Nghiên cứu sử dụng bộ thí nghiệm khảo sát định lượng các định luật chất khí có kết nối máy tính vào dạy học phần nhiệt học vật lý 10 thpt

Tr-ờng Đại học Vinh khoa vật lý ====***==== tạ thị lý NGHIÊN CứU Sử DụNG Bộ THí NGHIệM khảo sát định l-ợng định luật chất khí có kết nối máy tính vào DạY HọC phần nhiệt học vật lý 10 - thpt Khoá luận tốt nghiệp đại học Chuyên ngành: lý luận ph-ơng pháp dạy học vật lý Vinh 2011 Tr-ờng Đại học Vinh khoa vật lý ====***==== NGHIÊN CứU Sử DụNG Bộ THí NGHIệM khảo sát định l-ợng định luật chất khí có kết nối máy tính vào DạY HọC phần nhiệt học vật lý 10 - thpt Khoá luận tốt nghiệp đại học Chuyên ngành: lý luận ph-ơng pháp dạy học vật lý Cán h-ớng dẫn: pgs.ts phạm thị phú Sinh viên thực hiện: tạ thị lý Lớp: 48A Vật lý Vinh – 2011 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Thị Phú, ngƣời tận tình bảo, hƣớng dẫn giúp đỡ em q trình nghiên cứu để hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo cán tổ phƣơng pháp giảng dạy, khoa Vật lý, trƣờng Đại Học Vinh giảng dạy giúp đỡ em suốt trình nghiên cứu khoa học Em xin chân thành cảm ơn trƣờng THPT Anh Sơn I, bạn bè, gia đình tạo điều kiện thuận lợi, động viên giúp đỡ em hồn thành khóa luận Vinh, tháng năm 2011 Tác giả Tạ Thị Lý MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU GIẢ THUYẾT KHOA HỌC NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NỘI DUNG CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1 Khái niệm thí nghiệm dạy học vật lý 1.2 Đặc điểm thí nghiệm vật lý 1.3 Chức thí nghiệm theo quan điểm lý luận nhận thức 1.4.Chức thí nghiệm theo quan điểm lí luận dạy học 1.4.1.Thí nghiệm đƣợc sử dụng tất giai đoạn khác trình dạy học 1.4.2 Thí nghiệm phƣơng tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện học sinh 1.4.3 Thí nghiệm phƣơng tiện đơn giản hóa trực quan hóa dạy học vật lý 1.5.Các loại thí nghiệm sử dụng dạy học vật lý 1.6 Thí nghiệm có ghép nối máy tính 11 1.7 Những yêu cầu chung mặt kỹ thuật phƣơng pháp dạy học việc sử dụng thí nghiệm dạy học vật lý trƣờng phổ thông 12 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU LẮP RÁP, VẬN HÀNH VÀ KHAI THÁC BỘ THÍ NGHIỆM “KHẢO SÁT ĐỊNH LƢỢNG CÁC ĐỊNH LUẬT CHẤT KHÍ CĨ KẾT NỐI MÁY TÍNH” VÀO DẠY HỌC CHƢƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10 - THPT 13 2.1 Vị trí đặc điểm chƣơng “Chất khí” vật lý 10 THPT 13 2.2 Mục tiêu dạy học chƣơng “Chất khí” vật lý 10 THPT 13 2.2.1 Về kiến thức 13 2.2.2 Về kỹ 13 2.3 Cấu trúc logic chƣơng “Chất khí” 14 2.4 Lắp ráp, vận hành thí nghiệm gép nối máy vi tính khảo sát định luật chất khí 14 2.4.1 Giới thiệu thí nghiệm gép nối MVT khảo sát đinh luật chất khí 14 2.4.2 Các thí nghiệm tiến hành với thí nghiệm gép nối MVT khảo sát định luật chất khí 16 2.5 Thiết kế số học sử dụng thí nghiệm từ thí nghiệm gép nối MVT khảo sát định lƣợng định luật chất khí 31 GIAÓ ÁN 1: 31 GIAÓ ÁN 2: 41 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 50 3.1 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm 50 3.2 Tiến trình nội dung thực nghiệm sƣ phạm 50 