Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học các định luật chất khí vật lý 10

tr-ờng đại học vinh khoa vật lý - Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học định lt chÊt khÝ vËt lý 10 Kho¸ ln tèt nghiƯp chuyên ngành: lý luận ph-ơng pháp dạy học vật lý Giáo viên h-ớng dẫn: PGS.TS Phạm Thị Phú Học viên thực hiện: Lê Văn Vinh Lớp: 47A - Vật lý Vinh, 2010 Lời cảm ơn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc lời cảm ơn chân thành tới cô giáo PSG.TS Phạm Thị Phú, ng-ời đà tận tình h-ớng dẫn, động viên, giúp đỡ em từ lúc nhận đề tài đến hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Vật lí, thầy cô giáo, gia đình bạn bè đà quan tâm, góp ý tạo điều kiện thuận lợi để khóa luận hoàn thành tốt đẹp Vì điều kiện thời gian nh- lực thân nhiều hạn chế nên luận văn khó tránh khỏi sai sót Em mong nhận đ-ợc nhiều ý kiến đóng góp quý báu từ thầy cô bạn Vinh 5/ 2010 Lê Văn Vinh Mục lục trang mở đầu Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Đối t-ợng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Ph-ơng pháp nghiên cứu Kết nghiên cứu đạt đ-ợc nội dung Ch-ơng Cơ sở lí luận thực tiễn sử dụng thí nghiệm xây dựng video clip thÝ nghiƯm dïng d¹y häc 1.1 Tỉng quan vỊ PTDH vËt lÝ trun thèng ë tr-êng phỉ th«ng…… 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Chức ph-ơng tiện dạy học vật lí 1.2 ThÝ nghiƯm gi¸o khoa vËt lÝ……………………………………… 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Đặc điểm thí nghiệm 1.2.3 Chức TNGK vật lí 1.2.4 Phân loại 1.3 Phim giáo khoa PTDH đại nhà tr-ờng 1.3.1 Tổng quan ph-ơng tiện dạy học vật lí đại 10 1.3.2 Phim giáo khoa d¹y häc vËt lÝ…………………………… 14 1.4 Video clip thÝ nghiƯm gi¸o khoa………………………………… 15 1.4.1 Kh¸i niƯm……………………………………………………… 15 1.4.2 Chøc 15 1.4.3 Ưu điểm hạn chế video clip thÝ nghiƯm gi¸o khoa……… 16 13 13 1.4.4 Yêu cầu video clip thí nghiệm giáo khoa 1.4.5 Các ph-ơng án sử dụng video clip thí nghiệm giáo khoa dạy học Kết luận ch-ơng 17 19 20 Ch-ơng Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học định luật chất khí Vật lí 10 2.1 Đặc điểm ch-ơng "Chất khí"-Vật lý 10 22 2.2 Bé thÝ nghiƯm PVT h·ng Leybol s¶n xuất 24 2.2.1 Giới thiệu thí nghiệm 2.2.2.Lắp dặt vµ vËn hµnh bé thÝ nghiƯm PVT h·ng Leybol sản xuất 24 26 2.2.3 Xây dựng số Videoclip tõ bé thÝ nghiƯm PVT h·ng Leybol s¶n xt……………………………………………………… 38 2.3 Bé thÝ nghiƯm PVT tù lµm………………………………………… 38 2.3.1 Giới thiệu thí nghiệm 38 2.3.2 Lắp dặt vµ vËn hµnh bé thÝ nghiƯm PVT tù lµm………………… 2.3.3 X©y dùng mét sè Video clip thÝ nghiƯm tõ bé thÝ nghiƯm PVT tù lµm…………………………………………………………………… 42 51 2.4 ThiÕt kế ph-ơng án dạy học với thí nghiệm Video clip t-ơng ứng 52 Tổng kết ch-ơng 92 Ch-ơng Đánh giá sản phẩm Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục mở đầu Lí chọn đề tài Sự xuất kinh tế toàn cầu hóa kinh tế tri thức đ-a xà hội loài ng-ời tới kỉ nguyên đòi hỏi hệ thống giáo dục ph-ơng pháp giáo dục thích nghi với môi tr-ờng xà hội thay đổi Đổi toàn diện giáo dơc nhiƯm vơ hiƯn nay, bao gåm ®ỉi míi quan