- Trang Chủ
- Vật lý
- Xây dựng các thí nghiệm phát hiện tính chất của nước áp dụng trong dạy học chủ đề “Vật chất và Năng lượng” môn Khoa học lớp 4
Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ | HNKHT 2018
XÂY DỰNG CÁC THÍ NGHIỆM PHÁT HIỆN TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC
ÁP DỤNG TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG”
MÔN KHOA HỌC LỚP 4
MAI THẾ HÙNG ANH
Khoa Giáo dục Tiểu học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế
Email: maithehunganh.2011@gmail.com
Tóm tắt: Trên cơ sở những nguyên tắc, quy trình thiết kế thí nghiệm, chúng tôi đã
xây dựng hệ thống các thí nghiệm khoa học được sử dụng trong dạy học tiểu chủ đề
Nước trong chủ đề “Vật chất và Năng lượng” môn Khoa học lớp 4. Thông qua đó,
giáo viên có thể chọn lựa các thí nghiệm phù hợp để tổ chức dạy học bằng thí nghiệm,
kích thích sự hứng thú, tính chủ động cho học sinh trong việc phát hiện các tính chất
của nước.
Từ khóa: Thí nghiệm; thiết kế thí nghiệm; khám phá khoa học.
1. MỞ ĐẦU
Lứa tuổi tiểu học là giai đoạn mà các em có nhu cầu khám phá thế giới khoa học mạnh
mẽ. Cảm xúc đối với khoa học luôn là sự ngạc nhiên, tò mò và phấn khích. Việc giúp học sinh
(HS) tiếp thu kiến thức đạt hiệu quả cao có liên quan nhiều đến yếu tố thần kinh, bởi tư duy HS
tiểu học chủ yếu thiên về trực quan sinh động hơn là tư duy trừu tượng. Bên cạnh đó, nhiều đặc
điểm, tính chất của các đối tượng khoa học có thể không bộc lộ ra ngoài trong điều kiện bình
thường, nên HS chỉ có thể nhận biết thông qua thí nghiệm, và thí nghiệm (TN) được quan niệm
như là quá trình tác động có mục đích vào đối tượng trong những điều kiện nhất định, làm bộc
lộ tính chất của nó, đáp ứng nhu cầu nhận thức. Do đó, TN trở thành phương pháp nhận thức,
giúp HS khám phá đặc điểm, tính chất của các sự vật, hiện tượng xung quanh.
Bên cạnh đó, một trong những cách thức góp phần đạt kết quả cao trong dạy học là việc
tăng cường tổ chức các hoạt động cụ thể như các hoạt động TN, thực hành nhằm tạo điều kiện
cho HS khám phá, chủ động tìm tòi phát hiện ra kiến thức. Vì vậy, trên thế giới cũng như ở Việt
Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu về việc xây dựng và sử dụng các TN áp dụng trong dạy
học cho HS. Có thể kể đến những công trình như: Bùi Phương Nga, Nguyễn Thượng Giao
(1995) đã đưa ra các phương pháp dạy học bằng TN [4]; luận án Huỳnh Trọng Dương (2005)
đã nghiên cứu xây dựng và sử dụng TN theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS
trong dạy học vật lý ở trung học cơ sở [3]; Nguyễn Thị Thu Hiền (2008), xây dựng trò chơi,
TN giúp trẻ mẫu giáo 5 - 6 tuổi tìm hiểu môi trường thiên nhiên [6]; không chỉ dừng lại ở các
TN cổ điển, các nhà khoa học còn ứng dụng công nghệ thông tin trong việc thiết kế các TN ảo
giúp cho HS dễ quan sát và theo dõi quá trình TN, như nghiên cứu của Nguyễn Thị Duyên
(2015) về “Thiết kế TN ảo trong dạy học bài “Âm thanh” môn Khoa học 4 ở Tiểu học” [2];
Một trong những nghiên cứu gần đây về thiết kế TN sử dụng trong dạy học mầm non là công
trình của Đinh Thị Thu Hằng (2015) về vấn đề thiết kế TN trong hoạt động khám phá khoa học
cho trẻ 5 - 6 tuổi ở trường mầm non... [5].
Môn Khoa học nói chung, chủ đề “Vật chất và Năng lượng” nói riêng được tích hợp nhiều
kiến thức khoa học thực nghiệm, giúp các em có những hiểu biết về thế giới xung quanh, những
hiện tượng khoa học. Do đó, TN là phương pháp dạy học đặc trưng và rất cần thiết cho môn
học này. Thông qua TN, HS trực tiếp tác động vào các dụng cụ, tái tạo hiện tượng như đã xảy
ra trong thực tế để tìm hiểu, rút ra những kết luận khoa học. Ngoài ra khám phá khoa học bằng
162
- KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC TRẺ 2018 | 11/2018
những TN trực quan, những trải nghiệm học mà chơi, chơi mà học nên sẽ kích thích sự hào
hứng cho các em, đem lại hiệu quả cao trong dạy, học nội dung khoa học.
Thực tiễn trong dạy học chủ đề “Vật chất và năng lượng” môn Khoa học tại một số trường
tiểu học trên địa bàn Thừa Thiên Huế cho thấy, giáo viên ít sử dụng TN trong hoạt động dạy
học. Thực trạng này xuất phát từ việc thiếu cơ sở trang thiết bị TN của nhà trường trong khi đó
giáo viên lại hiếm khi đa dạng hóa các TN phù hợp với điều kiện của địa phương cũng như phù
hợp với khả năng nhận thức của HS [1].
Xuất phát từ các vấn đề nêu trên bài báo đề cập đến việc xây dựng hệ thống TN phát hiện
các tính chất của nước áp dụng trong dạy học chủ đề “Vật chất và Năng lượng” môn khoa học
lớp 4, tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên tiểu học trong việc lựa chọn các TN phù hợp để
hướng dẫn HS khám phá các kiến thức khoa học.
2. NỘI DUNG
2.1. Nguyên tắc và quy trình thiết kế thí nghiệm
2.1.1. Nguyên tắc thiết kế thí nghiệm
Để phát huy hiệu quả sử dụng, các TN khám phá khoa học cần được thiết kế dựa trên một
số nguyên tắc sau [5]:
- Đảm bảo về mục tiêu và nội dung của bài học.
- Đảm bảo phù hợp với năng lực của HS.
- Đảm bảo tính đa dạng, hấp dẫn.
- Nguyên tắc đảm bảo tính trực quan.
- Nguyên tắc đảm bảo tính an toàn trong quá trình TN.
- Đảm bảo tính phổ biến.
- Đảm bảo tính phát triển.
2.1.2. Quy trình thiết kế thí nghiệm
Dựa trên những cơ sở lý luận của phương pháp thí nghiệm [4], nguyên tắc thiết kế thí
nghiệm, nội dung chương trình các môn Khoa học và đặc điểm nhận thức của HS, chúng tôi
đưa ra quy trình thiết kế một TN khám phá khoa học như sau:
Bước 1: Lựa chọn bài học và các nội dung trong bài học nhằm tiến hành thiết kế thí nghiệm.
Bước 2: Xác định mục đích của thí nghiệm.
Bước 3: Tiến hành thiết kế thí nghiệm dựa trên các nguyên tắc thiết kế chung.
Bước 4: Kiểm tra tính khả thi của thí nghiệm và điều chỉnh.
2.2. Hệ thống thí nghiệm phát hiện các tính chất của nước
Trên cơ sở nguyên tắc và quy trình thiết kế TN, chúng tôi xây dựng các TN phát hiện các
tính chất của nước, áp dụng trong dạy học chủ đề “Vật chất và Năng lượng” môn khoa học lớp 4:
1. Bài 20: Nước có những tính chất gì?
Thí nghiệm 1: Phát hiện màu, mùi, vị của nước
- Mục đích TN: Nhận biết tính chất không màu, không mùi, không vị của nước; phân biệt nước với
chất lỏng khác.
