8. Cấu trúc của luận văn
2.3.1. Sử dụng bài tập định tính trong bài học xây dựng kiến thức mới theo
hướng bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh
Các BTĐT có thể dùng để kiểm tra kiến thức xuất phát, tạo tình huống có vấn đề, tạo thành chuỗi vấn đề nhận thức dẫn dắt HS tìm ra kiến thức mới, khắc sâu kiến thức vừa học, củng cố kiến thức vừa học và hơn nữa là rèn luyện TDLG cho HS.
Các BTĐT được tiến hành trong suốt tiết học để tạo sự tập trung trong cả tiết học.
Dưới đây là kế hoạch dạy học được thiết kế theo tinh thần nêu trên.
Bài 28. CẤU TẠO CHẤT.
THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ I. Ý tưởng sư phạm
Ý nghĩa của Cấu tạo chất và Thuyết động học phân tử chất khí được ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống và trong kĩ thuật. Nội dung bài học mang tính định tính cao. Do đó, khi dạy bài “Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí”, GV có thể dùng nhiều BTĐT rất gần gũi với đời sống và kĩ thuật kết hợp với các hình ảnh liên quan … để các em dễ dàng hình dung nhằm tạo sự hứng thú cho các em HS, qua đó cũng nhằm giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS, giáo dục thế giới quan duy vật biện chứng cho HS, nhất là bồi dưỡng TDLG cho HS.
- Khi thiết kế tiến trình dạy học chúng tôi muốn HS tham gia vào việc chiếm lĩnh kiến thức bằng việc giải các BTĐT được GV đưa ra một cách có chủ định.
- Khi trả lời các BTĐT đó bắt buộc HS phải thực hiện các thao tác tư duy, phép suy luận logic, diễn đạt câu trả lời bằng ngôn ngữ nói hặc viết. Điều này giúp HS lĩnh hội kiến thức hiệu quả hơn, đồng thời tạo điều kiện phát triển ngôn ngữ, rèn luyện các thao tác tư duy, các kỹ năng suy luận logic và phân tích bản chất Vật lý cho HS, qua đó bồi dưỡng TDLG cho HS.
- BTĐT được đưa vào kế hoạch dạy học với các chức năng:
+ Kiểm tra kiến thức xuất phát: Em hiểu gì về cấu tạo chất? (HS nhắc lại kiến thức đã học về cấu tạo chất)
+ Bồi dưỡng ngôn ngữ cho HS: BT 2, BT 3
+ Bồi dưỡng và phát triển các thao tác tư duy: BT Vì sao khi pha nước chanh, người ta làm cho đường tan trong nước rồi mới bỏ đá lạnh vào? Bỏ đá lạnh vào trước rồi bỏ đường sau có được không? (ví dụ đã trình bày trong chương 1).
+ Bồi dưỡng kỹ năng suy luận logic: BT 41
II. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Phát biểu được các nội dung về cấu tạo chất.
- Nêu và hiểu được nội dung cơ bản về thuyết động học phân tử chất khí. - Nêu được định nghĩa của khí lí tưởng.
2. Kỹ năng
- Vận dụng được các đặc điểm về khoảng cách giữa các phân tử, về chuyển động phân tử, tương tác phân tử, để giải thích các đặc điểm về thể tích và hình dạng của vật chất ở thể khí, thể lỏng, thể rắn một cách logic, chặt chẽ.
3. Thái độ
- Tích cực hợp tác trong học tập, niềm yêu thích môn học. - Khả năng làm việc tự lực, chủ động chiếm lĩnh kiến thức. - Quan niệm thế giới quan duy vật biện chứng.
1. Giáo viên:
- Dụng cụ để làm thí nghiệm ở hình 28.3 SGK (nếu có).
- Mô hình mô tả sự tồn tại của lực hút và lực đẩy phân tử và hình 28.4 SGK.
2. Học sinh:
- Ôn lại kiến thức đã học về cấu tạo chất đã học ở trung học cơ sở.
IV. Tiến trình dạy - học
Hoạt động 1: Tìm hiểu cấu tạo chất (15 phút).
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
Hỏi: Em hiểu gì về cấu tạo chất? Tổ chức cho HS ôn lại những kiến thức đã học về cấu tạo chất.
Hỏi: Nêu những đặc điểm về cấu tạo chất đã học ở lớp 8. Lấy ví dụ minh hoạ về các đặc điểm đó?
Hỏi: Vì sao quả bóng cao su, sau khi bơm căng, buộc chặt vẫn bị xẹp dần? (BT 3).
