Xây dựng một số nội dụng dạy học tích hợp vật lí – hóa học phần nhiệt học môn vật lí lớp 10

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT ĐẶNG THAI MAI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG MỘT SỐ NỘI DUNG DẠY HỌC TÍCH HỢP VẬT LÝ-HÓA HỌC PHẦN NHIỆT HỌC LỚP 10 Người thực hiện: Nguyễn Xuân Tuấn Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực: Vật lý THANH HOÁ NĂM 2016 Mục lục Mở đầu………………………………………………………………………2 Nội dung………………………………………………………………… …4 2.1 Khái niệm dạy học tích hợp…………………………………………… …4 2.2 Các nguyên tắc để xây dựng nội dung dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học …4 2.3 Quy trình xây dựng nội dung dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học …… … 2.4 Một số nội dung dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học phần nhiệt học……… 2.5 Kết khảo sát thảo luận………………………………………………17 Kết luận kiến nghị… …………………………………………………… 18 3.1 Kết luận…………………………………………………………………….18 3.2 Kiến nghị………………………………………………………………… 18 Tài liệu tham khảo MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Dạy học tích hợp (integrative teaching and learning) trở thành trào lưu phổ biến giới đòi hỏi từ cách mạng thông tin kinh tế tri thức Phát triển toàn diện lực cho học sinh, đặc biệt lực giải vấn đề, lực sáng tạo lực tự học mục tiêu đặt lên hàng đầu kỷ nguyên internet thứ (internet of things) chúng ta, mà kiến thức bị lạc hậu nhanh truy cập dễ dàng thời đại thông tin Nhận thức xu hướng phát triển tất yếu khoa học tiến nhân loại, Đảng ta ban hành nghị trung ương khóa XI đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo vào năm 2013, ghi rõ “Chuyển mạnh trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện lực phẩm chất người học Học đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình giáo dục xã hội…” Một giải pháp để đạt mục tiêu Nghị rõ “tích hợp kiến thức, kỹ năng, tác phong làm việc chuyên nghiệp để hình thành lực nghề nghiệp cho người học” Cụ thể hóa nghị Đảng, Quốc hội ban hành Nghị số 88/2014/QH13 đổi chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông ghi rõ “…một số môn học chương trình hành để tạo thành môn học tích hợp; thực tinh giản, tránh chồng chéo nội dung giáo dục, giảm hợp lý số môn học…” Trong công văn số 80 /KH-BGDĐT ban hành ngày 25 tháng năm 2014, Giáo dục Đào tạo thị rõ “Phương pháp giảng dạy tích hợp môn học Phương pháp xây dựng chuyên đề dạy học tích hợp liên môn” phải trở thành nội dung bắt buộc sinh hoạt chuyên môn trường trung học phổ thông (viết tắt THPT) Tất kết luận dạy học tích hợp trở thành nội dung bắt buộc chương trình THPT, đặc biệt kỳ đổi chương trình năm học 2018-2019 Tuy nhiên, dạy học tích hợp chưa tồn chương trình THPT trước đây, khái niệm hoàn toàn lạ đa số giáo viên học sinh Một số nơi nôn nóng áp dụng khái niệm với nhiều quan niệm sai lầm thiếu sót Điều khó hiểu mà môn học trường THPT môn khoa học độc lập với nội dung phương pháp nhận thức khác Chính vậy, nội dung tích hợp? Tích hợp vào đâu? Tích hợp chúng nào? Dạy học nội dung tích hợp sao? Các phương tiện phương pháp dạy học cụ thể gì? nội dung cần nghiên cứu cách khoa học phải dựa thực tiễn sư phạm phong phú áp dụng chúng cách thành công hiệu Nhiều vấn đề thực tế liên quan đến hai lĩnh vực Vật lý Hóa học đòi hỏi phải sử dụng hai lĩnh vực khoa học giải thành công Tuy nhiên Vật lý Hóa học lại hai môn học độc lập trường THPT nên chương trình nội dung không đồng tương thích với để ứng dụng cho việc giải vấn đề thực tiễn Xuất phát từ nhu cầu giáo dục trên, với mong muốn đóng góp từ thực tiễn sư phạm sinh động tác giả đề xuất sáng kiến kinh nghiệm có tên “Xây dựng số nội dung dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học phần nhiệt học lớp 10” dựa tổng kết kinh nghiệm dạy học mà tác giả tích lũy trường THPT Đặng Thai Mai, huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa hai năm học 2014-2015 2015-2016 1.2 Mục đích nghiên cứu Mục đích sáng kiến kinh nghiệm xây dựng số nội dung dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học phần Nhiệt học lớp 10 từ kết ứng dụng chúng dạy học trường THPT Đặng Thai Mai năm học 2014-2015 2015-2016 để rút nguyên tắc quy trình nhằm tích hợp hay nhiều nội dung Hóa học vào dạy học Vật lý 1.3 Đối tượng nghiên cứu Sáng kiến kinh nghiệm nghiên cứu nguyên tắc quy trình để tích hợp nội dung Hóa học vào dạy học Vật lý phần Nhiệt học dựa kết sư phạm trường THPT Đặng Thai Mai năm học 2014-2015 2015-2016 1.4 Phương pháp nghiên cứu Sáng kiến kinh nghiệm sử dụng phương pháp thực nghiệm giáo dục để điều tra khảo sát học sinh, từ kết thống kê tác giả khái quát hóa thành nguyên tắc quy trình NỘI DUNG 2.1 Khái niệm dạy học tích hợp Hiện khái niệm dạy học tích hợp chưa thống văn hành gây nhiều khó khăn việc áp dụng thực tiễn Theo ý kiến PGS TS Nguyễn Xuân Thành – Phó vụ trưởng Vụ Giáo dục Trung học (Bộ GD&ĐT) dạy học tích hợp liên môn nội dung dạy học phương pháp Còn theo nhà sư phạm Hoa Kì Douglas Cruickshank từ chương trình giáo dục edutopia dạy học tích hợp tích hợp hai hay nhiều lĩnh vực dạy học khác thành nội dung dạy học phản ánh mục tiêu giáo dục Khái niệm xuất phát từ cách tiếp cận thực dụng tư sư phạm Hoa Kì Mục tiêu đặt trước từ lựa chọn nội dung, phương pháp phương tiện để đạt mà không cần quan tâm đến tính toàn vẹn khoa học nội dung kiến thức khoa học truyền thụ Người học lĩnh hội nhiều tri thức kỹ nhiều lĩnh vực khác từ lí thuyết đến thực hành lúc để đạt mục tiêu dạy học Cách tiếp cận theo kiểu “dự án” dạy học trở thành chủ đạo chương trình giáo dục Chúng chứng minh thực tiễn mang lại hiệu ứng tích cực sau:  Chúng làm tăng hiểu biết, mối liên hệ ứng dụng khái niệm tổng quát  Mang lại hiểu biết tổng thể tốt lĩnh vực có quan hệ với nhau, theo phát triển khái niệm, quan điểm giá trị đa dạng  Làm tăng khả đưa định, tạo nên tư phê phán sáng tạo, kiến thức tổng hợp vượt khỏi lĩnh vực  Tăng khả để xác định, đánh giá, chuyển giao thông tin ý nghĩa để giải vấn đề  Xúc tiến trình học tập hợp tác, tỏ thái độ tốt thân người có ý nghĩa cộng đồng  Gia tăng động lực hoài bão Các hiệu ứng tích cực vừa mục tiêu kết nội dung dạy học tích cực mà chương trình dạy học tích hợp edutopia thu 2.2 Các nguyên tắc để xây dựng nội dung dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học Các nguyên tắc để xây dựng chương trình nội dung dạy học tích hợp Vật lý – Hóa học dựa sở tâm lí học nhận thức, phương pháp dạy học Vật lý phương pháp dạy học Hóa học Áp dụng nguyên tắc để xây dựng nên chương trình nội dung dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học Khái quát hóa kết điều tra, khảo sát thực nghiệm giáo dục chương trình nội dung dạy học tích hợp nguyên tắc chứng minh Các nguyên tắc để xây dựng nội dung dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học bao gồm:  Nguyên tắc thống với mục tiêu chương trình dạy học Theo nguyên tắc toàn nội dung, phương pháp, phương tiện phải thiết kế triển khai nhằm đạt mục tiêu dạy học ban đầu đề Các mục tiêu chuẩn lực cụ thể người học sau học định lượng đánh giá Các công cụ để đánh giá lực bước chuẩn hóa nhằm nâng cao khả đánh giá kết Nội dung kiến thức xây dựng thiết kế cho người học tự học cách dễ dàng Phương pháp dạy học tương tác học sinh với giáo viên, phương tiện, nhóm học tập với để giải vấn đề đặt Giáo viên thông qua hoạt động đa dạng để giúp học sinh giải vấn đề từ hình thành nên lực sau học Theo cách tiếp cận này, nội dung phương pháp mang tính mở không bó hẹp sách giáo khoa học sinh sử dụng phương tiện mà có thể, miễn đạt mục tiêu