Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập có nội dung thực tiễn chương chất rắn, chất lỏng sự chuyển thể vật lí 10 THPT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Anh Tuấn XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CĨ NỢI DUNG THỰC TIỄN CHƯƠNG “CHẤT RẮN, CHẤT LỎNG – SỰ CHUYỂN THỂ” VẬT LÍ 10 THPT NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Anh Tuấn XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CĨ NỢI DUNG THỰC TIỄN CHƯƠNG “CHẤT RẮN, CHẤT LỎNG – SỰ CHUYỂN THỂ” VẬT LÍ 10 THPT NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH Chuyên ngành : Lí luận phương pháp dạy học bợ mơn Vật lí : 8140111 Mã số LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHẠM XUÂN QUẾ Thành phố Hồ Chí Minh - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ giáo dục với đề tài: “Xây dựng sử dụng hệ thống tập có nội dung thực tiễn chương “Chất rắn, chất lỏng – Sự chuyển thể” Vật lí 10 THPT nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh” công trình nghiên cứu riêng tơi Các nội dung kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Anh Tuấn LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực hồn thành luận văn này, nhận quan tâm, động viên giúp đỡ lớn từ quý thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến: PGS.TS Phạm Xuân Quế, thầy dành nhiều thời gian trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình cho tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí tổ mơn Lí luận Phương pháp dạy học mơn Vật lí Trường Đại học Sư phạm TP.HCM tạo điều kiện cho thực luận văn Ban Giám hiệu trường THPT Lý Thường Kiệt - tỉnh Tây Ninh, tồn thể q thầy tổ vật lí em học sinh lớp 10A10, 10A11 đặc biệt học sinh lớp 10A6 hợp tác giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình thực nghiệm sư phạm trường Cuối tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè anh chị học viên K27 động viên, giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Do thời gian thực đề tài có hạn nên khó tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận góp ý từ quý thầy cô bạn để đề tài hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2018 Tác giả Nguyễn Anh Tuấn MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình Danh mục sơ đồ Danh mục đồ thị MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CĨ NỢI DUNG THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1 Năng lực học sinh trung học phổ thông 1.1.1 Khái niệm lực 1.1.2 Khái niệm lực học sinh trung học phổ thông 1.1.3 Phân loại lực học sinh trung học phổ thông 1.2 Năng lực giải vấn đề 1.2.1 Khái niệm lực giải vấn đề 1.2.2 Cấu trúc lực giải vấn đề 1.2.3 Các biểu lực giải vấn đề 1.2.4 Các mức độ lực giải vấn đề 1.2.5 Ý nghĩa việc phát triển lực giải vấn đề học sinh dạy học vật lí 11 1.2.6 Đánh giá lực giải vấn đề học sinh 11 