BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

-----------------

Lê Bích Liên

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM GẮN

KẾT CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC PHẦN

NHIỆT HỌC – VẬT LÍ 10

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ

-----------------

Lê Bích Liên

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM GẮN

KẾT CUỘC SỐNG TRONG DẠY HỌC PHẦN

NHIỆT HỌC – VẬT LÍ 10

Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. PHÙNG VIỆT HẢI

Thành phố Hồ Chính Minh - 2020

i

LỜI CẢM ƠN

Quá trình làm luận văn gặp phải nhiều khó khăn, tuy nhiên rất may mắn được sự

giúp đỡ, hỗ trợ, động viên tận tình của quý thầy cô, bạn bè và gia đình. Vì vậy, xin cho

phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

- Thầy TS. Phùng Việt Hải, giảng viên đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện khóa

luận. Tuy khoảng cách địa lí xa xôi nhưng bằng lòng nhiệt huyết Thầy đã hướng dẫn em

rất tận tình. Qua khoảng thời gian làm việc chung với thầy, em học được rất nhiều về kĩ

năng và kiến thức. Em chân thành cảm ơn thầy.

- Thầy TS. Nguyễn Thanh Nga, hỗ trợ chuyên môn chính cho đề tài. Trong quá

trình làm khóa luận, khi gặp khó khăn thầy luôn đưa ra hướng đi để em có thể hoàn thiện

đề tài, chuẩn bị và giúp em thực nghiệm sư phạm.

- Thầy ThS. Hoàng Phước Muội, phó phòng chuyên môn Trường THCS – THPT

Hoa Sen đã hỗ trợ rất nhiều từ xây dựng, chuẩn bị và giúp em thực nghiệm sư phạm để

đánh giá tính khả thi của dự án.

- Anh Trần Ngọc Tiến Phát đã bên cạnh hỗ trợ, giúp đỡ, cổ vũ và động viên em rất

nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này.

Cuối cùng, em xin gửi lời cám ơn của mình đến gia đình, bạn bè đã luôn sát cánh,

giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

này.

TPHCM, 10 tháng 7 năm 2020

Lê Bích Liên

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

ii

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ........................................................................... Error! Bookmark not defined.

1. Lí do chọn đề tài .................................................................................................. 1

2. Mục đích của đề tài ............................................................................................. 2

3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu ................................................. 2

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

3.2. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 2

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

5. Nhiệm vụ nghiên cứu .......................................................................................... 3

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

6.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận ................................................................. 3

6.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ........................................................... 4

6.3. Phương pháp thống kê toán học .................................................................. 4

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ DẠY HỌC THÍ NGHIỆM VẬT

LÍ GẮN KẾT CUỘC SỐNG HỌC SINH ................................................................... 5

1.1. Thí nghiệm vật lí ................................................................................................. 5

1.1.1. Khái niệm thí nghiệm vật lí .................................................................... 5

1.1.2. Chức năng của thí nghiệm vật lí trong dạy học .................................... 5

1.1.3. Phân loại thí nghiệm vật lí trong dạy học ............................................. 9

1.2. Thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống học sinh. ............................................... 11

1.2.1. Khái niệm thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống học sinh. ...................... 11

1.2.2. Vai trò của thí nghiệm gắn kết cuộc sống sử dụng trong dạy học vật lí

............................................................................................................................ 11

1.2.3. Tiến trình xây dựng thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống học sinh ....... 12

1.2.4. Tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống ...... 13

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

iii

1.3. Năng lực vật lí ................................................................................................... 16

1.3.1. Khái niệm năng lực ................................................................................. 16

1.3.2. Khái niệm năng lực vật lí ........................................................................ 16

1.3.3. Biểu hiện năng lực vật lí của học sinh ................................................... 17

1.3.4. Biện pháp phát huy năng lực vật lí của học sinh................................... 18

1.3.5. Bảng tiêu chí đánh giá năng lực vật lí của học sinh ............................. 19

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................................ 26

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC THÍ NGHIỆM GẮN KẾT CUỘC SỐNG

MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN NHIỆT HỌC – VẬT LÍ 10 .................................... 27

2.1. Phân tích nội dung kiến thức phần Nhiệt học – Vật lí 10 ............................. 27

2.2. Thiết kế một số thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong phần Nhiệt học – vật lí

10 32

2.2.1. Bộ thí nghiệm khảo sát ba định luật chất khí ........................................ 33

2.2.1.1. Thí nghiệm định tính ......................................................................... 33

2.2.1.2. Thí nghiệm định lượng khảo sát ba định luật chất khí ..................... 52

2.2.2. Mô hình động cơ Stirling ........................................................................ 62

2.3. Xây dựng tiến trình dạy học có sử dụng các thí nghiệm gắn kết cuộc sống

phần Nhiệt học – Vật lí 10 ...................................................................................... 69

2.3.1. Kế hoạch dạy học bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle-

Mariotte” ............................................................................................................ 69

2.3.2. Tổ chức dạy học bài “Quá trình đẳng tích. Định luật Charles” ........... 82

2.4. Đánh giá năng lực Vật lí của học sinh trong dạy học một số thí nghiệm gắn

kết cuộc sống trong phần Nhiệt học – Vật lí 10 .................................................... 93

2.4.1. Công cụ đánh giá năng lực Vật lí của học sinh trong dạy học bài “Quá

trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte” ................................................. 93

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

iv

2.4.2. Công cụ đánh giá năng lực Vật lí của học sinh trong dạy học bài “Quá

trình đẳng tích. Định luật Charles” .................................................................. 99

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .......................................................................................... 106

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................ 107

3.1. Mục đích thực nghiệm ................................................................................... 107

3.2. Đối tượng thực nghiệm .................................................................................. 107

3.3. Phương pháp thực nghiệm ............................................................................ 107

3.4. Diễn biến thực nghiệm sư phạm ................................................................... 107

3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ...................................................... 119

3.5.1. Kết quả thực nghiệm sư phạm .............................................................. 119

3.5.2. Đánh giá định tính năng lực Vật lí ....................................................... 119

3.5.3. Đánh giá định lượng năng lực Vật lí ................................................... 124

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .......................................................................................... 128

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 129

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 131

PHỤ LỤC ................................................................................................................... 132

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Nội dung

Đại học Sư phạm ĐHSP

Giáo viên GV

Học sinh HS

Nhà xuất bản NXB

Sách giáo khoa SGK

Trung học cơ sở THCS

Trung học phổ thông THPT

Thành phố Hồ Chí Minh TP HCM

Tiến sĩ TS

Tài liệu hướng dẫn TLHD

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Bong bóng co, giãn trong xi lanh khi kéo, đẩy pittong ................................ 35

Hình 2.2: Nước được hút vào chai khi bóp, thả chai ................................................... 38

Hình 2.3: Thí nghiệm tách lòng đỏ trứng gà ................................................................ 40

Hình 2.4: Thí nghiệm mẹo bỏ trứng luộc vào lọ cổ nhỏ. .............................................. 43

Hình 2.5: Thí nghiệm lon nước biến dạng. ................................................................... 45

Hình 2.6: Thí nghiệm dòng nước chảy ngược. ............................................................. 48

Hình 2.7: Thí nghiệm bơm bong bóng từ chai nhựa .................................................... 50

Hình 2.8: Thí nghiệm khảo sát định luật Boyle – Mariotte. ......................................... 54

Hình 2.9: Thí nghiệm khảo sát định luật Charles. ....................................................... 55

Hình 2.10: Thí nghiệm khảo sát định luật Gay luysac. ................................................ 56

Hình 2.11: Mô hình động cơ Stirling ............................................................................ 67

Hình 3.1: Giáo viên chuẩn bị những dụng cụ cần thiết theo tiến trình dạy học ... Error!

Bookmark not defined.

Hình 3.2: Giáo viên ổn định lớp ................................................................................. 108

Hình 3.3: Học sinh đọc sgk và vẽ sơ đồ tư duy............... Error! Bookmark not defined.

Hình 3.4: Một nhóm lên đại diện thuyết trình sơ đồ tư duy ....................................... 110

Hình 3.5: GV giao nhiệm vụ và hướng dẫn HS làm thí nghiệm quả bong bóng co, giãn.

..................................................................................................................................... 111

Hình 3.6: Học sinh điền thông tin vào phiếu học tập ................................................. 111

Hình 3.7: Học sinh làm thí nghiệm quả bong bóng .................................................... 112

Hình 3.8: Học sinh hoàn thành phiếu học tập số 1 .................................................... 112

Hình 3.9: Học sinh báo cáo kết quả thu được ở thí nghiệm quả bong bóng và đưa ra dự

đoán. ............................................................................................................................ 113

Hình 3.10: Giáo viên giới thiệu dụng cụ thí nghiệm kiểm chứng dự đoán ................ 113

Hình 3.11: Học sinh thảo luận thiết kế phương án thí nghiệm .................................. 114

Hình 3.12: Phương án thí nghiệm của nhóm 1, nhóm 3. ............................................ 114

Hình 3.13: Học sinh vẽ sơ đồ thí nghiệm ................................................................... 115

Hình 3.14: Học sinh thuyết trình phương án thí nghiệm ............................................ 115

Hình 3.15: Học sinh nhóm 5, nhóm 1 thực hiện thí nghiệm ....................................... 116

Hình 3.16: Học sinh xử lí số liệu vào phiếu học tập số 2 ........................................... 117

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

vii

Hình 3.17: Học sinh báo cáo kết quả thực hành thí nghiệm của nhóm. .................... 118

Hình 3.18: Học sinh giải quyết tình huống ................................................................. 118

Hình 3.19: Sơ đồ tư duy nhóm 1. ................................................................................ 120

Hình 3.20: Học sinh nhóm 2 phân tích thí nghiệm mở đầu. ....................................... 120

Hình 3.21: Học sinh nhóm 3 đang thảo luận đề xuất dự đoán ................................... 121

Hình 3.22: Sơ đồ thiết kế nhóm 2 ............................................................................... 122

Hình 3.23: Học sinh xử lí số liệu thu được. ................................................................ 123

Hình 3.24: Đại diện nhóm 1 lên giải quyết tình huống .............................................. 124

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ

Bảng 1.1: Bảng tiêu chí đánh giá năng lực vật lí của học sinh .................................... 19

Bảng 2.1: Dụng cụ các thí nghiệm định tính .................. Error! Bookmark not defined.

Bảng 2.2: Dụng cụ thí nghiệm định lượng khảo sát ba định luật chất khí ................... 52

Bảng 2.3: Bảng số liệu thu được của thí nghiệm khảo sát định luật Boyle Mariotte ... 56

Bảng 2.4: Bảng số liệu thu được của thí nghiệm khảo sát định luật Charles ....... Error!

Bookmark not defined.

Bảng 2.5: Bảng số liệu thu được của thí nghiệm khảo sát định luật Gay luysac .. Error!

Bookmark not defined.

Bảng 2.6: Các dụng cụ để chế tạo động cơ Stirling ..................................................... 62

Bảng 2.7: Các vật liệu để chế tạo động cơ Stirling ...................................................... 63

Bảng 2.8: Bảng tiêu chí đánh giá năng lực vật lí của học sinh trong dạy học bài “Quá

trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte” .............................................................. 93

Bảng 2.9: Bảng tiêu chí đánh giá năng lực vật lí của học sinh trong dạy học bài “Quá

trình đẳng tích. Định luật Charles” .............................................................................. 99

Bảng 3.1: Bảng đánh giá năng lực vật lí của học sinh ............................................... 119

Bảng 3.2: Bảng đánh giá định lượng năng lực vật lí của học sinh ............................ 124

Bảng 3.3: Các mức độ đạt được năng lực vật lí của học sinh. ................................... 125

Bảng 3.4: Mức độ đạt được năng lực thành tố thứ 1 của học sinh. ........................... 125

Bảng 3.5: Mức độ đạt được năng lực thành tố thứ 2 của học sinh. ........................... 126

Bảng 3.6: Mức độ đạt được năng lực thành tố thứ 3 của học sinh. ........................... 127

Sơ đồ 1.1: Tiến trình xây dựng thí nghiệm gắn kết cuộc sống ...................................... 12

Sơ đồ 1.2: Tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống ..................... 14

Sơ đồ 2.1: Nguyên lí hoạt động của động cơ ................................................................ 32

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

1

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Chúng ta đang ở thế kỉ 21, thế kỉ mà tri thức và trí tuệ sáng tạo của con người được

coi là yếu tố quan trọng quyết định sự phát triển của xã hội. Nước ta đang trên đà phát

triển và hội nhập với các nước trong khu vực và trên thế giới. Sự phát triển kinh tế - xã

hội trong bối cảnh toàn cầu hóa đặt ra những yêu cầu mới đối với người lao động, do đó

cũng đặt ra những yêu cầu mới cho sự nghiệp giáo dục thế hệ trẻ và đào tạo nguồn nhân

lực. Mục tiêu của Chương trình giáo dục phổ thông 2018 là dạy học phát triển phẩm

chất và năng lực, trong đó chú trọng phát triển các năng lực đặc thù gắn với môn học.

Để phát triển năng lực vật lí, mà quan trọng là thành tố tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ

vật lí, chương trình nhấn mạnh tăng cường các giờ thực hành, thí nghiệm.

Do những yêu cầu về đổi mới phương pháp dạy học, việc trang bị đầy đủ các

phương tiện dạy học ở các trường phổ thông trở nên rất cấp thiết, và tùy từng bộ môn

mà có những phương tiện dạy học phù hợp với việc đổi mới phương pháp dạy học. Vật

lí là một môn khoa học thực nghiệm, các kiến thức mới trong sách giáo khoa Vật lí trung

học phổ thông chủ yếu được hình thành thông qua các thí nghiệm và thực hành. Vì thế,

các phương tiện thí nghiệm Vật lí đóng vai trò quan trọng trong việc đổi mới phương

pháp dạy học Vật lí hiện nay. Thực tế ở nước ta, các phương tiện dạy học Vật lí còn hạn

chế, một số nội dung thí nghiệm trong sách giáo khoa còn chưa có dụng cụ thí nghiệm,

việc sử dụng các thí nghiệm gắn kết cuộc sống của học sinh còn rất khó khăn. Có một

số công trình nghiên cứu đã thiết kế một số thí nghiệm rất hay nhưng chưa thực sự đem

thí nghiệm vào việc dạy học và chưa thực sự gắn kết với cuộc sống học sinh. Chẳng hạn

như:

+ “Các phương tiện dạy học hiện đại trong dạy học vật lí” tác giả Hà Văn Hùng –

Trường ĐHSP Vinh.

+ “Những thực nghiệm khoa học lí thú, bổ ích, dễ làm”, Vũ Bội Tuyền, Văn Thị

Đức – Nhà xuất bản Thanh niên.

+ “Thí nghiệm vật lí với dụng cụ tự làm từ chai nhựa và vỏ lon” tác giả Nguyễn

Ngọc Hưng – Trường ĐHSP Hà Nội.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

2

+ “Trò chơi vật lí trong trường phổ thông”, B.F.Bilimovich, NXB Đại học quốc

gia Hà Nội.

Theo chương trình sách giáo khoa Vật lí lớp 10, nội dung phần Nhiệt học có rất

nhiều ứng dụng trong thực tế, có hai bộ thí nghiệm phục vụ dạy học phần này là thí

nghiệm khảo sát định luật Boyle – Mariotte và khảo sát định luật Charles, tuy nhiên độ

bền và độ chính xác còn nhiều hạn chế. Ngoài ra, các kiến thức khác chưa có thí nghiệm

hỗ trợ, gây ra khó khăn trong dạy học. Theo chương trình giáo dục phổ thông mới ban

hành năm 2018: “Thí nghiệm, thực hành đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hình

thành khái niệm, quy luật, định luật Vật lí”. Chính vì vậy, việc tăng cường các thiết bị

hướng tự làm gắn kết cuộc sống, sử dụng trong hoạt động dạy học có nhiều ưu điểm:

khắc phục tình trạng học chay, học qua thí nghiệm mô phỏng hiện nay, vừa giúp học

sinh được tìm tòi, khám phá ra kiến thức, phát triển năng lực vật lí của bản thân vừa phát

triển được các năng lực chung (năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ và tự học,

năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo).

Đó là lí do chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài “Xây dựng và sử dụng thí nghiệm vật

lí gắn kết cuộc sống trong dạy học phần Nhiệt học - Vật lí 10”.

2. Mục đích của đề tài

Xây dựng được một số thí nghiệm gắn kết cuộc sống và sử dụng trong dạy học

phần Nhiệt học – Vật lí 10 THPT nhằm phát triển năng lực vật lí của học sinh.

3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

3.1. Đối tượng nghiên cứu

- Hoạt động dạy học nội dung kiến thức phần Nhiệt học – Vật lí 10.

- Cách thức tổ chức hoạt động dạy học sử dụng thí nghiệm dạy học môn Vật lí 10.

3.2. Phạm vi nghiên cứu

- Nội dung kiến thức phần Nhiệt học – Vật lí 10.

4. Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được một số thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống và sử dụng trong

dạy học giải quyết vấn đề thì sẽ phát triển được năng lực vật lí của học sinh.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

3

5. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về phương tiện dạy học thí nghiệm trong dạy học Vật lí

ở trường trung học phổ thông.

- Nghiên cứu nội dung phần Nhiệt học chương trình Vật lí 10.

- Nghiên cứu các thí nghiệm ứng với từng cơ sở kiến thức phần Nhiệt học.

- Nghiên cứu cách lồng ghép kiến thức trong quá trình hướng dẫn học sinh làm

thiết bị.

- Thiết kế, chế tạo bộ dụng cụ thí nghiệm sử dụng dạy học phần Nhiệt học chương

trình Vật lí 10.

- Xây dựng tiến trình dạy học sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong phần

Nhiệt học – Vật lí 10.

- Xây dựng mẫu phiếu học tập, phiếu theo dõi, thông tin bổ sung và các công cụ

hỗ trợ cho học sinh.

- Xây dựng bảng công cụ kiểm tra đánh giá năng lực Vật lí của học sinh.

- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá giả thuyết khoa học.

6. Phương pháp nghiên cứu

6.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu và nắm vững mục tiêu chung trong giáo dục, mục tiêu giáo dục của

môn Vật lí ở trường phổ thông hiện nay.

- Nghiên cứu các tài liệu về tâm lí học, lí luận dạy học phổ thông, lí luận dạy học

hiện đại, các văn kiện đại hội Đảng về đổi mới giáo dục, các bài báo, tạp chí có liên

quan…

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học thí nghiệm Vật lí ở trường phổ thông. Từ đó

hình thành ý tưởng xây dựng bộ thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học phần Nhiệt

học chương trình Vật lí 10.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

4

- Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên và các tài liệu

có liên quan để xác định kiến thức, kĩ năng, thái độ mà học sinh cần nắm vững. Từ đó

định hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh.

6.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tiến hành dạy thực nghiệm ở trường phổ thông theo quy trình, phương pháp và

cách tổ chức tiến trình dạy học đã đề xuất.

- Phân tích kết quả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm từ đó rút ra kết

luận của đề tài.

- Phương tiện: phiếu khảo sát, phiếu đánh giá, dụng cụ ghi chép, ghi hình.

6.3. Phương pháp thống kê toán học

- Sử dụng các phương pháp thống kê, mô tả toán học để trình bày kết quả thực

nghiệm sư phạm.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

5

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ DẠY HỌC THÍ NGHIỆM VẬT LÍ

GẮN KẾT CUỘC SỐNG HỌC SINH

1.1. Thí nghiệm vật lí

1.1.1. Khái niệm thí nghiệm vật lí

- Tác giả Nguyễn Đức Thâm định nghĩa: “Thí nghiệm Vật lí 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.”[9]

- Theo tác giả Nguyễn Đăng Thuấn, TN vật lí có một số đặc điểm sau [8]:

+ Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và được thiết lập có chủ định

sao cho thông qua thí nghiệm, có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được

giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết. Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần

được xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối tượng cần

nghiên cứu và phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động.

+ Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên cứu

sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi.

+ Các điều kiện của thí nghiệm phải được khống chế, kiểm soát đúng như dự định

nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân

tích thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng

của các nhiễu (nghĩa là loại bỏ tối đa một số điều kiện để không làm xuất hiện các tính

chất, các mối quan hệ không được quan tâm).

+ Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát được các biến

đổi của đại lượng nào đó do sự biến đổi của các đại lượng khác. Điều này đạt được nhờ

các giác quan của con người và sự hỗ trợ của các phương tiện quan sát, đo đạc.

+ Có thể lặp lại được thí nghiệm. Điều này có nghĩa là: với các thiết bị thí nghiệm,

các điều kiện thí nghiệm như nhau thì khi bố trí lại hệ thí nghiệm, tiến hành lại thí

nghiệm, hiện tượng, quá trình vật lí phải diễn ra trong TN giống như ở các lần TN trước.

1.1.2. Chức năng của thí nghiệm vật lí trong dạy học

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

6

- Thí nghiệm vật lí đóng vai trò quan trọng trong việc dạy và học vật lí của giáo

viên và học sinh. Việc hiểu rõ chức năng của thí nghiệm vật lí giúp chúng ta hiểu được

sử dụng thí nghiệm vật lí trong dạy học là điều cần thiết, đồng thời giúp chúng ta xác

lập được sẽ sử dụng thí nghiệm ở giai đoạn nào, sử dụng như thế nào, sử dụng kiểu thí

nghiệm nào trong quá trình tổ chức dạy học vật lí.

- Quá trình dạy và học là một quá trình gồm hai hoạt động chính tương tác lẫn nhau

là hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động nhận thức của học sinh. Chính vì vậy, cần

phân tích chức năng của thí nghiệm vật lí trong dạy học trên hai quan điểm: Quan điểm

lí luận nhận thức và quan điểm lí luận dạy học.

- Theo quan điểm của lí luận nhận thức , trong Giáo trình thí nghiệm trong dạy

học vật lí, thí nghiệm có các chức năng sau [10]:

+ Thí nghiệm là phương tiện để thu nhận tri thức: TN là một phương tiện quan

trọng của hoạt động nhận thức của con người, thông qua TN con người đã thu nhận được

những tri thức khoa học cần thiết nhằm nâng cao năng lực của bản thân để có thể tác

động và cải tạo thực tiễn. Trong dạy học, TN là phương tiện của hoạt động nhận thức

của HS, nó giúp người học trong việc tìm kiếm và thu nhận kiến thức khoa học cần thiết.

Thực tế, trong dạy học nói chung và dạy học VL nói riêng, đối với những bài học có

liên quan đến những hiện tượng, nếu GV giảng dạy theo lối thông báo TN thì HS sẽ thụ

động tiếp nhận kiến thức, nhưng nếu dùng TN thì thông qua TN, HS không những tiếp

thu kiến thức một cách một cách tự lực, mà qua đó làm cho HS tích cực, sáng tạo hơn

trong hoạt động nhận thức, từ đó họ hăng hái tham gia vào công cuộc khám phá kiến

thức mới thông qua TN.

+ Thí nghiệm là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của tri thức: Trong dạy học

VL, TN là một trong những phương tiện tốt để kiểm tra kiến thức VL đã được khái quát

hoá từ lí thuyết. Thực tế cho thấy, từ sự khái quát hoá lí thuyết rồi đưa ra TN để kiểm

tra lí thuyết không những làm cho hoạt động nhận thức của HS tích cực hơn mà còn tạo

được niềm tin về sự đúng đắn của kiến thức mà HS đã lĩnh hội. Như vậy, TN đã góp

phần tích cực vào hoạt động nhận thức của HS, kiểm chứng sự đúng đắn trong suy luận

và những kiến thức mà HS thu nhận được.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

7

+ Thí nghiệm là phương tiện để vận dụng tri thức vào thực tiễn: Trong dạy học

VL, TN không những có vai trò rất lớn trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của

HS, thể hiện ở khía cạnh cung cấp kiến thức, rèn luyện thao tác chân tay, tác động đến

giác quan của HS,... mà TN còn có một vai trò rất lớn khác trong việc giúp HS củng cố

và vận dụng kiến thức một cách vững chắc. Các kiến thức VL được giảng dạy trên lớp

cần phải được khắc sâu trong tiềm thức của HS, theo đó, HS phải thường xuyên củng

cố và vận dụng kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, vấn đề này sẽ được thực hiện

tốt nếu chúng ta biết vận dụng TN để giải quyết, TN VL giúp cho HS có điều kiện vận

dụng những kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, từ đó xoá bỏ dần lối học vẹt, lí

thuyết suông đã tồn tại nhiều năm trước đây.

+ Thí nghiệm là một bộ phận của phương pháp nhận thức vật lí: Đối với phương

pháp thực nghiệm, thí nghiệm có mặt ở nhiều khâu: làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu,

kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết,... Đối với phương pháp mô hình, thí nghiệm

giúp thu thập các thông tin về đối tượng gốc làm cơ sở cho việc xây dựng mô hình, giúp

kiểm tra tính đúng đắn của mô hình được xây dựng và chỉ ra giới hạn áp dụng của tri

thức.

