Xây dựng và sử dụng các thiết bị thí nghiệm trong dạy học phần nhiệt học vật lí lớp 8 nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh nước cộng hòa dân chủ nhân dân lào tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHM H NI XAYPASEUTH VYLAYCHIT XÂY DựNG Và Sử DụNG THIếT Bị THí NGHIệM TRONG DạY HọC PHầN NHIệT HọC- VËT LÝ LíP NH»MPH¸T TRIĨNN¡NGLùC THùC NGHIƯM CđA HäC SINH NƯớC CộNG HòA DÂN CHủ NHÂN DÂN LàO Chuyờn ngành:Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 9.14.01.11 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN BIÊN TS NGUYỄN ANH THUẤN Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường học tại: Trường đại học Sư phạm Hà Nội Vào hồi .giời .phút, ngày .tháng năm Có thể tìm hiểu luận án thư viện - Thư viện Quốc gia - Thư viện Trường đại học Sư phạm Hà Nội CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ Xaypaseuth Vylaychit (2016), Xây dựng nhiệm vụ học tập nhằm hình thành lực thực nghiệm học sinh, Tạp chí khoa học, Trường ĐHSP Hà Nội, số 61, trang 242-248 Xaypaseuth , Nguyễn Văn Biên, Nguyễn Anh Thuấn (2017), Thiết kế chế tạo thí nghiệm định lượng bảo tồn chuyển thành nhiệt năng, Tạp chí thiết bị giáo dục, Cơ quan hiệp hội thiết bị giáo dục Việt Nam, số 148, trang 9-10 trang 41 Nguyễn Anh Thuấn, Xaypaseuth Vylaychit, Nguyễn Văn Hòa ( 2018 ), chế tạo dụng cụ thí nghiệm sử dụng thí nghiệm động nhiệt dạy học vật lí lớp , Tạp chí thiết bị giáo dục ( chấp nhận đăng ) Nguyễn Văn Biên, Xaypaseuth Vylaychit, Nguyễn Anh Thuấn ( 2018 ), Developexperimental competence of Laos pupils in sciences classroom secondary school Hội thảo The 5th International ASEAN Comparative Educational Research Network and The 1th International Annua Meeting on STEM Education 14th – 15th Augudt 2018, AVNA Khon Kaen Hotel, Khon Kaen, THAILAND, Trang 60 ( chất nhận đăng) Xaypaseuth Vylaychit, Nguyễn Văn Biên, Nguyễn Anh Thuấn ( 2019 ), Quy trình xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lí phần “ Nhiệt học ” lớp 8, nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào, tạp chí khoa học, Trường ĐHSP Hà Nội, số 1/2019, trang 157 – 164 Mở đầu Lí chọn đề tài Hiện nay, nước CHDCND Lào bước vào thời kì cơng nghiệp hóa, đại hóa để theo kịp với phát triển khoa học - công nghệ, hòa nhập với kinh tế giới - kinh tế tri thức Mục đích đến năm 2020 CHDCND Lào đưa đất nước khỏi nhóm nước nghèo lạc hậu Để đạt mục đích trên, Bộ Giáo dục Lào đặt mơ hình chiến lược giáo dục đến năm 2020, giáo dục nước Lào phải đào tạo người đủ tri thức, lực trí tuệ phẩm chất đạo đức tốt Thực tế, việc dạy học kiến thức phần nhiệt học trường THCS chưa khỏi tình trạng Giáo viên ngại sử dụng thí nghiệm dạy học, có sử dụng mang tính chất biểu diễn Ví dụ: phần nhiệt học giáo viên giảng dạy nội dung kiến thức nhiệt nhiệt độ, giải thích tượng nhiệt sống, khơng sử dụng thí nghiệm để hỗ trợ học sinh, nội dung truyền nhiệt, nhiệt lượng, suất tỏa nhiệt thí nghiệm sử dụng lại đơn giản, chưa đảm bảo tính khoa học, phương pháp dạy học khơng gắn liền với hoạt động thực nghiệm, nên dạy học nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh chưa thành thực, học sinh phát triển lực thực nghiệm học lớp Nguyên nhân tình trạng thiết bị thí nghiệm có sẵn dùng để dạy học kiến thức nhiều hạn chế, khơng có có chưa đầy đủ sở vật chất cần thiết để đáp ứng mục đích dạy học, đặc biệt chưa có thiết bị thí nghiệm ứng dụng kĩ thuật vật lí Từ lí trên, với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí trường trung học Cơ sở, chọn đề tài “Xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học phần “Nhiệt học” – Vật lí lớp nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh” Mục đích nghiên cứu Xây dựng thiết bị thí nghiệm sở phân tích cấu trúc lực thực nghiệm sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học phần “Nhiệt học” - Vật lí lớp trường THCS nước CHDCND Lào theo dạy học giải vấn đề nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu + Đối tượng nghiện cứu - Nội dung kiến thức phần nhiệt học lớp trường trung học sở - Năng lực thực nghiệm phát triển dạy học giải vấn đề với việc sử dụng thí nghiệm vật lí + Phạm vi nghiên cứu Q trình dạy học phần nhiệt học chương trình vật lí lớp trường THCS, trường phổ thông Salavan, huyện Salavan, tỉnh Salavan, nước CHDCND Lào Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng thiết bị thí nghiệm dựa phân tích cấu trúc lực thực nghiệm sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học phần “Nhiệt học” – Vật lí lớp trường THCS nước CHDCND Lào theo dạy học giải vấn đề phát triển lực thực nghiệm học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích nghiên cứu, có nhiệm vụ nghiên cứu sau: - Nghiên cứu sở lí luận việc dạy học theo nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh Đặc biệt lý luận việc xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học vật lí (lớp trường THCS - Nghiên cứu chương trình nội dung sách giáo khoa để xác định kiến thức phần nhiệt học lớp mà học sinh cần lĩnh hội Từ xác định thí nghiệm cần tiến hành dạy học - Điều tra thực tế việc dạy học kiến thức phần nhiệt học lớp 8, nhằm tìm hiểu phương pháp giảng dạy giáo viên phương pháp học học sinh, khó khăn giáo viên các sai lầm phổ biến học sinh phần nhiệt học, tình trạng thiết bị thí nghiệm, sử dụng thiết bị thí nghiệm phần nhiệt học trường THCS Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ trên, sử dụng số phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu tài liệu: Nghiên cứu sách, báo, luận án, luận văn, khóa luận tốt nghiệp, chương trình nội dung sách giáo khoa Vật lí lớp để xây dựng sở lí luận đề tài cho đề xuất tiến trình dạy học có thiết bị thí nghiệm - Nghiên cứu phòng thí nghiệm: Thiết kế chế tạo thiết bị thí nghiệm, thử nghiệm phương án thí nghiệm phòng thí nghiệm - Điều tra, khảo sát thực tế: Dự giờ, xem giáo án, trao đổi với giáo viên học sinh - Thực tập sư phạm trường THCS tiến trình dạy học soạn thảo Đóng góp luận án Về mặt lí luận: - Đề xuất cấu trúc lực thực nghiệm dạy học vật lí - Đề xuất biện pháp nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh dạy học vật lí phần “Nhiệt học” – vật lí lớp Về mặt thực tiễn: - Chế tạo thiết bị thí nghiệm để tiến hành 18 thí nghiệm để sử dụng dạy học vật lí phần “Nhiệt học” – vật lí lớp - Xây dựng nhiệm vụ học tập (hình thành vận dụng kiến thức) gắn liền với hoạt động thực nghiệm - Soạn thảo tiến trình dạy học tương ứng với kiến thức phần nhiệt học Vật lí lớp 8, có sử dụng nhiệm vụ học tập thiết bị thí nghiệm - Đánh giá phát triển lực thực nghiệm học sinh học tập phần nhiệt học Vật lí lớp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU Hiện có nhiều nhà nhiên cứu giới nghiên cứu phương pháp dạy học tích cực, triển khai tiến trình giải vấn đề dạy học Vật lí trường THCS THPT Việc tổ chức hoạt động, việc xây dựng thiết bị thí nghiệm sử dụng thiết bị thí nghiệm phần quan trọng hoạt động học tập, thiết bị thí nghiệm phương tiện dạy học tạo điều kiện cho học sinh phát huy tích cực, qua nâng cao, hứng thú, đem lại kết tốt học tập, đặc biệt việc phát triển lực thực nghiệm học sinh Với mục đích xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lí nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh Chúng nghiên cứu phần tổng quan gồm vấn đề sau: - Tìm hiểu nghiên cứu lực lực thực nghiệm - Tìm hiểu nhiên cứu xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lí nhằm phát triển lực thực nghiệm - Tìm hiểu nghiên cứu việc xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm Vật lí phần nhiệt học 1 Các nghiên cứu lực lực thực nghiệm + Năng lực - Khi nói lực tức muốn nói đến khả cá nhân lĩnh vực hoạt động định, khả giúp cá nhân thực hoạt động nhằm đạt hiệu theo mong muốn lĩnh vực - Khái niệm lực (competency) có nguồn gốc tiếng Latinh “ competentia ” có nghĩa “gặp gỡ” Ngày khái niệm lực hiểu nhiều nghĩa khác Từ đến có nhiều nhà nghiên cứu lực cụ thể như: - Theo P.A Rudich, lực tính chất tâm sinh lí người chi phối q trình tiếp thu kiến thức, kĩ kĩ xảo hiệu thực hoạt động định - Gerard Roegiers (1993 )đã coi lực tích hợp kĩ cho phép nhận biết tình đáp ứng với tình cách tích hợp cách tự nhiên Trong đó, De Ketele (1995) cho lực tập hợp trật tự kĩ (các hoạt động) tác động lên nội dung loại tình cho trước để giải vấn đề tình đặt + Năng lực thực nghiệm: Khi nghiên cứu lực thực nghiệm, tham khảo nội dung lí thuyết khái niệm luận văn luận án tác giả khái niệm tạp chí nước ngồi sách tập huấn như: Theo Josephy (1986), đánh giá hoạt động thực nghiệm vật lí thơng qua OCEA bao gồm quy trình: Lập kế hoạch (Thiết kế thí nghiệm, nâng cao làm sáng tỏ vấn đề); Thực (quan sát, thao tác, thu thập liệu); Diễn giải (xử lí liệu, đưa suy luận, dự đốn giải thích); Giao tiếp (báo cáo, nhận thơng tin), khơng có hệ thống phân cấp hay trình tự ngụ ý cách trình bày quy trình kĩ theo thứ tự cụ thể Theo Millar (2004) xác định hoạt động thực hành ( Practical work ) bao gồm hoạt động liên quan đến việc quan sát thao tác tác động vào đối tượng mà ta nghiên cứu Hoạt động thực hành bao gồm hoạt động phòng thí nghiệm lẫn hoạt động nhà Hoạt động thực hành cho phép học sinh hành động theo phong cách nhà khoa học Năng lực thực nghiệm lực đặc thù hình thành thơng qua DH mơn Vật lí Khi giải tập TN, HS ln phải vận dụng tổng hợp kiến thức, lý thuyết, kết hợp khả năng, hoạt động trí óc thực hành vốn hiểu biết Vật lí, kĩ thuật thực tế đời sống Vì vậy, từ tập TN bồi dưỡng lực thực nghiệm cho học sinh Tìm hiểu nghiên cứu xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học vật lí Trước tổ chức dạy học phần chúng tơi đọc nghiên cứu luận văn luận án có liên quan đến đề tài “Xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm Vật lí phần nhiệt” sau đây: CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ Xaypaseuth Vylaychit (2016), Xây dựng nhiệm vụ học tập nhằm hình thành lực thực nghiệm học sinh, Tạp chí khoa học, Trường ĐHSP Hà Nội, số 61, trang 242-248 Xaypaseuth , Nguyễn Văn Biên, Nguyễn Anh Thuấn (2017), Thiết kế chế tạo thí nghiệm định lượng bảo tồn chuyển thành nhiệt năng, Tạp chí thiết bị giáo dục, Cơ quan hiệp hội thiết bị giáo dục Việt Nam, số 148, trang 9-10 trang 41 Nguyễn Anh Thuấn, Xaypaseuth Vylaychit, Nguyễn Văn Hòa ( 2018 ), chế tạo dụng cụ thí nghiệm sử dụng thí nghiệm động nhiệt dạy học vật lí lớp , Tạp chí thiết bị giáo dục ( chấp nhận đăng ) Nguyễn Văn Biên, Xaypaseuth Vylaychit, Nguyễn Anh Thuấn ( 2018 ), Developexperimental competence of Laos pupils in sciences classroom secondary school Hội thảo The 5th International ASEAN Comparative Educational Research Network and The 1th International Annua Meeting on STEM Education 14th – 15th Augudt 2018, AVNA Khon Kaen Hotel, Khon Kaen, THAILAND, Trang 60 ( chất nhận đăng) Xaypaseuth Vylaychit, Nguyễn Văn Biên, Nguyễn Anh Thuấn ( 2019 ), Quy trình xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lí phần “ Nhiệt học ” lớp 8, nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào, tạp chí khoa học, Trường ĐHSP Hà Nội, số 1/2019, trang 157 – 164 2 1 Khái niệm lực Theo lực thuộc tình tâm lí phức hợp điểm hội tụ nhiều yếu tố kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, thái độ kinh nghiệm, sẵn sàng hành động trách nhiệm Khái niệm lực gắn liền với khả hành động lực hành động loại lực, nói phát triển lực người ta hiểu đồng thời phát triển lực hành động 2 Khái niệm lực thực nghiệm Theo chúng tơi tổng kết lực thực nghiệm khả huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo với thuộc tính tâm lí hứng thú, niềm tin, ý chí để thực thành công nhiệm vụ thực nghiệm, lực thực nghiệm bao gồm xác đinh mục đích thí nghiệm, thiết kế phương án thí nghiệm (bao gồm lựa chọn cơng cụ thí nghiệm, dự kiến tiến hành thu thập số liệu trình thực nghiệm ), tiến hành thí nghiệm (lắp ráp, bố trí tiến hành thí nghiệm, thu thập kết thí nghiệm, xử lí số liệu đánh giá kết quả) Cấu trúc lực thực nghiệm Cấu trúc lực thực nghiệm bao gồm sau: - Xác định mục đích thí nghiệm - Thiết kế phương án thí nghiệm - Tiến hành phương án thí nghiệm thiết kế - Phân tích kết đánh giá thí nghiệm Xác định mục đích thí nghiệm - Thực suy luận lơgic để tìm hệ cần kiểm nghiệm - Xác định kết luận cần rút từ thí nghiệm Hình 2.1: Cấu trúc lực thực nghiệm Thiết kế phương án thí nghiệm gồm hành vi: - Xác định dụng cụ thí nghiệm cần sử dụng - Xác định cách bố trí thí nghiệm - Dự kiến bước tiến hành thí nghiệm - Dự kiến số liệu thu thập được(bảng số liệu) - Dự kiến cách bước xử lí số liệu - Lựa chọn phương án thí nghiệm tối ưu Tiến hành phương án thí nghiệm thiết kế gồm hành vi: Gồm có: -Tìm hiểu phận thiết bị thực - Lắp ráp, bố trí tiến hành thí nghiệm với thiết bị thực -Thực thí nghiệm theo kế hoạch với thiết bị thực -Thu thập số liệu ( số liệu định tính ) Phân tích kết đánh giá thí nghiệm - Xử lí số liệu ( số liệu định tính ) - Rút kết luận từ kết thí nghiệm - Đánh giá ưu nhược điểm phương án thí nghiệm 2 Dạy học vật lí theo định hướng phát triển lực thực nghiệm Để phát triển lực thực nghiệm học sinh, sử dụng biện pháp sau đây: 2.2.1 Xây dựng nhiệm vụ học tập gắn liền với hoạt động thực nghiệm nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh Dựa vào thành tố biểu hành vi lực thực nghiệm, để phát triển lực học sinh giáo viên cần xây dựng hoạt động học tập học sinh có hội thể hành động ứng với biểu hành vi lực Dưới chúng tơi ví dụ số hoạt động cụ thể số phần nhiệt học Tương ứng với nhiệm vụ chúng tơi có liệt kê biểu hành vi lực thực nghiệm dự kiến học sinh thể ra, qua phát triển lực thực nghiệm thân 2.2.2 Xây dựng hồn thiện thiết bị thí nghiệm hỗ trở hoạt động thực nghiệm Trên sở lí luận dạy học vật lí, đặc biệt việc phát triển lực thực nghiệm học sinh dạy học,chúng tập trung chủ yếu vào việc nghiên cứu xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm biểu diễn giáo viên Đồng thời chúng tơi đề xuất quy trình xây dựng theo phát triển lực thực nghiệm học sinh a Yêu cầu chung việc xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học vật lí - Yêu cầu mặt khoa học- kĩ thuật - Yêu cầu mặt sư phạm - Yêu cầu mặt kinh tế - Yêu cần mặt thẩm mĩ b Quy trình xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học vật lí - Xác định mục đích kiến thức dạy học phần nhiệt học, xem chương trình sách giáo khoa, cần bổ sung thêm, phải giảm bớt nội dung sách giáo khoa - Tham khảo xem sách giáo khoa Vật lí lớp Lào Việt Nam để so sánh nội dung chương trình lựa chọn cho phù hợp với kiến thức học sinh - Phân tích cấu trúc lực thực nghiệm từ làm rõ nhiệm vụ thực nghiệm cần phải giao cho học sinh để giúp học sinh hình thành phát triển biểu hành vi lực thực nghiệm - Xây dựng tiến trình xây dựng kiến thức từ xác định cách thức sử dụng thí nghiệm day học 2.2.3 Tổ chức dạy học theo phương pháp dạy học giải vấn đề dạy học kiến thức dạy học ứng dụng kĩ thuật 2.3.1 Quy trình tổ chức dạy học giải vấn đề nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh Để vận dụng kiểu dạy học giải vấn đề lấy vào trình dạy học kiến thức Vật lí cách có hiệu nhằm phát triển lực thực nghiệm, việc cụ thể hóa giai đoạn phải thực q trình dạy học kiến thức Vật lí cụ thể quan trọng Chúng tơi xây dựng tiến trình xây dựng sử dụng thí nghiệm tổ chức dạy học giải vấn đề cho giao viên theo hình 2.2 Phân tích cấu trúc lực thực nghiệm Xác định nội dung kiến thức trọng tâm Các thí nghiệm có sẵn Mục tiêu dạy học phát triển lực thực nghiệm Chế tạo thí nghiệm Xây dựng hoạt động học tập ( phù hợp với trình độ nhận thức, có tính phân hóa gắn với hành vi lực thực nghiệm Đánh giá sản phẩm đầu Hình 2.2: Sơ đồ quy trình sử dụng thí nghiệm dạy học GQVĐ nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh Xuất phát từ việc phân tích cấu trúc lực thực nghiệm, giáo viên xác định mục đích dạy học tương ứng vào chuẩn kiến thức kĩ trình độ học sinh điều kiện thực tế sở vật chất nhà trường, mục đích dạy học phải cụ thể, rõ ràng đánh giá Để xác định mục đích dạy học ứng với phát triển lực thực nghiệm học sinh, giáo viên xây dựng thiết bị thí nghiệm sở kiểm tra thiết bị thí nghiệm có sẵn, đáp ứng mục đích dạy dạy học để phát triển lực thực nghiệm hay không cần chế tạo hoàn thiện lại thiết bị thí nghiệm cho phù hợp với nội dung kiến thức cần dạy Đánh giá lực thực nghiệm học sinh dựa thành tố hành vi cuả lực thực nghiệm, nội dung kiến thức đánh giá theo biểu hành vi khác nhau, tùy theo phù hợp thí nghiệm khả học sinh 2.2.4 Xây dựng tập thí nghiệm sử dụng nhiệm vụ gắn liền với hoạt động giải tập thí nghiệm Ngoại việc xây dựng thiết bị thí nghiệm để sử dụng thí nghiệm vào dạy học vật lí nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh theo dạy học giải vấn đề, xây dựng thêm số tập thí nghiệm tập dự án học sinh luyện tập khả sử dụng thí nghiệm thực tiễn Các nội dung phải đảm bảo tính