Luận văn Phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học nhăm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh THPT miền núi khi dạy chương dòng điện trong các môi trường (vật lý 11 – cơ bản)

à trƣờng: Cần quan tâm đặc biệt đến việc đổi mới PPDH và học theo hướng tổ chức hoạt động của HS nhằm phát huy, tăng cường TTCNT của HS trong học tập nói chung và học Vật lí nói riêng đồng thời trang bị cho đội ngũ GV thường xuyên cập nhật những tài liệu mới phục vụ cho chuyên môn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 59 KẾT LUẬN CHƢƠNG I Trên đây chúng tôi đã trình bày những cơ sở lí luận và thực tiễn của việc DH khi phối hợp các PP và PTDH nhằm phát triển TTCNT của HS. Qua việc phân tích những vấn đề trên có thể rút ra một số kết luận sau: Làm rõ những nét đặc trưng cơ bản của hoạt động nhận thức, TTCNT và vai trò của nó trong học tập, từ đó thấy được sự cần thiết phải tăng cường TTCNT của HS trong DH Vật lí ở trừơng phổ thông. Đề xuất và phân tích các PPDH có nhiều khả năng phát huy được TTCNT Vật lí của HS và việc sử dụng chúng trong quá trình DH một số kiến thức về “Dòng điện trong các môi trường”. Đó là các PP: DH giải quyết vấn đề; PP thực nghiệm; PP mô hình; PP làm việc độc lập của HS; DH theo lí thuyết kiến tạo, kết hợp các PTDH trong quá trình DH. Những PP này luôn đảm bảo những yêu cầu: Có tính vấn đề cao, tác động qua lại, tham gia hợp tác. Tìm hiểu thực trạng dạy và học Vật lí ở các trường THPT miền núi, chỉ ra được những khó khăn của GV và HS khi dạy và học phần kiến thức đó. Tìm hiểu những hiểu biết, quan niệm sẵn có của HS về “Dòng điện trong KL, dòng điện trong chất điện phân, dòng điện trong chất khí”, chỉ ra được những quan niệm chưa đầy đủ hoặc sai mang tính phổ biến. Trên cơ sở lí luận và thực tiễn. Để có thể tạo ra môi trường thuận lợi, tạo tiền đề cho HS tham gia tích cực vào các hoạt động học tập, tích cực chủ động tìm tòi kiến thức, năng động và sáng tạo trong tư duy…Chúng tôi đã tiến hành phân tích ưu nhược điểm của các PPDH, PTDH, từ đó đề suất cơ sở, quy trình lựa chọn và phối hợp các PP và PTDH đã nêu, đồng thời áp dụng vào việc thiết kế tiến trình DH và nội dung giáo án cho một số kiến thức về “Dòng điện trong các môi trường” nhằm tăng cường TTCNT Vật lí của HS trong học tập. Qua việc phân tích đặc điểm nhận thức của HS, tìm hiểu thực tế dạy - học hiện nay, cho thấy việc lựa chọ phối hợp các PP và PTDH là thực sự cần thiết phù hợp với thực tiễn, đáp ứng được nhu câu đổi mới PPDH, thích hợp với mọi đối tượng HS và mục tiêu đào tạo của các trường THPT hiện nay. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60 CHƢƠNG II XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI CHƢƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƢỜNG”( VẬT LÝ 11- CƠ BẢN) THEO HƢỚNG PHỐI HỢP CÁC PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN DẠY HỌC ĐỂ TÍCHCỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 2.1. CẤU TRÖC, VAI TRÒ VÀ CÁC MỤC TIÊU DẠY HỌC CHƢƠNG “DÕNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƢỜNG” 2.1.1. Cấu trúc của chƣơng “Dòng điện trong các môi trƣờng” Chương trình SGK 11 cơ bản, nội dung các kiến thức về “Dòng điện trong các môi trường” được đưa vào cuối học kì I chương trình vật lí 11 THPT, bao gồm 12 tiết trong đó 8 tiết lí thuyết, 2 tiết bài tập, 2 tiết thực hành, cụ thể: - Dòng điện trong kim loại (1tiết). - Dòng điện trong chất điện phân (2 tiết). - Dòng điện trong chất khí (2 tiết). - Dòng điện trong chân không( 1tiết). - Dòng điện trong chất bán