skkn cấp tỉnh một số giải pháp hướng dẫn học sinh giải bài tập thí nghiệm thực hành môn khoa học tự nhiên phân môn vật lý nhằm nâng cao chất lượng cho hs lớp 6 8 trường thcs nga liên

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>MỤC LỤC</b>

2.3.3.1 ^{Các bước chung giải bài tập thực nghiệm} 5

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>1. MỞ ĐẦU1.1. Lí do chọn đề tài.</b>

Trong việc nâng cao chất lượng giáo dục nói chung và chất lượng bộ mơnKhoa học tự nhiên nói riêng, việc cải tiến phương pháp dạy học là một nhân tốquan trọng. Bên cạnh việc bồi dưỡng kiến thức chun mơn, việc phát huy tínhtích cực của học sinh lại càng trở nên cần thiết. Bởi vì xét cho cùng cơng việcgiáo dục phải được tiến hành trên cơ sở tự nhận thức, tự hành động. Việc khơidậy phát triển ý thức, năng lực tư duy, bồi dưỡng phương pháp tự học là conđường phát triển tối ưu của giáo dục. Cũng như trong học tập các bộ môn khác,học Khoa học tự nhiên lại càng cần phát triển năng lực tích cực, năng lực tư duycủa học sinh để không phải chỉ biết mà cịn phải hiểu để giải thích hiện tượngKhoa học tự nhiên cũng như áp dụng kiến thức và kỹ năng vào các hoạt độngtrong cuộc sống, gia đình và cộng đồng.

Việc giải bài tập Khoa học tự nhiên giúp củng cố đào sâu, mở rộng nhữngkiến thức cơ bản của bài giảng, xây dựng củng cố kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lýthuyết vào thực tiễn. Việc giải bài tập Khoa học tự nhiên là biện pháp quý báuđể phát triển năng lực tư duy của học sinh, có tác dụng sâu sắc về mặt giáo dụctư tưởng, đạo đức.Vì thế mục đích cơ bản cuối cùng của việc giải bài tập khơngphải chỉ tìm ra đáp số, mà mục đích chính là giúp người làm bài tập hiểu đượcsâu sắc hơn các khái niệm, định luật, vận dụng chúng vào những vấn đề thực tếtrong cuộc sống, trong lao động.

Khoa học tự nhiên là môn khoa học thực nghiệm. Học Khoa học tự nhiênkhông chỉ là học những khái niệm, định lí, định luật mà cịn là học những kĩnăng thực hành. Bài tập thực hành là một dạng bài tập rất đặc trưng của bộ mônKhoa học tự nhiên. Nó được lồng ghép trong các tiết học trên lớp, trong bài tậpsách bài tập học sinh về nhà làm. Hơn nữa cũng là một dạng bài tập trong các đềthi học sinh giỏi hay gặp. Tuy nhiên trong quá trình dạy học thì loại bài tập nàylại chưa được chú ý nhiều. Đa số các thầy cô và các em học sinh chỉ chú ý đếncác loại bài tập có tính tốn, có cơng thức, có số liệu và kết quả phải là nhữngcon số cụ thể.

Bài tập thực hành là những bài tập thiết thực, gần gũi, gắn bó với cuộc sốnghàng ngày của các em. Tuy nhiên đây lại là một chuyên đề mà học sinh gặpnhiều lúng túng do kỹ năng thực hành chưa có nhiều, khả năng tổng hợp kháiqt cịn hạn chế. Khi gặp những bài tập thực hành học sinh không biết hướng đinhư thế nào và phải trình bày ra làm sao. Trong khi đó sách tham khảo viết riêngvề bài tập thực hành cấp THCS trên thị trường rất ít. Với những lí do trên, tôi

<i><b>đưa ra sáng kiến kinh nghiệm: “Một số giải pháp hướng dẫn học sinh giải bàitập thí nghiệm thực hành mơn Khoa học tự nhiên - phân mơn Vật lí nhằmnâng cao chất lượng cho học sinh lớp 6, 8 ở trường THCS Nga Liên” để</b></i>

nghiên cứu chọn quá trình dạy học của bản thân.

<b>1.2. Mục đích nghiên cứu.</b>

- Kích thích hoạt động học tập chủ động.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

- Rèn luyện tư duy, trực giác nhạy bén, óc sáng tạo cho học sinh khi thamgia giải quyết các tình huống nhờ các kiến thức đã biết, kinh nghiệm, kĩ năng đãcó, so sánh tình huống mới với các tình huống khác đã biết...Biết tìm tịi ý tưởngban đầu (giả thuyết) để tìm lời giải đáp và kết luận cuối cùng (kết luận khoa học)- Học sinh biết kết hợp nhuần nhuyễn giữa quan sát, thí nghiệm và suy luậnlí thuyết.

