Tài liệu Skkn tổ chức một số hoạt động ngoại khóa môn vật lí cho học sinh phổ thông.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh ˜ ™ Mã số: ……………………… Sáng kiến kinh nghiệm TỔ CHỨC MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA MÔN VẬT LÍ CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG – LẦN 1 – Người thực hiện: NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG Lĩnh vực nghiên cứu: Quản lí giáo dục  Phương pháp dạy học bộ môn: Vật lí  Phương pháp giáo dục  Lĩnh vực khác: ……………………..  Có đính kèm:  Mô hình  Phần mềm  Phim ảnh Năm học 2011 - 2012  Hiện vật khác SƠ LƯỢC LÍ LỊCH KHOA HỌC I. THÔNG TIN CÁ NHÂN 1- Họ tên: NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG 2- Ngày sinh: 28/10/1983 3- Chức vụ: Giáo viên 4. Đơn vị công tác: Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh II. TRÌNH ĐỘ CHUYÊN MÔN Thạc sĩ giáo dục học chuyên ngành phương pháp dạy học Vật Lí - Đại học Sư Phạm TP.HCM III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC 1. Thời gian giảng dạy: 6 năm 2. Sáng kiến kinh nghiệm từ năm 2006 – 2012:  Logic phán đoán trong dạy học vật lí. (2008 – 2009)  Các bài toán động lực học về lực không đổi và lực biến đổi. (2009 – 2010)  Thiết kế một số bài giảng ứng dụng phần mềm Crocodile physics (2010 – 2011) SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Biên Hòa, ngày 10 tháng 05 năm 2012 PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm học: 2011 – 2012  Tên sáng kiến kinh nghiệm: Tố chức một số hoạt động ngoại khóa môn vật lí cho học sinh phổ thông – Lần 1 Họ và tên tác giả: Nguyễn Thị Mỹ Hương. Tổ: Vật lí Lĩnh vực: Quản lí giáo dục  Phương pháp giáo dục  Phương pháp dạy học bộ môn: Vật lí  Lĩnh vực khác: …………………….  1. Tính mới - Có giải pháp hoàn toàn mới  - Có giải pháp cải tiến, đổi mới từ giải pháp đã có  2. Hiệu quả - Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao  - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao  - Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng tại đơn vị có hiệu quả cao  - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp dụng tại đơn vị có hiệu quả  3. Khả năng áp dụng - Cung cấp được các luận cứ khoa học cho việc hoạch định đường lối, chính sách: Tốt  Khá  Đạt  - Đưa ra các giải pháp khuyến nghị có khả năng ứng dụng thực tiễn, dễ thực hiện và dễ đi vào cuộc sống: Tốt  Khá  Đạt  - Đã được áp dụng trong thực tế đạt hiệu quả hoặc có khả năng áp dụng đạt hiệu quả trong phạm vi rộng: Tốt  Khá  Đạt  XÁC NHẬN CỦA TỔ CHUYÊN MÔN (Kí tên và ghi rõ họ tên) THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ (Kí tên, ghi rõ họ tên và đóng dấu) MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Theo Ủy ban quốc tế và giáo dục thế kỉ XXI của UNESCO [29], thế kỉ XXI mà ta đang sống là thế kỉ của tài năng và nhân cách đa dạng, vì thế dạy học là phải dạy cả tri thức, kĩ năng và thái độ để khi