dẫn (2 tiết). - Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điốt bán dẫn và đặc tính khuyếch đại của trandito (2 tiết). - Bài tập ( 2tiết). Khi biên soạn, các tác giả đã chú ý đến cả nội dung kiến thức và nội dung kĩ năng, kết hợp hài hoà giữa truyền tải nội dung kiến thức với gợi mở PP dạy và học. Tạo điều kiện cho HS nâng cao năng lực tự học và giúp GV có thể DH thông qua tổ chức các hoạt động học tập, để HS tìm hiểu, xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức. 2.1.2. Vai trò vị trí của chƣơng “Dòng điện trong các môi trƣờng” Hệ thống kiến thức chương “Dòng điện trong các môi trường” được trình bày sau khi HS đã được học các kiến thức cơ bản về “Dòng điện không Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 61 đổi”, làm nền tảng giúp việc hệ thống hoá kiến thức và so sánh dòng điện một cách rõ ràng. Phần kiến thức này nghiên cứu những vấn đề về điều kiện hình thành, cơ chế phát sinh, ứng dụng gắn liền với đời sống và sản xuất của dòng điện trong các môi trường khác nhau. Tuy nhiên, trong phạm vi nghiên cứu của luận văn chúng tôi đề cập đến một số kiến thức về: Dòng điện trong kim loại; Dòng điện trong chất điện phân; Dòng điện trong chất khí. Sau khi học song những tiết này, HS cần nắm vững các kiến thức sau: Đối với dòng điện trong kim loại: Thuyết elêctron về tính dẫn điện của kim loại, bản chất dòng điện trong kim loại, sự phụ thuộc của điện trở kim loại vào nhiệt độ, hiện tượng siêu dẫn, hiện tượng nhiệt điện. Đối với dòng điện trong chất điện phân: Hiện tượng điện phân, bản chất dòng điện trong chất điện phân, các hiện tượng diễn ra ở điện cực, hiện tượng dương cực tan, các định luật Faraday, ứng dụng. Đối với dòng điện trong chất khí: Sự dẫn điện tự lực và không tự lực, bản chất của dòng điện trong chất khí, tia lửa điện, hồ quang điện, các ứng dụng của nó. 2.1.3. Kiến thức, kĩ năng, thái độ cần đạt đƣợc của chƣơng “Dòng điện trong các môi trƣờng” 1. Về nội dung cơ bản: HS phải hiểu và nắm được những nội dung kiến thức sau: * Dòng điện trong kim loại: - Hạt dẫn điện trong kim loại (KL) là electro tự do. - Nguyên nhân gây ra điện trở của KL là do sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở CĐ của electron tự do. - Dòng điện trong KL là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường. - Điện trở của KL phụ thuộc vào nhiệt độ, hiện tượng siêu dẫn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 62 - Hiện tượng nhiệt điện, bản chất của dòng nhiệt điện là dòng điện trong kim loại. * Dòng điện trong chất điện phân: -Thí nghiệm để rút ra: Chất điện phân dẫn điện phân dẫn điện còn nước cất không dẫn điện. Các hạt dẫn điện trong chất điện phân là ion dương và ion âm. So với KL thì chất điện phân không dẫn điện tốt bằng. - Thí nghiệm để rút ra: Hiện tượng khi cho dòng điện qua dd điện phân mà cực dương bị bào mòn cực âm có lớp vật chất bám vào là hiện tượng dương cực tan. Điều kiện để có hiện tượng dương cực tan là phải điện phân dd muối của KL dùng làm anốt. - Khi có hiện tượng dương cực tan thì bình điện phân đóng vai trò như một điện trở còn điện phân với điện cực trơ thì có suất phản điện. - Công thức Faraday: m = A I t/Fn - Ứng dụng của hiện tượng điện phân: luyện kim, đúc điên, mạ điện. *Dòng điện trong chất khí: - Thí nghiệm: Sự dẫn điện không tự lực và tự lực của chất khí  Bản chất của dòng điện trong chất khí. Hạt dẫn điện trong chất khí là ion dương, ion âm, electron. - Dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ôm. - Tia lửa điện: Định nghĩa, điều kiện tạo ra tia lửa điện, ứng dụng. - Hồ quang điện: Định nghĩa, điều kiện tạo ra hồ quang và ứng dụng. 2. Về kĩ năng: HS phải có được các kĩ năng sau: - Kĩ năng thực hành TN như: Kĩ năng quan sát TN (Sự phụ thuộc của R vào nhiệt độ, hiện tượng nhiệt điện; Hiện tượng điện phân, dương cực tan; Sự phóng địên trong chất khí không tự lực và tự lực…), sử dụng được các dụng cụ đo như miliampe kế, milivon kế, kĩ năng lắp TN… - Kĩ năng thu thập thông tin từ quan sát thực tế, TN, từ các tài liệu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 63 - Kĩ năng xử lí thông tin như: Xử lí số liệu TN, vẽ đồ thị, phân tích, suy luận, qui nạp, khái quát… - Kĩ năng truyền đạt thông tin: Trình bày kết quả TN, trình bày những quan niệm, hiểu biết của cá nhân, lập luận bảo vệ ý kiến của mình trước tập thể… - Kĩ năng vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng có liên quan và giải bài tập SGK như: Giải bài tập về hiện tượng điện phân. Giải thích tại sao khi mưa giông không nên trú mưa dưới gốc cây to, chỗ gò đất cao… Muốn các đồ vật không gỉ, bền bóng đẹp ta phải làm như thế nào? …. 3. Về thái độ tình cảm: Cần hình thành và phát triển ở HS: - Niềm say mê yêu thích môn Vật lí, chủ động tích cực, trung thực khách quan trong quá trình học tập xây dựng kiến thức mới. - Có ý thức trách nhiệm trước những nhiệm vụ học tập được giao, có tinh thần hợp tác, biết lắng nghe ý kiến của người khác. - Có ý chí phấn đấu, tự tin vào bản thân, mong muốn được khẳng định chính mình trước tập thể. 2.2. PHỐI HỢP CÁC PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN DẠY HỌC, XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƢƠNG “DÕNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƢỜNG” 2.2.1. Định hƣớng chung của xây dựng tiến trình dạy học một số bài cụ thể theo hƣớng nghiên cứu của đề tài - Việc phối hợp các PP và PTDH sao cho phù hợp với mỗi bài học và có tính chất quyết định cho sự thành công của giờ dạy, đảm bảo cho hoạt động của GV và HS thể hiện được mục đích rõ ràng, tạo điều kiện thuận lợi bầu không khí học tập. Nhờ đó sẽ nâng cao được chất lượng học tập. - Việc vận dụng những quan điểm lí luận đã trình bày ở chương I, trên cơ sở nội dung kiến thức, kĩ năng, thái độ cần hình thành ở HS và những quan niệm, hiểu biết sẵn của HS, chúng tôi tiến hành thiết kể tiến trình dạy một số bài theo hướng nghiên cứu của đề tài. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 64 A. Xác định rõ mục tiêu của bài học - Phải chỉ rõ kết quả đạt được sau mỗi bài học là gì. - Những kiến thức, kĩ năng, thái độ nào cần được hình thành ở HS. B. Bƣớc chuẩn bị 1. Xác định mục tiêu nghiên cứu - Phối hợp các PP và PTDH vào bài này như thế nào, vận dụng vào từng đơn vị kiến thức của bài ra sao. - Sử dụng những hiểu biết, quan niệm sẵn có của HS vào các hoạt động nhận thức thế nào. Ta cần sửa đổi, phát triển những quan niệm nào của HS. 2. Thiết kế phƣơng án dạy học - Dựa vào những kiến thức vốn có của HS và nội dung kiến thức của bài và lường trước được những khó khăn, quan niệm sai của HS, GV cần xác định rõ những kiến thức nào cần thông báo, những kiến thức nào sẽ tổ chức cho HS tự xây dựng dựa vào hỗ trợ của GV hay những hình thức khác nhau. - Phối hợp các PP và PTDH phù hợp với từng nội dung, đây là một quá trình rất phức tạp và khó khăn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: kinh nghiệm, tài năng, khâu xử lí sư phạm, trực giác nhạy bén của GV. Ngoài việc căn cứ vào: Mục đích, nhiệm vụ DH; Đặc điểm của HS; Năng lực của GV; Điều kiện không gian, thời gian của GV, HS; Tính chất đặc điểm của PPDH, PTDH. Để tích cực hoá HĐNT của HS, GV luôn luôn phải tự đặt ra câu hỏi: Làm thể nào để phối hợp các PP và PTDH vào từng bài dạy cụ thể một cách thích hợp, có hiệu quả? - Có thể nghiên cứu đề tài này bằng phương pháp: Nêu vấn đề; TN; Đàm thoại, giảng giải; Mô hình…hay không, hay hoặc là còn phải phối kết hợp với các PPDH nào? Hay bằng PP làm việc độc lập của HS không. - Vận dụng các PTDH hiện đại vào từng đơn vị kiến thức nào trong mỗi bài học, phải đảm bảo nội dung kiến thức, kĩ năng, thời gian cần truyền đạt. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 65 Việc trả lời được các câu hỏi trên đây phải căn cứ vào khả năng tính tích cực của các PP và PTDH đối với từng nội dung kiến thức cụ thể và điều kiện cơ sở vật chất… - Các TN trong giờ học là những TN biểu diễn của giáo viên hay TN do HS thực hiện, được tiến hành vào lúc nào, thời điểm nào. Các TN đó có tăng cường được tính tích cực nhận thức của HS không, GV cần định hướng thế nào để học sinh nắm được bản chất hiện tượng Vật lí. Khi trả lời đúng các câu hỏi trên sẽ giúp GV xác định đúng PP chính cho bài dạy. Tuy nhiên trong một bài học không chỉ có một đơn vị kiến thức mà có nhiều đơn vị kiến thức, với mỗi đơn vị kiến thức có PPDH chủ đạo. Do vậy để giải quyết một bài học cần phối hợp các PP và PTDH là điều cần thiết đối với mỗi GV đang giảng dạy. Song vấn đề bao giờ cũng có một PP chủ đạo trong mỗi bài học, các PP khác chỉ hỗ trợ cho PP chủ đạo này, nếu như không hiểu được điều đó thì hoạt động của GV ở trên lớp sẽ trở nên lúng túng. Như vậy phối hợp các PPDH là nghệ thuật sư phạm của mỗi GV, phải phù hợp với từng nội dung kiến thức của bài học, phù hợp với khả năng bản thân và năng lực nhận thức của HS. 3. Chuẩn bị thiết bị dạy học Cần chuẩn bị những thiết bị dạy học nào. Nơi dạy học có đầy đủ dụng cụ TN không, nơi TN có đáp ứng được không. Có những dụng cụ TN nào mà GV phải tự tạo. GV chuẩn bị gì, HS phải làm những gì? C. Tiến trình dạy học 1. Tổ chức các hoạt động học tập trong giờ học Vật lí Tiến trình DH mỗi bài được hoàn thành thông qua tổ chức các hoạt động học tập của HS, kết quả của mối hoạt động là giải quyết được một vấn đề nhận thức đặt ra cho HS. 2. Hƣớng dẫn học sinh giải quyết các nhiệm vụ học tập đặt ra Đối với mối đơn vị kiến thức cần giải quyết GV có thể sử dụng một PPDH và PTDH nhất định hay phải phối hợp các PP và PTDH với nhau. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 66 Nhưng việc phối hợp PP và PTDH trong giảng dạy Vật lí sao cho phù hợp với từng nội dung kiến thức, mục tiêu đề ra với các nội dung đó. D. Đánh giá kết quả học tập Đánh giá mức độ chủ động, tích cực, trong hoạt động nhận thức thông qua quan sát biểu hiện của HS: Mức độ hoàn thành các nhiệm vụ học tập, số lần tham gia ý kiến và chất lượng của nó, thái độ của HS. Kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức bằng các câu hỏi, các bài tập với nội dung kiến thức có liên quan. 2.2.2. Thiết kế tiến trình dạy học bài 1 “Dòng điện trong kim loại” CHƢƠNG III DÕNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƢỜNG BÀI 13 DÕNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI A.Mục tiêu 1. Kiến thức * Trong khi học: - Tham gia vào xây dựng bài. - Quan sát TN và trình bày kết quả TN * Sau khi học: - Nêu được tính chất điện chung của kim loại, sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ. - Nêu được nội dung chính của thuyết êlêctron về tính dẫn điện của kim loại, công thức điện trở suất của kim loại. Hiệu ứng Dibéc. - Nêu được cấp độ lớn của các đại lượng đã nói đến trong lí thuyết này. 1. Kĩ năng Giải thích được một cách định tính các tính chất điện chung của kim loại dựa trên thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại. Rèn kĩ năng quan sát TN và rút ra kết luận cần thiết. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 67 2. Thái độ tình cảm Có thái độ hứng thú học tập, biết lắng nghe ý kiến của người khác, biết học hỏi từ người khác. B. Chuẩn bị 1. Xác định mục tiêu nghiên cứu Trên cơ sở kết quả điều tra hiểu biết, quan niệm của HS, chúng tôi xác định dạy bài này theo hai hướng chính, đó là: Phát triển những hiểu biết ban đầu của HS như cho HS hiểu sâu hơn là kim loại dẫn điện được tốt là do có nhiều electron tự do, kim loại dẫn điện tố hơn các loại chất khác, sau đó nghiên cứu sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ của kim loại và ứng dụng của sự phụ thuộc đó; Sau đó thay đổi những quan điểm sai phổ biến và chưa đầy đủ của HS là “Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm ở bất kì nhiệt độ nào, Khi hai kim loại khác nhau về bản chất mà gắn với nhau thì chỉ có sự khuyếch tán electron”. 2. Dự kiến phƣơng án dạy học * Về nội dung: - Kiến thức chỉ thông báo là: Hiện tượng siêu dẫn; Hiện tượng Dibéc là gì? - Kiến thức sẽ đựơc tổ chức cho HS tự tìm hiểu xây dựng kiến thức dựa trên cơ sở phối hợp các PP và PTDH, để tìm hiểu về tính dẫn điện của kim loại. * Về phương pháp: - Quá trình DH được tiến hành thông qua 5 hoạt động của GV và HS, trong đó có 2 hoạt động kết hợp sử dụng CNTT. - Tổ chức cho HS thảo luận nhóm (chia nhóm, mỗi nhóm khoảng 6-7 em), đánh giá các ý kiến xây dựng kiến thức cho bài học. 3. Chuẩn bị dạy học * Đối với giáo viên: - Chuẩn bị TN: 1nguồn điện, mA, dây may so có R=10Ω, các dây nối; Cặp nhiệt điện, bật lửa ga, nước đá; Vẽ to hình 13.1 sgk. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 68 - Giáo án điện tử, máy chiếu, máy tính - Đề kiểm tra kết quả học tập, phiếu học tập. * Học sinh: Ôn lại tính dẫn điện của kim loại ở lớp 9, dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm. C. Sơ đồ xây dựng kiến thức bài “Dòng điện trong các môi trƣờng” 1. Bản chất của dòng điện trong kim loại. Thí nghiệm: Sự dẫn điện của kim loại PP và PTDH TN1: Với vật cách điện TN2: Với dây dẫn kim loại Tại sao kim loại dẫn điện? Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại Kết luận: Bản chất của dòng điện trong kim loại Nêu vấn đề Thảo luận nhóm Mô hình CĐ của các hạt mang điện Thảo luận, kết luận Quan sát TN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 69 2. Sự phụ thuộc của điện trở của kim loại vào nhiệt độ. Hiện tƣợng siêu dẫn. Thảo luận nhóm TN: Sự phụ thuộc của điện trở R của kim loại vào nhiệt độ TN1: Chưa đốt R  mA chỉ giá trị dòng điện không đổi. TN2: Đốt R bằng đèn cồn  mA chỉ giá trị I giảm dần. PP và PTDH Kết luận: ρ= ρ0[1 + α( t- t0)]; Ở nhiệt độ không đổi dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ. Ứng dụng: Dựa vào hệ số α người ta dùng dây bạch kim làm nhiệt kế dùng trong công nghiệp Nếu tiếp tục giảm nhiệt độ xuống gần 0K thì hiện tượng diễn ra như thế nào? Ứng dụng: - Cuộn dây siêu dẫn dùng để tạo ra từ trường mạnh Quan sát TN, đặt vấn đề Thảo lụân nhóm Hiện tượng siêu dẫn Lập luận trên đồ thị, hình ảnh TN giảm nhiệt độ Hg Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 70 3. Hiện tƣợng nhiệt điện. Dây Constantan mA Nêu vấn đề Thí nghiệm: TN1: Để 2 đầu mối hàn có nhiệt độ bằng nhau  I = 0 TN2: Đốt nóng một mối hàn  I≠0 và mA chỉ một giá trị I TN3: Đốt nóng một mối hàn, còn mối hàn kia nhúng vào cốc nước đá đang tan I ≠0 và mA chỉ giá trị I lớn hơn. Hiện tƣợng Dibec: khi hàn hai kim loại (khác nhau về bản chất) thành một mạch kín và gĩư cho nhiệt độ giữa hai mối hàn chênh lệch thì trong mạch xuất hiện dòng điện. Kết luận: + Suất nhiệt điện động:  = αT (T1-T2). + Bản chất của dòng nhiệt điện là dòng điện trong kim loại. Ứng dụng: Cặp nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ PP và PTDH Tại sao trong mạch lại xuất hiện dòng điện? Bản chất của dòng điện này là gì? Quan sát, nhận xét KQ TN Thảo luận nhóm mA Dây Constantan Dây đồng mA Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 71 D. Tiến trình dạy học cụ thể Đặt vấn đề: Ta biết cũng như tất cả các vật liệu khác, kim loại cũng do các nguyên tử liên kết với nhaubtạo thành. Mà nguyên tử lại gồm hạt nhân tích điện dương và các e mang điện âm quay xung quanh. Vậy các electron trong kim loại có đặc điểm gì và nó chi phối tính chất của dòng điện trong kim loại ra sao? Ta nghiên cứu bài 13 “Dòng điện trong kim loại”. GV: Điều kiện để có dòng điện trong mạch là gì? HS: Phải có các hạt mang điện và có điện trường. Hoạt động 1: Bản chất của dòng điện trong kim loại. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh GV: Đƣa ra TN nhƣ sau: Gồm nguồn điện, mA, điện trở (có thể là bóng đèn), dây nối được mắc như hình vẽ: Tiến hành TN: Đóng mạch điện, em quan sát mA? GV: Tại sao kim loại lại dẫn đƣợc điện? Cho HS thảo luận. Kết hợp cho HS xem các mô hình mạng tinh thể của một số chất, để HS đưa ra được thuyết e về tính dẫn điện của kim loại. HS: Kim mA quay có dòng điện chạy trong kim loại. HS: Thảo luận nhóm, để đưa ra thuyết electron về tính dẫn điện của _ + R mA Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 72 GV: Vậy hạt tải điện (dẫn điện) trong kim loại là hạt nào? Bản chất của dòng điện trong kim loại là gì? GV: Nguyên nhân nào gây ra điện trở của kim loại? GV: Các loại mất trật tự thường gặp là CĐ nhiệt của các ion trong mạng tinh thể, sự méo tinh thể do biến dạng cơ, các tạp chất lẫn trong kim loại, khi nhiệt độ mạng tinh thể tăng thì sự mất trật tự của mạng càng lớn. Điện trở của kim loại rất nhạy cảm với các yếu tố này. (Cho HS xem bảng 13.1 sgk). GV: Vậy điện trở của kim loại phụ thuộc vào những yếu tố nào? được ứng dựng trong những ngành nào, ta nghiên cứu sang phần II. kim loại. HS: Làm việc độc lập: - Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do, mật độ của chúng cao nên kim loại dẫn điện rất tốt. - Bản chất của dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các eletrron tự do dưới tác dụng của điện trường. HS: Do sự mất trật tự của mạng tinh thể đã cản trở CĐ của electrron tự do. HS: Cá nhân tiếp thu ghi nhớ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 73 Hoạt động 2: Sự phụ thuộc của điện trở của kim loại vào nhiệt độ. Hiện tƣợng siêu dẫn. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh GV: Đƣa ra TN nhƣ sau: Gồm nguồn điện, dây nối, mA, dây may so có điện trở R(=10Ω), được mắc như hình vẽ: (Cho HS quan sát TN và trả lời) Tiến hành TN: TN1 đóng mạch, quan sát mA? TN2 đốt nóng dây may so bằng đèn cồn? GV: Tại sao khi chƣa đốt dây may so thì dòng điện chạy trong mạch không thay đổi? Còn khi đốt dây may so thì dòng điện lại giảm dần theo thời gian?(cho HS thảo luận nhóm và trả lời). GV: Qua 2 TN này, hãy cho biết R phụ thuộc vào vấn đề gì? Và dòng điện trong kim loại có tuân theo định luật ôm không? HS: Quan sát TN và rút ra kết quả: TN1: mA chỉ giá trị dòng điện ổn định, không thay đổi theo t. TN2: mA chỉ giá trị dòng điện giảm dần theo thời gian. HS: Thảo luận nhóm. HS: Suy nghĩ và trả lời: _ + mA R Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 74 GV: Trƣờng hợp khi chưa đốt R thì khi U tăng thì I tăng theo tỉ lệ bậc nhất nên dòng điện tuân theo định luật ôm. TRƣờng hợp đốt R thì khi nhiệt độ tăng thì R tăng và I giảm nên dòng điện không tuân theo định luật Ôm, Đồ thị điện trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ ( H13.2). GV: Cho HS xem đồ thị sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ GV: Sự phụ thuộc của hệ số nhiệt điện trở của kim loại vào nhiệt độ được ứng dụng để làm gì? Sau đó trả lời câu1? - Điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ: ρ=ρ0[1+ α(t- t0)]. - Khi nhiệt độ của kim loại được giữ không đổi thì dòng điện trong kim loại tuân theo định luật ôm. - Kim loại là chất dẫn điện tốt. Điện trở suất của kim loại rất nhỏ còn điện dẫn suất của kim loại lớn. HS: Tiếp thu ghi nhớ. HS:Vễ đồ thị. HS: Tìm hiểu ứng dụng, Trả lời câu1. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 75 GV: Đối với một số kim loại hay hợp kim nhƣ: Hg, Pb, Sn….. khi hạ nhiệt độ xuống thấp hơn nhiệt độ tới hạn Tc nào đó thì kim loại hay hợp kim có ρ và R nhƣ thế nào? Khi đó vật liệu ở trạng thái nào? Với câu hỏi này cho HS xem đồ thị 13.2 và làm việc sgk, suy luận toán học, kết hợp xem mô phỏng của TN và đưa ra câu trả lời? GV: Cho HS xem bảng nhiệt độ tới hạn của một số chất siêu dẫn. - Vậy cuộn dây siêu dẫn được ứng dụng để làm gì? Cho HS xem hình ảnh cuộn dây siêu dẫn tạo ra từ trường lớn. Sau đó yêu cầu HS trả lời câu 2 tr 76. HS: Làm việc cá nhân với sgk kết hợp với xem mô phỏng trả lời: - Khi nhiệt độ của kim loại giảm xuống dưới nhiệt độ tới hạn Tc nào đó thì ρ của kim loại giảm liên tục. Đến gần 0K thì điện trở của kim loại rất nhỏ. Lúc đó các vật liệu đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn. HS: Cá nhân tiếp thu ghi nhớ. Trả lời yêu cầu của GV: Cuộn dây siêu dẫn để tạo ra từ trƣờng rất mạnh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 76 Hoạt động 3: Hiện tƣợng nhiệt điện. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh GV: Đƣa ra TN nhƣ sau: Gồm 2 dây dẫn kim loại khác nhau về bản chất dược hàn 2 đầu với nhau, mA, nến, nước đá, được bố trí như hình vẽ: Tiến hành TN: TN1: Để 2 đầu mối hàn có nhiệt độ như nhau? TN2: Đốt một mối hàn? TN3: Một mối hàn vẫn đốt nóng còn mối kia nhứng vào cốc nước đá đang tan? Yêu cầu HS quan sát TN rút ra kết quả TN? GV: Thông báo: Hiện tượng hai vật dẫn có bản chất khác nhau tiếp xúc nhau ở hai đầu. Giữ nhiệt độ hai mối hàn khác nhau thì trong mạch kín xuất hiện một dòng điện (hoặc xuất hiện một suất điện động nếu mạch hở), đây đƣợc gọi là hiệu ứng Dibéc. GV: Từ TN trên , tại sao lại xuất HS: Quan sát TN và rút ra kết quả: TN1: I= 0. TN2: I ≠ 0, mA chỉ giá trị I xác định. TN3: I ≠ 0, mA chỉ giá trị I lớn hơn. HS: Cá nhân tiếp thu ghi nhớ. Dây constantan Dây Cu nước đá nến mA Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 77 hiện dòng điện khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối hàn? Dòng điện này phụ thuộc vào yếu tố nào? Dòng điện này đƣợc gọi là gì, có bản chất nhƣ thế nào? Đến đây GV cho HS xem mô hình của sự khếch tán của electron từ đầu nóng sang đầu lạnh, khi có điện trường và không có điện trường. GV: Kết luận: Suất nhiệt điện động:  = αT( T1- T2). Bộ hai dây dẫn khác nhau hàn với nhau gọi là cặp nhiệt điện ( pin nhiệt điện). Dòng nhiệt điện phụ thuộc