- Học sinh rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành thí nghiệm.

- Bài tập thực hành là phương tiện để thu nhận kiến thức, phương tiện đểkiểm tra tính đúng đắn của nhận thức, là con đường của việc vận dụng tri thứcđã thu được vào thực tiễn. Hơn thế bài tập thực hành còn gây sự hứng thú tronghọc tập của học sinh, làm học sinh tin tưởng vào khoa học, yêu thích khoa học.

<b>1.3. Đối tượng nghiên cứu:</b>

Học sinh lớp 6 và 8 trong việc giải bài tập thí nghiệm thực hành mơn Khoahọc tự nhiên- phân mơn Vật lí.

<b>1.4. Phương pháp nghiên cứu:</b>

+ Dựa vào thực tế giảng dạy, dự giờ, trao đổi kinh nghiệm với đồng nghiệp.+ Dựa vào kinh nghiệm thực tế, các hoạt động thực tiễn, từ đó phân tích,tổng hợp để lựa chọn phương pháp dạy học.

Trong q trình nghiên cứu tơi đã sử dụng một số phương pháp sau: - Phương pháp điều tra giáo dục.

- Phương pháp quan sát sư phạm.

- Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh.- Phương pháp mô tả.

- Phương pháp vật lý thực nghiệm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM2.1. Cơ sở lý luận:</b>

Con đường nhận thức bắt đầu từ thực tiễn đến tri thức khoa học thôngthường phải sử dụng phối hợp nhiều phương pháp như phương pháp thựcnghiệm, phương pháp mơ hình, phương pháp tương tự....Làm bài tập thực

<i>nghiệm thường sử dụng phương pháp thực nghiệm.</i>

Phương pháp thực nghiệm địi hỏi học sinh có các kĩ năng như: kĩ năng thulượm thông tin, kĩ năng xử lí thơng tin, kĩ năng truyền đạt thông tin, kĩ năng vậndụng kiến thức vào giải quyết các tình huống, kĩ năng thực hành, kĩ năng đề xuấtdự đốn khoa học và phương án thí nghiệm.

Bài tập thực hành là những bài tập chỉ mặt kết quả của các thí nghiệm. Cácbài tập này được giải bằng cách vận dụng tổng hợp các kiến thức lý thuyết vàthực nghiệm, các kỹ năng hoạt động trí óc và thực hành, các vốn hiểu biết vềKhoa học tự nhiên, kỹ thuật và thực tế đời sống. Việc giải các bài tập thực hànhđịi hỏi học sinh phải tự mình xây dựng phương án, lựa chọn phương tiện, xácđịnh các điều kiện thích hợp, thực hiện thí nghiệm theo quy trình, quy tắc để thuthập, xử lý các kết quả nhằm giải quyết một cách khoa học, tối ưu bài tốn cụthể đã được đặt ra.

Loại bài tập này vì vậy có tác dụng tồn diện trong việc giáo dục, giúp họcsinh hiểu rõ các kiến thức, kỹ năng cơ bản về lý thuyết và thực nghiệm của mônKhoa học tự nhiên. Các dạng bài tập này có thể sử dụng với nhiều mục đích, vàonhững thời điểm khác nhau. Thông qua các bài tập thực nghiệm, học sinh đượcbồi dưỡng, phát triển 95% năng lực tư duy, năng lực thực nghiệm, năng lực hoạtđộng tự lực, sáng tạo, bộc lộ rõ khả năng sở trường, sở thích về Khoa học tựnhiên. Giải các bài tập thực hành là một hình thức hoạt động nhằm nâng caochất lượng học tập, tăng cường hứng thú, gắn học với hành, lý luận với thực tế,kích thích tính tích cực tự lực, trí thông minh, tài sáng tạo, tháo vát… của từnghọc sinh. Đây cũng là một trong những biện pháp để phát hiện ra đúng nhữnghọc sinh khá, giỏi về Khoa học tự nhiên.

<b>2.2. Thực trạng của vấn đề:</b>

<i><b>2.2.1) Thuận lợi:</b></i>

Đại đa số học sinh của trường THCS Nga Liên có ý thức ham mê học bộmôn Khoa học tự nhiên. Với số lượng giáo viên của tổ chun mơn có tới 4 giáoviên bộ mơn Khoa học tự nhiên, có những giáo viên giảng dạy nhiều năm cókinh nghiệm dạy học bộ môn rất thuận lợi trong việc xây dựng bài dạy đổi mớiphương pháp. Ở đây quan điểm đổi mới phương pháp dạy học của môn Khoahọc tự nhiên rất rõ ràng cụ thể. Điều này rất thuận lợi cho tôi học hỏi đúc rútkinh nghiệm cho chuyên môn nghề nghiệp.

