M Ở ĐẦU
7. Thực trạng của hoạt động kiểm tra đánh giá chất lượng
chương “Chất khí” của học sinh trong hoạt động dạy học Vật lí ở một số trường THPT.
7.1. Mục đích điều tra
- Tìm hiểu thực tế mục tiêu của giáo viên khi sử dụng các bài kiểm tra đánh giá.
- Tìm hiểu thực tế quy trình soạn thảo một đề TNKQNLC của giáo viên.
- Tìm hiểu thực tế việc soạn thảo các phương án nhiễu của giáo viên khi biên soạn các câu hỏi TNKQNLC.
- Tìm hiểu các quan niệm của giáo viên về việc sử dụng hình thức kiểm tra đánh giá ( tự luận hay TNKQ).
- Tìm hiểu những khó khăn và sai lầm phổ biến của học sinh khi học phần nội dung kiến thức chương “Chất khí”.
7.2. Phương pháp điều tra
- Điều tra giáo viên:
+ Trao đổi trực tiếp với giáo viên
- Điều tra học sinh: trao đổi trực tiếp với học sinh.
28
Phần nhiệt học được trình bày hết ở học kỳ II với ba chương, gồm 12 bài lí thuyết mới. Do toàn bộ phần nhiệt học được trình bày ở lớp 10 nên học sinh hình thành kiến thức về nhiệt học liền mạch và có hệ thống hơn. Tuy nhiên đó cũng là một khó khăn bởi nội dung kiến thức dài mà thời gian dành cho không nhiều. Đây lại là phần nội dung kiến thức cơ bản và trừu tượng nên học sinh gặp nhiều khó khăn khi lĩnh hội kiến thức này.
- HS chưa xác định được lượng khí cần xét trong một số bài toán phức tạp.
- HS dễ bị nhầm lẫn về mối liên hệ giữa các thông số trạng thái trong các đẳng quá trình.
- Một số HS còn chưa nhận biết được quá trình biến đổi trạng thái khí là quá trình nào nên chưa biết lựa chọn kiến thức cần áp dụng.
- Một số HScòn nhầm lẫn giữa đường đẳng nhiệt, đường đẳng tích, đường đẳng áp nên không biết cách vẽ chúng trong các hệ tọa độ khác nhau.
- Một số HS còn nhầm lẫn đơn vị của các thông số trạng thái nên dẫn đến kết quả tính toán sai.
29
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Trong chương 1, chúng tôi đã hệ thống lại cơ sở lí luận về kiểm tra đánh giá nói chung cũng như cơ sở lí luận và kĩ thuật xây dựng câu hỏi TNKQNLC. Trong đó chúng tôi quan tâm đến vấn đề sau:
+ Mục đích, chức năng của việc kiểm tra đánh giá. Vì mục đích, chức năng của bài trắc nghiệm quyết định nội dung và hình thức của bài trắc nghiệm.
+ Cách phát biểu mục tiêu dạy học và phân loại mục tiêu dạy học. Bởi để viết được một bài trắc nghiệm tốt cần định rõ được mục tiêu dạy học và các câu trắc nghiệm gắn chặt với các mục tiêu này.
+ Để thấy được ưu điểm và nhược điểm của các hình thức kiểm tra đánh giá; ở chương này chúng tôi hệ thống lại các phương pháp kiểm tra đánh giá; trong đó chú trọng tới cơ sở lí luận và kĩ thuật xây dựng câu hỏi TNKQNLC cụ thể là:
- Ưu, nhược điểm củaTNKQNLC.
- Cách tiến hành soạn thảo câu hỏi TNKQNLC. - Kĩ thuật soạn thảo các phương án nhiễu.
- Cách chấm bài, xử lí điểm, đánh giá kết quả bài trắc nghiệm đã soạn. - Các chỉ số thống kê đểđánh giá độ tin cậy của bài trắc nghiệm.
Tất cả những điều trình bày ở trên, chúng tôi vận dụng để xây dựng câu hỏi TNKQNLC nhằm kiểm tra đánh giá chất lượng kiến thức chương “Chất khí” của HS lớp 10 THPT mà nội dung nghiên cứu cụ thể sẽ đươc trình bày ở chương sau.
30
CHƯƠNG 2
XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN NHIỀU LỰA CHỌN CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 THPT 1. Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “CHẤT KHÍ” lớp 10 THPT
1.1. Đặc điểm nội dung chương “Chất khí”
Chương “Chất khí” là chương đầu tiên của phần II Nhiệt học, nó là cơ sở và nền tảng để nghiên cứu các phần tiếp theo. Vì vậy chương này có tầm quan trọng nhất định trong chương trình Vật lí 10.
Về mặt cấu trúc, chương “Chất khí” bao gồm 4 bài: - Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí - Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt - Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ
- Phương trình trạng thái của khí lí tưởng
31
Trên cơ sở nội dung cấu tạo chất, người ta chia vật chất thành 3 thể: thể rắn, thể khí và thể lỏng. Ở phần này, chúng ta nghiên cứu về thể khí. Cấu trúc và cách hình thành các đơn vị kiến thức của chương “Chất khí” có thể được tóm tắt qua sơ đồ trên.
Sau khi tìm hiểu nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí thì học sinh được tìm hiểu các quá trình biến đổi trạng thái của khí lí tưởng gồm: quá trình đẳng nhiệt, quá trình đẳng tích và quá trình đẳng áp, từ đó xây dựng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt, định luật Sác-lơ bằng PPTN. Sau đó vận dụng hai định luật này suy luận logic để thiết lập phương trình trạng thái của khí lí tưởng. Cuối cùng từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng suy luận ra mối liên hệ giữa V, T của một lượng khí trong quá trình đẳng áp.
2. Nội dung về kiến thức, kỹ năng học sinh cần có sau khi học
2.1. Nội dung về kiến thức
Sau khi học xong chương này, HS cần nắm được những nội dung kiến thức sau:
2.1.1. Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí
- Hiểu được các nội dung về cấu tạo chất:
+ Ở thể khí, lực tương tác giữa các phân tử rất yếu nên các phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn.
+ Ở thể rắn, lực tương tác giữa các phân tử rất mạnh nên giữ được các phân tử ở các vị trí cân bằng xác định, làm cho chúng chỉ có thể dao động xung quanh các vị trí này.
+ Ở thể lỏng, lực tương tác giữa các phân tử lớn hơn ở thể khí nhưng nhỏ hơn ở thể rắn, nên các phân tử dao động xung quanh các vị trí cân bằng có thể di chuyển được.
32
+ Chất khí được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ, có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
+ Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao.
+ Khi chuyển động hỗn loạn, các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình gây nên áp suất của chất khí lên thành bình.
- Nêu được định nghĩa về chất khí lí tưởng: Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm được gọi là khí lí tưởng.
2.1.2. Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt
- Các thông số trạng thái để xác định trạng thái của một lượng khí: áp suất p, thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T.
- Phát biểu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt: Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độkhông đổi.
- Phát biểu nội dung và viết biểu thức định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỷ lệ nghịch với thể tích.
Biểu thức: p ~r hay pV= hằng số
- Vẽ được đường đẳng nhiệt: Trong hệ tọa độ (p, V) đường đẳng nhiệt là đường hypebol.
2.1.3. Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ
- Phát biểu được định nghĩa quá trình đẳng tích: Quá trình biến đổi trạng thái khi thểtích không đổi là quá trình đẳng tích.
- Phát biểu được nội dung và biểu thức định luật Sác-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
33
p~T = hằng số
- Vẽ được đường đẳng tích: Trong hệ tọa độ (p,T) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽđi qua gốc tọa độ.
2.1.4. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng
- Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng: r
= hằng số => r
= r
-Từ phương trình trạng thái khí lí tưởng, rút ra mối liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp: Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
p = p => r = r
2.2. Các kỹnăng cơ bản học sinh cần rèn luyện
- Vận dụng được các đặc điểm về khoảng cách giữa các phân tử, về chuyển động phân tử, tương tác phân tửđể giải thích các đặc điểm về thể tích và hình dạng của vật chất ở thể khí, thể lỏng, thể rắn.
- Vận dụng được phương pháp xử lí các số liệu thu được bằng thí nghiệm vào việc xác định mối liên hệ giữa p và V trong quá trình đẳng nhiệt, mối liên hệ giữa p và T trong quá trình đẳng tích.
- Vận dụng được các định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt, định luật Sác-lơ để giải các bài tập trong sách giáo khoa và các bài tập tương tự.
- Từ các phương trình của định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ xây dựng được phương trình trạng thái của khí lí tưởng và từ biểu thức của phương trình này viết được biểu thức đặc trưng cho các đẳng quá trình.
- Vận dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng để giải các bài tập trong sách giáo khoa và các bài tập tương tự.
34
- Kỹnăng phán đoán, suy luận: dựa vào nội dung của thuyết động học phân tử chất khí để có thể suy luận mối liên hệ giữa các đại lượng trong các đẳng quá trình.
3. Xây dựng hệ thống câu hỏi theo phương pháp trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT. nhiều lựa chọn chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT.
Ở đây chúng tôi soạn thảo một hệ thống câu hỏi TNKQNLC chương “Chất khí”, mỗi câu hỏi có 4 lựa chọn trong đó chỉ có một lựa chọn đúng. Các mồi được xây dựng trên sự phân tích những sai lầm của học sinh khi học xong chương này.
Hệ thống các câu hỏi này có thể để dùng làm bài kiểm tra 15 phút, 1 tiết hoặc các bài kiểm tra đầu giờ, cuối giờ để đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh sau khi học xong chương “Chất khí”.
Tùy mục đích kiểm tra và đối tượng kiểm tra mà giáo viên chọn số lượng và câu hỏi cụ thể nào. Thậm chí có thể dùng hệ thống câu hỏi như là các bài tập giao cho học sinh, giúp họ tự kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của bản thân.
Nghiên cứu về cách phân loại các hoạt động nhận thức vận dụng vào phạm vi nghiên cứu đề tài, chúng tôi chỉ quan tâm đến ba trình độ nắm vững tri thức: nhận biết (nhớ), hiểu và áp dụng trong trường hợp quen thuộc, vận dụng linh hoạt giải quyết vấn đề mới.
3.1. Bảng ma trận hai chiều liên hệ giữa nội dung kiến thức và cấp độ nhận thức
Do trình độ nhận thức còn hạn chế và thời gian nghiên cứu không cho phép nên tôi chỉ nghiên cứu những mục tiêu cơ bản phù hợp với yêu cầu cần đạt được khi dạy và học chương chất khí trong chương trình Vật lí 10. Các bài nghiên cứu được chia làm ba đơn vị kiến thức với mục tiêu như sau:
35 Mục tiêu cần đạt được Nhớ Hiểu Vận dụng 1. Cấu tạo chất - Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt gọi là phân tử. - Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng. - Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao. 2. Lực tương tác phân tử Các phân tử tương tác với nhau bằng lực hút hoặc lực đẩy. Khoảng cách giữa các phân tử nhỏ thì lực đẩy lớn hơn lực hút và ngược lại. 3. Các thể rắn, lỏng, khí - Ở thể khí, các phân tử ở xa nhau, lực tương tác yếu, chất khí không có thể tích và hình dạng riêng. Chất khí có thể tích chiếm toàn bộ bình chứa, có thể nén dễ dàng. - Ở thể rắn, các phân tử ở gần nhau, lực tương tác rất mạnh. Chất rắn có thể tích và hình dạng riêng xác định. 1.So sánh được sự khác nhau giữa cấu tạo phân tử chất rắn, chất khí và chất lỏng. - Chất khí: các phân tử ở xa nhau, lực tương tác yếu, chất khí không có thể tích và hình dạng riêng. Chất khí có thể tích chiếm toàn bộ bình chứa, có thể nén dễ dàng. - Chất rắn: các phân tử ở gần nhau, lực tương tác rất mạnh. Chất rắn có thể tích và hình dạng riêng xác định. - Chất lỏng: lực tương tác giữa các phân tử lớn hơn ở thể khí, nhưng nhỏ hơn thể rắn. Chất lỏng có thể tích xác định, có hình dạng của phẩn bình chứa nó.
36 - Ở thể lỏng, lực tương tác giữa các phân tử lớn hơn ở thể khí, nhưng nhỏ hơn thể rắn. Chất lỏng có thể tích xác định, có hình dạng của phẩn bình chứa nó.
4. Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí - Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng. - Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao. - Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình. 5. Khí lí tưởng Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm gọi là khí lí tưởng.
37 *Ba định luật về chất khí
Mục tiêu cần đạt được
Nhớ Hiểu Vận dụng
I. Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
1.Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái Trạng thái khí được xác định bằng 3 thông số: thể tích V, áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T. 2. Quá trình đẳng nhiệt Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt.
3. Phát biểu định luật Bôi-lơ- Ma-ri-ốt
Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. p r hay pV = hằng số Chú ý: Nếu gọi p1, V1 là áp suất và thể tích của một lượng khí ở trạng thái 1. p2, V2 là áp suất và thể tích của một lượng khí ở 1. Nhận biết được các đẳng quá trình: - Quá trình đẳng nhiệt: là quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí trong đó nhiệt độ độ được giữ nguyên không đổi. - Quá trình đẳng tích: là quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí trong đó thể tích được giữ nguyên không đổi. - Quá trình đẳng áp: là quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí trong đó áp suất được giữ nguyên không đổi.
2. Mối liên hệ của các thông số trạng thái trong các đẳng quá trình: - Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. - Vận dụng biểu thức của định luật Bôi- lơ-Ma-ri-ốt, định luật Sac- lơ, định luật Gay-Luy-xac và phương trình trạng thái của khí lí tưởng để xác định các thông số trạng thái chưa biết. Thông qua đó tìm một sốđại lượng cần tìm.
38 trạng thái 2.
Thì theo định luật Bôi-lơ-Ma- ri-ốt ta có:
p1V1 = p2V2
4. Đường đẳng nhiệt
Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt.