8. Đóng góp của đề tài
3.2.2. Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm
3.2.2.1. Bài học 1: Cấu tạo chất – thuyết động học phân tử chất khí(ngày thực nghiệm: 15/3/2013)
- Hoạt động 1: Giới thiệu chương V: Chất khí và bài học 1: Cấu tạo chất – thuyết động học phân tử chất khí.Chúng tôi dạy theo phương pháp thuyết trình kết hợp với phương pháp đàm thoại.
- Hoạt động 2: Tìm hiểu về cấu tạo chất – thuyết động học phân tử chất khí.Chúng tôi dạy theo hình thức tổ chức nhóm, chia lớp thành 5 nhóm, mỗi nhóm có 6 thành viên. Các nhóm có 20 phút để cùng thảo luận các câu hỏi trong phiếu học tập số 1, sau đó tiến hành chấm chéo giữa các nhóm và cuối cùng GV đưa ra đáp án chính xác cho các câu hỏi trong phiếu học tập số 1 và hệ thống hóa kiến thức.
Nhận xét các câu trả lời của các nhóm:
Câu hỏi 1: Các em hãy cho biết những kiến thức cơ bản về cấu tạo chất đã học ở lớp 8? - 5/5 nhóm trả lời đúng câu hỏi này, vì đây là những kiến thức cơ bản đã có trong SGK.
Câu hỏi 2: Các em hãy nêu những đặc điểm về hình dạng của chất ở thể rắn, thể lỏng, thể khí?
- 4/5 nhóm trả lời đúng câu hỏi này, nhóm còn lại nhầm lẫn khi không trả lời về đặc điểm hình dạng của các thể mà trả lời nguyên nhân gây nên sự khác biệt về hình dạng của các thể. - GV trình chiếu một đoạn phim mô tả về hình dạng của các thể.
Câu hỏi 3: Tại sao lại có sự khác biệt về hình dạng của chất ở thể lỏng, thể khí, thể rắn? - Chỉ có 1/5 nhóm là trả lời đúng câu hỏi này, các nhóm còn lại đều trả lời lan man chưa đi vào trọng tâm của câu hỏi.
Câu hỏi 4: Lực tương tác giữa các phân tử bao gồm những lực gì?, độ lớn lực tương tác giữa các phân tử phụ thuộc vào yếu tố nào?
- 4/5 nhóm trả lời đúng câu hỏi này. Ngoài ra tôi còn mở rộng thêm khi hỏi các nhóm về sự phụ thuộc của độ lớn lực tương tác giữa phân tử vào khoảng cách như thế nào?, và độ lớn
lực tương tác giữa các phân tử của các thể như thế nào?. Đa số các nhóm đều trả lời những câu hỏi mở rộng này.
Câu hỏi 5: Các em hãy cho biết nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí?, vì sao chất khí lại gây ra áp suất lên thành bình?
- 5/5 nhóm trả lời đúng câu hỏi này, vì các em dễ dàng tìm được câu trả lời trong SGK. - GV cũng trình chiếu một đoạn phim mô tả chuyển động hỗn loạn của các phân tử, chuyển động nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ và nguyên nhân gây ra áp suất.
Câu hỏi 6: Khí lí tưởng là gì?
- 5/5 nhóm trả lời đúng câu hỏi này, vì các em dễ dàng tìm được câu trả lời trong SGK
Câu hỏi 7: Vận dụng thuyết động học phân tử giải thích hiện tượng: Tại sao lốp xe đạp bơm căng, để ngoài trời nắng thì dễ bị nổ?
- 1/5 nhóm chưa kịp trả lời, 2/5 nhóm trả lời sai và 2/5 nhóm là trả lời đúng câu hỏi này. - Nhóm chưa kịp trả lời vì chưa có sự phân công công việc và thời gian làm việc hợp lí. - Hai nhóm trả lời sai là do chưa vận dụng được thuyết động học phân tử chất khí, các em giải thích dựa trên những kinh nghiệm thường ngày trong cuộc sống, các em trả lời như sau: “Vì khi bơm lốp xe đạp căng cứng mà để ngoài trời nắng có nhiệt độ cao nên các phân tử khí trong lốp xe nở ra làm giãn lốp xe và dễ bị nổ”, “do các phân tử chuyển động nhanh và sinh nhiệt nhiều, làm cho các phân tử nở ra và không thoát hơi ra ngoài gây giãn nở và nổ lốp xe”. Sau khi nhận được câu trả lời thì các nhóm hiểu rõ vấn đề và làm rất tốt các câu hỏi củng cố cuối bài.
- Hoạt động 3: Tổng kết và củng cố bài học
+ Gần cuối tiết học, HS nhận phiếu học tập số 2 để tự củng cố lại kiến thức của mình bằng cách điền vào những lỗ trống trong phiếu học tập. Sau đó, chúng tôi yêu cầu một số em trình bày lại phiếu học tập của mình thì đa số các em hoàn thành đúng.
+Khi cả lớp chơi trò “Ai nói đúng nhanh nhất” để củng cố kiến thức, cả lớp sôi nổi xung phong trả lời và đều trả lời đúng các câu hỏi.
Kết quả:
Sau giờ học, tôi thu lại phiếu đánh giá đồng đẳng và chấm điểm phiếu học tập của các nhóm, kết quả như sau:
Kết quả đánh giá đồng đẳng:
Bảng 3.4. Thống kê mức độ tham gia hoạt động nhóm của HS.
Đánh giá Cản trở công việc nhóm Không giúp ích gì cho công việc nhóm Tích cực trong công việc nhóm Rất tích cực trong công việc nhóm Số lượng HS 0 0 7 23 Tỉ lệ (%) 0 0 23.3 76.6
Qua bảng thống kê trên, ta có thể thấy rằng HS đã hào hứng và tích cực tham gia vào các hoạt động nhóm, ngoài ra tỉ lệ HS được đánh giá rất tích cực chiếm tới 76.6% cho thấy các em đã có nhận thức ban đầu về vai trò của làm việc nhóm trong học tập và công việc sau này.
Kết quả quá trình làm việc nhóm (do GV đánh giá)
Bảng 3.5. Thống kê về quá trình làm việc nhóm (do GV đánh giá).
Đánh giá Nhóm yếu Nhóm trung bình Nhóm khá Nhóm giỏi
Số lượng
nhóm 0 1 4 0
Qua bảng thống kê trên, ta thấy số lượng nhóm được đánh giá trung bình là 1 nhóm chiếm 20%, nhóm được đánh giá khá là 4 nhóm chiếm 80%. Nguyên nhân của kết quả trên là do các em vẫn chưa có sự phân công công việc hợp lí nên dẫn đến không kịp thời gian, do đó giai đoạn cuối các em phải tiến hành công việc một cách vội vàng dẫn đến câu trả lời của một số câu hỏi chưa đươc chính xác và lộn xộn.
Bảng 3.6. Thống kê về kết quả làm việc nhóm của HS.
Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4 Nhóm 5 Điểm chấm của các nhóm 6,5 7 7 5 6 Điểm chấm của GV 6 7 7 5,5 6 Đánh giá Trung bình Khá Khá Trung bình Trung bình
Nhận xét sau giờ dạy:
- Lớp học sôi nổi, các HS đều nhiệt tình tham gia vào công việc, cố gắng hoàn thành thật tốt các câu hỏi.
- Các HS hòa đồng hơn và hợp tác hơn với nhau trong công việc mặc dù trong lớp các em chưa thân thiết và chưa chơi với nhau.
- Các nhóm thảo luận sôi nổi, hào hứng, chủ động phát biểu ý kiến của riêng mình. - Biết tìm kiếm, phân tích và tổng hợp kiến thức trong SGK và những kinh nghiệm thực tế để trả lời cho hệ thông câu hỏi mà GV yêu cầu.
Nhược điểm:
- Một số nhóm chưa biết phân công công việc hơp lý nên không hoàn thành công viêc đúng thời gian quy định.
- Mất khá nhiều thời gian trong việc tổ chức và ổn định các nhóm.
3.2.2.2. Bài học 2: Ba định luật chất khí (ngày thực nghiệm 22/3/2013)
- Hoạt động 1: Để tìm hiểu về thông số trạng thái của một lượng khí, quá trình biến đổi trạng thái, các nhóm đọc SGK, thảo luận và trả lời đúng những câu hỏi sau:
+ Khối khí được đặc trưng bởi những đại lượng nào?
+ Các thông số trạng thái của một lượng khí xác định có thể thay đổi không? Nếu có thì quá trình biến đổi được gọi là gì?
+ Đẳng quá trình là gì? Quá trình đẳng nhiệt, quá trình đẳng tích, đẳng áp là? +Với từng đẳng quá trình thì cần tìm mối quan hệ giữa những đại lượng nào?
Để tìm mối quan hệ giữa các đại lượng trong từng đẳng quá trình thì các nhóm đều thống nhất với hai phương án
+ Phương án 1: Dựa vào những lí thuyết đã học để tìm ra mối liên hệ. + Phương án 2: Sử dụng thí nghiệm để tìm kiếm mối quan hệ.
Tuy nhiên, các nhóm đều chỉ đưa ra được phương án 1, còn phương án 2 phải được sự gợi ý của GV thì các nhóm mới đề xuất được.
