Nghiên cứu dạy học chương chất khí vật lý 10 chương trình chuẩn theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề

1 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học vinh - - vâ kim phụng nghiên cứu dạy học chương chất khí vật lý 10 chương trình chuẩn theo định hướng giải vấn đề Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học vật lý Mà số: 60.14.10 Luận văn thạc sĩ giáo dục học Vinh - 2008 Lời cảm ơn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, khoa Sau đại học, khoa Vật lý, môn Phơng pháp giảng dạy Khoa Vật lý Trờng Đại học Vinh ®· t¹o mäi ®iỊu kiƯn gióp ®ì st thêi gian học tập triển khai nghiên cứu Luận văn Tôi xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc cô giáo hớng dẫn PGS.TS Phạm Thị Phú đà tận tình giúp đỡ suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành Luận văn Xin cảm ơn nhiệt tình giúp đỡ Ban Giám hiệu thầy, cô môn Vật lý trờng THPT Nghi Lộc 3, nơi tiến hành thực nghiệm s phạm Luận văn Cuối xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc gia đình, đồng nghiệp bạn bè đà động viên, giúp đỡ trình học tập triển khai thực đề tài Luận văn Tác giả Võ kim Phụng Mở ĐầU Lý chọn đề tài Trong trình đổi giáo dục trung học phổ thông nay, đổi phơng pháp dạy học vấn đề cốt lõi, định hớng đổi vận dụng dạy học giải vấn đề u điểm bật chiến lợc dạy học giải vấn đề khắc phục tính chất tái chiến lợc dạy học giảng giải - minh hoạ Dạy học giải vấn đề có khả to lớn việc bồi dỡng cho học sinh phơng pháp nhận thức, khả t duy, lực độc lập giải vấn đề học tập thực tiễn Lý luận dạy học giải vấn đề đà khẳng định ®iỊu ®ã Tuy vËy, viƯc triĨn khai vËn dơng d¹y học giải vấn đề môn học nhà trờng phổ thông nói chung môn vật lý nói riêng hạn chế Từ lâu, thực tiễn dạy học nớc ta hầu nh quan tâm đến lợng kiến thức học sinh thu nhận đợc mà cha trọng đến bồi dỡng phơng pháp nhận thức khoa học vật lý, kỹ t duy, lực giải vấn đề cho học sinh Vị trí, đặc điểm, nội dung chơng Chất khí có nhiều khả vận dụng lý thuyết dạy học giải vấn đề Cha có đề tài nghiên cứu, vận dụng dạy học giải vấn đề vào dạy học chơng Chất khí Vì thế, chọn đề tài Nghiên cứu dạy học ch ơng Chất khí Vật lý 10 chơng trình chuẩn theo định hớng dạy học giải vấn đề Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu vận dụng dạy học giải vấn đề học thuộc chơng Chất khí vật lý 10 chơng trình chuẩn nhằm góp phần nâng cao chất lợng dạy học chơng Đối tợng phạm vi nghiên cứu Đối tợng nghiên cứu: - Lý luận dạy học giải vấn đề - Quá trình dạy học Vật lý THPT Phạm vi nghiên cứu: - Chơng Chất khí Vật lý 10 chơng trình chuẩn - Dạy học giải vấn ®Ị vËt lý Gi¶ thut khoa häc - Có thể xây dựng tiến trình dạy học chơng Chất khí theo định hớng dạy học giải vấn đề đáp ứng yêu cầu tính khoa häc, tÝnh s ph¹m - ViƯc triĨn khai thùc hiƯn dạy học chơng Chất khí góp phần bồi dỡng phơng pháp nhận thức, kỹ t duy, lực giải vấn đề cho học sinh NhiƯm vơ nghiªn cøu Nghiªn cøu lý luận dạy học giải vấn đề Tìm hiểu thực trạng dạy học giải vấn đề mét sè trêng THPT tØnh NghƯ An Nghiªn cøu chơng trình, sách giáo khoa Vật lý 10 Nghiên cứu mục tiêu, cấu trúc, nội dung chơng Chất khí vật lý 10 chơng trình chuẩn Xây dựng tiến trình dạy học số thuộc chơng Chất khí vật lý 10 chơng trình chuẩn Nghiên cứu, tìm hiểu thiết bị dạy học chơng Chất khí đảm bảo sở vật chất triển khai dạy học theo định hớng giải vấn đề Thực nghiệm s phạm, đánh giá kết nghiên cứu Phơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý luận: Đọc tài liệu có liên quan từ sách báo, mạng internet để giải vấn đề đặt luận văn Nghiên cứu thực tiễn điều tra khảo sát dạy học chơng Chất khí trờng THPT, tiến hành thực nghiệm s phạm, thăm dò, lấy ý kiến từ giáo viên, học sinh để đánh giá lý luận đà nêu Những đóng góp đề tài - Luận văn chứng minh khả vận dụng thành công dạy học giải quyết vấn đề chơng "Chất khí" vật lý 10 chơng trình chuẩn điều kiện nhà trờng phổ thông nớc ta - Xây dựng đợc tiến trình dạy học theo định hớng dạy học giải vấn đề Các tiến trình đợc thực nghiệm s phạm khẳng định tính khả thi hiệu điều kiện dạy học nhà trờng THPT nớc ta Cấu trúc luận văn Phần Mở đầu Phần hai Nội dung Chơng Dạy học giải vấn đề môn vật lý Chơng Nghiên cứu dạy học chơng Chất khí vật lý 10 chơng trình chuẩn theo định hớng dạy học giải vấn đề Chơng Thực nghiệm s phạm Phần Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục Nội dung Chơng Dạy học giải vấn dề môn vật lý 1.1 Phơng pháp giải vấn đề nhận thức vật lý 1.1.1 Phơng pháp giải vấn đề nghiên cứu vật lý nhà khoa học Các nhà khoa học vật lý nghiên cứu giới khách quan nhằm phát đặc tính quy luật khách quan vật, tợng tự nhiên Lịch sử vật lý học cho thấy trình nhận thức vật lý diễn suôn sẻ thuận lợi mà có mâu thuẫn, ®Êu tranh qut liƯt gi÷a nh÷ng t tëng, nh÷ng quan điểm, phơng pháp cũ Vậy, nhà nghiên cứu đà làm để xây dựng đợc khái niệm, định luật mô hình, lý thut vËt lý ®Ĩ phơc vơ cho khoa häc đời sống 1.1.1.1 Chu trình sáng tạo khoa học vËt lý Theo quan ®iĨm cđa triÕt häc vËt biện chứng, trình nhận thức diễn theo công thøc nỉi tiÕng cđa Lªnin: “ Tõ trùc quan sinh ®éng ®Õn t trõu tỵng, tõ t trõu tợng trở với thực tiễn Đó đờng biƯn chøng cđa nhËn thøc ch©n lý, nhËn thøc hiƯn thực khách quan. [60,25] V.G Razumôpki sở khái quát hoá lời phát biểu tơng đơng của nhà vật lý tiếng nh A.Anhstanh, M.Plăng, M.Boocnô, P.L.Kapitsa đà trình bày khía cạnh trình sáng tạo khoa học dới dạng chu trình nh sau: [10,16] Sơ đồ Chu trình sáng tạo khoa học theo V.G Razumôpki Mô hình Các hệ logic Sự kiện Thực nghiệm Từ khái quát kiện xuất phát đến xây dựng mô hình trừu tợng giả định (có tính chất nh giả thuyết); từ mô hình dẫn đến việc rút hệ lý thuyết suy luận logic suy luận toán học; kiểm tra thực nghiệm hệ Nếu kết thực nghiệm phù hợp với hệ dự đoán mô hình giả thuyết đợc xác nhận đắn trở thành chân lý Nếu kiện thực nghiệm không phù hợp với dự đoán lý thuyết phải xem lại lý thuyết, chỉnh lý lại thay đổi Mô hình trừu tợng đợc xác nhận trở thành nguồn tri thức mới, tiếp tục đợc dùng để suy hệ mới, tiếp tục đợc dùng để suy hệ để giải thích kiện thực nghiệm phát Nếu kết thực nghiệm phủ định giả thuyết mô hình nêu cần phải thay đổi Chu trình nhận thức khoa học không khép kín mà đợc mở rộng dần, làm giàu thêm kiến thức khoa học Bằng cách đó, ngời ngày tiếp cận với chân lý khách quan Từ sơ đồ trên, M.Bunseman Razumôpxki nêu giai đoạn điển hình trình nhận thức khoa học nh sau: [10,16] Thực tiễn Vấn đề Giả thuyết Định luật Hệ Lý thuyết Thực tiễn Hoạt động nhận thức vật lý sáng tạo biểu diễn theo sơ đồ sau: [10,16] Sơ đồ Tiến trình nhận thức vật lý sáng tạo Vấn đề Giả thuyết Hệ logic Thí nghiƯm kiĨm tra Tri thøc vËt lý Thùc tiƠn Chu trình sơ đồ nói mô tả toàn trình nhận thức vật lý Đối với nhà vật lý, công trình nghiên cứu cụ thể mình, tham gia vào số giai đoạn Thí dụ nh, Faraday dựa khảo sát thực nghiệm, đề xuất giả thuyết tồn điện trờng, từ trờng