THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 10 GẮN KẾT CUỘC SỐNG HỌC SINH

Nhiều công trình nghiên cứu dạy học thí nghiệm như: “Các phương tiện dạy học hiện đại trong dạy học vật lí” tác giả Hà Văn Hùng ĐHSP Vinh, “Những thực nghiệm khoa học lí thú, bổ ích, dễ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý

Thành phố Hồ Chí Minh – 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ

THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM

TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 10

GẮN VỚI CUỘC SỐNG HỌC SINH

Người thực hiện: Trần Ngọc Tiến Phát

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thanh Nga

TP Hồ Chí Minh, năm 2019

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Giả thuyết khoa học 2

5 Nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu 2

6 Đóng góp của đề tài 3

7 Cấu trúc luận văn 3

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC THÍ NGHIỆM VẬT LÝ GẮN KẾT CUỘC SỐNG CỦA HỌC SINH 1.1 Khái niệm thí nghiệm 4

1.2 Thí nghiệm vật lý 4

1.3 Thí nghiệm vật lý gắn kết cuộc sống của học sinh 6

1.3.1 Khái niệm thí nghiệm gắn kết với cuộc sống 6

1.3.2 Các đặc trưng của thí nghiệm gắn kết cuộc sống 6

1.3.3 Vai trò thí nghiệm gắn kết cuộc sống sử dụng trong dạy học vật lý 8 1.3.4 Sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học vật lý 8

1.4 Chức năng của thí nghiệm vật lý trong dạy học 9

1.5 Phân loại thí nghiệm vật lý trong dạy học 13

1.6 Tiến trình xây dựng thí nghiệm vật lý gắn kết cuộc sống học sinh 15

1.7 Tiến trình dạy học thí nghiệm vật lý gắn kết cuộc sống học sinh 17

1.8 Phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học thí nghiệm vật lý

gắn kết cuộc sống 19

1.9 Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học thí nghiệm gắn kết cuộc sống 21

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC THÍ NGHIỆM GẮN KẾT CUỘC SỐNG MỘT SỐ KIẾN THỨC VẬT LÝ 10 2.1 Phân tích nội dung kiến thức vật lý 10 24

2.1.1 Nội dung kiến thức bài “Lực đàn hồi của lò xo Định luật Húc” (SGK cơ bản) 24

2.1.2 Nội dung kiến thức chương chất khí (SGK cơ bản) 25

2.1.3 Nội dung kiến thức bài “Sự nở vì nhiệt của vật rắn” (SGK cơ bản). 29

2.2 Xây dựng thí nghiệm gắn kết cuộc sống một số kiến thức phần vật lý 10 30

2.2.1 Thí nghiệm khảo sát lực đàn hồi bằng lò xo 30

2.2.2 Thí nghiệm khảo sát ba định luật cơ bản của chất khí 34

2.2.3 Thí nghiệm khảo sát sự nở vì nhiệt của chất rắn 38

2.3 Tổ chức dạy học thí nghiệm gắn kết cuộc sống một số kiến thức vật lý 10 44

2.3.1 Tổ chức dạy học bài “Lực đàn hồi của lò xo Định luật Húc” 44

2.3.2 Tổ chức dạy học bài “Thí nghiệm khảo sát ba định luật cơ bản của chất khí” 51

2.3.3 Tổ chức dạy học bài “Sự nở vì nhiệt của vật rắn” 59

2.4 Đánh giá kết quả 66

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 72

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 72

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 72

3.4 Tổ chức thực nghiệm sư phạm 73

3.5 Kết quả và đánh giá thực nghiệm sư phạm……… 98

3.5.1 Kết quả thực nghiệm sư phạm 100

3.5.2 Đánh giá tính tích cực 100

3.5.3 Đánh giá năng lực sáng tạo 101

3.5.4 Đánh giá định lượng 106

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109

LỜI CẢM ƠN

Quá trình làm luận văn gặp phải nhiều khó khăn, tuy nhiên rất may mắn được sự giúp đỡ, hỗ trợ, động viên tận tình của quý thầy cô, bạn bè và gia đình

Vì vậy, xin cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

- Quý thầy, cô giảng viên khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã dạy dỗ, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm, sự nhiệt huyết với nghề cho em và các bạn sinh viên khác trong suốt quá trình học tập tại trường

- Thầy TS Nguyễn Thanh Nga, giảng viên đã trực tiếp hướng dẫn thực hiện khoá luận Trải qua nhiều môn học xuyên suốt với thầy từ lúc còn là học sinh năm 2, được thầy hướng dẫn cả về kiến thức, kĩ năng cũng như học tập sự yêu nghề, yêu học sinh của thầy Qua khoảng thời gian làm việc với thầy giúp em trưởng thành rất nhiều

- Thầy ThS Hoàng Phước Muội, phó phòng chuyên môn Trường THCS – THPT Hoa Sen đã hỗ trợ rất nhiều từ xây dựng, chuẩn bị và giúp em thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của dự án

- Cô Nguyễn Y Phụng đã hỗ trợ rất nhiều trong việc hướng dẫn dạy học

- Ban giám hiệu trường THCS - THPT Hoa Sen (quận 9), quý thầy cô tổ Vật

lý, các anh chị trong ban chủ nhiệm câu lạc bộ “STEM” đã tạo điều kiện cho

em tham dự, quan sát, tiếp cận học sinh, phân tích tiến trình, thực nghiệm sư phạm tại trường, làm cơ sở để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp

Cuối cùng, em xin gửi lời cám ơn của mình đến gia đình, bạn bè đã luôn sát cánh, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

TPHCM, 25 tháng 4 năm 2019

Trần Ngọc Tiến Phát

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 1 Bảng tiêu chí đánh giá tính tích cực của HS 19