điểm, mục tiêu, nội dung, ph-ơng pháp, ph-ơng tiện giáo dục, đổi kiểm tra đánh giá kết giáo dục, đổi ph-ơng tiện dạy học tiỊn ®Ị vËt chÊt ®Ĩ hiƯn thùc hãa viƯc ®ỉi yếu tố lại trình giáo dục, dạy học Đổi ph-ơng pháp dạy học phải đổi mạnh mẽ ph-ơng pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện nếp t- sáng tạo ng-ời học Từng b-ớc áp dụng ph-ơng pháp tiên tiến ph-ơng tiện đại vào trình dạy học, đảm bảo điều kiện thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh Chiến l-ợc phát triển giáo dục 2001-2010 ( ban hành kèm định số 201/2001/QĐ TTG ngày 28 tháng 12 năm 2001 thủ t-ớng phủ) mục 5.2 ghi rõ: " Đổi đại hóa ph-ơng pháp giáo dục Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động thầy giảng trò ghi sang h-ớng dần ng-ời học chủ động t- trình tiếp cận tri thức; dạy cho ng-ời học ph-ơng thức, tự thu nhận thông tin cách có hhệ thống, có t- phân tích tổng hợp; phát triển lực nhận thức cá nhân; tăng c-êng tÝnh chđ ®éng tÝch cùc cđa häc sinh, sing viên trình học tập" Trong trình đổi ph-ơng pháp dạy học, ph-ơng tiện dạy học đóng vai trò quan trọng Ph-ơng tiện dạy học không đóng vai trò hỗ trợ cho hoạt động dạy học, mà nguồn thông tin, nguồn tri thức Sử dụng ph-ơng tiện dạy học không giúp học sinh nâng cao hiệu suất, hiệu học tập mà h-ớng học sinh vào việc hình thành cho học sinh lực sử dụng ph-ơng tiện thông tin để học tập suốt đời hoạt động thực tiền Tăng c-ờng sử dụng ph-ơng tiện kĩ thuật đại điều kiện để thực có hiệu nhiều ph-ơng pháp dạy học chẳng hạn nh-: Ph-ơng pháp dạy học trực quan, thí nghiệm, ph-ơng pháp làm việc độc lập học sinh Ph-ơng tiện kĩ thuật dạy học giúp học sinh dƠ nhí, dƠ nhËn biÕt c¸c sù vËt hiƯn t-ợng, Giúp học sinh dễ dàng mhậm biết đ-ợc vật t-ợng, giúp học sinh dễ dàng nhận biết đ-ợc vấn đề giáo viên trình bày, định h-ớng tốt đ-ợc nội dung học, dễ tiếp thu thông tin rút ngắn đ-ợc nội dung trình bày giáo viên, lôi đ-ợc học sinh vào giảng, làm cho lớp học không buồn tẻ Thực trạng giáo dục n-ớc ta qua nghiên cứu cho thấy việc giảng dạy kiến thức cho học sinh nói chung kiến thức vật lí nói riêng đà có đổi rõ rệt, song tình trạng dạy học thông báo - tái phổ biến Học sinh phổ thông có điều kiện để nghiên cứu, quan sát tiến hành thí nghiệm vật lí; thực tế dạy học nh- đòi hỏi phải có thay đổi có tính chiến l-ợc toàn cục ph-ơng pháp giảng dạy môn tr-ờng phổ thông Tìm h-ớng giải vấn đề phải đổi ph-ơng pháp dạy học theo h-ớng tích cực hóa hoạt động nhận thøc cđa häc sinh víi sù gãp phÇn quan träng thí nghiệm vật lí Vật lí học môn khoa häc thùc nghiƯm, v× vËy sư dơng TNVL nh»m tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh nhà tr-ờng biện pháp hữu hiệu Việc giảng dạy môn vật lí tr-ờng phổ thông cần phải đ-ợc tiến hành thông qua việc tăng c-êng sư dơng thÝ nghiƯm Ch­¬ng “ChÊt khÝ” VËt lÝ 10 l¯ néi dung quan träng cđa phÇn nhiƯt, gåm phần chính: Thuyết động học phân tử chất khí định luật thực nghiệm chất khí lí t-ởng Dạy học đinh luật chất khí có nhiều khả thực nhiệm vụ dạy học vật lí, đặc biệt bồi d-ỡng ph-ơng pháp thực nghiệm vật lí ph-ơng pháp đặc thù Vật lí học Điều yêu cầu phải khai thác tốt thí nghiệm dạy học nội dung Tuy nhiên, qua thực tiễn cho thấy tr-ờng phổ thông, việc sử dụng thí nghiệm vào dạy học ch-ơng nhiều khó khăn, chủ yếu dụng cụ thí nghiệm, có dùng giảng dạy định luật Bôi lơ- Ma ri ốt, tình trạng dạy học học thông báo phổ biến; chất l-ợng dạy học ch-ơng ch-a đạt đến mục tiêu dạy học theo quan điểm đổi Vì lí chọn đề tài :"Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học định luật chất khí Vật lí 10" Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học định luật chất khí Vật lí 10 Đối t-ợng nghiên cứu - PTDH vật lí ë tr-êng phỉ th«ng - ThÝ nghiƯm vËt lÝ víi chức PTDH vật lí tr-ờng phổ thông - Phim giáo khoa với chức PTDH vật lí tr-ờng phổ thông - Nội dung, trình dạy học dùng thí nghiệm video dạy học định luật chất khí Giả thuyết khoa học Nếu sử dụng thí nghiệm cách hợp lí dạy học định luật chất khí Vật lí 10 nâng cao chất l-ợng lĩnh hội kiến thức, bồi d-ỡng ph-ơng pháp thực nghiệm Vật lí cho học sinh, góp phần nâng cao chất l-ợng dạy học Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu PTDH vật lí tr-ờng phổ thông - Tìm hiểu chức thí nghiệm vật lí với chức PTDH vật lí tr-ờng phổ thông - Tìm hiểu phim giáo khoa với chức PTDH vật lí tr-ờng phổ thông - Nghiên cứu nội dung ch-ơng "chất khí" thuộc ch-ơng trình vật lí 10 - Lắp ráp thực hiƯn c¸c thÝ nghiƯm tõ bé thÝ nghiƯm chÊt khÝ hÃng Leybold sản xuất - Xây dựng video clip thÝ nghiƯm bé thÝ nghiƯm chÊt khÝ cđa hÃng Leybold sản xuất - Lắp ráp thực c¸c thÝ nghiƯm tõ bé thÝ nghiƯm chÊt khÝ tù làm - Xây dựng video clip thí nghiệm thí nghiệm chất khí tự làm Ph-ơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lí luận: nghiên cứu tài liệu ph-ơng pháp thực nghiệm, đổi ph-ơng pháp dạy học, sách giáo khoa thí điểm - Nghiên cứu thực nghiệm: tiến hành thí nghiệm từ thí nghiệm hÃng Leybold Đức sản xuất thí nghiệm tự làm - Thực nghiệm s- phạm Kết nghiên cứu đạt đ-ợc: 7.1 Lắp ráp thực thành công thí nghiệm định luật chất khí 7.2 Xây dựng clip thí nghiƯm víi tỉng thêi gian 13 36 gi©y gåm: + Clip giíi thiƯu thiÕt bÞ TN: 48 giây + Clip TN khảo sát định luật Bôi lơ - Ma ri èt: 59 gi©y + Clip TN khảo sát định luật Gay-luy-xắc: phút 53 giây + Clip TN khảo sát PTTT: phút 06 giât 7.3 Chế tạo TN PVT nhằm khắc phục nhiều hạn chế TN hÃng Leybold sản xuất 7.4 X©y dùng clip TN vỊ bé PVT tù làm với tổng tr-ờng đoạn 19 phút 25 giây + Clip TN khảo sát định luật Bôi lơ - Ma ri ốt: phút 21 giây + Clip TN khảo sát định luật Sác lơ: phút 40 giây + Clip TN khảo sát định luật Gay luy xắc: phút 07 giây + Clip TN khảo sát ph-ơng trình trạng thái: phút 17 giây 7.5 Thiết kế số học với TN, video clip đà xây dựng gồm: + Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôi lơ - Ma ri ốt + Bài 30: Quá trình đẳng tích Định luật Sác lơ + Bài 31: Ph-ơng trình trạng thái khí lí t-ởng nội dung Ch-ơng sở lí luận thực tiễn sử dụng thí nghiệm xây dựng video clip thí nghiệm giáo khoa dùng dạy học 1.1 Tổng quan ph-ơng