- Hoạt động 2A:Hoạt động của nhóm chuyên gia tìm hiểu ba định luật chất khí. Sau khi đã chia HS về các nhóm chuyên gia và ổn định vị trí làm việc của các nhóm, tôi giao nhiệm vụ cụ thể cho từng nhóm, phát phiếu học tập và dụng cụ thí nghiệm tương ứng cho từng nhóm.
+ Ba nhóm mà vận dụng thuyết động học phân tử chất khí để tìm mối quan hệ giữa các đại lượng trong các đẳng quá trình thì sử dụng các thao tác tư duy.
+ Ba nhóm mà sử dụng thí nghiệm để tìm mối quan hệ giữa các đại lượng trong các đẳng quá trình thì tìm hiểu các dụng cụ, thiết kế phương án và tiến hành thí nghiệm.
Quá trình làm việc của các nhóm chuyên gia
Hoạt động của nhóm chuyên gia 1: Nhóm nghiên cứu mối quan hệ giữa các đại lượng trong quá trình đẳng nhiệt và đẳng tích bằng lí thuyết.
+ Quá trình đẳng nhiệt: Đầu tiên, nhóm xác định lại trong quá trình đẳng nhiệt thì sẽ tìm mối quan hệ giữa các áp suất và thể tích. Sau đó, nhóm đã biết giả sử,khixét một thể tích lớnthì dẫn đến sự va chạm của các phân tử khí vào thành bình sẽ nhỏ dẫn đến áp suất sẽ giảm. Và nếu xét một thể tích nhỏ thì sự va chạm của các phân tử khí vào thành bình sẽ lớn dẫn đến áp suất sẽ tăng lên. Do đó, nhóm đã kết luận áp suất và thể tích nghịch biến với nhau.
+ Quá trình đẳng tích: Nhóm cũng xác định lại trong quá trình đẳng tích thì sẽ tìm mối quan hệ giữa các áp suất và nhiệt độ. Sau đó, nhóm giả sử khi nhiệt độ tăng lên thì chuyển động hỗn loạn không ngừng của các phân tử khí càng nhanh và khi đó chúng va chạm vào thành bình càng nhiều dẫn đến áp suất tăng lên. Khi nhiệt độ giảm thì ngược lại, áp suất sẽ giảm. Do đó, nhóm kết luận nhiệt độ đồng biến với áp suất.
Nhóm chuyên gia 1 trả lời rất tốt các câu hỏi trong phiếu học tập, đã biết vận dụng thuyết động học phân tử chất khí để tìm mối quan hệ giữa các đại lượng trong quá trình đẳng tích và đẳng nhiệt.
Hoạt động của nhóm chuyên gia 2: Nhóm nghiên cứu mối quan hệ giữa các đại lượng trong quá trình đẳng tích và đẳng áp bằng lí thuyết.
+ Quá trình đẳng tích: Nhóm mới chỉ nêu ra được các nội dung của thuyết động học phân tử chất khí có liên quan tới việc giải thích sự biến đổi của nhiệt độ và áp suất chứ chưa tìm được mối quan hệ một cách rõ ràng. Nhưng với sự hướng dẫn của tôi thì nhóm đã nhận ra và đã tìm ra được mối quan hệ.
+ Quá trình đẳng áp: Nhóm đã nhận xét như sau: “khi nhiệt độ càng lên cao thì phân tử chuyển động càng nhanh mà áp suất lại cân bằng nên thể tích phải tăng lên”. Do đó, nhóm đã kết luận nhiệt độ và thể tích có mối quan hệ đồng biến.
Nhóm chuyên gia 2 đã trả lời khá tốt các câu hỏi trong phiếu học tập.
Hoạt động của nhóm chuyên gia 3: Nhóm nghiên cứu mối quan hệ giữa các đại lượng trong quá trình đẳng nhiệt và đẳng áp bằng lí thuyết.
Nhóm không thể vận dụng thuyết động học phân tử chất khí để tìm ra được mối quan hệ giữa các đại lượng trong các quá trình đẳng nhiệt và đẳng áp.
Hoạt động của nhóm chuyên gia 4: Nhóm nghiên cứu mối quan hệ giữa các đại lượng áp suất và thể tích trong quá trình đẳng nhiệt bằng thí nghiệm.
Nhóm đã tìm hiểu đúng về các dụng cụ thí nghiệm, bố trí thí nghiệm và cách tiến hành thí nghiệm. Nhóm đã biết chọn một giá trị ban đầu của áp suất và thể tích, sau đó thay đổi giá trị của thể tích bằng cách kéo pittong lên để thu được giá trị áp suất tương ứng. Tuy nhiên kết quả của nhóm vẫn không chính xác và phù hợp với định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt và nhóm đã thắc mắc với tôi về kết quả thí nghiệm. Tôi có hỏi nhóm là sao kết quả lại không chính xác thì một số em không trả lời được, một số em thì cho là lượng khí trong xylanh đã bị thoát ra ngoài do nút cao su không được bịt chặt, một số thì cho là vì tiến hành thí nghiệm và đọc kết quả quá chậm nên dẫn đến lượng khí thoát ra ngoài nên kết quả không chính xác.Sau khi hướng dẫn một số sai sót trong khi làm thí nghiệm thì nhóm đã thực hiện lại thí nghiệm và tìm ra được kết quả với sai số là 4%. Nhóm đã kết luận được giữa áp suất và thể tích có quan hệ tỉ lệ nghịch. Sau đó, nhóm dựa vào bảng số liệu thu được ở trên để vẽ đường đẳng nhiệt, nhóm vẽ đã được đồ thị là một đường cong và nhận biết được đó là đường Hypebol.
Nhóm chuyên gia 4 đã thực hiện rất tốt nhiệm vụ được giao.
Hoạt động của nhóm chuyên gia 5: Nhóm nghiên cứu mối quan hệ giữa các đại lượng áp suất và nhiệt độ trong quá trình đẳng tích bằng thí nghiệm.
Nhóm đã tìm hiểu đúng về các dụng cụ thí nghiệm, bố trí thí nghiệm và cách tiến hành thí nghiệm. Để giữ cho thể tích không đổi, nhóm đã biết cách vặn chặt vít ở phía sau xylanh. Ngoài ra, nhóm còn biết giữ chặt nút cao su ở cuối xylanh để cho lượng khí không thoát ra ngoài và thay đổi nhiệt độ của lượng khí trong bình sau đó đo giá trị của áp suất tương ứng trên áp kế. Tuy nhiên, khi tôi hỏi làm thế nào để thay đổi nhiệt độ thì một số em còn lúng túng và chưa ra được câu trả lời, một số em mà đã tham khảo SGK thì đưa ý kiến là đặt xylanh vào trong một bình đun nước siêu tốc. Sau đó, tôi hỏi tiếp, nếu làm như vậy thì ta có thể đo được giá trị nhiệt độ cố định không hay giá trị nhiệt độ sẽ luôn luôn thay đổi, cả nhóm đều đồng ý là sẽ không đo được một giá trị nhiệt độ cố định vì nhiệt độ trong bình đun nước siêu tốc luôn luôn thay đổi.
Sau một thời gian suy nghĩ thì nhóm vẫn chưa đưa ra phương án thí nghiệm. Cuối cùng, tôi gợi ý cho cả nhóm là nhúng xylanh vào một lọ thủy tinh đựng nước lạnh (khoảng 10oC), sau đó đổ nước nóng từ bình đun nước siêu tốc vào để thay đổi nhiệt độ của nước trong lọ thủy tinh cũng chính là thay đổi nhiệt độ của lượng khí trong xylanh và cuối cùng
đo áp suất tương ứng. Ngoài ra, tôi gợi ý thêm cho nhóm là đổ nước nóng từ từ đến khi thấy áp kế thay đổi 0,05.105 Pa thì dừng lại, dùng đũa thủy tinh khuấy đều đều để đo được nhiệt độ ổn định.
Sau khi hướng dẫn thì nhóm đã thực hiện thí nghiệm và tìm ra được kết quả với sai số là 2%. Nhóm đã kết luận được giữa áp suất và nhiệt độ có quan hệ tỉ lệ thuận. Tuy nhiên, nhóm chưa vẽ được đường đẳng tích dù giá trị đo là khá chính xác do nhóm lấy các giá trị trên các trục Op và OT chưa chính xác.
Nhóm chuyên gia số 5 cũng thực hiện tốt nhiệm vụ được giao, có một lỗi nhỏ là chưa vẽ được đường đẳng tích.
Hoạt động của nhóm chuyên gia 6: Nhóm nghiên cứu mối quan hệ giữa các đại lượng thể tích và nhiệt độ trong quá trình đẳng áp bằng thí nghiệm.
Nhóm đã tìm hiểu đúng về các dụng cụ thí nghiệm, biết đưa ý tưởng thay đổi nhiệt độ để đo giá trị thể tích khi áp suất được giữ không đổi nhưng cách bố trí và tiến hành thí nghiệm thì còn lúng túng. Tôi phải hướng dẫn khá nhiều về cách thay đổi nhiệt độ, về đọc giá trị của thể tích trên xylanh của một ống tiêm, về giữ cho lượng khí trong xylanh không