Đồ dùng dạy học Vật lý thí nghiệm

LỜI GIỚI THIỆU Trong bối cảnh hiện nay toàn nghành giáo dục đang nỗ lực thực hiện đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực, chủ động sáng tạo của học sinh. Nghị quyết TW2 khóa 8 tiếp tục khẳng định : “phải đổi mới phương pháp giáo dục và đào tạo , khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp hiện đại vào quá trình dạy học...”. Định hướng đó đã được pháp chế trong luật giáo dục “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp dạy học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn , tác động đến tình cảm, đem lại hứng thú học tập cho học sinh”. Cần chuyển từ “Dạy học lấy giáo viên làm trung tâm” sang “Dạy học lấy học sinh làm trung tâm”, phải tích cực hóa các hoạt động của học sinh, khơi dậy cho các em tính khao khát, tìm tòi, nghiên cứu, cố gắng phát huy trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm bắt kiến thức. Để thực hiện điều này đòi hỏi mỗi nhà trường, mỗi giáo viên phải có những bước chuyển biến rõ nét trong việc cải tiến phương pháp dạy và học. Với môn Vật lý cũng không nằm ngoài các mục đích yêu cầu trên. Vậy tôi xin giới thiệu bộ thí nghiệm đơn giản về từ trường sử dụng trong giảng dạy Vật lý lớp 11 chương trình cơ bản. Hy vọng đồ dùng dạy học này sẽ giúp cho giáo viên lên lớp có một giờ dạy trực quan, sinh động, tiết kiệm thời gian và đạt hiệu quả cao trong giảng dạy, giúp các em học sinh dễ dàng tiếp thu bài học. Do thời gian có hạn nên việc thiết kế và chế tạo không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự đóng góp của các đồng nghiệp cũng như của mọi người để chúng ta có được mô hình dạy học ngày càng hoàn thiện hơn. Tác giả I. MỘT SỐ BỘ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN VỀ TỪ TRƯỜNG 1. Bộ thí nghiệm biểu diễn “từ trường của dòng điện thẳng” a, Mục đích : - Biểu diễn trực quan cho học sinh thấy được sự tương tác của dòng điện và nam châm. - Thể hiện được hình dạng của đường sức từ của từ trường của dòng điện thẳng. b,Cấu tạo và chức năng: - Bộ phận chính là khung dây hình chữ nhật trong đó có đoạn AB cần khảo sát và một kim nam châm K (Hình 1). - Giá đỡ G (dùng để đặt khung dây và kim nam châm, hoặc đặt hộp mạt sắt). - Nguồn điện N (DC – 12V) để cung cấp dòng điện cho khung dây. - Hai dây nối . (Hình 1) c, Tiến hành thí nghiệm: - Đặt kim nam châm lên giá G, nên đặt sao cho trục của kim nam châm song song với đoạn dây AB. - Nối kín mạch điện và quan sát hiện tượng. Khi có dòng điện chạy qua đoạn AB thì kim nam châm sẽ bị lệch so với phương ban đầu. - Đặt hộp chứa mạt sắt lên giá G . - Nối kín mạch điện và quan sát hiện tượng , gõ nhẹ vào hộp mạt sắt, các hạt mạt sắt thể hiện từ phổ của từ trường của dòng điện thẳng. - Lưu ý : Tắt nhanh nguồn điện, không để lâu, vì cuộn dây có điện trở nhỏ có thể làm nóng cuộn dây và làm hỏng nguồn điện. d, Phạm vi áp dụng : - Bài 19: Từ trường. - Bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt. 2. Bộ thí nghiệm biểu diễn “từ trường của dòng điện tròn” a, Mục đích : - Biểu diễn trực quan cho học sinh xác định chiều của đường sức từ tại tâm của dòng điện tròn. - Thể