Giảng dạy chương thuyết động học phân tử và chật khí lí tưởng theo định hướng tổ chức hoạt động nhận thức

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH NGƠ VĂN THIỆN GIẢNG DẠY CHƢƠNG THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VÀ CHẤT KHÍ LÝ TƢỞNG THEO ĐỊNH HƢỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VẬT LÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ: LÊ THỊ THANH THẢO TP HỒ CHÍ MINH 09 – 2004 LỜI CẢM ƠN Tơi xin chân thành cảm ơn cô Tiến sĩ LÊ THỊ THANH THẢO tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này, q thầy tham gia giảng dạy chƣơng trình sau đại học, bạn đồng nghiệp cho ý kiến đóng góp q báu q trình học tập nghiên cứu Tác giả NGÔ VĂN THIỆN NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN SGK: sách giáo khoa THPT: trung học phổ thông THCS :trung học sở HĐNT: hoạt động nhận thức PPNT: phƣơng pháp nhận thức PPMH: phƣơng pháp mơ hình PPDH: phƣơng pháp dạy học VTCB: vị trí cân HS: học sinh KÍ HIỆU DÙNG ĐỂ CHỈ HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH ❖ Dùng để hoạt động giáo viên ý triển khai  Dùng để câu trả lời học sinh MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC GIẢNG DẠY CÁC KIẾN THỨC CỦA CHƢƠNG “THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VÀ KHÍ LÍ TƢỞNG” THEO ĐỊNH HƢỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC 1.1 Tại phải giảng dạy kiến thức chƣơng" Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT 1.1.1 Giảng dạy kiến thức chƣơng "Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng " với mục đích phát triển trí tuệ 1.1.2 Giảng dạy kiến thức chƣơng "Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT nhằm giúp học sinh tiếp cận với PPNT phƣơng thức HĐNT khoa học vật lí 1.2 Làm để giảng dạy kiến thức chƣơng" Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng" theo định hƣởng tổ chức HĐNT? 1.2.1 Phân biệt phƣơng thức HĐNT vật lí 1.2.2 Phƣơng pháp mơ hình 17 1.2.2.1 Tìm hiểu phƣơng pháp mơ hình 17 1.2.2.2 Các loại mơ hình đƣợc sử dụng vật lí học 17 1.2.2.3 Tính chất mơ hình 18 1.2.2.4 Phƣơng pháp mơ hình vật lý học: 19 1.2.3 Việc giảng dạy mơ hình vật lý trƣờng phổ thông [16] 21 1.2.3.1 Thực tế việc giảng dạy mơ hình vật lý trƣờng phổ thông: 21 1.2.3.2 Những hậu mặt nhận thức học sinh.[17] 22 1.2.3.3 Nguyên nhân 24 1.2.3.4 Cách khắc phục 25 1.2.4 Vị trí vai trị mơ hình động học phân tử chất khí lí tƣởng khoa học vật lí 26 1.2.5 Vị trí vai trị mơ hình động học phân tử chất khí lí tƣởng việc dạy học vật lí phổ thơng 27 1.2.6 Tầm quan việc dạy mơ hình động học phân tử 29 1.2.7 -Vận dụng PPMH dạy học vật lí 30 1.2.8 Lựa chọn phƣơng pháp dạy học cho cụ thể chƣơng "Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣợng" theo hƣớng tổ chức HĐNT 31 1.2.8.1 Những yêu cầu lựa chọn PPDH sở lựa chọn cách thức tổ chức HĐNT [5] 31 1.2.8.2 Phân loại phƣơng pháp dạy học 32 1.2.9 Giai đoạn chuẩn bị soạn thảo giáo án theo định hƣớng tổ chức hoạt động nhận thức 34 1.3 Tổ chức học vật lí lớp 35 CHƢƠNG II: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY CÁC BÀI HỌC CHƢƠNG “THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VÀ KHÍ LÝ TƢỞNG” THEO ĐỊNH HƢỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC 37 2.1 Những nội dung thuộc chƣơng "Chất Khí" (SGK lớp 10 thí điểm) hay chƣơng X "Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng" 37 2.1.1 Các luận điểm thuyết động học phân tử 38 2.1.2 Các trạng thái cấu tạo chất 40 2.1.3 Các định luật nhiệt 41 2.2 Kế hoạch dạy học chƣơng "Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng" 42 2.2.1 Mục tiêu 42 2.2.2 Nội dung học chƣơng 44 2.3 Xây dựng tiến trình dạy học số học cụ thể chƣơng"Thuyết 57 động học phân tử chất khí lí tƣởng" lớp 10 -THPT 57 2.3.1 Tiến trình day học bài" phân tử số thuộc tính phân tử 57 2.3.2 Tiến trình dạy học trạng thái cấu tạo chất 70 2.3.3 Tiến trình dạy học "Hệ thức liên thể tích áp suất nhiệt độ không đổi ĐL BOYLE -MARIOTTE" 76 2.3.4 Tiến trình dạy học bài'' Hệ thức áp suất nhiệt độ định luật Charles" 88 2.3.5- Phƣơng trình trạng thái khí lí tƣởng - định luật Gay- Lussac 101 PHỤ LỤC: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ 109 CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 119 3.1- Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 119 3.2 Đối tƣợng phƣơng pháp thức nghiệm 119 3.3 Kết thực nghiệm Sƣ phạm 120 3.3.1 Phân tích diễn biến cụ thể lớp tiến trình dạy học chƣơng "Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT 120 3.3.2 Kiểm tra viết 132 3.3.3 Phân tích kết học tập lớp thức nghiệm đối chứng 133 SƠ BỘ ĐÁNH GIÁ RIÊNG TỪNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 140 KẾT LUẬN CHUNG 174 ĐỀ KIỂM TRA 175 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang MỞ ĐẦU Hiện Bộ Giáo Dục Đào Tạo tiến hành cải cách giáo dục mang tính chất cách mạng từ cấp Tiểu Học, Trung Học Cơ Sở Trung Học Phổ Thơng Lí đổi nhằm đem lại phù hợp định cho phát triển đất nƣớc giai đoạn Theo đề án đổi Bộ Giáo Dục Đào Tạo, bên cạnh đổi nội dung môn học mà đề cập đến nhiệm vụ giảng dạy học tập giáo viên, học sinh Nền giáo dục Việt Nam phải có nhiệm vụ trang bị cho em kiến thức phổ thơng nói chung kiến thức vật lí nói riêng phải bản, đại, thiết thực, mang tính cập nhật cao Tính đại cập nhật chƣơng trình vật lí thể điểm sau:[l] - Các kiến thức vật lí phổ thơng phải đƣợc trình bày phù hợp với tinh thần thuyết vật lí - Thay ứng dụng lỗi thời ứng dụng mang tính cập nhật - Loại khỏi chƣơng trình kiến thức mang tính hàn lâm lí thuyết - Coi trọng mức phương pháp nhận thức quan trọng vật lí nhƣ: phương pháp thực nghiệm, phương pháp mơ hình, phương pháp tương tự, phương pháp giả thuyết Bên cạnh việc trang bị cho em học sinh kiến thức vật lí bản, đại, mang tính cập nhật, chƣơng trình cịn đề cập đến kĩ quan trọng nhƣ: kĩ sử dụng công cụ đo lƣờng, kĩ lắp ráp thực thí nghiệm đơn giản, kĩ sử dụng thuật ngữ vật lí, kĩ quan sát tƣợng vật lí, kĩ phát nêu vấn đề, đề suất phƣơng án giải vấn đề với hai thành tố kiến thức kĩ đƣợc phối hợp cách chặt chẽ bƣớc hình thành cho học sinh lực nhận thức, lực giải vấn đề học tập nhƣ việc vận dụng linh hoạt kiến thức vào việc giải Trang vấn đề đời sống xã hội, hƣớng tới rèn luyện cho em phẩm chất tâm lí tốt đẹp nhƣ: tính độc lập sáng tạo, say mê cơng việc, tạo động hứng thú học tập, củng cố niềm tin, bƣớc rèn luyện cho em giới quan khoa học Có nhƣ giáo dục Việt Nam tạo đƣợc nguồn nhân lực có lực phẩm chất đạo đức tốt để sau sống làm việc xã hội cơng nghiệp hóa mang tính chất xã hội chủ nghĩa Tuy nhiên hiệu tích cực có đƣợc học sinh đặt vào chất trình hoạt động nhận thức Nhƣng thực tế việc dạy-học chƣơng' 'Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng" (SGK vật lí lớp 10 THPT hành) chƣa đem lại hiệu tích cực nhƣ nêu Với mong muốn đóng góp phần nhỏ vào việc nâng cao hiệu dạy học chƣơng "Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng", chúng tơi chọn đề tài:Giảng dạy kiến thức chƣơng ''Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng" (SGK