- Theo quan điểm của lí luận dạy học, trong Giáo trình thí nghiệm trong dạy học

vật lí, thí nghiệm có các chức năng sau [10]:

+ Thí nghiệm có thể được sử dụng trong hầu hết các giai đoạn khác nhau của tiến

trình dạy học: từ khâu đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải quyết vấn đề, hình thành kiến

thức, kĩ năng mới, củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng, kĩ xảo của

học sinh. Trong giai đoạn đề xuất vấn đề nghiên cứu, TN tạo điều kiện cho học sinh

nhanh chóng tiếp cận mục tiêu nghiên cứu thông qua việc quan sát hiện tượng và thu

thập số liệu từ thí nghiệm. Trong giai đoạn hình thành kiến thức mới, TN cung cấp các

số liệu làm cơ sở vững chắc để khái quát vật lí, kiểm chứng các giả thuyết hoặc các hệ

quả logic của giả thuyết, từ đó hình thành kiến thức mới. Trong giai đoạn củng cố kiến

thức, kĩ năng cho học sinh, TN có vai trò không những kiểm tra kiến thức, kĩ năng, kĩ

xảo của học sinh mà còn đánh giá được khả năng tự lực, sáng tạo của học sinh trong quá

trình thí nghiệm. Nhờ có TN, niềm tin vào kiến thức được hình thành, từ đó hình thành

thế giới quan khoa học cho HS.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

8

+ Thí nghiệm là phương tiện góp phần phát triển toàn diện nhân cách của học sinh:

Việc sử dụng TN trong dạy học góp phần quan trọng vào việc hoàn thiện những phẩm

chất và năng lực của HS, đưa đến sự phát triển toàn diện cho người học. Trước hết, TN

là phương tiện nhằm góp phần nâng cao chất lượng kiến thức và rèn luyện kĩ năng, kĩ

xảo VL cho HS. Nhờ TN HS có thể hiểu sâu hơn bản chất VL của các hiện tượng, định

luật, quá trình... được nghiên cứu và do đó có khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn

của HS sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn. Thông qua TN, bản thân HS cần phải tư duy cao

mới có thể khám phá ra được những điều cần nghiên cứu. Thực tế cho thấy, trong dạy

học VL, đối với các bài giảng có sử dụng TN, thì HS lĩnh hội kiến thức rộng hơn và

nhanh hơn, HS quan sát và đưa ra những dự đoán, những ý tưởng mới, nhờ đó hoạt động

nhận thức của HS sẽ được tích cực và tư duy của các em sẽ được phát triển tốt hơn.

+ Thí nghiệm là phương tiện góp phần quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật tổng

hợp cho học sinh: Thông qua việc tiến hành TN, HS có cơ hội trong việc rèn luyện kĩ

năng, kĩ xảo thực hành, góp phần thiết thực vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS.

TN còn là điều kiện để HS rèn luyện những phẩm chất của người lao động mới, như:

đức tính cẩn thận, kiên trì, trung thực... Xét trên phương diện thao tác kĩ thuật, chúng ta

không thể phủ nhận vai trò của TN đối với việc rèn luyện sự khéo léo tay chân của HS.

Trong dạy học VL, đối với những bài giảng có TN thì GV cần phải biết hướng HS vào

việc cho họ tự tiến hành TN, có như vậy kiến thức các em thu nhận được sẽ vững vàng

hơn, rèn luyện được cho các em sự khéo léo chân tay, khả năng quan sát tinh tế, tỉ mỉ

hơn và chính xác hơn. Có như thế, khả năng hoạt động thực tiễn của HS sẽ được nâng

cao.

+ Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập của học sinh: TN là

phương tiện gây hứng thú, là yếu tố kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của HS học tập,

nhờ đó làm cho các em tích cực và sáng tạo hơn trong quá trình nhận thức. Chính nhờ

TN và thông qua TN mà ở đó HS tự tay tiến hành các TN, các em sẽ thực hiện các thao

tác TN một cách thuần thục, khơi dậy ở các em sự say sưa, tò mò để khám phá ra những

điều mới, những điều bí ẩn từ TN và cao hơn là hình thành nên những ý tưởng cho những

TN mới. Thông qua TN, nhờ vào sự tập trung chú ý, quan sát sự vật, hiện tượng có thể

tạo cho HS sự ham thích tìm hiểu những đặc tính, quy luật diễn biến của hiện tượng

đang quan sát giúp cho quá trình hoạt động nhận thức của học sinh tích cực hơn.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

9

+ Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức hoạt động của học sinh: TN là

phương tiện tổ chức các hình thức làm việc độc lập hoặc tập thể qua đó góp phần bồi

dưỡng các phẩm chất đạo đức của HS. Qua TN đòi hỏi HS phải làm việc tự lực hoặc

phối hợp tập thể, nhờ đó có thể phát huy vai trò cá nhân hoặc tính cộng đồng trách nhiệm

trong công việc của các em.

+ Thí nghiệm vật lí góp phần đơn giản hóa các hiện tượng và quá trình vật lí: TN

VL góp phần đơn giản hoá hiện tượng, tạo trực quan sinh động nhằm hỗ trợ cho tư duy

trừu tượng của HS, giúp cho HS tư duy trên những đối tượng cụ thể, những hiện tượng

và quá trình đang diễn ra trước mắt họ. Các hiện tượng trong tự nhiên xảy ra vô cùng

phức tạp, có mối quan hệ chằng chịt lấy nhau, do đó không thể cùng một lúc phân biệt

những tính chất đặc trưng của từng hiện tượng riêng lẻ, cũng như không thể cùng một

lúc phân biệt được ảnh hưởng của tính chất này lên tính chất khác. Chính nhờ TN VL

đã góp phần làm đơn giản hoá các hiện tượng, làm nổi bật những khía cạnh cần nghiên

cứu của từng hiện tượng và quá trình VL giúp cho HS dễ quan sát, dễ theo dõi và dễ tiếp

thu bài.

1.1.3. Phân loại thí nghiệm vật lí trong dạy học

- Theo giáo trình thí nghiệm trong dạy học vật lí, mỗi thí nghiệm tiến hành trong

tiết học đều được quy về một trong hai dạng thí nghiệm sau [10]:

a) Thí nghiệm biểu diễn:

- Là thí nghiệm do giáo viên trình bày ở lớp. Căn cứ vào mục đích, có thể chia thí

nghiệm biểu diễn thành 3 loại:

+ Thí nghiệm nêu vấn đề: Thí nghiệm này nhằm nêu lên vấn đề cần nghiên cứu

tạo ra tình huống có vấn đề làm tăng hiệu quả của dạy học.

+ Thí nghiệm giải quyết vấn đề: Thí nghiệm thuộc bài này được thực hiện giải

quyết vấn đề đặt ra sau phần nêu vấn đề. Bao gồm hai loại thí nghiệm:

● Thí nghiệm khảo sát: là thí nghiệm tiến hành nghiên cứu vấn đề đặt ra thông qua

đó giáo viên hướng dẫn học sinh đi đến khái niệm cần thiết.

● Thí nghiệm kiểm chứng: là thí nghiệm dùng đề kiểm tra lại những kết luận được

suy ra từ lí thuyết.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

10

+ Thí nghiệm củng cố: Thí nghiệm thuộc loại này dùng để củng cố kiến thức đã

nghiên cứu bao gồm cả những thí nghiệm nói lên ứng dụng của kiến thức vật lí trong

đời sống và trong kĩ thuật.

b) Thí nghiệm thực hành vật lí

- Là thí nghiệm do tự tay học sinh tiến hành dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Với

dạng thí nghiệm này có nhiều cách phân loại, tùy theo căn cứ để phân loại:

- Căn cứ vào nội dung có thể chia thí nghiệm thực hành thành hai loại:

+ Thí nghiệm thực hành định tính: loại thí nghiệm này có ưu điểm nêu bật bản chất

hiện tượng.

+ Thí nghiệm thực hành định lượng: loại thí nghiệm này có ưu điểm giúp học sinh

nắm được quan hệ giữa các đại lượng vật lí một cách chính xác rõ ràng.

- Căn cứ vào tính chất có thể chia thí nghiệm thành hai loại:

+ Thí nghiệm thực hành khảo sát: loại thí nghiệm này học sinh chưa biết kết quả

thí nghiệm, phải thông qua thí nghiệm mới tìm ra được các kết luận cần thiết. Loại thí

nghiệm này được tiến hành trong khi nghiên cứu kiến thức mới.

+ Thí nghiệm kiểm nghiệm: loại thí nghiệm này được tiến hành kiểm nghiệm lại

những kết luận đã được khẳng định cả về lí thuyết và thực nghiệm nhằm đào sâu vấn đề

hơn.

- Căn cứ vào hình thức tổ chức thí nghiệm, có thể chia thí nghiệm thực hành thành

3 loại:

+ Thí nghiệm thực hành đồng loạt: loại thí nghiệm này tất cả các nhóm học sinh

đều cùng làm một thí nghiệm, cùng thời gian và cùng một kết quả.

+ Thí nghiệm thực hành loại phối hợp: trong hình thức tổ chức này học sinh được

chia thành nhiều nhóm khác nhau, mỗi nhóm chỉ làm thí nghiệm một phần đề tài trong

thời gian như nhau, sau đó phối hợp các kết quả của các nhóm lại sẽ được kết quả cuối

cùng của đề tài.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

11

+ Thí nghiệm thực hành cá thể: trong hình thức tổ chức này các nhóm học sinh

làm thí nghiệm trong cùng thời gian hoặc cùng đề tài nhưng dụng cụ và phương pháp

khác nhau.

1.2. Thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống học sinh.

1.2.1. Khái niệm thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống học sinh.

- Theo tác giả Nguyễn Đăng Thuấn (2018):“Thí nghiệm vật lí gắn kết với cuộc

sống là các thí nghiệm xuất phát từ các vấn đề thực tiễn cuộc sống, được thực hiện bằng

các phương tiện gần gũi, thực hiện trong các hoàn cảnh cuộc sống và trả lời các câu

hỏi vật lí cũng như câu hỏi gần gũi khác từ cuộc sống”.[8]

1.2.2. Vai trò của thí nghiệm gắn kết cuộc sống sử dụng trong dạy học vật lí

- Quá trình dạy và học vật lí ngày nay hướng đến phát triển năng lực vật lí cho học

sinh. Vì vậy, sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học vật lí là điều cần thiết.

Nó tạo điều kiện cho giáo viên – học sinh gắn kết các kiến thức vật lí vào thực tiễn, qua

đó phát triển năng lực vật lí cho học sinh.

- Thông qua các thí nghiệm gắn kết cuộc sống, học sinh không những được rèn

luyện kĩ năng thực hành, kĩ năng thao tác thí nghiệm mà còn rèn luyện được kĩ năng

quan sát hiện tượng, giải thích được các hiện tượng thực tế trong cuộc sống.

- Sự hấp dẫn và gần gũi của các thí nghiệm gắn kết cuộc sống của học sinh. Học

sinh không mất quá nhiều thời gian để làm quen với các dụng cụ thí nghiệm, đồng thời

khơi gợi sự ham thích, ham học hỏi của học sinh. Những thí nghiệm gắn kết cuộc sống

thường dẫn đến những kết quả thú vị, những khía cạnh vật lí thú vị trong cuộc sống, từ

đó khơi gợi cho học sinh sự tò mò, giúp học sinh yêu thích khoa học nói chung và vật lí

nói riêng, qua đó tạo động cơ học tập tốt cho học sinh.

- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống có thể được thực hiện ngoài nhà trường, tạo cơ hội

cho học sinh kết nối, tương tác với xã hội. Hình thành năng lực giao tiếp, kĩ năng sống,

khẳng định được bản thân.

- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống là cơ hội đổi mới dạy và học vật lí theo định hướng

phát triển năng lực học sinh.

- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống hoàn thiện quá trình tư duy của học sinh.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

12

1.2.3. Tiến trình xây dựng thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống học sinh

Dựa trên tiến trình xây dựng thí nghiệm của tác giả Mai Hoàng Phương [7], chúng tôi

điều chỉnh và đưa ra tiến trình xây dựng thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống học sinh

như sau:

Sơ đồ 1.1: Tiến trình xây dựng thí nghiệm gắn kết cuộc sống

- Bước 1: Xuất phát từ một tình huống hay một hiện tượng thực tế trong cuộc

sống liên quan đến thí nghiệm, nghiên cứu nội dung bài học.

Ví dụ: Một hôm em giúp mẹ làm bánh, một trong những nguyên liệu là lòng đỏ

trứng gà nhưng mẹ loay hoay không biết làm sao để tách lòng đỏ trứng gà ra nhanh nhất,

vậy em có cách nào có thể giúp mẹ được không?

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

13

Trên cơ sở nghiên cứu nội dung bài học, GV cần xác định những nội dung kiến

thức nào trong bài học có thể thiết kế TN để hình thành hoặc minh họa kiến thức cho

HS, từ đó có thể đề xuất và lựa chọn phương án TN thích hợp.

- Buớc 2: Lựa chọn ý tưởng thí nghiệm phù hợp.

Ví dụ: Ứng dụng kiến thức quá trình đẳng nhiệt – Định luật Boyle – Mariotte dùng

chai nhựa để tách lòng đỏ trứng.

- Bước 3: Dự trù nguyên vật liệu và thiết kế bản vẽ.

Ví dụ: Sau khi đã có ý tưởng thì sẽ dự trù thí nghiệm cần sử dụng những nguyên

vật liệu nào như chai nhựa,… Thiết kế nên bản vẽ cho thí nghiệm.

- Bước 4: Gia công, chế tạo dụng cụ thí nghiệm.

Khi thiết kế được bản vẽ thí nghiệm, giáo viên sử dụng các dụng cụ để gia công

các vật liệu được sử dụng cho thí nghiệm đó.

- Bước 5: Lắp ráp, vận hành thí nghiệm.

Khi gia công vật liệu xong, bắt đầu tiến hành lắp ráp thí nghiệm hoàn chỉnh.

- Bước 6: Vận hành thử nghiệm và hiệu chỉnh.

Tiến hành thí nghiệm nhiều lần nhằm thu thập số liệu chuẩn, tạo độ ổn định của

thí nghiệm.

1.2.4. Tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống

Hiện nay, phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề được đánh giá có

hiệu quả cao trong việc phát huy tính tích cực, chủ động của người học đồng thời phát

huy được các năng lực cốt lõi của học sinh trong giai đoạn hiện nay. Do đó, phương

pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề được lựa chọn để vận dụng sử dụng phối

hợp các loại hình thí nghiệm vào một tiến trình dạy học cụ thể.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

14

Sơ đồ 1.2: Tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống

Hoạt động 1: Tổ chức tình huống làm nảy sinh vấn đề.

Giáo viên giao cho học sinh một nhiệm vụ có tiềm ẩn vấn đề. Từ cái đã biết và

nhiệm vụ cần giải quyết, học sinh sẽ nảy sinh nhu cầu về cái còn chưa biết, về một cách

giải quyết không có sẵn nhưng có thể tìm tòi, xây dựng được.

Hoạt động 2: Phát biểu vấn đề cần giải quyết.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

15

Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh phát biểu vấn đề cần giải quyết (nêu

câu hỏi cần trả lời, mà câu trả lời cho câu hỏi nêu ra chính là nội dung kiến thức mới cần

xây dựng).

Hoạt động 3: Giải quyết vấn đề.

- Suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề: với sự định hướng của giáo viên, học sinh

trao đổi, thảo luận, suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề: lựa chọn kiến thức đã biết hoặc

đề xuất mô hình giả thuyết có thể vận hành được để đi tới cái cần tìm.

- Thực hiện giải pháp đã suy đoán: khảo sát lí thuyết và hoặc khảo sát thực nghiệm.

- Học sinh vận hành mô hình (kiến thức đã biết, giả thuyết), rút ra kết luận logic

về cái cần tìm; thiết kế phương án thí nghiệm (TN), tiến hành TN, thu thập và xử lí số

liệu cần thiết, rút ra kết luận về cái cần tìm.

- Dùng sách giáo khoa và sơ đồ tư duy để thể hiện kiến thức, nội dung học, học

sinh nhận thức được vấn đề mình cần làm thí nghiệm để kiểm tra.

Hoạt động 4: Kết luận.

- Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh xem xét sự phù hợp giữa kết luận có

được nhờ suy luận lí thuyết (mô hình hệ quả logic) với kết luận có được từ các dữ liệu

thực nghiệm (mô hình xác nhận).

- Khi có sự phù hợp giữa hai kết luận này thì quy nạp chấp nhận kết quả tìm được.

Kết luận vừa tìm được trở thành kiến thức mới.

- Khi không có sự phù hợp giữa hai kết luận này thì:

+ Xem quá trình thực thi thí nghiệm đã đảm bảo các điều kiện của TN chưa.

+ Nếu quá trình thực hành thí nghiệm đã đảm bảo các điều kiện của TN thì xem

lại quá trình vận hành mô hình xuất phát. Nếu quá trình vận hành mô hình không mắc

sai lầm thì sẽ dẫn tới phải bổ sung, sửa đổi mô hình xuất phát, thậm chí phải xây dựng

mô hình mới. Mô hình mới thường khái quát hơn mô hình trước đó, xem mô hình trước

như là trường hợp riêng, trường hợp giới hạn của nó. Điều này cũng có nghĩa là chỉ ra

phạm vi áp dụng của mô hình xuất phát ban đầu.

- Giáo viên chính xác hóa, bổ sung, thể chế hóa kiến thức mới.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

16

Hoạt động 5: Vận dụng, mở rộng

- Vận dụng kiến thức mới đã thu được để giải thích các vấn đề tương tự, các hiện

tượng trong cuộc sống.

1.3. Năng lực vật lí

1.3.1. Khái niệm năng lực

- Năng lực được định nghĩa bằng nhiều cách gắn với các lĩnh vực khác nhau, trong

những tình huống và ngữ cảnh riêng biệt.

- Theo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể 2018: “Năng lực là thuộc tính cá

nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho

phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân

khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,… thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định,

đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể”.[3]

1.3.2. Khái niệm năng lực vật lí

- Năng lực khoa học trong môn Vật lí gọi là năng lực vật lí. Qua các nghiên cứu

có thể thấy định nghĩa về năng lực khoa học có các biểu hiện gần giống với năng lực vật

lí được quy định trong chương trình Giáo dục phổ thông – Chương trình tổng thể. [4]

- Theo Tổ chức Hợp tác Kinh tế và Phát triển, năng lực khoa học là [5]:

(1) Kiến thức khoa học của một cá nhân và sử dụng kiến thức khoa học đó để nhận

biết các câu hỏi, tiếp thu kiến thức mới, giải thích các hiện tượng khoa học và rút ra các

kết luận có vấn đề;

(2) Nhận dạng được vấn đề và rút ra được kết luận có cơ sở về các vấn đề liên quan

đến khoa học;

(3) Hiểu biết của cá nhân về đặc điểm đặc trưng của khoa học;

(4) Nhận thức của cá nhân đó về những ảnh hưởng của khoa học và công nghệ tới

đời sống, vật chất, tinh thần và văn hóa của con người;

(5) Sự sẵn sàng tham gia vào các vấn đề liên quan tới khoa học với tư cách là một

công dân có hiểu biết và tư duy khoa học.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

17

1.3.3. Biểu hiện năng lực vật lí của học sinh

- Theo Chương trình giáo dục phổ thông môn vật lí 2018, biểu hiện cụ thể của năng

lực vật lí của học sinh được thể hiện qua 3 năng lực thành tố [1]:

a) Nhận thức vật lí

- Nhận thức được kiến thức, kĩ năng phổ thông cốt lõi về: mô hình vật lí; năng

lượng và sóng; lực và trường; nhận biết được một số ngành, nghề liên quan đến vật lí,

cụ thể là:

+ Nhận biết và nêu được các đối tượng, khái niệm, hiện tượng, quy luật, quá trình

vật lí.

+ Trình bày được các hiện tượng, quá trình vật lí, đặc điểm, vai trò của các hiện

tượng, quá trình vật lí bằng các hình thức biểu đạt: nói, viết, đo, tính, vẽ, lập sơ đồ, biểu

đồ.

+ Tìm được từ khóa, sử dụng thuật ngữ khoa học, kết nối được thông tin theo logic

có ý nghĩa, lập được dàn ý khi đọc và trình bày các văn bản khoa học.

+ So sánh, lựa chọn, phân loại, phân tích được các hiện tượng, quá trình vật lí theo

các tiêu chí khác nhau.

+ Giải thích được mối quan hệ giữa các sự vật, hiện tượng, quá trình.

+ Nhận ra điểm sai và chỉnh sửa được nhận thức hoặc lời giải thích, đưa ra được

những nhận định có liên quan đến chủ đề thảo luận.

+ Nhận ra được một số ngành nghề phù hợp với thiên hướng của bản thân.

b) Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí

Tìm hiểu một số hiện tượng, quá trình vật lí đơn giản, gần gũi trong đời sống và

trong thế giới tự nhiên; sử dụng được các chứng cứ khoa học để kiểm tra các dự đoán,

lí giải các chứng cứ, rút ra các kết luận, biểu hiện cụ thể là:

+ Đề xuất vấn đề liên quan đến vật lí: Nhận ra và đặt được câu hỏi liên quan đến

vấn đề; phân tích được bối cảnh để đề xuất được vấn đề nhờ kết nối tri thức, kinh nghiệm

đã có và dùng ngôn ngữ của mình để biểu đạt vấn đề đã đề xuất.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

18

+ Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết: phân tích vấn đề để nêu được phán

đoán, xây dựng và phát biểu được giả thuyết cần tìm hiểu.

+ Lập kế hoạch thực hiện: Xây dựng được khung logic nội dung tìm hiểu; lựa chọn

được phương pháp thích hợp (quan sát, thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn, tra cứu tài

liệu).

+ Thực hiện kế hoạch: Thu thập, lưu giữ được dữ liệu từ kết quả tổng quan, thực

nghiệm, điều tra; đánh giá được kết quả dựa trên phân tích, xử lí các dữ liệu bằng các

tham số thống kê đơn giản; so sánh được kết quả với giả thuyết; giải thích rút ra được

kết luận và điều chỉnh khi cần thiết.

+ Viết, trình bày báo cáo và thảo luận: Sử dụng ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ để biểu

đạt được quá trình và kết quả tìm hiểu; viết được báo cáo sau quá trình tìm hiểu; hợp tác

được với đối tác bằng thái độ tích cực và tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá do người

khác đưa ra để tiếp thu tích cực và giải thích, phản biện, bảo vệ được kết quả tìm hiểu

một cách thuyết phục.

+ Đề xuất ý kiến, giải pháp: đề xuất ý kiến vận dụng kết quả tìm hiểu, nghiên cứu

vấn đề nghiên cứu tiếp theo.

c) Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

+ Giải thích, chứng minh được một vấn đề thực tiễn.

+ Đánh giá, phản biện được ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn.

+ Thiết kế được mô hình, lập được kế hoạch, đề xuất và thực hiện được một số

phương pháp hay biện pháp mới.

+ Nêu được giải pháp và thực hiện được một số giải pháp để bảo vệ thiên nhiên,

thích ứng với biến đổi khí hậu, có hành vi, thái độ hợp lí nhằm phát triển bền vững.

1.3.4. Biện pháp phát huy năng lực vật lí của học sinh

- Trong Dạy học phát triển năng lực môn Vật lí THPT, một số biện pháp nhằm

phát huy năng lực vật lí của học sinh:

+ Tăng cường sử dụng các phương pháp dạy học có khả năng giúp học sinh phát

triển năng lực vật lí như dạy học trên cơ sở vấn đề,…

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

19

+ Xây dựng và sử dụng bài tập phát triển năng lực, đặc biệt quan tâm đến bài tập

thực nghiệm và bài tập gắn với thực tiễn. Các bài tập này cũng là cơ hội để người học

thực hiện các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, diễn dịch, quy nạp,…

+ Thường xuyên tổ chức cho học sinh thực hiện các dự án, các hoạt động trải

nghiệm, qua đó phát triển được các kĩ năng của học sinh như điều tra, quan sát, thu thập

thông tin,… tạo thói quen suy nghĩ độc lập, sáng tạo, tính kiên nhẫn khi học tập.

1.3.5. Bảng tiêu chí đánh giá năng lực vật lí của học sinh

Trên cơ sở yêu cầu cần đạt của năng lực vật lí trong chương trình giáo dục môn Vật lí

năm 2018, tham khảo các nghiên cứu “Dạy học và phát triển năng lực môn Vật lí THPT”,

chúng tôi xây dựng các thành tố năng lực, các chỉ số hành vi và mức độ chất lượng của

từng hành vi thuộc năng lực vật lí của học sinh được thể hiện qua bảng 1.1:

Bảng 1.1: Bảng tiêu chí đánh giá năng lực vật lí của học sinh.

