Tổ chức dạy học theo lí thuyết kiến tạo chương chất rắn và chất lỏng sự chuyển thể vật lý 10 THPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Trần Thị Thơm TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO LÍ THUYẾT KIẾN TẠO CHƯƠNG “CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ” - VẬT LÝ 10 THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Trần Thị Thơm TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO LÍ THUYẾT KIẾN TẠO CHƯƠNG “CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ” - VẬT LÝ 10 THPT Chuyên ngành : Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số : 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ HƯƠNG TRÀ Thành phố Hồ Chí Minh – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Trần Thị Thơm LỜI CẢM ƠN Cùng với việc triển khai hoàn thành luận văn thời hạn ngày hôm xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Ban lãnh đạo khoa Vật lí trường đại học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi để tơi học tập nghiên cứu thực luận văn trường - Thư viện trường đại học sư phạm giúp học tập nghiên cứu suốt năm qua - Đặc biệt, em bày tỏ long biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Đỗ Hương Trà – người hướng dẫn khoa học định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn động viên em suốt trình thực luận văn - Ban giám hiệu, thầy tổ Vật lí em trường THPT Nguyễn Văn Tăng – quận 9, thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện giúp đỡ tơi trình thực nghiệm luận văn - Các bạn học cao học khóa 24 nhiệt tình tham gia đóng góp ý kiến trao đổi thời gian học tập - Cuối cùng, xin cảm ơn bố, mẹ anh chị em động viên tinh thần ủng hộ thời gian qua Tp HCM ngày 09 tháng 09 năm 2015 Tác giả Trần Thị Thơm MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục biểu đồ Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU … .1 Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG LÍ THUYẾT KIẾN TẠO TRONG DẠY HỌC 1.1 Các khái niệm 1.1.1 Tính tích cực, tự chủ học tập 1.1.2 Mối quan hệ tính tích cực tính tự chủ 1.1.3 Các biện pháp phát huy tính tích cực, tự chủ cho học sinh trình học tập 1.2 Lí thuyết kiến tạo dạy học 10 1.2.1 Đồng hóa điều ứng 11 1.2.2 Lí thuyết kiến tạo nhận thức 12 1.2.3 Lí thuyết kiến tạo xã hội .13 1.3 Lí thuyết kiến tạo dạy học Vật lí .15 1.3.1 Đặc thù mơn Vật lí 15 1.3.2 Đặc điểm tâm lí, trình độ nhận thức học sinh THPT .15 1.3.3 Dạy học Vật lí theo quan điểm lí thuyết kiến tạo 16 1.3.4 Kiểm tra, đánh giá học sinh dạy học theo lí thuyết kiến tạo .25 1.4 Điều tra thực tiễn dạy học kiến thức “sự chuyển thể chất” “độ ẩm khơng khí” 33 1.4.1 Mục đích, phạm vi nội dung điều tra thực tiễn 33 1.4.2 Kết điều tra thực tiễn 33 1.4.3 Một số đề xuất 36 Kết luận chương 38 Chương THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC THEO LÍ THUYẾT KIẾN TẠO NỘI DUNG KIẾN THỨC “SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT” VÀ “ĐỘ ẨM CỦA KHƠNG KHÍ” 39 2.1 Những kiến thức HS biết quan niệm sai lầm 39 2.2 Sơ đồ cấu trúc lô gic nội dung kiến thức 42 2.3 Các kiến thức kĩ cần hình thành học sinh trình dạy học 43 2.3.1 Các kiến thức kĩ cần hình thành học sinh trình dạy học “ Sự chuyển thể chất” 43 2.3.2 Các kiến thức kĩ cần hình thành học sinh q trình dạy học “ Độ ẩm khơng khí” 44 2.4 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học 45 2.4.1 Tiến trình “Sự chuyển thể chất” .45 2.4.2 Tiến trình “ Độ ẩm khơng khí” 57 Kết luận chương 66 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 67 3.1 Mục đích, nhiệm vụ nội dung thực nghiệm sư phạm .67 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 67 3.1.2 Nhiệm vụ nội dung thực nghiệm sư phạm .67 3.2 Đối tượng, phương pháp chuẩn bị thực nghiệm sư phạm 67 3.2.1 Đối tượng TNSP 67 3.2.2 Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm .67 3.2.3 Chuẩn bị thực nghiệm sư phạm 69 3.2.4 Kế hoạch thực nghiệm 69 3.3 Phân tích thực nghiệm 70 3.3.1 Diễn biến thực nghiệm .70 3.3.2 Phân tích định lượng 98 Kết luận chương 115 KẾT LUẬN 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO .118 PHỤ LỤC .1 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ GV Giáo viên HS Học sinh THPT Trung học phổ thơng LTKT Lí thuyết kiến tạo TN Thực nghiệm ĐC Đối chứng SGK Sách giáo khoa NXB Nhà xuất DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Nhiệt độ nóng chảy số chất rắn kết tinh điều kiện áp suất chuẩn 47 Bảng 2.2 Nhiệt nóng chảy riêng số chất rắn kết tinh 48 Bảng 2.3 Nhiệt độ sôi nước theo áp suất 53 Bảng 2.4 Áp suất nước bão hịa khối lượng riêng nhiệt độ xác định 59 Bảng 3.1 Điểm hoạt động học cho HS nhóm (tiết 1) .99 Bảng 3.2 Điểm hoạt động học cho HS nhóm (tiết 3) 100 Bảng 3.3 Điểm hoạt động học cho HS nhóm (tiết 1) 100 Bảng 3.4 Điểm hoạt động học cho HS nhóm (tiết 3) 101 Bảng 3.5 Điểm hoạt động cho HS nhóm (tiết 1) 102 Bảng 3.6 Điểm hoạt động học cho HS nhóm (tiết 3) 102 Bảng 3.7 Điểm hoạt động học cho HS nhóm (tiết 1) 103 Bảng 3.8 Điểm hoạt động cho HS nhóm (tiết 3) 104 Bảng 3.9 Điểm lý lớp thực nghiệm 109 Bảng 3.10 Điểm lý lớp đối chứng .109 Bảng 3.11 Các thông số thống kê điểm kiểm tra lớp thực nghiệm lớp đối chứng 110 Bảng 3.12 Bảng so sánh 113 Bảng 3.13 Bảng kết so sánh giá trị trung bình điểm kiểm tra lớp TN lớp ĐC (kiểm nghiệm T-Test) 113 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Chu trình nước .45 Hình 2.2 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ sôi thiếc 46 Hình 2.3 Chuyển động phân tử chất lỏng 50 Hình 2.4 Thí nghiệm với ête .51 Hình 2.5 Bản tin thời tiết Tân Sơn Nhất 57 Hình 2.6 Chống nồm cho nhà 63 Hình 2.7 Chống ẩm cho thức ăn .64 Hình 2.8 Bản tin thời tiết 65 Hình 3.1 Quan niệm nhiệt nóng chảy nhóm .73 Hình 3.2 Quan niệm nhiệt nóng chảy nhóm 73 Hình 3.3 Quan niệm nhiệt nóng chảy nhóm 74 Hình 3.4 Quan niệm bay ngưng tụ nhóm 76 Hình 3.5 Quan niệm bay ngưng tụ nhóm 76 Hình 3.6 Quan niệm bay ngưng tụ nhóm 77 Hình 3.7 Quan niệm nhiệt độ sơi chất lỏng (nhóm 2) .82 Hình 3.8 Quan niệm nhiệt độ sơi chất lỏng (nhóm 3) .82 Hình 3.9 Quan niệm nhiệt độ sơi chất lỏng (nhóm 4) .83 Hình 3.10 Quan niệm nhiệt hóa (nhóm 1, 2, 3) .85 Hình 3.11 Quan niệm nhiệt hóa (nhóm 4) .85 Hình 3.12 Nội dung phần “Nhiệt hóa hơi” nhóm trình bày 86 Hình 3.13 Quan niệm sai lầm HS làm tập .87 Hình 3.14 Bài tập nhà 88 Hình 3.15 Tài liệu nhóm thu thập 90 Hình 3.16 Tài liệu nhóm thu thập 91 Hình 3.17 Tài liệu nhóm thu thập 91 Hình 3.18 Nội dung trình bày nhóm “Độ ẩm tỉ đối” 93 Hình 3.19 Nội dung tập nhóm trình bày 95 Hình 3.20 Vai trò độ ẩm đời sống (1) 97 Hình 3.21 Vai trò độ ẩm đời sống (2) 97 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Biểu đồ phân bố tần số điểm kiểm tra lớp thực nghiệm lớp đối chứng 110 Biểu đồ 3.2 Biểu đồ tần suất tích lũy lớp thực nghiệm lớp đối chứng 111 P1 PHỤ LỤC PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA (Thời gian 45 phút) Câu 1: Ghép nội dung cột bên trái với nội dung tương ứng cột bên phải để thành câu có nội dung Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng chất a) nhiệt hóa gọi Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể rắn chất b) bão hòa gọi Nhiệt lượng cần cung cấp cho vật rắn nhiệt độ nóng c) ngưng tụ chảy để vật rắn nóng chảy hồn tồn gọi Đại lượng đo nhiệt lượng cần cung cấp để làm d) áp suất bão nóng chảy hồn tồn kg chất rắn nhiệt độ nóng chảy hịa có đơn vị jun kilôgam (J/kg) gọi Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) đ) nhiệt nóng chảy chất gọi Quá trình chuyển từ thể khí (hơi) sang thể lỏng e) sôi chất gọi Chất có mật độ phân tử tiếp tục tăng gọi g) bay Chất có mật độ phân tử không tăng gọi h) nhiệt hóa riêng Áp suất cực đại trạng thái mật độ phân tử i) nhiệt nóng chảy khơng thể tăng thêm gọi riêng 10 Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) k) đơng đặc chất xảy bên bề mặt chất lỏng gọi 11 Nhiệt lượng cần cung cấp cho khối chất lỏng nhiệt l) nóng chảy độ sơi để chuyển hồn tồn sang thể khí gọi 12 Đại lượng đo nhiệt lượng cần cung cấp để làm m) khô P2 bay hoàn toàn kg chất lỏng nhiệt độ sơi có đơn vị jun kilơgam (J/kg) gọi n) Nhiệt độ sôi Câu 2: Tại cầu chì dùng bảo vệ mạch điện lại làm dây chì, cịn dây tóc đèn điện lại làm vonfam? Câu 3: Tại nước chứa khay làm đá tủ lạnh bắt đầu đơng cứng lớp nước mặt đóng băng trước tiên? Câu 4: Một ống nghiệm chứa nước đá 00C ngâm thùng đựng nước đá tan Hỏi nước đá ống nghiệm có bị tan thành nước khơng? Tại sao? Câu 5: Nước thường có nhiệt độ sơi (ở áp suất khơng khí bình thường)? Nhiệt độ sơi nước muối có giống nước thường khơng? Nhiệt độ sơi nước muối có xác định khơng? Câu 6: Tính nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho cục nước đá có khối lượng 0,2 kg -200C tan thành nước sau tiếp tục đun sơi để biến hồn tồn thành 1000C Nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,33.105 J/kg Nhiệt dung riêng nước đá 2,09.103 J/(kg.K).Nhiệt dung riêng nước 4,18.103 J/(kg/K) Nhiệt hóa riêng nước 2,3.106 J/kg Câu 7: Ghép nội dung cột bên trái với nội dung tương ứng cột bên phải để thành câu có nội dung Đại lượng đo khối lượng (tính gam) a) độ ẩm tỉ đối nước có m3 khơng khí gọi Độ ẩm tuyện đối khơng khí trạng thái bão hịa b) ẩm kế nước gọi Đơn vị đo độ ẩm tuyệt đối độ ẩm cực đại c) xác định độ ẩm tỉ đối Đại lượng đo tỉ số phần trăm độ ẩm tuyện d) gam mét khối đối độ ẩm cực đại khơng khí gọi (g/m3) P3 𝑎 𝑓 = 100% công thức 𝐴 Dụng cụ dùng đo độ ẩm khơng khí gọi e) độ ẩm tuyệt đối f) độ ẩm cực đại g) độ ẩm nước Câu 8: Vì nấu chín thức ăn (thịt, cá ) thường cho thêm vào muối, gia vị hay dầu ăn? Câu 9: Mù ( hay gọi sương mù) gồm hạt nước nhỏ li ti xuất vào lúc sáng sớm Trong điều kiện trời trong, gió lặng sương mù tạo thành trắng trải dài mặt đất tan mặt trời mọc Vậy, sương mù có tác dụng gì? Có thuận lợi cho phát triển sinh vật hay không? Câu 10: Tại ngày nắng nóng ẩm ướt, ta lại cảm thấy khó chịu so với ngày nắng nóng khơ ráo? Độ ẩm khơng khí thể cảm thấy dễ chịu? Câu 11: Tại ngày hè nóng ban đêm lại có nhiều sương hơn? Câu 12: Căn số đo trạm quan sát khí tượng, cho biết khơng khí buổi sáng hay buổi trưa mang nhiều nước ? Giải thích - Buổi sáng : nhiệt độ 200C, độ ẩm tỉ đối 85% - Buổi trưa : nhiệt độ 300C, độ ẩm tỉ đối 65% - Khối lượng riêng nước bão hòa 200C 17,30 g/m3 300C 30,29 g/m3 Chú ý độ ẩm cực đại nhiệt độ xác định khối lượng riêng nước bão hịa khơng khí nhiệt độ Câu 13: Độ ẩm tin thời tiết sau độ ẩm gì? Em cho biết ý nghĩa độ ẩm đó? Câu 14: Em nêu vài cách chống ẩm mà gia đình sử dụng? (chống ẩm cho tường P4 nhà, đồ điện tử, thức ăn…) Câu 15: Thiết bị đo độ ẩm khơng khí gì? Em nêu sơ lược cấu tạo ẩm kế tóc P5 PHỤ LỤC PHIẾU ĐIỀU TRA DÀNH CHO GIÁO VIÊN VẬT LÍ Thầy (cơ) vui lịng cho biết ý kiến vấn đề Tất thơng tin dùng cho mục đích nghiên cứu Thầy đánh dấu (x) vào ô trống Câu 1: Theo thầy (cô), kiến thức “Sự chuyển thể chất độ ẩm khơng khí” có tầm quan trọng chương trình vật lí 10 THPT? Rất quan trọng Quan trọng Không quan trọng Hồn tồn khơng cần thiết Ý kiến khác:……………………………………………………………… Câu 2: Thầy (cơ) thường sử dụng hình thức dạy học dạy học kiến thức “Sự chuyển thể chất” “Độ ẩm khơng khí” Vật lí Giảng giải Cho HS tự đọc nhà Đọc nội dung học cho HS chép Ý kiến khác:……………………………………………………………… Câu 3: Thầy (cô) cho biết mức độ thường xuyên sử dụng phương pháp dạy học tích cực dạy học kiến thức “Sự chuyển thể chất” “Độ ẩm khơng khí” Vật lí Chưa Hiếm Thỉnh thoảng Thường xun P6 Câu 4: Thầy vui lịng cho biết mức độ thường xuyên sử dụng phương pháp, hình thức, phương tiện dạy học tích cực đây: Chưa Hiếm Thỉnh Thường bao thoảng xuyên Thiết kế giảng điện tử có sử dụng tranh ảnh, video, mơ hình, thí nghiệm ….trực quan Tổ chức cho học sinh làm việc nhóm Giao nhiệm vụ nhà tìm hiểu ứng dụng thực tiến kiến thức liên quan đến học Vận dụng phương pháp dạy học đại (Nêu giải vấn đề, dạy học dự án, dạy học theo góc, dạy học theo trạm…) Tổ chức cho HS tự đánh giá trình học tập bạn Ý kiến khác:………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ….…………………………………………………………………………… Câu 5: Theo thầy (cô), khó khăn thường gặp phải tổ chức dạy học theo phương pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ HS trình học gì? Khơng đủ thời gian P7 Học sinh thụ động, quen với cách học truyền thống Giáo viên chưa tập huấn phương pháp dạy học Cơ sở vật chất không đủ điều kiện tổ chức dạy học theo phương pháp Ý kiến khác:…………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Câu 6: Hiện có nhiều phương pháp dạy học (như dạy học theo chủ đề, dạy học dự án, dạy học theo góc…) áp dụng dạy học Vật lí Thầy (cơ) có biết phương pháp dạy học theo quan điểm