1.3 Bài tập Vật lí 13 1.3.1 Khái niệm tập Vật lí 13 1.3.2 Vai trị tập dạy học Vật lí 14 1.3.3 Phân loại tập Vật lí 15 1.4 Bài tập vật lí có nội dung thực tiễn 19 1.4.1 Khái niệm tập vật lí có nội dung thực tiễn 19 1.4.2 Vai trị tập vật lí có nội dung thực tiễn việc phát triển lực giải vấn đề cho học sinh 19 1.5 Thực trạng phát triển lực giải vấn đề cho HS dạy học Vật lí trường THPT 20 1.5.1 Mục đích điều tra 20 1.5.2 Nội dung điều tra 20 1.5.3 Đối tượng thời gian điều tra 22 1.5.4 Phương pháp điều tra 22 1.5.5 Kết điều tra 22 Kết luận chương 31 Chương XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ CĨ NỢI DUNG THỰC TIỄN VÀ SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT RẮN, CHẤT LỎNG – SỰ CHUYỂN THỂ” VẬT LÍ 10 THPT 32 2.1 Tổng quan nội dung mục tiêu dạy học chương “Chất rắn, chất lỏng – Sự chuyển thể” 32 2.1.1 Cấu trúc nội dung chương 32 2.1.2 Kiến thức chương “Chất rắn, chất lỏng – Sự chuyển thể” Vật lí 10 33 2.1.3 Mục tiêu dạy học 36 2.2 Xây dựng hệ thống tập có nội dung thực tiễn chương “Chất rắn, chất lỏng – Sự chuyển thể” 38 2.2.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống tập 38 2.2.2 Qui trình xây dựng hệ thống tập thực tiễn 40 2.2.3 Xây dựng hệ thống tập thực tiễn chương “Chất rắn, chất lỏng _ Sự chuyển thể” 42 2.3 Soạn thảo tiến trình dạy học số kiến thức chương “Chất rắn, chất lỏng – Sự chuyển thể” 92 2.3.1 Sơ đồ tiến trình xây dựng số kiến thức chương “Chất rắn, chất lỏng – Sự chuyển thể” 92 2.3.2 Tiến trình dạy học (Phụ lục 2) 96 Kết luận chương 97 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 98 3.1 Mục đích, đối tượng, thời gian phương pháp thực nghiệm sư phạm 98 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 98 3.1.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 98 3.1.3 Thời gian thực nghiệm sư phạm 98 3.1.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 98 3.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 99 3.2.1 Công tác chuẩn bị 99 3.2.2 Công cụ đánh giá kết trình thực nghiệm .99 3.2.3 Tiến hành thực nghiệm 103 3.3 Kết định tính q trình thực nghiệm 104 3.3.1 Diễn biến tiết dạy trình thực nghiệm sư phạm 104 3.3.2 Nhận xét 109 3.4 Kết định lượng trình thực nghiệm 110 3.4.1 Đánh giá thơng qua q trình học tập học sinh 110 3.4.2 Đánh giá thông qua kết tiền kiểm hậu kiểm 111 Kết luận chương 123 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO 126 PHỤ LỤC DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT Thứ tự 10 11 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các biểu lực giải vấn đề Bảng 1.2 Các mức độ lực GQVĐ HS THPT Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm trung bình mơn vật lí học kì I HS lớp 10A6 98 Bảng 3.2 Tiêu chí đánh giá mức độ hồn thành tập nhóm 100 Bảng 3.3 Tiêu chí đánh giá mức độ hồn thành tập nhà 102 Bảng 3.4 Bảng nội dung cần thực ứng với tiết thực nghiệm 104 Bảng 3.5 Bảng thống kê điểm trình sau học 110 Bảng 3.6 Bảng thống kê số lượng HS đạt mức độ tương ứng biểu lực thành phần thông qua tiền kiểm hậu kiểm 117 Hình Tháp Eiffel Hình 2 Khối lập ph Hình Đường ray Hình Tơn lợp má Hình Nhiệt kế thủ Hình Lưỡi liềm Hình Bánh xe gỗ Hình Bài tiền kiể Hình Bài hậu kiể PL100 PL101 Phụ lục 6: Các loại phiếu sử dụng quá trình thực nghiệm Phiếu quan sát – đánh giá học sinh lớp Nội dung cần quan sát HS phát biểu vấn đề cần giải HS nêu kiến thức có liên quan cần sử dụng q trình GQVĐ HS tìm giải pháp giải vấn đề tiến hành GQVĐ trước GV đưa gợi ý HS tìm giải pháp GQVĐ tiến hành giải vấn đề sau GV đưa gợi ý HS giải vấn đề giải pháp giáo viên gợi ý HS không giải vấn đề giải pháp giáo viên gợi ý HS đề xuất giải pháp khác giải pháp GV gợi ý HS đánh giá mức độ hiệu so sánh ưu nhược điểm giải pháp, từ kết luận giải pháp tối ưu HS vận dụng giải pháp vào tình mới, vấn đề Số lượng HS tham gia hoạt động HĐ1 HĐ2 HĐ3 HĐ4 Phiếu tập nhóm số (Tìm hiểu nội dung bài: “Sự nở nhiệt vật rắn”) Bài 1: Khánh thành ngày 31 tháng năm 1889, tháp Eiffel trở thành cơng trình cao giới Tổng chiều cao tháp ăng ten theo vẽ ban đầu 325 mét sau đo đạc vào thời điểm khác năm báo cáo cho thấy vào mùa đông tháp Eiffel bị co lại ngắn 10 cm, ngược lại vào mùa hè tháp cao lên 15–17 cm a Hãy phát biểu vấn đề đặt ra? b Bằng kiến thức biết, dự đoán để giải vấn đề đặt ra? Bài 2: Có khối hộp lập phương cạnh có độ dài l0 t0 C Ta đối nóng khối lập phương đến nhiệt độ t C Hãy chứng minh biểu thức tính thể tích khối hộp t C Bài 3: Trong trình lắp đặt hệ thống đường ray xe lửa, kĩ sư không lắp đặt đường liên tục, mà tách thành đoạn, chổ tiếp nối hai đầu ray xe lửa kĩ sư lắp hai liên tiếp cách khoảng hở Tương tự lắp đặt mặt cầu kĩ sư làm tách mặt cầu thành đoạn, đoạn miếng cao su Vận dụng kiến thức vật lí học em giải thích kĩ sư lại làm vậy? Nếu khơng thực điều xảy ra? PL102 Bài 4: Mỗi ray đường sắt nhiệt độ 15 C có độ dài 12,5 m Nếu hai đầu ray đặt cách 4,5 mm, ray chịu nhiệt độ lớn bao nhiêu? Biết hệ số nở dài ray 12.10 K-1 Bài 5: Một người thợ rèn muốn lắp vành sắt vào bánh xe gỗ có đường kính 100cm Biết đường kính vành sắt lúc đầu nhỏ đường kính bánh xe 5mm Vậy người thợ rèn phải nâng nhiệt độ vành sắt lên thêm để lắp vành -6 -1 sắt vào bánh xe? Biết hệ số nở dài sắt 12.10 K - PL103 Phiếu tập nhà số (Sau học xong bài: “Sự nở nhiệt vật rắn”) Bài 1: Để xây dựng nhà việc lợp mái nhà cơng việc khơng thể thiếu Ngày có nhiều loại mẫu mã tôn khác thị trường chúng có chung đặc điểm có dạng gợn sóng Vận dụng kiến thức vật lí học em giải thích sao? Nếu ta sử dụng tơn phẳng khơng tạo sóng để lợp mái điều xảy ra? Bài 2: Trong y tế nhiệt kế thủy ngân dụng cụ khơng thể thiếu Bằng kiến thức vật lí biết giải thích nhiệt kế thủy ngân xác định nhiệt độ người bệnh? Bài 3: Một người thợ rèn muốn lắp khâu vào cán lưỡi liềm phải nung khâu đến nhiệt độ định sau lắp vào cán làm cho khâu nguội mang bán cho người nông dân Bằng kiến thức vật lí em giải thích phải nung khâu ? Để lắp khâu có chu vi trịn 14,95 cm vào cán gỗ có chu vi trịn 15 cm phải nung khâu đến nhiệt độ ? Biết hệ -6 -1 số nở dài sắt 12.10 K nhiệt độ ban đầu khâu 21,3 C PL104 Phiếu tập nhóm số (Tìm hiểu nội dung bài: “Các tượng bề mặt chất lỏng”) Bài 1: Tiến hành quan sát thí nghiệm lưỡi lam mặt nước  Kể tên phân tích lực biết tác dụng lên lưỡi lam?  Quan sát hình ảnh mặt nước, dự đốn ngun nhân gây hình dạng của mặt nước?  Kể tên tượng tương tự với trường hợp đời sống? Bài 2: Quan sát thí nghiệm với màng xà phịng khung kẽm hình chữ nhật để trả lời câu hỏi  Kể tên phân tích lực tác dụng lên ống hút ống hút khung?  Mô tả chuyển động ống hút ta phá vỡ bên màng xà phịng?  Giải thích ngun nhân gây chuyển động ống hút?  Vì chuyển động ống hút chuyển động tịnh tiến khung mà khơng bị lệch phía? Em có nhận xét điểm đặt lực?  Quan sát diện tích màng xà phịng ống hút chuyển động? Em có nhận xét chiều lực tác dụng? Bài 3: Tiến hành thí nghiệm quan sát hình ảnh giọt nước thủy tinh hai trường hợp: TH1: Giọt nước thủy tinh TH2: Giọt nước thủy tinh thoa lớp dầu hỏa Nhận xét khác hình dạng giọt nước thủy tinh hai trường hợp? Bài 4: HS quan sát hình ảnh so sánh độ cao cột nước ống thủy tinh: PL105  Tiến hành thí nghiệm khăn giấy cho khăn giấy có hạng sợi, nhúng đầu khăn vào cốc nước quan sát tượng xảy ra, kể tên số tượng tương tự trường hợp đời sống? Bài 5: Quan sát thí nghiệm với màng xà phịng khung kẽm hình trịn có vịng để trả lời câu hỏi  Quan sát hình ảnh màng xà phịng ta phá vỡ màng xà phòng vòng giữa?  Vận dụng kiến thức vừa học giải thích hình dạng vịng Bài : Trong sinh hoạt ngày, ta đóng vịi nước khơng kín vịi bị rỉ nước nước chảy từ vòi chảy ? Vận dụng kiến thức vật lí học em giải thích tượng ? Bài 7: Một đơn thuốc có ghi: ngày uống lần, lần 15 giọt nước thuốc ống nhỏ giọt Tính khối lượng thuốc mà ngày bệnh nhân cần phải uống? Biết suất -2 căng mặt thuốc 8,5.10 N/m, ống nhỏ giọt có đường kính mm lấy g=10 m/s PL106 Phiếu tập nhà số (Sau học xong bài: “Các tượng bề mặt chất lỏng”) Bài 1: Một người bị bệnh mắt, Trong toa thuốc phải sử dụng loại thuốc nhỏ, ngày lần lần giọt, Trên chai thuốc có ghi suất căng mặt 0.063N/m, khối lượng thuốc bên chai 6g, Chai thuốc sử dụng ngày, biết đường kính chai thuốc 1mm gia tốc rơi tự g ≈ 9,8 m / s Bài 2: Một ống dẫn nước hộ gia đình bị rò rỉ, thời gian giọt nước rơi sau giọt nước giây Sau tháng hộ gia đình phải trả thêm tiền nước? Biết khối lượng riêng nước 1000 kg/m , suất căng mặt ngồi 0,073 N/m, đường kính lỗ rị rỉ 5mm trung bình đơn giá cho khối nước 15.000vnđ? Bài 3: Đèn dầu cấu tạo đơn giản từ phận sau: bầu đựng dầu (thường làm kim loại hay thủy tinh), sợi bấc (thường dệt sợi bông) đoạn nhúng dầu để hút dầu lên trên, đoạn nhô lên khỏi bầu đèn thường chỉnh độ dài hệ thống núm vặn Vậy hoạt động đèn dầu nào? Làm dầu trì cháy lửa dầu mà bấc đèn lại cao ta biết dầu chảy từ cao xuống nước? Bài 4: Với dụng cụ có sẵn: cọng rơm, chậu nước xà phịng Em thiết kế thí nghiệm (nêu rõ bước tiến hành) để so sánh suất căng mặt ngồi nước xà phịng PL107 Phụ lục 7: Điểm quá trình HS sau học xong Sau bảng điểm HS sau học xong 36: “Sự nở nhiệt vật rắn” Nhóm Họ tên HS Nguyễn Hoàng Kiệt Trần Duy Tân Lữ Gia Huệ Nguyễn Võ Hoàng Mỹ Nhật Nguyễn Phúc Lộc Lê Nguyễn Thanh Thảo Đặng Trần Yến Phương Võ Thị Lan Hương Lê Hoàng Phi Lâm Trường Hiếu Phạm Anh Kiệt Huỳnh Diệp Bảo Kha Võ Thị Thu Ngân Thi Khắc Quân Nguyễn Võ Tồn Nguyễn Minh Hải Trần Duy Long Trần Bảo Ngọc Phan Trần Duy Hoàng Trương Thị Ánh Thi Nguyễn Thị Thanh Vân Nguyễn Thị Thu Tuyết Nguyễn Thị Tuyết Nhi Đoàn Thị Mỹ Khương Ngơ Hồng Xn Mai Trần Thị Khánh Băng Võ Minh Hưng Nguyễn Phúc Thịnh Hồ Ngọc Triệu Cơ Nguyễn Yến Vy Lâm Trọng Thức Nguyễn Chí Cơng Võ Thị Bảo Ngọc Lê Hoàng My Nguyễn Kim Nhã Phương Nhan Thanh Thiên Lâm Huỳnh Anh Phan Hồng Anh 10 Nguyễn Hoàng Minh Anh Nguyễn Thị Trúc My Huỳnh Quốc Đạt Huỳnh Thị Như Lê 11 Huỳnh Như Ngọc Nguyễn Phú Quốc PL109 Sau bảng điểm HS sau học xong 37: “Các tượng bề mặt chất lỏng” Nhóm Họ tên HS Nguyễn Hoàng Kiệt Trần Duy Tân Lữ Gia Huệ Nguyễn Võ Hoàng Mỹ Nhật Nguyễn Phúc Lộc Lê Nguyễn Thanh Thảo Đặng Trần Yến Phương Võ Thị Lan Hương Lê Hoàng Phi Lâm Trường Hiếu Phạm Anh Kiệt Huỳnh Diệp Bảo Kha Võ Thị Thu Ngân Thi Khắc Quân Nguyễn Võ Tồn Nguyễn Minh Hải Trần Duy Long Trần Bảo Ngọc Phan Trần Duy Hoàng Trương Thị Ánh Thi Nguyễn Thị Thanh Vân Nguyễn Thị Thu Tuyết Nguyễn Thị Tuyết Nhi Đoàn Thị Mỹ Khương Ngơ Hồng Xn Mai Trần Thị Khánh Băng Võ Minh Hưng Nguyễn Phúc Thịnh Hồ Ngọc Triệu Nguyễn Yến Vy Lâm Trọng Thức Nguyễn Chí Cơng Võ Thị Bảo Ngọc Lê Hoàng My Nguyễn Kim Nhã Phương Nhan Thanh Thiên Lâm Huỳnh Anh Phan Hồng Anh 10 Nguyễn Hoàng Minh Anh Nguyễn Thị Trúc My Huỳnh Quốc Đạt Huỳnh Thị Như Lê 11 Huỳnh Như Ngọc Nguyễn Phú Quốc PL111 Phụ lục 8: Mợt số hình ảnh thực nghiệm ... sở lí luận phát triển lực GQVĐ học sinh tập Vật lí có nội dung thực tiễn Xây dựng hệ thống tập có nội dung thực tiễn chương ? ?Chất rắn, chất lỏng Sự chuyển thể? ?? Vật lí 10 THPT nhằm phát triển lực. .. ? ?Chất rắn, chất lỏng- Sự chuyển thể? ?? Vật lí 10 THPT để phát triển lực giải vấn đề học sinh Mục tiêu nghiên cứu đề tài Xây dựng hệ thống tập Vật lí có nội dung thực tiễn chương ? ?Chất rắn, chất lỏng- Sự. .. mơn Vật lí Cơ sở lí luận việc xây dựng hệ thống tập Vật lí có nội dung thực tiễn chương ? ?Chất rắn, chất lỏng- Sự chuyển thể? ?? Vật lí 10 phát triển lực giải vấn đề học sinh Việc lồng ghép tượng thực