Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường: Tài liệu hướng dẫn làm đồ dùng dạy học Vật lý

Chia sẻ: Cuoc Cuoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:58

Thêm vào BST

Báo xấu

325
lượt xem 52
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tự làm đồ dụng dạy học là một trong các hoạt động của trường học từ mẫu giáo cho đến trung học phổ thông, là chủ trương của ngành Giáo dục & Đào tạo nhằm phát huy sáng kiến,sáng tạo của giáo viên trong hoạt động dạy học. Đó cũng chính là vấn đề mà "Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường: Tài liệu hướng dẫn làm đồ dùng dạy học Vật lý" hướng đến trình bày.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường: Tài liệu hướng dẫn làm đồ dùng dạy học Vật lý

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƢỜNG MÃ SỐ CS2011-03 TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN LÀM ĐỒ DÙNG DẠY HỌC VẬT LÝ TH.S HOÀNG VĂN XUYẾN 01/2013 1
MỞ ĐẦU Tự làm đồ dụng dạy học là một trong các hoạt động của trường học từ mẫu giáo cho đến trung học phổ thông, là chủ trương của ngành Giáo dục & Đào tạo nhằm phát huy sáng kiến,sáng tạo của giáo viên trong hoạt động dạy học. Nó cũng thường là phong trào thi đua dạy tốt, học tốt giữa các trường thuộc cấp quận, cấp sở. Cho nên giáo sinh được trang bị một số kiến thức và kỹ năng làm đồ dùng dạy học sẽ giúp ích cho việc dạy tốt của mình sau này. 2
MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 MỤC LỤC 2 Chương 1 : Quá trình nhận thức 4 1.1 . Quá trình nhận thức khoa học trong vật lý 4 1.2 . Quá trình tổ chức hoạt động nhận thức vật lý 5 1.3 . Học tập với phương tiện dạy học 7 1.4 . Khái niệm đa phương tiện . 8 Chương 2 : Các đồ dùng dạy học trong vật lý 10 2.1 . Phân loại đồ dùng dạy học 10 2.1.1. Theo điều kiện sử dụng 2.1.2 .Theo công nghệ và quá trình chế tạo sử dụng 2.2 .Các chức năng của đồ dùng dạy học . 11 2.3 .Một số định hướng chung trong sử dụng đồ dùng dạy học . 11 Chương 3 : Làm đồ dùng dạy học với các vật liệu , rẻ tiền , dễ kiếm . 13 3.1. Mục đích và ý nghĩa . 13 3.2. Giới thiệu cách làm một vài dụng cụ thí nghiệm . 13 Chương 4 : Làm đồ dùng dạy học với các phần mềm tin học. . 26 4.1. Mục đích và ý nghĩa . 26 4.2. Sử dụng powerpoint . 26 4.3. Sử dụng chương trình PROSHOW . 32 Chương 5: Làm đồ dùng dạy học bằng phim video . 37 5.1. Mục đích và ý nghĩa . 37 5.2. Mười bước để làm một phim . 38 5.3. Phim ngắn . 39 5.4 .Qui trình cơ bản tiến hành một phim ngắn . 40 5.4.1.Kịch bản văn học 40 3
5.4.2.Khung hình 41 5.4.3.Động tác máy 42 5.4.4. Dựng phim 43 5.5.Dựng phim bằng phần mềm Power Director 9 45 ỨNG DỤNG CỦA TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN LÀM ĐỒ DÙNG DẠY HỌC 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Một số file video minh họa cách làm và biểu diễn các hình thức thể hiện 4
CHƢƠNG 1 : QUÁ TRÌNH NHẬN THỨC 1.1 . QUÁ TRÌNH NHẬN THỨC KHOA HỌC TRONG VẬT LÝ Con đường nhận thức khoa học, nhận thức chân lý khách quan đã được Lê Nin chỉ ra : “ từ thực quan sinh động đến tư duy trừu tượng trở về thực tiễn, đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lý, của sự nhận thức thực tế khách quan”. Con đường nhận thức trong khoa học vật lý cũng tuân theo qui luật chung đã được Lê Nin chỉ ra ở trên. Tuy nhiên vật lý là môn khoa học, nghiên cứu thế giới tự nhiên nhằm phát hiện ra những đặc tính và qui luật khách quan của các sự vật, hiện tượng trong tự nhiên cho nên nó mang nét đặc thù của vật lý