kiến tạo hay chưa? Có biết chưa áp dụng dạy học Có biết áp dụng dạy học Chưa nghe qua Câu 7: Theo thầy (cô) để học tốt kiến thức “ Sự chuyển thể chất” “Độ ẩm khơng khí” học sinh cần: Khơng cần có Cần có Rất cần có Có kiến thức vững vàng cấu tạo chất, chuyển động nhiệt phân tử, trình nhận lượng nguyên tử, phân tử Tập trung lắng nghe, quan sát thí nghiệm ghi chép cẩn thận giảng GV Thực thí nghiệm, đọc kĩ sách giáo khoa liên hệ thực tế Tích cực thảo luận với bạn bè giáo viên Siêng năng, kiên trì làm tập Ý kiến khác: …………………………………………………………………… P8 Câu 8: Theo thầy (cô), dạy nội dung kiến thức “Sự chuyển thể chất” “Độ ẩm không khí” theo phương pháp mới, giáo viên cần: Khơng Cần Rất cần thiết cần thiết thiết Tổ chức hoạt động nhóm để HS phát triển lực làm việc nhóm qua phát triển lực làm việc cá nhân Hướng dẫn học sinh làm tập giải thích tượng liên hệ thực tiễn nhiều tốt Tổ chức hoạt động nhóm, nhóm có thí nghiệm riêng để thực Giải thích rõ cho HS chất q trình nóng chảy, bay hơi, sôi kiến thức thực tiễn Sau trình học theo phương pháp mới, GV cần tổng hợp kiến thức cách xác, ngắn gọn, đầy đủ để HS nắm trọng tâm học Ý kiến khác: ………………………………………………………………… Câu 9: Theo thầy (cô), dạy nội dung kiến thức “Sự chuyển thể chất” “Độ ẩm khơng khí” theo phương pháp mới, giáo viên sử dụng thiết bị thí nghiệm để: Khơng cần thiết Khảo sát nhiệt độ nóng chảy – đông đặc chất rắn, nhiệt độ sôi chất lỏng, bay – ngưng tụ chất lỏng Đo độ ẩm khơng khí Cần thiết Rất thiết cần P9 Ý kiến khác: …………………………………………………………………… Câu 10: Theo kinh nghiệm thầy (cô), dạy nội dung kiến thức “Sự chuyển thể chất” “Độ ẩm khơng khí” theo phương pháp mới, giáo viên gặp khó khăn gì? Nội dung kiến thức khơng nằm nội dung thi học kì II nên học sinh không hứng thú, coi trọng học Học sinh lười học làm tập Khơng có thiết bị thí nghiệm phù hợp( thí nghiệm nóng chảy, bay , sơi) thí nghiệm nguy hiểm khơng thực ( Thí nghiệm khảo sát khơ bão hịa) Ý kiến khác:…………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Câu 11: Theo thầy (cô), học Sự chuyển thể chất Độ ẩm khơng khí học sinh thường có quan niệm sai lầm nào? Bài Sự chuyển thể chất : ……………………………………………… ………………………………………………………………………………… Bài Độ ẩm khơng khí: …………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Xin cảm ơn hợp tác quý thầy cô! P10 PHỤ LỤC Một số kết hoạt động từ phiếu học tập học sinh P11 P12 P13 P14 PHỤ LỤC Một số hình ảnh thực nghiệm P15 ... vào việc nghiên cứu, nâng cao chất lượng, hiệu dạy học vật lý trường THPT, chọn đề tài nghiên cứu ? ?Tổ chức dạy học theo lí thuyết kiến tạo chương ? ?Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể? ?? – Vật lí 10. .. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Trần Thị Thơm TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO LÍ THUYẾT KIẾN TẠO CHƯƠNG “CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ” - VẬT LÝ 10 THPT Chuyên ngành : Lí luận... • Hoạt động dạy hoạt động học dạy học theo lí thuyết kiến tạo • Một số kiến thức chương ? ?Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể? ??- Vật lí 10 THPT Phạm vi nghiên cứu • Bài ? ?Sự chuyển thể chất? ?? • Bài