TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG MIỀN NÚI HIỆN NAY
Thí nghiệm biểu diễn nếu được tiến hành hợp lí thì sẽ mang lại nhiều tác dụng to lớn, hiệu quả cao trong giảng dạy và góp phần tích cực vào việc nâng cao chất lượng dạy học. Nhưng thực trạng của thí nghiệm biểu diễn hiện nay ở các trường THPT miền núi thì chưa được quan tâm một cách đúng mức do các nguyên nhân:
+ Nguyên nhân chủ quan: Do đội ngũ giáo viên còn gặp nhiều khó khăn trong đời sống, nên chưa chủ tâm vào công việc giảng dạy. Chưa chịu khó tìm tòi, nghiên cứu tìm ra phương pháp giảng dạy cũng như phương pháp tiến hành thí nghiệm một cách hợp lí để nâng cao chất lượng dạy học. Năng lực sử dụng thí nghiệm còn yếu nhưng không được bổ xung, đào tạo lại thường xuyên.
+ Hệ thống thí nghiệm thiếu thốn, hư hỏng nhiều không được tu bổ, thay thế thường xuyên. Do việc giảng dạy thí nghiệm chỉ được tiến hành với những bài thí nghiệm đơn giản hoặc những thí nghiệm do giáo viên và học sinh tự làm, nên kém chính xác và hiệu quả không cao.
+ Tài liệu hương dẫn thí nghiệm theo phương án cũ, lạc hậu so với bước tiến của khoa học kĩ thuật hiện nay.
+ Hầu hết thí nghiệm chỉ được tiến hành nhằm thông báo kết quả( tức là theo quan điểm thực chứng). Hoặc là do giáo viên thực hiện qua loa đại khái, thiếu chuẩn bị chu đáo. Như vậy, tuy có tác dụng về mặt cung cấp kiến thức cho học sinh, giáo dục thế giới quan duy vật biện chứng và chủ nghĩa vô thần,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nhưng phương pháp tiến hành thí nghiệm như vậy ít có hiệu quả về phát triển tư duy cho học sinh. Ngày nay theo quan điểm dạy học mới là đào tạo những người lao động có kiến thức khoa học, có văn hoá và có khả năng nghiên cứu khoa học, khả năng tìm tòi sáng tạo thí phương pháp dạy học trên không còn phù hợp nữa. Việc tiến hành thí nghiệm cũng phải thay đổi để đạt được mục đích dạy học.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1
Trong chương này chúng tôi đã trình bày những cơ sở lí luận về tính tích cực hoá hoạt động tập của học sinh:
- Nghiên cứu một số phương pháp dạy học nhằm tích cực hoá hoạt động học tập của học sinh
- Đã làm rõ vai trò của thí nghiệm biểu diễn trong dạy học Vật lí; phân loại thí nghiệm
- Đã nêu được đặc điểm của học sinh miền núi, thực trạng của việc dạy và học Vật lí khi sử dụng thí nghiệm biểu diễn ở các trường THPT miền núi.
Trên cở sở đó chúng tôi thấy cần xây dựng được hệ thống các biện pháp sử dụng thí nghiệm trong giờ dạy học Vật lí nhằm tích cực hoá hoạt động học tập của học sinh, từ đó áp dụng vào việc thiết kế tiến trình dạy học cho ba bài( Chuyển động thẳng đều, Chuyển động thẳng biến đổi đều, Sự rơi tự do) của chương “Động học chất điểm” Vật li 10 ( cơ bản)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
CHƢƠNG 2
SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM BIỂU DIỄN TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG” ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” ĐỂ PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC HỌC TẬP CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI
2.1. PHÂN TÍCH MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PPDH CHƢƠNG” ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM”
- HS phải đạt được một hệ thống kiến thức vật lí phổ thông, cơ bản và phù hợp với những quan điểm hiện đại, bao gồm:
+ Các khái niệm về các sự vật, hiện tượng và quá trình vật lí thường gặp trong đời sống va sản xuất.
+ Các đại lượng và các định luật cơ bản
+ Những ứng dụng phổ biến của Vật lí trong đời sống và trong sản xuất + Các phương pháp chung của nhận thức khoa học và những phương pháp đặc thù của Vật lí, trước hết là phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình
- Biết quan sát các hiện tượng và các quá trình Vật lí trong tự nhiên, trong đồi sống hàng ngày hoặc trong thí nghiệm; biết điều tra, sưu tầm , tra cứu tài liệu từ các nguồn khác nhau để thu thập các thông tin cần thiết cho việc học tập môn Vật lí
- Sử dụng được các dụng cụ đo phổ biến của Vật lí, có kĩ năng lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm Vật lí đơn giản
- Biết phân tích, tổng hợp và xử lí các thông tin thu được để rút ra kết luận, đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ về bản chất của các hiện tượng hoặc quá trình Vật lí, cũng như đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã đề ra
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-Vận dụng được kiến thức để mô tả và giải thích các hiện tượng và các quá trình Vật lí, giải các bài tập Vật lí và giải quyết các vấn đề đơn giản trong đời sống và sản xuất ở mức độ phổ thông
2.2. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CỤ THỂ MỘT SỐ BÀI CHƢƠNG” ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM”- VẬT LÍ LỚP 10 ( CƠ BẢN ) CHƢƠNG” ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM”- VẬT LÍ LỚP 10 ( CƠ BẢN ) NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH
Trên cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài, chúng tôi đã lựa chọn và vận dụng soạn thảo tiến trình dạy học cho một số bài cụ thể như sau:
Bài 1: Chuyển động thẳng đều
Bài 2: Chuyển động thẳng biến đổi đều Bài 3: Sự rơi tự do
Sau đây, chúng tôi đề xuất tiến trình dạy học cho từng bài học cụ thể:
2.2.1. Tiến trình xây dựng kiến thức bài 1
Bài 1:CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU
A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức:
- Nêu được chuyển động, chất điểm, hệ quy chiếu, mốc thời gian, vận tốc là gì?
- Nhận biết được đặc điểm về vận tốc của chuyển động thẳng đều
1. Kĩ năng
- Xác định được vị trí của một vật chuyển động trong một hệ quy chiếu đã cho
- Lập được phương trình chuyển động X = x0 + v.t
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Vận dung được phương trình x = x0 + v.t đối với chuyển động thẳng đều của một hoặc hai vật
- Vẽ được đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng đều.
- Tham gia đề xuất phương án thí nghiệm, dự đoán kết quả thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm và giải thích kết quả thí nghiệm.
3. Thái độ
- Cẩn thận khi nghiên cứu khoa học, đặc biệt là khi tiến hành thí nghiệm. - Trung thực, khách quan; hợp tác; lắng nghe ý kiến người khác; tham gia tích cực, tự lực để xây dựng và chiếm lĩnh kiến thức mới.
B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên
- Đọc phần tương ứng trong SGK Vật lí lớp 8 để xem ở THCS, học sinh đã được học những gì.
- Vẽ trên giấy trong hoặc trên giấy to đồ thị tọa độ Hình 2.2 SGK để phục vụ cho việc trình bày của giáo viên hoặc học sinh
- Chuẩn bị thí nghiệm như Hình 2.1 SGK
- Chuẩn bị một số bài tập về chuyển động thẳng đều có đồ thị tọa độ khác nhau( kể cả đồ thị tọa độ- thời gian lúc vật dừng lại)
2. Học sinh
- Ôn lại các kiến thức về hệ quy chiếu, hệ tọa độ - Các vẽ đồ thị của hàm số y= ax + b
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Sự kiện
Quan sát : (Cho học sinh xem một đoạn video clip) Chuyển động của xe ôtô, xe máy, xe quyệt...
Làm thế nào để biết các chuyển động trên là thẳng đều?
Giả thuyết - Giả thuyết 1: Quỹ đạo chuyển động là thẳng - Giả thuyết 2: Tốc độ là đều
Thí nghiệm TNBD: Chuyển
động của giọt nước trong dầu ăn
Dự đoán và tiến hành thí nghiệm
- Dự đoán: Giọt nước sẽ rơi đều trong dầu ăn
- Tiến hành thí nghiệm và xử lí số liệu và đối chiếu dự đoán.
Thảo luận - Nhận xét: Giọt nước sẽ chuyển động thẳng đều trong dầu ăn
Kết luận
Chuyển động thẳng đều là chuyển động trên một quỹ đạo là một đường thẳng và tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đuờng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
D.Tiến trình hoạt động dạy học
Kiểm tra bài cũ: Hãy nhắc lại công thức tính tốc độ trung bình và quãng đường đã học ở THCS
* Đặt vấn đề:
GV: + Chia học sinh ra thành nhóm
+ Hướng dẫn học sinh làm thí nghệm
- Lấy tăm để tạo thành giọt nước rồi sau đó nhúng vào bình chia độ chứa dầu ăn
- Cho học sinh quan sát chuyển động của giọt nước khi chung đi được những quãng đường khoảng 1cm và dùng đồng hồ để đo thời gian.
GV: + Yêu cầu học sinh làm thí nghiệm
+ Hãy cho biết giọt nước chuyển động với vận tốc như thế nào? HS: Thực hiện thí nghiệm, thảo luận nhóm
GV: Yêu cầu học sinh trả lời trước lớp
HS: Các giọt nước chuyển động với vận tốc rất nhỏ
Để tiết kiệm thời gian giáo viên có thể cho học sinh quan sát một thí nghiệm khác đó là khảo sát chuyển động thẳng đều của viên bi trên máng ngang
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
GV giớ thiệu dụng cụ thí nghiệm cho học sinh:
1. Máng ngang, có giá đỡ bằng hợp kim nhôm, dìa khoảng 950mm 2. Viên bi thép, có đường kính khoảng từ 20 đến 22mm
3. Lá thép lò xo, dùng chặn viên bi 4. Thước thẳng đai 900 mm
5. Chân chống chữ U, có trục quay và vít hãm 6. Đế ba chân, có vít chỉnh cân bằng
7. Trụ thép inôc, đường kính 10mm
8. Trụ thép inôc, đường kính 8mm, có khớp đa năng gép nó vuông góc với trụ thép inôc 10mm cắm vào chân đế
9. thước đo góc, có dây dọi
10. Đồng hồ đo thời gian hiện số MC- 964 11. Cổng quang điện E
12. Cổng quang điện F
13. Nam châm điện N, dùng giữ và thả viên bi 14. Công tắc kép
GV hướng dẫn học sinh lắp ráp thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm
1. Lắp ráp thí nghiệm
a) Đặt máng ngang lên giá đỡ. Nới vít hãm và đặt cổng quang điện E cách chân phần dốc của máng ngang khoảng 10cm và đặt cổng quang điện F cách cổng quang điện E một đoạn s=10cm. Nối hai cổng quang điện E,F với hai ổ cắm A,B ở mặt sau của đồng hồ đo thời gian.
b) Đặt nam châm điện N cố định tại đỉnh phần dốc của máng ngang. Nối nam châm điện với ổ cắm C ở mặt sau đồng hồ đo thời gian qua hộp công tắc kép 14
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
c) Vặn núm xoay của đồng hồ MC-964 đến vị trí MODE A+B và gạt núm chọn thang đo sang vị trí 9,999 s. Cắm phích lấy điện của đồng hồ MC- 964 vào ổ điện ~ 220 V. Bật công tắc K ở mặt sau đồng hồ để các số hiển thị phát sáng
d) Phối hợp dịch chuyển khớp nối đa năng dọc theo trụ thép 10mm đến vị trí thích hợp, vặn các vít chỉnh cân bằng của đế ba chân và chân chống chữ U sao cho dây dọi song song với mặt phẳng của thước đo và trùng đúng với số 0 của thước đo này. Khi đó máng ngang nằm cân bằng thẳng ngang.
Có thể kiểm tra mức độ thẳng ngang của máng lăn bằng cách đặt nhẹ viên bi thép vào khoảng giữa hai cổng E và F, nếu viên bi đứng yên là được
2. Tiến hành thí nghiệm
*> Chứng minh chuyển động ủa viên bi trên máng ngang là chuyển động thẳng đều
a) Đặt viên bi thép lên máng ngang tai vị trí tiếp xúc với nam châm điện N và bị giữ lại ở đó. Nhấn nút RESET của đồng hồ MC-964 để chuyển các số hiển thị về giá trị ban đầu 0.000
b) Nhấn nút của hộp công tắc kép để ngắt điện vào nam châm N: viên bi lăn xuống và chuyển động đi qua hai cổng quang điện E,F trên máng ngang.
Khi viên bi đi qua cổng E, đồng hồ MC-964 chỉ khoảng thời gian Δt1 đúng bằng khoảng thời gian chắn tia hồng ngoại của viên bi tại cổng E.
Khi viên bi tiếp tục đi qua cổng F trong khoảng thời gian Δt2 , đồng hồ MC- 964 chỉ tiếp khoảng thời gian Δt= Δt1+ Δt2 , tức là bằng tổng hai khoảng thời gian chắn tia hồng ngoại của viên bi tại hai cổng E và F. Từ đó suy ra:
Δt2 = Δt – Δt1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
c) Dịch chuyển cổng F ra xa dần cổng E, mỗi lần xa thêm 5cm. Với mỗi giá trị s = 15, 20, 25,30, cm, thực hiện lai các động tác b và c. Ghi các giá trị tương ứng của Δt1 và Δt2 vào bảng 1.
Ghi chú: Với mỗi giá trị của s, có thể lặp lại 3 lần phép đo Δt1 và Δt2 để tính giá trị trung bình của chúng.
*> Khảo sát các tính chất của chuyển động thẳng đều của viên bi trên máng ngang.
Phương án 1: Lập bảng tỉ số s/ t.
a) Vặn núm xoay của đồng hồ MC-964 đến vị trí MODE A B. Giữ nguyên thang đo 9,999 s
b) Giữ vị trí cố định của cổng E. Đặt cổng F cách cổng E một đoạn 10cm. Đặt viên bi thép lên máng ngang tại vị trí tiếp xúc với nam châm điện N. Nhấn nút RESET của đồng hồ MC-964 để các số hiển thị về 0.000.
c) Nhấn nút của hộp công tắc kép để ngắt điện vào nam châm N: viên bi lăn xuống và chuyển động qua hai cổng quang điện E,F trên máng ngang.
Khi viên bi lăn tới chạm tia hồng ngoại của cổng E, đồng hồ MC-964 bắt đầu đếm. Khi viên bi lăn tiếp tới chạm tia hồng ngoại của cổng quang điện F, đồng hồ ngừng đếm. Khoảng thời gian t để viên bi đi đoạn đường s = 10cm giữa hai công E,F hiển thị trên dồng hồ MC-964. Ghi giá trị của t vào bảng 2.
d) Dịch chuyển cổng F ra xa dần cổng E, mỗi lần xa thêm 5cm. Với mỗi giá trị s= 15, 20, 25, 30 cm, thực hiện lại động tác b và c. Ghi giá trị của t trong mỗi lần đo vào bảng 2
Phương án 2: Vẽ đồ thị s= f(t).
Căn cứ các giá trị đo được của s và t ghi trong bảng 2, vẽ đồ thị s=f(t). Từ đó rút ra các kết luận về tính chất chuyển động thẳn đều của viên bi.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
*> Xác định tốc độ của viên bi chuyển động thẳn đều trên máng ngang a) Cách 1: Tốc độ của viên bi tính bằng:
vtb =v = D/ Δt1 = D/ Δt2
với Δ t1, Δ t2 là khoảng thời gian chắn tia hồng ngoại của viên bi khi đi qua hai cổng E,F( bảng 1), còn D là đường kính của viên bi đo bằng thước kẹp
b) Cách 2: Tốc độ của viên bi được tính bằng: vtb = v = s/t
với t là thời gian chuyển động của viên bi trên đoạn dường đi được s tương ứng ( bảng 2).
c) Cách 3: Tốc độ của viên bi tính bằng: vtb = v = tan α
với tan α là độ dốc của đường thẳng biểu diễn đồ thị s= f(t). **> Những điểm cần lưu ý:
- Cần tuân theo đúng các quy tắc an toàn khi sử dụng điện, đặc biệt là khi rút hoặc cắm đầu phích nối điện của đồng hồ đo thời gian MC-964 vào ổ điện ~ Cần điều chỉnh sao cho dây dọi nằm song song với mặt phẳng của thước đo góc 0÷ 90 và trùng đúng với số 0 của thước này để máng ngang