3.2.1 Chuẩn bị thực nghiệm sƣ phạm 50 3.2.2 Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm 50 3.3 Kết thực nghiệm sƣ phạm 51 3.4 Xử lý kết thực nghiệm sƣ phạm 51 KẾT LUẬN CHUNG 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC 55 MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Đơí với ngƣời làm cơng tác giáo dục vấn đề đặc biệt quan tâm để không ngừng nâng cao chất lƣợng dạy học Trong năm gần việc đổi phƣơng pháp dạy học diễn rầm rộ xuất phát từ mục tiếu chiến lƣợc ngành giáo dục: “Đổi mạnh mẽ phƣơng pháp giáo dục, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện nếp sống tƣ sáng tạo ngƣời học, bƣớc áp dụng phƣơng pháp tiên tiến vào dạy học” Chƣơng trình giáo khoa vật lý 10 quan tâm đến việc làm để tăng tính trực quan dạy học, tăng hứng thú tạo ý học tập học sinh Để làm đƣợc điều khơng thể khơng kể đến thiết bị dạy học trực quan, thiết bị thí nghiệm Sử dụng dụng cụ thí nghiệm làm tăng tính trực quan, tạo nghiên cứu có hệ thống, đặc biệt giúp cho học sinh có lực sử dụng dụng cụ vật lý, dụng cụ đo lƣờng, kĩ lắp ráp thiết bị, tiến hành thí nghiệm, xử lý số liệu rút kết luận Ngoài ra, với thiết bị có kết nối máy tính cịn rèn luyện cho em kĩ sử dụng máy vi tính, đo lƣờng xử lý số liệu máy vi tính Những kĩ giúp cho học sinh thích ứng với hoạt động lao động sản xuất nghiệp cơng nghiệp hóa – đại hóa đất nƣớc Mặt khác q trình thực hành thí nghiệm vật lý với kết hợp quan sát thực nghiệm suy luận lý thuyết để đạt đƣợc thống lý luận thực tiễn, rèn luyện cho học sinh phƣơng pháp tƣ sáng tạo, phân tích tổng hợp, khái qt hóa vấn đề, khả dự đoán xây dựng kiến thức dự quan sát tƣợng tự nhiên thí nghiệm vật lý Vật lý học nhà trƣờng môn học có đặc thù sử dụng thí nghiệm vật lý nhƣ phƣơng tiện, phƣơng pháp dạy học phát huy tính tích cực tự lực hoạt động học sinh Các định luật chất khí định luật thực nghiệm, việc sử dụng thí nghiệm vào dạy học chƣơng cần thiết Song thực tế dạy học trƣờng phổ thông việc sử dụng thí nghiệm cịn hạn chế lý khách quan chủ quan Bộ thí nghiệm dạy học định luật chất khí đƣợc trang bị trƣờng phổ thơng thực đƣợc thí nghiệm thí nghiệm khảo sát định luật Bơi-lơ_Ma-ri-ơt thí nghiệm khảo sát định luật Sac-lơ, cịn thí nghiệm khảo sát định luật Gayluytxac khơng thực đƣợc Do xilanh thí nghiệm đƣợc để theo phƣơng thẳng đứng nên trình đẳng áp chất khí khơng thể thực đƣợc Hơn qua thực tế thân thực tập trƣờng phổ thông, giáo viên hầu nhƣ dạy chay khơng sử dụng thí nghiệm, kể thí nghiệm khảo sát q trình đẳng nhiệt đẳng tích Vì thí nghiệm trƣờng phổ thơng thƣờng bị hở nút giun phía dƣới xilanh nên thí nghiệm thƣờng bị trả áp suất Do thí nghiệm khơng đáp ứng dạy học định luật chất khí theo phƣơng pháp thực nghiệm vật lý Ở phịng học mơn phƣơng pháp dạy học vật lý, khoa Vật lý trƣờng Đại học Vinh đƣợc trang bị thí nghiệm “Khảo sát định lƣợng định luật chất khí có ghép nối máy tính” thí nghiệm đại hãng Phywe sản xuất Bản thân tơi giáo sinh muốn tiếp cận thí nghiệm nhằm rèn luyện kỹ khai thác sử dụng thí nghiệm đại vào dạy học đáp ứng yêu cầu ngƣời giáo viên Vật lý giai đoạn Từ vấn đề thực tiễn lý luận trên, với hƣớng dẫn PGS.TS Phạm Thị Phú, chọn đề tài "Nghiên cứu, sử dụng thí nghiệm “Khảo sát định lƣợng định luật chất khí có kết nối máy tính” vào dạy học phần “nhiệt học” vật lý 10- THPT” làm đề tài nghiên cứu MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu, vận hành khai thác thí nghiệm “Khảo sát định lƣợng định luật chất khí có kết nối máy tính” vào dạy học phần “nhiệt học” vật lý 10- THPT nhằm góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học vật lý trƣờng phổ thông ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu - Các thí nghiệm giáo khoa vật lý - Quá trình dạy học vật lý trƣờng phổ thơng 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Các thí nghiệm vật lý thuộc chƣơng “Chất khí” chƣơng trình vật lý 10 THPT GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu khai thác sử dụng hợp lý thí nghiệm "Khảo sát định lƣợng định luật chất khí có kết nối máy máy tính” vào dạy học phần “nhiệt học” vật lý 10- THPT góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học môn NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Tìm hiểu sở lý luận thí nghiệm vật lý dạy học - Phân tích nội dung, cấu trúc chƣơng “Chất khí” vật lý 10 THPT ban nâng cao - Tìm hiểu thực trạng phƣơng pháp dạy học vật lý phổ thơng sử dụng thí nghiệm vào dạy học vật lý - Lắp ráp, tiến hành thí nghiệm từ thí nghiệm “khảo sát định lƣợng định luật chất khí có kết nối máy tính” phịng học môn phƣơng pháp giảng dạy vật lý - Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm lắp ráp vào dạy học chƣơng “chất khí” vật lý 10 THPT PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Nghiên cứu lý thuyết - Phƣơng pháp mơ hình để phân tích kết thí nghiệm cho dƣới dạng đồ thị 1.2 Nghiên cứu thực nghiệm - Phƣơng pháp thống kê toán học để xử lý số liệu máy vi tính NỘI DUNG CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1 Khái niệm thí nghiệm dạy học vật lý Thí nghiệm vật lý tác động có chủ định, có hệ thống ngƣời vào đối tƣợng thực khách quan Thơng qua phân tích điều kiện mà diễn tác động kết tác động, ta thu đƣợc tri thức 1.2 Đặc điểm thí nghiệm vật lý Các điều kiện thí nghiệm phải đƣợc lựa chọn thiết lập có chủ định cho thơng qua thí nghiệm trả lời đƣợc câu hỏi đặt ra, kiểm tra đƣợc giả thuyết hệ suy từ giả thuyết Mỗi thí nghiệm có yếu tố cấu thành cần đƣợc xác định rõ: Đối tƣợng cần nghiên cứu, phƣơng tiện gây tác động lên đối tƣợng cần nghiên cứu phƣơng tiện quan sát, đo đạc để thu nhận kết tác động Các điều kiện thí nghiệm làm biến đổi đƣợc để ta nghiên cứu phụ thuộc đại lƣợng đại lƣợng khác đƣợc giữ không đổi Các điều kiện thí nghiệm phải đƣợc khống chế, kiểm sốt dự định nhờ sử dụng thiết bị thí nghiệm có độ xác mức độ cần thiết, nhờ phân tích thƣờng xuyên yếu tố đối tƣợng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hƣởng nhiễu Đặc điểm quan trọng thí nghiệm tính quan sát đƣợc biến đổi đại lƣợng biến đổi đậi lƣợng khác Điều đạt đƣợc nhờ giác quan ngƣời hỗ trợ phƣơng tiện quan sát đo đạc Có thể lặp lại đƣợc thí nghiệm Có nghĩa : Với thiết bị thí nghiệm, điều kiện thí nghiệm nhƣ bố trí lại hệ thống thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm, tƣợng q trình vật lý phải diễn thí nghiệm giống nhƣ lần thí nghiệm trƣớc Thí nghiệm Vật lý gồm yếu tố cấu thành: Đối tƣợng nghiên cứu, phƣơng tiện tác động lên đối tƣợng nghiên cứu, phƣơng tiện quan sát 1.3 Chức thí nghiệm theo quan điểm lý luận nhận thức Theo quan điểm lý luận nhận thức, dạy học Vật lý trƣờng phổ thơng, thí nghiệm có chức sau: Thí nghiệm phƣơng tiện việc thu nhận tri thức Thí nghiệm để kiểm tra tính đắn tri thức thu đƣợc Thí nghiệm phƣơng tiện việc vận dụng tri thức vào thực tiễn Thí nghiệm phận phƣơng pháp nhận thức vật lý  Thí nghiệm phƣơng tiện việc thu nhận tri thức Khi thiết kế phƣơng án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, xử lý kết quan sát, đo đạc, lúc thí nghiệm có tác dụng phân tích thực khách quan thơng qua q trình thiết lập cách có chủ quan, để thu đƣợc tri thức khách quan Trong dạy học Vật lý giai đoạn đầu trình nhận thức tƣợng trình vật lý đó, học sinh cịn chƣa biết biết q q trình đó, tƣợng thí nghiệm vật lý đƣợc sử dụng để cung cấp cho học sinh liệu cảm tính (các biểu tƣợng, số liệu đo đạc) tƣợng, trình vật lý Tạo điều kiện cho học sinh đƣa giả thuyết sở cho tính chất, mối liên hệ phổ biến, có tính quy luật đại lƣợng vật lý q trình tƣợng nghiên cứu  Thí nghiệm phƣơng tiện để kiểm tra tính đắn tri thức thu đƣợc Nếu kết thí nghiệm phủ định tính đắn tri thức biết địi hỏi phải đƣa giả thuyết khoa học lại phải kiểm tra thí nghiệm khác Ở trƣờng phổ thơng có số kiến thức rút quy luật logic chặt chẽ từ kiến thức biết, trƣờng hợp cần tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính đắn chúng GIÁO ÁN 2: Bài 30: QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH ĐỊNH LUẬT SAC-LƠ I MỤC TIÊU Kiến thức - Nêu đƣợc định nghĩa trình đẳng tích - Phát biểu nêu đƣợc hệ thức mối quan hệ p T trình đẳng tích - Nhận dạng đƣợc đƣờng đẳng tích hệ toạ độ (p, T) - Phát biểu đƣợc định luật Sac-lơ Về kỹ - Nhận dạng đƣợc dạng đồ thị suy đƣợc mối quan hệ cua p T q trình đẳng tích - Vận dụng đƣợc định luật Sac-lơ để giải tập sách giáo khoa giải tập tƣơng tự Thái độ - Thêm u thích mơn vật lý, hứng thú học tập môn vật lý - Tinh thần cẩn thận, chu đáo chuẩn bị dụng cụ học tập, dụng cụ thí nghiệm Cẩn thận, xác xử lý kết thí nghiệm II CHUẨN BỊ Giáo viên - Xilanh bơm tiêm loại lớn - Bộ thí nghiệm khảo sát định lƣợng định luật chất khí có kết nối máy tính thiết bị máy chiếu - Phiếu học tập 41 Học sinh IV TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Trợ giúp GV Hoạt động HS Nội dung cần đạt Hoạt động 1: Hỏi cũ Đề xuất vấn đề cần nghiên cứu - Nêu câu hỏi cũ: Nêu viết - Một học sinh trả lời biểu thức định luật Bôilơ- câu hỏi, học sinh Mariot? Áp dụng giải tập SGK nhận xét - Chính xác hố câu trả lời học sinh ĐVĐ: Nhƣ học hôm trƣớc nghiên cứu đẳng Cá nhân lắng nghe, Bài 30: trình q trình đẳng nhiệt nhận thức vấn đề cần TRÌNH Q ĐẲNG Bài học hơm nghiên nghiên cứu TÍCH cứu đẳng trình q LUẬT SAC-LƠ ĐỊNH trình đẳng tích Ta 30: Q trình đẳng tích Định luật Sac-lơ Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm trình đẳng tích I Q TRÌNH - GV u cầu HS gấp sách giáo khoa - Lắng nghe, lĩnh hội ĐẲNG TÍCH lại Tƣơng tự q trình đẳng nhiệt, khái niệm trình - Quá trình biến đổi định nghĩa cho q đẳng tích trạng thái khí trình đẳng tích? thể tích khơng đổi - Hãy viết thông số trạng thái trình đẳng trạng thái trình tích đẳng tích? - Vậy thể tích không đổi, mối 42 quan hệ áp suất nhiệt độ mối quan hệ gì, ta sang mục II học Hoạt động 3: Tiến hành thí nghiệm, xác định biểu thức mối III Định luật Sac- quan hệ p T lƣợng lơ khí xác định q trình đẳng Thí nghiệm tích - Chúng ta thƣờng thấy - Cá nhân suy nghĩ, Dự đoán: Áp suất p tƣợng trƣa học đƣờng giải thích tƣợng có tỷ lệ thuận với nhựa, trời nắng số bạn xe nhiệt độ T căng lốp thƣờng bị nổ, vậy? - GV xác hoá câu trả lời - Lắng nghe, ghi nhớ  Đồ thị p theo T HS: Vì trời nắng làm cho đƣờng thẳng qua nhiệt độ khối khí lốp tăng, gốc toạ độ thể tích khối khí khơng thể tăng lốp căng, dẫn đến áp Thí nghiệm suất khí tăng vƣợt mức chịu đựng lốp làm nổ lốp - Dụng cụ: - Nhƣ lốp căng, thể tích - Cá nhân suy nghĩ - Tiến hành: khơng giãn nở đƣợc xem đƣa dự đốn: p tỷ lệ p0 = ?, q trình biến đổi trạng thái khí thuận với T V0 = 50 ml = const q trình đẳng tích, ta thấy T0 = ? nhiệt độ tăng làm cho áp suất p=?V=?T=? tăng Vậy liệu mối quan hệ - Kết luận áp suất nhiệt độ trình Đồ thị p theo T đẳng tích mối quan hệ nào? đƣờng thẳng 43 Nếu nhƣ p tỷ lệ thuận với T đồ thị - Suy nghĩ trả lời câu qua gốc toạ độ p theo T hệ toạ độ (p, T) có hỏi GV: Có dạng  p ~ T dạng gì? đƣờng thẳng (Với V = const qua gốc toạ độ lƣợng khí khơng Để kiểm tra dự đốn đó, - Ghi giá trị ban đầu đổi) làm thí nghiệm kiểm tra p, V, T vào phiếu - GV giới thiệu dụng cụ thí nghiệm: học tập Dụng cụ thí nghiệm thí nghiệm nhƣ hơm trƣớc - GV u cầu HS nêu phƣơng án thí nghiệm - GV bắt đầu tiến hành thí nghiệm biểu diễn nghiên cứu, yêu cầu tất HS ý quan sát: cho vào xilanh lƣợng khí có định, điều chỉnh pittơng để thể tích - Ghi giá trị ban đầu 50 ml Cài đặt thơng số nhƣ hình p,V, T vào phiếu 10 Yêu cầu HS nhìn hình ghi học tập giá trị ban đầu nhiệt độ, áp suất thể tích vào phiếu học tập - Theo dõi, lắng nghe - Cô tiến hành bật bếp đun làm tăng quan sát nhiệt độ khối khí Khi thấy nhiệt độ tăng 50C ta lấy tay nhấn pittơng lại vị trí cũ để giữ thể tích khối khí khơng thay đổi đồng thời nhấn để ghi giá trị lần Cho đến nƣớc sơi dừng lại nhấn để kêt thúc phép đo 44 Yêu cầu HS nhìn hình ghi giá trị cuối áp suất, nhiệt độ thể tích vào phiếu học tập Nhƣ tiến hành xong thí nghiệm, thực phép biến đổi để hiển thị đồ thị biểu diễn trình GV lần lƣợt cho hiển thị đồ thị biểu diễn biến thiên p theo T hệ toạ độ (p,T) Yêu cầu HS - Cá nhân suy nghĩ, nhận xét dạng đồ thị đƣa nhận xét GV xác hố: Nhƣ đồ thị p theo T đƣờng thẳng qua gốc toạ độ chứng tỏ p tỷ lệ thuận với T - GV lƣu ý HS điều kiện để p tỷ lệ thuận với V là: o V = const - Cá nhân ghi nhớ,ghi o lƣợng khí xác định lƣu ý vào Hoạt động 4: Phát biểu viết biểu thức định luật Sac-lơ - Lắng nghe, ghi nhớ - Kết luận nội dung Định luật Saclơ định luật Sac-lơ Sac-lơ nhà vật lý thực nghiệm tiếng, ơng tiến hành nhiều thí nghiệm tiếng ảnh hƣởng nhiệt độ lên tính chất chất khí tìm định luật - Đối với khối khí q trình đẳng tích gọi định - Một HS phát biểu định, V = 45 luật Sac-lơ Một em phát biểu nội dung định const p ~ T hay cho cô nội dung định luật? luật p/T = const - Vậy tỷ lệ thuận có nghĩa - Cá nhân trả lời câu nào? hỏi GV: Khi nhiệt độ tăng (hoặc giảm) lần áp suất tăng (hoặc - Nếu gọi p1, V1 - Nếu gọi p1, V1 áp suất thể tích giảm) nhiêu lần áp suất, thể tích khí khối khí trạng thái 1, p2, V2 - Biểu thức định trạng thái 1, p2, thể tích,áp suất khối khí trạng luật : V2 thể tích,áp thái biểu thức định luật Sac- suất khí trạng p1/T1 = p2/T2 lơ nào? thái thì: p1/T1 = p2/T2 Hoạt động 5: Vẽ nhận dạng IV Đƣờng đẳng đƣờng đẳng tích tích - GV thông báo: Đƣờng biểu diễn - Lắng nghe, ghi nhớ - Đƣờng biểu diễn biến thiên áp suất theo nhiệt độ Cá nhân suy nghĩ biến thiên q trình đẳng tích lƣợng nhắc lại khái niệm áp suất theo nhiệt khí khơng đổi gọi đƣờng đẳng đƣờng đẳng tích độ thể tích tích Vậy nhƣ ta thấy khơng đổi gọi đƣờng đẳng nhiệt đƣờng thẳng đường đẳng tích qua gốc toạ độ Hãy nêu khái niệm đƣờng đẳng tích? V - Ứng với thể tích khác lƣợng khí có đƣờng đẳng tích khác Hãy quan sát hình 30.3 SGK, cho biết đƣờng đẳng - Theo dõi SGK, suy tích tích lớn hơn? Vì sao? nghĩ trả lời: đƣờng 46 - Nếu thời gian, giáo viên đẳng tích có cho HS xem đồ thị trình đẳng nhiệt nhiệt hệ tọa độ (p,V), (T,V ) độ cao đƣờng đẳng nhiệt dƣới Vì ta kẻ đƣờng thẳng song song trục 0p cắt đƣờng đẳng nhiệt (T, p1) (T, p2) nhiệt độ nhƣng áp suất p1 > p2 → V2 > V1 (Theo định luật Bôilơ- Mariot) Hoạt động 6: Cũng cố, tổng kết học - GV hƣớng dẫn HS hoàn thành - Cá nhân hoàn thành phiếu học tập phiếu học tập - GV nhận xét học - Ra tập nhà: tập - Ghi nhớ nhiệm vụ sách giáo khoa nhà 47 Phiếu học tập Họ tên: lớp: Tiến hành thí nghiệm: Giá trị thông số ban đầu: p0 = ?, V0 = ? T0 = ? Giá trị cuối thông số: p = ? V = ? T = ? Kết thí nghiệm (Dạng đồ thị) : Kết luận: Một bình chứa lƣợng khí 30 oC áp suất bar ( bar = 10 Pa) Hỏi phải tăng nhiệt độ tới độ để áp suất tăng gấp đôi ? A 606 oC B 606 K C 333 oC D 333 K 48 Kết luận chƣơng II Trong chƣơng II làm đƣợc số việc sau: - Tìm hiểu đƣợc đặc điểm, vị trí, mục đích, cấu trúc logic chƣơng "Chất khí" - Vật lý 10 THPT - Nghiên cứu, lắp ráp tiến hành đƣợc thíu nghiệm từ thí nghiệm "Khảo sát định lƣợng định luật chất khí có kết nối máy tính" Đồng thời nêu đƣợc nội dung cách sử dụng thí nghiệm vào dạy hoc thuộc chƣơng "Chất khí" vật lý 10 THPT - Đề xuất đƣợc giáo án dạy học có sử dụng thí nghiệm: Giáo án 1: Bài 29: Quá trình đẳng nhiêt Định luật Bơilơ-Mariot Giáo án 2: Bài 30: Q trình đẳng tích Định luật Sac-lơ 49 CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM Thực nghiệm sƣ phạm đƣợc tiến hành nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học đề tài: "Nếu khai thác