Qua thực tiễn nhiều năm giảng dạy tại trường cho thấy trong quá trình giải bài toán nhiệt học, học sinh có một số nhược điểm sau: Đọc đề hấp tấp, qua loa, khả năng phân tích đề, tổng hợp đề còn yếu, lượng thông tin cần thiết để giải toán còn hạn chế. Khi tóm tắt kí hiệu không đúng thứ tự vật 1, vật 2, vật 3 và các thông tin cho trước liên quan với các vât 1, vật 2, vật 3
Trang 1I Phần mở đầu:
1 Lý do chọn đề tài:
Là một giáo viên giảng dạy bộ môn Vật lý ở trường PTCS tôi luôn suynghĩ trăn trở mình phải có những biện pháp nào để góp phần giáo dục, đào tạocác em học sinh có những phẩm chất trên
Nghiên cứu nghị quyết TW Đảng khoá VII đã xách định: “ khuyến khích tự học, phải áp dụng các phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề''.
Qua nghiên cứu tài liệu ''Đổi mới phương pháp dạy học'' của Bộ Giáo dụcvà Đào tạo tôi thấy: Mục tiêu lớn của dạy học là trang bị kiến thức cho họcsinh, kiến thức là mục tiêu chính quyết định chất lượng bài giảng Nhưng để đưađược lượng kiến thức cần thiết đến học sinh, để học sinh hiểu và vận dụng đượcthì không phải giáo viên nào làm cũng hiệu quả Do đó trách nhiệm của ngườigiáo viên là phải sử dụng các phương pháp, phương tiện dạy học phát huy tínhtích cực giúp học sinh hướng tới việc học tập chủ động, chống lại thói quen họctập thụ động
Triển khai thực hiện các nghị quyết của Quốc hội, Bộ, Sở Giáo dục vàĐào tạo đã cụ thể hoá thành nhiệm vụ năm học 2014- 2015, trong đó nêu rõ sựcần thiết phải tiếp tục đổi mới giáo dục phổ thông, từng bước nâng cao chấtlượng và hiệu quả giáo dục, dạy thực chất, học thực chất Có như vậy ngànhgiáo dục nói chung mới hoàn thành nhiệm vụ, thực hiện tốt mục tiêu giáo dục,thực hiện thắng lợi nghị quyết của Đảng, Chính phủ đề ra cho sự nghiệp giáodục
Trường Tiểu học và THCS Yên Than với đặc thù là một trường miền núicủa huyện Tiên Yên, gần 78% là học sinh dân tộc, đặc biệt sự quan tâm của phụhuynh học sinh tới con em minh còn hạn chế Chính vì lẽ đó mà khả năng, trìnhđộ nhận thức của các em chậm hơn, kém hơn so với đối tượng học sinh ở vùngngoài Song so với kết quả chất lượng trước đây thì chất lượng hiện nay đã cao
Trang 2sinh dân tộc Đặc biệt là sự quan tâm của Huyện và Phòng giáo dục và Đào tạoTiên Yên Ban giám hiệu nhà trường luôn chỉ đạo sát sao, tạo điều kiện, đầu tưcho chuyên môn, thường xuyên tổ chức dự giờ thăm lớp để tìm phương phápgiảng dạy phù hợp với học sinh
Qua thực tiễn nhiều năm giảng dạy tại trường cho thấy trong quá trình giải bàitoán nhiệt học, học sinh có một số nhược điểm sau:
- Đọc đề hấp tấp, qua loa, khả năng phân tích đề, tổng hợp đề còn yếu,lượng thông tin cần thiết để giải toán còn hạn chế
- Khi tóm tắt kí hiệu không đúng thứ tự vật 1, vật 2, vật 3 và các thông tincho trước liên quan với các vât 1, vật 2, vật 3
- Chưa xác định đúng vật tỏa nhiệt, vật thu nhiệt Vận dụng chưa đúngcông thức nhiệt lượng cần thu vào để nóng lên, nhiệt lượng vật tỏa ra lạnh đi vàphương trình cân bằng nhiệt để tính đại lượng cần tìm
Từ những lý do trên, để giúp học sinh lớp 8 có một định hướng về phương
pháp giải bài toán phương trình cân bằng nhiệt, nên tôi đã chọn đề tài: “Một số biện pháp nâng cao kĩ năng giải bài tập tự luận phần nhiệt học môn vật lí 8 trường Tiểu học và THCS Yên Than – Huyện Tiên Yên” góp phần nâng cao
chất lượng dạy và học của môn Vật lí THCS nói chung và phần bài tậpnhiệt học - Vật lí 8 của trường PTCS Yên Than nói riêng
2 Mục đích nghiên cứu:
Tổ chức cho học sinh làm bài tập trong các giờ học Vật lí là yêu cầu quantrọng trong việc đổi mới PPDH theo chương trình sách giáo khoa Tuy nhiên đểgiúp học sinh tiến hành làm bài tập Vật lí một cách thành thạo, chính xác, lờigiảng của giáo viên là nguồn cung cấp tri thức để học sinh tìm tòi, phát hiện vàchiếm lĩnh kiến thức mới Đồng thời còn tạo điều kiện cho đa số học sinh đượclàm quen với việc làm bài tập theo phân dạng và áp dụng làm bài tập theo cácphương pháp cụ thể có hiệu quả Từ đó học sinh có hứng thú hơn trong việcchinh phục khám phá, tim tòi, say sưa làm bài tâp không những trong SGK, sáchbài tập và các loại sách bổ xung khác nữa
Trang 3Với yêu cầu ngày càng cao của công tác giáo dục nếu nghiên cứu và ápdụng được nhiều phương pháp phân loại bài tập và phương pháp giải bài tậpthấu kính sẽ nâng cao được hiệu quả giảng dạy trên lớp, học sinh sẽ hứng thúhọc hơn tại lớp cũng như tự giác, chủ động học tập tại nhà trước khi đến lớp, từđó học giải giải bài tập thấu kính nhuần nhuyễn, nâng cao được chất lượng bộmôn vật lý nói riêng.
Các thầy cô khi đã áp dụng thành thạo các phương pháp phân loại,phương pháp giải bài tập thì sẽ tiết kiệm được thời gian cũng như công sức đầu
tư cho công tác giảng dạy, chất lượng chuyên môn đảm bảo, có nhiều thời gianhơn để trao đổi học hỏi kinh nghiệm từ đồng nghiệp Tôi tin rằng sẽ làm tăngtính tích cực của học sinh và hiệu quả trong công tác giảng dạy
3 Thời gian, địa điểm:
cơ bản như: Kỹ năng vận dụng các kiến thức Vật lý để xác định vật tỏa nhiệt,vật thu nhiệt, kỹ năng tóm tắt, kĩ năng áp dụng các phương pháp cơ bản vào bàitoán cụ thể, kĩ năng trình bày bài toán vật lí Từ đó phát huy tính tích cực chủđộng của học sinh trong hoạt động học tập
Bản thân là giáo viên dạy môn Vật lý cho nên việc tổ chức cho học sinhlàm bài tập trong giờ học Vật lý là vấn đề cần thiết trong việc tự giác học củatừng cá nhân học sinh nhằm để nâng cao chất lượng giáo dục Đề tài này khi đưa
Trang 4vào thực tế giảng dạy sẽ góp phần giúp giáo viên đưa ra được phương pháp rèncho học sinh học tập và nâng cao hiệu quả giảng dạy.