Năng lực Chỉ số Các mức độ biểu hiện hành vi

thành tố hành vi Mức 4 Mức 3 Mức 2 Mức 1

1.1. Trình Tự trình bày Trình bày Trình bày Chưa 1. Nhận

bày được các được kiến thức được kiến được kiến trình bày thức vật

kiến thức vật đầy đủ, chính thức với sự thức, được hoặc lí

lí phổ thông xác. trợ giúp nhưng trình bày

của người chưa đầy sai. bằng các

khác. đủ. hình thức

biểu đạt: nói,

viết, vẽ, lập

sơ đồ.

1.2. Mô tả Tự diễn đạt Diễn đạt Tìm được Chưa mô

các tình được tình được tình các từ khóa tả được.

huống (hiện huống thông huống trong tình

tượng, quá các kiến thức thông các huống liên

trình tự vật lí liên quan kiến thức quan đến

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

20

nhiên) thông (gồm tìm ra các vật lí liên các kiến

qua các kiến kiến thức vật lí, quan với sự thức vật lí.

thức vật lí. phân tích mối hỗ trợ của

liên hệ các kiến người

thức, đánh giá, khác.

phản biện).

1.3. Thiết Tự thiết lập, Thiết lập, Thiết lập, Chưa thể

lập, chứng chứng minh chứng chứng hiện được

minh được được kiến thức. minh được minh được hoặc thể

các kiến thức kiến thức kiến thức hiện sai.

vật lí. thông qua nhưng

trợ giúp chưa hoàn

của người chỉnh.

khác (giáo

viên, bạn

bè).

1.4. Nhận ra Lựa chọn được Kể ra được Kể ra được Chưa chỉ

được một số một số ngành, một số một số ra được

ngành, nghề nghề liên quan ngành, ngành, hoặc chỉ

liên quan đến đến kiến thức nghề liên nghề liên chưa

vật lí phù bài học phù hợp quan đến quan đến chính xác.

hợp với thiên với thiên hướng kiến thức kiến thức

hướng của của bản thân vật lí trong vật lí trong

bản thân. (có lí giải). bài học và bài học mà

lí giải không lí

được. giải được.

2.1. Đặt câu Tự đặt ra được Đặt ra được Đặt được Chưa đặt 2. Tìm

hỏi/ vấn đề câu hỏi chính câu hỏi câu hỏi được câu hiểu thế

xác, ngắn gọn. dưới sự hỗ nhưng hỏi hoặc giới tự

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

21

liên quan đến trợ của chưa cụ đặt câu nhiên

vật lí. người thể, diễn hỏi chưa dưới góc

khác. đạt còn dài trúng. độ vật lí

dòng.

2.2. Đề xuất Đưa ra được Đưa ra Đưa ra Chưa đề

được dự dự đoán có căn được dự được dự xuất được

đoán (giả cứ và diến đạt đoán có sự đoán hoặc đề

thuyết) cho ngắn gọn, khoa trao đổi với nhưng xuất chưa

vấn đề. học. bạn bè. chưa có căn chính xác.

cứ.

2.3. Xây Tự xây dựng Xây dựng Xây dựng Chưa đưa

dựng giải được hơn nhiều được giải được 1 ra được

pháp (kế (từ 2 trở nên) pháp (gồm phần giải giải pháp

hoạch thực giải pháp thực lựa chọn pháp. thực hiện.

hiện) gồm: hiện có tính khả phương

thi. pháp + PP thực

nghiên cứu, nghiệm: Đề

lập được kế xuất phương

hoạch thực án TN (dụng

hiện cụ thể) cụ gì, tiến

với sự hỗ hành ra sao,

trợ của thu thập kết

người quả như thế

khác. nào?)

+ PP lí

thuyết: Lựa

chọn kiến

thức đã biết

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

22

và cách thức

biến đổi.

2.4. Thực Tự thực hiện Thực hiện Thực hiện Chưa

hiện giải được giải pháp được giải được một thực hiện

pháp: đảm bảo thời pháp với sự phần giải được.

gian và chất hỗ trợ của pháp (thực PP lí thuyết:

lượng. người hiện được thực hiện các

khác. một số biến đổi, rút

công đoạn ra nhận xét.

trong giải PP thực pháp). nghiệm: Bố

trí TN, tiến

hành TN, thu

thập được

kết quả, xử lí

được số liệu

(qua biểu

thức, đồ

thị…), rút ra

nhận xét.

2.5. Trình Trình bày rõ Trình bày Trình bày Chưa

bày và thảo ràng, lưu loát được kết được kết thực hiện

luận. và thảo luận quả tương quả nhưng được.

tích cực (góp ý đối rõ chưa rõ

xây dựng, tiếp ràng; ràng;

thu tích cực, Thảo luận Chưa tham

giải trình, phản tích cực (có gia thảo

biện, bảo vệ ý

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

23

kiến cá nhân góp ý, giải luận tích

thuyết phục). trình nhưng cực (chưa

chưa thuyết góp ý, tiếp

phục). nhận 1

chiều).

2.6. Đánh giá Tự đánh giá Đánh giá Đánh giá Chưa

quá trình đã được quá trình được quá được quá đánh giá

thực hiện, đề đã thực hiện, đề trình thực trình thực được quá

xuất giới hạn xuất giới hạn áp hiện (ưu, hiện (ưu, trình thực

áp dụng của dụng của kết nhược, nhược, hiện.

kết quả và quả và vấn đề kinh kinh

vấn đề nghiên cứu tiếp nghiệm) và nghiệm).

nghiên cứu theo một cách đề xuất

tiếp theo. rõ ràng, đầy đủ. được giới

hạn áp

dụng của

kết quả khi

có sự hỗ trợ

của người

khác.

3.1. Giải Tự giải thích Giải thích Giải thích Chưa giải 3. Vận

thích được được một cách được với sự được 1 thích dụng

các hiện chính xác, rõ hỗ trợ của phần hiện được. kiến

người tượng tự ràng. tượng. thức, kĩ

khác. nhiên, các năng đã

ứng dụng kĩ học

thuật của

kiến thức

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

24

trong thực

tiễn.

3.2. Giải Tự giải được Giải được Thực hiện Chưa giải

được các bài bài tập theo bài tập với được một được bài

tập vật lí (lí đúng các bước, sự trợ giúp phần lời tập.

tưởng) liên đúng kết quả. của người giải (vận

quan. khác. dụng được

công thức

nhưng sai

đáp số hoặc

vận dụng

sai công

thức).

3.3. Đánh giá Đánh giá tác Đánh giá Chứng Chưa

tác động của động của vấn được tác minh, phản thực hiện

vấn đề thực đề thực tiễn và động của biện được được.

tiễn và đề đề xuất được vấn đề thực ảnh hưởng

xuất được giải pháp giải tiễn và đề của vấn đề

pháp quyết có cơ sở. xuất được thực tiễn. giải

giải quyết giải pháp

(chưa cần nhưng

đến mô hình, chưa có cơ

thiết bị). sở.

3.4. Thiết kế, Thiết kế, chế Thiết kế, Thiết kế, Chưa

chế tạo các tạo, cải tiến mô chế tạo các chế tạo thiết kế

mô hình, hình, thiết bị để mô hình, được thiết được.

thiết bị đáp vận hành tối thiết bị vận bị nhưng

ứng một yêu ưu. hành được chưa hoạt

động hoặc

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

25

cụ thể của theo yêu hoạt động

thực tiễn. cầu. chưa đáp

ứng yêu

cầu.

3.5. Giải Giải thích được Giải thích Giải thích Chưa

thích và đề ra đầy đủ và thực được các được các thực hiện

cách ứng xử hiện được các nguyên tắc nguyên tắc được.

thích hợp với nguyên tắc an ứng xử an ứng xử an

công nghệ và toàn với tự toàn với toàn với

thiên nhiên nhiên và công thiên nhiên thiên nhiên

trong một số nghệ trong học và công và công

tình huống tập và đời sống. nghệ, từ đó nghệ liên

liên quan đến đề xuất quan đến

bản thân, gia được giải kiến thức

đình và cộng pháp ứng (bảo vệ

đồng. xử phù thiên

hợp. nhiên, vận

hành an

toàn thiết bị

công

nghệ…).

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

26

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương 1, chúng tôi trình bày về cơ sở lí luận của dạy học sử dụng thí

nghiệm gắn kết cuộc sống học sinh; Cơ sở lí luận về năng lực Vật lí bảng tiêu chí đánh

giá năng lực Vật lí; Quy trình thiết kế thí nghiệm gắn kết cuộc sống và tiến trình dạy

học có sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống của học sinh.

Đầu tiên chúng tôi làm rõ khái niệm thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống. Sau đó,

chúng tôi nêu rõ chức năng của thí nghiệm vật lí trong dạy học, từ đó nêu lên vai trò của

thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống sử dụng trong dạy học, phân loại thí nghiệm vật lí

trong dạy học, trình bày tiến trình xây dựng thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống và tiến

trình dạy học thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống học sinh.

Sau đó, chúng tôi trình bày khái niệm năng lực vật lí. Cụ thể hơn, chúng tôi đưa ra

các biểu hiện của năng lực vật lí của học sinh, các biện pháp phát huy năng lực vật lí

của học sinh và bảng tiêu chí đánh giá năng lực vật lí của học sinh.

Sau khi nghiên cứu cơ sở lí luận, chúng tôi nhận thấy rằng, dạy học vật lí có sử

dụng các thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống sẽ phát huy được năng lực vật lí cho học

sinh. Trong chương 2 của luận văn, chúng tôi sẽ trình bày chi tiết hơn việc xây dựng các

thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống và tổ chức dạy học một số kiến thức phần Nhiệt học

có sử dụng thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

27

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC THÍ NGHIỆM GẮN KẾT CUỘC SỐNG

MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN NHIỆT HỌC – VẬT LÍ 10

2.1. Phân tích nội dung kiến thức phần Nhiệt học – Vật lí 10

 Thuyết động học phân tử chất khí

- Chất khí được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ, có kích thước rất nhỏ so với khoảng

cách giữa chúng.

- Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động này càng

nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao.

- Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào

thành bình. Mỗi phân tử va chạm vào thành bình tác dụng lên thành bình một lực không

đáng kể, nhưng vô số phân tử khí va chạm vào thành bình tác dụng lên thành bình một

lực đáng kể. Lực này gây áp suất của chất khí lên thành bình.

 Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte

- Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái:

+ Trạng thái của một lượng khí được biểu diễn bằng các thông số trạng thái: áp

suất p, thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T.

+ Lượng khí có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác bằng các quá

trình biến đổi trạng thái (gọi tắt là quá trình).

- Quá trình đẳng nhiệt:

+ Là quá trình biến đổi trạng thái mà trong đó nhiệt độ không thay đổi.

- Định luật Boyle – Mariotte

+ Phát biểu: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ

nghịch với thể tích.

+ Biểu thức: pV = hằng số.

+ Hệ quả:

● Gọi p1, V1 là áp suất và thể tích của chất khí ở trạng thái 1.

● p2, V2 là áp suất và thể tích của chất khí ở trạng thái 2.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

28

Trong quá trình đẳng nhiệt, ta có:

p1V1 = p2V2

- Đường đẳng nhiệt:

+ Khái niệm: Đường đẳng nhiệt là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo

thể tích khi nhiệt độ không đổi.

+ Đồ thị đường đẳng nhiệt:

Quá trình đẳng tích. Định luật Charles

- Quá trình đẳng tích: Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi gọi là

quá trình đẳng tích.

- Định luật Charles:

+ Phát biểu: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ

𝑝

thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

𝑇

= hằng số. + Biểu thức:

+ Hệ quả:

● Gọi p1, T1 là áp suất và nhiệt độ của chất khí ở trạng thái 1

● p2, T2 là áp suất và nhiệt độ của chất khí ở trạng thái 2

Trong quá trình đẳng tích, ta có:

= 𝑝1 𝑇1 𝑝2 𝑇2

- Đường đẳng tích:

+ Khái niệm: Đường đẳng tích là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo

nhiệt độ khi thể tích không đổi.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

29

+ Đồ thị đường đẳng tích:

Phương trình trạng thái khí lí tưởng – Định luật Gay-lussac

- Khí thực và khí lí tưởng:

+ Khí lí tưởng

 Khái niệm: Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương

tác khi va chạm được gọi là khí lí tưởng.

 Đặc điểm của khí lí tưởng:

 Kích thước các phân tử không đáng kể, có thể bỏ qua.

 Khi chưa va chạm với nhau thì lực tương tác giữa các phân tử rất yếu có

thể bỏ qua.

 Các phân tử chuyển động hỗn loạn, chỉ tương tác khi va chạm với nhau và

va chạm với thành bình.

 Là khí tuân theo đúng các định luật về chất khí đã học.

𝑝

+ Khí thực (chất khí tồn tại trong thực tế): chỉ tuân theo gần đúng các định luật

𝑇

Boyle - Mariotte và Charles. Giá trị của tích p.V và thương thay đổi theo bản chất,

nhiệt độ và áp suất của chất khí.

+ Trong điều kiện áp suất và nhiệt độ không lớn lắm và không đòi hỏi độ chính

xác cao, có thể xem khí thực là khí lí tưởng.

- Phương trình trạng thái khí lí tưởng: Xét một lượng khí nhất định.

Gọi:

+ p1, V1, T1 là áp suất, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của lượng khí ở trạng thái 1.

+ p2, V2, T2 là áp suất, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của lượng khí ở trạng thái 2.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

30

𝑝𝑉

Khi đó ta có: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng:

𝑇

𝑝1𝑉1 𝑇1

𝑝2𝑉2 𝑇2

= => = hằng số.

- Quá trình đẳng áp: Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá

trình đẳng áp.

- Định luật Gay – lussac:

+ Phát biểu: Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ

𝑉

thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

𝑇

𝑉1 𝑇1

𝑉2 𝑇2

+ Biểu thức: = hằng số. => =

- Đường đẳng áp:

+ Khái niệm: Đường đẳng áp là đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo

nhiệt độ khi áp suất không đổi.

+ Đồ thị đường đẳng áp:

Nội năng và sự biến thiên nội năng

- Nội năng và sự biến thiên nội năng: Trong nhiệt động lực học, nội năng của một

vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật. Nội năng của một vật

phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.

- Cách làm thay đổi nội năng:

+Thực hiện công:

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

31

Ta cọ xát một miếng kim loại lên mặt bàn.

Sau một thời gian, ta thấy miếng kim loại nóng

lên. Nội năng lại phụ thuộc vào nhiệt độ của vật,

nhiệt độ vật tăng lên, điều đó chứng tỏ nội năng

của miếng kim loại đã tăng lên do thực hiện công.

Ta ấn xuống mạnh và nhanh pittong của xi

lanh chứa khí, thì thể tích khí trong xi lanh giảm

xuống đồng thời nhiệt độ khí cũng tăng lên. Nội năng lại phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt

độ khí trong xi lanh tăng lên điều đó chứng tỏ nội năng của khí đã thay đổi do thực hiện

công. Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác

sang nội năng. Ở 2 ví dụ này, công chuyển hóa thành nội năng.

∆U=A

+ Truyền nhiệt:

Ta bỏ miếng kim loại vào một bình chứa

nước nóng. Khi đó nhiệt độ của miếng kim loại

tăng lên dẫn đến nội năng của vật thay đổi.

Ta có một xi lanh chứa đầy không khí được

bịt kín bởi một pittong. Đem xi lanh đặt trên một

ngọn đèn cồn thì nhiệt độ của khối khí bên trong

tăng lên dẫn đến nội năng thay đổi. Quá trình làm

thay đổi nội năng mà không có sự thực hiện công

lên vật như vậy gọi là quá trình truyền nhiệt. Trong quá trình truyền nhiệt không có sự

chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác, chỉ có truyền nội năng từ vật này

sang vật khác, phần nội năng mà vật tăng thêm hay mất đi gọi là nhiệt lượng (còn gọi

tắt là nhiệt).

∆U=Q

 Các nguyên lí của nhiệt động lực học

- Nguyên lí I nhiệt động lực học: “Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công

và nhiệt lượng mà hệ nhận được”.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

32

Để hệ có thể thực hiện công thì cần phải cung cấp cho nó một nhiệt lượng từ bên

ngoài làm thay đổi nội năng của hệ. Vậy muốn động cơ hoạt động thì cần phải cung cấp

nhiệt lượng cho nó.

∆U = A + Q

- Nguyên lí II nhiệt động lực học:

∆ Cách phát biểu của Rudolf clausius: “Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang

vật nóng hơn”.

∆ Cách phát biểu của Sadi Carnot: “Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả

nhiệt lượng nhận được thành công cơ học”

Trong thực tế, các động cơ nhiệt không sử dụng toàn bộ các nhiệt lượng mà nó

nhận được biến thành công cơ học mà bao giờ cũng truyền cho nguồn nhiệt thứ hai một

phần nhiệt lượng mà nó đã nhận được từ nguồn thứ nhất.

- Cấu tạo của động cơ nhiệt:

+ Nguồn nóng cung cấp nhiệt lượng Q1.

+ Bộ phận phát động bao gồm tác nhân là vật trung gian, nhận nhiệt lượng từ nguồn

nóng để sinh công. Ngoài ra, còn có các thiết bị phát động.

Nhiệt lượng do nguồn nóng truyền cho tác nhân không hoàn toàn chuyển hóa

thành công mà được nguồn lạnh hấp thu.

Sơ đồ 2.1: Nguyên lí hoạt động của động cơ

2.2. Thiết kế một số thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong phần Nhiệt học – vật lí 10

Hiện nay ở các trường phổ thông, do cơ sở vật chất còn nhiều hạn chế, nên việc

dạy học chương chất khí lớp 10 vẫn còn được dạy bằng lí thuyết mà không có thí nghiệm.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

33

Nên việc xây dựng bộ thí nghiệm kiểm chứng ba định luật chất khí bằng những dụng cụ

rẻ tiền, dễ kiếm là điều cần thiết.

2.2.1. Bộ thí nghiệm khảo sát ba định luật chất khí

2.2.1.1. Thí nghiệm định tính

a) Mục đích thí nghiệm

- Thí nghiệm “quả bong bóng co giãn”, “hút nước từ chai nhựa”, “mẹo tách lòng

đỏ trứng gà nhanh nhất”: Minh họa định tính về mối quan hệ giữa áp suất và thể tích

của một khối khí xác định khi giữ nguyên nhiệt độ.

- Thí nghiệm “mẹo bỏ trứng luộc vào lọ cổ nhỏ”: Minh họa định tính về mối quan

hệ giữa áp suất và nhiệt độ của một khối khí xác định khi giữ nguyên thể tích.

- Thí nghiệm “lon nước biến dạng”, “dòng nước chảy ngược”, “bơm bong bóng

từ chai”: Minh họa định tính về mối quan hệ giữa thể tích và nhiệt độ, áp suất của một

khối khí xác định.

b) Dụng cụ thí nghiệm

Bảng 2.1: Dụng cụ các thí nghiệm định tính.

Thí nghiệm Dụng cụ Hình ảnh

Quá trình đẳng nhiệt – Định luật Boyle – Mariotte

- Bong bóng

Quả bong bóng co - Ống kim tiêm

giãn.

- Chai nước

Hút nước từ chai - Cốc đựng nước

nhựa.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

34

- Chai nước

Mẹo tách lòng đỏ - Quả trứng gà

trứng gà nhanh nhất.

Quá trình đẳng tích – Định luật charles

- Quả trứng cút chín

Mẹo bỏ trứng luộc - Bình thủy tinh

vào lọ cổ nhỏ.

- Bông tẩm cồn

Phương trình trạng thái – Định luật Gay Lussac

- Lon nước

- Đèn cồn

Lon nước biến dạng.

- Đồ gắp thức ăn

- Nước đá

- Chai thủy tinh

- Ống hút Dòng nước chảy

ngược. - Phẩm màu (nếu có)

- Nút đậy

- Chai nhựa

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

35

- Quả bong bóng Bơm bong bóng từ

chai.

c) Tiến hành thí nghiệm và kết quả

c.1. Quá trình đẳng nhiệt – Định luật Boyle – Mariotte

c.1.1. Thí nghiệm quả bong bóng co giãn

a) Tiến hành thí nghiệm:

- Bước 1: bịt kín đầu ống xi lanh bằng keo nến.

- Bước 2: Bỏ quả bong bóng nhỏ vào ống xi lanh.

- Bước 3: Đặt pittong ở vị trí 60ml.

- Bước 4: Đẩy nhẹ từ từ pittong xuống vị trí 30ml và quan sát kích thước quả bong

bóng.

- Bước 5: Kéo pittong lên vị trí ban đầu và quan sát kích thước quả bong bóng.

Hình 2.1: Bong bóng co, giãn trong xi lanh khi kéo, đẩy pittong

b) Kết quả:

- Khi ta đẩy pittong xuống, quả bong bóng sẽ co lại (thể tích giảm).

- Khi ta kéo pittong lên, quả bong bóng sẽ nở ra (thể tích tăng).

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

36

c) Giải thích:

- Khi ta đẩy pittong xuống, thể tích khí trong xi lanh giảm, mật độ phân tử khí

trong xi lanh tăng lên, do đó áp suất khí cũng tăng lên dẫn đến lực tác dụng của các phân

tử khí lên bề mặt quả bong bóng tăng làm cho bong bóng co lại hay thể tích quả bong

bóng giảm.

- Khi ta kéo pittong lên, thể tích khí trong xi lanh tăng, mật độ phân tử khí trong

xi lanh giảm, do đó áp suất khí cũng giảm xuống dẫn đến lực tác dụng của các phân tử

khí lên bề mặt quả bong bóng giảm làm cho bong bóng nở ra hay thể tích quả bong bóng

tăng lên.

d) Đề xuất sử dụng thí nghiệm:

- Thí nghiệm này có thể được sử dụng trong các giai đoạn làm nảy sinh vấn đề

hoặc giai đoạn vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề khi dạy học nội dung “Quá trình

đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte”.

- Hành vi năng lực hướng đến:

+ Mô tả các tình huống (hiện tượng, quá trình tự nhiên) thông qua các kiến thức

vật lí.

+ Đặt câu hỏi/ vấn đề liên quan đến vật lí.

- Cách thức tổ chức:

Hoạt động của GV Hoạt động của học sinh

+ GV phát phiếu học tập, một cái xi + Lắng nghe hướng dẫn, làm TN và viết

lanh kín có pittong di chuyển và một quả câu trả lời vào phiếu học tập.

bong bóng nhỏ, hướng dẫn HS làm TN

nén khí trong xi lanh đã bịt kín, yêu cầu

HS làm TN và trả lời các câu hỏi ở trong

phiếu học tập:

• Em có nhận xét gì về kích thước - Khi ta đẩy pittong trong xi lanh xuống

quả bong bóng? thì thấy quả bong bóng co lại (thể tích

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

37

• Khối khí trong xi lanh có xác định giảm), khi kéo pittong lên lại vị trí ban

không? đầu thì thấy quả bong bóng giãn ra (thể

• Thông số nào của khối khí không tích tăng).

đổi và thông số nào của khối khí thay đổi? - Khối khí trong xi lanh xác định.

Giải thích? - T không đổi, V giảm, p tăng.Vì:

+ Quan sát HS làm việc để đánh giá. Khi ta đẩy pittong xuống, thể tích khí

trong xi lanh giảm, mật độ phân tử khí

trong xi lanh tăng lên, do đó áp suất khí

cũng tăng lên dẫn đến lực tác dụng của

các phân tử khí lên bề mặt quả bong bóng

tăng làm cho bong bóng co lại hay thể

tích quả bong bóng giảm. Khi ta kéo

pittong lên, thể tích khí trong xi lanh tăng,

mật độ phân tử khí trong xi lanh giảm, do

đó áp suất khí cũng giảm xuống dẫn đến

lực tác dụng của các phân tử khí lên bề

mặt quả bong bóng giảm làm cho bong

bóng nở ra hay thể tích quả bong bóng

tăng lên. + Từ TN trên, em hãy cho cô biết vấn

+ HS suy nghĩ, trả lời: đề mà chúng ta cần giải quyết ở đây là gì?

Từ thí nghiệm trên, ta thấy trong quá + Nhận xét câu trả lời của HS.

trình đẳng nhiệt của một khối khí xác

định, áp suất và thể tích có mối liên hệ với

nhau như thế nào?

c.1.2. Hút nước từ chai nhựa

a) Tiến hành thí nghiệm:

- Bước 1: Bóp chai nhựa biến dạng và úp miệng chai vào nước.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

38

- Bước 2: Đưa chai nhựa về lại hình dạng ban đầu và quan sát hiện tượng xảy ra.