sử dụng cách hợp lý thí nghiệm đƣợc lắp ráp tiến hành từ thí nghiệm "Khảo sát định lƣợng định luật chất khí có kết nối máy tính" vào dạy học thƣợc chƣơng "Chất khí" THPT góp phần nâng cao chất lƣợng daỵ học môn" - Tiến hành dạy thực nghiệm giáo án soạn thảo sở thí nghiệm đƣợc lắp ráp - Đánh giá tính khả thi nhƣ tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm 3.1 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm Học sinh lớp 10 diện đại trà trƣờng THPT Anh Sơn I 3.2 Tiến trình nội dung thực nghiệm sƣ phạm 3.2.1 Chuẩn bị thực nghiệm sƣ phạm Trên sở học sinh khối 10 trƣờng THPT Anh Sơn I năm học 2010 2011, Căn vào điẻm kiểm tra học sinh học kỳ I, lựa chọn đƣợc lớp có chất lƣợng ngang để làm lớp thực nghiệm (10A1 có tổng số học sinh 48 em) lớp đối chứng (10A3 có tổng số học sinh 46 em) Để đánh giá chất lƣợng lớp đối chứng thực nghiệm cách xác trƣớc tiến hành thực nghiệm sƣ phạm xin phép giáo viên dạy vật lý lớp (Cơ Trình Thị Hà) cho tơi trực tiếp giảng dạy kiểm tra kiểm tra tiết (thuộc phân phối chƣơng trình) 3.2.2 Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm Thực nghiệm sƣ phạm đƣợc tiến hành học kỳ II năm học 20102011 trƣờng THPT Anh Sơn I Bản thân trực tiếp giảng dạy tất thuộc chƣơng "Chất khí" lớp thực nghiệm đối chứng 50 Quan điểm giảng dạy lớp thực nghiệm đối chứng nhƣ sau: - Ở lớp đối chứng tiến hành dạy theo phƣơng pháp tryền thống dạy chay, dạy khơng sử dụng dụng cụ thí nghiệm Giáo viên cung cấp kiến thức, học sinh tiếp thu kiến thức cách thụ động - Ở lớp thực nghiệm thực dạy theo phƣơng pháp đổi là: Phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo học sinh có sử dụng thí nghiệm "Khảo sát định lƣợng định luật chất khí có kết nối máy tính" giảng dạy 3.3 Kết thực nghiệm sƣ phạm Để đánh giá kết thực nghiệm sƣ phạm đề yêu cầu học sinh làm kiểm tra tiết nghiêm túc với quan điểm đề cho điểm nhƣ sau: - Nhận biết, hiểu, áp dụng kiến thức học để làm bài: điểm - Vận dụng linh hoạt kiến thức học: điểm Đề kiểm tra hƣớng dẫn cho điểm đƣợc hƣớng dẫn phần phụ lục Với quan điểm đề cách thức tiến hành kiểm tra nhƣ trình bày tơi thu đƣợc kết kiểm tra lớp đối chứng thực nghiệm nhƣ bảng 1: Điểm Bài Nhóm KT HS ĐC 46 em 0 10 14 TN 48 em 0 0 10 SỐ HS 0 15 10 tiết BẢNG 1: Tổng hợp kết kiểm tra tiết 3.4 Xử lý kết thực nghiệm sƣ phạm Kết kiểm tra thực tập sƣ phạm đƣợc xử lý phƣơng pháp thống kê tốn học theo trình tự sau: - Tính tham gia thống kê: 51  Điểm trung bình : x   Phƣơng sai  Độ lệch chuẩn:  Hệ số biến thiên: V =  f i xi n : S2 = ( f i xi  nx ) n S = S2 S x Các kết tính tốn đƣợc đƣa vào bảng 2: Nhóm học sinh Đối chứng Thí nghiệm Điểm trung bình 5,60 7,32 Phƣơng sai 2,41 0,28 Độ lệch chuân 1,55 0,52 Hệ số biến thiên 0,28 0,07 Bảng 2: Điểm trung bình, phƣơng sai, độ lệch chuẩn, hệ số biến thiên Kết luận chƣơng III Nhƣ vậy, vào kết thực nghiệm sƣ phạm, rút số nhận xét sau: - Điểm trung bình lớp thực nghiệm cao lớp lớp đối chứng - Hệ số biến thiên giá trị điểm số lớp thực nghiệm nhỏ lớp đối chứng nghĩa độ phân tán quanh điểm trung bình cộng lớp