ra đời người học có thể học tập suốt đời, có thể thích nghi và tham gia một cách chủ động, sáng tạo, vào thế giới phong phú, luôn biến đổi và phụ thuộc lẫn nhau. Hiện nay, đã có nhiều dự án nghiên cứu, đầu tư cho việc nâng cao chất lượng và hiệu quả trong giáo dục. Tuy nhiên, nhiều ý kiến cho rằng có một số hoạt động giáo dục trong nhà trường chưa mang lại hiệu quả thật sự trọn vẹn cho quá trình đào tạo – và tự đào tạo trong nhà trường. Đó là hoạt động ngoại khóa (HĐNK) trong nhà trường phổ thông. Thực trạng giáo dục Việt Nam trong những năm qua cho thấy: không thiếu các trường đã đầu tư đúng mức, kịp thời cho các HĐNK, nhất là các hoạt động thể dục thể thao, các buổi ngoại khóa văn học, hóa học, vật lí, ngoại ngữ, …Tuy nhiên, vì nhiều nguyên nhân khác nhau mà hiện nay HĐNK vẫn còn là niềm mơ ước xa vời của nhiều trường, bao gồm một số các trường chuyên trong cả nước. Đề tài đã nghiên cứu xây dựng những mô hình cụ thể cho HĐNK môn vật lí ở trường THPT chuyên Lương Thế Vinh (Đồng Nai), giúp cho GV có nhận thức đúng đắn về vị trí, vai trò của hoạt động giáo dục ngoại khóa môn vật lí đối với HS và ngay cả bản thân GV; hỗ trợ cho GV các thông tin cần thiết nhằm giúp họ có thêm niềm tin và cơ sở để vận dụng nó vào thực tiễn dạy học ở phổ thông. 2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: + Chương trình, nội dung vật lí phổ thông. + Các kiến thức vật lí (hiện tượng, trò chơi, …) quanh ta, có liên quan đến nội dung kiến thức mà HS đã được học trên lớp. + Lí luận giáo dục trong việc nâng cao chất lượng các HĐNK nói chung và HĐNK môn vật lí nói riêng. - Phạm vi nghiên cứu: Tổ chức HĐNK cho môn vật lí trong phạm vi khối 10 của trường THPT chuyên LTV – Đồng Nai. 3. Phương pháp thực nghiệm - Gặp Ban giám hiệu nhà trường và tổ trưởng tổ Vật lí trao đổi về mục đích thực nghiệm và xin phép cho triển khai kế hoạch thực nghiệm. - Tranh thủ sự đồng tình của các GV trong tổ Vật lí để tổ chức các HĐNK, cùng trao đổi vạch ra đường hướng hoạt động chi tiết cho mỗi lần sinh hoạt ngoại khóa. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA CHO MÔN VẬT LÍ PHỔ THÔNG Lần 1 I. Mục tiêu - Tổ chức một buổi giới thiệu một số trò chơi, thí nghiệm vật lí vui nhằm đo lường mức độ hứng thú của HS với các HĐNK môn vật lí 10. - Do thời gian tổ chức buổi sinh hoạt ngoại khóa này trùng với thời khóa biểu học hướng nghiệp, học chuyên hay học thêm của nhiều HS nên người viết dự đoán số HS tham dự buổi sinh hoạt đầu tiên khoảng từ 90 đến 100 em. II. Chuẩn bị - Một số văn bản cần thiết như: Kế hoạch tổ chức gửi lên Ban giám hiệu; Thư mời tham dự buổi sinh hoạt ngoại khóa đến các lớp. - Cơ sở vật chất: hội trường, máy tính, máy chiếu, micro. - Chuẩn bị một số trò chơi, thí nghiệm vật lí vui: 1. Đồ chơi cân bằng a. Kiến thức: Điều kiện cân bằng của vật rắn b. Mô tả: Sản phẩm có dạng chú hề hay chim, bướm … xinh xắn được thiết kế