Hình 2.2: Nước được hút vào chai khi bóp, thả chai

b) Kết quả: Nước từ từ được hút vào chai.

c) Giải thích:

- Ban đầu ta bóp chai nhựa và đặt miệng chai vào nước làm cho khí trong chai

không đổi. Khi ta đưa chai nhựa về lại hình dạng ban đầu, thể tích trong chai tăng lên,

khi đó mật độ phân tử khí trong chai sẽ giảm, làm cho áp suất khí trong chai cũng giảm,

tạo ra sự chênh lệch áp suất trong và ngoài miệng chai. Áp suất bên ngoài lớn hơn áp

suất khí bên trong chai, tạo lực đẩy nước từ ngoài vào bên trong chai đến khi nào áp suất

khí bên trong cân bằng với áp suất bên ngoài.

d) Đề xuất sử dụng thí nghiệm:

- Thí nghiệm này có thể được sử dụng trong các giai đoạn làm nảy sinh vấn đề

hoặc giai đoạn vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề khi dạy học nội dung “Quá trình

đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte”.

- Hành vi năng lực hướng đến:

+ Mô tả các tình huống (hiện tượng, quá trình tự nhiên) thông qua các kiến thức

vật lí.

+ Đặt câu hỏi/ vấn đề liên quan đến vật lí.

- Cách thức tổ chức:

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

39

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

+ GV chia lớp thành 6 nhóm, phát + Lắng nghe hướng dẫn, làm TN và viết

phiếu học tập, một chai nhựa, thau nước, câu trả lời vào phiếu học tập.

lọ thủy tinh có chứa quả bong bóng nhỏ,

GV đặt nhiệm vụ cho các nhóm dùng chai

nhựa để lấy nước từ thau nước cho vào lọ

thủy tinh. Nhóm nào lấy được quả bong

bóng trong lọ thủy tinh nhanh nhất là

nhóm đó thắng.

+ GV yêu cầu HS tiến hành TN.

+ Sau khi thực hiện nhiệm vụ, GV

yêu cầu HS mô tả cách để lấy nhiều nước

nhất và trả lời các câu hỏi ở trong phiếu

học tập: - Thể tích khí trong chai tăng khi ta bóp • Em có nhận xét gì về thể tích và áp chai nhựa về lại hình dạng ban đầu, áp suất của khí trong chai trong quá trình suất khí trong chai giảm tạo ra sự chênh nước chảy vào trong chai ? lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài • Khối khí trong chai có thay đổi chai nên nước bị hút vào trong chai. không khi đặt miệng chai vô nước?

- Khối khí trong chai xác định. • Thông số nào của khối khí không

- T không đổi, V tăng, p giảm. Vì: đổi và thông số nào của khối khí thay đổi?

Giải thích? Ban đầu ta bóp chai nhựa và đặt miệng

chai vào nước làm cho khí trong chai + Quan sát HS làm việc để đánh giá.

không đổi. Khi ta đưa chai nhựa về lại

hình dạng ban đầu, thể tích trong chai

tăng lên, khi đó mật độ phân tử khí trong

chai sẽ giảm, làm cho áp suất khí trong

chai cũng giảm, tạo ra sự chênh lệch áp

suất trong và ngoài miệng chai. Áp suất

bên ngoài lớn hơn áp suất khí bên trong

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

40

chai, tạo lực đẩy nước từ ngoài vào bên

trong chai đến khi nào áp suất khí bên

trong cân bằng với áp suất bên ngoài.

+ HS suy nghĩ, trả lời: + Từ TN trên, em hãy cho cô biết vấn

Từ thí nghiệm trên, ta thấy trong quá đề mà chúng ta cần giải quyết ở đây là gì?

trình đẳng nhiệt của một khối khí xác + Nhận xét câu trả lời của HS. định, áp suất và thể tích có mối liên hệ với

nhau như thế nào?

c.1.3. Mẹo tách lòng đỏ trứng gà nhanh nhất

a) Tiến hành thí nghiệm:

- Bước 1: Đập trứng vào dĩa.

- Bước 2: Bóp chai nhựa lại rồi đặt miệng chai nhựa lên lòng đỏ quả trứng.

- Bước 3: Từ từ thả tay thôi bóp chai và quan sát hiện tượng.

Hình 2.3: Thí nghiệm tách lòng đỏ trứng gà

b) Kết quả: Lòng đỏ trứng lọt vào trong chai.

c) Giải thích:

- Ban đầu ta bóp chai nhựa lại và đặt miệng chai lên lòng đỏ trứng, điều này giữ

cho lượng khí trong chai không đổi. Khi ta thôi bóp chai nhựa, thể tích chai nhựa tăng

lên, mật độ phân tử khí trong chai sẽ giảm, làm cho áp suất khí trong chai giảm tạo ra

sự chênh lệch áp suất bên ngoài và bên trong chai. Áp suất khí quyển bên ngoài lớn hơn

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

41

áp suất khí bên trong chai, tạo ra lực đẩy từ ngoài vào trong khiến cho lòng đỏ trứng “tự

chui” vào trong chai.

d) Đề xuất sử dụng thí nghiệm:

- Thí nghiệm này có thể được sử dụng trong các giải đoạn làm nảy sinh vấn đề

hoặc vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề khi dạy học nội dung “Quá trình đẳng

nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte”.

- Hành vi năng lực hướng đến:

+ Mô tả các tình huống (hiện tượng, quá trình tự nhiên) thông qua các kiến thức

vật lí.

+ Đặt câu hỏi/ vấn đề liên quan đến vật lí.

- Cách thức tổ chức:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

+ GV chia lớp thành 6 nhóm, phát + Lắng nghe.

phiếu học tập, một quả trứng, 1 chai nhựa,

GV đặt nhiệm vụ cho các nhóm: “Làm

cách nào để lấy được lòng đỏ trứng gà chỉ

từ một chai nhựa?”

+ GV yêu cầu các nhóm thực hiện + Mô tả lại tiến trình thực hiện:

được mô tả lại tiến trình làm của nhóm Bóp chai nhựa lại rồi đặt miệng chai mình. nhựa lên lòng đỏ quả trứng. Sau đó, từ từ

thả tay thôi bóp chai, khi đó lòng đỏ trứng + GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sẽ lọt vô chai. ở trong phiếu học tập: + Khi ta bóp chai nhựa và đặt miệng chai • Em có nhận xét gì về thể tích và áp lên lòng đỏ trứng, sau đó thôi bóp chai suất của khí trong chai trong quá trình lấy nhựa thì thể tích khí trong chai tăng lên, lòng đỏ trứng? áp suất khí trong chai giảm tạo ra sự • Trong quá trình thực hiện, khối khí chênh lệch áp suất giữa bên ngoài và bên trong chai có xác định không?

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

42

• Thông số nào của khối khí không trong chai nên lòng đỏ trứng bị hút vào

đổi và thông số nào của khối khí thay đổi? trong chai.

Giải thích? + Trong quá trình thực hiện, khối khí

+ Quan sát HS làm việc để đánh giá. trong chai xác định.

+ T không đổi, V tăng, p giảm. Vì:

Ban đầu ta bóp chai nhựa lại và đặt miệng

chai lên lòng đỏ trứng, điều này giữ cho

lượng khí trong chai không đổi. Khi ta

thôi bóp chai nhựa, thể tích chai nhựa

tăng lên, mật độ phân tử khí trong chai sẽ

giảm, làm cho áp suất khí trong chai giảm

tạo ra sự chênh lệch áp suất bên ngoài và

bên trong chai. Áp suất khí quyển bên

ngoài lớn hơn áp suất khí bên trong chai,

+Từ TN trên, em hãy cho cô biết vấn đề tạo ra lực đẩy từ ngoài vào trong khiến

mà chúng ta cần giải quyết ở đây là gì? cho lòng đỏ trứng “tự chui” vào trong

chai.

+ HS suy nghĩ, trả lời:

Từ thí nghiệm trên, ta thấy trong quá

trình đẳng nhiệt của một khối khí xác

định, áp suất và thể tích có mối liên hệ với

nhau như thế nào?

c.2. Quá trình đẳng tích. Định luật charles

c.2.1. Mẹo bỏ trứng luộc vào lọ cổ nhỏ:

a) Tiến hành thí nghiệm:

- Bước 1: Đốt bông đã tẩm cồn và cho vào bình thủy tinh.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

43

- Bước 2: Đặt quả trứng cút lên miệng bình thủy tinh và quan sát hiện tượng xảy

ra.

Hình 2.4: Thí nghiệm mẹo bỏ trứng luộc vào lọ cổ nhỏ.

b) Kết quả: Quả trứng cút sẽ lọt vô bình thủy tinh.

c) Giải thích:

- Khi ta đặt quả trứng lên miệng bình thủy tinh, ta đã cô lập khối khí bên trong

bình. Khi cháy hết ô-xi, nhiệt độ khí bên trong bình giảm xuống làm cho chuyển động

của các phân tử khí trong bình giảm dẫn tới áp suất khí trong bình giảm, tạo ra sự chênh

lệch áp suất bên ngoài và bên trong bình. Áp suất bên ngoài lớn hơn áp suất bên trong

tạo nên lực đẩy từ ngoài vô trong làm cho quả trứng chui lọt vào bên trong bình.

d) Đề xuất sử dụng thí nghiệm:

- Thí nghiệm này có thể được sử dụng trong các giải đoạn làm nảy sinh vấn đề

hoặc giai đoạn vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề khi dạy học nội dung “Quá trình

đẳng tích. Định luật Charles”.

- Hành vi năng lực hướng đến:

+ Mô tả các tình huống (hiện tượng, quá trình tự nhiên) thông qua các kiến thức

vật lí.

+ Đặt câu hỏi/ vấn đề liên quan đến vật lí.

- Cách thức tổ chức:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

44

+ GV chia lớp thành 6 nhóm, phát + HS lắng nghe GV hướng dẫn.

phiếu học tập, bộ TN “mẹo bỏ trứng luộc

vào lọ cổ nhỏ” và hướng dẫn HS làm thí

nghiệm.

+ HS thực hành TN và điền câu trả lời + GV yêu cầu HS làm TN và trả lời vào phiếu học tập. các câu hỏi trong phiếu học tập:

- Khi bông tẩm cồn trong lọ cháy • Em có nhận xét gì về kết quả thí hết, đặt quả trứng cút lên miệng lọ, ta thấy nghiệm? quả trứng cút chui lọt vô lọ. • Khi đặt quả trứng lên miệng lọ,

- Khi đặt quả trứng lên miệng lọ, lượng khí trong lọ có thay đổi hay không?

lượng khí trong lọ không thay đổi. • Thông số nào của khối khí không

đổi và thông số nào của khối khí thay đổi? - V không đổi, T giảm, p giảm. Vì:

Giải thích? Khi ta đặt quả trứng lên miệng bình

+ GV quan sát HS làm việc để đánh thủy tinh, ta đã cô lập khối khí bên trong

giá. bình. Khi cháy hết ô-xi, nhiệt độ khí bên

trong bình giảm xuống làm cho chuyển

động của các phân tử khí trong bình giảm

dẫn tới áp suất khí trong bình giảm, tạo

ra sự chênh lệch áp suất bên ngoài và bên

trong bình. Áp suất bên ngoài lớn hơn áp

suất bên trong tạo nên lực đẩy từ ngoài vô

trong làm cho quả trứng chui lọt vào bên + Từ TN trên, em hãy cho cô biết trong bình. vấn đề mà chúng ta cần giải quyết ở đây

là gì?

+ HS suy nghĩ, trả lời + Thống nhất, điều chỉnh câu trả lời

của học sinh. Từ thí nghiệm trên, ta thấy trong quá

trình đẳng tích của một khối khí xác định,

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

45

áp suất và nhiệt độ tuyệt đối T có mối liên

hệ với nhau như thế nào?

c.3. Phương trình trạng thái – Định luật Gay Lussac

c.3.1. Lon nước biến dạng

a) Tiến hành thí nghiệm:

- Bước 1: Đốt đèn cồn, dùng đồ gắp thức ăn giữ chặt lon. Chuẩn bị một thau nước

đá trước.

- Bước 2: Hơ nóng lon trên ngọn lửa đèn cồn (chú ý tay cầm để không bị phỏng).

- Bước 3: Khi lon đã nóng đều (sau một thời gian), ta nhanh tay úp miệng lon vào

thau nước đá và quan sát hiện tượng xảy ra.

Hình 2.5: Thí nghiệm lon nước biến dạng.

b) Kết quả: lon nước bị biến dạng.

c) Giải thích: Khi ta úp miệng lon vào thau nước đá, khi đó khí trong lon được giữ

không đổi. Khi miệng lon tiếp xúc với nước đá, nhiệt độ khí trong lon lúc này giảm

xuống nhanh, các phân tử khí chuyển động chậm hơn, va chạm vào thành bình ít hơn

làm cho áp suất khí giảm xuống nhanh, sự chênh lệch áp suất giữa bên ngoài và bên

trong lon gây ra áp lực khiến cho lon bị biến dạng.

d) Đề xuất sử dụng thí nghiệm:

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

46

- Thí nghiệm này có thể được sử dụng trong các giải đoạn làm nảy sinh vấn đề

hoặc vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề khi dạy học nội dung “Phương trình trạng

thái khí lí tưởng”.

- Hành vi năng lực hướng đến:

+ Mô tả các tình huống (hiện tượng, quá trình tự nhiên) thông qua các kiến thức

vật lí.

+ Đặt câu hỏi/vấn đề liên quan đến vật lí.

- Cách thức tổ chức:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

+ GV phát phiếu học tập, giới thiệu + HS lắng nghe, quan sát GV làm TN.

bộ thí nghiệm “lon nước biến dạng” gồm

các dụng cụ: lon nước, thau nước đá, lọ

cồn, đồ gắp thức ăn. GV mô tả thí nghiệm

+ HS suy nghĩ, trả lời: lon nước bị và biểu diễn thí nghiệm ngay trên lớp.

biến dạng khi nhúng ngập vào nước lạnh. + GV yêu cầu HS mô tả hiện tượng

+ HS suy nghĩ, điền câu trả lời vào mà mình quan sát được.

phiếu học tập. + GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi

- Khi đốt nóng lon nước rồi úp miệng trong phiếu học tập.

lon nước vào thau nước đá, ta thấy lon • Em có nhận xét gì về kết quả thí nước bị biến dạng. nghiệm?

- Khi đặt miệng lon nước vào thau • Khi đặt miệng lon nước vô thau

nước đá thì lượng khí trong lon xác định. nước đá, lượng khí trong lon có xác định

không? - T giảm, V giảm, p giảm. Vì:

• Các thông số của khối khí thay đổi Khi ta úp miệng lon vào thau nước đá, như thế nào? Giải thích? khi đó khí trong lon được giữ không đổi.

+ GV quan sát HS làm việc để đánh Khi miệng lon tiếp xúc với nước đá, nhiệt

giá. độ khí trong lon lúc này giảm xuống

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

47

nhanh, các phân tử khí chuyển động chậm

hơn, va chạm vào thành bình ít hơn làm

cho áp suất khí giảm xuống nhanh, sự

chênh lệch áp suất giữa bên ngoài và bên

trong lon gây ra áp lực khiến cho lon bị

biến dạng.

+ HS suy nghĩ, trả lời:

Từ thí nghiệm trên, ta thấy cả ba

thông số của khối khí nhiệt độ, áp suất,

thể tích đều thay đổi. Vậy ba thông số đó + Từ TN trên, em hãy cho cô biết có mối quan hệ với nhau như thế nào? vấn đề mà chúng ta cần giải quyết ở đây

là gì?

+ Thống nhất, điều chỉnh câu trả lời

của học sinh.

c.3.2. Dòng nước chảy ngược

a) Tiến hành thí nghiệm:

- Bước 1: Đặt chai thủy tinh ngập trong thau nước nóng.

- Bước 2: Sau khi chai nóng đều sau một thời gian, ta nhanh chóng dùng nút đậy

có gắn sẵn ống hút bịt miệng chai lại.

- Bước 3: Úp ngược chai và đặt đầu còn lại của ống hút vào thau nước màu đã

chuẩn bị sẵn (nên dùng bao tay dày hoặc đồ kẹp để không bị phỏng).

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

48

Hình 2.6: Thí nghiệm dòng nước chảy ngược.

b) Kết quả: Nước chảy vào trong chai thông qua ống hút. Nước dâng lên rất nhanh.

c) Giải thích:

- Khi ta đậy miệng chai lại và úp ngược chai để ống hút cắm vào trong nước, lúc

đó khối khí trong chai được giữ nguyên không đổi. Khi nhiệt độ khí trong chai giảm

dần, các phân tử khí chuyển động chậm hơn nên va chạm vào thành bình ít hơn dẫn đến

áp suất khí trong chai giảm. Áp suất khí quyển lớn hơn áp suất khí trong chai tạo nên

một lực đẩy nước từ ngoài vào trong chai qua ống hút làm cho thể tích khí trong chai

giảm.

d) Đề xuất sử dụng thí nghiệm:

- Thí nghiệm này có thể được sử dụng trong các giải đoạn làm nảy sinh vấn đề

hoặc vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề khi dạy học nội dung “Phương trình trạng

thái khí lí tưởng”.

- Hành vi năng lực hướng đến:

+ Mô tả các tình huống (hiện tượng, quá trình tự nhiên) thông qua các kiến thức

vật lí.

+ Đặt câu hỏi/ vấn đề liên quan đến vật lí.

- Cách thức tổ chức:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

49

+ GV chia lớp thành 6 nhóm, phát + Lắng nghe GV hướng dẫn.

phiếu học tập, bộ TN “dòng nước chảy

ngược” và hướng dẫn HS làm thí nghiệm.

+ GV yêu cầu HS làm TN và trả lời + HS tiến hành thí nghiệm và điền câu các câu hỏi trong phiếu học tập: trả lời vào phiếu học tập:

• Em có nhận xét gì về kết quả thí - Khi đặt đầu ống hút còn lại vào thau nghiệm? nước màu, ta thấy nước chảy vào trong lọ • Khi đặt đầu ống hút còn lại vào thông qua ống hút, nước dâng lên nhanh. thau nước màu, khối khí trong lọ có xác

- Khi đặt đầu ống hút còn lại vào thau định không?

nước màu, khối khí trong lọ xác định. • Các thông số của khối khí thay đổi

như thế nào? Giải thích? - T giảm, p giảm, V giảm. Vì:

+ GV quan sát HS làm việc để đánh Khi ta đậy miệng chai lại và úp ngược

giá. chai để ống hút cắm vào trong nước, lúc

đó khối khí trong chai được giữ nguyên

không đổi. Khi nhiệt độ khí trong chai

giảm dần, các phân tử khí chuyển động

chậm hơn nên va chạm vào thành bình ít

hơn dẫn đến áp suất khí trong chai giảm.

Áp suất khí quyển lớn hơn áp suất khí

trong chai tạo nên một lực đẩy nước từ

ngoài vào trong chai qua ống hút làm cho

thể tích khí trong chai giảm.

+ HS suy nghĩ, trả lời:

+ Từ TN trên, em hãy cho cô biết Từ thí nghiệm trên, ta thấy cả ba thông số

vấn đề mà chúng ta cần giải quyết ở đây của khối khí nhiệt độ, áp suất, thể tích

là gì? đều thay đổi. Vậy ba thông số đó có mối

quan hệ với nhau như thế nào? + Thống nhất, điều chỉnh câu trả lời

của học sinh.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

50

3.3.Bơm bong bóng từ chai

a) Tiến hành thí nghiệm:

- Bước 1: Gắn chặt và sát quả bong bóng vào miệng chai nhựa.

- Bước 2: Đặt chai vào thau nước nóng đủ lâu, sau đó lấy ra và nhung tiếp vào thau

nước lạnh.

Hình 2.7: Thí nghiệm bơm bong bóng từ chai nhựa

b) Kết quả: khi ta đặt chai nước vào thau nước nóng, quả bong bóng căng ra và

khi đặt chai vào thau nước lạnh thì quả bong bóng xẹp đi.

c) Giải thích:

- Khi ta bịt miệng chai bằng bong bóng thì khí trong chai bị giam lại. Khi đặt chai

vào thau nước nóng, nhiệt độ khí trong chai tăng dần lên, khi đó các phân tử khí chuyển

động nhanh hơn nên va chạm vào thành bình và thành vỏ bong bóng nhiều hơn dẫn đến

áp suất khí và thể tích khí trong chai tăng nên làm căng quả bong bóng. Khi đặt chai từ

nước nóng qua nước lạnh, nhiệt độ khí trong chai giảm dẫn đến áp suất và thể tích khí

trong chai cũng giảm làm quả bong bóng xẹp đi.

d) Đề xuất sử dụng thí nghiệm:

- Thí nghiệm này có thể được sử dụng trong các giải đoạn làm nảy sinh vấn đề

hoặc vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề khi dạy học nội dung “Phương trình trạng

thái khí lí tưởng”.

- Hành vi năng lực hướng đến:

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

51

+ Mô tả các tình huống (hiện tượng, quá trình tự nhiên) thông qua các kiến thức

vật lí.

+ Đặt câu hỏi/ vấn đề liên quan đến vật lí.

- Cách thức tổ chức:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

+ GV chia lớp thành 6 nhóm, phát + Lắng nghe GV hướng dẫn.

phiếu học tập, bộ TN “bơm bong bóng từ

chai” và hướng dẫn HS làm thí nghiệm.

+ GV yêu cầu HS làm TN và trả lời + HS tiến hành thí nghiệm và điền câu các câu hỏi trong phiếu học tập: trả lời vào phiếu học tập

• Em có nhận xét gì về kết quả thí - Khi đặt chai vô thau nước nóng ta nghiệm? thấy quả bong bóng căng ra, khi đặt chai • Khối khí trong chai có xác định vô thau nước lạnh thì quả bong bóng xẹp không? đi. • Các thông số của khối khí thay đổi

- Khối khí trong chai xác định. như thế nào? Giải thích?

- T giảm, p giảm, V giảm. Vì: + GV quan sát HS làm việc để đánh

giá. Khi ta bịt miệng chai bằng bong bóng

thì khí trong chai bị giam lại. Khi đặt chai

vào thau nước nóng, nhiệt độ khí trong

chai tăng dần lên, khi đó các phân tử khí

chuyển động nhanh hơn nên va chạm vào

thành bình và thành vỏ bong bóng nhiều

hơn dẫn đến áp suất khí và thể tích khí

trong chai tăng nên làm căng quả bong

bóng. Khi đặt chai từ nước nóng qua nước

lạnh, nhiệt độ khí trong chai giảm dẫn

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

52

+ Từ TN trên, em hãy cho cô biết đến áp suất và thể tích khí trong chai cũng

vấn đề mà chúng ta cần giải quyết ở đây giảm làm quả bong bóng xẹp đi.

là gì? + HS suy nghĩ, trả lời:

+ Thống nhất, điều chỉnh câu trả lời Từ thí nghiệm trên, ta thấy cả ba thông

của học sinh. số của khối khí nhiệt độ, áp suất, thể tích

đều thay đổi. Vậy ba thông số đó có mối

quan hệ với nhau như thế nào?

2.2.1.2. Thí nghiệm định lượng khảo sát ba định luật chất khí

a) Mục đích làm thí nghiệm

-Thí nghiệm khảo sát định luật Boyle – Mariotte: Nghiên cứu về mối quan hệ giữa

áp suất và thể tích của một khối khí nhất định khi giữ nguyên nhiệt độ.

- Thí nghiệm khảo sát định luật Charles: nghiên cứu về mỗi quan hệ giữa áp suất

và nhiệt độ của một khối khí nhất định khi giữ nguyên thể tích.

- Thí nghiệm khảo sát định luật Gay-lussac: nghiên cứu về mối quan hệ giữa thể

tích và nhiệt độ của một khối khí nhất định khi giữ nguyên áp suất.

b) Dụng cụ thí nghiệm

Bảng 2.2: Dụng cụ thí nghiệm định lượng khảo sát ba định luật chất khí

Thiết bị, vật liệu Số lượng/kích Hình ảnh

thước

Ống dây nối 01

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

53

Ống kim tiêm 01/60cc

Ống nghiệm có nhánh 02/35ml

Nhiệt kế 01

Áp kế 01

Giá đỡ 01

Nút đậy có khoét lỗ 02

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

54

c) Cách thức lắp ráp và tiến trình thực hiện thí nghiệm

c.1. Thí nghiệm khảo sát định luật Boyle – Mariotte

Hình 2.8: Thí nghiệm khảo sát định luật Boyle – Mariotte.

Cách thức lắp ráp:

- Bước 1: Dùng ống kim tiêm nối với một ống nghiệm thông qua ống dây nối cao

su.

- Bước 2: Gắn áp kế vào ống nghiệm bằng nút đậy và đặt vào giá đỡ.

Tiến trình thực hiện thí nghiệm:

- Bước 1: Để pittong ở vạch mức 60ml.

- Bước 2: Ta đẩy pittong từ từ xuống vạch mức 55ml, sau đó quan sát giá trị áp kế

và ghi vào bảng số liệu. Thực hiện đo 5 lần, mỗi lần giảm thể tích khí trong xi lanh đi

5ml.

Lưu ý: Thể tích của khí chính là bằng tổng thể tích của ống thí nghiệm và ống kim

tiêm. Áp suất khí lúc này bằng tổng áp suất khí quyển và giá trị áp kế.

c.2. Thí nghiệm khảo sát định luật Charles

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

55

Hình 2.9: Thí nghiệm khảo sát định luật Charles.

 Cách thức lắp ráp:

- Bước 1: Nối hai ống nghiệm lại với nhau bằng một ống dây nối cao su.

- Bước 2: Gắn nhiệt kế vào một ống nghiệm nhờ nút đậy.

- Bước 3: Gắn áp kế vào ống nghiệm còn lại nhờ nút đậy và đặt vào giá đỡ.

 Tiến trình thực hiện thí nghiệm:

- Bước 1: Để bộ thí nghiệm vào thau nước, đổ từ từ nước nóng vào thau.

- Bước 5: Quan sát số chỉ nhiệt kế, giá trị của áp kế và ghi vào bảng số liệu.

Lưu ý: Nhiệt độ tính theo đơn vị Kelvin. Giá trị áp suất khí trong ống bằng tổng

áp suất khí quyển và giá trị trên áp kế.

c.3. Thí nghiệm khảo sát định luật Gay – luysac

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

56

Hình 2.10: Thí nghiệm khảo sát định luật Gay luysac.

 Cách thức lắp ráp:

- Bước 1: Gắn ống kim tiêm 12ml vào ống thí nghiệm thông qua ống dây nối cao

su.

- Bước 2: Gắn nhiệt kế vào ống thí nghiệm bằng nút đậy và đặt vào giá đỡ.

 Tiến trình thực hiện thí nghiệm:

- Bước 1: Để pittong ở vạch mức 2ml.

- Bước 2: Dùng máy sấy tăng nhiệt độ của khí trong ống. Khi pittong di chuyển

đến vạch mức xác định, quan sát số chỉ nhiệt kế và ghi giá trị vào bảng số liệu.

Lưu ý: Thể tích của khí chính là bằng tổng thể tích của ống thí nghiệm và ống kim

tiêm. Nhiệt độ tính theo đơn vị Kelvin.

d) Đánh giá kết quả

1. Khảo sát định luật Boyle – Mariotte

Lưu ý: p = p0 + pa (mmHg)

V = Vống + Vkt (l); Vống = 0,035 l, p0 = 760 mmHg

Bảng 2.3: Bảng số liệu thu được của thí nghiệm khảo sát định luật Boyle

Mariotte.

Lần V (l) pV ∆pV pa (mmHg) p (mmHg) Vkt (l)

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

57

40 1 800 0,055 0,090 72,00 0,18

92 2 852 0,050 0,085 72,42 0,60

140 3 900 0,045 0,080 72,00 0,18

196 4 956 0,040 0,075 71,70 0,12

254 5 1014 0,035 0,070 70,98 0,84

Trung bình 71,820 0,384

- Xử lí số liệu:

 Tính sai số tỉ đối cực đại bằng công thức:

∆𝑨𝒎𝒂𝒙×𝟏𝟎𝟎 𝑨̅

𝑨𝟏+𝑨𝟐+𝑨𝟑+⋯+𝑨𝒏 𝒏

, với 𝑨̅ = 𝜹𝑨𝒎𝒂𝒙 =

 Ta có: ∆(pV)max = 0,84

pV̅̅̅̅ = 71,820

 Sai số tỉ đối cực đại:

δ(pV)max = ∆(pV)max × 100 pV̅̅̅̅

= = 1,17% 0,84 × 100 71,820

- Nhận xét:

Dựa vào bảng số liệu, ta thấy được tích pV hầu như không đổi khi ta thay đổi thể

tích và áp suất của khí trong ống. Điều này chứng tỏ định luật Boyle – Mariotte là đúng.

- Kết luận:

Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí xác định thì áp suất tỉ lệ nghịch với

thể tích

p~ ⇒ pV = hằng số 1 V

2. Khảo sát định luật Charles

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

58

Lưu ý: p = p0 + pa (mmHg)

p0 = 760 mmHg

Bảng 2.4: Bảng số liệu thu được của thí nghiệm khảo sát định luật Charles.

Lần p (mmHg) t(0C) T (K) p/T ∆p/T pa (mmHg)

1 44 804 311 2,590 0,042 38

2 50 810 317 2,560 0,012 44

3 56 816 322 2,540 0,008 49

4 62 822 330 2,500 0,048 57

5 68 828 337 2,550 0,002 64

Trung bình 2,548 0,022

- Xử lí số liệu:

 Tính sai số tỉ đối cực đại bằng công thức:

∆𝑨𝒎𝒂𝒙×𝟏𝟎𝟎 𝑨̅

𝑨𝟏+𝑨𝟐+𝑨𝟑+⋯+𝑨𝒏 𝒏

, với 𝑨̅ = 𝜹𝑨𝒎𝒂𝒙 =

max

) = 0,048  Ta có: ∆ (p T

= 2,548 p ̅ T

 Sai số tỉ đối cực đại:

𝑚𝑎𝑥

𝑚𝑎𝑥 𝑝 ̅ 𝑇

) ∆ ( 𝑝 𝑇 ) × 100 𝛿 ( = 𝑝 𝑇

= = 1,88% 0,048 × 100 2,548

- Nhận xét:

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

59

Dựa vào bảng số liệu, ta thấy được tỉ số p/T hầu như không đổi khi ta thay đổi

nhiệt độ và áp suất của khí trong ống. Điều này chứng tỏ định luật Charles là đúng.

- Kết luận:

Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ thuận với thể

tích

= hằng số p T

3. Khảo sát định luật Gay – Lussac

Lưu ý: V = Vống + Vkt (ml)

Vống = 35 ml

Bảng 2.5: Bảng số liệu thu được của thí nghiệm khảo sát định luật Gay luysac.

Lần V (ml) t(0C) T (K) V/T ∆V/T Vkt (ml)

1 3 38 314 0,1210 0,0004 41

2 4 39 320 0,1220 0,0014 47

3 5 40 331 0,1210 0,0004 58

4 6 41 341 0,1200 0,0006 68

5 7 42 352 0,1190 0,0016 79

Trung bình 0,1206 0,0009

- Xử lí số liệu:

 Tính sai số tỉ đối cực đại bằng công thức:

∆𝑨𝒎𝒂𝒙×𝟏𝟎𝟎 𝑨̅

𝑨𝟏+𝑨𝟐+𝑨𝟑+⋯+𝑨𝒏 𝒏

, với 𝑨̅ = 𝜹𝑨𝒎𝒂𝒙 =

max

) = 0,0016  Ta có: ∆ (V T

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

60

= 0,1206 ̅ V T

 Sai số tỉ đối cực đại:

max ̅ V T

∆ ( × 100 V ) T 𝛿 ( = V ) T max

= = 1,33% 0,0016 × 100 0,1206

- Nhận xét:

Dựa vào bảng số liệu, ta thấy được tỉ số V/T hầu như không đổi khi ta thay đổi

nhiệt độ và thể tích của khí trong ống.

- Kết luận:

Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí xác định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt

độ tuyệt đối.

= hằng số V T

e) Đề xuất sử dụng thí nghiệm

Dùng các thí nghiệm định lượng để khảo sát 3 định luật chất khí làm cho việc

truyền tải kiến thức vật lí không còn khô khan, nhàm chán, chỉ được học trên lí thuyết

mà không được thực hành. Bên cạnh đó, học sinh có thể chủ động tìm hiểu kiến thức,

giúp học sinh hiểu bài hơn, rèn luyện tính kiên nhẫn và kĩ năng thực hành thí nghiệm

của học sinh.

Thí nghiệm khảo sát định luật Boyle – Mariotte

Thí nghiệm này có thể được sử dụng trong hoạt động giải quyết vấn đề kiểm chứng

mối quan hệ giữa áp suất và thể tích khi giữ nguyên nhiệt độ của một khối khí xác định

trong dạy học bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte”.

Thí nghiệm khảo sát định luật Charles

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

61

Thí nghiệm này có thể được sử dụng trong hoạt động giải quyết vấn đề kiểm chứng

mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối khi giữ nguyên thể tích của một khối khí

xác định trong dạy học bài “Quá trình đẳng tích. Định luật Charles”.

Thí nghiệm khảo sát định luật Gay luysac

Thí nghiệm này có thể được sử dụng trong hoạt động giải quyết vấn đề kiểm chứng

mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối khi giữ nguyên thể tích của một khối khí

xác định trong dạy học bài “Phương trình trạng thái khí lí tưởng”.

- Hành vi năng lực hướng đến:

+ Xây dựng giải pháp (kế hoạch thực hiện) gồm: Đề xuất phương án TN (dụng cụ

gì, tiến hành ra sao, thu thập kết quả như thế nào).

+ Thực hiện giải pháp: Bố trí TN, tiến hành TN, thu thập được kết quả, xử lí được

số liệu (qua biểu thức, đồ thị…), rút ra nhận xét.

- Cách thức tổ chức:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

+ Sau khi đề xuất giả thuyết, GV yêu + HS suy nghĩ đề ra một số phương

cầu HS thiết kế phương án TN để kiểm tra án thí nghiệm để kiểm chứng giả thuyết.

giả thuyết đó dựa trên bộ dụng cụ TN mà

GV đã đưa ra và điền vào phiếu học tập.

• TN cần có những dụng cụ gì?

• Em hãy vẽ sơ đồ cách bố trí các

dụng cụ TN?

• Cách tiến hành TN như thế nào?

+ GV quan sát HS làm việc để đánh

giá.

+ GV nhận xét từng phương án TN

do HS đề ra và thống nhất phương án tối

ưu nhất.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

62

+ Sau khi thống nhất phương án tối

ưu nhất, GV yêu cầu HS lập kế hoạch lắp + Lắng nghe, ghi nhận.

ráp, tiến hành TN và ghi kết quả thu thập

được vào phiếu học tập.

+ Dựa vào số liệu đã thu thập, GV

+ Tiến hành TN, điền câu trả lời vào yêu cầu HS xử lí số liệu và điền vào phiếu

phiếu học tập. học tập.

+ GV quan sát HS làm việc để đánh giá.

2.2.2. Mô hình động cơ Stirling

a) Mục đích làm thí nghiệm

- Minh họa một cách trực quan các kiến thức trong bài “Các nguyên lí của nhiệt

động lực học”.

b) Dụng cụ thí nghiệm

Bảng 2.6: Các dụng cụ để chế tạo động cơ Stirling.

Máy khoan, các loại Các loại tua vít Máy cắt

mũi khoan

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

63

Compa Các loại kiềm Keo AB

Dao rọc giấy Đèn cồn Keo 502

Bảng 2.7: Các vật liệu để chế tạo động cơ Stirling.

Tên vật liệu Số lượng Hình ảnh

Vỏ lon 04

Bong bóng 01

Căm xe đạp 03

Đĩa CD 01

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

64

Ống dây 01

Ốc, tán 05

Mặt bích ống 01

Bùi nhùi thép 01

Tấm nhôm 01

Đầu nối domino 05

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

65

Nắp chai nước 02

c) Cách thức chế tạo và tiến trình thực hiện

 Gia công sản phẩm:

- Bước 1: Cắt lon (A) cao 10cm, lon (B) cao 6cm và lon (C)

như hình vẽ. Dùng máy khoan khoan một lỗ ngay tâm, 2 lỗ trên

thành, 2 lỗ dưới đáy của lon (B), khoan 1 lỗ ngay tâm của đáy

lon (C).

- Bước 2: Cắt 2 đế chặn pittong tự do ( lưu ý đường kính

phải nhỏ hơn đường kính lon (A) một chút).

- Bước 3: Dùng tấm nhôm cắt thanh chữ L để làm giá đỡ để

xi lanh của pittong truyền lực.

- Bước 4: Dùng kéo cắt mặt bích ống có chiều cao 3 cm.

Dùng máy khoan khoan 2 lỗ lên thành mặt bích ống và khoan một

lỗ nhỏ ở giữa đáy mặt bích như hình vẽ.

- Bước 5: Dùng bùi nhùi thép cuốn lại thành hình trụ cao 5

cm để làm pittong tự do cho động cơ (cuốn vừa phải không quá

chặt).

- Bước 6: Dùng căm xe đạp uốn trục khuỷu cho pittong. (biên

độ vừa phải để kéo bong bóng không quá căng).

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

66

- Bước 7: Dùng máy cắt cắt 2 đầu nối domino, 2 nan hoa xe

đạp. Dùng máy khoan khoan 3 đầu nối domino.

- Bước 8: Khoan lỗ ngay tâm 2 nắp chai.

Lắp ráp sản phẩm:

- Bước 1: Lắp mặt bích ống và vỏ lon (B) vô thanh giá đỡ chữ L bằng ốc, tán và

siết chặt.

- Bước 2: Sau đó, dùng ống dây nối từ đáy lon (B) qua thành lon (B) vào mặt bích

ống thông qua các lỗ đã khoan.

- Bước 3: Dùng keo AB dán các chỗ hở để khí trong lon kín.

- Bước 4: Gắn 2 đế chặn vào bùi nhùi thép đã cuốn cố định để làm pittong tự do

bằng căm xe đạp và siết chặt cố định bằng đầu domino.

- Bước 5: Dùng 2 nắp chai gắn vào bong bóng bằng nan hoa xe đạp để làm pittong

truyền lực.

- Bước 6: Gắn pittong truyền lực vào mặt bích ống. Để cho kín khí, có thể dùng

ruột xe đạp bao quanh mặt bích ống để bong bóng không bị sứt ra.

- Bước 7: Gắn trục khuỷu đã uốn vào lon (C). Dùng 2 miếng nhựa nhỏ gắn vô hai

bên đầu trục để trục quay không bị lắc. Dùng 2 đầu nối domino đã cắt khóa 2 bên đầu

trục để trục khuỷu không bị dịch qua lại.

- Bước 8: Gắn chặt lon (A) đã có pittong tự do vào lon (B) bằng keo 502.

- Bước 9: Gắn chặt lon (C) lên lon (B) bằng keo 502.

- Bước 10: Dùng đầu nối domino nối pittong tự do lên trục khuỷu.

- Bước 11: Gắn đĩa vào trục khuỷu và cố định bằng keo nến.

- Bước 12: Nối pittong truyền lực vào trục khuỷu bằng đầu nối domino.

- Bước 13: Làm két nước gắn vào lon (A), cách đáy lon 5 cm.

- Bước 14: Làm giá đỡ cho động cơ bằng lon sữa 900gr cũng là nơi đặt đèn cồn

cung cấp nhiệt lượng cho động cơ.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

67

Sản phẩm hoàn thành:

Hình 2.11: Mô hình động cơ Stirling.

Vận hành sản phẩm:

- Bước 1: Đốt đèn cồn và đặt vào giá đỡ, đổ nước vào két nước của động cơ.

- Bước 2: Đặt động cơ lên giá đỡ, di chuyển pittong tự do lên vị trí giữa lon (để bùi

nhùi bên trong không bị cháy khi nhiệt độ cao).

- Bước 3: Đợi khoảng 1 phút, dùng tay di chuyển bành đà để tạo đà cho động cơ

hoạt động tốt nhất.

d) Nguyên lí hoạt động

Động cơ Stirling hoạt động theo một chu trình gồm bốn giai đoạn, mỗi giai đoạn

là một quá trình thuận nghịch, và cả bốn quá trình thuận nghịch này tạo nên chu trình

Stirling như hình:

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

68

- Ở vị trí 1 như hình, pittong tự do đang ở vị trí trên cùng, lúc này lượng khí sẽ

chiếm chỗ vùng nóng đang ở nhiệt độ TH. Khí nhận nhiệt lượng QH, dãn nở và đẩy

pittong truyền lực di chuyển lên phía trên.

- Ở vị trí 2, pittong truyền lực ở vị trí cao nhất của quỹ đạo chuyển động (khối khí

đạt thể tích lớn nhất V2). Giai đoạn pittong truyền lực di chuyển chậm lên vị trí cao nhất

được xem như quá trình đẳng tích. Pittong tự do lúc này di chuyển đến vùng nóng, đẩy

khí di chuyển lên vùng lạnh. Trong thiết kế này, pittong tự do sẽ trữ nhiệt lượng QC của

khí khi nó được làm lạnh từ nhiệt độ TH đến TC.

- Ở vị trí 3, toàn bộ lượng khí đang ở vùng lạnh, lúc này khí sẽ co lại và kéo pittong

truyền lực đi xuống.

- Ở vị trí 4, pittong truyền lực di chuyển chậm và bị nén hoàn toàn ở vị trí thấp

nhất của quỹ đạo (khối khí có thể tích nhỏ nhất V1). Pittong tự do di chuyển lên trên và

đẩy khối khí xuống vùng nóng. Khi khối khí lạnh đi ngang qua pittong tự do, nó sẽ nhận

lại nhiệt lượng QH đã trữ trước đó. Động cơ Stirling khi hoàn tất chu trình sẽ trở về vị

trí 1, và cứ thế lặp đi lặp lại.

e) Đề xuất sử dụng thí nghiệm

- Phương án 1: Ta có thể sử dụng thí nghiệm này để vào phần vận dụng trong bài

các nguyên lí của Nhiệt động lực học hoặc có thể sử dụng vào phần mở đầu bài học này

để kích thích sự hứng thú của học sinh, rèn luyện tính kiên nhẫn và kĩ năng thực hành

thí nghiệm của học sinh.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

69

- Phương án 2: Dạy học chủ đề STEM trong dạy bài các nguyên lí nhiệt động lực

học.

2.3. Xây dựng tiến trình dạy học có sử dụng các thí nghiệm gắn kết cuộc sống phần

Nhiệt học – Vật lí 10

2.3.1. Kế hoạch dạy học bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle-Mariotte”

I. Mục tiêu

1. Năng lực Vật lí

- Thành tố nhận thức kiến thức vật lí:

[VL.1]. Nêu được khái niệm “trạng thái” và “quá trình biến đổi trạng thái”.

[VL.2]. Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt.

[VL.3]. Phát biểu và viết được biểu thức định luật Boyle – Mariotte.

[VL.4]. Vẽ được đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p,V); (p,T); (V,T).

[VL.5]. Giải thích được kết quả định luật Boyle – Mariotte bằng thuyết động học phân

tử chất khí.

- Thành tố tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí

[VL.6]. Phát hiện được vấn đề, đặt ra được câu hỏi: “áp suất và thể tích của một khối

khí nhất định có mối quan hệ với nhau như thế nào khi nhiệt độ không đổi?” từ thí

nghiệm mở đầu bài học.

[VL.7]. Đưa ra được dự đoán mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của khối khí nhất

định khi ta giữ nguyên nhiệt độ của nó.

[VL.8]. Đề xuất phương án thực hiện thí nghiệm và vẽ sơ đồ bố trí các dụng cụ thí

nghiệm.

[VL.9]. Tiến hành thực hiện thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của giáo viên, thu thập và

xử lí được các kết quả thí nghiệm rồi rút ra kết luận.

[VL.10]. Trình bày được kết quả làm việc nhóm trên phiếu học tập và báo cáo kết quả

trước lớp.

- Thành tố vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

70

[VL.11]. Giải thích được các tình huống thực tế trong cuộc sống như: “Tại sao nước bị

hút vào chai nhựa khi ta bóp chai?”; ”Làm cách nào để tách lòng đỏ trứng chỉ bằng chai

nhựa?”

2. Năng lực chung

- Năng lực giao tiếp và hợp tác:

[NL.1]. Phân tích được các công việc cần thực hiện để hoàn thành nhiệm vụ của nhóm.

[NL.2]. Phân chia công việc cụ thể, rõ ràng, trao đổi và thống nhất ý kiến của các thành

viên trong nhóm trước khi trình bày.

[NL.3]. Tự tin, chủ động trong báo cáo, trình bày kết quả thí nghiệm trước lớp.

- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo:

[NL.4]. Phát hiện và dự đoán được mối quan hệ giữa áp suất và thể tích khi quan sát thí

nghiệm biểu diễn.

[NL.5]. Xử lí tình huống trong quá trình thiết kế phương án thực hiện thí nghiệm.

3. Phẩm chất: Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm

[PC.1]. Tích cực tìm tòi và sáng tạo trong học tập, có ý chí vượt qua khó khăn khi thực

hiện các nhiệm vụ học tập; có trách nhiệm trong làm việc nhóm.

[PC.2]. Kiên trì, tỉ mỉ, cẩn thận trong quá trình quan sát, thu thập và xử lí số liệu thí

nghiệm.

[PC.3]. Trung thực trong việc lấy số liệu và xử lí số liệu theo kết quả thu thập được.

II. Chuẩn bị

2.1. Chuẩn bị về thiết bị dạy học

- Bộ dụng cụ thí nghiệm kiểm chứng định luật Boyle – mariotte: 5 bộ.

- 10 tờ giấy A2, 5 bút lông, bút màu tô phục vụ cho học sinh báo cáo.

- Phiếu học tập.

+ Phiếu học tập số 1:

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

71

PHIẾU HỌC TẬP (số 1)

QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT. ĐỊNH LUẬT BOYLE – MARIOTTE

Họ và Tên: ...................................................... Lớp:………Nhóm:…………

1. Thí nghiệm quả bong bóng co giãn.

Em hãy điền thông tin các dụng cụ thí nghiệm còn trống trong hình:

Hướng dẫn tiến hành thí nghiệm:

- Bước 1: Bịt kín đầu ống xi lanh bằng keo nến.

- Bước 2: Bỏ quả bong bóng nhỏ vào ống xi lanh.

- Bước 3: Đặt pittong ở vị trí 60ml.

- Bước 4: Đẩy nhẹ từ từ pittong xuống vị trí 30ml và quan sát kích thước quả

bong bóng.

- Bước 5: Kéo pittong lên vị trí ban đầu và quan sát kích thước quả bong bóng.

2. Trả lời câu hỏi:

Em hãy ghi nhận kết quả thí nghiệm quả bong bóng co giãn vào bảng bên dưới,

gồm có thông tin: không thay đổi, tăng, giảm.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

72

Diễn biến Kích thước Áp suất bên Lượng khí Nhiệt độ của

quá trình bong bóng trong quả bên trong lượng khí

(V) bong bóng quả bong bên trong

(p) bóng quả bong

bóng (T)

Nén từ từ

pittong xuống

thể tích 30ml.

Kéo từ từ

pittong lên vị

trí ban đầu 60

ml.

Câu 1: Em xác định sự thay đổi của lượng khí bên trong quả bong bóng bằng

cách nào?

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

Câu 2:Em xác định sự thay đổi của áp suất bên trong quả bong bóng bằng cách

nào?

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

Câu 3: Trong trường hợp lượng khí bên trong quả bong bóng không thay đổi,

khi kích thước quả bong bóng tăng thì áp suất bên trong quả bong bóng thay đổi như

thế nào?

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

Câu 4: Trong trường hợp lượng khí bên trong quả bong bóng không thay đổi,

khi kích thước quả bong bóng giảm thì áp suất bên trong quả bong bóng thay đổi như

thế nào?

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

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

73

Câu 5: Em hãy dự đoán mối quan hệ giữa thể tích (V) và áp suất (p) khi nhiệt

độ (T) và lượng khí bên trong quả bong bóng không thay đổi?

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

+ Phiếu học tập số 2:

PHIẾU HỌC TẬP (số 2)

QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT. ĐỊNH LUẬT BOYLE – MARIOTTE

Họ và Tên: ...................................................... Lớp:………Nhóm:…………

 Thí nghiệm kiểm chứng mối quan hệ giữa thể tích (V) và áp suất (p)

1. Dụng cụ thí nghiệm

- Thiết bị đo trong hình trên là thiết bị gì?

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

- Thiết bị đó dùng để làm gì?

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

- Giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất của thiết bị đo trong hình là bao nhiêu?

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

2. Kết quả thí nghiệm

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

74

Vkt: thể tích ống kim tiêm (l)

Pa: giá trị của áp kế (mmHg)

V= Vống nghiệm + Vkt

p = po + pa ; po = 760 mmHg

Lần V (l) pV pa (mmHg) p (mmHg) Vkt (l)

Kết luận:

So sánh kết quả thí nghiệm với giả thuyết (câu 5 – phiếu học tập số 1)

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

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

Trong quá trình làm thí nghiệm, em gặp khó khăn ở đâu và em đã giải quyết nó

như thế nào?

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

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

Ưu điểm/ nhược điểm trong quá trình làm thí nghiệm?

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

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

Rút ra kết luận về mối liên hệ giữa áp suất (p) và thể tích (V) của một khối khí

xác định trong quá trình đẳng nhiệt?

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

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

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

75

2.2. Phương pháp giảng dạy

- Phương pháp giảng dạy chính: phát hiện và giải quyết vấn đề.

- Một số phương pháp khác: phương pháp đàm thoại, phương pháp giảng giải.

III. Tổ chức dạy học

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Mục tiêu đạt được

Tiết 1

Hoạt động 1. Tìm hiểu về trạng thái và các quá trình biến đổi trạng thái. (15

phút)

+ Yêu cầu các nhóm + Lắng nghe, ghi nhận. [VL.1]

đọc sách giáo khoa bài [VL.2]

“Quá trình đẳng nhiệt. Định

luật Boyle – Mariotte”

nghiên cứu kiến thức trạng

thái và quá trình biến đổi

trạng thái, sau đó vẽ sơ đồ

tư duy hệ thống phần kiến

thức đó.

+ Sau khi các nhóm đã

vẽ xong sơ đồ tư duy, cử đại

diện nhóm lên thuyết trình

về sơ đồ tư duy của nhóm

mình.

+ Sau khi nhóm

thuyết trình, thực hiện phản

biện của nhóm với các

nhóm khác.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

76

+ Giáo viên kết luận

vấn đề.

Hoạt động 2: Tạo tình huống làm nảy sinh vấn đề - phát biểu vấn đề

(10 phút)

+ GV phát phiếu học + Lắng nghe hướng dẫn, làm [NL.4]

tập, một cái xi lanh kín có TN và viết câu trả lời vào phiếu [PC.5]

pittong di chuyển và một học tập.

quả bong bóng nhỏ.

+ GV yêu cầu HS điền

tên các dụng cụ thí nghiệm

vào mục 1 của phiếu học

tập số 1.

+ GV hướng dẫn HS

làm TN nén khí trong xi

lanh đã bịt kín, yêu cầu HS

làm TN, quan sát hiện

tượng thí nghiệm và trả lời

các câu hỏi trong phiếu học

tập số 1:

• Em xác định sự thay

đổi của lượng khí bên trong

quả bong bóng bằng cách

nào?

• Em xác định sự thay

đổi của áp suất bên trong

quả bong bóng bằng cách

nào?

• Trong trường hợp

lượng khí bên trong quả

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

77

bong bóng không thay đổi,

khi kích thước quả bong

bóng tăng thì áp suất bên

trong quả bong bóng thay

đổi như thế nào?

• Trong trường hợp

lượng khí bên trong quả

bong bóng không thay đổi,

khi kích thước quả bong

bóng giảm thì áp suất bên

trong quả bong bóng thay

đổi như thế nào?

+ Quan sát HS làm việc

để đánh giá.

+ Từ TN trên, em hãy

cho cô biết vấn đề mà

[VL.6] chúng ta cần giải quyết ở

đây là gì? + HS suy nghĩ, trả lời:

+ Chia lớp thành 5 Từ thí nghiệm trên, ta thấy

nhóm, yêu cầu thảo luận trong quá trình đẳng nhiệt của

trao đổi vấn đề cần giải một khối khí xác định, áp suất

quyết, thống nhất cách phát và thể tích có mối liên hệ với

biểu và cử đại diện nhóm nhau như thế nào?

trình bày.

+ Nhận xét, điều

chỉnh câu trả lời của học

sinh.

+ Lắng nghe, ghi nhận.

Hoạt động 3: Giải quyết vấn đề (20 phút)

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

78

[VL.7] + Yêu cầu HS đề xuất + HS suy nghĩ, đề xuất giả

giả thuyết (dự đoán câu trả thuyết: [VL.5]

lời cho vấn đề), dựa vào trong quá trình đẳng

thuyết động học phân tử. nhiệt của một khối khí xác định,

(câu 5 trong phiếu học tập áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích

số 1). của nó.

+ GV nhận xét và pV=const

chính xác hóa giả thuyết.

+ Sau khi đề xuất giả [VL.8] + HS suy nghĩ đề ra thuyết, GV phát phiếu học phương án thí nghiệm để kiểm [NL.1] tập số 2, yêu cầu HS thiết kế chứng giả thuyết. [NL.5] phương án TN để kiểm tra

giả thuyết đó dựa trên bộ

dụng cụ TN mà GV đã đưa

ra và trình bày lên tờ giấy

A2.

+ Phương án bao

gồm: liệt kê tên dụng cụ, sơ

đồ bố trí các dụng cụ thí

nghiệm, các bước tiến

hành.

+ GV quan sát HS làm

việc để đánh giá.

+ GV nhận xét từng

phương án TN do HS đề ra

+ Lắng nghe, ghi nhận. và thống nhất phương án tối

ưu nhất.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

79

Tiết 2 (45 phút)

Hoạt động 4: Tiến hành thí nghiệm và xử lí số liệu (30 phút)

+ Sau khi thống nhất + Tiến hành TN, điền câu [VL.9]

phương án tối ưu nhất, GV trả lời vào phiếu học tập. [NL.2]

yêu cầu HS lập kế hoạch lắp [PC.3] ráp, tiến hành TN và ghi kết

[PC.4] quả thu thập được vào mục

2 của phiếu học tập số 2.

+ Dựa vào số liệu đã

thu thập, GV yêu cầu HS xử

lí số liệu và điền vào phiếu

học tập.

+ GV quan sát HS làm

việc để đánh giá.

Hoạt động 5: Rút ra kết luận (10 phút)

+ Sau khi tìm ra kết + HS đối chiếu kết quả, [VL.10]

quả, GV yêu cầu HS đối điền câu trả lời trong phiếu học [NL.3]

chiếu kết quả với giả tập.

thuyết, thảo luận trả lời các

câu hỏi và đưa ra kết luận

vào phiếu học tập.

• So sánh kết quả thí

nghiệm với giả thuyết?

• Trong quá trình làm

thí nghiệm, em gặp khó

khăn ở đâu và em đã giải

quyết nó như thế nào?

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

80

• Ưu điểm/ nhược

điểm trong quá trình làm thí

nghiệm?

• Rút ra kết luận về

mối liên hệ giữa áp suất và

thể tích của một khối khí - Trong quá trình đẳng

xác định trong quá trình nhiệt của một khối khí xác định,

đẳng nhiệt? áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.

+ Dựa vào số liệu thu [VL.4] được, hãy vẽ đồ thị biểu + Suy nghĩ, thực hiện yêu diễn sự phụ thuộc của p và cầu. V trong tọa độ (p,V); (p,T); Đồ thị biểu diễn sự phụ (V,T) và nêu đặc điểm các thuộc của p và V trong tọa độ đồ thị đó. (p,V). + Yêu cầu HS ghi vào

bảng nhóm và cử đại diện

lên trình bày trước lớp.

Đặc điểm: đồ thị biểu

diễn sự phụ thuộc của p và V

trong tọa độ (p,V) là đường

Hypebol.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

81

- Trong tọa độ (p,T) và

(V,T)

Đặc điểm: đồ thị biểu

diễn sự phụ thuộc của p và T + Sau khi HS trình bày kết

trong tọa độ (p,T) và (V,T) là quả, GV nhận xét và giới

đường thẳng nếu kéo dài sẽ thiệu định luật Boyle – [VL.3] vuông góc với trục OT. Mariotte cho HS, khái niệm

và đặc điểm đường đẳng

nhiệt trong các hệ tọa độ

(p,V); (p,T); (V,T).

+ HS lắng nghe, ghi nhận.

Hoạt động 6: Vận dụng (5 phút)

+ GV yêu cầu HS giải + HS dựa vào kiến thức [VL.11]

thích kết quả TN ở đầu tiết mới để giải thích.

học dựa vào định luật Boyle

– Mariotte. + HS suy nghĩ, vận dụng

+ Dựa vào kiến thức định luật Boyle – Mariotte để

vừa được học, HS suy nghĩ trả lời:

và trả lời câu hỏi:“làm thế

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

82

nào để lòng đỏ trứng có thể Bóp chai nhựa rồi đặt

chui vào trong chai nước?” miệng chai lên lòng đỏ trứng,

và giải thích TN đó. sau đó ta thả tay thôi bóp chai

nhựa thì lòng đỏ trứng sẽ chui + GV gọi HS trả lời và

lọt vào chai nước. chỉnh sửa câu trả lời của

HS. Giải thích: Khi ta bóp

chai nhựa rồi đặt miệng chai

lên lòng đỏ trứng thì khối khí

trong chai xác định, nhiệt độ

khí không đổi, áp dụng định

luật Boyle – Mariotte: khi ta

thả tay không bóp chai nhựa

nữa thì thể tích chai tăng lên,

áp suất khí trong chai giảm tạo

ra sự chênh lệch áp suất khí

bên ngoài và bên trong chai

nên quả trứng bị lọt vô trong

chai.

2.3.2. Tổ chức dạy học bài “Quá trình đẳng tích. Định luật Charles”

I. Mục tiêu

1. Năng lực vật lí

- Thành tố nhận thức kiến thức vật lí:

[VL.1]. Nêu được định nghĩa quá trình đẳng tích.

[VL.2]. Phát biểu và viết được biểu thức định luật Charles.

[VL.3]. Vẽ được đường đẳng tích trong hệ tọa độ (p,V); (p,T); (V,T).

[VL.4]. Giải thích được định luật Charles bằng thuyết động học phân tử chất khí.

- Thành tố tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

83

[VL.5]. Phát hiện được vấn đề, đặt ra được câu hỏi: “áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của

một khối khí xác định có mối quan hệ với nhau như thế nào khi giữ nguyên thể tích?”

từ thí nghiệm mở đầu bài học.

[VL.6]. Dự đoán được mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của khối khí xác

định khi ta giữ nguyên thể tích của nó.

[VL.7]. Đề xuất phương án tiến hành thí nghiệm và vẽ sơ đồ bố trí các dụng cụ thí

nghiệm.

[VL.8]. Tiến hành thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của giáo viên, thu thập và xử lí được

các kết quả thí nghiệm rồi rút ra kết luận.

[VL.9]. Trình bày được kết quả làm việc nhóm trên phiếu học tập và báo cáo kết quả

trước lớp.

- Thành tố vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

[VL.10]. Giải thích được các tình huống thực tế trong cuộc sống như: “Tại sao lốp xe

khi để ra ngoài trời nắng trong một thời gian sẽ phát nổ?”; ”Tại sao khi tre bị cháy lại

có tiếng nổ giống như pháo?”….

2. Năng lực chung

- Năng lực giao tiếp và hợp tác:

[NL.1]. Phân tích được các công việc cần thực hiện để hoàn thành nhiệm vụ của nhóm.

[NL.2]. Phân chia công việc cụ thể, rõ ràng, trao đổi và thống nhất ý kiến của các thành

viên trong nhóm trước khi trình bày.

[NL.3]. Tự tin, chủ động trong báo cáo, trình bày kết quả thí nghiệm trước lớp.

- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo:

[NL.4]. Phát hiện và dự đoán được mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối khi

quan sát thí nghiệm biểu diễn.

[NL.5]. Xử lí tình huống trong quá trình thiết kế phương án thực hiện thí nghiệm.

3. Phẩm chất: Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

84

[PC.1]. Tích cực tìm tòi và sáng tạo trong học tập, có ý chí vượt qua khó khăn khi thực

hiện các nhiệm vụ học tập; có trách nhiệm trong làm việc nhóm.

[PC.2]. Kiên trì, tỉ mỉ, cẩn thận trong quá trình quan sát, thu thập và xử lí số liệu thí

nghiệm.

[PC.3]. Trung thực trong việc lấy số liệu và xử lí số liệu theo kết quả thu thập được.

II. Chuẩn bị

2.1. Chuẩn bị về thiết bị dạy học

- Bộ dụng cụ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles: 5 bộ.

- 10 tờ giấy A2, 5 bút lông, bút màu tô phục vụ cho học sinh báo cáo.

- Phiếu học tập.

+ Phiếu học tập số 1:

PHIẾU HỌC TẬP (số 1)

QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT CHARLES

Họ và Tên: ...................................................... Lớp:………Nhóm:…………

1. Thí nghiệm “mẹo bỏ trứng vào lọ cổ nhỏ”

Hướng dẫn tiến hành thí nghiệm:

- Bước 1: Đốt bông đã tẩm cồn và cho vào bình thủy tinh.

- Bước 2: Đặt quả trứng cút lên miệng bình thủy tinh và quan sát hiện tượng

xảy ra.

2. Trả lời câu hỏi:

Câu 1: Em xác định sự thay đổi của lượng khí bên trong lọ thủy tinh bằng cách

nào?

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

Câu 2:Em xác định sự thay đổi của áp suất bên trong lọ thủy tinh bằng cách

nào?

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

85

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

Câu 3: Thông số nào của lượng khí thay đổi và thông số nào của lượng khí

không thay đổi?

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

Câu 4: Em hãy dự đoán mối quan hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối (T) và áp suất (p)

khi thể tích (V) và lượng khí bên trong lọ thủy tinh không thay đổi?

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

+ Phiếu học tập số 2:

PHIẾU HỌC TẬP (số 2)

QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT CHARLES

Họ và Tên: ...................................................... Lớp:………Nhóm:…………

 Thí nghiệm kiểm chứng mối quan hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối (T) và áp

suất (p).

1. Dụng cụ thí nghiệm

- Thiết bị đo trong hình trên là thiết bị gì?

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

- Thiết bị đó dùng để làm gì?

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

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

86

- Giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất của thiết bị đo trong hình là bao nhiêu?

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

2. Kết quả thí nghiệm

p = po + pa ; po = 760 mmHg; T = t +273 (K)

Lần t (0C) T (K) p/T pa (mmHg) p (mmHg)

Kết luận:

So sánh kết quả thí nghiệm với giả thuyết (câu 5 – phiếu học tập số 1).

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

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

Trong quá trình làm thí nghiệm, em gặp khó khăn ở đâu và em đã giải quyết nó

như thế nào?

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

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

Ưu điểm/ nhược điểm trong quá trình làm thí nghiệm?

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

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

Rút ra kết luận về mối liên hệ giữa áp suất (p) và nhiệt độ tuyệt đối (T) của một

khối khí xác định trong quá trình đẳng tích?

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

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

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

87

2.2. Phương pháp giảng dạy

- Phương pháp giảng dạy chính: phát hiện và giải quyết vấn đề.

- Một số phương pháp khác: phương pháp đàm thoại, phương pháp giảng giải.

III. Tổ chức dạy học

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Mục tiêu đạt được

Tiết 1 (45 phút)

Hoạt động 1: Tổ chức tình huống làm nảy sinh vấn đề và phát biểu vấn đề. (20

phút)

+ Kiểm tra bài cũ: + Cá nhân đứng dậy nhắc

lại kiến thức định nghĩa quá • Quá trình đẳng nhiệt

trình đẳng nhiệt, phát biểu định là gì? Phát biểu và viết biểu

luật Boyle – mariotte và đặc thức định luật Boyle –

điểm đường đẳng nhiệt. Mariotte.

• Nêu đặc điểm đường

đẳng nhiệt trong hệ tọa độ

(p,V); (p,T); (V,T).

+ Từ định nghĩa quá + Suy nghĩ, đưa ra định trình đẳng nhiệt, GV yêu nghĩa quá trình đẳng tích: là cầu HS định nghĩa quá trình quá trình biến đổi trạng thái [VL1.1] đẳng tích. của một khối khí xác định,

trong đó thể tích được giữ

nguyên không đổi.

+ GV phát phiếu học

tập, bộ TN “mẹo bỏ trứng + HS lắng nghe GV

luộc vào lọ cổ nhỏ” và hướng dẫn.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

88

hướng dẫn HS làm thí

nghiệm. [NL2.4]

+ GV yêu cầu HS làm + HS thực hành TN và [PC3.5]

TN và trả lời các câu hỏi ở điền câu trả lời vào phiếu học

mục 2 của phiếu học tập số tập.

1.

• Em xác định sự thay

đổi của lượng khí bên trong

lọ thủy tinh bằng cách nào?

• Em xác định sự thay

đổi của áp suất bên trong lọ

thủy tinh bằng cách nào?

• Thông số nào của

khối khí không đổi và

thông số nào của khối khí

thay đổi?

+ GV quan sát HS làm

việc để đánh giá.

+ Từ TN trên, em hãy

cho cô biết vấn đề mà

chúng ta cần giải quyết ở

đây là gì?

+ Chia lớp thành 5 + HS suy nghĩ, trả lời:

nhóm, yêu cầu thảo luận Từ thí nghiệm trên, ta trao đổi vấn đề cần giải thấy trong quá trình đẳng tích quyết, thống nhất cách phát [VL1.5] của một khối khí xác định, áp biểu và cử đại diện nhóm suất và nhiệt độ tuyệt đối T có trình bày. mối liên hệ với nhau như thế

nào?

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

89

+ Nhận xét, điều + Lắng nghe, ghi nhận.

chỉnh câu trả lời của học

sinh.

Hoạt động 2: Giải quyết vấn đề. (25 phút)

+ Yêu cầu HS đề xuất + HS suy nghĩ, đề xuất [VL1.6]

giả thuyết (dự đoán câu trả giả thuyết: trong quá trình

lời cho vấn đề), dựa vào đẳng tích của một khối khí xác

thuyết động học phân tử. định, áp suất tỉ lệ thuận với

(câu 4 trong phiếu học tập nhiệt độ tuyệt đối.

số 1). = ℎằ𝑛𝑔 𝑠ố 𝑝 𝑇 + GV nhận xét và

chính xác hóa giả thuyết.

+ HS suy nghĩ đề xuất + Sau khi đề xuất giả [VL.7] phương án thí nghiệm. thuyết, GV phát phiếu học [NL2.5] tập số 2, yêu cầu HS thiết

[PC3.2] kế phương án TN để kiểm

tra giả thuyết đó dựa trên bộ

dụng cụ TN mà GV đã đưa

ra và trình bày lên tờ giấy

A2.

+ Phương án bao

gồm: liệt kê tên dụng cụ, sơ

đồ bố trí các dụng cụ thí

nghiệm, các bước tiến

hành.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

90

+ GV quan sát HS làm + Lắng nghe, ghi nhận.

việc để đánh giá.

+ GV nhận xét từng

phương án TN do HS đề ra

và thống nhất phương án tối

ưu nhất.

Tiết 2 (45 phút)

Hoạt động 3: Tiến hành thí nghiệm và xử lí số liệu (30 phút)

+ Sau khi thống nhất + Tiến hành TN, xử lí số [VL.8]

phương án tối ưu nhất, GV liệu và điền câu trả lời vào [NL.1]

yêu cầu HS lập kế hoạch phiếu học tập. [NL.2] lắp ráp, tiến hành TN và ghi

[PC.3] kết quả thu thập được vào

mục 2 của phiếu học tập số

2.

+ Dựa vào số liệu đã

thu thập, GV yêu cầu HS

xử lí số liệu và điền vào

phiếu học tập.

+ GV quan sát HS làm

việc để đánh giá.

Hoạt động 4: Rút ra kết luận (10 phút)

+ Sau khi tìm ra kết + HS đối chiếu kết quả, [VL.9]

quả, GV yêu cầu HS đối điền câu trả lời vào phiếu học [NL.3]

chiếu kết quả với giả tập.

thuyết, thảo luận trả lời các

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

91

câu hỏi và đưa ra kết luận

vào phiếu học tập.

• So sánh kết quả thí

nghiệm với giả thuyết?

• Trong quá trình làm

thí nghiệm, em gặp khó

khăn ở đâu và em đã giải

quyết nó như thế nào?

• Ưu điểm/ nhược

điểm trong quá trình làm thí

nghiệm?

• Rút ra kết luận về - Trong quá trình đẳng

mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt của một khối khí xác định,

nhiệt độ tuyệt đối của một áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.

khối khí xác định trong quá

trình đẳng tích?

+ Suy nghĩ, thực hiện yêu + Dựa vào số liệu thu cầu. được, hãy vẽ đồ thị biểu [VL.3] - Đồ thị biểu diễn sự phụ diễn sự phụ thuộc của p và

thuộc của p và T trong tọa độ T trong tọa độ (p,V); (p,T);

(p,T) (V,T) và nêu đặc điểm của

các đồ thị đó?

+ Yêu cầu HS ghi vào

bảng nhóm và cử đại diện

lên trình bày trước lớp.

Đặc điểm: đồ thị biểu

diễn sự phụ thuộc của p và T

trong tọa độ (p,V) có dạng là

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

92

đường thẳng nếu kéo dài sẽ đi

qua gốc tọa độ.

- Trong tọa độ (p,V) và

(V,T).

Đặc điểm: Đồ thị biểu

diễn sự phụ thuộc của p và T

trong tọa độ (p,V) và (V,T) có

dạng là đường thẳng nếu kéo

dài sẽ vuông góc với trục OV.

+ Học sinh lắng nghe, ghi

+ Sau khi HS trình nhận.

bày kết quả, GV nhận xét

và giới thiệu định luật

Charles cho HS, khái niệm

và đặc điểm đường đẳng

tích trong các hệ tọa độ

(p,V); (p,T); (V,T).

Hoạt động 5: Vận dụng (5 phút)

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

93

+ GV yêu cầu HS giải + HS dựa vào kiến thức [VL1.10]

thích kết quả TN ở đầu tiết mới để giải thích.

học dựa vào định luật

Charles. + HS suy nghĩ, vận dụng

+ Dựa vào kiến thức định luật Charles để trả lời:

vừa được học, GV yêu cầu Vì vỏ lốp xe có cấu tạo bằng HS trả lời câu hỏi: “Tại sao cao su dày, đã được bơm căng lốp xe đã bơm căng khi để nên ta xem thể tích là không ra ngoài trời nắng trong một đổi. Khi để ra ngoài trời nắng, thời gian sẽ phát nổ?”; ”Tại nhiệt độ khí trong lốp xe tăng sao khi tre bị cháy lại có lên, do đó áp suất khí trong lốp tiếng nổ như pháo?”…. xe cũng tăng lên tác dụng lên

+ Chỉnh sửa giải thích thành lốp xe. Sau một thời

của HS. gian, áp suất khí tác dụng lên

thành lốp vượt qua ngưỡng

giới hạn đàn hồi của lốp xe gây

ra nổ.

2.4. Đánh giá năng lực Vật lí của học sinh trong dạy học một số thí nghiệm gắn kết

cuộc sống trong phần Nhiệt học – Vật lí 10

2.4.1. Công cụ đánh giá năng lực Vật lí của học sinh trong dạy học bài “Quá trình

đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte”

Bảng 2.8: Bảng tiêu chí đánh giá năng lực vật lí của học sinh trong dạy học bài

“Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte”.

Năng lực Chỉ số Các mức độ biểu hiện hành vi Thang

thành tố hành vi điểm

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

94

Mức 4 Mức 3 Mức 2 Mức 1 36đ

1.1. Trình Tự trình bày Trình bày Trình bày Không 1. Nhận

bày được một cách đầy được các các kiến trình bày thức vật

các kiến đủ các kiến kiến thức thức nhưng được các lí.

thức vật lí thức: định nhưng có chưa đầy kiến thức,

phổ thông nghĩa quá trình sự trao đổi đủ, còn trình bày

bằng các biến đổi trạng với bạn bè. thiếu sót. sai.

hình thức thái, đẳng quá

biểu đạt: nói, trình, quá trình

viết, vẽ, lập đẳng nhiệt.

sơ đồ. 4đ 3đ 2đ 1đ

1.2. Mô tả Tiến hành Tiến hành Tiến hành Không

các tình được TN đặt được TN được TN tiến hành

huống (hiện vấn đề, phân đặt vấn đề, đặt vấn đề, được TN

tượng, quá tích được hiện phân tích phân tích và không

trình tự tượng TN: khi được hiện được hiện phân tích

nhiên) thông đẩy pittong tượng TN tượng được hiện

qua các kiến càng dịch dưới sự hỗ nhưng vẫn tượng

thức vật lí. chuyển vô trợ của còn thiếu TN.

trong thì kích GV, có sự sót, ví dụ:

thước quả trao đổi với như mô tả

bong bóng bạn bè. được kích

càng nhỏ lại. thước quả

Khối khí trong bong bóng

ống xi lanh lúc co lại khi

này là xác đẩy pittong

định, nhiệt độ trong xi

không đổi, thể lanh,

nhưng

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

95

tích giảm, áp không

suất tăng. phân tích

được áp

suất khí

tăng.

4đ 3đ 2đ 1đ

2.1. Đặt câu Phát hiện được Phát hiện Phát hiện Không

hỏi/ vấn đề vấn đề và phát được vấn được vấn phát hiện

liên quan biểu được vấn đề và phát đề và phát vấn đề

đến vật lí. đề cần giải biểu được biểu được cần giải

quyết một cách vấn đề vấn đề quyết từ

khoa học từ TN dưới sự hỗ nhưng vẫn TN mở

mở đầu bài trợ của còn thiếu đầu.

học: áp suất và GV, có sự sót, ví dụ

thể tích của trao đổi với như không 2. Tìm một khối khí bạn bè. đề cập đến hiểu thế xác định có khối khí giới tự mối quan hệ phải xác nhiên với nhau như định, nhiệt dưới góc thế nào khi độ giữ độ vật lí. nhiệt độ không nguyên

đổi? không đổi.

4đ 3đ 2đ 1đ

2.2. Đề xuất Dựa vào thuyết Đề xuất giả Đề xuất giả Không đề

được dự động học phân thuyết của thuyết của xuất được

đoán (giả tử, kiến thức vấn đề vấn đề giả thuyết

thuyết) cho toán học, tự đề nhưng nhưng của vấn

vấn đề. xuất chính xác dưới sự hỗ chưa đầy đề.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

96

giả thuyết của trợ của đủ, còn

vấn đề: trong giáo viên, thiếu sót.

quá trình đẳng có sự trao

nhiệt của một đổi với bạn

khối khí xác bè.

định, áp suất tỉ

lệ nghịch với

thể tích của nó.

Đưa ra biểu

thức liên hệ:

pV=const.

4đ 3đ 2đ 1đ

2.3. Xây Thiết kế được Thiết kế Thiết kế Không

dựng giải từ 2 phương án được 1 được 1 thiết kế

pháp (kế thí nghiệm, xác phương án phần được

hoạch thực định được mục TN, xác phương án phương

hiện) gồm: đích thí định được TN. (ví dụ: án TN

nghiệm, đại mục đích liệt kê đầy nhằm + PP thực

lượng cần đo, thí nghiệm, đủ các kiểm nghiệm: Đề

liệt kê đầy đủ đại lượng dụng cụ chứng giả xuất phương

các dụng cụ, vẽ cần đo, liệt nhưng thuyết. án TN (dụng

sơ đồ bố trí kê đầy đủ cách bố trí cụ gì, tiến

dụng cụ thí các dụng còn cồng hành ra sao,

nghiệm, nêu rõ cụ, khi làm kềnh, chưa thu thập kết

trình tự các việc còn hợp lí, các quả như thế

bước tiến hành. trao đổi với bước tiến nào?).

bạn bè. hành chưa

rõ ràng).

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

97

4đ 3đ 2đ 1đ

2.4. Thực - Lắp ráp được - Lắp ráp Thực hiện - Không

hiện giải các dụng cụ thí được các được một lắp ráp

pháp: nghiệm theo sơ dụng cụ thí phần giải được các

đồ đã thiết kế nghiệm pháp. dụng cụ Bố trí TN,

một cách nhưng có thí tiến hành

nhanh chóng. sự trao đổi nghiệm TN, thu thập

theo sơ với bạn bè. được kết

đồ, không quả, xử lí - Tiến hành - Tiến hành tiến hành được số liệu được TN, được TN, đọc được TN, (qua biểu đọc được được giá trị của lấy số liệu thức, đồ giá trị đại các đại lượng không thị…), rút ra lượng cần cần đo, ghi chính nhận xét. đo, nhưng được kết quả xác, xử lí tốc độ tiến đo một cách có số liệu hành còn nghĩa, tốc độ TN sai. chậm chạp, tiến hành TN

vụng về. và độ chính xác

Xử lí được cao.

số liệu TN Xử lí được số

nhưng còn liệu TN đã thu

chậm, thập một cách

vụng về. nhanh chóng

và chính xác,

so sánh kết quả

với giả thuyết

đã đề xuất.

4đ 3đ 2đ 1đ

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

98

2.5. Trình Trình bày rõ Trình bày Trình bày Chưa

bày và thảo ràng, lưu loát được kết được kết thực hiện

luận. và thảo luận quả tương quả nhưng được.

tích cực (góp ý đối rõ chưa rõ

xây dựng, tiếp ràng; ràng;

thu tích cực, Thảo luận Chưa tham

giải trình, phản tích cực gia thảo

biện, bảo vệ ý (có góp ý, luận tích

kiến cá nhân giải trình cực (chưa

thuyết phục). nhưng góp ý, tiếp

chưa nhận 1

thuyết chiều).

phục).

4đ 3đ 2đ 1đ

2.6. Đánh Tự đánh giá Đánh giá Đánh giá Chưa

giá quá trình được quá trình được quá được quá đánh giá

đã thực hiện, thực hiện (ưu, trình thực trình thực được quá

đề xuất giới nhược, kinh hiện (ưu, hiện (ưu, trình thực

hạn áp dụng nghiệm), tự tìm nhược, nhược, hiện.

của kết quả ra cách giải kinh kinh

và vấn đề quyết những nghiệm), nghiệm).

nghiên cứu khó khăn và rút tìm ra cách

tiếp theo. ra được kết giải quyết

luận của vấn khó khăn

đề. và rút ra

kết luận

của vấn đề

nhưng có

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

99

sự trao đổi

với bạn bè.

4đ 3đ 2đ 1đ

3.1. Giải Tự vận dụng Vận dụng Vận dụng Không 3. Vận

thích được được kiến thức được kiến kiến thức vận dụng dụng

các hiện mới để giải thức mới mới giải được kiến kiến

tượng tự thích được một để giải thích các thức mới thức, kĩ

nhiên, các số hiện tượng thích hiện hiện tượng để giải năng đã

ứng dụng kĩ trong cuộc tượng, có nhưng vẫn thích hiện học.

thuật của sống (ví dụ: sự trao đổi còn thiếu tượng.

kiến thức “làm thế nào để với bạn bè. sót.

trong thực tách lòng đỏ

tiễn. trứng gà từ

chai nhựa?”).

4đ 3đ 2đ 1đ

2.4.2. Công cụ đánh giá năng lực Vật lí của học sinh trong dạy học bài “Quá trình

đẳng tích. Định luật Charles”

Bảng 2.9: Bảng tiêu chí đánh giá năng lực vật lí của học sinh trong dạy học bài

“Quá trình đẳng tích. Định luật Charles”.

Năng lực Chỉ số hành Các mức độ biểu hiện hành vi Thang

thành tố vi điểm

Mức 4 Mức 3 Mức 2 Mức 1 36đ

1.1. Trình bày Tự trình bày Trình bày Trình bày Không 1. Nhận

được các kiến một cách đầy được các các kiến trình bày thức vật

thức vật lí phổ đủ các kiến kiến thức thức nhưng được các lí

thông bằng thức: định nhưng có sự chưa đầy kiến thức,

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

100

các hình thức nghĩa quá trao đổi với đủ, còn trình bày

biểu đạt: nói, trình đẳng bạn bè. thiếu sót. sai.

viết, vẽ, lập tích, phát

sơ đồ. biểu được

định luật

Charles.

4đ 3đ 2đ 1đ

1.2. Mô tả các Tiến hành Tiến hành Tiến hành Không

tình huống được TN đặt được TN đặt được TN tiến hành

(hiện tượng, vấn đề, phân vấn đề, phân đặt vấn đề, được TN

quá trình tự tích được hiện tích được phân tích nhưng

nhiên) thông tượng TN: khi hiện tượng được hiện không

qua các kiến bông bị đốt TN dưới sự tượng phân tích

thức vật lí. cháy hết, đặt hỗ trợ của nhưng vẫn được hiện

quả trứng lên GV, có sự còn thiếu tượng

miệng lọ thì trao đổi với sót, ví dụ: TN.

thấy quả bạn bè. như mô tả

trứng bị hút được quả

vô trong lọ. trứng bị

Trước khi quả hút vô lọ,

trứng bị lọt vô nhưng

lọ thì khối khí không

trong lọ xác phân tích

định, V không được áp

đổi, T giảm, p suất khối

giảm. khí giảm.

4đ 3đ 2đ 1đ

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

101

2.1. Đặt câu Phát hiện Phát hiện Phát hiện Không

hỏi/ vấn đề được vấn đề được vấn đề được vấn phát hiện

liên quan đến và phát biểu và phát biểu đề và phát vấn đề

vật lí. được vấn đề được vấn đề biểu được cần giải

cần giải quyết dưới sự hỗ vấn đề quyết từ

một cách trợ của GV, nhưng vẫn TN mở

khoa học từ có sự trao còn thiếu đầu.

TN mở đầu đổi với bạn sót, ví dụ

bài học: áp bè. như không

suất và nhiệt đề cập đến

độ tuyệt đối khối khí

của một khối phải xác

2. Tìm khí xác định định, thể

hiểu thế có mối quan tích giữ

giới tự hệ với nhau nguyên

nhiên như thế nào không đổi.

dưới góc khi thể tích

độ vật lí. không đổi?

4đ 3đ 2đ 1đ

2.2. Đề xuất Dựa vào Đề xuất giả Đề xuất giả Không đề

được dự đoán thuyết động thuyết của thuyết của xuất được

(giả thuyết) học phân tử, vấn đề vấn đề giả thuyết

cho vấn đề. kiến thức toán nhưng dưới nhưng của vấn

học, tự đề sự hỗ trợ chưa đầy đề.

xuất chính của giáo đủ, còn

xác giả thuyết viên, có sự thiếu sót.

của vấn đề: trao đổi với

trong quá bạn bè.

trình đẳng

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

102

tích của một

khối khí xác

định, áp suất

tỉ lệ thuận với

nhiệt độ tuyệt

đối của nó.

Đưa ra biểu

thức liên hệ:

p/T=const.

4đ 3đ 2đ 1đ

2.3. Xây dựng Thiết kế được Thiết kế Thiết kế Không

giải pháp (kế từ 2 phương được 1 được 1 thiết kế

hoạch thực án thí phương án phần được

hiện) gồm: nghiệm, xác TN, xác phương án phương

định được định được TN. (Ví dụ: án TN + PP thực

mục đích thí mục đích thí liệt kê đầy nhằm nghiệm: Đề

nghiệm, đại nghiệm, đại đủ các kiểm xuất phương

lượng cần đo, lượng cần dụng cụ chứng giả án TN (dụng

liệt kê đầy đủ đo, liệt kê nhưng thuyết. cụ gì, tiến

các dụng cụ, đầy đủ các cách bố trí hành ra sao,

vẽ sơ đồ bố trí dụng cụ, khi còn cồng thu thập kết

dụng cụ thí làm việc còn kềnh, chưa quả như thế

nghiệm, nêu trao đổi với hợp lí, các nào?).

rõ trình tự các bạn bè. bước tiến

bước tiến hành chưa

hành. rõ ràng.).

4đ 3đ 2đ 1đ

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

103

2.4. Thực Lắp ráp được Lắp ráp Thực hiện Không

hiện giải các dụng cụ được các được một lắp ráp

pháp: thí nghiệm dụng cụ thí phần giải được các

theo sơ đồ đã nghiệm có pháp. dụng cụ Bố trí TN,

thiết kế một sự trao đổi thí tiến hành TN,

cách nhanh với bạn bè. nghiệm thu thập được

chóng. theo sơ kết quả, xử lí

đồ, không được số liệu Tiến hành Tiến hành tiến hành (qua biểu được TN, đọc được TN, được TN, thức, đồ được giá trị đọc được lấy số liệu thị…), rút ra của các đại giá trị đại không nhận xét. lượng cần đo, lượng cần chính ghi được kết đo, nhưng xác, xử lí quả đo một tốc độ tiến số liệu cách có hành còn TN sai. nghĩa, tốc độ chậm chạp,

tiến hành TN vụng về.

và độ chính Xử lí được xác cao. số liệu TN

Xử lí được số nhưng còn

liệu TN đã thu chậm, vụng

thập một cách về.

nhanh chóng

và chính xác,

so sánh kết

quả với giả

thuyết đã đề

xuất.

4đ 3đ 2đ 1đ

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

104

2.5. Trình bày Trình bày rõ Trình bày Trình bày Chưa

và thảo luận. ràng, lưu loát được kết được kết thực hiện

và thảo luận quả tương quả nhưng được.

tích cực (góp đối rõ ràng; chưa rõ

ý xây dựng, ràng; Thảo luận

tiếp thu tích tích cực (có Chưa tham

cực, giải góp ý, giải gia thảo

trình, phản trình nhưng luận tích

biện, bảo vệ ý chưa thuyết cực (chưa

kiến cá nhân phục). góp ý, tiếp

thuyết phục). nhận 1

chiều).

4đ 3đ 2đ 1đ

2.6. Đánh giá Tự đánh giá Đánh giá Đánh giá Chưa

quá trình đã được quá được quá được quá đánh giá

thực hiện, đề trình thực trình thực trình thực được quá

xuất giới hạn hiện (ưu, hiện (ưu, hiện (ưu, trình thực

áp dụng của nhược, kinh nhược, kinh nhược, hiện.

kết quả và nghiệm), tự nghiệm), kinh

vấn đề nghiên tìm ra cách tìm ra cách nghiệm).

cứu tiếp theo. giải quyết giải quyết

những khó khó khăn và

khăn và rút ra rút ra kết

được kết luận luận của vấn

của vấn đề. đề nhưng có

sự trao đổi

với bạn bè.

4đ 3đ 2đ 1đ

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

105

3.1. Giải thích Tự vận dụng Vận dụng Vận dụng Không 3. Vận

được các hiện được kiến được kiến kiến thức vận dụng dụng

tượng tự thức mới để thức mới để mới giải được kiến kiến

nhiên, các giải thích giải thích thích các thức mới thức, kĩ

ứng dụng kĩ được một số hiện tượng, hiện tượng để giải năng đã

thuật của kiến hiện tượng có sự trao nhưng vẫn thích hiện học.

thức trong trong cuộc đổi với bạn còn thiếu tượng.

thực tiễn. sống (ví dụ: bè. sót.

Tại sao lốp xe

đã bơm căng

khi để ra

ngoài trời

nắng trong

một thời gian

sẽ phát nổ?;

Tại sao khi tre

bị cháy lại có

tiếng nổ như

pháo?).

4đ 3đ 2đ 1đ

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

106

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Trong chương này, chúng tôi đã tiến hành phân tích nội dung kiến thức phần Nhiệt

học – Vật lí lớp 10 (cơ bản). Trên cơ sở nghiên cứu các nội dung kiến thức phần Nhiệt

học, chúng tôi đã xây dựng được 11 thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống (trong đó 8 thí

nghiệm định tính, 3 thí nghiệm định lượng). Từ các thí nghiệm đã xây dựng, chúng tôi

thiết kế hai tiến trình dạy học bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle Mariotte” và

“Quá trình đẳng tích. Định luật Charles” có sử dụng thí nghiệm đã xây dựng theo tiến

trình dạy học giải quyết vấn đề hướng phát triển năng lực vật lí của học sinh và công cụ

đánh giá. Các tiến trình dạy học này sẽ được thực nghiệm tại trường phổ thông để đánh

giá tính khả thi và mục tiêu của đề tài.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

107

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1. Mục đích thực nghiệm

Chúng tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm mục đích:

- Kiểm chứng giả thuyết khoa học đã đề ra trong khóa luận: “Nếu xây dựng được

một số thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống và sử dụng trong dạy học giải quyết vấn đề

thì sẽ phát triển được năng lực vật lí của học sinh.

- Đánh giá tính khả thi tiến trình dạy học thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống học

sinh.

3.2. Đối tượng thực nghiệm

- Học sinh lớp 10C8 trường THCS - THPT Hoa Sen.

3.3. Phương pháp thực nghiệm

- Xin phép ban giám hiệu nhà trường, tổ vật lí trong trường được thực nghiệm sư

phạm.

- Chúng tôi nhờ GV đứng lớp để thực nghiệm giáo án trong 2 tiết chính khóa.

- GV tổ chức dạy học như tiến trình trong giáo án đã đề ra.

- Từ kết quả thực nghiệm, chúng tôi đánh giá những gì đã đạt được và những mặt

hạn chế cần phải chỉnh sửa.

3.4. Diễn biến thực nghiệm sư phạm

Tổ chức thực nghiệm sư phạm theo các tiến trình đã chuẩn bị ở chương 2.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

108

Hình 3.1: Những dụng cụ cần chuẩn bị.

Tiết thực nghiệm diễn ra vào tiết 6,7,8. Giáo viên chuẩn bị đầy đủ 5 bộ dụng cụ thí

nghiệm vào 5 khay. Giáo viên chuẩn bị thêm ống thí nghiệm cho học sinh vì ống thí

nghiệm làm bằng thủy tinh nên dễ bị vỡ khi sử dụng.

Giáo viên chuẩn bị phiếu học tập cá nhân cho học sinh và chuẩn bị giấy A2 để vẽ

sơ đồ tư duy và thiết kế phương án thí nghiệm. Ngoài ra, giáo viên chuẩn bị bút lông và

màu tô để phần trình bày của học sinh mang tính trực quan và sinh động hơn.

Hoạt động 1: Tìm hiểu về trạng thái và các quá trình biến đổi trạng thái.

Hình 3.2: Giáo viên ổn định lớp.

- Vì lớp thực nghiệm thuộc trường dân lập nên học sinh rất hiếu động, vì thế để

lớp thực nghiệm diễn ra theo đúng tiến trình thì khâu ổn định lớp rất quan trọng. Sau khi

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

109

ổn định lớp, GV chia lớp thành 5 nhóm, mỗi nhóm từ 4-5 học sinh, yêu cầu mỗi nhóm

bầu ra nhóm trưởng. Các học sinh nhanh chóng thực hiện yêu cầu.

- Giáo viên giới thiệu bài học hôm nay “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle –

Mariotte” thông qua tiểu sử ông Robert Boyle và ông Edme Mariotte. GV yêu cầu học

sinh đọc sách giáo khoa và thực hiện vẽ sơ đồ tư duy nội dung kiến thức “Trạng thái.

Các quá trình biến đổi trạng thái” trên khổ giấy A2 đã chuẩn bị sẵn.

Hình 3.3: Học sinh đọc sgk và vẽ sơ đồ tư duy.

- Các bạn học sinh chăm chú đọc sách và thảo luận đưa ra ý tưởng để vẽ sơ đồ tư

duy. GV nhắc nhở học sinh cân đối thời gian làm nhiệm vụ. Nhóm trưởng lên phân công

nhiệm vụ cho các thành viên trong nhóm đọc sách giáo khoa để có thể đưa ra nhiều ý

tưởng trình bày sơ đồ và tiết kiệm thời gian thực hiện. Trong khi một bạn trình bày thì

các thành viên còn lại sẽ hỗ trợ bạn vừa xem sách giáo khoa vừa hỗ trợ bạn và trang trí

cho sơ đồ tư duy của nhóm trở nên sinh động hơn.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

110

Hình 3.4: Một nhóm lên đại diện thuyết trình sơ đồ tư duy.

- Sau khi hết thời gian vẽ sơ đồ tư duy, có 4 nhóm đã thực hiện xong, còn 1 nhóm

chưa thực hiện xong. GV cử một nhóm lên đại diện thuyết trình bản vẽ của nhóm mình.

Hai bạn ở nhóm 2 đã đại diện lên thuyết trình sơ đồ tư duy mà nhóm đã làm. Bạn nữ hỗ

trợ bạn nam cầm bản vẽ, bạn nam trình bày tự tin, lưu loát, mạch lạc phần kiến thức

“Trạng thái. Các quá trình biến đổi trạng thái”.

Hoạt động 2: Tạo tình huống làm nảy sinh vấn đề - Phát biểu vấn đề.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

111

Hình 3.5: GV giao nhiệm vụ và hướng dẫn HS làm thí nghiệm quả bong bóng co,

giãn.

- GV tiến hành phát phiếu học tập số 1 và dụng cụ thí nghiệm quả bong bóng cho

HS. GV giới thiệu cho HS thí nghiệm chuẩn bị làm và hướng dẫn HS làm TN. GV giao

2 nhiệm vụ cho HS bao gồm nhiệm vụ 1 là làm thí nghiệm, nhiệm vụ 2 là hoàn thành

phiếu học tập số 1. GV đặt ra thời gian để hoàn thành nhiệm vụ. HS chăm chú lắng nghe

GV hướng dẫn và giao nhiệm vụ. Nhóm trưởng của mỗi nhóm phân công công việc cho

mỗi thành viên trong nhóm để hoàn thành nhiệm vụ một cách tốt nhất và theo đúng thời

gian quy định.

Hình 3.6: Học sinh điền thông tin vào phiếu học tập.

- Sau khi nhận phiếu học tập số 1 và lắng nghe hướng dẫn của GV, HS nhanh

chóng điền thông tin cá nhân vào phiếu học tập của mình. Mỗi nhóm nhận được bộ dụng

cụ thí nghiệm quả bong bóng, các thành viên trong nhóm kiểm tra dụng cụ thí nghiệm

đã đầy đủ chưa, điền tên các dụng cụ thí nghiệm vào mục 1 của phiếu học tập số 1.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

112

Hình 3.7: Học sinh làm thí nghiệm quả bong bóng.

- Học sinh đọc hướng dẫn cách tiến hành thí nghiệm và thực hiện thí nghiệm quả

bong bóng. Mỗi thành viên trong nhóm đều được thực hiện thí nghiệm, các thành viên

còn lại quan sát kích thước quả bong bóng và đưa ra nhận xét. Các em thực hiện thí

nghiệm một cách cẩn thận, tỉ mỉ, các bạn nam thực hiện thí nghiệm này nhanh và dễ

dàng hơn các bạn nữ do phải cần một lực đủ mạnh để đẩy pittong trong xi lanh nên nhóm

có các thành viên nữ sẽ làm thí nghiệm chậm hơn so với nhóm có các thành viên nam

chiếm số đông. Vì là thí nghiệm quan sát nên các em rất chăm chú quan sát hiện tượng.

Hình 3.8: Học sinh hoàn thành phiếu học tập số 1

- Sau khi thực hiện thí nghiệm xong, các em nhanh chóng điền kết quả thu được

vào phiếu học tập số 1. Mỗi cá nhân nêu ra kết quả mình quan sát được sau khi thực

hiện thí nghiệm này. Giáo viên đánh giá năng lực học sinh thông qua việc quan sát quá

trình học sinh thực hiện thí nghiệm và dựa trên phiếu học tập số 1 để đánh giá năng lực

thành tố thứ 1 trong năng lực vật lí.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

113

Hình 3.9: Học sinh báo cáo kết quả thu được ở thí nghiệm quả bong bóng và đưa

ra dự đoán.

- Sau khi hết thời gian thực hiện nhiệm vụ, hầu hết các nhóm đều thực hiện nhiệm

vụ đúng thời gian quy định, một bạn lên thuyết trình kết quả thu được khi quan sát thí

nghiệm quả bong bóng co, dãn. Bạn nữ trình bày rõ ràng, tự tin, đưa ra được dự đoán

mối quan hệ giữa áp suất và thể tích khi nhiệt độ không đổi.

Hoạt động 3: Giải quyết vấn đề.

Hình 3.10: Giáo viên giới thiệu dụng cụ thí nghiệm kiểm chứng dự đoán.

- Giáo viên giới thiệu bộ dụng cụ thí nghiệm để kiểm chứng giả thuyết đã đề ra.

Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm chứng dự

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

114

đoán dựa trên bộ dụng cụ thí nghiệm đã được phát. Học sinh chăm chú lắng nghe giáo

viên giới thiệu từng dụng cụ thí nghiệm, nhận phiếu học tập số 2 và khay thí nghiệm của

nhóm.

Hình 3.11: Học sinh thảo luận thiết kế phương án thí nghiệm.

- Học sinh sôi nổi thảo luận lên phương án thiết kế thí nghiệm bao gồm những

dụng cụ nào, cách bố trí các dụng cụ thí nghiệm, các bước tiến hành thí nghiệm. Các

thành viên trong nhóm hoạt động rất tích cực, đưa ra nhiều phương án khác nhau, thảo

luận chọn ra phương án tối ưu nhất.

Hình 3.12: Phương án thí nghiệm của nhóm 1, nhóm 3.

- Mỗi nhóm đưa ra các phương án thí nghiệm khác nhau. Các thành viên trong

nhóm làm việc rất tích cực, hỗ trợ lẫn nhau, lắp ráp từng dụng cụ thí nghiệm một cách

tỉ mỉ. Có nhóm tận dụng hết các dụng cụ thí nghiệm mà giáo viên đã phát, có nhóm chỉ

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

115

sử dụng 2 đến 3 dụng cụ thí nghiệm. Giáo viên quan sát được năng lực tư duy thiết kế

và sáng tạo của học sinh thông qua các phương án thí nghiệm mà học sinh đã đề ra.

Hình 3.13: Học sinh vẽ sơ đồ thí nghiệm.

- Sau khi lên phương án thiết kế, học sinh trình bày vẽ sơ đồ thiết kế phương án

thí nghiệm của nhóm mình. Có rất nhiều bạn có năng khiếu nên vẽ rất nhanh và đẹp.

Một thành viên trong nhóm phụ trách vẽ, các thành viên còn lại hỗ trợ bạn tô màu cho

sơ đồ thiết kế của nhóm thêm sinh động. Giáo viên nhắc nhở thời gian để các nhóm khẩn

trương hoàn thành sơ đồ thiết kế của nhóm mình.

Hình 3.14: Học sinh thuyết trình phương án thí nghiệm.

- Sau khi hết thời gian, có 4 nhóm đã hoàn thành xong sơ đồ thí nghiệm của nhóm

mình, còn một nhóm còn đang trang trí tô màu. Hai thành viên của nhóm 1 đại diện

nhóm lên thuyết trình về phương án thiết kế của nhóm mình. Các bạn không tận dụng

hết các dụng cụ thí nghiệm mà giáo viên đã đưa. Các bạn chỉ sử dụng 3 dụng cụ để làm

thí nghiệm. Giáo viên có thể đánh giá năng lực vật lí thành tố thứ 2 thông qua việc quan

sát quá trình học sinh lên phương án thiết kế thí nghiệm, ngoài ra học sinh còn được

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

116

phát huy năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực hợp tác giữa các thành

viên trong nhóm.

Hoạt động 4: Tiến hành thí nghiệm.

Hình 3.15: Học sinh nhóm 5, nhóm 1 thực hiện thí nghiệm.

- Sau khi GV thống nhất phương án thiết kế thí nghiệm, các nhóm tiến hành thực

hiện thí nghiệm theo phương án đã thống nhất. GV đưa ra một số nội quy an toàn khi

thực hiện thí nghiệm. Nhóm trưởng phân chia công việc cho từng thành viên trong nhóm

để thực hành thí nghiệm một cách tốt nhất và đúng thời gian quy định. Các thành viên

trong nhóm làm việc rất tích cực, lắp ráp dụng cụ thí nghiệm một cách cẩn thận, tỉ mỉ.

Vì đây là thí nghiệm định lượng, nên các nhóm phải lắp thí nghiệm đúng mới lấy số liệu

chuẩn xác.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

117

Hình 3.16: Học sinh xử lí số liệu vào phiếu học tập số 2.

- Sau khi thực hiện xong thí nghiệm và thu thập được số liệu thí nghiệm, học sinh

tiến hành xử lí số liệu thí nghiệm và hoàn thành phiếu học tập số 2. Có một số bạn giỏi

tính toán nên xử lí số liệu thí nghiệm một cách dễ dàng, nhanh chóng, có một số bạn còn

chậm, chưa biết cách xử lí số liệu thí nghiệm, cần sự hỗ trợ của GV. Mỗi học sinh tự

nêu ra khó khăn trong quá trình thực hiện thí nghiệm và cách giải quyết những khó khăn

ấy. Khi học sinh gặp khó khăn và cần sự hỗ trợ của GV nhưng trên tinh thần để học sinh

tự tìm ra hướng giải quyết, cần hạn chế sự can thiệp của GV trong quá trình học sinh

làm nhiệm vụ. GV nhắc nhở thời gian để học sinh hoàn thành nhiệm vụ đúng thời gian

quy định.

Hoạt động 5: Rút ra kết luận

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

118

Hình 3.17: Học sinh báo cáo kết quả thực hành thí nghiệm của nhóm.

- Sau khi hết thời gian, hầu hết các nhóm đã hoàn thành xong nhiệm vụ xử lí số

liệu thí nghiệm mà nhóm thu được từ thí nghiệm kiểm chứng. Một bạn đại diện nhóm 1

lên trình bày kết quả mà nhóm đã thực hiện. Bạn nêu ra khó khăn trong quá trình thực

hiện là việc lấy số liệu thí nghiệm còn có sự chênh lệch quá lớn. Nhóm đã tìm ra nguyên

nhân là do lắp ráp thí nghiệm chưa đúng, phần khí bên trong chưa kín dẫn đến việc lấy

số liệu sai. Nhóm đã lắp lại thí nghiệm lần nữa, gắn chặt nút đậy cao su để cho phần khí

bên trong được kín, khi đó nhóm đã lấy số liệu được chính xác.

Hoạt động 6: Vận dụng.

Hình 3.18: Học sinh giải quyết tình huống.

- Giáo viên củng cố lại bài học đưa ra tình huống gần gũi với cuộc sống để học

sinh giải quyết. Một bạn xung phong lên giải quyết tình huống, áp dụng ngay các kiến

thức vừa mới được học. Giáo viên có thể đánh giá năng lực vật lí thành tố thứ 3 qua việc

quan sát học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết tình huống mà giáo viên đã đặt ra.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

119

3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm

3.5.1. Kết quả thực nghiệm sư phạm

- Thí nghiệm quả bong bóng co, dãn:

Cả 5 nhóm đều thực hiện được thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của GV, quan sát và

rút ra nhận xét về hiện tượng thí nghiệm.

- Thí nghiệm kiểm chứng định luật Boyle Mariotte:

Có 4 nhóm tiến hành lắp ráp được thí nghiệm, thao tác thực hiện thí nghiệm đúng

nội quy, lấy được số liệu và xử lí được số liệu, rút ra kết luận bài học đúng thời gian quy

định. Có 1 nhóm tiến hành lắp ráp thí nghiệm còn có sự sai sót, lượng khí bên trong

chưa kín dẫn đến việc lấy số liệu sai. Nhóm đã giải quyết được vấn đề, tìm ra nguyên

nhân và hoàn thành được thí nghiệm của nhóm.

3.5.2. Đánh giá định tính năng lực Vật lí

Bảng 3.1: Bảng đánh giá năng lực vật lí của học sinh.

Chỉ số hành vi Biểu hiện cụ thể Năng

lực

thành

tố

- Học sinh vẽ được sơ đồ tư duy tóm tắt được kiến 1. Nhận 1.1. Trình bày được

thức “Trạng thái – quá trình biến đổi trạng thái”. thức các kiến thức vật lí phổ

Học sinh có thể tự trình bày lại nội dung kiến thức vật lí. thông bằng các hình

và kết quả của việc hoạt động nhóm theo ngôn ngữ thức biểu đạt: nói, viết,

riêng. vẽ.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

120

Hình 3.19: Sơ đồ tư duy nhóm 1.

- Nhóm 1, nhóm 3 tiến hành được thí nghiệm đặt 1.2. Mô tả các tình

vấn đề đúng thời gian quy định, phân tích được hiện huống (hiện tượng,

tượng thí nghiệm mà không cần đến sự hỗ trợ của quá trình tự nhiên)

giáo viên. thông qua các kiến

thức vật lí. - Nhóm 2, nhóm 4 tiến hành được thí nghiệm nhưng

còn chậm vượt quá thời gian quy định do nhóm

thành viên là nữ, lực tay yếu nên khi thực hiện thí

nghiệm, hiện tượng thí nghiệm không rõ ràng, khó

quan sát và phân tích hiện tượng.

Hình 3.20: Học sinh nhóm 2 phân tích thí

nghiệm mở đầu.

- Khi thực hiện thí nghiệm mở đầu xong, học sinh 2. Tìm 2.1. Đặt câu hỏi/ vấn

nêu được vấn đề cần giải quyết ở bài học. hiểu thế đề liên quan đến vật lí.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

121

- Học sinh đại diện nhóm 1 nêu được vấn đề cần giới tự

giải quyết ở bài học: “Khi nhiệt độ không đổi, áp nhiên

suất và thể tích có mối quan hệ với nhau như thế dưới

nào?” góc độ

vật lí. - Học sinh các nhóm thảo luận đưa ra dự đoán mối 2.2. Đề xuất được dự

quan hệ giữa áp suất p và thể tích V khi nhiệt độ và đoán (giả thuyết) cho

lượng khí bên trong ống xi lanh không thay đổi. vấn đề.

- Nhóm 1, nhóm 3: Đưa ra dự đoán p tỉ lệ nghịch

với V khi nhiệt độ không đổi.

- Nhóm 2, nhóm 4: Chưa đưa ra được dự đoán vì

làm thí nghiệm mở đầu chiếm quá nhiều thời gian.

Hình 3.21: Học sinh nhóm 3 đang thảo luận đề

xuất dự đoán.

- Học sinh các nhóm thảo luận đề xuất phương án 2.3. Xây dựng giải

thí nghiệm để kiểm chứng dự đoán dựa các dụng cụ pháp (kế hoạch thực

thí nghiệm mà GV đã phát và trình bày lên tờ giấy hiện) PP thực nghiệm:

A2. Giải pháp bao gốm: dụng cụ thí nghiệm, bố trí Đề xuất phương án TN

dụng cụ thí nghiệm, các bước tiến hành thí nghiệm. (dụng cụ gì, tiến hành

ra sao, thu thập kết quả - Nhóm 3: Đề xuất được 2 phương án thí nghiệm,

như thế nào?) một phương án trình bày lên giấy, một phương án

nhóm thuyết trình trước lớp: gắn trực tiếp áp kế lên

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

122

ống xi lanh, dịch chuyển pittong trong xi lanh để

thay đổi thể tích lượng khí.

- Nhóm 1, 2, 4: Vẽ được sơ đồ bố trí thí nghiệm,

nêu rõ từng dụng cụ thí nghiệm, các bước tiến hành

thí nghiệm. Ngoài ra các nhóm còn trang trí sơ đồ

thí nghiệm của nhóm mình thêm phần sinh động,

mang nét riêng của nhóm.

- Nhóm 5: chưa vẽ được sơ đồ bố trí thí nghiệm.

Hình 3.22: Sơ đồ thiết kế nhóm 2.

- Học sinh lắp ráp thí nghiệm, thực hành thí 2.4. Thực hiện giải

nghiệm, thu thập số liệu và xử lí số liệu thu được. pháp:

- Nhóm 1, 3: Nhóm có nhiều thành viên học khá Bố trí TN, tiến hành

nên các nhóm lắp ráp thí nghiệm đúng theo phương TN, thu thập được kết

án thống nhất một cách nhanh chóng, biết cách thu quả, xử lí được số liệu

thập số liệu chuẩn xác. Có một số bạn giỏi tính toán (qua biểu thức, đồ

nên xử lí số liệu đúng, nhanh chóng, kịp thời gian thị…), rút ra nhận xét.

quy định.

- Nhóm 2: Nhóm có các bạn năng nổ, hợp tác và hỗ

trợ nhau lắp ráp thí nghiệm, nhưng khi thực hành

thí nghiệm còn vụng về, lượng khí bên trong ống

nghiệm còn chưa kín nên việc lấy số liệu chưa

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

123

đúng, thao tác đọc giá trị đo sai, mắt nhìn chưa

vuông góc với dụng cụ đo.

Hình 3.23: Học sinh xử lí số liệu thu được.

- Nhóm 1, 3: Thành viên trong nhóm thảo luận sôi 2.5. Trình bày và thảo

nổi, đưa ra ý kiến cá nhân, góp ý xây dựng, tiếp thu luận.

tích cực và cùng nhau thống nhất ý kiến. Nhóm có

tinh thần hợp tác, hỗ trợ lẫn nhau trong học tập.

- Nhóm 2,4: Thành viên trong nhóm còn chưa nhiệt

tình thảo luận, do tốn nhiều thời gian làm thí

nghiệm thất bại và xử lí kết quả chậm.

- Nhóm 3: Nhóm tự đánh giá ưu điểm và nhược 2.6. Đánh giá quá

điểm trong quá trình thực hiện thí nghiệm, những trình đã thực hiện, đề

khó khăn trong quá trình thực hiện thí nghiệm: chưa xuất giới hạn áp dụng

hiểu rõ công dụng của từng dụng cụ thí nghiệm. Sau của kết quả và vấn đề

thời gian tự tìm tòi thay đổi phương án thiết kế nghiên cứu tiếp theo.

nhiều lần thì đã tìm ra được phương án thiết kế tối

ưu nhất.

- Nhóm 1: Nhóm tự đánh giá được quá trình thực

hiện thí nghiệm, những khó khăn trong quá trình

thực hiện thí nghiệm của nhóm: khi tiến hành thí

nghiệm, đẩy pittong vào thí ống nối giữa xi lanh và

ống nghiệm bị văng ra. Nhóm đã tự tìm cách giải

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

124

quyết do gắn dây quá lỏng nên đã lắp lại thí nghiệm

và cố định ống nối chắc hơn.

- Nhóm 1 xung phong lên giải quyết tình huống: 3. Vận 3.1. Giải thích được

“làm cách nào để lòng đỏ trứng gà “chui” vào trong dụng các hiện tượng tự

chai nhựa?”, áp dụng ngay kiến thức vừa mới được kiến nhiên, các ứng dụng kĩ

học trong bài, giải thích rõ, chi tiết cách làm và giải thức, kĩ thuật của kiến thức

thích hiện tượng một cách cụ thể. năng đã trong thực tiễn.

học.

Hình 3.24: Đại diện nhóm 1 lên giải quyết tình

huống.

3.5.3. Đánh giá định lượng năng lực Vật lí

Trong quá trình thực nghiệm sư phạm, chúng tôi chọn ra 4 học sinh bất kì trong

quá trình để đánh giá năng lực Vật lí của từng học sinh. Ứng với mỗi biểu hiện hành vi

có các mức độ ứng với từng mốc điểm: Mức 4 – 4 điểm; Mức 3 – 3 điểm; Mức 2 – 2

điểm; Mức 1 – 1 điểm. Minh chứng (phụ lục).

- HS1: Nguyễn Thị Tuyết Vân.

- HS2: Trần Nhật Thành.

- HS3: Nguyễn Hoàng Thắng.

- HS4: Lâm Duy Khánh.

Bảng 3.2: Bảng đánh giá định lượng năng lực vật lí của học sinh.

HS Chỉ số hành vi Tổng

điểm

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

125

1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3.1 36đ

HS1 3/4 3/4 4/4 3/4 3/4 2/4 3/4 3/4 3/4 27/36

HS2 3/4 3/4 3/4 3/4 3/4 3/4 2/4 2/4 3/4 25/36

HS3 2/4 3/4 1/4 3/4 3/4 3/4 2/4 2/4 2/4 23/36

HS4 3/4 2/4 1/4 3/4 2/4 1/4 1/4 2/4 1/4 16/36

Để đánh giá một cách dễ dàng hơn, tôi quy điểm số thành thang điểm 10 và phân chia

các mức độ:

Bảng 3.3: Các mức độ đạt được năng lực vật lí của học sinh.

Mức độ đạt được Khoảng điểm

Dưới 5,0 điểm Yếu

Từ 5,0 điểm đến 6,4 điểm Trung Bình

Khá Từ 6,5 điểm đến 7,9 điểm

Tốt Từ 8,0 điểm trở lên

Năng lực thành tố thứ 1: Nhận thức vật lí.

Điểm tối đa: 8đ

Bảng 3.4: Mức độ đạt được năng lực thành tố thứ 1 của học sinh.

Học sinh Điểm đạt được Quy đổi thang điểm 10 Mức độ đạt được

6/8 7,5 Khá HS1

6/8 7,5 Khá HS2

5/8 6,25 Trung bình HS3

5/8 6,25 Trung bình HS4

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

126

Nhận xét:

+ Ở năng lực thành tố thứ 1: phần lớn các bạn HS biểu hiện năng lực thành tố đạt

ở mức khá, trung bình. Qua đó, ta thấy được các bạn HS có khả năng đọc, hiểu, tóm tắt

nội dung kiến thức và tự trình bày bằng ngôn ngữ của mình. Các bạn có khả năng quan

sát và có thể phân tích được hiện tượng thí nghiệm đơn giản kích thích hứng thú cho

học sinh bước vào bài học.

Năng lực thành tố thứ 2: Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới gốc độ vật lí.

Điểm tối đa: 24đ

Bảng 3.5: Mức độ đạt được năng lực thành tố thứ 2 của học sinh.

Học sinh Điểm đạt được Quy đổi thang điểm 10 Mức độ đạt được

7,5 18/24 Khá HS1

6,7 16/24 Khá HS2

5,8 14/24 Trung bình HS3

4,2 10/24 Yếu HS4

Nhận xét:

+ Ở năng lực thành tố thứ 2: trong tiến trình dạy học, các hoạt động được triển khai

một cách rõ ràng, mạch lạc. Đi từ hoạt động dự đoán vấn đề, đề xuất giải pháp, thực

hiện giải pháp làm cho học sinh dễ dàng nắm bắt được tiến trình và có thể lĩnh hội kiến

thức một cách hiệu quả. Nhìn vào biểu hiện chỉ số hành vi, ta thấy HS có thể đưa ra dự

đoán được vấn đề, đề xuất được một số phương án giải quyết vấn đề đó và trình bày một

cách mạch lạc. Ngoài ra, HS tự đánh giá được quá trình thực hiện thí nghiệm, tự tìm ra

được hướng giải quyết những khó khăn trong quá trình thực hiện. Tuy nhiên, HS vẫn

còn yếu về mặt thực hành thí nghiệm (thực hiện giải pháp), lắp ráp thí nghiệm còn vụng

về, chưa đúng yêu cầu về mặt kĩ thuật. Ngoài ra, các bạn HS còn đang yếu về mặt tính

toán xử lí số liệu, có một số bạn quên cách đổi đơn vị dẫn đến kết quả sai. Kết quả cho

thấy ở năng lực thành tố thứ 2, có 2 bạn học sinh đạt mức khá, 1 bạn học sinh đạt mức

trung bình, 1 bạn học sinh đạt mức yếu.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

127

Năng lực thành tố thứ 3: Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học.

Điểm tối đa: 4đ

Bảng 3.6: Mức độ đạt được năng lực thành tố thứ 3 của học sinh.

Học sinh Điểm đạt được Quy đổi thang điểm 10 Mức độ đạt được

3/4 7,5 Khá HS1

3/4 7,5 Khá HS2

2/4 5 Trung bình HS3

1/4 2,5 Yếu HS4

Nhận xét:

+ Ở năng lực thành tố thứ 3: HS có nhiều chênh lệch mức độ năng lực ở thành tố

này. Bởi lẽ, do kết quả năng lực thành tố thứ 2 cho ta thấy được khả năng tiếp thu kiến

thức của HS và vận dụng kiến thức của HS để giải quyết vấn đề tiếp theo. Năng lực

thành tố vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học đòi hỏi HS phải có các kĩ năng: quan sát,

thuyết trình và kinh nghiệm tích lũy được sau khi trải qua các hoạt động học tập. Kết

quả cho thấy ở năng lực thành tố thứ 3, có 2 bạn học sinh đạt được ở mức khá, 1 bạn đạt

mức trung bình và 1 bạn đạt ở mức yếu.

Từ kết quả cho thấy, các bạn học sinh được chọn đánh giá năng lực vật lí phần lớn

ở mức độ trung bình, không có học sinh nào đạt mức độ tốt. Qua đó, chúng tôi kiểm

chứng có thể đánh giá được năng lực vật lí của học sinh.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

128

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

Phân tích định tính và định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm, chúng tôi thấy

rằng tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống như đã soạn thảo,

bước đầu đã giúp hình thành và phát triển năng lực vật lí của HS. Như vậy, trong khuôn

khổ của đề tài khóa luận tốt nghiệp, chúng tôi có thể khẳng định, với mẫu HS được chọn

làm thực nghiệm sư phạm thì giả thuyết khoa học của đề tài là phù hợp với thực tiễn.

Tuy nhiên do mẫu thực nghiệm sư phạm còn rất nhỏ, nên chưa thể kết luận khái quát

cho trường hợp đại trà.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

129

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Từ kết quả thu được của luận văn, đối chiếu với nhiệm vụ đã đặt ra, chúng tôi đã

giải quyết được những vấn đề lí luận và thực tiễn sau:

- Phân tích và làm rõ cơ sở lí luận về thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống, tiến trình

dạy học vật lí có sử dụng thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống. Trong đó, chúng tôi nhấn

mạnh học sinh giữ vai trò trung tâm của hoạt động dạy học, tự phát hiện vấn đề, đề xuất

được giải pháp và giải quyết vấn đề, nhờ đó học sinh được rèn luyện, phát triển năng

lực vật lí và các kĩ năng cần thiết.

- Dựa trên cơ sở lí luận và thực tiễn, chúng tôi đã xây dựng 11 thí nghiệm vật lí

gắn kết cuộc sống (trong đó 8 thí nghiệm định tính, 3 thí nghiệm định lượng) phần Nhiệt

học – Vật lí 10. Từ đó ứng dụng để thiết kế 2 tiến trình dạy học có sử dụng phương pháp

dạy học giải quyết vấn đề để phát triển năng lực vật lí của học sinh.

- Tổ chức dạy học bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle Mariotte” – Vật lí

10 có sử dụng các thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống làm cho tiết học vật lí lôi cuốn

hơn thay vì học chay, làm cho học sinh thu hút và tập trung vô bài học, kích thích trí tò

mò và tưởng tượng của học sinh. Kết quả đánh giá định tính và định lượng đã chứng tỏ

tiến trình tổ chức dạy học này không những kích thích hứng thú học tập, phát triển năng

lực vật lí mà còn rèn luyện các kĩ năng sống, làm việc của người học.

Từ các kết quả trên, có thể khẳng định được giả thuyết khoa học của đề tài.

- Do điều kiện về thời gian, năng lực và khuôn khổ luận văn nên quá trình thực

nghiệm chỉ tiến hành tổ chức dạy học chính khóa trên 1 lớp 10 ở trường THCS – THPT

Hoa Sen quận 9 nên quá trình thực nghiệm chưa có tính khái quát cao. Chúng tôi sẽ tiếp

tục đi sâu nghiên cứu, qua quá trình đánh giá định lượng mức độ năng lực vật lí của từng

học sinh mà phát hiện được những mặt mạnh, mặt yếu của từng cá nhân, từ đó tạo điều

kiện phát triển điểm mạnh và đề xuất ra những giải pháp khắc phục điểm yếu của từng

học sinh. Bên cạnh đó, chúng tôi sẽ tiếp tục cải tiến đề tài phát huy hiệu quả trong điều

kiện dạy học ở nước ta.

Ngoài ra, chúng tôi còn có một số kiến nghị:

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

130

- Dạy học phải được đổi mới toàn diện, tăng tính thực tiễn từ nội dung kiến thức

đến các bài tập liên quan.

- Muốn đổi mới dạy học thì phải đổi mới cách kiểm tra và đánh giá. Giáo viên phải

có hình thức đánh giá và cách thức xây dựng tiêu chí đánh giá cho phù hợp với mục tiêu

dạy học đã đề ra.

- Muốn dạy học có sử dụng các thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống, phát triển được

năng lực vật lí cho học sinh thì cũng cần cải thiện cơ sở vật chất của các trường phổ

thông để phục vụ hiệu quả các phương pháp dạy học tích cực.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

131

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bộ Giáo dục và đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lí,

Hà Nội.

2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2015), Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Sách Giáo

Khoa Vật lí 10 (Ban Cơ bản), NXB Giáo dục Việt Nam.

3. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, Hà

Nội.

4. Bộ giáo dục và đào tạo (2014), Tài liệu tập huấn PISA 2015 và các dạng câu

hỏi do OECD phát hành.

5. Đỗ Hương Trà (2019), Dạy học phát triển năng lực môn vật lí THPT, NXB Đại

học Sư phạm.

6. Hoàng Phê chủ biên (2005), Từ điển Tiếng Việt, Trung tâm Từ điển học, NXB

Đà Nẵng.

7. Mai Hoàng Phương (2014), Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm hỗ trợ trong

dạy học chương “Động học và động lực học” – Vật lí 10, đề tài KHCN cấp cơ sở.

8. Nguyễn Đăng Thuấn (2018), Thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống trong dạy học

vật lí, Tài liệu tập huấn giáo viên.

9. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp

dạy học Vật lý ở trường phổ thông, NXB ĐHSP.

10. Nguyễn Thị Nhị, Hà Văn Hùng, Giáo trình thí nghiệm trong dạy học vật lí,

NXB Đại học Vinh.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

132

PHỤ LỤC

- Phiếu học tập số 1:

Học sinh Lâm Duy Khánh.

Học sinh Trần Nhật Thành.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

133

Học sinh Nguyễn Thị Tuyết Vân.

Học sinh Nguyễn Hoàng Thắng.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

134

- Phiếu học tập số 2:

Học sinh Nguyễn Hoàng Thắng.

Học sinh Lâm Duy Khánh.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên

135

Học sinh Nguyễn Thị Tuyết Vân.

Học sinh Trần Nhật Thành.

Khóa luận tốt nghiệp Lê Bích Liên