học. “Khái quát hóa những lời phát biểu của những nhà vật lý nổi tiếng như Einstein, Plank,. . . VG.Razumôpxki đã trình bày chu trình sáng tạo khoa học như sau : Từ khái quát những sự kiện xuất phát đi đến xây dựng mô hình trừu tượng (có tính chất giả thuyết); từ mô hình rút ra hệ quả lý thuyết (bằng suy luận logic hay suy luận toán học); sau đó kiểm tra bằng thực nghiệm những kết quả đó. Nếu những kết quả rút ra từ thực nghiệm phù hợp với hệ quả dự đoán từ mô hình giả thuyết thì mô hình giả thuyết được xác nhận là đúng đắn. Nếu những sự kiện thu được không phù hợp với những hệ quả rút ra từ mô hình thì phải xem lại mô hình, chỉnh lý lại hoặc thay đổi nó. Nếu mô hình trừu tượng được xác nhận, nó trở thành nguồn tri thức mới, lý thuyết mới và tiếp tục được dùng để suy ra những hệ quả mới, hoặc để giải thích những hiện tượng xảy ra trong tự nhiên ,trong các sự kiện thực nghiệm mới phát hiện”.[7,tr1 và tr 2] Các sự kiện Mô hình xuất phát Giải thuyết Kiểm tra Các hệ quả Bằng thực nghiệm Suy ra Hình 1. Chu trình sáng tạo khoa học theo Razumôpxki 5
Chu trình nhận thức vật lý như ở trên gồm nhiều giai đoạn và có nhiều nhà khoa học tham gia vào những thời điểm khác nhau. Một chu trình có thể kéo dài rất nhiều năm. Nhận thức được một qui luật vận động trong vật lý gọi là nguyên lý, định luật, định lý... tùy theo qui mô, tính chất của qui luật đó tác động, chi phối đến nhiều lãnh vực vật lý khác nhau nhiều hay ít . Thí dụ từ quan sát chuyển động các hạt khói trong một hộp thủy tinh nhỏ dưới kính hiển vi, ông Brown phát hiện ra chuyển động của phân tử không khí là chuyển động hỗn loạn không ngừng. Từ chuyển động hỗn loạn của phân tử không khí người ta đưa ra mô hình phân tử của vật chất, nghĩa là vật chất được cấu tạo bởi các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng. Các hệ quả suy ra là trong chất rắn các phân tử dao động quanh vị trí cân bằng bởi vì lực liên kết phân tử giữa chúng rất lớn, cho nên chất rắn có cấu trúc xếp lớp chặt chẽ, do đó nó có hình dạng, thể tích không đổi và khối lượng riêng lớn. Trong chất lỏng lực liên kết phân tử khá lớn nên hình dạng có thể thay đổi nhưng thể tích không đổi và khối lượng riêng lớn. Còn chất khí lực liên kết phân tử không đáng kể, do đó nó có hình dạng và thể tích thay đổi, khối lượng riêng nhỏ. Cũng từ mô hình phân tử này người ta giải thích được vì sao chất rắn nở vì nhiệt ít, chất lỏng dãn nở vừa và chất khí dãn nở nhiều nhất là do sự dao động của các phân tử mạnh hay yếu. Mỗi lý thuyết chỉ phản ánh một số mặt của thực tế, chỉ đúng trong điều kiện có giới hạn, cho nên khi mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình sẽ dẫn đến một lúc nào đó nó tỏ ra không còn phù hợp nữa. Trong quá trình nghiên cứu khoa học nhiều sự kiện thực nghiệm mới không giải thích được bằng mô hình cũ. Đến lúc này phải bổ sung, chỉnh lý mô hình cũ cho phù hợp hoặc phải bỏ mô hình cũ, xây dựng mô hình mới. Như vậy lại bắt đầu một chu trình mới của quá trình nhận thức. Thuyết lượng tử của Plank , thuyết photon của Einstein là thí dụ,từ các sự kiện thực tế,thực nghiệm, bằng các công cụ toán học hai ông đã xây dựng được giả thuyết,và qua kiểm chứng, vận dụng hai giả thuyết này người ta giải thích được các hiện tượng vật lý mà trước đó không giải thích được bằng lý thuyết cũ như sự “khủng hoảng vùng tử ngoại”, hiện tượng quang điện. 1.2 . QUÁ TRÌNH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC VẬT LÝ Quá trình tổ chức hoạt động nhận thức vật lý cần phỏng theo quá trình nhận thức trong vật lý. Quá trình tổ chức này được thể hiện dưới dạng sơ đồ sau: 6
