SKKN Một số thí nghiệm biểu diễn tự tạo trong dạy học vật lí ở trường THPT Bắc Sơn

 MỤC LỤC:................................................................. 1
I . PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU:................................................................ ................ 2
1. Lí do chọn đề tài........................................................................................... 2
2. Nhiệm vụ đề tài. .............................................................................................. 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. .................................................................. 2 
4. Phương pháp nghiên cứu. ........................................................................ ......... 2
II . PHẦN HAI: NỘI DUNG: ............................................................................. 2
A- Cơ sở thực tiển và thực trạng của việc làm thí nghiệm biểu diễn tự tạo
 ở trường THPT Bắc Sơn.........:........................................................................... 2
1. Đặc điểm tình hình.......................................................................................... 2
2. Thực trạng của việc làm thí nghiệm biểu diễn ở trường THPT 
Bắc Sơn................................................................................................................ 3
3. Giải pháp và tổ chức thực hiện: ...................................................................... 3
B- Cơ sở lý thuyết: ............................................................................................. 4
1. Sơ lược lịch sử phát triển của thí nghiệm tự tạo..................... ....................... 4
2. Khái niệm thí nghiệm tự tạo. ........................................................................ 5
3. Ưu điểm và hạn chế........................................................................................ 5
4. Những yêu cầu khi tự tạo các thí nghiệm tự tạo. ......................................... 6
C- Đề xuất một số phương án thí nghiệm tự tạo:.......................................... 6-11
D- Kiểm nghiệm:.............................................................................................. 11
III . PHẦN BA: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ:........................................... 11
1. Đối với giáo viên:....................................................................................... 11 
2. Đối với học sinh: ......................................................................................... 11
3. Một số kiến nghị: ........................................................................................ 12
4. Tài liệu tham khảo: ..................................................................................... 13
I. PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU
1- Lí do chọn đề tài.
 Trong dạy và học môn vật lý mỗi đại lượng vật lý xuất hiện dựa trên nghiên cứu thực nghiệm, trong sách giáo khoa thì phương án thí nghiệm biểu diễn cho ta kết quả và liên hệ những kiến thức đã được tiếp cận với những kiến thức mới là hết sức cần thiết đối với học sinh, nhằm mục đích thúc đẩy tư duy lôgíc tiếp thu kiến thức thực tế của học sinh trong đời sống hàng ngày và nhằm mục đích xây dựng đơn vị vật lý mới.
 Trong quá trình dạy học môn vật lý, nghí nghiệm biểu diễn vật lý đóng vai trò đặc biệt quan trọng. Hiện nay để thực hiện tốt chương trình dạy và học sách giáo khoa “theo chương trình chuẩn”có hiệu quả, thì vệc hướng dẫn học sinh, sự tương quan, liên hệ, phân loại và làm tốt các thí nghiệm trực quan trong chương trình sách giáo khoa “chuẩn” đã góp phần không nhỏ trong việc thực hiện thành công của việc dạy học theo phương pháp đổi mới.
2-Mục đích nghiên cứu. 
Để thực hiện tốt chương trình sách giáo khoa mới môn vật lý 10 và 11 và 
dạy - học theo phương pháp đổi mới đạt hiệu quả thì đòi hỏi giáo viên phải nghiên cứu, tìm tòi để đưa ra được những phương pháp giảng dạy có hiệu quả nhằm hướng dẫn học sinh biết liên hệ thí nghiệm biểu trong chương trình sách giáo khoa và liên hệ thực tế hàng ngày đồng thời phát triển tư duy lôgíc để tự làm được các thí nghiệm đơn giản nhằm đáp ứng yêu cầu xu thế của sự phát triển khoa học công nghệ hiện nay và tương lai. 
3- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
3.1. Đối tượng nghiên cứu 
 - Sự rơi tự do của các vật ( Vật lý 10 )
- Thí nghiệm chuyển động bằng phản lực( Vật lý 10 )
- Dòng điện trong chất điện phân ( Vật lý 11 )
- Khung dây có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường ( Vật lý 11 )
- Thí nghiệm hiện tượng khúc xạ ánh sáng ( Vật lý 11 )
3.2. Phạm vi nghiên cứu:
	Học sinh lớp 10A3; 11A3, 11A2 Trường THPT Bắc Sơn
4- Phương pháp nghiên cứu.
Trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng một số phương pháp sau:
 	- Phương pháp quan sát sư phạm.
- Phương pháp biểu diễn, mô tả.
- Phương pháp thực hiện các bước thí nghiệm vật lý.
II. PHẦN HAI: NỘI DUNG
A- Cơ sở thực tiển và thực trạng của việc làm thí nghiệm biểu diễn tự tạo ở trường THPT Bắc Sơn:
1. Đặc điểm tình hình.
Dạy học vật lý bằng thí nghiệm biểu diễn ở trường THPT Bắc Sơn là một trong những phương pháp nhằm tích cực hóa tư duy và khả năng tự lực nắm kiến thức của học sinh trong giờ học vật lý. Nội dung chủ yếu là giáo viên thông qua việc tiến hành các thí nghiệm nhỏ đơn giản để định hướng sự chú ý của học sinh vào bài học mới . Đồng thời kích thích sự chú ý, hứng thú và tích cực học vật lý của học sinh .
Thí nghiệm biểu diễn được phân 3 loại như sau:
- Thí nghiệm biểu diễn mở đầu .
- Thí nghiệm biểu diễn nghiên cứu hiện tượng.
- Thí nghiệm biểu diễn củng cố.	
2. Thực trạng của việc làm thí nghiệm biểu diễn ở trường THPT Bắc Sơn.
Thí nghiệm biểu diễn không đòi hỏi sự chuận bị và các thao tác thí nghiệm phức tạp hay khác biệt gì so với các loại thí nghiệm khác. Chỉ khó là làm sao thông qua thí nghiệm giáo viên hình thành được trong học sinh sự mâu thuẫn giữa kiến thức cũ và vấn đề mới nảy sinh, khơi dậy lòng ham muốn tìm hiểu vấn đề, từ đó tạo động lực thúc đẩy quá trình học tập của học sinh phát huy năng lực tư duy, khả năng sáng tạo của các em, như vậy mơi có thể giúp học sinh tiếp thu và khắc sâu kkiến thức một cách tốt nhất . Từ những thực trạng trên tôi đưa ra đề tài 
 “ Một số thí nghiệm biểu diễn tự tạo trong dạyhọc vật lý ở trường THPT Bắc Sơn ” trong một số bài học vật lý 10 và 11.
 Trước khi đưa vào vận dụng thì tôi đã vận dụng vào năm học 2014-2015 và 2015-2016 thì thấy có hiệu quả vì vậy để kiểm chứng, năm học 2015-2016 tôi tiến hành khảo sát ở hai khối lớp đang giảng dạy :
Lớp
Giỏi
Tỷ lệ %
Khá 
Tỷ lệ %
TB
Tỷ lệ %
Yếu
Tỷ lệ %
Kém
Tỷ lệ %
10A3
0
0
6
14%
17
42%
13
32%
5
5%
11A2
3
8%
18
49%
16
43%
0
0%
0
0%
11A3
0
0
9
28%
15
46%
4
13%
4
13%
- Đối với lớp 10A3 và 11A3 thì tôi sử dụng phương pháp thảo luân nhóm, vấn đáp và không làm thí nghiệm biểu diễn tự tạo. 
- Đối với lớp 11A2 thì tôi dự định làm thí nghiệm biểu diễn khi dạy học.
3- Giải pháp và tổ chức thực hiện: Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm tự tạo vào giảng dạy.
Hoạt động nhận thức của học sinh diễn ra trong suốt quá trình học tập vì vậy giáo viên cần phải tạo ra và duy trì tính tích cực của hoạt động học tập và thường xuyên biến đổi theo tình hình lớp học. Trong đó việc sử dụng thí nghiệm tự tạo để tích cực hoá các hoạt động nhận thức là biện pháp đơn giản, hữu hiệu và có tính khả thi cao. Ở đây không chỉ là vấn đề sự thành công sẽ luôn thúc đẩy các em phải tích cực suy nghĩ tìm tòi và chỉ khi đó các em mới tự tin vào bản thân để tiếp nhận được những kiến thức vật lý mới.
3.1. Thí nghiệm tự tạo để gây hứng thú và khởi động tư duy.
Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, những kiến thức vật lý liên quan chặt chẽ với các hiện tượng trong tự nhiên. Các hiện tượng trong tự nhiên rất phong phú và đa dạng, nhiều hiện tượng vật lý liên quan đến bài học các em không thể tự mình giải thích được. Vì vậy, khi giáo viên sử dụng những thí nghiệm tự tạo để biểu diễn những hiện tượng vật lý đó sẽ làm cho học sinh hứng thú và khởi động tư duy cho các em.
3.1.1. Sử dụng thí nghiệm tự tạo để xây dựng tình huống cho bài dạy.
Trước khi đến lớp các em đã có những hiểu biết nhất định về các hiện tượng Vật lý, các hiểu biết của các em có thể mắc những sai lầm. Vì vậy, để mở đầu bài học giáo viên thực hiện những thí nghiệm Vật lý mà những thí nghiệm này các em thường mắc sai lầm và yêu cầu học sinh dự đoán kết quả. Kết quả các em dự đoán dựa trên những kinh nghiệm, hiểu biết của các em trái ngược với thực tế của kết quả thí nghiệm dẫn đến trong bản thân các em sẽ đưa các em vào tình huống có vấn đề, các mâu thuẩn cần giải quyết. Vì vậy, trong quá trình học các em sẽ tập trung chú ý vào bài học để giải thích hiện tượng, quá trình vật lý đó.
3.1.2. Sử dụng thí nghiệm mở đầu để tạo ra tình huống tại sao.
Để làm xuất hiện “ tình huống tại sao” trong dạy học, ban đầu giáo viên làm 1 thí nghiệm ngắn thì lôi cuốn học sinh vào trạng thái băn khoan, to mò muốn biết “ tại sao hiện tượng lại xảy ra như thế ” và sau đó tổ chức cho học sinh đi tìm lời giải thích thỏa đáng.
Sử dụng thí nghiệm tự tạo để trình bày hiện tượng vật lý những hiện tượng vật lý xảy ra luôn lôi cuốn học sinh ngay từ ban đầu dẫn đến học sinh luôn phải đặt câu hỏi tại sao?
3.2. Thí nghiệm tự tạo để tích cực hoá hoạt động tìm kiếm kiến thức.
Theo con đường quan sát kiến thức: Sau khi hướng dẫn học sinh cách làm thí nghiệm để thu thập những tư liệu và kết quả, giáo viên chỉ cho học sinh những lợi ích của việc tìm hiểu kiến thức thì học sinh tự mình tham gia vào thực nghiệm, thí nghiệm, tự kiểm tra và rút ra những quy luật biến đổi chung của các sư vật, hiện tượng.
3.3. Thí nghiệm biểu diễn để củng cố kiến thức, kỹ năng.
Sau khi kết thúc bài học thì giáo viên sử dụng những thí nghiệm biểu diễn vào việc cũng cố bài học. Học sinh sử dụng những kiến thức đã học để giải thích những hiện tượng đó. Từ đó, giải thích các hiện tượng liên quan trong thực tế
3.4. Hướng dẫn học sinh tự làm thí nghiệm ở nhà.
Việc hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm ở nhà sẽ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các hiện tượng Vật lý, yêu thích môn học hơn đồng thời hình thành cho các em các kĩ năng, kĩ xảo các bước tiến hành thí nghiệm và là cơ sở cho các em nghiên cứu khoa học sau này. 
B- Cơ sở lý thuyết: 
1. Sơ lược lịch sử phát triển của thí nghiệm biểu diễn tự tạo.
Các hiện tượng và quá trình Vật lý được đề cập trong sách giáo khoa Vật lý phổ thông thường rất gần gũi với chúng ta và luôn xảy ra trong đời sống hàng ngày quanh chúng ta. Vì thế, để tái tạo lại hoặc để kiểm chứng lại , không đòi hỏi cần có những dụng cụ phức tạp, tinh vi. Trái lại chúng cần những dụng cụ trong đời sống hàng ngày, chúng ta hoàn toàn có thể tạo ra những thí nghiệm có sức thuyết phục cao đối với học sinh. Những thí nghiệm như vậy được gọi là những thí nghiệm tự tạo.
Trên thế giới, mọi cuộc cách mạng về phương pháp dạy học ở trường phổ thông đều có xu hướng chung là tích cực hoá và cá thể hoá quá trình nhận thức của học sinh. Đối với môn Vật lý, xu hướng này thể hiện ở nhiều mặt, trong đó có việc tăng cường các hoạt động thực nghiệm của học sinh giờ học chính cũng như ngoại khoá và học ở nhà.
Nước ta đang trên con đường công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước đòi hỏi cần có một thế hệ trẻ am hiểu kỹ thuật, việc tự chế tạo dụng cụ thí nghiệm của học sinh sẽ có tác dụng rất lớn trong việc bồi dưỡng năng lực kỹ thuật và nghiên cứu khoa học về sau. 
Nhờ những ưu điểm nổi trội nên các thí nghiệm tự tạo thực sự phát huy tác dụng đối với những nơi, những vùng đang còn khó khăn về cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm.
2. Khái niệm thí nghiệm tự tạo.
Thí nghiệm tự tạo là những thí nghiệm được tạo ra với những dụng cụ thí nghiệm đơn giản, dễ kiếm trong đời sống hàng ngày hoặc mua nhưng rẻ tiền và mang lại hiểu quả khi thực hiện mục đích.
3. Ưu điểm và hạn chế.
3.1. Ưu điểm của thí nghiệm tự tạo.
Do đặc điểm dụng cụ thí nghiệm đơn giản, dễ kiếm trong đòi sống hàng ngày , thí nghiệm dễ làm với tính khả thi của loại thí nghiệm này nên rất tiện lợi cho việc vận dụng vào dạy học vật lý và phát huy được tính tự học cho học sinh. 
Thí nghiệm cho kết quả nhanh, ít mất thời gian.
 	Không đòi hỏi những kỹ năng thực hành đặc biệt, giáo viên nào cũng có thể tiến hành được.
Thí nghiệm tự tạo không đòi hỏi khắt khe các điều kiện về cơ sở vật chất do đó có thể tiến hành thí nghiệm mọi lúc, mọi nơi.
Thí nghiệm tự tạo dễ làm nên học sinh có thể tự tay làm thí nghiệm, giúp học sinh nhớ lâu, hiểu sâu hơn hiện tượng và thông qua đó giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh.
 	Gây ra hứng thú học tập cho học sinh, làm cho học sinh tích cực trong hoạt động nhận thức, kích thích tính tò mò và thông qua đó cũng đưa học sinh vào các tình huống có vấn đề.
Trong dạy học Vật lý bao giờ cũng cần làm rõ mặt định tính của các hiện tượng nên không có hình thức thí nghiệm nào có thể thay thế được.
3.2. Vai trò của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học.
3.2.1. Vai trò của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học đối với giáo viên.
Trợ giúp giáo viên có đồ dùng học dạy học để xây dựng các mô hình dạy và học phù hợp với phương pháp đặc trưng của bộ môn là phương pháp thực nghiệm
Chủ động tìm và lựa chọn các phương pháp dạy học thích hợp, với thiết bị do giáo viên và học sinh tự làm khác phục được khó khăn về cơ sở vật chất.
3.2.2. Vai trò của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học đối với học sinh.
- Rèn luyện cho học sinh tính tự lực, ham học, thích ứng với hoàn cảnh, tính sáng tạo, khát vọng cải tạo thiện nhiên vận dụng để phục vụ cuộc sống.
- Giúp học sinh giải quyết được các vấn đề nảy sinh trong cuộc sống hàng ngày. 
- Tăng cường mối quan hệ giữa lí thuyết và thực nghiệm.
-Tạo ra tình huống có vấn đề trong lớp học, thí nghiệm có thể cho học sinh tiến hành sẽ tạo cho học sinh có tình huống phải suy nghĩ những vấn đề cần giải quyết.
- Kích thích hứng thú cho học sinh.
