Sáng kiến kinh nghiệm Dạy học thí nghiệm theo nhóm trong giờ vật lí có hiệu quả

Chuyên đề tháng 2: DẠY HỌC THÍ NGHIỆM THEO NHÓM TRONG GIỜ VẬT LÍ CÓ HIỆU QUẢ 
Giáo viên báo cáo : Hồ Duy Hiệp
Ngày soạn: 10/02/2020
Ngày báo cáo: 20/02/2020
Ngày hoàn thiện báo cáo sau khi hoàn thiện chuyên đề: 25/02/2020
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
Vật lý là một bộ môn khoa học thực nghiệm, các định luật và tính chất vật lý được rút ra dựa trên cơ sở tiến hành thí nghiệm. Vieäc làm các thí nghiệm vật lí ở nhà trường là một trong các biện pháp quan trọng nhất để phấn đấu nâng cao chất lượng dạy và học Vật lí.
Làm thí nghiệm Vật lí theo nhóm có tác dụng to lớn trong việc phát triển nhận thức của học sinh, giúp các em quen dần với phương pháp nghiên cứu khoa học, vì qua đó các em được tập quan sát, đo đạc, được rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì, điều đó rất cần cho việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp, chuẩn bị cho học sinh tham gia hoạt động thực tế. Do được tận mắt, tự tay tháo lắp các dụng cụ, thiết bị và đo lường các đại lượng,... các em có thể nhanh chóng làm quen với những dụng cụ và thiết bị dùng trong đời sống và sản xuất sau này.
Đặc biệt, việc thực hiện thí nghiệm Vật lí theo nhoùm là rất phù hợp với đặc điểm tâm sinh lí và khả năng nhận thức của học sinh, đồng thời tạo điều kiện rèn luyện cho học sinh các kỹ năng thực hành và thái độ ứng xử trong thực hành, cần thiết cho việc học tập Vật lí ở các cấp học trên. Trong đổi mới phương pháp dạy học, việc daïy hoïc thí nghieäm theo nhoùm cũng là một phương pháp dạy học tích cực, nhằm giúp HS hiểu sâu hơn kiến thức cơ bản của môn vật lý.
Mặt khác, nhằm tạo cho các em khả năng hợp tác trong quá trình học tập, rèn luyện các kỹ năng cơ bản để các em nâng cao chất lượng về học tập, nhóm đã chọn chuyên đề 
 “ Dạy học thí nghiệm theo nhóm trong giờ Vật lí có hiệu quả” để làm chuyên đề của nhóm vật lý.
PHẦN II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. Cơ sở lý luận:
- Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, bởi vậy đòi hỏi giáo viên bộ môn phải sử dụng các PP và kỹ thuật dạy học một cách hợp lí, linh hoạt, phù hợp với đặc trưng của môn học; phù hợp với nội dung, tính chất của bài học, đặc điểm và trình độ HS; phù hợp với thời lượng dạy học và các điều kiện dạy học cụ thể của trường, địa phương, nhất là tăng cường việc sử dụng thí nghiệm và các phương tiện trực quan trong quá trình dạy học.
- Trong dạy học vật lí, giáo viên cần phát huy tính tích cực của học sinh bằng cách tạo hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh. Rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hành; rèn luyện khả năng sử dụng và diễn đạt ngôn ngữ vật lí cho học sinh. Qua đó việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh sẽ được phát huy tối đa.
II. Thực trạng tình hình hiện nay:
1- Thực trạng tình hình việc dạy môn vật lý hiện nay:
a- Đối với người dạy:
- Nguyên nhân chủ quan của mỗi giáo viên đứng lớp: nhiều giáo viên chưa có sự chuẩn bị tốt nhất cho bài giảng
- Giáo viên hạn chế khả năng daïy hoïc thí nghiệm theo nhoùm vì sôï maát thôøi gian. Do đó học sinh chưa được làm, chưa được tự mình nghiên cứu hiện tượng xảy ra dẫn đến không phát huy được tính sáng tạo của học sinh trong việc làm việc theo nhóm.
b- Đối với người học:
- Còn ngại khó, chưa thực sự hứng thú tìm tòi khoa học.
- Điều kiện vật chất thiết bị, thời gian còn thiếu thốn, hạn hẹp khó có thể thực hiện những ý tưởng sáng tạo của mình.
c- Đối với chương trình học:
- Thiết bị dạy học đã xuống cấp do quá trình sử dụng và bảo quản, do thiết bị được trên cấp chất lượng không cao dẫn đến nhiều thí nghiệm làm không thành công. Do đó giáo viên chỉ làm những thí nghiệm biểu diễn hay chỉ giới thiệu dụng cụ thí nghiệm.