Bảng 1 2 Bảng đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh 21

Bảng 2 1: Bảng dụng cụ thí nghiệm khảo sát lực đàn hồi của lò xo 30

Bảng 2 2 Bảng dụng cụ thí nghiệm khảo sát ba định luật cơ bản của chất khí 34

Bảng 2 3 Bảng dụng cụ khí nghiệm khảo sát sự nở vì nhiệt của chất rắn 38

Bảng 3 1 Bảng đánh giá tính tích cực 100

Bảng 3 2 Bảng đánh giá năng lực sáng tạo 104

Bảng 3 3 Bảng điểm kiểm tra kiến thức sau ba bài học của lớp 10C1 107

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Sơ đồ tiến trình dạy học thí nghiệm gắn kết cuộc sống 17

Hình 2 1 Đồ thị đường đẳng nhiệt 27

Hình 2 2 Đồ thị đường đẳng tích 28

Hình 2 3 Đồ thị đường đẳng áp 29

Hình 2 4 Mô hình thí nghiệm thanh kim loại dãn nở vì nhiệt 59

Hình 2 5 Hình quả bóng bay bị bóp 70

Hình 3 1 Giáo viên chuẩn bị các dụng cụ cần thiết theo tiến trình mẫu ở chương 2 73

Hình 3 2 Giáo viên ổn định lớp, chia nhóm và giới thiệu 74

Hình 3 3 Học sinh đọc sách giáo khoa 75

Hình 3 4 Học sinh xem tài liệu hướng dẫn và sách giáo khoa 76

Hình 3 5 Học sinh thực hiện vẽ sơ đồ tư duy 77

Hình 3 6 Cả lớp thực hiện vẽ sơ đồ tư duy 78

Hình 3 7 Một nhóm đại diện thuyết trình về sơ đồ tư duy 79

Hình 3 8 Học sinh trong lớp đặt câu hỏi cho nhóm thuyết trình 80

Hình 3 9 Nhóm thuyết trình thực hiện phản biện 81

Hình 3 10 Giáo viên nhận xét phần tranh luận của hai nhóm 82

Hình 3 11 Giáo viên tiến hành giao nhiệm vụ 83

Hình 3 12 Các nhóm nhận dụng cụ thí nghiệm 84

Hình 3 13 Các nhóm thực hiện thí nghiệm 85

Hình 3 14 Các nhóm tiến hành chia nhiệm vụ cho mỗi thành viên 86

Hình 3 15 Hình ảnh thí nghiệm của một nhóm 87

Hình 3 16 Hình ảnh một nhóm hoàn thành mô hình 88

Hình 3 17 Sản phẩm của nhóm 4 89

Hình 3 18 Một nhóm tiến hành vận hành sản phẩm trước lớp 90

Hình 3 19 Một thành viên khác trong nhóm hỗ trợ bạn 91

Hình 3 20 Giới thiệu thí nghiệm và cách thực hiện trước lớp 92

Hình 3 21 Nhóm thứ 2 tiến hành thí nghiệm 93

Hình 3 22 Thí nghiệm thành công 94

Hình 3 23 Giáo viên đặt câu hỏi cho lớp 95

Hình 3 24 Nhóm thực hiện thành công trả lời 96

Hình 3 25 Hình ảnh sản phẩm thành công 97

Hình 3 26 Giáo viên tổng kết và kết thúc tiết học 98

Hình 3 27 Hình ảnh sản phẩm của 6 nhóm 99

Hình 3 28 Học sinh thích thú với phần giới thiệu của giáo viên 101

Hình 3 29 Học sinh chú ý theo dõi giáo viên hướng dẫn 101

Hình 3 30 Học sinh tiến hành phần hỏi đáp 101

Hình 3 31 Học sinh trong nhóm hỗ trợ nhau hoàn thành nhiệm vụ học tập 102

Hình 3 32 Mô hình của nhóm 3 102

Hình 3 33 Một thành viên nhóm 2 đang hoàn thành phiếu học tập 103

Hình 3 34 Hình ảnh nhóm 3 tích cực trao đổi để hoàn thành sơ đồ tư duy 103 Hình 3 35 Bản vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát sự nở vì nhiệt của vật rắn 104

Hình 3 36 Mô hình thí nghiệm của nhóm 3 104

Hình 3 37 Mô hình thí nghiệm của nhóm 1 105

Hình 3 38 Mô hình thí nghiệm của nhóm 5 105

Hình 3 39 Mô hình thí nghiệm của nhóm 2 106

Hình 3 40 Đồ thì biểu diễn điểm số học sinh lớp 10c1 sau bài kiểm tra 107

Nhiều công trình nghiên cứu dạy học thí nghiệm như: “Các phương tiện dạy học hiện đại trong dạy học vật lí” tác giả Hà Văn Hùng ĐHSP Vinh,

“Những thực nghiệm khoa học lí thú, bổ ích, dễ làm” của nhóm tác giả Vũ Bội Tuyền và Văn Thị Đức, “Thí nghiệm vật lí với dụng cụ tự làm từ chai nhựa và

vỏ lon” tác giả Nguyễn Ngọc Hưng ĐHSP Hà Nội,…Tuy nhiên các công trình nghiên cứu chưa thể hiện nhiều sự gắn kết thí nghiệm vật lý với cuộc sống của học sinh, chủ yếu tập trung vào xây dựng và sử dụng các thí nghiệm hỗ trợ dạy học trong chương trình vật lý phổ thông

Đó là lí do chúng tôi nghiên cứu đề tài: “Thiết kế và sử dụng một số thí nghiệm trong dạy học Vật lí 10 gắn kết với cuộc sống của học sinh”

2 Mục đích nghiên cứu

Thiết kế và sử dụng một số thí nghiệm trong dạy học Vật lí 10 gắn kết với cuộc sống nhằm phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu

+ Quá trình dạy học vật lý cho học sinh THPT có sử dụng thí nghiệm

- Phạm vi nghiên cứu

+ Nội dung kiến thức vật lí 10 (Cơ bản)

4 Giả thuyết khoa học

Nếu tổ chức dạy học vật lý có sử dụng các thí nghiệm gắn kết với cuộc sống thì sẽ giúp học sinh hứng thú, phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo

5 Nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu

Để đạt được mục đích nghiên, chúng tôi thực hiện các nhiệm vụ sau:

Nhiệm vụ 1: Hệ thống cơ sở lý luận cho đề tài

- Khái niệm, vai trò và chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lý

- Đặc điểm thí nghiệm dạy học vật lý gắn kết cuộc sống

- Tiến trình thiết kế và tổ chức dạy học thí nghiệm vật lý gắn kết cuộc sống

- Tính tích cực, năng lực sáng tạo của học sinh

Nhiệm vụ 2: Xây dựng nội dung

- Phân tích nội dung kiến thức vật lý 10 có sử dụng thí nghiệm

- Thiết kế thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học vật lý

- Lên kế hoạch tổ chức dạy học có sử dụng thí nghiệm vật lý gắn kết cuộc sống

Nhiệm vụ 3: Thực nghiệm sư phạm

3

- Tổ chức thực nghiệm trên đối tượng HS lớp 10 tại trường THPT

- Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm

6 Đóng góp của đề tài

Xây dựng được 5 thí nghiệm gắn kết với cuộc sống của học sinh trong nội dung kiến thức vật lí 10

Xây dựng được 3 bộ tài liệu hướng dẫn, nhiệm vụ học tập, kế hoạch dạy

học tương ứng với mỗi thí nghiệm

7 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, tài liệu tham khảo thì luận văn gồm có ba chương: Chương 1: Cơ sở lí luận dạy học thí nghiệm vật lý gắn kết cuộc sống của học sinh

Chương 2: Tổ chức dạy học thí nghiệm gắn kết cuộc sống một số kiến thức Vật lý 10

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

4

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC THÍ NGHIỆM VẬT LÝ GẮN KẾT CUỘC SỐNG CỦA HỌC SINH

1.1 Khái niệm thí nghiệm

Theo Từ điển Tiếng Việt của Hoàng Phê , thí nghiệm có 2 nghĩa: “Thí nghiệm

là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh’’ hay “Thí nghiệm là làm thử theo những điều kiện, nguyên tắc đã xác định để nghiên cứu chứng minh”

Một số quan điểm khác cho rằng: TN là một sự thử nghiệm hay kiểm tra một lí thuyết khoa học bằng cách thao tác với yếu tố trong môi trường để quan sát kết quả có phù hợp với các tiên đoán lí thuyết hay không [8]

TN còn được hiểu là: Quá trình tạo dựng một sự quan sát hay thực hiện một phép đo TN là sự quan sát hiện tượng nghiên cứu trong các điều kiện được kiểm tra chính xác, cho phép theo dõi tiến trình của hiện tượng và tái tạo nó mỗi lần lặp lại các hiện tượng này [8]

1.2 Thí nghiệm vật lý

Theo Phương pháp dạy học vật lý ở trường phổ thông của nhóm tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế, “Thí nghiệm vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào đối tượng của hiện thực khách quan Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động

và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận được tri thức mới”

Trong Vật lí học, TN là phương pháp, là cách thức mà bằng cách nào đó con người tác động một cách có ý thức, hệ thống lên các sự vật, hiện tượng xảy

ra trong những điều kiện nhất định Sự phân tích về mặt lí thuyết các điều kiện

và quá trình xảy ra trong đó đóng vai trò hết sức quan trọng Sự tác động đó có thể là trực tiếp hay gián tiếp thông qua các thiết bị máy móc gọi là công cụ TN

5

Từ các phân tích trên, ta có thể hiểu TN là quá trình con người tác động một cách có chủ đích, hệ thống lên một đối tượng trong một điều kiện nhất định nhằm mục đích xác định TN bao gồm các thành phần sau đây:

+ Một lí thuyết hay giả thuyết

+ Đối tượng, hệ thống, quá trình phản ánh lí thuyết đó

+ Các thao tác lên đối tượng, hệ thống, quá trình theo một trình tự nhất định và trong những điều kiện xác định

Thí nghiệm vật lí (TNVL) là TN để nghiên cứu các hiện tượng, quá trình vật lí Kết quả của TNVL nhiều khi là các định luật, các ứng dụng kĩ thuật nhưng nhiều khi chỉ để chứng minh một giả thuyết hoặc hình thành một giả thuyết Vật lí mới

Thí nghiệm vật lý có một số đặc điểm sau:

- Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và được thiết lập có chủ định sao cho thông qua thí nghiệm, có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết Mỗi thí nghiệm

có ba yếu tố cấu thành cần được xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu và phương tiện quan sát, đo đạc

để thu nhận các kết quả của sự tác động

- Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi

- Các điều kiện của thí nghiệm phải được khống chế, kiểm soát đúng như

dự định nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân tích thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng của các nhiễu (nghĩa là loại bỏ tối đa một số điều kiện

để không làm xuất hiện các tính chất, các mối quan hệ không được quan tâm)

- Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát được các biến đổi của đại lượng nào đó do sự biến đổi của các đại lượng khác Điều

1.3 Thí nghiệm vật lý gắn kết cuộc sống của học sinh

1.3.1 Khái niệm thí nghiệm gắn kết với cuộc sống

Theo tác giả Nguyễn Đăng Thuấn (2018): “Thí nghiệm vật lý gắn kết với cuộc sống là các thí nghiệm xuất phát từ các vấn đề thực tiễn cuộc sống, được thực hiện bằng các phương tiện gần gũi, thực hiện trong các hoàn cảnh cuộc sống và trả lời các câu hỏi vật lý cũng như câu hỏi gần gũi khác từ cuộc sống”

