Các dạng bài tập Thường xuyên Thỉnh thoảng Chưa bao giờ BT có sử dụng thí nghiệm 25,32% 74,68% 0% BT có sử dụng hình ảnh, sơ đồ, bảng biểu 50,63% 49,37% 0% BT có nội dung gắn với thực tiễn 25,32% 74,68% 0%
Các dạng bài tập mà các em sử dụng thường xuyên nhất đó là bài tập sử dụng hình ảnh, sơ đồ, bảng biểu. Thỉnh thoảng có làm bài tập sử dụng thí nghiệm, nhưng dạng bài tập gắn với thực tiễn lại khơng được làm nhiều.
Tóm lại, qua kết quả điều tra chúng tôi nhận thấy đa số học sinh chưa u thích mơn Vật lí. Tuy nhiên đã có tỷ lệ đáng kể HS thấy thích thú và ra sức học tập, tìm tịi khám phá, đây cũng là một dấu hiệu đáng mừng. Cũng từ kết quả này chúng tôi thấy rất nên đưa các dạng bài tập thực tiễn vào chương trình học tập của HS một cách khoa học có hệ thống và kết hợp các phương pháp dạy học phù hợp để nâng cao hiệu quả học tập của HS.
1.2.4. Nguyên nhân của các thực trạng
Qua nghiên cứu thực trạng việc dạy và học bài tập thực tiễn trong dạy học vật lí là cần thiết và đang gặp phải một số hạn chế, rào cản chính vì lí do đó mà năng lực ứng dụng vật lí để giải quyết vấn đề của học sinh chưa được phát huy. Có một số nguyên nhân sau:
Thứ nhất, quỹ thời gian của một tiết học trên lớp để thực hiện nội dung
hiện nay là 45 phút. Trong 45 phút thầy và trò phải thực hiện nhiều hoạt động để HS có thể chiếm lĩnh kiến thức trọng tâm về mặt chung chương trình cứng, vì vậy việc mở rộng kiến thức cần được giáo viên chuẩn bị trước một cách ký lưỡng thì mới có thể đưa vào chương trình dạy học được;
Thứ hai, việc đổi mới PPDH đang được các trường phổ thông quan tâm
và tiến hành trong những năm gần đây song nhìn chung vẫn chưa đạt hiệu quả cao. Điều này có thể do những khó khăn về cơ sở vật chất, trang thiết bị mà chưa khuyến khích được GV đổi mới PPDH. Các biện pháp dạy học tiếp cận năng lực của HS chưa được chú trọng. Đa số GV vẫn sử dụng lối dạy “thông báo – tái hiện” và chỉ một vài tiết có đổi mới phương pháp theo hướng tiếp cận năng lực của học sinh.
Thứ ba, Trong thực tế có nhiều giáo viên chưa thực sự đầu tư về mặt thời
gian để soạn giảng theo hướng tìm tịi, mở rộng kiến thức, các bài tồn vật lý thường gặp để đưa vào bài soạn giảng. Trong khi đó, giải bài tập có nội dung thực tế thường mất nhiều thời gian của giờ lên lớp và chấm bài tập có nội dung thực tế cũng mất nhiều thời gian vì câu trả lời của HS có thể khác nhau.
Điều này làm cho HS khá thụ động trong việc lĩnh hội và vận dụng kiến thức.
Thứ tư, Hiện nay vẫn cịn tình trạng giáo viên chưa đổi mới kiểm tra,
đánh giá học sinh. Kết quả đánh giá học sinh vẫn chủ yếu dựa vào điểm số từ các bài kiểm tra với các bài tập và dữ kiện là những bài toán áp dụng mà thiếu đi những bài tập vật lí có nội dung thực tế.
Kết luận chương 1
Dạy học theo định hướng tiếp cận năng lực học sinh là nhiệm vụ quan trọng đối với giáo dục phổ thông hiện nay. Dạy học vật lí giúp học sinh phát triển những năng lực chung và năng lực chuyên biệt của bộ mơn, trong đó phát triển năng lực giải quyết vấn đề là một trong những năng lực quan trọng.
Trong chương này, chúng tơi đã nghiên cứu và trình bày về khái niệm năng lực, năng lực giải quyết vấn đề của học sinh; đồng thời chúng tôi đã
nghiên cứu về bài tập vật lí, bài tập vật lí thực tiễn (bài tập vật lí có nội dung gắn với thực tiễn). Từ việc nghiên cứu lý luận chúng tôi nhận thấy giữa việc xây dựng và xử dụng hệ thống bài tập thực tiễn trong dạy học vật lí một cách phù hợp thì có thể giúp cho học sinh phát triển được các năng lực đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề.
Trong chương I chúng tơi cịn nghiên cứu và đưa ra thang đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. chúng tôi sẽ sử dụng thang này để đánh giá sự phát triển năng lực GQVĐ của HS.
Chúng tơi đã nghiên cứu và tìm hiểu thực trạng việc sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học Vật lí ở 4 trường THPT trên địa bàn huyện Kim Bôi, tỉnh Hịa Bình. Cụ thể chúng tơi sử dụng phương pháp “Phiếu điều tra” cho các GV và HS.
Kết quả thu được làm luận chứng cho việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn nhằm giải quyết vấn đề phát triển năng lực cho HS
Trên cơ sở lý luận được trình bày trong chương I, chúng tôi vận dụng để xây dựng hệ thống bài tập thực tiễn chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” và đề xuất phương án sử dụng trong chương II; triển khai thực nghiệm trong chương III của luận văn này.
