Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học các định luật chất khí vật lý 10

trờng đại học vinh khoa vật lý - Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học định luật chất khí vật lý 10 Khoá luận tốt nghiệp chuyên ngành: lý luận ph ơng pháp dạy học vật lý Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS Phạm Thị Phú Học viên thực hiện: Lớp: Lê Văn Vinh 47A - Vật lý Vinh, 2010 Lời cảm ơn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc lời cảm ơn chân thành tới cô giáo PSG.TS Phạm Thị Phú, ngời tận tình hớng dẫn, động viên, giúp đỡ em từ lúc nhận đề tài đến hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Vật lí, thầy cô giáo, gia đình bạn bè quan tâm, góp ý tạo điều kiện thuận lợi để khóa luận hoàn thành tốt đẹp Vì điều kiện thời gian nh lực thân nhiều hạn chế nên luận văn khó tránh khỏi sai sót Em mong nhận đợc nhiều ý kiến đóng góp quý báu từ thầy cô bạn Vinh 5/ 2010 Lê Văn Vinh Mục lục trang mở đầu Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tợng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phơng pháp nghiên cứu Kết nghiên cứu đạt đợc nội dung Chơng Cơ sở lí luận thực tiễn sử dụng thí nghiệm xây dựng video clip thí nghiệm dùng dạy học 1.1 Tổng quan PTDH vật lí truyền thống trờng phổ thông 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Chức phơng tiện dạy học vật lí 1.2 Thí nghiệm giáo khoa vật lí 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Đặc điểm thí nghiệm 1.2.3 Chức TNGK vật lí 1.2.4 Phân loại 1.3 Phim giáo khoa PTDH đại nhà trờng 1.3.1 Tổng quan phơng tiện dạy học vật lí đại 1.3.2 Phim giáo khoa dạy học vật lí 1.4 Video clip thí nghiệm giáo khoa 1.4.1 Khái niệm 1.4.2 Chức 1.4.3 Ưu điểm hạn chế video clip thí nghiệm giáo khoa 1.4.4 Yêu cầu video clip thí nghiệm giáo khoa 1.4.5 Các phơng án sử dụng video clip thí nghiệm giáo khoa dạy học Kết luận chơng Chơng Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học định luật chất khí Vật lí 10 3 3 4 5 6 8 10 13 13 14 15 15 15 16 17 19 20 2.1 Đặc điểm chơng "Chất khí"-Vật lý 10 2.2 Bộ thí nghiệm PVT hãng Leybol sản xuất 22 24 2.2.1 Giới thiệu thí nghiệm 2.2.2.Lắp dặt vận hành thí nghiệm PVT hãng Leybol sản xuất 2.2.3 Xây dựng số Videoclip từ thí nghiệm PVT hãng Leybol sản xuất 2.3 Bộ thí nghiệm PVT tự làm 2.3.1 Giới thiệu thí nghiệm 2.3.2 Lắp dặt vận hành thí nghiệm PVT tự làm 2.3.3 Xây dựng số Video clip thí nghiệm từ thí nghiệm PVT tự làm 2.4 Thiết kế phơng án dạy học với thí nghiệm Video clip tơng ứng Tổng kết chơng Chơng Đánh giá sản phẩm Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục 24 26 38 38 38 42 51 52 92 mở đầu Lí chọn đề tài Sự xuất kinh tế toàn cầu hóa kinh tế tri thức đa xã hội loài ngời tới kỉ nguyên đòi hỏi hệ thống giáo dục phơng pháp giáo dục thích nghi với môi trờng xã hội thay đổi Đổi toàn diện giáo dục nhiệm vụ nay, bao gồm đổi quan điểm, mục tiêu, nội dung, phơng pháp, phơng tiện giáo dục, đổi kiểm tra đánh giá kết giáo dục, đổi phơng tiện dạy học tiền đề vật chất để thực hóa việc đổi yếu tố lại trình giáo dục, dạy học Đổi phơng pháp dạy học phải đổi mạnh mẽ phơng pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện nếp t sáng tạo ngời học Từng bớc áp dụng phơng pháp tiên tiến phơng tiện đại vào