thực nghiệm nhỏ 52 KẾT LUẬN CHUNG Với mong muốn góp phần nhỏ vào việc đổi phƣơng pháp dạy học vật lý trƣờng phổ thông, bƣớc áp dụng phƣơng pháp dạy học vật lý trƣờng phổ thông, bƣớc áp dụng phƣơng pháp dạy học tiên tiến, sử dụng phƣơng tiện dạy học đại vào trình dạy học vật lý, chọn đê tài "Nghiên cứu, lắp ráp, vận hành, khai thác thí nghiệm” Khảo sát định lƣợng định luật chất khí có kết nối máy máy tính” vào dạy học phần “ nhiệt học” vật lý 10- THPT" nhằm nâng cao chất lƣợng, hứng thú học tập học sinh Qua trình thƣc đề tài nghiên cứu, thu đƣợc số kết sau: - Làm sáng tỏ sở lí luận việc sử dụng thí nghiệm vào dạy học nhằm nâng cao chất lƣợng trình dạy học - Nghiên cứu nội dung, trình dạy học chƣơng "Chất khí" vật lý 10 THPT - Làm việc trực tiếp với thí nghiệm "Khảo sát định lƣợng định luật chất khí có kết nối máy tính", Lắp ráp tiến hành đƣợc đƣợc thí nghiệm sử dụng vào dạy học số kiến thức thuộc chƣơng "Chất khí", tiến hành đƣợc thí nghiệm, thu đƣợc kết cụ thể, đồ thị trực quan, xác - Đề xuất đƣợc giáo án sử dụng thí nghiệm nhƣ trình bày - Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm có sử dụng thí nghiệm theo giáo án đề xuất thu đựơc kết đáng kể, phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo học sinh, nâng cao chất lƣợng dạy học, góp phần vào cơng đổi phƣơng pháp dạy học vật lý trƣờng phổ thông - Dù có nhiều cố gắng, nhƣng khả thân có hạn, đề tài chắn khơng tránh khỏi sai sót Vì tơi mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến của thầy bạn sinh viên để tơi hồn thành tốt khoá luận 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giáo Dục Đào Tạo - SGK vật lý 10 - Ban nâng cao - NXB Giáo Dục 2006 Bộ Giáo Dục Đào Tạo - SGK vật lý 10 - Ban - NXB Giáo Dục 2008 Bộ Giáo Dục Đào Tạo - SGV vật lý 10 - Ban - NXB Giáo Dục 2008 Bộ Giáo Dục Đào Tạo - SGV vật lý 10 - Ban nâng cao - NXB Giáo Dục 2008 Trần Thuý Hằng, Đào Thị Thu Thuỷ - Thiết kế giảng vật lý 10, tập NXB Hà Nội 2006 Nguyễn Quang Lạc - Lí luận dạy học Vật Lý trƣờng THPT - ĐHV 2002 Phạm Thị Phú - Bài giảng "Phƣơng pháp giảng dạy cơ-nhiệt-điện-quang" Phạm Thị Phú - Bài giảng "Phƣơng tiện dạy học vật lý" Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế - Phƣơng pháp dạy học vật lý trƣờng phổ thông - NXB ĐHSP 2002 54 PHỤ LỤC Câu 1: Ngƣời ta điều chế khí hidrơ chứa vào bình lớn dƣới áp suất atm, nhiệt độ 20 0C Tính thể tích khí phải lấy từ bình lớn để nạp vào bình nhỏ thể tích 20 lít dƣới áp suất 25 atm Coi nhiệt độ không đổi Câu 2: Một xăm xe máy đƣợc bơm căng không khí nhiệt độ 20 0C áp suất atm Hỏi săm có bị nổ khơng khgi để ngồi nắng nhiệt độ 42 0C? Coi tăng thể tích săm khơng đáng kể biết săm chịu đƣợc áp suất tối đa 2,5 atm Câu 3: Tính khối lƣợng riêng khơng khí 1000C áp suất 2.105 Pa Biết khối lƣợng riêng khơng khí 00 1,01.105 Pa 1,29 kg/m3 Bài Giải: Câu 1: Nhiệt độ không đổi nên q trình biến đổi trạng thái khí q trình đẳng nhiệt Áp dụng định luật Bôi lơ-Mariot: p1V1 = p2V2 → V1 = p 2V2 25.20 =  500 lít p1 Câu 2: Áp dụng định luật Sac- lơ: P2 = p1 T2 2.315   2,15atm