Như vậy, thí nghiệm vật lý gắn kết với cuộc sống của học sinh ở đây được hiểu là gắn kết theo hai phương diện:

- Xuất phát từ các tình huống có vấn đề trong cuộc sống hằng ngày của học sinh, học sinh biết nhưng không giải thích được mà phải cần dùng kiến thức vật

lí

- Thí nghiệm được thiết kế bằng những dụng cụ, thiết bị quen thuộc, gần gũi,

dễ kiếm đối với học sinh, trên cơ sở hướng dẫn từ giáo viên thì học sinh có thể

tự thực hiện được

1.3.2 Các đặc trưng của thí nghiệm gắn kết cuộc sống

Thí nghiệm gắn kết cuộc sống có những đặc trưng sau:

- Thí nghiệm xuất phát từ các vấn đề, tình huống thực tiễn

Ví dụ: Thí nghiệm sự nổi xuất phát từ tình huống pha nước chanh ở nhà, ban đầu hạt chanh nổi lên, sau khi pha thêm muối thì hạt chanh chìm xuống

- Thí nghiệm được thực hiện nhờ các phương tiện, hoặc trên các đối tượng gần gũi với cuộc sống

7

Ví dụ: Thí nghiệm sự co giãn nhiệt của chất khí theo nhiệt độ có thể sử dụng chai thủy tinh và quả trứng luộc

- Thí nghiệm giải quyết các vấn đề của cuộc sống

Ví dụ: Thí nghiệm thiết kế cầu từ các que kem theo các thiết kế khác nhau (khảo sát sự cân bằng) giúp giải thích được các câu hỏi về tính bền vững trong thiết kế cầu hình dạng cong lên

- Thí nghiệm có sự tham gia hợp tác của các cá thể trong cuộc sống Tức

là có thể có sự hợp tác, tham gia, quan sát của người khác, cha mẹ hoặc bạn bè

- Thí nghiệm có thể được thực hiện tại nhà, ngoài cuộc sống, chứ không nhất định làm trong phòng thí nghiệm

Ví dụ: Thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước có thể được thực hiện bằng cách rung hai quả cầu trên mặt hồ

- Thí nghiệm có thể được học sinh quay lại, giới thiệu trên mạng Internet, tăng cường tính tương tác, phản hồi từ xã hội, qua đó giúp học sinh tăng sự tự tin, tích cực trong nghiên cứu thí nghiệm và phát triển năng lực

- Thí nghiệm có thể có tính liên môn, xuyên môn

Ví dụ: Thí nghiệm khảo sát suất điện động thực vật liên quan đến sinh – vật lý

Tuy nhiên, cần chú ý rằng, khi thiết kế và sử dụng các thí nghiệm gắn kết cuộc sống, tránh sa đà vào các yếu tố gắn kết cuộc sống mà bỏ qua các yêu cầu tối thiểu của một thí nghiệm, nhất là thí nghiệm trong dạy học Đó là, luôn làm

rõ các thành phần của thí nghiệm (đâu là đối tượng tác động, đâu là công cụ tác động); làm rõ các thao tác của thí nghiệm (để có thể thực hiện lại và rút ra những cải tiến ở các lần tiếp theo); làm rõ mục đích thí nghiệm, giả thuyết, kết quả của thí nghiệm so sánh với giả thuyết; làm rõ mức độ chính xác, nhất là các yếu tố

có thể ảnh hưởng đến thí nghiệm

8

1.3.3 Vai trò thí nghiệm gắn kết cuộc sống sử dụng trong dạy học vật lý

- Quá trình học tập ngày nay cần hướng đến năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn của học sinh Vì vậy, sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học vật lý là hoàn toàn đúng đắn Nó tạo điều kiện cho giáo viên – học sinh gắn kết các kiến thức vật lý vào thực tiễn, qua đó phát triển năng lực quan sát, giải quyết các vấn đề thực tiễn

- Sự hấp dẫn và gần gũi của các thí nghiệm gắn kết cuộc sống với đối tượng học sinh Những thí nghiệm gắn kết cuộc sống thường dẫn đến những kết quả thú vị, những khía cạnh vật lý thú vị trong cuộc sống, từ đó tạo sức hút mãnh liệt với đối tượng học sinh, nhất là học sinh trung học Qua đó, giúp học sinh yêu thích khoa học nói chung và vật lý nói riêng, qua đó tạo động cơ học tập tốt cho học sinh

- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống có thể được thực hiện ngoài nhà trường, tạo cơ hội cho học sinh kết nối, tương tác với xã hội Hình thành năng lực giao tiếp, kĩ năng sống, thỏa mãn nhu cầu khẳng định

- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống là con được tốt để thực hiện cá thể vật lý,

đa dạng vật lý trong dạy học Việc thực hiện thí nghiệm cùng mục đích nhưng với các phương tiện, vật dụng khác nhau của từng học sinh giúp giáo viên quan tâm tốt hơn đến từng đối tượng, có biện pháp giáo dục phù hợp hơn

- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống là cơ hội đổi mới dạy và học vật lý theo định hướng phát triển năng lực học sinh

- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn sáng tạo cho học sinh

- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống hoàn thiện quá trình tư duy của học sinh, bắt đầu từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng

1.3.4 Sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học vật lý

Sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống để đạt hiệu quả cao trong dạy học vật lý bao gồm những việc sau: Xây dựng và lựa chọn thí nghiệm gắn kết cuộc

Thí nghiệm được lựa chọn, bản thân nó phải được giáo viên xác định mục đích sử dụng và phù hợp với kết hoạch dạy học cụ thể Hiện nay, tổ chức dạy học theo các chủ đề kiến thức là cơ hội rất tốt để giáo viên thiết kế các hoạt động dạy học đưa vào đó các thí nghiệm gắn kết cuộc sống Hiệu quả nhất, thông thường, các thí nghiệm gắn kết được dùng để nghiên cứu hiện tượng, làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu, hoặc để kiểm tra, ứng dụng kiến thức (tổ chức ở giai đoạn sau của quá trình dạy học)

Cũng như mọi kế hoạch dạy học khác, việc sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống đòi hỏi tâm thế của người giáo viên trong việc triển khai thí nghiệm, đặt vấn đề, định hướng tư duy và hướng dẫn học sinh học tập Các kĩ thuật dạy học hiện đại, các câu hỏi mở, định hướng và sự kiên nhẫn của giáo viên trong việc chờ đợi học sinh tư duy, khả năng lôi kéo học sinh vào cùng tìm hiểu hiện tượng là những yếu tố ảnh hưởng quyết định đến một thí nghiệm gắn kết cuộc sống được sử dụng thành công trong dạy học

Để tăng cường phát triển năng lực cho học sinh, các thí nghiệm được thực hiện ở nhà nên được kèm theo các báo cáo, video thí nghiệm và các phân tích

đi kèm Cũng có thể yêu cầu học sinh chia sẻ với mọi người xung quanh, trên Internet để tăng thêm tính tương tác

1.4 Chức năng của thí nghiệm vật lý trong dạy học

Trả lời câu hỏi vai trò và chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lý, bản chất là trả lời câu hỏi sau: Thí nghiệm vật lý có thể đóng những vai gì, có

10

thể thực hiện giúp thực hiện được những yêu cầu gì trong quá trình tổ chức dạy

và học vật lý nói chung, và trong tiến trình nhận thức của người học nói riêng? Việc trả lời làm rõ câu hỏi này giúp chúng ta khẳng định được việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý là cần thiết, đồng thời giúp chúng ta xác lập được sẽ sử dụng thí nghiệm ở giai đoạn nào, sử dụng như thế nào, sử dụng kiểu thí nghiệm nào trong quá trình tổ chức dạy học vật lý

Mặt khác, quá trình dạy và học là một quá trình trong đó tồn tại hoạt động dạy (hướng dẫn) của giáo viên và hoạt động học (nhận thức) của học sinh, vì thế, cần phân tích vai trò và chức năng của thí nghiệm vật lý trong quá trình dạy và học trên hai quan điểm: Quan điểm lý luận nhận thức và quan điểm lý luận dạy học

Nếu phân tích dựa trên quan điểm của lý luận nhận thức, TN có các vai trò và chức năng như sau:

- Thí nghiệm là phương tiện nhận thức, giúp con người tìm kiếm và thu nhận kiến thức khoa học cần thiết Trong quá trình nhận thức, TN là một phương tiện quan trọng của hoạt động nhận thức của con người, thông qua TN con người đã thu nhận được những tri thức khoa học cần thiết nhằm nâng cao năng lực của bản thân để có thể tác động và cải tạo thực tiễn Trong dạy học vật lí, TN là phương tiện của hoạt động nhận thức của HS, nó giúp HS trong việc phân tích đối tượng cần nghiên cứu, thu nhận những thông tin về đối tượng nghiên cứu, phân tích kết quả để tiếp tục nghiên cứu hoặc kiểm chứng kiến thức

- Thí nghiệm là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của tri thức, kiểm chứng sự đúng đắn trong suy luận và kiến thức mà người làm thí nghiệm thu nhận được Trong dạy học vật lí, TN giúp kiểm tra kiến thức vật lí đã được khái quát hoá từ lý thuyết Trong trường hợp này, rõ ràng TN đã góp phần tích cực

- Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức Ví dụ, đối với phương pháp thực nghiệm, thí nghiệm có mặt ở nhiều khâu: làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu, kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết, Đối với phương pháp mô hình, thí nghiệm giúp thu thập các thông tin về đối tượng gốc làm cơ

sở cho việc xây dựng mô hình, giúp kiểm tra tính đúng đắn của mô hình được xây dựng và chỉ ra giới hạn áp dụng của tri thức

Nếu phân tích dựa trên quan điểm của lý luận dạy học, TN cũng có vai trò

và chức năng quan trọng trong dạy học vật lí, thể hiện ở các mặt:

- Thí nghiệm có thể được sử dụng trong hầu hết các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học: từ khâu đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải quyết vấn đề, hình thành kiến thức, kĩ năng mới, củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng, kĩ xảo của học sinh Trong giai đoạn đề xuất vấn đề nghiên cứu,

TN tạo điều kiện cho học sinh nhanh chóng tiếp cận mục tiêu nghiên cứu thông qua việc quan sát hiện tượng và thu thập số liệu từ thí nghiệm Trong giai đoạn hình thành kiến thức mới, TN cung cấp các số liệu làm cơ sở vững chắc để khái quát vật lý, kiểm chứng các giả thuyết hoặc các hệ quả logic của giả thuyết, từ

đó hình thành kiến thức mới Trong giai đoạn củng cố kiến thức, kỹ năng cho học sinh, TN có vai trò không những kiểm tra kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo của học sinh mà còn đánh giá được khả năng tự lực, sáng tạo của học sinh trong quá trình thí nghiệm Nhờ có TN, niềm tin vào kiến thức được hình thành, từ

đó hình thành thế giới quan khoa học cho HS

12

- Thí nghiệm góp phần vào việc phát triển toàn diện học sinh Thông qua tiến hành TN, học sinh hiểu được bản chất của các hiện tượng, định luật vật lí qua đó, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh sẽ linh hoạt

và hiệu quả hơn TN tạo môi trường và cơ hội để học sinh quan sát và đưa ra những dự đoán, những ý tưởng mới, nhờ đó hoạt động nhận thức của HS sẽ được tích cực và tư duy của các em sẽ được phát triển

- Thí nghiệm là phương tiện góp phần quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh Thông qua việc tiến hành thí nghiệm, học sinh có

cơ hội trong việc rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành, góp phần thiết thực vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS Thí nghiệm còn là điều kiện để HS rèn luyện những phẩm chất của người lao động mới, như: đức tính cẩn thận, kiên trì, trung thực, làm việc nhóm,

- Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập, tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh, làm cho các em tích cực và sáng tạo hơn trong quá trình nhận thức, khơi dậy ở các em nhu cầu khám phá những điều mới, những điều

bí ẩn và cao hơn là hình thành nên những ý tưởng cho những thí nghiệm mới

Đó cũng chính là những tác động cơ bản, giúp cho quá trình hoạt động nhận thức của họ được tích cực

- Thí nghiệm vật lí là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc độc lập hoặc tập thể qua đó góp phần bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của học sinh, phát huy vai trò cá nhân hoặc tính cộng đồng trách nhiệm trong công việc của các em

- Thí nghiệm vật lí góp phần làm đơn giản hoá các hiện tượng và quá trình vật lí, tạo trực quan sinh động nhằm hỗ trợ cho tư duy trừu tượng, giúp cho học sinh tư duy trên những đối tượng cụ thể, những hiện tượng và quá trình đang diễn ra trước mắt họ Các hiện tượng trong tự nhiên xảy ra vô cùng phức tạp,

có mối quan hệ đan xen với nhau, do đó không thể cùng một lúc phân biệt những tính chất đặc trưng của từng hiện tượng riêng lẻ, cũng như không thể

13

cùng một lúc phân biệt được ảnh hưởng của tính chất này lên tính chất khác Thí nghiệm vật lí góp phần làm nổi bật những khía cạnh cần nghiên cứu của từng hiện tượng và quá trình, giúp học sinh dễ quan sát, dễ theo dõi và dễ tiếp thu bài

Như vậy có thể thấy dạy học với TN không những giúp HS hiểu đúng bản chất của hiện tượng vật lí, làm cơ sở nghiên cứu sâu hơn các kiến thức vật lí, hình thành và phát triển năng lực học sinh, mà còn thu hút sự chú ý của học sinh, tạo đam mê, hứng thú, kích thích học sinh chủ động tích cực nhận thức

Vì vậy, tổ chức dạy học vật lí cần chú ý đến việc tăng cường sử dụng các TN trong dạy học, cải tiến các TN nhằm tăng cường chất lượng tích cực vật lý hoạt động nhận thức của HS trong dạy học vật lí với TN, TNKNMT

1.5 Phân loại thí nghiệm vật lý trong dạy học

1.5.1 Thí nghiệm biểu diễn

Thí nghiệm biểu diễn là thí nghiệm do giáo viên trình bày ở trên lớp Căn cứ vào mục đích, có thể chia thí nghiệm biểu diễn thành 3 loại:

1.5.1.1 Thí nghiệm nêu vấn đề

+ Thí nghiệm này nhằm nêu lên vấn đề cần nghiên cứu tạo ra tình huống có vấn đề làm tăng hiệu quả của dạy học

1.5.1.2 Thí nghiệm giải quyết vấn đề

+ Thí nghiệm thuộc bài này được thực hiện giải quyết vấn đề đặt ra sau phần nêu vấn đề Bao gồm hai loại thí nghiệm:

a Thí nghiệm khảo sát

Là thí nghiệm tiến hành nghiên cứu vấn đề đặt ra thông qua đó giáo viên hướng dẫn học sinh đi đến khái niệm cần thiết

b Thí nghiệm kiểm chứng

1.5.2 Thí nghiệm thực hành vật lí

Thí nghiệm thực hành Vật lí là thí nghiệm do tự tay học sinh tiến hành đưới sự hướng dẫn của giáo viên Với dạng thí nghiệm này có nhiều cách phân loại, tuỳ theo căn cứ để phân loại:

1.5.2.1 Căn cứ vào nội dung có thể chia thí nghiệm thực hành làm hai loại:

b Thí nghiệm kiểm nghiệm

Loại thí nghiệm này được tiến hành kiểm nghiệm lại những kết luận đã được khẳng định cả về lí thuyết và thực nghiệm nhằm đào sâu vấn đề hơn

b Thí nghiệm thực hành loại phối hợp

Trong hình thức tổ chức này học sinh được chia thành nhiều nhóm khác nhau, mỗi nhóm chỉ làm thí nghiệm một phần đề tài trong thời gian như nhau, sau đó phối hợp các kết quả của các nhóm lại sẽ được kết quả cuối cùng của đề tài

c Thí nghiệm thực hành cá thể

Trong hình thức tổ chức này các nhóm học sinh làm thí nghiệm trong cùng thời gian hoặc cùng đề tài nhưng dụng cụ và phương pháp khác nhau

1.6 Tiến trình xây dựng thí nghiệm vật lý gắn kết cuộc sống học sinh

Bước 1: Xuất phát từ một bối cảnh thực tế cuộc sống liên quan đến thí

nghiệm

Ví dụ: Xuất phát từ tình huống cửa sổ bằng sắt sau một thời gian thì không đóng lại được và bung ra Đặt vấn đề cho học sinh

Buớc 2: Lựa chọn ý tưởng thí nghiệm phù hợp

Ví dụ: Ứng dụng kiến thức sự nở vì nhiệt để thiết kế thí nghiệm khảo sát sự dãn nở vì nhiệt của vật rắn