Trang 5II Phần nội dung:
1 Chương 1:
Tổng quan 1.1 Cơ sở lý luận:
Môn vật lý là một trong những môn học lý thú, hấp dẫn trong nhà trườngphổ thông, đồng thời nó cũng được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn đời sốnghàng ngày của mỗi con người chúng ta Hơn nữa môn học này ngày càng yêucầu cao hơn để đáp ứng kịp với công cuộc CNH - HĐH đất nước, nhằm từngbước đáp ứng mục tiêu giáo dục đề ra, góp phần xây dựng đất nước ngày mộtgiàu đẹp hơn Đội ngũ học sinh là một lực lượng lao động dự bị nòng cốt vàthật hùng hậu về khoa học kỹ thuật, trong đó kiến thức, kỹ năng vật lý đóng gópmột phần không nhỏ trong lĩnh vực này Kiến thức, kỹ năng vật lý cũng đượcvận dụng và đi sâu vào cuộc sống con người góp phần tạo ra của cải, vật chấtcho xã hội ngày một hiện đại hơn
Phương pháp dạy học ngày nay là phải phát huy tính tích cực, chủ động,
tư duy sáng tạo của người học; thầy là người chỉ đạo, trọng tài, tổ chức hướngdẫn người học giúp người học tìm ra kiến thức
Ta đã biết ở giai đoạn 1 (lớp 6 và lớp 7) vì khả năng tư duy của học sinhcòn hạn chế, vốn kiến thức toán học chưa nhiều nên SGK chỉ đề cập đến nhữngkhái niệm, những hiện tượng vật lý quen thuộc thường gặp hàng ngày Ở giaiđoạn 2 ( lớp 8 và lớp 9 ) khả năng tư duy của các em đã phát triển, đã có một sốhiểu biết ban đầu về khái niệm cũng như hiện tượng vật lý hằng ngày Do đóviệc học tập môn vật lý ở lớp 8 đòi hỏi cao hơn nhất là một số bài toán phươngtrình cân bằng nhiệt
1.2 Cơ sở thực tiễn:
Công tác ở một xã có nhiều thôn bản khó khăn trong huyện, cuộc sống vàviệc học của các em còn gặp nhiều khó khăn, tôi luôn nghĩ làm sao để lôi cuốnđược việc học tập các em nhiều nhất, bằng cách làm đơn giản các bài toán đến
Trang 6Nghiên cứu chương trình Nhiệt học Vật lí 8 và qua thực tiễn nhiều năm giảngdạy cho thấy Nhiệt học là phần kiến thức khó đối với cả giáo viên và học sinh.
+ Về học sinh: Khó hình dung được bản chất của các hiện tượng nhiệttrong các bài tập vì phần Nhiệt học này kiến thức là trừu tượng đối với học sinh,học sinh khó quan sát thấy bằng mắt mà phải thông qua các giác quan cảm giáckhác (Khứu giác, cảm giác ) Đó chính là phần khó khăn đối với học sinh sovới các phần kiến thức vật lí khác
+ Về giáo viên: Chưa chú ý phân loại dạng bài tập, đặc biệt là đối vớiphần giải thích các hiện tượng và bài tập về phần cân bằng nhiệt
Hiện nay các dạng bài tập trong phần Nhiệt học lớp 8 gồm nhiều đơn vịkiến thức, việc phân loại và hệ thống bài tập trong phần này gặp tương đối nhiềukhó khăn đối với cả người dạy và người học
2 Chương 2:
Nội dung vấn đề nghiên cứu 2.1 Thực trạng:
- Khảo sát: Trong nhiều tiết học lượng kiến thức dài so với thời lượng
một tiết học, tổ chức làm bài tâp vận dụng chiếm thời gian rất ngắn Giáo viênchuẩn bị tốt các phương pháp làm bài tập sẽ giúp học sinh nắm bắt được hướnggiải bài tập hiệu quả nhất
Làm thế nào dể học sinh tiếp thu hết được kiến thức trong bài học?