- Cách kiểm tra, đánh giá hiện nay chủ yếu tập trung vào nội dung kiến thức mà chưa chú ý đánh giá qua thực hành thí nghiệm. Đây cũng chính là một “ khe hở” khá rộng, một nguyên nhân khá rõ để giải thích cho thực trạng nêu trên.
2- Những thuận lợi, khó khăn khi chọn thực hiện chuyên đề.
* Thuận lợi:
- Bản thân giáo viên thường xuyên học hỏi qua rút kinh nghiệm các tiết dự giờ, hội giảng nên việc tiếp cận với phương pháp dạy học mới được ứng dụng có hiệu quả.
- Học sinh ngoan, có ý thức học tập, tạo điều kiện cho giáo viên truyền thụ kiến thức trên lớp.
* Khó khăn:
- Do học sinh chủ yếu là vùng nông thôn nên việc tiếp cận với những đồ dùng hiện đại còn hạn chế
- Thieát bò qua nhieàu naêm söû duïng cuõng bò maát, hö hỏng rất nhiều
- Số lượng học sinh trong một lớp quá đông khi phân nhóm.
PHẦN III: MỘT SỐ GIẢI PHÁP THỰC HIỆN.
Một số giải pháp chung về “Thí nghiệm theo nhóm”
Để nâng cao chất lượng và hiệu quả của thí nghiệm nhóm, bản thân tôi luôn cố gắng thực hiện tốt các nội dung sau:
a) Chuẩn bị tốt nội dung bài giảng đảm bảo theo chuẩn kiến thức kĩ năng và có điều chỉnh nội dung dạy học ( nếu bài có nội dung giảm tải ).
b) Chuẩn bị tốt dụng cụ thí nghiệm, đảm bảo đủ về số lượng, chất lượng. Điều này đòi hỏi giáo viên cần nghiên cứu kĩ chương trình các bài có thí nghiệm ngay từ đầu năm học, xác định cần dụng cụ gì, số lượng bao nhiêu, còn thiếu những gì để có kế hoạch giải quyết trong năm bằng cách mua thêm hoặc tự làm hoặc hướng dẫn học sinh tự làm.
* Trình tự tổ chức một thí nghiệm theo nhóm:
 Quá trình tổ chức hoạt động thí nghiệm theo nhóm có thể chia thành 3 giai đoạn 
( 3 bước) sau:
- Làm việc chung cả lớp, giao nhiệm vụ cho mỗi nhóm.
- Làm việc theo nhóm.
- Làm việc chung với cả lớp, trình bày kết quả của mỗi nhóm và đánh giá kết quả
Bước 1: Làm việc chung cả lớp, giao nhiệm vụ cho mỗi nhóm
Giai đoạn này thực hiện chung với cả lớp bao gồm các hoạt động chính sau đây:
- GV nêu vấn đề, xác định mục đích yêu cầu của thí nghiệm, xác định nhiệm vụ nhận thức cho học sinh.
- Chia nhóm, giao nhiệm vụ cho mỗi nhóm.
- GV tổ chức cùng HS xác định phương án thí nghiệm, dụng cụ thí nghiệm, cách bố trí và tiến hành thí nghiệm (GV chỉ rõ những vấn đề cần lưu ý đối với HS trong quá trình thí nghiệm).
- Bố trí địa điểm làm việc cho mỗi nhóm.
Bước 2: Làm việc theo nhóm
- Trong nhóm phân công nhiêm vụ cho từng thành thành viên của nhóm:
+ Trưởng nhóm: có vai trò hướng dẫn hoạt động của nhóm.
 + Thư ký: Ghi chép lại kết quả các công việc của nhóm sau khi có sự thống nhất của cả nhóm.
+ Báo cáo viên: Thay mặt nhóm để báo cáo kết quả.
 + Các thành viên khác có trách nhiệm tham gia tích cực mọi hoạt động của nhóm.
 - Thảo luận kế hoạch và cách thức làm việc của nhóm.
 - Tiến hành thực hiện nhiệm vụ:
+ Sắp xếp, bố trí thí nghiệm.
+ Tiến hành thí nghiệm.
+ Thảo luân ghi kết quả, thông tin cần báo cáo.
- Thu xếp đồ dùng thiết bị, chuẩn bị báo cáo kết quả làm việc trước lớp.
Bước 3: Trình bày kết quả của mỗi nhóm và đánh giá kết quả
 - Đại diện của mỗi nhóm trình bày kết quả của nhóm trước toàn lớp.
 - GV tổ chức cho cả lớp nhận xét, đánh giá kết quả và rút ra kết luận.
2. Ví dụ minh họa:
  Ví dụ 1:
  Bài 9:  Lực đàn hồi  (Vật lý 6)
Một số giải pháp với thí nghiệm theo nhóm cho bài dạy như sau:
Bước 1:
GV nêu vấn đề,  Gợi ý để HS xác định được  mục đích yêu cầu của thí nghiệm:
 Thí nghiệm nhằm nhận biết thế nào là biến dạng đàn hồi của một lò xo?
                                                      Độ biến dạng của lò xo là gì ?
Chia nhóm: GV chia lớp thành các nhóm, mỗi nhóm 6 học sinh ( nhóm theo bàn học của phòng bộ môn)  các nhóm cùng thực hiện một nhiệm vụ trên.
Cho một HS đọc nội dung thí nghiệm Sgk . GV hướng dẫn lớp tìm hiểu:
 - Dụng cụ cần những gì? Bố trí như thế nào?
( Gồm giá treo gắn thước thẳng, lò xo xoắn và 3 quả nặng cho mỗi nhóm - hình 9.1, 9.2 Sgk)
Treo bảng 9.1 Bảng kết quả chung cho các nhóm như sau:
 Phát phiếu học tập  9.1 cho từng nhóm.
? Thực hiện mấy lần treo quả nặng , số các quả trong các lần thế nảo?
(thực hiện 3 lần treo : 1,2,3 quả)
? Trong 3 lần đó cần tính gì? Đo gì? Viết kết quả theo cột nào ?
+ Tiến hành thí nghiệm:( Theo hình vẽ 9.1 Sgk)
Đo chiều dài tự nhiên của lò xo là l0.
Móc 1 quả nặng (50g), tính trọng lượng 1 quả, đo chiều dài lúc bị biến dạng l1, bỏ quả nặng ra, đo chiều dài của lò xolúc đó là l01 .
Móc 2 quả nặng (50g), tính trọng lượng 2 quả, tương tự đo l2 và l02
Móc 3 quả nặng (50g), tính trọng lượng 3 quả, tương tự đo l3 và l03
GV qui đinh làm thí nghiệm trong 10’
Lưu ý: Đo chiều dài không theo quy tắc đo nên đọc kết quả cẩn thận hơn, móc quả nặng khéo léo, tránh làm rơi, không móc quá 3 quả một lần.
Bước 2:
- Trong nhóm phân công nhiêm vụ cho từng thành thành viên của nhóm:  Các nhóm tự phân trưởng nhóm, thư ký và báo cáo viên.
- Các nhóm thảo luận kế hoạch và cách thức làm việc của nhóm.
- Tiến hành thực hiện nhiệm vụ:
+ Sắp xếp, bố trí thí nghiệm.
Giáo viên theo dõi và uốn nắn HS trong quá trình thí nghiệm
+ Thảo luận ghi kết quả thông tin cần báo cáo.
-   Thu xếp đồ dùng thiết bị, chuẩn bị báo cáo kết quả làm việc trước lớp.
Bước 3:
- Yêu cầu các nhóm cử báo cáo viên ghi kết quả vào bảng kết quả chung
- GV tổ chức cho cả lớp nhận xét, đánh giá kết quả và rút ra kết luận.
- GV nhận xét ý thức thực hành.
Ví dụ 2:
Bài 27. Tác dụng  của từ trường lên dây dẫn có dòng điện chạy qua.(Vật lí 9)
Bước 1:
-Yêu cầu học sinh đọc, tự nêu mục đích của thí nghiệm.
(Thí nghiệm để phát hiện dây dẫn có dòng điện  đặt trong từ trường thì chịu tác dụng của lực điện từ)
- Nhóm lớn (2 bàn, 8 học sinh) các nhóm cùng nhiệm vụ.
Địa điểm: Bàn 1 trong các nhóm di chuyển xuống bàn 2 để làm thực hành.
-Phương án thí nghiệm (theo sgk)
- Dụng cụ và bố trí:
Gồm một nam châm chữ U lồng vào thanh dẫn AB đặt trên thiết bị thí nghiệm tác dụng từ và nối với nguồn điện.