- Góp phần rèn luyện kĩ năng thực hành cho học sinh
3.3. Hạn chế. 
 Bên cạnh rất nhiều ưu điểm, thí nghiệm tự tạo tồn tại những hạn chế sau: 
 	- Độ bền của dụng cụ thường không cao	
- Thí nghiệm tự tạo đơn giản, rẻ tiền chủ yếu là những thí nghiệm định tính, ít có thí nghiệm định lượng.
4. Những yêu cầu khi tự tạo các thí nghiệm tự tạo. 
Ngoài những yêu cầu đối với thiết bị, đồ dùng dạy học nói chung, các thí nghiệm tự tạo phải chú ý ba yêu cầu sau:
	- Đảm bảo tính sư phạm: Kích thước lớn, để hở để học sinh quan sát được những chi tiết cơ bản. Các thí nghiệm không được phản giáo dục
- Đảm bảo tính khoa học: Các thí nghiệm phải được bố trí hợp lý, khoa học. Thí nghiệm phải ngắn gọn và gắn liền với bài học. Kết quả phải rõ ràng, chính xác và thuyết phục
- Đảm bảo tính khả thi: Các thí nghiệm được sử dụng phải là những thí nghiệm dễ thao tác, dễ tiến hành và cho kết quả thuyết phục.
C- Đề xuất một số thí nghiệm tự tạo:
Thí nghiệm 1: Sự rơi tự do của các vật
1.Mục đích.
Thí nghiệm được tiến hành để giới thiệu bài sự rơi tự do vật lý 10
2. Dụng cụ thí nghiệm.
- 1 mẫu gỗ
- 1 miếng xốp có hình dạng và diện tích bề mặt giống mẫu gỗ
- 2 tờ giấy giống hệt nhau.
 - Ống nhựa trắng làm ống niuton
3.Các bước tiến hành thí nghiệm.
 	 - Sự rơi của các vật là hiện tượng rất quen thuộc trong thực tế . Vậy các vật khác nhau rơi có khác nhau không?
- HS trả lời theo 2 hướng
+ Mọi vật đều rơi như nhau.
+ Các vật khác nhau sẽ rơi khác nhau.
 	- Gv thực hiện : Thả rơi mẫu gỗ và miếng xốp cùng một lúc và cùng một độ cao
- Hs: quan sát và nhận xét: mẫu gỗ rơi nhanh hơn miếng xốp.
- GV đặt câu hỏi: nguyên nhân nào làm cho hai vật rơi nhanh chậm khác nhau?
- HS: do các vật nặng nhẹ khác nhau, vật nặng hơn sẽ rơi nhanh hơn
- GV đặt câu hỏi Vậy các vật nặng như nhau có rơi như nhau không ?
- HS: các vật nặng bằng nhau sẽ rơi nhanh như nhau
- GV thực hiện lấy hai tờ giấy giống nhau, 1 tờ để nguyên, một tờ vo viên thả rơi hai tờ cùng một lúc cùng một độ cao.
-HS quan sát nhận xét : tờ giấy vo thành viên rơi nhanh hơn. Vậy các vật bằng nhau chưa hẳn đã rơi nhanh như nhau.
-GV đặt câu hỏi : Tại sao 2 tờ giấy nặng như nhau lại rơi nhanh chậm khác nhau?
-GV thực hiện lại thí nghiệm và hướng dẫn học sinh quan sát để nhận thấy : Sau khi được thả tờ giấy vo viên sẽ rơi nhanh hơn, còn tờ giấy để nguyên lại chao đảo nhiều lần, khi có gió lại bay lên bay xuống rồi mới rơi xuống đất, từ đó có thể nghĩ rằng sức cản của không khí đã ảnh hưởng đến tốc độ rơi của các vật.
- GV đặt câu hỏi: Nếu chịu sức cản của không khí như nhau thì các vật sẽ rơi như thế nào?
- GV quay lại thí nghiệm thả mẫu gỗ và miếng xốp GV phân tích để HS nhận thấy hai vật chịu sức cản của không khí như nhau nhưng vẫn rơi nhanh chậm khác nhau. Từ đó đi dẫn đến kết luận sức cản không khí có ảnh hưởng đến tốc độ rơi của các vật, nhưng ảnh hưởng nhiều hay ít còn tùy thuộc vào sức cản đó là đáng kể hay không đáng kể so với khối lượng của vật.
