Sử dụng máy tính và các thiết bị đa phương tiện để xây dựng bài giảng điện tử hỗ trợ dạy học chương thuyết động học phân tử và chất khí lí tưởng vật lí 10 trung học phổ thông

1 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học vinh - - Hoàng văn dơng Sử dụng máy vi tính thiết bị đa phơng tiện để xây dựng giảng điện tử hỗ trợ dạy họC chơng thuyết động học phân tử chất khí lý tởng VậT Lý 10 THPT luận văn thạc sỹ giáo dục học Vinh 2007 Lời cảm ơn Tác giả xin chân thành cảm ơn khoa Đào tạo Sau đại học, khoa Vật lí Trờng Đại học Vinh, trờng THPT Bắc Yên Thành đà tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc thầy giáo PGS TS Nguyễn Quang Lạc, ngời đà nhiệt tình hớng dẫn giúp đỡ tác giả suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo TS Mai Văn Trinh, TS Nguyễn Thị Phú nhóm sinh viên 44A khoa Vật lí Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn gia đình, bạn bè ngời thân đà động viên tác giả thời gian làm luận văn Vinh, tháng năm 2006 Tác giả Hoàng Văn Dơng CH 12 LL & PPDH Vật lí mở đầu Lý chọn đề tài Ngày nay, CNTT phát triển nhanh chóng Nó xâm nhập sâu rộng vào lĩnh vực kinh tế, trị, xà hội, văn hoá, nghệ thuật, khoa học giáo dục, nớc phát triển thực tin học hoá nhà trờng Chơng trình không làm cho hệ lao động tơng lai thoát khỏi tình trạng mù máy tính mà nhằm biến MVT thành phơng tiện dạy học nớc ta, năm 2000, Bộ trị ®· chØ thÞ 58 – CT/ TW vỊ ®Èy mạnh phát triển công nghệ thông tin phục vụ cho nghiệp công nghiệp hoá, đại hóa đất níc Thùc tr¹ng d¹y häc hiƯn ë níc ta mang tính chất thông báo, tái hiện, diễn giảng áp đặt Giáo viên truyền thụ kiến thức hoàn toàn dựa vào sách giáo khoa Học sinh tiếp thu kiến thức cách thụ động, thầy nói, trò nghe, vậy, không phát huy đợc tính tích cực, chủ động học sinh Việc đa công nghệ thông tin vào dạy học nhà trờng mang lại thay đổi lớn PP dạy học Từ năm 1993, Bộ GD & ĐT chủ trơng đa MVT vào nhà trờng để dạy tin học, để quản lý nhà trờng để hỗ trợ dạy môn học khác Hiện nay, việc tiến hành thí nghiệm để giảng dạy chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng trờng THPT gặp nhiều khó khăn Thứ nhất, thiết bị dùng để làm thí nghiệm cho ba định luật chất khí trờng THPT hầu nh cha có Trong đó, việc chế tạo thiết bị trờng cha đợc trọng Thứ hai, Giáo viên đà quen với tình trạng dạy chay, học chay nên ngại làm thí nghiệm Nhận thấy đợc khó khăn Giáo viên tiến hành làm thí nghiệm chơng nh u điểm việc sử dụng MVT vào dạy học môn học nói chung môn Vật lý nói riêng, chọn nghiên cứu đề tài Sử dụng máy vi tính thiết bị đa phơng tiện để xây dựng BGĐT hỗ trợ dạy học chơng: Thuyết động học phân tử chất khí lý tëng, VËt lý 10 – THPT” Mơc ®Ých nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng MVT thiết bị đa phơng tiện để xây dựng BGĐT hỗ trợ dạy học chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng lớp 10 THPT đề xuất phơng án sử dụng chúng nhằm góp phần nâng cao chất lợng dạy học Vật lý chơng nói riêng, nh dạy học Vật lý trờng thpt nãi chung NhiƯm vơ nghiªn cøu - Nghiªn cøu c¬ së lý ln, c¬ së thùc tiƠn cđa việc sử dụng MVT thiết bị đa phơng tiện làm phơng tiện dạy học Vật lý - nghiên cứu nội dung, vị trí vai trò chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng chơng trình Vật lý lớp 10 THPT - Nghiên cứu thực trạng dạy học Vật lý chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng trờng THPT - Xây dựng BGĐT để dạy học chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng trờng THPT với hỗ trợ MVT thiết bị đa phơng tiện - áp dụng để giảng dạy trờng THPT thực nghiệm s phạm Đối tợng phạm vi nghiên cứu * Đối tợng: - Nội dung chơng trình phơng pháp dạy học Vật lý trờng THPT - MVT phần mềm ứng dụng để hỗ trợ cho dạy học Vật lý * phạm vi: Nghiên cứu, sử dụng MVT thiết bị đa phơng tiện để hỗ trợ thiết kế BGĐT việc sử dụng chúng vào dạy học chơng Thuyết động học phân tử chất khÝ lý tëng” Gi¶ thuyÕt khoa häc NÕu thiÕt kế sử dụng BGĐT đáp ứng đợc yêu cầu mặt s phạm kỹ thuật tăng tính trực quan dạy học, tăng hứng thú tạo ý học tập học sinh mức độ cao, từ góp phần nâng cao chất lợng dạy học Vật lý trờng phổ thông Phơng pháp nghiên cứu 6.1 Phơng pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu văn kiện Đảng Nhà nớc, Bộ GD & ĐT đổi phơng pháp dạy học - Nghiên cứu tài liệu phơng pháp dạy học Vật lý, lý luận dạy học, tâm lý học, cần cho việc xây dựng tiến trình dạy học nâng cao hiệu hoạt động học tập học sinh - Nghiên cứu sách giáo khoa Vật lý lớp 10 tài liệu tham khảo - Nghiên cứu tài liệu ứng dụng MVT thiết bị đa phơng tiện vào dạy học Vật lý phần mềm hỗ trợ cho việc xây dựng BGĐT 6.2 Phơng pháp thực nghiệm - Sử dụng MVT thiết bị đa phơng tiện để thiết kế BGĐT hỗ trợ dạy học chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng - Tiến hành thực nghiệm s phạm để dạy học Vật lý trờng phổ thông Những đóng góp luận văn - Góp phần làm sáng tỏ sở lý luận việc sử dụng MVT thiết bị đa phơng tiện trình dạy học - Sư dơng tỉ hỵp MVT - Camera kÕt hỵp với khả lu trữ, xử lý hình ảnh, âm MVT để xây dựng đoạn phim thí nghiệm Vật lý - Đề xuất phơng án dạy học vật lý có sử dụng MVT phối hợp với PTDH đại khác nội dung giảng dạy chơng Thuyết động học phân tử chÊt khÝ lý tëng” ë trêng THPT CÊu tróc luận văn Luận văn gồm: * Phần mở đầu * Phần nội dung: Gồm chơng: Chơng 1: sở lý luận việc sử dụng MVT thiết bị đa phơng tiện làm PTDH Chơng 2: Thiết kế BGĐT hỗ trợ dạy học chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng Chơng 3: Thực nghiệm s phạm: - Mục đích, đối tợng phơng pháp thực nghiệm s phạm - Tiến hành thực nghiệm s phạm - Kết thực nghiệm s phạm * Phần kết luận * Các phụ lục nội dung Ch¬ng 1: c¬ së lý ln cđa viƯc sử dụng Máy vi tính thiết bị đa phơng tiện làm Phơng tiện dạy học Vào năm ci cđa thÕ kû XX, ë c¸c níc ph¸t triĨn nh Mỹ, Pháp, CHLB ĐứcMVT đà xâm nhập sâu rộng vào nhà trờng đợc xem nh PTDH giống nh bao phơng tiện khác Thực tiễn đòi hỏi nhà lý luận dạy học phải xây dựng đợc sở lý luận việc sử dụng MVT làm PTDH Dựa sở đó, nhà s phạm sử dụng MVT làm PTDH đa chúng vào dạy học nhà trờng nhằm đại hoá nhà trờng phù hợp với xu hớng phát triển khoa học công nghệ thời đại ngày 1.1 Các sở khoa học việc sử dụng MVT làm PTDH 1.1.1 Cơ sở tâm lý học Các công trình nghiên cứu tâm lý học nhận thức thông qua hoạt động giáo dục - đào tạo phạm vi toàn giới đà khẳng định vai trò to lớn PTDH việc nâng cao hiệu dạy học vật lý Để HS cã thĨ lÜnh héi tri thøc mét c¸ch tÝch cùc, chủ động sáng tạo phải có tơng quan hợp lý lời nói GV với phơng tiện trực quan Phơng tiện trực quan hình thành biểu tợng cụ thể ký ức HS Các khái niệm đợc hình thành sở biểu tợng Do việc hớng dẫn tri giác HS cách có mục đích vô quan trọng Muốn phải tăng cờng sử dụng PTDH, từ PTDH đơn giản, truyền thống đến PTDH đại MVT PTDH đại đợc sử dụng dạy học vật lý dựa sở tâm lý học dạy học Tríc hÕt, sư dơng MVT d¹y häc sÏ kÝch thÝch tÝnh tß mß, hiÕu kú cđa HS, tõ HS sâu vào tìm hiểu, tạo nên động lực cho trình dạy học Những hình ảnh sinh động đợc phối hợp nhuần nhuyễn với âm thanh, màu sắc, văn bản, đồ họa tác động tích cực vào giác quan HS làm nâng cao tính trực quan học, tạo sở cho việc phát triển lực t HS nh phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, trừu tợng hoávà góp phần rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho HS Hiệu ứng công cụ HS gióp kÝch thÝch høng thó häc tËp, g©y sù ý cao độ vào đối tợng cần nghiên cứu, hình thành họ tò mò khám phá tri thức, tạo đợc tình học tập tích cực, làm xuất nhu cầu tiếp thu tri thức HS, thoả mÃn nhu cầu hiểu biết say mê nghiên cứu, học tập họ Việc hình thành đợc HS động học tập tích cực giúp định hớng HS vào mục đích giảng dạy Vì HS đợc điều khiển phù hợp với thiết kế giảng GV học tập với MVT không gây hứng thú học tập HS mà tạo cho HS ý học tập mức độ cao, hình thành cho HS sẵn sàng nỗ lực để khắc phục khó khăn hoạt động học tập Các yếu tố giúp hình thành cho HS thái độ học tập tích cực, mà thái độ học tập tích cực điều kiện cần thiết cho lĩnh hội có kết tài liệu học tập Tâm lý học đại khẳng định HS đợc tác ®éng tÝch cùc cđa nhiỊu h×nh thøc nghe - nh×n sinh động phong phú chất lợng tiếp thu kiến thức HS đợc nâng cao Khi học tập với MVT HS đợc quan sát, so sánh đối tợng hình MVT Nếu GV hớng dẫn cho HS phân tích toàn diện đối tợng, tợng trình xẩy hình MVT giúp cho HS chuyển hoá cụ thể sang trừu tợng, từ trừu tợng lại tiến lên cụ thể mức độ cao Khi tính trực quan đợc dùng để vạch mối liên hệ phổ biến đối tợng, tợng trình 10 Học tập, làm việc với MVT theo hệ thống chơng trình với logic thuật toán chặt chẽ tạo điều kiện tốt cho việc phát triển t logic, khả lập luận chặt chẽ vấn đề, khả hiểu cÊu tróc tõng bé phËn sù thèng nhÊt cđa tổng thểvì giúp phát triển trí tuệ cho ngời học mức độ cao Học tập với MVT HS phải huy động tối đa hoạt động trí óc giác quan Học sinh mắt thÊy, tai nghe, tay lµm, ãc nghÜ häc tập tích cực hoá đợc trình học tập, hình thành đợc cho họ kỹ năng, kỹ xảo Dạy học phải trớc phát triển, dẫn dắt phát triển trí tuệ HS Việc dạy học với MVT kích thích phán đoán logic HS, chơng trình học tập gợi mở, dẫn dắt học sinh trình tìm tòi tri thức Vì kết hợp với nỗ lực cá nhân HS lĩnh hội đợc tri thức mức độ cao Nghĩa nhờ MVT, dạy học có điều kiện trớc phát triển, dẫn dắt phát triển trí tuệ HS Vậy dạy học với MVT hoạt động dạy học tích cực Các công trình nghiên cứu nhiều nhà khoa häc cho phÐp ta ®i ®Õn kÕt luËn r»ng: việc học tập với MVT, với thiết bị đa phơng tiện nh văn bản, hình ảnh tĩnh, hình ảnh động, đồ họa kết hợp với âm làm tăng khả ghi nhớ chất lợng việc ghi nhớ kiến thức đầu HS bền vững Dạy học với MVT cầu nối giúp nhà trờng gắn liền với thực tiễn xà hội, với trình độ phát triển cao khoa học công nghệ Những yếu tố khuyến khích em HS sử dụng phơng tiện, phát triển lực sử dụng phơng tiện phơng pháp sử dụng phơng tiện Thông qua học sinh động víi MVT sÏ gióp HS bá t©m lý tù ty, ngại tiếp xúc với phơng tiện kỹ thuật Đây đòi hỏi có tính chất cấp thiết hệ ngời lao động 51 ii tiến