xác định khối l
pháp: phương pháp cân thư b. Video hướng dẫn TN
Video 2.1: Tìm hi Nội dung chủ y cân, các chú ý khi cân, độ nhạy của cân không t
Video 2.2: Xác đ Nội dung chủ y khối lượng của miếng nh
Video 2.3: Xác đ Menđêlêep
Phép đo khối lượng. Cân chính xác”
ên lí của phép cân, các phương pháp cân
ết hiệu chỉnh lực đẩy Acsimet của không khí trong phép cân. ết xác định khối lượng của một vật cho trước bằng hai ph pháp: phương pháp cân thường và phương pháp cân Mendeleep.
TN
ìm hiểu về cân chính xác
yếu của video: Video này trình bày vềcách hi các chú ý khi cân, cách xác định vị trí không thực của cân,
a cân không tải.
2.4. Cân chính xác
ác định khối lượng của vật bằng phương pháp cân yếu của video: Video này trình bày về
ng nhựa bằng phương pháp cân thường.
Video 2.3: Xác định khối lượng của vật bằng phương pháp cân trong phép cân.
ớc bằng hai phương à phương pháp cân Mendeleep.
cách hiệu chỉnh a cân, cách xác định
ng phương pháp cân thường cách xác định
Nội dung chủ yếu của video: Video này trình bày về cách xác định khối lượng của miếng nhựa bằng phương pháp cân Menđêlêep.
c. Kết quả tham khảo
Video 2.2: Xác định khối lượng của vật bằng phương pháp cân thường - Vật: miếng nhựa
Bảng 2. 4. Kết quả đo khối lượng miếng nhựa bằng phương pháp cân thường
Lần TN Cân thường X (mg) 1 15950 2 15900 3 15900 Trung bình 15917 Sai số 22
Khối lượng của miếng nhựa:
= ± ∆ = 15917 ± 20 ( )
Video 2.3: Xác định khối lượng của vật bằng phương pháp cân Menđêlêep
- Vật: miếng nhựa
Bảng 2. 5. Kết quả đo khối lượng miếng nhựa bằng phương pháp cân Menđêleep Lần TN Cân Menđêleep M1 (mg) M2(mg) X= M2 - M1 (mg) 1 34250 50150 15900 2 34200 50150 15950 3 34200 50100 15900 Trung bình 34217 50133 15917 Sai số 22 22 22
Khối lượng của miếng nhựa:
2.3.3. Thí nghiệm “Nghiên c
a. Mục tiêu
- Khảo sát các định luật chuyển động, thấy đ đường và thời gian, tốc độ v