Ðây là câu hỏi mà mọi giáo viên khi soạn, giảng đều luôn dặt ra chomình Mỗi người lại có những cách truyền tải khác nhau, tôi luôn cố gắng làmmọi cách để học sinh tiếp thu được bài học ngay tại lớp, bằng cách làm đơn giảnmọi vấn đề đến mức có thể Khi mà học sinh nắm được kiến thức cơ bản củabài học ngay tại lớp thì học sinh sẽ có hứng thú hơn với môn học và sẽ kíchthích tính tự học tự sáng tạo của các em
- Đánh giá: Sau một thời gian ngắn tìm hiểu, kiểm nghiệm, chúng tôi đã
nhận thấy được thực trạng và một số nguyên nhân sau:
Trang 7Qua nghiên cứu chương trình nhiệt học Vật lí 8 và qua thực tiễn nhiều nămgiảng dạy cho thấy trong quá trình giải bài toán nhiệt học, học sinh có một số nhượcđiểm sau:
- Đọc đề hấp tấp, qua loa, khả năng phân tích đề, tổng hợp đề còn yếu,lượng thông tin cần thiết để giải toán còn hạn chế
- Khi tóm tắt kí hiệu không đúng thứ tự vật 1, vật 2, vật 3, các thông tincho trước liên quan với các vât 1, vật 2, vật 3 và không đổi đúng đơn vị chuẩn
- Chưa xác định đúng vật tỏa nhiệt, vật thu nhiệt Vận dụng đúng côngthức nhiệt lượng cần thu vào để nóng lên, nhiệt lượng vật tỏa ra lạnh đi vàphương trình cân bằng nhiệt để tính đại lượng cần tìm
- Đa số các em chưa có định hướng chung về phương pháp học lý thuyếthiệu quả, chưa có phương pháp định hướng cách giải một cách khoa học
2.2 Các giải pháp:
* Đối với thầy
Muốn hướng dẫn tốt một tiết bài tập cho học sinh, người giáo viên phảixây dựng cho mình một số nhiệm vụ sau:
Thứ nhất: Phải nghiên cứu lý luận dạy học về bài tập và giải bài tập,thông qua giải bài tập vật lý phần Nhiệt học lớp 8, phải xây dựng và lựa chọn hệthống bài tập từ dễ đến khó
- Các bài tập phải phân loại theo đúng chủ đề
- Số lượng bài tập từ dễ đến khó phải phù hợp với năng lực học sinh.Thứ hai: Phải phân tích thật kỹ kiến thức trong sách giáo khoa và các kiếnthức có liên quan đến phần bài tập mà bài tập yêu cầu
- Hệ thống, củng cố các kiến thức toán lý phải phù hợp với trình độ củahọc sinh
- Thời gian hướng dẫn giải và thời gian yêu cầu học sinh tự giải phải phùvới đối tượng học sinh
Trang 8- Hướng dẫn học sinh trình bày bài khoa học, chính xác, ngôn ngữ chuẩnbộ môn.
Thứ ba: Giải pháp chung
+ Phân loại bài tập tự luận theo nội dung
+ Hướng dẫn cụ thể một số bài tập từ đơn giản đến phức tạp (lựa chọn cácbài tập điển hình)
+ Hướng dẫn một số bài tập tổng hợp dành cho học sinh khá giỏi phục vụcho việc ôn luyện đội tuyển học sinh giỏi vật lí 8
+ Quan sát cách trình bày bài tập của học sinh, từ đó hướng dẫn,rèn kĩ năng trình bày cho học sinh
* Đối với trò
- Yêu cầu tối thiểu ở học sinh khi học “Nhiệt học” phải thuộc công thứctính nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên, công thức tính nhiệt lượng vật tỏa ra vàphương trình cân bằng nhiệt
- Đọc bài toán kĩ, tóm tắt chính xác các dữ liệu bài cho, chú ý đơn vịchuẩn của các đại lượng
- Học thuộc, ghi nhớ và hiểu nguyên lý truyền nhiệt
- Học sinh cần có kĩ năng tính toán vững vàng
- Nắm vững kĩ năng biến đổi công thức toán học:
a.d b.c ab d.c
* Những công việc cụ thể:
Với chuyên đề “Một số biện pháp nâng cao kĩ năng giải bài tập tự luậnphần nhiệt học môn vật lí 8 trường Tiểu học và THCS Yên Than – Huyện TiênYên” tôi tiến hành các bước cơ bản sau:
- Bước 1: Củng cố nguyên lý cân băng nhiệt:
+ Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn
Trang 9+ Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thìngừng lại
+ Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lương do vật kia thu vào
Từ nội dung này lấy các ví dụ định tính hệ vật trao đổi nhiệt gi.p học sinhxác định nhiệt vật có nhiệt độ cao, vật có nhiệt độ thấp, từ đó xác định vật tỏanhiệt vật thu nhiệt, nhiệt độ cân bằng
- Bước 2: Củng cố và yêu cầu học sinh học thuộc, ghi nhớ phương trình
cân bằng nhiệt: QTỏa = QThu
+ Vật toả nhiệt: Qtoả = m1.c1.(t1- t)
+ Vật thu nhiệt: Qthu = m2.c2.(t- t2)
- Bước 3: Tôi phân thành những chuyên đề nhỏ để phù hợp với hai đối
tượng học sinh “Đại trà” và “Khá giỏi” Từ các chuyên đề cụ thể tôi đưa ra cácphương pháp giải cơ bản, đơn gian để giúp học sinh áp dụng vào các bài toán cụthể từ đó khắc sâu được kiến thức giải bài toán theo từ dạng đặc trưng
Chuyên đề 1 : Nhiệt lượng lượng vật cần thu vào để nóng lên :
- Nội dung bài toán: Cho một (hoặc 2) vật có khối lượng m1 (m2) có nhiêtđộ ban đầu là t1 được đun nóng (hoặc nhúng vào chất lỏng) thì nhiệt độ vật đónóng lên nhiệt độ t2 Tính nhiệt độ cần thu vào để vật nóng lên?