<i><b>2.2.2) Khó khăn:</b></i>

Với chương trình thay sách giáo khoa hiện nay, kiến thức rất tinh giản,rộng và sâu. Đòi hỏi giáo viên phải có kiến thức thật vững, hiểu rõ, hiểu sâutừng ý, từng phần trong SGK, làm sao trong mỗi bài học, học sinh phải được tự

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

phát hiện kiến thức, tự lực lĩnh hội kiến thức một cách đầy đủ, sâu sắc, sáng tạovà liên hệ thực tế trong nội dung từng tiết hoc.

Ở trường THCS các thầy cô và các em học sinh đa phần chỉ chú ý đến bàitập định tính và bài tập định lượng. Các thầy cô tập trung rèn cho các em các kĩnăng tính tốn, kĩ năng giải thích mà ít chú trọng đến loại bài tập thực nghiệm.Hoặc có chú ý đến cũng chỉ qua loa, đại khái. Trong các sách viết cho cấpTHCS cũng chưa đề cập nhiều bài tập thực nghiệm đặc biệt là giải thích cáchiện tượng Khoa học tự nhiên trong đời sống và kĩ thuật .

Bài tập thực nghiệm được đưa vào một trong các nội dung của các bài thựchành trong chương trình Khoa học tự nhiên như:

<i>- Đo thể tích chất lỏng - Thực hành: Đo thể tích nước chứa trong hai SGK Khoa học tự nhiên 6</i>

<i>bình-- Đo thể tích vật rắn khơng thấm nướcbình--Thực hành: Đo thể tích vật rắnbình--SGK Khoa học tự nhiên 6</i>

<i>rắn-- Thực hành xác định khối lượng riêng của sỏi rắn-- SGK Khoa học tự nhiên 6- Nghiệm lại lực đẩy Ác si Mét- SGK Khoa học tự nhiên 8</i>

<i>- Bài toán thực nghiệm liên quan đến áp suất - SGK Khoa học tự nhiên 8</i>

Mặc dù được thực hành như vậy nhưng học sinh chưa được luyện tậpnhiều, vẫn chưa thể tự khái quát thành phương pháp chung để giải loại bài tậpthực nghiệm này.

Bài tập thực nghiệm là một nội dung quan trọng thường gặp trong chuyênđề bồi dưỡng HSG. Thông thường HS nắm chắc phương pháp giải bài tập vàvận dụng làm tốt các bài tập từ đơn giản đến phức tạp, tuy nhiên khi gặp bài tậpthực nghiệm thì HS gặp phải khó khăn lúng túng, khó tìm ra hướng giải quyếtbài tốn một cách chính xác. Đặc biệt khi bài tốn chỉ giới hạn cho một số ít cácdụng cụ thí nghiệm thì việc xác định giá trị của một đại lượng cho trước là mộtbài toán phức tạp đối với học sinh. Vì vậy việc tổng hợp, khái quát thànhphương pháp giải đối với bài tập thực nghiệm là một chìa khoá giúp HS biến bàitoán thực nghiệm phức tạp thành những bài tốn đơn giản, có lối đi riêng mộtcách rõ ràng, từ đó dễ dàng vận dụng vào giải các bài tập thực nghiệm kháctrong chương trình Khoa học tự nhiên THCS.

Kết quả khảo sát đầu năm 2023 - 2024 về việc học sinh giải bài tập thínghiệm thực hành môn Khoa học tự nhiên- phân môn Vật lí như sau:

Đề bài:

<i><b>Câu 1: Trình bày cách xác định khối lượng riêng của một chất lỏng bằng</b></i>

<i>các dụng cụ: cốc, nước đó biết khối lượng riêng, cân và bộ quả cân.</i>

<i><b>Câu 2: Hãy xác định khối lượng riêng của một viên sỏi. Cho các dụng cụ</b></i>

<i>sau : lực kế, sợi dây (khối lượng dây không đáng kể), bình có nước. Biết viên sỏibỏ lọt và ngập trong bình nước, khối lượng riêng của nước là D<small>0</small>.</i>

Kết quả:

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>2.3. Giải pháp đã tổ chức thực hiện.</b>

<i><b>2.3.1. Phân loại bài tập thực nghiệm.</b></i>

Có rất nhiều cách phân loại bài tập Khoa học tự nhiên:

- Xét theo nội dung có thể chia thành các loại: Bài tập cơ học, nhiệt học,quang học, điện học.

- Xét về dụng cụ để sử dụng trong các bài thực nghiệm thì có thể chia thànhhai dạng cơ bản như sau:

+ Xác định một đại lượng chỉ bằng các dụng cụ đề bài cho sẵn+ Xác định một đại lượng bằng cách tự tìm dụng cụ

<b>2.3.2. Các hoạt động nhận thức thực nghiệm.</b>

- Chuẩn bị về mặt nhận thức: Xuất phát từ đối tượng cần nghiên cứu, đi tìmcác thuộc tính, quy luật biến đổi của các sự vật, hiện tượng từ đó phân tích, sosánh (thao tác tư duy) rút ra thuộc tính bản chất của hiện tượng, bỏ qua nhữngthuộc tính khơng cần thiết

<b>2.3.3.1. Các bước chung giải bài tập thực nghiệm:</b>

Từ đặc điểm của quá trình nhận thức thực nghiệm trên ta có thể đưa ra cácbước chung giải các bài tập có nội dung thực nghiệm như sau:

<i>Bước 1: Đọc hiểu đề bài</i>

<i>Bước 2: Phân tích nội dung bài tập thực nghiệm.</i>

Mục tiêu làm gì, cần xác định đại lượng nào, dụng cụ cho để làm gì hoặccần phải sử dụng những dụng cụ nào...

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<i>Bước 3: Xác định phương án thực nghiệm, tiến hành các thao tác thí</i>

Bố trí thí nghiệm như thế nào, điều kiện làm thí nghiệm cần phải có là gì,nêu giả thuyết, kết quả theo dự kiến....

<i>Bước 4: Vận dụng kiến thức đã học xử lí số liệu (giả định) để xác định</i>

được đại lượng cần tìm.

Để có được kết quả chính xác cần phải tổng hợp, khái quát hóa những kiếnthức đã học, tìm ra mối liên hệ giữa chúng

<i>Bước 5: Kiểm tra kết quả so với yêu cầu đề bài.</i>

<b>2.3.3.2. Kiến thức liên quan.</b>

Các bài tập có nội dung thực nghiệm phần cơ học chủ yếu là xác định mộttrong các đại lượng: Khối lượng, khối lượng riêng, thể tích. Do vậy học sinh cầnhiểu rõ một vài kiến thức có liên quan như sau:

* Khối lượng riêng của một chất: Là khối lượng của một mét khối chất đó.Cơng thức tính

* Trọng lượng riêng của một chất: là trọng lượng của một mét khối chất đó.Cơng thức tính:

* Khi một vật nhúng trong chất lỏng, chất lỏng tác dụng một lực đẩy lênvật, lực đó có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên, có độ lớn bằng trọnglượng của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Lực đó gọi là lực đẩy Ác- Si- mét.

Cơng thức tính: FA = d.V trong đó: d - trọng lượng riêng của chất lỏng V - thể tích chất lỏng mà vật chiếm chỗ* Qui tắc cân bằng lực:

Chú ý: Sử dụng qui tăc của đòn bẩy.

Dùng đòn bẩy được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần vềđường đi do đó khơng được lợi gì về cơng.

<i>(Áp dụng điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định)</i>

<i>Trong đó F<small>1</small>; F<small>2</small> là các lực tác dụng lên đòn bẩy, l<small>1</small>; l<small>2</small> là các cánh tay đòncủa lực hay khoảng cách từ giá của các lực đến trục quay.</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<i><b>Ví dụ 1: Bạn Trâm có một bức tượng vũ nữ nhỏ, muốn xác định xem bức</b></i>

tượng được làm bằng chất gì, trong khi bạn chỉ có một cái cân và một bình chiađộ có thể bỏ lọt bức tượng vào. Em hãy giúp Trâm làm việc đó.

<i>Bước 1: Dùng cân để xác định khối lượng của bức tượng. Giả sử khối</i>

lượng của bức tượng là m (kg)

<i>Bước 2: Đo thể tích của vật bằng bình chia độ</i>

Lấy nước vào bình chia độ ghi mực nước ban đầu V<small>1. Cho bức tượng chìm</small>trong nước, ghi mực nước dâng tới vị trí V2.

Lấy V = V2 – V1 được thể tích bức tượng V, đổi ra đơn vị m<small>3</small>

<i>Bước 3: Tính khối lượng riêng theo cơng thức </i> (kg/m<small>3</small>)

<b>Ví dụ 2: Một quả cầu bằng sắt bên trong có một phần rỗng. Hãy nêu cách</b>

xác định thể tích phần rỗng đó với các dụng cụ có trong phịng thí nghiệm. Biếtkhối lượng riêng của sắt Ds.

