8. Cấu trúc luận văn
3.5. Phân tích và đánh giá kết quả TNSP
3.5.1. Tiêu chí để đánh giá [21], [27]
- Đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy học đã thiết kế + Căn cứ số câu HS trả lời đúng
+ Căn cứ vào đề xuất, dự đoán, thiết kế phương án thí nghiệm, thao tác, kỹ năng tiến hành thí nghiệm của HS.
+ Căn cứ vào thời gian thức hiện tiến trình.
- Đánh giá biểu hiện tích cực, tự chủ sáng tạo của HS khi tham gia hoạt động theo các giai đoạn của PPTN.
+ Hoạt động nhóm: các thành viên đều có nhiệm vụ, sẵn sàng thảo luận, đưa ra ý kiến thống nhất.
+ Hoạt động cá nhân:
* HS luôn suy nghĩ độc lập để đưa ra dự đoán, đề xuất ý kiến và phương án riêng. HS đưa ra các mô hình (giả thuyết), phương án thí nghiệm kiểm tra theo sơ đồ TN.
* HS tập trung chú ý, tự giác tham gia thực hiện các nhiệm vụ học tập. * HS trả lời đúng các câu hỏi theo yêu cầu ghi nhớ kiến thức trong giờ học.
* HS vận dụng kiến thức giải bài tập và giải thích các hiện tượng thực tế.
- Đánh giá kết quả học tập của HS.
Từ kết quả kiểm tra của HS, chúng tôi sử dụng phương pháp thống kê để xử lí và phân tích kết quả TN.
+ Phân tích các tham số đặc trưng.
+ So sánh kết quả từ đồ thị phân bố tần suất và tần suất tích lũy.
3.5.2. Diễn biến quá trình TNSP
3.5.2.1. Bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt”
a) Đơn vị kiến thức 1: Khái niệm các thông số trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái. Khái niệm quá trình đẳng nhiệt.
Chúng tôi cho HS đọc sách và giải thích để các em nắm được các khái niệm này. Các em đã trả lời được các đại lượng đặc trưng cho trạng thái của một lượng khí xác định và khái niệm quá trình đẳng nhiệt khá chính xác.
b) Đơn vị kiến thức 2: Xây dựng và vận dụng định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ôt phỏng theo PPTN
Hoạt động 1: Thực hiện thí nghiệm mở đầu để xác lập vấn đề nghiên cứu, dự đoán diễn biến hiện tượng và xác lập mối quan hệ
Chúng tôi cho HS thực hiện thí nghiệm mở đầu: bịt ngón trỏ vào đầu bơm kim tiêm đã chuẩn bị trước, dùng tay còn lại ấn cho piston từ từ dịch chuyển
trong xylanh. Các em thực hiện khá sôi nổi. Nhưng khi đặt câu hỏi tại sao lại có lực tác dụng lên piston và có chiều chống lại chiều chuyển động của piston thì các em lúng túng. Chúng tôi phải gợi ý từng bước để các em khám phá ra câu trả lời. Sau khi diễn giải, khái quát lại, đa số các em đã hiểu được.
Chúng tôi giới thiệu ví dụ về bơm xe đạp và đặt câu hỏi về điều kiện về nhiệt độ trong các thí nghiệm, mối quan hệ sơ nét giữa áp suất với thể tích thì thấy các em trả lời đều đúng.
Hoạt động 2: Xây dựng giả thuyết
Chúng tôi đặt câu hỏi để hướng HS xây dựng giả thuyết: Theo thuyết động động học phân tử chất khí, nếu nhiệt độ không đổi mà thể tích tăng thì mật độ phân tử khí sẽ như thế nào? Suy ra áp suất chất khí lên thành bình tăng hay giảm?. Trong lớp chỉ có vài em giơ tay phát biểu. Với những gợi ý thì các em cũng trả lời được.
Hoạt động 3: Từ giả thuyết, suy luận toán học để tìm ra mối quan hệ định lượng giữa các đại lượng vật lý
Chúng tôi cho HS tìm mối liên hệ giữa p và V biểu diễn qua hệ thức toán học. Các em trả lời như dự kiến và cho rằng hệ quả này có thể quan sát, đo lường trực tiếp được.
Hoạt động 4: Xây dựng và tiến hành thí nghiệm khảo sát, kiểm chứng giả thuyết:
Chúng tôi yêu cầu HS xây dựng và thực hiện một phương án thí nghiệm thông qua các câu hỏi gợi ý và hương dẫn. Các em đã đề xuất phương án, các bước thí nghiệm thỏa yêu cầu đặt ra nhưng còn thiếu sót. Chúng tôi nhận xét, điều chỉnh và bổ sung các bước thí nghiệm mà HS đã nêu.
Khi cho HS thực hiện thí nghiệm, các em thực hiện khá sôi nổi, nhanh nhẹn. Nhưng khi chúng tôi đặt câu hỏi: nếu ta dừng thực nghiệm tại đây và suy ra mối liên hệ giữa áp suất và thể tích thì đã chính xác và đầy đủ chưa? Thì lớp lúng túng, vài em nói là đã đầy đủ.
độ cao hơn thì các em trả lời được là ta có thể nhúng ống A vào một chậu nước. Trong chậu có điện trở để tăng nhiệt độ. Giữ nhiệt độ không đổi trong suốt quá trình thí nghiệm. Tiến hành thí nghiệm với các bước giống với thí nghiệm ban đầu.
Tôi nhận xét, điều chỉnh và bổ sung các bước thí nghiệm mà HS đã nêu thì các em đều hiểu. Các em phối hợp với nhau để tiến hành thí nghiệm chuẩn xác.
Chúng tôi yêu cầu HS cho biết mối liên hệ cụ thể và rút ra biểu thức giữa p và V từ việc xử lí số liệu thu được thì thấy các em đều tự rút ra kết luận và phát biểu được định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ôt.
Hoạt động 5: Vận dụng
Các em trả lời câu hỏi, vẽ và khảo sát đường đẳng nhiệt, họ đường đẳng nhiệt chính xác nhưng chỉ có vài em trả lời được hình dạng đường đẳng nhiệt là parabol.
Khi hướng dẫn các em giải thích tính chất họ đường đẳng nhiệt bằng suy luận toán học thì các em chỉ trả lời được khi có đồ thị biểu diễn.
Đa số các em làm được bài tập sau khi đươc GV hướng dẫn phương pháp tổng quát (khoảng 3/4).
Hoạt động 6: Tổng kết, củng cố bài học
Khoảng 1/3 số HS tóm tắt được nội dung chính cần ghi nhớ trong bài. Nhận xét sau giờ dạy:
- Ưu điểm:
+ Kiến thức được xây dựng bài bản theo các giai đoạn của PPTN. Không khí lớp học sôi nổi, hào hứng vì các em chủ động trên con đường chiếm lĩnh tri thức. Mọi HS tham gia tích cực vào quá trình nhận thức.
+ HS đã biết cách đưa ra dự đoán có căn cứ.
+ HS đề xuất được các phương án thí nghiệm, thảo luận sôi nổi, chịu khó suy nghĩ tìm tòi.
+ HS thực hiện thí nghiệm cẩn thận, nghiêm túc và tự mình rút ra kết luận đúng. Trong quá trình thực hiện thí nghiệm có sáng tạo, điều chỉnh hợp lí để khắc phục khó khăn.
- Nhược điểm:
+ HS mới lần đầu làm quen với hình thức học tập này nên còn bỡ ngỡ. Một số em ban đầu còn thụ động nhưng sau đó đã cải thiện.
+ HS còn thói quen tìm câu trả lời trong SGK. + Kỹ năng đề xuất giả thuyết của HS còn yếu.
+ Kỹ năng về thực hành, thí nghiệm của HS còn hạn chế.
+ Mất nhiều thời gian hơn dự kiến. Bài học kéo dài hơn 20 phút so với thời gian chuẩn là 1 tiết.
3.5.2.2. Bài “Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ”
Hoạt động 1: Khái niệm quá trình đẳng tích. Dự đoán diễn biến hiện tượng, xác lập mối quan hệ
Do có đọc sách trước nên các em đều trả lời được khái niệm quá trình đẳng tích và mối quan hệ sơ nét gì giữa áp suất với nhiệt độ của nó khi thể tích được giữ không đổi.
Hoạt động 2: Xây dựng giả thuyết
Chúng tôi đặt câu hỏi kèm theo hướng dẫn để giúp HS xây dựng giả thuyết dựa trên thuyết động động học phân tử chất khí. Với những gợi ý, hướng dẫn trên thì các em mới trả lời được.
Hoạt động 3: Từ giả thuyết, suy luận toán học để tìm ra mối quan hệ định lượng giữa các đại lượng vật lý
Chúng tôi cho HS tìm mối liên hệ giữa p và nhiệt độ biểu diễn qua hệ thức toán học thì tất cả các em giơ tay đều cho rằng nhiệt độ tăng thì áp suất sẽ tăng và ngược lại, một số em đưa ra biểu thức liên hệ: p/t = hằng số, số còn lại chưa biết là như thế nào.