- Áp dụng phương pháp cơ bản sau:
Bước 1: Đọc đề, phân tích đề bài các yếu tố đã cho và các yếu tố để tóm
tắt chính xác với các dữ kiện đã cho Kí hiệu theo thứ tự các vật theo dữ kiện bàicho: m1, C1, t1, m2, C2, t2 … Chú ý đơn vị chuẩn của các đại lượng
Bước 2: Xác định có mấy vật thu nhiệt và viết phương trình tính nhiệt
lượng thu vào Qthu cho từng vật Tính tổng: Qthu = Q1 + Q2 + ….+
Bước 3: Giải phương trình, tìm đại lượng cần tìm và biện luận kết quả
Vận dụng
Trang 10Bài 1: Một ấm đun nước bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2 lít nước ở
250C Muốn đun sôi ấm nước này cần một nhiệt lượng bằng bao nhiêu?
Mục đích: Dạng bài tập này đưa ra nhằm mục đích giúp học sinh nhớ lại cách vận dụng công thức tính nhiệt lượng để tính toán dạng bài tập định lượng, đồng thời cho học sinh thêm kiến thức khi cung cấp nhiệt cho hệ vật thì các vật có thể thu nhiệt khác nhau Nhiệt lượng của hệ thu vào bằng tổng cộng nhiệt cung cấp cho các chất thành phần.
Bài 2: Phải cung cấp cho 5 kg kim loại này ở 200C một nhiệt lượngkhoảng 59kJ để nó nóng đên 500C Kim loại đó tên là gì?
Mục đích: Giúp học sinh củng cố kiến thức về công thức tính nhiệt lượng.
Q c
= 5.(5900050 20)
=> c = 380 J/kg.K Vậy kim loại trên là đồng
Bài 3: Đầu thép của một búa máy có khối lượng 12kg nóng lên thêm 200Csau 15 phút hoạt động Biết rằng chỉ có 40% cơ năng của búa máy chuyển hoáthành nhiệt năng của đầu búa máy Lấy nhiệt dung riêng của thép là460J/kg.K Tính công suất toả nhiệt của búa
Trang 11Mục đích: Dạng bài tập này đưa ra cung cấp thêm cho học sinh về sự chuyển hoá năng lượng giữa cơ năng và nhiệt năng Trong bài này yêu cầu học sinh có kiến thức tổng hợp cả phần cơ, nhiệt và hiệu suất quá trình truyền năng lượng.
110400
% 100
% 100
H
Q A A
Q
Công suất toả nhiệt của búa máy là:
) ( 67 , 306 900
276000
W t
A
Chuyên đề 2: Phương trình cân bằng nhiệt
- Nội dung bài toán: Cho hệ vật gồm 2 vật hoặc 3 vật trao đổi nhiệt với nhau
- Phương pháp giải:
Bước 1: Đọc đề, phân tích đề bài các yếu tố đã cho và các yếu tố để tóm
tắt chính xác với các dữ kiện đã cho Kí hiệu theo thứ tự các vật theo dữ kiện bàicho: m1, C1, t1, m2, C2, t2 … Chú ý đơn vị chuẩn của các đại lượng
Bước 2: Xác định vật thu nhiệt nhiệt, vật tỏa nhiệt và viết công thức tính
nhiệt lượng tỏa ra, nhiệt lượng thu vào
+ Xác định có mấy vật thu nhiệt và viết phương trình tính Qthu cho từng
vật Tính tổng: Qthu = Q1 + Q2 + ….+
+ Xác định có mấy vật tỏa nhiệt và viết phương trình Qtoả cho từng vật.