tiện dạy học vật lí truyền thống tr-ờng phổ thông 1.1.1 Khái niệm Để đ-a khái niệm ph-ơng tiện dạy học vật lí khái niệm chung ph-ơng tiện dạy học Sau số định nghĩa ph-ơng tiện dạy học số tài liệu đà đ-ợc công bố Định nghĩa 1.Ph-ơng tiện dạy học (PTDH) vật thể tập hợp vật thể mà giáo viên sử dụng trình dạy học để nậng cao hiệu trình này, giúp học sinh lĩnh hội khái niệm, định luật, hình thành kĩ năng, kĩ xảo cần thiết [13] Theo định nghĩa 1, PTDH bao gồm ph-ơng tiện vật chất Định nghĩa PTDH ph-ơng tiện vật chất GV (và) HS sử dụng d-ới đạo GV trình dạy học, tạo điều kiện cần thiết để đạt đ-ợc mục tiêu dạy học [ 10, 190] Qua định nghĩa rút khái niệm PTDH vật lí nh- sau: PTDH Vật lí đối t-ợng vật chất phi vật chất GV (và) HS sử dụng d-ới h-ớng dẫn hỗ trợ giáo viên trình dạy học vật lí, tạo điều kiện cần thiết nhằm đạt đ-ợc mục tiêu dạy học môn Vật lí 1.1.2 Phân loại PTDH Vật lí gồm ph-ơng tiện truyền thống ph-ơng tiện đại Các ph-ơng tiện dạy học truyền thống ph-ơng tiện đÃ, đ-ợc sử dụng hoạt động dạy học Ta sử dụng ph-ơng tiện dạy học truyền thống quen thuộc sau: - Các vật thật đời sống kĩ năng: - Các thiết bị thí nghiệm dùng để tiến hành thí nghiệm GV thí nghiệm HS (gọi chung thí nghiệm giáo khoa) - Các mô hình vật chất - Bảng - Tranh ảnh vẽ sẵn - Các tài liệu in: Sách giáo khoa, sách tập, sách h-ớng dẫn thí nghiệm tài liệu tham khảo khác Trong thiết bị thí nghiệm ph-ơng tiện dạy học vật lí truyền thống, giữ vị trí đặc biệt quan trọng, đặc thù môn học Trong khuôn khổ đề tài, theo định h-ớng nghiên cứu, trình bày chi tiết loại ph-ơng tiện mục 1.1.4 Các ph-ơng tiện dạy học đại ph-ơng tiện kĩ thuật đ-ợc sáng chế, sản xuất vào năm đầu của kỉ XX đến năm gần đ-ợc đ-a vào sử dụng làm ph-ơng tiện dạy học nh- máy tính, thiết bị nghe-nhìn, băng hình 1.1.3 Chức ph-ơng tiện dạy học vật lí Chỉ thâu tóm đầy đủ chức ph-ơng tiện dạy học vật lí, xem xét việc sử dụng ph-ơng tiện dạy học cách đồng thời nhiều ph-ơng diện khác nhau: Trên sở quan điểm lí luận nhận thức, lí luận dạy học đại c-ơng lí luận dạy học môn Nh-ng dù xét theo quan điểm nào, chức chủ yếu ph-ơng tiện dạy học tạo điều kiện cho học sinh nắm vững xác, sâu sắc kiến thức, phát triển lực nhận thức hình thành nhân cách [14,193] 73 74 Bài 30 "Quá trình đẳng tích Định luật Sác lơ" 75 76 77 78 79 80 81 Bài 31 "Ph-ơng trình trạng thái khí lí t-ởng _ Tiết 2" 82 83 84 85 86 87 ... dạy học theo quan điểm đổi Vì lí chọn đề tài : "Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học ®Þnh lt chÊt khÝ VËt lÝ 10" Mơc ®Ých nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học định luật chất khí Vật. .. Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học định luật chất khí Vật lí 10 2.1 Đặc điểm ch-ơng "Chất khí" -Vật lý 10 22 2.2 Bộ thÝ nghiƯm PVT h·ng Leybol s¶n xt…………………… 24 2.2.1 Giới thiệu thí nghiệm. .. sử dụng thí nghiệm video clip thí nghiệm dạy học định luật chất khí 10 2.1 Đặc điểm ch-ơng "Chất khí" -Vật lý 10 Ch-ơng "chất khí" nằm v trí mở đầu cho phần nhiệt học ch-ơng trình vật lí bậc THPT