khoa học, khơng trùng lập với nghiệm tiến trình dạy học, chủ yếu cho học sinh tiến hành thí nghiệm gần gũi với sống ngày, thiết bị thí nghiệm phải dễ tìm phù hợp với mức độ học sinh Ví dụ: Cho học sinh lựa chọn dụng cụ dễ tìm đơn giản sống ngày như: củi, than gỗ, nhựa, nước, nhiệt kế nồi học sinh thiết kế phương án thí nghiệm đo suất tỏa nhiệt nhiên liệu Nhưng loại tập khác để học sinh phát triển hành vi xác định dụng cụ thí nghiệm tiến hành thí nghiệm như: ( Lắp ráp thí nghiệm theo bước, tiến hành thu kết tốt ) Thực trạng xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học phần nhiệt học trường THCS nước CHDCND Lào Mục đích điều tra - Thực trạng dạy giáo viên (tổ chức dạy học, phương pháp dạy học, việc xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học để hỗ trợ dạy) - Những khó khăn giáo viên dạy học phần nhiệt học khó khăn học sinh học phần nhiệt học - Tìm hiểu thiết bị thí nghiệm có, cần thiết giáo viên thiết bị thí nghiệm nói chung thiết bị thí nghiệm phần nhiệt học nói riêng Phương pháp điều tra Để thu nhận thông tin trên, sử dụng biện pháp sau đây: - Trao đổi với giáo viên, sử dụng phiếu điều tra giáo viên, phiếu điều tra học sinh, xem xét giáo án học thuộc phần nhiệt trường trung học Cơ sở - Dự dạy lí thuyết tìm hiểu việc sử dụng thiết bị thí nghiệm giáo viên dạy phần CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG, SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÍ LỚP 3.1 Các thí nghiệm cần tiến hành dạy phần “Nhiệt học” Với thiết bị thí nghiệm này, chúng tơi tiến hành thí nghiệm tương ứng với kiến thức, kiến thức tương ứng với thí nghiệm khác sau: - Thí nghiệm 1: Sự cảm nhận cảm giác nóng lạnh - Thí nghiệm 2: Đo nhiệt độ vật - Thí nghiệm 3: Đo nhiệt độ nước - Thí nghiệm 4: Đo nhiệt độ thể người - Thí nghiệm 5: Đo nhiệt độ vị trí lớp học - Thí nghiệm 6: Sự dẫn nhiệt chất rắn - Thí nghiệm 7: Đối lưu nhiệt chất khí - Thí nghiệm 8: Bức xạ nhiệt - Thí nghiệm 9: Sự dẫn nhiệt phụ thuộc vào chất khoảng cách - Thí nghiệm 10: Đối lưu nhiệt phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ - Thí nghiệm 11: Hấp thụ nhiệt phụ thuộc vào màu sắc - Thí nghiệm 12: Các yếu tố có ảnh hưởng đến biến đổi nhiệt độ - Thí nghiệm 13: Thí nghiệm kiểm nghiệm biểu thức phương trình cân nhiệt - Thí nghiệm 14: Đo suất tỏa nhiệt nhiên liệu - Thí nghiệm 15: Khảo sát tượng chuyển hóa thành nhiệt - Thí nghiệm 16: Khảo sát định lượng chuyển hóa thành nhiệt - Thí nghiệm 17: Mơ hình động nhiệt - Thí nghiệm 18: Thí nghiệm động nhiệt đơn giản 3.2 Xây dựng thiết bị thí nghiệm để sử dụng dạy học phần “Nhiệt học” 3.2.1 Thiết bị thí nghiệm suất tỏa nhiệt nhiên liệu 3.2.1.1 Sự cần thiết phải chế tạo thiết bị thí nghiệm Trong kiến thức hoạt động phương án thí nghiệm có khơng hợp lí với nội dung kiến thức Ví dụ: thiết bị thí nghiệm chưa có tính khoa học, chưa xác, khơng thú vị học sinh, nhiên liệu làm thí nghiệm khó tìm thực tế Trong sách giáo khoa nội dung kiến thức trọng đến việc trình bày lí thuyết làm thí nghiệm đơn giản, không gắn với phát triển lực thực nghiệm học sinh, học sinh làm theo mẫu sách theo hướng dẫn giáo viên Như vậy, muốn phát triển lực thực nghiệm học sinh u cầu phải có thiết bị thí nghiệm có độ xác có độ tin tưởng mặt khoa học Vì kiến thức cải tiến lại xây dựng thiết bị thí nghiệm suất tỏa nhiệt học sinh tiến hành thí nghiệm Ví dụ: cho học sinh tiến hành thí nghiệm để biết suất tỏa nhiệt nhiên liệu thường sử dụng sống ngày, nhiên liệu tỏa nhiệt tốt tỏa nhiệt kém, rèn cho học sinh có khả đo lường, xác định dụng cụ thí nghiệm tiến hành thí nghiệm, có kĩ thu thập xử lí số liệu 2 Các phận thiết bị thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm gồm có phận sau (hình 3.1): - Hộp sữa hình trụ (27) đục lỗ phía trước, sử dụng để làm chân đế Đèn cồn (28) - Cân điện tử mini (29) Nút cao su có lỗ (30) Vỏ lon Coca Cola loại 330ml(31) - Chân đế phụ làm vỏ lon bia (32) dùng để đặt chai Coca Cola nhiệt kế dầu (22) Hình 3.1: TBTN suất tỏa nhiệt 3 Các thí nghiệm tiến hành với thiết bị thí nghiệm Thí nghiệm 1: TN đo suất tỏa nhiệt ba nhiên liệu: cồn, nến dầu hỏa a Mục đích thí nghiệm - Học sinh biết suất tỏa nhiệt ba nhiên liệu khác b Bố trí thí nghiệm tiến hành thí nghiệm - Đổ nước 300 ml vào vỏ lon Coca Cola (31), sau dùng nút cao su đậy kín miệng vỏ lon (30) cắm nhiệt kế vào nút cao su(22) - Đặt vỏ lon Coca Cola lên hộp sữa (27) sử dụng chân đế kê vỏ lon Coca Cola (32) - Lấy khối lượng cồn, nến dầu hỏa nhau, sau đốt cho cháy hoàn toàn ba nhiên liệu - Đo nhiệt độ nước trước đun cồn, dầu hỏa nến - Sử dụng đền cồn (28) đốt cho cháy hồn Hình 3.2.: Đun nước cồn, hỏa nến toàn đo nhiệt độ tăng lên nước - Làm lại thí nghiệm lần thay cồn dầu hỏa nến theo thứ tự đo nhiệt độ tăng lên.Sau sử dụng cơng thức tính suất tỏa nhiệt để tính tốn xem suất tỏa nhiệt nhiên liệu nhiều Nhiên liệu Lượng nước (g) Bảng 3.1: Năng suất tỏa nhiệt Biến Nhiệt độ thiên tăng nhiệt độ (0C) (0C) Nhiệt lượng (J) Năng suất tỏa nhiệt (J/kg) Dầu hỏa(5g) 300g t1=26 t2= 71 ∆t = 45 Q= 56700 q= 11340.103 Cồn(5g) 300g t1=26 t2= 64 ∆t = 38 Q= 47880 q= 9576.103 Nến(5g) 300g t1=26 t2= 42 ∆t = 16 Q= 20160 q= 4032.103 c Kết thí nghiệm Giá trị suất tỏa nhiệt dầu hỏa lớn so với cồn nến ( Sự nhiệt môi trường đun lâu nhiều nước sôi có bay nước làm cho sai số nhiều trình đun nước ) 3.3 Soạn thảo tiến trình dạy học cụ thể phần nhiệt học 3.3.1 Kế hoạch dạy học suất tỏa nhiệt nhiên liệu 3.3.1.1 Mục tiêu dạy học Sau học tập nội dung này, học sinh có thể: - Thực suy luận lôgic để đề điều cần kiểm nghiệm: trả lời nhiên liệu khác có suất tỏa nhiệt khác 10 - Xác