dạy học  Nguyên tắc giao thoa môn học tích hợp Theo nguyên tắc nội dung môn học giúp đạt mục tiêu dạy học sử dụng để tích hợp Xuất phát từ việc giải vấn đề đặt nên người học phải huy động nhiều kiến thức kĩ lĩnh vực khác để giải Vì nhiệm vụ nhà sư phạm xác định nội dung cần thiết để trình giải nhiệm vụ thành công Các lĩnh vực độc lập môn học mà tự phản ánh lực riêng tích hợp Việc áp đặt cách khiên cưỡng nội dung môn học khác trở thành nội dung dạy học có tác dụng phản giáo dục  Nguyên tắc thực tế nội dung dạy học tích hợp Không hấp dẫn gây hứng thú người học giáo viên vấn đề thực tế Làm điều có ý nghĩa tạo lập trì động học tập làm việc bền vững Các lực học sinh thể trình giải vấn đề thực tế giúp em tự tin tương lai phải đối mặt với vấn đề thực tế khác sống nghề nghiệp Vật lý Hóa học hai môn học gắn liền với giới quan, sống, khoa học công nghệ Vì giải vấn đề thực tế tạo nên hứng thú xây dựng động học tập bền vững lòng say mê sáng tạo cho người học  Nguyên tắc bảo toàn môn học trước tích hợp Nội dung môn học tích hợp vào nội dung môn học phải không phá vỡ mục tiêu dạy học môn học mà làm gia tăng nâng cao mục tiêu môn học Nội dung tích hợp không phát sinh thêm thời gian phá vỡ chương trình  Nguyên tắc tương đồng thời gian Nội dung tích hợp vào nội dung môn học phải tồn song song có trước Nếu nguyên tắc bị vi phạm biến người thầy giáo thành người dạy học đa môn Đây điều phi thực tiễn giáo dục Việt nam trường THPT 2.3 Quy trình xây dựng nội dung dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học Một chương trình dạy học tích hợp chương trình dạy học khác bao gồm yếu tố cấu thành nên như: mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện, phân phối thời gian, đánh giá Dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học hướng tới hình thành lực người học thông qua vấn đề thực tế bước để xây dựng chương trình phải vào sở khoa học môn học tâm lí học nhận thức học sinh Các bước để thiết kế chương trình bao gồm:  Xác định vấn đề cần giải  Xây dựng mục tiêu dạy học  Xác định nội dung dạy học tích hợp  Tìm kiếm phương tiện dạy học phù hợp  Xác định phân phối chương trình  Triển khai thực  Đánh giá điều chỉnh Từ bước xây dựng chương trình bước xây dựng nội dung dạy học tích hợp bao gồm:  Xác định vấn đề thực tế Trong bước giáo viên cần tìm kiếm vấn đề xuất phát từ thực tế mà người học giải từ kiến thức kĩ có Vấn đề cần phải huy động lúc kiến thức kỹ tích hợp từ hai hay nhiều (ví dụ: Vật lý Hóa học) để giải trọn vẹn Mục đích đưa người học vào tình sư phạm “có vấn đề” Tình sư phạm không thiết phải không thiết trình bày sách giáo khoa cho học sinh  Xác định mục tiêu dạy học Các chuẩn kỹ kiến thức mục tiêu giải vấn đề thành công người học Nó mục tiêu trình dạy học mà người dạy mong đợi từ người học Mục tiêu rõ ràng, dễ định lượng tốt Vấn đề không thiết giải triệt để chương trình THPT, phạm vi cần xác định rõ  Xác định nội dung dạy học tích hợp Nội dung Hóa học tích hợp vào môn Vật lý phải tương thích với nhau, tích hợp để mở rộng nâng cao mục tiêu dạy học Vật lý, Vật lý sử dụng để làm rõ nội dung Hóa học, Vật lý Hóa học sử dụng để giải vấn đề thực tế Trong bước phải trả lời câu hỏi: nội dung tích hợp tích hợp, vị trí tích hợp, sử dụng nội dung tích hợp nào?  