- Dụng cụ TN: Mỗi nhóm chuẩn bị 4 cốc thủy tinh, 4 thìa nhỏ, nước lọc, nước muối, sữa, dầu gió.
163
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ | HNKHT 2018
- Cách tiến hành:
+ Mỗi nhóm tiến hành cho sữa vào một trong 4 cốc; nước lọc vào 3
cốc còn lại rồi pha một cốc với dầu gió, một cốc với muối, khuấy
đều. Cho 4 thìa nhỏ vào 4 cốc dung dịch vừa pha.
+ Các nhóm trao đổi các sản phẩm sau khi pha.
+ HS sử dụng các giác quan để phát hiện các sản phẩm chứa trong
mỗi cốc; nhận xét khả năng nhìn thấy phần thìa được cho vào trong
phần dung dịch trong mỗi trường hợp.
- Kết luận khoa học: Nước là chất lỏng không màu, không mùi, không vị.
Thí nghiệm 2: Xác định hình dạng của nước
- Mục đích TN: HS hiểu khái niệm “Hình dạng nhất định”.
- Dụng cụ TN: Các vật chứa nước trong suốt như: Chai, lọ, cốc...; nước.
- Cách tiến hành:
+ Các nhóm tiến hành xác định hình dạng của các vật chứa mà các em đã chuẩn bị và dự đoán hình
dạng của nước.
+ Cho nước vào các vật chứa (có thể dùng nắp đậy chặt miệng
chúng lại). Đặt các vật chứa ở các tư thế khác nhau (đứng, nằm,
nghiêng...).
+ Quan sát và nhận xét hình dạng của nước bên trong vật.
- Kết luận khoa học: Nước không có hình dạng nhất định mà
chỉ mang hình dạng của vật chứa nó.
Thí nghiệm 3: Tìm hiểu tính thấm của nước đối với một số vật
- Mục đích TN: HS biết một số vật cho nước thấm qua và một số vật
không cho nước thấm qua. Nêu được một vài ứng dụng thực tế của
tính chất này.
- Dụng cụ TN: Túi ni lông, chai lọ nhựa hoặc thủy tinh, vải, giấy mềm,
bọt biển, bông gòn,... cốc, nước lọc hoặc nước màu.
- Cách tiến hành:
+ TN1: Đổ nước vào túi ni lông, chai, lọ. Nhận xét tính thấm của nước.
+ TN2: Nhúng một đầu các vật (vải, giấy mềm, bông gòn...) vào cốc
nước màu thứ nhất, đầu còn lại cho vào cốc rỗng thứ hai. Quan sát hiện tượng.
- Kết luận khoa học: Nước có thể thấm qua được một số vật.
Thí nghiệm 4: Tìm hiểu tính hòa tan của nước
- Mục đích TN: HS biết một số chất có thể tan được trong nước. Nêu được một vài ứng dụng thực tế
của tính chất này.
- Dụng cụ TN: Chai nước, thìa, muối, màu mực (xanh hoặc đỏ), cát, xà phòng, dầu ăn, 5 chiếc cốc.
- Cách tiến hành:
+ Cho nước vào 5 cốc đã được đánh số từ 1 đến 5.
+ Lần lượt cho vào mỗi cốc lượng nhỏ một trong các chất:
muối, mực (xanh hoặc đỏ), cát, xà phòng, dầu ăn rồi khuấy
đều.
+ Nhận xét tính tan của các chất trong nước trong mỗi cốc.
- Kết luận khoa học: Nước có thể hòa tan được một số vật.
Thí nghiệm 5: Tính dẫn nhiệt của nước
- Mục đích TN: HS biết nước có thể truyền nhiệt.
- Dụng cụ TN: Bình nước lạnh, chậu nước nóng, nhiệt kế.
- Cách tiến hành:
+ Cho nước lạnh vào bình tam giác và nước nóng vào chậu nước. Dùng
nhiệt kế đo và nhận xét nhiệt độ của nước ở chậu và bình.