định kết luận cần rút từ thí nghiệm: nhiên liệu khác dầu hỏa, cồn nến nhiên liệu tỏa nhiệt nhiều - Dự kiến bước tiến hành thí nghiệm: thiết kế phương án thí nghiệm bước tiến hành thí nghiệm với số lượng đo, quan sát ghi kết quả… 3.3.1.2 Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức Làm nảy sinh vấn đề cần giải Tình huống: - Để đun sơi 200 ml nước cần đốt hết 150 g nến 100 g dầu Phát biểu vấn đề cần giải - Đại lượng đặc trưng cho khả tỏa nhiệt mạnh hay yếu nhiên liệu ? Giải vấn đề cần giải Đề xuất giả thuyết + Đề xuất giả thuyết Q đại lượng đặc trưng cho suất tỏa nhiệt m Kiểm tra tính đắn giả thuyết Kiểm định giả thuyết Xác định khả tỏa nhiệt đốt cháy nhiên liệu khác như: cồn, dầu hỏa nến Thiết kế phương án thí nghiệm + Đo khối lượng ba nhiên liệucho + Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ lượng nước đun cồn, nến dầu hỏa theo thứ tự + Tính nhiệt lượng tỏa sử dụng nhiên liệu khác cách tính nhiệt lượng mà 300 ml nước nhận Q = c.m ∆T sau ghi kết vào bảng + Cuối tính suất tỏa nhiệt Thực thí nghiệm Lượng Nhiên liệu nước (g) Kết thí nghiệm Biến Nhiệt độ thiên tăng nhiệt độ (0C) (0C) Nhiệt lượng (J) Năng suất tỏa nhiệt (J/kg) Dầu hỏa(5g) 300g t1=26 t2= 71 ∆t = 45 Q= 56700 q= 11340.103 Cồn(5g) 300g t1=26 t2= 64 ∆t = 38 Q= 47880 q= 9576.103 Nến(5g) 300g t1=26 t2= 42 ∆t = 16 Q= 20160 q= 4032.103 Rút kết luận - Q / m đại lượng đặc trưng cho suất tỏa nhiệt, Q / m lớn suất tỏa nhiệt mạnh 11 Mở đầu Lí chọn đề tài Hiện nay, nước CHDCND Lào bước vào thời kì cơng nghiệp hóa, đại hóa để theo kịp với phát triển khoa học - cơng nghệ, hòa nhập với kinh tế giới - kinh tế tri thức Mục đích đến năm 2020 CHDCND Lào đưa đất nước khỏi nhóm nước nghèo lạc hậu Để đạt mục đích trên, Bộ Giáo dục Lào đặt mơ hình chiến lược giáo dục đến năm 2020, giáo dục nước Lào phải đào tạo người đủ tri thức, lực trí tuệ phẩm chất đạo đức tốt Thực tế, việc dạy học kiến thức phần nhiệt học trường THCS chưa khỏi tình trạng Giáo viên ngại sử dụng thí nghiệm dạy học, có sử dụng mang tính chất biểu diễn Ví dụ: phần nhiệt học giáo viên giảng dạy nội dung kiến thức nhiệt nhiệt độ, giải thích tượng nhiệt sống, khơng sử dụng thí nghiệm để hỗ trợ học sinh, nội dung truyền nhiệt, nhiệt lượng, suất tỏa nhiệt thí nghiệm sử dụng lại đơn giản, chưa đảm bảo tính khoa học, phương pháp dạy học không gắn liền với hoạt động thực nghiệm, nên dạy học nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh chưa thành thực, học sinh phát triển lực thực nghiệm học lớp Nguyên nhân tình trạng thiết bị thí nghiệm có sẵn dùng để dạy học kiến thức nhiều hạn chế, khơng có có chưa đầy đủ sở vật chất cần thiết để đáp ứng mục đích dạy học, đặc biệt chưa có thiết bị thí nghiệm ứng dụng kĩ thuật vật lí Từ lí trên, với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí trường trung học Cơ sở, chọn đề tài “Xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học phần “Nhiệt học” – Vật lí lớp nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh” Mục đích nghiên cứu Xây dựng thiết bị thí nghiệm sở phân tích cấu trúc lực thực nghiệm sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học phần “Nhiệt học” - Vật lí lớp trường THCS nước CHDCND Lào theo dạy học giải vấn đề nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu + Đối tượng nghiện cứu - Nội dung kiến thức phần nhiệt học lớp trường trung học sở - Năng lực thực nghiệm phát triển dạy học giải vấn đề với việc sử dụng thí nghiệm vật lí + Phạm vi nghiên cứu Quá trình dạy học phần nhiệt học chương trình vật lí lớp trường THCS, trường phổ thông Salavan, huyện Salavan, tỉnh Salavan, nước CHDCND Lào Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng thiết bị thí nghiệm dựa phân tích cấu trúc lực thực nghiệm sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học phần “Nhiệt học” – Vật lí lớp trường THCS nước CHDCND Lào theo dạy học giải vấn đề phát triển lực thực nghiệm học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích nghiên cứu, có nhiệm vụ nghiên cứu sau: Hoạt động 4: Thông báo, bổ sung kiến thức vận dụng kiến thức (5 phút) - Sau nhóm báo cáo kết GV phải nhận xét, thơng báo, bổ sung kiến thức nhắc lại nội dung kiến thức - GV kết luận lại để học sinh biết rõ nội dung - Nhiệt độ nước đun dầu hỏa tăng nhiều tăng nhiệt độ nước đun lượng cồn nến Như vậy, - Học sinh ghi chép kết luận GV tổng kết nhiệt lượng tỏa dầu hỏa nhiều cồn nến - Giá trị suất tỏa nhiệt cồn, nến dầu hỏa thu từ thí nghiệm sai lệch với giá trị thật nước khơng nhận hồn tồn nhiệt lượng từ nhiên liệu tỏa 3.3.1.4 Bảng đánh giá Rubric thí nghiệm Thí nghiệm 1: Đo suất tỏa nhiệt cồn, dầu hỏa nến Bảng 3.2: Đánh giá biểu hành vi thí nghiệm đo suất tỏa nhiệt cồn, dầu hỏa nến Mức độ tiêu chí đánh giá STT Hành vi Mức 1 Thực suy luận lơgic để tìm hệ cần kiểm nghiệm Xác định kết luận cần rút từ thí nghiệm Dự kiến bước tiến hành thí nghiêm Lắp ráp, bố trí thí nghiệm với thiết bị thực Tiến hành thí nghiệm Thu thập số liệu Mức Mức Mức Bảng 3.3: Cụ thể hóa đánh giá lực thực nghiệm kiến thức suất tỏa nhiệt nhiên liệu Biểu Mức độ Tiêu chí chất lượng hành vi Kiến thức 5: Năng suất tỏa nhiệt nhiên liệu Thí nghiệm 1: Đo suất tỏa nhiệt nhiên liệu cồn, nến dầu hỏa Thực suy luận lôgic Học sinh mô tả suy luận lơgic để tìm số để tìm hệ cần kiểm M1 1 hệ cần kiểm nghiệm đơn giản với hướng dẫn giáo nghiệm viên: Các nhiêu liệu tỏa nhiệt 13 Học sinh thực suy luận lơgic để tìm hệ M2 1 cần kiểm nghiệm với hướng dẫn giáo viên: Dầu hỏa đốt cháy tỏa nhiệt nhiều cồn nến Học sinh thực suy luận lơgic để tìm hệ cần kiểm nghiệm, đầy đủ xác với hướng dẫn M3 1 giáo viên: Các nhiên liệu dầu hỏa, cồn nến đốt cháy tỏa nhiệt, dầu hỏa tỏa nhiệt nhiều cồn nến Học sinh tự thực suy luận lơgic để tự tìm M4 1 hệ cần kiểm nghiệm, đầy đủ xác: Các nhiên liệu dầu hỏa, cồn nến đốt cháy tỏa nhiệt, dầu hỏa tỏa nhiệt nhiều cồn nến Học sinh mô tả kết luận cần rút từ thí nghiệm đơn M1 1.2 giản: Mục đích thí nghiệm để biết dầu hỏa tỏa nhiệt nhiều cồn nến Học sinh mô tả kết luận cần rút đầy đủ có M2 1.2 hỗ trợ giáo viên: Mục đích thí nghiệm để biết tính suất tỏa nhiệt nhiên liệu như: Dầu hỏa, cồn nến Xác định kết luận cần rút từ thí nghiệm Học sinh tự xác định kết luận cần rút rađầy đủ: Mục M3 1.2 đích thí nghiệm để biết tính suất tỏa nhiệt nhiên liệu như: Dầu hỏa, cồn nến Học sinh tự xác định kết luận cần rút đầy đủ phân tích sở mục đích thí nghiệm: Mục đích thí M4 1.2 nghiệm để biết sử dụng công thức Q= Cm (t2 – t1 ) công thức q = Q/m để tính suất tỏa nhiệt nhiên liệu như: Dầu hỏa, cồn nến Học sinh mơ tả bước tiến hành thí nghiệm từ M1 2.3 thiết kế có: Đun nước cồn, dầu hỏa nến, sau xem số nhiệt kế Học sinh mô tả đầy đủ bước tiến hành thí nghiệm Dự kiến bước tiến hành thí nghiệm M2 2.3 từ thiết kế có: Đo khối lượng nước để đun, đo khối lượng ba nhiên liệu cho đốt nhiêu liệu cho cháy hết để theo dõi nhiệt độ tăng lên Học sinh dự kiến bước tiến hành thí nghiệm M3 2.3 xác đầy đủ hướng dẫn giáo viên: Đo khối lượng nước để đun, đo khối lượng ba nhiên liệu cho 14 nhau, đốt nhiêu liệu cho cháy hết theo dõi nhiệt độ tăng lên nước Sau sử dụng cơng thức để tính suất tỏa nhiệt nhiên liệu Học sinh tự dự kiến bước tiến hành thí nghiệm xác đầy đủ: Đo khối lượng nước để đun, đo M4 2.3 khối lượng ba nhiên liệu cho nhau, đốt nhiêu liệu cho cháy hết theo dõi nhiệt độ tăng lên nước.Sau sử dụng cơng thức để tính suất tỏa nhiệt nhiên liệu Học sinh lắp ráp, bố trí thí nghiệm tiến hành thí nghiệm M1 3.2 theo mẫu: Đốt nhiên liệu sau lấy nước đặt lên để đun, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ tăng lên Học sinh lắp ráp, bố trí thí nghiệm tiến hành thí nghiệm M2 3.2 theo mẫu đầy đủ: Đặt bình đun nước hộp sữa dùng để đun, dùng cồn, nến dầu hỏa theo thứ tự để đun nước Học sinh lắp ráp, bố trí thí nghiệm tiến hành thí nghiệm Lắp ráp, bố trí thí nghiệm với thiết bị thực đầy đủ xác hướng dẫn giáo viên: M3 3.2 Đặt bình đun nước hộp sữa dùng để đun, cắm nhiệt kế vào nút cao su bịt kín lại, dùng cồn, nến dầu hỏa theo thứ tự để đun nước Học sinh tự lắp ráp, tự bố trí tự tiến hành thí nghiệm M4 3.2 đầy đủ xác: Đặt bình đun nước hộp sữa dùng để đun, cắm nhiệt kế vào nút cao su bịt kín lại, dùng cồn, nến dầu hỏa theo thứ tự để đun nước Học sinh tham gia tiến hành thí nghiệm theo kế hoạch với M1 3.3 thiết bị sẵn có: Học sinh đốt cồn trước lấy bình nước để đun sau cắm nhiệt kế vào để đo nhiệt độ nước Học sinh tham gia tiến hành thí nghiệm theo kế hoạch với Tiến hành thí nghiệm M2 3.3 thiết bị sẵn có đầy đủ: Cắm nhiệt kế vào nút cao su cắm nút cao su vào bình đun Đun nước theo thứ tự cồn, dầu hỏa nến Học sinh thực thí nghiệm theo kế hoạch với thiết bị đầy đủ xác hướng dẫn giáo viên: Cắm M3 3.3 nhiệt kế vào nút cao su, cắm nút cao su vào bình đun nước Đặt bình lên hộp sữa dùng để đun, sau đun nước theo thứ tự cồn, dầu hỏa nến 15 Học sinh tự thực thí nghiệm theo kế hoạch với thiết bị M4 3.3 đầy đủ xác.: Cắm nhiệt kế vào nút cao su, cắm nút cao su vào bình đun nước Đặt bình lên hộp sữa dùng để đun, sau đun nước theo thứ tự cồn, dầu hỏa nến M1 3.4 M2 3.4 Thu thập số liệu Học sinh ghi chép số số liệu: Ghi số liệu nhiên liệu Học sinh ghi chép số liệu đầy đủ: Ghi số liệu nhiên liệu Học sinh thu thập số liệu đầy đủ xác M3 3.4 hướng dẫn giáo viên: Ghi số liệu hết theo kế hoạch dùng cồn, nến dầu hỏa Học sinh tự thu thập số liệu đầy đủ xác: Ghi M4 3.4 số liệu hết theo kế hoạch dùng cồn, nến dầu hỏa 3.4 Xây dụng số tập thí nghiệm học dự án Bài tập thí nghiệm 1:Đo suất tỏa nhiệt nhiên liệu Đề bài: Năng suất tỏa nhiệt nhiên liệu xác định công thức sau: q= Q Cm (t − t1 ) = M M Trong cho đại lượng sau đây: + q = suất tỏa nhiệt có đơn vị ( J/Kg ) + M= khối lượng cháy hồn tồn nhiên liệu có đơn vị ( Kg ) + C = Nhiệt dung riêng nước có giá trị 4200 (J/Kg0C) + m= khối lượng nước có đơn vị (Kg) + t1= Nhiệt độ ban đầu có đơn vị ( 0C ) + t2= Nhiệt độ cuối có đơn vị ( 0C ) Em sử dụng dụng cụ sau: Nhiệt kế, lò đất, nồi, nước lọc, than gỗ, củi gỗ nhựa để thiết kế phương án thí nghiệm tiến hành thí nghiệm xác định suất tỏa nhiệt than gỗ, củi gỗ nhựa Lời giải: - Thiết kế phương án thí nghiệm: Đo khối lượng than gỗ, củi gỗ nhựa (chọn cho khối lượng nhau) - Đổ nước vào nồi ( có khối lượng nước ba trường hợp) - Đặt nồi lên lò đất sử dụng than gỗ đun nước, đợi đến than gỗ cháy hết hồn tồn sau đo nhiệt độ nước ghi kết - Làm giống thí nghiệm lần thay than gỗ củi gỗ nhựa theo thứ tự 16 - Nghiên cứu sở lí luận việc dạy học theo nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh Đặc biệt lý luận việc xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học vật lí (lớp trường THCS - Nghiên cứu chương trình nội dung sách giáo khoa để xác định kiến thức phần nhiệt học lớp mà học sinh cần lĩnh hội Từ xác định thí nghiệm cần tiến hành dạy học - Điều tra thực tế việc dạy học kiến thức phần nhiệt học lớp 8, nhằm tìm hiểu phương pháp giảng dạy giáo viên phương pháp học học sinh, khó khăn giáo viên các sai lầm phổ biến học sinh phần nhiệt học, tình trạng thiết bị thí nghiệm, sử dụng thiết bị thí nghiệm phần nhiệt học trường THCS Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ trên, sử dụng số phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu tài liệu: Nghiên cứu sách, báo, luận án, luận văn, khóa luận tốt nghiệp, chương trình nội dung sách giáo khoa Vật lí lớp để xây dựng sở lí luận đề tài cho đề xuất tiến trình dạy học có thiết bị thí nghiệm - Nghiên cứu phòng thí nghiệm: Thiết kế chế tạo thiết bị thí nghiệm, thử nghiệm phương án thí nghiệm phòng thí nghiệm - Điều tra, khảo sát thực tế: Dự giờ, xem giáo án, trao đổi với giáo viên học sinh - Thực tập sư phạm trường THCS tiến trình dạy học soạn thảo Đóng góp luận án Về mặt lí luận: - Đề xuất cấu trúc lực thực nghiệm dạy học vật lí - Đề xuất biện pháp nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh dạy học vật lí phần “Nhiệt học” – vật lí lớp Về mặt thực tiễn: - Chế tạo thiết bị thí nghiệm để tiến hành 18 thí nghiệm để sử dụng dạy học vật lí phần “Nhiệt học” – vật lí lớp - Xây dựng nhiệm vụ học tập (hình thành vận dụng kiến thức) gắn liền với hoạt động thực nghiệm - Soạn thảo tiến trình dạy học tương ứng với kiến thức phần nhiệt học Vật lí lớp 8, có sử dụng nhiệm vụ học tập thiết bị thí nghiệm - Đánh giá phát triển lực thực nghiệm học sinh học tập phần nhiệt học Vật lí lớp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU Hiện có nhiều nhà nhiên cứu giới nghiên cứu phương pháp dạy học tích cực, triển khai tiến trình giải vấn đề dạy học Vật lí trường THCS THPT Việc tổ chức hoạt động, việc xây dựng thiết bị thí nghiệm sử dụng thiết bị thí nghiệm phần quan trọng hoạt động học tập, thiết bị thí nghiệm phương tiện dạy học tạo điều kiện cho học sinh phát huy tích cực, qua nâng cao, hứng thú, đem lại kết tốt học tập, đặc biệt việc phát triển lực thực nghiệm học sinh Với mục đích xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lí nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh Chúng nghiên cứu phần tổng quan gồm vấn đề sau: lớp Khả tiến hành thí nghiệm học sinh thấp Ví dụ: cách xác định dụng cụ thí nghiệm, cách lắp ráp bố tri thí nghiệm, cách tiến hành thí nghiệm, thu thập xử lí số liệu phải nhờ giáo viên hướng dẫn trực tiếp làm 4.2.1.3 Những khó khăn dạy học sinh Khả làm thí nghiệm học sinh yếu, tiến hành thí nghiệm chậm, kết mức độ biểu hành vi đạt thấp - Học sinh chưa học theo phương pháp luận án đề xuất, nên thiết kế phương án thí nghiệm, khơng biết ghi kết số liệu Cho nên kết ban đầu thu - tiết dạy nhiều thời gian nên không thực đủ theo bước tiến hành thí nghiệm - Một số học sinh kĩ ghi chép kém, khơng tích cực làm thí nghiệm - Học sinh chưa tiếp xúc nhiều với phương pháp Kĩ thuật dạy học mới, đặc biệt kĩ làm việc theo nhóm, dạy học theo trạm dạy học theo dự án chưa tốt 4.2.1.4 Cách khắc phục thực nghiệm vòng - Vấn đề học sinh thực tiến hành thí nghiệm kém, bước tiến hành phương pháp thí nghiệm chưa tốt chúng tơi đề xuất tổ chức buổi hướng dẫn cách tiến hành thí nghiệm mẫu cho học sinh, để học sinh biết bước thực thí nghiệm phương pháp tiến hành thí nghiệm trước vào tiết dạy 4.2.2 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm vòng 4.2.2.1 Đánh giá cụ thể tiến trình dạy học nội dung kiến thức A Đánh giá định lượng: Trong đánh giá tiến trình dạy học nội dung học đánh giá theo biểu hành vi lực thực nghiệm sau đây: 1) Thực suy luận lơgic để tìm hệ cần kiểm nghiệm 2) Xác định kết luận cần rút từ thí nghiệm 3) Xác định dụng cụ thí nghiệm cần sử dụng 4) Xác định cách bố trí thí nghiệm 5) Dự kiến bước tiến hành thí nghiệm 6) Tìm hiểu phận thí nghiệm thực 7) Lắp ráp, bố trí tiến hành thí nghiệm với thiết bị thực 8) Tiến hành thí nghiệm 9) Thu thập số liệu 10) Xử lí số liệu 11) Rút kết luận từ kết thí nghiệm B Các bước đánh giá phương pháp đánh giá lực thực nghiệm học sinh tiến hành thí nghiệm Khi đánh giá học sinh, dựa vào phiếu học tập, video, hình ảnh Nhờ cơng cụ chúng tơi lập bảng rubric riêng để đánh giá theo nội dung học sau: Muốn đánh giá biểu hành vi lực thực nghiệm thí nghiệm chúng tơi lựa chọn hành vi mà phù hợp với nội dung kiến thức học 18 Ví dụ: Đánh giá học sinh tiến hành thí nghiệm với nội dung kiến thức suất tỏa nhiệt nhiên liệu thí nghiệm chúng tơi đánh giá theo biểu hành vi sau đây: Ví dụ:Thí nghiệm 1: Đo suất tỏa nhiệt cồn, dầu hỏa nến Bảng 4.1: Bảng thu thập mức độ hành vi từ phiếu học tập Tình huống: - Nếu sử dụng ba nhiên liệu sau ( cồn, dầu hỏa nến ) để đun khối lượng nước khoảng thời gian, đốt cháy hoàn toàn khối lượng hết nhiên liệu tỏa nhiệt nhiều ? Câu hỏi Câu trả lơi HS Câu 1: Cồn, dầu hỏa - Dầu hỏa có tỏa nhiệt nhiều ba nhiên liệu Mức độ nến nhiên liệu tỏa nhiệt nhiều ? Câu 2: Mục đích thí - Mục đích thí nghiệm để đo suất tỏa nhiệt nghiệm gì? cồn, dầu hỏa nến Câu 3: Hãy thiết kế - Đổ nước vào chai Cocacola nhôm cắm nhiệt kế vào nút phương án thí nghiệm cao su, dùng cồn đốt chai Cocacola sau xem nhiệt kế có thay đổi so với trước đốt Câu 4: Hãy lắp ráp, bố trí - Quan sát trực tiếp xem Video: Qua quan sát trực tiếp nghiệm nghiệm với thiết bị thấy học sinh lắp ráp theo bước thiết kế phương thực án thí nghiệm: đo khối lượng nước, cắm nhiệt kế vào nút cao su,đốt cồn, số bước phải cần hướng dẫn giáo viên Câu 5: Tiến hành thí - Quan sát trực tiếp xem Video: Cho thấy học sinh làm nghiệm theo phương án thiết kế bước, sử dụng nhiên liệu đốt theo thứ tự cồn, dầu hỏa nến thời gian không đủ Câu 6: Thu thập số liệu - HS gi chép lại vào sách vở: Học sinh thu thập số liệu không đầy đủ: Chỉ ghi số liệu nhiên liệu là: nhiệt độ ban đầu t1=25, t2=100 ∆t = 75 , Q=4144,1, A=31390 Qua câu trả lời học sinh 1, từ câu 1, 3, 4, thu thập số liệu tốt mục đích, thiết kế phương án thí nghiệm chuẩn đạt mức 3, câu học sinh trả lời theo mục đích đặt đạt mức cao 4, cuối câu học sinh chưa thu thập số liệu đầy đủ lí hạn chế thời gian học sinh có khả tính tốn khơng tốt đạt mức 4.2.2.3 Đánh giá lực thực nghiệm học sinh qua hành vi thí nghiệm A Kết đánh giá học sinh Sau tơi nêu ví dụ bảng tổng hợp kết qua thu biểu hành vi học sinh thông qua trình thí nghiệm thực nghiệm sư phạm 19 Bảng 4.2: Mức độ biểu hành vi học sinh MỨC ĐỘ TIÊU CHÍ CHẤT LƯỢNG HV HV HV HV HV HV HV HV HV HV HV 10 11 TN1 1 TN2 2 TN3 2 2 TN4 2 2 TN5 3 2 TN6 3 TN7 3 TN8 TN9 3 TN10 3 TN11 3 TN12 TN TN13 3 3 TN14 TH15 3 3 3 3 3 Sau chúng tơi trình bày số đồ thị mức độ biểu hành vi học sinh (em Alavanh Athvylay/ ນາງເອດາວັນອາດວິໄລ) Trong q trình tiến hành 15 thí nghiệm phần nhiệt học cho hành vi 1, 2, 3, 11 Chúng lựa chọn hành vi vi hành vi học sinh thực thí nghiệm nhiều, biểu hành vi khác chúng tơi trình bày bảng phụ lục Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn phát triển NLTN HS qua trình tiến hành thí nghiệm theo biểu hành vi (thực suy luận lơgic để tìm hệ cần kiểm nghiệm) Qua đồ thị biểu diễn phát triển lực thực nghiệm học sinh biểu hành vi 1, thấy rõ ràng phát triển lực thực nghiệm học sinh này: Từ thí nghiệm đến thí nghiệm 3, độ tăng 20 biểu hành vi ngang từ thí nghiệm đến thí nghiệm biểu hành vi tăng thí nghiệm thí nghiệm dẫn nhiệt phụ thuộc vào chất khoảng cách, học sinh đạt mức cao (mức 4), sau đến thí nghiệm giảm xuống mức đến thí nghiệm thí nghiệm biến đổi nhiệt độ phụ thuộc vào khối lượng chất giảm xuống số mức từ thí nghiệm 10 đến thí nghiệm 15 mức độ tăng biểu hành vi ngang nhau, Từ kết luận học sinh có phát triển lực thực nghiệm tốt Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn phát triển NLTN HS qua trình tiến hành thí nghiệm theo biểu hành vi (Xác định kết luận cần rút từ thí nghiệm) Trong biểu hành vi 2, học sinh thể phát triển lực thực nghiệm rõ ràng như: ban đầu từ thí nghiệm đến thí nghiệm học sinh dừng lại mức thấp đến thí nghiệm bắt đầu tăng lên đến mức Từ thí nghiệm đến thí nghiệm 8( thí nghiệm dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt xạ nhiệt ) học sinh giữ tốc độ ổn định mức độ biểu hành vi 2, cuối từ thí nghiệm đến thí nghiệm 15 đạt mức mức ( thí nghiệm 10 thí nghiệm kiểm nghiệm biểu thức phương trình cân nhiệt học sinh giảm mức độ xuống mức ) Từ kết luận học sinh có phát triển lực thực nghiệm tốt Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn phát triển NLTN HS qua q trình tiến hành thí nghiệm theo biểu hành vi (xác định dụng cụ thí nghiệm) 21 - Tìm hiểu nghiên cứu lực lực thực nghiệm - Tìm hiểu nhiên cứu xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lí nhằm phát triển lực thực nghiệm - Tìm hiểu nghiên cứu việc xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm Vật lí phần nhiệt học 1 Các nghiên cứu lực lực thực nghiệm + Năng lực - Khi nói lực tức muốn nói đến khả cá nhân lĩnh vực hoạt động định, khả giúp cá nhân thực hoạt động nhằm đạt hiệu theo mong muốn lĩnh vực - Khái niệm lực (competency) có nguồn gốc tiếng Latinh “ competentia ” có nghĩa “gặp gỡ” Ngày khái niệm lực hiểu nhiều nghĩa khác Từ đến có nhiều nhà nghiên cứu lực cụ thể như: - Theo P.A Rudich, lực tính chất tâm sinh lí người chi phối q trình tiếp thu kiến thức, kĩ kĩ xảo hiệu thực hoạt động định - Gerard Roegiers (1993 )đã coi lực tích hợp kĩ cho phép nhận biết tình đáp ứng với tình cách tích hợp cách tự nhiên Trong đó, De Ketele (1995) cho lực tập hợp trật tự kĩ (các hoạt động) tác động lên nội dung loại tình cho trước để giải vấn đề tình đặt + Năng lực thực nghiệm: Khi nghiên cứu lực thực nghiệm, tham khảo nội dung lí thuyết khái niệm luận văn luận án tác giả khái niệm tạp chí nước ngồi sách tập huấn như: Theo Josephy (1986), đánh giá hoạt động thực nghiệm vật lí thơng qua OCEA bao gồm quy trình: Lập kế hoạch (Thiết kế thí nghiệm, nâng cao làm sáng tỏ vấn đề); Thực (quan sát, thao tác, thu thập liệu); Diễn giải (xử lí liệu, đưa suy luận, dự đốn giải thích); Giao tiếp (báo cáo, nhận thơng tin), khơng có hệ thống phân cấp hay trình tự ngụ ý cách trình bày quy trình kĩ theo thứ tự cụ thể Theo Millar (2004) xác định hoạt động thực hành ( Practical work ) bao gồm hoạt động liên quan đến việc quan sát thao tác tác động vào đối tượng mà ta nghiên cứu Hoạt động thực hành bao gồm hoạt động phòng thí nghiệm lẫn hoạt động nhà Hoạt động thực hành cho phép học sinh hành động theo phong cách nhà khoa học Năng lực thực nghiệm lực đặc thù hình thành thơng qua DH mơn Vật lí Khi giải tập TN, HS ln phải vận dụng tổng hợp kiến thức, lý thuyết, kết hợp khả năng, hoạt động trí óc thực hành vốn hiểu biết Vật lí, kĩ thuật thực tế đời sống Vì vậy, từ tập TN bồi dưỡng lực thực nghiệm cho học sinh Tìm hiểu nghiên cứu xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học vật lí Trước tổ chức dạy học phần chúng tơi đọc nghiên cứu luận văn luận án có liên quan đến đề tài “Xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm Vật lí phần nhiệt” sau đây: ... cứu xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lí nhằm phát triển lực thực nghiệm - Tìm hiểu nghiên cứu việc xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm Vật lí phần nhiệt học 1 Các nghiên cứu lực. .. cấu trúc lực thực nghiệm dạy học vật lí - Đề xuất biện pháp nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh dạy học vật lí phần Nhiệt học – vật lí lớp Về mặt thực tiễn: - Chế tạo thiết bị thí nghiệm. .. nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh Mục đích nghiên cứu Xây dựng thiết bị thí nghiệm sở phân tích cấu trúc lực thực nghiệm sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học phần Nhiệt học - Vật lí lớp