Sử dụng phối hợp các loại hình thí nghiệm trong dạy học vật lí góp phần phát triển năng lực cho sinh viên trường đại học công nghiệp Quảng Ninh

Nội dung text: Sử dụng phối hợp các loại hình thí nghiệm trong dạy học vật lí góp phần phát triển năng lực cho sinh viên trường đại học công nghiệp Quảng Ninh

1. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Sử dụng phối hợp các loại hình thí nghiệm trong dạy học vật lí góp phần phát triển năng lực cho sinh viên Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Lê Thị Thanh Hoa, Nguyễn Thị Thanh Hà Khoa Khoa học Cơ bản, Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh * Email:Lethithanhhoachk22@gmail.com Mobile: 0355121999 Tóm tắt Từ khóa: Bài viết này nhằm giới thiệu ưu điểm và cách thức trong việc sử Máy vi tính; Vật lí đại cương; Thí dụng phối hợp nhiều loại hình thí nghiệm vật lí trong giảng dạy học nghiệm; Thí nghiệm tự tạo; Thí phần Vật lí đại cương ở Trường ĐHCN Quảng Ninh nhằm phát nghiệm mô phỏng Công nghệ triển năng lực cho người học. Bài viết trình bày tiến trình thực hiện thông tin; Trường Đại học Công khi sử dụng phối hợp nhiều loại hình thí nghiệm trong dạy học nghiệp Quảng Ninh; Phát triển phần Nhiệt học thuộc học phần Vật lí đại cương ở Trường ĐHCN năng lực; Quảng Ninh. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ nâng cao chất lượng học tập của SV. Tuy nhiên, Hiện nay, xu hướng toàn cầu hóa không trong tình hình hiện nay việc sử dụng TN trong chỉ diễn ra ở khu vực kinh tế và thương mại, mà DH ở trường ĐHCNQN gặp khá nhiều khó khăn, còn diễn ra ở cả lĩnh vực giáo dục - ngành mang do nhiều nguyên nhân gây nên. Nguyên nhân chủ lại nhiều hiệu quả kinh tế - xã hội lớn lao. Trước yếu có thể kể đến là do chưa được cung cấp thiết sức ép của xu hướng toàn cầu hóa, tất cả các bị TN để đáp ứng nhu cầu dạy - học một cách có nước trên thế giới đều quan tâm đến cải cách giáo chất lượng. Để có thể khắc phục một phần những dục để nâng cao chất lượng, đào tạo ra lớp người khó khăn đang gặp phải, các GV của bộ môn Vật lao động mới có tri thức cao. Những thay đổi căn lí đã nâng cao chất lượng DH bằng cách sử dụng bản trong quan niệm giáo dục, trong nội dung các TN tự tạo vào DH vật lí. Mặc dù TN tự tạo có học tập, hình thức tổ chức và phương pháp giảng thể đem lại hứng thú, bất ngờ cho SV, nhưng hầu dạy, đặc biệt là cải cách về phương tiện giảng hết chỉ có thể đáp ứng các yêu cầu định tính, khó dạy ngày càng đa dạng, góp phần thúc đẩy nền có thể chính xác và trực quan về mặt định lượng. giáo dục thế giới có những chuyển biến mạnh Bên cạnh đó, công nghệ thông tin (CNTT) mẽ, kể cả những nền giáo dục tiên tiến nhất thế những năm gần đây thực sự mang lại hiệu quả giới. Đối với nền giáo dục của nhiều quốc gia cho hầu hết mọi lĩnh vực, giáo dục - đào tạo phát triển trên thế giới như Úc, Pháp, Đức, cũng không nằm ngoài số đó. CNTT đã được Nhật , các môn khoa học không chỉ đơn thuần khẳng định là công cụ đắc lực hỗ trợ đổi mới mang tính chất hàn lâm, mà luôn luôn được gắn phương pháp giảng dạy, học tập và hỗ trợ đổi liền với thực tiễn, vận dụng vào thực tiễn, trong mới quản lí giáo dục, góp phần nâng cao hiệu đó vật lí học không phải là một ngoại lệ. Dạy học quả và chất lượng giáo dục. Đối với DH vật lí, (DH) vật lí không chỉ đơn thuần là cung cấp cho vai trò của nó thể hiện rõ rệt ở những TN có sự SV những kiến thức về vật lí, mà quan trọng hơn hỗ trợ của MVT, khiến DH ngày càng phong cả là phải giúp SV vận dụng kiến thức giải quyết phú với nhiều TN đa dạng, hấp dẫn. Sử dụng các vấn đề mà thực tiễn đặt ra. Những quá trình, phối hợp các loại hình TN, bao gồm TN được hiện tượng trong cuộc sống diễn ra phần đông trang bị (gọi tắt là TN), TN tự tạo và TN trên liên quan đến các kiến thức vật lí thường diễn ra MVT sẽ góp phần khắc phục những khó khăn quá nhanh, hoặc đi sâu về thế giới vi mô, do đó mà mỗi loại hình TN đang tồn tại, đồng thời những hiện tượng, quá trình này đều khó quan tăng cường hiệu quả sử dụng TN trong DH vật lí sát, cần phải có sự hỗ trợ của TN trong QTDH. ở trường ĐHCNQN. Chính vì vậy trong DH vật lí TN là một phương 2. THÍ NGHIỆM TỰ TẠO VÀ THÍ NGHIỆM tiện rất quan trọng, có tác dụng to lớn trong việc TRÊN MÁY TÍNH 157 * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020
2. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH 2.1. Thí nghiệm tự tạo quá nhiều chi tiết phụ, khiến SV hoang mang, TN tự tạo là một trong những PTDH hiệu không xác định được đối tượng chính cần quan sát. quả, góp phần nâng cao chất lượng DH vật lí , - Phải đảm bảo tính khả thi: TN tự tạo được định nghĩa như sau: TN tự tạo là những TN không nên quá phức tạp, yêu cầu quá cao đối với định tính, hoặc định lượng, do GV hoặc SV tự người sử dụng. Các TN càng dễ thao tác, cho kết thiết kế, chế tạo một cách đơn giản hoặc phức tạp, quả càng nhanh, dễ quan sát và rõ ràng thì tính sử dụng trong QTDH ngay tại lớp học, hoặc khả thi càng cao, từ đó mới có thể được ứng dụng ngoài không gian lớp học, bằng những dụng cụ rộng rãi trong QTDH. đơn giản, phổ biến trong cuộc sống. 2.2. Thí nghiệm trên máy vi tính 2.1.1.Ưu điểm, hạn chế của thí nghiệm tự tạo 2.2.1. Khái niệm trong dạy học vật lí Trong DH, MVT với tư cách là PTDH * Ưu điểm: Ngoài các ưu điểm về mặt tư hiện đại, được sử dụng vào các môn học nói chung duy của TN vật lí, TN tự tạo còn có những ưu và vật lí nói riêng nhằm nâng cao hiệu quả QTDH. điểm mang tính đặc trưng riêng: MVT được sử dụng vào những giai đoạn khác - Sử dụng những vật liệu, linh kiện dễ nhau của QTDH với các chức năng cơ bản: chức kiếm, dễ mua sắm với giá thành thấp, thường phổ năng thông tin, chức năng điều khiển hoạt động biến trong đời sống hàng ngày. học tập, chức năng luyện tập và thực hành, chức - Việc gia công đơn giản, không đòi hỏi năng minh họa, chức năng trực quan hóa, chức nhiều KN khó nên GV và SV đều có thể tự tạo được. năng mô hình hoá và mô phỏng, chức năng kiểm - Về khả năng sử dụng TN: thuận tiện tra đánh giá. MVT hỗ trợ DH nói chung và DH vật trong sử dụng vào DH, TN thường ngắn gọn, dễ lí nói riêng thông qua hai đối tượng chính là thành công, ít ảnh hưởng đến tiến trình DH chung internet và các phần mềm DH. Trong bài viết nên GV dễ chủ động và thuận lợi trong việc vận này,chỉ tập trung khai thác MVT với vai trò là dụng TN vào DH. Hiện nay, TN tự tạo được xem công cụ hỗ trợ TN vật lí, cụ thể: các TN mô là một trong những phương tiện hỗ trợ hiệu quả phỏng, TN ảo, phim TN, cho các PPDH tích cực trong DH vật lí như: - TN mô phỏng: “Mô phỏng” là quá trình phương pháp thực nghiệm, phương pháp dạy học thiết kế mô hình của một hệ thống thực và thực hiện theo nhóm, phương pháp dạy học dự án, * Hạn