Tổ chức dạy học theo trạm chủ đề chất khí vật lí 10

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VY THỊ PHƯƠNG THẢO TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO TRẠM CHỦ ĐỀ “CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VY THỊ PHƯƠNG THẢO TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO TRẠM CHỦ ĐỀ “CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10 Chun ngành: Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số : 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN VĂN BIÊN THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN n LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu cá nhân Số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực chưa cơng bố, sử dụng cơng trình nghiên cứu Thái Nguyên, tháng năm 2015 Tác giả Vy Thị Phương Thảo Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐiHTN n LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới PGS.TS Nguyễn Văn Biên tận tình hướng dẫn bảo tơi suốt thời gian học tập trình làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, Khoa Vật lí Phòng Đào tạo (Sau đại học) trường tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tới thầy giáo, cô giáo thuộc tổ môn Phương pháp giảng dạy khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Ngun giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu làm luận văn Tôi chân thành cảm ơn thầy cô giáo giảng dạy mơn Vật lí trường THPT Sơng Cơng, THPT Ngô Quyền, THPT Đại Từ, THPT Lương Ngọc Quyến, THPT Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên tạo điều kiện cho tơi thực nghiệm sư phạm hồn thành luận văn Luận văn hoàn thành Trường Đại học Sư Phạm - Đại học Thái Nguyên Thái Nguyên, tháng năm 2015 Người viết luận văn Vy Thị Phương Thảo Số hóa Trung tâm Học liệu – iiHTN n MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii CÁC DANH MỤC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ vi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Đối tượng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa đề tài Cấu trúc luận văn Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC THEO TRẠM 1.1 Phương pháp tổ chức dạy học theo trạm 1.1.1 Khái niệm dạy học theo trạm 1.1.2 Vai trò giáo viên dạy học theo trạm 1.1.3 Phân loại hệ thống trạm học tập 1.1.4 Các bước xây dựng hệ thống trạm 1.1.5 Các bước xây dựng trạm học tập 1.1.6 Quy tắc xây dựng trạm học tập 10 1.1.7 Các bước để tổ chức dạy học theo PPDH theo trạm 11 1.1.8 Ưu điểm hạn chế hình thức học tập theo trạm 12 Số hóa Trung tâm Học liệu –iĐiHiTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 1.2 Tính tích cực, tự lực nhận thức lực sáng tạo người học 12 1.2.1 Tính tích cực nhận thức người học 12 1.2.2 Năng lực sáng tạo người học 15 1.2.3 Các tiêu chí đánh giá tính tích cực, tự lực, sáng tạo học sinh…… 19 1.3 Tìm hiểu thực tế dạy học theo trạm tình hình dạy học phần nội dung kiến thức “Các định luật chất khí” trường THPT 19 1.3.1 Mục đích điều tra 19 1.3.2 Phương pháp điều tra 20 1.3.3 Kết điều tra 20 KẾT LUẬN CHƯƠNG 25 Chương XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC THEO TRẠM CHỦ ĐỀ “CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10 26 2.1 Nội dung kiến thức cấu trúc tổng quát hệ thống trạm 26 2.1.1 Nội dung kiến thức để xây dựng trạm 26 2.1.2 Đối tượng áp dụng 26 2.1.3 Thời gian 26 2.1.4 Chức 26 2.1.5 Cấu trúc hệ thống trạm 26 2.1.6 Bảng tổng quan trạm 26 2.1.7 Quy tắc học (Nội quy học) 28 2.2 Chuẩn kiến thức, kĩ chương trình Vật lí 10 hành 28 2.2.1 Chương trình Vật lí 10 Chương V: Chất khí 28 2.2.2 Chương trình Vật lí 10 nâng cao Chương VI: Chất khí 29 2.3 Mục tiêu dạy học chủ đề “Chất khí” theo phương pháp dạy học theo trạm 30 2.2.1 Mục tiêu kiến thức 30 2.2.2 Mục tiêu kĩ 30 2.2.3 Mục tiêu thái độ 30 2.2.4 Mục tiêu phát triển lực 31 Số hóa Trung tâm Học liệu – ivHTN n 2.4 Xây dựng hệ thống trạm sử dụng dạy học theo trạm chủ đề “ Chất khí” 31 2.4.1 Hệ thống trạm 1: Các định luật chất khí 31 2.4.2 Hệ thống trạm 2: Phương trình trạng thái khí lí tưởng vận dụng 42 2.5 Tiến trình dạy học theo trạm chủ đề “Chất khí” 51 KẾT LUẬN CHƯƠNG 58 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 59 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 59 3.2 Nhiệm vụ 59 3.3 Đối tượng thời gian thực nghiệm sư phạm 59 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 60 3.5 Những thuận lợi khó khăn trình thực nghiệm 60 3.6 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 61 3.7 Diễn biến trình thực nghiệm 63 3.7.1 Chuẩn bị cho buổi thực nghiệm sư phạm 63 3.7.2 Tiến hành thực nghiệm 65 3.7.3 Điều tra kết 67 3.8 Đánh giá kết thực nghiệm 71 3.8.1 Mục đích đánh giá 71 3.8.2 Đối tượng hình thức đánh giá 71 3.8.3 Kết đánh giá 71 KẾT LUẬN CHƯƠNG 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐvHTN n CÁC DANH MỤC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Stt Viết tắt Viết đầy đủ CNH - HĐH Cơng nghiệp hóa - đại hóa DH Dạy học DHTT Dạy học theo trạm DHPH & GQVĐ Dạy học phát giải vấn đề GV Giáo viên HS Học sinh PPDH Phương pháp dạy học PPTCDH Phương pháp tổ chức dạy học SGK Sách giáo khoa 10 TBTN Thiết bị thí nghiệm 11 TN Thí nghiệm 12 THPT Trung học phổ thơng Số hóa Trung tâm Học liệu – ivHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại hệ thống trạm học tập Bảng 1.2: Các bước xây dựng hệ thống trạm Bảng 1.3: Mức độ tham gia hoạt động HS học Vật lí 20 Bảng 1.4: Mức độ sử dụng PPDH truyền thống dạy học theo trạm GV học Vật lí 21 Bảng 2.1: Bảng tổng quan hệ thống trạm 27 Bảng 2.2: Bảng tổng quan hệ thống trạm 27 Bảng 2.3: Nội quy học tổ chức dạy học theo trạm 28 Bảng 3.1: Bảng tổng hợp kết phiếu điều tra học sinh 68 Bảng 3.2: Mức độ dự đốn tượng xảy thí nghiệm 71 Bảng 3.3: 71 Mức độ thiết kế phương án thí nghiệm tiến hành thí nghiệm Bảng 3.4: Mức độ vận dụng kiến thức để giải thích tượng thí nghiệm 72 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐvHTN n DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ Hình 1.1: Sơ đồ vòng tròn học tập Hình 1.2 Chu trình sáng tạo khoa học 17 Hình 2.1: Sơ đồ vòng tròn hệ thống trạm 31 Hình 2.2 Màn hình phần mềm mô 39 Hình 2.3 Sơ đồ vòng tròn hệ thống trạm 42 Hình 3.1 GV hướng dẫn thống cách thức làm việc học với HS 66 Hình 3.2 Các nhóm tiến hành thực nhiệm vụ trạm 66 Hình 3.3 Đại diện nhóm báo cáo kết 67 Hình 3.4 72 HS tích cực tham gia tiến hành thí nghiệm trạm học tập Hình 3.5 HS tích cực tham gia thiết kế tiến hành thí nghiệm 73 Hình 3.6 Các HS trao đổi, thảo luận nhóm để giải nhiệm vụ trạm 73 Hình 3.7 HS thảo luận sơi để giải thích tượng 74 Biểu đồ 3.1 Biểu đồ thể mức độ hứng thú học sinh với phương pháp dạy học theo trạm 69 Biểu đồ 3.2 Biểu đồ thể mức độ quan tâm học sinh với phương pháp dạy học theo trạm 70 Số hóa Trung tâm Học liệu – viHTN n độ O ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP (Làm việc cá nhân) TRẠM (Bắt buộc) QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP ĐỊNH LUẬT GAY LUY-XÁC Sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo máy tính Làm theo tài liệu hướng dẫn 2.Trong thí nghiệm trên, thơng số trạng thái khí khơng thay đổi? Áp suất khí khơng đổi 3Tìm mối quan hệ thể tích V nhiệt độ tuyệt đối T Màn hình phần mềm mơ Kết V (cm3) T (K) V/T 26,17 300,15 0,0871 27,13 311,15 0,0871 28,79 330,15 0,0872 30,53 350,15 0,0871 32,54 373,15 0,0872 Nhận xét V/T = số Vậy thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối khí Kết luận quan hệ thể tích V nhiệt độ tuyệt đối T trình đẳng áp: Trong trình đẳng áp, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối khí Vẽ đồ thị biểu diễn biến thiên V theo T lượng khí xác định áp suất khí khơng đổi hệ tọa độ (p,V); (p,T); (V,T) Nhận xét dạng đồ thị O V p p V O O T T Đồ thị đường thẳng Đồ thị đường thẳng Đồ thị đường vuông góc với trục OP vng góc với trục OP thẳng kéo dài qua O ĐÁP ÁN HỆ THỐNG TRẠM ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP TRẠM 1A PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG I Tìm mối liên hệ thơng số trạng thái lượng khí xác định khí chuyển từ trạng thái (p1, V1 , T1) sang trạng thái (p2, V2 , T2) qua trạng thái trung gian (p3, V3 , T3) (1) (2) p1, V1 , T1 p2, V2 , T2 T1 = T3 (3) V3 = V2 p3, V3 , T3 (1) Đẳng nhiệt (3): (3) Đẳng tích (2): p1.V1  p3 V3 p3 p2  (**) T3 T2 p1.V1 Từ (*) (**) ta có: Ta có T1  T3 ,V3  V2 (*) T3 V3 Suy p2   T2 p1.V T1  p1.V1  T3 p2 V3 T2 p2 V2 T II Kết luận: Phương trình trạng thái khí lí tưởng có dạng: p1 V T1  p2 V2 p V  số hay T2 T ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP TRẠM 1B PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG I Tìm mối liên hệ thơng số trạng thái lượng khí xác định khí chuyển từ trạng thái (p1, V1 , T1) sang trạng thái (p2, V2 , T2) qua trạng thái trung gian (p4, V4 , T4) (1) (2) p1, V1 , T1 V1 = V4 p2, V2 , T2 T4= T2 (4) p4, V4 , T4 (1) Đẳng tích (4): (4) Đẳng nhiệt (2): Từ (*) (**) ta có: Ta có V1  V4 ,T4  T2 p1 p4  (*) T1 T4 p4 V4  p2 V2 (**) p1 p2 V2 p V p V    2 T1 V4 T4 T1 T4 Suy p1.V1 p2 V2  T1 T2 II Kết luận:Phương trình trạng thái khí lí tưởng có dạng: p V p1.V1 p2  số  hay V2 T1 T2 T ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP TRẠM 1C PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG I Tìm mối liên hệ thông số trạng thái lượng khí xác định khí chuyển từ trạng thái (p1, V1 , T1) sang trạng thái (p2, V2 , T2) qua trạng thái trung gian (p5, V5 , T5) (1) (2) p2, V2 , T2 p1, V1 , T1 T1 = T5 (5) p5= p2 p5, V5 , T5 p1.V1  p5 V5 (1) Đẳng nhiệt (5): (*) (5) Đẳng áp (2): V5 V2  T5 T2 (**) Từ (*) (**) ta có: p1.V1 V2 p V p V   1  p5 T5 T2 T5 T2 p V Ta có T1  T5 , p5  p2 Suy p1.V  2 T2 T1 II Kết luận: Phương trình trạng thái khí lí tưởng có dạng: p1.V1 p2  V2 T1 T2 hay p V T  số ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP (Làm việc cá nhân) TRẠM (Tự chọn) VẬN DỤNG GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ********* Câu Đáp án D B A D C C B A ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP (Làm việc cá nhân) TRẠM TRÒ CHƠI BỎ TRỨNG VÀO CHAI I Dụng cụ Bình thủy tinh cổ nhỏ Quả trứng luộc Bật lửa Mẩu giấy nhỏ II Tiến trình Từ dụng cụ cho em tìm cách để trứng lọt vào chai mà khơng dùng tay ấn Mô tả cách làm - Đốt mẩu giấy cho vào chai - Đặt trứng lên miệng chai Giải thích tượng - Khi đốt giấy thả vào chai , khơng khí chai co giãn, phần khí lọt ngồi - Lấy trứng bịt kín miệng chai, ô xi cháy hết lửa tắt Khi lửa tắt, nhiệt độ khí chai giảm, nên áp suất giảm (theo định luật Sác-lơ) - Áp suất khí chai nhỏ áp suất bên nên áp suất bên đẩy trứng vào chai để cân áp suất III Kết luận Hiện tượng giải thích nhờ định luật chất khí mà em tìm hiểu? Hiện tượng vận dụng định luật Sác-lơ để giải thích ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP (Làm việc cá nhân) TRẠM TRÒ CHƠI THỢ LẶN DŨNG CẢM I Dụng cụ Chai nước lọc Ống thủy tinh nhỏ hở đầu II Cách chơi Thả đầu hở ống thủy tinh nhỏ vào chai nước lọc Vặn kín nút chai Dùng tay bóp thả bình nước III Hiện tượng Nêu tượng xảy với ống thủy tinh bên chai nước - Khi bóp tay vào bình nước ống thủy tinh bên chìm xuống - Khi thả tay ống thủy tinh lại lên IV Giải thích tượng thí nghiệm - Khi bóp chai, áp suất nước tăng lên, làm cho thể tích cột khơng khí bên ống thủy tinh giảm đi, nước tràn vào ống thủy tinh Khi khối lượng riêng ống thủy tinh chứa nước tăng lên làm cho ống thủy tinh chìm xuống - Ngược lại, khơng bóp chai nước, áp suất nước giảm, thể tích cột khí bên ống thủy tinh tăng, đẩy nước Khi khối lượng riêng ống thủy tinh chứa nước giảm nên ống thủy tinh dần Phụ lục 8: CÁC PHIẾU TRỢ GIÚP TẠI CÁC TRẠM PHIẾU TRỢ GIÚP TRẠM Chọn nút Show Data Table để hiển thị số liệu thể tích nhiệt độ Điều chỉnh nhiệt độ, ghi kết nhiệt độ thể tích tương ứng vào bảng kết Xử lí số liệu kết luận PHIẾU TRỢ GIÚP SỐ (1) (2) p1, V1 , T1 T1 = T3 TRẠM 1A p2, V2 , T2 (3) V3= V2 p3, V3 , T3 Lượng khí chuyển từ trạng thái sang trạng thái trình nào? (Xét xem thông số trạng thái giữ không đổi) Viết biểu thức liên hệ p1, V1 p3, V3 ………………………………………………………………………………… SỐ TRẠM 1A (1) (2) p1, V1 , T1 p2, V2 , T2 T1 = T3 (3) V3= V2 p3, V3 , T3 Lượng khí chuyển từ trạng thái sang trạng thái q trình nào? (Xét xem thơng số trạng thái giữ không đổi) Viết biểu thức liên hệ p3, T3 p2, T2 ………………………………………………………………………………… PHIẾU TRỢ GIÚP SỐ (1) (2) p1, V1 , T1 V1 = V4 TRẠM 1B p2, V2 , T2 (4) T 4= T p4, V4 , T4 Lượng khí chuyển từ trạng thái sang trạng thái trình nào? (Xét xem thông số trạng thái giữ không đổi) Viết biểu thức liên hệ p1, T1 p4, T4 ………………………………………………………………………………… PHIẾU TRỢ GIÚP SỐ (1) (2) p1, V1 , T1 V1 = V4 TRẠM 1B p2, V2 , T2 (4) T 4= T2 p4, V4 , T4 Lượng khí chuyển từ trạng thái sang trạng thái trình nào? (Xét xem thông số trạng thái giữ không đổi) Viết biểu thức liên hệ p4, V4 p2 , V2 ………………………………………………………………………………… PHIẾU TRỢ GIÚP SỐ (1) (2) p1, V1 , T1 T1 = T5 TRẠM 1C p2, V2 , T2 (5) p5= p2 p5, V5 , T5 Lượng khí chuyển từ trạng thái sang trạng thái trình nào? (Xét xem thông số trạng thái giữ không đổi) Viết biểu thức liên hệ p1, V1 p5, V5 ………………………………………………………………………………… PHIẾU TRỢ GIÚP SỐ TRẠM 1C (1) (2) p1, V1 , T1 T1 = T5 p2, V2 , T2 (5) p5= p2 p5, V5 , T5 Lượng khí chuyển từ trạng thái sang trạng thái trình nào? (Xét xem thông số trạng thái giữ không đổi) Viết biểu thức liên hệ V5, T5 V2 , T2 ………………………………………………………………………………… Phụ lục HÌNH ẢNH MỘT PHIẾU ĐIỀU TRA ... chất khí trường phổ thơng Ý nghĩa đề tài - Xây dựng quy trình tổ chức dạy học theo trạm chủ đề Vật lí cụ thể - Vận dụng kiến thức lí luận dạy học, tổ chức dạy học theo trạm chủ đề Chất khí -Vật. .. PPTCDH theo trạm tiến hành nghiên cứu đề tài: "TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO TRẠM CHỦ ĐỀ “ CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10" Mục đích nghiên cứu Vận dụng kiến thức lí luận dạy học PPTCDH theo trạm để tổ chức hoạt... động học theo chủ đề Chất khí nhằm phát huy tính tích cực, tự lực sáng tạo HS Đối tượng nghiên cứu - Nội dung kiến thức chủ đề Chất khí -Vật lí 10 - Hoạt động dạy học chủ đề Chất khí -Vật lí