Chọn lọc thông tin cần nghiên cứu Phát hiện vấn đề mới Đưa ra mô hình giả thuyết Suy ra các hệ quả từ mô hình Kiểm tra bằng LT Kiểm tra bằng TN Phát biểu kết luận khoa học Vận dụng kiến thức Hình 2: sơ đồ tổ chức hoạt động nhận thức vật lý Việc tiếp nhận và xử lý thông tin tốt Cách thức Hiệu quả làm cho quá trình nhận thức đạt hiệu quả Thuyết giảng 5% hơn. Có nhiều con đường truyền tải Đọc 10% thông tin đến người tiếp nhận với những Nghe nhìn 20% mức độ tiếp thu khác nhau. Người ta đã Mô tả trình bày 30% thống kê được như ở bên : Thảo luận nhóm 50% Thực hành 75% Các cách thức truyền đạt trên sẽ hiệu Dạy người khác hay ứng dụng 90% quả hơn rất nhiều nếu có sự trợ giúp của ngay các thiết bị dạy học (teaching equipments ), đồ dùng dạy học (teaching devices) và thiết bị hỗ trợ dạy học (teaching implements) gọi chung là phương tiện dạy học ( means of teaching) 7
1.3 .HỌC TẬP VỚI PHƢƠNG TIỆN DẠY HỌC Phương tiện dạy học (means of teaching) là tất cả những trang thiết bị, đồ dùng, vật dụng được dùng để phục vụ cho việc dạy học, nó có thể chia thành ba bộ phận chính là thiết bị dạy học (teaching equipments), đồ dùng dạy học (teaching devices) và thiết bị hỗ trợ dạy học (teaching implements) Đồ dùng dạy học (teaching devices) là các đồ dùng,vật dụng được dùng để dạy học, trực tiếp tham gia vào quá trình giảng dạy. Đồ dùng dạy học truyền thống là mô hình, mẫu vật, tranh vẽ, đồ thị, bản đồ, dụng cụ thí nghiệm. Đồ dùng dạy học hiện đại có thể là phim video, các slide của Powerpoint, các phần mềm mô phỏng phục vụ cho dạy học . Thiết bị dạy học (teaching equipments): là các vật dụng,máy móc, thiết bị được dùng cho việc dạy học như phấn, bảng,tivi, máy chiếu overhead, đầu đĩa DVD, projector, máy vi tính. Chức năng của chúng là giúp thể hiện nội dung của đồ dùng dạy học một cách đầy đủ và tốt nhất.Chúng là bộ phận không thể thiếu được trong việc trình bày nội dung của đồ dùng dạy học hiện đại, với đồ dùng dạy học truyền thống chỉ cần phấn, bảng là đủ. Ngoài ra có thiết bị hỗ trợ dạy học (teaching implements) mà với sự trợ giúp của chúng đồ dùng dạy học được tạo ra và nhân bản tốt hơn. Đó là máy chụp hình kỹ thuật số, máy quay phim, máy tăng âm, máy photocopy, máy in, mạng internet, phần mềm công nghệ thông tin. Phương tiện dạy học (means of teaching) Đồ dùng dạy học ( teaching devices) Thiết bị dạy học Thiết bị hỗ trợ dạy học Truyền thống : (teaching equipments) (teaching implements)  Mô hình, mẫu vật  Phấn, bảng  Máy chụp hình KTS  Tranh vẽ, đồ thị  Tivi, đầu máy DVD  Máy quay phim  Dụng cụ thí nghiệm  Máy vi tính  Máy in Hiện đại :  projector  Mạng internet  Phim video  Slide powerpoint Hình 3 : Phân loại  Phần mềm mô phỏng phương tiện dạy học 8
1.4 .KHÁI NIỆM ĐA PHƢƠNG TIỆN (MULTIMEDIA) “Đa phương tiện (multimedia) là một hệ thống kỹ thuật dùng để trình diễn các dữ liệu và thông tin, sử dụng đồng thời các hình thức chữ viết, âm thanh, hình ảnh, hình động qua hệ thống máy tính, trong đó tạo khả năng tương tác giữa người sử dụng và hệ thống. Một trong các ưu điểm của việc sử dụng đa phương tiện là truyền tải thông tin một cách nhanh chóng và có hiệu quả đến mọi người học và lôi kéo họ quan tâm đến việc học” (Savage and Vogel, 1996). Các phương tiện mới không thay thế phương tiện truyền thống,đơn giản chúng chỉ cung cấp nhiều chọn lựa. Như một nhà giáo dục đã nói: “Bạn