trình dạy học cụ thể Kiểm tra củng cố: Phát biểu viết biểu thức định luật Bôilơ - Mariôt, định luật Saclơ theo nhiệt ®é Kelvin? VÏ ®å thÞ biĨu diƠn biĨu thøc cđa định luật? Đặt vấn đề: Sau nghiên cứu định luật Bôilơ - Mariôt định luật Saclơ thấy hai định luật thiết lập đợc hệ thức thông số trạng thái chất khí Tuy nhiên, thực tế thờng xẩy trình ba thông số biến thiên phụ thuộc lẫn Vì phải tìm phơng trình biểu diễn trờng hợp tổng quát dựa vào định luật Bôilơ - Mariôt định luật Saclơ Xây dựng phơng trình trạng thái khí lý tởng 1.1 Xây dựng phơng trình trạng thái khí lý tởng Giả sử có khối lợng khí trạng thái đợc xác định thông số p1, V1, T1 trạng thái đợc biểu diễn điểm đồ thị (hình 55.1) Có thể chuyển lợng khí sang trạng thái xác định thông số p2, V2, T2 đợc biểu diễn điểm đồ thị Khối lợng khí chuyển từ trạng thái p sang trạng thái theo trình nào? Viết biểu thức cho trình đó? HS: Theo trình đẳng tích Biểu thức: , , p2 P p1 T1 , T = ⇒ p = p1 , P1 T1 p T2 (55.1)T1 , T2 Khối lợng khí chuyển từ trạng thái sang trạng thái theo trình nào? Viết biểu thức cho trình đó? O V1 V2 Hình 55.1 V HS: Theo trình đẳng nhiệt Biểu thức: p,2V1 = p2V2 Từ hai phơng trình (55.1) (55.2) ta cã: (55.2) p1V1 pV = 2 T1 T2 (55.3) 52 hay ta cã thÓ viÕt: pV = const T Phơng trình (55.3) phơng trình trạng thái chÊt khÝ lý tëng 1.2 ThÝ nghiƯm kiĨm chøng ph¬ng trình trạng thái 1.2.1 Dụng cụ thí nghiệm: Giá đỡ để giữ hệ thống thí nghiệm.Hệ thống bình thông nhau: gåm hai èng thđy tinh A vµ B nèi víi vòi dẫn ống B dịch chuyển lên xuống ống A đợc giữ cố định, có vạch chia cm3 ống Thớc cm đợc gắn bảng nhựa, thớc đẩy đợc lên xuống Bình chứa khí vòi dẫn khí tới ống A tích 931 cm3, ống A vòi đợc nối kín cố định Bình chứa khí vòi tháo lắp để thay đổi áp suất Bình đựng bình chứa khí Nhiệt kế Phích đựng nớc nóng Thước cm èng A P NhiƯt kÕ B×nh chøa khÝ B×nh đựng bình chứa khí P0 Nước pha màu ống B Giá đỡ Vòi dẫn Hình ảnh tác giả trực tiếp làm thí nghiệm 1.2.2 Tiến hành thí nghiệm: Xác định nhiệt độ, áp suất thể tích ban đầu Tăng nhiệt độ bình chứa khí lên vài độ Xác định nhiệt độ, thể tích áp suất nhiệt độ ổn định 1.2.3 Kết thí nghiệm: Chúng đà tiến hành làm thí nghiệm thực tế xác định đợc kết nh sau: 53 Lần P V T (mmHg) 760,000 764,588 768,732 771,248 (cm3) 931,0 934,2 937,2 939,8 (K) 304 306 308,5 309,5 pV/T p Δp V ΔV T ΔT 2327,500 2334,412 2335,305 2341,902 766,142 3,85 935,55 2,95 307 Sai sè tuyÖt ®èi: p = 766,142 ± 3,85; V = 935,55 ± 2,95; T = 307 Sai số tơng đối cđa phÐp ®o:  Δp ΔV ΔT   σ =  p + V + T .100 ≈ 1,4   Qua kÕt qu¶ thÝ nghiƯm, em rút đợc nhận xét gì? HS: Qua kết thí nghiệm, ta thấy thơng số pV/T số Vậy phơng trình trạng thái khí lí tởng đà đợc kiểm chứng Định luật Gay Luyxăc 2.1 Dụng cụ thí nghiệm: Giá đỡ để giữ hệ thống thí nghiệm Hệ thống bình thông nhau: gåm hai èng thđy tinh A vµ B nèi víi vòi dẫn ống B dịch chuyển lên xuống ống A đợc giữ cố định, có vạch chia cm3 ống Thớc cm đợc gắn bảng nhựa, thớc đẩy đợc lên xuống Th­íc cm èng A P NhiƯt kÕ B×nh chøa khÝ Bình đựng bình chứa khí Hình ảnh tác giả trùc tiÕp lµm thÝ nghiƯm P0 N­íc pha mµu èng B Giá đỡ Vòi dẫn 54 Bình chứa khí vßi dÉn khÝ tíi èng A cã thĨ tÝch 931 cm3, ống A vòi đợc nối kín cố định Bình chứa khí vòi tháo lắp để thay đổi áp suất Bình đựng bình chứa khí Nhiệt kế Phích đựng nớc nóng 2.2.2 Tiến hành thí nghiệm Xác định nhiệt độ thể tích ban đầu Tăng nhiệt độ bình chứa khí lên vài độ Khi nhiệt ®é ỉn ®Þnh ta di chun èng B cho møc níc èng A vµ èng B ngang Xác định thể tích (V = V0+V) nhiệt độ T = (t + 273) cña khèi khÝ 2.2.3 KÕt thí nghiệm: Chúng đà tiến hành làm thí nghiệm thực tế xác định đợc kết nh sau: LÇn V(cm3) 931 934,5 941,7 V ΔV T(K) V/T T 302 3,383 304,2 3,369 935,7 3,97 304,6 307,5 3,362 Sai sè tut ®èi: V = 935,7 ± 3,97; T = 304,6 ± 5,9 Sai sè t¬ng ®èi cña phÐp ®o:  ΔV ΔT σ =  V + T  ΔT 5,9  .100 ≈ ,4 0   Tõ kÕt qu¶ cđa thÝ nghiệm, em rút đợc nội dung biểu thức định luật? HS: Khi áp suất không đổi, thể tích khối lợng khí xác định biến thiên tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt ®èi BiÓu thøc: V1 T = V2 T2 Phơng trình trạng thái đẳng trình Từ phơng trình trạng thái em suy biểu thức đẳng trình sơ đồ? Phương trình trạng thái HS: Quá trình đẳng nhiệt T1 = T2 pV = const ⇒ p1V1 = p2V2 Quá trình đẳng tích V1 = V2 Quá trình đẳng áp p1 = p 55 Củng cố bài: Yêu cầu HS nhà viết biểu thức định luật Gay Luyxăc dới dạng Vt = V0 (1 + t) BTVN: 3, 4, 5, 6, trang 179 SGK 2.6.6 BGĐT số 6: Ôn tập chơng Thuyết động học phân tử chất khí lí tởng Mục tiêu học - Làm bật nội dung chơng mối liên hệ chúng để HS có nhìn tổng quát kiến thức chơng, qua hệ thống hóa kiến thức giúp HS ghi nhớ cách lôgic - Rèn luyện cho HS t khái quát hóa tài liệu, phơng pháp khái quát hóa tài liệu học tập - Rèn luyện kỹ vận dụng tổng hợp kiến thức lí thuyết để giải tập chơng Phơng pháp Đàm thoại với HS để tổng kết theo bảng hệ thống hóa Nội dung học Đặt vấn đề: Chúng ta đà học xong chơng Thuyết động học phân tử chất khí lí tởng Đây chơng có nhiều nội dung quan trọng phần Vật lí phân tử nhiệt học Tiết học này, ôn tập hệ thống hóa chơng phơng pháp sử dụng sơ đồ Giáo viên (GV): Em nhắc lại đợc nội dung thuyết động học phân tử? GV: Em nêu đợc đặc điểm khí lí tởng? Gợi ý: HÃy xét cấu trúc vi mô tính chất vĩ mô 56 GV: Các em hÃy phân biệt trạng thái cấu tạo chất (trạng thái khí, lỏng rắn)? Gợi ý: So sánh khoảng cách phân tử, lực phân tử GV: Tơng tự em hÃy so sánh xếp phân tử, chuyển động phân tử, thể tích hình dạng GV: Em hÃy cho biết ba thông số xác định trạng thái lợng khí? GV: Trong trình biến đổi trạng thái, ba thông số phụ thuộc lẫn theo định luật chất khí theo phơng trình trạng thái nh nào? Bảng tổng kết chơng Thuyết động học phân tử chất khí lí tởng Chủ đề Thuyết động học phân tử - Vật chất đợc cấu tạo từ phân tử riêng biệt - Các phân tử chuyển động hỗn độn Kiến không ngừng thức - Các phân tử tơng tác với lực hút lực đẩy phân tử - Vận tốc trung bình chuyển động hỗn độn phân tử lớn nhiệt độ vật cao Trạng thái khí Khoảngcáchphântử Rất lớn Lực phân tử Rất nhỏ Chỉ đáng kể va chạm Sắp xếp phân tử Hoàn toàn hỗn độn Chuyển động phân tử Thể tích Hình dạng Tự mäi phÝa KhÝ lÝ tëng - VỊ cÊu tróc vi mô: nh thuyết động học phân tử chất khí - Về tính chất vĩ mô: tuân theo định luật Bôilơ Mariôt định luật Saclơ, tuân theo phơng trình trạng thái Trạng thái lỏng Rất nhỏ Lớn Liên kết phân tử gần Có trật tự nhng cha chặt chẽ, cha tạo thành mạng tinh thể Dao động quanh vị trí cân dịch chuyển đợc Trạng thái rắn Rất nhỏ Rất lớn Liên kết phân tử Rất trật tự, tạo thành mạng tinh thể Dao động quanh vị trí cân cố định nút mạng tinh thể Cã thĨ tÝch cđa Cã thĨ tÝch riªng Cã thĨ tích riêng bình chứa xác định xác định Có hình dạng Có hình dạng Có hình dạng toàn bình chứa phần bình chứa riêng xác định 57 ĐL Bôilơ - Marôt ĐL Saclơ ĐL Gay Luyxăc Nhiệt độ tuyệt đối PT trạng thái Với khối l- Với khối l- Với khối l- Độ không tuyệt Ba thông số xác ợng khí xác định: ợng khí xác ợng T không đổi định: V định: thì: p.V = const khí xác đối tơng ứng với định trạng thái không đổi thì: không đổi thì: p/T = const V/T = const p nhiệt độ 2730C: T = t + 273 – cđa mét lỵng khÝ lµ p, V vµ T pV/T = const 58 2.7 Kết luận chơng Sau trình bày nội dung, vị trí vai trò kiến thức thuộc chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng nh nghiên cứu tình hình dạy học phần GV HS trờng phổ thông, đà vận dụng quan điểm dạy học tích cực, khai thác tiềm PTDH vật lý phổ thông để thiết kế BGĐT hỗ trợ dạy học chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng Trong trình xây dựng BGĐT, đà sử dụng hết tính u việt MVT phần mềm Từ tạo ®iỊu kiƯn cho GV trun thơ kiÕn thøc vµ HS tù lùc, tÝch cùc viÖc chiÕm lÜnh tri thøc Việc sử dụng BGĐT dạy học tạo điều kiện cho GV HS thói quen, phong cách làm việc đại, sớm tiếp cận với giáo dục điện tử phổ biến tơng lai không xa 59 Chơng 3: thực nghiệm s phạm 3.1 Mục ®Ých cđa thùc nghiƯm s ph¹m Mơc ®Ých cđa thùc nghiệm s phạm đánh giá giả thuyết khoa học đề tài, cụ thể kiểm tra hiệu việc sử dụng phối hợp MVT với thiết bị đa phơng tiện vào trình dạy học vật lý Kết TNSP trả lời câu hái khoa häc: - Sư dơng MVT kÕt hỵp víi thiết bị đa phơng tiện làm PTDH có góp phần nâng cao hứng thú học tập, tạo động häc tËp tÝch cùc cho HS hay kh«ng? - ChÊt lợng HS trình học tập với MVT kết hợp với thiết bị đa phơng tiện có cao so với trình học tập thông thờng hay không ? - MVT góp phần phát triển PTDH, đại hoá trình dạy học nhà trờng nh mức độ nào? - Thiết kế giáo án điện tử đà phù hợp với thực tế giảng dạy trờng phổ thông hay cha? 3.2 Đối tợng, nhiệm vụ nội dung thực nghiệm s phạm Thực nghiệm s phạm đợc tiến hành với đối tợng HS lớp 10 trờng THPT Bắc Yên Thành Nghệ An Nhiệm vụ TNSP: Tổ chức dạy học chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng cho lớp đối chứng lớp thực nghiệm Nội dung TNSP là: ã lớp thực nghiệm, sử dụng BGĐT số thí nghiệm có trợ giúp MVT thiết bị đa phơng tiện kết hợp với bảng đen, SGK Tuỳ thuộc vào tình hình cụ thể sở vật chất lớp học mà lựa chọn hình thức sử dụng PTDH cho phù hợp Các học mà tiến hành thuộc chơng X Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng chơng trình vật lý lớp 10 THPT Các tiết dạy gồm: 60 - Đ 51 Phân tử số thuộc tính phân tử - Đ 52 Các trạng thái cấu tạo chất - Đ 53 Hệ thức thể tích áp suất chất khí nhiệt độ không đổi Định luật Bôilơ - Mariôt - Đ 54 Hệ thức áp suất nhiệt độ chất khí thể tích không đổi Định luật Saclơ - Đ 55 Phơng trình trạng thái khí lý tởng ã lớp đối chứng, sử dụng PTDH phơng pháp giảng dạy thông thờng, tiết dạy đợc tiến hành theo tiến độ đợc quy định phân phối chơng trình Bộ Giáo dục Đào tạo 3.3 Phơng pháp thực nghiệm s phạm Số HS đợc khảo sát trình thực nghiệm bao gồm 89 HS, cã líp thc nhãm TN vµ líp thc nhóm ĐC, gồm lớp 10A1 (lớp thực nghiệm) 10A2 (lớp đối chứng) Các lớp đợc chọn có điều kiện tổ chức dạy học tơng đối đồng nhất, sở vật chất, trang thiết bị trờng học nh nhau, chất lợng học tập lớp đồng Tất học lớp thực nghiệm đợc quan sát ghi chép hoạt động thầy giáo học sinh theo nội dung dới đây: - Phân phối thời gian cho mục tiết dạy - sử dụng phơng tiện GV vµ HS - TÝnh tÝch cùc cđa HS - Mức độ hiểu HS - Sau học có trao đổi với GV HS, lắng nghe ý kiến góp ý để rút kinh nghiệm cho tiết dạy sau Trong trình tiến hành thực nghiệm s phạm, HS hai nhóm ĐC TN có kiểm tra Mục đích kiểm tra để: 61 - Đánh giá mức độ tiếp thu giảng, khả hiểu, nắm vững khái niệm thuộc chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng - Đánh giá khả vận dụng kiến thức chơng để làm tập định tính định lợng - Phát sai lầm thờng gặp HS t vµ vËn dơng kiÕn thøc vµo viƯc giải tập Ngoài tổ chức kiểm tra đánh giá, tổ chức thăm dò, tìm hiểu ý kiÕn cđa HS líp thùc nghiƯm vỊ viƯc sư dụng BGĐT hỗ trợ dạy học chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng để từ có điều chỉnh phù hợp 3.4 Kết thực nghiệm s phạm 3.4.1 Nhận xét tiến trình dạy häc Quan s¸t giê häc cđa líp thùc nghiƯm, chóng có nhận xét sau: - Có thể tiến hành dạy học với hỗ trợ MVT Các BGĐT đà đợc thiết kế không tải với thời lợng lên lớp khả HS Tuy nhiên, để hiệu hoạt động dạy học đạt đợc kết cao cần phải kết hợp với phơng tiện dạy học truyền thống - Việc sử dụng MVT với BGĐT đợc thiết kế sẵn làm phơng tiện hỗ trợ dạy học vật lý đà tạo cho HS động học tập tích cực; gây hứng thú cho em mức độ cao; kích thích tính tò mò, óc sáng tạo lòng ham hiểu biết em - Qua kết thăm dò ý kiÕn HS, chóng t«i nhËn thÊy r»ng viƯc sư dụng BGĐT đà đợc thiết kế làm cho trình dạy học trở nên sinh động hơn, trực quan hóa thí nghiệm, tợng Vật lý 3.4.2 Đánh giá tổng hợp kết học tập học sinh Sau cho HS làm kiểm tra, tiến hành chấm xử lí kết thu đợc theo phơng pháp thống kê toán học: - Bảng thống kê điểm số - Bảng thống kê số % HS đạt điểm Xi trở xuống - Tính tham số thống kê theo công thức: 62 10 §iĨm trung b×nh: §é lƯch chn: X = S= ∑ ni X i i =1 ; Ph¬ng sai: n S2 −   ∑ ni  X i − X   S = i =1  n −1 10 ; HƯ sè biÕn thiªn: V = S 100% X Trong Xi điểm số HS; n lµ sè HS tham gia bµi kiĨm tra ● Thống kê kết kiểm tra: Bảng 1: Bảng thống kê điểm số kiểm tra Lớp số HS §C 90 TN 88 0 0 3 §iĨm sè 16 22 11 12 15 17 14 20 17 10 10 B¶ng 4: B¶ng thống kê số HS đạt điểm từ Xi trở xuống Líp sè HS §C 90 TN 88 0 0 3 10 §iĨm sè 26 48 12 24 63 41 77 61 85 78 10 90 88 B¶ng 5: Bảng thống kê số % HS đạt điểm từ Xi trë xng §iĨm sè Líp sè HS §C 90 TN 88 0 0 3.3 10 11.1 28.9 53.3 70 85.6 94.4 100 1.1 13.6 27.3 46.6 69.3 88.6 100 Từ bảng vẽ đồ thị phân bố tần suất lũy tích lớp đối chứng lớp thực nghiệm 63 Đồ thị đờng tần suất lũy tích Bảng 6: Các thông số thống kê Lớp TN ĐC Số HS 90 88 X 7.5 6.5 S2 2.5 3.02 S 1.58 1.74 V% 21.1 26.8 Từ tham số thống kê rút kết luận sơ điểm trung bình bµi kiĨm tra cđa HS líp thùc nghiƯm (7,5) cao lớp đối chứng (6,5) Để khẳng định cách chắn kết luận này, dùng phơng pháp kiểm định giả thiết thống kê Giả thuyết H0: "Sự khác giá trị trung bình điểm số nhóm đối chứng nhóm thực nghiệm ý nghĩa, ngẫu nhiên" Giả thuyết H1: "Điểm trung bình nhóm thực nghiệm lớn điểm trung bình nhóm đối chứng cách có ý nghÜa" Chän møc ý nghÜa α = 0,05 §Ĩ kiểm định giả thuyết, ta sử dụng đại lợng ngÉu nhiªn sau: − Z = − X TN − X DC 2 S S + n1 n2 − − ; víi n1 = 90; n2 = 88; X TN ; X DC điểm trung bình lớp thực nghiệm lớp đối chứng Thay số vào ta tìm đợc: Z = 4,02 64 Với = 0,05 ta tìm giới hạn Zt: ϕ( Z t ) = = − 2.0,05 = 0,45 Tra bảng giá trị Laplace ta cã Zt = 1,65 So s¸nh ta thÊy Z > Zt VËy víi møc ý nghÜa α = 0,05, giả thuyết H0 bị bác bỏ, giả thuyết H1 đợc chấp nhận Do điểm trung bình nhóm thực nghiệm lớn điểm trung bình nhóm đối chứng thực chất, ngẫu nhiên Nh điểm trung bình kiểm tra nhóm thực nghiệm cao so với nhóm đối chứng Điều nói lên tiến trình dạy học có sử dụng PTDH với trợ giúp MVT đà mang lại hiệu cao so với tiến trình dạy học bình thờng Hệ số biến thiên giá trị điểm số lớp thực nghiệm (21,1%) nhỏ lớp đối chứng (26,8) chứng tỏ độ phân tán ®iĨm sè quanh ®iĨm trung b×nh cđa líp TN nhá so với lớp ĐC đờng tần suất lũy tích lớp TN nằm bên phải nằm dới đờng tần suất lớp ĐC chứng tỏ chất lợng hiểu vận dụng kiến thức lớp TN lớp ĐC 3.5 Kết luận chơng Qua trình thực nghiệm s phạm, thấy việc tổ chức dạy học với hỗ trợ BGĐT kết hợp với thiết bị đa phơng tiện bớc đầu đà thu đợc kết khả quan Từ kết thu đợc đó, khẳng định việc sử dụng BGĐT kết hợp với thiết bị đa phơng tiện học vật lý đà tạo cho HS động học tập tích cực; gây hứng thú cho em mức độ cao; kích thích tính tò mò, óc sáng tạo lòng ham hiểu biết em Các phần mềm dạy học, đoạn phim thí nghiệm đà giúp em hiểu tốt hơn, chất lợng ghi nhớ cao khả vận dụng để giải tập tốt Các phơng án dạy học với BGĐT kết hợp với thiết bị đa phơng tiện mà đà đề xuất áp dụng có tính khả thi trờng THPT Qua đó, GV 65 HS đợc tiếp cận với PTDH đại có trợ giúp MVT Sử dụng BGĐT kết hợp với thiết bị đa phơng tiện dạy học giúp GV truyền thụ tri thức dễ dàng hơn, tiết kiệm đợc thời gian lên lớp GV không cần nhiều thời gian cho việc thuyết trình, diễn giảng tợng vật lý Cũng qua thực tiễn TNSP, thấy để thực phát huy hết mạnh BGĐT kết hợp với thiết bị đa phơng tiện cần phải xác định rõ ràng mục đích sử dụng, thời gian phơng pháp tiến hành Muốn vậy, yêu cầu GV phải soạn giáo án giảng dạy cách công phu, chi tiết Cần phải kiểm tra MVT, phần mềm, thí nghiệm trớc lên lớp giảng dạy lắp đặt hệ thống thiết bị, vận hành thử trớc học bắt đầu Trong giảng dạy phải định hớng HS quan sát, tham gia trình tìm tòi tri thức cách tích cực, tránh em tập trung quan sát vào MVT mà không để ý đến nội dung khác làm phân tán ý em vào học Không đợc xem MVT PTDH vạn thay hoàn toàn ngời GV, hay phủ định tất PTDH truyền thống khác Để phát huy tối đa mạnh PTDH ngời GV phải suy nghĩ để sử dụng phối hợp MVT với PTDH khác, phối hợp linh hoạt hình thức lên lớp phơng pháp dạy học khác kết luận chung Qua trình thực đề tài Sử dụng máy vi tính thiết bị đa ph ơng tiện để xây dựng BGĐT hỗ trợ dạy học chơng: Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng, Vật lý 10 THPT, đà thu đợc kết sau: ... trạng dạy học Vật lý chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng trờng THPT - Xây dựng BGĐT để dạy học chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng trờng THPT với hỗ trợ MVT thiết bị đa phơng... việc sử dụng MVT vào dạy học môn học nói chung môn Vật lý nói riêng, chọn nghiên cứu đề tài Sử dụng máy vi tính thiết bị đa phơng tiện để xây dựng BGĐT hỗ trợ dạy học chơng: Thuyết động học phân. .. trợ cho dạy học Vật lý * phạm vi: Nghiên cứu, sử dụng MVT thiết bị đa phơng tiện để hỗ trợ thiết kế BGĐT việc sử dụng chúng vào dạy học chơng Thuyết động học phân tử chất khí lý tởng Giả thuyết