trình dạy học, đảm bảo điều kiện thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh Chiến lợc phát triển giáo dục 2001-2010 ( ban hành kèm định số 201/2001/QĐ TTG ngày 28 tháng 12 năm 2001 thủ tớng phủ) mục 5.2 ghi rõ: " Đổi đại hóa phơng pháp giáo dục Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động thầy giảng trò ghi sang hớng dần ngời học chủ động t trình tiếp cận tri thức; dạy cho ngời học phơng thức, tự thu nhận thông tin cách có hhệ thống, có t phân tích tổng hợp; phát triển lực nhận thức cá nhân; tăng cờng tính chủ động tích cực học sinh, sing viên trình học tập" Trong trình đổi phơng pháp dạy học, phơng tiện dạy học đóng vai trò quan trọng Phơng tiện dạy học không đóng vai trò hỗ trợ cho hoạt động dạy học, mà nguồn thông tin, nguồn tri thức Sử dụng phơng tiện dạy học không giúp học sinh nâng cao hiệu suất, hiệu học tập mà hớng học sinh vào việc hình thành cho học sinh lực sử dụng phơng tiện thông tin để học tập suốt đời hoạt động thực tiền Tăng cờng sử dụng ph- ơng tiện kĩ thuật đại điều kiện để thực có hiệu nhiều phơng pháp dạy học chẳng hạn nh: Phơng pháp dạy học trực quan, thí nghiệm, phơng pháp làm việc độc lập học sinh Phơng tiện kĩ thuật dạy học giúp học sinh dễ nhớ, dễ nhận biết vật tợng, Giúp học sinh dễ dàng mhậm biết đợc vật tợng, giúp học sinh dễ dàng nhận biết đợc vấn đề giáo viên trình bày, định hớng tốt đợc nội dung học, dễ tiếp thu thông tin rút ngắn đợc nội dung trình bày giáo viên, lôi đợc học sinh vào giảng, làm cho lớp học không buồn tẻ Thực trạng giáo dục nớc ta qua nghiên cứu cho thấy việc giảng dạy kiến thức cho học sinh nói chung kiến thức vật lí nói riêng có đổi rõ rệt, song tình trạng dạy học thông báo - tái phổ biến Học sinh phổ thông có điều kiện để nghiên cứu, quan sát tiến hành thí nghiệm vật lí; thực tế dạy học nh đòi hỏi phải có thay đổi có tính chiến lợc toàn cục phơng pháp giảng dạy môn trờng phổ thông Tìm hớng giải vấn đề phải đổi phơng pháp dạy học theo hớng tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh với góp phần quan trọng thí nghiệm vật lí Vật lí học môn khoa học thực nghiệm, sử dụng TNVL nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh nhà trờng biện pháp hữu hiệu Việc giảng dạy môn vật lí trờng phổ thông cần phải đợc tiến hành thông qua việc tăng cờng sử dụng thí nghiệm Chơng Chất khí Vật lí 10 nội dung quan trọng phần nhiệt, gồm phần chính: Thuyết động học phân tử chất khí định luật thực nghiệm chất khí lí tởng Dạy học đinh luật chất khí có nhiều khả thực nhiệm vụ dạy học vật lí, đặc biệt bồi dỡng phơng pháp thực nghiệm vật lí phơng pháp đặc thù Vật lí học Điều yêu cầu phải khai thác tốt thí nghiệm dạy học nội dung Tuy nhiên, qua thực tiễn cho thấy trờng phổ thông, việc sử dụng thí nghiệm vào dạy học chơng nhiều khó khăn, chủ yếu dụng cụ thí nghiệm, có dùng giảng dạy định luật Bôi lơ- Ma ri ốt, tình trạng dạy học học thông báo phổ biến; chất lợng dạy học chơng cha đạt đến mục tiêu dạy học theo quan điểm đổi Vì lí chọn đề tài :"Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học định luật chất khí Vật lí 10" Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học định luật chất khí Vật lí 10 Đối tợng nghiên cứu - PTDH vật lí trờng phổ thông - Thí nghiệm vật lí với chức PTDH vật lí trờng phổ thông - Phim giáo khoa với chức PTDH vật lí trờng phổ thông - Nội dung, trình dạy học dùng thí nghiệm video dạy học định luật chất khí Giả thuyết khoa học Nếu sử dụng thí nghiệm cách hợp lí dạy học định luật chất khí Vật lí 10 nâng cao chất lợng lĩnh hội kiến thức, bồi dỡng phơng pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh, góp phần nâng cao chất lợng dạy học Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu PTDH vật lí trờng phổ thông - Tìm hiểu chức thí nghiệm vật lí với chức PTDH vật lí trờng phổ thông - Tìm hiểu phim giáo khoa với chức PTDH vật lí trờng phổ thông - Nghiên cứu nội dung chơng "chất khí" thuộc chơng trình vật lí 10 - Lắp ráp thực thí nghiệm từ thí nghiệm chất khí hãng Leybold sản xuất - Xây dựng video clip thí nghiệm thí nghiệm chất khí hãng Leybold sản xuất - Lắp ráp thực thí nghiệm từ thí nghiệm chất khí tự làm - Xây dựng video clip thí nghiệm thí nghiệm chất khí tự làm Phơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lí luận: nghiên cứu tài liệu phơng pháp thực nghiệm, đổi phơng pháp dạy học, sách giáo khoa thí điểm - Nghiên cứu thực nghiệm: tiến hành thí nghiệm từ thí nghiệm hãng Leybold Đức sản xuất thí nghiệm tự làm - Thực nghiệm s phạm Kết nghiên cứu đạt đợc: 7.1 Lắp ráp thực thành công thí nghiệm định luật chất khí 7.2 Xây dựng clip thí nghiệm với tổng thời gian 13 phút 36 giây gồm: + Clip giới thiệu thiết bị TN: phút 48 giây + Clip TN khảo sát định luật Bôi lơ - Ma ri ốt: phút 59 giây + Clip TN khảo sát định luật Gay-luy-xắc: phút 53 giây + Clip TN khảo sát PTTT: phút 06 giât 7.3 Chế tạo TN PVT nhằm khắc phục nhiều hạn chế TN hãng Leybold sản xuất 7.4 Xây dựng clip TN PVT tự làm với tổng trờng đoạn 19 phút 25 giây + Clip TN khảo sát định luật Bôi lơ - Ma ri ốt: phút 21 giây + Clip TN khảo sát định luật Sác lơ: phút 40 giây + Clip TN khảo sát định luật Gay luy xắc: phút 07 giây + Clip TN khảo sát phơng trình trạng thái: phút 17 giây 7.5 Thiết kế số học với TN, video clip xây dựng gồm: + Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôi lơ - Ma ri ốt + Bài 30: Quá trình đẳng tích Định luật Sác lơ + Bài 31: Phơng trình trạng thái khí lí tởng nội dung Chơng sở lí luận thực tiễn sử dụng thí nghiệm xây dựng video clip thí nghiệm giáo khoa dùng dạy học 1.1 Tổng quan phơng tiện dạy học vật lí truyền thống trờng phổ thông 1.1.1 Khái niệm Để đa khái niệm phơng tiện dạy học vật lí khái niệm chung phơng tiện dạy học Sau số định nghĩa phơng tiện dạy học số tài liệu đợc công bố Định nghĩa 1.Phơng tiện dạy học (PTDH) vật thể tập hợp vật thể mà giáo viên sử dụng trình dạy học để nậng cao hiệu trình này, giúp học sinh lĩnh hội khái niệm, định luật, hình thành kĩ năng, kĩ xảo cần thiết [13] Theo định nghĩa 1, PTDH bao gồm phơng tiện vật chất Định nghĩa PTDH phơng tiện vật chất GV (và) HS sử dụng dới đạo GV trình dạy học, tạo điều kiện cần thiết để đạt đợc mục tiêu dạy học [ 10, 190] Qua định nghĩa rút khái niệm PTDH vật lí nh sau: PTDH Vật lí đối tợng vật chất phi vật chất GV (và) HS sử dụng dới hớng dẫn hỗ trợ giáo viên trình dạy học vật lí, tạo điều kiện cần thiết nhằm đạt đợc mục tiêu dạy học môn Vật lí 1.1.2 Phân loại PTDH Vật lí gồm phơng tiện truyền thống phơng tiện đại Các phơng tiện dạy học truyền thống phơng tiện đã, đợc sử dụng hoạt động dạy học Ta sử dụng phơng tiện dạy học truyền thống quen thuộc sau: - Các vật thật đời sống kĩ năng: - Các thiết bị thí nghiệm dùng để tiến hành thí nghiệm GV thí nghiệm HS (gọi chung thí nghiệm giáo khoa) - Các mô hình vật chất - Bảng - Tranh ảnh vẽ sẵn - Các tài liệu in: Sách giáo khoa, sách tập, sách hớng dẫn thí nghiệm tài liệu tham khảo khác Trong thiết bị thí nghiệm phơng tiện dạy học vật lí truyền thống, giữ vị trí đặc biệt quan trọng, đặc thù môn học Trong khuôn khổ đề tài, theo định hớng nghiên cứu, trình bày chi tiết loại phơng tiện mục 1.1.4 Các phơng tiện dạy học đại phơng tiện kĩ thuật đợc sáng chế, sản xuất vào năm đầu của kỉ XX đến năm gần đợc đa vào sử dụng làm phơng tiện dạy học nh máy tính, thiết bị nghe-nhìn, băng hình 1.1.3 Chức phơng tiện dạy học vật lí Chỉ thâu tóm đầy đủ chức phơng tiện dạy học vật lí, xem xét việc sử dụng phơng tiện dạy học cách đồng thời nhiều phơng diện khác nhau: Trên sở quan điểm lí luận nhận thức, lí luận dạy học đại cơng lí luận dạy học môn Nhng dù xét theo quan điểm nào, chức chủ yếu phơng tiện dạy học tạo điều kiện cho học sinh nắm vững xác, sâu sắc kiến thức, phát triển lực nhận thức hình thành nhân cách [14,193] - Sử dụng tổ hợp phơng tiện dạy học để tạo động học tập, kích thích hứng thú nhận thức học sinh, đặc biệt giai đoạn định hớng mục đích nghiên cứu - Sử dụng tổ hợp phơng tiện dạy học để hình thành kiến thức, kĩ Các phơng tiện dạy học: Thiết bị thí nghiệm, mô hình, tranh ảnh, SGK, phim học tập, 10 Bài 30 "Quá trình đẳng tích Định luật Sác lơ" Bài 31 "Phơng trình trạng thái khí lí tởng _ Tiết 2" [...]... cận và tìm hiểu cách láp ráp vận hành, xây các video clip dùng trong dạy học chơng chất khí Đồng thời tôi cũng xin giới thiệu một số phơng án dạy học sử dụng thí nghiệm, Video clip thí nghiệm, thí nghiệm kết hợp với Video clip thí nghiệm 24 Chơng 2 nghiên cứu sử dụng thí nghiệm và video clip thí nghiệm dạy học các định luật chất khí 10 2.1 Đặc điểm chơng "Chất khí" -Vật lý 10 Chơng "chất khí" nằm ở v trí... hành thí nghiệm, rồi viết báo cáo thí nghiệm - Thí nghiệm thực hành Vật Lý có thể có nội dung định tính hay định lợng, song chủ yếu là kiểm nghiệm lại các định luật, các quy tắc đã học và xác định các đại lợng vật lí mà các nội dung này không có điều kiện thực hiện ở thí nghiệm trực diện - Thí nghiệm thực hành có thể thực hiện dới một trong các hình thức sau: - Thí nghiệm thực hành đồng loạt, Tất cả các. .. một thí nghiệm 22 Kết luận chơng 1 Trong chơng 1 chúng ta đã đợc tiếp cận thí nghiệm và phim giáo khoa nh là những phơng tiện dạy học Ta có một số kết luận nh sau: Phơng tiện dạy học là các đối tợng vật chất hoặc phi vật chất do GV (và) học sinh sử dụng dới sự chỉ đạo của GV trong quá trình dạy học, tạo những điều kiện cần thiết nhằm đạt đợc mục đích dạy học TNGK về vật lý là những thí nghiệm vật lý sử. .. đợc thí nghiệm Có nghĩa là: Với các thiết bị thí nghiệm, các điều kiện thí nghiệm nh nhau thì khi bố trí lại hệ thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, hiện tợng, quá trình vật lý phải diễn ra trong thí nghiệm giống nh ở các lần thí nghiệm trớc đó 1.2.3 Chức năng của TNGK vật lí * Các chức năng của TNGK theo quan điểm của lý luận nhận thức [1] Theo quan điểm của lý luận nhận thức, trong dạy học vật lý ở... với các mức độ tự lực khác nhau Có thể chia thí nghiệm thực tập ra làm 3 loại: * Thí nghiệm trực diện Cũng nh thí nghiệm biểu diễn, tùy theo mục đích sủ dụng, thí nghiệm trực diện có thể là thí nghiệm mở đầu, thí nghiệm nghiên cứu hiện tợng đợc tiến hành dới dạng nghiên cứu khảo sát hay nghiên cứu minh họa và cũng có thể là thí nghiệm củng cố 14 Thí nghiệm trực diện có thể đợc tổ chức dới hình thức thí. .. Đợc sử dụng trong giai đoạn nghiên cứu kiến thức mới Thí nghiệm nghiên cứu hiện tợng bao gồm: - Sử dụngTNGK thí nghiệm làm thí nghiệm nghiên cứu khảo sát nhằm cung cấp các cứ liêuj để từ đó quy nạp, kiểm tra rính đúng đắn của giả thuyết khoa học hoặc hệ quả logic suy ra từ giả thuyết, giải quyết đợc vấn đề đặt ra đầu giờ học, từ đó xây xựng kiến thức mới - Sử dụng video clip TNGK làm thí nghiệm nghiên. .. kĩ thuật có thể đợc sử dụng nh là xuất phát điểm của quá trình nghiên cứu các khái niệm, định luật vật lí nhng cũng có thể đợc dùng nh là sự vận dụng các kiến thức đã học ở khâu cũng cố - Tổ hợp phơng tiện dạy học đợc sử dụng để kiểm tra kiến thức, kĩ năng mà học sinh đã thu đợc Hiện nay, tiền năng này của các phơng tiện dạy học vẫn cha đợc khai thác sử dụng đầy đủ trong dạy học vật lí ở trờng phổ thông... trình dạy học - Thí nghiệm là phơng tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện của học sinh - Thí nghiệm là phơng tiện đơn giản hóa và trực quan trong dạy học Vật Lý 1.2.4 Phân loại TNGK 1.2.4.1 .Thí nghiệm biểu diễn Thí nghiệm biểu diễn là TNGK đợc giáo viên tiến hành ở trên lớp, trong các giờ học nghiên cứu kiến thức mới và có thể ở các giờ học củng cố kiến thức của học sinh Căn cứ vào mục đích lý. .. Căn cứ vào mục đích lý luận dạy học của thí nghiệm biểu diễn trong các quá trình nhận thức của học sinh, thí nghiệm biểu diễn gồm: * Thí nghiệm mở đầu Là thí nghiệm nhằm giới thiệu cho học sinh biết qua về hiện tợng sắp nghiên cứu, để tạo tình huống có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú của học sinh, lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhận thức 13 * Thí nghiệm nghiên cứu Là thí nghiệm nhằm xây dựng nên hoặc... trình dạy học, muốn biến nội dung môn học thành vốn liếng của học sinh phải xét sự vận động của nội dung dạy học trong mối quan hệ với mục đích dạy học và phơng pháp dạy học Nội dung nào sẽ quyết định phơng pháp nấy, phơng pháp nào lại quyết định phơng tiện nấy - Từ hai điểm trên ta thấy rằng việc sử dụng thí nghiệm vào dạy học chơng này là không thể thiếu Ta dùng thí nghiệm để xây dựng hai định luật ... tiêu dạy học theo quan điểm đổi Vì lí chọn đề tài : "Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học định luật chất khí Vật lí 10" Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học định luật chất khí. .. án dạy học sử dụng thí nghiệm, Video clip thí nghiệm, thí nghiệm kết hợp với Video clip thí nghiệm 24 Chơng nghiên cứu sử dụng thí nghiệm video clip thí nghiệm dạy học định luật chất khí 10 2.1... Nội dung, trình dạy học dùng thí nghiệm video dạy học định luật chất khí Giả thuyết khoa học Nếu sử dụng thí nghiệm cách hợp lí dạy học định luật chất khí Vật lí 10 nâng cao chất lợng lĩnh hội