- Cách tiến hành:
Đóng khóa điện , quan sát hiện tượng sảy ra với thanh dẫn AB
GV thời gian cho thực nghiệm là 3 phút.
       Lưu ý: các nhóm lau sạch trơn thanh dẫn AB và bộ thí nghiệm để giảm ma sát và tăng tiếp xúc điện.
Bước 2:
- Trong nhóm phân công nhiêm vụ cho từng thành thành viên của nhóm:  Các nhóm tự phân trưởng nhóm, thư ký và báo cáo viên.
-Các nhóm thảo luận kế hoạch và cách thức làm việc của nhóm.
-Tiến hành thực hiện nhiệm vụ:
+ Sắp xếp, bố trí thí nghiệm.
Giáo viên theo dõi và uốn nắn HS trong quá trình thí nghiệm
+ Thảo luận thống nhất kết quả thí nghiệm trong nhóm.
-   Thu xếp đồ dùng thiết bị, chuẩn bị báo cáo kết quả làm việc trước lớp.
Bước 3:
-Yêu cầu một  nhóm cử báo cáo viên trình bày  kết quả
- GV tổ chức cho các nhóm còn lại  nhận xét, đánh giá kết quả và rút ra kết luận. ( Khi đặt trong từ trường , thanh dẫn có dòng điện chịu tác dụng của lực điện từ)
- GV nhận xét ý thức thực hành.
Ví dụ 3:
Bài 22. Dẫn nhiệt.(Vật lí 8)
Thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3.
GV dẫn dắt. Dẫn nhiệt là sự truyền nhiệt năng từ phần này sang phần khác , trong các chất rắn thì kim loại dẫn nhiệt tót nhất. Còn chất lỏng và chất khí thì dẫn nhiết như thế nào, tốt hay kém?
Bước 1:
Cho 2 học sinh thuộc hai dãy đọc 2 nội dung thí nghiệm 2 và  3.
Tự nêu mục tiêu của thí nghiệm : Tìm hiểu tính dẫn nhiệt của không khí
( chất khí ) và nước (chất lỏng).
- Chia nhóm . Dãy trong chia làm  hai nhóm và làm thí nghiêm 2 
                                 Dãy ngoài chia làm hai nhóm làm thí nghiệm 3
Dụng cụ và cách bố trí của các nhóm theo hình tương ứng
Nội dung quan sát của các nhóm đều là miếng sáp bố trí trong thí nghiệm, từ đó nêu lên đặc tính dẫn nhiệt của chất tiếp xúc với miếng sáp.
GV quy định thời gian cho thực nghiệm là 5  phút.
Lưu ý : nghiêm túc khi thực nghiệm, các thành viên thực hiện đúng nhiệm vụ của mình , tránh tai nạn bỏng .
Bước 2:
- Trong nhóm phân công nhiêm vụ cho từng thành thành viên của nhóm:  Các nhóm tự phân trưởng nhóm, thư ký và báo cáo viên.
- Các nhóm thảo luận kế hoạch và cách thức làm việc của nhóm.
- Tiến hành thực hiện nhiệm vụ:
+ Sắp xếp, bố trí thí nghiệm.
Giáo viên theo dõi và uốn nắn nhắc nhở  HS trong quá trình thí nghiệm
+ Thảo luận thống nhất kết quả thí nghiệm trong nhóm.
-   Thu xếp đồ dùng thiết bị, chuẩn bị báo cáo kết quả làm việc trước lớp.
Bước 3:
-Yêu cầu các nhóm theo dẫy thống nhất kết quả thí nghiệm
Miếng sáp chưa nóng chảy chứng tỏ không khí( chất khí ) và nước (chất lỏng) dẫn nhiệt chậm hay dẫn nhiệt kém.
-GV tổ chức cho cả lớp nhận xét, đánh giá kết quả và rút ra kết luận.
- GV nhận xét ý thức thực hành.
PHẦN IV: KẾT QUẢ THỰC TẾ
- Sau khi áp dụng kinh nghiệm trong giảng dạy bộ môn, tôi nhận thấy có sự chuyển biến tích cực ở học sinh. Các em hào hứng mong đợi mỗi khi được học thực hành. Trong các nhóm thì có sự gắn kết hơn, quan hệ HS- HS, HS- GV  thân thiện hơn, cá nhân các em cũng mạnh dạn thể hiện các ý kiến của mình đồng thời khả năng ghi nhớ của học sinh tốt hơn.
- Kết quả các kì thi HSG phần lí thuyết và phần thực hành học sinh đều đạt kết cao