Các em trả lời như dự kiến và cho rằng hệ quả này có thể quan sát, đo lường trực tiếp được.
Hoạt động 4: Xây dựng và tiến hành thí nghiệm khảo sát, kiểm chứng giả thuyết:
Chúng tôi yêu cầu HS xây dựng và thực hiện một phương án thí nghiệm đối với nhiệt độ Celcius thông qua các câu hỏi gợi ý và hướng dẫn. Một vài em đã đề xuất phương án, các bước thí nghiệm nhưng còn thiếu sót nhiều. Các em đều nói trên xylanh không cần ghi giá trị thể tích vì đây là khảo sát quá trình đẳng tích. Chúng tôi nhận xét, điều chỉnh và bổ sung các bước lắp đặt, tiến hành thí nghiệm mà HS đã nêu: ta sử dụng lại một số dụng cụ thí nghiệm ở bài Bôi-lơ – Ma-ri-ôt như xylanh có piston gắn với áp kế, giá đỡ. Các em khá giỏi đều tự xây dựng phương án thí nghiệm chuẩn xác như dự kiến.
Khi cho HS thực hiện thí nghiệm, các em thực hiện hào hứng, sôi nổi. Chúng tôi phải nhắc nhở các em giữ an toàn điện trong lúc tiến hành.
Khi chúng tôi đặt câu hỏi: nếu ta dừng thực nghiệm tại đây và suy ra mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ thì đã chính xác và đầy đủ chưa? Thì lớp trả lời ngay là chưa đầy đủ (do đã có kinh nghiệm từ bài trước), phải tiếp tục thực hiện lớp thí nghiệm khác với nền thể tích khác thì mới khái quát được. Các em phát biểu được là ta dịch chuyển piston để thay đổi thể tích khí trong xilanh (lượng khí vẫn không đổi m = const). Đánh dấu vị trí mới của piston để mỗi lần thí nghiệm ta dịch chuyển piston về vị trí cũ, đảm bảo thể tích này không đổi trong suốt quá trình thí nghiệm. Tiến hành thí nghiệm với các bước giống với thí nghiệm ban đầu.
Chúng tôi yêu cầu HS suy ra mối liên hệ giữa p và nhiệt độ t từ việc xử lí số liệu thu được thì thấy các em đều lúng túng. HS nhận ra mối liên hệ Δp/Δt = hằng số sau khi được gợi ý so sánh các giá trị Δt và Δp.
Dưới sự hướng dẫn của chúng tôi, các em đã thiết lập được công thức tính áp suất p tại nhiệt độ bất kì, từ đó phát biểu định luật Sác-lơ.
Hoạt động 5: Vận dụng
Sau gợi ý ban đầu: thay t trong công thức p = p0(1 + γt) bằng biểu thức t = T – 273, khoảng 2/3 HS thiết lập được phương trình định luật Sác-lơ đối với nhiệt
độ tuyệt đối T.
Đa số các em phát biểu định luật Sác-lơ cho trường hợp nhiệt độ tuyệt đối. Các em trả lời câu hỏi, vẽ và nêu được các tính chất đường đẳng tích, họ đường đẳng tích trong hai trường hợp đối với nhiệt độ trong nhiệt giai Celcius và Kelvin. Các em đều trả lời được đường đẳng tích có dạng là đường thẳng trước khi vẽ đồ thị.
Lớp cũng so sánh được sự khác nhau giữa hai đồ thị này.
Chúng tôi hướng dẫn các em giải thích tính chất họ đường đẳng tích bằng suy luận toán học qua nhiều bước thì thấy các em làm khá tốt. Tuy nhiên nếu không hướng dẫn cụ thể thì các em không suy luận được. Trong lớp chỉ có một vài em nhớ khái niệm hệ số góc.
Hoạt động 6: Tổng kết, củng cố bài học
Các em đều hiểu bài, các em khá có thể nhớ được nội dung chính của bài. Nhận xét sau giờ dạy:
- Ưu điểm:
+ Tiến trình soạn thảo tương đối phù hợp với thực tế.
+ Kiến thức được xây dựng theo các giai đoạn của PPTN tạo không khí lớp học sôi động. Mọi HS tham gia tích cực vào quá trình nhận thức, các em phát huy được tính tích cực, tự chủ của mình.
+ HS đề xuất được các phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm nhanh hơn. Các em thảo luận sôi nổi, chịu khó suy nghĩ tìm tòi.