muốn giảng dạy với nhiều kỹ năng, phương tiện mà bạn biết, nhưng đừng quên rằng truyền thông thị giác vẫn là một phần của truyền thông con người. Việc đầu tiên phải quyết định là phương tiện truyền thông nào là thích hợp với thông tin cần truyền đạt, trong nhiều trường hợp không nhất thiết phải dùng máy tính”. Sử dụng kỹ thuật đa phương tiện là vận dụng đồng thời các khả năng nghe, nhìn, đọc, viết cùng lúc để tiếp nhận thông tin hiệu quả nhất, ít thời gian nhất. Sự tương tác giữa người dạy và người học xảy ra nhanh, gọn không mất nhiều thời gian, huy động được nhiều khả năng do đó hiệu quả rất cao. Muốn có tương tác đa phương tiện cần phải có phương tiện dạy học đầy đủ các loại như thiết bị dạy học, đồ dùng dạy học và thiết bị hỗ trợ dạy học, chúng được phối hợp sử dụng trong việc dạy và học. Một lớp học đa phương tiện gồm ít nhất một máy tính, một đầu máy DVD, một projector, một máy quay phim, mạng internet được lắp đặt điều khiển chung trong một board mạch, phối hợp với các điều khiển từ xa. Đó là phần cứng tối thiểu phải có. Phần mềm là các slide powerpoint, phim video, lược đồ tư duy ( mind map), chương trình mô phỏng, phần mềm CNTT phù hợp cho yêu cầu xử lý thông tin tại chỗ. Sử dụng đa phương tiện trong dạy học không chỉ duy trì sự quan tâm của người học mà còn làm cho họ thích thú việc học.Cairncross và Mannion (2001) chỉ ra rằng đa phương tiện có tiềm năng tạo ra môi trường học tập chất lượng cao. Điểm mẫu chốt của đa phương tiện là người sử dụng điều khiển toàn bộ việc phân phát thông tin và sự tương tác được dùng để tăng cường quá trình học tạo ra môi trường học tập tích hợp. 9
“Dự án đa phương tiện vừa là thách thức vừa là sự hứng thú. May thay, sẵn có nhiều kỹ thuật giúp tạo ra các ứng dụng đa phương tiện đầy tương tác và nhiều mới mẻ” (Vauganh, 1998). “Các kỹ thuật này gồm có Windows Movie Maker để làm phim video, Adobe Photoshop and Premier tạo ra đồ họa và các files video tương ứng, Sound Forge và 3D Studio Max tạo ra và chỉnh sửa âm thanh và các files hoạt hình” (Damodharan and Rengarajan, 2007). Một ưu điểm khác của việc tạo ra đề án đa phương tiện ở lớp là người học phải làm việc nhóm. Qua làm việc nhóm, người học học được cách hợp tác làm việc để hoàn thành mục tiêu. 10
CHƢƠNG 2 : CÁC ĐỒ DÙNG DẠY HỌC TRONG VẬT LÝ 2.1 . PHÂN LOẠI ĐỒ DÙNG DẠY HỌC 2.1.1. Theo điều kiện sử dụng : Theo cách phân loại này người ta chia thành đồ dùng có sử dụng năng lượng điện và không sử dụng năng lượng điện. Loại không sử dụng năng lượng điện thường gọi là đồ dùng dạy học truyền thống gồm: tranh ảnh, biểu đồ giáo khoa, bản đồ, bảng biểu, lược đồ, mô hình, mẫu vật dụng cụ. Thiết bị dạy học truyền thống rẻ tiền, tương đối đơn giản nên có thể trang bị đại trà và tự thiết kế, tự làm. Chúng dễ bảo quản nhưng lại cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích. Loại sử dụng năng lượng điện thường gọi là đồ dùng dạy học hiện đại gồm: băng điã ghi âm, băng điã ghi hình, phần mềm dạy học. Để khai thác, sử dụng được nội dung của chúng cần có các thiết bị kèm theo hỗ trợ như đầu đĩa DVD, máy vi tính là các thiết bị dùng điện. Đồ dùng dạy học hiện đại chứa lượng lớn thông tin cần thiết, phong phú được thể hiện một cách trực quan sinh động cho việc dạy và học. Đồ dùng dạy học loại này gọn, nhẹ, dễ bảo quản, sử dụng được nhiều lần, dễ dàng nhân bản. Tuy nhiên cần có thiết bị kèm theo, đồng thời phải biết sử dụng hợp lý, đúng cách và được bảo quản tốt. Nhược điểm lớn nhất là không sử dụng được khi mất điện. 2.1.2 .Theo công nghệ và quá trình chế tạo sử dụng : Theo quan điểm này đồ dùng dạy học được chia thành hai nhóm : nhóm có nguồn gốc tự nhiên hoặc có cấu tạo và tính năng kỹ thuật đơn giản và nhóm được sản xuất công nghiệp, có tính năng kỹ thuật phức tạp và chuyên nghiệp. 