GV: Gợi ý theo hệ thống câu hỏi: - Các từ “bơm căng”; “buộc chặt”; “xẹp dần” có nghĩa là gì?
- Theo thuyết động học phân tử, vật chất được cấu tạo như thế nào? - Khi “bơm căng” khoảng cách đó thay đổi thế nào?
- Các phân tử khí có chuyển động nhiệt không?
Cá nhân trình bày những hiểu biết của mình về cấu tạo chất.
Thảo luận, ôn lại những kiến thức đã học về cấu tạo chất.
Cá nhân nêu các đặc điểm về cấu tạo chất.
Lấy ví dụ minh hoạ cho từng đặc điểm.
Thảo luận để tìm câu trả lời.
HS lần lượt trả lời các câu hỏi gợi ý của GV
TL: Quả bóng cao su nhìn bề ngoài có vẻ như dính liền, nhưng giữa các phân tử của chất làm bóng vẫn có khoảng cách. Khi bơm căng, khoảng cách này tăng lên đủ lớn, áp suất trong quả bóng
- Từ đó em hãy trả lời bài tập?
Hỏi: Vì sao một cốc nước đã đầy tràn vẫn nhận thêm được một thìa muối ăn? (BT 41).
GV: Gợi ý theo hệ thống câu hỏi: - Ta biết rằng một ống lạc đầy vẫn nhận thêm được một ít vừng;... Em hãy so sánh sự tương tự giữa các hiện tượng trên?
- Cốc nước đã đầy tràn, đổ thêm một thìa con muối ăn, nước không bị tràn ra, thể tích tăng thêm không? Vậy các hạt muối đó mất đi đâu? Nước và muối được cấu tạo như thế nào?
lớn nên các phân tử không khí chuyển động nhiệt hỗn loạn có thể xen vào các khoảng cách đó và thoát ra ngoài.
Thảo luận để tìm câu trả lời.
HS lần lượt trả lời các câu hỏi gợi ý của GV
TL: Nước có cấu tạo từ các phân tử, giữa chúng có khoảng cách. Các phân tử muối len lỏi vào các khoảng trống của các phân tử nước. Đó là nguyên nhân của hiện tượng trên.
Hoạt động 2: Tìm hiểu lực tương tác phân tử (7 phút).
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
Đặt vấn đề: Tại sao các vật vẫn giữ được hình dạng và kích thước dù các phân tử cấu tạo nên vật luôn chuyển động.
Giới thiệu về lực tương tác phân tử. Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1 và C2 SGK.
GV gợi ý:
C1: mặt đáy phẳng được mài nhẵn, tiếp xúc với nhau thì khoảng cách
Thảo luận để tìm cách giải quyết vấn đề do thầy cô đặt ra.
Cá nhân tiếp thu và ghi nhớ. Thảo luận tìm câu trả lời C1.
giữa các phân tử lớn hay nhỏ? Lực tương tác phân tử thế nào? Nếu hai mặt không được mài nhẵn thì thế nào?
Tương tự lập luận trả lời C2.
Hoạt động 3: Tìm hiểu đặc điểm các thể rắn, lỏng, khí (10 phút) .
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
Hỏi: Các chất có thể tồn tại ở những thể (còn gọi là trạng thái) nào? Lấy ví dụ?
Hỏi: Nguyên nhân dẫn đến những đặc điểm khác biệt giữa các thể rắn, lỏng, khí?
Nhận xét nội dung học sinh trình bày.
Nêu và phân tích các đặc điểm về khoảng cách phân tử, chuyển động nhiệt và tương tác phân tử của các trạng thái cấu tạo chất.
Lưu ý với HS, ngoài 3 trạng thái trên, vật chất còn tồn tại ở trạng thái plasma. Cho HS đọc thêm phần Em có biết? ở SGK
Cá nhân trả lời: thể rắn, thể lỏng, thể khí Ví dụ: nước đá, nước, hơi nước...
Đọc SGK, trả lời câu hỏi của GV.
Nghe và tìm hiểu kiến thức ở SGK.
Hoạt động 4: Tìm hiểu thuyết động học phân tử chất khí (10 phút) .
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
Yêu cầu HS tự đọc SGK và nêu tóm tắt nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí?
Đọc sgk, tìm hiểu và trình bày các nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí.
Nhận xét nội dung học sinh trình bày.
Hỏi: Vì sao chất khí gây áp suất lên thành bình?
Gợi ý để học sinh giải thích:
Hỏi: Vì sao khi pha nước chanh, người ta làm cho đường tan trong nước rồi mới bỏ đá lạnh vào? Bỏ đá lạnh vào trước rồi bỏ đường sau có được không?
Gợi ý để học sinh trả lời:
- Tốc độ tan của đường phụ thuộc vào yếu tố nào?
- Tốc độ chuyển động của các phân tử phụ thuộc vào nhiệt độ như thế nào?
Nêu và phân tích khái niệm khí lí tưởng.
Giải thích vì sao chất khí gây áp suất lên thành bình.
Thảo luận nhóm để trả lời BT.
HS lần lượt trả lời các câu hỏi gợi ý của GV
TL: Nhiệt độ càng cao các phân tử chuyển động càng nhanh nên dễ hoà tan hơn. Nếu bỏ đá vào nước, nhiệt độ của nước bị hạ thấp nên làm quá trình hoà tan của đường diễn ra chậm hơn.
Nhận xét về những yếu tố bỏ qua khi xét bài toán về khí lí tưởng.
Hoạt động 4: Củng cố và giao nhiệm vụ về nhà (3 phút).
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Yêu cầu học sinh tóm tắt lại những kiến thức cơ bản đã học trong bài. Yêu cầu HS làm BT 2, BT 21.
BT 2: Phương pháp làm tan cacbon vào thép trong luyện kim dựa trên phương diện vật lý nào?
Tóm tắt những kiến thức cơ bản. Ghi nhận trạng thái plasma.
HS làm BT 2: Khi nhiệt độ tăng cao, các phân tử cacbon khuếch tán vào lớp mặt ngoài của thép.
Yêu cầu học sinh về nhà trả lời các
câu hỏi và làm các bài tập SGK. Chi các câu hỏi và bài tập về nhà.
2.3.2. Sử dụng bài tập định tính trong bài học bài tập Vật lý theo hướng bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh
Khi thiết kế kế hoạch dạy học bài tập chúng tôi sử dụng các BTĐT một cách có chủ định nhằm góp phần bồi dưỡng cho HS cách lập luận, khắc sâu bản chất các sự vật hiện tượng và có thể tự lực giải bài tập.
Nếu nội dung kiến thức cần củng cố định lượng thấp thì không thể dùng bài tập định lượng để khắc sâu kiến thức. Trong trường hợp này thì BTĐT lại hoàn toàn có thể làm tốt điều đó.
Nếu nội dung kiến thức định lượng cao thì kế hoạch dạy học bài tập phải có các bài tập định lượng. Tuy nhiên, nếu bài tập định lượng đơn giản sẽ khó khắc sâu kiến thức. Do đó cần phải có những BTĐT làm cơ sở cho bài tập định lượng phức tạp giúp HS khắc sâu bản chất sự vật hiện tượng cả về mặt định tính và định lượng.
Dưới đây là kế hoạch dạy học bài tập thiết kế theo tinh thần trên.
Bài tập thuộc phần kiến thức “Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình” và “Sự nở vì nhiệt của vật rắn”
I. Ý tưởng sư phạm
- Sau khi học xong bài 34 “Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình” và bài 36 “Sự nở vì nhiệt của vật rắn” HS đã được học các kiến thức về cấu tạo của chất rắn, sự nở dài, sự nở khối, công thức tính nở dài, nở khối, ứng dụng của hiện tượng nở vì nhiệt trong kỹ thuật. Do đó, bài tập được lựa chọn phải củng cố các kiến thức trên.
- Các kiến thức trong bài mang tính định lượng và cả định tính. Tỉ trọng giữa chúng có thể xem là bằng nhau. Vì thế, các bài tập phải củng cố cả mặt định tính và mặt định lượng, tạo điều kiện để HS tiếp cận với các hiện tượng trong đời sống và kỹ thuật có liên quan đến cấu tạo và sự nở vì nhiệt của vật rắn.
BTĐT được đưa vào kế hoạch dạy học với các chức năng: + Bồi dưỡng ngôn ngữ cho HS: BT 7
+ Bồi dưỡng và phát triển các thao tác tư duy: BT 31 + Bồi dưỡng kỹ năng suy luận logic : BT 51; BT53
+ Bồi dưỡng kỹ năng phân tích bản chất vật lý: BT 69, BT 70.
II. Mục tiêu
1. Kiến thức:
- Củng cố, khắc sâu các kiến thức về cấu tạo chất rắn, các đặc điểm của chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình; và sự nở vì nhiệt của vật rắn.
- Củng cố, khắc sâu các kiến thức về sự nở vì nhiệt của vật rắn.
2. Kỹ năng:
- Rèn luyện kỹ năng sử dụng các kiến thức của cấu tạo chất rắn và sự nở vì nhiệt để giải thích các hiện tượng liên quan một cách logic, chặt chẽ. Sử dụng ngôn ngữ khoa học chính xác. Qua đó bồi dưỡng TDLG cho HS.
- Rèn luyện kỹ năng sử dụng các công thức sự nở vì nhiệt để giải một số bài tập định lượng.
3. Thái độ:
- Tích cực hợp tác trong học tập, niềm yêu thích môn học.
III. Chuẩn bị
- GV: phát phiếu học tập cho HS với đề các bài tập trên.
- HS: Xem lại kiến thức của các bài 34, 36 và làm các bài tập mà GV đã giao.
IV. Tiến trình dạy học
Hoạt động 1: Hệ thống hóa kiến thức liên quan (10 phút)
GV: Nêu các câu hỏi để hệ thống các kiến thức đã học có liên quan
Câu 1. Phân biệt chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình? Hãy nêu tính chất của chúng?
Câu 2. Phân biệt chất rắn đơn tinh thể và chất rắn đa tinh thể?
Câu 4. Sự nở dài là gì? Sự nở khối là gì? Viết các công thức sự nở dài và sự nở khối của vật rắn?
HS Trả lời các câu hỏi của GV
GV: Ghi tóm tắt các câu trả lời lên bảng
Hoạt động 2: Giải các bài tập (30 phút)
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
GV Nêu BT 7 Cho HS suy nghĩ
Tính chất của chất rắn Biến dạng
Biến dạng dẻo Biến dạng đàn hồi
Sự nở vì nhiệt Sự nở dài ∆l = l – l0 = l0 ∆t Sự nở khối ΔV = V - V0 = βV0∆t Hiện tượng nở vì nhiệt trong kỹ thuật Biến cơ dạng là sự thay đổi
kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của ngoại lực. Chất rắn Chất rắn kết tinh Chất rắn vô định hình - Có cấu trúc tinh thể. - Có nhiệt độ nóng chảy xác định. Không có cấu trúc tinh thể, do đó không có dạng hình học xác định, không có nhiệt độ nóng chảy (đông đặc) xác định. Có tính đẳng hướng
Chất đa tinh thể Chất đơn tinh thể Có tính dị hướng
BT 7: Tại sao các thầy thuốc khuyên là không nên uống nước lạnh ngay sau khi ăn thức ăn nóng?
GV gợi ý:
- Giải thích các từ “uống nước lạnh ngay sau khi ăn thức ăn nóng”?
- Tính chất dẫn nhiệt của men răng như thế nào?
- Khi các phần của răng co, dãn không đều sẽ gây ra hậu quả gì?
GV gọi HS đứng tại chỗ hoàn chỉnh câu trả lời
GV Nêu BT 31 Cho HS suy nghĩ
BT 31: Tại sao kim cương và than chì đều có cấu tạo từ nguyên tử cacbon, nhưng chúng lại có tính chất vật lí khác nhau?
GV gợi ý: Cấu trúc tinh thể của chúng như thế nào?
GV Nêu BT 70 Cho HS suy nghĩ
BT 70: Giải thích tại sao cái đinh ốc bằng thép dễ vặn vào cái đai ốc bằng đồng khi hơ nóng cả hai, còn khi nguội lại rất khó tháo ra?
GV gợi ý: So sánh sự nở vì nhiệt của đồng và thép?
HS suy nghĩ, thảo luận và trả lời BT
HS lần lượt trả lời các câu hỏi gợi ý của GV
TL: Khi ăn thức ăn nóng, các phần của răng dãn ra. Nếu uống lạnh ngay thì phần men răng bên ngoài co lại đột ngột so với phần bên trong (răng dẫn nhiệt kém) nên làm nứt men răng. HS suy nghĩ, thảo luận và trả lời BT
HS dựa vào gợi ý của GV, trả lời BT
HS suy nghĩ, thảo luận và trả lời BT
HS dựa vào gợi ý của GV, trả lời BT TL: Vì hệ số dãn nở nhiệt của đồng lớn hơn thép. Khi hơ nóng, đai ốc
GV gọi HS lên bảng trình bày lập luận của mình.
GV cho HS khác nhận xét BT 70