luận văn: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM KHI DẠY CHƯƠNG CHẤT KHÍ (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN) NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM --------

ĐẶNG THỊ HƢƠNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM KHI DẠY CHƢƠNG CHẤT KHÍ (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN) NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thái Nguyên, năm 2009

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM --------

ĐẶNG THỊ HƢƠNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM KHI DẠY CHƢƠNG CHẤT KHÍ (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN) NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học Vật lí

Mã số: 60.14.10

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS.Phan Đình Kiển

MỤC LỤC

Thái Nguyên, năm 2009

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Trang

Mục lục Danh mục các từ viết tắt MỞ ĐẦU Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1.1. Tổng quan 1.2. Cơ sở lí luận về tính tích cực trong dạy học 1.3. Thí nghiệm trong dạy học Vật lí 1.4. Thực trạng dạy học Vật lí với việc sử dụng thí nghiệm ở các

trƣờng THPT miền núi

KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 Chƣơng 2: SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG GIỜ HỌC VẬT LÍ NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI 2.1. Tiến trình xây dựng tri thức khi sử dụng thí nghiệm trong giờ học Vật lí

2.2. Thiết kế tiến trình dạy học cụ thể một số bài chƣơng “Chất khí” - Vật lí 10 (cơ bản) nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS

2.2.1. Đặc điểm chƣơng “Chất khí” 2.2.2. Tiến trình xây dựng kiến thức tiết thứ nhất

QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ - MA-RI-ỐT 2.2.3. Tiến trình xây dựng kiến thức tiết thứ hai

QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ 2.2.4. Tiến trình dạy học tiết thứ ba PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƢỞNG (tiết 1)

2.2.5. Nhận định chung về ba bài soạn KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM

3.1. Mục đích, nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm 3.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp TNSP 3.3. Căn cứ để đánh giá kết quả TNSP 3.4. Tiến hành TNSP 3.5. Kết quả TNSP

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1 2 3 6 6 11 17 29 33 34 34 42 42 44 54 62 69 70 71 71 71 72 73 74 86 87 89 92 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Chu trình nhận thức khoa học CTNTKH

ĐHSP Đại học sƣ phạm

ĐC Đối chứng

GV Giáo viên

KHGD Khoa học giáo dục

HS Học sinh

Nxb Nhà xuất bản

SGK Sách giáo khoa

SBT Sách bài tập

THCS Trung học cơ sở

THPT Trung học phổ thông

TNSP Thực nghiệm sƣ phạm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

TN Thực nghiệm

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Nghị quyết hội nghị lần II Ban chấp hành trung ƣơng Đảng cộng sản khóa

VIII đã chỉ rõ: “Đổi mới phƣơng pháp giáo dục - đào tạo khắc phục lối truyền thụ

một chiều, rèn luyện nếp tƣ duy sáng tạo của ngƣời học. Từng bƣớc áp dụng các

phƣơng pháp tiên tiến và phƣơng tiện hiện đại vào quá trình dạy học…”. Văn kiện

đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ X của Đảng tiếp tục khẳng định: “Ƣu tiên hàng

đầu cho việc nâng cao chất lƣợng dạy và học. Đổi mới chƣơng trình, nội dung,

phƣơng pháp dạy và học, …, phát huy khả năng sáng tạo và độc lập suy nghĩ của

học sinh, sinh viên.” [3].

Trong những năm qua, định hƣớng đổi mới này đã đƣợc thực hiện ở tất cả

các cấp học, bậc học, các môn học và đƣợc cụ thể hóa bằng việc đổi mới sách giáo

khoa (SGK) cũng nhƣ việc thực hiện các phƣơng pháp dạy học tích cực. Tuy ở

nhiều nơi đã thu đƣợc những kết quả rất đáng khích lệ nhƣng việc đổi mới phƣơng

pháp dạy học ở miền núi còn nhiều hạn chế nên học sinh (HS) chƣa say mê, hứng

thú học tập; từ đó chƣa phát huy đƣợc năng lực nhận thức và khả năng sáng tạo của

học sinh. Điều đó ảnh hƣởng đến việc đào tạo ra con ngƣời có đầy đủ phẩm chất

đạo đức, năng lực trí tuệ để đáp ứng sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất

nƣớc.

Tìm hiểu thực tế giảng dạy học Vật lí ở các trƣờng THPT miền núi, chúng tôi

nhận thấy rằng HS chƣa nắm vững kiến thức, chƣa hứng thú với học tập, năng lực

nhận thức còn nhiều hạn chế, thụ động trong việc tiếp thu kiến thức.

Với mong muốn góp phần nâng cao chất lƣợng và hiệu quả dạy học bộ môn

Vật lí tại các trƣờng trung học phổ thông ở miền núi, chúng tôi chọn đề tài:

“Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm khi dạy chương “Chất khí” (Vật lí 10 - cơ bản)

nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh THPT miền núi”.

2. Mục đích nghiên cứu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm trong giờ học Vật lí khi dạy chƣơng “Chất

khí” (Vật lí 10 - cơ bản) nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS THPT miền

núi.

3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu

Nghiên cứu quá trình dạy - học Vật lí khi dạy một số kiến thức chƣơng “Chất

khí” cho HS THPT miền núi.

4. Giả thuyết khoa học

Nếu tiến hành các thí nghiệm trong giờ học một cách khoa học, phù hợp với

đối tƣợng sẽ nâng cao đƣợc chất lƣợng học tập cho HS.

5. Nhiệm vụ nghiên cứu

+ Nghiên cứu cơ sở lí luận về tính tích cực trong dạy học theo quan điểm

hiện đại và thí nghiệm trong dạy học Vật lí.

+ Điều tra thực trạng dạy học Vật lí nói chung và chƣơng “Chất khí” nói

riêng với việc sử dụng thí nghiệm trong giờ học ở các trƣờng THPT miền núi.

+ Đề xuất phƣơng án tiến hành thí nghiệm trong giờ học Vật lí nhằm tích cực

hóa hoạt động học tập của HS.

+ Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chƣơng “Chất khí” theo

phƣơng án đề ra.

+ Thực nghiệm sƣ phạm (TNSP) nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học và tính

khả thi của đề tài.

6. Phƣơng pháp nghiên cứu

+ Nghiên cứu lí luận.

+ Điều tra, khảo sát.

+ Thực nghiệm sƣ phạm.

7. Đóng góp của luận văn

+ Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận và thực tiễn về việc sử dụng thí nghiệm

của giáo viên (GV) và HS để tích cực hóa hoạt động học tập của HS THPT miền

núi.

+ Có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho những ai quan tâm đến việc sử

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở THPT miền núi.

8. Giới hạn của luận văn

Nghiên cứu sử dụng các thí nghiệm của GV và HS trong giờ nghiên cứu tài

liệu mới khi dạy một số kiến thức trong chƣơng “Chất khí” nhằm tích cực hóa hoạt

động học tập của HS THPT miền núi.

9. Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, mục lục, danh mục tài liệu tham khảo, phần chính của

luận văn đƣợc trình bày 3 chƣơng (gồm: 106 trang, trong đó có 6 sơ đồ, 6 đồ thị và

biểu đồ, 8 hình vẽ, 17 bảng biểu; 8 phụ lục trong đó có: 1 phiếu phỏng vấn GV, 1

phiếu phỏng vấn HS, 3 bảng tóm tắt nội dung trình bày bảng, 3 đề kiểm tra khảo

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

sát).

Chƣơng 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1.1. TỔNG QUAN

1.1.1.Lịch sử vấn đề

Có thể nói, dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự giác, sáng tạo, bồi dƣỡng

phƣơng pháp tự học, rèn luyện kĩ năng, vận dụng kiến thức vào thực tiễn không còn

là vấn đề quá mới mẻ. Cách đây 2500 năm, Khổng Tử đã quan niệm “học” trƣớc

hiểu là “bắt chƣớc”, thứ hai “học” để cho biết, thứ ba “học” để làm. Sau Khổng Tử,

nhiều nhà sƣ phạm lỗi lạc thế kỉ XVII cũng đã đƣa ra những phƣơng pháp dạy học

bắt HS phải tìm tòi suy nghĩ để tự nắm bắt bản chất của sự vật - hiện tƣợng:

J.A.Komenxki và J.J.Ruxô cho rằng phải hƣớng HS tích cực tự giành kiến thức

bằng cách tìm hiểu, khám phá và sáng tạo; A.Distecvec thì cho rằng ngƣời GV tồi là

ngƣời cung cấp cho HS chân lí, ngƣời GV giỏi là ngƣời dạy HS tìm ra chân lí. Ngày

nay, xu hƣớng dạy học này đã trở thành xu thế chung của các nhà trƣờng trên thế

giới và trở thành yêu cầu bắt buộc đối với các nhà trƣờng Việt Nam. Khoản 2, điều

28 luật giáo dục Việt Nam ghi rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy

tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm từng

lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học,khả năng làm việc theo nhóm;

rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại

niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” [8].

Là một môn học mang tính ứng dụng cao, vì thế giảng dạy bộ môn Vật lí

trong trƣờng phổ thông càng phải tuân thủ nghiêm ngặt những yêu cầu nêu trên.

Đặc thù bộ môn đã cho thấy việc sử dụng thiết bị hỗ trợ dạy học để làm nổi bật bản

chất của các hiện tƣợng Vật lí là rất cần thiết. Trong đó, thí nghiệm Vật lí đã đƣợc

nhiều nhà sƣ phạm sử dụng nhƣ là một phƣơng pháp dạy học tích cực. Vấn đề này

đƣợc các tác giả trình bày trong công trình nghiên cứu, nhƣ:

Tô Văn Bình (2002), Thí nghiệm Vật lí ở trường phổ thông, ĐHSP Thái

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Nguyên.

Nguyễn Thị Thanh Hà (1999), “Sử dụng lazer trong thí nghiệm giao thoa ánh

sáng và đo bƣớc sóng ánh sáng ở trƣờng phổ thông”, Tạp chí nghiên cứu giáo dục,

(7).

Vi Thị Thu (1999), Một số biện pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự lực

nhận thức của học sinh PTTH miền núi khi dạy phần “Cơ học” – Vật lí lớp 10,

Luận văn thạc sĩ KHGD, ĐHSP Thái Nguyên.

Hà Sỹ Thuyết (1999), Sử dụng phương pháp thí nghiệm trong giờ học Vật lí

nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh THCS miền núi, Luận văn

thạc sĩ KHGD, ĐHSP Thái Nguyên.

Ngô Thị Quyên (2006), Sử dụng thí nghiệm khi dạy phần tính chất sóng, tính

chất hạt của ánh sáng, Vật lí 12 THPT nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học

sinh, Luận văn thạc sĩ KHGD, ĐHSP Thái Nguyên.

…

Các công trình trên cho thấy, sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí một

cách khoa học, phù hợp với đối tƣợng HS có ý nghĩa rất quan trọng; nó đã giúp HS

phát huy đƣợc tính tích cực, tự lực trong hoạt động học tập của HS; góp phần không

nhỏ trong quá trình thực hiện mục tiêu giáo dục. Tuy nhiên không phải GV Vật lí

nào cũng biết cách khai thác và phát huy một cách có hiệu quả các thí nghiệm trong

giờ dạy của mình. Vì vậy, sử dụng thí nghiệm nhƣ thế nào để đạt đƣợc hiệu quả cao

nhất trong từng bài học cụ thể vẫn là vấn đề thu hút sự quan tâm của nhiều GV Vật

lí.

1.1.2. Quan niệm về phƣơng pháp dạy học và phƣơng pháp dạy học tích cực

trong dạy học Vật lí

1.1.2.1. Quan niệm về phƣơng pháp dạy học

Theo lí luận dạy học, quá trình dạy học đƣợc xem nhƣ một quá trình kết hợp

biện chứng giữa hoạt động dạy của GV với hoạt động học của HS. Vì vậy bất cứ

một phƣơng pháp dạy học nào cũng là một hệ thống các hoạt động có định hƣớng

của GV nhằm tổ chức hoạt động nhận thức và hoạt động thực hành của HS, đảm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

bảo cho HS nắm vững nội dung trí dục và đạt đƣợc các mục tiêu đã đề ra. Nói cách

khác, “phƣơng pháp dạy học là cách thức hoạt động có tổ chức và tác động lẫn nhau

của ngƣời giáo viên và của học sinh nhằm đạt đƣợc các mục tiêu dạy học đã đặt ra”

[15].

Nhƣ vậy, phƣơng pháp dạy học có những dấu hiệu đặc trƣng sau:

- Phản ánh sự vận động của quá trình nhận thức của học sinh nhằm đạt đƣợc

mục đích đặt ra,

- Phản ánh sự vận động của nội dung đã đƣợc nhà trƣờng quy định,

- Phản ánh cách thức trao đổi thông tin giữa thầy và trò,

- Phản ánh cách thức điều khiển hoạt động nhận thức, kích thích và xây dựng

động cơ, tổ chức hoạt động nhận thức và kiểm tra, đánh giá kết quả hoạt động [27].

1.1.2.2. Phƣơng pháp dạy học tích cực trong dạy học Vật lí

a) Các đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực

Phƣơng pháp tích cực dùng để chỉ một nhóm phƣơng pháp giáo dục, dạy học

theo hƣớng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của ngƣời học.

Các phƣơng pháp dạy học tích cực có những đặc trƣng sau:

- Dạy học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của học sinh,

- Dạy học chú trọng rèn luyện phƣơng pháp tự học,

- Tăng cƣờng học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác,

- Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò.

b) Một số phương pháp dạy học tích cực

* Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề (dạy học nêu vấn đề)

I.Z.Kharlamop viết: “Dạy học nêu vấn đề là sự tổ chức quá trình dạy học bao

gồm việc tạo ra các tình huống có vấn đề trong giờ học, kích thích ở học sinh nhu

cầu giải quyết các vấn đề nảy sinh, lôi cuốn các em vào hoạt động nhận thức tự lực

nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo mới, phát triển tính tích cực trí tuệ và hình

thành cho các em năng lực tự mình thông hiểu và lĩnh hội thông tin khoa học

mới”[27].

Sơ đồ các bƣớc dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề đƣợc mô tả trên hình

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1.1:

Phát biểu vấn đề cần giải quyết Tạo tình huống có vấn đề Phát hiện và nhận dạng vấn đề

Áp dụng

Đúng Đề xuất các giả thuyết Kiểm tra giả thuyết

Sai

Hình 1.1

Tùy theo mức độ tham gia của học sinh vào quá trình nghiên cứu và

giải quyết vấn đề, ngƣời ta phân chia dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề thành

bốn mức độ:

+ Mức 1: Giáo viên nêu vấn đề, nêu cách giải quyết vấn đề; học sinh thực

hiện cách giải quyết vấn đề theo hƣớng dẫn của giáo viên. Giáo viên đánh giá kết

quả làm việc của học sinh.

+ Mức 2: Giáo viên nêu vấn đề, gợi ý để học sinh tìm ra cách giải quyết vấn

đề. Học sinh thực hiện cách giải quyết vấn đề. Giáo viên và học sinh cùng đánh giá.

+ Mức 3: Giáo viên cung cấp thông tin tạo tình huống, học sinh phát hiện và

xác định vấn đề nảy sinh, tự lực đề xuất các giả thuyết và lựa chọn giải pháp, học

sinh thực hiện cách giải quyết vấn đề với sự giúp đỡ của giáo viên khi cần. Giáo

viên cùng học sinh đánh giá.

+ Mức 4: Học sinh tự lực phát hiện vấn đề nảy sinh trong hoàn cảnh của

mình hoặc cộng đồng, lựa chọn vấn đề cần giải quyết. Học sinh giải quyết vấn đề,

tự đánh giá chất lƣợng và hiệu quả [15].

* Phương pháp thực nghiệm

Phƣơng pháp thực nghiệm là một trong những phƣơng pháp đặc thù của Vật

lí học, là một phƣơng pháp nhận thức khoa học, hình thành kiến thức bằng con

đƣờng quy nạp từ một số lớn các hiện tƣợng đƣợc kiểm tra bằng thực nghiệm khoa

học và đƣợc khái quát thành các định luật, các thuyết khoa học. Phƣơng pháp thực

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nghiệm yêu cầu cao khả năng của các nhà lí thuyết và các nhà thực nghiệm trong

việc đặt ra các câu hỏi, trong việc tạo ra các điều kiện thí nghiệm để có thể trả lời

câu hỏi đã đặt ra.

Các giai đoạn của phƣơng pháp thực nghiệm:

- Làm xuất hiện vấn đề,

- Xây dựng dự đoán,

- Suy luận rút ra hệ quả,

- Đề xuất và thực hiện phƣơng án thí nghiệm, kiểm tra sự phù hợp của hệ quả

với thực nghiệm,

- Ứng dụng kiến thức.

Trong phƣơng pháp này thí nghiệm đóng vai trò quan trọng, nó nhƣ là vật

phân tích thực tế khách quan đƣợc con ngƣời sử dụng có ý thức để nghiên cứu các

mối quan hệ khách quan; là tiêu chuẩn chân lí của lí thuyết, giả thuyết dƣới các điều

kiện thí nghiệm đƣợc thực hiện.

* Phương pháp dạy học kết hợp giữa tập thể và cá nhân - dạy học theo nhóm

Trong học tập không phải mọi tri thức, kĩ năng, thái độ đều đƣợc hình thành

bằng con đƣờng hoạt động cá nhân đơn thuần. Bởi vì, trong một lớp học trình độ

kiến thức, tƣ duy của HS không thể đồng đều tuyệt đối. Để đảm bảo cƣờng độ và

tiến độ học tập diễn ra nhƣ mong muốn, đạt hiệu quả cao thì việc phối hợp giữa các

cá nhân trong hoạt động học tập là rất cần thiết. Lớp học là một môi trƣờng giao

tiếp giữa thầy – trò, trò – trò tạo nên mối quan hệ hợp tác giữa các cá nhân trên con

đƣờng đi tìm chân lí. Thông qua thảo luận, tranh luận trong tập thể, ý kiến cá nhân

đƣợc điều chỉnh, khẳng định hay bác bỏ. Qua đó ngƣời học nâng lên một trình độ

mới; bài học vận dụng đƣợc vốn hiểu biết, kinh nghiệm của mỗi cá nhân và cả lớp.

Trong hoạt động học tập hợp tác, tính cách và năng lực của mỗi cá nhân đƣợc bộc

lộ, đƣợc uốn nắn; tình bạn, ý thức tổ chức kỉ luật, tinh thần tƣơng trợ cộng đồng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đƣợc phát triển.

1.2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ TÍNH TÍCH CỰC TRONG DẠY HỌC

1.2.1. Bản chất của học và chức năng của dạy trong hệ tƣơng tác dạy học

1.2.1.1. Bản chất hành động của sự học

Theo quan điểm tâm lý học tƣ duy, sự học là sự phát triển về chất của cấu

trúc hành động. Tùy thuộc vào sự phát triển cấu trúc hành động học của chủ thể mà

chất lƣợng, hiệu quả của sự học có thể khác nhau ứng với cùng một hành vi bề

ngoài giống nhau. Ở đây hành vi đƣợc xem nhƣ kết quả biểu hiện bên ngoài của

hành động còn cách thức để đạt tới kết quả đó đƣợc xem nhƣ cấu trúc bên trong của

hành động học.

Theo GS.TS Phạm Hữu Tòng: “Sự học phải là một quá trình hình thành và

phát triển của các dạng thức hành động xác định, thông qua thích ứng của chủ thể

với tình huống hoạt động của chủ thể tồn tại tƣơng ứng với động cơ thúc đẩy hoạt

động đó. Hoạt động có đối tƣợng cấu thành từ hành động, hành động gồm các thao

tác. Hành động có mục đích, điều kiện, phƣơng tiện cụ thể” [24]. Sơ đồ mô tả hành

động học nhƣ hình 1.2 :

Hoạt động

Động cơ

Mục đích Hành động

Thao tác Điều kiện, phƣơng tiện

Hình 1.2

Nhƣ vậy ta có thể hiểu: Sự học nói chung là sự thích ứng của ngƣời học với

những tình huống thích đáng làm nảy sinh và phát triển ở ngƣời học những dạng

hoạt động xác định, phát triển ở ngƣời học những năng lực thể chất, tinh thần và

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhân cách của cá nhân.

1.2.1.2. Chức năng tổ chức, kiểm tra, định hƣớng hành động của sự dạy

Nhƣ đã nói ở trên, học là hành động của HS xây dựng kiến thức cho bản thân

và vận dụng kiến thức của mình. Điều đó cũng có nghĩa dạy học là dạy hành động

(hành động chiếm lĩnh tri thức và hành động vận dụng tri thức). Do đó, trong dạy

học, GV cần tổ chức các tình huống học tập đòi hỏi sự thích ứng của HS, đồng thời

kiểm tra và định hƣớng hành động của HS theo một chiến lƣợc hợp lí sao cho HS tự

chủ chiếm lĩnh tri thức, đồng thời năng lực trí tuệ và nhân cách toàn diện của họ

từng bƣớc phát triển.

Có thể mô tả sự tƣơng tác nói trên trong hệ dạy học bằng sơ đồ hình 1.3:

Định hƣớng Giáo viên Học sinh

Liên hệ ngƣợc

Tổ chức Thích ứng Cung cấp tƣ liệu, tạo tình huống

Tƣ liệu hoạt động dạy học (môi trƣờng)

Hình 1.3

Trong hệ tƣơng tác dạy học, tƣơng tác trực tiếp giữa các học sinh với nhau

và giữa học sinh với giáo viên là sự trao đổi, tranh luận giữa các cá nhân với nhau.

Nhờ đó từng cá nhân học sinh tranh thủ sự hỗ trợ xã hội từ phía giáo viên và tập thể

học sinh trong quá trình chiếm lĩnh xây dựng tri thức [25].

1.2.2. Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh

1.2.2.1. Khái niệm và phân loại tính tích cực hoạt động nhận thức

a) Khái niệm

Tính tích cực là các hoạt động nhằm chuyển biến vị trí của ngƣời học từ thụ

động sang chủ động, từ đối tƣợng tiếp nhận tri thức sang chủ động tìm kiếm tri thức

để nâng cao hiệu quả. “Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

của học sinh đặc trƣng ở khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong

quá trình nắm vững kiến thức” [27]. Tính tích cực nhận thức vừa là mục đích hoạt

động, vừa là phƣơng tiện - điều kiện để đạt đƣợc mục đích, đồng thời là kết quả của

hoạt động.

Tính tích cực học tập là một hiện tƣợng sƣ phạm biểu hiện ở sự gắng sức cao

về nhiều mặt trong hoạt động học tập. Học tập là một trƣờng hợp riêng của nhận

thức, vì vậy nói tới tính tích cực học tập thực chất nói tới tính tích cực nhận thức.

Nhƣ vậy, tính tích cực học tập chính là phẩm chất, là sự cố gắng của mỗi HS.

Đối với HS trong quá trình học tập đòi hỏi phải có những nhân tố, tính lựa chọn thái

độ đối với đối tƣợng nhận thức, đề ra cho mình mục đích, nhiệm vụ cần giải quyết

sau khi đã lựa chọn đối tƣợng, cải tạo đối tƣợng trong hoạt động sau này nhằm giải

quyết vấn đề. Hoạt động mà thiếu những nhân tố trên thì không thể nói là tính tích

cực nhận thức.

b) Phân loại tính tích cực hoạt động nhận thức

Tính tích cực trong hoạt động học tập của HS có thể đạt đƣợc ở nhiều cấp độ

tùy thuộc vào phẩm chất và sự cố gắng của mỗi em. Tùy theo việc huy động chủ

yếu những chức năng tâm lí nào và mức độ huy động những chức năng tâm lí đó mà

ngƣời ta phân ra ba loại tính tích cực:

- Tính tích cực tái hiện (bắt chước): Chủ yếu dựa vào trí nhớ và tƣ duy tái

hiện (học sinh tích cực bắt chƣớc hoạt động của GV và các bạn trong lớp).

- Tính tích cực tìm tòi: Đặc trƣng bởi bằng sự bình phẩm, phê phán, tìm tòi

tích cực về mặt nhận thức, óc sáng kiến, lòng khao khát hiểu biết, hứng thú học tập

(học sinh tự giải quyết đƣợc các vấn đề đã nêu ra, lựa chọn đƣợc lời giải hợp lý nhất

trong các cách giải quyết đã biết). Tính tích cực đó không hạn chế trong khuôn khổ

những yêu cầu của GV.

- Tính tích cực sáng tạo: Đây là cấp độ cao nhất của tính tích cực nhận thức;

nó đặc trƣng bằng con đƣờng khẳng định riêng của mình, không giống với con

đƣờng mà mọi ngƣời đã thừa nhận, đã trở thành chuẩn hóa (HS có khả năng mang

kiến thức đã biết vào tình huống mới, phát hiện những vấn đề mới trong tình huống

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đã biết…).

1.2.2.2. Nguyên nhân của tính tích cực nhận thức và các mặt của tính tích cực

nhận thức

a) Nguyên nhân của tính tích cực nhận thức

Tính tích cực nhận thức của HS nảy sinh trong quá trình học tập nhƣng nó là

kết quả của nhiều nguyên nhân, có nguyên nhân hình thành từ quá khứ, thậm chí từ

lịch sử lâu dài của nhân cách.

Tính tích cực của nhận thức phụ thuộc vào các nhân tố nhƣ: hứng thú, nhu

cầu, động cơ, năng lực, ý chí, sức khỏe, môi trƣờng… Trong đó hứng thú là nhân tố

đƣợc GV quan tâm nhất, vì:

- Có thể hình thành hứng thú ở HS một cách nhanh chóng và bất kì lúc nào

của quá trình dạy học.

- Có thể gây hứng thú cho HS ở mọi lứa tuổi.

- Quan trọng hơn cả là việc gây hứng thú cho HS nằm trong khả năng của

ngƣời thầy. “Ngƣời thầy có thể điều khiển hứng thú của học sinh qua các yếu tố của

quá trình dạy học: nội dung, phƣơng pháp, phƣơng tiện, hình thức tổ chức qua các

bƣớc lên lớp nhƣ mở bài, bài giảng mới, củng cố, vận dụng, kiểm tra kiến thức, mối

quan hệ thầy – trò” [27].

b) Các mặt của tính tích cực:

Tính tích cực bao gồm hai mặt: mặt tự phát và mặt tự giác.

- Mặt tự phát: là yếu tố tiềm ẩn của từng cá nhân học sinh; nó biểu hiện

bằng tính tò mò, hiếu kì, hiếu động, linh hoạt và sôi nổi trong hành vi mà ở trẻ đều

có trong mức độ khác nhau.

- Mặt tự giác: là trạng thái tâm lí có mục đích và đối tƣợng rõ rệt, thể hiện

óc quan sát, tính phê phán, tính tò mò khoa học [27].

Tính tích cực nhận thức có hạt nhân là hoạt động tƣ duy của cá nhân đƣợc

tạo nên do sự thúc đẩy của hệ thống nhu cầu đa dạng. Tính tích cực nhận thức và

tính tích cực học tập có liên quan chặt chẽ với nhau nhƣng không phải đồng nhất.

Trong một số trƣờng hợp, có thể tích cực ở bên ngoài mà không phải là tích cực ở

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trong tƣ duy. Tính tích cực bên ngoài đƣợc biểu hiện ở sự thực hiện các nề nếp, các

yêu cầu của GV, các thao tác, hành vi bên ngoài có thể kiểm soát đƣợc. Mặt khác,

do bản thân HS có động cơ, mục đích học tập, khi tiếp thu các tác động bên ngoài

đã biến thành những nhu cầu nhận thức, tích cực đào sâu suy nghĩ một cách tự giác,

đó là tính tích cực bên trong đẫn đến sự độc lập phát triển của cá nhân. Tính tích

cực bên ngoài là cần thiết nhƣng tính tự giác bên trong là yếu tố quyết định sự phát

triển của mỗi cá thể.

1.2.2.3. Biểu hiện và vai trò của tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh

a) Biểu hiện của tính tích cực hoạt động nhận thức

Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh biểu hiện ở chỗ:

- Sự chú ý học tập của học sinh, sự hăng hái tham gia vào giải quyết các vấn

đề học tập,

- Thƣờng xuyên có những thắc mắc, đòi hỏi giáo viên giải thích cặn kẽ các

vấn đề chƣa rõ,

- Có hứng thú học tập,

- Học sinh chủ động linh hoạt sử dụng các kiến thức, kĩ năng hoạt động để

nhận thức các vấn đề mới,

- Học sinh mong muốn đƣợc đóng góp những thông tin, kiến thức mới tìm

hiểu đƣợc ở các nguồn tài liệu khác nhau,

- Biết vận dụng các kiến thức vào giải bài tập hoặc áp dụng vào trong thực

tiễn,

- Có quyết tâm, ý chí vƣơn lên trong học tập, có khả năng sáng tạo trong giải

quyết các vấn đề học tập [27].

b) Vai trò của tính tích cực hoạt động nhận thức trong quá trình học tập:

Trong quá trình dạy học, hoạt động chính của HS là tích cực, tự giác lĩnh hội

kiến thức. Trong quá trình này, hoạt động học tập của HS diễn ra dƣới sự chỉ đạo

trực tiếp của GV; sự giúp đỡ của GV nhiều hay ít tùy thuộc vào đối tƣợng, trình độ

nhận thức của học sinh, tùy theo từng giai đoạn của sự học tập.

Thực tế cho thấy: Nếu trong quá trình dạy học, GV chỉ giảng giải cho HS,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đem kiến thức đến cho các em dƣới dạng “chuẩn bị sẵn” thì HS không có hứng thú

theo dõi bài giảng, không nắm vững kiến thức, càng không thể biến nó thành giá trị

riêng của bản thân; từ đó sinh ra ỉ lại, không cố gắng nỗ lực, kiên trì trong học tập.

Ngƣợc lại, quá trình dạy học mà hoạt động nhận thức của HS kết hợp chặt chẽ với

sự điều khiển của GV thì không những HS chăm chú nghe giảng mà còn hăng hái

tham gia giải quyết vấn đề; kết quả là các em nắm vững các tri thức, kĩ năng, kĩ xảo.

Có thể nói, tính tích cực học tập là điều kiện cần thiết để HS tiếp thu tài liệu

một cách có ý thức, đồng thời phát triển tƣ duy; khi đó kiến thức vừa lĩnh hội đƣợc

mới trở thành vốn riêng của bản thân.

1.2.2.4. Các biện pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức

Các biện pháp để phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS có thể

đƣợc tóm tắt nhƣ sau:

- Nói lên ý nghĩa lí thuyết và thực tiễn, tầm quan trọng của vấn đề nghiên

cứu.

- Nội dung dạy học phải mới, cái mới ở đây không phải là xa lạ quá đối với

học sinh, cái mới phải liên hệ với cái cũ; kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi

với sinh hoạt, với suy nghĩ hàng ngày, thỏa mãn nhu cầu nhận thức của các em.

- Phƣơng pháp dạy học phải đa dạng (phát hiện và giải quyết vấn đề, thí

nghiệm, thực hành, so sánh, làm việc độc lập…) và phối hợp chúng với nhau.

- Sử dụng các phƣơng tiện dạy học, đặc biệt là các dụng cụ trực quan có tác

dụng tốt trong quá trình kích thích hứng thú của HS.

- Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau: Cá nhân, nhóm, tập thể,

làm việc trong phòng thí nghiệm….

- Thầy giáo, bạn bè động viên, khen thƣởng kịp thời khi có thành tích học tập

tốt.

- Luyện tập dƣới các hình thức khác, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, các

tình huống mới.

- Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa GV và HS.

- Phát triển kinh nghiệm sống của HS trong học tập.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Nhƣ vậy, để phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS THPT đối

với bộ môn Vật lí trƣớc hết phải xác định động cơ, tạo hứng thú và nhu cầu học tập

cho các em. Mặt khác, Vật lí học là một bộ môn khoa học thực nghiệm, GV có thể

tạo ra những tình huống bất ngờ kích thích nhu cầu đi tìm nguyên nhân của các hiện

tƣợng khoa học, sử dụng thí nghiệm một cách khoa học… để HS phải chú ý, tạo

hứng thú học tập và bắt buộc tƣ duy tìm cách giải quyết vấn đề, chính những điều

đó sẽ phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức trong học tập Vật lí của HS.

1.3. THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ

Trong quá trình dạy học Vật lí có nhiều cách thức khác nhau để phát huy tính

tích cực, tự lực và bồi dƣỡng tƣ duy cho HS, tuy nhiên việc sử dụng thí nghiệm và

sử dụng hợp lí thí nghiệm trong giờ học Vật lí là một trong những biện pháp đƣợc

coi là hữu hiệu nhất.

1.3.1 Khái niệm về thí nghiệm Vật lí

Trong Vật lí học, thí nghiệm hiểu là quan sát hiện tƣợng cần nghiên cứu

trong các điều kiện đƣợc kiểm tra chính xác, cho phép theo dõi tiến trình của hiện

tƣợng và tái tạo nó mỗi lần lặp lại các hiện tƣợng này. Nhƣ vậy, thí nghiệm Vật lí

vừa là nguồn kiến thức vừa là một phƣơng pháp nghiên cứu. “Thí nghiệm Vật lí

trong trƣờng phổ thông (còn gọi là thí nghiệm giáo khoa) là sự phản ánh phƣơng

pháp nghiên cứu khoa học trong việc nghiên cứu các hiện tƣợng Vật lí, vì vậy

chúng mang yếu tố cơ bản về phƣơng pháp thực nghiệm khoa học” [24].

Thí nghiệm là một phƣơng pháp dạy học Vật lí. Đó là cách thức, là biện pháp

tổ chức các hoạt động dạy - học của ngƣời GV thể hiện qua sự cộng tác giữa thầy và

trò trong quá trình giảng dạy và học tập nhằm đạt đƣợc hiệu quả cao nhất trong việc

truyền thụ, lĩnh hội tri thức Vật lí và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành.

1.3.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí

Thí nghiệm Vật lí có vai trò rất quan trọng trong việc dạy học Vật lí ở trƣờng

THPT. Nó có thể đƣợc sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy

học (đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, hình thành kiến thức, kĩ năng mới, củng cố

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

kiến thức, kiểm tra và đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh)...

1.3.2.1. Thí nghiệm là phƣơng tiện đơn giản hóa và trực quan hóa việc quan

sát các sự vật - hiện tƣợng trong dạy học Vật lí

Trong tự nhiên và trong kĩ thuật, rất ít các hiện tƣợng, quá trình Vật lí xảy ra

dƣới dạng thuần khiết. Chính nhờ các thí nghiệm ta có thể nghiên cứu các hiện

tƣợng, quá trình xảy ra trong những điều kiện có thể khống chế đƣợc, thay đổi

đƣợc, có thể quan sát đo đạc đơn giản hơn, dễ dàng hơn để đi tới nhận thức đƣợc

nguyên nhân, bản chất của mỗi hiện tƣợng và mối quan hệ có tính quy luật giữa

chúng.

Thí nghiệm là phƣơng tiện trực quan giúp học sinh nhanh chóng tiếp thu

đƣợc những thông tin chân thực về các hiện tƣợng, quá trình Vật lí. Đặc biệt trong

việc nghiên cứu các lĩnh vực của Vật lí mà ở đó các đối tƣợng cần nghiên cứu

không thể tri giác trực tiếp bằng các giác quan của con ngƣời thì việc sử dụng trong

dạy học Vật lí các thí nghiệm mô hình (các thí nghiệm đƣợc tiến hành trên những

mô hình vật chất thay thế cho đối tƣợng gốc cần nghiên cứu) để trực quan hóa các

hiện tƣợng, quá trình cần nghiên cứu không thể thiếu đƣợc [5], [22].

1.3.2.2. Thí nghiệm là phƣơng tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện

cho HS

Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí góp phần quan trọng vào việc

phát triển nhân cách toàn diện của HS đƣợc thể hiện ở các mặt sau:

+ Thí nghiệm là phƣơng tiện để nâng cao chất lƣợng kiến thức và rèn luyện

kĩ năng, kĩ xảo cho HS:

Thí nghiệm luôn có mặt trong quá trình nghiên cứu các hiện tƣợng, quá trình

Vật lí, hình thành các khái niệm, các định luật Vật lí, xây dựng các thuyết Vật lí, đề

cập các ứng dụng trong sản xuất và đời sống của những kiến thức đã học. Đồng

thời, thí nghiệm tạo ra cho HS những khả năng làm quen và thực hiện các phƣơng

pháp tƣ duy nhƣ phân tích và tổng hợp, con đƣờng quy nạp và diễn dịch, sự so sánh

và phép tƣơng tự.

Trong các thí nghiệm do chính mình tiến hành, HS đƣợc rèn luyện các kĩ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

năng, kĩ xảo (sử dụng các dụng cụ đo, đọc và lắp ráp thí nghiệm…); đƣợc rèn luyện

thói quen làm việc khoa học của ngƣời tiến hành thí nghiệm; rèn luyện cho HS tính

tỉ mỉ, trung thực, chính xác, làm việc có kế hoạch. Đó là những phẩm chất của con

ngƣời làm việc khoa học và sáng tạo.

+ Thí nghiệm là phƣơng tiện kích thích hứng thú học tập Vật lí, tổ chức quá

trình học tập tích cực, tự lực và sáng tạo của HS.

Trong quá trình thí nghiệm, HS phải tiến hành các hoạt động trí tuệ - thực

tiễn nhƣ: thiết kế phƣơng án, kế hoạch thí nghiệm, vẽ sơ đồ thí nghiệm, lập bảng giá

trị đo, lựa chọn dụng cụ, bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, thu nhận và xử lí

kết quả ... Chính vì vậy, thí nghiệm là phƣơng tiện hữu hiệu để bồi dƣỡng năng lực

sáng tạo của HS.

Trong quá trình thí nghiệm, việc bồi dƣỡng các năng lực thực nghiệm phải

đƣợc gắn kết với việc bồi dƣỡng các yếu tố của năng lực hoạt động trí tuệ nhƣ: đề

xuất giả thuyết, phân tích, mô tả hiện tƣợng…, khái quát hóa thành những kết luận

tổng quát nhờ phép quy nạp, đối chiếu các kết luận này với giả thuyết (hay hệ quả)

đề xuất, giải thích, so sánh các hiện tƣợng của quá trình Vật lí, các ứng dụng trong

sản xuất và đời sống của kiến thức đã học.

+ Thí nghiệm là phƣơng tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác

nhau, bồi dƣỡng các phẩm chất đạo đức của HS.

Các thí nghiệm do các nhóm HS tiến hành đòi hỏi sự phân công và phối hợp

những công việc tự lực của HS trong tập thể. Trong mối liên hệ với quá trình tự lực

xây dựng kiến thức ở các thí nghiệm, HS thu nhận đƣợc những quan điểm quan

trọng của thế giới quan duy vật, đặc biệt là vai trò của thực tiễn trong việc nhận

thức thế giới, có niềm tin dựa trên cơ sở vốn hiểu biết của mình về tính nhận thức

đƣợc thế giới và sự tồn tại khách quan của các mối quan hệ có tính quy luật trong tự

nhiên.

1.3.3. Phân loại thí nghiệm Vật lí trong trƣờng phổ thông

Ngày nay, trong nhà trƣờng phổ thông ngƣời ta đã hoàn thành một hệ thống

xác định các thí nghiệm Vật lí giáo khoa. Nó dựa trên cơ sở nâng cao tính tích cực,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

tự lực của HS trong quá trình lĩnh hội kiến thức. Trƣớc hết, các em làm quen với

các hiện tƣợng Vật lí do GV biểu diễn, tiếp đó các em làm đồng loạt cùng một đề tài

thí nghiệm dƣới sự hƣớng dẫn của GV và sau cùng chỉ dùng tài liệu hƣớng dẫn các

em tự lực nghiên cứu thực nghiệm nhỏ. Cũng nhƣ việc phân loại phƣơng pháp

giảng dạy, việc phân loại thí nghiệm Vật lí rất phức tạp và có nhiều quan điểm khác

nhau. Sau đây là một kiểu phân loại:

*/ Căn cứ vào tính chất, vai trò hoạt động của thầy và trò trong khi tiến hành

thí nghiệm ngƣời ta chia thành thí nghiệm GV và thí nghiệm HS. Sự phân chia này

chỉ là tƣơng đối vì trong thí nghiệm của GV, HS đã tham gia tích cực vào từng bƣớc

của thí nghiệm và trong nhiều thí nghiệm GV chỉ đóng vai trò tổ chức hƣớng dẫn để

học sinh thực hiện cụ thể các công việc của thí nghiệm. Ngƣợc lại trong thí nghiệm

của HS, GV vẫn là ngƣời đóng vai trò tổ chức và hƣớng dẫn.

*/ Căn cứ vào mục đích của lí luận dạy học, hay nói cách khác căn cứ vào

mục đích của thí nghiệm đƣợc sử dụng trong giờ học ngƣời ta có thể phân thí

nghiệm nhƣ sau:

+ Thí nghiệm mở đầu;

+ Thí nghiệm nghiên cứu tài liệu mới: Tùy theo mục đích chính của thí

nghiệm mà ngƣời ta chia thành thí nghiệm nghiên cứu khảo sát và thí nghiệm

nghiên cứu minh họa;

+ Thí nghiệm củng cố;

+ Thí nghiệm kiểm tra.

Đối với thí nghiệm của HS, ngoài các thí nghiệm đƣợc phân loại nhƣ trên

còn có thí nghiệm thực hành (thí nghiệm do HS tiến hành ở phòng thí nghiệm sau

khi học xong một phần hay một chƣơng), thí nghiệm quan sát Vật lí ở nhà.

*/ Căn cứ vào kết quả cụ thể của thí nghiệm ngƣời ta chia thành thí nhiệm

định tính và thí nghiệm định lƣợng.

Trong giới hạn của đề tài, chúng tôi chỉ quan tâm đến thí nghiệm của GV (thí

nghiệm biểu diễn) và thí nghiệm của HS trong giờ học lí thuyết Vật lí (thí nghiệm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trực diện).

1.3.4. Thí nghiệm biểu diễn

1.3.4.1. Vị trí của thí nghiệm biểu diễn

Thí nghiệm biểu diễn về Vật lí do GV thực hiện giữ vị trí hàng đầu trong hệ

thống thí nghiệm Vật lí phổ thông. Đây là loại thí nghiệm đƣợc nhà trƣờng ta quan

tâm nhiều hơn vì dễ tổ chức, có hiệu lực ngay và không đòi hỏi số lƣợng từng loại

thiết bị nhiều.

a) Thí nghiệm biểu diễn được tiến hành trong những trường hợp sau:

- Cần thiết phải chứng minh hiện tƣợng ở quy mô lớn.

- Thí nghiệm đòi hỏi nhiều kĩ thuật biểu diễn, thiết bị phức tạp, đắt tiền.

- Cần thiết cho HS thấy đƣợc các biện pháp và các thao tác mới khi tiến hành

thí nghiệm.

- Những thí nghiệm nguy hiểm, nhƣ thí nghiệm làm việc với điện cao thế, có

chất nổ, chất độc …

b) Ưu, nhược điểm của thí nghiệm biểu diễn:

Thí nghiệm biểu diễn nếu đƣợc tiến hành hợp lí sẽ tạo điều kiện cho HS tiếp

thu dễ dàng tài liệu nghiên cứu và các hiện tƣợng ở dạng tự nhiên hoặc gần nhƣ tự

nhiên. Nó có tác dụng lớn trong việc chỉ đạo HS thấy rõ các biện pháp tiến hành thí

nghiệm độc lập. Tuy nhiên thí nghiệm biểu diễn có những hạn chế nhƣ khi GV làm

thí nghiệm HS chỉ quan sát chứ không trực tiếp làm nên có thể có những hiện tƣợng

họ không kịp theo dõi và không có điều kiện nhắc lại ngay hiện tƣợng đang nghiên

cứu. Hơn nữa, thí nghiệm biểu diễn có nhƣợc điểm căn bản là không làm cho HS có

những thói quen làm việc khoa học, trung thực, thận trọng, tỉ mỉ và những kĩ năng

thực hành cần thiết cho hoạt động học tập, nghiên cứu khoa học và lao động sản

xuất của họ sau này.

1.3.4.2. Các loại thí nghiệm biểu diễn

Thí nghiệm biểu diễn về Vật lí đƣợc tiến hành vào lúc nào trong bài giảng là

do nội dung của tài liệu quyết định.

a) Thí nghiệm mở đầu:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Thí nghiệm mở đầu là thí nghiệm đƣợc đƣa ra nhằm mục đích đề xuất vấn

đề, giới thiệu cho HS biết về hiện tƣợng sắp nghiên cứu.

GV có thể đƣa thí nghiệm này ra sau khi đã giới thiệu hoặc đàm thoại với HS

về một hiện tƣợng Vật lí nào đó mà họ đã thấy hoặc chƣa thấy trong thực tế, nhằm

minh họa cụ thể hiện tƣợng hay củng cố cho những nhận xét ban đầu về hiện tƣợng

đó. Tuy nhiên, có hiệu quả hơn cả là dùng thí nghiệm mở đầu để tạo ra tình huống

có vấn đề, thúc đẩy mâu thuẫn giữa trình độ kiến thức đã có và nhu cầu hiểu biết

hiện tƣợng mới, gây hứng thú học tập cho HS. Những tình huống đó có thể là sự bất

ngờ đƣợc nảy sinh trong thí nghiệm của HS. Ví dụ, nhƣ: trƣớc khi giảng bài “định

luật Becnuli” có thể làm thí nghiệm thổi vào giữa hai băng giấy treo song song mà

kết quả là hai băng giấy khép lại gần nhau hơn trƣớc - điều này trái với dự đoán của

HS là hai băng giấy sẽ xa nhau ra.

Với loại thí nghiệm này bao giờ cũng phải ngắn gọn, có hiệu lực nhanh

chóng và không đòi hỏi những thiết bị phức tạp.

b) Thí nghiệm nghiên cứu tài liệu mới (nghiên cứu hiện tượng):

Thí nghiệm nghiên cứu tài liệu mới là loại thí nghiệm chủ yếu trong các loại

thí nghiệm biểu diễn. Tùy theo mục đích, cách thức dẫn đến kết luận mà ngƣời ta

phân chia thành thí nghiệm nghiên cứu khảo sát và thí nghiệm nghiên cứu minh

họa.

*/ Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát: là thí nghiệm đƣợc thực hiện theo con

đƣờng quy nạp, nhằm đi đến một luận đề khái quát, một định luật hay một quy tắc

trên cơ sở những kết quả rút ra từ thí nghiệm.

Loại thí nghiệm này có ƣu điểm là đảm bảo ở mức độ cao sự phát triển tƣ

duy của HS vì nó đòi hỏi học sinh phải phân tích các quá trình và các hiện tƣợng

Vật lí, các số liệu thu đƣợc từ thí nghiệm, phải tìm ra đƣợc cái giống nhau, cái khác

nhau, cái chung và cái bản chất; trên cơ sở đó tiến hành đƣa ra những khái quát.

Tuy nhiên, nếu nhƣ thí nghiệm thô sơ đến mức không thể dựa vào kết quả

của nó để khái quát hóa, nhất là các thí nghiệm định lƣợng và mất nhiều thời gian

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thì không nên sử dụng thí nghiệm này làm thí nghiệm nghiên cứu khảo sát (vì nó

làm ảnh hƣởng đến kế hoạch giảng dạy). Với những loại thí nghiệm nhƣ thế ngƣời

ta sử dụng nó vào làm thí nghiệm nghiên cứu minh họa (ta sẽ xét sau đây).

*/ Thí nghiệm nghiên cứu minh họa: là thí nghiệm đƣợc tiến hành theo con

đƣờng diễn dịch, tức là sau khi GV đã cùng HS tìm ra kết luận, quy tắc, định luật

bằng cách suy luận lí thuyết và dùng thí nghiệm để kiểm chứng lại.

Loại thí nghiệm này đƣợc sử dụng trong những trƣờng hợp làm thí nghiệm

khảo sát thì phức tạp, khó lấy đầy đủ số liệu để quy nạp, trong khi có thể dựa vào

suy luận lí thuyết rồi kiểm chứng lại kết luận.

Chú ý: Một thí nghiệm vừa có thể sử dụng làm thí nghiệm khảo sát, vừa có

thể sử dụng làm thí nghiệm minh họa. Tuy nhiên, do mục đích sử dụng khác nhau

nên phƣơng hƣớng và trình tự tiến hành từng loại thí nghiệm có sự khác nhau, do đó

phƣơng pháp lập luận cũng khác nhau.

c) Thí nghiệm củng cố

Thí nghiệm củng cố bao gồm những thí nghiệm trình bày ứng dụng của các

định luật Vật lí trong kĩ thuật hoặc những biểu diễn của định luật trong đời sống

nhằm đòi hỏi HS phải vận dụng những điều đã học để giải thích. Do đó, giúp HS

đào sâu kiến thức, rèn luyện kĩ năng, đồng thời qua đó GV cũng kiểm tra đƣợc mức

độ tiếp thu của HS.