2.1.2.1. Nhóm có nguồn gốc tự nhiên cấu tạo và tính năng kỹ thuật đơn giản: - Tự nhiên, nguyên mẫu: vật thật, lời nói, hành vi giao tiếp. - Dụng cụ giảng dạy và học tập: bảng, phấn, giấy, bút, sách vở, compa, máy tính cầm tay, bản đồ, tranh ảnh,. . . 2.1.2.2. Nhóm có tính năng kỹ thuật phức tạp và chuyên nghiệp: - Nghe nhìn: slide powerpoint, phim video, chương trình mô phỏng - Các máy móc, thiết bị dùng cho thực hành, thí nghiệm - Phần mềm công nghệ thông tin. 11
2.2. CÁC CHỨC NĂNG CỦA ĐỒ DÙNG DẠY HỌC 2.2.1. Chức năng thông tin: đây là chức năng cơ bản và quan trọng nhất: Đồ dùng dạy học chứa đủ thông tin về nội dung dạy học, đồng thời hướng người dạy đến việc lựa chọn phương pháp dạy học hợp lý. 2.2.2. Chức năng phản ánh : Đồ dùng dạy học phản ánh các sự vật, hiện tượng, các qui trình, các qui luật khách quan của xã hội, của tự nhiên và tư duy. Các nội dung và chi tiết nó phản ánh sẽ được người dạy và người học tiếp nhận trong quá trình dạy học. 2.2.3. Chức năng giáo dục : Đồ dùng dạy học có khả năng làm cho quá trình giáo dục trở thành quá trình tự giáo dục, tự nhận thức trở thành quá trình tự học của người học. Làm việc với đồ dùng dạy học người học có thể tự học, tự nghiên cứu, tự thấu hiểu vấn đề dưới sự định hướng và hướng dẫn của người dạy. 2.2.4. Chức năng hỗ trợ : Đồ dùng dạy học là phương tiện hỗ trợ trực tiếp cho thầy và trò trong hoạt động dạy học nói chung, cho từng bài học, từng đơn vị kiến thức nói riêng. 2.3. MỘT SỐ ĐỊNH HƢỚNG CHUNG TRONG SỬ DỤNG ĐỒ DÙNG DẠY HỌC 2.3.1. Sử dụng vật thật. Vật thật có thể là các đồ chơi, chuông điện, máy ảnh, ống nhòm, kính lúp,... các dụng cụ đo như cân, đồng hồ, nhiệt kế, mô hình,... Khi lựa chọn các vật thật đưa vào giờ học cần lưu ý rằng một vật hoàn chỉnh bao gồm nhiều yếu tố như tính năng kỹ thuật, màu sắc, kiểu dáng nên cái bản chất cần giới thiệu nhiều khi bị che lấp đi. Do đó nên cân nhắc kỹ trước khi chọn vật thật làm dụng cụ dạy học. 2.3.2. Dụng cụ thí nghiệm. Dụng cụ thí nghiệm là các dụng cụ rời hoặc được kết hợp với nhiều dụng cụ khác để làm thành một bài thí nghiệm chứng minh hoặc thực hành. Các dụng cụ này phải chính xác, ổn định, an toàn (điện, cháy, nổ) và bền, với thí nghiệm chứng minh cần đảm bảo đủ lớn cho cả lớp quan sát được. 2.3.3. Sử dụng phim video. Có thể là phim tài liệu, phim thí nghiệm, phim bài học vật lý (giới thiệu, định nghĩa, diễn tả một khái niệm, một hoạt động nào đó), nói chung là các loại phim học tập và hỗ trợ cho học tập thường được sử dụng trong các trường hợp sau: - Khi nghiên cứu các đề tài không thể làm thí nghiệm mặc dù đó là những thí nghiệm rất cơ bản, do dụng cụ thí nghiệm cần sử dụng cồng kềnh, phức tạp, không an toàn, đắt tiền 12
thí dụ thí nghiệm xác định hằng số hấp dẫn, thí nghiệm xác định điện tích nguyên tố, thí nghiệm về tia X. - Khi nghiên cứu các đối tượng, hiện tượng vật lý không thể quan sát, đo đạc trực tiếp được do chúng quá nhỏ hoặc quá lớn. Thí dụ như nghiên cứu cấu trúc các chất, các đối tượng vi mô trong cơ chế dẫn điện ở các môi trường khác nhau, sự truyền âm, các hiện tượng ở vùng quang phổ mà mắt người không nhìn thấy được. . . - Khi nghiên cứu các quá trình vật lý diễn ra quá nhanh như sự biến dạng trong va chạm đàn hồi, sự rơi tự do hoặc diễn ra quá chậm như hiện tượng khuếch tán trong các vật rắn. - Khi nghiên cứu các hiện tượng diễn ra ở những nơi, những thời điểm không thể quan sát trực tiếp được như sự hình thành dải plasma, động đất, sóng thần. - Khi nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật của vật lý như nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các máy móc như động cơ điện, máy phát điện, nhà máy thủy điện, nhà máy hạt nhân. - Giới thiệu, trình bày lịch sử phát triển của một vấn đề vật lý, một phát minh khoa học và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật.[5,tr 226 và 227] - Tổng kết chương - Không có dụng cụ để tiến hành thí nghiệm dù là thí nghiệm không khó và phức tạp - Minh họa hoặc củng cố bài học - Mở rộng kiến thức của bài học và các ứng dụng khoa học trong cuộc sống. 13
CHƢƠNG 3: LÀM ĐỒ DÙNG DẠY HỌC VỚI CÁC VẬT LIỆU RẺ TIỀN, DỄ KIẾM 3.1. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA Tự làm đồ dùng dạy học không chỉ phục vụ cho việc giảng dạy trên lớp mà còn hữu ích cho việc dạy ngoại khóa khoa học cho học sinh. Hướng dẫn cho học sinh tự làm các thí nghiệm bằng các vật liệu rẻ tiền, dễ kiếm trong sinh hoạt thường ngày, giúp học sinh tự mình tìm ra những kết luận, những hiểu biết và thấy được ứng dụng thực tế của nguyên lý, định luật vật lý trong cuộc sống. Từ đó làm cho các em yêu thích khoa học nói chung và vật lý nói riêng. “Nếu thí nghiệm thất bại, làm lại lần nữa và tìm hiểu xem tại sao thất bại. Đôi khi ta học được từ thất bại nhiều hơn là thành công” (Muriel Mandell). Hướng dẫn học sinh tự làm các thí nghiệm với vật liệu rẻ tiền , dễ kiếm chủ yếu dành cho học sinh trung học cơ sở vì trình độ nhận thức của các em là trực quan sinh động, nên đa số thí nghiệm thuộc loại định tính. Nó minh họa, củng cố, chứng minh các nguyên lý, định luật vật lý một cách đơn giản. Cho nên hướng dẫn học sinh tự làm thí nghiệm ngoài giờ học trên lớp với dụng cụ tự làm là điều cần thiết. Học sinh có thể tiến hành thí nghiệm trước giờ chính khóa (xem như bài soạn trước của học sinh ở nhà) hoặc sau giờ chính khóa (để củng cố bài học). Với học sinh trung học phổ thông, mức độ trực quan giảm đi, nhận thức bằng lý luận, trừu tượng tăng lên và các thí nghiệm thiên về định lượng, nó đòi hỏi một độ chính xác nhất định, cho nên số thí nghiệm hướng dẫn học sinh tự làm không nhiều và phong phú như ở trung học cơ sở. 3.2. GIỚI THIỆU CÁCH LÀM MỘT VÀI DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 3.2.1. Sự tồn tại và áp suất gây bởi không khí.  Vật liệu: - 1 khăn tay hoặc một nắm giấy báo vo tròn - 1 ly thủy tinh - 1 bình đựng nước bằng thủy tinh  Tiến hành: 14
Nhét chặt khăn tay hoặc giấy báo vo tròn vào ly thủy tinh sao cho nó không bị rơi khi ly được úp ngược. Đổ đầy bình nước, chúc miệng ly xuống và nhúng nó vào sâu trong bình nước. Giữ nguyên chiếc ly như vậy khoảng một, hai phút. Sau đó lấy chiếc ly ra khỏi nước và rút khăn tay ra khỏi chiếc ly. Quan sát thấy khăn tay vẫn khô. Giải thích: Điều này tương tự như việc dùng phễu để đổ nước vào chai , lúc này phễu bịt kín cổ chai. Khi đổ nước, nước không thể vào chai được vì không khí trong ly thủy tinh tạo ra một áp suất đẩy nước trở ra . Thí nghiệm này sử dụng trong bài áp suất không khí. Chú ý khăn tay hoặc giấy báo phải được nhét chặt nếu không sẽ bị ướt. 3.2.2. Không khí có trọng lƣợng không ?  Vật liệu : - 1 thước gỗ dẹp dài 1m - 1 bong bóng lớn hoặc một trái banh nhựa lớn - 1 hộp giấy nhỏ - vài móc nhỏ hoặc đoạn dây chỉ và ít cát hoặc gạo.  Tiến hành : Tại hai đầu thước gỗ khoan một lỗ nhỏ sao cho chúng cùng cách đều mỗi đầu thước. Tại tâm của thước cũng khoan một lỗ nhỏ. Xỏ dây chỉ qua lỗ này vào treo thước vào lưng ghế dựa. Treo bong bóng đã được thổi lớn vào một đầu thước, đầu kia treo hộp giấy nhỏ. Cho từ từ gạo vào trong hộp giấy nhỏ cho đến khi thước cân bằng. Sau đó cho không khí từ từ thoát ra khỏi bong bóng. Cây thước bị nghiêng về phía hộp giấy. Chứng tỏ không khí có trọng lượng. Chú ý: phải chọn hộp giấy và bong bóng sao cho khi treo lên thước bị nghiêng về phía bong bóng và cột bong bóng sao cho khi gỡ nhẹ nút không khí thoát từ từ ra khỏi bóng. Không dùng kim hoặc vật nhọn để chọc thủng quả bóng có thể bóng sẽ bị nổ gây đổ vỡ thí nghiệm. Thí nghiệm này sử dụng cho bài khối lượng và trọng lượng. 15
3.2.3. Không khí nóng không khí lạnh cái nào nặng hơn?  Vật liệu : - 1 bình sữa em bé - 1 hộp giấy nhỏ - hoặc 2 lon nước uống đã sử dụng không giống nhau, cùng được mở miệng nắp - 1 cây thước dài khoảng 1m - các đoạn dây chỉ - 1 cây đèn cầy nhỏ  Tiến hành : Khoan hai lỗ nhỏ ở hai đầu cây thước và một lỗ ở tâm. Xỏ dây vào lỗ ở tâm để treo cây thước lên. Cột dây vào hai lon và treo mỗi lon vào một đầu của cây thước. Một lon ngửa miệng lên và một lon úp miệng xuống. Làm cân bằng cây thước. Thắp đèn cầy, đưa ngọn lửa gần và ngay dưới miệng lon úp xuống. Sau khoảng thời gian ngắn , cây thước nghiêng về phía lon miệng ngửa. Bỏ đèn cầy ra khỏi miệng lon úp xuống, sau khoảng một phút thước trở lại trạng thái cân bằng. Giải thích: khối lượng riêng của không khí ở trong lon được làm nóng nhỏ hơn khối lượng riêng của không khí ở xung quanh. Trong lượng của không khí bị chiếm chỗ bằng lực đẩy lên (lực đẩy Archimede) thì lớn hơn trọng lượng của không khí ở trong lon úp ngược, do đó lon bị đẩy lên. Khi bỏ đèn cầy đi nhiệt độ trong lon nguội dần, cuối cùng nó cân bằng nhiệt với xung quanh, vì vậy khối lượng riêng của không khí trong và ngoài lon lại như nhau và thước cân bằng trở lại. Thí nghiệm này có thể sử dụng cho minh họa khái niệm khối lượng riêng hoặc sức đẩy Archimede. 3.2.4. Làm máy phun  Vật liệu : - 1 ống hút 16
- 1 ly nước  Tiến hành : Cách một đầu ống hút khoảng 1/3 ống rạch một khe nhỏ. Bẻ cong ống hút tại chỗ bị rạch, nhúng đoạn ngắn vào trong ly nước sao cho khe hở cao hơn mặt nước khoảng 1 cm. Thổi mạnh vào đầu ống còn lại sẽ thấy một luồng nước phun ra từ khe hở. Chỗ cắt Giải thích: Khi luồng khí được thổi mạnh qua chỗ cắt làm cho áp suất không khí tại đầu chỗ cắt nhỏ hơn nhiều so với áp suất không khí ở xung quanh. Do đó áp suất không khí đẩy nước vào ống và nó phun ra qua chỗ cắt. Thí nghiệm này được sử dụng cho bài chất lưu. 3.2.5. Trạng thái cân bằng  Vật liệu: - Một bong bóng - Một máy sấy tóc  Tiến hành: - Thổi bong bóng căng và cột chặt lại - Mở máy sấy tóc sao cho luồng khí hướng lên trần nhà - Đặt bong bóng vào trong luồng khí và thả tay ra - Thấy bong bóng bị treo giữa luồng khí. Giải thích :Thông thường người ta sẽ cho rằng bong bóng sẽ bị đẩy lên và rơi ra ngoài nhưng thật ra nó bị treo lơ lửng trong luồng khí bởi vì có các lực cân bằng tác dụng lên 17
nó. Đó là trọng lực hướng xuống và sức đẩy của luồng khí hướng lên. Bong bóng nằm im tại tâm của luồng khí bởi vì luồng khí chuyển động nhanh có áp suất nhỏ hơn không khí tĩnh xung quanh, nếu bong bóng đi ra khỏi luồng khí nó sẽ bị áp suất xung quanh lớn hơn đẩy vào. Thí nghiệm này được sử dụng cho bài chất lưu. 3.2.6. Tác dụng của sức căng mặt ngoài  Vật liệu: - Một miếng bìa dày hoặc tấm nhựa mỏng - Kéo - Một đĩa lớn đầy nước - Nước rửa chén - Tăm, viết chì hoặc ống nhỏ giọt (lọ thuốc nhỏ mắt)  Tiến hành: - Cắt tấm bìa thành dạng cái thuyền ( dài 8cm, rộng 6cm) - Phía sau thuyền cắt thành hình chữ V , có đỉnh hướng về phía sau thuyền - Nhẹ nhàng đặt thuyền lên trên nước ở trong đĩa. - Dùng bút chì, tăm hay ống nhỏ giọt nhỏ một giọt chất tẩy vào hình chữ V ở sau thuyền - Quan sát chuyển động của chiếc thuyền trên nước Giải thích:Có vẻ thuyền được đẩy đi bởi chất tẩy, thật ra nó được kéo đi bởi nước ở phía trước. Trong nhiều chất lỏng, các phân tử chất lỏng hút lẫn nhau. Sự hút này làm cho bề mặt của chất lỏng căng ra như bong bóng được bơm căng. Bất cứ điểm nào trên bề mặt chất lỏng đều chịu một sức căng. Trong nước sức căng này tương đối nhỏ và nó dễ dàng làm thủng bề mặt. Chất lỏng khác nhau có sức căng bề mặt khác nhau. Hỗn hợp nước và chất tẩy (hoặc xà bông) có sức căng bề mặt nhỏ hơn của nước nhiều. Thông thường sức căng bề mặt kéo thuyền theo mọi hướng, khi ta thêm chất tẩy vào sức căng bề mặt ở phía sau thuyền giảm đi, sức căng của nước ở phía trước kéo thuyền đi. Khi thuyền chuyển động 18
chất tẩy từ sau đuôi của chiếc thuyền cũng tan dần vào trong nước, do đó thuyền có thể đi xa hơn. Lưu ý thí nghiệm chỉ có thể được tiến hành lại một hoặc hai lần vì chất tẩy hòa tan dần vào nước trong đĩa , cuối cùng nó trở thành một hỗn hợp có sức căng bề mặt giảm ở mọi nơi , không có sự chênh lệch về sức căng nên thuyền không thể chuyển động được. Thí nghiệm dùng cho bài sức căng mặt ngoài 3.2.7. vật nổi  Vật liệu: - Một chai nhựa 1 lít - Một nắp viết bằng nhựa - Băng keo nhựa  Tiến hành: - Đổ đầy nước đến miệng chai nhựa - Dùng băng keo dán kín đầu hở của nắp viết - Cho nắp viết vào trong chai sao cho nắp viết đứng trong nước ( nếu không đứng có thể thêm hoặc bớt băng keo dán) - Vặn chặt nút chai và bóp, nén chai. Nếu được bóp mạnh nắp viết sẽ chìm, ngưng bóp chai nổi lên. Nếu bóp đủ mạnh nắp viết có thể nằm lơ lửng trong chai nước. Giải thích:Nắp viết nổi vì nó và lượng không khí chứa trong nó có trọng lượng nhỏ hơn sức đẩy Archimede của nước (trọng lượng nước bị chiếm chỗ). Khi ta bóp chai nước nghĩa là tạo một áp suất lên không khí chứa trong nắp viết làm cho thể tích của nó co lại, chiếm chỗ của nước ít hơn tức là sức đẩy nhỏ hơn trọng lượng của nắp viết do đó nó chìm xuống. Thí nghiệm dùng cho bài sự nổi 3.2.8. Áp suất không khí  Vật liệu: - 1 lon nước uống đã sử dụng hết - 1 bếp điện hay đèn cồn 19
- 1 khay nước lớn - 1 kẹp lớn  Tiến hành: - Đổ một chút nước vào lon nước uống - Đổ nước vào khay - Đặt lon nước trên đèn cồn để nước sôi khoảng 1 phút (lưu ý đừng để cạn nước) - Dùng kẹp lấy lon nước ra khỏi đèn cồn và úp ngược lon nước vào trong khay - nước lạnh. Lon nước bị móp tức thì. Giải thích: Đổ chút nước vào lon nước trống, khi được đun sôi hơi nước đẩy không khí ra khỏi lon. Khi lon được úp xuống nước lạnh, nước lạnh làm cho hơi nước trong lon ngưng tụ, để lại một khoảng chân không. Dưới tác dụng của áp suất bên ngoài lon bị móp đi. Thí nghiệm dùng trong bài áp suất không khí. 3.2.9.Tác dụng của sức căng mặt ngoài  Vật liệu: - Một miếng bìa dày hoặc tấm nhựa mỏng - Kéo - Một đĩa lớn đầy nước - Nước rửa chén - Tăm, viết chì hoặc ống nhỏ giọt (lọ thuốc nhỏ mắt)  Tiến hành: 20