+ HS thực hiện thí nghiệm cẩn thận, nghiêm túc. Trong quá trình thực hiện thí nghiệm có những điều chỉnh hợp lí.
- Nhược điểm:
+ Một số em còn thụ động, chưa phát huy được khả năng suy luận. Các em chưa suy xét hết các mặt của vấn đề, nhất là trong việc thiết lập phương án thí nghiệm, khả năng biến đổi toán học của một số em còn yếu.
+ HS sử dụng SGK nên giai đoạn đề xuất giả thuyết chưa phát huy được tính tích cực, sáng tạo.
+ Chúng tôi chưa tìm được cách để các em tự suy ra hệ thức định luật đối với trường hợp nhiệt giai Kelvin và tự giải thích tính chất của đường đẳng tích. Trong tiến trình dạy học phải đặt khá nhiều câu hỏi.
+ Cần chú trọng đến công tác vệ sinh lớp học.
+ Mất nhiều thời gian hơn thông thường, bài học kéo dài gần 2 tiết.
3.5.2.3. Bài “Phương trình trạng thái khí lí tưởng. Quá trình đẳng áp. Định luật Gay-Luy-sac”
Vì giới hạn của đề tài, chúng tôi chỉ phân tích phần liên quan đến quá trình đẳng áp, định luật Gay-Luy-sac.
Hoạt động 1: Khái niệm quá trình đẳng tích. Dự đoán diễn biến hiện tượng, xác lập mối quan hệ
Các em đều trả lời được khái niệm quá trình đẳng áp và mối quan hệ sơ nét giữa thể tích với nhiệt độ của một khối khí xác định khi áp suất được giữ không đổi.
Hoạt động 2: Xây dựng giả thuyết
Chúng tôi sử dụng phương án 1: dựa vào phương trình trạng thái khí lí tưởng yêu cầu các em tự suy ra mối liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ khi áp suất được giữ không đổi.
Gần 2/3 lớp có thể tự suy ra mối liên hệ giữa thể tích với nhiệt độ của một khối khí xác định trong quá trình đẳng áp.
Vì phương án 1 tiến hành khá dễ dàng và dễ hiểu nên chúng tôi không tiến hành phương án 2 (xây dựng giả thuyết dựa trên thuyết động động học phân tử chất khí) để tiết kiện thời gian.
Các em đều cho rằng hệ quả này có thể quan sát, đo lường trực tiếp được. Hoạt động 4: Xây dựng và tiến hành thí nghiệm khảo sát, kiểm chứng giả thuyết:
Chúng tôi yêu cầu HS xây dựng và thực hiện một phương án thí nghiệm thông qua các câu hỏi gợi ý và hướng dẫn. Các em tỏ ra chịu khó suy nghĩ. Tuy nhiên chỉ vài em trả lời đúng cách tính áp suất chất khí trong xylanh lúc này:
p = pa + mg/S.
Các em đã đề xuất phương án, các bước thí nghiệm đạt yêu cầu đề ra.
Chúng tôi nhận xét, điều chỉnh và bổ sung các bước lắp đặt, tiến hành thí nghiệm mà HS đã nêu. Các em khá giỏi đều tự xây dựng phương án thí nghiệm khá chuẩn xác. Các em đều nói là phải tiếp tục thực hiện lớp thí nghiệm khác với nền áp suất khác thì mới khái quát được.
Khi cho HS thực hiện thí nghiệm, các em thực hiện hào hứng, linh hoạt. Do có kinh nghiêm từ trước nên các em tiến hành thao tác nhanh nhẹn.
HS đều suy ra được mối liên hệ giữa thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T trên cơ sở dữ liệu thu được từ thí nghiệm, từ đó phát biểu được định luật Gay- Luysac.
Hoạt động 5: Vận dụng
Các em đều có thể tự vẽ và nêu được các tính chất đường đẳng áp, họ đường đẳng áp mà không cần hướng dẫn từ GV. Các em đều trả lời được đường đẳng áp có dạng là đường thẳng trước khi vẽ đồ thị.
Chúng tôi yêu cầu HS tự giải thích tính chất họ đường áp bằng suy luận toán học như bài trước thì một số em giơ tay đều tự trình bày lập luận, giải thích chính xác. Các em khác đều hiểu được.
Hoạt động 6: Tổng kết, củng cố bài học
Các em đều hiểu bài, các em khá có thể nhớ được nội dung chính của bài. Nhận xét sau giờ dạy:
- Ưu điểm:
+ Tiến trình soạn thảo phù hợp với thực tế và trình độ HS, được xây