Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT bằng việc vận dụng thí nghiệm mở thông qua chương “Chất khí” Vật lý 10 cơ bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

NGUYỄN NHẬT QUANG

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO

HỌC SINH THPT BẰNG VIỆC VẬN DỤNG THÍ

NGHIỆM MỞ THÔNG QUA CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”

VẬT LÝ 10 CƠ BẢN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh- 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ

NGUYỄN NHẬT QUANG

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC

SINH THPT BẰNG VIỆC VẬN DỤNG THÍ NGHIỆM

MỞ THÔNG QUA CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10

CƠ BẢN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: SƯ PHẠM VẬT LÝ

Mã số: 102

Chủ tích hội đồng Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện

TS. Nguyễn Lâm Duy Th.S. Nguyễn Thanh Loan Nguyễn Nhật Quang

Thành phố Hồ Chí Minh - 2018

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận này, tôi đã nhận được sự quan

tâm và giúp đỡ rất lớn từ quý Thầy, Cô và gia đình. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân

thành của mình đến:

Cô Th.S. Nguyễn Thanh Loan – người trực tiếp hướng dẫn về mặt chuyên môn,

đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt những kinh nghiệm và giúp tôi vượt qua những khó khăn

trong suốt quá trình thực hiện khóa luận.

Quý Thầy, Cô trường Đại học Sư phạm TPHCM, quý Thầy, Cô khoa Vật Lý và

đặc biệt là quý Thầy, Cô tổ Vật Lý Đại Cương luôn tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ

sở vật chất để tôi có thể thực hiện các nghiên cứu phục vụ cho khóa luận.

Ban giám hiệu, Quý Thầy, Cô giáo và các em Học sinh trường Trung Học Thực

Hành ĐHSP TPHCM và trường THPT chuyên Lương Thế Vinh đã nhiệt tình giúp đỡ

tôi trong việc điều tra, khảo sát và thực nghiệm sư phạm. Hỗ trợ tôi trong quá trình

chuẩn bị các dụng cụ cho thực nghiệm.

Cô Nguyễn Hoàng Trúc – người trực tiếp hướng dẫn thực tập, chỉ dẫn tôi trong

quá trình thực nghiệm sư phạm

Quý Thầy, Cô phản biện và hội đồng chấm khóa luận đã đọc và có những nhận

xét cũng như góp ý quý giá cho khóa luận.

Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình và bạn bè luôn sát cánh bên tôi trong thời gian

học tập, luôn động viên, ủng hộ và hỗ trợ về mọi mặt để tôi hoàn thành khóa luận này

trong điều kiện tốt nhất

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2018

Sinh viên

NGUYỄN NHẬT QUANG

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. i

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................ vii

DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ viii

DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................ ix

MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1

1. Lý do chọn đề tài và tổng quan vấn đề nghiên cứu ................................................ 1

2. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................................. 2

3. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 2

4. Giả thuyết khoa học ................................................................................................ 2

5. Nhiệm vụ nghiên cứu .............................................................................................. 2

6. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 3

7. Đóng góp của đề tài ................................................................................................ 4

8. Cấu trúc khóa luận .................................................................................................. 4

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG

LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH BẰNG VIỆC VẬN DỤNG THÍ

NGHIỆM MỞ THÔNG QUA CHƯƠNG CHẤT KHÍ VẬT LÝ 10 CƠ BẢN ....... 5

1.1. Năng lực thực nghiệm ....................................................................................... 5

1.1.1. Khái niệm năng lực .................................................................................. 5

1.1.2. Khái niệm năng lực thực nghiệm ............................................................. 6

1.2. Thí nghiệm mở trong dạy học Vật lý ................................................................ 9

1.2.1. Khái niệm thí nghiệm Vật lý ................................................................... 9

1.2.2. Khái niệm cơ bản về thí nghiệm mở ...................................................... 12

1.2.3. Cơ sở vận dụng quy trình sử dụng thí nghiệm mở trong dạy học Vật lý

........................................................................................................................... 12

1.3. Phiếu hướng dẫn đánh giá năng lực thực nghiệm theo tiêu chí (Rubric) ........ 15

1.3.1. Khái niệm Rubric. ................................................................................... 15

1.3.2. Phân loại Rubric...................................................................................... 16

1.3.3. Nguyên tắc thiết kế Rubric ..................................................................... 19

1.3.4. Quy trình thiết kế Rubric ........................................................................ 19

1.3.5. Sử dụng công cụ đánh giá NLTN ở trường Phổ thông ........................... 21

1.4. Thực tiễn việc phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT bằng việc

sử dụng thí nghiệm mở ............................................................................................. 22

1.5. Kết luận ........................................................................................................... 23

CHƯƠNG II: VẬN DỤNG QUY TRÌNH SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM MỞ Ở TỪNG

BÀI CỦA CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10, CƠ BẢN .................................. 25

2.1. Nội dung kiến thức, kĩ năng và các thí nghiệm trong chương “Chất khí” và

phương án sử dụng thí nghiệm mở cho từng bài ...................................................... 25

2.1.1. Nội dung của chương .................................................................................. 25

2.1.2. Kiến thức, kĩ năng của chương ................................................................... 25

2.1.3. Các mức độ thí nghiệm mở được áp dụng và các thí nghiệm sẽ xây dựng để

hỗ trợ học sinh chuẩn bị cho tiết học. ................................................................... 26

2.2. Vận dụng quy trình sử dụng thí nghiệm mở để phát triển năng lực thực nghiệm

cho học sinh THPT. .................................................................................................. 26

2.2.1. Các phương án và thiết bị hỗ trợ học sinh chuẩn bị cho các tiết học sử dụng

thí nghiệm mở. ...................................................................................................... 26

2.2.1.1. Thí nghiệm chứng minh vận tốc của phân tử khí, áp suất chất khí phụ

thuộc vào nhiệt độ (xây dựng với mức độ mở 1). ............................................. 27

iii

2.2.1.2. Thí nghiệm định tính minh họa định luật Boyle-Mariotte (mức độ mở

1). ...................................................................................................................... 28

2.2.1.3. Thí nghiệm định lượng kiểm chứng định luật Boyle-Mariotte (mức độ

mở 2). ................................................................................................................ 29

2.2.1.4. Các thí nghiệm định tính sử dụng để hỗ trợ học sinh chuẩn bị cho tiết

học ở mức độ mở 3 bài Định luật Charles. ....................................................... 31

2.2.1.5. Thí nghiệm định lượng kiểm chứng định luật Charles (mức độ mở 3).

........................................................................................................................... 34

2.2.2. Xây dựng các phiếu học tập cho từng bài theo quy trình xây dựng thí nghiệm

mở ......................................................................................................................... 36

2.2.2.1. Phiếu học tập cá nhân bài Cấu tạo chất-Thuyết động học phân tử chất

khí (mức độ mở 1) ............................................................................................ 36

2.2.2.2. Phiếu học tập cá nhân bài Quá trình đẳng nhiệt-Định luật Boyle-

Mariotte (mức độ mở 1 và 2) ............................................................................ 39

2.2.2.3. Phiếu học tập nhóm bài Quá trình đẳng nhiệt-Định luật Boyle-Mariotte

(mức độ mở 2) ................................................................................................... 42

2.2.2.4. Phiếu học tập nhiệm vụ về nhà chuẩn bị cho bài Định luật Charles (mức

độ mở 3) ............................................................................................................ 44

2.2.2.5. Phiếu học tập cá nhân bài Quá trình đẳng tích-Định luật Charles (mức

độ mở 3) ............................................................................................................ 45

2.2.2.6. Phiếu học tập nhóm bài Quá trình đẳng tích-Định luật Charles (mức độ

mở 3) ................................................................................................................. 47

2.2.3. Xây dựng Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh khi tiến hành

dạy học vận dụng quy trình sử dụng thí nghiệm mở ............................................ 49

2.2.3.1. Xây dựng Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm ............................... 49

2.2.3.2. Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm cho bài Cấu tạo chất-Thuyết động

học phân tử chất khí (mức độ mở 1) ................................................................. 59

2.2.3.3. Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm cho bài Quá trình đẳng nhiệt-

Định luật Boyle-Mariotte (mức độ mở 1 và 2) ................................................. 60

2.2.3.4. Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm bài Quá trình đẳng tích-Định luật

Charles (mức độ mở 3) ..................................................................................... 62

2.3. Soạn thảo giáo án dạy học các bài chương “Chất khí” vận dụng quy trình sử

dụng thí nghiệm mở. ................................................................................................. 64

2.3.1. Cấu trúc kiến thức chương Chất khí, Vật lý 10, cơ bản. ............................ 64

2.3.2. Giáo án dạy học sử dụng thí nghiệm mở bài “Cấu tạo chất-Thuyết động học

phân tử chất khí” (Mức độ mở 1). ........................................................................ 65

2.3.3. Giáo án dạy học sử dụng thí nghiệm mở bài “Quá trinh đẳng nhiệt-Định luật

Boyle-Mariotte” (mức độ mở 1+2). ...................................................................... 75

2.3.4. Giáo án dạy học sử dụng thí nghiệm mở bài “Quá trình đẳng tích- Định luật

Charles” (mức độ mở 3)........................................................................................ 89

Chương III. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................... 99

3.1. Mục đích thực nghiệm ....................................................................................... 99

3.2. Đối tượng thực nghiệm ...................................................................................... 99

3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm ...................................................................................... 99

3.4. Nội dung thực nghiệm ....................................................................................... 99

3.4.1. Xây dựng kế hoạch thực nghiệm ................................................................ 99

3.4.2. Chuẩn bị cho thực nghiệm ........................................................................100

3.4.3. Phương pháp thực nghiệm ........................................................................101

3.5. Tình hình phát triển năng lực thực nghiệm chương “Chất khí” Vật lý 10, cơ bản.

.................................................................................................................................102

3.5.1. Nội dung điều tra ......................................................................................102

3.5.2. Phương pháp điều tra ................................................................................103

3.5.3. Kết quả điều tra .........................................................................................103

3.5.3.1. Thực trạng thiết bị thí nghiệm chương “Chất khí” ở các trường THPT

đã khảo sát .......................................................................................................103

3.5.3.2. Về phương pháp dạy và những khó khăn trong việc phát triển năng lực

thực nghiệm cho học sinh của giáo viên THPT với môn Vật Lý nói chung và

chương “Chất khí” nói riêng ...........................................................................104

3.5.3.3. Về hoạt động học tập và tình hình phát triển năng lực thực nghiệm của

học sinh THPT với môn Vật Lý nói chung và đối với chương “Chất khí” nói

riêng. ...............................................................................................................105

3.5.3.4. Nguyên nhân gây nên những khó khăn trong việc phát triển năng lực

thực nghiệm của học sinh và biện pháp khắc phục .........................................107

3.5.3.5. Các biện pháp khắc phục những khó khăn trên: ................................108

3.6. Kết quả thực nghiệm .....................................................................................109

3.6.1. Bài “Cấu tạo chất - Thuyết động học phân tử chất khí” ...........................109

3.6.2. Bài “Quá trình đẳng nhiệt - Định luật Boyle-Mariotte” ...........................111

3.6.3. Bài “Quá trình đẳng tích-Định luật Charles” ............................................114

3.6.4. Đánh giá sự phát triển NLTN của HS ......................................................118

3.6.5. Hình ảnh thí nghiệm của học sinh .............................................................127

KẾT LUẬN ................................................................................................................ 131

KIẾN NGHỊ VÀ MỞ RỘNG ĐỀ TÀI .................................................................... 132

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 133

PHỤ LỤC ................................................................................................................... 163

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ĐHSP Đại học Sư phạm

SGK Sách giáo khoa

THPT Trung Học Phổ Thông

NLTN Năng lực thực nghiệm

Nxb Nhà xuất bản

GV Giáo viên

HS Học sinh

TN Thí nghiệm

BTVN Bài tập về nhà

TNSP Thực nghiệm sư phạm

TPHCM Thành Phố Hồ Chí Minh

TBTN Thiết bị thí nghiệm

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Những kiến thức, kỹ năng, thái độ cần có của NLTN ................................... 8

Bảng 1.2. So sánh thí nghiệm Vật lý của nhà nghiên cứu và thí nghiệm Vật lý của học

sinh ................................................................................................................................ 10

Bảng 1.3. Rubric năng lực tiến hành thí nghiệm .......................................................... 19

Bảng 1.4. Tiêu chuẩn đánh giá một Rubric tốt ............................................................. 21

Bảng 2.1. Rubric đánh giá năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự

đoán giả thuyết. ............................................................................................................. 51

Bảng 2.2. Rubric đánh giá năng lực thiết kế các phương án thí nghiệm ..................... 53

Bảng 2.3. Rubric đánh giá năng lực tiến hành các phương án TN đã thiết kế. ............ 56

Bảng 2.4. Rubric đánh giá năng lực xử lý, phân tích và trình bày. .............................. 58

Bảng 2.5. Rubric đánh giá năng lực cải tiến và chế tạo dụng cụ. ................................ 59

Bảng 2.6. Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm cho bài Cấu tạo chất-Thuyết động học

phân tử........................................................................................................................... 60

Bảng 2.7. Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm cho bài Quá trình đẳng nhiệt-Định

luật Boyle-Mariotte ....................................................................................................... 62

Bảng 2.8. Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm bài Quá trình đẳng tích-Định luật

Charles .......................................................................................................................... 64

Bảng 3.1. Kế hoạch TNSP .......................................................................................... 100

Bảng 3.2. Đánh giá sự phát triển NLTN của học sinh ............................................... 125

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Mức độ mở của thí nghiệm .......................................................................... 13

Hình 2. 1. Thí nghiệm đơn giản minh họa vận tốc phân tử khí và áp suất chất khí .... 28

Hình 2.2. Bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Boyle-Mariotte. ............................ 30

Hình 2.3.Thí nghiệm định tính đơn giản minh họa định luật Charles ......................... 32

Hình 2.4. Thí nghiệm định tính đơn giản minh họa định luật Charles ........................ 32

Hình 2.5. Thí nghiệm định tính đơn giản minh họa định luật Charles ........................ 33

Hình 2.6. Bố trí dụng cụ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles ............................ 35

Hình 2.7. Sơ đồ cấu trúc nội dung thuyết động học phân tử chất khí chương trình Vật

lý 10, cơ bản .................................................................................................................. 64

Hình 2.8. Sơ đồ cấu trúc nội dung các định luật chất khí theo chương trình Vật lý 10,

cơ bản ............................................................................................................................ 65

Hình 3.1. Dụng cụ kiểm chứng định luật Boyle-Mariotte ở các trường THPT ......... 104

Hình 3.2. Học sinh tiến hành thí nghiệm định tính minh họa sự phụ thuộc của áp suất

vào thể tích khí ............................................................................................................ 127

Hình 3.3. Học sinh bố trí thí nghiệm .......................................................................... 127

Hình 3.4. Học sinh tiến hành thí nghiệm kiểm chứng định luật Boyle-Mariotte ...... 128

Hình 3.5. Học sinh tiến hành thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles ................... 128

Hình 3.6. Học sinh xử lý và phân tích số liệu thu được ............................................. 129

Hình 3.7. Học sinh làm thí nghiệm biểu diễn minh họa định luật Charles ................ 129

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài và tổng quan vấn đề nghiên cứu

Thế giới đang ngày càng phát triển mạnh mẽ không ngừng về mọi mặt. Tuy nhiên,

bên cạnh những thành tựu vẫn tồn tại nhiều khó khăn, những thách thức to lớn. Trong

công cuộc xây dựng xã hội chủ nghĩa, công nghiệp hóa, hiện đại hóa, phát triển kinh tế

xã hội thì con người là nhân tố quyết định. Nó đòi hỏi phải xây dựng nguồn nhân lực có

trình độ, chất lượng chuyên môn cao. Đó phải là những con người có tri thức, năng động,

sáng tạo, tự chủ, không ngừng học hỏi, sẵn sàng tham gia lao động sản xuất. Những con

người ấy chỉ có thể được hình thành từ nền giáo dục tiên tiến và toàn diện.

Trước những yêu cầu mới của thời đại, Bộ GD & ĐT đã xây dựng chương trình,

chuẩn kiến thức giáo dục phổ thông với hệ thống các môn học phù hợp với những yêu

cầu của sự phát triển, đảm bảo hoàn thành mục tiêu giáo dục. Trong đó bộ môn Vật lý

cung cấp một hệ thống tri thức khoa học phong phú, đa dạng trên mọi lĩnh vực, đóng

vai trò quan trọng trong việc hình thành thế giới quan duy vật biện chứng. Ngoài ra vật

lý học còn làm nền tảng, cơ sở của rất nhiều ngành kĩ thuật ứng dụng khác, góp phần

giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho HS. Các kiến thức vật lý được vận dụng

vào cuộc sống, vào quá trình lao động sản xuất và trong kĩ thuật công nghệ. Đối với các

môn khoa học thực nghiệm nói chung và môn Vật lý nói riêng thì tư tưởng chủ đạo của

các sách giáo khoa Vật lý trung học phổ thông là nội dung, kiến thức mới được hình

thành phần lớn thông qua các thí nghiệm, thực hành. Vì vậy, việc đổi mới đó gắn liền

với việc phải tăng cường sử dụng thí nghiệm trong quá trình học tập để phát triển năng

lực thực nghiệm của học sinh.

Tuy nhiên hiện nay, việc dạy thí nghiệm ở các trường THPT còn rất nhiều hạn chế

như thời gian, dụng cụ dạy học, phương pháp để sử dụng thí nghiệm vào bài dạy. Điều

này khiến học sinh không được tiếp xúc nhiều với các thí nghiệm Vật lý, không được

kiểm chứng các định luật được học mà chủ yếu học sinh được nhận kiến thức suông,

theo hình thức thông báo, ghi nhận và giảng giải. Học sinh sẽ thường thắc mắc và dễ

hiểu lầm về các kiến thức được học. Mặt khác, năng lực thực nghiệm – một năng lực

cực kì quan trọng đối với môn học Vật lý của học sinh còn rất nhiều hạn chế, sự hạn chế

đó thể hiện ở không chỉ về mặt thực hành mà còn cả về mặt kiến thức. Học sinh thường

gặp lúng túng trong việc đề xuất phương án thí nghiệm, bố trí, tiến hành thí nghiệm…Vì

vậy đòi hỏi phải có sự linh hoạt, tích cực của cả giáo viên và học sinh trong việc xây

dựng các tiết dạy và học có sử dụng thí nghiệm.

Việc sử dụng thí nghiệm với yêu cầu thí nghiệm được nâng dần lên, từ việc chỉ làm

theo hướng dẫn của tài liệu, của giáo viên cho tới việc học sinh có thể tự đề xuất phương

án, thí nghiệm, tự tiến hành thí nghiệm, tự chế tạo những dụng cụ thí nghiệm hỗ trợ cho

việc học tập các kiến thức sẽ giúp học sinh có thể phát triển được năng lực thực nghiệm

của mình.

Với những lý do trên, tôi lựa chọn vấn đề “Phát triển năng lực thực nghiệm cho

học sinh THPT bằng việc vận dụng thí nghiệm mở thông qua chương “Chất khí”

vật lý 10 cơ bản” làm đề tài nghiên cứu của mình.

2. Đối tượng nghiên cứu

- Phương pháp sử dụng thí nghiệm mở thực nghiệm trong dạy học vật lý.

- Hoạt động thực nghiệm của học sinh trong chương “Chất khí” Vật lý 10, cơ bản ở

các trường THPT.

3. Phạm vi nghiên cứu

- Nội dung: Đề tài phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh ở trường THPT bằng

việc vận dụng thí nghiệm mở thông qua chương “Chất Khí”, Vật lý 10 cơ bản tại

thành phố Hồ Chí Minh.

- Địa bàn nghiên cứu: Trường Trung Học Thực Hành ĐHSP TPHCM và trường

THPT chuyên Lương Thế Vinh - Đồng Nai

4. Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng quy trình sử dụng thí nghiệm mở vào dạy học chương “Chất khí”

Vật lý 10, cơ bản thì sẽ góp phần phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT.

5. Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích đề ra, đề tài có những nhiệm vụ nghiên cứu cơ bản sau:

- Cơ sở lý luận về năng lực thực nghiệm của học sinh, về thí nghiệm mở, việc vận

dụng quy trình sử dụng thí nghiệm mở trong dạy học Vật lý THPT.

- Nghiên cứu việc xây dựng và sử dụng công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm cho

học sinh THPT.

- Nghiên cứu các kiến thức dạy học chương “Chất khí” trong chương trình vật lý 10

cơ bản, các thí nghiệm cần thiết để sử dụng trong dạy học sử dụng thí nghiệm mở,

các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm, phương án hướng dẫn thí nghiệm cho học sinh.

- Tìm hiểu các bài tập thí nghiệm đánh giá được các thành phần năng lực thực nghiệm

khác nhau.

- Tìm hiểu thực trạng phát triển năng lực thực nghiệm môn Vật Lý của học sinh ở

một số trường THPT nhằm làm rõ những khó khăn và nguyên nhân của những khó

khăn ấy trong việc phát triển năng lực thực nghiệm và tổ chức hoạt động dạy học

thí nghiệm cho học sinh.

- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính hiệu quả, ưu và nhược điểm của nghiên

cứu trong việc phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh thông qua việc vận

dụng thí nghiệm mở.

6. Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết và lý luận:

+ Tìm hiểu các tài liệu, các luận văn có liên quan đến việc sử dụng thí nghiệm

trong dạy học Vật Lý THPT.

+ Tìm hiểu các bài báo, các nghiên cứu về việc sử dụng thí nghiệm mở trong

dạy học Vật Lý THPT.

+ Tìm hiểu các luận văn có liên quan đến việc xây dựng công cụ đánh giá

năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT.

+ Tìm hiểu các tài liệu về bài tập thí nghiệm Vật Lý.

+ Nghiên cứu các tư liệu về yêu cầu, nội dung, mục tiêu dạy học chương

“Chất khí” Vật lý 10 cơ bản.

- Nghiên cứu thực tiễn: quan sát khoa học, điều tra, phân tích và tổng kết kinh nghiệm:

+ Tìm hiểu thực trạng phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh THPT

và rút ra những khó khăn cũng như phương án để giải quyết những khó khăn đó.

- Thực nghiệm sư phạm:

+ Vận dụng quy trình sử dụng thí nghiệm mở vào các bài dạy khảo sát các

định luật Chất khí, hướng dẫn học sinh trải nghiệm các mức độ mở nhằm phát triển năng

lực thực nghiệm.

+ Đánh giá năng lực của học sinh thông qua công cụ đánh giá năng lực thực

nghiệm.

+ Thống kê lại sự phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.

7. Đóng góp của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là nguồn tư liệu dạy học bổ sung cho chương

“Chất khí”. Đồng thời, đây sẽ là cơ sở cho các đề tài nghiên cứu xây dựng và sử dụng

hiệu quả thí nghiệm vào việc dạy học, cũng như cách đánh giá năng lực thực nghiệm

cho học sinh trong tương lai. Đây cũng là cơ sở phương pháp để giáo viên sử dụng trong

dạy học phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh.

8. Cấu trúc khóa luận

Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chương:

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG

LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH BẰNG VIỆC VẬN DỤNG THÍ NGHIỆM

MỞ THÔNG QUA CHƯƠNG CHẤT KHÍ VẬT LÝ 10, CƠ BẢN.

CHƯƠNG II: VẬN DỤNG QUY TRÌNH SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM MỞ Ở TỪNG

BÀI CỦA CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10, CƠ BẢN.

CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC PHÁT

TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH BẰNG VIỆC

VẬN DỤNG THÍ NGHIỆM MỞ THÔNG QUA CHƯƠNG CHẤT KHÍ

VẬT LÝ 10 CƠ BẢN

1.1. Năng lực thực nghiệm

1.1.1. Khái niệm năng lực

Năng lực là một cấu trúc tâm lý rất phức tạp và có những đặc trưng riêng phù hợp với

những yêu cầu của một hoạt động nhất định. Đề cập đến vấn đề năng lực, các nhà tâm lý

học cho rằng chỉ một số năng lực có mầm mống di truyền các tư chất nhưng từ chỗ đó đến

sự hình thành năng lực hoàn chỉnh, hình thành tài năng thiên tài, như từ mầm tới cây trổ

hoa kết quả, còn rất xa. Nhưng tư chất phải được nuôi dưỡng và phát triển đúng “thì” bằng

những hoạt động thích hợp, đúng “cách”, trong những môi trường thuận lợi mới trở thành

năng khiếu. Tiếp đó phải rèn luyện có hệ thống để lĩnh hội hệ thống các tri thức, kĩ năng,

thái độ, tình cảm, phẩm chất, ý chí… thích hợp, đồng bộ thì năng khiếu mới phát triển

thành tài [5].

Khái niệm năng lực được hiểu theo nhiều cách khác nhau:.

Năng lực (cũng tương tự như cường độ vector) nói lên người đó có thể làm gì, làm đến

mức nào, làm với chất lượng ra sao. Thông thường người ta còn gọi là khả năng hay “tài”

[5];

Là “những khả năng cơ bản dựa trên cơ sở tri thức, kinh nghiệm, các giá trị và thiên

hướng của một con người được phát triển thông qua thực hành giáo dục” [5].

“Năng lực là tổ hợp của các thuộc tính độc đáo của cá nhân, phù hợp với những nhu cầu

của một hoạt động nhất định, bảo đảm cho hoạt động đó hoạt động có kết quả [1].

Là “những đặc điểm tâm lý của nhân cách, là điều kiện chủ quan để thực hiện có kết quả

một dạng hoạt động nhất định. Năng lực có quan hệ với kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo. Năng

lực thể hiện ở tốc độ, chiều sâu, tính bền vững và phạm vi ảnh hưởng của kết quả hoạt động

ở tính sáng tạo, tính độc đáo của phương pháp hoạt động. Một số năng lực có thể đo được

bằng trắc nghiệm” [14].

“Năng lực của học sinh là sự kết hợp hợp lý theo kiến thức, kĩ năng và sự sẵn sàng tham

gia để cá nhân hành động có trách nhiệm và biết phê phán tích cực hướng tới giải pháp cho

các vấn đề” (Weinet, 2001) [24].

Trong cuốn “Tâm lý học” (1995,nxb GD), GS.VS. Phạm Minh Hạc đưa ra khái niệm:

“Năng lực bao gồm cả khái niệm như năng khiếu, khả năng, sở trường, tài… Nó cũng bao

gồm cả năng lực tiềm năng và năng lực hiện thực, năng lực đơn giản và năng lực phức hợp

(hay sự phức tạp) [5].

Năng lực có mối quan hệ mật thiết với tri thức và kĩ năng, kĩ xảo. Kĩ năng là phương

thức vận dụng tri thức vào hoạt động thực hành đã được củng cố. Kĩ xảo là những hành

động đã trở nên tự động hóa nhờ luyện tập. Tri thức, kĩ năng và kĩ xảo trong một lĩnh vực

nào đó là điều kiện cần thiết để hình thành năng lực trong lĩnh vực ấy. Năng lực góp phần

làm cho quá trình tiếp thu tri thức và kĩ năng, kĩ xảo diễn ra nhanh chóng và thuận lợi hơn.

Từ các khái niệm tổng quát về năng lực như trên, ta có thể hiểu một cách đơn giản: Năng

lực là khả năng thực hiện một cách có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết

các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp;

xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn

sàng hành động [12].

1.1.2. Khái niệm năng lực thực nghiệm

Trong dạy học Vật lý, phương pháp thực nghiệm được Spaki khái quát như sau: Xuất

phát từ các quan sát và thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng giả thuyết. Giả thuyết không

đơn giản là sự tổng quát hóa các thí nghiệm đã được làm, nó chứa đựng cái gì đó mới mẻ,

không sẵn có trong từng thí nghiệm. Bằng các phép suy luận logic và bằng toán học, nhà

khoa học có thể từ giả thuyết đó rút ra một số hệ quả, tiên đoán một số sự kiện mới mà

trước đó chưa biết đến. Những sự kiện và hệ quả mới đó lại được thực nghiệm kiểm tra và

nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳng định giả thuyết, biến định luật thành một định

luật Vật lý chính xác.

Theo nghĩa rộng, NLTN là “khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng,

thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống

đa dạng của cuộc sống” [8].

Theo một cách hiểu đơn giản, năng lực thực nghiệm là khả năng đề xuất phương án thí

nghiệm khả thi, tiến hành thí nghiệm (thao tác với các vật thể, thiết bị dụng cụ, quan sát,

đo đạc) để thu được thông tin và rút ra câu trả lời cho vấn đề đặt ra (nó là một nhận định

về một tính chất, một mối liên hệ, một nguyên lý nào đó, cho phép đề xuất một kết luận

mới hoặc xác minh một giả thuyết, một phỏng đoán nào đó) [13].

NLTN là năng lực mà người học có thể hình thành và phát triển khi nghiên cứu các bộ

môn khoa học, trong đó Vật lý là môn khoa học có khả năng phát triển tốt năng lực này.

NLTN vật lý là khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng thực hành trong lĩnh vực vật

lý cùng với thái độ tích cực để giải quyết các vấn đề đặt ra trong thực tiễn [20].

Để lý thuyết Vật lý được dạy trong nhà trường trở nên hữu ích trong khoa học đời sống,

vấn đề phát triển NLTN là rất cần thiết.

Các năng lực chuyên biệt môn Vật lý nói chung và NLTN nói riêng, để có thể hình thành,

phát triển và đánh giá là việc làm hết sức khó khăn và đòi hỏi cần có thời gian. Do đó, việc

chia nhỏ NLTN thành các năng lực thành phần và xây dựng các mức độ năng lực khác

nhau là rất cần thiết.

Để làm rõ nội hàm của NLTN, ta cần chỉ ra được những kiến thức, kỹ năng, thái độ cần

có nhằm mục đích làm nền tảng cho việc thể hiện, phát triển năng lực đó và sau đó xây

dựng các công cụ đánh giá năng lực.

Năng lực thực nghiệm

Kiến thức Kĩ năng Thái độ

- Kiến thức vật lý liên - Xác định mục đích TN, thiết kế - Thái độ kiên nhẫn.

quan đến vấn đề cần khảo phương án TN, chế tạo dụng cụ - Thái độ trung thực.

sát. TN, lựa chọn dụng cụ TN, lắp ráp, - Thái độ tỉ mỉ.

bố trí dụng cụ TN, tiến hành TN. - Kiến thức về thiết bị, về - Thái độ hợp tác.

an toàn. - Thay đổi các đại lượng, sử dụng - Thái độ tích cực.

dụng cụ đo, hiệu chỉnh dụng cụ đo, - Kiến thức về xử lý số

đọc số liệu, sửa chữa các sai hỏng liệu, kiến thức về sai số.

thông thường. Kiến thức về biểu diễn số

liệu dưới bảng biểu, đồ thị. - Quan sát diễn biến hiện tượng,

ghi lại kết quả, biểu diễn bằng

bảng biểu, đồ thị, tính toán sai số.

- Biện luận, trình bày kết quả.

Bảng 1.1. Những kiến thức, kỹ năng, thái độ cần có của NLTN

NLTN được cấu trúc từ nhiều khía cạnh nhỏ liên quan đến thực nghiệm như:

+ Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết.

+ Năng lực thiết kế các phương án thí nghiệm.

+ Năng lực tiến hành phương án thí nghiệm đã thiết kế.

+ Năng lực xử lý, phân tích và trình bày kết quả.

+ Năng lực cải tiến và chế tạo thiết bị.

Để đánh giá các năng lực thành phần này ở học sinh, ta cần xây dựng các tiêu chí

mà học sinh cần đạt được ở mỗi mức độ năng lực khác nhau:

+ Ở mức độ 1: GV mô tả một hoàn cảnh thực tiễn hay biểu diễn một vài thí nghiệm, HS

quan sát, mô tả lại được hiện tượng Vật lý và thực hiện được thí nghiệm theo mẫu hoặc

theo một hướng dẫn chi tiết, cụ thể.

+ Ở mức độ 2: Với nhiệm vụ thí nghiệm hoặc vấn đề mà GV đưa ra, HS xác định được

mục đích thí nghiệm.Từ các dụng cụ có sẵn, HS tự thiết kế và thực hiện các phương án thí

nghiệm. Trình bày số liệu khoa học (lập bảng số liệu) và xử lý số liệu (tính toán các số liệu

trung gian, sai số, trung bình, vẽ đồ thị…)

+ Ở mức độ 3: Dựa vào vấn đề hay nhiệm vụ thí nghiệm do GV đề ra, HS dựa vào hiểu

biết đã có về hiện tượng để đề xuất các dự đoán và xây dựng giả thuyết. Ở mức độ này, HS

thể hiện được khả năng sáng tạo trong việc hình dung các nguyên nhân, mối quan hệ chi

phối hiện tượng, xây dựng các phương án thí nghiệm… Tuy nhiên, việc xem xét, đánh giá

tính khả thi của các dự đoán và đề xuất vẫn cần tới sự trợ giúp của GV.

+ Ở mức độ 4: HS thể hiện được sự độc lập trong hoạt động thực nghiệm. HS tự phát hiện

ra vấn đề, tự xác định mục đích từ nhiệm vụ thí nghiệm hay vấn đề HS tự phát hiện ra trong

quá trình thực nghiệm. Tự xây dựng và thực hiện phương án thí nghiệm kiểm tra. Từ kết

quả thí nghiệm, HS đánh giá đươc tính đúng đắn của các giả thuyết đưa ra hoặc bác bỏ giả

thuyết. HS vận dụng tốt kiến thức để giải thích hay dự đoán một số hiện tượng trong thực

tiễn, để nghiên cứu các thiết bị kỹ thuật.

1.2. Thí nghiệm mở trong dạy học Vật lý

1.2.1. Khái niệm thí nghiệm Vật lý

Khi bàn về khái niệm “thí nghiệm” nói chung và “thí nghiệm Vật lý” nói riêng, cuốn

Từ điển Tiếng Việt định nghĩa: “Thí nghiệm là làm thử theo những điều kiện, nguyên

tắc đã được xác định để nghiên cứu, chứng minh...” [8].

“Thí nghiệm Vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các

đối tượng của hiện thực khách quan. Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó

đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận được tri thức

mới.” Theo tác giả Nguyễn Đức Thâm định nghĩa [15].

Từ các định nghĩa trên, ta thấy thí nghiệm Vật lý có một số đặc điểm sau:

a) Tính mục đích và kế hoạch của thí nghiệm: một thí nghiệm bất kỳ được lập ra

luôn phải nhằm tới một mục đích cụ thể nào đó và phải có một kế hoạch hành động. Mục

đích của thí nghiệm rất đa dạng và nó thay đổi theo sự phát triển của khoa học, kỹ thuật.

Do đó, kế hoạch tiến hành thí nghiệm cũng đa dạng và không có một mẫu chung.

b) Những yếu tố cơ bản: Một thí nghiệm thường phải xác định được nhiệm vụ thí

nghiệm và đối tượng nghiên cứu; người làm thí nghiệm cũng cần lựa chọn phương pháp

nghiên cứu và cách thức phù hợp để thực hiện phương pháp ấy, dùng toán học và suy

luận lôgic để xử lý kết quả thí nghiệm nhằm rút ra những kết luận cần thiết.

c) Một thí nghiệm bao giờ cũng mang tính chủ quan. Đó là do: thí nghiệm luôn phụ

thuộc vào đặc điểm các cơ quan cảm giác của người làm thí nghiệm; khả năng cảm nhận,

năng lực và kiến thức của người làm thí nghiệm; việc xác lập mục đích và phương pháp

nghiên cứu của người làm thí nghiệm; các thao tác của người làm thí nghiệm.

d) Mọi thí nghiệm đều được gắn liền với một hệ thống lý thuyết. Đó là do: các thí

nghiệm đều sử dụng các dụng cụ thí nghiệm mà các dụng cụ này lại là kết quả của các

hoạt động lý thuyết trước đó; thí nghiệm bao giờ cũng diễn ra theo một mục đích xác

định được xây dựng trên cơ sở của một hệ thống kiến thức nhất định; các kết quả thí

nghiệm không ghi lại được toàn bộ diễn biến của hiện tượng mà chỉ ghi lại được những

nút nhất định.

Các thành phần thí Thí nghiệm Vật lý của các Thí nghiệm Vật lý của học

nghiệm nhà nghiên cứu sinh

Mục đích thí nghiệm Tìm tri thức mới cho nhân Tìm tri thức mới cho bản thân

loại mình

Phương án thí nghiệm Tự mình vạch ra Có sự hỗ trợ của sách giáo khoa

và giáo viên

Dụng cụ thí nghiệm Nhiều loại, phức tạp, yêu Ít loại, đơn giản, dễ lắp ráp, dễ

cầu cao về kĩ thuật thực hiện

Thực hiện thí nghiệm Hoàn toàn tự tiến hành Có sự hỗ trợ của sách giáo khoa

và giáo viên

Kết quả thí nghiệm Có độ chính xác cao Có độ chính xác không cao

Bảng 1.2. So sánh thí nghiệm Vật lý của nhà nghiên cứu và thí nghiệm Vật lý của học sinh

Làm thí nghiệm Vật lý là để qua đó thu nhận được tri thức mới, nhưng thí nghiệm

Vật lý của học sinh khác với thí nghiệm Vật lý của các nhà nghiên cứu ở những điểm

được trình bày trong bảng 1.1. Vì vậy giáo viên cần hỗ trợ và giúp đỡ học sinh trong quá

trình học sinh tham gia tiến hành thí nghiệm.

Như vậy, làm thí nghiệm Vật lý là hoạt động có mục đích, có cách thức thực hiện,

có thứ tự các hành động, thao tác, sử dụng các phương tiện tương ứng với các điều kiện

nhất định. Mặc dù là thành phần của hoạt động nhận thức nhưng việc làm thí nghiệm

khác với các hoạt động suy luận lý thuyết. Sự khác nhau đó đơn thuần ở chỗ khi làm thí

nghiệm Vật lý, người ta phải sử dụng phối hợp các giác quan, các thao tác chân tay với

các thao tác trí tuệ.

Hoạt động làm thí nghiệm Vật lý gồm có ba giai đoạn: chuẩn bị, thực hiện và

kiểm tra, xử lý kết quả. Mỗi giai đoạn lại gồm một số hành động. Cấu trúc chung của

hoạt động làm thí nghiệm của học sinh có thể được mô tả bằng sơ đồ hình 1.1.

Cụ thể từng giai đoạn như sau:

 Giai đoạn chuẩn bị thí nghiệm:

+ Các hành động tâm lý bên trong: Cụ thể hóa mục đích thí nghiệm; tìm hiểu

phương án, tiến trình thí nghiệm; đối chiếu phương án với điều kiện cụ thể về dụng cụ,

thiết bị; ghi nhớ các bước thực hiện thí nghiệm.

+ Các hành động bên ngoài: tập hợp vật liệu, dụng cụ thí nghiệm, thiết bị điều khiển,

dụng cụ đo, thiết bị hỗ trợ quan sát, ghi nhận cần thiết; lắp ráp vận hành thử; kẻ bảng để

ghi số liệu...

Trong giai đoạn chuẩn bị, khi vận hành thử, nếu thấy không thực hiện được thì

người làm thí nghiệm có thể phải xem lại việc lắp ráp, việc chọn dụng cụ, cũng có thể

phải sử dụng thiết bị khác thay thế.

 Giai đoạn thực hiện thí nghiệm:

+ Chủ yếu là các hành động bên ngoài: tác động vào sự vật cho hiện tượng xảy

ra, điều khiển quá trình Vật lý; quan sát sự vật, hiện tượng, quá trình Vật lý; đo các đại

lượng Vật lý; ghi nhận các diễn biến của quá trình, các số liệu thí nghiệm.

+ Các hành động tâm lý bên trong: đối chiếu các bước triển khai thực tế với kế

hoạch ban đầu; điều chỉnh thao tác bên ngoài cho phù hợp.

Có thí nghiệm khi thực hiện chỉ cần quan sát mà không phải đo đạc. Có nhiều thí

nghiệm khi thực hiện ta vừa quan sát, vừa phải đo đạc các đại lượng.

 Giai đoạn xử lý, đánh giá kết quả thí nghiệm:

+ Có các hành động: xử lý các số liệu, diễn biến hiện tượng thu thập được; so

sánh đối chiếu kết quả với mục đích thí nghiệm; quyết định dừng lại hay làm lại.

+ Sau khi xử lý các hiện tượng, số liệu, đối chiếu kết quả với mục đích thí nghiệm,

đạt mục đích thì kết thúc thí nghiệm, chưa đạt mục đích thì làm lại.

1.2.2. Khái niệm cơ bản về thí nghiệm mở

Thí nghiệm mở được hiểu là một cách tổ chức HS sử dụng TN trong việc chiếm lĩnh tri

thức và hình thành năng lực cá nhân theo nhiều mức độ yêu cầu khác nhau [1].

Học sinh sẽ được tiếp xúc với thí nghiệm với các yêu cầu khó dần nhằm phát triển năng

lực thực nghiệm của bản thân và đáp ứng được các yêu cầu của thí nghiệm.

1.2.3. Cơ sở vận dụng quy trình sử dụng thí nghiệm mở trong dạy học Vật lý

Dựa trên mức độ tăng dần của 4 mức độ năng lực thực nghiệm để bồi dưỡng một cách

hiệu quả NLTN, trong nghiên cứu của mình, tiến sĩ Nguyễn Văn Biên – trường Đại học Sư

phạm Hà Nội đã xây dựng quy trình gồm nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn là một “mức độ

mở” khác nhau của các thí nghiệm, tăng dần theo 4 mức độ của năng lực thực nghiệm được

đăng trên tạp chí Giáo dục số đặc biệt tháng 11 năm 2013.

 Các mức độ của thí nghiệm mở

Hình 1.1. Mức độ mở của thí nghiệm

Mức độ 1 – TN thực tập truyền thống: Mục đích TN, thiết bị TN, phương án TN có sẵn,

HS có nhiệm vụ thực hiện theo các bước hướng dẫn để tiến hành TN và xử lý kết quả theo

hướng dẫn [1].

Chẳng hạn như thông qua việc giao nhiệm vụ tiến hành thí nghiệm thực hành bài

“Cấu tạo chất-Thuyết động học phân tử chất khí”. Học sinh tự tiến hành thí nghiệm theo

mục đích và hướng dẫn thí nghiệm trong phiếu học tập mà giáo viên phát cho mỗi học sinh

với các dụng cụ có sẵn để quan sát sự phụ thuộc của vận tốc phân tử, áp suất chất khí vào

nhiệt độ.

Mức độ 2 - Mục đích TN, thiết bị TN, phương án TN có sẵn, HS tự thiết kế phương án

tiến hành TN và GV cung cấp các thiết bị TN cần thiết theo phương án đề xuất của HS [1].

Sau khi cho học sinh tiến hành thí nghiệm ở bài “Cấu tạo chất-Thuyết động học

phân tử chất khi”, giáo viên tiếp tục cho học sinh tiến hành thí nghiệm mở ở mức độ 2.

Chẳng hạn giáo viên xây dựng thí nghiệm ở mức độ mở 2 bài “Quá trình đẳng nhiệt-Định

luật Boyle-Mariotte”. Trong mức độ mở này, giáo viên sẽ hướng dẫn học sinh thảo luận,

để xuất phương án thí nghiệm để kiểm chứng định luật Boyle-Mariotte.

Trên cơ sở các đề xuất phương án của học sinh và thảo luận giữa học sinh và giáo

viên, học sinh tiến hành thí nghiệm với thiết bị thí nghiệm do giáo viên cung cấp. Những

thiết bị này do giáo viên mượn từ các phòng thí nghiệm và cải tiến lại cho phù hợp.

Mức độ 3 - Mục đích TN do GV đề ra, HS tự thiết kế phương án TN, thiết bị TN cần thiết

và tiến hành TN [1].

Ở mức độ này, giáo viên giao cho học sinh tự thiết kế chế tạo các thiết bị thí nghiệm

đơn giản minh họa sự phụ thuộc của áp suất khí vào nhiệt độ khi thể tích không đổi ở nhà

với các nguyên vật liệu có sẵn trong đời sống.

Học sinh có thể xây dựng nhiều phương án thí nghiệm khác nhau từ các vật dụng

đơn giản trong đời sống như vỏ lon nước ngọt, quả trứng, khay đựng ly,…

Ngoài ra giáo viên cũng có thể giao cho học sinh nhiệm vụ thiết kế chế tạo dụng cụ

kiểm chứng định luật Charles. Đây là các nhiệm vụ thí nghiệm giáo viên giao cho học sinh

chuẩn bị sẵn ở nhà trước khi tiến hành dạy học sử dụng thí nghiệm mở ở mức độ 3 cho bài

“Quá trình đẳng tích-Định luật Charles”.

Ở mức độ này các phương án thí nghiệm được học sinh đề xuất và tự lực tiến hành,

giá trị đo được nhiều khi không phải là điều quan trọng nhất mà quan trọng là học sinh có

cơ hội phát triển năng lực đề xuất phương án, thiết kế chế tạo, bố trí và tiến hành thí nghiệm.

Mức độ 4 - HS hoàn toàn độc lập trong việc phát hiện vấn đề, đề ra mục đích TN, xây

dựng thiết bị TN và tiến hành TN [1].

Sau khi đã thực hiện các mức độ 1,2 và 3, giáo viên yêu cầu học sinh đề xuất các

vấn đề xuất hiện trong quá trình xây dựng thiết bị, tiến hành thí nghiệm cũng như xử lý sai

số.

• Học sinh có thể phát hiện ra một số vấn đề sau:

- Các thí nghiệm trước đó học sinh đều kiểm chứng các định luật của các đẳng quá

trình, vậy nếu ta thay đổi cả 3 thông số p,V,T thì với các dụng cụ thí nghiệm đã chế

tạo có thể kiểm chứng được không.

- Ở 2 bài trước học sinh đã được kiểm chứng 2 đẳng quá trình là đẳng nhiệt và đẳng

tích, vậy nếu như muốn giữ khí đẳng áp để kiểm chứng thì cần làm thế nào?

- Thí nghiệm đơn giản nào hoặc hiện tượng nào trong thực tế có sự thay đổi cả 3

thông số trạng thái khí.

Giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm học sinh thực hiện như những dự án học tập

ở nhà để học sinh chủ động thực hiện trả lời các câu hỏi do nhóm mình tự phát hiện ra, sau

đó có 1 buổi tổ chức báo cáo, thảo luận kết quả thu được trước lớp.

Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, HS gặp khó khăn không thể vượt qua được các

mức độ đề ra hoặc biểu hiện năng lực không rõ ràng. Vì vậy để đánh giá được năng lực

thực nghiệm khách quan hơn, ta cần phải tiếp tục bóc tách các thành tố của mỗi năng lực

thành phần của mỗi mức độ thành các hành vi có thể quan sát và sử dụng các bẳng Rubric

để đánh giá.

1.3. Phiếu hướng dẫn đánh giá năng lực thực nghiệm theo tiêu chí (Rubric)

1.3.1. Khái niệm Rubric.

Theo Natalie Pham [21] : Rubric là một hệ thống cho điểm theo các tiêu chí đánh giá

cho trước, nêu rõ người chấm đánh giá bài theo những kỳ vọng nào và mô tả các cấp độ

tiêu chí dùng để đánh giá.

Rubric là một công cụ dùng để cho điểm bằng cách liệt kê tất cả các tiêu chí đánh giá

bài học, bài tập, bài làm hay công việc mà người học thực hiện bằng cách xếp loại theo thứ

bậc [23] - theo Heidi Goodrich.

Rubric chính là “bảng thang điểm chi tiết mô tả đầy đủ các tiêu chí mà người học cần

phải đạt được. Nó là một công cụ đánh giá chính xác mức độ đạt chuẩn của HS và cung

cấp thông tin phản hồi để HS tiến bộ không ngừng.” [12].

Nội dung Rubric là một tập hợp các tiêu chí liên hệ với mục tiêu học tập và được sử

dụng để đánh giá hoặc thông báo về sản phẩm, năng lực thực hiện hoặc quá trình thực hiện

nhiệm vụ học tập [12].

1.3.2. Phân loại Rubric

- Rubric gồm 2 loại: Rubric định tính và Rubric định lượng

▪ Rubric định tính:

+ Đánh giá toàn bộ quá trình thực hiện nhiệm vụ/ sản phẩm cụ thể

+ Không đòi hỏi mô tả chi tiết về các tiêu chí thực hiện của từng công đoạn

• Rubric định lượng:

+ Đánh giá từng công đoạn/ kết quả trung gian trong quá trình thực hiện nhiệm vụ

học tập

+ Đòi hỏi phải có sự mô tả chi tiết các chỉ số tương ứng với tiêu chí, mức độ và

điểm số

▪ Ví dụ:

o Bảng đánh giá mức độ hoàn thành bài tập về nhà của học sinh:

Điểm Tiêu chí

0 Không làm bài tập về nhà.

1 Hoàn thành một số bài tập, mắc nhiều lỗi.

2 Hoàn thành hầu hết các bài tập, có mắc lỗi.

3 Hoàn thành hầu hết các bài tập, đúng hạn.

4 Hoàn thành các bài tập đầy đủ, đúng hạn, chất lượng tương đối

tốt.

5 Hoàn thành các bài tập đầy đủ, đúng hạn, chất lượng tốt.

 Đây là một Rubric định tính.

Rubric bao gồm một hoặc nhiều khía cạnh như năng lực thực hiện được đánh giá, các

khái niệm, ví dụ làm sáng tỏ yếu tố đang được đánh giá. Các khía cạnh được gọi là tiêu chí,

thang đánh giá gọi là mức độ và định nghĩa được gọi là thông tin mô tả.

▪ Ví dụ: Rubric được xây dựng cho NL tiến hành TN gồm 5 tiêu chí:

+ Chuẩn bị TN

+ Lựa chọn dụng cụ

+ Lắp ráp TN

+ Thao tác tiến hành TN

+ Đọc số liệu

+ Xử lý kết quả TN

+ Rút ra quy luật chung

+ Yêu cầu an toàn

Và đánh giá theo 3 mức độ: thấp, trung bình, cao.

Mức độ

Thấp

Trung bình

Cao

(0đ)

(5đ)

(10đ)

Tiêu chí

Có tài liệu liên Đọc nội dung tài

quan nội dung liệu, đảm bảo trình

khảo sát nhưng bày được mục đích Chuẩn bị TN Đọc nội dung tài

chưa đọc nội dung thí nghiệm và cơ sở liệu

tài liệu. lý thuyết.

Lựa chọn dụng cụ Lựa chọn những Lựa chọn những

theo yêu cầu trong dụng cụ theo yêu dụng cụ theo yêu cầu Lựa chọn dụng cụ

tài liệu. cầu trong tài liệu, trong tài liệu, sử

sử dụng được, dụng được, không bị

không bị hư hỏng, hư hỏng, không gây

không gây sai số sai số nhiều trong

nhiều trong quá quá trình đo.

trình đo.

Chỉ biết lấy và cất Biết tháo lắp dụng dụng cụ thí nghiệm Phối hợp thao tác và cụ trong quá trình nhưng không biết tốc độ thực hiện Lắp ráp TN thí nghiệm và cất tháo lắp dụng cụ nhanh, chính xác. gọn gàng khi trong quá trình thí không sử dụng tới. nghiệm.

Bố trí dụng cụ Bố trí dụng cụ gọn đúng vị trí như yêu gàng, đúng yêu cầu, cầu trong tài liệu. Thao tác tiến hành Bố trí dụng cụ sáng tạo. Thao tác Thao tác chưa TN đúng vị trí như yêu cẩn thận, nhanh, được cẩn thận, cầu trong tài liệu. chính xác đánh rơi dụng cụ

Hiểu cách đọc số

liệu, sai số dụng cụ Đọc được chính từ các bạn khác Đọc số liệu Đọc được các số xác số liệu thí nhưng không tự liệu đo. nghiệm. đọc được số liệu

đo.

Xử lý kết quả TN Ghi lại đầy đủ , Ghi lại đầy đủ , chính xác kết quả thí chính xác kết quả nghiệm. Ghi lại sai Ghi lại đầy đủ kết thí nghiệm. Ghi lại số dụng cụ đo trong quả thí nghiệm sai số dụng cụ đo quá trình tiến hành trong quá trình tiến thí nghiệm, xử lý kết hành thí nghiệm, quả và vẽ được đồ

xử lý kết quả và vẽ thị, đọc và nhận xét

được đồ thị được đồ thị.

Rút ra quy luật Hiểu được các giá Rút ra được quy luật

chung trị đã tính và đọc chung từ thí nghiệm. Rút ra được nhận

được đồ thị. xét từ kết quả.

Hiểu được mức

nguy hiểm của các Yêu cầu an toàn Nắm được các giá Thực hiện thí

dụng cụ nếu không trị định mức ghi nghiệm an toàn

sử dụng đúng mức trên dụng cụ.

quy định ở phòng

thí nghiệm.

Bảng 1.3. Rubric năng lực tiến hành thí nghiệm

 Đây là một Rubric định lượng.

1.3.3. Nguyên tắc thiết kế Rubric

- Các mô tả tiêu chí cần phải đươc diễn đạt từ mức cao nhất đến mức thấp nhất hoặc

ngược lại.

- Các mô tả tiêu chí cần phải chỉ ra được ranh giới giữa các mức độ hoàn thành đối

với từng HS và giữa các HS với nhau.

- Các mô tả tiêu chí cần phải thể hiện được hết các đặc tính khía cạnh của hoạt động

hoặc kết quả sản phẩm thực hiện theo mục tiêu.

- Các mô tả tiêu chí cần phải chỉ ra được những định hướng mà HS hoặc GV cần

hướng tới để thực hiện mục tiêu, giúp họ tự đánh giá và cùng đánh giá.

1.3.4. Quy trình thiết kế Rubric

o Bước 1: Xác định chuẩn kiến thức, kĩ năng của kiến thức ở nội dung bài học.

o Bước 2: Xác định mục tiêu dạy học theo cấp độ nhận thức, nhiệm vụ công việc.

o Bước 3: Xác định các tiêu chí cùng HS:

+ Liệt kê các tiêu chí và thảo luận để lựa chọn, phân loại tiêu chí, từ đó xác định các

tiêu chí cần thiết.

+ Bổ sung thông tin cho từng tiêu chí.

+ Phân chia các mức độ của mỗi tiêu chí. Các mức độ phân bậc này cần mô tả chính

xác mức độ chất lượng tương ứng.

+ Gắn điểm cho mỗi mức độ, điểm cao nhất ứng với mức độ cao nhất.

+ Lập bảng Rubric

o Bước 4: Áp dụng thử. HS thử nghiệm Rubric đối với các bài làm mẫu do GV cung

cấp. Phần thực hành này có thể tạo sự tự tin ở HS bằng cách chỉ cho HS cách GV

sử dụng Rubric để đánh giá bài làm của các em thế nào. Đồng thời cũng thúc đẩy

sự thống nhất giữa GV và HS về độ tin cậy của Rubric.

o Bước 5: Điều chỉnh Rubric cho phù hợp dựa trên thông tin phản hồi từ việc dùng

thử.

o Bước 6: Sử dụng Rubric cho hoạt động đánh giá và tự đánh giá hoặc đánh giá đồng

đẳng đối với HS và GV.

- Tiêu chuẩn đánh giá một Rubric tốt

Phạm trù đánh giá Các tiêu chí đánh giá phản ánh đầy đủ nội

dung, mục tiêu học tập không?

Hướng dẫn có các mức độ khác nhau được Mức độ đặt tên và giá trị điểm số có phù hợp không?

Các thông tin có mô tả rõ ràng, thể hiện theo

Tiêu chí một chuỗi liên kết và đảm bảo cho sự phát

triển của HS không?

Thân thiện với HS Ngôn ngữ có rõ ràng, dễ hiểu đối với HS

không?

Thân thiện với GV Có dễ sử dụng đối với GV không?

Có thể đánh giá sản phẩm công việc được

không? Nó có thể được dùng để đánh giá nhu Tính phù hợp

cầu không? HS có thể xác định dễ dàng

những lĩnh vực phát triển cần thiết không?

Bảng 1.4. Tiêu chuẩn đánh giá một Rubric tốt

1.3.5. Sử dụng công cụ đánh giá NLTN ở trường Phổ thông

Một đánh giá công bằng phải thể hiện rõ ràng những gì sẽ và không được đánh giá. Mục

đích của chúng ta không phải là lừa gạt hoặc bẫy HS hoặc để cho họ biết trước về đánh giá.

Cả nội dung đánh giá và cách đánh giá tính điểm phải được công bố công khai có nghĩa là

HS biết nội dung và tiêu chí được đánh giá và thường thì trước khi giảng. Khi HS biết

những gì sẽ được đánh giá, thì các em có thể xác định được nên học hay tập trung phần

nào. Khi biết tiêu chí tính điểm, HS hiểu hơn về những sự khác biệt định tính là GV đang

tìm thông qua khả năng của HS. Một cách để giúp HS hiểu được đánh giá là cho họ biết kế

hoạch đánh giá, các câu hỏi mẫu, mẫu bài làm và kết quả của các HS khóa trước.

Việc đánh giá năng lực là việc làm mới, nhưng nếu phân tích rõ ràng nội hàm các khái

niệm và bóc tách chúng thành những thành tố kiến thức, kỹ năng, thái độ quen thuộc thì ta

hoàn toàn có thể đánh giá được.

Cách đánh giá công cụ phổ biến nhất là sử dụng phương pháp chuyên gia. Chuyên gia

là những người hiểu rõ về nội hàm các năng lực cần được đánh giá đồng thời phải biết

được kỹ thuật xây dựng công cụ đánh giá. Sau khi đạt được sự đồng thuận của các chuyên

gia về độ giá trị, độ tin cậy và độ phân biệt của các công cụ để đánh giá thử nghiệm. Trên

cơ sở đánh giá thử nghiệm sẽ thay đổi, chỉnh sửa, bổ sung công cụ.

1.4. Thực tiễn việc phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT bằng

việc sử dụng thí nghiệm mở

Có thể nói Vật lý học là cơ sở, là nền tảng của đa số các ngành kỹ thuật và các quá

trình sản xuất. Trong xã hội ngày nay, với sự bùng nổ của khoa học, công nghệ làm ra

những sản phẩm có năng suất cao, tiết kiệm sức lao động cho con người. Sự phát triển đó

đòi hỏi người lao động phải làm chủ được công nghệ. Nghĩa là họ phải hiểu rõ và có khả

năng thao tác, vận hành, sửa chữa các thiết bị kỹ thuật. Với những học sinh có NLTN Vật

lý sẽ luôn tự tin, sẵn sàng và chủ động hơn trong việc tìm hiểu. Các học sinh sẽ có khả

năng tiếp cận và có trực giác nhạy bén hơn với các tình huống thực tế. Đặc biệt với Vật lý

là một môn khoa học thực nghiệm thì NLTN càng đóng vai trò quan trọng. Việc phát triển

năng lực thực nghiệm cho học sinh sẽ góp phần giúp các em liên hệ các kiến thức lý thuyết

vào thực tiễn đời sống, giúp các em mở rộng vốn hiểu biết và phát triển toàn diện hơn.

Thực tế, đã có những đề tài nghiên cứu trước đây về việc phát triển năng lực thực

nghiệm cho học sinh thông qua việc sử dụng thí nghiệm mở hoặc bằng những phương pháp

có liên quan như:

- “Xây dựng chuyên đề thí nghiệm mở để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học

sinh THPT chuyên”, Tạp chí Giáo dục, số đặc biết tháng 11/2013,1-6 của TS.

Nguyễn Văn Biên (2013).

- Luận văn thạc sĩ “Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học

chương “Cảm ứng điện từ”, Vật lý 11 THPT” của tác giả Đinh Anh Tuấn, Đại học

Vinh (2015).

- Luận văn thạc sĩ “ Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm hỗ trợ quá trình dạy học

các chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực học”, Vật lý 10 ban cơ bản”

của tác giả Phan Minh Tiến, Đại học Sư phạm TPHCM (2012)

- Luận văn thạc sĩ “Xây dựng và sử dụng công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm của

học sinh trong dạy học phần Cơ học Vật Lý 10” của tác giả Trần Nhật Linh, Đại

học Sư phạm Hà Nội (2015).

Tuy vậy tôi nhận thấy, dù đã có những nghiên cứu về việc phát triển năng lực thực

nghiệm cho học sinh thông qua các chương “Cơ học”, “Cảm ứng điện từ”, “Quang học”,…

nhưng vẫn chưa có nghiên cứu nào cho việc sử dụng thí nghiệm mở vào việc dạy học

chương “Chất khí” Vật lý 10, cơ bản. Tôi cũng đã tham khảo các nghiên cứu, tìm hiểu

những cách tổ chức dạy học, đánh giá năng lực thực nghiệm cho học sinh từ các nghiên

cứu trên, cùng với đó tôi kế thừa và phát triển thành những ý tưởng của bản thân và đưa ra

cách vận dụng quy trình sử dụng thí nghiệm mở vào dạy học chương “Chất khí”, Vật lý 10

cơ bản nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT. Đây là cơ sở để tôi xây

dựng luận văn này.

1.5. Kết luận

Phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh là điều vô cùng cần thiết, nó không chỉ

giúp học sinh yêu thích các kiến thức Vật lý mà còn thể hiện khả năng tự lực phát hiện vấn

đề, đề xuất giải pháp, thực hiện giải pháp và trình bày kết quả. Đó chính là những thành tố

cơ bản của năng lực giải quyết vấn đề. Nói một cách khác, tổ chức dạy học cho học sinh

vận dụng quy trình thí nghiệm mở không chỉ giúp học sinh hình thành và phát triển năng

lực thực nghiệm mà còn giúp phát học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề.

Để đánh giá một cách khách quan hơn việc phát triển năng lực thực nghiệm của học

sinh, song song với việc tổ chức dạy học cho học sinh vận dụng quy trình thí nghiệm mở,

việc xây dựng các Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm cũng rất quan trọng. Rubric góp

phần công khai hóa nhận định về năng lực và kết quả học tập của mỗi HS, nhóm HS và tập

thể lớp, tạo cơ hội cho HS phát triển kĩ năng tự đánh giá, giúp HS nhận ra sự tiến bộ của

mình, khuyến khích động viên việc học tập.

Giúp cho GV có cơ sở thực tế để nhận ra những điểm mạnh và điểm yếu của mình,

tự hoàn thiện hoạt động dạy, phấn đấu không ngừng nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy

học.

TỔNG KẾT CHƯƠNG 1

Nói tóm lại nội dung chương này đã trình bày cơ sở lý luận và thực tiễn về việc phát

triển năng lực thực nghiệm cho học sinh bằng việc vận dụng thí nghiệm mở thông qua

chương Chất khí Vật lý 10 cơ bản.

Như đã trình bày, NLTN được cấu trúc từ nhiều khía cạnh nhỏ liên quan đến thực

nghiệm như:

+ Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết.

+ Năng lực thiết kế các phương án thí nghiệm.

+ Năng lực tiến hành phương án thí nghiệm đã thiết kế.

+ Năng lực xử lý, phân tích và trình bày kết quả.

+ Năng lực cải tiến, chế tạo công cụ…

Tiến hành chuyên đề thí nghiệm mở với 4 mức độ mở tăng dần để phát triển các

thành tố năng lực thực nghiệm cho học sinh cùng với đó đánh giá sự phát triển năng lực

thực nghiệm của học sinh một cách khách quan nhất để đưa ra các phương án tối ưu trong

chuyên đề bằng cách xây dựng Rubric.

Từ những cơ sở lý luận đó, tôi đã tiến hành xây dựng và tổ chức dạy học cho học

sinh sử dụng thí nghiệm mở đồng thời xây dựng các công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm

của HS, nội dung cụ thể được trình bày ở chương II của Luận văn này.

CHƯƠNG II: VẬN DỤNG QUY TRÌNH SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM MỞ

Ở TỪNG BÀI CỦA CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10, CƠ BẢN

2.1. Nội dung kiến thức, kĩ năng và các thí nghiệm trong chương “Chất khí” và

phương án sử dụng thí nghiệm mở cho từng bài

2.1.1. Nội dung của chương

Chương “Chất khí” theo chương trình Vật lý 10 THPT ban cơ bản hiện hành bao gồm 5

tiết lý thuyết, 2 tiết bài tập và 1 tiết kiểm tra. Nội dung của 5 tiết lý thuyết là:

 Tiết 1: Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí

 Tiết 2: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle-Mariotte

 Tiết 3: Quá trình đẳng tích. Định luật Charles

 Tiết 4, 5: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng- Quá trình đẳng áp

2.1.2. Kiến thức, kĩ năng của chương

Trong quá trình học tập chương “Chất khí”, học sinh cần có được những kiến thức và kĩ

năng sau:

➢ Kiến thức:

− Phát biểu được nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí.

− Nêu được các đặc điểm của khí lý tưởng.

− Phát biểu được các định luật Boyle-Mariotte, Charles.

− Nêu được nhiệt độ tuyệt đối là gì.

 Kiến thức về dụng cụ thí nghiệm, kiến thức về năng lực thực nghiệm

− Nêu được các thông số p, V, T xác định trạng thái của một lượng khí.

− Viết được phương trình trạng thái của khí lý tưởng.

➢ Kỹ năng:

- Kỹ năng quan sát, giải thích hiện tượng, lập luận logic, đưa ra hệ quả giả thuyết.

- Kỹ năng đề xuất phương án thí nghiệm.

- Kỹ năng tiến hành thí nghiệm, trình bày, xử lý, phân tích số liệu.

- Kỹ năng chế tạo và cải tiến thiết bị thí nghiệm.

- Kỹ năng làm việc nhóm.

2.1.3. Các mức độ thí nghiệm mở được áp dụng và các thí nghiệm sẽ xây dựng để

hỗ trợ học sinh chuẩn bị cho tiết học.

- Tôi dự định vận dụng quy trình thí nghiệm mở vào các tiết dạy như sau:

• Bài 28: Cấu tạo chất-Thuyết động học phân tử chất khí (Mức độ mở 1).

• Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt-Định luật Boyle-Mariotte (Mức độ mở 1 và 2).

• Bài 30: Quá trình đẳng tích-Định luật Charles (Mức độ mở 3).

• Bài 31: Phương trình trạng thái khí lý tưởng (Mức độ mở 4).

- Để có thể chuẩn bị tốt nhất cho thực nghiệm thì việc chuẩn bị sẵn các dụng cụ thí

nghiệm và các phương án hỗ trợ cho học sinh cũng rất quan trọng vì vậy tôi đã chuẩn bị:

+ Dụng cụ thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của vận tốc, áp suất chất khí vào nhiệt

độ cho bài Cấu tạo chất -Thuyết động học phân tử chất khí.

+ Các thí nghiệm định tính, định lượng kiểm chứng định luật Boyle-Mariotte.

+ Các phương án thí nghiệm định tính, định lượng kiểm chứng định luật Charles.

2.2. Vận dụng quy trình sử dụng thí nghiệm mở để phát triển năng lực thực nghiệm

cho học sinh THPT.

2.2.1. Các phương án và thiết bị hỗ trợ học sinh chuẩn bị cho các tiết học sử dụng

thí nghiệm mở.

Như đã trình bày ở chương 1 trong phần cơ sở lý luận về thí nghiệm mở tôi đã trình bày

4 mức độ mở và việc vận dụng quy trình thí nghiệm mở vào dạy học các kiến thức trong

chương “Chất khí”. Để phục vụ cho thực nghiệm vận dụng quy trình sử dụng thí nghiệm

mở với 4 mức độ thí nghiệm mở được nâng dần lên tôi đã chuẩn bị các thí nghiệm để hỗ

trợ quá trình dạy học được chia đều ra các bài trong chương “Chất khí” Vật lý 10 cơ bản

và vận dụng chúng một cách phù hợp.

➢ Trong khóa luận này tôi chỉ xây dựng cho học sinh tiến hành thí nghiệm đến mức

độ mở 3 để phù hợp với năng lực cũng như trình độ của học sinh. Để chuẩn bị tốt

nhất cho thực nghiệm tôi đã nghiên cứu và sưu tầm được các thí nghiệm nhằm vận

dụng chúng vào các bài học sao cho phù hợp nhất với học sinh THPT được trình

bày dưới đây:

2.2.1.1. Thí nghiệm chứng minh vận tốc của phân tử khí, áp suất chất khí phụ thuộc vào

nhiệt độ (xây dựng với mức độ mở 1).

- Mục đích thí nghiệm: Chứng minh vận tốc của phân tử khí, áp suất chất khí phụ

thuộc vào nhiệt độ.

- Dụng cụ thí nghiệm

+ Xi-lanh có pit-tông bằng thủy tinh, trên pit-tông có áp kế khí loại 0,50.105 –

2,00.105 Pa.

+ Núm cao su dùng để bịt đầu dưới của xi-lanh.

+ 2 cốc đựng nước.

+ Nước lạnh (cỡ 10oC) và nước nóng (cỡ 80oC)

- Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm:

+ Nới hãm vít phía sau xi-lanh, kéo pit-tông trong xi lanh đến một vị trí nhất định

sao cho áp kế chỉ giá trị 1,10.105 Pa, cố định pit-tông lại.

+ Rót nước nóng (cỡ 80oC) vào cốc A và nước lạnh (cỡ 10oC) vào cốc B.

+ Đặt xi lanh vào cốc A, quan sát số chỉ trên đồng hồ áp kế, ta thấy số chỉ của áp kế

tăng lên.

+ Sau khi số chỉ trên đồng hồ áp kế ổn định thì lấy xi lanh ra khỏi cốc A và đặt vào

cốc B, lúc này số chỉ trên áp kế giảm xuống rất nhanh.

Cốc A

Cốc B

Cốc A

Cốc B

Hình 2. 1. Thí nghiệm đơn giản minh họa vận tốc phân tử khí và áp suất chất khí

phụ thuộc vào nhiệt độ

- Giải thích thí nghiệm:

Theo thuyết động học phân tử chất khí: Khi ta đặt xi-lanh vào cốc A, khí trong xi-lanh

nóng lên, các phân tử khí chuyển động nhanh hơn, va chạm với thành bình nhiều hơn, do

đó áp suất tăng. Lấy xi-lanh ra khỏi cốc A và đặt vào cốc B, nhiệt độ của khối khí trong xi-

lanh giảm, các phân tử khí chuyển động chậm lại, ít va chạm vào thành bình, do đó áp suất

giảm.

2.2.1.2. Thí nghiệm định tính minh họa định luật Boyle-Mariotte (mức độ mở 1).

- Mục đích thí nghiệm: Minh họa sự phụ thuộc của áp suất vào thể tích trong quá

trình đẳng nhiệt.

- Dụng cụ thí nghiệm:

+ Bơm tiêm y tế (không có mũi tiêm) có pit-tông.

- Tiến hành thí nghiệm:

+ Dùng một ngón tay bịt vào đầu bơm tiêm, tay còn lại ấn từ từ pit-tông xuống hoặc

kéo từ từ pit-tông lên? Hiện tượng gì xảy ra đối với ngón tay bịt ở đầu bơm tiêm? Giải

thích hiện tượng này?

- Trả lời: Càng ấn pit-tông xuống thì ngón tay bịt vào đầu bơm tiêm càng có xu hướng

bị đẩy ra mạnh hơn và có xu hướng bị kéo lại khi kéo pit-tông lên.

- Giải thích: Khi ấn pit-tông xuống thì thể tích giảm, mật độ phân tử khí trong bơm

tiêm tăng lên dẫn đến áp suất tăng. Khi pit-tông bị kéo ra, mật độ phân tử khí trong

bơm tiêm giảm làm áp suất chất khí trong bơm tiêm giảm nên có xu hướng bị kéo

vào trong (thực chất là bị đẩy vào).

2.2.1.3. Thí nghiệm định lượng kiểm chứng định luật Boyle-Mariotte (mức độ mở 2).

➢ Thí nghiệm này được vận dụng ở mức độ mở 2, tôi đã chuẩn bị sẵn cho học sinh mục

đích thí nghiệm và dụng cụ thí nghiệm. Nhiệm vụ của học sinh là đề xuất phương án

thí nghiệm hợp lý và tiến hành thí nghiệm theo phương án được thống nhất.

- Mục đích thí nghiệm: Khảo sát sự thay đổi áp suất của khối khí theo thể tích của nó

trong quá trình biến đổi đẳng nhiệt, trên cơ sở đó kiểm chứng định luật Boyle-

Mariotte.

- Dụng cụ thí nghiệm:

+ Xi-lanh có pit-tông bằng thủy tinh (trong pit-tông có chứa một lượng dầu nhờn, mức

dầu cao hơn 5mm so với lỗ hở nằm ở chính giữa thân của pit-tông) trên có ghi giá trị thể

tích.

+ Áp kế khí 0,5.105 – 2,0.105 Pa.

+ Thanh trượt có vít hãm ở phía sau giá đỡ.

+ Chân đế trụ thép inox D10mm.

- Lắp ráp thí nghiệm

+ Lắp giá đỡ vào chân đế trụ thép, điều chỉnh độ cao của xi-lanh cách bàn khoảng 25

cm như hình sau

Hình 2.2. Bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Boyle-Marriotte.

- Tiến hành thí nghiệm:

+ Thay đổi thể tích chất khí bằng cách dịch chuyển pit-tông trong xi-lanh.

+ Giữ cho nhiệt độ không đổi bằng cách thao tác thật chậm.

+ Thực hiện với 3 lần với các giá trị khác nhau và ghi lại thể tích và áp suất của chất

khí vào bảng.

+ Tính giá trị các tích số α=p.V và sai số tuyệt đối Δα. Từ đó rút ra mối liên hệ giữa

áp suất p và thể tích V trong quá trình đẳng nhiệt.

𝚫𝛂 = |𝛂̅ − 𝛂|

P (105Pa) V (ml) α = p.V

𝚫𝛂̅̅̅̅

• Sai số tỉ đối: δ=

𝚫𝛂̅̅̅̅ 𝛂̅

Trung bình 𝛂̅

- Nhận xét sai số:

** Các lưu ý:

- Trong thí nghiệm này khi điều chỉnh thể tích phải điều chỉnh thật chậm để đảm bảo

quá trình xảy ra là đẳng nhiệt giảm thiểu tối đa sai số tỉ đối.

- Khi tiến hành thay đổi thể tích cần đưa pit-tông về vị trí ban đầu, chờ 1 thời gian để

nhiệt độ khối khí ổn định rồi mới tiếp tục thu thập số liệu.

2.2.1.4. Các thí nghiệm định tính sử dụng để hỗ trợ học sinh chuẩn bị cho tiết học ở mức

độ mở 3 bài Định luật Charles.

➢ Các thí nghiệm này được tôi giao cho học sinh chuẩn bị trước thông qua phiếu nhiệm

vụ về nhà cho các nhóm.

➢ Tôi đưa ra mục đích thí nghiệm: Các em hãy thiết kế một thí nghiệm đơn giản minh

➢ Các nhóm sẽ tự tìm hiểu, chuẩn bị và thông qua trao đổi với tôi để tôi hướng dẫn và

họa sự phụ thuộc của áp suất vào nhiệt độ trong quá trình đẳng tích.

hoàn thiện các phương án cũng như chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm cần thiết. Sau

đây là một vài phương án thí nghiệm đơn giản minh họa cho định luật Charles:

* Dạng 1:

- Dụng cụ thí nghiệm:

+ Trứng đã luộc chín

+ Bình cầu không nhánh đáy bằng

+ Kẹp đốt hóa chất

+ Bông gòn, cồn, bật lửa.

- Tiến hành thí nghiệm

Đốt cháy bông đã tẩm cồn rồi cho vào bình cầu. Trong lúc bông đang cháy bên trong

bình, đặt quả trứng đã luộc chín lên miệng bình hình cầu. Quả trứng từ từ chui tọt vào

miệng bình rồi vào bên trong bình.

Hình 2.3.Thí nghiệm định tính đơn giản minh họa định luật Charles

- Giải thích thí nghiệm:

Khi ta đặt quả trứng lên miệng bình hình cầu, ta đã cô lập khối khí bên trong bình.

Khi cháy hết ô-xi, nhiệt độ bên trong bình giảm xuống đột ngột làm cho áp suất giảm theo,

tạo nên một lực hút làm cho quả trứng chui vào bên trong bình

* Dạng 2:

- Dụng cụ thí nghiệm:

+ Bình cầu không nhánh đáy bằng, đường kính miệng 3cm.

+ Nắp nhựa có đường kính bé hơn 3cm.

+ Khay có đựng một ít nước pha màu đỏ.

+ Kẹp đốt hóa chất.

+ Bông gòn, cồn, bật lửa.

- Tiến hành thí nghiệm:

Hình 2.4. Thí nghiệm định tính đơn giản minh họa định luật Charles

+ Đốt cháy bông đã tẩm cồn rồi cho vào nắp nhựa đặt trên khay. Úp miệng bình hình

cầu lên nắp nhựa. Nước dâng lên trong bình.

- Giải thích thí nghiệm

Khi ta úp miệng bình hình cầu lên nắp nhựa, ta đã cô lập khối khí trong bình. Khi cháy

hết oxi trong bình, nhiệt độ khối khi trong bình giảm xuống đột ngột làm cho áp suất giảm

theo tạo nên lực hút cột chất lỏng dâng lên trong bình.

*Dạng 3:

- Dụng cụ thí nghiệm:

+ Một lon coca cola rỗng.

+ Nước sôi

+ Ca nhựa

+ Nước lã.

- Tiến hành thí nghiệm:

Tiến hành đổ một ít nước sôi vào trong lon coca cola rỗng (khoảng 1/3 lon), cẩn thận

bịt nắp lon tránh bị bỏng. Đặt toàn bộ vào ca nhựa lớn hơn rồi rưới nhẹ nước lã vào sau đó

quan sát hiện tượng. Ta thấy lon coca cola bị móp vào trong.

Hình 2.5. Thí nghiệm định tính đơn giản minh họa định luật Charles

- Giải thích hiện tượng:

+ Ban đầu khi ta vừa rót nước sôi vào lon coca và bịt kín nắp lon lại thì áp suất khí

trong lon bằng áp suất khí quyển bên ngoài lon coca. Khi ta rưới nhẹ nước lã bên ngoài lon,

nhiệt độ của khí trong lon giảm xuống đột ngột làm cho áp suất của khí trong lon cũng

giảm theo.

+ Vì áp suất ngoài lon coi như không đổi bằng áp suất khí quyển. Lúc này áp suất ngoài

lon lớn hơn áp suất khí trong lon làm lon bị móp vào trong.

** Ngoài ra học sinh còn có thể đề xuất thêm nhiều phương án thí nghiệm khác, nếu cảm

thấy hợp lý, tôi sẽ hướng dẫn và hoàn thiện hơn phương án và dụng cụ cho các nhóm.

2.2.1.5. Thí nghiệm định lượng kiểm chứng định luật Charles (mức độ mở 3).

➢ Song song với nhiệm vụ chuẩn bị phương án thí nghiệm và dụng cụ thí nghiệm đơn

giản minh họa định luật Charles, tôi cũng giao cho các nhóm nhiệm vụ tìm hiểu và

thiết kế phương án, dụng cụ thí nghiệm với mục đích kiểm chứng định luật Charles

trong phiếu nhiệm vụ về nhà. Thông qua trao đổi và hỗ trợ trực tiếp, tôi sẽ hướng

dẫn các nhóm tự chuẩn bị thí nghiệm này ở mức độ mở 3.

• Phương án hỗ trợ:

- Dụng cụ thí nghiệm:

+ Xi-lanh có pit-tông bằng thủy tinh (trong pit-tông có chứa một lượng dầu nhờn,

mức dầu cao hơn 5mm so với lỗ hở nằm ở chính giữa thân của pit-tông).

+ Áp kế khí 0,5.105 – 2,0.105 Pa.

+ Thanh trượt có vít hãm ở phía sau giá đỡ.

+ Ống nhựa đường kính 3mm.

+ Chân đế có trụ thép inox D10mm.

+ Bình đun nước siêu tốc 220V-300W.

+ Nhiệt kế thủy ngân (0oC-100oC)

+ 1 cái đũa hoặc que thủy tinh.

+ Cốc hoặc hộp nhựa trong suốt có đục lỗ dẫn nước gắn với ống nhựa.

+ Chậu hứng nước.

- Lắp ráp thí nghiệm

+ Lắp giá đỡ vào trụ thép, điều chỉnh độ cao của xi-lanh cách bàn khoảng 20cm.

Dùng ống nhựa nối với lỗ được đục ở hộp nhựa.

+ Cho xi lanh vào hộp nhựa, ống nhựa được hứng vào chậu.

+ Lắp nhiệt kế vào giá đỡ, sao cho đầu dưới của nhiệt kế cho vào hộp nhựa.

- Tiến hành thí nghiệm:

Hình 2.6. Bố trí dụng cụ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

+ Cho nước vào bình và đun nước.

+ Cố định vị trí pit-tông để giữ thể tích khí không đổi. Cho nước vào cốc thủy tinh,

𝑝

ghi nhiệt độ và áp suất ban đầu của khí trong bình vào bảng.

𝚫𝛂 =|𝛂̅ − 𝛂 |

𝑇

𝚫𝛂̅̅̅̅

P (105Pa) T (K) α =

𝛂̅ =

• Sai số tỉ đối: δ=

+ Cho nước sôi vào cốc thủy tinh sao cho mỗi lần đo, áp suất tăng lên 0,05.105 Pa

(tương ứng một vạch trên áp kế) thì dừng rót nước sôi. Dùng que thủy tinh khuấy đều, khi

nhiệt độ trên nhiệt kế ổn định thì ta ghi cặp giá trị (p, T) này vào bảng. Làm như vậy 5 lần

để có 5 cặp giá trị.

+ Tính giá trị thương số 𝛂 = p/ T và sai số tỉ đối . Từ đó rút ra mối liên hệ giữa áp

suất p và nhiệt độ tuyệt đối T trong quá trình đẳng tích. Vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ

trên.

➢ Chú ý:

+ Áp kế được lắp sẵn vào xi-lanh nên không tháo áp kế ra sau khi làm xong thí

nghiệm.

+ Khi vặn vít để cố định pit-tông và cố định vị trí của giá đỡ xi-lanh, ta cần vặn nhẹ.

+ Khi dùng bình đun nước bằng điện, cần lưu ý quy tắc an toàn điện.

- Một số điều có thể hướng dẫn học sinh trong cách thay đổi nhiệt độ của khối khí và đo

đạc nhiệt độ khối khi bằng cách sau:

+ Bố trí lại thí nghiệm với sự hỗ trợ của hộp nhựa đục lỗ có gắn ống nhựa và chậu,

ta có thể dễ dàng thay đổi nhiệt độ của nước và từ đó thay đổi được nhiệt độ của khí trong

xi lanh. Ban đầu, ta cho nước vào cốc thủy tinh với nhiệt độ khoảng 25oC. Sau đó, cho từ

từ nước sôi vào, ống nhựa gắn ở hộp nhựa sẽ dẫn nước ra chậu, nhờ đó mà nhiệt độ của

nước thay đổi rất chậm.

+ Ta nhúng thẳng xi lanh vào nước, để sự truyền nhiệt diễn ra nhanh, nhiệt độ khối

khí bên trong xi lanh mau chóng cân bằng với nhiệt độ bên ngoài. Sau mỗi lần cho nước

sôi vào, ta cần dùng đũa khuấy đều, và chờ cho số chỉ của nhiệt kế ổn định thì bắt đầu ghi

cặp số liệu (p, T). Giai đoạn này ảnh hưởng rất lớn đến sai số tỉ đối của thí nghiệm, vì thế

cần tiến hành thí nghiệm đúng theo qui trình đã hướng dẫn.

2.2.2. Xây dựng các phiếu học tập cho từng bài theo quy trình xây dựng thí nghiệm

mở

2.2.2.1. Phiếu học tập cá nhân bài Cấu tạo chất-Thuyết động học phân tử chất khí

(mức độ mở 1)

Nội dung phiếu học tập số 1

Họ và tên HS:……………………………………... …………..

Nhóm: ……………………….

Lớp:………………………………… STT:………………………………….

NV1: Các em tiến hành thí nghiệm sau đây:

- Mục đích thí nghiệm: Chứng minh sự chuyển động của phân tử khí, áp suất chất khí

phụ thuộc vào nhiệt độ.

- Dụng cụ thí nghiệm:

+ Xi lanh có pit-tông bằng thủy tính có thể cố định được, có áp kế khí loại 0,50.105

– 2,00.105 Pa.

+ Núm cao su dùng để bịt đầu dưới của xi lanh.

+ Hai cốc đựng nước.

+ Nước lạnh (5oC) và nước nóng (cỡ 80oC)

- Tiến hành thí nghiệm:

+ Nới hãm vít phía sau xi lanh, kéo pit-tông trong xi lanh đến một vị trí xác định

sao cho áp kế chỉ giá trị 1,0.105 Pa rồi cố định pit-tông lại.

+ Rót nước nóng vào cốc A và nước lạnh vào cốc B.

+ Đặt xi lanh vào cốc A, quan sát số chỉ của đồng hồ áp kế, khi số chỉ trên đồng hồ

áp kế ổn định.

Cốc B

Cốc A

Cốc B

Cốc A

+ Lấy xi lanh ra khỏi cốc A và đặt vào cốc B, quan sát số chỉ của đồng hồ áp kế.

NV2: Các em hãy cho biết:

- Công dụng áp kế là gì?

- Kết quả thí nghiệm của nhóm mình và giải thích hiện tượng của thí nghiệm trên?

................................................................................................................................................

2.2.2.2. Phiếu học tập cá nhân bài Quá trình đẳng nhiệt-Định luật Boyle-Mariotte

(mức độ mở 1 và 2)

Nội dung phiếu học tập số 2

1. Trạng thái của một khối khí được định bởi những thông số trạng thái nào?(*)

Tên thông số Kí hiệu Đơn vị

2. Thế nào là quá trình biến đổi trạng thái?(*)

▪ Quá trình biến đổi trạng thái của khối khí là ..............................................................

................................................................................................................................................

3. Thế nào là đẳng quá trình?(*)

▪ Đẳng quá trình là .........................................................................................................

................................................................................................................................................

4. Thế nào là quá trình đẳng nhiệt?(*)

▪ Quá trình đẳng nhiệt là................................................................................................

................................................................................................................................................

5. Thực hành thí nghiệm 1: Thí nghiệm định tính

NV1: Dùng một ngón tay bịt vào đầu bơm tiêm, tay còn lại ấn từ từ pit-tông xuống hoặc

kéo từ từ pit-tông lên? Hiện tượng gì xảy ra đối với ngón tay bịt ở đầu bơm tiêm? Giải

thích hiện tượng?

................................................................................................................................................

NV2: Từ thí nghiệm trong NV1 các em hãy cho biết:

Các thông số: thể tích, áp suất và nhiệt độ, khối lượng của khí thay đổi như thế nào khi

pit-tông càng hạ thấp một cách từ từ? Từ sự biến đổi đó, các em hãy đưa ra dự đoán và

biểu thức hệ quả về mối quan hệ định lượng giữa thể tích và áp suất trong trường hợp trên?

................................................................................................................................................

6. Từ thí nghiệm trong phiếu học tập nhóm (nhiệm vụ về nhà)

NV: Nếu thí nghiệm xảy ra sai số lớn:

Hãy xem lại quá trình làm thí nghiệm và tìm ra nguyên nhân gây ra sai số trong thí

nghiệm trên là do đâu?

................................................................................................................................................

Hãy tìm biện pháp khắc phục nguyên nhân trên.

................................................................................................................................................

7. Phát biểu và viết biểu thức định luật Boyle – Mariotte.(*)

▪ Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí xác đinh, ...........................................

................................................................................................................................................

▪ Biểu thức: ....................................................................................................................

................................................................................................................................................

8. Đường đẳng nhiệt là gì?(*)

▪ Đường đẳng nhiệt là đường biểu diễn ........................................................................

................................................................................................................................................

9. Vẽ đường đẳng nhiệt trong mặt phẳng pOV.(*)

▪ Đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ pOV là đường ......................................................

..........................................................................................................................................

O V

*Lưu ý: Ứng với các nhiệt độ khác nhau, sẽ có các đường đẳng nhiệt khác nhau.

Vẽ đường đẳng nhiệt trên các đồ thị pOT và VOT?

p V

T T O O

10. Dựa vào thuyết động học phân tử chất khí, hãy cho biết nhiệt độ nào cao hơn giữa T1

và T2? (nhiệm vụ về nhà)

O V 11. Trong bơi lặn, các thợ lặn thường có một nguyên tắc “Sau khi lặn xong, không bao giờ

nín thở trong khi bơi lên”. Em hãy sử dụng các kiến thức Vật lý đã học để giải thích nguyên

tắc đó.

2.2.2.3. Phiếu học tập nhóm bài Quá trình đẳng nhiệt-Định luật Boyle-Mariotte (mức

độ mở 2)

Nội dung phiếu học tập số 3

Nhóm: ……………………………………... …………..

Lớp: ……………………………………... …………..

NV1: Mục đích thí nghiệm: Kiểm tra mối quan hệ định lượng giữa thể tích và áp suất

thông qua việc kiểm chứng biểu thức hệ quả đã thảo luận.

Các nhóm hãy đề xuất phương án thí nghiệm sau đó thảo luận đưa ra phương án thí nghiệm

hợp lý nhất (các dụng cụ cần thiết, cách bố trí thí nghiệm, quy trình tiến hành thí nghiệm)

để kiểm tra hệ quả dự đoán. (mức độ mở 2)

Phương án thí nghiệm: ..........................................................................................................

................................................................................................................................................

Dụng cụ cần thiết và công dụng: ...........................................................................................

................................................................................................................................................

Bố trí thí nghiệm: ...................................................................................................................

................................................................................................................................................

Tiến hành thí nghiệm .............................................................................................................

................................................................................................................................................

NV2: Từ phương án thí nghiệm đã thiết kế và các dụng cụ thí nghiệm mà thầy hỗ trợ,

các em hãy tiến hành thí nghiệm sau đó hoàn thành bảng số liệu sau.

Tính giá trị các tích số α=p.V và sau số tỉ đối Δα. Từ đó rút ra mối liên hệ giữa áp suất p

và thể tích V trong quá trình đẳng nhiệt.

𝚫𝛂 =|𝛂̅ − 𝛂 |

P (105Pa) V (ml) α = p.V

𝚫𝛂̅̅̅̅

Trung bình 𝛂̅

𝚫𝛂̅̅̅̅ 𝛂̅

Sai số tỉ đối: δ=

NV3: Nhận xét kết quả thí nghiệm:

................................................................................................................................................

NV4: Dựa vào số liệu đã đo đạc được các nhóm hãy tiến hành vẽ các số liệu lên đồ thị

pOV và nhận xét dạng đồ thị trên?

P (105 Pa)

O

V (ml)

2.2.2.4. Phiếu học tập nhiệm vụ về nhà chuẩn bị cho bài Định luật Charles (mức độ mở

Nội dung phiếu học tập số 4

1. Từ phương án thí nghiệm định luật Boyle- Mariotte các nhóm đã tiến hành thực hiện,

mỗi học sinh hãy thiết kế sơ đồ bố trí thiết bị thí nghiệm khảo sát định luật trên (lưu ý:

chú thích dụng cụ rõ ràng, chính xác). (Nộp thầy sau bài phương trình trạng thái chất

khí)

................................................................................................................................................

2. Đọc bài định luật Charles, tìm hiểu thêm các tài liệu tham khảo và đề xuất một

phương án thí nghiệm đính tính (không lấy số liệu) về sự phụ thuộc của áp suất vào

nhiệt độ khi thể tích khối khí không đổi. (Nêu rõ dụng cụ thí nghiệm, cách bố trí dụng

cụ, quy trình tiến hành thí nghiệm, hiện tượng xảy ra và giải thích hiện tượng.)

................................................................................................................................................

3. Các em hãy về nhà, đọc lại phương án thí nghiệm cho định luật Boyle-Mariotte, đọc

trước bài học định luật Charles, tìm hiểu thêm các tài liệu (sách giáo khoa nâng cao,

youtube, các tài liệu tham khảo,..) hãy đưa ra các đề xuất phương án thí nghiệm định

lượng (thí nghiệm có thu thập và xử lý số liệu) với mục đích khảo sát định luật

Charles.

Lưu ý: Hai nhiệm vụ 2 và 3 sau khi đã hoàn thành gửi mail về địa chỉ:

nhatquangnguyen20ltv@gmail.com để thầy đánh giá tính khả thi và gửi nhận xét cho các

em để các em tiếp tục tiến hành công việc được giao ở nhiệm vụ 4.

4. Sau khi nhận mail hồi đáp của thầy, các nhóm tiến hành tự chuẩn bị, sửa đổi những

điều kiện cần thiết cho việc tiến hành phương án thí nghiệm (định tính và định lượng)

mà nhóm đã đề xuất (Dụng cụ thí nghiệm, cách bố trí thí nghiệm, quy trình tiến hành

thí nghiệm, sơ đồ bố trí dụng cụ thí nghiệm) để khảo sát định luật Charles.

Lưu ý: Các nhóm sẽ tự tiến hành, trình bày phương án thí nghiệm của mình, thu

thập và xử lý số liệu trên lớp trong tiết học sau.

2.2.2.5. Phiếu học tập cá nhân bài Quá trình đẳng tích-Định luật Charles (mức độ mở

Nội dung phiếu học tập số 5

1. Thế nào là quá trình đẳng tích?(*)

▪ Quá trình đẳng tích là..................................................................................................

................................................................................................................................................

2. Dựa vào thí nghiệm mà các nhóm đã tiến hành trong bài thuyết động học phân tử, hãy

cho biết:

▪ Các thông số: thể tích, áp suất và nhiệt độ của khí thay đổi như thế nào khi thí

nghiệm diễn ra là gì? Các em hãy đưa ra dự đoán và biểu thức hệ quả về mối quan

hệ định lượng giữa nhiệt độ và áp suất trong trường hợp trên?

................................................................................................................................................

3. Phát biểu và viết biểu thức định luật Charles.(*)

▪ Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí xác đinh, .............................................

................................................................................................................................................

▪ Biểu thức: ....................................................................................................................

................................................................................................................................................

4. Đường đẳng tích là gì?(*)

▪ Đường đẳng tích là đường biểu diễn ..........................................................................

................................................................................................................................................

5. Vẽ đường đẳng tích trong mặt phẳng pOT.(*)

▪ Dựa vào mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối hãy cho biết dạng đường

đẳng tích.

................................................................................................................................................

 Đường đẳng tích trong hệ tọa độ pOT là đường .........................................................

..........................................................................................................................................

O T

*Lưu ý: Ứng với các thể tích khác nhau, sẽ có các đường đẳng tích khác nhau.

Vẽ đường đẳng tích trên các đồ thị pOV và VOT? V p

O T O V 6. Dựa vào thuyết động học phân tử chất khí, hãy cho biết thể tích khối khí nào lớn hơn

giữa V1 và V2?

O T

7. Giải thích tại sao không nên để xe đạp ngoài trời nắng quá lâu?

2.2.2.6. Phiếu học tập nhóm bài Quá trình đẳng tích-Định luật Charles (mức độ mở 3)

Nội dung phiếu học tập số 6

NV1: Các nhóm hãy trình bày lại phương án thí nghiệm kiểm chứng hệ quả biểu thức của

định luật Charles mà nhóm đã chuẩn bị ở nhà. (dụng cụ thí nghiệm, bố trí thí nghiệm, quy

trình tiến hành thí nghiệm). (mức độ mở 3)