Xác định phương pháp dạy học Phương pháp dạy học cho dạy học tích hợp đa dạng như: giao nhiệm vụ, thảo luận nhóm, hoàn thành dự án phương pháp dạy học hiệu việc hình thành lực tư độc lập cho học sinh  Xây dựng kế hoạch dạy học Kế hoạch dạy học hay giáo án thiết kế theo module đơn vị kiến thức kỹ để thể rõ mục tiêu dạy học Lô gic tiến trình giải vấn đề đưa thay cho lô gic nhận thức người học  Xây dựng phương án đánh giá lực người học Các thang bậc kiến thức theo Bloom thang bậc kỹ theo Harrow áp dụng để xây dựng nên lực học sinh Năng lực hiểu biết (phản ánh kiến thức), lực định lượng lực phân tích (phản ánh lực tư duy), lực tham gia giải vấn đề (phản ánh lực tự học, thu thập tổng hợp thông tin) đánh giá liên tục để điều chỉnh kế hoạch dạy học cho phù hợp Các nguyên tắc quy trình sử dụng để xây dựng số nội dung dạy học tích hợp Vật lý – Hóa học phần sau 2.4 Một số nội dung dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học phần nhiệt học Phần nhiệt học thực cuối lớp 10 môn Vật lý THPT, tương ứng phần nhiệt hóa học giảng dạy cuối lớp 10 tạo nên tương đồng thời gian tốt cho dạy học tích hợp Vật lý –Hóa học Tuy nhiên số nội dung dạy học tích hợp sáng kiến kinh nghiệm không đặt mục tiêu bao quát toàn nội dung phần nhiệt học Chỉ số nội dung trình bày sáng kiến kinh nghiệm nhằm mục đích rút nguyên tắc quy trình dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học Nội dụng dạy học tích hợp Vật lý - Hóa học phần nhiệt học thiết kế bao gồm học sau: Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG A Vấn đề Nội khái niệm Vật lý học vận dụng để làm rõ vấn đề Hóa học yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ cân phản ứng hóa học (nồng độ, nhiệt độ, áp suất) Do giới hạn nên nội dung giải thích Hóa học không vận dụng khái niệm nội Mặc dù chất vấn đề biến thiên lượng hệ (biến thiên nội năng) Thông qua việc tích hợp nội dung Hóa học “tốc độ phản ứng hóa học” vào học “nội năng” mục tiêu dạy học mở rộng nâng cao Học sinh vận dụng khái niệm nội để giải thích yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng Hóa học để hiểu rõ chất trình Đồng thời vận dụng kiến thức Vật lý Hóa học để giải tượng “hiệu ứng nhà kính” thực tế nhằm phát triển lực học sinh Thông qua việc giải vấn đề “hiệu ứng nhà kính” chuẩn kiến thức kĩ học sinh hình thành phát triển B Mục tiêu dạy học Thông qua học “nội năng” khía cạch tích hợp Vật lý Hóa học để giải vấn đề thực tế tượng “hiệu ứng nhà kính”, học sinh đạt chuẩn kiến thức kĩ quy định Bộ GD-ĐT, bên cạnh học sinh tồn lực sau: a Năng lực định tính Học sinh có thể: - Phân biệt nội hệ vật với lượng bên - Chỉ yếu tố mà thay đổi nội khí Trái đất trường hợp “hiệu ứng nhà kính” - Chỉ hậu thay đổi nội khí phản ứng hóa học khí Trái đất b Năng lực định lượng Học sinh có thể: - Tính thay đổi nhiệt độ chất khí gây hiệu ứng nhà kính gây (ví dụ: CO2) hấp thụ nhiệt lượng xác định từ Trái đất - Tính thay đổi nhiệt độ lượng khí gây hiệu ứng nhà kính đưa vào khí Trái đất - Tính nhiệt lượng giải phóng khí quyến Trái đất nhiệt độ thay đổi lượng c Năng lực phân tích Học sinh có thể: - Vẽ biến đổi nhiệt độ Trái đất theo biến đổi lượng khí gây nhà kính biến đổi rút kết luận C Nội dung tích hợp Nội dung “tốc độ phản ứng hóa học” tích hợp vào “nội năng”, học sinh sau lĩnh hội khái niệm nội sử dụng để giải thích chất yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng nhiệt độ, áp suất, nồng độ Sau vận dụng khái niệm Vật lý Hóa học để tìm hiểu định tính định lượng vấn đề tượng “hiệu ứng nhà kính” Để học sinh vận dụng kiến thức nhằm tìm hiểu giải tượng “hiệu ứng nhà kính” giáo viên cần làm rõ vấn đề sau đây: - Khái niệm nội truyền nhiệt - Ảnh hưởng nhiệt độ áp suất lên tốc độ phản ứng hóa học - Giới thiệu sơ lược tượng “hiệu ứng nhà kính” Trái đất - Giới thiệu yếu tố làm gia tăng nồng độ chất khí gây hiệu ứng nhà kính - Giới thiệu hệ hiệu ứng nhà kính gây biến đổi khí hậu Trái đất D Phương pháp dạy học Kết hợp phương pháp: thuyết trình, thảo luận nhóm, giao nhiệm vụ, dạy học dự án E Phương tiện dạy học Bài học dạy học đa phương tiện nên yêu cầu có máy chiếu, máy vi tính F Kế hoạch dạy học Theo phân phối chương trình học dạy thời gian tiết Hoạt động giáo viên-học sinh Nội dung + Hoạt đông 1(5 phút): Đặt vấn đề