Rèn kĩ năng phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh khi giải bài tập phần nhiệt học vật lí THCS

Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS A PHẦN MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Vật lí môn khoa học thực nghiệm gần gũi với đời sống người,nó giúp người lao động sáng tạo Vật lí đòn bẩy thúc đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế quốc dân đồng thời góp phần quan trọng việc pháp triển ngành khoa học khác ngành khoa học kĩ thuật mà ngành vật lí đóng vai trò quan trọng Như có tầm quan trọng phát triển văn minh nhân loại, ta biết môn vật lí có nhiều lĩnh vực như: Cơ, nhiệt, điện, quang có nhiệt học mảng quan trọng mà tuý lý thuyết có thành cao việc dạy học Vì việc nghiên cứu giải tập vật lý phận thiếu môn vật lý Phần Nhiệt học mảng kiến thức hệ thống kiến thức vật lí THCS Thực tế dạy học cho thấy hoạt động học học sinh hoạt động dạy giáo viên dù cố gắng vấn đề rèn luyện kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh gặp nhiều hạn chế nhiều yếu tố tác động hai yếu tố tác động lớn là: + Trình độ nhận thức học sinh + Phương pháp dạy học giáo viên Vì phương pháp dạy học giáo viên tác động lớn đến kết việc hình thành kĩ học sinh Việc dạy vật lý trường nay, giáo viên đa số ý hình thành cho học sinh kĩ vận dụng kiến thức để trả lời câu hỏi tập liên quan ý đến việc rèn luyện kĩ phát triển tư lực sáng tạo cho học sinh Trên sở kiến thức, kĩ năng, ý thức thái độ đắn Là giáo viên trường THCS trực tiệp giảng dạy môn vật lý, thời gian công tác trường thân mong muốn hiểu sâu chương trình vật lý nói chung phần nhiệt học nói riêng, với lòng tâm cải thiện nâng cao chất lượng giáo dục hướng đến với việc nghiên cứu đề tài: “Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS ” II Cơ sở lí luận Giải tập vật lý chương trình vật lý phổ thông sở mang tính giới thiệu cho học sinh tiếp cận với khoa học phần ”Nhiệt học” chương trình nội khoá Đây vấn đề đưa vào chương trình mang tính chất giới thiệu chưa sâu có nhiều khó khăn cho người dạy lẫn người học Vậy làm để em có hứng thú với môn học vật lý giải tập vật lý 1/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS phần nhiệt học cách thành thạo phát huy sức sáng tạo học sinh với dạng tập khác Với ý tưởng góp phần nâng cao trình độ chất lượng dạy học cho thân đồng nghiệp nhà trường Rèn luyện kĩ phát triền tư lực sáng tạo học sinh dựa hai yếu tố Năng lực tư Tư nhận thức khái quát gián tiếp vật tượng thực dấu hiệu, thuộc tính chất chúng, mối quan hệ khách quan, phổ biến chúng, đồng thời củng vận dụng sáng tạo kết luận khái quát thu vào điều kiện cụ thể, dự đoán thuộc tính, tượng, quan hệ Có nhiều cách phân biệt tư duy, dựa theo dấu hiệu khác Trong dạy học vật lý người ta quan tâm đến loại tư chủ yếu đây: - Tư kinh nghiệm - Tư lý luận - Tư logic - Tư vật lý Trong trình nhận thức vật lý trên, người sử dụng tổng hợp, xen kẽ nhiều hình thức tư duy, có hình thức chung tư lý luận, tư logic hình thức đặc thù vật lý học thực nghiệm, mô hình hóa Năng lực sáng tạo “Sáng tạo loại hoạt động mà kết sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị” Năng lực sáng tạo hiểu khả tạo giá trị vật chất tinh thần, tìm mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công hiểu biết có vào hoàn cảnh Trong nghiên cứu vật lý, trình sáng tạo diễn theo chu trình, khó khăn nhất, đòi hỏi sáng tạo cao giai đoạn từ kiện thực nghiệm khởi đầu đề xuất mô hình giả thuyết giai đoạn đưa phương án thực nghiệm để kiểm tra hệ suy từ lý thuyết Trong hai giai đoạn này, đường suy luận mà phải chủ yếu dựa vào trực giác 2/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS Theo chương trình vật lí THCS mới, người ta đặc biệt trọng rèn cho HS khả dự đoán đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán nhằm phát triển lực sáng tạo học sinh giải tập liên quan đến tập thí nghiệm tập tự luận học sinh học phần nhiệt học thấy mảng kiến thức dễ phát huy lực sáng tạo để phát triển tư cho học sinh III Đối tượng - phạm vi - thời gian nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Học sinh lớp 6, nói riêng học sinh THCS nói chung Phạm vi nghiên cứu: Phương pháp giải tập Vật lí phần nhiệt học 3.Thời gian thực Từ tháng năm 2015 đến tháng năm 2017 Đề tài thực với học sinh lớp khối 6, VI Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lí luận Cụ thể nghiên cứu vấn đề: - Các tài liệu liên quan tới việc sử dụng tập dạy học Vật lí - Lí luận sử dụng tập Vật lí dạy học - Các tài liệu nói phương pháp giải tập Vật lí Phương pháp điều tra sư phạm - Điều tra trực tiếp cách dự vấn - Điều tra gián tiếp cách sử dụng phiếu điều tra Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Áp dụng đề tài vào dạy học thực tế từ thu thập thông tin để điều chỉnh cho phù hợp 3/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS B NHỮNG BIỆN PHÁP THỰC HIỆN I ĐẶT VẤN ĐỀ - Đề tài tập trung nghiên cứu sở lí luận đưa biện pháp nhằm rèn luyện cho học sinh kĩ phát triển tư lực sáng tạo.Việc cải tiến phương pháp dạy học nhân tố quan trọng, bên cạnh việc bồi dưỡng kiến thức chuyên môn, việc phát huy tính tích cực học sinh có ý nghĩa Bởi xét cho công việc giáo dục phải tiến hành sở tự nhận thức, tự hành động, việc khơi dậy phát triển ý thức lực tư duy, bồi dưỡng phương pháp tự học đường phát triển tối ưu giáo dục Cũng học tập môn khác, học Vật lí lại cần phát triển lực tích cực, lực tư học sinh để biết mà phải hiểu để giải thích tượng Vật lí áp dụng kiến thức kỹ vào hoạt động sống gia đình cộng đồng Việc giải tập Vật lí giúp củng cố đào sâu, mở rộng kiến thức giảng, xây dựng củng cố kỹ kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, biện pháp quý báu để phát triển lực tư học sinh, có tác dụng sâu sắc mặt giáo dục tư tưởng, đạo đức lớn Vì việc giải tập Vật lí mục đích cuối tìm đáp số, điều quan trọng cần thiết, mục đích việc giải chỗ người làm tập hiểu sâu sắc khái niệm, định luật Vật lí, vận dụng chúng vào vấn đề thực tế sống, lao động Qua thực tế giảng dạy Vật lí trường THCS nói chung môn Vật lí nói riêng, nhận thấy học sinh gặp nhiều khó khăn lúng túng giảicác tập Vật lí, điều nhiều ảnh hưởng đến chất lượng dạy học Giải tập hình thức làm việc tự lực cao học sinh góp phần làm phát triển tư sáng tạo học sinh Có nhiều tập vật lý không dừng lại phạm vi vận dụng kiến thức học mà giúp bồi dưỡng cho học sinh tư sáng tạo Đặc biệt tập giải thích tượng, tập thí nghiệm tập tự luận tính toán II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Trình tự giải tập vật lí - Phương pháp giải tập Vật lí phụ thuộc nhiều yếu tố: mục đích yêu cầu tập, nội dung tập, trình độ em, v.v Tuy nhiên cách giải phần lớn tập Vật lí có diểm chung 4/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS - Thông thường giải tập vật lí cần thực theo trình tự sau đây: 1.1 Hiểu kỹ đầu - Đọc kỹ dầu bài: tập nói gì? kiện? phải tìm? -Tóm tắt đầu cách dùng ký hiệu chữ qui ước để viết kiện ẩn số, đổi đơn vị kiện cho thống nhất(nếu cần thiết ) - Vẽ hình , tập có liên quan đến hình vẽ cần phải vẽ hình để diễn đạt đề Cố gắng vẽ dúng tỉ lệ xích tốt Trên hình vẽ cần ghi rõ kiện cần tìm 1.2 Phân tích nội dung tập, lập kế hoạch giải - Tìm liên hệ chưa biết (ẩn) đẵ biết (dữ kiện) - Nếu chưa tìm trực tiếp mối liên hệ phải xét số tập phụ để gián tiếp tìm mối liên hệ - Phải xây dựng dự kiến kế hoạch giải 1.3 Thực kế hoạch giải - Tôn trọng trình tự phải theo để thực chi tiết dự kiến, gặp tập phức tạp - Thực cách cẩn thận phép tính số học, đại số hình học Nên hướng dẫn học sinh làm quen dần với cách giải chữ thay giá trị số đại lượng biểu thức cuối - Khi tính toán số, phải ý đảm bảo trị số kết có ý nghĩa 1.4 Kiểm tra đánh giá kết - Kiểm tra lại trị số kết quả: Có không? Vì sao? Có phù hợp với thực tế không? - Kiểm tra lại phép tính: dùng phép tính nhẩm dùng cách làm tròn số để tính cho nhanh cần xét độ lớn kết phép tính - Nếu có điều kiện, nên phân tích, tìm cách giải khác, đến kết Kiểm tra xem đường ngắn không 5/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS Rèn kĩ tư phát triển lực sáng tao giải tập vật lí dạng tập phổ biến dạy phần nhiệt học thông qua dạymột số tập Loại 1: Bài tập dạng định tính Loại : Giải tập định lượng Loại : Giải sáng tạo 2.1 Những biện pháp rèn luyện kĩ năng, phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập định tính Đặc điểm hai loại : Là tập giải thích tượng thực tiễn, thí nghiệm vật lí , tập có đồ thị có sẵn tượng vật lí việc hướng dẫn học sinh phân tích tượng, khai thác hiệu thí nghiệm đồ thị, liệu có để giải a Đưa câu hỏi tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết học sinh Tư trình tâm lý diễn óc học sinh Tư thực có hiệu học sinh tự giác mang để thực Tư thực bắt đầu đầu học sinh xuất câu hỏi mà chưa có lời giải đáp ngay, họ gặp phải mâu thuẫn bên nhu cầu, nhiệm vụ nhận thức phải giải bên trình độ nhận thức có không đủ để giải nhiệm vụ đó, cần phải xây dựng kiến thức mới, tìm giải pháp Lúc học sinh vừa trạng thái tâm lý căng thẳng, vừa hưng phấn khao khát vượt qua khó khăn, giải mâu thuẫn, đạt trình độ cao đường nhận thức Ta nói rằng: học sinh đặt vào “tình có vấn đề” Thí dụ: Ở lớp, học nở nhiệt chất rắn, sau học sinh biết đồng hay nhôm bị nung nóng nở dài thêm ra, vấn đề cần xét thêm là: liệu đồng nhôm có nở giống không? Hay nói chung chất rắn có nở giống không Rõ ràng kiến thức biết trả lời câu hỏi này, cần phải tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện thêm hiểu biết nở chất rắn b Đưa câu hỏi tạo lựa chọn Đưa tập có lựa chọn, chí phải thử biết cách đem lại kết mong muốn Thí dụ: Hiện tượng sau xảy nung nóng vật rắn? A Khối lượng vật tăng B Khối lượng vật giảm 6/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS C Khối lượng riêng vật tăng D Khối lượng riêng vật giảm c) Đưa câu hỏi tạo tình bế tắc Học sinh đứng trước tượng thường thấy không hiểu sao, coi điều bí mật tự nhiên Bây họ giao nhiệm vụ phải tìm hiểu nguyên nhân, lí giải rõ ràng chưa biết dựa vào đâu Học sinh đứng trước tượng thường thấy không hiểu sao, coi điều bí mật tự nhiên Bây họ giao nhiệm vụ phải tìm hiểu nguyên nhân, lí giải rõ ràng chưa biết dựa vào đâu Thí dụ: Khi nghiên cứu sôi Trong thí nghiệm có bóng khí lớn lên to dần vỡ Giải thích nguyên nhân d Tình ngạc nhiên bất ngờ Học sinh đứng trước tượng xảy theo chiều hướng trái với suy nghĩ thông thường (có tính chất nghịch lí, khó tin thực), kích thích tò mò, lôi ý họ, tìm cách lí giải, phải bổ sung hoàn chỉnh phải thay đổi quan niệm cũ sai lầm Thí dụ: Học sinh biết: cá sống bỏ vào nồi nước đun sôi, tất chết Thế giáo viên biểu diễn thí nghiệm, xãy tượng bất ngờ: cá sống ống nghiệm đựng nước lạnh lên đến gần miệng Đặt ống nghiêng đặt phần miệng ống lên lữa đèn cồn nước miệng ống sôi, cá sống bơi lội phần ống nghiệm Lưu ý không đun lâu không dùng ống thí nghiệm kim loại e Tình lạ Học sinh đứng trước tượng lạ có nét đặc biệt lôi ý họ mà họ chưa thấy Thí dụ: Giáo viên cầm kim khâu sắt thả mặt nước kim không chìm mà mặt nước giáo viên lấy ống thuỷ tinh có đường kính nhỏ nhúng đầu vào cốc đựng dầu hỏa bật diêm đốt đầu trên, học sinh quan sát thấy lữa không thấy có bấc ống Chú ý rằng: với tượng vật lý, giáo viên tạo tình hay tình khác, tuỳ theo cách chuẩn bị học sinh, nghĩa đưa học hinh đến chổ nhận mâu thuẩn cách Thí dụ: Cùng trường hợp cá bơi lội ống nghiệm có nước đun sôi, giáo viên đưa cho học sinh, lớp nhìn thấy cá 7/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS bơi lội ống nghiệm có nước sôi sùng sục, em reo hò lạ mắt, tình lạ xuất Nhưng giáo viên dẫn dắt câu hỏi gợi ý học sinh tin tưởng chắn hiểu biết cá sống nước nguội đưa thí nghiệm cá bơi lội ống nghiệm có nước sôi, làm cho học sinh phải nghi ngờ điều mà trước phút, họ tin đúng; giáo viên đưa họ vào tình bất ngờ 2.2.Những biện pháp rèn luyện kĩ năng, phát triển tư lực sáng tạo phương pháp suy luận để giải tập vật lí định lượng Xét tính chất thao tác tư duy, giải tập vật lí, người ta thường dùng phương pháp phân tích phương pháp tổng hợp a) Giải tập phương pháp phân tích - Theo phương pháp này, xuất phát điểm suy luận đại lượng cần tìm Người giải phải tìm xem đại lượng chưa biết có liên quan với đại lượng Vật lí khác biết liên hệ biểu diễn thành công thức tương ứng Nếu vế công thức đại lượng cần tìm vế gồm liệu tập công thức cho đáp số tập Nếu công thức đại lượng khác chưa biết đại lượng đó, cần tìm biểu thức liên hệ với với đại lượng Vật lí khác; làm biểu diễn hoàn toàn đại lượng cần tìm đại lượng biết toán giải xong Như nói theo phương pháp này, ta phân tích tập phức tạp thành tập đơn giản dựa vào quy tắc tìm lời giải mà giải tập đơn giản Từ tìm dần lời giải tập phức tạp nói  Thí dụ ta dùng phương pháp phân tích để giải tập sau:  Đề bài: Một chất lỏng có khối lượng m1 = 250g chứa bình có khối lượng m2 = 1kg, tất có nhiệt độ ban đầu t =200C Nhiệt dung riêng chất lỏng 4000 J/kg.độ, bình 500J/kg.độ Người ta bắt đầu cấp nhiệt độ cho bình để nóng đến nhiệt độ t2 = 600C Hãy vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc nhiệt độ bình chất lỏng vào nhiệt lượng Q mà bình thu vào, với trục hoành biểu thị nhiệt lượng, trục tung biểu thị nhiệt độ * Phân tích Khi nhận nhiệt lượng nhiệt độ võ bình lượng chất lỏng bên bình nào? 8/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS - Nhiệt độ cần cung cấp cho bình chất lỏng để đạt tới nhiệt độ t 20 = 600C bao nhiêu? - Ta có phụ thuộc nhiệt độ, thời gian vào nhiệt lượng nào? Từ ta biểu diễn biến đổi trạng thái hàm số Q vào t0 * Bài giải Ta xem nhận nhiệt lượng nhiệt độ võ bình chất lỏng bình luôn Nhiệt lượng cần cung cấp cho bình chất lỏng để đạt tới nhiệt độ t : Q = (m1c1+m2c2)(t0-t10) = (0,25.4 000 + 1.1 000)(t0-t10) = 000(t-t1) Từ suy : t0 = t10 + Q Q = 20 + 2000 2000 Thay giá trị Q : 20 000J ; 40 000J ; 60 000J ; hay ta có bảng biến thiên: Q(J) 20 000 40 000 60 000 80 000 t0 C 30 40 50 60 Ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc nhiệt độ bình chất lỏng vào nhiệt lượng Q mà bình thu vào sau: 9/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS t0C 50 40 30 20 20000 40000 60000 Q(J) b) Giải tập phương pháp tổng hợp Theo phương pháp này, suy luận không đại lượng cần tìm mà đại lượng biết có nêu Dùng công thức liên hệ đại lượng với đại lượng chưa biết, ta dần đến công thức cuối có đại lượng chưa biết đại lượng cần tìm  Có hai bình cách nhiệt Trong bình thứ chứa 2kg nước nhiệt độ ban đầu 500C ,còn bình thứ hai chứa 1kg nước nhiệt độ ban đầu 300C.Một người rót nước từ bình thứ vào bình thứ hai.Sau bình thứ hai đạt cân nhiệt người lại rót nước từ bình thứ hai trở lại bình thứ cho lượng nước bình ban đầu Sau cân nhiệt , nhiệt độ bình thứ 480C.Tính nhiệt độ cân bình thứ hai lượng nước rót từ bình sang bình kia?(Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường bên trình rót nước từ bình sang bình kia) Gọi khối lượng nước rót từ bình sang bình m.Nhiệt độ cân nhiệt bình tcb0 Áp dụng phương trình cân nhiệt rót m kg nước từ bình vào bình ta có : mc(t10 − t 0cb ) = m2 c(t 0cb − t20 ) ⇔ m(50 − t 0cb ) = 1(t 0cb − 30) ⇒m= tcb0 − 30 50 − t cb Phương trình cân nhiệt rót m kg nước từ bình trở lại bình : 10/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS mc (tcb0 − t 0cb ) = (m1 − m)c(t10 − tcb0 ) ⇔ m(48 − tcb ) = (2 − m)(50 − 48) ⇒m= (2) 50 − tcb0 Từ (1) (2) ⇒ tcb0 = 340C 4 Thay vào (2) m = 50 − t = 50 − 34 = 0, 25(kg ) cb Nhìn chung, giải toán vật lí ta phải dùng hai phương pháp: phân tích tổng hợp Phép giải bắt đầu cách phân tích điều kiện tập để hiểu đề Phải có tổng hợp kèm theo để kiểm tra lại mức độ đắn phân tích điều kiện Muốn lập kế hoạch giải, phải sâu vào phân tích nội dung vật lí tập Tổng hợp kiện cho với quy luật vật lí biết, ta xây dựng lời giải kết cuối Như ta nói trình giải tập vật lí ta dùng phương pháp phân tích - tổng hợp 2.3 Bài tập sáng tạo Trong loại tập sáng tạo này, việc phải vận dụng số kiến thức học Có hai loại tập sáng tạo tập thiết kế tập nghiên cứu Trong tập thiết kế đòi hỏi học sinh phải để xuất thiết bị (vẽ phận xếp chúng) để thỏa mãn yêu cầu tạo tượng vật lí Trong tập nghiên cứu yêu cầu học sinh tìm cách giải thích tượng gặp gặp với kiến thức có giải thích mà phải xây dựng kiến thức Thí dụ:Hãy thiết kế bếp đun củi hay than để tiết kiệm than hay củi cách hạn chế tỏa nhiệt vô ích chung quanh III ÁP DỤNG GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP VẬT LÍ CƠ BẢN Bài toán : Mô tả thí nghiệm Brao chuyển động hạt phấn hoa Từ rút kết luận giãn nở nhiệt chất rắn, lỏng, khí Cách tư duy: Chất khí, chất lỏng, chất rắn có cấu tạo nguyên tử chuyểrn động hỗn loạn không ngừng Học sinh nghiên cứu chất khí biết nhiệt độ tăng chất khí nở Vậy dự đoán tương tự chất khí, chất lỏng chất rắn nở nhiệt độ tăng Bài toán 2: Nêu phương án thí nghiệm chứng tỏ chất rắn nở nóng lên 11/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS Cách suy luận: Làm nóng đồng lên cách nhúng vào nước nóng hơ lữa que diêm, nến, bật lữa hay lữa đèn cồn Nhận biết nở đồng cách để bên cạnh khác, có chiều dài mà không bị hơ nóng; đặt hai vật chắn hai đầu thanh, nở đẩy vật chắn dịch chuyển; đặt đồng vừa khít vào hai vật chắn cố dịnh hai đầu lấy đưa vào được, nở chặt khít vào hai vật chắn không lấy được, không đưa vào Giáo viên biết rằng: chất rắn nở sơ làm cho học sinh biết điều để họ lựa chọn phương án giúp phát nở đồng Về sau cần kiểm tra chất rắn dãn nở khác Muốn cần phải đưa thiết bị khuếch đại dịch chuyển thêm hai đầu đồng, sắt, nhôm để so sánh Điều đòi hỏi học sinh vừa phải có kinh nghiệm sống có sáng kiến vận dụng tổng hợp kinh nghiệm vào giải nhiệm vụ cụ thể Để đề phương án thí nghiệm kiểm tra, học sinh phải huy động kiến thức vật lý có mà kinh nghiệm đời sống hàng ngày hay từ môn học khác Việc bố trí phương án thí nghiệm để quan sát tượng hay đo lường đại lượng cụ thể dự đoán có tương đối đơn giản (thí dụ như: quan sát tượng nở nhiệt vật rắn), có phức tạp (thí dụ thí nghiệm sôi) Bài toán 3: Tại muốn làm nguội nước uống ta thường đổ nước từ li sang li khác nhiều lần Khi nhiệt nước giảm, thay đổi nhiệt thực công hay truyền nhiệt? Phần nhiệt nước bị giảm gọi có gọi nhiệt lượng không ? Cách suy luận : Muốn giải thích toán em phải nắm dược nguyên lí truyền nhiệt cách làm thay đổi nhiệt vật từ vận dụng trả lời câu hỏi Giải Khi đổ nước từ ly thứ đựng nước nóng sang ly thứ hai nguội hơn, nhiệt nước truyền sang ly thứ hai ,đồng thời nhiệt ly thứ truyền cho không khí , nhiệt độ ly thứ hai cao nhiệt độ ly thứ Tiếp tục đổ nước từ ly thứ hai vào ly thứ nhất, nhiệt nước lại truyền cho ly thứ ,động thời nhiệt ly thứ hai truyền cho không khí 12/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS lần đổ nước từ ly sang ly khác nhiệt nước giảm làm cho nước nguội dần Sự thay đổi nhiệt truyền nhiệt phần nhiệt giảm nước gọi nhiệt lượng Bài toán 4: Taị thả cục đường vào nước khuấy ta thấy đường tan nước có vị ngọt? Cách suy luận: Muốn giải thích toán em phải nắm đặc điểm liên kết phân tử nước đường Từ dựa vào đặc điểm cấu tạo nguyên tử chất chuyển động nhanh chậm phân tử nguyên tử phụ thuộc vào nhiệt độ phụ làm thay đổi nhiệt vật từ vận dụng trả lời câu hỏi Giải: Đường nước cấu tạo từ phần tử vô nhỏ bé riêng biệt, phân tử đường phân tử nước có khoảng cách nên ta khuấy lên phân tử đường xen vào khoảng cách phân tử nước ngược lại Vì nước có vị Bài toán 5: Khi sờ tay vào mặt bàn kim loại ta thường có cảm giác bàn tay bị lạnh đi, sờ tay vào tường gạch ta cảm giác Tại có khác biệt vậy? Giải thích? Cách suy luận : Muốn giải thích toán em cần phải nắm tính dẫn nhiệt chất kết hợp với kiến thức sinh học quan cảm giác thể người để giải thích tượng thấu đáo Nhờ phát huy lực sáng tạo học sinh Giải : Kim loại dẩn nhiệt tốt tường gạch Khi áp tay vào mặt bàn kim loại có truyền nhiệt mà mặt bàn “lấy” nhiệt lượng tay ta nhanh nên ta có cảm giác mát lạnh Còn áp tay vào tường, truyền nhiệt từ tay sang tường gạch diển chậm ta cảm giác bàn tay bị lạnh Bài toán 6: Bỏ cầu đồng thau khối lượng kg nung nóng đến 100oC vào thùng sắt có khối lượng 500g đựng 2kg nước 20 oC Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường Tìm nhiệt độ cuối nước Biết nhiệt dung riêng đồng thau, sắt, nước là: c1= 380 J/kg.K; c2=460 J/kg.K; c3= 4200 J/kg.K  Hướng dẫn giải: * Tìm hiểu điều kiện - Tóm tắt: 13/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS cho -Khối lượng cầu đồng thau, thùng sắt nước - Nhiệt độ ban đầu cầu đồng thau, thùng sắt nước m1 = kg; c1 = 380 J/kg.K; t0 = 100o C m2 = 500g = 0,5 kg ; c2 = 460 J/kg.K - Nhiệt dung riêng chất cấu tạo nên vật t20 = 20o C =t03 m3 = 2kg; c3 = 4200 J/kg.K t0 ? * Phân tích toán - Đây toán trao đổi nhiệt hệ vật (gồm vật) Điều quan trọng phải hiểu toán yêu cầu tìm nhiệt độ cuối nước, nhiệt độ chung hệ kết thúc trình trao đổi nhiệt Để giải toán cần áp dụng phương trình cân nhiệt: Qtoả =Qthu vào - Do phải xác định vật vật toả nhiệt, vật vật thu nhiệt, viết công thức tính nhiệt lượng toả vào hay thu vào vật: Q = mc ∆ t0 -Với lưu ý toán nhiệt độ ban đầu hai vật thu nhiệt ( thùng sắt nước) nhau( t20 = t30) - Trên sở phương trình cân nhiệt vừa lập kết hợp với kiện cho toán để suy đại lượng cần tìm (t0) *Bài giải - Nhiệt lượng cầu đồng thau toả hạ nhiệt độ từ 100 o C đến to C (nhiệt độ có cân nhiệt) là: Q1 = m1.c1(t10 – t0) - Nhiệt lượng mà thùng sắt (Q 2) nước (Q3) thu vào để tăng nhiệt độ từ 20 C đến to C là: Q2 = m2.c2(t0 – t20) (1) o Q3 = m3.c3(t0 –t20) - Áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: 14/22 (2) Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS Q1 = Q2 + Q3 (3) từ (1),(2) (3) ⇒ m1.c1(t10 – t0) = m2.c2(t0 –t20) + m3.c3(t0 –t20) ⇔ t0 ( m1c1 + m2c2 + m3c3 ) = m1c1t10 + ( m2c2 + m3c3 ) t2 ⇒ m1c1t10 + (m2 c2 + m3c3 )t20 t = m1c1 + m2 c2 + m3c3 - Thay đạt lượng trị số được: 1.380 + (0,5.460 + 2.4200).20 t 0= 1.380 + 0,5.460 + 2.4200 ≈ 19, 2(o C ) - Vậy nhiệt độ cuối nước 19,2 oC Bài toán Cho đồ thị biểu diễn thay đổi nhiệt độ khối chất lỏng theo nhiệt lượng cung cấp có dạng Biết nhiệt dung riêng chất lỏng C = 2500J/Kg.K a) Xác định nhiệt hoá chất lỏng b) Hãy nêu cách xác định nhiệt hoá chất lỏng thực nghiệm với dụng cụ: cốc,bếp đun,nhiệt kế,đồng hồ bấm dây.Nhiệt dung riêng chất lỏng xem biết * Phân tích: Đây đồ thị biểu diễn thay đổi nhiệt độ khối chất lỏng phụ thuộc vào cung cấp nhiệt lượng theo thời gian: - Đoạn AB hiểu ứng với trình nào? phụ thuộc trực tiếp vào yếu tố nào? - Đoạn BC hiểu ứng với trình nào? phụ thuộc trực tiếp vào yếu tố nào? Từ ta định hướng cách giải - Như ta thấy muốn xác định nhiệt hoá ta cần xác định khối lượng m ∆ Q từ tìm phương án cho thí nghiệm 15/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS t0 C B C 1,8 12,6 80 20 A Q(x 105J) * Phương án giải a) Nhìn đồ thị ta thấy: - Đoạn AB: Chất lỏng nhận nhiệt lượng Q1 = 1,8.105J để tăng từ 200C đến 800C Gọi m khối lượng chất lỏng ta có : Q1 = mc(80-20) => m = 1,2 ( kg) - Đoạn BC : Chất lỏng hoá hơi.Trong giai đoạn có nhận nhiệt lượng ∆ Q = Q2- Q1 = (12,6 – 1,8 ).105 = 10,8.105( J ) nhiệt lượng dùng để chất lỏng hoá hoàn toàn nên : ∆Q 10,8.10 = = 9.10 ( J ) ∆ Q = Lm => L= m 1,2 b) Dựa vào cách giải ta thấy để xác định L ta phải xác định ∆ Q m Ta thực thí nghiệm sau: - Lấy cốc chất lỏng ,dùng nhiệt kế để đo nhiệt độ ban đầu t10C - Đun cốc chất lỏng bếp sôi, dùng nhiệt kế xác định t 20C Nhờ đồng hồ bấm giây ta xác định thời gian kể từ lúc đun sôi T1 - Tiếp tục đun, xác định thời gian T kể từ chất lỏng sôi hoá hoàn toàn Bỏ qua thu nhiệt cốc xem bếp toả nhiệt môt cách đặn ,ta có : 16/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS Q1 = kT1 = mc = (t20C –t10C ) (1) Q2 = kT2 = Lm (2)(k hệ số tỷ lệ ) 0 c(t c − t1 c).T2 Từ (1) (2) ta rút : L= T1 Bài toán 8: Dẫn nước 1000C vào bình chứa nước có nhiệt độ 200C áp suất bình thường a) Khối lượng nước bình tăng gấp lần nhiệt độ đạt tới 1000C b) Khi nhiệt độ đạt 1000C, tiếp tục dẫn nước 1000C vào bình làm cho nước bình sôi không? Cho nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K ; Nhiệt hóa nước 2,3.106J/kg Lời giải : a) Gọi m khối lượng nước ban đầu bình m’ khối lượng nước dẫn vào nhiệt độ nâng lên 1000C Nhiệt lượng nước hấp thụ : Q1 = mc (t10- t20) Nhiệt lượng tỏa : Q2 = L.m’ Khi có cân nhiệt khối lượng nước bình tăng lên n lần từ PT cân băng nhiệt : mc (t1- t2) = L.m’ ⇒ n= 4200(100 − 20) m + m' m' c(t − t ) = 1+ = 1+ =>n = 1+ = 1,15 2,3.10 m m L b) Nước sôi 100 0C trạng thái cân nhiệt, nước hấp thụ thêm nhiệt để hóa Bài toán 9: Hai bình giống chứa hai lượng nước Bình thứ có nhiệt độ t1, bình thứ hai có nhiệt độ t = 2.t1 Nếu trộn nước hai bình với nhiệt độ bắt đầu cân 36 0C Hãy tính độ lớn t t2 ( Cho biết có nước truyền nhiệt cho ) * Phân tích: - Đây toán trao đổi nhiệt hệ vật (gồm vật) Điều quan trọng phải hiểu toán yêu cầu tìm nhiệt độ ban đầu nước bình biết nhiệt độ chung hệ kết thúc trình trao đổi nhiệt Để giải toán cần áp dụng phương trình cân nhiệt: Qtoả =Qthu vào 17/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS - Do phải xác định vật vật toả nhiệt, vật vật thu nhiệt, viết công thức tính nhiệt lượng toả vào hay thu vào vật: Q1 = m c ( t - t1) Q2 = m.c ( t2 - t) - Trên sở phương trình cân nhiệt vừa lập kết hợp với kiện cho toán để suy đại lượng cần tìm Gợi ý: + Hai bình giống chứa lượng nước nên khối lượng nhiệt dung riêng m c + Gọi nhiệt độ cân t = 360C + Nhiệt lương nước bình thu vào: Q1 = m c ( t - t1) + Nhiệt lượng nước bình tỏa ra: Q2 = m.c ( t2 - t) + Khi cân nhiệt xảy ra: m c ( t - t1) = m.c ( t2 - t) ↔ t - t1 = t - t ↔ t - t1 = 2.t1 – t ↔ 2t = 3.t1 ↔ 2.36 = 3.t1 → t1 = 72 : = 240C t2 = 2.t1 = 2.24 = 48 (0C) IV KẾT QUẢ THỰC HIỆN Thực tế cho thấy em bước đầu hình thành kĩ bản, biết tư sáng tạo học môn vật lý Kết cụ thể: Qua so sánh đối chứng kết thấy tỉ lệ điểm: Khá, Giỏi tăng, điểm TB,yếu giảm cụ thể là: - Đối với lớp 8: Giỏi tăng 27,2% ; Khá tăng 17,3% ; TB giảm 18,2%: Yếu giảm 22,7% - Đối với lớp 6: Giỏi tăng 30,5% ; Khá tăng 20,5% ; TB giảm 23,3%: Yếu giảm 23,5% Đặc biệt học sinh trường tham gia kì thi học sinh giỏi vật lí cấp quận, thi vật lí mạng quận tổ chức đạt kết tiến nhiều so với năm học trước 18/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS C KẾT LUẬN CHUNG I KẾT LUẬN Tóm lại để rèn luyện kỹ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập vật lý phần nhiệt cần áp giúp học sinh có cách tiếp nhận kiến thức cách khoa học từ phát huy học sinh lực tư sáng tạo thân Những thuận lợi, khó khăn áp dụng đề tài vào thực tiễn: - Thuận lợi: + Được đồng tình ủng hộ từ phía lãnh đạo trường đoàn thể khác nhà trường, bạn bè đồng nghiệp tận tình giúp đỡ + Ý thức học tập học sinh trường có chuyển biến tích cực so với năm học trước - Khó khăn: Từ khó khăn nêu nên việc phát huy tối ưu biện pháp nêu đề tài không ý muốn Tuy nhiên cần nói thêm rằng, học sinh trường chưa ham học nên việc áp dụng đề tài cần có thời gian tính kiên trì, cố gắng giáo viên học sinh kết đạt ý II CÁC ĐỀ XUẤT VÀ KHUYẾN NGHỊ Trong trình giảng dạy môn Vật lí trường THCS việc hình thành cho học sinh phương pháp, kỹ giải tập Vật lí cần thiết, để từ giúp em đào sâu, mở rộng kiến thức giảng, vận dụng tốt kiến thức vào thực tế, phát triển lực tư cho em, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục, cụ thể : + Giúp học sinh có thói quen phân tích đầu bài, hình dung tượng Vật lí xảy toán sau tìm hướng giải + Trong tập giáo viên cần hướng cho học sinh nhiều cách giải (nếu ) Để kích thích hứng thú, say mê học tập cho học sinh rèn thói quen tìm tòi lời giải hay cho toán Vật lí + Khắc sâu cho học sinh nắm kiến thức bổ trợ khác Phát huy lực sáng tạo học sinh, kích thích hứng thú học tập Có việc giải tập Vật lí học sinh thuận lợi hiệu Để làm điều này: 19/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS - Giáo viên cần tự bồi dưỡng nâng cao nghiệp vụ chuyên môn, thường xuyên trao đổi, rút kinh nghiệm với đồng nghiệp - Nắm vững chương trình môn toàn cấp học Say mê học tập sáng tạo, tâm huyết với học trò - Giáo viên cần hướng dẫn học sinh nghiên cứu kỹ kiến thức cần nhớ để ôn tập, nhớ lại kiến thức bản, kiến thức mở rộng, nghiên cứu kỹ phương pháp giải tập sau giải tập theo hệ thống từ dễ đến khó, so sánh dạng tập để khắc sâu nội dung kiến thức cách giải Trên sở học sinh tự hình thành cho kỹ giải tập Trên dây số kinh nghiệm mà thân rút từ thực tế qua trình giảng dạy môn Vật lí trường THCS nói chung, kinh nghiệm rút thực đề tài nói riêng Tuy nhiên diều kiện thời gian, tình hình thực tế nhận thức học sinh địa phương nơi công tác lực cá nhân có hạn, nên việc thực đề tài hẳn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong đồng chí bạn đồng nghiệp, trao đổi góp ý để giúp hoàn thiện chuyên môn Tôi xin chân thành cảm ơn ! Tôi xin cam đoan SKKN viết không chép nội dung người khác Hà Đông, ngày tháng năm 2017 Người thực An Thị Hương 20/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS MỤC LỤC Trang A PHẦN MỞ ĐẦU I Lí chọn đề tài II Cơ sở lí luận III Đối tượng - phạm vi - thời gian nghiên cứu VI Phương pháp nghiên cứu B NHỮNG BIỆN PHÁP THỰC HIỆN I Đặt vấn đề II.Giải vấn đề III Áp dụng giải số tập vật lí 11 IV.Kết thực 17 C KẾT LUẬN CHUNG 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO SGK ,SBT SGV vật lí SGK , SBT SGV vật lí Phương pháp dạy học vật lí Nguyễn Đức Thâm Một số vấn đề đổi phương pháp dạy học môn vật lý THCS – GS.TS Nguyễn Hữu Châu 5.Bài tập thí nghiệm vật lí THCS- Nguyễn Thượng Chung 6.Bài tập nâng cao Vật lí – Nguyễn Đức Hiệp-Lê Cao Phan Bài tập nâng cao Vật lí – Nguyễn Đức Hiệp-Lê Cao Phan 8.Câu hỏi tập trắc nghiệm vật lí – Nguyễn Thanh Hải 500 tập vật lí chọn lọc THCS – NXB ĐHQG Tp Hồ Chí Minh 21/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS Ý KIẾN NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CƠ SỞ Ý KIẾN NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CẤP TRÊN 22/22 ... cách giải khác, đến kết Kiểm tra xem đường ngắn không 5/22 Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS Rèn kĩ tư phát triển lực sáng tao giải tập vật lí dạng tập. . .Rèn kĩ phát triển tư lực sáng tạo học sinh giải tập phần nhiệt học vật lí THCS phần nhiệt học cách thành thạo phát huy sức sáng tạo học sinh với dạng tập khác Với ý tư ng góp phần nâng... nhằm phát triển lực sáng tạo học sinh giải tập liên quan đến tập thí nghiệm tập tự luận học sinh học phần nhiệt học thấy mảng kiến thức dễ phát huy lực sáng tạo để phát triển tư cho học sinh