Ba loại thí nghiệm biểu diễn nêu trên có tác dụng hỗ trợ và bổ sung cho

nhau. Mặc dù vậy, không nhất thiết phải sử dụng cả ba loại thí nghiệm này trong

cùng một bài giảng, tùy thuộc vào đặc điểm của từng bài giảng và điều kiện cơ sở

vật chất - thiết bị của từng trƣờng mà ta có thể lựa chọn thí nghiệm cho phù hợp.

1.3.4.3. Yêu cầu đối với thí nghiệm biểu diễn

Muốn thí nghiệm biểu diễn mang lại hiệu quả cao cần phải đạt đƣợc các yêu

cầu sau đây:

+ Do nhiệm vụ chính là nêu nhiệm vụ nghiên cứu, đề xuất những mâu thuẫn,

thúc đẩy mâu thuẫn sâu sắc hơn, giải quyết mâu thuẫn đã nảy sinh hoặc minh họa,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhấn mạnh một luận đề nào đó… nên thí nghiệm biểu diễn phải liên hệ với bài

giảng, phải là một yếu tố tất yếu của quá trình giảng dạy, phải đƣợc đƣa ra đúng lúc

cần thiết.

Để đảm bảo đƣợc yêu cầu trên, cần có nhận thức đầy đủ về vai trò và tác

dụng của thí nghiệm biểu diễn đối với bài giảng. Khi chuẩn bị bài lên lớp GV cần

xác định một cách chính xác thời điểm cần thiết phải biểu diễn thí nghiệm. Thí

nghiệm phải xuất hiện nhƣ một mắt xích tất yếu, trong một trật tự chặt chẽ không

thể thay đổi đƣợc

+ Thí nghiệm biểu diễn phải ngắn gọn hợp lí, không quá kéo dài. Yêu cầu

này xuất phát từ đặc điểm thời gian trên lớp có hạn, ngoài việc tiến hành thí nghiệm

còn phải giải thích, phân tích số liệu, đàm thoại với HS để đi đến khái quát

hóa…Với những thí nghiệm biểu diễn kéo dài thời gian, khi thật cần thiết sử dụng

ta phân thành những thí nghiệm nhỏ biểu diễn ở những giai đoạn khác nhau của bài

giảng.

+ Thí nghiệm biểu diễn phải thành công ngay. Yêu cầu này xuất phát từ

nguyên nhân cần tiết kiệm thời gian, để HS tin tƣởng chắc chắn vào những kết quả

thí nghiệm, tăng thêm uy tín của GV.

+ Thí nghiệm biểu diễn phải đảm bảo cả lớp quan sát đƣợc, cụ thể là phải

đảm bảo cho cả lớp nhìn rõ và tập trung chú ý vào những dụng cụ và chi tiết chính

của thiết bị, theo dõi đƣợc diễn biến của thí nghiệm để có thể rút ra đƣợc những kết

luận cần thiết.

Muốn đảm bảo thực hiện đƣợc yêu cầu này GV cần quan tâm đến việc lựa

chọn dụng cụ thí nghiệm, cải tiến các dụng cụ, thiết bị và sử dụng những kĩ thuật

khác nhau.

+ Thí nghiệm biểu diễn phải đủ sức thuyết phục học sinh; các hiện tƣợng

xuất hiện phải rõ ràng, số lƣợng thu đƣợc phải đủ chính xác và đủ nhiều. Kết quả thí

nghiệm chặt chẽ, điều kiện cho trƣớc phải đầy đủ.

1.3.4.4. Kĩ thuật biểu diễn thí nghiệm

Kĩ thuật biểu diễn có tác dụng quyết định đến sự thành công của thí nghiệm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ở trên lớp. Kĩ thuật đó phải đảm bảo cho thí nghiệm đạt đƣợc kết quả, đảm bảo HS

tiếp thu tốt vấn đề mà thí nghiệm phải giải quyết, đồng thời lại phải đảm bảo an

toàn.

Kĩ thuật biểu diễn thí nghiệm gồm hai mặt: Thủ thuật biểu diễn và phƣơng

pháp tiến hành thí nghiệm.

a) Những thủ thuật biểu diễn thí nghiệm

Các thủ thuật nói đến ở đây nhằm mục đích là để HS có thể quan sát đƣợc rõ

nhất các hiện tƣợng, các quá trình cũng nhƣ các chi tiết, các dụng cụ cần biểu diễn;

đồng thời tập trung đƣợc sự chú ý của HS.

+ Trên bàn thí nghiệm chỉ đặt những thiết bị cần dùng cho thí nghiệm, các bộ

phận chính của một thiết bị phải đƣợc làm nổi bật lên, không che khuất nhau và

không bị GV che lấp.

+ Các bộ phận của thiết bị cần đặt ở độ cao khác nhau (bộ phận chính đặt cao

hơn bộ phận phụ).

+ Các hiện tƣợng thí nghiệm diễn ra trên một mặt phẳng thì phải bố trí thiết

bị, dụng cụ sao cho mặt phẳng đó vuông góc với đƣờng nhìn của HS ngồi ở giữa

lớp nhìn lên bàn thí nghiệm.

+ Nếu cần biểu diễn các hiện tƣợng xảy ra trong các vật không màu thì phải

nhuộm màu các vật đó hoặc các thiết bị chỉ thị màu.

+ Đối với các hiện tƣợng không thể cảm giác trực tiếp đƣợc (điện trƣờng, từ

trƣờng, các bức xạ,..) thì dùng những vật chỉ thị khác nhau (vụn sắt để phát hiện từ

trƣờng, màn phủ muối sunphua để phát hiện tia X…).

+ Nếu trong thí nghiệm có sự thay đổi vị trí của các vật hay sự thay đổi về

kích thƣớc thì có thể dùng vật đánh dấu (vòng cao su, kim chỉ thị,…).

+ Với những hiện tƣợng diễn ra trên mặt phẳng nằm ngang phải sử dụng

phƣơng pháp chiếu (có thể đèn có gƣơng phản chiếu hoặc dùng màn kính mờ có

chiếu sáng). Với những hiện tƣợng sáng thì phải thực hiện thí nghiệm ở chỗ tối.

b) Phương pháp tiến hành thí nghiệm biểu diễn

Thí nghiệm biểu diễn chỉ mang lại hiệu quả cao khi có sự tham gia tích cực

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

của HS. Muốn nhƣ vậy, ngƣời GV cần làm cho HS hiểu rõ mục đích thí nghiệm,

cách bố trí thí nghiệm cũng nhƣ sự hoạt động của các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm;

đồng thời HS cần đƣợc trực tiếp tham gia vào việc quan sát và rút ra kết luận trên

cơ sở phân tích kết quả thí nghiệm quan sát đƣợc.

Các bƣớc tiến hành của thí nghiệm biểu diễn gồm có:

Bƣớc 1: Làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu

Bƣớc 2: Đề xuất giả thuyết

Bƣớc 3: Đàm thoại để nắm mục đích thí nghiệm

Bƣớc 4: Đề xuất phƣơng án thí nghiệm

Bƣớc 5: Phân tích kết quả thí nghiệm [5].

Về mặt nguyên tắc, việc tiến hành thí nghiệm nghiên cứu khảo sát và nghiên

cứu minh họa đều gồm các bƣớc nêu trên. Tuy nhiên do mục đích thí nghiệm khác

nhau nên nội dung của một số bƣớc có sự khác nhau (đặc biệt là ở bƣớc đề xuất

phƣơng án thí nghiệm).

1.3.5.1. Vị trí của thí nghiệm HS trong giờ học Vật lí.

Thí nghiệm của HS ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong giờ học Vật lí,

đặc biệt là đối với các lớp năng khiếu. Bên cạnh những ƣu điểm chung của việc sử

dụng thí nghiệm Vật lí trong giờ học nhƣ đã nêu ở trên chúng ta còn nhận thấy rằng,

thí nghiệm HS đặc biệt kích thích hứng thú học tập của HS trong giờ học.

Trong phần lớn các trƣờng hợp, HS chỉ nên tiến hành thí nghiệm trong giờ

bài học mới với các thí nghiệm có ít hiện tƣợng, không đòi hỏi nhiều dụng cụ thí

nghiệm, các thao tác thí nghiệm không quá phức tạp, các phép đo không đòi hỏi độ

chính xác cao, các thí nghiệm ít nguy hiểm, ít làm hƣ hỏng dụng cụ thí nghiệm. Các

thí nghiệm mà các thao tác cơ bản của nó HS ít nhiều cũng đã đƣợc quan sát GV

làm.

1.3.5.2. Thí nghiệm trực diện (thí nghiệm của HS trong giờ bài học mới)

Thí nghiệm trực diện là loại thí nghiệm mà dƣới sự hƣớng dẫn của GV trong

quá trình nghiên cứu tài liệu ở lớp, mọi HS cùng tiến hành thí nghiệm và trên cơ sở

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đó rút ra kết luận hoặc minh họa lí thuyết đã học.

a) Những nét đặc trưng của thí nghiệm trực diện

Thí nghiệm trực diện có các đặc trƣng sau:

+ Luôn luôn liên hệ chặt chẽ với nội dung nghiên cứu trong giờ học, đƣợc

tiến hành lúc GV giải thích tài liệu nghiên cứu, khi học sinh cần phải chú ý đến một

khía cạnh của một hiện tƣợng nghiên cứu hay cần làm cho HS quan niệm đƣợc cụ

thể cấu tạo, cách vận dụng của một máy nào đó.

+ Hoạt động lao động của HS tiến hành theo cùng một nhịp điệu, liên tục, có

quy tắc và tuân theo một chƣơng trình thống nhất cả lớp.

+ Hoạt động của HS đƣợc quy định trong một thời gian nhất định và tƣơng

đối ngắn.

+ GV kiểm tra trực tiếp đƣợc quá trình làm việc đã vạch ra cho HS.

+ Tính tập thể giúp đỡ nhau trong khi làm thí nghiệm dễ có điều kiện đƣợc

phát huy.

b) Vai trò của thí nghiệm trực diện

Thí nghiệm trực diện có tác dụng hỗ trợ, bổ sung cho thí nghiệm biểu diễn và

chuẩn bị tích cực cho thí nghiệm thực hành Vật lí.

Thí nghiệm trực diện có ƣu điểm hơn thí nghiệm biểu diễn ở chỗ:

+ Do có nhiều nhóm HS cùng tiến hành một thí nghiệm nên có thể thu đƣợc

một số kết quả cùng một lúc, có điều kiện so sánh những kết quả đó và rút ra những

kết luận không phải chỉ từ một kết quả nhƣ thí nghiệm biểu diễn.

+ Những số liệu thu đƣợc ở một nhóm HS có thể đƣợc bổ sung bằng số liệu

của các nhóm khác. Điều đó đảm bảo cho HS thấy đƣợc tính chất khách quan của

các quy luật đang đƣợc nghiên cứu, tạo điều kiện xây dựng và rèn luyện cho họ tinh

thần, thái độ, tác phong, phƣơng pháp nghiên cứu tập thể.

So với thí nghiệm thực hành Vật lí, thí nghiệm trực diện cũng có ƣu điểm

hơn ở chỗ: chúng kết hợp hữu cơ với bài giảng, phục vụ trực tiếp cho việc tiếp thu

kiến thức mới.

Bên cạnh những ƣu điểm nêu trên, thí nghiệm trực diện còn có một số

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhƣợc điểm sau:

+ Do yêu cầu phải kết thúc thí nghiệm cùng một lúc nên có thể có một số

nhóm HS phải bỏ dở công việc, hoặc phải tiến hành một cách vội vã, do đó không

thu đƣợc đầy đủ kết quả của tất cả các nhóm trong cùng một lúc, gây khó khăn cho

việc rút ra kết luận. HS sẽ còn thắc mắc về kết quả, ảnh hƣởng đến sự tập trung chú

ý vào việc tiếp tục nghe giảng.

+ Khi tổ chức thí nghiệm cần phải có nhiều dụng cụ khác nhau cho từng đề

tài mà điều đó thì chƣa thể đạt đƣợc trong tình hình hiện nay ở các trƣờng phổ

thông. Muốn tiến hành đƣợc thí nghiệm trực diện, GV và HS phải tự chế tạo để

nhân số dụng cụ lên, song không phải bất cứ đề tài nào cũng có thể làm nhƣ thế

đƣợc.

1.3.5.3. Vấn đề hƣớng dẫn thí nghiệm trực diện

Có hai quy tắc cơ bản để hƣớng dẫn thí nghiệm trực diện: quy tắc Algorit và

quy tắc Ơritic (quy tắc Algorit khái quát).

a) Quy tắc Algorit

Quy tắc này hƣớng dẫn cụ thể từng thao tác và thứ tự của hành động. Nó

đảm bảo chắc chắn cho việc dẫn đến kết quả của hoạt động. Tuy nhiên, quy tắc này

lại hạn chế năng lực tự lực, độc lập sáng tạo của ngƣời thực hiện. Vì vậy quy tắc

Algorit thƣờng đƣợc áp dụng để điều khiển các quy trình làm việc các máy móc

thiết bị trong sản xuất và đời sống hoặc sử dụng để hƣớng dẫn HS thực hiện thí

nghiệm mở đầu.

b) Quy tắc Ơristic

Quy tắc này không hƣớng dẫn cụ thể cách hành động, không chỉ ra các bƣớc

và thứ tự các bƣớc của hành động mà chỉ ra những điểm nút có tính định hƣớng cho

hoạt động. Quy tắc này không đảm bảo chắc chắn cho sự thành công của hoạt động

nhƣng nó tạo điều kiện khả năng hoạt động độc lập, tự lực trong hoạt động trí tuệ và

phát triển năng lực sáng tạo của HS.

Cấu trúc của quy tắc Ơristic đối với việc hƣớng dẫn thí nghiệm:

Bƣớc 1: Nhiệm vụ cần nghiên cứu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bƣớc 2: Dự đoán kết quả thí nghiệm

Bƣớc 3: Xây dựng phƣơng án thí nghiệm

Bƣớc 4: Tiến hành thí nghiệm

Bƣớc 5: Phân tích kết quả thí nghiệm

Bƣớc 6: So sánh kết quả thí nghiệm với dự đoán ban đầu

Bƣớc 7: Rút ra kếtluận

Bƣớc 8: Kiểm tra lại các bƣớc (bƣớc này chỉ có khi kết quả thí nghiệm

không trùng với dự đoán ban đầu) [5].

Áp dụng quy tắc này hƣớng dẫn thí nghiệm, HS chỉ có thể hoàn thành đƣợc

nhiệm vụ thí nghiệm khi các em đã có trình độ kĩ năng thí nghiệm ở mức cần thiết

và đã đƣợc quan sát GV làm hoặc đã tự thực hiện thí nghiệm có những thao tác thí

nghiệm cơ bản tƣơng tự. Đƣơng nhiên do trình độ HS phát triển khác nhau nên để

mọi HS đều hoàn thành yêu cầu của bài thí nghiệm trong khuôn khổ thời gian quy

định GV phải áp dụng các biện pháp giúp đỡ cá biệt ở từng bƣớc của thí nghiệm

cũng nhƣ toàn bộ thí nghiệm.

1.4. THỰC TRẠNG DẠY HỌC VẬT LÍ VỚI VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM

Ở CÁC TRƢỜNG THPT MIỀN NÚI

Thí nghiệm Vật lí có vai trò đặc biệt trong quá trình dạy học Vật lí, là một

trong những biện pháp quan trọng nhất trong việc nâng cao chất lƣợng, mục tiêu

dạy học. Tuy nhiên thí nghiệm vẫn chƣa đƣợc các GV khai thác triệt để, chƣa phát

huy đƣợc đầy đủ vai trò của nó trong các giờ học Vật lí cụ thể. Thông qua điều tra

trên 900 HS và 100 GV Vật lí ở một số trƣờng THPT miền núi, chúng tôi thu đƣợc

một số kết quả sau:

Bảng1.1: Hứng thú và mức độ khó, dễ của môn Vật lí đối với HS:

Thích học do Không thích,

nhu cầu bản học do bị bắt Bình thƣờng Khó Dễ

thân buộc

SL % SL % SL % SL % SL %

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

286 31,8 614 68,2 246 27,3 631 70,1 23 2,6

Bảng 1.2: Mức độ tham gia các hoạt động của HS và mức độ sử dụng các

hoạt động đó của GV trong giờ học Vật lí:

Mức độ Thƣờng Đôi khi Không

xuyên dùng

Các hoạt động SL % SL % SL %

HS đọc các kết luận, định nghĩa, định luật, GV 89 89,0 11 11,0 0 0

quy tắc trong SGK HS 711 79,0 189 21,0 0 0

HS phát biểu các kết luận, định nghĩa, định GV 11 11,0 32 32,0 57 57,0

luật, quy tắc theo ngôn ngữ, cách hiểu riêng HS 73 8,1 149 16,6 678 75,3

HS quan sát thí nghiệm biểu diễn hoặc tự GV 0 0 13,0 87 87,0 13

làm theo hƣớng dẫn trong giờ bài mới HS 0 0 7,2 835 92,8 65

HS tiến hành thí nghiệm theo hƣớng dẫn GV 0 0 17,0 83 83,0 17

của GV trong giờ thực hành HS 0 0 279 31,0 621 69,0

HS tự đề xuất phƣơng án thí nghiệm kiểm GV 0 0 9,0 91 91,0 9

tra HS 0 0 1,5 886 98,5 14

5 11 HS tranh luận, trao đổi với GV và các bạn GV 5,0 11,0 84 84

về các nhận xét và kết luận HS 69 7,7 769 85,4 62 6,9

HS vận dụng kiến thức để giải bài tập, giải GV 79 79,0 21 21,0 0 0

thích các hiện tƣợng liên quan trong thực tế HS 467 51,9 433 48,1 0 0

Bảng 1.3: Mức độ sử dụng các hình thức thí nghiệm trong dạy học của GV

Mức độ Thƣờng xuyên Đôi khi Không dùng

Các hình thức thí nghiệm % SL % SL % SL

Mô tả trên giấy bút 91 9 9 0 0 91

Biểu diễn thật của giáo viên 0 17 17 83 83 0

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

HS tiến hành (GV hƣớng dẫn) 0 5 5 95 95 0

Bảng 1.4: Thái độ của HS đối với các hình thức dạy học:

Thái độ Không thích Bình thƣờng Thích

Các hình thức dạy học SL % SL % SL %

GV giảng và hƣớng dẫn thật kĩ để

em học và làm theo mẫu 17 1,9 99 11 784 87,1

GV giảng và cho ghi chép thật tỉ mỉ

để em học thuộc 658 73,1 176 19,6 66 7,3

Có tranh ảnh, mô hình trực quan,

0 phƣơng tiện hỗ trợ dạy học hiện đại 0 285 31,7 615 68,3

HS quan sát TN do GV làm hoặc tự

0 làm TN dƣới sự hƣớng dẫn của GV 0 241 26,8 659 73,2

HS đƣợc thảo luận, trao đổi thông

0 tin học tập với bạn và thầy cô 0 327 36,3 573 63,7

Từ các bảng số liệu trên ta thấy, đa số HS đƣợc phỏng vấn (khoảng 70%)

cho biết: Môn Vật lí là môn học trừu tƣợng, khó hiểu, phải học là do bắt buộc nên

không hứng thú. Vì vậy, các em mong muốn đƣợc quan sát GV làm hoặc trực tiếp

đƣợc làm thí nghiệm trong giờ học Vật lí để các em dễ tƣởng tƣợng hơn, dễ hiểu và

nhớ lâu hơn, giúp các em liên hệ rõ hơn giữa lí thuyết với thực hành.

Trong khi đó việc dạy học môn Vật lí ở các trƣờng THPT miền núi chƣa đáp

ứng đƣợc nhu cầu nêu trên:

+ Đối với các giờ học lí thuyết yêu cầu có thí nghiệm: Chỉ 7% số HS thỉnh

thoảng đƣợc quan sát GV tiến hành thí nghiệm và tham gia tiến hành thí nghiệm

cùng GV (là khi có dự giờ) và hầu nhƣ thí nghiệm đƣợc tiến hành nhằm thông báo

kết quả, HS không biết cách phân tích và xử lí kết quả thí nghiệm.

+ Đối với các giờ học thực hành: Khoảng 30% số HS đƣợc thực hiện thí

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nghiệm, số còn lại cho biết giờ thực hành đƣợc thay thế bằng giờ bài tập.

Việc HS không hiểu bản chất của vấn đề, tiếp thu kiến thức một cách máy

móc và thụ động làm cho sau khi học xong các em không hề có mối liên hệ giữa lí

thuyết với thực tế và kiến thức cũng bị quên đi nhanh chóng.

Nguyên nhân chung của thực trạng này là:

a) Khó khăn về phía HS:

+ Về tính cách: HS miền núi sống giản dị, chân thành, thẳng thắn; tuy rụt rè,

mang nặng bản tính tự ti dân tộc nhƣng nhiệt tình và có tách nhiệm với công việc

đƣợc giao.

+ Về khả năng tƣ duy: HS miền núi quen lối tƣ duy cụ thể, ít tƣ duy lôgic,

trình độ tƣ duy trừu tƣợng (so sánh, phân tích, tổng hợp,…) chậm hơn so với HS

miền xuôi; khi gặp một sự vật – hiện tƣợng nào đó thƣờng chỉ chú ý đến bề ngoài

mà không đi sâu tìm hiểu các thuộc tính của chúng. Các em chƣa có thói quen lao

động trí óc, ngại suy nghĩ, gặp hững tình huống khó khăn thƣờng trông chờ sự

hƣớng dẫn của GV.

b) Khó khăn về cơ sở vật chất:

+ Hệ thống thiết bị thí nghiệm còn thiếu, một số bộ đƣợc cấp lại không đầy

đủ dụng cụ.

+ Nhiều thí nghiệm cồng kềnh, lắp ráp mất thời gian, phòng học ở xa nơi để

đồ thí nghiệm nên không có thời gian vận chuyển.

c) Khó khăn về phía GV:

+ GV khó ổn định tổ chức lớp trƣớc và sau khi thí nghiệm.

+ GV sợ thí nghiệm không thành công, mất uy tín trƣớc học sinh.

+ Năng lực sử dụng và khai thác thí nghiệm của GV còn yếu.

Việc tăng cƣờng sử dụng thí nghiệm trong giờ học Vật lí cụ thể và phát huy

triệt để hiệu quả mà nó mang lại đòi hỏi giáo viên dạy môn Vật lí phải từng bƣớc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

khắc phục những nguyên nhân nói trên.

KẾT LUẬN CHƢƠNG 1

Trong chƣơng này chúng tôi đã trình bày những cơ sở lí luận của việc phát

huy tính tích cực của HS trong hoạt động học tập:

- Làm rõ khái niệm, những biểu hiện của tính tích cực nhận thức trong hoạt

động học tập.

- Nghiên cứu một số phƣơng pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực của

HS.

- Tiến hành phân tích, làm rõ vai trò của thí nghiệm trong giờ học Vật lí ở

trƣờng phổ thông; phân loại các loại thí nghiệm và nêu các yêu cầu về mặt kĩ thuật

và phƣơng pháp dạy học đối với việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí.

- Khảo sát thực trạng dạy và học Vật lí với việc sử dụng thí nghiệm ở các

trƣờng THPT miền núi.

Trên cơ sở đó chúng tôi thấy cần xây dựng đƣợc hệ thống các biện pháp sử

dụng thí nghiệm trong giờ học Vật lí nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của học

sinh; từ đó áp dụng vào việc thiết kế tiến trình dạy học cho một số kiến thức chƣơng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

“Chất khí” Vật lí 10 (cơ bản).

Chƣơng 2

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG GIỜ HỌC VẬT LÍ

NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP

CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI

2.1. TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG TRI THỨC KHI SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM

TRONG GIỜ HỌC VẬT LÍ

Để phát huy đƣợc tính tích cực trong hoạt động học tập của HS khi sử dụng

thí nghiệm Vật lí có nhiều biện pháp. Ở đây chúng tôi chỉ giới hạn ở việc lựa chọn

các thí nghiệm, cách thức tiến hành thí nghiệm và cách tổ chức giờ học kết hợp giữa

hoạt động cá nhân với hoạt động tập thể.

Kiến thức HS cần chiếm lĩnh trong giờ học Vật lí tuy chỉ là mới đối với bản

thân họ (tri thức này không mới đối với nhân loại) nhƣng để đảm bảo HS khắc sâu

đƣợc những kiến thức đó thì con đƣờng đi tìm tri thức của HS cũng phải giống nhƣ

con đƣờng đi tìm chân lí của các nhà khoa học. Vì vậy, quá trình dạy học từng kiến

thức Vật lí cần đƣợc tiến hành theo chu trình nhận thức khoa học (CTNTKH).

Sơ đồ ngắn gọn và rõ ràng nhất của quá trình nhận thức đã đƣợc Lênin

nêu lên: “Từ trực quan sinh động đến tƣ duy trừu tƣợng rồi từ tƣ duy trừu tƣợng trở

về thực tiễn – đó là con đƣờng biện chứng của nhận thức chân lí, nhận thức thực tế

khách quan”. Đối với Vật lí, trên cơ sở khái quát những lời phát biểu của các nhà

bác học nhƣ A. Einstein, M.Planck, M.Born,…có thể trình bày những khía cạnh

chính của quá trình sáng tạo khoa học Vật lí dƣới dạng chu trình [21] (hình 2.1):

Hệ quả lôgic Sự kiện khởi đầu Mô hình

Sai

Thực nghiệm Định luật Thực tiễn Đúng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 2.1: Sơ đồ diễn tả CTNTKH Vật lí

Lấy các giai đoạn của CTNTKH Vật lí nêu trên làm cốt lõi, đồng thời điều

chỉnh sao cho phù hợp với trình độ nhận thức của HS và qui mô một tiết học, chúng

tôi đề nghị xây dựng tiến trình dạy học từng phần kiến thức Vật lí THPT khi sử

dụng thí nghiệm theo sơ đồ hình 2.2:

Suy ra hệ quả lôgic

Nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu

Ứng dụng thực tế, luyện tập Đối chiếu với mô hình giả thuyết

Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc các bước dạy học từng kiến thức Vật lí THPT khi sử dụng thí nghiệm

a) Vấn đề cần nghiên cứu

*> Sự kiện khởi đầu:

Tƣơng tự nhƣ quá trình đi tìm chân lí của các nhà khoa học, quá trình đi tìm

tri thức của HS cũng xuất phát từ các sự kiện khởi đầu, từ đó mới nảy sinh vấn đề

cần nghiên cứu. Có điều khác nhau ở chỗ tri thức HS cần tìm ra đã có sẵn trong

SGK, HS có thể chƣa biết hoặc biết chƣa đầy đủ còn GV lại hoàn toàn nắm vững.

Vì vậy, GV cần chuẩn bị trƣớc và lựa chọn nêu sự kiện khởi đầu sao cho phù hợp

để từ đó có thể làm nảy sinh vấn đề nghiên cứu trƣớc HS.

Theo chúng tôi có các cách lựa chọn sự kiện khởi đầu nhƣ sau:

+ Một là: Chọn các sự kiện kinh điển - là những sự kiện chính mà các nhà

khoa học đã sử dụng khi nghiên cứu.

+ Hai là: Kết hợp các sự kiện thời sự có tính hiện đại, trƣớc hết là các sự kiện

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

chính trị, kinh tế, quân sự, kĩ thuật và khoa học.

Thiết kế phƣơng án thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm Xử lí kết quả thí nghiệm Xây dựng mô hình giả thuyết Kiến thức cần xây dựng

+ Ba là: Sử dụng các tài liệu lịch sử (nói về cuộc đời, sự nghiệp của các nhà

bác học, trình bày bức tranh lịch sử về những thời kì phát minh, kết hợp với các sự

kiện đáng ghi nhớ, thông báo về con đƣờng dẫn tới kiến thức, các giai thoại lịch sử,

…).

+ Bốn là: Chọn các thí nghiệm sẵn có trong phòng thí nghiệm hoặc những thí

nghiệm do chính GV đề xuất.

Ví dụ:

Trong bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt”, GV có thể

sử dụng thí nghiệm với các xilanh y tế (đã tháo bỏ kim tiêm): Kéo pittông ra phía

sau để hút một lƣợng khí vào xilanh, lấy tay bịt đầu xilanh lại, từ từ đẩy hoặc kéo

pittông thì thấy có lực tác dụng lên tay chống lại chiều chuyển động của pittông.

Trong bài “Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ”, GV có thể sử dụng thí

nghiệm với xilanh y tế cỡ lớn: Kéo pittông ra sau để hút một lƣợng khí vào xilanh,

nút chặt đầu xilanh bằng núm cao su, úp ngƣợc đầu xilanh vào cốc nƣớc nóng và

lấy ngón tay ấn ở phía trên pittông để cố định vị trí của nó trong xilanh; sau một

thời gian thấy ngón tay chịu một lực đẩy từ pittông, để pittông không thay đổi vị trí

ngón tay cần tác dụng lên pittông một lực.

Trong bài “Phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng”, GV có thể sử dụng

thí nghiệm với quả bóng bàn đã bị bẹp: Ngâm quả bóng bàn bị bẹp vào cốc nƣớc

nóng, sau một thời gian nó lại phồng lên.

+ Năm là: Kể một câu chuyện lý thú, kì lạ, tƣởng nhƣ ngƣợc đời nhƣng lại có

thật để thu hút sự chú ý của HS.

*> Làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS:

Từ các sự kiện khởi đầu, GV cần khai thác đƣợc các quan niệm sẵn có của

HS. Mục đích của việc làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS một phần là giúp HS

nhắc lại kiến thức có liên quan, đồng thời để GV biết đƣợc mức độ hiểu biết của HS

(đúng - sai, sâu - nông, chính xác - chƣa chính xác,…) về hiện tƣợng đang nghiên

cứu. Từ đó có thể làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu trƣớc HS.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Có một số cách làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS nhƣ:

+ Đặt câu hỏi “Tại sao?”, “Thế nào?”(những câu hỏi này đòi hỏi sẽ đƣợc trả

lời bằng những quan niệm về tri thức mà HS cần nghiên cứu).

Ví dụ:

Trong bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt”, sau khi

làm thí nghiệm với các xilanh y tế GV có thể hỏi: “Tại sao lại có lực tác dụng lên

pittông và có chiều chống lại chiều chuyển động của pittông?”.

Trong bài “Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ”, sau khi mô tả lại

thí nghiệm với xilanh cỡ lớn GV có thể hỏi: “Tại sao khi thể tích của một lƣợng khí

không đổi, áp suất của nó lại tăng theo nhiệt độ?”.

+ Giáo viên đƣa ra hệ thống các quan niệm cả đúng và sai để HS lựa chọn

quan niệm đúng…

b) Xây dựng mô hình giả thuyết

Đây là giai đoạn khó khăn và đòi hỏi tƣ duy trực giác của HS đóng vai trò

chủ đạo; ở giai đoạn này tri thức về hiện tƣợng nghiên cứu đƣợc xây dựng.

Dựa vào hiện tƣợng quan sát đƣợc và những tri thức đƣợc GV giúp đỡ gợi

lại, HS có thể dự đoán về các nội dung sau:

+ Bản chất hiện tƣợng Vật lí.

+ Diễn biến của hiện tƣợng Vật lí.

+ Nguyên nhân của hiện tƣợng Vật lí.

+ Mối quan hệ phụ thuộc giữa các yếu tố của một hiện tƣợng Vật lí.

+ Mối quan hệ nhân quả trong hiện tƣợng Vật lí..

Đƣơng nhiên không phải HS nào cũng có khả năng đƣa ra dự đoán (xây

dựng mô hình giả thuyết) ngay sau khi GV làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu.

Muốn HS nêu đƣợc giả thuyết, GV phải có sự chuẩn bị trƣớc và tổ chức hƣớng dẫn

các em đƣa ra những dự đoán. Có thể có một số cách hƣớng dẫn nhƣ sau:

+ Một là: Đƣa ra một vài tình huống cụ thể gần gũi với HS mà từ tình huống

đó các em dễ dàng nhận thấy mối quan hệ, tính chất, bản chất vấn đề.

+ Hai là: Đƣa ra hệ thống câu hỏi thích hợp nhằm kích thích, khích lệ HS

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

mạnh dạn đƣa ra dự đoán.

+ Ba là: Lƣờng trƣớc những khó khăn HS có thể gặp phải để hỗ trợ các em

dự đoán. Trong trƣờng hợp này có thể gợi ý cho HS những căn cứ để dự đoán; giúp

HS phân tích, so sánh để họ nhận ra dấu hiệu chung hay dấu hiệu bản chất; cho HS

thảo luận để loại trừ những dự đoán không hợp lí, lựa chọn dự đoán khả thi…

Để giai đoạn này diễn ra suôn sẻ và thu đƣợc kết quả mong muốn, ngoài sự

giứp đỡ nêu trên ngƣời GV cần phải kiên trì lắng nghe HS nói, tôn trọng và hiểu ý

các em. Đó chính là yếu tố quan trọng giúp các em mạnh dạn, tham gia tích cực

trong việc xây dựng giả thuyết.

c) Suy ra hệ quả lôgic:

Ở giai đoạn này GV chỉ cần định hƣớng và hƣớng dẫn HS tự rút ra hệ quả

lôgic dựa trên những tri thức đã có từ trƣớc.

+ HS có thể rút ra hệ quả thông qua lập luận, suy diễn từ những dự đoán đã

nêu.

+ HS có thể rút ra hệ quả thông qua những lập luận, các phép biến đổi toán

học.

d) Thiết kế phương án thí nghiệm

Đây là giai đoạn khó đối với HS. Nếu đã biết nguyên tắc, các em có thể tự

lực hình dung đƣợc các phƣơng án thí nghiệm và GV chỉ việc phân tích để các em

tự loại bỏ những phƣơng án chƣa hợp lí, giữ lại những phƣơng án tối ƣu.

Ví dụ:

Trong bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt”, HSđã

đƣợc làm quen với thí nghiệm với xilanh y tế nên có thể đƣa ra phƣơng án thí

nghiệm nhƣ sau: Giữ nhiệt độ không đổi bằng cách thao tác thật chậm, thay đổi áp

suất p của lƣợng khí bằng cách thay đổi thể tích V của lƣợng khí đó, đo giá trị của

V và p tƣơng ứng.

Trong bài “Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ”, HS đã làm quen

với thí nghiệm dùng xilanh cỡ lớn nên có thể đƣa ra phƣơng án thí nghiệm nhƣ sau:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Giữ thể tích khí không đổi bằng cách cố định vị trí của pittông, thay đổi áp suất p

của lƣợng khí bằng cách thay đổi nhiệt độ T của lƣợng khí đó, đo giá trị của T và p

tƣơng ứng.

Tuy nhiên không phải lúc nào HS cũng có thể đề xuất đƣợc phƣơng án thí

nghiệm, vì thế GV phải chuẩn bị sẵn một vài phƣơng án phù hợp. Với chức năng

kiểm tra, gây lòng tin khoa học cho HS, thí nghiệm mà GV lựa chọn phải đảm bảo

độ chính xác cao và thu kết quả nhanh chóng.

Sau khi đã lựa chọn đƣợc phƣơng án thí nghiệm tối ƣu, GV cần giúp đỡ học

sinh lựa chọn các dụng cụ, thiết bị cần thiết và cách bố trí các dụng cụ, thiết bị đó

để có thể thực hiện đƣợc thí nghiệm. Trong trƣờng hợp HS tự lực đƣa ra đƣợc

phƣơng án thí nghiệm hợp lí, với những thí nghiệm đơn giản các em có thể lựa chọn

đƣợc dụng cụ cần thiết để làm thí nghiệm, GV chỉ việc bổ sung những dụng cụ còn

thiếu.

Ví dụ: Trong bài “Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ”, HS có thể đƣa ra

dụng cụ thí nghiệm là bộ thí nghiệm đã dùng trong bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định

luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt”.

Trong trƣờng hợp ngƣợc lại, GV cần giới thiệu cho HS tên dụng cụ, thiết bị

cần thiết cho thí nghiệm cũng nhƣ công dụng, nguyên lí hoạt động của chúng.

e) Tiến hành thí nghiệm

Tùy thuộc vào tính chất phức tạp, độ an toàn và đòi hỏi về mặt kĩ thuật của

bài thí nghiệm mà thí nghiệm có thể do HS tiến hành hoặc GV tiến hành hoặc cả

GV và HS cùng tiến hành. Dù ngƣời thực hiện thí nghiệm là ai thì trƣớc khi thực

hiện các thao tác thí nghiệm, HS cần phải nắm đƣợc cách tiến hành thí nghiệm nhƣ

thế nào (GV có thể cho HS trao đổi để tìm ra thao tác thí nghiệm hoặc thông báo

cho học sinh các thao tác và kĩ thuật tiến hành thí nghiệm). Trong quá trình thực

hiện thí nghiệm HS phải quan sát hiện tƣợng xảy ra và ghi lại số liệu (nếu có).

Ví dụ: Trong hai bài định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ, GV tiến

hành thí nghiệm, HS quan sát hiện tƣợng, đọc và ghi lại số liệu.

f) Xử lí kết quả thí nghiệm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Ở giai đoạn này, GV cần yêu cầu HS nhận xét hiện tƣợng quan sát đƣợc. Đối

với những bài thí nghiệm có số liệu GV cần gợi ý để HS xử lí số liệu thu đƣợc (có

thể xử lí số liệu bằng phƣơng pháp vẽ đồ thị hoặc tìm biểu thức toán học thể hiện

mối quan hệ giữa các đại lƣợng).

Ví dụ: Trong bài “Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ”, GV gợi ý cho HS

tìm mối liên hệ giữa T và p bằng cách lập tỉ số hoặc vẽ đồ thị (p,T).

g) Đối chiếu với mô hình giả thuyết

Đây là giai đoạn xác nhận sự đúng đắn hay không đúng đắn của hệ quả lôgic

(hay mô hình giả thuyết) mà HS đã xây dựng. Trong một CTNTKH Vật lí nói

chung, khi đối chiếu kết quả thí nghiệm đã xử lí với mô hình giả thuyết sẽ xuất hiện

hai khả năng:

+ Khả năng thứ nhất: Kết quả thí nghiệm không phù hợp với hệ quả lôgic.

Khi đó cần phải xem xét lại phƣơng án thí nghiệm, quá trình tiến hành thí nghiệm

và mô hình giả thuyết đƣa ra đã hợp lí chƣa. Nếu cả ba nội dung đó hợp lí, cần điều

chỉnh, bổ sung hoặc thay đổi hoàn toàn; khi đó kết quả thí nghiệm lại là sự kiện

khởi đầu cho CTNTKH Vật lí mới.

+ Khả năng thứ hai: Kết quả thí nghiệm phù hợp với hệ quả lôgic.

Tuy nhiên nhƣ chúng tôi đã nêu ở trên, để đảm bảo gói gọn trong thời gian

một tiết học nên trong giai đoạn xây dựng mô hình giả thuyết GV có nhiệm vụ định

hƣớng và uốn nắn sao cho mô hình mà HS phỏng đoán phù hợp với thực nghiệm

(kết quả thí nghiệm) - bởi kiến thức mà HS đang xây dựng không mới đối với GV.

Và nhƣ vậy, chắc chắn khả năng thứ hai sẽ phải xảy ra. Lúc này, GV cho HS nêu

một cách chính xác, đầy đủ mô hình chấp nhận đƣợc.

h) Kiến thức cần xây dựng

Ở giai đoạn này GV cần hƣớng dẫn học sinh khẳng định mô hình chấp nhận

đƣợc và phát biểu thành định luật. Khi hƣớng dẫn HS khẳng định mô hình cần nhấn

mạnh để các em hiểu mô hình này chỉ chấp nhận đƣợc trong điều kiện giới hạn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nghiên cứu của kiến thức cụ thể đang xét chứ không phải bất kì điều kiện nào.

Ví dụ: Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ chỉ áp dụng cho một

lƣợng khí không đổi.

Từ mô hình chấp nhận đƣợc, GV hƣớng dẫn HS khái quát hóa thành khái

niệm, thuyết, định luật,…một cách chính xác nhƣ một hình thức khái quát hóa mô

hình đã đƣợc hợp thức hóa.

i) Ứng dụng thực tế, luyện tập

Mô hình là một cấu trúc lí thuyết mà vai trò của nó là mô tả thực tế. Do đó

sau khi mô hình đƣợc hợp thức hóa, cần hƣớng dẫn HS dùng nó để giải thích các

hiện tƣợng trong thực tế.

Ví dụ: Sau khi xây dựng xong định luật Sác-lơ, GV cho HS giải thích hiện

tƣợng lốp xe đạp hoặc xe máy đƣợc bơm căng để ngoài trời nắng lâu dễ bị nổ.

Trong quá trình dùng mô hình để giải thích, ứng dụng thực tế hoặc luyện tập,

nhiều trƣờng hợp sẽ nảy sinh sự mở rộng giới hạn của mô hình. Khi đó sự kiện mới

xuất hiện và hoạt động lại quay về giai đoạn đầu tiên của sơ đồ cấu trúc.

Tóm lại, trong phần này chúng tôi đã đề xuất tiến trình dạy học từng kiến

thức Vật lí THPT khi sử dụng thí nghiệm theo CTNTKH Vật lí và phân tích từng

giai đoạn. Chúng tôi nhận thấy, chu trình nhận thức trong dạy học đã trình bày ở

trên là sự kết hợp chặt chẽ giữa phƣơng pháp quy nạp và phƣơng pháp suy diễn mà

thí nghiệm đóng vai trò chủ đạo. Hai phƣơng pháp này bổ trợ cho nhau làm cho quá

trình dạy học trở nên linh hoạt, mềm dẻo, gây hứng thú cho HS; từ đó HS tham gia

tích cực, tự lực vào các giai đoạn của quá trình nhận thức. Tuy nhiên, việc thực hiện

đầy đủ các giai đoạn trong quá trình dạy học là không nhất thiết đối với tất cả các

kiến thức cụ thể, có nhiều trƣờng hợp tiến trình giảng dạy có thể bỏ qua giai đoạn

này hoặc giai đoạn khác mà cấu trúc tổng thể vẫn không ảnh hƣởng.

Với việc sử dụng thí nghiệm trong giờ học Vật lí theo CTNTKH Vật lí và

thao tác các bƣớc nhƣ đã nêu có thể góp phần tích cực hóa hoạt động học tập của

HS. Đồng thời HS đƣợc làm quen với con đƣờng xây dựng tri thức khoa học; từ đó

vừa nâng cao chất lƣợng học tập cho các em, vừa rèn luyện phƣơng pháp nhận thức

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

khoa học và có cái nhìn biện chứng đối với quá trình học tập.

2.2. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CỤ THỂ MỘT SỐ BÀI CHƢƠNG

“CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10 (CƠ BẢN) NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT

ĐỘNG HỌC TẬP CỦA HS

2.2.1. Đặc điểm chƣơng “Chất khí”

Chƣơng “Chất khí” là chƣơng đầu tiên của phần II Nhiệt học; nó là cơ sở và

nền tảng để nghiên cứu các phần kiến thức tiếp theo. Vì vậy, chƣơng này có tầm

quan trọng nhất định trong chƣơng trình Vật lí 10 [4].

*/ Về mặt cấu trúc

Chƣơng “Chất khí” bao gồm 4 bài (chia thành 7 tiết học; lí thuyết: 4, bài tập:

2, kiểm tra: 1):

+ Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí.

+ Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt.

+ Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ.

+ Phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng.

Trong giới hạn của đề tài, chúng tôi chỉ nghiên cứu cụ thể ba nội dung: định

luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt, định luật Sác-lơ và phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng.

*/ Về mặt kiến thức

Theo nhƣ SGK Vật lí 10 (cơ bản) trình bày, định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt và

định luật Sác-lơ đƣợc xây dựng bằng con đƣờng thực nghiệm; phƣơng trình trạng

thái của khí lí tƣởng đƣợc xây dựng bằng con đƣờng suy luận từ hai định luật trên,

từ đó suy ra đƣợc mối liên hệ giữa thể tích V và nhiệt độ T trong quá trình đẳng áp

(p = const).

T = const pV = const

Mối liên hệ giữa các phần kiến thức đƣợc mô tả bằng sơ đồ hình 2.3:

p = const

= const = const

V = const

= const

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 2.3

Lƣu ý rằng dấu mũi tên vẽ ở đây không có nghĩa định luật Gay Luy-xác là hệ

quả suy ra từ định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ, chiều mũi tên chỉ thể

hiện cách xây dựng ba định luật theo con đƣờng của SGK Vật lí 10 (cơ bản). Trên

thực tế, ba định luật này đƣợc xây dựng hoàn toàn độc lập với nhau, thông qua con

đƣờng thực nghiệm. Do tính độc lập của ba định luật nên từ hệ thức của định luật

Bôi-lơ - Ma-ri-ốt và định luật Gay luy-xác có thể suy ra phƣơng trình trạng thái của

khí lí tƣởng bằng con đƣờng suy luận rồi suy ra hệ thức của định luật Sác-lơ; tƣơng

tự ta cũng xây dựng đƣợc phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng từ hệ thức của

định luật Sác-lơ và định luật Gay luy-xác rồi từ đó suy ra hệ thức của định luật Bôi-

lơ - Ma-ri-ốt thông qua con đƣờng suy luận.

Một điểm cần lƣu ý nữa: Bằng nhiều thí nghiệm Sác-lơ tìm đƣợc hệ thức

và cách phát biểu nguyên thủy của định luật Sác-lơ là: “Hệ số tăng áp

suất khi thể tích không đổi của mọi chất khí đều bằng nhau và bằng ”. Tuy

nhiên trong SGK Vật lí 10 (cơ bản) định luật Sác-lơ đƣợc phát biểu một cách đơn

giản nhƣ là mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối: “Trong quá trình đẳng

tích, áp suất của một lƣợng khí tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối” (do đó thí nghiệm đƣợc

sử dụng trong bài cũng nhằm mục đích tìm mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ

tuyệt đối). Hai cách phát biểu trên về định luật Sác-lơ là hoàn toàn tƣơng đƣơng, vì

từ hệ thức với γ = ta có:

hằng số

Trong giới hạn đề tài, chúng tôi chỉ thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức của

ba tiết học thuộc chƣơng “Chất khí”- Vật lí 10 (cơ bản):

+ Tiết 48: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt.

+ Tiết 49: Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

+ Tiết 51: Phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng (tiết 1).

Phần này chúng tôi sử dụng một số kí hiệu sau:

Nhận xét, dẫn dắt hoặc thông báo của giáo viên.

Câu hỏi, đặt vấn đề của giáo viên.

▼ Hoạt động của học sinh.

2.2.2. Tiến trình xây dựng kiến thức tiết thứ nhất

QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT

ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ - MA-RI-ỐT

A- Mục tiêu:

1. Kiến thức cần xây dựng

+ “Trạng thái” của một lƣợng khí đƣợc xác định bằng các thông số trạng

thái: thể tích V, áp suất p, nhiệt độ tuyệt đối T. Quá trình biến đổi trạng thái của một

lƣợng khí từ trạng thái này sang trạng thái khác đƣợc gọi tắt là “quá trình”.

+ Định nghĩa quá trình đẳng nhiệt: “Quá trình biến đổi trạng thái trong đó

nhiệt độ đƣợc giữ nguyên không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt.”

+ Nội dung định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt: “Trong quá trình đẳng nhiệt của một

lƣợng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.”

pV = hằng số

+ Đƣờng đẳng nhiệt: “Đƣờng biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể

tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đƣờng đẳng nhiệt”. Trong hệ tọa độ (p, V) đƣờng

đẳng nhiệt là đƣờng Hypebol.

2. Mục tiêu cần đạt trong quá trình học

+ HS tham gia thực hiện thí nghiệm mở đầu, thảo luận và giải thích hiện

tƣợng xảy ra trong thí nghiệm.

+ HS tham gia xử lí các số liệu thu đƣợc từ thí nghiệm vào việc xác định mối

liên hệ giữa p và V trong quá trình đẳng nhiệt.

3. Mục tiêu kết quả học

+ HS nhận biết đƣợc “quá trình đẳng nhiệt”.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

+ HS phát biểu đƣợc nội dung và hệ thức định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt.

+ HS sử dụng thành thành thạo phƣơng pháp xử lí các số liệu thu đƣợc từ thí

nghiệm (tính toán, vẽ đồ thị …).

+ HS vận dụng đƣợc định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt để giải các bài tập và giải

thích các hiện tƣợng có liên quan.

+ HS rèn luyện đƣợc thói quen cẩn thận, khách quan trong nghiên cứu khoa

học cũng nhƣ thói quen tích cực, tự lực trong quá trình xây dựng và chiếm lĩnh kiến

thức mới.

B- Chuẩn bị

1. Giáo viên

+ Dụng cụ thí nghiệm: Một số xilanh không có kim tiêm, bộ thí nghiệm mô

tả ở Hình 29.2 SGK.

+ Vẽ trên giấy khổ lớn khung của “bảng kết quả thí nghiệm 1”.

2. Học sinh

+ Ôn lại: nhiệt độ tuyệt đối, áp suất của chất khí lên thành bình.

+ Mỗi HS một tờ giấy kẻ ô li khổ 15x15 cm, một tờ giấy kiểm tra, một xilanh

y tế đã tháo bỏ kim tiêm.

C. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt”

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

(Xin xem trang bên)

- Trong một quá trình biến đổi trạng thái, các thông số trạng thái p, V, T của một lƣợng khí xác định đều có thể thay đổi. -Trong quá trình biến đổi trạng thái với nhiệt độ không đổi, áp suất của một lƣợng khí tăng khi thể tích giảm và giảm khi thể tích tăng. - Quá trình biến đổi trạng thái của một lƣợng khí trong đó nhiệt độ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt.

Trong quá trình đẳng nhiệt, mối liên hệ giữa áp suất chất khí và thể tích của nó có đƣợc thể hiện bằng

Xét thí nghiệm nhƣ hình vẽ: Xét thí nghiệm nhƣ hình vẽ: - Dự đoán mối liên hệ giữa p và V. - Dự đoán mối liên hệ giữa p và - Tiến hành thí nghiệm, xử lí số liệu V. và đối chiếu kết quả thí nghiệm với - Tiến hành thí nghiệm, xử lí số dự đoán. Từ đó rút ra kết luận. liệu và đối chiếu kết quả thí nghiệm với dự đoán. Từ đó rút ra kết luận.

hệ thức toán học nào không?

Dự đoán: pV = hằng số Kết quả thí nghiệm: p1V1 p3V3 p2V2 => pV = hằng số

Kết luận: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lƣợng khí nhất định, áp suất tỉ lệ

nghịch với thể tích.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

pV = hằng số

D. Tiến trình hoạt động dạy học

(Việc kiểm tra bài cũ đƣợc thực hiện trong quá trình xây dựng kiến thức mới.)

* Đặt vấn đề:

GV: + Chia HS ra thành các nhóm (mỗi bàn thành một nhóm).

+ Hƣớng dẫn HS làm thí nghiệm với xilanh y tế (đã chuẩn bị sẵn):

- Kéo pittông về phía sau một đoạn để hút một lƣợng khí nào đó vào xilanh,

chờ một lúc cho lƣợng khí đó ổn định rồi dùng ngón tay bịt đầu xilanh lại.

`- Các nhóm thuộc một dãy ấn pittông đi vào, các nhóm thuộc dãy còn lại kéo

pittông ra sau (lƣu ý thực hiện thao tác thật chậm).

GV: + Yêu cầu HS thực hiện thí nghiệm.

+ Hãy cho biết cảm giác của tay khi ấn hoặc kéo pittông?

▼HS: Thực hiện thí nghiệm, thảo luận nhóm.

GV: Yêu cầu HS trả lời trƣớc lớp.

▼HS: + Nêu hiện tƣợng: tay ta có cảm giác nhƣ bị đẩy ra khi ấn pittông đi vào và

có cảm giác bị kéo lại khi kéo pittông ra sau - có lực chống lại chiều chuyển

động của pittông.

GV: Tại sao lại có lực tác dụng lên pittông và có chiều chống lại chiều chuyển

động của pittông?

▼HS: … GV: Gợi ý bằng cách yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau (trả lời vào giấy kiểm tra

đã chuẩn bị sẵn):

- Lƣợng khí sau khi đƣợc hút vào trong xilanh có thay đổi trong quá trình

làm thí nghiệm không?

- Việc thao tác thí nghiệm thật chậm nhằm đảm bảo điều kiện gì?

- Nguyên nhân gây ra áp suất chất khí là gì?

- Từ đó suy ra nguyên nhân gây ra lực chống lại chiều chuyển động của

pittông là gì?

▼ HS: Thảo luận nhóm và viết câu trả lời vào giấy kiểm tra đã chuẩn bị sẵn để nộp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

lại cho giáo viên.

GV: Thu bài kiểm tra và yêu cầu HS trả lời trƣớc lớp.

▼HS: - Lƣợng khí trong xilanh không thay đổi trong quá trình thí nghiệm.

- Lực tác dụng của phân tử khí khi va chạm vào thành bình gây ra áp suất

chất khí.

- Có lực tác dụng lên pittông là do áp suất khí trong xilanh bị thay đổi.

- … GV: + Nhận xét.

+ Khái quát lại:

- Lƣợng khí trong xilanh không thay đổi trong quá trình thực hiện thí

nghiệm.

- Việc thực hiện thao tác thí nghiệm thật chậm sẽ đảm bảo cho nhiệt

độ của lƣợng khí trong xilanh không đổi trong cả quá trình.

- Lực tác dụng của các phân tử khí lên thành bình gây ra áp suất chất

khí. Lực này phụ thuộc vào tốc độ chuyển động nhiệt và mật độ của các phân

tử khí. Với một lƣợng khí xác định, trong điều kiện nhiệt độ không đổi, áp suất

chất khí chỉ phụ thuộc vào mật độ phân tử khí (thể tích chất khí).

- Lúc đầu áp suất chất khí (CK) trong xilanh cân bằng với áp suất khí

quyển (KQ). Khi pittông bị đẩy vào, mật độ phân tử khí trong xilanh tăng làm

áp suất CK trong tăng lên lớn hơn áp suất KQ nên pittông có xu hƣớng bị đẩy

ra. Khi pittông bị kéo ra, mật độ phân tử khí trong xi lanh giảm làm áp suất CK

trong xilanh giảm nên có xu hƣớng bị kéo vào trong (thực chất là bị đẩy vào).

GV: Trong khi thực hiện thí nghiệm trên chúng ta đã cố gắng đảm bảo sao cho

nhiệt độ của khí trong xilanh không đổi. Ngƣời ta gọi quá trình biến đổi của

một lƣợng khí nhƣ trên là quá trình đẳng nhiệt. Vậy quá trình đẳng nhiệt là gì?

Trong quá trình đẳng nhiệt các đại lƣợng đặc trƣng cho một trạng thái của một

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

lƣợng khí biến đổi nhƣ thế nào?

* Bài mới: GV: Ghi đầu bài mới.

QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT

ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ - MA-RI-ỐT

I - Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái

GV: Thông báo cho HS các đại lƣợng đặc trƣng cho trạng thái của một lƣợng khí

xác định gồm có nhiệt độ T, áp suất p và thể tích V.

GV: Yêu cầu HS cho biết khái niệm về nhiệt độ tuyệt đối?

▼ HS: Nhiệt độ tuyệt đối là nhiệt độ đƣợc tính theo nhiệt giai Kenvin. GV: Nhận xét và khẳng định lại T(K) = 273 + t(0C) GV: Thông báo cho HS về khái niệm trạng thái và đẳng quá trình.

II – Quá trình đẳng nhiệt

1. Định nghĩa quá trình đẳng nhiệt

GV: Từ định nghĩa về đẳng quá trình, yêu cầu HS nêu định nghĩa quá trình đẳng

nhiệt?

▼ HS: Nêu định nghĩa.

GV: Nhắc lại định nghĩa.

2. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt

GV: Từ hiện tƣợng trong thí nghiệm mở đầu em hãy cho biết trong quá trình

đẳng nhiệt áp suất p và thể tích V của lƣợng khí liên hệ với nhau nhƣ thế nào?

▼ HS: V tăng thì p giảm, V giảm thì p tăng.

GV: Liệu mối liên hệ giữa p và V có đƣợc thể hiện bằng hệ thức toán học nào

không?

▼ HS: + Thảo luận nhóm.

+ Đƣa ra giả thuyết p ~ 1/V .

GV: Làm cách nào để kiểm tra và khẳng định giả thuyết của em là đúng?

▼ HS: Để kiểm tra giả thuyết phải xác định đƣợc giá trị của p, V.

GV: Cần có những dụng cụ gì, bố trí và tiến hành thí nghiệm nhƣ thế nào để xác

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

định đƣợc giá trị của p và V?

▼ HS:…

GV: Gợi ý bằng cách yêu cầu HS trả lời các câu hỏi:

Trong thí nghiệm mở đầu:

Chúng ta đã sử dụng những dụng cụ nào?

Ta thay đổi áp suất của khí trong xilanh bằng cách nào?

Ta giữ cho nhiệt độ không đổi trong quá trình thí nghiệm bằng cách nào?

Muốn xác định đƣợc giá trị của V và p cần có thêm dụng cụ gì?

▼HS: + Thảo luận nhóm.

+ Trả lời: Dụng cụ đã sử dụng là xilanh y tế đã tháo bỏ kim tiêm. Ta thay đổi

áp suất chất khí bằng cách thay đổi thể tích của nó. Giữ cho nhiệt độ không đổi

bằng cách thao tác thật chậm. Muốn xác định đƣợc giá trị của áp suất và thể

tích cần gắn lên pittông thiết bị đo áp suất p, gắn lên xilanh thƣớc để đo thể

tích V.

GV: + Nhận xét.

+ Giới thiệu bộ thí nghiệm Hình 29.2 SGK.

a> Thí nghiệm GV: + Giới thiệu cấu tạo, công dụng của

các bộ phận trong bộ thí nghiệm:

Xilanh có gắn thƣớc đo thể tích (1),

pittông (2) dùng để thay đổi thể tích khí

trong xilanh, áp kế (3) cho biết sự thay

đổi áp suất chất khí trong xilanh, giá đỡ,

nút cao su để cố định lƣợng khí trong

xilanh.

+ Nêu cách bố trí thí nghiệm (hình

Hình 2.4 2.4)

GV: Tƣơng tự nhƣ thí nghiệm với xilanh y tế em hãy mô tả các bƣớc thí nghiệm

đối với bộ thí nghiệm này?

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

▼HS: + Thảo luận nhóm.

+ Mô tả các bƣớc thí nghiệm:

Bỏ nút cao su ra, kéo pittông lên phía trên để hút khí vào xilanh, chờ một

lúc cho lƣợng khí trong xilanh ổn định rồi nút chặt nút cao su vào, ghi giá trị

của p1 và V1 khi đó.

Từ từ kéo pittông lên và đẩy pittông xuống, ứng với mỗi giá trị nào đó của

V thì đọc và ghi lại giá trị của p, từ đó có đƣợc p2 , V2 và p3 , V3.

GV: Nhận xét và khẳng định sự đúng đắn của các bƣớc thí nghiệm mà HS đã nêu.

GV: Thực hiện thí nghiệm theo các bƣớc đã nêu và yêu cầu một HS đọc số liệu

cho HS dƣới lớp ghi lại.

▼ HS: Quan sát GV thực hiện thí nghiệm và ghi lại kết quả thí nghiệm. GV: Ghi lại kết quả thí nghiệm lên bảng kết quả thí nghiệm 1.

Bảng kết quả thí nghiệm 1:

Thể tích V(cm3) Áp suất p (105 Pa) pV

GV: + Yêu cầu HS xử lí số liệu thu đƣợc (gợi ý: nếu p ~ thì pV = const).

+ Từ đó yêu cầu HS cho biết mối liên hệ cụ thể giữa p và V.

▼ HS:+ Tính tích pV và cho biết p1V1 p2V2 p3V3

+ Khẳng định lại nếu coi gần đúng thì pV = hằng số, từ đó suy ra giả thuyết

p ~ 1/V là đúng.

GV: Thông báo cho HS rằng từ nhiều thí nghiệm khác cho quá trình đẳng nhiệt

của một lƣợng khí nhất định hai nhà bác học Bôi-lơ và Ma-ri-ốt cũng thu đƣợc

kết quả nhƣ trên và rút ra một định luật mà sau này đƣợc đặt tên là Bôi-lơ -

Ma-ri-ốt.

b> Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

GV:+ Yêu cầu HS phát biểu định luật theo ý hiểu.

+ Yêu cầu HS viết biểu thức định luật cho lƣợng khí nhất định ở trạng thái 1

có các thông số trạng thái V1, p1, T1 và trạng thái 2 có các thông số trạng thái

V2, p2, T2 (T1 = T2).

▼ HS:+ Phát biểu nội dung định luật.

+ Viết biểu thức: p1V1 = p2V2 GV: + Nhận xét và phát biểu lại định luật. + Thông báo: Hằng số trong hệ thức của định luật phụ thuộc vào khối lƣợng

khí và nhiệt độ của nó.

3. Đƣờng đẳng nhiệt

GV: Thông báo cho HS khái niệm đƣờng đẳng nhiệt.

GV:+ Từ số liệu thu đƣợc trong thí nghiệm xây dựng định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt

yêu cầu HS vẽ đƣờng đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p,V) trên giấy ô li đã chuẩn bị (gợi ý cho học sinh vẽ theo tỉ lệ xích: 1 cm ứng với 10 cm3 và 1 cm ứng với 0,2 x 105 Pa).

+ Yêu cầu học sinh nhận xét về dạng của đƣờng đẳng nhiệt vẽ đƣợc.

▼ HS: Vẽ hình và cho biết hình vẽ thu đƣợc là một đƣờng cong. GV:+ Cho biết đoạn đƣờng cong mà học sinh vừa vẽ đƣợc là đƣờng hypebol.

+ Cho biết với tích pV phụ thuộc vào khối lƣợng và nhiệt độ của khí đang

xét; với cùng một lƣợng khí thì tích pV phụ thuộc vào nhiệt độ.

GV: Yêu cầu HS giải thích tại sao đƣờng đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao

hơn đƣờng đẳng nhiệt ở dƣới (hình 2.5).

▼ HS: Dựa vào kiến thức ở lớp 8 để giải thích (ở cùng áp suất p, T2 > T1 thì V2 >

V1) p

GV: + Nhận xét.

+ Giải thích lại: Kẻ một đƣờng thẳng

song với trục hoành OV, cắt các đƣờng

hypebol ứng với T1 và T2 lần lƣợt tại hai T2 T1 điểm có hoành độ V1,V2 . Ở cùng một áp V O

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

suất, chất khí có V2 > V1 thì T2 > T1. Hình 2.5

 Củng cố, vận dụng:

GV: Tóm tắt lại nội dung cần ghi nhớ trong bài.

GV: Yêu cầu HS làm bài tập 6 và bài tập 9 (SGK – trang 159)?

Bài 6: Trong các hệ thức sau đây, hệ thức nào không phù hợp với định luật Bôi-

lơ - Ma-ri-ốt?

A. p ~ 1/V B. V ~ 1/p C. V ~ p D. p1V1 = p2V2 Bài 9: Một quả bóng có dung tích 2,5 lít. Ngƣời ta bơm không khí ở áp suất 105 Pa vào bóng. Mỗi lần bơm đƣợc 125 cm3 không khí. Tính áp suất của không khí

trong quả bóng sau 45 lần bơm. Coi quả bóng trƣớc khi bơm không có không

khí và trong khi bơm nhiệt độ của không khí không thay đổi.

GV: Gợi ý cho HS giải bài tâp 9 (SGK – trang 159) là muốn giải đƣợc bài cần trả

lời đƣợc các câu hỏi sau:

+ Sau 45 lần bơm thì có bao nhiêu lít khí ở áp suất 105 Pa đƣợc bơm vào quả

bóng?

+ Quá trình biến đổi trạng thái của lƣợng khí trên là quá trình gì?

+ Có thể áp dụng hệ thức nào để tìm đƣợc áp suất khí trong quả bóng sau khi

bơm?

▼ HS: + Trao đổi, thảo luận nhóm để giải bài tập.

+ Đại diện của một nhóm lên trả lời, nhóm khác nhận xét và bổ sung:

GV: Nhận xét kết quả.

Đáp án: Bài 6: C

Bài 7: p1 = 105 Pa , V1 = 45x125 cm3 , V2 = 2,5 lít = 2500 cm3 p1V1 = p2V2 => p2 = p1V1/ V2 => p2 = 2,25x105 Pa

*Nhận xét giờ học và giao bài tập về nhà:

GV: Nhận xét thái độ học tập, tinh thần tích cực xây dựng bài của HS.

GV: + Yêu cầu HS làm các bài tập 5, 7,8 SGK (trang 159) và 29.1 đến 29.8 SBT.

+ Yêu cầu học sinh học bài, ôn lại kiến thức về áp suất và nhiệt độ tuyệt đối, chuẩn bị một tờ giấy ô li kích thƣớc 15x15 cm2 cho tiết học tới.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

E. Nội dung trình bày bảng (Xin xem thêm phụ lục)

2.2.3. Tiến trình xây dựng kiến thức tiết thứ hai

QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ

A - Mục tiêu

1. Kiến thức cần xây dựng

+ Định nghĩa quá trình đẳng tích: “Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích

không đổi là quá trình đẳng tích.”

+ Nội dung định luật Sác-lơ: “Trong quá trình đẳng tích của một lƣợng khí

nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.”

p ~ T hay = hằng số

+ Định nghĩa đƣờng đẳng tích: “Đƣờng biểu diễn sự biến thiên của áp suất

theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đƣờng đẳng tích”.

+ Dạng đƣờng đẳng tích trong hệ tọa độ (p, T): đƣờng thẳng mà nếu kéo dài

sẽ đi qua gốc tọa độ.

2. Mục tiêu trong quá trình học

+ HS đề xuất đƣợc phƣơng án thí nghiệm nhằm xây dựng mối liên hệ giữa áp

suất p và nhiệt độ T trong quá trình đẳng tích.

+ HS tham gia xử lí đƣợc số liệu thu đƣợc từ thí nghiệm.

+ HS suy ra đƣợc dạng của đƣờng đẳng tích từ nội dung định luật Sác-lơ.

3. Mục tiêu kết quả học

+ HS phân biệt đƣợc quá trình đẳng tích với quá trình đẳng nhiệt.

+ HS phát biểu đƣợc nội dung và hệ thức của định luật Sác-lơ.

+ HS nhận biết đƣợc dạng đƣờng đẳng tích trong hệ tọa độ (p, T).

+ HS vận dụng đƣợc định luật Sác-lơ để giải bài tập và giải thích hiện tƣợng

có liên quan.

B. Chuẩn bị

1. Giáo viên

+ Dụng cụ để làm thí nghiệm vẽ ở Hình 30.2 SGK.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

+ Vẽ trên giấy khổ lớn “bảng kết quả thí nghiệm 2”.

2. Học sinh

+ Giấy kẻ ô li 15x15 cm2, giấy kiểm tra.

+ Ôn lại: nhiệt độ tuyệt đối và nguyên nhân gây ra áp suất chất khí.

C. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật Sác-lơ”

- Trong quá trình biến đổi trạng thái với thể tích không đổi, áp suất của một lƣợng khí tăng theo nhiệt độ. - Quá trình biến đổi trạng thái của một lƣợng khí trong đó thể tích không đổi gọi là quá trình đẳng tích.

Xét thí nghiệm nhƣ hình vẽ: - Dự đoán mối liên hệ giữa p và T. - Tiến hành thí nghiệm, xử lí số liệu và đối chiếu kết quả thí nghiệm với dự đoán. Từ đó rút ra kết luận.

Trong quá trình đẳng tích, mối liên hệ giữa áp suất chất khí và thể tích của nó có đƣợc thể hiện bằng hệ thức toán học nào không?

Kết quả thí nghiệm: Dự đoán:

=> = hằng số = hằng số

Kết luận: Trong quá trình đẳng tích của một lƣợng khí nhất định, áp suất tỉ lệ

thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

= hằng số

D. Tiến trình hoạt động dạy học

*Kiểm tra bài cũ:

GV: + Yêu cầu một HS lên bảng làm bài tập 29.8 SBT:

Bài tập 29.8: Tính khối lƣợng khí ôxi đựng trong một bình thể tích 10 lít dƣới áp suất 150 atm ở nhiệt độ 00C. Biết ở điều kiện tiêu chuẩn khối lƣợng riêng của ôxi là 1,43 Kg/m3.

+ Yêu cầu một HS lên trả lời các câu hỏi sau:

Câu 1: Quá trình nào sau đây là đẳng quá trình?

A. Đun nóng khí trong một bình đậy kín.

B. Không khí trong quả bóng bay bị phơi nắng, nóng lên, nở ra làm căng

bóng.

B. Đun nóng khí trong một xilanh, khí nở ra đẩy pittông chuyển động.

C. Cả 3 quá trình trên đều không phải là đẳng quá trình.

Câu 2: Một xilanh thể tích V chứa khí ở áp suất p. Pittông nén khí trong

xilanh xuống còn thể tích V/3. Tính áp suất của khí trong xilanh lúc này, coi

▼HS: Hai HS lên bảng trả lời, số còn lại theo dõi và nhận xét bài làm và câu trả lời

nhiệt độ nhƣ không đổi.

của bạn.

GV: Nhận xét và cho điểm

(Đáp án: + Câu 1: A ; Câu 2: 3p

+ Bài 29.8 SBT: Khí đựng trong bình có p1 = 150 atm, V1 = 10 lít = 0,01 m3; ở điều kiện tiêu chuẩn lƣợng khí này có p2 = 1 atm, V2 , khối lƣợng riêng D = 1,43 Kg/m3 p1V1 = p2V2 => V2 = p1V1/p2 = 1,5 m3 => m = V2 D = 2,145 Kg )

*Đặt vấn đề

GV: Ta đã biết rằng đối với một lƣợng khí nhất định, giữ cho nhiệt độ không đổi

thì áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. Nếu bằng cách nào đó ta giữ cho thể tích

của lƣợng khí không đổi và làm thay đổi nhiệt độ thì áp suất của nó sẽ thay đổi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhƣ thế nào?

▼HS: …

GV: Mô tả thí nghiệm đƣợc vẽ trong hình 30.1 SGK: Lấy một xilanh y tế cỡ lớn

đã tháo bỏ kim tiêm. Kéo pittông ra sau để hút một lƣợng khí vào xilanh, chờ

cho lƣợng khí ổn định rồi nút đầu xilanh lại. Úp ngƣợc xilanh vào cốc nƣớc

nóng và lấy ngón tay giữ ở phía trên pittông để cố định vị trí của nó trong

xilanh. Sau một thời gian ngƣời ta thấy ngón tay chịu một lực đẩy từ pittông,

để pittông không thay đổi vị trí thì ngón tay phải tác dụng lên pittông một lực

(hình 30.1 SGK mô tả lực này bằng trọng lực của một quả cân).

GV: Việc phải tác dụng lên pittông một lực để giữ cho thể tích khí trong xilanh

không thay đổi sau khi làm nóng khí cho biết điều gì về sự biến đổi áp suất

▼HS: Khi thể tích của một lƣợng khí xác định không đổi, áp suất của nó tăng khi

chất khí trong xilanh theo nhiệt độ trong điều kiện thể tích không đổi?

nhiệt độ tăng.

GV: Tại sao khi thể tích của một lƣợng khí không đổi, áp suất của nó lại tăng

▼HS: + Thảo luận nhóm.

theo nhiệt độ?

+ Trả lời: Nguyên nhân gây ra áp suất chất khí là lực tác dụng của các phân

tử khí lên thành bình. Lực này phụ thuộc vào mật độ phân tử khí và tốc độ

chuyển động nhiệt của nó. Khi thể tích của một lƣợng khí xác định không đổi,

lực này chỉ còn phụ thuộc vào tốc độ chuyển động nhiệt của phân tử khí. Nhiệt

độ tăng, lực này tăng lên làm cho áp suất chất khí tăng theo.

GV: Nhận xét.

GV: Khi thể tích của một lƣợng khí nhất định không đổi, nhiệt độ tăng thì áp suất

của nó tăng nhƣng cụ thể là tăng nhƣ thế nào? Để có câu trả lời chúng ta cùng

nghiên cứu bài học hôm nay.

* Bài mới:

GV: Viết đầu bài mới

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ

I – Quá trình đẳng tích

GV: Từ khái niệm về đẳng quá trình yêu cầu HS nêu định nghĩa quá trình đẳng

▼HS: Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích.

tích?

GV: Nhận xét và nhắc lại định nghĩa quá trình đẳng tích.

II - Định luật Sác-lơ

GV: Trong quá trình đẳng tích, mối liên hệ giữa áp suất chất khí và thể tích của

▼HS: Dự đoán: p tăng tỉ lệ thuận với T.

nó có đƣợc thể hiện bằng hệ thức toán học nào không?

▼HS: Cần phải xác định đƣợc giá trị của T và p tƣơng ứng trong quá trình thay đổi

GV: Làm thế nào để kiểm tra tính đúng đắn của dự đoán trên?

T, giữ nguyên V.

GV: Để đo đƣợc T và p tƣơng ứng trong điều kiện V không đổi ta cần có những

▼HS: + Thảo luận.

dụng cụ gì, bố trí dụng cụ ra sao, tiến hành thí nghiệm thế nào?

+ Trả lời: Có thể dùng bộ thí nghiệm sử dụng trong bài “Quá trình đẳng

nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt”; giữ cho thể tích không đổi bằng cách cố

định vị trí của pittông trong xilanh; cần có thêm dụng cụ làm thay đổi nhiệt độ

của khí trong xilanh và một nhiệt kế đo nhiệt độ.

GV: Gợi ý có thể thay đổi T bằng cách ngâm xilanh vào nƣớc và thay đổi nhiệt độ

của nƣớc bằng cách đun nóng nƣớc.

1. Thí nghiệm

GV: Giới thiệu bộ dụng cụ thí nghiệm đã sử dụng trong bài “Quá trình đẳng nhiệt.

Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt”.

▼HS: Thảo luận và trả lời.

GV: Yêu cầu HS nhắc lại công dụng của từng bộ phận?

GV: Giới thiệu các dụng cụ cần bổ sung: Nhiệt kế đo nhiệt độ, bình đun nƣớc

bằng điện có chứa một ít nƣớc, vài cục nƣớc đá.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

GV:+ Nêu cách bố trí thí nghiệm (hình 2.6)

+ Mô tả các bƣớc làm thí nghiệm:

- Kéo pittông lên để hút một

lƣợng khí vào xilanh, dùng ốc vít cố

định vị trí của pittông, để một lúc

rồi nút chặt xilanh lại. Đọc, ghi lại

số chỉ của áp kế và số chỉ của nhiệt

kế khi đó.

- Ngâm xilanh và nhiệt kế vào bình

nƣớc bên trong có các cục nƣớc đá,

chờ một lúc rồi ghi lại số chỉ của áp

H ình 2.6

kế và nhiệt kế.

- Cắm điện để đun nóng nƣớc, chờ

cho nhiệt độ của khí trong xilanh ổn định ghi lại số chỉ của áp kế và nhiệt kế

(lấy 2 cặp số liệu của T và p).

GV: Thực hiện thí nghiệm và yêu cầu HS quan sát (gọi một HS lên đọc số chỉ

▼HS: Quan sát, ghi lại số liệu.

trên áp kế và nhiệt kế) và ghi lại số liệu thu đƣợc.

GV: Ghi lại số liệu vào “bảng kết quả thí nghiệm 2” đã chuẩn bị trƣớc.

GV: Gợi ý để HS xử lí số liệu: nếu p thực sự tăng tỉ lệ thuận với T thì đồ thị biểu

diễn quan hệ giữa p và T trong hệ tọa độ (p,T) sẽ là một đoạn thẳng có đƣờng

kéo dài đi qua gốc tọa độ hay tỉ số = hằng số.

Nhiệt độ T (K)

Áp suất p (105 Pa)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bảng kết quả thí nghiệm 2:

GV: Yêu cầu một nửa lớp vẽ đồ thị trên giấy ô li chuẩn bị sẵn (gợi ý: trên trục tung 1 cm ứng với 0,25x105 Pa; trên trục hoành 1cm ứng với 50 K), một nửa

▼HS: + Vẽ đồ thị theo hƣớng dẫn của GV và cho biết đồ thị thu đƣợc là một

lớp tính tỉ số và cho nhận xét?

đƣờng gấp khúc nhƣng độ gãy khúc không đáng kể.

+ Tính tỉ số và cho biết

GV: Thông báo cho học sinh rằng bằng nhiều thí nghiệm chính xác hơn, khử đƣợc

các sai số ngƣời ta thu đƣợc đồ thị là một đƣờng thẳng có đƣờng kéo dài qua

gốc tọa độ hay = hằng số. Đó cũng là hệ thức của định luật Sác-lơ.

2. Định luật Sác-lơ

▼HS: Áp dụng cho một lƣợng khí xác định.

GV: Hệ thức trên chỉ áp dụng đƣợc trong điều kiện nào?

▼HS: Phát biểu nội dung định luật.

GV: Hãy phát biểu nội dung định luật Sác-lơ?

GV: Nhận xét, nhắc lại đầy đủ nội dung định luật Sác-lơ.

▼HS: Hằng số này phụ thuộc vào khối lƣợng khí và thể tích của nó.

GV: = hằng số, vậy hằng số này phụ thuộc vào những yếu tố nào?

GV: Giả sử một lƣợng khí xác định ở trạng thái 1 có áp suất p1, nhiệt độ T1 và ở

trạng thái 2 có áp suất p2, nhiệt độ T2 . Hãy viết hệ thức định luật Sác-lơ cho

▼HS:

lƣợng khí này ở hai trạng thái nêu trên.

GV: Ngƣời ta gọi đồ thị mà chúng ta vừa nói đến là đƣờng đẳng tích. Vậy đƣờng

đẳng tích là gì? Nó có dạng nhƣ thế nào?

III - Đƣờng đẳng tích

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

GV: Yêu cầu học sinh nêu định nghĩa và dạng đƣờng đẳng tích theo ý hiểu.

▼HS: Đƣờng đẳng tích là đƣờng biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ

khi thể tích không đổi. Dạng của đƣờng đẳng tích trong hệ tọa độ (p, T) là

đƣờng thẳng đi qua gốc tọa độ.

GV: + Nhận xét và bổ sung: Vì không thể có một thí nghiệm nào diễn ra mà nhiệt

độ có thể đạt tới O K nên dạng của đƣờng đẳng tích là đƣờng thẳng có phần

kéo dài đi qua gốc tọa độ.

+ Thông báo: với một lƣợng khí xác định, tỉ số là khác nhau ứng với

những thể tích V khác nhau; từ đó ta thu đƣợc họ các đƣờng đẳng tích.

GV: Yêu cầu HS chứng minh đƣờng đẳng tích ở trên ứng với thể tích nhỏ hơn

(hình 2.7). p V1 GV: Gợi ý HS dựa vào kiến thức về quá trình đẳng

▼HS: +Vẽ đƣờng thẳng song song với trục p cắt hai

V2 nhiệt để chứng minh.

đƣờng đẳng tích ở hai điểm 1 và 2.

+ Ở cùng một nhiệt độ p1V1 = p2V2, nếu p1 > p2 T thì V1 < V2. Hình 2.7

* Củng cố, vận dụng:

GV: Tóm tắt nội dung cần ghi nhớ trong bài.

GV: Chia học sinh thành các nhóm (mỗi bàn là một nhóm), yêu cầu HS trả lời

câu hỏi “Có nên để xe đạp, xe máy ngoài trời nắng sau khi đã đƣợc bơm căng

▼HS: Thảo luận nhóm, viết câu trả lời vào giấy kiểm tra.

không? Tại sao?”

GV: Thu lại bài kiểm tra. Yêu cầu đại diện một nhóm trả lời trƣớc lớp, các nhóm

▼HS: Không nên để xe đạp, xe máy ngoài trời nắng vì lốp xe dễ bị hỏng.

khác nhận xét và bổ sung.

GV: + Nhận xét.

+ Giải thích lại: Khi xe đạp và xe máy đã đƣợc bơm căng ta không nên để

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

phơi ngoài trời nắng. Vì để ngoài trời nắng thể tích của lốp xe tăng lên không

đáng kể (có thể coi nhƣ thể tích không đổi ) trong khi nhiệt độ của khí trong

lốp xe tăng lên đáng kể làm tăng áp suất của khí trong lốp xe dẫn đến lốp xe có

thể bị nổ.

* Tổng kết giờ học, giao bài tập về nhà:

GV: Nhận xét tinh thần, thái độ xây dựng bài của HS.

GV: + Yêu cầu HS hoàn thành các bài tập 4, 5, 6, 7, 8 SGK (trang 162) và 30.1,

30.2, 30.3, 30.4, 30.5, 30.6, 30.7, 30.8 SBT.

+ Yêu cầu HS học bài và ôn lại bài định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt để chuẩn bị lí

thuyết cho bài tiếp theo.

E. Nội dung trình bày bảng

(Xin xem thêm phần phụ lục)

2.2.4. Tiến trình dạy học tiết thứ ba

PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƢỞNG

(tiết 1)

A. Mục tiêu

1. Kiến thức cần xây dựng

+ Khái niệm khí lí tƣởng: là loại khí tuân theo đúng 2 định luật về chất khí

đã học.

+ Phƣơng trình của khí lí tƣởng (phƣơng trình Cla-pê-rôn): = const

2. Mục tiêu trong quá trình học

+ HS tham gia xây dựng phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng từ các hệ thức

của định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ.

+ HS tham gia giải bài tập và giải thích các hiện tƣợng liên quan đến quá trình

biến đổi trạng thái của một lƣợng khí lí tƣởng.

3. Mục tiêu của kết quả học

+ HS phân biệt đƣợc khí thực với khí lí tƣởng.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

+ HS viết đƣợc phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng.

+ HS vận dụng đƣợc phƣơng trình Cla-pê-rôn để làm bài tập và giải thích các

hiện tƣợng có liên quan.

B. Chuẩn bị

* GV: một quả bóng bàn bẹp, cốc đựng nƣớc, phích nƣớc nóng.

* HS: Ôn lại kiến thức về quá trình đẳng nhiệt và quá trình đẳng tích; một tờ

giấy kiểm tra.

C. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức

“Phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng”

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

(Xin xem trang bên)

- Áp suất chất khí phụ thuộc vào thể tích và nhiệt độ của nó. - Khí lí tƣởng tuân theo đúng hai định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ.

Trong quá trình biến đổi trạng thái bất kì của một

Xét quá trình biến đổi trạng thái của một lƣợng khí lí tƣởng từ trạng thái 1 có các thông số trạng thái p1, V1, T1 sang trạng thái 2 có các thông số trạng thái p2, V2, T2. Tìm mối liên hệ giữa các thông số trạng thái của lƣợng khí này ở hai trạng thái nêu trên.

lƣợng khí lí tƣởng, các thông số trạng thái của nó phụ thuộc vào nhau nhƣ thế nào?

Giả sử trạng thái 3 có các thông số trạng thái p3, V3, T3 là trạng thái trung gian. Lƣợng khí biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 3 bằng quá trình đẳng nhiệt, từ trạng thái 3 sang trạng thái 2 bằng quá trình đẳng tích.Ta có:

Kết luận: Trong quá trình biến đổi trạng thái của một khí lí tƣởng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

= hằng số

D. Tiến trình hoạt động dạy học

(Việc kiểm tra bài cũ đƣợc thực hiện trong quá trình xây dựng kiến thức mới.)

*/ Đặt vấn đề:

GV: Nhúng quả bóng bàn bẹp vào cốc nƣớc nóng (hình 2.8). Yêu cầu HS quan

sát hiện tƣợng và nhận xét về sự biến đổi các thông số trạng thái của lƣợng khí

▼HS: + Nêu hiện tƣợng: quả bóng phồng

trong quả bóng.

lên.

+ Nhận xét: nhiệt độ tăng lên thì thể

tích của lƣợng khí trong quả bóng

cũng tăng lên.

GV: Trong thí nghiệm trên ta thấy nhiệt

Hình 2.8

độ của lƣợng khí thay đổi làm thể tích

của nó cũng thay đổi. Liệu áp suất của nó có biến đổi không? Nếu có thì nó

biến đổi nhƣ thế nào? Để trả lời câu hỏi đó ta cùng nghiên cứu bài học hôm

nay.

*/ Bài mới:

GV: Viết đầu bài:

PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƢỞNG

I – Khí thực và khí lí tƣởng

GV: Chỉ có khí lí tƣởng là tuân theo đúng các định luật về chất khí đã học. Trong

thực tế có loại khí nhƣ thế không?

GV: Trong tự nhiên không tồn tại những khí nhƣ vậy mà chỉ tồn tại những khí

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

GV: Vậy trong điều kiện giới hạn nào khí thực trở thành khí lí tƣởng?

GV: Mọi chất khí đều dẫn tới trạng thái lí tƣởng khi khối lƣợng riêng đủ thấp hay

khoảng cách giữa các phân tử khí ở khá xa nhau (ở những nhiệt độ và áp suất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

không quá lớn).

GV: Khi không đòi hỏi sự chính xác quá cao, ta có thể áp dụng định luật Bôi-lơ -

Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ cho các khí thực ở điều kiện bình thƣờng.

GV: Chúng ta đã biết sự phụ thuộc của áp suất chất khí vào nhiệt độ và thể tích

của nó trong quá trình đẳng nhiệt và quá trình đẳng tích. Nếu chất khí thực

hiện một quá trình biến đổi trạng thái bất kì thì áp suất sẽ phụ thuộc vào thể

tích và nhiệt độ nhƣ thế nào?

II – Phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng

GV: Giả sử ở trạng thái 1 chất khí có các thông số trạng thái T1, p1, V1, ở trạng

thái 2 chất khí có các thông số trạng thái T2, p2, V2.

Các thông số trạng thái của lƣợng khí trong trạng thái 1 và trạng thái 2 liên hệ

▼HS: …

với nhau nhƣ thế nào?

GV: Để đơn giản ta giả sử chất khí chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 thông

qua trạng thái trung gian 3 có các thông số trạng thái T3, p3, V3.

GV: Chia HS thành nhóm (mỗi bàn là một nhóm) và yêu cầu HS vận dụng kiến

thức đã học cho biết có thể chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 3 rồi từ trạng

thái 3 sang trạng thái 2 bằng các đẳng quá trình nào (trả lời vào giấy kiểm tra

▼HS: + Thảo luận nhóm.

đã chuẩn bị sẵn)? p (T1, p1, V1)

(T2, p2, V2) + Đƣa ra các phƣơng án:

Phƣơng án 1: T1 = T3, V3 = V2.

Phƣơng án 2: T1 = T3, p3 = p2. (T3, p3, V3) Phƣơng án 3: V1 = V3, p3 = p2.

GV: + Nhận xét. O V

Hình 2.9 + Lƣu ý: Chƣa biết mối liên hệ giữa các

thông số trạng thái trong quá trình đẳng áp nên chỉ có thể sử dụng phƣơng án

1: lƣợng khí biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 3 bằng quá trình đẳng nhiệt

rồi biến đổi từ trạng thái 3 sang trạng thái 2 bằng quá trình đẳng tích (biểu diễn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

hai quá trình trên cùng đồ thị (p, V) - hình 2.9).

GV: Yêu cầu HS cho biết các hệ thức liên hệ giữa các đại lƣợng trong hai quá

trình nêu trên? Từ đó suy ra mối liên hệ giữa T1, p1, V1 và T2, p2, V2.(Thực hiện

▼HS: Thảo luận nhóm và trả lời vào giấy kiểm tra.

biến đổi trên giấy kiểm tra).

▼HS: Quá trình đẳng nhiệt: T1 = T3 , p1V1 = p3V3.

GV: Yêu cầu đại diện một nhóm lên thực hiện biến đổi.

Quá trình đẳng tích: V3 = V2 ,

Suy ra:

GV: + Nhận xét.

+ Lƣu ý: Việc chọn trạng thái 1 và trạng thái 2 là tùy ý nên có thể viết là:

= hằng số .

▼HS: Giá trị của hằng số phụ thuộc vào khối lƣợng khí.

GV: Hằng số này phụ thuộc vào các yếu tố nào?

GV: Khẳng định lại: Độ lớn của hằng số này phụ thuộc vào khối lƣợng khí; với 1

mol khí thì hằng số này là R = 8,31 J/(mol.K) . R gọi là hằng số của chất khí lí

tƣởng.

*/ Củng cố, vận dụng:

GV: Tóm tắt nội dung cần ghi nhớ trong bài.

○ GV: Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau:

Câu 1: Hệ thức nào sau đây không phù hợp với phƣơng trình trạng

thái của khí lí tƣởng?

A. = hằng số B.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

C. D. = hằng số

Câu 2: Trong quá trình nào sau đây, cả ba thông số trạng thái của một

lƣợng khí xác định đều thay đổi?

A. Không khí bị nung nóng trong một bình đậy kín.

B. Không khí trong một quả bóng bàn bị một học sinh bóp bẹp.

C. Không khí trong một xilanh đƣợc nung nóng, dãn nở và đẩy pittông dịch

chuyển.

▼HS: Thảo luận nhóm và trả lời vào bài kiểm tra.

D. Cả ba quá trình trên.

▼HS: Đại diện một nhóm trả lời, nhóm khác bổ sung.

GV: Thu lại bài kiểm tra và yêu cầu HS trả lời trƣớc lớp.

GV: Nhận xét và khẳng định lại đáp án (Câu 1: D ; Câu 2: C).

GV: Yêu cầu HS làm bài tập 7(SGK – Trang 166):

▼ HS: Tóm tắt đầu bài, thảo luận nhóm.

Bài 7(SGK – T166): Trong phòng thí nghiệm, ngƣời ta điều chế đƣợc 40 cm3 khí hiđrô ở áp suất 750 mmHg và nhiệt độ 270C. Tính thể tích của lƣợng khí trên ở điều kiện tiêu chuẩn (áp suất 750 mmHg, nhiệt độ 00C).

GV : Gợi ý cho HS bằng cách yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau:

+ Quá trình biến đổi trạng thái của lƣợng khí nói đến trong bài là quá trình

gì?

▼ HS: Quá trình biến đổi trạng thái của lƣợng khí là quá trình biến đổi bất kì. Do

+ Từ đó cho biết có thể dựa vào kiến thức nào để tìm lời giải cho bài toán?

đó có thể áp dụng phƣơng trình trạng thái để giải quyết bài toán.

▼ HS: + Một học sinh lên bảng giải bài.

GV: Yêu cầu một HS lên bảng trình bày lời giải.

+ Số HS còn lại theo dõi và nhận xét.

GV: Nhận xét và khẳng định lại kết quả:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

V1 = 40 cm3; p1 = 750 mmHg; T1 = 270C + 273 = 300 K p2 = 760 mmHg; T2 = 00C + 273 = 273 K

35,9 cm3

*/ Tổng kết, giao bài tập về nhà:

GV: Nhận xét tinh thần, thái độ xây dựng bài của HS.

GV: + Yêu cầu HS hoàn thành các bài tập 4, 5, 6, 8 SGK (trang 167) và 31.2,

31.5, 31.6, 31.7, 31.9 trong SBT.

+ Yêu cầu HS học bài và ôn bài chuẩn bị lí thuyết cho bài tiếp theo.

E. Nội dung ghi bảng (xin xem phần phụ lục)

2.2.5. Nhận định chung về ba bài soạn

Trong ba bài soạn, khi sử dụng thí nghiệm chúng tôi đã thực hiện một số

biện pháp để kích thích hứng thú học tập của HS, đòi hỏi HS tham gia tích cực

trong quá trình xây dựng kiến thức:

+ Đối với các thí nghiệm mở đầu: HS đƣợc trực tiếp tham gia làm thí nghiệm

một cách đồng loạt dƣới sự hƣớng dẫn của GV. Với những thí nghiệm không đƣợc

trực tiếp làm, HS đƣợc nghe GV mô tả hoặc quan sát GV làm thí nghiệm. Sau đó

các em đƣợc tham gia vào quá trình phân tích, giải thích hiện tƣợng xảy ra trong thí

nghiệm.

+ Đối với các thí nghiệm nghiên cứu tài liệu mới:

Ở các tiết học có thí nghiệm loại này, HS đƣợc thông báo mục đích thí

nghiệm dƣới hình thức các câu hỏi của GV; đƣợc tham gia đề xuất phƣơng án thí

nghiệm. Ngoài ra các em còn đƣợc thông báo tên các dụng thí nghiệm cũng nhƣ

công dụng của chúng.

Sau khi thông báo cho HS các bƣớc tiến hành thí nghiệm, GV thực hiện thí

nghiệm cùng với sự trợ giúp của HS.

HS trực tiếp tham gia xử lí số liệu thu đƣợc từ thí nghiệm, so sánh và đối

chiếu kết quả sau khi đã phân tích (xử lí), đối chiếu với dự đoán của mình trƣớc khi

làm thí nghiệm; từ đó tìm ra đƣợc kiến thức cần xây dựng trong bài học.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

…

Với những biện pháp nêu trên, chúng tôi cho rằng sẽ có tác dụng tích cực

hóa hoạt động học tập của HS THPT miền núi.

KẾT LUẬN CHƢƠNG 2

Trong chƣơng này chúng tôi đã vận dụng lí luận nêu tại chƣơng 1 để xây

dựng sơ đồ tiến trình dạy học cho một kiến thức Vật lí THPT có sử dụng thí nghiệm

mà ở đó CTNTKH Vật lí đƣợc coi là cốt lõi. Căn cứ vào tình trạng thiết bị có ở

trƣờng phổ thông và trình độ nhận thức của HS THPT miền núi, chúng tôi thiết kế

tiến trình dạy học cụ thể cho một số kiến thức trong chƣơng “Chất khí”(Vật lí 10 –

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

cơ bản) dựa trên sơ đồ đã xây dựng.

Chƣơng 3

THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM

3.1. MỤC ĐÍCH, NHIỆM VỤ CỦA THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM

3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm

Thực nghiệm sƣ phạm (TNSP) là để kiểm tra hiệu quả của các biện pháp đã

xây dựng nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS THPT miền núi khi sử dụng

thí nghiệm trong giờ học Vật lí. Từ đó kiểm tra, đánh giá giả thuyết khoa học của đề

tài.

3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm

+ Điều tra cơ bản để lựa chọn lớp thực nghiệm (TN), lớp đối chứng (ĐC) và

chuẩn bị các điều kiện cần thiết để phục vụ cho công tác TNSP.

+ Thống nhất với GV cộng tác về phƣơng pháp, nội dung TN và thực hiện

các giờ dạy đúng nhƣ kế hoạch đã đề ra.

+ Xử lí và phân tích kết quả và đánh giá các tiêu chí; từ đó nhận xét và rút ra

kết luận về tính hiệu quả của phƣơng án dạy học đã xây dựng.

3.2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP TNSP

3.2.1. Đối tƣợng của TNSP

Chúng tôi lựa chọn đối tƣợng TNSP là HS lớp 10 ở ba trƣờng trong tỉnh Thái

Nguyên với các lớp TN và ĐC cụ thể nhƣ sau:

+ Trƣờng THPT Bắc Sơn (Phổ Yên): lớp TN 10A1; lớp ĐC 10A4.

+ Trƣờng THPT Võ Nhai (Võ Nhai): lớp TN 10A2; lớp ĐC 10A3.

+ Trƣờng THPT Lƣu Nhân Chú (Đại Từ): lớp TN 10A1; lớp ĐC 10A2.

3.2.2. Phƣơng pháp TNSP

+ Điều tra khảo sát đặc điểm, tình hình dạy học Vật lí ở ba trƣờng chọn làm

TN và tìm hiểu thông tin về lớp TN, lớp ĐC thông qua: trao đổi với GV dạy môn

Vật lí; sử dụng phiếu phỏng vấn GV và HS (xin xem phụ lục).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

+ TNSP đƣợc tiến hành song song giữa lớp ĐC và lớp TN:

Ở lớp TN, GV cộng tác giảng dạy theo tiến trình dạy học chúng tôi đã thiết

kế.

Ở lớp ĐC, GV cộng tác giảng dạy theo phƣơng pháp mà họ vẫn sử dụng.

+ Trao đổi với hai GV cộng tác sau mỗi tiết học ở lớp TN và lớp ĐC nhằm

thu thập những nhận xét về tiết học đó.

+ Thu thập nhận xét của HS về giờ học TN thông qua trao đổi sau mỗi giờ

học.

+ Tổ chức kiểm tra ở cả hai lớp TN và ĐC với cùng một đề, trong cùng một

thời gian.

+ Cùng GV cộng tác tổng kết, phân tích và xử lí kết quả một cách khách

quan.

+ Trên cơ sở kết quả thu đƣợc rút ra kết luận về đề tài cần nghiên cứu.

3.3. CĂN CỨ ĐỂ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TNSP

a) Về mặt định tính

Chúng tôi dựa trên sự quan sát những biểu hiện tích cực của HS trong giờ

học Vật lí; các căn cứ cụ thể là:

- HS tập trung chú ý, tự giác tham gia thực hiện các nhiệm vụ học tập.

- HS đƣa ra các mô hình (giả thuyết), phƣơng án thí nghiệm kiểm tra theo sơ

đồ CTNTKH Vật lí (cả đúng và sai).

- HS trả lời đúng các câu hỏi theo yêu cầu ghi nhớ kiến thức trong giờ học.