- Phần rỗng khối lượng coi như bằng 0

- Biết khối lượng riêng của sắt nên có thể tính được thể tích của phần đặc

<b>Hướng dẫn giải:</b>

Gọi Vđ là thể tích của phần đặc Vr là thể tích phần rỗng

V là thể tích của cả quả cầu

<i>Bước 1: Móc vật vào lực kế treo ngồi khơng khí, ta đo được trọng lượng </i>

của vật: P

Ta có: P =dđ.Vđ <small></small>

<i><small>dPV </small></i>

<i>Bước 2: Treo quả cầu vào lực kế rồi nhúng chìm vào trong nước, đọc số </i>

chỉ của lực kế: P1

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<i><b>Dạng 1.2: Một số bài toán sử dụng lực đẩy Acsimet và điều kiện cânbằng của địn bẩy.</b></i>

<b>Ví dụ 1: Hãy tìm cách xác định khối lượng của một cái chổi quét nhà với</b>

các dụng cụ sau: Chiếc chổi cần xác định khối lượng, một số đoạn dây mềm cóthể bỏ qua khối lượng, 1 thước dây có độ chia tới milimet. 1 gói mì ăn liền màkhối lượng m của nó được ghi trên vỏ bao (coi khối lượng của bao bì là nhỏ sovới khối lượng cái chổi).

<i>Bước 1: Dùng dây mềm treo ngang chổi. Di chuyển vị trí buộc dây tới khi</i>

chổi nằm cân bằng theo phương ngang, đánh dấu điểm treo là trọng tâm củachổi

(điểm M)

<i>Bước 2: Treo gói mì vào đầu B. Làm lại như trên để xác đinh vị trí cân</i>

bằng mới của chổi (điểm N)

<i>Bước 3: Vì lực tác dụng tỷ lệ nghịch với cánh tay địn nên ta có: </i>

Pc.l1 = PM.l2

mc .l1 = m .l2 mc =

Từ đó xác định được khối lượng chổi. Các chiều dài được đo bằng thướcdây.

<i><b>Ví dụ 2:</b></i>

Cho một thanh gổ thẳng dài có thể quay quanh một trục lắp cố định ở mộtgiá thí nghiệm, một thước chia tới milimet, một bình hình trụ lớn đựng nước (đãbiết khối lượng riêng của nước), một bình hình trụ lớn đựng dầu hỏa, một lọ nhỏ

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

rỗng, một lọ nhỏ chứa đầy cát có nắp đậy kín, hai sợi dây. Hãy trình bày mộtphương án xác định khối lượng riêng của dầu hỏa

<b>Hướng dẫn giải: </b>

- Lắp thanh gỗ vào trục quay để có 1 đòn bẩy. Treo lọ rỗng vào đòn bên phải, treo lọ đầy cát vào một vị trí ở địn bên trái sao cho đòn bẩy cân bằng nằm ngang. Ta có: P0.l0 = P.l (1)Nhúng lọ đựng đầy cát ngập trong nước rồi tìm vị trí treo nó sao cho đòn bẩy cân bằng:

P0. l0 = (P – F). l’ (2) - Từ (1) và (2):

F = P(l’ – l)/l’ mà F = dnước.VSuy ra: dnước =

<i><small>P</small></i> <small></small>

<i>- Lặp lại thí nghiệm bằng cách thay nước bằng dầu hoả, tìm vị trí l’’ treo lọ</i>

cát để địn bẩy cân bằng.

- Ta có: ddầu = <i>_V^P</i><small></small><i>^l_l</i>^'^_'<i>^l</i>- Suy ra ddầu = dnước ₍⁽<i>_l^l</i>_'^' <i>_l^l</i>₎⁾<i>_l^l</i>_'^'

hay: Ddầu = Dnước <small></small>₍⁽<i>_l^l</i>_'_^'^<i>_l^l</i>₎⁾<i>_l^l</i>_'^'

<b>Ví dụ 3:</b>

Trong tay ta có một quả cân 500gam, một thước thẳng bằng kim loại cóvạch chia và một số sợi dây buộc. Làm thế nào để xác nhận lại khối lượng củamột vật nặng 2kg bằng các vật dụng đó? Vẽ hình minh hoạ.

Xác định tỷ lệ l1/l2 bằng cách đo các độ dài OA và OBNếu tỷ lệ này là 1/4 thì khối lượng vật nặng là 2kg

<i><b>Dạng 2: Bài toán thực nghiệm liên quan đến áp suất </b></i>

<b>PF</b>

</div>