Vận dụng phương pháp mô hình trong dạy học chương Chất khí Vật lí lớp 10 Trung học Phổ thông

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học s phạm Hà Nội - Nguyễn đình thắng Vận dụng phơng pháp mô hình Dạy học chơng chất khí vật lí lớp 10 Trung häc phỉ th«ng Chun ngành: Lý luận phương pháp dy hc Vt lý Mó s: 60.14.10 Luận Văn thạc sÜ gi¸o dơc häc Ngêi híng dÉn khoa häc: PGS.TS Vò Träng Rü LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu đề tài trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Xn Hòa, ngày 26 tháng 11 năm 2011 Tác giả Nguyễn Đình Thắng Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hớng dẫn khoa học, PGS - T.S Vũ Trọng Rỹ Thầy dành nhiều thời gian tận tình giúp đỡ để hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo tổ môn Phơng pháp giảng dạy, thầy cô giáo khoa Vật lí, Phòng Sau đại học trờng Đại học s phạm Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện cho trình học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô giáo, bạn đồng nghiệp thuộc trờng THPT Bất Bạt, THPT Ba Vì, TP Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ tiến hành thực nghiệm s phạm để hoàn thành đề tài Xin chân thành cảm ơn! Xuân Hòa, ngày 26 tháng 11 năm 2011 Tác giả Nguyễn Đình Thắng Mục lục Mở đầu .7 1.Lý chọn đề tài .7 2.Mục đích nghiên cứu 3.Đối tợng phạm vi nghiên cøu .8 4.Gi¶ thuyÕt khoa häc 5.NhiƯm vơ nghiªn cøu Phơng pháp nghiên cứu3 Kết nghiên cứu Cấu trúc luận văn 10 Ch¬ng 1: C¬ së lý ln cđa viƯc vËn dơng PPMH d¹y häc vËt lÝ 11 1.1 Tỉng quan nghiªn cøu vÊn đề 11 1.2 Mô hình .13 1.2.1 Kh¸i niƯm mô hình 13 1.2.2 Các chức mô hình 14 1.2.3 Tính chất mô hình 15 1.2.4 Các loại mô hình sử dụng vật lý học 18 1.3 Phơng pháp mô hình vật lý học 22 1.3.1 Cơ sở lý thuyết phơng pháp mô hình 22 1.3.2 Cấu trúc phơng pháp mô hình vật lý học 23 1.3.3 Vai trò phơng pháp mô hình lịch sử vật lý 26 1.3.4 .Ưu - nhợc điểm PPMH vật lý học 28 1.4 Phơng pháp mô hình dạy học vật lý 30 1.4.1 Vai trò mô hình dạy học vật lý 30 1.4.2 Tổ chức dạy học theo phơng pháp mô hình 32 1.4.3 Các mức độ sử dụng phơng pháp mô hình d¹y häc vËt lÝ .33 1.4.4 CÊu tróc tµi liệu giáo khoa theo phơng pháp mô hình 36 1.4.5.Thực trạng sử dụng phơng pháp mô hình dạy học vËt lý 38 KÕt luËn ch¬ng 40 Chơng 2: Tổ chức dạy học chơng chất khí vật lý lớp 10 Trung học phổ thông theo phơng pháp mô hình 41 2.1 Vị trí, mục tiêu chơng “ ChÊt khÝ ” 41 2.2 Néi dung, cÊu tróc cđa ch¬ng “ChÊt khÝ” 42 2.2.1 Néi dung, cÊu tróc theo s¸ch gi¸o khoa vËt lý líp 10 hiƯn hµnh 42 2.2.2 Néi dung - cÊu tróc chơng theo quan điểm mô hình 44 2.3 Các loại mô hình sử dụng dạy học cđa ch¬ng “ ChÊt khÝ” 45 2.3.1 Mô hình vật chất 45 2.3.2 Mô hình biĨu tỵng 46 2.3.3 Mô hình ký hiệu 46 2.4 Quy trình dạy học vật lí theo PPMH 51 2.5 Thiết kế tiến trình dạy học số kiến thức chơngChất khí theo phơng pháp mô hình .52 KÕt luËn ch¬ng 70 Chơng 3: Thực nghiệm s phạm .71 3.1 Khái quát thực nghiệm s phạm 71 3.1.1 Mục đích thực nghiệm s phạm 71 3.1.2 Néi dung thùc nghiƯm s ph¹m 71 3.1.3 Đối tợng địa bàn thực nghiệm s phạm 71 3.1.4 Tiến hành thực nghiệm s phạm 72 3.2 Phân tích kÕt qu¶ thùc nghiƯm 73 3.2.1 Đánh giá học sinh hai lớp kĩ vận dụng, tính tích cực nhận thức học sinh dạy thực nghiệm 73 3.2.2Đánh giá mức độ tham gia hoạt động học tập giê häc cña häc sinh 73 3.2.3 Đánh giá mức độ nắm v÷ng kiÕn thøc cđa häc sinh 75 3.2.4 Xö lý sè liệu thực nghiệm 75 3.2.5 .Đánh giá kết thực nghiệm 82 Kết luận chơng 84 kÕt luËn 85 tài liệu tham khảo 94 phụ lục Mở đầu 1.Lý chọn đề tài Đổi phơng pháp dạy học vấn đề cấp thiết nhà trờng Việc áp dụng phơng pháp dạy học đại dựa quan điểm phát huy tối đa tính tích cực, chủ động, sáng tạo ngời học, đề cao vai trò tự học dới hớng dẫn thầy đợc phổ biến rộng rãi Báo cáo trị đại hội XI Đảng đặt nhiệm vụ: Đổi chơng trình, nội dung, phơng pháp dạy học, phơng pháp thi, kiểm tra theo hớng đại; nâng cao chất lợng giáo dục toàn diện, đặc biệt coi träng gi¸o dơc lý tëng, gi¸o duc trun thèng lịch sử cách mạng, đạo đức, lối sống, lực sáng tạo, kỹ thực hành, tác phong công nghiệp, ý thức trách nhiệm xã hội[20] Tuy nhiên thực trạng dạy học trờng phổ thông cha đáp ứng đợc yêu cầu mà Đảng, Nhà nớc đặt Phần đa giáo viên sức ỳ lớn việc đổi phơng pháp dạy học nên việc dạy học trờng phổ thông chủ yếu lối truyền thụ chiều mang tính thông báo nhồi nhét Hậu tải học tập học sinh, làm thui chột t sáng tạo em dẫn tới chất lợng đào tạo không nh mong muốn Do vấn đề bồi dỡng cho học sinh phơng pháp nhận thức khoa học, t sáng tạo trở thành nhiệm vụ quan trọng môn học nhà trờng phổ thông Chỉ sở dạy cho em phơng pháp nhận thức khoa học làm cho em biết học tập cách chủ động, rèn luyện đợc trí thông minh, óc sáng tạo em Nhng việc rèn luyện trí thông minh sáng tạo dạy học trờng phổ0thông nớc ta mẻ, nhiều khó khăn lý luận lẫn thực tiễn Để đạt đợc mục đích đó, cần phải nghiên cứu, áp dụng Chúng tiến hành thực3nghiệm s phạm trờng THPT Bất Bạt, huyện Ba Vì, thành phố Hà nội Tiến trình thực nghiệm đợc thực theo khung phân phối chơng trình Bộ GD&ĐT Kết thực nghiệm cho thấy học sinh tiếp cận đợc với PPMH, hình thành đợc cách t mô hình, sử dụng mô hình để giải nhu cầu nhận thức khoa học thân Do điều kiện thời gian khuôn khổ luận văn nên tiến hành nghiên cứu thực chơng chơng trình vật lí lớp 10 THPT Để phát huy hết tính u việt PPMH dạy học vật lí, đề tài cần đợc mở rộng phạm vi nghiên cứu sang nội dung khác chơng trình vật lí THPT cho thừa kế phát triển đợc kết đạt đợc đề tài Để đề tài góp phần nâng cao chất lợng dạy học vật lí trờng THPT mong nhận đợc đóng góp thầy cô bạn Phụ lục: Phiếu tìm hiểu dành cho giáo viên vật lí Họ tên:. Nam (nữ): Đơn vị công tác: Số năm giảng dạy vật lí trờng phổ thông: 1.Đồng chí hiểu mô hình gì? Xin đồng chí đánh dấu vào ô mà đồng chí thấy phù hợp nhất! 2.Đồng chí có sử dụng mô hình dạy học không? - Thờng xuyên sử dụng - Thỉnh thoảng có sử dụng - Không sử dụng 3.Theo đồng chí mô hình là: - Phơng tiện nhận thức - Nội dung nhận thức - Vừa phơng tiện vừa nội dung nhận thức 4.Đồng chí sử dụng mô hình dạy hoc? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… Xin c¶m ơn đồng chí! Phụ lục: Bài kiểm tra khảo sát số (15p) Đề bài: Một khối khí đựng xilanh có pit-tông chuyển động đợc thông số trạng thái khối khí là: 2atm, 10 lÝt, 300 K a.NÐn tõ tõ pit-t«ng tíi thể tích lít Hỏi áp suất khối khí bao nhiêu? b.Nén nhanh pit-tông xuống để thể tích lít, nhiệt độ khối khí tăng lên độ Hỏi áp suất khối khí bao nhiêu? Phụ lục: Bài kiểm tra khảo sát số (1 tiết) Câu Quá trình biến đổi trạng thái nhiệt độ đợc giữ không đổi gọi trình A Đẳng áp B Đẳng nhiệt C Đoạn nhiệt D Đẳng tích Câu Biết điều kiện chuẩn khối lợng riêng Oxy 1,43Kg/m3 Vậy khối lợng khí Oxy đựng bình thể tích 10lít dới áp suất 150atm 00C lµ: A 2,145Kg B 2,450Kg C 2,200Kg D 2,130Kg Câu Quá trình sau có liên quan tới định luật Saclơ A Qủa bóng bị bẹp nhúng vào nớc nóng, phồng lên nh cũ B Thổi không khí vào bóng bay C Đun nóng khí mét xilanh kÝn D §un nãng khÝ mét xilanh hở Câu Tính chất sau phân tử? A Giữa phân tử có khoảng cách; B Chuyển động hỗn loạn không ngừng; C Một nửa đứng yên, nửa chuyển động; D Chuyển động nhanh nhiệt độ vật cao Câu Một bình kín chứa khí ôxi nhiệt độ 270C áp suất 105Pa Nếu đem bình phơi nắng nhiệt độ 1770C áp suất bình là: A 1,5.105 Pa B 2,5.105 Pa C 105 Pa D 3.105 Pa Câu Trong đại lợng sau đây, đại lợng thông số trạng thái lợng khí? A Nhiệt độ tuyệt đối B Khối lợng C áp suất D Thể tích Câu Dới áp suất 105 Pa lợng khí tích 10 lít Nếu nhiệt độ đợc giữ không đổi áp suất tăng lên 1,25 105 Pa thể tích lợng khí lµ: A V2 = lÝt B V2 = lÝt C V2 = lÝt D V2 = 10 lít Câu Trờng hợp sau không áp dụng phơng trình trạng thái khí lí tởng A Nung nóng lợng khí xilanh làm khí nóng lên, dãn nở đẩy pittông dịch chuyển B Nung nóng lợng khí bình không đậy kín C Dïng tay bãp lâm qu¶ bãng D Nung nóng lợng khí bình đậy kín Câu Hệ thức sau phù hợp với định luật Sác lơ A p ~ t B p1 T2  p2 p1 p2  T1 T2 C T1 p  h»ng sè D t Câu 10 Một xilanh chứa 100 cm3 khí áp suất 2.105 Pa Pit tông nén đẳng nhiệt khí xilanh xuống 50 cm3 áp suất khí xilanh lóc nµy lµ : A 105 Pa B 105 Pa C 5.105 Pa D 3.105 Pa C©u 11 Một lợng khí 00 C có áp suất 1,50.105 Pa thể tích khí không đổi ¸p suÊt ë 2730 C lµ : B p2 = A p2 = Pa Pa 5 2.10 4.10 Pa D p = 105 Pa C p2 = 3.10 Câu 12 Khi làm nóng lợng khí tích không đổi thì: A Số phân tử đơn vị thể tích giảm tỉ lệ nghịch với nhiệt độ B áp suất khí không đổi C Số phân tử đơn vị thể tích tăng tỉ lệ với nhiệt độ D Số phân tử đơn vị thể tích không đổi Câu 13 Hệ thức sau phù hợp với định luật Bôilơ Mariốt? p V p1 p2 A   pV  pV D p ~ B C p2 V V2 V1 1 2 V2 C©u 14 Trong phòng thí nghiệm, ngời ta điều chế đợc 40 cm3 khí ôxi áp suất 750 mmHg nhiệt độ 3000K Khi áp suất 1500 mmHg, nhiệt độ 1500K thể tích lợng khí : A 20 cm3 B 10 cm3 C 30 cm3 D 40 cm Câu 15 Một lợng khí đựng xilanh có pittông chuyển động đợc Các thông số trạng thái lợng khí là: at, 15lít, 300K Khi pittông nén khí, áp suất khí tăng lên tới 3,5 at, thể tích giảm 12lít Nhiệt ®é cđa khÝ nÐn lµ : A 420K B 600K C 400K D 150K Câu 16 Xét khối lợng khí xác định: đồng thời tăng thể tích A Giảm nhiệt độ tuyệt đối lần, lần áp suất tăng lần B Tăng nhiệt độ tuyệt đối lần, đồng thời giảm thể tích lần áp suất tăng lần C Tăng nhiệt độ tuyệt đối lần, đồng thời tăng thể tích lần áp suất tăng 4lần D Tăng nhiệt độ tuyệt đối lên lần, đồng thời giảm thể tích lần áp suất không giảm Câu 17 Khi đun nóng đẳng tích khối khí thêm 1oC áp suất khí tăng thêm 1/360 áp suất ban đầu Tính nhiệt độ ban đầu khÝ A 3210C B 87oC C 1070C D 2340C Câu 18 Một bơm chứa 100cm không khí nhiệt độ 270C áp suất 105 Pa Khi không khí bị nén xuống 20cm3 nhiệt độ tăng lên tới 3270 C áp suất không khí bơm là: 5 A p2 8.105 Pa p  7.10 Pa p  10.10 Pa D B C p2  9.10 Pa Câu 19 Hệ thức sau hệ thức định luật Bôilơ Mariốt? V p A p1V2 p2V1 B  h»ng sè C  h»ng sè D p V pV  h»ng sè C©u 20 Nếu áp suất thể tích khối khí lí tởng tăng lần nhiệt độ khối khí A tăng lần B không đổi C giảm lần D tăng lần Câu 21 Một bình chứa lợng khí nhiệt độ 270C áp suất 2.105 Pa Nếu áp suất tăng gấp đôi nhiệt độ khối khí : A T = 300 0K B T = 6000K C T = 540K D T = 13,5 K C©u 22 Khi khoảng cách phân tử nhỏ, phân tử A lực hút B có lực đẩy C có lực hút lực ®Èy, nhng lùc ®Èy nhá lùc hót D cã c¶ lực hút lực đẩy, nhng lực đẩy lớn lực hút Câu 23 Trong hệ toạ độ (p,T) đờng biểu diễn sau đờng đẳng tích? A Đờng thẳng kéo dài qua gốc toạ độ B Đờng thẳng cắt trục p điểm p = p0 C Đờng hypebol D Đờng thẳng kéo dài không qua gốc toạ độ Câu 24 Phơng trình trạng thái khí lí tởng: A pV sè pV~T B T P = h»ng sè C T pT V  h»ng sè D kh«ng phù hợp với trình Câu 25 Hệ thức sau đẳng áp? V V A V ~ B  C  h»ng sè D V T V ~T T1 T2 T 4 tài liệu tham khảo [1] Lê Quang Bảo, Lê Nguyên Long, Nguyễn Đăng Trình (1976), T liệu vật lý cấp III, NXB Giáo dục ( Sách dịch) [2] Lơng Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần ChÝ Minh Vò Quang, Bïi Gia ThÞnh (2006), VËt lý 10, NXB Giáo dục [3] Lơng Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần Chí Minh Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2006) Vật lý 10 (Sách giáo viên) NXB Giáo dục [4] Vũ Cao Đàm (2002), Phơng pháp luận nghiên cứu khoa học, NXB khoa học kỹ thuật- Hà Nội [5] Trần Thúy Hằng, Đào Thị Thu Thủy (2009), Thiết kế giảng vật lí 10 (tập 2), NXB Hà Nội [6] Đào Hữu Hồ (2003), Xác suất thống kê, NXB ĐHQG Hà Nội [7] Nguyễn Quang Lạc (1995), Didactic vật lí, Bài giảng chuyên đề cho cao học, Đại học vinh [8] Nguyễn Quang Lạc (1995), Lí luận dạy học đại trờng phổ thông, Giáo trình - Đại học Vinh [9] Đặng Mộng Lân (1976), Câu chuyện số vật lý bản, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội [10] Đào Văn Phúc (1999), Lịch sử vật lý, NXB Giáo Dục [11] Phạm Thị Phú (2002), Nghiên cứu vận dụng phơng pháp nhận thức vào dạt học giải vấn đề dạy học vật lý trung học phổ thông, Giáo trình đại học Vinh [12] Phạm Thị Phú (1999), Bồi dỡng phơng pháp thực nghiệm cho học sinh nhằm nâng cao hiệu dạy học học lớp 10 THPT, Luận án tiến sỹ, ĐH Vinh [13] Vũ Quang, Nguyễn Đức Minh, Bùi Gia Thịnh (1980), Một số thuyết vật lý chơng trình phổ thông, NXB Giáo dục Hà Nội [14] Vũ Quang, Dơng Trọng Bái, Phan Tuấn Khanh, Nguyễn Đình Noãn, Vũ Trọng Rỹ, Bùi Gia Thịnh (2005), Tài liệu tự chọn môn vật lý líp 10, Hµ Néi [15] Ngun Ngäc Quang (1977), Bàn hệ thống phơng pháp nhận thức môn vật lý trờng phổ thông, Hà Nội [16] Vũ Trọng Rỹ (1997), Một số khái niệm, phạm trù khoa hoc giáo dục, Viện KH giáo dục [17] Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hng, Phạm Xuân Quế (2002), Phơng pháp dạy học vật lý trờng phổ thông, NXB ĐHSP Hà Nội [18] Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hng (1998), Giáo trình tổ chức hoạt ®éng nhËn thøc cđa häc sinh d¹y häc vËt lí trờng phổ thông, Đại học Quốc gia Hà Nội [19] Phạm Hữu Tòng (1999), Quan điểm mô hình hoá vấn đề nhận thức khoa học, Giáo trình trờng Đại học s phạm Hà Nội [20] Văn kiện Đại Hội Đảng toàn Quốc lần thứ XI, NXB CT Quốc gia [21] Trịnh Thị Hải Yến (1997), Sử dụng phơng pháp nhận thức (phơng pháp mô hình) dạy häc vËt lý nh»m ph¸t triĨn t häc sinh, Luận án tiến sỹ, ĐHSP Hà Nội [22] Guy ROBARDET Jean Claude GUILAND (1992), Didactic vËt lÝ (PhÇn 1), Trêng §¹i häc s ph¹m HuÕ [23] Guy ROBARDET Jean Claude GUILAND (1993), Didactic vật lí (Phần 2), Trờng Đại học s phạm Huế [24] Đanilov V.Đ., Xcatlin M.N (1980), Lý luận dạy học trờng phổ thông, NXB Giáo dục [25] Einstein, Infen L (1972), Sù tiÕn triĨn cđa vËt lý, NXB Giáo dục [26] Gônôlôlin (1978), Những phẩm chất tâm lý ngời giáo viên, NXB Giáo Dục [27] Andrzej Kajetan Wroblewski (1988), Sù thËt vµ huyền thoại vật lý học, NXB ĐHQG Hà Nội ... phơng pháp mô hình 36 1.4.5.Thực trạng sử dụng phơng pháp mô hình dạy học vật lý 38 KÕt luËn ch¬ng 40 Ch¬ng 2: Tỉ chức dạy học chơng chất khí vật lý lớp 10 Trung học phổ thông. .. trở nên quan trọng vật lí mà ngành khoa học tự nhiên xã hội khác Chính vậy, chọn đề tài: Vận dụng phơng pháp mô hình dạy học chơng Chất khí vật lí lớp 10 trung học phổ thông 2.Mục đích nghiên... pháp mô hình (PPMH) phơng pháp nhận thức khoa học đợc vận dụng vào dạy học Khi nghiên cứu tợng Vật lí xảy giới vi mô, dạy học vật lí, đặc biệt quan tâm tới PPMH PPMH ngày trở nên quan trọng vật