- HS vận dụng kiến thức giải bài tập và giải thích các hiện tƣợng thực tế.

b) Về mặt định lượng

Chúng tôi đánh giá dựa trên kết quả các bài kiểm tra. Cách xếp loại nhƣ sau:

+ Giỏi: điểm 9, 10; + Khá: điểm 7, 8 ;

+ Trung bình: điểm 5, 6 + Yếu: điểm 3, 4 ;

+ Kém: điểm 0, 1, 2.

Từ kết quả kiểm tra của HS, sử dụng phƣơng pháp thống kê để xử lí và phân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

tích kết quả TN.

Dựa trên kết quả thu đƣợc về mặt định tính và định lƣợng sẽ cho phép đánh

giá chất lƣợng, hiệu quả của việc dạy học; qua đó kiểm tra giả thuyết khoa học đã

nêu.

3.4. TIẾN HÀNH TNSP

3.4.1. Khống chế những ảnh hƣởng không mong muốn tới kết quả TNSP

+ Chọn lớp TN và lớp ĐC có đặc điểm và chất lƣợng học tập tƣơng đƣơng

nhau.

+ Các bài TN đƣợc bố trí theo đúng phân phối chƣơng trình.

+ GV dạy TN cùng dạy ở cả hai lớp TN và ĐC; GV cộng tác còn lại luôn có

mặt trong các giờ dạy ở lớp TN và ĐC.

+ Kiểm tra hai lớp TN và ĐC cùng nội dung (xin xem phụ lục) và thời gian,

không thông báo trƣớc.

3.4.2. Chuẩn bị cho TNSP

a) Chọn GV cộng tác:

+ Trƣờng THPT Bắc Sơn:

- GV dạy TN: thầy giáo Trần Trung Kiên

- GV dự giờ: cô giáo Nguyễn Thị Luận

+ Trƣờng THPT Lƣu Nhân Chú:

- GV dạy TN: cô giáo Hoàng Thị Bình

- GV dự giờ: thầy giáo Nguyễn Hoàng Long

+ Trƣờng THPT Võ Nhai

- GV dạy TN: cô giáo Nguyễn Thị Tú Anh

- GV dự giờ: thầy giáo Giàng Minh Đồng

b) Chọn kiến thức dạy TN

Với điều kiện về mặt thời gian và thống nhất với ngƣời cộng tác khi cân nhắc

về nội dung, phân phối chƣơng trình Vật lí 10 (cơ bản), chúng tôi chọn ba bài thuộc

chƣơng “Chất khí” để TNSP:

+ Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

+ Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ.

+ Phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng (tiết 1).

c) Chọn lớp TN và lớp ĐC

Bảng 3.1: Đặc điểm của lớp TN và lớp ĐC

Số Kết quả môn Vật lí học kì 1

Trƣờng Lớp HS Khá, giỏi Trung bình Yếu, kém

THPT TN - 10A1 48 8 16,7% 33 68,8% 7 14,6%

Bắc Sơn ĐC - 10A4 50 7 14% 37 74% 6 12%

THPT TN - 10A1 44 7 15,9% 31 70,5% 6 13,6%

Lƣu Nhân Chú ĐC - 10A2 44 7 15,9% 33 76,7% 4 9,3%

THPT TN - 10A2 47 7 14,9% 32 68,1% 8 17%

Võ Nhai ĐC - 10A3 46 8 17,4% 30 65,2% 8 17,4%

Trong quá trình thực nghiệm chúng tôi chỉ quan tâm đến kết quả của 32 HS

tại mỗi lớp: 32 em HS ở lớp thực nghiệm và 32 em ở lớp đối chứng có tỉ lệ khá -

giỏi, trung bình, yếu – kém là tƣơng đƣơng nhau (trong số này chúng tôi đã loại trừ

các em có học lực kém hoặc học lực giỏi):

Khá: 7 HS (21,9%); Trung bình: 21 HS (65,6%); Yếu: 4 HS (12,5%)

3.5. KẾT QUẢ TNSP

3.5.1. Kết quả quan sát biểu hiện của mức độ tích cực trong hoạt động học tập

Dựa trên sự quan sát của GV cộng tác và đánh giá các bài kiểm tra thu về sau

mỗi tiết học, chúng tôi thu đƣợc kết quả trình bày trong bảng 3.2 (trang 76).

Từ đó chúng tôi có một số nhận định nhƣ sau:

+ Ở các lớp thực nghiệm: Do đƣợc trực tiếp làm thí nghiệm và quan

sát GV làm thí nghiệm nên HS tham gia thực hiện các nhiệm vụ học tập một cách

hào hứng và sôi nổi. Đa số HS trả lời đúng các câu hỏi theo yêu cầu ghi nhớ kiến

thức. Các em rất tích cực trao đổi thảo luận nhóm để đƣa ra mô hình giả thuyết,

tham gia dự đoán và giải thích hiện tƣợng. Tuy ban đầu không phải em nào cũng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đƣa ra đúng mô hình giả thuyết, vận dụng đƣợc kiến thức vừa học để làm bài tập và

giải thích hiện tƣợng diễn ra trong thực tế nhƣng càng ở những tiết học sau những

năng lực này của các em càng tăng lên.

Bảng 3.2: Biểu hiện của mức độ tích cực trong hoạt động học tập

Biểu hiện Số HS tham gia

Nhóm TN Nhóm ĐC

HS tập trung chú ý, tự giác tham gia 83 47

thực hiện các nhiệm vụ học tập 93 51

96 42

HS đƣa ra các mô hình (giả thuyết), 96 0

phƣơng án thí nghiệm kiểm tra theo sơ 96 0

đồ CTNTKH Vật lí.( đúng và sai) 96 0

HS trả lời đúng các câu hỏi theo yêu 67 63

cầu ghi nhớ kiến thức trong giờ học. 85 58

92 69

HS vận dụng kiến thức giải bài tập và 73 51

giải thích đƣợc các hiện tƣợng thực tế 88 63

95 57

+ Ở các lớp đối chứng: HS không đƣợc làm thí nghiệm cũng nhƣ quan sát

GV làm thí nghiệm; các em tỏ ra không mấy hào hứng trong việc phát biểu xây

dựng bài, tiếp thu kiến thức một cách thụ động; vì thế các em gặp khó khăn trong

việc ghi nhớ kiến thức cũng nhƣ vận dụng kiến thức vừa học để giải bài tập và giải

thích các hiện tƣợng thực tế có liên quan.

3.5.2. Kết quả các bài kiểm tra

3.5.2.1. Yêu cầu chung về cách xử lí kết quả định lƣợng của TNSP

* Các bài kiểm tra do một ngƣời chấm theo biểu điểm chung đã đƣợc thống

nhất giữa ngƣời thực hiện đề tài và GV cộng tác.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

* Các bƣớc xử lí, phân tích kết quả TNSP gồm:

- Lập bảng kết quả, bảng xếp loại kết quả kiểm tra HS và bảng phân phối

tần suất.

- Vẽ biểu đồ xếp loại, đồ thị phân phối tần suất.

- Tính toán các tham số thống kê:

+ Điểm trung bình cộng: Lớp TN:

Lớp ĐC:

+ Phƣơng sai S2 và độ lệch tiêu chuẩn S: là tham số đo mức độ phân tán

của số liệu quanh giá trị trung bình.

Lớp TN: ;

Lớp ĐC: ;

+ Hệ số biến thiên V chỉ độ phân tán:

Lớp TN: 100% ;

Lớp ĐC: 100%

+ Hệ số Student Ttt là hệ số kiểm tra sự tồn tại của hệ số tƣơng quan

Trong đó: Xi là các giá trị điểm của nhóm TN

Yj là các giá trị điểm của nhóm ĐC

n là số HS đƣợc kiểm tra của nhóm TN hoăc ĐC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ni, nj lần lƣợt là số HS đạt điểm kiểm tra Xi, Yj.

3.5.2.2. Kết quả và xử lí kết quả các bài kiểm tra

a) Bài kiểm tra số 1

Bảng 3.3: Kết quả kiểm tra lần1

Nhóm TN (96 HS) ĐC (96 HS)

Trƣờng Bắc L.N. Võ Tổng Bắc L.N. Võ Tổng

Sơn Chú Nhai Sơn Chú Nhai

SL SL SL SL % SL SL SL SL % Xi (Yj)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3 1 0 1 2 2 2,1 1 1 4 4,2

4 2 3 2 3 7 7,3 4 3 10 10,4

5 8 6 21 21,9 12 11 7 13 36 37,5

6 8 8 8 8 24 25,0 9 10 27 28,1

7 6 8 7 5 21 21,9 4 4 13 13,5

8 7 7 7 2 20 20,8 3 1 8 8,3

9 0 1 0 0 1 1,0 0 0 0 0

10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Bảng3.4 : Xếp loại kiểm tra lần 1

Số HS Kém Yếu T.Bình Khá Giỏi

Nhóm (%) 0 -> 2 3 -> 4 5 -> 6 7 -> 8 9 -> 10

SL 0 9 45 41 1

TN % 0 9,4 46,9 42,7 1,0

SL 0 14 63 21 0

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐC % 0 14,6 65,6 21,8 0

(%)

40 Nhóm TN

Nhóm ĐC 30

Yếu Trung bình Khá Giỏi

Biểu đồ 3.1: Biểu đồ xếp loại kiểm tra lần 1

0 1

Xi (Yj)

0 0

0 0,021 0,073 0,219 0,250 0,219 0,208 0,010

P (ni/n)

0 0

0 0,042 0,104 0,375 0,281 0,135 0,083

P (nj/n)

Bảng 3.5: Phân phối tần suất lần 1

Nhóm TN

Nhóm ĐC

Xi (Yj)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Đồ thị 3.1: Đồ thị phân phối tần suất lần 1

Các tham số thống kê lần 1:

+ Điểm trung bình cộng: Nhóm TN: = 6,24

Nhóm ĐC: = 5,72

+ Phƣơng sai: = 1,79

= 1,49

+ Độ lệch chuẩn: = 1,338

= 1,221

+ Hệ số biến thiên: 100% = 21,4%

100% = 21,3%

+ Hệ số Student: = 2,81

Tra bảng hệ số Student ứng với độ tin cậy 99% ta có:

t(n > 60;0,01) = 2,66 tức là t(96;0,01) = 2,66

Ở đây tính đƣợc Ttt > 2,66 - điều này chứng tỏ kết quả bài kiểm tra số 1 là hoàn toàn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

có ý nghĩa và đáng tin cậy chứ không phải ngẫu nhiên.

Biểu đồ 3.2: Biểu đồ xếp loại kiểm tra lần 2

b) Bài kiểm tra lần 2

Bảng 3.6: Kết quả kiểm tra lần 2

Nhóm TN (96 HS) ĐC (96 HS)

Trƣờng Bắc L.N. Võ Tổng Bắc L.N. Võ Tổng

Sơn Chú Nhai Sơn Chú Nhai

SL SL SL SL % SL SL SL SL % Xi (Yj)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3 0 0 0 0 0 1 1 2 4 4,2

4 3 3 4 10 10,4 3 3 3 9 9,4

5 4 4 3 11 11,5 10 9 8 27 28,1

6 8 9 9 26 27,1 10 31 32,1 11 10

7 9 7 8 24 25 5 4 6 15 15,6

8 7 8 7 22 22,9 3 3 3 9 9,4

9 1 1 1 3 3,1 0 1 0 1 1

10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Bảng 3.7: Xếp loại kiểm tra lần 2

Nhóm Số HS Kém Yếu T.Bình Khá Giỏi

(%) 0 -> 2 3 -> 4 5 -> 6 7 -> 8 9 -> 10

SL 0 10 37 46 3

TN % 0 10,4 38,6 47,9 3,1

SL 0 13 58 24 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐC % 0 13,6 60,4 25,0 1,0

(%)

Nhóm TN

Nhóm ĐC

Yếu Trung bình Khá Giỏi

Biểu đồ 3.2: Biểu đồ xếp loại kiểm tra lần 2

Bảng 3.8: Phân phối tần suất lần 2

4 6 7 8 5 10 9 3 2 0 1 Xi (Yj)

10 26 24 22 11 0 3 0 0 0 0 ni

0,104 0,115 0,271 0,25 0,229 0,031 0 0 0 0 0 P (ni/n)

9 27 31 15 9 0 1 4 0 0 0 nj

0,042 0,094 0,281 0,323 0,156 0,094 0,010 0 0 0 0 P (nj/n)

Nhóm TN Nhóm ĐC

Xi (Yj)

Các tham số thống kê lần 2:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Đồ thị 3.2: Đồ thị phân phối tần suất lần 2

Các tham số thống kê lần 2

+ Điểm trung bình cộng: Nhóm TN: = 6,48

Nhóm ĐC: = 5,78

+ Phƣơng sai: = 1,75

= 1,61

+ Độ lệch chuẩn: = 1,323

= 1,269

+ Hệ số biến thiên: 100% = 20,4%

100% = 22,0%

+ Hệ số Student: = 3,74

Tra bảng hệ số Student ứng với độ tin cậy 99% ta có:

t(n > 60; 0,01) = 2,66 tức là t(96; 0,01) = 2,66

Ở đây tính đƣợc Ttt > 2,66 - điều này chứng tỏ kết quả bài kiểm tra số 2 là hoàn toàn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

có ý nghĩa và đáng tin cậy chứ không phải ngẫu nhiên.

c) Bài kiểm tra lần 3

Bảng 3.9: Kết quả kiểm tra lần 3

Nhóm TN (96 HS) ĐC (96 HS)

Trƣờng Bắc L.N. Võ Tổng Bắc L.N. Võ Tổng

Sơn Chú Nhai Sơn Chú Nhai

SL SL SL SL % SL SL SL SL % Xi (Yj)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3 0 0 0 0 0 3 1 1 5 5,2

4 2 2 2 6 6,3 2 4 3 9 9,4

5 7 6 7 20 20,8 9 10 10 29 30,2

6 8 9 8 25 26,0 10 9 11 30 31,3

7 7 7 8 22 22,9 4 4 4 12 12,5

8 7 6 6 19 19,8 4 3 3 10 10,4

9 1 2 1 4 4,2 0 1 0 1 1,0

10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Bảng 3.10: Xếp loại kiểm tra lần 3

Số HS Kém Yếu T.Bình Khá Giỏi

Nhóm (%) 0 -> 2 3 -> 4 5 -> 6 7 -> 8 9 -> 10

SL 0 6 45 41 4

TN % 0 6,3 46,8 42,7 4,2

SL 0 14 59 22 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐC % 0 14,6 61,5 22,9 1,0

(%)

Nhóm TN

40 40

Nhóm ĐC

NNNNh

50 50

30 30 20 20 10 10 0 0 Yếu Trung bình Khá Giỏi

Biểu đồ 3.3: Biểu đồ xếp loại kiểm tra lần 3

Bảng 3.11: Phân phối tần suất lần

0 1 2 5 6 7 8 3 4 9 10 Xi (Yj)

0 0 0 20 25 22 19 0 6 4 0 ni

0 0 0 0 0,063 0,208 0,260 0,229 0,198 0,042 0 P (ni/n)

0 0 0 5 9 29 30 12 10 1 0 nj

Nhóm ĐC

0 0 0 0,052 0,094 0,302 0,313 0,125 0,104 0,010 0 P (nj/n)

Nhóm TN Nhóm ĐC

Xi (Yj)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Đồ thị 3.3: Đồ thị phân phối tần suất lần 3

Các tham số thống kê lần 3:

+ Điểm trung bình cộng: Nhóm TN: = 6,42

Nhóm ĐC: = 5,72

+ Phƣơng sai: = 1,68

= 1,70

+ Độ lệch chuẩn: = 1,296

= 1,304

+ Hệ số biến thiên: 100% = 19,3% ;

100% = 22,8%

+ Hệ số Student: = 3,73

Tra bảng hệ số Student ứng với độ tin cậy 99% ta có:

t(n > 60; 0,01) = 2,66 tức là t(96;0,01) = 2,66

Ở đây tính đƣợc Ttt > 2,66 - điều này chứng tỏ kết quả bài kiểm tra số 3 là hoàn toàn

có ý nghĩa và đáng tin cậy chứ không phải ngẫu nhiên.

3.5.3. Đánh giá chung về TNSP

Thông qua việc trao đổi với GV cộng tác về diễn biến các giờ dạy TN, việc

xử lí số liệu, tính toán thống kê từ các bài kiểm tra của HS cho phép chúng tôi có

một số nhận định sau:

+ Mức độ tích cực, tự lực trong hoạt động học tập của HS nhóm TN luôn cao

hơn nhóm ĐC; càng ở các tiết học sau, sự tập trung chú ý và tính tích cực của HS

nhóm TN càng tăng.

+ Hệ số Student theo tính toán là 2,81; 3,74; 3,73. Các giá trị này luôn có giá

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trị lớn hơn các giá trị t(n, α) tra trong bảng phân phối Student:

t(96 > 60, 0.01) = 2,66

Điều này khẳng định điểm số thực nghiệm là hoàn toàn có nghĩa (độ tin cậy đến

99%) chứ không phải là ngẫu nhiên.

+ Các giá trị trung bình của nhóm TN luôn lớn hơn giá trị điểm trung bình

của nhóm ĐC; đồ thị phân phối tần suất trong các lần kiểm tra của nhóm TN đều

nằm về phía bên phải so với nhóm ĐC. Điều này chứng tỏ chất lƣợng học tập của

nhóm TN tốt hơn nhóm ĐC.

KẾT LUẬN CHƢƠNG 3

Căn cứ kết quả TNSP chúng tôi có một số kết luận nhƣ sau:

+ TNSP đã diễn ra theo đúng kế hoạch.

+ Các tiến trình dạy học đã xây dựng có tính khả thi và thực sự có hiệu quả.

+ Việc lựa chọn và tiến hành thí nghiệm nhƣ đã phân tích ở chƣơng 2 đã gây

hứng thú và tạo động lực cho học sinh học tập trong giờ học Vật lí.

+ Kết quả thu đƣợc trong TNSP đã xác nhận tính đúng đắn và khả thi của giả

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thuyết khoa học trong đề tài.

KẾT LUẬN

Qua quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu, đối chiếu với mục đích nghiên

cứu và nhiệm vụ cần giải quyết của đề tài, chúng tôi đã đạt đƣợc một số kết quả sau

đây:

(1) Về cơ sở lí luận, chúng tôi đã quán triệt mục đích dạy học trong giai đoạn

mới và làm sáng tỏ lí thuyết hoạt động dạy - học theo hƣớng tích cực hóa ngƣời

học.

(2) Chúng tôi đã làm sáng tỏ vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí; xây

dựng cấu trúc các bƣớc sử dụng thí nghiệm trong dạy học theo CTNTKH Vật lí.

(3) Thiết kế tiến trình dạy học ba tiết cụ thể của chƣơng trình lớp 10 (thuộc

chƣơng “Chất khí”) theo mục đích của đề tài.

(4) Quá trình TNSP chứng tỏ tính khả thi của các tiến trình xây dựng kiến

thức đã thiết kế. Việc quan sát thí nghiệm và trực tiếp tiến hành thí nghiệm thực sự

gây hứng thú cho HS, làm các em hào hứng, chủ động hơn trong quá trình xây dựng

tri thức. Từ đó phát triển ở HS tính tích cực, tự lực trong học tập cũng nhƣ nâng cao

năng lực giải quyết vấn đề của các em.

(5) Trong giới hạn đề tài và do điều kiện về mặt thời gian chúng tôi chỉ thực

nghiệm giảng dạy 3 tiết học thuộc chƣơng “Chất khí” tại 3 trƣờng ở Thái Nguyên.

Vì vậy, việc đánh giá hiệu quả của thực nghiệm chƣa mang đầy đủ tính khách quan

và tổng quát. Tuy nhiên, kết quả TNSP và các kết luận rút ra từ đề tài vẫn đóng góp

đƣợc phần nào trong việc nâng cao hiệu quả dạy học Vật lí ở trƣờng THPT.

Đề tài đã hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu và đạt đƣợc mục đích đề ra.

Qua quá trình TNSP và kết quả nghiên cứu của đề tài chúng tôi có một số đề

nghị sau:

+ Tăng cƣờng cơ sở vật chất và trang thiết bị, đồ dùng thí nghiệm (tăng số

lƣợng bộ dụng cụ cho một bài thí nghiệm để tạo điều kiện cho HS có thể thực hiện

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thí nghiệm theo nhóm).

+ Số lƣợng học sinh mỗi lớp chỉ nên từ 30 đến 35 HS để để GV có thể quan

sát, hƣớng dẫn và kiểm tra các hoạt động của cá nhân, nhóm tốt hơn.

+ Cùng với việc bồi dƣỡng cho GV THPT về mặt lí luận cần tăng cƣờng bồi

dƣỡng năng lực sử dụng thí nghiệm và coi thí nghiệm nhƣ một phầnquan trọng

trong CTNTKH Vật lí; cần có cán bộ phụ tá phòng thí nghiệm giúp đỡ GV chuẩn bị

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

bài thí nghiệm.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Ban chấp hành Trung ƣơng Đảng khóa VIII (1997), Các kết luận hội nghị lần thứ

2, Nxb Chính trị quốc gia, Hà Nội.

2. Bộ giáo dục và đào tạo, Vụ giáo viên, Dự án phát triển giáo dục THCS (2001),

Tài liệu bồi dưỡng về chương trình THCS dùng cho giảng viên các trường Cao

đẳng sư phạm, Hà Nội.

3. Đảng cộng sản Việt Nam (2006), Văn kiện đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ X,

NxB Chính trị quốc gia, Hà Nội.

4. Lƣơng Duyên Bình (Tổng chủ biên) cùng nhóm tác giả (2006), Vật lí 10, Bài tập

Vật lí 10, Sách giáo viên Vật lí 10, Nxb Giáo dục, Hà Nội.

5. Tô Văn Bình (2008), Thí nghiệm Vật lí trong trường phổ thông, Đề cƣơng bài

giảng dành cho học viên cao học, ĐHSP Thái Nguyên.

6. Phạm Đình Cƣơng (2001), Thí nghiệm Vật lí ở trường phổ thông, Nxb Giáo dục,

Hà Nội.

7. Nguyễn Duy Chiến (1995), “Vấn đề phát triển hứng thú nghiên cứu Vật lí ở HS

trong dạy học Vật lí”, TBKH Dạy học Vật lí ở miền núi, ĐHSP.

8. Chủ tịch nƣớc cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (2005), Luật giáo dục, Nxb

Chính trị quốc gia, Hà Nội.

9. Nguyễn Bá Dƣơng – Phùng Đức Hải (1991), “Về trình độ tƣ duy của học sinh

PTTH miền núi”, Tạp chí nghiên cứu giáo dục, (9/1991).

10. Nguyễn Thị Thanh Hà (1999), “Sử dụng lazer trong thí nghiệm giao thoa ánh

sáng và đo bƣớc sóng ánh sáng ở trƣờng phổ thông”, Tạp chí nghiên cứu giáo

dục, (7).

11. Nguyễn Văn Hòa (2002), Bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm

nhằm nâng cao chất lượng học tập và góp phần phát triển năng lực sáng tạo

trong dạy học Vật lí lớp 6 – THCS, Luận án tiến sĩ giáo dục học, ĐHSP Hà Nội.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

12. Đào Hữu Hồ (2001), Xác suất thống kê, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.

13. Trần Duy Hƣng (1996), “Tổ chức dạy học theo nhóm”, Tạp chí nghiên cứu

Giáo dục, (tháng 9 - 1996).

14. I. F. Kharlamop (1979), Phát huy tính tích cực học tập của HS như thế nào, Nxb

Giáo dục, Hà Nội.

15. Nguyễn Văn Khải (chủ biên), Nguyễn Duy Chiến, Phạm Thị Mai (2008), Lí

luận dạy học Vật lí ở trường phổ thông, Nxb Giáo dục.

16. Phan Đình Kiển (1996), Nghiên cứu một số đặc điểm và PPDH Vật lí ở miền

núi, ĐHSP Thái Nguyên.

17. Võ Hiếu Nghĩa (2009), “Dạy học theo nhóm nhằm nâng cao chất lƣợng dạy học

ở trƣờng THCS Nguyễn Văn Đừng huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp”, Tạp chí

nghiên cứu Giáo dục, (217).

18. Nguyễn Xuân Nùng (biên dịch - 1995), Trắc nghiệm và đo lường cơ bản trong

giáo dục, Bộ Giáo dục và Đào tạo - Vụ Đại học, Hà Nội.

19. Phạm Xuân Quế (2008), Tin học trong Vật lí, Đề cƣơng bài giảng chuyên đề cao

học, Hà Nội.

20. Hứa Thị Thắng (2005), Sử dụng thí nghiệm trong giờ học Vật lí nhằm phát huy

tính tích cực, tự lực và bồi dưỡng tư duy khoa học cho học sinh khi dạy phần Từ

trường - Cảm ứng điện từ Vật lí 11 THPT, Luận văn thạc sĩ KHGD, ĐHSP Thái

Nguyên.

21. Tô Đức Thắng (2007), Tiến hành thí nghiệm biểu diễn nhằm phát triển tư duy

học sinh THPT miền núi khi dạy một số bài của chương “Chất khí” (Vật lí lớp

10 – nâng cao), Luận văn thạc sĩ KHGD, ĐHSP Thái Nguyên.

22. Nguyễn Đức Thâm, An Văn Chiêu, Vũ Đào Chỉnh, Phạm Hữu Tòng (biên dịch

- 1983), Phương pháp giảng dạy Vật lí trong các trường phổ thông ở Liên Xô và

cộng hòa dân chủ Đức (tập I), Nxb Giáo dục, Hà Nội.

23. Hà Sĩ Thuyết (1999), Sử dụng phương pháp thí nghiệm trong giờ học Vật lí

nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh THCS miền núi, Luận văn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thạc sĩ KHGD, ĐHSP Thái Nguyên.

24. Phạm Hữu Tòng (2004), Dạy học Vật lí ở trường phổ thông theo định hướng

phát triển hoạt động tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học, Nxb ĐHSP

Hà Nội, Hà Nội.

25. Phạm Hữu Tòng (2007), Tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học Vật lí, Tập

bài giảng chuyên đề cao học, Hà Nội.

26. Tổ phƣơng pháp giảng dạy khoa Vật lí (2007), Giáo trình hướng dẫn thực hành

thí nghiệm Vật lí THPT, ĐHSP Thái Nguyên.

27. Thái Duy Tuyên (1999), Những vấn đề cơ bản của giáo dục hiện đại, Nxb Giáo

dục, Hà Nội.

28. Nguyễn Thị Hồng Việt (1993), Dạy học một số kiến thức Vật lí lớp 10 phổ

thông trung học theo chu trình nhận thức khoa học Vật lí, Luận án tiến sĩ khoa

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

học Sƣ phạm – Tâm lí, ĐHSP Hà Nội I, Hà Nội.

PHỤ LỤC

PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN VẬT LÍ

(Phiếu này chỉ dùng với mục đích nghiên cứu khoa học, không có mục đích đánh

giá giáo viên, rất mong các đồng chí hợp tác)

I- Thông tin cá nhân

Họ và tên :……………………………………………………………………...

Trƣờng:…………………………………………………………………………

Số năm thầy (cô) trực tiếp giảng dạy Vật lí ở trƣờng phổ thông :……………..

Số năm thầy (cô) đƣợc phân công giảng dạy chƣơng trình Vật lí 10:………….

II- Nội dung phỏng vấn:

1. Những vấn đề về phương pháp

Câu 1: */ Trƣớc khi dạy một nội dung kiến thức nào đó thầy (cô) có quan tâm đến

những hiểu biết, quan niệm sẵn có của HS không?

□ Thƣờng xuyên □ Đôi khi □ Không quan tâm

*/ Nếu có quan tâm, thầy (cô) thực hiện sự quan tâm đó bằng cách nào?

(Thƣờng xuyên [+];đôi khi [-]; không dùng [0] )

□ Yêu cầu HS giải thích một hiện tƣợng trong thực tế có liên quan đến bài

học.

□ Rà soát xem trƣớc đó học sinh đã đƣợc học những gì có liên quan.

□ Dùng phiếu trắc nghiệm, điều tra những hiểu biết quan niệm sẵn có của HS

có liên quan đến nội dung bài học.

□ Cách khác (kể tên):………………………………………………..........

…………………………………………………………………………………

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

…………………………………………………………………………………

Câu 2: Khi phát hiện những quan niệm sai hoặc chƣa đầy đủ của HS về nội dung

kiến thức Vật lí đang dạy hoặc sắp dạy, thầy (cô) đã điều chỉnh nhƣ thế nào?

…………………………………………………………………………………

Câu 3: Trong giờ dạy của thầy (cô), các hình thức hoạt động sau đây của HS đƣợc

thầy (cô) sử dụng ở mức độ nào?

(Thƣờng xuyên [+];đôi khi [-]; không dùng [0] )

□ Đọc các kết luận, định nghĩa, định luật, quy tắc trong SGK.

□ Phát biểu các kết luận, định nghĩa, định luật, quy tắc theo ngôn ngữ và cách

hiểu riêng của HS.

□ Quan sát thí nghiệm do GV biểu diễn.

□ Tự tiến hành thí nghiệm theo hƣớng dẫn của GV.

□ Tự đề xuất phƣơng án thí nghiệm kiểm tra.

□ Tranh luận, trao đổi với GV và các bạn về các nhận xét và kết luận.

□ Vận dụng kiến thức giải thích các hiện tƣợng liên quan trong thực tế.

Câu 4: */ Thầy (cô) sử dụng thí nghiệm trong giờ dạy của thầy (cô) ở mức độ nhƣ

thế nào?

□ Thƣờng xuyên □ Đôi khi □ Không dùng

*/ Theo thầy (cô) việc quan sát thí nghiệm biểu diễn của GV hoặc trực tiếp

làm thí nghiệm dƣới sự hƣớng dẫn của GV ảnh hƣởng nhƣ thế nào tới sự tích

cực, chủ động tham gia xây dựng kiến thức mới của học sinh?

…………………………………………………………………………………

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

…………………………………………………………………………………

2. Về tình hình dạy và học Vật lí chương “Chất khí”( Vật lí 10 – cơ bản)

Câu 5: Theo thầy (cô), khối lƣợng kiến thức của các bài học phần này nhƣ thế nào?

□ Nhiều

□ Ít

□ Vừa phải

□ Khó

□ Dễ

□ Bình thƣờng

Câu 6: Khi dạy học nội dung kiến thức chƣơng này thầy (cô) thực hiện thí nghiệm

mô tả trong SGK nhƣ thế nào?(Thƣờng xuyên [+];đôi khi [-]; không dùng [0] )

□ Thí nghiệm mô tả trên giấy bút.

□ Thí nghiệm biểu diễn thật của giáo viên.

□ Thí nghiệm của học sinh tiến hành dƣới sự hƣớng dẫn của GV.

Câu 7: Thầy (cô) có kinh nghiệm gì khi giảng dạy nội dung kiến thức của chƣơng

này (đặc biệt là cách dẫn dắt, liên hệ từ các hiện tƣợng thực tế để đi đến thí

nghiệm đƣợc mô tả trong SGK)?

…………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………...

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Xin trân trọng cảm ơn sự hợp tác, giúp đỡ của các thầy cô!

PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH

(Phiếu điều tra phục vụ cho nghiên cứu khoa học không đánh giá chất lượng học

sinh. Rất mong các em hợp tác, trả lời trung thực các câu hỏi dưới đây)

Họ và tên:………………………………………………………………………

Lớp:……………Trƣờng:………………………................................................

Kết quả xếp loại môn Vật lí học kì I: ….............................................................

Câu 1: */ Em có thích học môn Vật lí không? Em học Vật lí là do bản thân yêu

thích hay do bị bắt buộc?

…………………………………………………………………………………

*/ Theo em, Vật lí là môn học nhƣ thế nào?

□ Khó, trừu tƣợng □ Bình thƣờng □ Dễ hiểu, dễ học

Câu 2: Hiện nay, trong giờ học Vật lí em thực hiện các hoạt động dƣới đây ở mức

độ nào?

(Thƣờng xuyên [+];đôi khi [-]; không dùng [0] )

□ Đọc các kết luận, định nghĩa, định luật, quy tắc trong SGK.

□ Phát biểu các kết luận, định nghĩa, định luật, quy tắc theo ngôn ngữ và cách

hiểu riêng của các em.

□ Quan sát thí nghiệm do GV biểu diễn.

□ Tự tiến hành thí nghiệm theo hƣớng dẫn của GV.

□ Tự đề xuất phƣơng án thí nghiệm kiểm tra.

□ Tranh luận, trao đổi với GV và các bạn về các nhận xét và kết luận.

□ Vận dụng kiến thức để giải bài tập và giải thích các hiện tƣợng liên quan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trong thực tế.

Câu 3: Em thích giờ học Vật lí đƣợc tổ chức nhƣ thế nào?

(Thích [+]; Bình thƣờng [-] ; Không thích [0] )

□ GV giảng và hƣớng dẫn thật kĩ để em học và làm theo mẫu.

□ GV giảng và cho ghi chép thật tỉ mỉ để em học thuộc.

□ Có tranh ảnh, mô hình trực quan, phƣơng tiện hỗ trợ dạy học hiện đại.

□ Đƣợc quan sát TN do GV làm hoặc tự làm TN dƣới sự hƣớng dẫn của

GV.

□ Đƣợc thảo luận, trao đổi thông tin học tập với bạn và thầy cô.

Câu 4: */ Việc sử dụng thí nghiệm thật trong các giờ học Vật lí ở trƣờng em đƣợc

thực hiện ở mức độ nào?

□ Thƣờng xuyên □ Đôi khi □ Hầu nhƣ không sử dụng

*/ Việc sử dụng thí nghiệm thật trong các giờ học Vật lí có ảnh hƣởng nhƣ

thế nào đến thái độ học tập và sự tích cực tham gia xây dựng bài của em?

…………………………………………………………………………………

Dựa vào kiến thức đã học em hãy trả lời các câu hỏi sau:

Câu 5: Nêu định nghĩa nhiệt độ tuyệt đối?

…………………………………………………………………………………

Câu 6: Nếu đổ 200 ml dung dịch nƣớc đƣờng vào 200 ml dung dịch nƣớc muối ta

có thu đƣợc 400 ml dung dịch hỗn hợp không? Tại sao?

…………………………………………………………………………………

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

…………………………………………………………………………………

Câu 7: Áp suất của chất khí tác dụng lên thành bình chứa phụ thuộc vào những yếu

tố nào?

…………………………………………………………………………………

Câu 8: Ở cùng một áp suất, khi nhiệt độ của một lƣợng khí tăng lên thì thể tích của

nó thay đổi nhƣ thế nào?

…………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………….

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Xin chân thành cảm ơn các em!

NỘI DUNG GHI BẢNG TIẾT 48

QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT. ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ – MA-RI-ỐT

I. Trạng thái và quá trình biến đổi trạnh thái

- Trạng thái của một khối lƣợng khí đƣợc xác định bởi : Thể tích, áp suất và nhiệt

độ ( V,p,T)

- Quá trình biến đổi trạng thái : Lƣợng khí có thể chuyển từ trạng thái này sang

trang thái khác

II. Quá trình đẳng nhiệt

- Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ đƣợc giữ không đổi gọi là quá trình

đẳng nhiệt

III. Định luật Bôi-lơ _ Ma-ri-ốt

1.Đặt vấn đề: Trong quá trình biến đổi trạng thái của một khối khí V giảm thì p

tăng, nhƣng p có tăng tỉ lệ nghịch với V không?

2. Thí nghiệm

3. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt

- Trong quá trình đẳng nhiệt của một lƣợng khí nhất định áp suất tỉ lệ nghịch với thể

tích.

P ~ => p.V= hằng số 1 V

- Gọi p1, V1 là áp suất và thể tích của khối khí ở trạng thái 1

- Gọi p2, V2 là áp suất và thể tích của khối khí ở trạng thái 2

Ta có: p1V1 = p2V2 p IV. Đƣờng đẳng nhiệt

Trong hệ tọa độ (p,V) đuờng đẳng nhiệt

là đƣờng hyperbol

Đƣờng đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt T

1 T2

độ cao hơn đƣờng đẳng nhiệt ở dƣới.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

O V

NỘI DUNG GHI BẢNG TIẾT 49

QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ

I. Quá trình đẳng tích:Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá

trình đẳng tích

II. Đinh luật Sác-lơ

1. Thí nghiệm:

2. Đinh luật Sác-lơ

Trong quá trình đẳng tích của một lƣợng khí nhất định ,áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt

độ tuyệt đối .

P~ T=> = hằng số . p T

- Gọi p1 , T1 là áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của khối khí ở trạng thái 1

- Gọi p2 , T2 là áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của khối khí ở trạng thái 2

III. Đƣờng đẳng tích

Trong hệ tọa độ (p,T) đƣờng đẳng tích là đƣờng thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc

tọa độ.

- Với những thể tích khác nhau của cùng một khối lƣợng khí, ta có những đƣờng

đẳng tích khác nhau.

- Các đƣờng đẳng tích ở trên ứng với thể tích nhỏ hơn các đƣờng đẳng tích ở dƣới

P V1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

0 T

NỘI DUNG GHI BẢNG TIẾT 51

PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƢỞNG

(tiết 1)

I. Khí Thực và Khí lí tƣởng

- Các khí thực ( chất khí tồn tại trong thực tế ) chỉ tuân theo gần đúng các định luật

về chất khí.

- Khi ở nhiệt độ thấp, sự khác biệt giữa khí thực và khí lí tƣởng không quá lớn nên

ta có thể áp dụng các định luật về chất khí.

II. Phƣơng trình trạng thái khí lí tƣởng

Xét một khối khí xác định:

- Ở trạng thái 1 đƣợc xác định bởi 3 thông số: ( p1,V1,T1)

- Ở trạng thái 2 đƣợc xác định bởi 3 thông số: ( p2,V2,T2)

= => = hằng số p.V T p1.V1 T1 p2.V2 T2

Bài toán: Trong phòng thí nghiệm, ngƣời ta điều chế đƣợc 40 cm3 khí hiđrô ở áp suất 750 mmHg và nhiệt độ 270C. Tính thể tích của lƣợng khí trên ở điều kiện tiêu chuẩn (áp suất 760 mmHg, nhiệt độ 00C).

Tóm tắt: Trạng thái 1: V1 = 40 cm3; p1 = 750 mmHg; T1 = 270C + 273 = 300 K Trạng thái 2: p2 = 760 mmHg; T2 = 00C + 273 = 273 K; V2 = ?

Giải:

Áp dụng phƣơng trình trạng thái:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

=> V2 = 35,9 cm3

ĐỀ KIỂM TRA SỐ 1 (15 phút)

Câu 1: Trong các đại lƣơng sau đây, đại lƣợng nào không phải là thông số trạng thái

của một lƣợng khí?

A. Thể tích B. Khối lƣợng C. Nhiệt độ tuyệt đối D. Áp suất

Câu 2: Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung tƣơng ứng ở cột bên phải để thành

một câu có nội dung đúng.

1. Trạng thái của một lƣợng khí a) trong quá trình đẳng nhiệt của một

lƣợng khí nhất đinh, áp suất của khí tỉ lệ

nghịch với thể tích.

2. Quá trình là b) đƣợc xác định bằng các thông số p, V,

và T

3. Quá trình đẳng nhiệt là c) sự chuyển từ trạng thái này sang trạng

thái khác.

4. Đƣờng đẳng nhiệt d) trong hệ tọa độ (p, V) là đƣờng

hypebol

5. Đẳng quá trình là đ) quá trình trong đó nhiệt độ không đổi

6. Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt đƣợc phát e) thể tích V, áp suất p và nhiệt độ tuyệt

biểu là đối T.

f) quá trình trong đó có một thông số

trạng thái không đổi.

1 - … , 2 - … , 3 - … , 4 - … , 5 - … , 6 - …

Câu 3: Ở nhiệt độ không đổi tích ……………….. và …………… của một khối

lƣợng khí xác định là một hằng số.

Chọn câu đúng trong các câu sau đây để điền khuyết vào phần …… ở câu trên.

A. Áp suất - nhiệt độ tuyệt đối B. Nhiệt độ tuyệt đối- Thể tích

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

C. Áp suất - thể tích D. Thể tích

Câu 4: Hệ thức nào sau đây phù hợp với định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt?

A. B. C. D.

Câu 5: Đƣờng nào sau đây không biểu diễn quá trình đẳng nhiệt?

p A. B. C. D. T T

O O O O p V V V

Câu 6: Một bình có dung tích 10 lít chứa một chất khí dƣới áp suất 30 atm.Coi nhiệt

độ không khí là không đổi và áp suất khí quyển là 1atm.Nếu mở nút bình thì thể

tích khí là bao nhiêu?

A. 3 lít. B. 30 lít. C. 300 lít. D.Một giá trị khác.

Câu 7: Một lƣợng khí ở 180C có thể tích 1m3 và áp suất 1atm. Ngƣời ta nén đẳng

nhiệt khí tới áp suất 3,5atm. Thể tích khí nén là:

A/ 0,214m3 B/ 0,286m3 C/ 0,300m3 D/ 0,312m3.

Câu 8: Ngƣời ta điều chế khí Hidrô và chứa vào bình lớn dƣới áp suất 1atm, ở nhiệt độ 200C. Thể tích khí phải lấy từ bình lớn ra để nạp vào bình nhỏ thể tích 20lít

dƣới áp suất 25atm là bao nhiêu? Xem nhiệt độ không đổi.

A/ 400lít B/ 500lít C/ 600lít D/ 700lít. Câu 9: Một quả bóng có dung tích 2 lít. Ngƣời ta bơm không khí ở áp suất 105 Pa vào bóng. Mỗi lần bơm đƣợc 100 cm3 không khí. Tính áp suất của không khí

trong quả bóng sau 21 lần bơm. Coi quả bóng trƣớc khi bơm không có không

100

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

khí và trong khi bơm nhiệt độ không khí không thay đổi.

ĐỀ KIỂM TRA SỐ 2 (15 phút)

Câu 1: Hệ thức nào sau dây phù hợp với định luật Sác-lơ?

A. B. C. = hằng số D.

Câu 2: Trong hệ tọa độ (p, T), đƣờng biểu diễn nào sau đây là đƣờng đẳng tích?

A. Đƣờng hypebol.

B. Đƣờng tẳng kéo dài qua gốc tọa độ

C. Đƣờng thẳng không đi qua gốc tọa độ

D.Đƣờng thẳng cắt trục p tại điểm p = p0.

Câu 3:Một chất khí chuyển từ trạng thái I sang trạng thái II (hình vẽ). Khi đó các

thông số trạng thái của chất khí đã thay đổi nhƣ thế nào, nếu khối lƣợng khí p không đổi?

A. P2 > P1; T2 > T1; V2>V1. B. P2 > P1; T2 < T1; V2

T O C. P2 > P1; T2 > T1; V2=V1. D. P2 > P1; T2 > T1; V2

Câu 4: Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung tƣơng ứng ở cột bên phải để đƣợc .

một câu có nội dung đúng.

1. Quá trình đẳng tích là a) áp suất tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối.

2. Đƣờng đẳng tích b) sự chuyển trạng thái khi thể tích

không đổi.

3. Nhiệt độ tuyệt đối c) trong hệ tọa độ (p, T) là đƣờng thẳng

kéo dài đi qua gốc tọa độ.

4. Khi thể tích không đổi thì T (K) = 273 + t

1 - … , 2 - … , 3 - … , 4 - ….

Câu 5: Chọn câu đúng:

Đối với 1 lƣợng khí xác định,quá trình nào sau đây là đẳng tích:

A.Nhiệt độ không đổi, áp suất giảm.

101

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

B. Áp suất không đổi,nhiệt độ giảm.

C.Nhiệt độ tăng, áp suất tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ.

D.Nhiệt độ giảm, áp suất tăng tỉ lệ nghịch với nhiệt độ.

Câu 6: Hiện tƣợng nào sau đây liên quan đến định luật Saclơ?

A.Quả bóng bay bị vỡ ra khi ta bóp mạnh.

B.Săm xe đạp để ngoài nắng bị nổ.

C.Nén khí trong xy lanh để tăng áp suất.

D.Cả ba hiện tƣợng trên.

Câu 7: Đƣờng biểu diễn nào sau đây không phù hợp với quá trình đẳng tích?

A. B. C. D. p p p p

O - 273 O O O V V V

t0C Câu 8: Một chiếc ô tô chứa không khí có áp suất 6 bar và nhiệt độ 270C. Khi xe

chạy nhanh, lốp xe nóng lên làm cho nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên tới 370C. Tính áp suất của không khí trong lốp xe lúc này.

A. 7,2 bar B. 6,2 bar C. 7,5 bar D. 6,5 bar Câu 9: Một bình kín chứa ôxi ở nhiệt độ 270C và áp suất 105 Pa. Nếu đem bình đun nóng để áp suất trong bình là 1,1x105 Pa thì phải đun đến nhiệt độ là bao

nhiêu? A. 370C B. 470C C. 570C D. 670C Câu 10: Một bình thủy tinh kín chịu nhiệt chứa không khí ở điều kiện chuẩn (00C, 1atm). Nung nóng bình lên tới 136,50C. Áp suất không khí trong bình là bao

nhiêu? Coi sự nở vì nhiệt của bình là không đáng kể.

A. 1,2 atm B. 1,5 atm C. 1,7 atm D. 1,9 atm Câu 11: Một săm xe đạp đƣợc bơm căng không khí ở nhiệt độ 270C và áp suất 1,8atm. Hỏi săm có bị nổ khi để ngoài nắng nhiệt độ 400C không? Tại sao?

Coi sự tăng thể tích của săm là không đáng kể và biết săm chỉ chịu đƣợc áp

102

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

suất tối đa là 2atm.

ĐỀ KIỂM TRA SỐ 3 (20 phút)

Câu 1: Phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng cho biết mối quan hệ giữa các đại

lƣợng nào?

A.Nhiệt độ tuyệt đối và áp suất. B.Nhiệt độ tuyệt đối và thể tích.

C. Thể tích và áp suất. D.Cả áp suất,thể tích và nhiệt độ tuyệt đối.

Câu 2: Phƣơng trình trạng thái của khí lý tƣởng là:

A. B. C. D. .

Câu 3: Hệ thức nào sau đây không phù hợp với phƣơng trình trạng thái của khí lí

tƣởng?

A. = hằng số B. C. = hằng số D.

Câu 4: Mối liên hệ giữa các thông số trạng thái của một lƣợng khí trong quá trình

nào sau đây không được xác định bằng phƣơng trình trạng thái của khí lí tƣởng?

A. Dùng tay bóp lõm quả bóng bàn.

B. Nung nóng một lƣơng khí trong một bình không đậy kín.

C. Nung nóng một lƣợng khí trong một bình đậy kín.

D. Nung nóng một lƣợng khí trong một xilanh kín có pit-tông làm khí nóng lên,

nở ra, đẩy pit-tông di chuyển.

Câu 5:Trong phòng thí nghiệm, ngƣời ta điều chế đƣợc 50cm3 khí hiđrô ở áp suất 750mmHg,và nhiệt độ 270C .Tính thể tích ở áp suất 760mmHg và nhiệt độ 00C. A. 40cm3 B. 45cm3 C. 50cm3 D.55cm3.

Câu 6: Một lƣợng khí đựng trong một xilanh có pit-tông chuyển động đƣợc. Các

thông số trạng thái của lƣợng khí này là: 1atm, 10 lít, 300K. Khi pi-tông nén khí,

áp suất của khí tăng lên tới 3atm, thể tích giảm còn 7 lít. Nhiệt độ của khí nén là

bao nhiêu?

103

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

A. 610 K B. 620 K C. 630 K D. 640 K

22,9

Câu 7: Một bóng thám không đƣợc chế tạo để có thể tăng thể tích lên tới 103 m3 khi

bay ở tầng khí quyển có áp suất 0,05 atm và nhiệt độ 200 K. Hỏi áp suất khí khi bơm là bao nhiêu? Biết khi bơm bóng có thể tích 75 m3 và ở nhiệt độ 300 K.

A. 1 atm B. 1,3 atm C. 1,5 atm D. 1,8 atm Câu 8: Một bình cầu dung tích 20 lít chứa ôxi ở nhiệt độ 270C và áp suất 50 atm.

Thể tích của lƣợng khí này ở áp suất 1 atm và nhiệt độ 00C là bao nhiêu?

A. 69 lít B. 71 lít C. 73 lít D. 75 lít

Câu 9: Một xilanh kín đuợc chia làm hai phần bằng nhau bởi một píttông cách nhiệt. Mỗi phần có chiều dài l0 = 30cm, chứa một lƣợng khí giống nhau ở 270C. Nung nóng một phần thêm 100C và làm lạnh phần kia đi 100C. Độ dịch chuyển

của pittông là bao nhiêu ?

Câu 10: Tính khối lƣợng riêng của không khí ở trên đỉnh núi cao 3000 m. biết rằng

104

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

mỗi khi lên cao thêm 10 m thì áp suất khí quyển giảm 1 mmHg và nhiệt độ trên đỉnh núi là 50C. Khối lƣợng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn (760 mmHg và nhiệt độ 00C) là 1,29 kg/m3