a) Bài 1. Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte Giai đoạn 1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết
GV cho HS thực hiện TN bơm xe đạp và yêu cầu HS làm việc theo phiếu học tập 1.1 (phụ lục 1.1)
HS tiến hành TN theo nhĩm và trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập 1.1. GV thu phiếu học tập 1.1 của những HS hồn thành.
Sau thời gian quy định, GV gọi HS trình bày câu trả lời. Đa số các học sinh chưa trả lời chính xác. Tuy nhiên, cĩ một số học sinh trả lời chính xác được câu hỏi và rút ra được vấn đề cần nghiên cứu.
GV hướng dẫn học sinh chuyển vấn đề dưới dạng các thuật ngữ Vật lí ngắn gọn, cĩ thể trả lời được. Dưới sự hướng dẫn của GV, đa số HS đã xác định được vấn đề cần nghiên cứu.
GV thu phiếu học tập 1.1 của những HS cịn lại.
Giai đoạn 2. Đề xuất dự đốn (giả thuyết)
GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập 1.2 (phụ lục 1.2) và từ đĩ đưa ra dự đốn (giả thuyết) cho vấn đề đặt ra ở giai đoạn 1.
HS chưa quen với việc đề xuất dự đốn (giả thuyết) nên giả thuyết đưa ra chưa chính xác và khĩ kiểm tra bằng thực nghiệm.
GV thu phiếu học tập 1.2 của những HS đã hồn thành.
GV hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập 1.2 và nêu dự đốn (giả thuyết).
Giai đoạn 3. Từ giả thuyết, suy luận ra hệ quả
GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập 1.3 (phụ lục 1.3) và từ đĩ đưa ra hệ quả suy luận được từ giả thuyết.
GV thu phiếu học tập 1.3
Đa số HS chưa quen với việc suy luận logic tốn học để đưa ra hệ quả nên hệ quả được đưa ra chưa chính xác và phù hợp.
GV hướng dẫn HS suy luận ra hệ quả từ giả thuyết đã đề xuất.
Giai đoạn 4. Kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả
GV chia HS làm 8 nhĩm, trong đĩ 7 nhĩm 6 HS và 1 nhĩm 5 HS. GV yêu cầu HS làm việc theo nhĩm
GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, 4 trong phiếu học tập 1.4 (phụ lục 1.4). Đa số HS chưa đề xuất được phương án TN và dụng cụ TN để kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả đã đề ra.
GV hỗ trợ HS thiết kế phương án TN và nêu tên các dụng cụ cần chuẩn bị để làm TN. Sau khi GV hướng dẫn, đa số các bạn HS thiết kế được phương án TN để kiểm tra hệ thức pV = hằng số.
GV cung cấp cho HS những dụng cụ TN cần thiết và yêu cầu HS lắp ráp và nêu các bước tiến hành TN để đo thể tích V và áp suất p của khối khí. Tuy nhiên, do HS chưa từng sử dụng qua áp kế để đo áp suất và ống kim tiêm để đo thể tích chất khí nên các nhĩm HS mất rất nhiều thời gian vẫn chưa hồn thành được quá trình lắp ráp dụng cụ và nêu các bước tiến hành TN. Vì vậy, GV cung cấp cho HS bộ dụng cụ TN Boyle – Mariotte đã được lắp ráp hồn chỉnh để HS tiến hành TN.
GV hướng dẫn HS nhận biết các dụng cụ TN và cơng dụng của từng dụng cụ. Sau đĩ, GV hướng dẫn HS xác định các bước tiến hành TN. Thơng qua hướng dẫn của GV, đa số HS nắm được các bước tiến hành TN và tiến hành được TN đo đạc kết quả.
Sau khi tiến hành TN, GV yêu cầu HS xử lí kết quả và rút ra kết luận về tính đúng đắn của hệ thức pV = hằng số. Do HS chưa quen với cách xử lí số liệu và tính sai số nên HS gặp nhiều khĩ khăn trong khâu xử lí số liệu.
Sau đĩ, GV yêu cầu HS vẽ đồ thị trong hệ tọa độ (p, V) dựa trên kết quả TN đã đo được và nhận xét hình dạng của đồ thị. Qua quan sát, chúng tơi nhận thấy đa số HS cịn gặp nhiều khĩ khăn trong quá trình chia tỉ lệ và vẽ đồ thị. Ngồi ra, đồ thị cĩ hình dạng Hyperbol, HS cũng ít gặp nên HS gặp khĩ khăn trong việc nhận biết hình dạng đồ thị.
GV thu phiếu học tập 1.4 và gọi đại diện của hai nhĩm lên trình bày kết quả của nhĩm mình. Sau đĩ, GV nhận xét bài làm của HS và rút ra kết luận.
Trong giai đoạn này, HS chưa lắp ráp được bộ dụng cụ TN và tiến hành TN dựa trên các dụng cụ GV cung cấp. Vì vậy, GV yêu cầu HS về nhà hồn thành bộ dụng cụ TN, tiến hành TN, xử lí kết quả thu được và gửi bài báo cáo qua gmail cho GV.
Hình 3.2. Boyle – Mariotte của nhĩm 2 Giai đoạn 5. Ứng dụng kiến thức
GV yêu cầu HS áp dụng kiến thức định luật Boyle – Mariotte để hồn thành phiếu học tập 1.5 (phụ lục 1.5) trong thời gian 4 ngày.
Sau thời gian 4 ngày, GV thu phiếu học tập 1.5. Qua phân tích, chúng tơi nhận thấy đa số HS trả lời chưa chính xác và đầy đủ các câu hỏi của hiện tượng 1, 2, 3, 4, 5. Tuy nhiên, cĩ một số HS trả lời chính xác câu hỏi.
Đối với hiện tượng 6, chỉ cĩ 2 HS trong tổng số 2 nhĩm HS chúng tơi tiến hành đánh giá chế tạo và giải thích chính xác hiện tượng. Các HS cịn lại hoặc khơng chế tạo được hoặc chế tạo khơng thành cơng.
b) Bài 2. Quá trình đẳng tích. Định luật Charles Giai đoạn 1. Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu
GV yêu cầu HS quan sát TN và trả lời câu hỏi trong phiếu học tập 2.1 (phụ lục 1.6)
Do đã được làm quen với giai đoạn 1 trong bài học trước, đa số HS tự xác định được thơng số trạng thái nào khơng thay đổi, thơng số trạng thái nào thay đổi trong suốt quá trình TN. Từ đĩ, thơng qua TN, đa số HS xác định được vấn đề cần
nghiên cứu: Tìm hiểu mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ của khối khí khi thể tích khơng đổi.
GV thu phiếu học tập 2.1 của các HS đã hồn thành.
Sau đĩ, GV hướng dẫn HS xác định vấn đề cần nghiên cứu. Dưới sự hướng dẫn của GV, đa số HS cịn lại đã nắm bắt được vấn đề cần nghiên cứu và trả lời vào phiếu học tập 2.1
GV thu phiếu học tập 2.1 của các HS cịn lại.
Giai đoạn 2. Đề xuất dự đốn (giả thuyết)
GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi và hồn thành phiếu học tập 2.2 (phụ lục 1.7) Thơng qua các câu hỏi gợi ý, đa số HS tự đề xuất được câu trả lời dự đốn (giả thuyết) cho câu hỏi (vấn đề) đặt ra ở giai đoạn 1.
Tuy nhiên, vẫn cịn một số HS khơng đề xuất được câu trả lời dự đốn, cần sự hỗ trợ của GV.
GV thu phiếu học tập 2.2 và hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập 2.2 và đề xuất câu trả lời dự đốn cho vấn đề nghiên cứu.