hiện được hình dạng của đường sức từ của từ trường của dòng điện tròn. b,Cấu tạo và chức năng: - Bộ phận chính là vòng dây hình (d=100mm ) , một kim nam châm K , hộp mạt sắt hộp mạt sắt (Hình 2). - Giá đỡ G (dùng để đặt khung dây và kim nam châm, hoặc đặt hộp mạt sắt). - Nguồn điện N (DC – 12V) để cung cấp dòng điện cho vòng dây. - Hai dây nối. (Hình 2) c, Tiến hành thí nghiệm: - Đặt kim nam châm lên giá G, nên đặt sao cho trục của kim nam châm song song với đoạn dây AB. - Nối kín mạch điện và quan sát hiện tượng. Khi có dòng điện chạy qua đoạn AB thì kim nam châm sẽ bị lệch so với phương ban đầu, theo phương của từ trường tại tâm của vòng dây. - Đặt hộp chứa mạt sắt lên giá G . - Nối kín mạch điện và quan sát hiện tượng , gõ nhẹ vào hộp mạt sắt, các hạt mạt sắt thể hiện từ phổ của từ trường của dòng điện tròn. d, Phạm vi áp dụng : - Bài 19: Từ trường. - Bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt. 3. Bộ thí nghiệm biểu diễn “từ trường bên trong ống dây” a, Mục đích : - Biểu diễn trực quan cho học sinh xác định chiều của đường sức từ bên trong ống dây. - Thể hiện được hình dạng của đường sức từ của từ trường bên trong ống dây. b,Cấu tạo và chức năng: - Bộ phận chính là ống dây hình trụ tròn (d=100mm , l = 180mm), một kim nam châm K , hộp mạt sắt (Hình 3). - Giá đỡ G (dùng để đặt khung dây và kim nam châm, hoặc đặt hộp mạt sắt). - Nguồn điện N (DC – 12V) để cung cấp dòng điện cho vòng dây. - Hai dây nối. (Hình 3) c, Tiến hành thí nghiệm: - Đặt kim nam châm lên giá G (nên đặt sao cho trục của kim nam châm song song với đoạn dây AB). - Nối kín mạch điện và quan sát hiện tượng. (khi có dòng điện chạy qua đoạn AB thì kim nam châm sẽ bị lệch so với phương ban đầu, theo phương của từ trường bên trong ống dây). - Đặt hộp chứa mạt sắt lên giá G . - Nối kín mạch điện và quan sát hiện tượng , gõ nhẹ vào hộp mạt sắt (các hạt mạt sắt thể hiện từ phổ của từ trường của dòng điện tròn) . d, Phạm vi áp dụng : - Bài 19: Từ trường. - Bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt. 4. Bộ thí nghiệm biểu diễn “tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song” a, Mục đích : - Biểu diễn trực quan cho học sinh thấy được sự tương tác của hai dòng điện thẳng song song . + - B A D C E I + - B A D C E I - Xác định lực hút, đẩy trong hai trường hợp hai dòng điện thẳng song song cùng chiều và hai dòng điện thẳng song song ngược chiều. b, Cấu tạo và chức năng các bộ phận : - Bộ phận chính là hai dây dẫn song song AB, CD , hai dây dẫn mang dòng điện cần khảo sát và dây phụ DE để mắc mạch điện tạo ra hai dòng điện cùng chiều (Hình 4a, 4b). (Hình 4a) (Hình 4b) - Giá treo thẳng đứng dùng để gắn dây dẫn. - Nguồn điện N (DC – 12V) để cung cấp dòng điện mạchvà các dây nối có mỏ kẹp. c, Tiến hành thí nghiệm: c.1. Trường hợp 1: Hai dây dẫn song song mang dòng điện ngược chiều - Để tạo được hai dòng điện ngược chiều trên dây ta mắc mạch như hình 4a. Hai đầu B, D được nối chung với nhau, đầu A nối với cực dương, đầu C được nối với cực âm của nguồn DC. - Sau đó bật nguồn DC để cấp điện cho mạch, yêu cầu học sinh quan sát hiện tượng và nhận xét. * Chú ý: Sau khi đã xuất hiện hiện tượng hai dây dẫn đẩy nhau, cần tắt nhanh nguồn DC để đảm bảo cho mạch không bị cháy vì điện trở dây dẫn rất nhỏ sẽ gây ra hiện tượng đoản mạch. c.2. Trường hợp 2: Hai dẫy dẫn song song mang dòng điện cùng chiều - Để tạo được hai dòng điện ngược chiều trên dây ta mắc mạch như hình 4b. Hai đầu B, D được nối chung với nhau, đầu A, C nối với nhau và nối vào cực dương của nguồn DC, đầu B,D được nối với cực âm của nguồn DC nhờ dây phụ DE. - Các bước sau làm tương tự như trường hợp 1.phần này giáo viên có thể yêu cầu học sinh tự nghiên cứu mắc mạch điện sau khi đã giới thiệu dụng cụ. Qua đó có thể rèn luyện kỹ năng thực hành cho học sinh. d, Phạm vi áp dụng : Bài 19: Từ trường. II. HIỆU QUẢ CỦA BỘ THÍ NGHIỆM: - So với không sử dụng các thiết bị thí nghiệm trên thì việc tổ chức một tiết dạy rất khó khăn khi truyền đạt kiến thức, không thể thuyết phục được học sinh, giống như nhồi nhét kiến thức. Ví dụ: nếu không có thí nghiệm tương tác giữa hai dây dẫn song song mang dòng điện thì học sinh chỉ thuộc lòng khái niệm hai dòng điện cùng chiều - hút nhau, ngược chiều - đẩy nhau như vậy không thực tế, không thuyết phục. - Khi các bộ thí nghiệm được giáo viên sử dụng tốt, kết hợp với các phương tiện và phương pháp dạy học khác. Tiết học trở nên sinh động, lôi cuốn học sinh, phát huy được tính chủ động, tích cực. III. GIÁ TRỊ TÍNH BẰNG TIỀN : TÊN VẬT LIỆU SỐ LƯỢNG THÀNH TIỀN TỔNG CỘNG Mica trong 0,2 m2 40.000đ 40.000đ Mica xốp trắng 0,25 m2 20.000đ 20.000đ Dây đồng 0,1kg Tận dụng 0 Keo dán 01 chai 5000đ 5000đ Bìa cứng 1 tấm Tận dụng 0 Nguồn điện 12V 01 bộ Tận dụng 0 Hạt mạt sắt 50g Tận dụng 0 Giấy nhôm mỏng 0,01m2 Tận dụng 0 Dây nối 06 đoạn Tận dụng 0 Kim nam châm 01 bộ (la bàn nhỏ) 15.000đ 15.000đ TỔNG CỘNG 80.000đ IV. KẾT LUẬN : Dạy học theo phương pháp mới, thời điểm này đã trở nên quá quen thuộc, không còn là mới mẻ nữa. Tuy nhiên việc làm các đồ dùng dạy học là luôn luôn mới mẻ vì đó là sự sáng tạo, sự đúc kết kinh nghiệm. Do đó vấn đề làm đồ dùng dạy học không chỉ bổ sung cho các thiết bị thiếu của nhà cung cấp so với yêu cầu của sách giáo khoa mà còn là vấn đề thay đổi các thiết bị hiện có. Phong trào tự làm đồ dùng dạy học trong giáo viên và học sinh cần được thực hiện thường xuyên, liên tục và mãi mãi. Trong các thí nghiệm tôi trình bày trên đã thực hiện thành sản phẩm cụ thể , trong quá trình làm có thể có những điểm chưa thực sự hiệu quả cao hoặc cần chỉnh sửa thêm để hoàn chỉnh, rất mong quý thầy cô đồng nghiệp xem tham khảo, áp dụng , và đóng góp cho tôi để các dụng cụ dạy học hoàn thiện hơn, nhằm một mục đích chung là nâng cao chất lượng dạy học, phát huy tính tích cực trong dạy và học. Tôi xin chân thành cảm ơn. Nha Trang ngày 8/3/2012 Người thực hiện NGUYỄN QUANG VŨ TỔ LÝ – KTCN TRƯỜNG THPT Dân Lập NGUYỄN THIỆN THUẬT SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KHÁNH HÒA TRƯỜNG THPT DÂN LẬP NGUYỄN THIỆN THUẬT ---- š¯› ---- ĐỒ DÙNG DẠY HỌC DỰ THI TỔ VẬT LÝ – CÔNG NGHỆ BỘ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN VỀ TỪ TRƯỜNG Người thực hiện : NGUYỄN QUANG VŨ Năm học 2011-2012