Bước 3: Dự trù nguyên vật liệu và thiết kế bản vẽ

Ví dụ: Sau khi đã có ý tưởng thì sẽ dự trù thí nghiệm cần sử dụng

những nguyên vật liệu nào như bảng điện, thanh sắt, đèn cồn … Thiết kế nên

mô hình bản vẽ cho thí nghiệm

Bước 4: Lắp ráp theo bản thiết kế và vận hành thí nghiệm

Bước 5: Xây dựng tài liệu hướng dẫn thí nghiệm

Ví dụ: Xây dựng tiến trình dạy học bài “sự nở vì nhiệt của vật rắn”, tài liệu hướng dẫn, nhiệm vụ dạy học

17

1.7 Tiến trình dạy học thí nghiệm vật lý gắn kết cuộc sống học sinh

Căn cứ quy trình dạy học thiết kế kĩ thuật và đặc trưng của dạy học có

sử dụng thí nghiệm, chúng tôi đề xuất tiến trình dạy học thí nghiệm vật lý gắn kết cuộc sống như hình 1.1

Hình 1 1 Sơ đồ tiến trình dạy học thí nghiệm vật lý gắn kết cuộc sống

18

Hoạt động 1: Đặt vấn đề thực tiễn liên quan đến thí nghiệm

Học sinh phát hiện vấn đề dựa trên sự gợi ý của giáo viên hoặc giáo viên đặt vấn đề nếu học sinh chưa nhận ra được vấn đề

Ví dụ: Học sinh phát hiện rằng cửa sổ của lớp học sau một thời gian sử dụng thì không đóng mở lại bình thường và bị bung ra, vậy hiện tượng vật lý

gì đã gây ra hiện tượng này

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và trình bày sơ đồ tư duy

Dùng sách giáo khoa và sơ đồ tư duy để thể hiện kiến thức, nội dung học

Ví dụ: Cho học sinh dùng sách giáo khoa và tài liệu hướng dẫn để trình bày sơ đồ tư duy hệ thống lại kiến thức của bài “Sự nở vì nhiệt của vật rắn”

Hoạt động 3: Đề xuất phương án thiết kế thí nghiệm

Cho học sinh đưa ra một số ý tưởng về thí nghiệm để khảo sát hoặc giáo viên đề xuất phương án thiết kế thí nghiệm

Ví dụ: Học sinh đưa ra một số ý tưởng về thí nghiệm để khảo sát “Sự nở

vì nhiệt của vật rắn” và cho học sinh chế tạo, chuẩn bị và vận hành ở nhà

Hoạt động 4: Trình bày thí nghiệm và kết luận vấn đề

Nếu giáo viên chuẩn bị dụng cụ và phương án thí nghiệm thì trong buổi học cho học sinh tiến hành thí nghiệm, nếu học sinh đưa ra ý tưởng thì nghiệm thì cho học sinh trình bày vào buổi học sau

Ví dụ: Sau khi đã chế tạo, chuẩn bị thí nghiệm tiến hành cho học sinh trình bày sản phẩm trước lớp, đồng thời cho học sinh phản biện đối với sản phẩm

Bảng 1 1 Bảng tiêu chí đánh giá tính tích cực của HS

Tiêu chí

Các mức độ tích cực

Rất thường xuyên (5)

Thường xuyên (4)

Thỉnh thoảng (3)

Hiếm khi (2)

Không bao giờ (1)

(1) Thắc mắc, tìm hiểu các

kiến thức mới, tình huống

mới;

(2) Đề xuất vấn đề và lập kế

hoạch, tiến hành thực hiện

kế hoạch, giải quyết một vấn

đề cụ thể có liên quan đến

nội dung kiến thức học;

(3) Tìm hiểu từ nhiều nguồn

kiến thức khác: bài báo, tạp

chí, internet, bạn bè, chuyên

gia ;

(4) Hợp tác, phối hợp với

các thành viên trong nhóm

(7) Tìm tòi, bổ sung kiến

thức từ việc nghiên cứu lý

liên hệ kiến thức được học

(mới) với kiến thức đã học

(cũ) và với kiến thức các

môn học khác;

(10) Phối hợp kiến thức của

nhiều môn khác nhau (tính

liên môn) để vận dụng giải

quyết các vấn đề thực tiễn

liên quan đến nghề nghiệp

và cuộc sống;

21

(11) Tham gia đầy đủ các

buổi họp nhóm, thảo luận

nhóm;

(12) Tích cực trong thảo

luận nhóm, trao đổi với bạn

cùng lớp, với chuyên gia;

(13) Tôn trọng ý kiến người

khác, biết tiếp thu một cách

Bảng đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh

Bảng 1 2 Bảng đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh

Mức độ thể hiện

mới trong thực tiễn ngành kỹ

thuật và đề xuất phương án giải

quyết đúng, mang lại hiệu quả;

Thiết kế được sơ đồ, bản vẽ thể

hiện nguyên lí cấu tạo và hoạt

động , vận hành của hệ thống kỹ

thuật và chỉ ra được tính mới,

tính hiệu quả của nó so với

những cái đã biết;

Tìm ra các giải pháp khảo sát, đo

đạc mới, đảm bảo tính hiệu quả

nhưng dễ thực hiện, đảm bảo

tính chính xác;

Tìm ra các thiết bị, vật liệu mới

thay thế cho thiết bị, vật liệu cũ

nhưng vẫn đảm bảo tính hiệu

quả cao và tiết kiệm;

Đề xuất giải pháp thiết kế mới

cho hệ thống kỹ thuật đã có, thay

đổi một số chi tiết thiết kế nhằm

tăng hiệu quả cho hệ thống kỹ

thuật;

Tiến hành thực hiện giải pháp,

thi công, chế tạo, hệ thống kỹ

thuật nhằm mang lại lợi ích và

có ý nghĩa xã hội;

23

Vận dụng kiến thức được học để

giải quyết các vấn đề mới, tình

huống mới trong thực tiễn liên

quan đến ngành kỹ thuật;

Kết hợp các thao tác tư duy (so

sánh, phân tích, đánh giá) và các

phương pháp phán đoán, mô

hình giả thuyết, từ đó đưa ra kết

luận chính xác cho vấn đề;

Lập được nhiều phương án giải

quyết cho một vấn đề thực tiễn

và mang lại kết quả tối ưu;

24

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC THÍ NGHIỆM GẮN KẾT CUỘC SỐNG MỘT SỐ KIẾN THỨC VẬT LÝ 10

2.1 Phân tích nội dung kiến thức vật lý 10

2.1.1 Nội dung kiến thức bài “Lực đàn hồi của lò xo Định luật Húc” (SGK cơ bản)

1 Lực đàn hồi

• Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện ở cả hai đầu của lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc (hay gắn) với nó làm nó biến dạng Khi bị dãn, lực đàn hồi của

lò xo hướng vào trong, còn khi bị nén, lực đàn hồi của lò xo hướng ra ngoài

• Nếu trọng lượng của tải vượt quá một giới hạn nào đó, gọi là giới hạn đàn hồi, thì độ dãn của lò xo sẽ không còn tỉ lệ với trọng lượng của tải và khi bỏ tải đi thì lò xo không co được về đến lo nữa

25

- Đối với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau, lực đàn hồi có

phương vuông góc với mặt tiếp xúc

2.1.2 Nội dung kiến thức chương chất khí (SGK cơ bản)

A CẤU TẠO CHẤT:

A.1 Những điều đã học về cấu tạo chất:

- Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử

- Các phân tử chuyển động không ngừng

- Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ càng cao

A.2 Lực tương tác phân tử:

- Các vật có thể giữ được hình dạng và thể tích là do giữa các phân tử cấu tạo nên vật đồng thời có lực hút và lực đẩy

- Khi khoảng cách giữa các phân tử nhỏ thì lực đẩy mạnh hơn lực hút

- Khi khoảng cách giữa các phân tử lớn thì lực hút mạnh hơn lực đẩy

⇒ Các vật rắn có thể tích và hình dạng xác định

A.3.c Ở thể lỏng:

- Mật độ phân tử nhỏ hơn so với chất rắn nhưng lớn hơn rất nhiều so với chất khí

B.1 Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí:

- Chất khí được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ, có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng

- Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao

- Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình

B.2 Khí lí tưởng:

- Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi

va chạm được gọi là khí lí tưởng

C QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BOYLE - MARIOTTE

C.1 Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái

- Trạng thái của một lượng khí được biểu diễn bằng các thông số trạng thái: áp suất p, thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T

- Lượng khí có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác bằng các quá trình biến đổi trạng thái (gọi tắt là quá trình)

C.2 Quá trình đẳng nhiệt:

- Là quá trình biến đổi trạng thái mà trong đó nhiệt độ không thay đổi

C.3 Định luật Boyle – Mariotte:

C.3.a Phát biểu: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích

C.3.b Biểu thức:

p.V = hằng số

27

C.3.c Hệ quả:

- Gọi: p1, V1 là áp suất và thể tích của một lượng khí ở trạng thái 1

p2, V2 là áp suất và thể tích của một lượng khí ở trạng thái 2

• Đối với quá trình đẳng nhiệt ta có:

D QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH ĐỊNH LUẬT CHARLES

D.1 Quá trình đẳng tích: Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi

D.3 Độ không tuyệt đối

Kelvin đã đưa ra một nhiệt giai bắt đầu bằng nhiệt độ 0 K và 0 K gọi là độ không tuyệt đối

Các nhiệt độ trong nhiệt giai của Kenvil đều có giá trị dương và mỗi độ chia trong nhiệt giai này cũng bằng mỗi độ chia trong nhiệt giai Celsius

Hình 2 1 Đồ thị đường đẳng nhiệt

- Khí lí tưởng là khí tuân theo đúng các định luật về chất khí đã học

- Các khí thực (chất khí tồn tại trong thực tế) chỉ tuân theo gần đúng các định luật Boyle - Mariotte và Charles Giá trị của tích p.V và thương $

% thay đổi

theo bản chất, nhiệt độ và áp suất của chất khí

- Trong điều kiện áp suất và nhiệt độ không lớn lắm và không đòi hỏi độ chính xác cao, có thể xem khí thực là khí lí tưởng

E.2 Phương trình trạng thái của khí lí tưởng:

Xét một lượng khí nhất định

Gọi:

p1, V1, T1 là áp suất, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của lượng khí ở trạng thái 1

p2, V2, T2 là áp suất, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của lượng khí ở trạng thái 2 Khi đó ta có:

Phương trình trạng thái của khí lý tưởng:

Hình 2 2 Đồ thị đường đẳng tích

E.4 Định luật Gay-Luysac:

Phát biểu: Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối

- Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài vì nhiệt

- Độ nở dài Dl của vật rắn hình trụ đồng chất tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ Dt và

độ dài ban đầu lo của vật đó

∆l = l − l. = αl.∆t

Hình 2 3 Đồ thị đường đẳng áp

30

Với a là hệ số nở dài của vật rắn( K-1)

Giá trị của a phụ thuộc vào chất liệu của vật rắn

2 Sự nở khối

- Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối

- Độ nở khối của vật rắn đồng chất đẳng hướng được xác định theo công thức:

∆V = V − V. = βV.∆t Với b là hệ số nở khối, b » 3a và cũng có đơn vị là K-1

3 Ứng dụng

- Phải tính toán để khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt

- Lợi dụng sự nở vì nhiệt để lồng ghép đai sắt vào các bánh xe, để chế tạo các băng kép dùng làm rơle đóng ngắt điện tự động

2.2 Xây dựng thí nghiệm gắn kết cuộc sống một số kiến thức phần vật lý