Giai đoạn 3. Từ giả thuyết, suy luận ra hệ quả
GV yêu cầu HS hồn thành phiếu học tập 2.3 (phụ lục 1.8)
Do HS đã nắm được cách suy luận tốn học để đưa ra hệ quả nên đa số HS đều đưa ra được hệ quả chính xác, cĩ thể kiểm tra bằng TN.
Giai đoạn 4. Kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả
GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi 1, 2, 3, 4 trong phiếu học tập 2.4 (phụ lục 1.9) Đa số HS thiết kế được phương án TN nhanh, chính xác.
Do HS đã được làm quen với áp kế và ống kim tiêm cĩ sẵn vạch chia để đo thể tích nên đa số HS liệt kê chính xác 2 dụng cụ TN là: Ống bơm tiêm cĩ pit – tong cố định để thể tích khí khơng thay đổi và áp kế nối với xilanh để đo áp suất. Tuy nhiên, HS gặp khĩ khăn trong quá trình tìm ra phương án thay đổi nhiệt độ khí trong xilanh. HS đưa ra rất nhiều phương án để thay đổi nhiệt độ khí trong xilanh như: Đốt xilanh trên đèn cồn, phơi ngồi trời nắng, dùng máy sấy tĩc, ….Tuy nhiên, các phương pháp thay đổi nhiệt độ khí do HS đưa ra chưa thực sự khả thi và khĩ đo được chính xác nhiệt độ khí trong xilanh là bao nhiêu. Vì vậy, GV đề xuất sử dụng
nước nĩng để thay đổi nhiệt độ khí trong xilanh bằng cách nhúng ống bơm tiêm vào bình chứa nước nĩng. Khi đĩ, nhiệt độ khí trong xilanh bằng nhiệt độ nước trong bình khi sự cân bằng nhiệt xảy ra. Chúng tơi dùng nhiệt kế để đo nhiệt độ nước, từ đĩ xác định được nhiệt độ khí trong xilanh.
Sau đĩ, GV phát cho mỗi nhĩm HS những dụng cụ TN cần thiết. GV yêu cầu HS lắp ráp dụng cụ TN và nêu các bước tiến hành TN vào phiếu học tập 2.4. GV nhận thấy đa số HS lắp ráp thành cơng bộ dụng cụ TN và nêu được các bước tiến hành TN.
GV yêu cầu HS tiến hành TN dựa trên các bước đã nêu và ghi kết quả vào bảng số liệu trong phiếu học tập 2.4. Qua quan sát, chúng tơi nhận thấy đa số HS tiến hành được TN và thu được kết quả tương đối chính xác. Một số HS cịn lại cũng đã tiến hành được TN và thu được kết quả dưới sự hỗ trợ của GV.
Do đã làm quen với khâu xử lí kết quả TN và vẽ đồ thị trong bài trước, nên HS thực hiện hai khâu này tương đối nhanh, chính xác và đưa ra nhận xét phù hợp.
Giai đoạn 5. Ứng dụng kiến thức
GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi vào phiếu học tập 2.5 (phụ lục 1.10) trong thời gian 4 ngày.
Sau 4 ngày, GV thu phiếu học tập 2.5. Qua phân tích, chúng tơi nhận thấy đa số HS trả lời chính xác và đầy đủ.
c) Bài 3. Quá trình đẳng áp. Định luật Gay-Lussac Giai đoạn 1. Làm nảy sinh vấn đề nghiên cứu
GV yêu cầu HS quan sát TN và hồn thành phiếu học tập 3.1 (phụ lục 1.11) Qua quan sát và phân tích kết quả thu được từ phiếu học tập 3.1, chúng tơi nhận thấy đa số HS tự trả lời được các câu hỏi và nhận ra chính xác vấn đề nghiên cứu. Tuy nhiên, vẫn cịn một số HS tự trả lời câu hỏi và nhận ra vấn đề nghiên cứu nhưng chưa chính xác.
Sau đĩ, GV hướng dẫn HS trả lời câu hỏi và xác định vấn đề cần nghiên cứu. Dưới dự hướng dẫn của GV, tất cả HS đã xác định thành cơng vấn đề cần nghiên cứu.