+ Nhúng bình nước lạnh vào chậu nước nóng. Dùng nhiệt kế đo và nhận xét
và giải thích nhiệt độ của nước trong vật đựng sau 3 đến 5 phút thí nghiệm.
- Kết luận khoa học: Nước có khả năng dẫn nhiệt.
164
- KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC TRẺ 2018 | 11/2018
2. Bài 21: Ba thể của nước
Thí nghiệm 1: Tìm hiểu hiện tượng nước chuyển từ thể lỏng thành thể khí và ngược lại
- Mục đích TN: HS biết được một số dạng tồn tại của nước và sự chuyển
thể của nước.
- Dụng cụ TN: Ống nghiệm, kẹp gỗ, đèn cồn, chai nước, bật lửa, bút.
- Cách tiến hành:
+ Cho nước vào 1/4 ống nghiệm, đánh dấu mực nước.
+ Dùng kẹp gỗ kẹp vào 1/3 phía trên ống nghiệm, tiến hành hơ trên ngọn
lửa đèn cồn cho đến khi sôi một thời gian rồi dừng.
+ Quan sát, nhận xét mực nước và hiện tượng trong và sau khi đun sôi.
- Kết luận khoa học:
+ Nước ở thể lỏng thường xuyên bay hơi chuyển thành thể khí. Nước ở nhiệt độ cao biến thành hơi
nước nhanh hơn ở nhiệt độ thấp.
+ Hơi nước là thể khí, khó nhìn thấy bằng mắt thường; hơi nước gặp lạnh ngưng tụ thành nước ở thể lỏng.
Thí nghiệm 2: Tìm hiểu hiện tượng nước chuyển từ thể lỏng thành thể rắn và ngược lại
- Mục đích TN: HS biết được một số dạng tồn tại của nước; biết được sự chuyển thể của nước.
- Dụng cụ TN: Khay làm đá, nước, tủ lạnh, cốc.
- Cách tiến hành: Thí nghiệm được HS tiến hành tại nhà.
+ Cho nước vào khay làm đá, đặt vào ngăn đông. Hôm sau,
lấy khay ra. Quan sát và nhận xét sự chuyển thể của nước. So
sánh độ rắn của nước trước và sau khi đông đặc.
+ Cho đá dạng rắn vào cốc, để một thời gian. Quan sát và
nhận xét hiện tượng xảy ra.
- Kết luận khoa học:
+ Khi nước ở đủ lâu nơi có nhiệt độ từ dưới 00C sẽ chuyển thành thể rắn (đá, băng, tuyết). Hiện tượng
nước chuyển từ thể lỏng thành thể rắn được gọi là sự đông đặc. Nước ở thể rắn có hình dạng nhất định.
+ Nước đá bắt đầu nóng chảy thành nước ở thể lỏng khi nhiệt độ từ trên 00C. Hiện tượng nước từ thể
rắn biến thành lỏng được gọi là sự nóng chảy.
3. Bài 27: Một số cách làm sạch nước
Thí nghiệm 1: Lọc nước
- Mục đích TN: HS biết được tác dụng của từng giai đoạn trong cách lọc nước đơn giản. Biết cách
tách các chất không tan trong nước ra khỏi nước.
- Dụng cụ TN: Nước đục; chai nhựa rỗng; bông gòn; cát; than củi nghiền nhỏ; dao; kéo.
- Cách tiến hành:
+ Cắt đôi chai nhựa. Lật ngược phần phía trên đã vặn chặt nắp (được đục vài lỗ
nhỏ) vào phần còn lại.
+ Lần lượt cho vào phần trên chai nhựa bông gòn, cát, than, cát rồi nén chặt,
sau đó tiếp tục tiến hành đổ nước đục vào.
+ Quan sát và so sánh đặc điểm của nước trước và sau khi lọc.
- Kết luận khoa học:
+ Nguyên tắc chung của lọc nước đơn giản: Than củi có tác dụng hấp thụ các
mùi lạ; cát, bông gòn lọc những chất không hòa tan.
+ Kết quả sau lọc là nước trở nên trong hơn, nhưng không làm chết các vi khuẩn
gây bệnh. Vì vậy, nước chưa uống ngay được.
Thí nghiệm 2: Chưng cất hơi nước
- Mục đích TN: HS biết chưng cất tạo nước sạch.
- Dụng cụ TN: Đèn cồn, bình cầu có nhánh, ống sinh hàn, bình hứng,
nước bẩn.
- Cách tiến hành: + Ráp bộ dụng cụ chưng cất nước như hình bên.
+ Đốt đèn, quan sát, so sánh đặc điểm của nước trước và sau chưng cất.
- Kết luận khoa học: Có thể chưng chất nước bẩn tạo nước sạch hơn
thông qua việc thu hơi nước trong quá trình chưng cất.
165
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ | HNKHT 2018
3. KẾT LUẬN
Bài báo giới thiệu thêm một số TN trong việc dạy học tiểu chủ đề Nước, trong chủ đề
“Vật chất và Năng lượng” môn Khoa học lớp 4, góp phần đa dạng hóa các TN, tạo điều kiện
thuận lợi cho GV tiểu học trong việc lựa chọn các TN phù hợp trong hoạt động dạy học.
Trong quá trình tổ chức dạy học bằng TN, giáo viên cần hướng dẫn cho HS biết cách đưa
ra các giả thiết, hy vọng tìm thấy những gì thông quá TN trước khi bắt tay vào làm. Khi tổng kết,
cần làm rõ những gì HS cần nắm sau TN, so sánh kết quả với giả thiết ban đầu, giải thích các kết
quả không phù hợp và đảm bảo cho HS nắm được kiến thức khoa học được rút ra từ TN.
Do hạn chế về mặt thời gian nên các TN chưa được xây dựng đầy đủ, phong phú và đánh
giá một cách toàn diện. Do đó, các nghiên cứu sau cần đầu tư, nghiên cứu kỹ hơn, rộng hơn về
số lượng các chủ đề để làm đa dạng hơn hệ thống này, tạo điều kiện thuận lợi cho GV lựa chọn
các TN khám phá phù hợp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Mai Thế Hùng Anh (2016). Thực trạng sử dụng phương pháp thí nghiệm trong dạy học môn
khoa học lớp 4 ở một số trường tiểu học trên địa bàn thành phố Huế, Hội thảo Khoa học quốc
gia, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế.
[2] Nguyễn Thị Duyên, Nguyễn Thế Lâm (2015). Thiết kế thí nghiệm ảo trong dạy học bài “Âm
thanh” môn khoa học 4 ở tiểu học, Tạp chí Khoa học trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 1: 98-102.
[3] Huỳnh Trọng Dương (2005). Nghiên cứu xây dựng và sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực
hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý ở trung học cơ sở, Luận án Tiến sĩ,
Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế.
[4] Nguyễn Thượng Giao (1998). Phương pháp dạy học môn Tự nhiên và Xã hội, NXB Giáo dục,
Hà Nội.
[5] Đinh Thị Thu Hằng (2015). Thiết kế thí nghiệm trong hoạt động khám phá khoa học cho trẻ 5-
6 tuổi ở trường mầm non, Tạp chí Khoa học và Giáo dục, 14(01): 82-89.
[6] Nguyễn Thị Thu Hiền (2008). Trò chơi, thí nghiệm tìm hiểu môi trường thiên nhiên, NXB Giáo
dục, Hà Nội.
Title: DESIGN EXPERIMENTS TO DETECT THE PROPERTIES OF WATER USED IN
TEACHING MATERIAL AND ENERGY SUBJECT IN 4TH GRADE SCIENCE
Abstract: We have developed a system of scientific experiments based on the principles and procedures
of the experimental design. These experiments were used in teaching the sub-topic of Water in the
Subject of Material and Energy in the Science of 4th grade. Through this, teachers can select appropriate
experiments to organize teaching by experiment and stimulate the excitement and initiative of students
in discovering the properties of water.
Keywords: Experiment; experimental design; exploring science.
166
nguon tai.lieu . vn