thao tác với mô hình đó thì làm xuất hiện các thuộc chế: TN tự tạo thường được chế tạo bằng tay, với tính bên trong từng đối tượng hay mối quan hệ giữa các dụng cụ thô sơ, đơn giản nên độ bền các đối tượng. TN mô phỏng được hiểu là các TN và tính thẩm mỹ không cao như các TN được sản được xây dựng từ những dụng cụ và đối tượng mô xuất theo dây chuyền công nghiệp. phỏng trên cơ sở các đối tượng thực. Khi tiến hành 2.1.2. Một số yêu cầu đối với thí nghiệm tự tạo TN trên các đối tượng mô phỏng đó sẽ thu được kết - Phải đảm bảo tính khoa học: Kết quả quả phù hợp với các quy luật như các TN thực. Do TN phải đúng với bản chất vật lí của sự vật, hiện vậy, khi tiến hành TN loại này, SV có thể khám phá tượng, bảo đảm tính đúng đắn, khoa học, không được những thuộc tính hay các mối quan hệ giữa được xa rời thực tế. Do đó, TN tự tạo cần thể các đối tượng. hiện đúng trọng tâm của hiện tượng cần nghiên cứu, tránh rườm rà, khó quan sát, gây nhiễu cho SV trong việc rút ra kết luận về hiện tượng vật lí. - Phải đảm bảo tính sư phạm: Dụng cụ TN phải tuân theo những nguyên tắc sư phạm, không được đi ngược lại mục tiêu giáo dục, không sử dụng các dụng cụ nguy hiểm, gây tổn hại đến SV như: súng, đạn, thuốc nổ, - Phải đảm bảo tính thẩm mĩ: TN sẽ tác Hình 1. Thí nghiệm mô phỏng về sự nở vì nhiệt của động đến các giác quan của người học, trong đó vật rắn trước hết là tác động đến thị giác. Mặt khác, quan - TN ảo: TN được xây dựng từ các dụng sát TN sẽ giúp SV bước đầu rút ra những kết luận cụ TN, các đối tượng được tạo ra trong môi riêng về sự vật, hiện tượng liên quan. Do đó, các trường ảo của MVT. Khi tiến hành TN trên các dụng cụ TN tự tạo phải được gia công cẩn thận. đối tượng ảo sẽ cho kết quả như trên TN thực. Bên cạnh đó, cần phải chú ý đến các chi tiết được Trong TN ảo, các đối tượng, các thiết bị, các làm nổi bật trong dụng cụ TN, tránh hiện tượng * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 158
3. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH công cụ, được sử dụng rất giống với các đối - GV có thể chủ động tuỳ chỉnh tốc độ TN tượng, các thiết bị, các công cụ, trong thực tế. nhanh hay chậm, tạm dừng hoặc tua đi tua lại nhiều lần để phân tích, làm rõ nội dung kiến thức có liên quan; - Có thể truyền thụ cho SV khối lượng kiến thức lớn, chính xác và diễn cảm trong thời gian tương đối ngắn; - SV có thể dễ dàng quan sát ở mọi góc lớp khác nhau khi sử dụng màn hình lớn để trình chiếu các TN trên MVT. *Hạn chế: Hình 2. Thí nghiệm ảo Sự nở vì nhiệt của vật rắn - Việc khai thác và sử dụng TN trên - Phim thí nghiệm: có thể hiểu là một MVT vào DH vật lí ít nhiều đòi hỏi trình độ video clip ghi lại các hiện tượng vật lí diễn ra CNTT ở mức độ nhất định của GV. Đặc biệt, khi trong thực tế, nó được ghi hình lại và được trình GV tự mình thiết kế, chỉnh sửa các TN trên MVT diễn trong tiết học.Thông thường, đây là những theo đúng ý đồ DH riêng của bản thân thì yêu cầu hiện tượng không thể tiến hành trong phạm vi về trình độ CNTT và đầu tư về thời gian tương trường học, nhưng nó có thể quan sát trong thực đối cao. tế cuộc sống. Căn cứ vào nội dung của các đoạn phim 3. BIỆN PHÁP SỬ DỤNG PHỐI HỢP HIỆU TN, có thể phân loại như sau: QUẢ CÁC LOẠI HÌNH THÍ NGHIỆM + Đoạn phim quay lại quá trình tiến hành TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TN vật lí bằng TN được trang cấp. ĐHCNQN + Đoạn phim quay lại quá trình tiến hành 3.1. Tăng cường sử dụng thí nghiệm mở đầu bằng TN vật lí bằng TN tự tạo ở ngoài phạm vi không thí nghiệm tự tạo để tạo tình huống có vấn đề gian lớp học. Tạo tình huống có vấn đề để mở đầu bài + Đoạn phim quay lại một hiện tượng DH vật lí là rất cần thiết. Có nhiều cách khác thực tế liên quan đến kiến thức vật lí nhau để tạo tình huống có vấn đề nhưng biện pháp mang lại hiệu quả cao và trực quan nhất là tăng cường sử dụng TN mở đầu bằng các TN tự tạo. Trong một số trường hợp không thể tiến hành TN tự tạo, có thể cho SV xem các đoạn phim TN chứa đựng các tình huống có vấn đề. Những TN này không cần phải quá phức tạp, tuy nhiên SV sẽ khó có thể giải thích với những kiến thức đã được học. Sự khó khăn này nằm trong vùng phát triển gần, do đó sẽ kích thích hứng thú Hình 3. Nguyên tắc hoạt động của rơ-le nhiệt học tập, khát khao chiếm lĩnh tri thức với mục + Đoạn phim xâu chuỗi nhiều mô phỏng hoạt đích làm sáng tỏ hiện tượng của SV. hình để làm sáng tỏ một kiến thức vật lí 3.2. Giải quyết vấn đề một cách hợp lí bằng cách đưa ra thí nghiệm khảo sát, kết hợp minh họa đúng lúc với thí nghiệm trên máy vi tính Thông qua TN, SV có thể tiếp thu được một số thông tin nhất định từ những vấn đề đang học. Việc đưa ra TN khảo sát, TN minh hoạ đúng lúc sẽ giúp cho SVthu thập thông tin một cách dễ dàng, tạo điều kiện để đưa ra những đánh giá sơ bộ về tính chất của các sự vật, hiện tượng. Sử dụng TN để khảo sát luôn tăng cường tính thuyết phục và hình thành thế giới quan cho SV. Ngoài Hình 4. Phân biệt cấu tạo phân tử ba thể rắn, lỏng, khí ra, việc sử dụng TN trên MVT để minh hoạ sẽ 2.2.2. Ưu điểm và hạn chế của thí nghiệm trên giúp SV hiểu rõ bản chất các hiện tượng vật lí máy vi tính một cáchdễ dàng hơn. * Ưu điểm: 159 * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020
4. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH 3.3. Kết hợp thí nghiệm biểu diễn của giáo đối với những quá trình, hiện tượng vật lí diễn ra viên và thí nghiệm trực diện của sinh viên để quá nhanh, quá chậm, thì việc sử dụng TN trên kích thích hứng thú và rèn luyện kĩ năng thực MVT sẽ giúp SV hiểu rõ kiến thức, thấy rõ những hành cho sinh viên biến đổi nội tại bên trong của các quá trình. Bản thân SV không thể tự lắp ráp, tiến 3.7. Quy trình sử dụng phối hợp các loại hình hành các TN một cách có hiệu quả. Vì nếu làm thí nghiệm trong dạy học vật lí TN không thành công sẽ khiến các em chán nản Quy trình sử dụng phối hợp các loại hình và mất tự tin vào bản thân. Do đó, GV cần phải TN trong DH vật lí được đề xuất dựa trên cơ sở kiên trì, có kế hoạch cụ thể, vận dụng phối hợp quy trình chung thiết kế bài dạy học, đồng thời TN của GV và TN của SV để rèn luyện khả năng bảo đảm các nguyên tắc sử dụng phối hợp các tư duy cũng như kĩ năng thực hành tổng hợp, tạo loại hình TN. Quy trình này gồm 8 bước: điều kiện cho các em làm quen, biết cách sử dụng - Bước 1: Xác định mục tiêu bài học. Dựa các dụng cụ đo lường, thiết bị kĩ thuật thông vào chương trình để xác định những mục tiêu về dụng trong cuộc sống hàng ngày. Đối với một số kiến thức, kĩ năng, thái độ, năng lực, đó là những TN biểu diễn, GV có thể giới thiệu sơ qua về gì người học cần đạt được sau khi hoàn thành bài dụng cụ và SV được thao tác