Học sinh của tôi thường gặp khó khăn với những khái niệm trừu tượng vì vậy điều này đã trở thành mục tiêu của tôi đó là tạo càng nhiều nội dung thực hành càng tốt. Cho phép học sinh nhìn thấy khái niệm khoa học nhiều hơn việc chỉ tưởng tượng đã gia tăng sự tham gia của học sinh và việc hiểu nội dung khoa học.
Tôi mong rằng tôi có thể nhận được nhiều lời khen ngợi cho những điều dưới đây, nhưng sau 10 năm trên lớp học tôi đã xin, mượn và lấy các ý tưởng từ các đồng nghiệp, sách và nguồn tài nguyên internet phong phú, sau đó điều chỉnh để phù hợp với nhu cầu của lớp tôi. Dưới đây là một vài những ý tưởng bài học ưa thích của tôi.
1. Tôi dùng slinkys để minh họa sóng dọc và sóng ngang
Kéo dài một cái slinky tốt (không bị rối) trên sàn khoảng 8–10 feet (đủ căng nhưng không được quá căng). Có thể yêu cầu 1 học sinh trợ giúp với bài thí nghiệm này.
Sóng dọc (Nén) có thể dễ dàng được minh họa bằng cách đẩy cái slinky về phía đầu bên kia của nó và đẩy lại nhanh về trạng thái nghỉ của nó. Học sinh có thể dễ dàng nhìn thấy những chỗ nén và dãn trong sóng khi chúng di chuyển từ đầu này đến đầu kia. Một thảo luận về hành vi sóng lý lưởng (không hao hụt năng lượng) và hành vi quan sát được có để có. Trong bài thí nghiệm này, năng lượng bị mất do ma sát với sàn nhà.
Sóng ngang: có thể được minh hoạ bằng “vẫy” slinky trái phải luân phiên dọc theo sàn. Học sinh có thể nhìn thấy đỉnh và đáy sóng hình thành khi slinky được vẫy như vậy. Sự phản xạ của năng lượng có thể được chỉ ra bằng cách tạo chỉ một sóng đơn (hoặc “xung”) của slinky trên sàn nhà.
Sóng dừng thì phức tạp hơn một chút nhưng với một chút kiên nhẫn và tay vẫy ổn định ở một tần số thích hợp có thể tạo ra một mẫu sóng đứng.
2. Tôi dùng đĩa nước và bút chỉ lazer để minh họa hiện tượng khúc xạ
Lấy một đĩa bán nguyệt (phòng thí nghiệm) và đổ đầy nước. Chiếu bút laser vào phần mặt phẳng của đĩa và để tờ giấy xa mặt cong. Chiếu bút laser vuông góc với đĩa sẽ để lại vết là vạch sáng xuyên qua đĩa, nhưng nếu thay đổi góc ánh sáng chiếu tới thì sẽ có rất nhiều góc khúc xạ (ánh sáng gãy khúc) cũng như tia phản xạ.
Học sinh có thể nhìn thấy trực tiếp hiện tượng bằng cách thay đổi môi trường mà ánh sáng truyền qua, các góc ánh sáng thay đổi. Đây là một sự giới thiệu tốt về phương trình hiện tượng khúc xạ và vì sao tốc độ ánh sáng là khác nhau trong các môi trường vật chất khác nhau.
3. Học sinh của tôi làm kèn clarinet từ cà – rốt
Được rồi, điều này hơi trừu tượng một chút nhưng có thể sẽ thú vị nhất.
Lấy một củ carot lớn (đường kính tối thiểu 1,25’’) và khoan một đường ½” cho tới hết. Cắt củ carrot đến 7 3/8’’ (187mm) và sau đó đục các lỗ như được mô tả trong ảnh. Lấy một cái mouthpiece của kèn alto saxophone từ phòng nhạc, gắn nó vào một đầu của và có ngay một chiếc clarinet sẵn sàng hoạt động.
Hãy mời bất kỳ ai chơi nhạc cụ saxophone/clarinet trong lớp chơi thử nó… sẽ mất một chút thời gian để làm quen, nhưng đến một giáo viên Vật lý chơi nhạc không chuyên cũng có thể thổi được! Một cuộc thảo luận về tần số gốc của mouthpiece (phần lớn alto saxophone có tần số 880 Hz) và mối quan hệ giữa bước sóng, tần số và hòa âm có thể được chứng kiến.
Để các học sinh khác có thể chơi được nhạc cụ này, hãy cho phép học sinh chơi những khí cụ khác (clarinet, oboe, tenor/baritone/soprano saxophone) thiết kế một nhạc cụ carrot (hoặc bằng một loại rau củ khác) với mouthpiece của chúng. Học sinh phải xác định tần số gốc của mouthpiece và các định khoảng cách phù hợp cho những lỗ ngón tay để tạo ra độ dài chính xác để các nốt nhạc đúng.
Cảm ơn Linsey Pollak đã tìm ra những chi tiết về việc thiết kế nhạc cụ mới này.
Lê Hải Thanh dịch
