5 .Kế hoạch nghiên cứu
3. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
3.2. Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề theo định hướng phát triển năng lực học
3.2.5. Giáo án dạy các nội dung kiến thức của chương “CHẤT KHÍ” Vật lí 10
lí 10 - THPT
3.2.5.1. Giáo án bài “QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT. ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ – MA-RI-ỐT” (1 tiết) I. MỤC TIÊU DẠY HỌC Phẩm chất, năng lực Mục tiêu Năng lực vật lí Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí
Nêu được giả thuyết “Khi nhiệt độ không đổi, áp suất và thể tích của một lượng khí ác định tỉ lệ nghịch với nhau”
28
“Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh vào chương “CHẤT KHÍ” Vật lí lớp 10 – THPT”
Thiết kế và tiến hành được thí nghiệm kiểm tra giả thuyết: Lập phương án; Đề xuất thiết bị; Thực hiện và ghi nhận số liệu; Rút ra kết luận.
Nhận thức vật lí Nêu được các thông số áp suất, thể tích và nhiệt độ ác định trạng thái của một lượng khí.
Rút ra được kết luận về mối liên hệ áp suất và thể tích thì thực hiện biểu diễn mối liên hệ này bằng phương thức biểu đồ: vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa áp suất p và thể tích V trong hệ tọa độ (p, V).
Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
Giải các bài tập (định tính và định lượng) liên quan.
Năng lực chung
Giải quyết vấn đề và sáng tạo
Xác định được nội dung thí nghiệm cần thực nghiệm để rút ra được kiến thức, từ đó thiết kế được phương án/kế hoạch thí nghiệm phù hợp.
Giao tiếp và hợp tác Biết cách làm việc nhóm để thực hiện được các nhiệm vụ học tập ở lớp và ở nhà do GV giao thông qua phiếu học tập.
Phẩm chất chủ yếu
Trung thực Thu thập và báo cáo đúng với số liệu thu thập được trong thí nghiệm định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC
- Bộ thí nghiệm về định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt. - Các rubric đánh giá.
- Phiếu học tập.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
GV cho HS tìm hiểu thông số trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- GV: Yêu cầu HS nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi:
1.Trạng thái của một lượng khí được ác định bằng các thông số trạng thái nào?
TL: Trạng thái của một khối lượng khí được ác
- HS thực hiện theo yêu cầu và trả lời câu hỏi của GV và nhận ét câu trả lời của các bạn trong lớp
- Ghi nhận lại
29
“Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh vào chương “CHẤT KHÍ” Vật lí lớp 10 – THPT”
định bằng 3 thông số: V, p, T.
2. Quá trình biến đổi trạng thái là gì?
TL: Lượng khí chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác bằng các quá trình biến đổi trạng thái được gọi tắt là quá trình
3. Thế nào là đẳng quá trình?
TL: Đẳng quá trình là quá trình biển đổi của lượng khí mà có đại lượng nào đó không thay đổi
4. Thế nào là quá trình đẳng nhiệt?
TL: Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi
- Ghi nhận lại
- Ghi nhận lại
- Ghi nhận lại
Hoạt động 1. Nhận biết vấn đề
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- GV tổ chức tình huống Hãy dự đoán em:
- Hiện tượng gì ảy ra với bong bóng cao su khi ta ấn từ từ pit-tông uống?
- Hiện tượng gì ảy ra với chiếc bong bóng cao su khi ta kéo từ từ pit-tông lên? và giải thích hiện tượng đó?
GV gợi ý (nếu cần): Khi ta ấn hoặc kéo từ từ pit-tông thì V, p của bong bóng cao su thay đổi như thế nào? - GV định hướng HS phát biểu vấn đề cần giải quyết: + GV: Thao tác ấn, kéo pit-tông một cách từ từ, nên có thể coi nhiệt độ của khí trong i-lanh không thay đổi trong quá trình thí nghiệm.
+ GV gợi ý để HS phát biểu thành vấn đề (nếu cần): Khối khí đang khảo sát là khối khí nào? Trong khi làm thí nghiệm thì thông số trạng thái nào của khối khí không thay đổi, thông số nào thay đổi và thay đổi thế nào? nhận ét sự thay đổi giữa áp suất và thể tích.
- HS: Nêu các dự đoán và làm thí nghiệm để kiểm tra các dự đoán.
HS: Nêu dự đoán, khi nhiệt độ không đổi, đối với 1 lượng khí ác định, nếu thể tích tăng thì áp suất giảm và ngược lại, nên có khả năng p và V tỉ lệ nghịch với nhau.
- HS định hướng vấn đề cần giải quyết và cá nhân HS phát biểu vấn đề cần giải quyết: “Trong quá trình biến đổi đẳng nhiệt, thể tích và áp suất của một lượng khí xác định có mối liên hệ với nhau như thế nào?”.
Phương án đánh giá
- GV đánh giá
30
“Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh vào chương “CHẤT KHÍ” Vật lí lớp 10 – THPT”
+ Minh chứng đánh giá là phần trình bày bằng lời của HS (phân tích tình huống, phát hiện vấn đề, phát biểu vấn đề).
+ Phương pháp đánh giá: Quan sát, nghe.
Hoạt động 2. Lập kế hoạch giải quyết vấn đề
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- GV tổ chức cho HS dự đoán mối quan hệ giữa áp suất và thể tích khí, trong trường hợp nhiệt độ của khối khí được giữ không đổi.
- GV định hướng cho HS chọn lọc lại một giả thuyết đáng tin cậy nhất. Cách chọn lọc tốt nhất có thể là kiểm tra các hệ quả khác nhau được suy ra từ giả thuyết bằng bằng thí nghiệm, kết quả thu được sẽ loại trừ được các giả thuyết sai lầm.
- GV dùng kĩ thuật khăn trải bàn, yêu cầu HS làm việc theo nhóm (Chia lớp thành các nhóm, mỗi nhóm 8 người, 2 người cùng làm nhiệm vụ ở một vị trí) để thiết kế phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán về mối quan hệ của áp suất theo thể tích của khối lượng khí không đổi khi giữ nguyên nhiệt độ.
+ GV tổ chức cho HS làm việc theo nhóm. Khi cần thiết, GV sử dụng các câu hỏi định hướng hoạt động của HS như sau: Làm sao để có một khối khí ác định?; Làm thế nào để có thể thay đổi thể tích và áp suất của khối khí mà nhiệt độ vẫn không đổi?; Làm sao để ác định được áp suất, thể tích của khối khí?; Tiến hành thế nào?
- HS nêu các giả thuyết.
+ Phương án 1: “Khi giữ nguyên nhiệt độ T, nếu tăng thể tích V thì áp suất p cũng tăng theo và ngược lại V giảm thì p cũng giảm”?
+ Phương án 2: “Khi giữ nguyên nhiệt độ, nếu tăng thể tích V thì áp suất p sẽ giảm theo và ngược lại, V giảm thì p tăng”?
- HS cần phải làm thí nghiệm với dụng cụ có sẵn xem giả thuyết nào đúng. HS nêu giả thuyết “Khi nhiệt độ không đổi, áp suất và thể tích của một lượng khí ác định tỉ lệ nghịch với nhau”. Từ giả thuyết, rút ra hệ quả cần kiểm tra là: p.V = hằng số
+ Cá nhân suy nghĩ trong 5 phút, ghi câu trả lời vào vị trí của mình. Sau đó thảo luận nhóm và thống nhất ý kiến và viết vào phần chính giữa – phần chung của nhóm (3 phút). Đại diện nhóm trình bày phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán về mối liên hệ giữa áp suất và thể tích của một khối khí nhất định (khi nhiệt độ khối khí được
31
“Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh vào chương “CHẤT KHÍ” Vật lí lớp 10 – THPT”
- GV tiến hành đánh giá các nhóm bằng rubric.
