Các khái niệm, định luật, nguyên lí của Vật lí được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của khoa học tự nhiên, đặc biệt là trong việc giải thích các cơ chế của các hiện tượng trong tự nh
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu và xây dựng bài tập có nội dung thực tế cho chủ đề “Khí lý tưởng” trong chương trình Vật lý 12, nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh Việc áp dụng kế hoạch bài dạy phù hợp sẽ giúp học sinh thực hành và hiểu rõ hơn về lý thuyết, từ đó nâng cao khả năng giải quyết vấn đề trong thực tiễn.
Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập vật lí và bài tập vật lí có nội dung thực tế
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
Nghiên cứu thực trạng tổ chức hoạt động dạy học bài tập gắn với thực tiễn nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh Mục tiêu là cải thiện phương pháp giảng dạy, giúp học sinh áp dụng kiến thức đã học vào các tình huống thực tế Việc này không chỉ nâng cao khả năng tư duy và giải quyết vấn đề mà còn khuyến khích sự sáng tạo và chủ động trong học tập Thực trạng hiện tại cho thấy cần có những cải tiến trong cách thức tổ chức và thực hiện các hoạt động dạy học để đạt được hiệu quả cao hơn.
- Lựa chọn, xây dựng các bài tập gắn với thực tiễn chủ đề “Khí lí tưởng”
Thiết kế hoạt động hướng dẫn giải bài tập và kế hoạch bài dạy cho chủ đề “Khí lý tưởng” trong chương trình Vật lý 12 sẽ bao gồm việc sử dụng các bài tập đã được xây dựng sẵn Mục tiêu là giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm lý thuyết và ứng dụng của khí lý tưởng thông qua các hoạt động thực tiễn và giải bài tập có hệ thống Việc này không chỉ nâng cao khả năng tư duy phản biện của học sinh mà còn tạo điều kiện cho việc tiếp thu kiến thức một cách hiệu quả hơn.
- Khảo sát chuyên gia để đánh giá, rút ra kết luận.
Đối tượng, khách thể và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
- Bài tập có nội dung thực tế theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh
Hoạt động xây dựng bài tập chủ đề “Khí lý tưởng” trong chương trình Vật lý 12 được thiết kế với nội dung thực tế, nhằm phát triển khả năng vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh Bài tập này không chỉ giúp học sinh nắm vững lý thuyết mà còn khuyến khích họ áp dụng vào các tình huống thực tế, từ đó nâng cao hiệu quả học tập và khả năng tư duy khoa học.
Khách thể nghiên cứu
- Quá trình dạy học vật lí ở trường THPT.
Phạm vi nghiên cứu
- Nội dung: Các kiến thức chủ đề “Khí lí tưởng” – Vật lí 12 thuộc chương trình 2018
- Địa điểm: các trường Trung học phổ thông tại Đà Nẵng.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu tài liệu về đường lối giáo dục và phương hướng phát triển giáo dục là rất quan trọng Các Nghị quyết và chỉ thị của Bộ GD&ĐT liên quan đến việc đổi mới chương trình giáo dục phổ thông cần được xem xét kỹ lưỡng Việc nắm vững các chính sách này sẽ giúp nâng cao chất lượng giáo dục và đáp ứng nhu cầu phát triển của xã hội.
- Nghiên cứu đặc điểm, cấu trúc, nội dung chủ đề “Khí lí tưởng” – Vật lí 12
- Lựa chọn, xây dựng các bài tập có nội dung gắn với thực tiễn.
Nghiên cứu thực tiễn
Phương pháp điều tra được áp dụng nhằm khảo sát thực trạng sử dụng câu hỏi và bài tập có nội dung gắn liền với thực tế trong việc dạy học Vật lý, từ đó tạo cơ sở vững chắc cho việc xây dựng đề tài nghiên cứu.
- Phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia: Trao đổi kinh nghiệm với những giáo viên giảng dạy Vật lí ở trường THPT.
Phương pháp toán học thống kê
- Xử lý số liệu điều tra khảo sát thu được, phân tích kết quả khảo sát để đánh giá tính khả thi của đề tài.
Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
Trong quá trình dạy và học môn vật lý, việc giáo viên chỉ ra mối liên hệ giữa môn học và thực tế sẽ giúp học sinh yêu thích môn học hơn Bộ sách giáo khoa và sách bài tập mới hiện nay cung cấp nhiều tư liệu và hình ảnh sống động, đáp ứng yêu cầu đổi mới trong giảng dạy Tuy nhiên, việc gắn bài học với thực tiễn vẫn còn hạn chế do nhiều nguyên nhân, và nhiều bài tập vật lý hiện nay vẫn quá xa rời thực tế, tập trung vào các bài toán tính toán phức tạp Do đó, cần có những giải pháp để đổi mới nội dung giảng dạy, giúp học sinh thấy được ứng dụng của vật lý trong cuộc sống hàng ngày.
Bài viết này trình bày bốn phương pháp dạy học môn vật lý phổ thông nhằm phát triển năng lực ứng dụng kiến thức vào thực tiễn Nhiều sinh viên khóa trước đã nghiên cứu và bảo vệ các đề tài khóa luận liên quan đến hướng đi này, góp phần làm phong phú thêm cho lĩnh vực giáo dục vật lý.
Nguyễn Thị Hoàng Yến, sinh viên lớp 19SVL, đã thực hiện đề tài nghiên cứu về việc xây dựng và áp dụng bài tập thực tế nhằm phát triển khả năng vận dụng kiến thức của học sinh trong môn Vật lý 11, chủ đề “Điện trường”.
Nguyễn Thị Hồng Tình lớp 17SVL đã nghiên cứu đề tài "Khai thác và sử dụng bài tập chương 'Điện tích Điện trường' – Vật lí 11" với mục tiêu phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn cho học sinh Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc áp dụng lý thuyết vào thực hành nhằm nâng cao khả năng tư duy và giải quyết vấn đề cho học sinh trong môn Vật lí.
Phan Thị Phương Anh, sinh viên lớp 17SVL, đã nghiên cứu đề tài "Sử dụng bài tập chương 'Cảm ứng điện từ' – Vật lí 11" nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn Nội dung nghiên cứu tập trung vào việc áp dụng lý thuyết vào thực hành để nâng cao khả năng hiểu biết và ứng dụng kiến thức vật lý trong cuộc sống hàng ngày.
Mặc dù đã có nhiều nỗ lực trong việc xây dựng bài tập cho chủ đề “Khí lý tưởng” trong Vật lý 12, vẫn chưa có bài tập nào mang tính thực tế nhằm phát triển năng lực ứng dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh Do đó, tôi muốn đề xuất việc xây dựng các bài tập thực tế về chủ đề này, nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và phát triển khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh.
Cấu trúc đề tài nghiên cứu
Bài viết được cấu trúc gồm ba chương, bên cạnh phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo Chương 1 tập trung vào cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng bài tập vật lý có nội dung thực tế, nhằm giúp người học vận dụng kiến thức và kỹ năng đã học vào thực tiễn.
Chương 2 tập trung vào việc xây dựng bài tập vật lý thực tiễn với chủ đề “Khí lý tưởng” trong chương trình Vật lý 12, nhằm mục tiêu phát triển năng lực áp dụng kiến thức và kỹ năng đã học của học sinh Việc thiết kế các bài tập này không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về lý thuyết mà còn khuyến khích khả năng tư duy và giải quyết vấn đề trong các tình huống thực tế.
Chương 3: Khảo sát và đánh giá kết quả
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG, SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÍ CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ NHẰM VẬN DỤNG KIẾN THỨC, KĨ NĂNG ĐÃ HỌC
Bài tập vật lí và bài tập vật lí có nội dung thực tế
Trong quá trình giảng dạy, nhiều vấn đề nhỏ có thể được giải quyết thông qua tư duy logic, phép toán và thí nghiệm dựa trên các định luật tự nhiên Những vấn đề này thường được gọi là bài tập vật lý (BTVL).
Mỗi vấn đề trong nghiên cứu tài liệu sách giáo khoa có thể được hiểu là một bài tập cho học sinh Việc tư duy tích cực luôn liên quan đến việc giải quyết các bài tập này.
Một BTVL cần chứa đựng thông tin về vật lý, bao gồm những yêu cầu và nội dung cụ thể Từ những thông tin này, người học sẽ áp dụng kiến thức của mình để hiểu và giải quyết các vấn đề liên quan.