trực tiếp dưới sự học. Việc xác định mục tiêu bài học là rất cần hướng dẫn của GV. Tuy nhiên, sẽ rất khó để tất thiết và có tầm quan trọng đặc biệt, vì qua đó mới cả các SV đều được thao tác với loại TN này. Do xác định được phương hướng, tiêu chí để quyết đó, TN tự tạo là giải pháp để tăng cường hứng định về nội dung, PP, phương tiện DH, có được ý thú và rèn luyện kĩ năng thực hành cho SV. tưởng rõ ràng về những nội dung cần kiểm tra, 3.4. Chú trọng đến việc rèn luyện cho sinh viên đánh giá sau mỗi bài học. kĩ năng giải bài tập thí nghiệm - Bước 2: Xác định vai trò của thí nghiệm đối Bài tập TN là phương tiện để nâng cao nhận với mục tiêu dạy học. Tuỳ theo mục tiêu cụ thể của thức cảm tính và lí tính cho SV. Thông qua việc từng bài học khác nhau để xác định mức độ ưu tiêu giải bài tập TN, các thao tác tư duy như phân tích, của từng loại hình TN theo các mức độ khác nhau. so sánh, khái quát hoá được rèn luyện và phát - Bước 3: Kiểm tra tình hình sử dụng của triển. Bài tập TN là loại bài tập yêu cầu cao tính tích thí nghiệm liên quan đến nội dung bài học. Tuỳ cực, tự lực của SV qua các thao tác tay chân và trí theo tình hình thực tế của TN (có hay không, sử tuệ. Qua đó thói quen đặt câu hỏi, tinh thần độc lập dụng được hay không, số liệu chính xác hay không) suy nghĩ, tư duy khoa học, tư duy sáng tạo của SV để xác định phương án sử dụng phù hợp trong được rèn luyện và có cơ hội phát triển. QTDH. 3.5. Định hướng cho học sinh thảo luận về các - Bước 4: Xây dựng danh mục TN liên phương án thiết kế, chế tạo và tiến hành thí quan đến nội dung bài học. GV cần nghiên cứu kĩ nghiệm nhằm phát huy tính tích cực, chủ động các nội dung kiến thức liên quan đến bài học, phân sáng tạo trong nhận thức và khả năng vận tích các hiện tượng vật lí xảy ra để thấy rõ cơ chế dụng kiến thức vào thực tiễn của hiện tượng. Qua đó GV định hướng, lập danh Việc trao đổi, thảo luận, tranh luận sẽ giúp sách các TN cụ thể cần dùng trong bài, cũng như SV mạnh dạn trong diễn đạt, bộc lộ quan điểm cách sử dụng của mỗi loại hình TN trong từng đơn của bản thân, đồng thời học hỏi thêm kinh vị kiến thức. Đối với TN tự tạo thì cần phải có sự nghiệm của các bạn khác trong lớp. Điều này còn gia công, làm thử trước, để đảm bảo TN xảy ra góp phần phát huy tính tích cực, tự lực, phát triển thành công. Đối với các hình thức TN trên MVT, năng lực giao tiếp, khắc phục yếu điểm rụt rè GV có thể khai thác, sưu tầm từ nhiều nguồn khác trong học tập. Do đó sẽ giúp SV tự tin, chủ động nhau, như: internet, đĩa CD, VCD, DVD, Những trong học tập và hiệu quả trong việc vận dụng TN này nên được tập trung lại và tổ chức lưu trữ kiến thức vào thực tiễn. trên MVT, tạo sự tiện lợi trong QTDH. 3.6. Tăng cường sử dụng thí nghiệm trên máy - Bước 5: Lựa chọn phương pháp DH vi tính hỗ trợ thí nghiệm trong dạy học vật lí chủ đạo. Khi áp dụng một PPDH cụ thể, ngoài Đối với TN, MVT hỗ trợ với nhiều hình việc phát triển tư duy, logic cho SV, GV đồng thức như: mô phỏng TN, TN mô phỏng, TN ảo, thời đã góp phần giáo dục SV các phẩm chất phim TN , ngoài ra còn hỗ trợ TN thực có các quan trọng. Tuỳ thuộc vào mục tiêu của bài học, dụng cụ và phần mềm chuyên biệt. Sử dụng MVT các yếu tố khác để lựa chọn PPDH thích hợp là hỗ trợ TN sẽ góp phần tạo điều kiện để đổi mới một trong các biện pháp nâng cao hiệu quả của PPDH theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận QTDH. thức, từng bước pháp triển năng lực SV. Đặc biệt * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 160
5. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH - Bước 6: Xác định vị trí từng loại hình thí trình bày dưới đây là những TN đơn giản, ít phải nghiệm phù hợp với các giai đoạn của phương gia công, dễ thành công và cho kết quả nhanh. pháp dạy học đã chọn. Sau khi lựa chọn PPDH chủ 4.2.1. Thí nghiệm quá trình đẳng nhiệt đạo, sẽ tiến hành phân bố các loại hình TN vào - Thí nghiệm 1 từng giai đoạn của PPDH cụ thể. Có hai kiểu Chuẩn bị: 01 ống xilanh loại lớn cỡ 60 cm3; 01 phân bố phối hợp có thể kể đến, bao gồm: phối quả bong bóng đã được thổi có đường kính nhỏ. hợp các loại hình TN giữa các giai đoạn DH khác nhau, và phối hợp nhiều loại hình TN trong cùng một giai đoạn DH. - Bước 7: Thiết kế tiến trình dạy học. Lên kế hoạch DH chi tiết đồng nghĩa với việc soạn thảo một kịch bản hoàn chỉnh cho tiết dạy. Sản phẩm của việc làm này là giáo án chi tiết về QTDH sẽ diễn ra. Kế hoạch DH càng chi tiết bao nhiêu thì hiệu quả giờ học sẽ chất lượng bấy Hình 5. TN với quả bong bóng trong ống xilanh nhiêu. Kế hoạch DH cần thể hiện rõ ý đồ mà mục Tiến hành TN: Đặt quả bong bóng nhỏ đích của các phương án sử dụng phối hợp các vào trong ống xilanh. Hút không khí vào ống, loại hình TN. Tùy thuộc vào đối tượng SV, và dùng đầu ngón tay bịt kín miệng xilanh. Khi ấn điều kiện cụ thể để có sự điều chỉnh phù hợp. pit-tông xuống thì thấy quả bong bóng xẹp lại. - Bước 8: Tổ chức dạy học theo tiến trình Khi kéo pit-tông lên thì thấy quả bong bóng đã thiết kế. Đây là giai đoạn GV hiện thực hoá ý phình to ra. tưởng DH đã xây dựng trên những đối tượng SV - Thí nghiệm 2: dòng nước chảy lạ kì cụ thể. Qua đây, GV sẽ đánh giá được sự phù hợp Chuẩn bị: 01 lọ nhựa trong suốt có nắp đậy kín; của các phương án DH và có sự điều chỉnh hợp lí. 01 phễu; 02 ống hút; 01 ca đựng nước và ít nước. 4. SỬ DỤNG PHỐI HỢP CÁC LOẠI HÌNH THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN NHIỆT HỌC TRONG HỌC PHẦN VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG Ở TRƯỜNG ĐHCNQN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO NGƯỜI HỌC 4.1. Khái quát phần Nhiệt học Nhiệt học là một trong những bộ phận của vật lí học có nhiệm vụ nghiên cứu các hiện tượng Hình 6. TN về dòng nước chảy lạ kì liên quan đến chuyển động và tương tác của các Tiến hành TN: Lắp ráp dụng cụ như hình vẽ. Cho phân tử. Trong chương trình học phần vật lí đại nước vào đầy 1/3 của lọ nhựa. Đổ nước vào cương giảng dạy tại trường ĐHCNQN, toàn bộ phiễu theo hai trường hợp: rót nước liên tục thì nội dung kiến thức phần Nhiệt học phân bố thành có nước chảy ra từ ống còn lại và rót nước từ từ 2 nội dung chính: “Chất khí - Phương trình trạng thì không có nước chảy ra từ ống còn lại. thái khí lý tưởng”, “Nhiệt động lực học”. Phần " 4.2.2. Thí nghiệm quá trình đẳng tích Chất khí – Phương trình trạng thái khí lý tưởng” - Thí nghiệm 1: quả trứng lọt vào chai nội dung đề cập đến cấu trúc phân tử cũng như Chuẩn bị:1 chai thuỷ tinh (hoặc nhựa) trong suốt tính chất nhiệt của chất ở trạng thái khí; thuyết có miệng nhỏ; 1 quả trứng luộc sẵn đã bóc vỏ; 1 động học phân tử của chất khí, các định luật về bật lửa; 1 chai cồn y tế; Bông gòn và que