Video clip biến đổi khí hậu ảnh - Giáo viên: Chiếu video clip hưởng hiệu ứng nhà kính hậu biến đổi khí hậu Việt nam ảnh hưởng hiệu ứng nhà kính Và đặt câu hỏi: Tại xạ nhiệt mặt trời lại gây nên hiệu ứng nhà kính khí trái đất? - Học sinh: theo dõi + Hoạt động (10 phút): Khái niệm I Nội nội Khái niệm nội - Giáo viên: Trình bày bình khí kín Định nghĩa: Nội hệ kín với phân tử chuyển động tổng động tương bình đặt câu hỏi: tác phân tử 10 C1: Các phân tử chuyển động nên chúng mang loại lượng gì? C2: Loại lượng thay đổi phân tử chuyển động nhanh hơn? C3: Các phân tử tương tác với nên chúng mang loại lượng gì? C4: Loại lượng thay đổi không gian chứa chúng thay đổi? Từ việc trả lời câu hỏi vào thẻ ghi định nghĩa khái niệm -Học sinh: Trả lời câu hỏi vào thẻ ghi đối chiếu với lời thuyết trình giáo viên Phương pháp làm thay đổi nội Thực công Nội hệ vật biến đổi thực công Truyền nhiệt Nội hệ vật biến đổi có truyền nhiệt từ hệ vật khác Nhiệt lượng Q thu vào hay tỏa có thay đổi nhiệt độ t xác định: Q = mct Trong m khối lượng (kg), c nhiệt dung riêng (J/kg.K) II +Hoạt động (10 phút): Phương pháp làm biến đổi nội -Giáo viên: Yêu cầu học sinh làm thí nghiệm hình 32.1 SGK: nội dung thí nghiệm cọ xát vật vào vật khác rút nhận xét Yêu cầu học sinh làm thí nghiệm hình 32.2 SGK: nội dung thí nghiệm nung nóng vật Yêu cầu học sinh viết công thức 32.2 SGK -Học sinh: làm thí nghiệm nhận xét viết công thức 32.2 III Ảnh hưởng nội tới +Hoạt động (10 phút): Ảnh hưởng tốc dộ phản ứng hóa học nồng độ, nhiệt độ, áp suất tới tốc Trong thể tích không đổi, độ phản ứng hóa học nồng độ tăng tương tác phân tử tăng xác xuất va chạm phân tử tăng dẫn đến 11 -Giáo viên: nêu lại thí nghiệm hình 7.1, 7.2, 7.3 49 SGK Hóa học yêu cầu học sinh giải thích? -Học sinh: Vận dụng khái niệm nội giải thích kết thí nghiệm +Hoạt động (10 phút): Ứng dụng khái niệm nội năng, tốc độ phản ứng vào tượng hiệu ứng nhà kính -Giáo viên: giới thiệu hiệu ứng nhà kính khí gây hiệu ứng nhà kính Đồng thời đặt câu hỏi: C1: Trong khí gây hiệu ứng nhà kính khí có nồng độ thay đổi mạnh hoạt động người? C2: Nhiệt truyền từ vật khí làm cho thay đổi nhiệt độ? C3: Nội khí thay đổi nồng độ chất khí gây hiệu ứng nhà kính tăng? C4: Hiệu ứng nhà kính có ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng chất có khí quyển? tác động qua lại chúng gì? -Học sinh: Theo dõi trả lời câu hỏi? +Hoạt động 6: giao vấn đề nhà: nội hệ tăng làm tăng số va chạm hiệu quả, kết làm tăng tốc độ phản ứng Khi áp suất tăng nồng độ chất khí tăng theo, nên kết giống ảnh hưởng nồng độ Khi nhiệt độ thay đổi làm phân tử chuyển động nhanh làm tăng xác suất va chạm hiệu quả, làm tăng tốc độ phản ứng hóa học Tức nội tăng tốc độ phản ứng hóa học tăng Các khí gây hiệu ứng nhà kính bao gồm: Hơi nước: 36%-70%, CO2: %26%, CH4: 4% - 9%, O3: 3% -7% Trong khí bô níc có nồng độ thay đổi mạnh hoạt động người như: phá rừng, công nghiệp, sử dụng nhiện liệu, gia tăng dân số Trái đất hấp thụ xạ nhiệt mặt trời tái xạ nhiệt vào khí bước sóng ngắn Các khí gây hiệu ứng nhà kính hấp thụ nhiệt làm tăng nội khí trái đất Nội khí tăng nồng 12 -Giáo viên: Yêu cầu học sinh tổng kết kiến thức học Yêu cầu học sinh tìm kiếm thêm thông tin hiệu ứng nhà kính: video clip, ảnh, luận Yêu cầu học sinh làm tập độ khí gây hiệu ứng nhà kính tăng làm biến đổi khí hậu trái đất sau hàng nghìn năm tuân theo quy luật tương đối ổn định Khí gây hiệu ứng nhà kính làm tăng tốc độ phản ứng hóa học làm tăng nội nồng độ chất khí Bài 33: CÁC NGUYÊN LÝ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC A Vấn đề Trong phần nhiệt học lớp 10 yêu cầu dạy học hai nguyên lí I nguyên lí II nhiệt động lực học Cả hai nguyên lí khái quát hóa lý thuyết dạng định luật bảo toàn lượng nhiệt học Vì sử dụng biện pháp trực quan thực nghiệm để dạy học khó thực thành công Thay vậy, sử dụng ứng dụng chúng để làm rõ nguyên lí thực tế khái quát hóa chúng Một ứng dụng quan trọng thực tế hai định luật nhiệt động lực học động nhiệt, thứ phổ biến kỹ thuật đời sống Động nhiệt sử dụng nhiên liệu chất lưu đó, mà cụ thể nhiên liệu hóa thạch Các nhiên liệu hóa thạch phản ứng với ô xy sinh nhiệt Vì tích hợp phần nhiệt phản ứng phân loại phản ứng hóa học vào học để làm rõ vấn đề động nhiệt Giáo viên giới thiệu động nhiệt, sau giúp học sinh tìm hiểu hai định luật nhiệt động lực học nhiệt phản ứng hóa học để vận dụng nhằm tìm hiểu giải vấn đề đặt động nhiệt B Mục tiêu dạy học Ngoài chuẩn kiến thức kĩ quy định, thông qua việc học tập “các nguyên lí nhiệt động lực học” tích hợp với nội dung “nhiệt phản ứng hóa học” để tìm hiểu giải vấn đề động nhiệt học sinh hình thành lực sau: a Năng lực định tính Học sinh có thể: - Chỉ nguyên lí động nhiệt từ định luật nhiệt động lực học - Chỉ trình biến đổi lượng động nhiệt từ định luật thứ nhiệt động lực học - Chi cấu động nhiệt từ nguyên lí thứ nhiệt động lực học - Giải thích không tồn động vĩnh cữu b Năng lực định lượng Học sinh có thể: 13 - Tính biến thiên nội năng, công học, nhiệt lượng ví dụ cụ thể từ việc vận dụng định luật thứ nhiệt động lực học - Xác định hiệu suất động nhiệt - Xác định nhiệt lượng tỏa đốt khối lượng nhiên liệu C Nội dung tích hợp Nội dung “nhiệt phản ứng hóa học” tích hợp vào học “Các nguyên lí nhiệt động lực học” Thông qua việc vận dụng kiến thức Vật lý Hóa học để tìm hiểu giải vấn đề “động nhiệt” mục tiêu dạy học hình thành D Phương pháp dạy học Kết hợp phương pháp dạy học sau để đạt kết tối ưu: Thuyết trình, đàm thoại, thảo luận nhóm, giao nhiệm vụ, dự án E Phương tiện dạy học Bài học sử dụng đa phương tiện yêu cầu máy tính máy chiếu, động xe máy học mô hình động đốt F Kế hoạch dạy học Theo phân phối chương trình GD-ĐT, dạy tiết Hoạt động giáo viên-học sinh Nội dung +Hoạt động (5 phút): Vấn đề động nhiệt -Giáo viên: chiếu video clip động nhiệt ứng dụng Đặt câu hỏi: Làm mà động nhiệt tạo công học? Thực chất động nhiệt biến đổi dạng lượng nào? -Học sinh: theo dõi +Hoạt động (15 phút): Định luật thứ nhiệt động lực học -Giáo viên: Yêu cầu học sinh nhắc lại định luật bảo toàn chuyển hóa lượng Thuyết giảng định luật từ việc áp dụng định luật bảo toàn lượng cho tượng nhiệt I Định luật thứ nhiệt động lực học Định luật Độ biến thiên nội hệ vật tổng công nhiệt lượng mà vật nhận U = A + Q Quy ước dấu: Q > : Vật nhận nhiêt lượng 14 Thuyết giảng hệ mở, kín, cô lập Q < 0: Vật truyền nhiệt lượng để minh họa cho định luật thứ A > 0: Vật nhận công nhiệt động lực học A < 0: Vật thực công Yêu cầu học sinh nghiệm lại trình biến đổi trạng thái chất khí -Học sinh: theo dõi trả lời câu hỏi vào thẻ ghi +Hoạt động (20 phút): Nguyên lí động nhiệt -Giáo viên: phân tích hình ảnh động đốt dùng nhiên liệu xăng đặt câu hỏi C1: Chỉ nguyên lí động đốt trong? C2: Vẽ sơ đồ trình biến đổi lượng động đốt trong? -Học sinh: theo dõi trả lời câu hỏi C1: Nguyên lí động nhiệt khai thác liên hệ nhiệt lượng, thể tích áp suất chất lưu làm việc Chất lưu thường chất khí, số trường hợp trải qua biến đổi pha từ khí sang lỏng trở lại khí chu trình khép kín C2: Nội  Nhiệt  Cơ II Định luật thứ hai nhiệt +Hoạt động (20 phút): Định luật thứ động lực học hai nhiệt động lực học Hai cách phát biểu định luật -Giáo viên: thuyết giảng định luật R Clausius: Nhiệt tự truyền thứ hai nhiệt động lực học từ vật sang vật nóng S Carnot: Động nhiệt chuyển hóa tất nhiệt lượng nhận thành công học +Hoạt động (10 phút): Cơ cấu động nhiệt -Giáo viên: phân tích động đốt đặt câu hỏi C1: Chỉ cấu động đốt tồn động vĩnh cữu? Cơ cấu động nhiệt gồm có phận sau: Nguồn phát nhiệt Q1  Bộ phận thực công  Q2 Nguồn lạnh A = Q1 – Q2 +Hoạt động (10 phút): Nhiệt phản H > 0: phản ứng thu nhiệt ứng hóa học H < 0: phản ứng tỏa nhiệt -Giáo viên: 15 Giáo viên chiếu video clip trình đốt cháy nhiên liệu động đốt Yêu cầu học sinh phân biệt phản ứng hóa học thu nhiệt tỏa nhiệt đặt câu hỏi C1: Phản ứng đốt nhiên liệu động nhiệt thu nhiệt hay tỏa nhiệt? C2: Phản ứng cháy nhiên liệu phản ứng chiều hay thuận nghịch? C3: Làm để tăng tốc độ phản ứng cháy động nhiệt? C4: Nhiệt độ tăng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng cháy nhiên liệu? -Học sinh: thảo luận nhóm trả lời câu hỏi cách vận dụng nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê +Hoạt động (10 phút): Động nhiệt biến đổi khí hậu ô nhiễm môi trường -Giáo viên: chiếu video clip tác động khí thải động đốt làm gia tăng nồng độ CO2 gây nên hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm môi trường Yêu cầu học sinh thảo luận nhóm hậu tiêu cực tiến khoa học, công nghệ trình công nghiệp hóa -Học sinh: theo dõi thảo luận Phản ứng đốt cháy nhiên liệu phản ứng tỏa nhiệt Phản ứng cháy nhiên liệu phản ứng hóa học chiều Tăng nồng độ ô xi giảm nồng độ chất thải (CO2) Khi nhiệt độ tăng làm tăng vận tốc trung bình phân tử khí thải làm giảm khả va chạm hiệu dụng phân tử nhiên liệu ô xi kết làm giảm tốc độ phản ứng hiệu suất động +Giao nhiệm vụ nhà: Yêu cầu học sinh thực nhiệm vụ sau: Tìm hiểu loại động nhiệt giới rõ trình biến đổi lượng Tìm mô hình “động vĩnh cữu” mà người nghĩ 16 trình vi phạm hai nguyên lí nhiệt động lực học 2.5 Kết khảo sát thảo luận Nội dung dạy học tích hợp Vật lý –Hóa học giải vấn đề thực tế nhằm phát triển lực học sinh yêu cầu phải đạt mục tiêu dạy học Vật lý không tích hợp nội dung Hóa học Vì cần phải so sánh mục tiêu dạy học Vật lý không tích hợp tích hợp Các mục tiêu so sánh kiểm tra định tính định lượng với chuẩn kiến thức kĩ Vật lý tương đương Kết khảo sát hai lớp 10 năm học 2014 -2015 không sử dụng nội dung tích hợp năm học 2015-2016 sử dụng nội dung dạy học tích hợp có mặt trình độ học sinh không chênh lệch nhiều cho thấy bảng Kém Giỏi Khá Trung bình Yếu Không tích hợp 0% 36% 60% 4% 0% Tích hợp 46% 53% 1% 0% 0% Kết cung cấp kinh nghiệm sư phạm cho thấy áp dụng dạy học tích hợp khả đạt mục tiêu sư phạm chuẩn kiến thức kĩ môn Vật lý đạt mục tiêu phạm môn Hóa học Mục tiêu dạy học Vật lý mở rộng nâng cao Kết dạy học tích hợp tương đương so với dạy học không tích hợp Ngoài ra, nhiều mục tiêu dạy học lĩnh vực khác như: giáo dục kỹ thuật, giáo dục môi trường, giáo dục lòng say mê khoa học-công nghệ… Bên cạnh kết khảo sát mức độ hứng thú tham gia học tập học sinh tiến hành, kết khảo sát cho bảng Rất hứng thú Hứng thú Trung bình Không hứng thú Chán Không tích 0% hợp Tích hợp 4% 30% 60% 10% 0% 50% 40% 6% 0% Kết khảo sát dựa kinh nghiệm dạy học hai năm học vừa qua cho thấy hứng thú, tâm tính thần học tập nâng cao học sinh tìm hiểu giải vấn đề thực tế có ý nghĩa thiết thực với đời sống ngày em thông qua nội dung dạy học tích hợp Thái độ tiếp nhận 17 học em có phần hào hứng Mức độ liên hệ học với thực tế học sinh khả quan hơn, em thấy ý nghĩa việc học KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Sáng kiến kinh nghiệm “xây dựng số nội dung dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học phần nhiệt học lớp 10” đạt kết sau:  Xây dựng nguyên tắc để xây dựng nội dung dạy học tích hợp Vật lý –Hóa học chương trình THPT  Khái quát quy trình để thiết kế chương trình dạy học tích hợp  Khái quát quy trình để thiết kế nội dung dạy học tích hợp  Xây dựng nội dung dạy học tích hợp xây dựng số học tích hợp Vật lý - Hóa học phần nhiệt học lớp 10 Kết khảo sát trường THPT Đặng Thai Mai năm học 2014 - 2015 2015 - 2016 lớp có mặt trình độ học sinh cho thấy xu hướng dạy học tích hợp Vật lý-Hóa học đạt nhiều mục tiêu sư phạm khoảng thời gian áp dụng nội dung Với cách tiếp cận tích hợp hai môn học Vật lý Hóa học để giải vấn đề thực tế học sinh nhận thấy để giải vấn đề thực tiễn phải huy động vận dụng nhiều tri thức nhiều lĩnh vực khác Thông qua việc vận dụng nhiều môn học khác để giải vấn đề lực tổng hợp học sinh phát triển 3.2 Kiến nghị Kết khích lệ ban đầu thực hai lớp 10 có mặt học sinh không cao, việc lấy mẫu hai lớp không 100 học sinh Vì tác giả kiến nghị nội dung nghiên cứu sau  Đối với nhà trường: Mở rộng việc dạy học tích hợp năm học với lớp có mặt học sinh cao  Đối với Sở Giáo dục Đào tạo: Tiếp tục nghiên cứu để xây dựng thêm nội dung dạy học tích hợp Vật lý – Hóa học theo nguyên tắc quy trình Tiến hành triển khai nội dung dạy học trường có mặt học sinh khác Tiến hành thông kê phân tích kết để rút kết luận sư phạm từ thực tế  Đối với Bộ Giáo dục Đào tạo: Nghiên cứu làm rõ nguyên tắc quy trình dạy học tích hợp từ ý tưởng tác giả thông qua nhà nghiên cứu giáo dục Tiến hành đặt hàng công trình nghiên cứu giáo dục thông qua đề tài cấp Bộ chương trình nghiên cứu sinh Từ kết khoa học đạt ứng dụng đại trà nội dung dạy học tích hợp Vật lý – Hóa học trường THPT 18 Tài liệu tham khảo Lương Duyên Bình (tổng chủ biên) đồng nghiệp (2006), Sách giáo khoa Vật lý 10, NXB Giáo dục Lương Duyên Bình (tổng chủ biên) đồng nghiệp (2006), Sách giáo viên Vật lý 10, NXB Giáo dục Lương Duyên Bình (tổng chủ biên) đồng nghiệp (2006), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Vật lý 10, NXB Giáo dục Nguyễn Xuân Trường (tổng chủ biên) đồng nghiệp (2006), Sách giáo khoa Hóa học 10, NXB Giáo dục Nguyễn Xuân Trường (tổng chủ biên) đồng nghiệp (2006), Sách giáo viên Hóa học 10, NXB Giáo dục Nguyễn Xuân Trường (tổng chủ biên) đồng nghiệp (2006), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Hóa học 10, NXB Giáo dục Nguyễn Phúc Chỉnh đồng nghiệp (2011), “Hình thành lực dạy học tích hợp cho giáo viên trung học phổ thông”, đề tài Khoa học công nghệ cấp Bộ, mã số: B2010-TN03-30TĐ, Đại học Thái Nguyên Nguyễn Xuân Thành (2015), “Phát triển lực học sinh từ dạy học theo hướng “tích hợp liên môn”” Báo Giáo dục thời đại Nghị hội nghị trung ương khóa khóa XI đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo 10 Nghị Số: 88/2014/QH13 Quốc hội đổi chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông 11 Kế hoạch tổ chức thực đổi sinh hoạt chuyên môn trường phổ thông, Bộ giáo dục đào tạo, 80/KH-BGD-ĐT (2014) 12 Công văn Số: 1695/SGD&ĐT-GDCN hướng dẫn công tác SKKN NCKH năm học 2015-2016 năm học 13.“Tài liệu hướng dẫn dạy học ứng phó với biến đổi khí hậu”, Trung tâm sống học tập môi trường cộng đồng, Bộ Giáo dục Đào tạo 14 Kiều Mai, “Tích hợp dạy văn trường phổ thông”, http://kieumai.vnweblogs.com/post/3334/33239 15 Bùi Xuân Toàn, “Chuyên đề tích hợp dạy học Vật lý”, Trường THPT Đỗ Đăng Tuyển, Đại Lộc, Quảng Nam 16 https://en.wikipedia.org/wiki/Integrative_learning 17 http://www.edutopia.org/ 19 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 27 tháng 05 năm 2016 Tôi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Xuân Tuấn 20 ... chương trình dạy học tích hợp  Khái quát quy trình để thiết kế nội dung dạy học tích hợp  Xây dựng nội dung dạy học tích hợp xây dựng số học tích hợp Vật lý - Hóa học phần nhiệt học lớp 10 Kết khảo... kinh nghiệm xây dựng số nội dung dạy học tích hợp Vật lý -Hóa học phần nhiệt học lớp 10 đạt kết sau:  Xây dựng nguyên tắc để xây dựng nội dung dạy học tích hợp Vật lý Hóa học chương trình THPT... học phần sau 2.4 Một số nội dung dạy học tích hợp Vật lý -Hóa học phần nhiệt học Phần nhiệt học thực cuối lớp 10 môn Vật lý THPT, tương ứng phần nhiệt hóa học giảng dạy cuối lớp 10 tạo nên tương