BTVL yêu cầu người học áp dụng kiến thức vật lý và toán học để giải quyết các vấn đề, kết hợp giữa lý thuyết và suy luận toán học Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc hiểu sâu về các khái niệm, định luật và thuyết trong vật lý.
1.1.1.2 Phân loại bài tập vật lí
Có nhiều cách phân loại bài tập Vật lý, và dưới đây là ba phương pháp phân loại chính Thứ nhất, chúng ta có thể phân loại bài tập dựa vào phương thức cho điều kiện hoặc phương thức giải.
Bài tập định tính là những bài tập đơn giản, không yêu cầu học sinh thực hiện các phép tính phức tạp, mà chỉ cần tính nhẩm Hầu hết các bài tập này yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoán hiện tượng trong những điều kiện cụ thể Nhiều tài liệu cũng gọi bài tập định tính là bài tập – câu hỏi.
Bài tập tính toán (bài tập định lượng)
Bài tập tính toán, hay còn gọi là BT định lượng, yêu cầu người giải thực hiện nhiều phép tính để đạt được một đáp số định lượng, từ đó tìm ra giá trị của các đại lượng Vật lý.
Bài tập thí nghiệm là loại bài tập yêu cầu học sinh xác định các đại lượng vật lý, sử dụng dụng cụ và vật dụng cụ thể Học sinh cần giải quyết bài tập hoàn toàn dựa trên thực nghiệm hoặc cần thực hiện thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết.
Bài tập đồ thị là loại bài tập yêu cầu học sinh nghiên cứu và biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý thông qua đồ thị Học sinh cần phải thể hiện quá trình biến đổi của các đại lượng được nêu trong bài tập bằng hình thức đồ thị.
Bài tập nghịch lí và ngụy biện
Nghịch lí và ngụy biện trong vật lý đã xuất hiện từ lâu trong lịch sử khoa học, tiêu biểu là bài toán nghịch lí "Achille và con rùa" trước Công nguyên, cho thấy Achille không thể đuổi kịp con rùa Để dạy học hiệu quả, việc phân loại bài tập vật lý theo trình tự dạy học là rất cần thiết.
Bài tập nêu vấn đề
Bài tập nêu vấn đề là công cụ quan trọng trong việc khởi động bài học mới, giúp học sinh nhận ra những vấn đề mà kiến thức cũ không thể giải quyết Việc giải quyết bài tập này sẽ tạo ra nhu cầu cần thiết để xây dựng kiến thức mới cho học sinh.
Bài tập xây dựng kiến thức mới
Bài tập xây dựng kiến thức mới là công cụ quan trọng trong quá trình tiếp thu bài học, giúp học sinh vận dụng kiến thức đã học và sự hỗ trợ từ giáo viên để lập luận và giải quyết các bài toán dựa trên dữ liệu đã cho.
Bài tập củng cố, vận dụng
Bài tập củng cố là công cụ quan trọng giúp học sinh ôn lại và ghi nhớ kiến thức đã học, cho phép họ áp dụng những kiến thức mới vào thực tiễn Trong khi đó, bài tập vận dụng không chỉ tổng hợp kiến thức mà còn phát triển kỹ năng và kỹ xảo của học sinh, giúp họ mở rộng hiểu biết và nâng cao khả năng ứng dụng kiến thức vào các tình huống thực tế.
Giao bài tập về nhà cho học sinh không chỉ giúp các em ôn tập và áp dụng kiến thức đã học mà còn rèn luyện tư duy Qua đó, việc này khuyến khích tính tự giác, tự lực và hình thành thói quen học tập hiệu quả.
Sau khi hoàn thành bài học mới, giáo viên nên giao cho học sinh một số bài tập để thực hiện tại nhà Việc phân loại bài tập Vật lý dựa trên mức độ nhận thức của học sinh là rất quan trọng, giúp giáo viên đánh giá khả năng tiếp thu và phát triển kỹ năng cho học sinh.
Một số vấn đề về năng lực
Năng lực là khái niệm thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu, thường được hiểu là sự kết hợp giữa tri thức, kỹ năng và thái độ của cá nhân hoặc tổ chức Đây là yếu tố quyết định khả năng thực hiện thành công nhiệm vụ Mức độ và chất lượng hoàn thành công việc phản ánh năng lực của người hoặc tổ chức đó, khiến cho việc định nghĩa chính xác thuật ngữ "năng lực" trở nên khó khăn.
Khái niệm năng lực, xuất phát từ tiếng Latinh "competentia" có nghĩa là "gặp gỡ", hiện nay được hiểu qua nhiều cách tiếp cận khác nhau Theo từ điển giáo dục, năng lực không chỉ đơn thuần là khả năng thực hiện một nhiệm vụ mà còn bao gồm sự kết hợp giữa kiến thức, kỹ năng và thái độ cần thiết để đạt được kết quả mong muốn trong các tình huống khác nhau.
Năng lực được định nghĩa là khả năng thực hiện công việc hiệu quả, kết hợp linh hoạt giữa kiến thức, kỹ năng và thái độ cá nhân Theo Bộ Giáo Dục và Đào Tạo, năng lực không chỉ là sự tổ chức các yếu tố như giá trị, động cơ mà còn thể hiện qua việc áp dụng tổng hợp các phẩm chất cần thiết trong hoạt động cụ thể Điều này cho thấy rằng mỗi cá nhân cần trang bị những năng lực chung và cốt lõi để đáp ứng yêu cầu của công việc trong bối cảnh xã hội hiện đại.
Howard Gardner (1999): “Năng lực phải được thể hiện thông qua hoạt động có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo đạc được” [15]
F.E Weinert (2001) cho rằng: “năng lực là những kĩ năng kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ xã hội … cũng như khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt” [16]
OECD (Tổ chức các nước kinh tế phát triển) đã định nghĩa năng lực vào năm 2002 là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức tạp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong bối cảnh cụ thể.
Trong đề tài này, tôi đồng ý với quan niệm rằng năng lực bao gồm sự kết hợp của kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân như hứng thú, niềm tin và ý chí, nhằm thực hiện hiệu quả các hoạt động trong một bối cảnh cụ thể.
1.2.2 Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng là gì?
NLVDKT và KN Vật lí vào thực tế của học sinh phổ thông là khả năng áp dụng kiến thức để chuyển hóa các tình huống và hiện tượng trong đời sống thành các dạng vật lí Điều này bao gồm ba thành tố chính: khả năng thu nhận thông tin vật lí từ tình huống thực tế, khả năng chuyển đổi thông tin giữa thực tế và vật lí, và khả năng thiết lập mô hình vật lí cho các tình huống thực tế.
NL vận dụng kiến thức và kĩ năng vào thực tế là khả năng tích hợp kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để giải quyết hiệu quả các vấn đề thực tiễn liên quan đến vật lí.
1.2.3 Cấu trúc năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
Theo CTGDPT môn Vật lí 2018, năng lực vận dụng kiến thức được thể hiện thông qua các biểu hiện sau:
- Giải thích, chứng minh được một hiện tượng thực tiễn
- Đánh giá, phản biện được một vấn đề thực tiễn
- Thiết kế được mô hình, lập được kế hoạch, đề xuất hay thực hiện một số phương pháp, biện pháp mới
Để bảo vệ thiên nhiên và thích ứng với biến đổi khí hậu, cần thực hiện các giải pháp cụ thể và phát triển các hành vi, thái độ hợp lý nhằm hướng tới sự phát triển bền vững Để đánh giá năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh, có thể dựa vào biểu hiện hành vi và năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng theo chương trình giáo dục phổ thông môn vật lý 2018 Tác giả Đỗ Hương Trà đã xây dựng công cụ đánh giá năng lực này, và tôi đề xuất một công cụ đánh giá NLVDKT, KN phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả giảng dạy và học tập.
Bảng 1.1 Biểu hiện hành vi NLVDKT, KN
Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học vào thực tiễn
HV1: Giải thích, chứng minh được một hiện tượng thực tiễn
(tự nhiên, kĩ thuật) một cách có căn cứ khoa học
Giải thích được hiện tượng thực tiễn đơn giản tương đối gần gũi với kinh nghiệm sống thông qua vận dụng trực tiếp kiến thức
Giải thích hiện tượng thực tiễn mới thông qua vận dụng trực tiếp kiến thức
Giải thích hiện tượng thực tiễn thông qua vận dụng trực tiếp nhiều kiến thức, mô hình khác nhau
HV2: Thực hiện tính toán (đo) các đại lượng vật lí gắn với tình huống thực tiễn
Thực hiện tính toán trực tiếp các đại lượng cơ bản gắn với tình huống thực tiễn không quá phức tạp thông qua
Thực hiện các bước suy luận để tính toán được các đại lượng vật lí gắn với tình huống thực tiễn mới thông qua
Thực hiện tính toán các đại lượng vật lí gắn với thực tiễn thông qua vận dụng trực tiếp nhiều kiến thức,
15 vận dụng kiến thức đã có vận dụng trực tiếp kiến thức mô hình khác nhau
HV3: Đánh giá và phản biện ảnh hưởng của các vấn đề thực tiễn, đồng thời đề xuất và thực hiện các giải pháp hiệu quả Nắm bắt mức độ ảnh hưởng và tính đúng sai của những vấn đề gần gũi với kinh nghiệm sống thông qua việc áp dụng kiến thức một cách trực tiếp Đánh giá những vấn đề thực tiễn mới một cách đơn giản và đề xuất giải pháp phù hợp, sử dụng kiến thức để giải quyết hiệu quả Cuối cùng, thực hiện đánh giá và phản biện một cách đầy đủ, đồng thời đề xuất giải pháp thực tiễn khả thi.
HV4: Xây dựng ứng dụng các kiến thức đã có để sử dụng trong đời sống và kĩ thuật
Trình bày được nguyên lí cấu tạo và hoạt động ứng dụng kĩ thuật của các kiến thức đã học
Thiết kế, chế tạo được mô hình vật chất chức năng của ứng dụng kĩ thuật của các kiến thức đã học
Thiết kế, chế tạo được ứng dụng kĩ thuật có thể vận hành được
Để bảo vệ thiên nhiên và thích ứng với biến đổi khí hậu, chúng ta cần thực hiện các giải pháp như giảm thiểu rác thải nhựa, bảo tồn hệ sinh thái và sử dụng nguồn năng lượng tái tạo Hành vi và thái độ hợp lý trong việc bảo vệ môi trường bao gồm việc nâng cao nhận thức cộng đồng, tham gia các hoạt động bảo vệ môi trường và khuyến khích lối sống bền vững.
Để bảo vệ thiên nhiên và thích ứng với biến đổi khí hậu, cần triển khai một số giải pháp hiệu quả như giảm thiểu rác thải nhựa, bảo tồn tài nguyên nước và duy trì đa dạng sinh học Hành vi và thái độ hợp lý trong việc sử dụng năng lượng tái tạo, thực hiện các biện pháp tiết kiệm năng lượng, cũng như nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường là rất quan trọng Những nỗ lực này không chỉ giúp phát triển bền vững mà còn tạo ra một tương lai xanh cho các thế hệ sau.
Để bảo vệ thiên nhiên và thích ứng với biến đổi khí hậu, cần áp dụng một số giải pháp hiệu quả như bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, phát triển năng lượng tái tạo và giảm thiểu rác thải Hành vi và thái độ hợp lý từ mỗi cá nhân và cộng đồng là rất quan trọng để hướng tới phát triển bền vững Việc nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường và khuyến khích lối sống xanh sẽ góp phần tạo ra một tương lai bền vững cho thế hệ mai sau.
Nêu và thực hiện được một số giải pháp bảo vệ thiên nhiên, thích ứng với biến đổi khí hậu; có hành vi, thái độ hợp lí nhằm
16 phát triển bền vững phát triển bền vững
1.2.4 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực Vật lí
*Các thành tố cấu thành quá trình dạy học theo định hướng phát triển năng lực
Việc dạy học định hướng phát triển năng lực không chỉ tập trung vào việc hình thành kiến thức, kỹ năng và thái độ tích cực cho học sinh, mà còn hướng tới việc giúp học sinh vận dụng những kiến thức và kỹ năng một cách tự tin, hiệu quả trong các tình huống phức tạp Điều này đòi hỏi giáo viên phải tạo ra môi trường học tập cụ thể, nơi học sinh có thể thực hiện các hoạt động thực tiễn, từ đó phát triển khả năng thực hiện những hành động có ý nghĩa trong cuộc sống Mục tiêu cuối cùng là trang bị cho học sinh khả năng áp dụng kiến thức và kỹ năng đã học không chỉ trong trường học mà còn trong đời sống hàng ngày.
Mục tiêu dạy học không chỉ dừng lại ở việc nhận biết và tái hiện kiến thức, mà còn yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức vào các tình huống thực tế Đối với kĩ năng, học sinh cần phát triển khả năng thực hiện các hoạt động đa dạng Những mục tiêu này được thực hiện thông qua các hoạt động trong và ngoài nhà trường.
Quy trình sử dụng bài tập có nội dung thực tế nhằm phát triển kiến thức, kĩ năng đã học của học sinh
Quá trình sử dụng BTVL nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh là một quá trình lâu dài, tuần tự và thận trọng Giáo viên cần xác định ý nghĩa của từng bước, từ việc giúp học sinh nhận thức tầm quan trọng của năng lực này đến việc hướng dẫn và rèn luyện thông qua các bài tập thực tế Việc bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng cần được thực hiện từ cơ bản đến phức tạp, từ dễ đến khó, và phải phù hợp với điều kiện của từng đối tượng học sinh.
Quy trình sử dụng bài tập vật lý có nội dung thực tiễn nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh bao gồm các bước sau: đầu tiên, giáo viên giới thiệu bài tập thực tiễn liên quan đến kiến thức đã học; sau đó, học sinh thực hiện bài tập, áp dụng lý thuyết vào thực tế; cuối cùng, giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích kết quả và rút ra bài học kinh nghiệm từ quá trình thực hiện.
Bước 1: Xác định nội dung, mục tiêu kiến thức cần dạy theo đúng quy định của chuẩn kiến thức, kĩ năng trong chương trình
Bước 2: Xác định mục tiêu dạy học là sử dụng bài tập thực tế để phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh.
Bước 3: Lập kế hoạch kiểm tra và đánh giá nhằm khảo sát thực tiễn năng lực ứng dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh, cũng như khả năng sử dụng các bài tập có nội dung thực tế trong quá trình học tập.
Bước 4: Lập kế hoạch sử dụng các bài tập có nội dung thực tế đã soạn thảo trong dạy học vật lí
Bước 5: Thiết kế tiến trình dạy học với hệ thống bài tập thực tế nhằm nâng cao khả năng vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh.
- Xác định hình thức tổ chức dạy học và phương pháp dạy học phù hợp với mục tiêu kiến thức, kĩ năng
Để nâng cao hiệu quả học tập, cần xác định rõ các nhiệm vụ học tập của học sinh và hoạt động của giáo viên Việc sử dụng các bài tập có nội dung thực tế trong các nhiệm vụ học tập phải được thực hiện một cách hệ thống và hợp lý.
Sau mỗi nhiệm vụ học tập và tiến trình dạy học, việc xác định các hành vi năng lực và kỹ năng được bồi dưỡng, phát triển là rất quan trọng Điều này giúp đánh giá hiệu quả của quá trình giáo dục và tạo cơ sở cho việc cải tiến phương pháp dạy học Các năng lực này không chỉ bao gồm kiến thức lý thuyết mà còn phản ánh khả năng áp dụng thực tiễn, từ đó nâng cao chất lượng giáo dục.
Bước 6: Triển khai dạy học theo các tiến trình dạy học đã thiết kế
Bước 7: Đánh giá kết quả hoạt động dạy học và điều chỉnh các bài tập thực tế nếu cần thiết Đề xuất các phương án nhằm nâng cao và phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng của học sinh.
Điều tra thực trạng dạy học bài tập Vật lí có nội dung thực tế chủ đề “Khí lí tưởng” – Vật lí 12
Tìm hiểu tình hình dạy học bài tập thực tế nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh tại một số trường ở thành phố Đà Nẵng Các giáo viên đang áp dụng các phương pháp giảng dạy hiệu quả để nâng cao khả năng thực hành và tư duy phản biện của học sinh Thực tế cho thấy, việc tích hợp bài tập có nội dung thực tế không chỉ giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách sinh động mà còn khuyến khích sự sáng tạo và tự tin trong việc giải quyết vấn đề.
- Tìm hiểu những khó khăn trong việc sử dụng bài tập có nội dung thực tế của
GV để từ đó đề xuất những phương hướng khắc phục
- Phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia
- Điều tra một số GV là GV trên địa bàn Thành phố Đà Nẵng bằng các phiếu điều tra
Tôi đã tiến hành khảo sát trên 20 GV dạy môn Vật lí trên địa bàn Thành phố Đà Nẵng và thu được các kết quả như sau:
Các câu hỏi khảo sát tập trung vào thực trạng và quan điểm của giáo viên về việc sử dụng bài tập vật lý thực tế để phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh Kết quả cho thấy 65% giáo viên đánh giá việc này là rất quan trọng, trong khi 35% cho rằng nó quan trọng Không có giáo viên nào cho rằng việc sử dụng bài tập thực tế là bình thường hay không quan trọng.
Hình 1.1 Kết quả khảo sát câu hỏi về tầm quan trọng của việc sử dụng BTCNDTT nhằm phát triển NLVDKT, KN đã học của học sinh
Khi được khảo sát về khả năng áp dụng kiến thức và kỹ năng trong môn Vật lý, đa số giáo viên cho rằng học sinh của họ đang ở mức trung bình đến khá Tuy nhiên, cũng có khoảng 30% giáo viên nhận thấy học sinh có khả năng vận dụng kiến thức tốt hơn.
GV đánh giá rằng học sinh đã đạt được mức độ tốt trong học tập Điều này chỉ ra rằng cần thiết phải áp dụng các biện pháp nhằm nâng cao khả năng vận dụng kiến thức và kỹ năng đã học của học sinh trong môn Vật lý.
Hình 1.2 Kết quả khảo sát câu hỏi về mức độ về NLVDKT, KN của học sinh trong học tập môn Vật lí
Trong một khảo sát về tầm quan trọng của việc sử dụng bài tập thực tế trong dạy học Vật lí, 100% giáo viên đồng ý rằng việc này là cần thiết Họ cho biết, tần suất sử dụng bài tập thực tế trong giảng dạy là 45% thường xuyên, 45% thỉnh thoảng và 10% hiếm khi Đáng chú ý, 65% giáo viên nhận thấy phương pháp này chủ yếu hiệu quả với học sinh khá, giỏi, trong khi 35% cho rằng nó mang lại hiệu quả cao và chỉ 5% cho rằng phương pháp này ít hiệu quả.
Hình 1.3 Kết quả khảo sát câu hỏi về việc sử dụng các bài tập có nội dung thực tế trong dạy học Vật lí
Hình 1.4 Kết quả khảo sát câu hỏi về mức độ sử dụng bài tập có nội dung thực tế trong các tiết dạy học Vật lí
Hình 1.5 Kết quả khảo sát câu hỏi về việc sử dụng phương pháp dạy học có sử dụng các bài tập có nội dung thực tế
Khi tổ chức dạy học với các bài tập thực tế, 90% ý kiến cho rằng việc tìm kiếm bài tập Vật lí phù hợp với từng chủ đề là rất khó khăn do số lượng bài tập còn hạn chế Nhiều giáo viên cho biết học sinh gặp khó khăn khi giải các bài tập thực tế vì yêu cầu tư duy vận dụng cao, chỉ phù hợp với học sinh khá, giỏi, trong khi học sinh trung bình và yếu gặp nhiều trở ngại Thêm vào đó, đề bài thường dài khiến học sinh lười đọc Một số ít ý kiến cho rằng việc soạn bài tập tốn quá nhiều thời gian (chiếm 25%).
Hình 1.6 Kết quả khảo sát câu hỏi về khó khăn của việc sử dụng BTCNDTT
Việc sử dụng bài tập thực tế trong dạy học môn Vật lí là cần thiết để phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh Tuy nhiên, việc áp dụng các bài tập này trong lớp học vẫn chưa phổ biến do gặp khó khăn trong việc xây dựng nội dung bài tập.
Kết quả khảo sát cho thấy thực trạng xây dựng và sử dụng bài tập thực tế trong dạy học môn Vật lí là rất cần thiết để phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kĩ năng của học sinh Điều này phù hợp với mục tiêu đề tài của tôi: xây dựng bài tập thực tế về “Khí lí tưởng” trong chương trình Vật lí 12, nhằm nâng cao khả năng áp dụng kiến thức và kĩ năng đã học Bên cạnh đó, tôi cũng đề xuất kế hoạch bài dạy phù hợp để hỗ trợ quá trình dạy học, giúp học sinh phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kĩ năng của mình.
Kết luận chương 1 nhấn mạnh tầm quan trọng của bài tập có nội dung thực tế trong việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh Nội dung chương đã trình bày cơ sở lý luận, cho thấy sự cần thiết của việc áp dụng kiến thức vào thực tiễn để nâng cao khả năng học tập của học sinh.
Để phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng cho học sinh, cần thiết xây dựng các biện pháp hiệu quả thông qua việc sử dụng bài tập có nội dung thực tế trong quá trình dạy học Việc áp dụng bài tập thực tế không chỉ giúp học sinh liên hệ kiến thức với thực tiễn mà còn nâng cao khả năng giải quyết vấn đề và tư duy phản biện.
Cơ sở lý luận của đề tài sẽ là nền tảng vững chắc cho chương 2, nhằm nâng cao khả năng áp dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh thông qua các bài tập thực tiễn liên quan đến chủ đề “Khí lý tưởng” trong chương trình Vật lý 12.
XÂY DỰNG BÀI TẬP VẬT LÍ CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ CHỦ ĐỀ “KHÍ LÍ TƯỞNG” – VẬT LÍ 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC, KĨ NĂNG ĐÃ HỌC CỦA HỌC SINH
Phân tích mục tiêu và nội dung dạy học chủ đề “Khí lí tưởng”
2.1.1 Nội dung và yêu cầu cần đạt chủ đề “Khí lí tưởng”
Bảng 2.1 Yêu cầu cần đạt của chủ đề “Khí lí tưởng” (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018)
NỘI DUNG YÊU CẦU CẦN ĐẠT
Mô hình động học phân tử chất khí
- Phân tích mô hình chuyển động Brown, nêu được các phân tử trong chất khí chuyển động hỗn loạn
- Từ các kết quả thực nghiệm hoặc mô hình, thảo luận để nêu được các giả thuyết của thuyết động học phân tử chất khí
Thí nghiệm khảo sát định luật Boyle cho thấy rằng, khi nhiệt độ của một khối lượng khí giữ không đổi, áp suất do khí gây ra tỉ lệ nghịch với thể tích của nó Điều này có nghĩa là khi thể tích khí giảm, áp suất sẽ tăng và ngược lại.
Thí nghiệm minh họa định luật Charles cho thấy, khi áp suất của một khối lượng khí xác định được giữ không đổi, thể tích của khí đó sẽ tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
- Sử dụng định luật Boyle và định luật Charles rút ra được phương trình trạng thái của khí lí tưởng
- Vận dụng được phương trình trạng thái của khí lí tưởng Áp suất khí theo mô hình động học phân tử
Chuyển động của các phân tử ảnh hưởng trực tiếp đến áp suất tác dụng lên thành bình Khi các phân tử di chuyển nhanh hơn, chúng va chạm mạnh hơn vào các bề mặt, dẫn đến việc tăng áp suất Ngược lại, nếu chuyển động chậm lại, áp suất sẽ giảm Từ đó, có thể rút ra được hệ thức giữa áp suất, thể tích và nhiệt độ của khí, thể hiện mối quan hệ giữa các yếu tố này trong các quá trình vật lý.
3) 𝑛𝑚𝑣̅̅̅ 2 với n là số phân tử trong một đơn vị thể tích (dùng mô hình va chạm một chiều đơn giản, rồi mở rộng ra cho trường hợp ba chiều bằng cách sử dụng hệ thức ( 1
3) 𝑣̅̅̅ = 𝑣 2 ̅̅̅ 𝑥 2 , không yêu cầu chứng minh một cách chính xác và chi tiết) Động năng phân tử
- Nêu được biểu thức hằng số Boltzmann, 𝑘 = 𝑅/𝑁𝐴
3) 𝑁𝑚𝑣̅̅̅ 2 với 𝑝𝑉 = 𝑛𝑅𝑇, rút ra được động năng tịnh tiến trung bình của phân tử tỉ lệ với nhiệt độ T
2.1.2 Cấu trúc chủ đề “Khí lí tưởng”
Phân phối chương trình chủ đề “Khí lí tưởng” – Vật lí 12 theo Sách giáo khoa
Bảng 2.2 Phân phối chương trình chủ đề “Khí lí tưởng” – Chân trời sáng tạo
Tên bài Yêu cầu cần đạt Số tiết
Bài 5: Thuyết động học phân tử chất khí
- Phân tích mô hình chuyển động Brown, nêu được các phân tử trong chất khí chuyển động hỗn loạn
- Từ các kết quả thực nghiệm hoặc mô hình, thảo luận để nêu được các giả thuyết của thuyết động học phân tử chất khí
Bài 6: Định luật boyle Định luật Charles
Thí nghiệm khảo sát định luật Boyle cho thấy rằng khi nhiệt độ của một khối lượng khí được giữ không đổi, áp suất của khí sẽ tỉ lệ nghịch với thể tích của nó.
Thí nghiệm minh họa định luật Charles cho thấy rằng, khi áp suất của một khối lượng khí xác định được giữ không đổi, thể tích của khí sẽ tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó Điều này có nghĩa là khi nhiệt độ tăng, thể tích khí cũng sẽ tăng, và ngược lại, nếu nhiệt độ giảm, thể tích khí sẽ giảm.
Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng
- Sử dụng định luật Boyle và định luật Charles rút ra được phương trình trạng thái của khí lí tưởng
- Vận dụng được phương trình trạng thái của khí lí tưởng
Bài 8: Áp suất – động năng của phân tử khí
Chuyển động của các phân tử ảnh hưởng trực tiếp đến áp suất tác dụng lên thành bình Khi các phân tử chuyển động nhanh hơn, chúng va chạm mạnh hơn vào thành bình, dẫn đến áp suất tăng Từ đó, có thể rút ra hệ thức 𝑝 = (1, cho thấy mối quan hệ giữa áp suất và chuyển động của các phân tử trong chất khí.
3) 𝑛𝑚𝑣̅̅̅ 2 với n là số phân tử trong một đơn vị thể tích (dùng mô hình va chạm một chiều đơn giản, rồi mở rộng ra cho trường hợp ba chiều bằng cách sử dụng hệ
3) 𝑣̅̅̅ = 𝑣 2 ̅̅̅ 𝑥 2 , không yêu cầu chứng minh một cách chính xác và chi tiết)
- Nêu được biểu thức hằng số Boltzmann,
3) 𝑁𝑚𝑣̅̅̅ 2 với 𝑝𝑉 = 𝑛𝑅𝑇, rút ra được động năng tịnh tiến trung bình của phân tử tỉ lệ với nhiệt độ T
2.1.3 Mục tiêu dạy học chủ đề “Khí lí tưởng” a Năng lực vật lí
Thành tố nhận thức kiến thức Vật lí
- Nhận biết được mô hình chuyển động Brown
- Giải thích được các mối liên hệ giữa nhiệt độ với tốc độ chuyển động của phân tử và áp suất khí
- Phân biệt được: Khí lí tưởng và khí thực, trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái Vẽ sơ đồ tư duy nội dung kiến thức chủ đề
Thành tố NL tìm hiểu và khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ Vật lí
- Phát hiện ra được vấn đề liên quan đến mô hình chuyển động Brown
- Giải thích được các mối liên hệ giữa nhiệt độ với tốc độ chuyển động của phân tử và áp suất khí
- Tiến hành được thí nghiệm khảo sát được sự chuyển động của phân tử khí, áp suất chất khí phụ thuộc vào nhiệt độ
- Phân tích được mô hình chuyển động Brown
- Nêu được các phân tử trong không khí chuyển động hỗn loạn Nêu được nội dung của thuyết động học phân tử chất khí
- Dự đoán được các mối quan hệ trong các đẳng quá trình; dự đoán mối quan hệ khi có sự thay đổi giữa các thông số
- Tiến hành được các thí nghiệm về các định luật chất khí, xử lí được số liệu và tính toán kết quả
- Thiết lập được biểu thức các định luật và phương trình trạng thái khí lí tưởng
Định luật Boyle và Charles mô tả mối quan hệ giữa áp suất, thể tích và nhiệt độ của khí Theo định luật Boyle, khi thể tích không đổi, áp suất khí tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối Trong khi đó, định luật Charles cho thấy áp suất khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ khi thể tích không đổi Phương trình trạng thái khí lý tưởng kết hợp các yếu tố này, thể hiện mối quan hệ giữa áp suất, thể tích và nhiệt độ của khí lý tưởng, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về hành vi của khí trong các điều kiện khác nhau.
- Giải thích được sự ảnh hưởng của chuyển động của các phân tử đối với áp suất tác dụng lên thành bình và rút ra được hệ thức 𝑝 = ( 1
- Nêu được biểu thức hằng số Boltzmann
- So sánh và rút ra được động năng tịnh tiến trung bình của phân tử tỉ lệ với nhiệt độ
Thành tố NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
- Vận dụng trả lời được các câu hỏi liên quan đến thuyết động học phân tử chất khí
- Vận dụng được kiến thức về thuyết động học chất khí giải thích các hiện tượng trong cuộc sống
- Vận dụng giải được các bài tập về định luật Boyle, Charles và phương trình trạng thái khí lí tưởng
- Giải thích được các hiện tượng về khí lí tưởng liên quan trong cuộc sống, kĩ thuật và sức khỏe
- Vận dụng các định luật Boyle, Charles và phương trình trạng thái để giải các bài tập thực tế b Năng lực chung
- NL tự chủ, tự học:
Chủ động, tích cực tìm hiểu về chủ đề “Khí lí tưởng” thông qua các tài liệu tham khảo
- NL giao tiếp, hợp tác:
Xác định rõ mục đích, nội dung và phương tiện giao tiếp là yếu tố quan trọng trong làm việc nhóm Đồng thời, cần chú ý đến thái độ giao tiếp để tạo ra môi trường làm việc hiệu quả Việc xác định trách nhiệm và hoạt động của bản thân trong quá trình làm việc nhóm cũng như trong tương tác với giáo viên là cần thiết để đảm bảo sự hợp tác và đạt được mục tiêu chung.
Tự tin, chủ động trong báo cáo, trình bày kết quả hoạt động của nhóm trước lớp
- NL giải quyết vấn đề, sáng tạo:
Phát hiện và làm rõ vấn đề, tình huống trong cuộc sống; tư duy độc lập, quan tâm đến những lập luận và minh chứng thuyết phục c Phẩm chất
Chăm chỉ là sự kiên trì, tỉ mỉ và cẩn thận trong việc quan sát, thu thập và xử lý dữ liệu thí nghiệm Điều này đòi hỏi ý chí mạnh mẽ để vượt qua những khó khăn trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ học tập, từ đó giúp mở rộng kiến thức và kỹ năng.
- Trung thực: khách quan, trung thực trong thu thập và xử lí số liệu, viết và nói đúng kết quả thu thập
Trách nhiệm trong hoạt động nhóm bao gồm tinh thần hợp tác và sự nghiêm túc trong việc thực hiện nhiệm vụ cá nhân được giao Bên cạnh đó, cần có ý thức áp dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn cuộc sống để nâng cao hiệu quả công việc và phát triển bản thân.
Xây dựng bài tập có nội dung thực tế chủ đề “Khí lí tưởng” và thử nghiệm câu hỏi
2.2.1 Ma trận phân bố bài tập
Các bài tập thực tế về "Khí lý tưởng" được áp dụng trong việc dạy học nhằm hình thành kiến thức mới và luyện tập cho học sinh Dựa vào các yếu tố vận dụng kiến thức và kỹ năng đã học, bài tập vận dụng có thể được phân loại thành 5 dạng khác nhau.
- Dạng 1: Dạng bài giải thích, chứng minh vấn đề thực tiễn (tự nhiên kĩ thuật)
- Dạng 2: Dạng bài thực hiện tính toán (đo) các đại lượng vật lí gắn với tình huống thực tiễn
- Dạng 3: Dạng bài đánh giá, phản biện được ảnh hưởng vấn đề thực tiễn
- Dạng 4: Dạng bài thiết kế được mô hình, đề xuất giải pháp đáp ứng một yêu cầu gắn với thực tiễn
- Dạng 5: Dạng bài đề xuất và thực hiện giải pháp thích ứng với thiên nhiên và công nghệ hướng phát triển bền vững
Bảng 2.3 Bảng phân loại bài tập có nội dung thực tế đã xây dựng
Bài tập Dạng 1 Dạng 2 Dạng 3 Dạng 4 Dạng 5
2.2.2 Xây dựng bài tập cụ thể
Vào những ngày nắng nóng, mùi sơn xịt thường lan tỏa mạnh mẽ từ các cửa hàng, mặc dù khoảng cách khá xa Điều này có thể giải thích bằng thuyết động học chất khí, trong đó các phân tử khí di chuyển nhanh hơn khi nhiệt độ tăng, dẫn đến việc mùi hương lan tỏa nhanh và xa hơn.
Sự chuyển động hỗn loạn của các phân tử chất khí là một khái niệm quan trọng trong thuyết động học chất khí Bài tập này có thể được áp dụng trong giai đoạn mở đầu của bài học hoặc trong giai đoạn vận dụng sau khi học xong, giúp học sinh hiểu rõ hơn về các nguyên lý cơ bản của chuyển động phân tử Việc nắm bắt sự chuyển động này sẽ hỗ trợ học sinh trong việc liên kết lý thuyết với thực tiễn.
Khi thời tiết nắng nóng, sự chuyển động mạnh mẽ của các phân tử khí làm tăng cường độ mùi sơn khi được xịt ra dưới dạng sương mù, khiến cho mùi sơn trở nên nồng nặc và lan tỏa xa hơn.
Vào mùa hè, khi pha chế nước chanh đường, ta thường cho đường và chanh vào nước trước, sau đó khuấy đều để đường tan hoàn toàn, rồi mới cho đá vào Điều này giúp đảm bảo hương vị của nước chanh được hòa quyện tốt nhất và mang lại sự tươi mát khi thưởng thức.
Sự chuyển động hỗn loạn của các phân tử là một khái niệm quan trọng trong vật lý, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về hành vi của các chất trong trạng thái khác nhau Bài tập áp dụng sau khi học xong bài sẽ giúp củng cố kiến thức và phát triển kỹ năng phân tích Việc thực hành các bài tập liên quan đến chuyển động phân tử không chỉ nâng cao khả năng tư duy mà còn tạo điều kiện cho học sinh áp dụng lý thuyết vào thực tiễn.
“Thuyết động học chất khí”
Khi pha nước chanh đường, cần cho đường vào nước ở nhiệt độ thường trước để đảm bảo đường tan nhanh Các phân tử nước và đường chuyển động hỗn loạn, và khi khuấy, năng lượng được cung cấp giúp phá vỡ liên kết giữa các phân tử đường Nếu cho đá lạnh vào trước, nhiệt độ nước giảm, làm giảm động năng của các phân tử, khiến cho việc phá vỡ liên kết giữa đường và nước trở nên khó khăn hơn Do đó, để pha nước chanh hiệu quả, nên cho đường vào nước trước rồi mới thêm đá.
Bài tập 3 yêu cầu quan sát hình ảnh và trả lời các câu hỏi liên quan đến bơm xe đạp cầm tay Hình (a) mô tả cấu tạo của bơm, trong đó nguyên lý hoạt động dựa trên việc nén không khí vào lốp xe Khi sử dụng bơm để bơm lốp xe (Hình b), ban đầu lốp xe mềm, việc nén pít tông diễn ra dễ dàng Tuy nhiên, khi lốp gần đạt độ cứng, việc nén pít tông trở nên khó khăn hơn do áp suất trong lốp tăng lên, làm cho không khí khó bị nén hơn.
Hình (a) Cấu tạo bơm xe đạp Hình (b) Bơm lốp xe
Quá trình đẳng nhiệt, theo Định luật Boyle, là một khái niệm quan trọng trong vật lý, giúp hiểu rõ mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của khí khi nhiệt độ không đổi Bài tập liên quan đến định luật này có thể được sử dụng hiệu quả trong giai đoạn mở đầu bài học hoặc trong giai đoạn vận dụng sau khi học xong về Định luật Boyle và Định luật Charles Việc áp dụng các bài tập này không chỉ giúp củng cố kiến thức mà còn nâng cao khả năng phân tích và giải quyết vấn đề cho học sinh.
Lời giải: a) Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của bơm xe đạp:
+ Tay cầm và phần đế đạp
+ Van đầu ra (màu tím), van đầu vào (màu xanh)
Khi bơm xe, việc nén không khí xảy ra khi nhấn bơm xuống, làm cho không khí bên trong ống bơm bị nén lại, theo định luật Boyle, dẫn đến việc tăng áp suất trong ống Sự gia tăng áp suất này khiến van lốp mở ra, cho phép không khí được đẩy ra ngoài.
Khi kéo bơm lên, van đầu ra đóng lại, cho phép không khí từ môi trường được hút vào ống bơm qua van hút Ban đầu, lốp xe mềm với áp suất thấp, giúp piston dễ dàng nén Bơm liên tục đẩy không khí vào lốp, làm tăng áp suất Khi lốp gần cứng, áp suất khí trong lốp cao hơn, khiến việc nén piston trở nên khó khăn hơn.
Bình xịt kem tươi là dụng cụ lý tưởng để tạo ra những họa tiết kem đẹp mắt và bông xốp Thiết bị này thường được sử dụng tại các quán cà phê và trà, giúp nâng cao trải nghiệm thưởng thức đồ uống.
34 sữa, kem, bánh ngọt hoặc trong nhà bếp gia đình có thể chế biến được nhiều món tráng miệng hấp dẫn
Hiện nay, có nhiều loại bình xịt kem tươi như bình cầm tay, bình đứng và bình điện Tất cả các loại bình này đều bao gồm các bộ phận chính như thân bình chứa kem, bình gas tạo áp suất, nắp đậy có ống khí và nút xịt với đầu phun.
(Nguồn: https://www.dienmayxanh.com/vao-bep/binh-xit-kem-tuoi-la-gi-uu-nhuoc- diem-cua-binh-xit-kem-tuoi-20417 )
Cách sử dụng bình xịt kem tươi cầm tay được biểu diễn như hình dưới:
Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu pha bột làm kem với nước sau đó cho vào bình
Bước 2: Đặt gas vào ống giữ gas
Bước 3: Vặn ống giữ gas vào bình cho tới khi nào nghe thấy tiếng xì nhỏ tức là viên gas đã được nạp đủ
Bước 4: Lắc bình xịt kem trong vài phút
Bước 5: Ấn giữ nút xịt và xịt kem ra vị trí mong muốn
Như vậy, trước khi xịt kem người sử dụng thường phải lắc bình Hãy giải thích tại sao?
Nội dung kiến thức: Tính chất của chất khí: gây ra áp suất lên thành bình, định luậy
Boyle Ý tưởng sử dụng: Bài tập sử dụng trong giai đoạn vận dụng sau khi học xong bài
“Thuyết động học chất khí”
Theo kiến thức về chuyển động Brown:
Các phân tử khí trong bình xịt kem chuyển động hỗn loạn và không ngừng Khi lắc bình, ta tạo dao động làm tăng tốc độ chuyển động của các phân tử khí và kem, dẫn đến việc va chạm với thành bình và tăng áp suất bên trong Điều này giúp kem phân tán tốt hơn Khi sử dụng, áp suất cao từ việc bơm khí giúp kem được đẩy ra ngoài dễ dàng và đồng đều.
Trong đại dịch COVID-19, bình xịt cồn khử khuẩn trở nên phổ biến Khi nhấn nút xịt, dung dịch cồn được phun ra dưới dạng sương mù Nguyên lý hoạt động của bình xịt này có thể được giải thích bằng định luật Boyle, cho thấy sự thay đổi áp suất trong bình tạo ra hiệu ứng phun sương.
Hình ảnh xịt khử khuẩn và cấu tạo bình xịt khử khuẩn
Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề “Khí lí tưởng” có sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng
2.3.1 Tiến trình dạy học “Thuyết động học phân tử chất khí”
1 Năng lực a Năng lực vật lí
- Nhận biết được mô hình và phát hiện ra được vấn đề liên quan đến mô hình chuyển động Brown
- Giải thích được mối liên hệ giữa nhiệt độ với tốc độ chuyển động của phân tử và áp suất khí
- Phân tích được mô hình chuyển động Brown
- Nêu được nội dung của thuyết động học phân tử chất khí
Vận dụng kiến thức về thuyết động học phân tử chất khí để trả lời các câu hỏi và giải thích các hiện tượng trong cuộc sống hàng ngày là một kỹ năng quan trọng Điều này không chỉ giúp nâng cao hiểu biết về các quy luật vật lý mà còn phát triển năng lực tư duy phản biện và giải quyết vấn đề.
Năng lực tự chủ và tự học là khả năng chủ động và tích cực thực hiện các nhiệm vụ học tập của bản thân, thông qua việc đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và đáp ứng các yêu cầu học tập.
- Năng lực giao tiếp, hợp tác: nhiệt tình chia sẻ, hỗ trợ các thành viên trong nhóm tro ng quá trifh hoạt động nhóm
Năng lực nêu và giải quyết vấn đề là khả năng vận dụng kiến thức và kinh nghiệm cá nhân để phân tích và giải quyết các vấn đề liên quan đến "Thuyết động học phân tử chất khí" Việc hiểu rõ các nguyên lý của thuyết này giúp người học có thể áp dụng vào thực tiễn, từ đó nâng cao khả năng tư duy phản biện và giải quyết tình huống hiệu quả.
- Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan
- Chăm chỉ, tích cực xây dựng bài
- Có tinh thần trách nhiệm trong việc thực hiện các nhiệm vụ cá nhân cũng như nhiệm vụ nhóm
II Thiết bị dạy học, học liệu
- SGK, SGV, kế hoạch bài dạy
- Các video, hình ảnh có sử dụng trong bài học
2 Học sinh: SGK, vở ghi, bút, thước, giấy nháp
III Tiến trình dạy học
Hoạt động 1 mở đầu với mục tiêu khơi gợi sự hứng thú cho học sinh, giúp các em nhận thức được sự chuyển động hỗn loạn giữa các phân tử chất khí Qua đó, hoạt động này dẫn dắt học sinh vào bài học về “Thuyết động học phân tử chất khí”.
GV chiếu hình ảnh về “Đệm hơi cứu hỏa” và giải thích công dụng của nó, nhấn mạnh vai trò của không khí bên trong đệm Điều này dẫn đến câu hỏi về các tính chất của đệm hơi và đặc điểm của không khí bên trong, giúp nạn nhân giảm thiểu chấn thương Để tìm hiểu sâu hơn về những đặc điểm này, chúng ta sẽ chuyển sang “Chương 2 Khí lý tưởng”.
Khi mở cửa sổ vào một ngày nắng, ánh sáng mặt trời chiếu qua tạo ra hiện tượng các hạt nhỏ lơ lửng trong không khí Hiện tượng này xảy ra do ánh sáng chiếu vào các hạt bụi hoặc hơi nước trong không khí, khiến chúng trở nên rõ ràng hơn Điều này cho thấy sự tương tác giữa ánh sáng và các hạt vật chất, tạo nên hiệu ứng thị giác thú vị mà chúng ta thường thấy trong những ngày nắng.
Thực hiện nhiệm vụ: HS hoạt động cá nhân thực hiện nhiệm vụ GV giao
Giáo viên sẽ mời ngẫu nhiên 1-2 học sinh đứng dậy tại chỗ để trả lời câu hỏi Các học sinh còn lại sẽ lắng nghe, nhận xét và bổ sung ý kiến nếu có.
Kết luận, giáo viên tổng hợp các câu trả lời của học sinh và nhấn mạnh: "Chúng ta đã nhận được nhiều ý kiến khác nhau Để xác định câu trả lời chính xác nhất và giải thích hiện tượng này một cách đầy đủ, hôm nay chúng ta sẽ khám phá bài học về Thuyết động học phân tử chất khí."
Hoạt động 2 Hình thành kiến thức
Hoạt động 2.1 Tìm hiểu về chuyển động Brown
Mục tiêu của bài học là giúp học sinh nhận biết và phân tích mô hình chuyển động Brown, đồng thời giải thích mối liên hệ giữa nhiệt độ, tốc độ chuyển động của phân tử và áp suất khí Việc tổ chức thực hiện sẽ đảm bảo học sinh hiểu rõ các khái niệm này một cách sâu sắc.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
GV yêu cầu học sinh thực hiện hoạt động cá nhân và trả lời câu hỏi: “Chúng ta đã học ở chương trước và đã biết rằng các phân tử cấu tạo nên vật chất có sự chuyển động như thế nào?”
GV chiếu cho HS quan sát thí nghiệm và hình ảnh minh họa về quỹ đạo chuyển động nhiệt của các hạt phấn hoa trong cốc nước dưới kính hiển vi HS được yêu cầu đưa ra nhận xét về hiện tượng này.
+ Các hạt phấn hoa chuyển động như thế nào? Và chúng có có sự chuyển động theo quỹ đạo gì?
+ Nguyên nhân của chuyển động Brown là gì?
+ Hãy giải thích chuyển động Brown?
Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc nhóm 4 để thảo luận và trả lời câu hỏi: “Liệu chúng ta có thể quan sát chuyển động Brown của các hạt có kích thước và khối lượng lớn hơn nhiều so với hạt phấn hoa hay không? Tại sao?”
- HS lắng nghe, tiếp nhận nhiệm vụ GV giao
GV quan sát các nhóm thực hiện nhiệm vụ, hỗ trợ HS khi gặp khó khăn
HS hoạt động cá nhân, hoạt động nhóm suy nghĩ và trả lời các câu hỏi của GV
GV mời 2 – 3 HS đại diện trả lời câu hỏi
HS trả lời câu hỏi:
Các phân tử tạo nên vật chất luôn ở trạng thái chuyển động nhiệt Hạt phấn hoa di chuyển một cách hỗn loạn và liên tục, với quỹ đạo là những đường gấp khúc ngẫu nhiên.
+ Nguyên nhân chuyển động Brown: do sự va đập của các phân tử lỏng hoặc chất khí với các hạt lơ lửng
Chuyển động Brown là hiện tượng mà các phân tử nước luôn di chuyển một cách hỗn loạn và không ngừng nghỉ Trong quá trình này, các phân tử nước va chạm với các hạt phấn hoa từ nhiều hướng khác nhau Những va chạm không đồng đều này khiến cho các hạt phấn hoa liên tục chuyển động.
Chuyển động Brown có thể được quan sát ở các hạt có kích thước và khối lượng lớn hơn hạt phấn hoa, nhưng việc này gặp nhiều khó khăn và yêu cầu điều kiện cụ thể.
KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
Mục đích khảo sát
Dựa trên các bài tập đã xây dựng ở chương 2, tôi tiến hành thực nghiệm để đánh giá tính khả thi, phù hợp và hiệu quả của các bài tập về chủ đề “Khí lý tưởng” trong chương trình Vật lý 12 Mục tiêu là phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh Qua đó, tôi rút ra kinh nghiệm để sửa đổi, bổ sung và hoàn thiện các bài tập cũng như tiến trình dạy học đã được soạn thảo.
Phương pháp khảo sát
Khảo sát, lấy ý kiến chuyên gia thông qua phiếu khảo sát online bằng công cụ Google form Các nội dung khảo sát được thể hiện theo bảng 3.1:
Bảng 3.1 PHIẾU KHẢO SÁT Ý KIẾN CHUYÊN GIA Chú thích về mức độ thể hiện:
1 – Một phần 2 – Trung bình 3 – Mức khá tốt 4 – Mức rất tốt
Yêu cầu của bài tập Với GV Ý kiế n chỉ nh sửa
Xuất phát từ tình huống thực tế, gần gũi với
Các dữ kiện trong bài tập phải thực tế đảm bảo tính khoa học
Kiến thức phù hợp với trình độ HS
Kích thích hứng thú, tò mò
Hình thức trình bày đa dạng (kênh hình, kênh chữ)
HS vào thực tế Áp dụng được trong tiết dạy bài mới hoặc kiểm tra
Thầy/Cô thấy sự cần thiết áp dụng bài tập này trong giảng dạy
Cô mong muốn sử dụng bài tập này trong giảng dạy
Các Thầy/Cô có gặp khó khăn gì khi tích hợp các bài tập này vào quá trình giảng dạy không? Xin vui lòng chia sẻ ý kiến đóng góp của quý Thầy/Cô về nội dung và tình huống của câu hỏi này.
Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của quý Thầy/Cô! Đà Nẵng, ngày 12 tháng 4 năm 2024
Sinh viên thực hiện: Đặng Tường Vi
Phạm vi, đối tượng và thời gian khảo sát
Phạm vi khảo sát tập trung vào các giáo viên là cựu học viên của chương trình Cao học chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí tại trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng.
- Đối tượng khảo sát: Các bài tập có nội dung thực tế chủ đề “Khí lí tưởng” đã xây dựng được ở chương 2
- Thời gian khảo sát: Ngày 14 – 15 tháng 4 năm 2024.
Kết quả khảo sát và đánh giá
Các câu hỏi khảo sát ở Bảng 3.1 được chuyển sang dạng câu hỏi online bằng công cụ Google form như sau:
Hình 3.1 Câu hỏi khảo sát ý kiến chuyên gia bằng công cụ Google form
Sau khi kết thúc thời gian khảo sát, đề tài đã thu thập được ý kiến phản hồi của 8 chuyên gia Kết quả thu được như Hình 3.2
Hình 3.2 Đồ thị kết quả mức độ đáp ứng các yêu cầu về nội dung của bài tập và đối với GV qua một số bài tập
Dựa trên kết quả khảo sát chi tiết của từng bài tập, bài viết tổng hợp kết quả từ 20 bài tập đã được xây dựng, được trình bày qua Bảng 3.2.
Bảng 3.2 Thống kê kết quả khảo sát mức độ đáp ứng các yêu cầu của bài tập có nội dung thực tế đã xây dựng
Chú thích về mức độ thể hiện:
0 – Hoàn toàn không 1 – Một phần 2 – Trung bình 3 – Mức khá tốt 4 – Mức rất tốt
Yêu cầu của bài tập Với GV Ý kiến chỉnh sửa
Xuất phát từ tình huống thực tế, gần gũi với
Các dữ kiện trong bài tập phải thực tế đảm bảo tính khoa học
Kiến thức phù hợp với trình độ
Kích thích hứng thú, tò mò
Hình thức trình bày đa dạng (kênh hình, kênh chữ)
HS vào thực tế Áp dụng được trong tiết dạy bài mới hoặc kiểm tra
Thầy/C ô thấy sự cần thiết áp dụng bài tập này trong giảng dạy
Cô mong muốn sử dụng bài tập này trong giảng dạy
Kết quả thống kê cho thấy, yêu cầu đối với bài tập được giáo viên đánh giá ở mức khá tốt đến trên mức khá tốt, với điểm số dao động từ 2,75 đến 3,38, cho thấy các bài tập nhận được đánh giá tích cực.
Bài viết đánh giá 89 bài tập phù hợp với yêu cầu thực tiễn và gần gũi với học sinh, với các dữ kiện khoa học và kiến thức kích thích sự tò mò Hình thức trình bày đa dạng qua các kênh hình và kênh chữ, giúp giáo viên đánh giá khả năng phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh Trong đó, bài tập 10 được đánh giá thấp nhất, với các tiêu chí kích thích sự tò mò và hình thức trình bày đều đạt trên mức trung bình Điều này dễ hiểu do câu hỏi chỉ dừng lại ở mức độ nhận thức, không yêu cầu cao về năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng của học sinh.
Các giáo viên đánh giá tác dụng của bài tập chủ yếu ở mức khá tốt (3,00 – 3,75), trong khi một số bài tập khác đạt mức gần khá tốt (2,75 – 2,88), nhưng chỉ chiếm khoảng 1 – 2 bài Điều này cho thấy các giáo viên có nhu cầu cao về việc áp dụng những bài tập này vào giảng dạy và kiểm tra.
Các bài tập đã được xây dựng đạt yêu cầu tốt, có khả năng áp dụng hiệu quả trong giảng dạy và kiểm tra Chúng không chỉ tạo sự hấp dẫn, lôi cuốn cho học sinh mà còn giúp phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng đã học của các em.
Việc áp dụng các bài tập thực tế trong giảng dạy gặp không ít thách thức về thời gian, theo nhận định của giáo viên Chuyên gia cũng nhấn mạnh rằng điều này cần được xem xét kỹ lưỡng để tối ưu hóa hiệu quả học tập.
Vấn đề thời gian là một trong những thách thức lớn nhất mà giáo viên phải đối mặt khi triển khai các phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá mới.
Đề tài sẽ tiến hành rà soát và phân chia lại các dạng bài tập nhằm giúp học sinh nắm vững lý thuyết, từ đó phát huy khả năng vận dụng kiến thức và kỹ năng đã học vào thực tiễn.
Qua việc tổ chức khảo sát chuyên gia và xử lý kết quả bằng phương pháp thống kê toán học, có thể rút ra những kết luận quan trọng.
- Các BTCNDTT thường có nội dung xuất phát từ các tình huống thực tế, gần gũi với
HS giúp GV nâng cao tư duy sáng tạo, đổi mới phương pháp dạy học truyền thống, cải thiện kế hoạch bài dạy được hiệu quả hơn
Sử dụng BTCNDTT trong dạy học Vật lý giúp học sinh nâng cao tinh thần học tập, kích thích sự hứng thú và tò mò Những kiến thức trở nên sinh động hơn, không còn khô khan mà thay vào đó là những hiện tượng thiên nhiên gần gũi và dễ hiểu.
Mỗi học sinh sở hữu năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng riêng biệt Tuy nhiên, nếu giáo viên áp dụng đúng phương pháp dạy học và hỗ trợ giải đáp thắc mắc, học sinh sẽ có cơ hội phát huy tối đa năng lực và kỹ năng đã học.
Các phân tích từ khảo sát cho thấy việc áp dụng các bài tập có nội dung dạy học (BTCNDTT) trong chủ đề “Khí lý tưởng” của môn Vật lý 12 là khả thi và hiệu quả Phương pháp này không chỉ giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách sâu sắc mà còn góp phần phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn (NLVDKT).
KN đã học của HS
Trong quá trình thực hiện đề tài “Xây dựng bài tập có nội dung thực tế chủ đề 'Khí lý tưởng' – Vật lý 12”, nghiên cứu đã tập trung vào việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng đã học của học sinh Các nhiệm vụ được giải quyết bao gồm việc thiết kế bài tập thực tiễn, giúp học sinh áp dụng lý thuyết vào tình huống cụ thể và nâng cao khả năng tư duy phản biện trong lĩnh vực vật lý.
Bài viết trình bày cơ sở lý luận về BTVL (Bảo vệ Tài nguyên và Môi trường) và BTVL có nội dung thực tế, đồng thời giải thích các khái niệm liên quan đến năng lực và cơ sở lý luận về năng lực vận dụng kiến thức (NLVDKT) cùng với những kỹ năng (KN) mà học sinh đã tiếp thu.
- Khảo sát được thực trạng dạy học bài tập Vật lí có nội dung thực tế chủ đề
“Khí lí tưởng” – Vật lí 12 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học của HS
- Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và nội dung kiến thức chủ đề “Khí lí tưởng” – Vật lí 12
- Vận dụng cơ sở lí thuyết đã nghiên cứu xây dựng các BTCNDTT chủ đề “Khí lí tưởng” – Vật lí 12 nhằm phát triển NLVDKT, KN đã học của HS
- Xây dựng các kế hoạch bài dạy có sử dụng các BTCNDTT đã xây dựng và các tiêu chí đánh giá NLVDKT, KN đã học của HS
- Tiến hành khảo sát ý kiến chuyên gia để kiểm chứng tính khả thi của đề tài
NLVDKT, KN đã học của học sinh là một trong những năng lực cốt lõi quan trọng trong môn Vật lý theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 Do đó, cần tăng cường phát triển hướng nghiên cứu này cho giáo viên trung học phổ thông trên toàn quốc.