gắp. chất khí và phương trình trạng thái của khí lí tưởng. Phần "Nhiệt động lực học" trình bày một số khái niệm của nhiệt động lực học như: nội năng, công, nhiệt lượng, nguyên lí I và nguyên lí II nhiệt động lực học. 4.2. Một số thí nghiệm tự tạo phần Nhiệt học Nhiệt học là một trong những nội dung kiến thức Vật lí có thể tiến hành khá nhiều TN tự tạo. Tuy nhiên trong bài viết này xác định đối Hình 7. Dụng cụ TN quả trứng lọt vào chai tượng chính trong việc thiết kế, tiến hành những Tiến hành TN: Ban đầu quả trứng không thể TN này là SV. Do đó, một số TN tự tạo được lọt vào trong miệng chai. Nhưng khi dùng bật lửa đốt 161 * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020
6. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH bông gòn đặt vào trong chai, sau đó đặt quả trứng lên miệng chai thì quả trứng từ từ chui tọt vào trong. - Thí nghiệm 2: Lấy quả trứng ra khỏi chai Chuẩn bị: 2 chai nước suối; 1 quả trứng luộc chín đã bóc vỏ; Bật lửa và ít giấy. Tiến hành TN: Cho quả trứng vào trong Hình 10. TN lấy đồng xu ra khỏi nước chai thứ nhất theo cách tiến hành thí nghiệm 1. Tiến hành TN: Thả đồng xu vào trong dĩa Để lấy quả trứng ra khỏi chai thứ nhất, làm TN có nước. Đặt cây nến nhỏ đã được thắp sáng vào hoàn toàn tương tự, nhưng đặt úp cổ chai thứ trong đĩa. Sau đó úp chiếc li lên ngọn nến, nến sẽ nhất có quả trứng lên cổ chai thứ hai. Khi ngọn tắt đi và nước trong li dâng cao lên từ từ. Lúc này lửa trong chai thứ hai tắt đi, quả trứng sẽ bịt hút có thể lấy đồng xu ra khỏi dĩa mà tay không bị dần sang chai thứ hai. Ngay lúc quả trứng vừa lọt dính nước. phần qua chai thứ hai thì nhanh chóng tách hai 4.3. Khai thác thí nghiệm trên máy vi tính chai ra, ta lấy được quả trứng ra khỏi chai. phần Nhiệt học Những TN trên MVT phần Nhiệt học có thể được khai thác từ nhiều nguồn khác nhau. Nguồn khai thác chứa đựng một khối lượng lớn thông tin về các TN vật lí là các website chuyên về DH vật lí như: Ngoài ra, những tư liệu DH này còn được khai thác từ kho tài nguyên khổng lồ với các từ khoá tìm kiếm Hình 8. Lấy quả trứng ra khỏi chai phù hợp. Đối với mô phỏng TN, TN mô phỏng, 4.2.3. Thí nghiệm phương trình trạng thái của khí TN ảo, thì PhET là một địa chỉ khai thác hợp lí. lí tưởng Website này thuộc Dự án Mô phỏng tương tác Thí nghiệm 1: thổi phồng quả bóng bằng do nhà Vật lý đoạt giải Nobel, Carl Wieman, nước nóng sáng lập năm 2002 tại Đại học Colorado Chuẩn bị: 1 chai nhựa đựng nước suối; 1 Boulder với mục đích tạo ra các mô phỏng bóng bay cỡ vừa; 02 bát đựng nước; Nước nóng; tương tác miễn phí thuộc lĩnh vực toán và khoa Nước mát. học. Mô phỏng PhET được sáng tạo dựa trên các Tiến hành TN: Gắn quả bóng chưa được công trình nghiên cứu về khoa học giáo dục thổi căng vào miệng chai nước suối. Nhúng chai nhằm thu hút SV vào một môi trường trực quan, nước suối vào bát đựng nước nóng và quan sát có thể học tập thông qua các hoạt động tìm tòi quả bóng bị phồng lên. Sau đó nhúng vào bát và khám phá. nước lạnh thì quả bóng lại xẹp lại như ban đầu. Hình 9. Các bước của TN thổi phồng quả bóng bằng nước nóng Thí nghiệm 2: TN lấy đồng xu ra khỏi nước Hình 12.Video về quá trình đẳng áp của chất khí Chuẩn bị: 1 dĩa sâu có nước lấp xấp; 1 đồng xu: 1 ngọn nến nhỏ; 1 li thuỷ tinh. * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 162
7. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH trong việc hoàn chỉnh hệ thống TN, tránh hiện tượng có TN nhưng không thể sử dụng vì không bảo đảm chất lượng. Ban giám hiệu nhà trường cũng nên có hình thức khuyến khích GV tăng cường sáng tạo các thí nghiệm tự chế để phục vụ giảng dạy. Đổi mới DH luôn phải gắn liền với đổi mới kiểm tra đánh giá. Do đó, để GV và SV nhận thức đúng đắn về vai trò của TN, cũng như tăng cường sử dụng phối hợp các loại hình TN trong DH thì quá trình kiểm tra đánh giá cần liên quan đến vấn đề này. Tức là, cũng nên sử dụng phối hợp các loại hình TN trong kiểm tra đánh giá. Hình 13.Video về nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt 5. THẢO LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Qua quá trình áp dụng phối hợp các loại hình thí nghiệm vật lí trong dạy học học phần vật [1]. Nguyễn Hoàng Anh (2015), Xây dựng và sử lí đại cương ở trường ĐHCNQN trong mấy năm dụng thí nghiệm tự tạo theo hướng tích cực hóa gần đây, chúng tôi nhận thấy: Dạy học theo hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học hướng này đã giúp SV phát huy được vai trò phần “Cơ học” Vật lí lớp 12 nâng cao, Luận án trung tâm của hoạt động và chủ động chiếm lĩnh tiến sĩ , Đại học Huế. tri thức, làm cho giờ học trở nên sôi động và hấp [2]. Trần Thị Ngọc Ánh (2010), Sử dụng phối dẫn SV hơn. Quy trình DH này đã đảm bảo được hợp thí nghiệm tự tạo với thí nghiệm có sự hỗ trợ các yêu cầu về mặt sư phạm và mục tiêu DH vật của máy vi tính vào dạy học phần Cơ – Nhiệt lớp lí hiện nay. 10 THPT, Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học, Trường Đại học Sư Phạm Huế. [3]. Mai Ngọc Anh (2012), "Tự làm thí nghiệm giao thoa sóng nước từ những nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm", Tạp chí Thiết bị Giáo dục, Số 82, tr. 14-16. [4]. Trần Thị Ngọc Ánh (2015), "Thiết kế tiến trình dạy học bài "Quá trình đẳng nhiệt - Định Hình 11. SV hứng thú khi được tự mình làm TN luật Boyle Mariotte" theo hướng sử dụng phối - Đối với hoạt động dạy của GV, sử dụng phối hợp thí nghiệm giáo khoa, thí nghiệm tự tạo và hợp các loại hình TN vào DH đã giúp GV đa máy vi tính", Tạp chí Khoa học Giáo dục, Số đặc dạng hoá các hình thức củng cố và kiểm tra kiến biệt 12/2015, tr. 53 - 57. thức của SV, tăng thời gian trao đổi và tương tác [5]. Trần Huy Hoàng (2006), Nghiên cứu sử dụng lẫn nhau giữa GV và SV, giữa SV với SV. thí nghiệm có sự hỗ trợ của máy vi tính trong dạy - Đối với hoạt động học của SV, nhờ việc thực học một số kiến thức cơ học và nhiệt học trung hiện các nhiệm vụ được giao liên quan đến TN học phổ thông, Luận án Tiến sĩ Giáo dục học, nên SV rất tập trung và hứng thú trong việc Đại học Vinh. tham gia xây dựng bài, phát triển năng lực tư [6].Trần Huy Hoàng (2012), Ứng dụng tin học duy sáng tạo. trong dạy học vật lí, NXB Giáo dục Việt Nam. 6. KẾT LUẬN [7]. Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Thị Trang Nhung (2016), Xây dựng các thí nghiệm đơn giản của Để nâng cao chất lượng dạy học đối với bộ học sinh về cơ học chất lưu có sử dụng quả bóng môn vật lí nói riêng và chất lượng đào tạo nói bay, Tạp chí Thiết bị Giáo dục, Số 130, tr. 23-26. chung của trường ĐHCNQN, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa Ban lãnh đạo Nhà trường và GV 02 163 * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020