8. Cấu trúc của luận văn
2.3.6. Sử dụng bài tập định tính trong kiểm tra đánh giá theo hướng bồ
dưỡng tư duy logic cho học sinh
Dùng các bài kiểm tra để kiểm tra đánh giá kết quả học tập của các em để theo dõi, có biện pháp điều chỉnh để nâng cao chất luợng dạy hoc.
.II Mục tiêu
1. Kiến thức
Kiểm tra kiến thức của HS sau khi học xong phần “Nhiệt học”.
2. Kỹ năng
Kiểm tra kỹ năng vận dụng kiến thức, kỹ năng lập luận, kỹ năng sử dụng ngôn ngữ của HS, TDLG của HS sau khi học xong phần “Nhiệt học”.
3. Thái độ
- Có thái độ làm bài nghiêm túc, độc lập.
- Rèn đức tính cẩn thận, trung thực, kiên trì trong học tập.
III. Chuẩn bị
* GV: Đề và đáp án bài kiểm tra toàn bộ phần “Nhiệt học” gồm cả BTĐT và BTĐL. Cụ thể phân phối các chương như sau:
- Chương “Chất khí” (3 điểm): gồm 1 BTĐT (1 điểm) và 1 BTĐL (2 điểm) - Chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” (2 điểm): gồm 1 BTĐT (2 điểm) - Chương “Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể” (5 điểm): gồm 1 BTĐT (2 điểm) và 1 BTĐL (3 điểm)
* HS: Ôn lại kiến thức đã học.
IV. Tiến trình dạy học.
GV: Phát đề bài kiểm tra, theo dõi HS làm bài
HS: Nhận bài kiểm tra, nghiêm túc làm bài, hết giời nạp lại cho GV. GV: Thu bài của HS về nhà chấm và trả bài cho HS đúng tiến độ.
Nội dung đề kiểm tra:
Câu 1: Tại sao đường tan vào nước nóng nhanh hơn tan vào nước lạnh?
Câu 2: Một người muốn làm mát căn phòng của họ bằng cách đóng kín tất cả các cửa của căn phòng đó lại rồi mở cánh cửa tủ lạnh đặt trong phòng này ra. Em có tán thành cách làm mát phòng như thế này không? Vì sao?
Câu 3: Giải thích vì sao khi trời nóng ta ngâm mình trong nước lại thấy nước mát hơn không khí. Nhưng khi bước ra khỏi nước ta lại thấy không khí mát hơn nước?
Câu 4: Một lượng khí đựng trong một xilanh có pit-tông chuyển động được. Biết lượng khí này có áp suất 2 atm, thể tích 15 lít, nhiệt độ 270C. Khi pit-tông nén khí, áp suất của khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm còn 12 lít. Xác định nhiệt độ của khí nén lúc này?
Câu 5: Tính nhiệt lượng cần cung cấp để biến đổi 2,0 kg nước đá ở -200C thành hơi nước ở 1000C? Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.105 J/kg, nhiệt dung riêng của nước đá là 2090 J/kgK, nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kgK, nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106 J/kg.
Đáp án và thang điểm bài kiểm tra:
Câu Nội dung trả lời Điểm
1
Nhiệt độ càng cao các phân tử chuyển động càng nhanh → Trong nước nóng các phân tử nước và đường sẽ chuyển động nhanh hơn trong nước lạnh → sự khuếch tán của đường vào nước nóng nhanh hơn trong nước lạnh → đường tan vào nước nóng nhanh hơn tan vào nước lạnh.
1
2
Khi tủ lạnh hoạt động thì căn phòng trở thành nguồn nóng, còn buồng lạnh của tủ là nguồn lạnh. Bộ phận làm lạnh của tủ lạnh sẽ phải làm việc quá tải, nó nhân năng lượng từ nguồn điện biến thành nội năng. Do đã đóng cửa kín mít nên nội năng tụ lại làm cho nhiệt độ trong phòng tăng lên.
2
3 Nhiệt dung riêng của nước lớn nên nó nóng lên chậm hơn. Vì thế nước lạnh hơn không khí → khi trời nóng ta ngâm mình trong nước lại thấy nước mát hơn không khí. ... Khi ra khỏi nước, những giọt nước trên cơ thể bị bay hơi lấy đi
một phần nhiệt của cơ thể nên ta cảm thấy không khí lạnh hơn nước. ... 1 4 Áp dụng PTTT khí lý tưởng, Ta có: 1 1 2 2 2 2 1 2 1 2 1 1 . . 3,5.12.300 420( ) 2.15 p V p V p V T T K T = T ⇒ = p V = = ...
Vậy nhiệt độ của khí nén là 420K hay 420 – 270 = 150 0C...
1 1
5
Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nước từ 20oC lên 0oC:
Q1= mc1∆t1 ... Nhiệt lượng cần cung cấp để hoá lỏng hoàn toàn nước đá:
Q2 = λm ... Nhiệt lượng cần cung cấp để chuyển nước từ 0oC lên 100oC: Q3 = mc2∆t2 ... Nhiệt lượng cần cung cấp để nước hoá hơi hoàn toàn:
Q4 = Lm ... Nhiệt lượng tổng cộng:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = mc1∆t1 + λm + mc2∆t2 + Lm ... = 2.2090.(0+20) + 3,4.105.2 + 2.4180.(100-0) + 2,3.106.2 = 6199600 (J) ... Vậy nhiệt lượng cần cung cấp để biến đổi 2,0 kg nước đá ở -200C thành hơi nước ở 1000C là 6199600 J. 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Kết luận chương 2
Trên cơ sở nghiên cứu nội dung, chương trình phần “Nhiệt học” - Vật lý 10 THPT, xuất phát từ tầm quan trọng của nhiệm vụ bồi dưỡng TDLG cho HS và chức năng quan trọng của BTĐT trong việc thực hiện nhiệm vụ này, chúng tôi xây dựng, tuyển chọn được một hệ thống gồm 80 BTĐT phủ kín nội dung toàn
bộ phần “Nhiệt học” Vật lý 10 THPT, trong đó có 20 BTĐT bồi dưỡng ngôn ngữ cho HS, 20 BTĐT bồi dưỡng và phát triển các thao tác tư duy cho HS, 20 BTĐT bồi dưỡng kỹ năng suy luận logic cho HS và 20 BTĐT bồi dưỡng kỹ năng phân tích bản chất Vật lý cho HS.
Mỗi bài tập đều có các câu hỏi định hướng tư duy nhằm hướng dẫn HS xây dựng chuỗi suy luận logic. Thiết kế được 6 tiến trình dạy học sử dụng hệ thống BTĐT đã soạn. Trong các tiến trình này BTĐT được đưa ra một cách có chủ định sao cho HS lĩnh hội kiến thức hiệu quả nhất, đồng thời bồi dưỡng kỹ năng sử dụng ngôn ngữ Vật lý, bồi dưỡng và phát triển các thao tác tư duy, kỹ năng suy luận logic, kỹ năng phân tích bản chất Vật lý, từ đó bồi dưỡng TDLG cho HS. Các tiến trình này được đưa vào thực nghiệm sư phạm để kiểm tra, đánh giá tính khả thi trong việc bồi dưỡng TDLG cho HS.
Chương 3
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành nhằm mục đích kiểm nghiệm tính khả thi và tính hiệu quả của hệ thống bài tập đã xây dựng. Trên cơ sở đó, kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài nghiên cứu: “Xây dựng và sử dụng hệ thống
bài tập định tính phần “Nhiệt học” Vật lý lớp 10 THPT nhằm bồi dưỡng TDLG cho học sinh” đó là:
Nếu xây dựng được một hệ thống BTĐT phần “Nhiệt học” theo hướng bồi dưỡng TDLG cho HS và sử dụng chúng trong dạy học như các các biện pháp đã đề xuất một cách phù hợp thì sẽ góp phần bồi dưỡng TDLG cho HS, từ đó nâng cao chất lượng dạy học phần này nói riêng và chất lượng dạy học ở trường THPT nói chung.
3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
- Lên kế hoạch thực nghiệm sư phạm.
- Khảo sát điều tra cơ bản để chọn lớp thực nghiệm (TN) và lớp đối chứng (ĐC), chuẩn bị các điều kiện cần thiết, phù hợp với công tác thực nghiệm sư phạm.
- Dạy học theo các kế hoạch dạy học đã thiết kế.
- Kiểm tra khả năng lĩnh hội và thực hiện các thao tác tư duy, các phép suy luận logic và khả năng trình bày ngôn ngữ của HS. So sánh kết quả học tập của HS ở lớp TN và lớp ĐC. Qua đó đánh giá xem các phương án dạy học có sử dụng BTĐT đã được thiết kế có giúp bồi dưỡng TDLG cho HS hay không?
- Qua các tiết dạy, đánh giá thái độ của HS đối với các bài dạy đã được thiết kế, xem HS có hứng thú hay không? HS có nắm vững kiến thức và năng lực TDLG có được nâng lên không? Từ đó đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc xây dựng và sử dụng hệ thống BTĐT dạy học phần “Nhiệt học” Vật lý 10 THPT trong việc bồi dưỡng TDLG cho HS đồng thời góp phần nâng cao chất lượng dạy học.
3.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Thực hiện thực nghiệm giảng dạy HS lớp 10C2 thuộc trường THPT Nguyễn Sỹ Sách - Thanh Chương - Nghệ An. Đây là lớp học chương trình Vật lý 10
THPT có chủ đề tự chọn bám sát. Đa số HS có lực học trung bình và trung bình khá về môn tự nhiên.
3.4. Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm
Giảng dạy phần “Nhiệt học” - Vật lý 10 bao gồm phần lý thuyết và bài tập: * Phần lý thuyết: Nội dung giảng dạy phần lý thuyết ở hai lớp thực nghiệm và đối chứng được thực hiện theo chương trình sách giáo khoa Vật lí lớp 10 THPT hiện hành.
* Phần bài tập:
- Lớp thực nghiệm: Cho HS sử dụng bài tập định tính đã chuẩn bị theo hướng bồi dưỡng TDLG cho HS trong dạy học các tiết học chính khóa, dạy học tự chọn và ra bài tập về nhà.
- Lớp đối chứng: Trong dạy học các tiết học chính khóa và dạy học tự chọn không sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng mà sử dụng các bài tập SGK và bài tập trong sách bài tập cho HS. Sau đó cũng ra bài tập về nhà như lớp thực nghiệm.
* Số lượng bài tập, đề bài tập cũng như các bài kiểm tra của cả hai lớp đối chứng và thực nghiệm là như nhau.
3.5. Nội dung thực nghiệm sư phạm
3.5.1. Chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm
Vấn đề quan trọng có ảnh hưởng đến kết quả thực nghiệm là việc lựa chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm. Do đó, chúng tôi lựa chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm có sĩ số bằng nhau, đều học chương trình vật lý 10 THPT và có trình độ gần tương đương nhau.
Chọn lớp thực nghiệm giảng dạy HS lớp 10C2 có 38 HS và chọn lớp đối chứng là lớp 10C3 có 38 HS, cả hai lớp đều thuộc trường THPT Nguyễn Sỹ Sách - Thanh Chương - Nghệ An. Đây là hai lớp đều học chương trình Vật lý 10 THPT có chủ đề tự chọn bám sát. Trình độ của lớp thực nghiệm và lớp đối
chứng là tương đương nhau. Đa số HS có lực học trung bình và trung bình khá về môn tự nhiên.
3.5.2. Các bước chuẩn bị cho việc thực nghiệm sư phạm
- Xây dựng hệ thống BTĐT và thiết kế các kế hoạch dạy học thực nghiệm sử dụng hệ thống BTĐT đó.
- Gặp ban lãnh đạo nhà trường trao đổi về mục đích thực nghiệm sư phạm và xin phép cho triển khai kế hoạch thực nghiệm sư phạm.
- Thực nghiệm sư phạm được tiến hành trong thời gian 2 tháng, bắt đầu từ giữa học kì II năm học 2014 - 2015.
+ Thực hiện dạy các kế hoạch dạy học đã thiết kế có sử dụng BTĐT một cách có chủ định đối với lớp thực nghiệm 10 C2.
+ Đối với lớp 10 C3 thì thực hiện theo cách dạy truyền thống.
3.6. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
3.6.1. Đánh giá định tính
Qua thực tế giảng dạy và kết quả từ các bài kiểm cho thấy: - Đối với lớp thực nghiệm:
+ HS lớp TN 10 C2 khả năng lĩnh hội kiến thức của các em trong các tiết học được nâng lên rõ rệt. BTĐT xuất phát từ thực tiễn đời sống gây được sự chú ý của tất cả các đối tượng HS, tạo nên được sự hứng thú, lôi cuốn các em tham gia xây dựng bài. Trong quá trình học các em tự tin hơn khi giải các bài tập, lời giải được trình bày logic chặt chẽ, lập luận có căn cứ và thời gian làm bài cũng nhanh hơn.
+ Chúng tôi đã sử dụng các câu hỏi để củng cố kiến thức cuối tiết, thì thấy các em đã trả lời đúng nhiều hơn, diễn đạt khá mạch lạc và rõ ràng. Điều đó chứng tỏ HS hiểu và nắm vững kiến thức hơn, ngôn ngữ và TDLG của HS được nâng lên.
- Đối với lớp đối chứng: Các em giải bài tập một cách tự phát, nhiều em khi trình bày lời giải còn lúng túng trong cách dùng ngôn ngữ, lập luận thường thiếu, không chặt chẽ, trình bày không rõ ràng.
3.6.2. Đánh giá định lượng
Sau khi tổ chức cho HS làm bài kiểm tra ở hai khối thực nghiệm và đối chứng chúng tôi tiến hành chấm bài và xử lí kết quả thu được theo các phương pháp thống kê toán học.
- Điểm của HS i là xi. Điểm kiểm tra được làm tròn đến 1 điểm. - Bảng phân phối thực nghiệm: số HS đạt điểm xi.
- Bảng phân phối tần suất: số % HS đạt điểm xi. - Bảng bảng lũy tích: số % HS đạt điểm ≤ xi.
- Tính các tham số thống kê: X, S2,S, V theo các công thức: + Điểm trung bình của các bài kiểm tra:
10 1 1 x i i i X f n = = ∑
(với f : số HS đạt điểm xi, n là số HS tham gia bài kiểm tra) + Phương sai: 2 2 (x ) 1 i i f X S n − = − ∑ + Độ lệch chuẩn: (x )2 1 i i f X S n − = − ∑ + Hệ số biến thiên: X S V = .100%
( V: cho biết mức độ phân tán của số liệu)
Sau khi kiểm tra ở hai lớp thực nghiệm và đối chứng chúng tôi thu thập và xử lý số liệu theo phương pháp thống kê toán học.
Sau đây chúng tôi trình bày việc xử lý kết quả:
Bảng 3.1. Bảng phân phối thực nghiệm số HS đạt điểm xi
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ĐC 0 0 2 3 3 6 8 7 4 4 1
TN 0 0 0 1 2 4 6 8 8 6 3
Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất: số % HS đạt điểm xi Lớp Số % HS đạt điểm xi 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC 0 0 5.3 7.9 7.9 15.8 21.1 18.4 10. 5 10. 5 2.6 TN 0 0 0 2.6 5.3 10.5 15. 8 21.1 21.1 15. 8 7.9 Điểm xi
Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân phối tần suất: số % HS đạt điểm xi
Bảng 3.3. Bảng lũy tích: số % HS đạt điểm ≤ xi Lớp Số % HS đạt điểm xi trở xuống 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC 0 0 5.3 13.2 21.1 36.8 57.9 76.3 86. 6 97.4 100 TN 0 0 0 2.6 7.9 18.4 34.2 55.3 76.3 92.1 100 Bảng 3.4. Bảng tham số thống kê Lớp Số HS X S2 S V (%) ĐC 38 6,05 4,11 2,03 33,48 TN 38 7,13 3,09 1,76 26,65
Dựa vào những tham số đã tính toán ở trên, đặc biệt từ bảng tham số thống kê (Bảng 3.4) và đường luỹ tích (Biểu đồ 3.3) có thể rút ra kết luận sơ bộ:
- Điểm trung bình của các bài kiểm tra của HS lớp thực nghiệm (7,13) cao hơn so với HS ở lớp đối chứng (6,05).
- Đường luỹ tích ứng với lớp thực nghiệm nằm về phía dưới đường luỹ tích lớp đối chứng.
- Hệ số biến thiên của lớp thực nghiệm (26,65%) thấp hơn so với lớp đối chứng (33,48%) cho thấy mức độ phân tán khỏi điểm trung bình của lớp thực nghiệm nhỏ hơn mức độ phân tán của lớp đối chứng.
Như vậy kết quả học tập của lớp thực nghiệm cao hơn kết quả học tập của lớp đối chứng.
Qua tính toán và phân tích kết quả ở trên, chúng tôi thấy rằng điểm trung bình cộng của lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng. Kết quả này có phải do ngẫu nhiên không? Hay do áp dụng tiến trình dạy học đem lại?
Để trả lời câu hỏi trên, cần phải tiến hành phép kiểm định các giả thiết thống kê với mức ý nghĩa α (với sai số là α).
- Giả thuyết H0: XTN = X ĐC giả thuyết thống kê (kết quả ở trên là ngẫu nhiên) - Giả thuyết H1: XTN>X ĐC đối giả thuyết thống kê (kết quả sử dụng BTĐT cho tiến trình dạy học phần "Nhiệt học" hiệu quả hơn sử dụng phương pháp truyền thống là tất yếu).
Để tiến hành kiểm định, chúng tôi Dùng phương pháp kiểm định S-Student để kiểm định về sự khác nhau giữa hai điểm trung bình của học sinh ở hai lớp thực nghiệm và đối chứng.
Giá trị đại lượng kiểm định t được tính theo công thức: 2 2
TNĐC TNĐC TNĐC X X t S S n n − = + Ta đã biết: XTN =7,13; XĐC =6,05; STN= 1,76; SĐC =2,03; nTN =38; nĐC =38;