bởi giấy bìa cứng và đồng tiền xu, chúng có thể nhún nhảy trên một đầu nhọn mà không rơi. Đầu nhọn được thiết kế trùng với mũi chú hề hay mỏ của chim. Mặc dù kiến thức về cân bằng của vật rắn vẫn còn xa lạ với HS lớp 10 nhưng vẫn được giới thiệu đầu tiên vì trước hết đây là một sản phẩm rất sáng tạo và dễ thực hiện, thứ hai là trong buổi sinh hoạt có cả HS lớp 11 tham gia và họ hoàn toàn có thể giải thích được kiến thức này cho các HS lớp 10, tạo động lực kích thích tìm hiểu trước kiến thức vật lí. 2. Thí nghiệm viên bi rơi vào ly a. Kiến thức: Chuyển động quay và rơi tự do b. Mô tả: Dụng cụ gồm hai thanh gỗ dài, phẳng được nối với nhau bằng một bản lề. Gắn một tigon nhỏ lên phía đầu của thanh gỗ (1) và cũng trên thanh này gắn chặt một chiếc ly nhựa trong. Khi nâng thanh gỗ (1) lên tạo với thanh gỗ (2) một góc nghiêng α, dùng một nan gỗ cố định hai Hình 3.1 Thí nghiệm viên bi rơi vào ly thanh ở vị trí này, đặt trên tigon một viên bi, dùng tay gạt nan gỗ ra, thanh gỗ (1) quay quanh bản lề và đổ ập xuống thanh gỗ (2), viên bi bị rơi ra và lọt vào chiếc ly (xem hình 3.1). Thí nghiệm này liên quan đến những kiến thức như quán tính, chuyển động rơi tự do của viên bi và chuyển động quay của chiếc ly … vì thế để viên bi lọt đúng vào chiếc ly cần tính toán để độ cao từ viên bi đến thanh gỗ (2) bằng đúng cung tròn chuyển động của chiếc ly. 3. Ảo thuật với vòng lọt vào dây a. Kiến thức: Lực ma sát tạo nên moment quay b. Mô tả: Chuẩn bị một chiếc vòng và một sợi dây chuyền bằng kim loại, mắc sợi dây vào giữa hai ngón tay của cùng một bàn tay. Tay còn lại giữ chiếc vòng lồng ở ngoài sợi dây. Thả tay giữ chiếc vòng ra nhưng chiếc vòng không rơi xuống đất mà bị mắc vào sợi dây. Trò chơi này thoạt nhìn thì tưởng là một trò ảo thuật đơn thuần nhưng thực ra nó là sự kết hợp giữa kiến thức vật lí và động tác nhanh, nhuần nhuyễn của người biểu diễn. 4. Đèn kéo quân (Hình 3.2) a. Kiến thức: Hiện tượng đối lưu b. Mô tả: Đây là một trò chơi khá quen thuộc với người Việt Nam, nguyên lí hoạt động của đèn kéo quân hầu hết HS đều biết, tuy nhiên được tận mắt nhìn thấy sản phẩm này thì không phải HS nào cũng có cơ hội. Để làm được một chiếc đèn kéo quân trước hết cần phải có một khung đèn bằng gỗ hoặc bằng nan tre chắc chắn và cân bằng, kế đến là một cái chong chóng làm bằng bìa cứng, … khi đốt nến Hình 3.2 Đèn kéo quân lên, dòng không khí nóng xung quanh nến sẽ bốc lên phía trên, đẩy không khí lạnh xuống (đối lưu), đồng thời sinh công làm quay chong chóng kéo các hình trang trí quay theo. 5. Máy bay dây thun (Hình 3.3) a. Kiến thức: Biến dạng xoắn (đàn hồi) b. Mô tả: Được làm từ những tấm phim chụp Xquang, máy bay có vẻ ngoài khá ấn tượng. Tuy nhiên, cũng chính vì điều này mà máy bay không Hình 3.3 Máy bay dây thun thể bay vì quá nặng, chỉ có thể chạy một đoạn ngắn trên đường nhờ vào biến dạng xoắn của dây thun khi quay chong chóng. 