GV yêu cầu HS hồn thành phiếu học tập 3.2 (phụ lục 1.12)
Qua quan sát và phân tích kết quả từ phiếu học tập 3.2, chúng tơi nhận thấy đa số các HS đề xuất chính xác câu trả lời dự đốn cho vấn đề đã nêu ra.
Giai đoạn 3. Từ giả thuyết, suy luận ra hệ quả
GV yêu cầu HS hồn thành phiếu học tập 3.3 (phụ lục 1.13)
Qua quan sát và phân tích kết quả từ phiếu học tập 3.3, chúng tơi nhận thấy đa số HS suy luận ra hệ quả chính xác, cĩ thể kiểm tra bằng thực nghiệm.
Giai đoạn 4. Kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả
GV yêu cầu HS trả lời câu 1, 2, 3, 4 trong phiếu học tập 3.4 (phụ lục 1.14) Qua quan sát và phân tích kết quả từ phiếu học tập 3.4, đa số HS thiết kế chính xác phương án TN để kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả và liệt kê chính xác các dụng cụ TN.
Sau đĩ, GV phát cho mỗi nhĩm HS các dụng cụ TN cần thiết. GV yêu cầu HS lắp ráp dụng cụ TN và trình bày các bước tiến hành TN vào phiếu học tập 3.4.
Qua quan sát và phân tích kết quả phiếu học tập 3.4, đa số HS lắp ráp được dụng cụ TN và nêu được các bước tiến hành TN.
GV yêu cầu HS tiến hành TN theo các bước đã nêu ra và ghi kết quả vào bảng số liệu. Qua quan sát, chúng tơi nhận thấy HS gặp khĩ khăn trong việc giữ áp suất khối khí khơng đổi. Vì vậy, GV hướng dẫn HS thực hiện theo cách sau: Khi nhiệt độ khối khí thay đổi, HS phải tự điều chỉnh áp suất ở giá trị 40mmHg khơng đổi, sau đĩ đọc giá trị thể tích tương ứng. Qua hướng dẫn của GV, đa số HS đều tiến hành được TN và ghi được kết quả vào phiếu học tập 3.4.
GV yêu cầu HS xử lí kết quả TN, vẽ đồ thị và nêu nhận xét. Qua quan sát và phân tích phiếu học tập 3.4, đa số HS đều xử lí tốt kết quả TN, vẽ đồ thị và nêu nhận xét tương đối chính xác.
Giai đoạn 5. Ứng dụng kiến thức
GV yêu cầu HS hồn thành yêu cầu trong thời gian 4 ngày.
Sau 4 ngày, GV thu bài làm của HS. Qua phân tích, chúng tơi nhận thấy, đa số HS đã tìm được một số ứng dụng của định luật Gay-Lussac trong thực tế cuộc sống và giải thích tốt các hiện tượng đĩ.
Kết luận chung về diễn biến quá trình TNSP
Trong buổi học đầu tiên, do chưa quen với việc tổ chức dạy học theo các giai đoạn của PPTN nên hầu hết các hoạt động của HS đều cĩ sự hỗ trợ của GV. Tuy nhiên, đa số HS đã nắm được quy trình dạy học theo các giai đoạn của PPTN và cách đánh giá NLTN.
Buổi học thứ 2 và thứ 3, HS hiểu được đã quy trình dạy học theo các giai đoạn của PPTN nên các em chủ động hơn trong việc học tập. Quá trình dạy học trong lớp diễn ra sơi nổi và đạt hiệu quả cao hơn. Từ đĩ cho thấy, việc tổ chức dạy học theo các giai đoạn của PPTN mang lại hiệu quả tích cực. Để thấy rõ chi tiết hiệu quả tích cực của việc dạy học theo các giai đoạn của PPTN, dưới đây chúng tơi sẽ lượng hĩa các tiêu chí mà HS đạt được qua các mức độ.