vật lí lớp 10 THPT hành hay chƣơng "Chất khí" SGK thí điểm) theo định hƣớng tổ chức HĐNT Trang I Lý chọn đề tài Chƣơng trình vật lí học lớp 10 THPT đƣợc chia làm hai phần, phần Cơ học phần Nhiệt học Việc chuyển tiếp từ học (thế giới vĩ mô) sang phần vật lí phân tử nhiệt học (thế giới vi mơ), thật điều khó khăn cho việc học tập học sinh Khi bƣớc vào giới vi mơ, sâu vào tìm hiểu chất vật, tƣợng, họ gặp nhiều vấn đề nhận thức đối diện với lĩnh vực học Nếu nhƣ trƣớc phần học nghiên cứu quy luật chuyển động vật, tƣợng diễn đời sống ngày, họ cảm nhận giác quan thơng thƣờng nhƣ quan sát tác động trực tiếp lên đối tƣợng thí nghiệm Tƣ để giải vấn đề có đặc điểm tƣ quy nạp (từ trực quan sinh động đến tƣ trừu tƣợng) bƣớc sang phần Vật lí phân tử nhiệt học họ khơng cịn quan sát trực tiếp đƣợc giới vi mô, can thiệp trực tiếp phép đo với tập hợp lớn gồm nguyên tử, phân tử hay phức tạp cấu trúc mạng dạng thù hình vật chất Tƣ chuyển sang cách thức hoàn toàn - tƣ có đặc điểm diễn dịch chủ yếu Điều tạo hụt hẫng lớn nhận thức tƣ Họ khơng cịn khả vận dụng kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm thân có phần học làm sở cho hoạt động nhận thức vấn đề mới, họ cần phải đƣợc chuyển đổi cách tƣ duy: từ đối tƣợng, tƣợng thực sang tƣ mơ hình, đối tƣợng khơng thực mà hình ảnh ngƣời ta gán cho cấu trúc nội đối tƣợng, tƣợng Nếu vấn đề không quan tâm mức gây cho học sinh nhiều khó khăn nhận thức: - Khó khăn mặt tƣ để tiếp cận với lĩnh vực mới: cấu trúc vật chất cấp độ vi mô khác - Hạn chế tính tích cực, chủ động, sáng tạo Trang - Học sinh không đủ hội tiếp nhận số phương pháp nhận thức quan trọng vật lí nhƣ: phương pháp mơ hình, phương pháp tương tự, phương pháp thực nghiệm - Không đƣợc làm quen với phương thức HĐNT lĩnh vực vật lí đại - Kiến thức đƣợc chiếm lĩnh khơng phải thân thơng qua hoạt động nhận thức nên bền vững dễ bị lãng quên II Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sở lí luận Didactic vật lí để vận dụng vào việc thiết kế tiến hành thực nghiệm sƣ phạm cho số học chƣơng "Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT nhằm bƣớc giải khó khăn bƣớc đầu mặt nhận thức học sinh vừa tiếp cận với lĩnh vực học III Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích đề đề tài có nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu sở lí luận Didactic vật lí giảng dạy vấn đề thuộc thuyết vật lí - Phân tích nội dung (mức độ phổ thơng) lịch sử hình thành định luật nhiệt - Nghiên cứu lịch sử trình hình thành thuyết động học phân tử - Thiết kế học chƣơng theo định hƣớng tổ chức HĐNT - Vận dụng phần mềm Powerpoint để thiết kế năm giảng điện tử nhằm hỗ trợ việc thực nghiệm sƣ phạm - Tiến hành giảng dạy giáo án định thiết kế nghiên cứu kết tác động sƣ phạm học sinh ... CHƢƠNG “THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VÀ KHÍ LÍ TƢỞNG” THEO ĐỊNH HƢỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC 1.1 Tại phải giảng dạy kiến thức chƣơng" Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng" theo định. .. KIẾN THỨC CỦA CHƢƠNG' THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VÀ KHÍ LÍ TƢỞNG" THEO ĐỊNH HƢỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC 1.1 Tại phải giảng dạy kiến thức chƣơng" Thuyết động học phân tử chất khí lí tƣởng" theo. .. 1.1.2 Giảng dạy kiến thức chương "Thuyết động học phân tử chất khí lí tưởng" theo định hướng tổ chức HĐNT nhằm giúp học sinh tiếp cận với PPNT phương thức HĐNT khoa học vật lí Trong khoa học vật lí