6. Bắn bi xiên góc a. Kiến thức: Lực đàn hồi của lò xo, chuyển động ném xiên của viên bi và chuyển động rơi theo phương thẳng đứng của lon sữa. b. Mô tả: Đây là một hệ thống mạch điện được thiết kế như sau (xem hình 3.4): * Cấu tạo: Gồm hai phần - Phần 1: Dùng gắn mục tiêu (lon sữa) Gồm hai thanh trụ đặt vuông góc nhau nhờ khớp nối đa năng, thanh đứng dài một mét được giữ bằng đế ba chân, một đầu (đầu xa khớp nối) của thanh ngang gắn nam châm điện. - Phần 2: Dùng bắn đạn (bi ve) Gồm một thanh trụ đứng gắn trên đế ba chân, Hình 3.4 Sơ đồ cấu tạo mạch điện kẹp vạn năng được nối với thanh đứng nhờ khớp nối đa năng, kẹp này dùng để giữ ống bắn; ống bắn là ống nhựa PVC 21, bên trong có lò xo đàn hồi. Người chơi dùng dây buộc ở đầu lò xo (nơi để bi) để nén lò xo, vừa để tạo ra thế năng đàn hồi cho lò xo, vừa để cho lò xo tiếp xúc với miếng kim loại nhỏ đặt dưới đáy ống PVC (có tác dụng đóng kín mạch). * Hoạt động: Cung cấp điện cho mạch, khi lò xo tiếp xúc với tấm kim loại thì có dòng điện chạy trong mạch, dòng điện này sẽ là nguồn nuôi nam châm. Đặt lon sữa để nam châm hút, khi thả tay giữ lò xo ra, lập tức lò xo bị bật trở về hình dạng ban đầu, không còn tiếp xúc với tấm kim loại, làm cho mạch điện bị ngắt, lon sữa rơi xuống tự do không vận tốc đầu, viên bi chuyển động như vật bị ném xiên. HS nào bắn sao cho bi chạm vào lon là thắng cuộc. 7. Tên lửa nước a. Kiến thức: Chuyển động bằng phản lực b. Mô tả: * Cấu tạo (xem hình 3.5): Thân tên lửa làm bằng chai nhựa có gắn van xe đạp, nhiên liệu là nước, bệ phóng làm bằng hệ thống ống PVC, vỏ tên lửa làm bằng giấy cứng, hệ thống khóa mở để giữ và phóng thả tên lửa (tùy vào sáng tạo của người làm). * Hoạt động: Đổ nước vào chai, từ 1/3 đến Thân tên lửa 2/3 chai. Gắn vào bệ phóng, dùng bơm xe đạp bơm khí vào trong, khi khí đã bị nén ở áp suất cao thì mở khóa để tên Khóa Van xe đạp Bệ phóng lửa phóng đi. Góc phóng có thể điều chỉnh. III. Tiến hành Hình 3.5 Cấu tạo tên lửa nước Trước khi trực tiếp biểu diễn các trò chơi này GV sẽ chiếu lại các đoạn phim tương ứng, sau đó trình diễn sản phẩm hoặc thí nghiệm, mô tả chi tiết cấu tạo và cách thức hoạt động, HS quan sát và tiến hành lại các thí nghiệm khi có yêu cầu, sau đó cùng suy nghĩ và giải thích hiện tượng. IV. Kết quả Qua theo dõi và phân tích diễn biến buổi sinh hoạt, có thể nhận thấy: - Sau 30 phút sinh hoạt số HS tham dự buổi sinh hoạt là 93 em, nằm trong vùng dự đoán ban đầu của chúng tôi. Đến cuối buổi sinh hoạt không khí vẫn hào hứng với 84 em do một số em xin phép về sớm để kịp giờ học thêm hay giờ xe buýt về quê. - Tất cả nội dung đã chuẩn bị đều được thực hiện đúng như kế hoạch. Hầu hết các thí nghiệm mà GV tiến hành, HS đều vận dụng được kiến thức vật lí để giải thích và sẵn sàng tham gia với GV để tiến hành lại các thí nghiệm này. Cụ thể: + Đối với các sản phẩm cân bằng: Mặc dù sản phẩm cân bằng này đã được bày bán rất nhiều trên thị trường dưới dạng chuồn chuồn bằng tre nhưng vẫn đem lại sự thích thú cho HS khi trực tiếp quan sát các sản phẩm thủ công bằng giấy bìa cứng và tiền xu được làm từ tay các thầy cô. + Biểu diễn thí nghiệm viên bi rơi vào ly: Lần đầu tiên GV biểu diễn thí nghiệm này, khi gạt cái nan gỗ ra thì ngay lập tức đã thấy viên bi lọt vào ly nên HS khá bất ngờ, chưa kịp quan sát để tìm hiểu nguyên nhân. GV phải tiến hành lại tới lần thứ ba HS mới hình dung được chuyển động của các vật liên quan và suy nghĩ giải thích. Một HS lớp 10 chuyên lí đã giải thích khá trọn vẹn nhưng khi được yêu cầu tiến hành lại thí nghiệm thì em thực hiện không thành công do tư thế gạt cây chưa dứt khoát. Tiếp tục thêm vài ba HS nữa xung phong lên, rút kinh nghiệm từ những bạn trước nên các HS sau này đều thực hiện thành công thí nghiệm. Thí nghiệm viên bi rơi vào ly chỉ mới giải thích về mặt định tính kết quả, có thể phát triển thành một bài toán định lượng, nhưng phải đưa vào các điều kiện lí tưởng để bài toán đỡ phức tạp. + Ảo thuật với vòng: Đây là một trò chơi ở dạng thách đố khả năng và dễ bị phát hiện, vì thế GV chỉ tiến hành nhiều nhất là ba lần trước sự quan sát của cùng một nhóm HS. Đến lúc này thì HS tỏ ra bị lôi cuốn thực sự, im lặng hoàn toàn và hết sức chăm chú quan sát các động tác của GV. GV chuẩn bị ba bộ dụng cụ ảo thuật đưa cho HS để họ tự mình khám phá và không nói gì thêm. Sau 5 phút, vẫn chưa HS nào thành công, tuy nhiên một số HS đã khám phá bí mật sau trò ảo thuật này, chỉ cần cho họ thêm thời gian nhất định họ sẽ làm được. + Đèn kéo quân: Trước buổi sinh hoạt 15 phút, khi kiểm tra lại thì đèn kéo quân không quay, do chong chóng chỉ được giữ cân bằng bởi một trục nhỏ trong thời gian khá dài nên bị lệch, méo mó. Sau khi được chỉnh sửa, đèn được cho khởi động quay ngay từ đầu của buổi sinh hoạt nhằm tạo một nét riêng đặc trưng cho CLB vật lí, làm cho không khí buổi sinh hoạt sống động ngay từ giây phút đầu tiên. Nhưng do không gian của hội trường quá nhiều ánh sáng nên HS không thể quan sát được những trang trí bên trong được phản chiếu ra bên ngoài của đèn. Để khắc phục điều này, Ban tổ chức đã chuẩn bị sẵn đoạn phim quay lại hoạt động của đèn khi trời tối, vì thế HS hoàn toàn bị thuyết phục bởi vẻ hấp dẫn, lung linh của đèn. Nguyên lí hoạt động của đèn kéo quân được HS giải thích ngắn gọn, chính xác. + Máy bay dây thun: Đây là một đồ chơi được chế tạo khá phức tạp nhưng cách thức vận hành lại rất đơn giản, HS bị hấp dẫn ngay ở hình dáng bên ngoài của máy bay, nhưng một số lại lộ rõ vẻ không hài lòng khi máy bay không thể bay được. Tuy nhiên, điều này không nằm ngoài dự đoán của chúng tôi, thông qua đó chúng tôi muốn cho HS hiểu rằng không phải lúc nào cũng cần mạch điện và động cơ mới khởi động được như một số đồ chơi ở ngoài thị trường và việc cải tiến chiếc máy bay này để nó bay được theo đúng chức năng của nó chính là nhiệm vụ của các thành viên CLB vật lí sau này. + Bắn bi xiên góc: Bắn bi xiên góc được tổ chức dưới dạng một cuộc thi ngắn giữa các lớp. Vì đây chỉ là trò chơi nên Ban tổ chức không cung cấp các số liệu cụ thể để HS thực hiện bài toán hai chuyển động gặp nhau – là một dạng toán đòi hỏi các điều kiện lí tưởng, khó áp dụng vào thực tế, đa số HS chỉ ngắm bắn theo trực quan của mình nên số lượng thành công không nhiều. Nhưng dù kết quả có thế nào thì các em đã rất hào hứng tham gia, tiếc là thời gian không cho phép để tất cả HS có mặt có thể một lần được bắn thử (xem hình 3.6). Tất nhiên, về lâu dài cũng phải cải tiến trò chơi sao cho người chơi có thể sử dụng các số liệu để tính toán, nâng cao xác suất thành công. Mặt khác, vì đây là một hệ thống mạch điện được nối với nhau khá phức tạp nên trong quá trình vận chuyển từ phòng thí nghiệm xuống hội trường một số thiết bị bị lỏng; ống lò xo sau khi HS chơi được vài lần thì bị đứt khỏi mạch điện … Đây là những trục trặc nhỏ, những hạn chế không mong muốn có thể khắc phục được ngay sau vài phút nhưng ít nhiều ảnh hưởng đến tiến độ của buổi sinh hoạt. Hình 3.6 Trò chơi bắn bi xiên góc Hơn nữa, việc bi có bắn trúng lon hay không thì chỉ có trọng tài, người chơi và một số em ngồi gần mới biết, điều đó làm giảm đi phần nào sự hào hứng và tập trung theo dõi của các em. + Tên lửa nước: Để tổ chức và theo dõi được trò chơi thú vị này cần một không gian rộng rãi hơn nên HS phải dời từ hội trường ra sân trường. Khá nhiều HS bất ngờ và tỏ rõ sự thích thú với trò chơi tên lửa nước (xem hình 3.7). Tuy nhiên, do chuẩn bị gấp rút nên tên lửa sau khi bắn gặp trục trặc, Ban tổ chức phải mất thời gian sửa chữa. Hơn nữa, Ban tổ chức chỉ làm một cái đơn giản (không giống các mô hình đã có trên mạng) và cũng chưa làm nổi bật được sự thú vị của trò chơi vốn đã phổ biến ở rất nhiều nước. Hình 3.7 Ban tổ chức biểu diễn tên lửa nước V. Bài học kinh nghiệm Vì đây là buổi sinh hoạt ngoại khóa môn vật lí có quy mô lớn lần đầu tiên được tổ chức tại trường THPT chuyên LTV nên mọi thứ đều khá mới mẻ đối với cả HS và GV. Theo quan sát diễn biến buổi sinh hoạt và trao đổi trực tiếp ý kiến với các thầy cô tham dự cùng với một số HS tiêu biểu thì buổi sinh hoạt đã diễn ra thành công tốt đẹp, HS thực sự hứng thú và mong muốn được tham dự buổi sinh hoạt kế tiếp. Mặc dù vậy, như đã phân tích ở trên, do kinh nghiệm tổ chức của GV chưa có nên đã để buổi sinh hoạt xảy ra những thiếu sót không mong muốn. Để buổi sinh hoạt lần sau được tổ chức tốt hơn, GV cần rút ra những bài học kinh nghiệm như: kiểm tra tất cả các khâu tổ chức trước buổi sinh hoạt ít nhất ba tiếng đồng hồ, đảm bảo đầy đủ tiến trình, các thiết bị, dụng cụ cần thiết hoạt động tốt; Yêu cầu HS đến đúng giờ cũng là một điều quan trọng để buổi sinh hoạt được diễn tiến thuận lợi theo kế hoạch.