Quá trình đẳng tích định luật sác – lơ” lớp 10, chương trình chuẩn nhằm bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT HOẰNG HÓA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI “Q TRÌNH ĐẲNG TÍCH ĐỊNH LUẬT SÁC - LƠ” LỚP 10, CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN NHẰM BỒI DƯỠNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VẬT LÍ CHO HỌC SINH THPT Người thực hiện: Lê Văn Trường Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Vật lí THANH HĨA NĂM 2019 MỤC LỤC Trang 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu .4 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Phạm vi nghiên cứu 1.7 Đóng góp sáng kiến 1.8 Thực nghiệm sư phạm .5 NỘI DUNG .5 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Sự đời phương pháp thực nghiệm phát triển Vật lí học 2.1.2 Nội dung phương pháp thực nghiệm .6 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng phương pháp thực nghiệm dạy học Vật lí trường phổ thơng 2.3 Các giai đoạn phương pháp thực nghiệm 2.4 Những chuẩn bị cần thiết để dạy phương pháp thực nghiệm Vật lí 2.5 Mục tiêu dạy học “Q trình đẳng nhiệt “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” theo chuẩn kiến thức, kỹ .7 2.5.1 Mục tiêu kiến thức 2.5.2 Mục tiêu kỹ 2.6.Thực trạng dạy học “Quá trình đẳng nhiệt Định luật Sác - lơ” 2.6.1 Mục đích điều tra 2.6.2 Phương pháp điều tra 2.6.3 Kết điều tra 2.6.4.Những biện pháp khắc phục khó khăn học sinh thông qua việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh 2.7 Chuẩn bị điều kiện cần thiết để triển khai dạy học “Quá trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” nhằm bồi dưỡng phương pháp pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh 10 2.7.1 Thiết bị thí nghiệm danh mục thiết bị dạy học tối thiểu Vật lí 10 THPT – thuận lợi khó khăn 10 2.7.2 Phương án thí nghiệm 11 2.8 Thiết kế tiến trình dạy học bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm “Quá trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” 12 2.9 Kết thực nghiệm sư phạm 20 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ .22 3.1 Về mặt lý luận 22 3.2 Về mặt nghiên cứu ứng dụng 22 3.3 Kiến nghị 22 3.4 Để thuận tiện cho việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm thơng qua dạy tập thí nghiệm Vật lí chương Chất khí, tơi xin mạnh dạn đề xuất số tập sau: 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Xã hội xã hội tri thức thông tin Sự đổi với tốc độ nhanh lĩnh vực khoa học công nghệ tác động đến thơng tin ba khía cạnh: thơng tin có giá trị khơng dài, khối lượng thơng tin tăng nhanh, nội dung thông tin ngày phức tạp Như vậy, phương pháp giảng dạy hướng tới mục tiêu cung cấp kiến thức, kĩ (thông tin) lạc hậu với thời đại Do đó, người giáo viên phải hướng tới việc bồi dưỡng phương pháp nhận thức để người học chiếm lĩnh lấy tri thức trình tự học Để thực mục tiêu chung giáo dục dạy học nói chung dạy học Vật lí nói riêng , chương trình Vật lí THPT u cầu phải cung cấp cho học sinh hiểu biết ban đầu phương pháp nhận thức đặc thù Vật lí, có phương pháp thực nghiệm Do phương pháp thực nghiệm trở thành loại kiến thức đặc biệt cần phải trang bị cho học sinh Phương pháp thực nghiệm không mục tiêu kiến thức mà xem cơng cụ quan trọng để học sinh sử dụng nhằm xây dựng chiếm lĩnh kiến thức, qua phát triển lực sáng tạo người học Trong chương trình Vật lí 10 chương trình chuẩn, chương “Chất khí” nói chung “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” nói riêng mà nội dung kiến thức chủ yếu xây dựng từ phương pháp thực nghiệm Do ta bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm Trong việc đổi phương pháp dạy học có nhiều nghiên cứu nói việc dạy học nhằm bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh Nhưng việc nghiên cứu ứng dụng kiến thức cụ thể cho đối tượng học sinh cụ thể chưa thực đầy đủ Ví dụ nghiên cứu việc dạy học “Quá trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” nhằm bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh số bất cập Với lí trên, tơi tiếp tục hướng nghiên cứu qua đề tài: Thiết kế tiến trình dạy học “Q trình đẳng tích Định luật Sác – lơ” lớp 10, chương trình chuẩn nhằm bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh THPT” làm đề tài nghiên cứu 1.2 Mục đích nghiên cứu Xây dựng tiến trình dạy học kiến thức “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” lớp 10, chương trình chuẩn nhằm bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm vật lí học THPT 1.3 Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy học giáo viên học sinh trình dạy học “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” chương Chất khí lớp 10 chương trình chuẩn 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu phương pháp thực nghiệm nghiên cứu Vật lí học dạy học Vật lí - Tìm hiểu biện pháp hình thức bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh - Tìm hiểu mục tiêu dạy học, cấu trúc, nội dung “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” chương Chất khí lớp 10 chương trình chuẩn - Tìm hiểu thực trạng dạy học Vật lí với việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí số trường THPT thuộc huyện Hoằng Hóa - Xác định chuẩn bị điều kiện cần thiết để dạy học “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ”, chương Chất khí lớp 10 chương trình chuẩn, nhằm bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh - Xây dựng tiến trình dạy học “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” lớp 10, chương trình chuẩn nhằm bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm vật lí học THPT - Thực nghiệm sư phạm trường THPT Hoằng Hóa nhằm xác định mức độ phù hợp, đánh giá tính khả thi hiệu tiến trình đề xuất, điều chỉnh, hoàn thiện 1.5 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí luận Nghiên cứu tài liệu nội dung, mục tiêu, yêu cầu giảng dạy “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ ” chương Chất khí lớp 10 chương trình chuẩn - Phương pháp điều tra + Tìm hiểu việc dạy học nhằm sơ đánh giá thực tế dạy học “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” chương Chất khí lớp 10 chương trình chuẩn + Trao đổi với giáo viên, học sinh, dự - Phương pháp thực nghiệm + Thực nghiệm Vật lí: khảo sát thực nghiệm “Định luật Sác - lơ” + Thực nghiệm sư phạm - Phương pháp xử lí số liệu: Theo thống kê toán học 1.6 Phạm vi nghiên cứu Bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm, phương pháp đặc thù Vật lí học dạy học định luật thực nghiệm “Quá trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” chương Chất khí lớp 10 chương trình chuẩn 1.7 Đóng góp sáng kiến - Về lý luận: khẳng định cần thiết dạy học tăng cường bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lý cho học sinh - Về nghiên cứu áp dụng: + Xây dựng tiến trình dạy học “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” chương Chất khí lớp 10 chương trình chuẩn nhằm bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm - phương pháp nhận thức đặc thù Vật lí + Đã chế tạo thí nghiệm khảo sát định lượng “Định luật Sác - lơ” dùng cho hoạt động nhóm học sinh + Nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh lớp thực nghiệm 1.8 Thực nghiệm sư phạm Tiến hành giảng dạy song song với việc tìm hiểu học sinh lớp 10 trường THPT Hoằng Hoá – Hoằng Hoá – Thanh Hoá Trên sở phân tích định tính định lượng kết thu trình thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi tính hiệu biện pháp đề tài sáng kiến đưa - Thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm: Từ tháng 08 năm 2018 đến tháng 05 năm 2019 - Địa điểm: Trường THPT Hoằng Hoá – Hoằng Hoá – Thanh Hố NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Sự đời phương pháp thực nghiệm phát triển Vật lí học Vào kỷ XVII, Galile (1564 – 1642) xây dựng sở Vật lí học – Vật lí thực nghiệm chân chính, thay cho Vật lí học Aristote hàng loạt nghiên cứu thiên văn học, học, âm học, quang học… Galile bố trí nghiệm thích hợp, tạo điều kiện thí nghiệm phương tiện thí nghiệm tốt để đạt kết xác tin cậy Cuối ơng đối chiếu kết thu thực nghiệm với lý thuyết ban đầu Phương pháp Galile có tính hệ thống, tính khoa học, có chức nhận thức luận, tổng quát hóa mặt lý thuyết kiện thực nghiệm phát chất vật tượng Về sau nhà khoa học khác kế thừa phương pháp xây dựng cho hồn chỉnh 2.1.2 Nội dung phương pháp thực nghiệm Nội dung phương pháp thực nghiệm dạy học Vật lí bao gồm yếu tố sau: + Vấn đề cần giải đáp giả thuyết cần kiểm tra + Xử lý giả thuyết để đưa vào kiểm tra thực nghiệm + Xây dựng (thiết kế) phương án thí nghiệm + Tiến hành thí nghiệm ghi nhận kết (quan sát, đo…) + Phân tích kết rút kết luận 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng phương pháp thực nghiệm dạy học Vật lí trường phổ thông Phương pháp thực nghiệm dạy cho học sinh tìm tòi, sáng tạo, giải vấn đề, từ nhỏ đến lớn, sát với thực tiễn Trong q trình giải vấn đề học sinh bộc lộ nét đặc trưng hoạt động sáng tạo đồng thời hình thành, hồn thiện thân phẩm chất tâm lí tảng cho hoạt động sáng tạo Trên sở nắm vững kiến thức, kỹ năng, tích lũy kinh nghiệm, nắm vững phương pháp giải vấn đề thực tiễn Tuy nhiên, thời gian tiết học có 45 phút, thành phần học sinh lớp học không trình độ, có nguy phận học sinh đứng ngồi hoạt động, em khơng đủ khả giải yêu cầu Ngoài ra, phương pháp thực nghiệm lúc áp dụng cho tất kiến thức học Vật lí Do đó, dạy học, cần có lựa chọn phối hợp chặt chẽ phương pháp thực nghiệm với phương pháp khác cách hợp lí để đạt kết tốt 2.3 Các giai đoạn phương pháp thực nghiệm Để bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh, tốt giáo viên theo phương pháp thực nghiệm nhà khoa học mà tổ chức cho học sinh hoạt động theo giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Làm nảy sinh vấn đề Giai đoạn 2: Xây dựng dự đoán Giai đoạn 3: Từ dự đoán suy luận rút hệ logic kiểm tra Giai đoạn 4: Đề xuất tiến hành thí nghiệm để kiểm tra hệ dự đoán Giai đoạn 5: Rút kết luận (Hợp thức hóa kết nghiên cứu) Giai đoạn 6: Vận dụng kiến thức 2.4 Những chuẩn bị cần thiết để dạy phương pháp thực nghiệm Vật lí - Chuẩn bị thí nghiệm Vật lí - Kỹ thuật sử dụng thí nghiệm dạy học theo phương pháp thực nghiệm - Rèn luyện cho học sinh kỹ cần thiết trình dạy học + Kỹ bố trí thí nghiệm, thực phép đo bản, thu thập thông tin cần thiết + Rèn luyện kỹ xử lý thông tin + Xây dựng dự tốn, đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán 2.5 Mục tiêu dạy học “Q trình đẳng nhiệt “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” theo chuẩn kiến thức, kỹ 2.5.1 Mục tiêu kiến thức - Phát biểu nội dung thuyết động học phân tử chất khí - Hiểu đặc điểm khí lý tưởng - Hiểu khái niệm trạng thái chất khí thông số (p,V,T) xác định trạng thái lượng khí - Hiểu khái niệm q trình biến đổi trạng thái chất khí, khái niệm đẳng trình Từ xây dựng định nghĩa q trình đẳng nhiệt - Xây dựng phát biểu định luật “Sác – lơ” Làm quen dạng đồ thị biểu diễn thay đổi trạng thái khí trình đẳng nhiệt 2.5.2 Mục tiêu kỹ - Bồi dưỡng kỹ tự thiết kế phương án thí nghiệm để khảo sát mối liên hệ thông số trạng thái lượng khí xác định nhiệt độ không đổi - Rèn luyện kỹ sử dụng đồ thị biểu diễn thay đổi trạng thái chất khí nhiệt độ khơng đổi, hệ tọa độ (p,V), (p,T), (V,T) Củng cố việc vận dụng phương pháp thực nghiệm Vật lí để học sinh tham gia vào trình xây dựng “Định luật Sác - lơ” Trong học sinh thực hành động sau: + Đề xuất vấn đề nghiên cứu từ thí nghiệm cá nhân + Nêu dự đoán + Nêu phương án thí nghiệm kiểm tra dự đốn + Thực thí nghiệm kiểm tra theo nhóm + Rút kết luận Vận dụng giải tập thí nghiệm 2.6.Thực trạng dạy học “Quá trình đẳng nhiệt Định luật Sác - lơ” 2.6.1 Mục đích điều tra Một để soạn thảo tiến trình dạy học nhằm bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh khó khăn mà học sinh gặp phải q trình học tập Vì vậy, tơi tiến hành tìm hiểu thực tế dạy giáo viên học học sinh, sau xử lí phiếu điều tra, thu số thông tin sau: - Những hiểu biết chung giáo viên phương pháp thực nghiệm - Tình hình dạy học chương Chất khí nói chung “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” nói riêng trường trung học phổ thông - Kỹ thái độ học sinh học tập Vật lí với phương pháp thơng thường - Những khó khăn chủ yếu sai lầm mà học sinh thường hay gặp q trình học “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” 2.6.2 Phương pháp điều tra Để thu thông tin trên, tiến hành công việc sau: - Điều tra giáo viên: Dùng phiếu điều tra, trao đổi trực tiếp, dự giờ, tham khảo giáo án - Điều tra học sinh: Dùng phiếu điều tra, trao đổi trực tiếp 2.6.3 Kết điều tra Tôi tiến hành điều tra 15 giáo viên thuộc huyện Hoằng Hóa 150 học sinh trường THPT Hoằng Hóa , huyện Hoằng Hóa, tỉnh Thanh Hóa Qua điều tra thu kết sau: + Về hiểu biết chung giáo viên phương pháp thực nghiệm: hầu hết giáo viên khảo sát có biết có nghe phương pháp số giáo viên cho phương pháp thực nghiệm đơn sử dụng thí nghiệm dạy học nên việc vận dụng phương pháp giảng dạy khơng có + Về tình hình dạy học “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” Về phương pháp giảng dạy: Việc tiến hành dạy giáo viên diễn đạt lời: mơ tả, giải thích tượng, nhấn mạnh cho học sinh kiến thức nội dung quan trọng, cuối yêu cầu học sinh áp dụng công thức làm tập Một số giáo viên có sử dụng thí nghiệm thí nghiệm tối thiểu cung cấp để suy nội dung định luật Sác - lơ, thí nghiệm giáo viên biểu diễn, học sinh chủ yếu nghe ghi chép Và qua nhận xét giáo viên kết thu từ thí nghiệm cho sai số lớn nên tính thuyết phục không cao, nên số giáo viên ngại sử dụng, mà sử dụng kết thí nghiệm sách giáo khoa cung cấp Nhiều giáo viên muốn phát huy tính tích cực hoạt động học sinh việc đặt câu hỏi cho học sinh suy nghĩ trả lời hầu hết câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ học sinh mà chưa có tác dụng kích thích hứng thú học tập em Việc tổ chức cho em tự chiếm lĩnh kiến thức chưa giáo viên quan tâm, lý đưa chất lượng học sinh thấp, chuẩn bị cho tiết học tốn nhiều thời gian Về kỹ liên quan đến phương pháp thực nghiệm: em thật thấy lúng túng việc trả lời câu hỏi liên quan đến kỹ phương pháp thực nghiệm như: đo đạc, đọc số liệu, tính tốn sai số… Về thái độ học tập học sinh: Đa số học sinh thụ động, chưa tích cực suy nghĩ mà ngồi nghe giảng, ghi chép học thuộc Và hỏi em coi Vật lí mơn học bình thường mà chưa có u thích, hứng thú với mơn học Thông qua việc trao đổi trực tiếp với học sinh, phân tích làm học sinh tiết tập, tơi nhận thấy khó khăn học sinh hay gặp phải q trình học chương Chất khí nói chung “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” nói riêng là: - Học sinh chưa xác định lượng khí cần xét tốn phức tạp - Một số học sinh chưa nhận biết trình biến đổi trạng thái trình nên chưa biết lựa chọn kiến thức áp dụng - Một số học sinh nhầm lẫn đường đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp nên khơng biết vẽ chúng hệ tọa độ khác - Ngoài ra, kiến thức việc xử lý kết thí nghiệm em khơng nhớ khơng biết Qua tìm hiểu tơi rút nguyên nhân dẫn đến khó khăn học sinh: + Nội dung phần chất khí tách biệt so với phần trước, phần trước em quen với tượng Vật lí mà em nhìn thấy tận mắt, phần em tưởng tượng nên học sinh khó hình dung + Nhiều giáo viên ý đến việc truyền thụ nội dung mà chưa trọng đến việc tổ chức hoạt động nhận thức nhằm gây hứng thú, giúp học sinh phát huy tính tích cực, tự lực học tập + Khi dạy “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” số giáo viên tập trung vào điều kiện nhiệt độ không đổi mà chưa nhấn mạnh đến điều kiện lượng khí xác định + Khi làm thí nghiệm hầu hết giáo viên lựa chọn phương án thí nghiệm biểu diễn giáo viên nên học sinh không rèn luyện kỹ thực hành, kỹ xử lý số liệu + Việc xây dựng định luật Sác - lơ hầu hết giáo viên tiến hành theo trình tự sách giáo khoa mà chưa quan tâm đến bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh 2.6.4.Những biện pháp khắc phục khó khăn học sinh thơng qua việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh Về phía học sinh: Bằng việc cho học sinh trực tiếp tham gia xây dựng định luật “Sác - lơ” theo đường nghiên cứu nhà khoa học, học sinh tự lực giải vấn đề qua hình thành kiến thức cho mình, người giáo viên mang tính chất định hướng, muốn hạn chế tối đa việc thông báo kiến thức Để tăng khả vận dụng kiến thức học, tơi có đưa vào tập thí nghiệm Vật lí – dạng tập đòi hỏi phải có vận dụng sáng tạo Về phía giáo viên: Để khắc phục khó khăn mà giáo viên thường gặp phải tiến hành thí nghiệm thực hành “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ”, tơi có đưa thêm vào phương án thí nghiệm mới, có độ xác cao Trong đề tài này, giới thiệu phương án dạy học cụ thể với mục đích nhằm bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh, có hoạt động khác giúp cho học sinh tích cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo 2.7 Chuẩn bị điều kiện cần thiết để triển khai dạy học “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” nhằm bồi dưỡng phương pháp pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh 2.7.1 Thiết bị thí nghiệm danh mục thiết bị dạy học tối thiểu Vật lí 10 THPT – thuận lợi khó khăn Trong danh mục thiết bị dạy học tối thiểu Vật lí 10 THPT có giới thiệu thí nghiệm sử dụng cho giảng “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” (hình 2.1) Bao gồm: a) Áp kế, giới hạn đo ( 0,5 ÷ 2, ) *10 Pa , có trượt gắn với píttơng vít hãm phía sau b) Píttơng dùng hút nén khí xi lanh c) Giá đỡ xi lanh, có thước đo thể tích lượng khí chứa xi lanh d) Xi lanh thủy tinh, dùng chứa lượng khí cần khảo sát e) Núm cao su, dùng bịt kín đầu xi lanh f) Đế chân có vít chỉnh cân Hình 2.1 g) Trụ thép inơc, đường kính φ 10mm h) Vít hãm, dùng giữ cố định giá đỡ xi lanh Qua khảo sát, nhận thấy thí nghiệm có thuận lợi khó khăn sau: Về thuận lợi: + Bộ thí nghiệm cung cấp với số lượng lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên thực thí nghiệm trực diện đồng loạt + Thí nghiệm thiết kế đẹp mắt, dễ lắp ráp, dễ quan sát Về khó khăn: Thí nghiệm trình bày hình 30.2 SGK thích hợp làm thí nghiệm trực diện đồng loạt (học sinh tiến hành), muốn sử dụng hình thức thí nghiệm biểu diễn (do giáo viên tiến hành) phải sử dụng thêm camera kết hợp máy vi tính, máy chiếu để khuếch đại hình ảnh quan sát (chỉ số áp kế, nhiệt kế, thể tích) Nếu sử dụng phương án cho thí nghiệm trực diện đồng loạt khắc phục hạn chế gặp khó khăn chỗ: độ VI Tiến trình dạy học Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học Nội dung cần đạt sinh ❖ Hoạt động (5 phút): Tìm hiểu trình đẳng tích đặt vấn đề (kết hợp kiểm tra cũ) I.Q trình đẳng tích Q trình đẳng nhiệt Q trình biến đổi Q trình đẳng tích gì? trạng thái q trình biến đổi trạng nhiệt độ giữ thái lượng khí khơng đổi gọi q thể tích khơng đổi trình đẳng nhiệt Từ rút khái niệm q trình đẳng tích Rút khái niệm q Một lượng khí xác định, trình đẳng tích nhiệt độ khơng đổi áp Theo định luật Bơilơ suất thể tích có mối quan Mariốt, p v V hệ nào? lượng khí tỉ lệ Ta biết trạng thái khí nghịch với xác định thông nhiệt độ không đổi số: p, V, T p: hay p.V = const V => Bài học hôm ta tiếp Hay: p1V1 = p2V2 tục nghiên cứu mối quan hệ áp suất nhiệt độ Gồm giai đoạn: tuyệt đối lượng khí Thực tiễn → Vấn đề thể tích khơng đổi dựa → Giả thuyết → Hệ logic → Thí nghiệm kiểm tra → Định luật → Thực tiễn Vấn đề: Mơt lương khí có khối lượng xác định thể tích khơng đổi áp suất phụ thuộc vào nhiệt tuyệt đối nào? ❖ Hoạt động 2(18 phút): Vận dụng phương pháp thực nghiệm Vật lí giải vấn đề - Yêu cầu học sinh đưa Học sinh suy Đặt vấn đề: Một dự đoán ? luận dựa theo thuyết lượng khí có khối lượng Giáo viên gợi ý thêm động học phân tử chất khí xác định thể tích tất học sinh khí: nhiệt độ tăng khơng đổi áp suất đưa phân tử chuyển phụ thuộc vào nhiệt độ dự đốn cách trình động nhanh hơn, số tuyệt đối ? chiếu clip hoạt động phân tử đơn nồi áp suất Yêu cầu học vị diện tích va đập vào sinh quan sát nêu dự đốn thành bình nhanh hơn, mối quan hệ áp suất nhiều dẫn đến áp nhiệt độ khối khí ? suất tăng - Chú ý lại cho học sinh: Hoặc dựa vào quan sát độ nhiệt giai Kenvin hoạt động nồi áp (1K) độ suất: nồi sơi tiếp nhiệt giai Celsius (10C) tục đun nóng van yêu cầu học sinh nhắc lại nồi xì cơng thức đổi từ nhiệt độ ngoài, chứng tỏ theo nhiệt giai Celsius sang nhiệt độ tăng áp Dự đốn: Khi thể tích nhiệt độ tuyệt đối suất tăng lượng khí khơng đổi, áp suất có Vậy PPTN Vật lí để Tổng kết: học sinh thể tỉ lệ thuận với kiểm tra dự đoán trên, ta đưa dư đoán: áp nhiệt độ tuyệt đối làm ? suất tỉ lệ thuận Hướng dẫn học sinh suy với nhiệt độ tuyệt đối luận hệ logic: thể tích khơng đổi Tỉ lệ thuận gì? Nhiệt độ tuyệt đối (T) theo giai đoạn phương pháp thực nghiệm Phương pháp thực nghiệm gồm giai đoạn nào? Trạng thái (1) khí có áp suất p1, nhiệt độ tuyệt đối T1 Biến đổi đẳng tích sang trạng thái (2) có có áp suất p2, nhiệt độ tuyệt đối T Giả sử p tỉ lệ thuận với T, ta có biểu thức liên hệ T1, T2, p1, p2 nào? Vậy ta làm thí nghiệm kiểm tra biểu thức hệ (*)  Hệ logic: Nếu p = const p tỉ lệ thuận với T T Xây dựng phương án thí ngiệm : để làm thí nghiệm kiểm tra phụ thuộc p vào T ta cần làm ? ta dùng thí nghiệm khảo sát định luật Bôi – lơ – Ma – ri - ốt để tìm mối quan hệ p T khơng ? nhiệt độ theo nhiệt giai Ken - vin, có đơn vị Ken-vin (K) Công thức đổi từ nhiệt độ Hệ logic: p theo nhiệt giai Celsius = const p tỉ lệ Nếu T sang nhiệt độ tuyệt đối: T(K) = 273 + t Học thuận với T sinh trả lời: Ta dùng thí nghiệm để kiểm tra hệ dự đốn Thí nghiệm: Tỉ lệ thuận đại a Mục đích nghiệm: lượng tăng kiểm tra hệ giảm lần đại lượng b Tiến hành thí nghiệm: tăng giảm - Chứa lượng khí xi lanh điều nhiêu lần chỉnh pittong để lấy thể tích khí 20cm3 p1 T1 p1 p = hay T = T - Dùng ống cao su nối p2 T2 xilanh với đồng hồ đo áp suất Nhúng xi lanh vào bình chứa nước Học sinh phân tích, so Lần lượt thay đổi nhiệt sánh để trả lời câu hỏi độ nước bình để giáo viên: ta thay đổi nhiệt độ sử dụng thí nghiệm xi lanh khảo sát định luật Bôilơ - Tương ứng với lần - Mariốt cần tăng nhiệt độ, ghi nhận thay đổi bổ sung giá trị áp suất thêm chi tiết: ta Hoàn thành bảng 2.2 Vậy làm để thay đổi nhiệt độ khối khí? (chú ý cho học sinh dùng nước nóng để thay đổi nhiệt độ khí cần chờ khoảng – phút để nhiệt độ nước cân với nhiệt độ khí xi lanh) cố định thể tích, thay Tiến hành thí nghiệm: Giáo viên phát dụng cụ thí đổi nhiệt độ Do đó, phải có thêm dụng cụ nghiệm cho nhóm đo nhiệt độ nhiệt kế Yêu cầu nhóm tiến hành thí nghiệm đo đạc, thu Học sinh tham số liệu khảo thí nghiệm phương án để hoàn SGK để trả lời: để thay thành phiếu học tập số (Phụ lục 2) Theo dõi, hướng dẫn, sửa chữa kịp thời sai sót học sinh Yêu cầu nhóm học sinh cử học sinh đại diện lên báo cáo kết thí nghiệm u cầu nhóm lại nhận xét kết Giáo viên tổng kết: với sai lệch nhỏ q trình thí nghiệm chưa thực điều kiện hồn tồn lí tưởng ta có đổi nhiệt độ khối khí xi lanh ta dùng nước nóng Các nhóm tiến hành thí nghiệm theo phân cơng nhóm trưởng hướng dẫn giáo viên để hoàn thành phiếu học tập số (Phụ lục 2) nhóm phân p công cử đại diện lên thể coi thương số = const T bảng báo cáo kết Qua thí nghiệm ta dựa bảng phụ kết luận phụ thuộc p vào T lượng khí thể tích p Các nhóm khác nhận = const khơng đổi? T xét kết Các thương số p xấp xỉ T c Kết thí nghiệm (Bảng 2.2) d Xử lý kết kết luận: - Giá trị trung bình:  p  ÷ = 2, 458 T  - Sai số tuyệt đối:  p ∆  ÷ = 0, 033 T  - Sai số tương đối:  p δ  ÷ = 1,34% T  - Nhận xét: Với sai số tương đối trên, coi p = const T Kết luân: Khi thể tích không đổi, thương số áp suất nhiệt độ tuyệt đối lượng khí số ( hay áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối) ❖ Hoạt động (7 phút): Hợp thức hoa kiến thức, phát biểu định luật Sác – lơ Các em khảo sát mối Nội dung định luật quan hệ p, T Lắng nghe Trong q trình đẳng lượng khí xác định thể tích lượng khí tích khơng đổi V = 20 cm định, áp suất tỉ lệ Nếu thời gian ta di chuyển vị trí pittơng để tích khí V’ = 30 cm3 lặp lại thí nghiệm ta có kết luận: p = const T thuận với nhiệt độ tuyệt đối Biếu thức: p = const hay T p1 p2 = T1 T2 Bài tập vận dụng Sác - lơ, nhà Vật lý người • Trạng thái Pháp tiến hành thí p1 = atm nghiệm với chất khí T1 = 273 K khác thu • Trạng thái kết Ơng khái T2 = 540 K qt hóa nêu thành định luật p2 = ? - Định luật Sác - lơ Vậy định luật Sác - lơ phát Lần lượt hai học sinh Vì thể tích khơng đổi biểu nào? p1 p2 Giáo viên lưu ý cho học phát biểu định luật nên: T = T sinh: p T 5.540 - Khối lượng khí xác định Ghi chép ⇒ p2 = = = 9,89atm T1 273 Vận dụng định luật ( chất khí khối lượng khí khơng thay đổi làm tập trình biến đổi trạng thái) - Nhiệt độ phát biểu định luật nhiệt độ tuyệt đối Yêu cầu học sinh làm tập sau: Biết thể tích lượng khí khơng đổi Chất khí 00C có áp suất atm Tính áp suất lượng khí 2670C ❖ Hoạt động (5 phút): Biểu diễn mối quan hệ áp suất nhiệt độ tuyệt đối lượng khí xác định thể tích khơng thay đổi đồ thị Nhắc lại khái niệm đường Là đường biểu diễn III Đường đẳng tích đẳng nhiệt? biến thiên áp suất a Định nghĩa Từ đó, đưa khái niệm đường đẳng tích? Nếu chọn hệ trục tọa độ gồm: trục tung biểu diễn áp suất, trục hoành biểu diễn nhiệt độ tuyệt đối (giáo viên biểu diễn lên bảng) Dựa vào mối quan hệ áp suất nhiệt độ tuyệt theo thể tích nhiệt Đường đẳng tích độ không đổi đường biểu diễn biến thiên áp suất theo nhiệt độ thể tích Là đường biểu diễn không đổi biến thiên áp suất theo nhiệt độ thể tích khơng đổi Dựa vào kiến thức p toán học hướng đối = const Hãy nhận T dẫn giáo viên trả xét dạng đồ thị? lời: đồ thị có dạng (hướng dẫn rõ cho học đường thẳng sinh: cho số = a, ta có qua gốc tọa độ p Ghi đặc điểm = a ⇒ p = a.T , biểu thức T đường đẳng tích vào biếu thức tương đương với biểu thức y = ax Đặc điểm: Trong hệ tọa tốn học) độ (p,T), đường đẳng tích Kết luận đường có dạng đường đẳng tích thẳng qua gốc tọa độ ❖ Hoạt động (10 phút): Vận dụng – củng cố Tổng kết: Trong phần trên, với phương pháp thực nghiệm ta rút kết luận có nội dung tương tự nội dung định luật Sáclơ Làm nhanh tập Phát phiếu học tập số (Phụ lục 2) cho nhóm u cầu nhóm hồn thành nhanh Dùng powerpoint trình chiếu đáp án Ghi nhiệm vụ nhà Nhận xét học Yêu cầu học sinh nhà làm tập lại, sử dụng kết thí nghiệm thu vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc P vào T thể tích khơng đổi chuẩn bị cho tiết tập 2.9 Kết thực nghiệm sư phạm Kiến thức chương “ Chất khí” nói chung “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” nói riêng trừu tượng Do vậy, để giảm bớt khó khăn cho học sinh học tập cần cho học sinh quan sát trực tiếp, tự lực tiến hành thí nghiệm Trong đề tài này, tiến hành soạn thảo phương án dạy học cho tiết học: Nghiên cứu tài tiệu mới: “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” Phương án dạy học thể nội dung sau: - Lập sơ đồ logic tiến trình nhận thức “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” - Soạn thảo phiếu học tập cho “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” - Dự kiến phương án thí nghiệm xây dựng “Định luật Sác - lơ” Thiết bị dạy học tiết học giáo viên học sinh nghiên cứu tự chế tạo để phục vụ cho hoạt động nhóm học sinh Các tiến trình dạy học bám sát định hướng nghiên cứu : Cho học sinh trải qua, kiểm chứng giai đoạn phương pháp thực nghiệm Vật lí nhằm bồi dưỡng kỹ thao tác tư lý thuyết thực hành cho học sinh, bồi dưỡng cho học sinh đường, cách thức tìm kiếm kiến thức theo phương pháp thực nghiệm Vật lí Các hành động học sinh trực tiếp tham gia là: + Nêu dự đốn + Nêu phương án thí nghiệm kiểm tra dự đốn (cá nhân) + Thực thí nghiệm kiểm tra dự đốn (theo nhóm) + Thu thập, xử lý số liệu thí nghiệm (theo nhóm) + Rút kết luận (theo nhóm) + Trình bày, tranh luận, bảo vệ kết nghiên cứu (theo nhóm) Tính khả thi hiệu tiến trình dạy học kiểm tra qua tiết dạy lớp tiếp tục kiểm tra qua thực nghiệm sư phạm năm học - Kết dạy lớp lớp thực nghiệm lớp đối chứng sau: Điểm Nhóm lớp thực ghiệm Lớp 10A2 0 11 Nhóm lớp đối chứng Lớp 10A3 10 10 Tổng 40 40 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ Thực nghiêm túc đối chiếu với nhiệm vụ đề tài, tơi có số kết luận chung sau: 3.1 Về mặt lý luận Đã tìm hiểu sở lý luận phương pháp thực nghiệm nghiên cứu Vật lí, vị trí phương pháp thực nghiệm mục tiêu dạy học Vật lí THPT hình thức, biện pháp để bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh, khẳng định dạy học Vật lí học – phương pháp nhận thức đặc thù Vật lí, từ trang bị cho học sinh phương pháp nhận thức, phương pháp tự học để họ tự lực học tập suốt đời Bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh thực qua học truyền thống: Bài học xây dựng kiến thức – dùng để xây dựng định luật thực nghiệm Vật lí Bài học luyện giải tập Vật lí – sử dụng tập thí nghiệm Vật lí, học thực hành thí nghiệm Vật lí – biến thí nghiệm thực hành truyền thống thành tập thí nghiệm Vật lí 3.2 Về mặt nghiên cứu ứng dụng - Tơi tìm hiểu tình hình dạy học “Q trình đẳng tích Định luật Sác lơ” chương Chất khí lớp 10 chương trình chuẩn, điều kiện sở vật chất, trang thiết bị phục vụ cho việc dạy học để làm sở cho việc định hướng hành động học tập học sinh theo tiến trình phương pháp thực nghiệm Vật lí - Đã chế tạo thí nghiệm để khảo sát định lượng định luật “ Định luật Sác - lơ” dùng cho hoạt động nhóm học sinh - Soạn thảo tiến trình dạy học “Quá trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” lớp 10 chương trình chuẩn nhằm bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm – phương pháp nhận thức đặc thù Vật lí học Thực nghiệm sư phạm bước đầu cho thấy tính khả thi hiệu chúng, khẳng định giả thuyết nghiên cứu là: Trong điều kiện trường THPT, môn Vật lí dạy học theo định hướng tăng cường bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm Vật lí thơng qua học truyền thống, từ góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức bồi dưỡng nhận thức cho học sinh 3.3 Kiến nghị Để thực việc dạy học theo định hướng tăng cường phương pháp nhận thức, đặc biệt phương pháp thực nghiệm Vật lí cần có điều kiện sau: + Thiết bị dạy học: thí nghiệm thực tập thiếu để học sinh trực tiếp tiến hành Vì cần trang bị thí nghiệm thực tập cho dạy học định luật thực nghiệm chương trình THPT Nếu giáo viên tự chế tạo cần tạo điều kiện kinh phí + Xây dựng hệ thống tập thí nghiệm việc cần thiết cho dạy học phương pháp thực nghiệm tiết tập tự học nhà Đây vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu phát triển đề tài không riêng cho “Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bơilơ – Mariốt” mà cho chương chất khí hay chí sang phần khác chương trình + Cơ cấu lớp học khơng 45 học sinh tổ chức tốt dạy học theo định hướng nghiên cứu Cuối hy vọng đề tài sáng kiến tơi có tác dụng góp phần nhỏ bé vào việc tiếp tục đổi phương pháp dạy học mà đặc biệt phương pháp thực nghiệm trường trung học phổ thông 3.4 Để thuận tiện cho việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm thơng qua dạy tập thí nghiệm Vật lí chương Chất khí, tơi xin mạnh dạn đề xuất số tập sau: Bài tập 1: Cho bóng đèn điện bị cháy Hỏi làm để xác định áp suất bên bóng đèn có bình hình trụ chứa nước thước chia độ? Bài tập 2: Hãy thử giải tập cách dùng xoong chứa đầy nước, cân cân? Bài tập 3: Cho ống thủy tinh hẹp hàn kín đầu Ống chứa cột khí ngăn cách với khơng khí bên ngồi cột thủy ngân Hãy dùng thước chia độ đến milimet, xác định áp suất khí quyển? Bài tập 4: Một người cần xác định chiều sâu hồ Khơng may, lại chẳng có dụng cụ ngồi ống nghiệm hình trụ có chia độ Hỏi người hồn thành nhiệm vụ khơng có làm nào? Bài tập 5: Làm với cân nhạy thước bạn xác định áp suất bóng đá? XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 20 tháng năm 2019 Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác LÊ VĂN TRƯỜNG TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giáo dục Đào tạo, SGK Vật lí 10, NXBGD, 2013 Lương Dun Bình, Nguyễn Xn Chi, Tơ Giang, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh, Sách giáo viên Vật lí 10, NXBGD, Hà Nội, 2006 Lương Dun Bình, Nguyễn Xn Chi, Tơ Giang, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh, Bài tập Vật lí 10, NXBGD, Hà Nội, 2006 Bộ Giáo dục Đào tạo, Hướng dẫn sử dụng thiết bị dạy học tối thiểu lớp 10, NXBGD, 2006 Phạm Đình Cương, Thí nghiệm Vật lí trường trung học phổ thơng, NXBGD, 2005 Nguyễn Hữu Châu, Những vấn đề chương trình trình dạy học, NXBGD, 2006 Vũ Cao Đàm, Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, NXBGD, 1997 Đại học sư phạm TP Hồ Chí Minh , Giáo trình thực hành thí nghiệm Vật lí phổ thơng, TP Hồ Chí Minh Nguyễn Van Hòa, Bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm nhằm nâng cao chất lượng học tập góp phần phát triển lực sáng tạo dạy học Vật lí lớp – THCS, Luận án tiến sĩ Giáo dục học, ĐHSP Hà Nội, 2002 10 Phan Trọng Ngọ, Dạy học phương pháp dạy học nhà trường, NXBĐHSP Hà Nội, 2007 11 Phạm Thị Phú, “Chế tạo thí nghiệm dạy học định luật chất khí – lớp 10 phân ban”, Tạp chí Vật lí tuổi trẻ, (số 45/2007) 12 Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Thanh Hải, tập định tính câu hỏi thực tế Vật lí 10, NXBGD, 2001 CÁC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC XẾP LOẠI Năm học 20142015 2016 2017 Tên sáng kiến kinh nghiệm Thiết kế tiến trình dạy học "Quá trình đẳng nhiệt Định luật Booilo – Mariot" chương chất khí lớp 10, chương trình chuẩn nhằm bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh Thiết kế giáo án tích hợp bài" Đặc trưng sinh - lí âm" chương sóng vật lý 12 chương trình chuẩn để gây hứng thú học tập cho học sinh PHỤ LỤC Xếp loại Số định Xếp loại : B 988/ QĐSGD&ĐT ngày 03/11/2015 Xếp loại : C 1112/ QĐSGD&ĐT ngày 18/10/2017 Phụ lục Các phiếu học tập PHIẾU HỌC TẬP SỐ Bài 29 Q trình đẳng tích Định luật Sác – lơ Nhóm:………………………………Lớp:……… Hãy nêu cơng thức (hành động) (một cách ngắn gọn) cần phải Nhóm:………………………………Lớp:……… tiếnquả hành xây dựng Kết thí nghiệm (Bảngđịnh 2.1):luật Bơilơ – Mariốt dựa theo tiến trình phương thực Nhiệt độ nghiệm tuyệt đối Vật (K) lí Giá trị Áp suất Nhiệt pháp p Lần ………………………………………………………………………………… ∆ p ( độ đọc ( ) T ( K ) = t = 273 [ ] đo T ( p = ∆p + 760mmHg ) … (t0C) ………………………………………………………………………………… … ………………………………………………………………………………… … Xử lí kết thí nghiệm vẽ đồ thị Từ rút nhận xét ………………………………………………………………………………… ….p T = …………………………………………………………………………………  p … ∆  ÷ = T thức sau phù hợp với định luật Bôilơ – Mariốt ? Hệ A p1V1 =pp2V2 B p : V C V : p ∆ ÷ pp:V  T  δ  ÷= = T thị nào p  sau khơng biểu diễn q trình đẳng nhiệt? Đồ  ÷ T  D Nhận xét kết thí nghiệm: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Định luật Sác - lơ: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Công thức:……………………………………………………………… PHIẾU HỌC TẬP SỐ …….………………………………………………………… Bài 30 Quá trình đẳng tích Định luật Sác – lơ Nhóm:………………………………Lớp:……… Trong hệ thức sau, hệ thức không phù hợp với định luật Sác – lơ? p = const T p1 p2 D T = T 2 Trong hệ tọa độ (p,T), đường biểu diễn sau đường đẳng tích ? A Đường hypebol B Đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ C Đường thẳng không qua gốc tọa độ D Đường thẳng cắt trục p điểm p = p0 Vẽ đường đẳng nhiệt hệ tọa độ (p,T) Nhận xét A p : T B p : t C * Nhận xét: Vân dụng: Ở nhiệt độ 270C, áp suất khối khí 1,5 Khi áp suất khối khí tăng đến atm, nhiệt độ khối khí A 6000 C B 600K C 1500 C D 150K Phụ lục Ảnh minh họa cho tiết thực hành thí nghiệm ... luật Sác - lơ”, chương Chất khí lớp 10 chương trình chuẩn, nhằm bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh - Xây dựng tiến trình dạy học Quá trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” lớp 10,. .. cứu Bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm, phương pháp đặc thù Vật lí học dạy học định luật thực nghiệm “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” chương Chất khí lớp 10 chương trình chuẩn. .. bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh 2.7 Chuẩn bị điều kiện cần thiết để triển khai dạy học “Q trình đẳng tích Định luật Sác - lơ” nhằm bồi dưỡng phương pháp pháp thực