Tính tổng: Qtoả = Q1’ + Q2’ + ….+
Bước 3: Viết phương trình cân bằng nhiệt, giải phương trình, tìm đại
lượng cần tìm và biện luận kết quả
Vận dụng
Trang 12Bài 1: Bỏ một vật rắn khối lượng 100g ở nhiệt độ 1000C vào 500g nước ở
150C thì nhiệt độ sau cùng của vật là 160C Thay nước bằng 800g chất lỏng khácở 100C thì nhiệt độ sau cùng là 130C Tìm nhiệt dung riêng của vật rắn và chấtlỏng Cho nhiệt dung riêng của nước là c=4200J/kg.K
Mục đích: Củng cố kiến thức nhiệt học cho HS.
1 , 0
) 15 16 (
4200 5 , 0 ) (
) ( 1 1
2 2 2 1
t t c m
TH2: m1.c1 ( t1 – t’) = m3.c3 ( t’ – t3)
) 10 13 (
8 , 0
) 13 100 (
250 1 , 0 ) ' (
) ' ( 1 1
3 3 3 3
t t c m
Đáp số: c1 = 250 (J/kg.k)
c3 =906,25(J/kg.k)
Nhận xét: Các bài 2,3 cung cấp thêm cho HS các kiến thức về cân bằng
nhiệt Ở bài 3 đòi hỏi học sinh phải biết tư duy xét từng trường hợp để tính toán hợp lí
Bài 2: Thả quả cầu bằng đồng có nhiệt độ 1200C , khối lượng 0,5 kg vào mộtbình nước ở 200C Sau một thời gian nhiệt độ của quả cầu và của nước đều là 400C.Tính khối lượng nước có trong bình, coi như sự truyền nhiệt chỉ diễn ra giữa nước vàquả cầu Nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và của đồng là 380 J/kg.K
Mục đích: Đây là dạng bài tập giúp học sinh củng cố về quá trình truyền nhiệt giữa các chất có vận dụng phương trình cần bằng nhiệt và kiến thứ về nguyên lí truyền nhiệt.
Bài giải
Trang 13400C là:
Q2= m2c2 ( t – t2) = 8400.m2
Khối lượng của nước trong bình là:
Theo PT CB nhiệt: Q1 = Q2 15200 = 8400.m2 m2 = 1,8 kg
* Nhận xét: Cách giải trên phù hợp với các đối tượng học sinh đại trà
trên lớp, các giáo viên thường hướng dẫn cho HS theo cách trên để dễ kiểm tra,đánh giá học sinh Tuy nhiên đối với đối tượng học sinh khá giỏi, đặc biệt là HS
ôn luyện học sinh giỏi thì cần hướng dẫn học sinh giải theo các biểu thức chữsau đó mới thay số vào để tìm ra kết quả cuối cùng Đây có thể coi là bài tập cơbản đầu tiên để định hướng phương pháp giải bài tập nhiệt học cho đối tượnghọc sinh, cần hướng dẫn học sinh các bước giải bài tập có áp dụng kiến thứcphương trình cần bằng nhiệt
Bài 3: Bỏ một quả đồng thau khối lượng 1kg nung nóng đến nhiệt
độ1000C thả vào trong thùng sắt có khối lượng 500g đựng 2kg nước ở nhiệt độ
200C Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường Tìm nhiệt đô cuối cùng của nướcbiết nhiệt dung riêng của đồng là c1=380J/kg.K; sắt c2=460J/kg.K; nước
c3=4200J/kg.K
Mục đích : Củng cố kiến thức cho học sinh về quá trình truyền nhiệt của một hệ gồm nhiều vật tham gia trao đổi nhiệt.
Bài giảiTóm tắt: