TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ
NGUYỄN THỊ THU VÂN
DẠY HỌC CÁC ĐỊNH LUẬT TRONG
CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” – VẬT LÍ 10 THPT
KHÓA
luËn TèT NGHIÖP §¹I HäC
Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Người hướng dẫn khoa học
TS. NGUYỄN THẾ KHÔI
hµ néi - 2015
LỜI CẢM ƠN
Em xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Sư phạm
Hà Nội 2 và đặc biệt là các thầy, cô giáo trong khoa Vật lý đã hết lòng tận tình
giảng dạy cho em trong suốt quá trình học tập tại Trường Đại học Sư phạm Hà
Nội 2.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thế Khôi là người đã nhiệt
tình hướng dẫn em trong suốt quá trình hoàn thành đề tài khóa luận tốt nghiệp
của mình.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới những người thân trong gia đình và bạn
bè - những người luôn khuyến khích và là nguồn động viên rất lớn đối với em
trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Mặc dù có nhiều cố gắng, song kiến thức của em còn nhiều hạn chế,
không tránh được nhiều thiếu sót. Vì vậy, em rất mong được các thầy, cô giáo,
cùng toàn thể các bạn chỉ bảo, đóng góp ý kiến để khóa luận của em được hoàn
thiện hơn.
Em xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 05 tháng 05 năm 2014
Sinh viên
Nguyễn Thị Thu Vân
LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan khóa luận được hoàn thành do sự cố gắng và sự nỗ lực
của bản thân cùng với sự hướng dẫn tận tình của TS. Nguyễn Thế Khôi
Khóa luận của em không trùng với bất kì đề tài nào khác. Nếu sai, em
hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, ngày 05 tháng 05 năm 2014
Sinh viên
Nguyễn Thị Thu Vân
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Lý do chọn đề tài 1
2. Mục đích nghiên cứu 3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4
4. Giả thuyết khoa học 4
5. Nhiệm vụ nghiên cứu 4
6. Phương pháp nghiên cứu 4
7. Những đóng góp của khóa luận 5
8. Cấu trúc khóa luận 5
NỘI DUNG 6
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 6
CỦA DẠY HỌC ĐLVL Ở TRƯỜNG THPT 6
1.1. Dạy học ĐLVL 6
1.1.1. Quan niệm về ĐLVL 6
1.1.2. Phân loại các ĐLVL 7
1.1.3. Tác dụng của việc dạy học ĐLVL 8
1.1.4. Yêu cầu của việc nắm vững một ĐLVL trong dạy học 8
1.1.5. Các bước dạy học ĐLVL 9
1.2. Tích cực hóa việc học tập ĐLVL của HS 11
1.3. Thực trạng dạy học chương “Chất khí” – Vật lí 10 THPT 13
1.3.1. Mục đích điều tra 13
1.3.2. Đối tượng điều tra 13
1.3.3. Cách thức điều tra 14
1.3.4. Kết quả điều tra, khảo sát thực tế 15
KẾT LUẬN
CHƯƠNG 1
17
CHƯƠNG 2. TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 18
CÁC ĐỊNH LUẬT CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” – VẬT LÍ 10 THPT 18
2.1. Mục tiêu dạy học chương “Chất khí” – Vật lí 10 THPT 18
2.1.1. Nội dung của chương 18
2.1.3. Mục tiêu dạy học 20
2.2. Thiết kế tiến trình dạy học các định luật trong chương “Chất khí” Vật lí 10
theo hướng tích cực, tự lực của HS 20
2.2.1. Định luật Bôi-lơ –Ma-ri-ốt 20
2.2.2. Định luật Sác-lơ 30
2.2.3.
Phương trình TT của khí lí tưởng 39
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 53
3.1.Mục đích và nhiệm vụ TNSP 53
3.2. Đối tượng và cơ sở thực nghiệm TNSP 53
3.3. Tiến hành thực nghiệm 53
3.3.1. Chuẩn bị thực nghiệm 53
3.3.2. Quá trình tiến hành thực nghiệm 54
3.4. Phân tích kết quả TNSP 54
3.4.1. Tiêu chí đánh giá tính tích cực học tập và kết quả học tập của HS 54
3.4.2. Phân tích định tính 55
3.4.3. Phân tích định lượng 56
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 60
KẾT LUẬN 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
DANH MỤC BẢNG, BIỂU ĐỒ
Bảng 2. Sơ đồ cấu trúc logic chương “Chất khí” 19
Bảng 3.1: Kết quả TNSP 56
Bảng 3.2: Xếp loại bài kiểm tra. 56
Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra. 57
Biểu đồ 3.1: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra. 58
Biểu đồ 3.2: Đồ thị đường phân phối tần suất bài kiểm tra. 58
Bảng 3.4: Các tham số thống kê của bài kiểm tra 59
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Đầy đủ Viết tắt
Định luật vật lí ĐLVL
Đối chứng ĐC
Giáo viên GV
Học sinh HS
Nhà xuất bản NXB
Sách giáo khoa SGK
Thông số trạng thái TSTT
Thực nghiệm TN
Thực nghiệm sư phạm TNSP
Trạng thái TT
Trung học phổ thông THPT
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Chúng ta đang sống trong những năm của thế kỉ 21, thế kỉ mà tri thức và
kĩ năng của con người là những yếu tố cơ bản đến sự phát triển của xã hội.
Trong xã hội tri thức, nền giáo dục được quan tâm hàng đầu nhất là nội dung và
phương pháp dạy học không ngừng được đổi mới để phù hợp với nền kinh tế
đang phát triển như hiện nay.
Trong quá trình dạy học, hoạt động chính của GV là điều khiển, định
hướng, tổ chức hoạt động học tập cho HS. HS - đối tượng của hoạt động "dạy",
đồng thời là chủ thể của hoạt động "học" - được cuốn hút vào các hoạt động học
tập do GV tổ chức và chỉ đạo, thông qua đó tự lực khám phá những điều mình
chưa rõ chứ không phải thụ động tiếp thu những tri thức đã được GV sắp đặt.
Quá trình dạy học có hai mặt: nội dung và quá trình, có mối quan hệchặt
chẽ với nhau. Về mặt nội dung gồm: mục đích, mục tiêu, nội dung, phương
pháp, hình thức và kiểm tra đánh giá. Những phạm trù này quyện chặt vào nhau
trong quá trình dạy học, nhiều khi không thể bóc tách được. Bài học có sinh
động, đem lại hứng thú có để lại dấu ấn trong tâm hồn HS đó là kết quả của việc
nắm bắt quá tình hình thực tế, của sự uyên bác, của năng lực và nghệ thuật sư
phạm, của tinh thần trách nhiệm và lương tâm của người thầy. Mặt quá trình
gồm: tạo tình huống có vấn đề, kích thích động viên, tạo động lực, tổ chức hoạt
động, kiểm tra đánh giá.
Những năm gần đây ngành giáo dục nước ta không ngừng đổi mới SGK
và sách tham khảo, có cả gợi ý về phương pháp dạy học theo hướng phát huy
tích cực, tự chủ sáng tạo của HS. Song do nhiều yếu tố tác động nên hiện tượng
GV dạy học chỉ tập trung vào việc thông báo, cung cấp kiến thức một cách định
sẵn, hoặc chỉ dạy phục vụ thi cử, chưa chú ý đến việc phát triển tính tích cực
nhận thức của HS. Cách dạy này sẽ làm cho HS tiếp thu bài một cách thụ động,
không hứng thú, tự giác. Kiến thức thu được chỉ là ghi nhớ bắt chước khi cần là
2
tái hiện một cách máy móc, dập khuôn không hình thành giá trị riêng của bản
thân, không phát triển được năng lực nhận thức mà còn làm cho HS có tính ỷ lại,
chờ đợi, nhụt trí, không kiên trì cố gắng trong học tập. Do vậy mà ảnh hưởng
xấu đến chất lượng dạy học nói riêng và chất lượng giáo dục nói chung. Nếu
hoạt động nhận thức của HS được tổ chức dưới sự định hướng của GV một cách
phù hợp thì không những HS tích cực, tự giác, đề xuất và giải quyết được vấn đề
mà còn phát huy được hết khả năng kiến thức vốn có của bản thân, vận dụng
được kiến thức vào cuộc sống, biết phân tích so sánh và rút ra kết luận chính xác.
Khi đó, không những HS thu được kết quả cao trong học tập mà GV còn thực
hiện tốt việc dạy học và đáp ứng được mục tiêu dạy học đề ra.
Thực tế dạy học cho thấy phần lớn các GV đều chưa nắm được tư tưởng
đổi mới trong giáo dục. Các kiến thức về phương pháp giáo dục mà họ đã học
trong trường sư phạm đã bị lãng quên cho nên họ chỉ dạy theo kinh nghiệm là
chủ yếu. Điều này dẫn đến việc HS không say mê hứng thú học tập, từ đó chưa
phát huy được năng lực nhận thức và khả năng sáng tạo của HS làm ảnh hưởng
tới việc đào tạo ra con người có đủ phẩm chất đạo đức, năng lực trí tuệ để đáp
ứng sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước.
Một trong những phương hướng đổi mới phương pháp dạy học vật lí ở
trường phổ thông là nghiên cứu tổ chức quá trình dạy học theo hướng tích cực
hóa hoạt độngcủa HS, trong đó GV thực hiện một nhiệm vụ dạy học phức hợp
gắn với thực tiễn, kết hợp lý thuyết với thực hành, tự lực lập kế hoạch, thực hiện
và đánh giá kết quả. Gần đây, có nhiều bài viết, đề tài luận văn, luận án đã lựa
chọn dạy học theo hướng tích cực hóa làm nội dung nghiên cứu, như: “Tổ chức
dạy học nội dung kiến thức chương “Tĩnh học vật rắn” - SGK Vật lý 10 nâng
cao theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ của HS trong học tập” – Nguyễn
Thị Thu Hằng – Luận văn thạc sỹ năm 2008, Đại học Sư phạm Hà Nội. Đề
tài “Tổ chức dạy học một số kiến thức các chương “Từ trường” và “Cảm ứng
điện từ” Vật lí 11 Nâng cao, theo quan điểm của dạy học dự án” - Khóa luận tốt
3
nghiệp của Phạm Vân Ngọc, 2009, Đại học Sư phạm Hà Nội, “Bồi dưỡng năng
lực sáng tạo cho HS lớp 12 THPT trong dạy học giải bài tập chương dòng điện
xoay chiều”- Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục của Nguyễn Mạnh Hòa, 2011,
Đại học Sư phạm Hà Nội 2, “Hình thành một số kiến thức mới bằng giải bài tập
trong dạy học Vật lí ở trường THPT”- Luận văn thạc sĩ giáo dục học của
Nguyễn Đức Sinh, 2010, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2.
Tất cả các đề tài
này mặc dù mới chỉ dừng ở mức vận dụng lí luận chung để tổ chức dạy một số
kiến thức, nhưng bước đầu đã thu được kết quả đáng khích lệ, HS rất hào hứng,
phấn khởi và tích cực học tập. Điều này cho thấycó thể tổ chức tốt các giờ học
vật lí theo quan điểm của dạy học tích cực.
Về phần kiến thức chất khí trong chương trình Vật lí THPT đã có một số
đề tài nghiên cứu tại trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 như: “Thiết kế phương
án dạy học một số bài học ở chương “Chất khí” - Vật lí 10 THPT theo hình
thức tổ chức hoạt động nhóm nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng
năng lực sáng tạo của HS”của Phạm Thị Vân, 2010, “Vận dụng phương pháp
mô hình trong dạy học chương “Chất khí” Vật lí lớp 10 THPT” – Luận văn thạc
sĩ giáo dục học của Nguyễn Đình Thắng, 2011, “Tích cực hóa hoạt động nhận
thức cho HS trong dạy học chương VI “Chất khí” Vật lí 10 Nâng Cao”- Khóa
luận tốt nghiệp của Nguyễn Thị Hạnh, 2007. Như vậy, chưa có nghiên cứu nào
đi sâu về việc dạy học các định luật thuộc chương “Chất khí” theo hướng tích
cực hóa việc học tập của HS lớp 10 THPT.Với những lý do trênchúng tôi đã
chọn đề tài nghiên cứu “Dạy học các định luật trong chương “Chất khí” - Vật
lí 10 THPT”.
2. Mục đích nghiên cứu
Thiết kế và tổ chức dạy học các định luật trong chương “Chất khí” – Vật lí
10 THPT nhằm tích cực hóa học tập của HS.
4
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học vật lí của GV, HS lớp 10
THPT.
- Phạm vi nghiên cứu: Tổ chức dạy học các ĐLVL thuộc chương “Chất
khí” - Vật lí 10 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế và tổ chức được tiến trình dạy học các định luật thuộc chương
“Chất khí”- Vật lí 10 THPT một cách khoa học, hợp lí thì có thể phát huy được
tính tích cực, tự lực và góp phần nâng cao hiệu quả học tập của HS.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về tổ chức dạy học các định luật ở trường
THPT nhằm phát huy tính tích cực của HS.
- Điều tra thực trạng việc tổ chức dạy học các định luật trong chương
“Chất khí” - Vật lí 10 THPT.
- Xác định mục tiêu dạy học và thiết kế tiến trình dạy học các định luật
trong chương “Chất khí” – Vật lí 10 THPT theo hướng tích cực hóa việc học tập
của HS.
- Tiến hành TNSP nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài.
6. Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện khóa luận chúng tôi sử dụng phối hợp ba
phương pháp nghiên cứu chủ yếu sau:
- Nghiên cứu lý luận về ĐLVL các tài liệu, sách, báo liên quan đề tài
để xác định cơ sở lí luận của đề tài.
- Điều tra thực trạng dạy học các định luật trong chương “Chất khí” –
Vật lí 10 THPT.
- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của
việc dạy học các định luật trong chương “Chất khí” – Vật lí 10
THPT theo hướng tích cực hóa việc học tập của HS.
5
- Sử dụng thống kê toán học để xử lí số liệu TNSP
7. Những đóng góp của khóa luận
- Hệ thống hóa cơ sở lí luận trong việc dạy học các định luật thuộc chương
“Chất khí”- Vật lí 10 THPT
- Tiến trình dạy học các định luật thuộc chương “Chất khí” có thể dùng
làm tài liệu tham khảo cho GV và HS trong dạy học lớp 10 THPT
8. Cấu trúc khóa luận
Ngoài phần Mở đầu, Kết luận và Danh mục tài liệu tham khảo, Khóa luận
gồm ba chương:
Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học ĐLVL ở trường THPT
Chương 2. Tiến trình hoạt động dạy học các định luật chương “Chất khí” -
Vật lí 10 THPT
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm.
6
NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
CỦA DẠY HỌC ĐLVL Ở TRƯỜNG THPT
1.1. Dạy học ĐLVL
1.1.1. Quan niệm về ĐLVL
Theo V.I Lênin: “Quy luật là một trong những mức độ nhận thức của con
người về sự thống nhất và sự liên hệ, sự phụ thuộc lẫn nhau và sự toàn bộ của
một quá trình trong vũ trụ. Định luật là sự phản ánh tồn tại của vật chất trong vận
động” [4, tr.50].
Trong chương trình vật lí phổ thông, HS được nghiên cứu một số định luật
riêng lẻ thuộc về một phạm vi hạn chế các hiện tượng hoặc quá trình (ba định
luật Newton, các định luật về chất khí lí tưởng, định luật Ôm cho từng đoạn
mạch,…), đồng thời cũng nghiên cứu một số định luật tổng quát của tự nhiên
như các định luật bảo toàn (bảo toàn động lượng, bảo toàn điện tích, bảo toàn và
chuyển hóa năng lượng,…).
ĐLVL phản ánh mối liên hệ phổ biến, khách quan giữa các thuộc tính của
các đối tượng, các quá trình và TT được mô tả thông qua các đại lượng vật lí, tồn
tại trong những điều kiện xác định và thể hiện khi những điều kiện này xuất
hiện, tương đối bền vững và có thể lặp lại.
Không phải tất cả các mối liên hệ đều là quy luật, định luật. Định luật có
tính tất yếu, phổ biến và khách quan, có nghĩa là: trong những điều kiện nhất
định thì định luật nhất thiết có tác dụng, hiện tượng nhất định xảy ra giống nhau,
bất kỳ đâu, không phụ thuộc ý muốn của con người.
Toán học là công cụ rất quan trọng để biểu diễn các ĐLVL, vì đa số các
ĐLVL có nội dung định lượng. Bằng các suy luận toán học, nhiều nhà vật lí đã
rút ra được dự đoán đúng về các hiện tượng mới mà trước đây loài người chưa
biết đến, trước khi quan sát bằng thực nghiệm.
7
Mỗi hiện tượng vật lí đều tuân theo những quy luật riêng. Nhưng chỉ trong
một số ít trường hợp các quy luật này mới được nâng lên thành định luật. Về
phương diện nào đó có thể nói rằng ĐLVL là những quy luật vật lí ở đẳng cấp
cao, thể hiện ở ba điều:
- Một là, ĐLVL thể hiện mối ràng buộc chính xác giữa các đại lượng
vật lí chủ yếu của các hiện tượng vật lí cùng loại lặp đi lặp lại nhiều lần, tức là có
tính chính xác và tính phổ biến. Ví dụ: Định luật Acimet cho biết rằng bất cứ
một vật nào bị nhúng vào chất lưu (chất lỏng hoặc khí quyển) thì đều bị chất lưu
đẩy một lực theo phương thẳng đứng, hướng từ dưới lên, có độ lớn đúng bằng
trọng lượng của khối chất lưu bị vật chiếm chỗ.
- Hai là, định luật chỉ rõ điều kiện xảy ra và bắt buộc phải xảy ra hiện
tượng mà định luật nói đến, tức là tính tất yếu của hiện tượng như: Các định luật
cảm ứng điện từ, các định luật I và II của Newton…
- Ba là, mỗi ĐLVL có vai trò quan trọng nhất định trong sự hình thành
kiến thức và phát triển của một lĩnh vực chuyên môn, tức là tính quyết định của
định luật.
1.1.2. Phân loại các ĐLVL
Theo [4], các ĐLVL có thể được chia làm ba loại:
- Định luật động lực học cho biết một đối tượng riêng lẻ trong những
điều kiện đã cho sẽ hoạt động như thế nào. Ví dụ như các định luật Newton trong
đó có định luật I Newton cho ta thấy đặc điểm của không gian và thời gian gắn
với hệ quy chiếu quán tính: thời gian là đồng nhất, còn không gian là đồng nhất
và đẳng hướng.
- Định luật thống kê cho biết một số lớn các đối tượng riêng lẻ trong một
tập hợp sẽ thể hiện như thế nào trong những điều kiện xác định. Ví dụ: Phương trình
cơ bản của thuyết động học phân tử
1
2
p mnv
, nó chỉ ra mối quan hệ giữa áp suất p
của khí với khối lượng m, số phân tử trong đơn vị thể tích n và trung bình của bình
8
phương của vận tốc của phân tử khí. Chỉ đúng trong trường hợp một số rất lớn phân
tử khí chứa trong bình.
- Định luật bảo toàn cho biết một đại lượng vật lí nào đó luôn luôn
không đổi trong khi các điều kiện trong đó xảy ra hiện tượng biến đổi. Ví dụ:
Định luật bảo toàn động lượng. Các định luật bảo toàn có một vị trí đặc
biệtquan trọng vật lí. Mỗi định luật bảo toàn biểu diễn một sự bảo toàn một
thuộc tính cơ bản nào đó của vật chất và được đặc trưng bằng những đại lượng
vật lí tương ứng, cũng như mối quan hệ giữa vật chất với các hình thức tồn tại
của nó.
1.1.3. Tác dụng của việc dạy học ĐLVL
Dạy học các ĐLVL là dạy HS nhận biết rằng các hiện tượng trong tự
nhiên tuy xảy ra phức tạp, nhưng không phải tùy tiện mà luôn tuân theo những
quy luật nhất định và xảy ra trong những điều kiện xác định.
Dạy học ĐLVL giúp ta phân biệt hiện tượng này với hiện tượng khác,
cách nhận biết tính hài hòa của tự nhiên.
Dạy học ĐLVL cho phép con người có thể tác động thúc đẩy cho hiện
tượng xảy ra hoặc ngăn chặn, hạn chế một hiện tượng nào đó.
1.1.4. Yêu cầu của việc nắm vững một ĐLVL trong dạy học
Theo [8], HS được coi là nắm vững một ĐLVL khi trả lời hay giải quyết
được các câu hỏi, vấn đề sau:
1) Định luật phản ánh mối liên hệ giữa các hiện tượng (quá trình) hay
giữa các đại lượng vật lí nào?
2) Định luật được phát biểu ra sao?
3) Biểu thức toán học của định luật.
4) Ứng dụng của định luật trong thực tế.
5) Giới hạn áp dụng của định luật.
6) Cách thức, quá trình hình thành định luật.
9
1.1.5. Các bước dạy học ĐLVL
Theo [8], để vạch ra được các bước hình thành một ĐLVL cho HS, cần
căn cứ vào những điều trình bày trên về ĐLVL, về cấu trúc của tư duy vật lí,
thực tế dạy học ở trường phổ thông…
Dựa vào đặc điểm của hoạt động nhận thức trong quá trình khám phá chân
lí khách quan của loài người, có thể thấy có ba con đường điển hình trong việc
hình thành các ĐLVL nhờ:
- Quan sát trực tiếp và khái quát hóa thực nghiệm;
- Quan sát trực tiếp và khái quát lí thuyết;
- Những mệnh đề lí thuyết tổng quát đã biết.
Con đường thứ nhất tồn tại trong sự phát triển của vật lí học và trong dạy
học ở giai đoạn đầu của quá trình nhận thức khoa học. Do vậy, ta chỉ nghiên cứu
con đường này và nêu ra những bước thường thấy khi hình thành một ĐLVL cho
HS trong dạy học ở trường phổ thông.
Bước 1. Ôn tập những khái niệm cũ có mặt trong định luật
Khi hình thành khái niệm, việc kiểm tra kiến thức đã học để chuyển sang xây
dựng khái niệm mới làm cho giờ học tự nhiên, HS thấy được mối liên hệ giữa khái
niệm mới và các khái niệm cũ. Còn ở đây, việc ôn tập củng cố kiến thức đã học có
tính độc lập với việc nghiên cứu tài liệu mới nhiều hơn.
Trong bước này cần lưu ý:
- Không phải ôn tập tất cả những gì liên quan đến những khái niệm có mặt
trong định luật sẽ xây dựng. Bởi vì hoặc không đủ thời gian, hoặc không thật cần
thiết do kiến thức cũ đơn giản hay vừa được HS nghiên cứu xong.
- Không cứ ôn tập khái niệm đã học có mặt trong định luật ngay đầu
giờhọc chỉ trong trường hợp kiến thức cũ cần vận dụng kiến thức trong việc hình
thành định lật quá phức tạp, GV mới có thể dành hẳn một phần thời gian đầu giờ
học ôn tập về chúng trước khi hình thành định luật.
10
Bước 2. Định hướng sự chú ý của HS vào mối liên hệ giữa các sự vật,
hiện tượng trong tự nhiên hay giữa các đại lượng vật lí đã biết cần nghiên cứu
- Giữa các mặt cũng như giữa chính bản thân sự vật, hiện tượng vật lí
trong tự nhiên có nhiều mối quan hệ qua lại phức tạp. Nếu không giới hạn phạm
vi nghiên cứu, HS sẽ không hiểu mục đích nghiên cứu nên không thể nghiên
cứu, giải quyết vấn đề một cách chủ động, tích cực, sáng tạo.
- GV thực hiện bước này bằng những ví dụ gần gũi với đời sống hằng
ngày của HS hoặc những thí nghiệm định tính, đơn giản. Mà tốt nhất là bằng hai
cách ấy.
Bước 3. Tìm nội dung định luật (Tìm mối liên hệ giữa cách sự vật, hiện
tượng hay giữa cách đại lượng vật lí cần nghiên cứu)
- Trong bước hai HS bước đầu nhận thấy mối liên hệ giữa cách đại lượng
vật lí cần nghiên cứu. Vì thế, ở họ tự nhiên nảy sinh mong muốn tìm mối liên hệ
ấy, nghĩa là tìm nội dung quy luật, định luật chi phối mối liên hệ đó. Có thể gọi
bước hai là bước tìm nội dung định tính của định luật, bước ba là bước tìm nội
dung định lượng của định luật.
- Để tìm nội dung của định luật, cần dựa vào lập luận logic, toán học…mà
thường là thực nghiệm. Bằng những thí nghiệm chính xác, thành công ngay và
có vai trò hầu như không thể thay thế được kết hợp với phương pháp quy nạp
không đầy đủ (Nghĩa là căn cứ vào vài thí nghiệm làm đúng mà khái quát hóa
kết quả cho tất cả các thí nghiệm về các hiện tượng cùng loại. Nó khác với các
phương pháp quy nạp khoa học ở chỗ kết luận về toàn bộ lớp đối tượng được rút
ra trên cơ sở xem xét những dấu hiệu bản chất hay mối liên hệ tất yếu của các
đối tượng trong lớp đối tượng ấy), GV hướng dẫn HS khái quát hóa các kết quả
các thí nghiệm để rút ra nội dung của định luật sau đó phát biểu nội dung ấy và
biểu diễn nó bằng biểu thức toán học. Cần lưu ý phân tích cặn kẽ nội dung của
định luật vừa tìm ra để giúp HS nắm được bản chất của định luật hiểu rõ điều
kiện áp dụng của định luật.
11
Bước 4. Nêu vị trí và phạm vi áp dụng của định luật (nếu có thể được)
- Bước này giúp HS thấy rõ tầm quan trọng của định luật vừa được khám
phá, đồng thời khi gặp những hiện tượng, sự kiện mới xa lạ với điều đã nghiên
cứu thì không nghi ngờ, bỡ ngỡ.
Bước 5. Vận dụng định luật vào thực tiễn như giải bài tập, giải thích hiện
tượng, tìm hiểu những ứng dụng của định luật trong đời sống và sản xuất. Nhờ
vậy HS mới có thể nắm vững nội dung định luật thấy được ý nghĩa của định luật.
- Không phải định luật nào được hình thành qua quan sát trực tiếp và khái
quát hóa thực nghiệm cũng đều được SGK trình bày đầy đủ theo tất cả các bước
nêu trên, mà thường là không trình bày bước 1 và bước 4. Mặt khác, có một vài
định luật mà cho đến nay chưa được trình bày trên cơ sở thí nghiệm biểu diễn
như định luật vạn vật hấp dẫn, định luật Cu-lông…Để tránh hình thức trong việc
dạy chúng, GV có thể kể cho HS nghe về những điểm mốc quan trọng nhất trong
lịch sử phát hiện các định luật này, về bản chất của những thí nghiệm do các nhà
khoa học đã tiến hành, về ý nghĩa của những kết quả đã thu được khoa học – kĩ
thuật. Tất cả những việc đó là những luận cứ đầy đủ của các định luật này.
1.2. Tích cực hóa việc học tập ĐLVL của HS
- Tính tích cực học tập chính là phẩm chất, là sự cố gắng của mỗi HS.
Đối với HS trong quá trình học tập đòi hỏi phải có những nhân tố, tính lựa chọn
thái độ đối với đối
tượng
nhận thức, đề ra cho mình mục đích, nhiệm vụ cần giải
quyết sau khi đã lựa chọn đối
tượng,
cải tạo đối
tượng
trong hoạt động sau này
nhằm giải quyết vấn đề.
- Tích cực hóa hoạt động nhận thức trong học tập của HS thực chất là tập
hợp các hoạt động nhằm chuyển biến vị trí từ học bị động sang chủ động, tự bản
thân đi tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập.
- Đặc trưng cơ bản của tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong quá
trình học tập là sự linh hoạt của HS dưới sự định hướng, đạo diễn của GV với
mục đích cuối cùng là HS tự mình khám phá ra kiến thức cùng với cách tìm ra
12
kiến thức. Trong quá trình dạy học, để phát huy tính tích cực trong hoạt động
nhận thức của HS thì quá trình dạy học đó phải diễn biến sao cho:
- HS được đặt ở vị trí chủ thể, tự giác, tích cực, sáng tạo trong hoạt động
nhận thức của bản thân.
- GV tự từ bỏ vị trí của chủ thể nhưng lại là người đạo diễn, định hướng
trong hoạt động dạy học.
- Quá trình dạy học phải dựa trên sự nghiên cứu những quan niệm, kiến
thức sẵn có của người học, khai thác những thuận lợi đồng thời nghiên
cứu kỹ những chướng ngại có khả năng xuất hiện trong quá trình dạy
học.
- Mục đích dạy học không chỉ dừng lại ở việc cung cấp tri thức, kỹ năng,
kỹ xảo mà còn phải dạy cho HS cách học, cách tự học, tự hoạt động
nhận thức nhằm đáp ứng các nhu cầu của bản thân và xã hội.
Vật lí học là môn khoa học thực nghiệm. Vì vậy, việc học tập các ĐLVL ở
trường THPT hiện nay là một trong những nhiệm vụ vô cùng quan trọng trong
việc lĩnh hội các kiến thức mới về nội dung định luật và các ứng dụng của nó
trong thực tế nhằm giải thích các hiện tượng diễn ra trong tự nhiên và trong cuộc
sống hàng ngày.
Tích cực hóa việc học tập ĐLVL cho HS, trong dạy học GV cần phải quan
sát HS dựa trên các dấu hiệu cụ thể, theo I.F.Kharlamôv có thể căn cứ vào 3 dấu
hiệu sau[7]:
- HS biết nhớ lại những kiến thức liên quan làm chỗ dựa để giải quyết
những nhiệm vụ học tập.
- HS biết xác định những cách thức hợp lý hơn cả để giải quyết nhiệm vụ
học tập.
- HS biết động viên mọi sức lực, phù hợp với điều kiện và nhiệm vụ học
tập đòi hỏi
Ngoài ra, GV còn có thể căn cứ vào các biểu hiện của HS như:
13
- Chú ý học tập.
- Hăng hái tham gia vào mọi hình thức của hoạt động học tập, hăng hái trả
lời câu hỏi của GV, bổ sung câu trả lời của bạn.
- Thích phát biểu ý kiến của mình trước vấn đề nêu ra hay nêu thắc mắc,
đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề chưa rõ.
- Chủ động vận dụng những kiến thức kĩ năng đã học để nhận thức vấn đề
mới.
- Hoàn thành nhiệm vụ được giao, hiểu bài và ghi nhớ tốt những gì đã học
và có thể trình bày lại nội dung bài học theo ngôn ngữ riêng.
- Vận dụng được kiến thức đã học vào thực tiễn, kiên trì hoàn thành các
bài tập, không nản trước tình huống khó khăn, có đọc thêm và làm thêm
các bài tập
- Tốc độ hoàn thành nhanh, sáng tạo và hứng thú trong học tập mà không
ở hoàn cảnh nào bắt buộc.
1.3. Thực trạng dạy học chương “Chất khí” – Vật lí 10 THPT
Để phát hiện thực trạng dạy học chương “Chấtkhí” – Vật lí 10 THPT của
GV và HS, chúng tôi tiến hành điều tra cơ bản trong thời gian từ 28/10 đến
06/12/2014
1.3.1. Mục đích điều tra
- Tìm hiểu thực tế việc thiết kế và tổ chức dạy học chương “Chất khí” Vật
lí 10 – THPT với mục đích tìm ra những khó khăn chủ yếu HS mắc phải tìm ra
nguyên nhân dẫn đến những khó khăn để có cơ sở thực tế cho việc thực hiện đề
tài trên.
- Phát hiện thực trạng nắm vững kiến thức, tính tích cực sáng tạo của HS
trong học tập chương “Chất khí”.
1.3.2. Đối tượng điều tra
Đối tượng điều tra là GV dạy vật lí 10 THPT và HS của hai lớp 10M và
10C học chương trình cơ bản của trường THPT Kim Anh – Hà Nội.
14
1.3.3. Cách thức điều tra
Dự giờ, trò chuyện với 02 GV vật lí và 76 HS, xem xét vở bài tập và kết
quả bài kiểm tra 15 phút với đề bài như sau:
Phần I. Trắc nghiệm (10 phút)
1.Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến thể tích 4 lít thì áp suất của khí tăng
lên:
A. 2,5 lần B. 2 lần C. 1,5 lần D. 4 lần
2.Một khối khí lí tưởng nhốt trong bình kín. Tăng nhiệt độ của khối khí từ 100
0
C
lên 200
0
C thì áp suất trong bình sẽ:
A.Có thể tăng hoặc giảm B. Tăng lên hơn 2 lần áp suất cũ
C. Tăng lên ít hơn 2 lần áp suất cũ
D. Tăng lên đúng bằng 2 lần áp suất cũ
3.Nhiệt độ không tuyệt đối là nhiệt độ tại đó:
A. Nước đông đặc thành đá B. Tất cả các chất khí hóa lỏng
C. Tất cả các chất khí hóa rắn D.Chuyển động nhiệt phân tử hầu
như dừng lại.
4. Ở 27
0
C thể tích của một lượng khí là 6 lít. Thể tích của lượng khí đó ở nhiệt
độ 227
0
C khi áp suất không đổi là:
A. 8 lít B. 10 lít C. 15 lít D. 50 lít
5. Một khối khí thay đổi TT như đồ thị biểu diễn ở hình vẽ.
TT (3) cuối cùng của khí có các thông số TT là:
A. p
0
; 2V
0
; T
0
B. p
0
; V
0
; 2T
0
C. p
0
; 2V
0
; 2T
0
D. 2p
0
; 2V
0
; 2T
0
Phần II. Tự luận (5 phút)
Bài tập: Xylanh chứa một lượng khí có thể tích 100 cm
3
ở nhiệt độ 57
0
C. Khi
píttông nén khí trong xylanh sao cho thể tích giảm xuống còn 60 cm
3
và áp suất
tăng 3 lần thì nhiệt độ khí trong xylanh là bao nhiêu?
(1)
(2)
(3)
V
0
2p
0
0
p
T
p
0
T
0
15
1.3.4. Kết quả điều tra, khảo sát thực tế
Kết quả học tập chương chất khí và bài kiểm tra 15 phút của HS được
trình bày ở bảng sau:
Bảng 1:
Số HS
Điểm
Điểm trung
bình
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
76 2
11
14
11
9 6 4 2 3 8 7 4.5
1.3.4.1 Việc thiết kế và tổ chức dạy học của GV
Việc tiến hành giảng dạy vẫn được GV diễn đạt bằng lời, mô tả, giải thích
hiện tượng, nhấn mạnh cho HS những kiến thức cơ bản và nội dung quan
trọng, cuối cùng là yêu cầu HS áp dụng công thức làm bài tập.
Một số GV sử dụng thí nghiệm trong bộ thí nghiệm tối thiểu cung cấp để
tìm ra nội dung các định luật nhưng là thí nghiệm do GV biểu diễn, HS chủ
yếu vẫn là nghe và ghi chép do GV khó ổn định lớp trong lúc làm thí nghiệm
gây mất thời gian tiết học.
Nhiều GV muốn phát huy tính tích cực hoạt động học tập của HS bằng
việc đặt ra các câu hỏi cho HS suy nghĩ trả lời nhưng phần lớn câu hỏi chỉ là
kiểm tra kiến thức cũ của HS mà chưa có tác dụng kích thích hứng thú học tập
của các em.
1.3.4.2 Những khó khăn chủ yếu của HS khi học tập
HS chưa xác định được lượng khí cần xét trong một số bài toán phức tạp.
Ví dụ: Khi xét bài toán với lượng khí ở điều kiện tiêu chuẩn hay điều kiện
thường HS còn nhầm lẫn các TSTT ở hai TT này. Có em xác định đúng
các TSTT nhưng lại không quy đổi về cùng đơn vị đo hay còn nhiều em
chưa quy đổi nhiệt độ về nhiệt độ tuyệt đối.
16
Một số HS còn chưa nhận biết được quá trình biến đổi TT khí là quá trình
nào nên chưa biết lựa chọn kiến thức cần áp dụng. Ví dụ: như với bài tập
tự luận trong đề kiểm tra 15 phút khi điều tra thực trạng chúng tôi thấy
một số HS xác định đúng TSTT với từng TT nhưng lại nhầm lẫn đây là
quá trình đẳng nhiệt hoặc có một số em xác định sai TSTT ứng với từng
TT nên áp dụng sai công thức khi tính toán.
Một số HS còn nhầm lẫn giữa đường đẳng nhiệt, đường đẳng tích, đường
đẳng áp nên không biết cách vẽ chúng trong hệ tọa độ khác.
Ngoài ra, HS còn yếu về mặt áp dụng toán học, xử lí các kết quả thí
nghiệm còn kém.
Nhiều HS không vận dụng được các kiến thức đã học để giải thích các
hiện tượng gặp trong đời sống hằng ngày.
17
KẾT LUẬN
CHƯƠNG 1
ĐLVL phản ánh mối liên hệ phổ biến, khách quan giữa các thuộc tính của
các đối tượng, các quá trình và TT được mô tả thông qua các đại lượng vật lí, tồn
tại trong những điều kiện xác định và thể hiện khi những điều kiện này xuất
hiện, tương đối bền vững và có thể lặp lại.
Dạy học các ĐLVL là dạy HS nhận biết rằng các hiện tượng trong tự nhiên
tuy xảy ra phức tạp, nhưng không phải tùy tiện mà luôn tuân theo những quy luật
nhất định và xảy ra trong những điều kiện xác định.
Trên cơ sở những cơ sở lí luận về việc dạy học ĐLVL ở trường THPT và
khảo sát thực trạng dạy học chương “Chất khí” của GV và HS tại trường THPT
Kim Anh (Hà Nội), chúng tôi nhận thấy cần xây dựng giờ học các ĐLVL một
cách có hệ thống nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS; từ đó áp dụng
vào việc thiết kế tiến trình dạy học các định luật trong chương “Chấtkhí” -
Vậtlí10 THPT trình bày trong chương 2.