MỤC LỤC
Việc học sinh trực tiếp đề xuất phương án và tiến hành thí nghiệm kiểm tra, trực tiếp quan sát các hiện tượng, làm việc với các thiết bị thí nghiệm và dụng cụ đo, giải quyết những khó khăn trong thực nghiệm tạo điều kiện cho các em nâng cao được năng lực thực hành, gần gũi. Tuy nhiên, do thời gian của tiết học chỉ có 45 phút, thành phần học sinh của lớp học không cùng trình độ, có nguy cơ một bộ phận học sinh đứng ngoài những hoạt động, vì các em không đủ khả năng giải quyết các yêu cầu.
Giáo viên tổ chức các tình huống học tập có vấn đề như: mô tả một hoàn cảnh thực tiễn, biểu diễn một vài thí nghiệm…trong đó có các mối quan hệ đáng chú ý, các biểu hiện bản chất hay những quy luật phổ biến mà học sinh chưa ý thức được và yêu cầu các em dự đoán diễn biến của hiện tượng hoặc xác lập một mối quan hệ nào đó. Nếu kết quả thí nghiệm phủ định hệ quả logic thì phải kiểm tra lại thí nghiệm (bố trí đã hợp lý chưa, tiến hành đo đạc có gì sai…) hoặc quá trình suy ra hệ quả logic có phạm sai lầm gì (về quy tắc logic hoặc toán học) hoặc là phải xem lại chính bản thân dự đoán (giả thuyết) để điều chỉnh, thậm chí phải thay đổi bằng dự đoán khác cho đến khi có sự phù hợp của kết quả thí nghiệm với hệ quả mới thì lúc.
Đó là kiểu định hướng trong đó người dạy không chỉ ra cho học sinh một cách tường minh các kiến thức và cách thức hoạt động cần áp dụng, mà người dạy chỉ đưa ra cho học sinh những gợi ý sao cho học sinh có thể tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng những kiến thức và cách thức hoạt động thích hợp để giải quyết nhiệm vụ mà họ đảm nhận. Đó là kiểu định hướng phối hợp các đặc điểm của hai kiểu định hướng trên , trong đó trước hết người dạy cũng gợi ý cho học sinh tự tìm tòi tương tự như ở kiểu định hướng tìm tòi nói trên, nhưng chú ý giúp cho học sinh ý thức được đường lối khái quát của việc tìm tòi giải quyết vấn đề và sự định hướng được chương trình hóa theo các bước dự định hợp lí như sẽ trình bày dưới đây, theo các yêu cầu từ cao đến thấp đối với học sinh; từ tổng quát, tổng thể, toàn bộ đến riêng biệt, chi tiết, bộ phận; từ tìm tòi đến tái tạo sao cho thực hiện được một cách có hiệu quả các yêu cầu cao nhất, vừa sức học sinh.
Dùng thí nghiệm tạo ra hiện tượng mới: thí nghiệm phải đơn giản, tạo ra hiện tượng dễ quan sát để học sinh nhanh chóng nhận ra, tập trung được sự chú ý vào mặt chính cần quan sát, hiện tượng không bị nhiều yếu tố gây nhiễu, hiện tượng tạo ra phải rừ rệt, gõy ấn tượng mạnh đối với học sinh, phải chứa đựng yếu tố mới lạ đối với học sinh, gây ngạc nhiên hay băn khoăn thắc mắc với đa số học sinh, chứa đựng yếu tố khác thường trái với suy nghĩ thông thường của học sinh. Khi vận dụng các giai đoạn của PPTN, học sinh vừa phải tác động vào tự nhiên để làm bộc lộ những tính chất của sự vật hiện tượng, thu thập những thông tin biểu hiện ở những dấu hiệu bên ngoài có thể quan sát được; vừa phải xử lý các thông tin bằng các thao tác trí tuệ để rút ra những kết luận có tính khái quát về bản chất của sự vật hiện tượng, về mối quan hệ giữa chúng.
Cần phải có kỹ năng thực hiện cả các thao tác chân tay và trí tuệ đó thì mới có thể thực hiện thành công. Xác định và đưa ra được những mức độ thích hợp yêu cầu học sinh tự lực thực hiện các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm.
Nghĩa là việc bồi dưỡng PPTN chỉ dừng lại ở việc bồi dưỡng hành động thực hiện thí nghiệm theo hướng dẫn có sẵn, học sinh không phải thực hiện các giai đoạn nêu dự đoán, suy ra hệ quả logic, xây dựng phương án thí nghiệm là những khâu rất quan trọng của PPTN gắn liền với năng lực thực nghiệm cần được quan tâm. Để làm được điều đó, cần xây dựng các bài thí nghiệm thực hành nâng cao đó là chuyển thí nghiệm thực hành thành BTTN ở mức độ 2 (học sinh phải thiết kế phương án thí nghiệm với các thiết bị đã cho, làm thí nghiệm tìm quy luật hoặc đo đạc) hay ở mức độ 3 (học sinh tự lựa chọn thiết bị, thiết kế phương án thí nghiệm và làm thí nghiệm đo đạc hoặc tìm quy luật).
Trong luận văn này, chúng tôi sẽ giới thiệu các phương án dạy học cụ thể với mục đích bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh, trong đó có những hoạt động khác nhau giúp cho học sinh tích cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo. - Thí nghiệm trình bày ở hình 29.2 SGK chỉ thích hợp làm thí nghiệm trực diện đồng loạt (học sinh tiến hành), còn muốn sử dụng dưới hình thức thí nghiệm biểu diễn (do giáo viên tiến hành) thì phải sử dụng thêm camera kết hợp máy vi tính, máy chiếu để khuếch đại hình ảnh quan sát (số chỉ của áp kế, nhiệt kế, thể tích).
Ngoài ra, so với phương án thí nghiệm trong sách giáo khoa thì độ chia của các dụng cụ thí nghiệm này nhỏ hơn nên sai lệch do cách đọc số liệu khá nhỏ và kết quả thu được của thí nghiệm chính xác hơn. Cụ thể hơn, với các kết quả thí nghiệm được trình bày ở phần sau của luận văn đều chính xác trong phạm vi sai số tỷ đối không vượt quá 3%.
Vì vậy, thông qua bài học này học sinh ngoài việc nắm được những kiến thức về mặt lý thuyết còn có cơ hội rèn luyện kỹ năng thực hành (bố trí, tiến hành thí nghiệm, thu thập và xử lí số liệu…). Đây là cơ hội thuận lợi để thiết kế bài học theo các giai đoạn của PPTN Vật lý, qua đó học sinh được chứng kiến, trải qua các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm Vật lý trong quá trình xây dựng định luật Bôilơ – Mariốt, điều này giúp cho học sinh củng cố lại những điều đã biết về PPTN đã làm quen ở phần cơ học và tự mình thực hiện một số giai đoạn quan trọng của PPTN Vật lý.
Vận dụng PPTN như một con đường, cách thức xây dựng định luật Vật lý.
- Sáu bộ thí nghiệm nghiên cứu định luật Bôilơ – Mariốt cho 6 nhóm học sinh như ở hình 2.3. - Tìm hiểu các dụng cụ có thể dùng để đo áp suất trong thực tế.
Định luật Bôilơ – Mariốt: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. Đường đẳng nhiệt: là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không thay đổi.
- Lượng khí có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác bằng các quá trình biến đổi trạng thái, gọi tắt là quá trình. - Những quá trình trong đó chỉ có hai thông số biến đổi, còn một thông số không đổi gọi là đẳng.
Trong nghiên cứu Vật lý có một phương pháp các em đã làm quen trong phần cơ học khi xét đến chuyển động rơi tự do đó là PPTN, để kiểm tra dự đoán đúng hay sai, trong PPTN người ta làm thế nào?. Để đơn giản thí nghiệm ta sẽ đo áp suất dựa vào một dụng cụ khá quen thuộc trong thực tế là đồng hồ trong bộ dụng cụ đo huyết áp ( đo độ. Thảo luận theo nhóm. Vì thể tích khí chiếm toàn bộ thể tích bình chứa nên ta sẽ nhốt khí vào bình kín có pittông chuyển động được để thay đổi thể tích và đo thể tích của bình. Để đo áp suất có thể theo 2 phương án:. Mục đích thí nghiệm:. Kiểm tra hệ quả. Tiến hành thí nghiệm - Chứa một lượng khí trong xi lanh và điều chỉnh pittông để lấy thể tích ban đầu ứng với áp suất khí quyển là 60cm3 làm chuẩn. - Điều chỉnh chậm pittông để thay đổi thể tích khí và ghi lại các giá trị của áp suất tương ứng. chênh lệch áp suất của khí so với áp suất khí quyển).
Đổ một ít nước sôi vào trong một vỏ lon côca côla (khoảng 1/3 lon), cẩn thận bịt kín nắp lon để tránh bị bỏng.
Sau đó giáo viên khái quát và thông báo phương pháp chung giải bài tập về biến đổi trạng thái chất khí. Vì ban đầu pittông cách đều 2 đầu xi lanh, không khí chứa trong 2 đầu xi lanh đều có nhiệt độ 270C và áp suất 1 at, nên trạng thái.
Xét lượng khí ở đầu bên phải xi lanh, xác định tính chất của quá trình biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2?. Vì pittông cách nhiệt nên nhiệt độ khối khí ở đầu bên phải không thay đổi, do đó quá trình biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 là quá trình đẳng nhiệt.
Yêu cầu các học sinh cũn lại theo dừi phần thực hiện thí nghiệm của đại diện, so sánh với hiện tượng của nhóm mình đã thực hiện trước ở nhà. Giải thích hiện tượng - Ban đầu khi đổ một ít nước sôi vào trong lon côca cô la (khoảng 1/3. ít nước sôi vào lon côca cô la rồi bịt kín nắp lon lại. So sánh áp suất khí chứa trong lon và áp suất khí quyển bên ngoài lon?. Nhận xét sự thay đổi của áp suất khí trong lon khi ta rưới nhẹ nước lã lên lon côca cô la?. Nhận xét sự thay đổi của áp suất bên ngoài lon?. So sánh áp suất trong lon và ngoài lon lúc này?. Vậy so sánh áp lực khí tác dụng lên thành lon từ 2 phía?. Lúc này áp suất khí trong lon bằng áp suất khí quyển bên ngoài lon côca cô la. Vì áp suất tỉ lệ nghịch với nhiệt độ mà khi rưới nhẹ nước lã lên lon côca cô la thì ta đã làm giảm nhiệt độ của khí trong lon, do đó áp suất của khí trong lon cũng giảm theo. Vì nhiệt độ bên ngoài không khí coi như không đổi trong quá trình làm thí nghiệm nên áp suất cũng không thay đổi và bằng áp suất khí quyển. Lúc này, áp suất khí ngoài lon lớn hơn áp suất khí trong lon. Áp lực do không khí bên ngoài tác dụng lên thành lon lớn hơn áp. lon), rồi bịt kín nắp lon lại thì lúc này áp suất khí bên trong lon và bên ngoài (áp suất khí quyển) bằng nhau.
Xây dựng phương án thí nghiệm kiểm chứng PTTT chất khí với bộ thí nghiệm khảo sát định luật Sác - lơ. Ta kiểm chứng khi thể tích của một lượng khí không đổi thì áp suất có tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối không?.
- Sau đó dịch chuyển pittông sang vị trí 2, xác định V2, thay đổi nhiệt độ đến giá trị ổn định T2, ghi nhận giá trị tương ứng của p2. Nêu phương án thí nghiệm kiểm chứng PTTT chất khí tương tự phương án kiểm chứng định luật Sác – lơ, trong đó thay đổi cả thể tích và nhiệt độ của khí.