Về sau Macxoen phát triển t tởng xây dựng thành lý thuyết trờng điện từ dự đoán lan truyền sóng điện từ Cuối phải đợi đến Hec-xơ kiểm tra đợc thực nghiệm dự đoán Macxoen Đến giả thuyết tồn từ trờng điện từ đợc công nhận chân lý khách quan Nh đờng tìm chân lý xuất phát từ thực tiễn cuối trở lại thực tiễn, lấy thực tiễn làm chân lý Những tính chất quy luật vận động giới vật chất tồn khách quan, không phụ thuộc ý mn cđa ngêi Nh÷ng kiÕn thøc khoa häc mà ngời xây dựng nên để phản ánh, mô tả tính chất, quy luật tự nhiên lại sáng tạo ngời 1.1.1.2 Sự hình thành hệ thống kiến thức khoa học vật lý [14,25] Kiến thức khoa học đợc xây dựng nhà khoa học có động giải vấn đề, tìm lời giải đáp cho câu hỏi đặt ra, mà việc tìm lời giải đáp cho câu hỏi phải tìm tòi đơn lặp lại kiến thức cách thức hoạt động quen thuộc đà biết, dựa t tái Trong trình hoạt động nhận thức thực tiễn, nảy sinh nhu cầu giải thích tợng vật lý mối tơng quan bất biến liệu cảm tính ( Quan sát đợc/ đo đợc) Khi tìm lời giải đáp cho câu hỏi mét tÝnh chÊt hay mét sù kiƯn phơ thc thực tế, mà ta đà đoán tồn chúng đợc thực theo đờng: xuất phát từ việc thiết kế phơng án thí nghiệm khả thi cho phép thu lợm thông tin cần thiết, thực thi thí nghiệm để thu lợm liệu cảm tính trực tiếp, nhờ hành động suy diễn quy nạp để xây dựng nên kết luận xác nhận Nhng trình phát triển hoạt động khoa học thực tiễn nảy sinh nhu cầu giải thích kiện thực nghiệm mới, nh nhu cầu giải thích tồn mối liên hệ đà biết nhu cầu tiên đoán mối liên hệ, kiện xảy ra, nhng cha biết đòi hỏi nhà khoa học đa giả thuyết tổng quát, tức điều đà đợc thừa nhận mang tính chất giả định Những mô hình giả thuyết tổng quát cho phép giải thích kiện, mối liên hệ đà biết cho phép rút hệ logic, nhờ tiên đoán tồn cđa c¸c sù kiƯn thùc nghiƯm hi väng sÏ cã thĨ x¶y ViƯc thiÕt kÕ, thùc thi thÝ nghiƯm phân tích liệu thu đợc để xây dựng mô hình xác nhận có mặt cho phép kiểm tra tính hợp thức mô hình hệ logic mô hình giả thuyết tổng quát Đó điều cần thiết cho chấp nhận tri thức khoa học mới, đồng thời sở cho phát triển giả thuyết khoa học, thuyết cũ không phù hợp với thực nghiệm Mặt khác, thân mô hình hợp thức kết thực nghiệm đa đến ứng dụng khoa học thực tiễn sản xuất đời sống Một số mốc trình nhận thức khoa học vật lý đầy nhọc nhằn, gian khổ vinh quang: - Vật lý thời cổ đại khoa học cha phân ngành cha tách khỏi triết học - Galilê vật lý học: Ông ông tổ vật lý thực nghiệm, vật lý học trở thành khoa học độc lập - Niutơn học cổ điển: Niutơn đà xây dựng hoàn chỉnh khái niệm định luật học 10 - Lý thuyết trờng điện từ Faraday Macxoen: Faraday sau nghiên cứu khái niệm đờng sức từ đà đến ý tởng mô hình đờng sức hoàn toàn hình thức mà có ý nghĩa vật lý, nghĩa đề cập đến khả tồn mặt vật lý chúng, có nghĩa khả tồn mặt vật lý điện từ trờng Macxoen tiếp tục phát triển t tởng Faraday xây dựng lý thuyết trờng điện từ cách hoàn chỉnh Về việc xây dựng phơng trình Macxoen coi ví dụ điển hình phơng pháp mô hình vật lý học, mô hình trừu tợng toán học - Anhstanh thuyết tơng đối: Ngời ta coi Anhstanh ngời sáng lập vật lý đại đóng góp vĩ đại ông việc xây dựng thuyết tơng đối thuyết lợng tử ngày đà xâm nhập vào hầu hết ngành vật lý đại Anhstanh đà đa vào vật lý quan điểm giới có tính chất cách mạng trái với quan điểm học cổ điển phơng pháp có hiệu nhờ mà nhận thức đợc giới cách tinh tế, sâu sắc 1.1.1.3 Tiến trình xây dựng kiến thức vật lý cụ thể Từ phân tích hình thành hệ thống tri thức vật lý mô tả tiến trình xây dựng kiến thức vật lý sơ đồ sau: [17,25] Sơ đồ Điều kiện xuất phát 57 + 52% thụ động học tập: Cha tích cực suy nghĩ chủ động tham gia hoạt động học tập để tự khám phá lĩnh hội kiến thức, rèn luyện kỹ năng, xây dựng thái độ hành vi đắn + 45% cha tích cùc sư dơng thiÕt bÞ häc tËp, thÝ nghiƯm, thùc hành + 60% cha mạnh dạn trình bày, thảo luận, bảo vệ ý kiến + 64% cha tự đánh giá đánh giá thân bạn bè - Nguyên nhân tình hình : + Việc dạy học theo truyền thống cũ đà thành thói quen đa số giáo viên từ tạo tâm lý thụ động học tập học sinh + Cơ sở vật chất, dụng cụ thí nghiệm cha đạt đợc yêu cầu + Trình độ học sinh phần đông yếu + Năng lực số giáo viên hạn chế + áp lực thành tích, thi cử nặng nề 2.6 Xây dựng tiến trình dạy học chơng Chất khí theo định hớng dạy học giải vấn đề 2.6.1 Các mức độ áp dụng dạy học giải vấn đề dạy học chơng Chất khí Căn vào tham gia trực tiếp học sinh vào hành động giải vấn đề theo chu trình sáng tạo vật lý thực dạy học giải vấn đề Các mức độ áp dụng dạy học giải vấn đề chơng nh sau: TT Tên học Mức Mức Mức độ độ Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử chất khí độ Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt * Quá trình đẳng tích Định luật Sác-lơ * 58 Phơng trình trạng thái khÝ lý tëng * Bµi tËp * 2.6.2 TiÕn trình dạy học chơng Chất khí theo tinh thần dạy học giải vấn đề Tiết 48 Bài 28 Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử chất khí I Mục tiêu Kiến thức - Nêu đợc nội dung thuyết động học phân tử chất khí - Nêu đợc ví dụ chứng tỏ phân tử có lực hút lực đẩy - Nắm đợc mô hình khí lý tởng - So sánh đợc thể khí, lỏng, rắn mặt: loại nguyên tử, phân tử, tơng tác nguyên tử, phân tử chuyển động nhiệt Kỹ Bồi dỡng lực giải vấn đề phơng pháp mô hình mặt sau: - Xây dựng mô hình cấu trúc vật chất - Vận dụng mô hình cấu trúc vật chất để giải thích đặc điểm thể tích hình dạng vật chất thể khí, lỏng, rắn - Làm đợc số thí nghiệm đơn giản để kiểm tra tính chân thực mô hình cấu tạo chất Thái độ Học tập tích cực, chủ động, có niềm tin vào tri thức vật lý Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận xác có tình thần hợp tác, đoàn kêt học tập, nh việc áp dụng hiểu biết đà đạt đợc II Chuẩn bị Giáo viên Mô hình cấu tạo chÊt cđa thĨ khÝ, láng, r¾n 59 Dơng làm thí nghiệm để thực lực hút lực ®Èy ph©n tư PhiÕu häc tËp sè 1, sè 2, sè ( Xem phô lôc ) Häc sinh Ôn lại kiến thức cấu tạo chất đà đợc học trung học sở III Phơng pháp Sử dụng phơng pháp dạy học giải vấn đề phơng pháp mô hình IV Tiến trình dạy học Hoạy động Ôn lại kiến thức học đà cấu tạo chất Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh CH: HS suy nghĩ câu trả lời - Vì đờng lại hoà tan nớc ? - Khi nớc nóng trình có xảy nhanh ? - Vì bóng cao su sau bơm HS nhắc lại: căng dù đợc buộc chặt bị xẹp - Các chất đợc cấu tạo từ hạt riêng dần ? biệt phân tử, chúng có khoảng - Nhắc lại kiến thức đà học cấu tạo cách chất ? - Các phân tử chuyển động không Phân tử nhỏ bÐ nh thÕ nµo ? KÝch th- ngõng, chun động nhanh ớc, khối lợng, vận tốc phân tử nhiệt độ vật cao ? HS đọc SGK trả lời Hoạt động Tạo tình có vấn đề Nêu câu hỏi phát triển hoàn chỉnh Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh Giáo viên đa cục nớc đá, cốc nớc, HS trả lời: nớc - Nớc đá tích hình dạng riêng Nớc đá, nớc nớc có công - Nớc tích riêng nhng hình thức hoá học H20 Vậy chúng dạng lại hình dạng bình chứa 60 lại khác ? HÃy mô tả khác - Hơi nớc không tích hình dạng riêng Tại lại có tơng ? HS nhận thức vấn đề nghiên cứu Hoạt động Xây dựng mô hình lực tơng tác phân tử Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh CH: Nếu phân tử cấu tạo nên vật chất chuyển HS suy nghĩ vấn đề động không ngừng vật lại không bị rà thành phân tử riêng rẽ mà lại giữ đợc hình dạng thể tích chúng ? Thông báo: Các phân tử tơng tác với HS theo dõi, đọc SGK lực hút lực đẩy phân tử Độ lớn lực nhận xét: phụ thuộc vào khoảng cách phân tử Coi hai phân tử đứng cạnh - Khi khoảng cách phân tử nhỏ lực nh hai cầu đẩy mạnh lực hút Coi liên kết hai phân - Khi khoảng cách phân tử lớn lực tử nh lò xo hút mạnh lực đẩy - Khi lò xo bị giÃn: tổng - Khi khoảng cách phân tử lớn lực hợp lực liên kết phân tử tơng tác chúng coi nh không đáng kể lực hút Giáo viên dùng mô lực tơng tác phân tử, HS tiếp thu ghi nhớ yêu cầu học sinh nhận xét GV làm thí nghiệm kiểm tra: - Khi lò xo bị nén: tổng hợp lực liên kết phân Bẻ viên phấn làm đôi, ghép tử lực đẩy lại - Khi lò xo không bị giÃn không bị nén: Cắt viên phấn làm đôi cho Lực đẩy lực hút cân bề mặt cắt phẳng, ghép HS nhận xét: lại Khi bẻ viên phấn làm đôi ghép lại bề Yêu cầu HS nhận xét mặt tiếp xúc chúng không phẳng nên khoảng cánh phân tử lớn nên lực Yêu cầu HS hoàn thành C1 tơng tác phân tử không đáng kể nên hai mảnh 61 C2 không dính liền với Hớng dẫn: Dựa vào khoảng Khi cắt viên phấn mà bề mặt cắt phẳng, cách phân tử để xác ghép lại khoảng cách phân tử định lực đẩy hay lực hút mạnh nhỏ, lực hút chiếm u nên hai mẩu h¬n phÊn hót råi dÝnh liỊn víi GV xác hoá nội dung HS thảo luận hoàn thành C1 C2 Hoạt động Giải thích tồn thể chất Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh GV giao phiếu học tËp sè ( Xem HS xem h×nh vÏ SGK vµ lµm viƯc víi phơ lơc ) phiÕu häc tËp GV nhËn xÐt, hỵp thøc hãa kiÕn thøc HS trình bày kết Bảng so sánh mô hình cấu tạo ba thể: khí, lỏng, rắn Trạng thái khí Khoảng cách lớn Trạng thái lỏng nhỏ Trạng thái rắn nhỏ phân tử Lực phân tử nhỏ Chỉ đáng lớn Liên kết phân lớn Liên kết kể va chạm tử gần phân tử 62 Sắp xếp phân hoàn tử toàn hỗn có trật tự nhng cha trật tự tạo thành độn tạo thành mạng tinh mạng tinh thể Chuyển động tự phía phân tử thể dao động xung quanh dao cân cố định tích tích riêng xác tích riêng bình chứa Hình dạng xung vị trí cân bàng có quanh vị trí thể di chuyển đợc Thể tích động định xác định có hình dạng có hình dạng có hình dạng riêng toàn bình chứa phần bình chứa chất xác định lỏng Hoạt động Phát biểu nội dung thuyết động học phân tử chất khí Xây dựng mô hình khí tởng Trợ giúp giáo viên Hoạt động häc sinh GV giao phiÕu häc tËp sè ( Xem phơ HS lµm viƯc víi phiÕu häc tËp lơc ) GV nhËn xÐt, hỵp thøc hãa kiÕn thøc HS nhËn xÐt: ThĨ tÝch cđa ph©n tư khÝ rÊt nhỏ so Sự kiện khởi đầu: Nhận xét thể tÝch cđa ph©n tư khÝ so víi thĨ tÝch cđa bình với thể tích bình chứa nên coi phân tử khí nh chất điểm chứa nó, lực tơng tác phân tử chất khí Mô hình khí lý tởng: Lực tơng tác phân tử chất khí nhỏ nên bỏ qua lực 63 - Các phân tử cất khí đợc xem chất coi phân tử tơng tác điểm với va chạm - Các phân tử chất khí tơng tác với va chạm Hệ suy từ mô hình: Mô hình khí lý tởng giúp giải thích tiên đoán tính chất chất khí, tính chất HS tếp thu ghi nhớ giống nh tÝnh chÊt cđa khÝ thùc ë ®iỊu kiƯn thêng Trong học xem xét hệ suy từ mô hình khí lý tởng Hoạt động Củng cố, vận dụng Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh GV giao phiếu häc tËp sè (Xem phơ HS lµm viƯc víi phiếu học tập lục số ) HS trình bày kết GV nhận xét, tổng kết học Tiết49 Bài 29 Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôi-lơ- Ma-ri-ốt Mục tiêu 1.1 Kiến thức - Nhận biết đợc trạng thái trình - Nêu đợc định nghĩa trình đẳng nhiệt - Phát biểu nêu đợc hệ thức định luật Bôi- lơ-Ma-ri-ốt - Nhận biết đợc dạng đờng đẳng nhiệt hệ toạ độ (p,V) 1.2 Kỹ Bồi dỡng lực giải vấn đề phơng pháp thực nghiệm mặt sau: 64 - Chứng kiến giai đoạn giải vấn đề trình kiến tạo định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt - Trực tiếp thực thí nghiệm để nêu dự đoán quan hệ p, V - Nêu phơng án thí nghiệm thực thí nghiệm theo nhóm để kiểm tra hệ thức định lợng áp suất thể tích chất khí trình đẳng nhiệt - Xử lý số liệu thu đợc từ thực nghiệm - Vận dụng đợc phơng pháp xử lí số liệu thu đợc thí nghiệm vào việc xác định mối liên hệ p V trình đẳng nhiệt - Vận dụng đợc định luật Bôi-lơ- Ma-ri-ốt để giải tập có liên quan 1.3 Thái độ Học tập tích cực, chủ động, có niềm tin vào tri thức vật lý Có thái độ kh¸ch quan, trung thùc, cã t¸c phong tØ mØ, cÈn thận xác có tình thần hợp tác, đoàn kÕt häc tËp, cịng nh viƯc ¸p dơng hiểu biết đà đạt đợc II Phơng pháp Sủ dụng phơng pháp dạy học giải vấn đề mức độ kết hợp với phơng pháp khác: phơng pháp thực nghiệm, đàm thoại, III Chuẩn bị Giáo viên - Dụng cụ làm thí nghiƯm (xem 2.4.2) - GiÊy khỉ lín cã vÏ khung b¶ng “KÕt qu¶ thÝ nghiƯm” - PhiÕu häc tËp sè ( Xem phô lôc sè ) Häc sinh: Mỗi HS chuẩn bị bảng kết thí nghiệm: Thể tích V (cm3) IV Tiến trình dạy học áp suất p (mmHg) pV 65 Hoạt động 1: Tạo tình có vấn đề Nêu câu hỏi nhận thức Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh Giới thiƯu dơng thÝ nghiƯm (h×nh 29.1 HS theo dâi SGK) CH: Dự đoán thay đổi áp suất khí HS suy nghĩ bình tăng giảm thể tích lợng khí ? HS làm thí nghiệm: GV hớng dẫn quan sát HS làm thí nghiệm: - Đẩy pittông lên xuống để thay đổi thể tích Lu ý: - Lợng khí bình không đổi -Nhiệt độ không đổi - Quan sát đồng hồ đo áp suất khí bình CH: Có mối liên hệ thể tích áp Nhận xét: Khi thể tích lsuất thí nghiệm ? ợng khí giảm ¸p st cđa nã VËy ¸p st vµ thĨ tÝch có mối liên hệ tăng ngợc lại định tính với Làm tìm đợc mối liên hệ định lợng áp suất thể Cá nhân nhận thức nội dung cần tích lợng khí nhiệt độ không khám phá cách thức để nghiên đổi ? cứu Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh Yêu cầu HS đọc phần I II HS đọc lại SGK phần I, II trả lời SGK trả lời câu hỏi: - Quá trình biến đổi trạng thái biến đổi - Quá trình biến đổi trạng thái trạng thái khí từ trạng thái sang gọi gì? trạng thái khác - Đẳng trình ? - Đẳng trình trình có thông số - Quá trình đẳng nhiệt gì? trạng thái đợc giữ không đổi, thông số GV xác hoá lại nội lại biến đổi dung - Quá trình đẳng nhiệt trình nhiệt độ đợc giữ không đổi 66 Hoạt động 3: Nêu dự đoán quan hệ p, V trình đẳng nhiệt Suy hệ logic từ dự đoán đề xuất phơng án thí nghiệm Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh Yêu cầu HS nêu dự đoán quan hệ p V - HS dựa vào thí nghiệm trình đẳng nhiệt ban đầu nêu dự đoán: Nếu p tỉ lệ nghịch với V suy hệ + Khi V giảm p tăng tích pV? + Khi V tăng p giảm Nêu phơng án thí nghiệm kiểm tra hệ này? + áp suất tỉ lệ nghịch với GV hợp thức hoá phơng án thí nghiệm:(xem 2.4.2) thĨ tÝch khÝ + Thay ®ỉi thĨ tÝch khÝ xilanh bàng cách - Suy luận toán học: dùng tay ấn nhẹ chậm để pittông chuyển động pV = const xuống dới - HS đề xuất phơng án + Mỗi vị trí pitông đọc số tơng ứng thể tích thí mghiệm áp suất - Thay đổi V + Lấy cặp p,V - Ghi lại kết + Ghi số liệu vào bảng kết thí nghiệm - Tính tích pV Hoạt động 4: Thùc hiƯn thÝ nghiƯm theo nhãm ®Ĩ kiĨm tra hệ logic Phát biểu định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh Hớng dẫn HS tiÕn hµnh thÝ nghiƯm Hs tiÕn hµnh thÝ nghiƯm theo CH: Rút nhận xét kết thÝ nghiƯm? nhãm Tỉng kÕt: Cã thĨ coi tÝch p.V số Các nhóm phát biểu: (Do sai số dẫn tới kết tích p.V gần Từ thÝ nghiƯm rót nhËn xÐt: b»ng ) trơng hợp giá trị Từ kết thực nghiệm trùng với hệ tích p.V gần logic, khẳng định kết chân lý HS tiếp thu ghi nhớ thông báo nội dung định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt ( Khi m xác định, T=const SGK) Thì p.V=const hay p1V1=p V ==PnVn Yêu cầu HS giải thích thuật ngữ tỉ lệ HS giải thích 67 nghịch nội dung định luật Hoạt động 5: Vẽ đờng đẳng nhiệt Trợ giúp giáo viên Hoạt ®éng cđa häc sinh H·y dïng sè liƯu b¶ng kết HS vẽ đờng biểu diễn theo số thí nghiƯm” ®Ĩ vÏ ®êng biĨu diƠn sù biÕn liƯu cđa nhóm thiên p theo V hệ toạ độ (V,p) Thông báo: Đó đờng đẳng nhiệt HS trả lời: CH: - Đờng đẳng nhiệt đờng biểu - Đờng đẳng nhiệt gì? Nó có dạng ? diễn biến thiên áp suất Thông báo: ứng với nhiệt độ khác theo thể tích nhiệt độ không lợng khí đờng đẳng đổi Trong hệ toạ độ (V,p) đờnh nhiệt ứng với nhiệt độ cao đờng đờng hypebol đẳng nhiệt dới HS tiếp thu ghi nhớ Yêu cầu HS nhà giải thích HS nhận nhiệm vụ Hoạt động 6: Củng cố, vận dụng Trợ giúp giáo viên GV giao phiếu học tập số (xem phụ lục 3) Hoạt động häc sinh HS nhËn nhiƯm vơ häc GV nhËn xÐt, đánh giá học sinh tiết học tập Tiết 51 Bài 31 Phơng trình trạng thái khí lí tởng I Mục tiêu Kiến thức Xây dựng đợc phơng trình trạng thái khí lý tởng từ phơng trình suy đợc định luật đẳng trình 68 Nêu đợc định nghĩa trình đẳng áp, viết đợc hệ thức liên hệ thể tích nhiệt độ tuyệt đối trình đẳng áp nhận đợc dạng đờng đẳng áp hệ toạ độ (p,T) (p,t) Hiểu đợc ý nghĩa vật lý Độ không tuyệt đối trình bày đợc u nhợc điểm nhiệt giai Ken-vin Kỹ Vận dụng đợc phơng trình trạng thái khí lý tởng để giải tập có liên quan Rèn luyện lực giải vấn đề mức độ 2: - Tiếp thu câu hỏi nhận thức - Rút phơng trình trạng thái khí lí tởng phơng pháp suy luận lý thuyết Thái ®é Häc tËp tÝch cùc, chđ ®éng, cã niỊm tin vào tri thức vật lý Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong cẩn thận, xác có tình thần hợp tác, đoàn kết học tập, nh việc áp dụng hiểu biết đà đạt đợc II Phơng pháp Sủ dụng phơng pháp dạy học giải vấn đề mức độ (trong trình dạy học phần 2) kết hợp với phơng pháp khác: suy luận lý thuyết, đàm thoại III Chuẩn bị Giáo viên: Quả bóng bàn bình nớc nóng Phiếu học tập số 6, 7, (xem phụ lục 3) Học sinh: Ôn lại 29 30 IV Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Phân biệt khí lý tởng khí thực Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh 69 Yêu cầu HS đọc mục SGK HS đọc SGK trả lời câu hỏi: CH:- Khí lí tởng ? - Khí lí tởng chất khí phân tử đợc coi chất điểm tơng tác va chạm - Khi cần độ xác - Chỉ có khí lí tởng tuân theo cao sử dụng định luật định luật chất khí đà học Khi cần độ Bôi-lơ-Ma-ri-ốt Sác-lơ cho xác cao khí thực tuân theo gần khí thực đợc không ? định luật - Trong trờng hợp - Khi không cần độ xác cao, coi gần khí thực khí nhiệt độ áp suất thông thờng lí tởng ? coi gần khí thực khí lí tởng Hoạt động 2: Tiếp nhận nhiệm vụ nhận thức Trợ giúp giáo viên GV làm thí nghiệm: Hoạt động học sinh HS theo dõi Nhúng bóng bàn bẹp vào nớc nóng CH: - Hiện tợng xảy ra? - Quả bóng phồng lên nh cũ - Các thông số trang thái l- - Cả thông số p, T , V ®· thay ®ỉi ỵng khÝ ®· thay ®ỉi ? - Có thể xác định thông số - Quá trình trình định luật Bôi- trình đẳng tích để áp dụng định Sáclơ-Ma-ri-ốt Sác-lơ đợc không? lơ, trình - Vậy phơng trình xác đẳng nhiệt để áp dụng định luật định mối quan hệ ba thông số Bôi- lơ-Ma-ri-ốt trình ? HS nhận thức vấn đề cần giải Hoạt động 3: Xây dựng phơng trình trạng thái khí lý tởng Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh 70 - Yêu cầu HS nêu dự đoán quan HS dựa vào thí nghiệm suy luận hệ p, V T trình - Có thể dựa vào kiến thức đà học, sử ban đầu nêu dự đoán: - T tăng, V tăng dụng lý thuyết để tìm mối liên hệ Cha thể khẳng định đợc p thay đổi p, T, V nh thÕ nµo GV giao phiÕu häc tËp sè HS lµm viƯc víi phiÕu häc tËp GV nhận xét, hợp thức hoá kiến thức: HS trình bày kết Phơng trình trạng thái khí lý tởng: pV T 1 = pV T 2 hay pV = const T HS tiÕp thu vµ ghi nhớ Hoạt động 4: Xây dựng phơng trình đẳng áp Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh Khi áp suất lợng khí không đổi, nhiƯt HS suy nghÜ vÊn ®Ị míi ®é tut ®èi thể tích có mối liên hệ với nh thÕ nµo ? GV giao phiÕu häc tËp sè (xem phơ lơc 3) HS lµm viƯc víi phiÕu häc GV nhận xét, hợp thức hoá kiến thức: tập Trong trình đẳng áp lợng khí HS trình bày kết định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối HS tiếp thu ghi nhớ p1=p2 V1/T1=V2/T2 Hoạt động 5: Vận dụng phơng trình trạng thái khí lý tởng định luật Gay-luy-xác Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh GV giao phiÕu häc tËp sè HS lµm viƯc víi phiÕu häc tËp GV nhËn xÐt vµ cho điểm HS trình bày kết 71 Hoạt động 6: Tìm hiểu nhiệt giai Ken- vin xem xét ý nghĩa vật lý Độ không tuyệt đối Trợ giúp giáo viên GV yêu cầu HS đọc SGK Hoạt động học sinh Tìm hiểu nhiệt giai Ken-vin xem Nói tóm tắt tiểu sư cđa hu©n tíc xÐt ý nghÜa vËt lý cđa Độ Ken- vin không tuyệt đối Nhấn mạnh: đạt đợc HS đọc SGK nhiệt độ K K đợc gọi độ Nghe, ghi nhớ không tuyệt đối Tham khảo bảng: Một số nhiệt độ theo nhiệt giai Ken- vin Hoạt động 7: Tổng kết học Trợ giúp giáo viên Yêu cầu HS nhắc lại kiến thức trọng tâm Hoạt động học sinh HS nhắc lại kiến thức BTVN: Bài tập SGK ôn lại kiến thức trọng tâm chơng Chất khí HS nhận nhiệm vụ học GV đánh giá học, thái độ học tập HS tập Tiết 53 Bài tập chơng Chất khÝ ” I Mơc tiªu KiÕn thøc Cđng cè lại kiến thức đà học chơng Kỹ Vận dụng kiến thức đà học để giải thích vấn đề tập có liên quan Tìm phơng án, tiến hành thí nghiệm, xử lý kêt quả, rút kết luận để giải tập thí nghiệm 3.Thái độ Học tập tích cực, chủ động, có niềm tin vào tri thức vật lý Có thái độ khách quan, trung thùc, cã t¸c phong cÈn thËn chÝnh x¸c có tình thần hợp tác, đoàn kết học tập, áp dụng hiểu biết đà đạt đợc ... 10 chơng trình chuẩn theo định hớng dạy học giải vấn đề Chơng Nghiên cứu dạy học chơng Chất khí Vật lý 10 chơng trình chuẩn theo định hớng dạy học giải vấn đề 2.1 Kiến thức khoa học vÒ “ ChÊt... lợng dạy học chơng Đối tợng phạm vi nghiên cứu Đối tợng nghiên cứu: - Lý luận dạy học giải vấn đề - Quá trình dạy học Vật lý THPT Phạm vi nghiên cứu: - Chơng Chất khí Vật lý 10 chơng trình chuẩn. .. dạy học giải vấn đề [15 ,10] Dạy học giải đề mô trình nhận thức sáng tạo nhà vật lý học, dựa vào nguyên tắc chung dạy học giải vấn đề tơng tự dạy học giải vấn đề chu trình nhận thức sáng tạo vật