- GV nhận ét, thu rubric đánh giá của các nhóm và cùng HS tính điểm cho các nhóm (Điểm tổng của nhóm = lấy trung bình của (điểm các nhóm đánh giá + điểm GV đánh giá).
giữ không đổi) trước lớp.
Phương án: Giữ nhiệt độ của một khối khí không đổi, thay đổi thể tích của khối khí để khảo sát sự thay đổi của áp suất theo thể tích, và kiểm tra tính đúng đắn của biểu thức p.V = hằng số.
Dùng bình kín chứa khí.
Dùng một xilanh chứa một khối khí ác định, trong i lanh có một pit-tông có thể di chuyển để thay đổi thể tích và áp suất của khối khí. Có thể giữ cố định vị trí của pit-tông
- Các nhóm tiến hành đánh giá chéo lẫn nhau.
Phương án đánh giá
- GV đánh giá
+ Minh chứng đánh giá: sản phẩm hoạt động nhóm, hoạt động thuyết trình. + Phương pháp đánh giá: Quan sát, đọc, nghe.
+ Công cụ đánh giá: Rubric đánh giá (xem ở phụ lục 2a). - HS đánh giá
+ Minh chứng đánh giá: sản phẩm hoạt động nhóm, hoạt động thuyết trình. + Phương pháp đánh giá: đọc, nghe.
+ Công cụ đánh giá: Rubric đánh giá (xem ở phụ lục 2b).
Hoạt động 3. Thực hiện kế hoạch
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- GV tổ chức cho các nhóm HS (Chia lớp thành 04 nhóm. Mỗi nhóm có 1 trưởng nhóm, 1 người làm thí nghiệm, 1 thư kí ghi lại kết quá thí nghiệm) tiến hành thí nghiệm kiểm
- Các nhóm HS tiến hành thí nghiệm theo phiếu học tập TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com
32
“Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh vào chương “CHẤT KHÍ” Vật lí lớp 10 – THPT”
tra giả thuyết theo phiếu học tập.
PHIẾU HỌC TẬP
Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết “Một khối lượng khí ác định chuyển trạng thái ở điều kiện nhiệt độ không đổi thì áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích của khí”
1. Quan sát hình ảnh bộ thí nghiệm và ghi tên các dụng cụ và nêu chức năng của nó
Dụng cụ Chức năng
2. Nêu các bước tiến hành thí nghiệm
………...……… ………
3. Tiến hành thí nghiệm, thu thập số liệu. Điền số liệu vào bảng
Lần TN Thể tích (V) Áp suất (P)
4. Xử lý số liệu và đưa ra nhận ét:
- Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa P và V trong hệ tọa độ POV.
………...……… ……… ………
- So sánh kết quả thí nghiệm với dự đoán ban đầu. Rút ra nhận ét.
………...……… ………
- Nêu nguyên nhân dẫn tới sai số
………
GV phát.
33
“Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh vào chương “CHẤT KHÍ” Vật lí lớp 10 – THPT”
4.5. Kết luận về mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của khối khí ác định chuyển trạng thái ở điều kiện nhiệt độ không đổi
……… ……… - GV tổ chức cho HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV nhận ét phần bày của các nhóm: điều làm được, chưa làm được, hướng khắc phục.
- GV ác nhận kiến thức - GV nhận ét và đánh giá các nhóm bằng các rubric - HS các nhóm trình bày sản phẩm - Cả lớp thảo luận, các nhóm đưa ra phương án điều chỉnh sản phẩm của nhóm. Các nhóm đối chiếu sản phẩm của nhóm với đáp án GV đưa ra
- HS ghi lại vào vở cá nhân.
Phương án đánh giá
- GV đánh giá
+ Minh chứng đánh giá: Hoạt động thí nghiệm, kết quả thí nghiệm, phiếu học tập, hoạt động thuyết trình.
+ Phương pháp đánh giá: Quan sát, đọc, nghe.
+ Công cụ đánh giá: Rubric đánh giá (xem ở phụ lục 2c).
Hoạt động 4. Kiểm tra, đánh giá và kết luận
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- GV nêu lại giả thuyết và rút ra kết luận cho HS: “Trong quá trình biến đổi trạng thái của một khối khí ác định, khi T = hằng số thì p và V tỉ lệ nghịch với nhau hay p.V = hằng số”. Và thông báo đó là nội dung định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt.
- Yêu cầu HS phát biểu lại nội dung định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt.
- Thông báo đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa P và V trong hệ tọa độ POV đã vẽ trong phần thảo luận nhóm vừa rồi là đường đẳng nhiệt. Yêu cầu HS
- HS: lắng nghe, ghi nhận
- Cá nhân HS phát biểu nội dung định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt.
- HS nhận ét đường đẳng nhiệt có hình dạng
34
“Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh vào chương “CHẤT KHÍ” Vật lí lớp 10 – THPT”
Phương án đánh giá
- GV đánh giá
+ Minh chứng đánh giá: phần trình bày bằng lời của HS, kết quả sản phẩm trên phần mềm Padlet.
+ Phương pháp đánh giá: Quan sát, đọc, nghe. nhận ét dạng đường đẳng nhiệt.
- Cho HS em clip thí nghiệm kiểm chứng lại định luật
- GV yêu cầu HS giải thích lại tình huống đầu bài. - GV ứng dụng công nghệ thông tin để giao nhiệm vụ vận dụng kiến thức về quá trình đẳng nhiệt, định luật Bôilơ – Mariot bằng phần mềm Padlet:
Hãy giải thích một số hiện tượng trong tự nhiên hay trong cuộc sống sau.
Câu hỏi 1: Tại sao một chiếc bình đựng khí nén khi nổ sẽ nguy hiểm, còn một chiếc ống đựng nước dưới áp suất lớn khi nổ không nguy hiểm?
Câu hỏi 2: Khi bơm e đạp, ấn tay vào vòi bơm ta thấy khi cần bơm càng hạ thấp xuống thì càng khó bơm. Tại sao?
hypebol.
- HS quan sát clip
- HS giải thích lại tình huống đầu bài.
- HS thảo luận theo nhóm bằng nhiều hình thức, rồi nộp sản phẩm thảo luận lên phần mềm Padlet để GV chấm.
35
“Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh vào chương “CHẤT KHÍ” Vật lí lớp 10 – THPT”
3.2.5.2. Giáo án bài “QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ”
(1 tiết) I. MỤC TIÊU DẠY HỌC Phẩm chất, năng lực Mục tiêu Năng lực vật lí Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí
Làm việc theo nhóm, thực hiện được thí nghiệm khảo sát định luật Sác-lơ.
Thu thập, phân tích được kết quả thí nghiệm và rút ra được nội dung của định luật Sác-lơ.
Nhận thức vật lí Rút ra được kết luận về mối liên hệ áp suất và nhiệt độ tuyệt đối thì thực hiện biểu diễn mối liên hệ này bằng phương thức biểu đồ: vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T trong hệ tọa độ (p, T).
Năng lực chung
Giải quyết vấn đề và sáng tạo
Xác định được nội dung thí nghiệm cần thực nghiệm để rút ra được kiến thức, từ đó thiết kế được phương án/kế hoạch thí nghiệm phù hợp.
Giao tiếp và hợp tác Biết cách làm việc nhóm để thực hiện được các nhiệm vụ học tập ở lớp và ở nhà do GV giao thông qua phiếu học tập.
Phẩm chất chủ yếu
Trung thực Thu thập và báo cáo đúng với số liệu thu thập được trong thí nghiệm định luật Sác - lơ
36
“Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh vào chương “CHẤT KHÍ” Vật lí lớp 10 – THPT”
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC
- Bộ thí nghiệm về định luật Sác - lơ. - Các rubric đánh giá.
- Phiếu học tập.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
GV cho HS tìm hiểu quá trình đẳng tích
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- GV: Yêu cầu HS nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi: Thế nào là quá trình đẳng tích?
TL: Quá trình đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái trong đó thể tích được giữ không đổi.
- HS thực hiện theo yêu cầu và trả lời câu hỏi của GV
- Ghi nhận lại