- GV đặt câu hỏi: Nếu tránh được sức cản không khí, tức là rơi trong chân không thì vận tốc rơi của chúng sẽ ra sao?
-GV mô tả thí nghiệm ống Niutơn để HS nhận thấy. Trong chân không mọi vật dù to nhỏ nặng nhẹ khác nhau đều rơi nhanh như nhau. Từ đó định nghĩa về sự rơi tự do của các vật.
 	4. Đề xuất cách đưa vào bài.
Thí nghiệm này đưa vào dạy bài sự rơi tự do 
Thí nghiệm2: chuyển động bằng phản lực
1. Mục đích thí nghiệm.
Thí nghiệm được tiến hành để cũng cố bài học Động Lượng Định luật bảo toàn động lượng
2. Dụng cụ thí nghiệm.
-1 sợi dây chỉ 
-1 quả bong bóng
-2 mảnh giấy có dán băng keo 2 mặt
- 2 cột bằng gỗ
3. Các bước tiến hành của GV và HS.
- GV: chuẩn bị thí nghiệm thổi quả bong bóng,căng sợi chỉ vào 2 cột gỗ,gắn giấy dán băng keo 2 mặt vào bong bóng và luồn qua dây chỉ như hình vẽ.
-HS: quan sát thí nghiệm 
-GV: để mô phỏng quá trình chuyển động bằng phản lực giáo viên mỡ cho hơi quả bóng xì ra ngoài rồi thả ra cho quả bong bóng chuyển động
-HS:quan sát và nhận xét quả bong bóng chuyển động về phía trước và khối khí chuyển động về phía sau
- GV: đây là thí nghiệm chuyển động bằng phản lực trong 
 4. Đề xuất cách cũng cố bài.
Thí nghiệm được tiến hành để cũng cố phần chuyển động bằng phản lực trong bài học :Động Lượng Định luật bảo toàn động lượng vật lý 10
Thí nghiệm 3: khung dây có dòng điện đặt trong từ trường
1.Mục đích.
- Thí nghiệm được tiến hành để đặt vấn đề cho bài: khung dây có dòng điện đặt trong từ trường
2.Dụng cụ thí nghiệm.
1 cục pin con thỏ
2 kim băng 
1 khung dây hình chữ nhật bằng đồng đã được cạo lớp cách điện
1 cục nam châm
3.Các bước tiến hành của GV và HS.
- GV: gắn 2 kim băng cố định vào 2 cực của pin ,cho khung dây hình chữ nhật bằng đồng đã được cạo lớp cách điện vào 2 lỗ của kim băng 
- GV:đưa cục pin có gắn khung dây lại gần cục nam châm.
- HS: quan sát nhận xét :khung dây quay.
- GV: tại sao khung dây lại quay khi đưa lại gần nam châm.
- HS: trả lời vì lực từ của nam châm tác dụng vào khung dây làm cho khung dây quay 
 - Gv: đặt câu hỏi: lực từ tác dụng vào khung dây có dòng điện chạy qua như thế nào?
-HS sẽ tự trả lời câu hỏi trên sau khi học xong bài: khung dây có dòng điện đặt trong từ trường
4. Đề xuất cách đưa vào bài.
Thí nghiệm được tiến hành để đặt vấn đề cho việc dạy bài “khung dây có dòng điện đặt trong từ trường” vật lý 11
Thí nghiệm 4:Dòng điện trong chất điện phân ,Định luật FA-RA-ĐÂY
Mục đích.
Thí nghiệm được tiến hành để giới thiệu về Dòng điện trong chất điện phân,Định luật FA-RA-ĐÂY
2.Dụng cụ thí nghiệm.
1 hộp nhựa
1cục sạc điện thoại ,
 1bóng đèn led
2 que đồng 
1 chai nước cất,1túi muối ăn,1 chai nước vôi trong,3 quả chanh
3.Các bước tiến hành của GV và HS.
- GV thực hiện :-gắn cục sạc điện thoại ,1cực nối 1 que đồng cực còn lại nối với đèn led v