CHƯƠNG 2
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC TIỄN “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT
LÝ TRUNG HỌC PHỔ THƠNG
2.1. Vị trí và vai trị của chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” trong chương trình vật lý THPT.
2.1.1. Vị trí chương “Cơ sở của nhiệt động lực học”
Chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” là chương thứ 6 trong chương trình sách giáo khoa Vật lí 10 cơ bản, là chương thứ 3 trong chương trình học kỳ II của vật lí 10 theo chương trình chuẩn của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Các nội dung kiến thức của chương có quan hệ chặt chẽ với nhau và có liên quan đến kiến thức của chương V “Chất khí”.
Chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” gồm các bài: - Bài 32. Nội năng và sự biến thiên nội năng;
- Bài 33. Các nguyên lý của nhiệt động lực học
Theo tài liệu hướng dẫn xây dựng phân phối chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tao, chương Cơ sở của nhiệt động lực học gồm có 4 tiết học, trong đó có 3 tiết lí thuyết và một tiết bài tập, cụ thể là:
Bảng 2.1. Khung phân phối chương trình chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” theo chương trình Vật lí 10 cơ bản
Tiết học Nội dung
1 Nội năng và sự biến thiên nội năng 2, 3 Các nguyên lí của nhiệt động lực học
4 Bài tập chương
2.1.2. Vai trò kiến thức của chương “Cơ sở của nhiệt động lực học”
Chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” trong chương trình vật lí 10 cơ bản cung cấp cho HS những kiến thức vật lí phổ thông cơ bản bao gồm những
khái niệm về các sự vật, hiện tượng, q trình và các ngun lí vật lí thường gặp trong đời sống thuộc lĩnh vực nhiệt động lực học. Các nội dung được trình bày phù hợp với khả năng nhận thức và sự suy luận logic của học sinh.
Các đơn vị kiến thức cơ bản trong chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” có mối quan hệ với nhau trong một thể thống nhất về nội dung. Thông qua nội dung của chương, HS bước đầu tìm hiểu bản chất và quy luật của quá trình biến đổi trạng thái của vật, từ đó hiểu được bản chất và cơ chế của các hiện tượng nhiệt động. Bên cạnh đó, HS sẽ phát triển được năng lực và phẩm chất, có tư duy logic, có niềm tin và đam mê với mơn Vật lí, hình thành những quan niệm đúng đắn về thế giới tự nhiên, hiểu được sự tồn tại của thế giới vật chất và quy luật của sự vận động.
Kiến thức chương “Cơ sở của Nhiệt động lực học” gắn liền với thực tế cuộc sống, với các quá trình lao động, đồng thời là cơ sở và nguyên tắc để chế tạo một số máy móc, thiết bị kĩ thuật. Đây cũng chính là cơ sở để giáo dục kĩ thuật tổng hợp và định hướng nghề nghiệp cho HS. Từ bản chất của quá trình biến đổi trạng thái nhiệt động lực học, HS có thể hiểu và giải thích được các hiện tượng thay đổi thời tiết, hiệu ứng nhà kính, ơ nhiễm mơi trường, …. Thông qua việc tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của các máy nhiệt, động cơ nhiệt HS có ý thức tiết kiệm nhiên liệu và có trách nhiệm bảo vệ mơi trường sống.
Nội dung kiến thức trong chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” cung cấp các nội dung cơ bản làm nền tảng cho những kiến thức vật lí học hiện đại.
2.2. Cấu trúc và nội dung chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” vật lí 10 cơ bản
2.2.1. Cấu trúc chương “Cơ sở của nhiệt động lực học”
Cấu trúc chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” trình bày trong sách giáo khoa Vật lí 10 cơ bản được trình bày theo sơ đồ sau:
Sơ đồ 2.1. Cấu trúc chương “Cơ sở của nhiệt động lực học”
CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC ↓
Nội năng (U)
Trong nhiệt động lực học người ta gọi tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của vật
U = f(T,V) ↓ ↓ Thực hiện công (A) Truyền nhiệt (Q = m.c.∆t) ↓ ↓
Độ biến thiên nội năng (∆U)
↓ ↓ Nguyên lí I nhiệt động lực học
- Độ biến thiên nội năng của một hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
∆U = A + Q
- Quy ước về dấu của nhiệt lượng và công:
Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng; Q < 0: Vật truyền nhiệt lượng; A > 0: Vật nhận công;
A < 0: Vật thực hiện công.
→
Nguyên lí II nhiệt động lực học a) Cách phát biểu của Clau- đi-út: Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
b) Cách phát biểu của Các- nô: Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả ngiệt lượng nhận được thành công cơ học.
↓ ↓ Vận dụng:
1. Quá trình đẳng tích: ∆U = Q
Vận dụng:
Trong q trình đẳng tích, nhiệt lượng mà khí nhận được chỉ để làm tăng nội năng của hệ.
2. Quá trình đẳng áp: ∆U = A + Q.
Trong quá trình đẳng áp, một phần nhiệt lượng mà khí nhận được dùng làm tăng nội năng của khí, phần cịn lại biến thành cơng mà khí sinh ra.
* Cơng của chất khí khi giãn nở: A = - p(V2 – V1) = - p∆V 3. Quá trình đẳng nhiệt:
∆U = 0 hay Q = - A = A’
Trong qúa trình đẳng nhiệt tồn bộ nhiệt lượng mà khí nhận được chuyển thành cơng mà khí sinh ra.
đều phải có ba bộ phận cơ bản là: