Xây dựng bài tập có nội dung thực tế chương “chất khí” – vật lí 10 theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN CỦA HỌC SINH CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” – VẬT LÍ 10 .... 2 nội dung thực tế chương

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA VẬT LÝ

PHẠM THỊ PHƯƠNG TUYỀN

XÂY DỰNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”- VẬT LÍ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC

VÀO THỰC TIỄN CỦA HỌC SINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đà Nẵng, 2019

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA VẬT LÝ

PHẠM THỊ PHƯƠNG TUYỀN

XÂY DỰNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”- VẬT LÍ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC

VÀO THỰC TIỄN CỦA HỌC SINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành : Sư phạm Vật lí

Người hướng dẫn : TS Phùng Việt Hải

Đà Nẵng, 2019

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp, dưới sự hướng dẫn tận tình của GV hướng dẫn và được phía nhà trường tạo điều kiện thuận lợi, tôi đã có một quá trình nghiên cứu, tìm hiểu, học tập nghiêm túc để hoàn thành đề tài Kết quả thu được không chỉ do nỗ lực của riêng cá nhận tôi mà còn có sự giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và các bạn Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin cảm ơn:

Quý thầy cô trong khoa Vật lý- Trường Đại học sư phạm – ĐHĐN đã tận tình dạy dỗ, giúp tôi trang bị những kiến thức cần thiết, quý báu

T.S Phùng Việt Hải – người thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt thời gian qua để tôi hoàn thành khóa luận của mình

Ban giám hiệu trường THPT Phan Thành Tài và cô giáo Trần Thị Kim Anh –

GV bộ môn Vật lí – trường THPT Phan Thành tài trên địa bàn thành phố Đà Nẵng đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm và hoàn thiện đề tài của mình

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên, ủng hộ và giúp đỡ tôi trong những ngày tháng tôi học tập tại trường Đại học sư phạm cũng như trong thời gian tôi hoàn thành khóa luận này

Mặc dù tôi đã cố gắng trong khả năng và phạm vi cho phép của mình để hoàn thành khóa luận này nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót Tôi mong nhận được

sự thông cảm và góp ý tận tình của quý thầy cô và bạn bè

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 04 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Phạm Thị Phương Tuyền

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN I MỤC LỤC II DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT V DANH MỤC HÌNH VI DANH MỤC BẢNG BIỂU VIII

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 3

NỘI DUNG 5

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ XÂY DỰNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ GIÚP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN CỦA HỌC SINH 5

1.1 Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh 5

1.1.1 Năng lực vận dụng kiến thức 5

1.1.2 Năng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn 5

1.1.3 Công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn 7

1.2 Bài tập vật lí có nội dung thực tế 8

1.2.1 Khái niệm bài tập vật lí 8

1.2.2 Khái niệm bài tập vật lí có nội dung thực tế 8

1.2.3 Phân loại bài tập vật lí có nội dung thực tế 8

1.2.4 Phương pháp giải bài tập vật lí có nội dung thực tế 9

1.2.5 Yêu cầu về bài tập vật lí có nội dung thực tế 10

1.2.6 Quy trình xây dựng bài tập vật lí có nội dung thực tế 11

1.2.7 Các hình thức thể hiện bài tập vật lí có nội dung thực tế 12

1.3.Sử dụng các bài tập vật lí có nội dung thực tế trong dạy học 13

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 14

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN CỦA HỌC SINH CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” – VẬT LÍ 10 15

2.1 Đặc điểm cấu trúc chương “Chất khí” – Vật lí 10 15

2.1.1 Vị trí, tầm quan trọng kiến thức chương trong chương trình vật lí phổ thông 15 2.1.2 Sơ đồ cấu trúc chương “Chất khí – Vật lí 10” 16

2.2 Mục tiêu về năng lực vận dụng kiến thức Vật lí chương “Chất khí”- Vật lí 10 vào thực tiễn 16

2.3 Xây dựng bài tập vật lí có nội dung thực tế chương “Chất khí” – Vật lí 10 18

2.4 Ý tưởng sử dụng bài tập đã xây dựng 50

2.5 Thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng bài tập có nội dung thực tế đã xây dựng .51

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 85

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 86

3.1 Mục đích thực nghiệm 86

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm 86

3.3 Đối tượng và thời gian thực nghiệm 86

3.5 Tiến trình thực nghiệm sư phạm 86

3.5.1 Chọn lớp thực nghiệm 86

3.5.2 Diễn biến thực nghiệm 86

3.6 Đánh giá kết quả thực nghiệm 88

3.6.1 Đánh giá kết quả định tính 88

3.6.2 Đánh giá kết quả định lượng 88

KẾT LUẬN 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

PHỤ LỤC 1

Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN 7

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT

Giáo viên : GV Học sinh : HS Năng lực : NL Năng lực vận dụng kiến thức : NLVDKT

Kĩ năng : KN Vật lí : VL Sách giáo khoa : SGK Trung học phổ thông : THPT Trung học cơ sở : THCS Bài tập : BT Bài tập vật lí : BTVL Bài tập có nội dung thực tế : BTCNDTT

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc chương Chất khí - Vật lí 10 16

Hình 2.1: Hình ảnh giải đua xe đạp mở rộng………18

Hình 2.2: Hình ảnh bơm xe đạp 18

Hình 2.3: Hình ảnh cấu tạo bơm xe đạp 18

Hình 2.4: Hình ảnh nguyên lí hoạt động của bơm xe đạp 19

Hình 2.5: Hình ảnh ruột xe đạp MAXXIS TUBE 26X1.90 20

Hình 2.6: Hình ảnh lốp xe ô tô 21

Hình 2.7: Hình ảnh lốp xe ô tô sau khi sử dụng 22

Hình 2.8: Hình ảnh bình gas mini 24

Hình 2.9: Hình ảnh cấu tạo nồi áp suất 25

Hình 2.10: Hình ảnh nguyên lí hoạt động của phổi cắt ra từ video 28

Hình 2.11: Hình ảnh cấu tạo của phổi 29

Hình 2.12: Hình ảnh mô tả các dung tích phổi 30

Hình 2.13: Hình ảnh phổi người bình thường và phổi bị bệnh tăng áp động mạch 32

Hình 2.14: Hình ảnh người bị đau tai khi đi máy bay 34

Hình 2.15: Hình ảnh cấu tạo của tai người 34

Hình 2.16: Hình ảnh đèn sợi đốt được sử dụng trong nông nghiệp 36

Hình 2.17: Hình ảnh đèn sợi đốt 36

Hình 2.18: Hình ảnh cấu tạo đèn sợi đốt 36

Hình 2.19: Hình ảnh vỏ đèn sợi đốt bị đen vỏ sau khi sử dụng 37

Hình 2.20: Hình ảnh thông số kĩ thuật đèn sợi đốt 38

Hình 2.21: Hình ảnh thông số kĩ thuật đèn compact 38

Hình 2.22: Hình ảnh nguyên lí hoạt động của động cơ đốt trong 4 kì……… 38

Hình 2.23: Hình ảnh động cơ hoạt động ở kì 1 40

Hình 2.24: Hình ảnh động cơ hoạt động ở kì 2 41

Hình 2.25: Hình ảnh động cơ hoạt động ở kì 3 41

Hình 2.26: Hình ảnh động cơ haojt động ở kì 4 41

Hình 2.27: Hình ảnh cấu tạo động cơ đốt trong diesel 44

Hình 2.28: Hình ảnh động cơ diesel ở kì nạp 44

Hình 2.29: Hình ảnh động cơ diesel ở kì nén 45

Hình 2.30: Hình ảnh động cơ diesel ở kì cháy 45

Hình 2.31: Hình ảnh diesel ở kì xả 45

Hình 2.32: Hình ảnh vận động viên bơi lội Michael Phelps 48

Hình 2.33: Hình ảnh người đang giác hơi 49

Hình 2.34: Hình ảnh về mặt da lưng khi giác hơi 49

Hình 2.35: Hình ảnh mô phỏng lại phương pháp giác hơi 50

Hình 2.36: Hình ảnh HS chăm chú nghe GV hướng dẫn 88

Hình 2.37: Hình ảnh HS trong quá trình làm bài tập 88

Hình 2.38: Hình ảnh cả lớp giải bài tập 88

Hình 2.39: Hình ảnh HS lên bảng giải bài tập 88

Hình 3 1: Biểu đồ đánh giá kết quả NLVDKT vào thực tiễn của HS Trương Thị Hồng Nhung lớp 10.8 ……… ……….……… 89

Hình 3.2: Biểu đồ đánh giá kết quả thu được BTTH 4 lớp 10/8 ……….…… 90

Hình 3.3: Biểu đồ đánh giá thu được của BTTH 9 lớp 10/6 ……… …91

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Bảng mô tả các NL thành tố và biểu hiện của NLVDKT vật lí vào thực tiễn……… 6 Bảng 2.1: Bảng mục tiêu kiến thức-KN chương "Chất khí"-Vật lí10 ……… 16 Bảng 2.2: Bảng thông tin áp suất chuẩn được quy định……… 22 Bảng 2.3: Bảng thông tin áp suất chuẩn được quy định của xe Mazda CX5……… 23 Bảng 2.4: Bảng thông số kĩ thuật của nồi áp suất cơ Supor YL223F10, 6.0 lít…… 25 Bảng 3.1: Điểm đánh giá 7 chỉ số hành vi của HS Trương Thị Hồng Nhung thông qua BTTH……… ……… …….…….89 Bảng 3.2: Bảng kết quả bài kiểm tra lớp 10/8 ……… ….90 Bảng 3.3: Bảng kết quả thu được của lớp 10/6 ……… ……90

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Ngày nay sự phát triển của công nghệ - kĩ thuật tiên tiến đã tác động đáng kể đến đời sống xã hội Từ đó yêu cầu người lao động phải có đầy đủ trình độ văn hóa, trình độ nghề nghiệp và hơn hết phải năng động sáng tạo, có NL giải quyết vấn đề thực tiễn

Từ đó trong chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011- 2020 đã được thủ tướng chính phủ phê duyệt, có đề ra giải pháp cụ thể cho giáo dục phổ thông là “Thực hiện đổi mới chương trình và SGK từ sau năm 2015 theo định hướng phát triển NL cho

HS Chương trình phải hướng tới phát triển các NL chung mà mọi HS đều cần có trong cuộc sống như NL hợp tác, NL tự học, NL phát hiện và giải quyết vấn đề sáng tạo…đồng thời hướng tới phát triển các NL chuyên biệt liên quan tới từng môn học, từng lĩnh vực hoạt động giáo dục” Ngoài ra, trong chương trình Vật lí giáo dục phổ thông mới được đưa ra , nhấn mạnh đến NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí (NL vật lí), trong đó nhấn mạnh thành tố NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Thực trạng dạy học vật lí ở các trường phổ hiện nay cho thấy, việc giảng dạy kiến thức vật lí cho HS vẫn còn mang nặng thuyết trình, truyền thụ kiến thức một chiều, người dạy chỉ chú trọng giảng giải, minh họa và thông báo kiến thức có sẵn, còn HS chỉ ngồi nghe, tiếp thu kiến thức và ghi nhớ một cách thụ động, vẫn chưa chú trọng đến ứng dụng các kiến thức đã học vào thực tế Hơn nữa các bài tập còn mang tính trừu tượng, không gần gũi với thực tế, không gây được sự hứng thú của HS Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, các kiến thức Vật lí đều được rút ra từ những quan sát và thực nghiệm Những định luật hay thuyết vật lí cũng chỉ trở thành kiến thức vật lí khi được thực nghiệm kiểm chứng, được ứng dụng vào thực tiễn, đời sống hằng ngày Bởi vậy, trong dạy học vật lí ở trường phổ thông việc sử dụng các kiến thức, bài tập liên quan đến thực tiễn luôn giữ một vai trò hết sức quan trọng, có tác dụng to lớn trong việc giúp HS gần gũi với đời sống, khoa học kĩ thuật, hứng thú trong học tập Nhờ đó nâng cao chất lượng chiếm lĩnh kiến thức, KN của HS Ngược lại HS sẽ vận dụng được kiến thức Vật lí mình

đã học được vào thực tiễn, góp phần phát triển khoa học, kĩ thuật

Chương Chất khí – Vật lí 10 có rất nhiều nội dung kiến thức liên quan đến thực tiễn Tuy nhiên, các BTCNDTT ở chương Chất khí – Vật lí 10 ở trường THPT hiện nay

vẫn chưa được khai thác, vận dụng nhiều Do đó, tôi chọn đề tài: “Xây dựng bài tập có

2

nội dung thực tế chương “Chất khí” – Vật lí 10 theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh”, để góp phần nâng cao hiệu quả chất lượng dạy học, phát triển được NL vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn của HS

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xây dựng được BTCNDTT liên quan đến các kiến thức chương Chất khí – Vật lí

10

- Áp dụng dạy thử nghiệm tại trường THPT trên địa bàn TP Đà Nẵng để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của đề tài

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về BTVL, BTCNDTT phát huy NLVDKT vào thực tiễn của HS

- Phân tích mục tiêu, chuẩn kiến thức, KN khi dạy học các kiến thức chương “Chất khí” - Vật lí 10

- Nghiên cứu xây dựng BTCNDTT chương “Chất khí” – Vật lí 10

- Thiết kế tiến trình dạy học chương “Chất khí”- Vật lí 10 có sử dụng BTCNDTT

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá kết quả của việc sử dụng BTCNDTT chương “Chất khí” – Vật lí 10 theo hướng phát triển NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng:

+ Hoạt động dạy và học một số kiến thức chương “Chất khí” - vật lí 10, những ứng

dụng thực tiễn liên quan đến kiến thức

- Phạm vi nghiên cứu:

+ Hoạt động dạy học BTVL chương “Chất khí” - Vật lí 10

+ HS lớp 10 trường THPT ở địa bàn thành phố Đà Nẵng

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí luận:

+ Nghiên cứu mục tiêu đổi mới của giáo dục nói chung và môn Vật lí nói riêng + Nghiên cứu tài liệu lí luận liên quan đến NL vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn của HS

+ Nghiên cứu tài liệu liên quan đến cơ sở lí luận của các loại BTCNDTT

+ Nghiên cứu đặc điểm, cấu trúc, nội dung, chuẩn kiến thức KN chương “ Chất khí”- Vật lí 10

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm:

+ Tiến hành thực nghiệm sư phạm một số tiến trình dạy học BTCNDTT chương

“Chất khí” – Vật lí 10, từ đó đánh giá thực nghiệm sư phạm và so sánh với mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Phương pháp thống kê toán học:

+ Sử dụng các phương pháp thống kê toán học để phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm và rút ra kết luận

6 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

- Trong các đề tài nghiên cứu về dạng BTCNDTT đã có bài nghiên cứu về đề tài “

Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn chương chất khí (Vật lí 10 THPT) nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh” của tác giả Dương Duy Minh

( Đại học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh), ở đề tài này tác giả đã xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn chương Chất khí, từ đó đã phát huy được tính tích cực, sáng tạo của HS Tuy nhiên, đề tài này chưa phát huy được NLVDKT vật lí vào trong thực tiễn của HS

- Ngoài ra đã có bài nghiên cứu về đề tài: “Phát triển năng lực vận dụng kiến thức

vào thực tiễn cho học sinh thông qua việc sử dụng bài tập có nội dung thực tế trong dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí 10 nâng cao” của tác giả Trần Thị

Như Quỳnh ( Đại học sư phạm – Đại học Huế), ở đề tài này tác giả đã phát huy được NL vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn của HS thông qua các bài tập thực

tế mà tác giả đã xây dựng ở chương Tĩnh học vật rắn Tuy nhiên, tác giả chỉ xây dựng bài tập thực tế ở chương Tĩnh học vật rắn

Đề tài tôi đã chọn “Xây dựng bài tập có nội dung thực tế chương “Chất

khí” – Vật lí 10 theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh” là một đề tài vừa xây dựng được BTCNDTT chương “Chất

khí” – Vật lí 10, vừa phát huy được NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS, giải quyết được hai vấn đề ở hai đề tài trên

4

NỘI DUNG

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ XÂY DỰNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ GIÚP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC

VÀO THỰC TIỄN CỦA HỌC SINH

1.1 Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS

1.1.1 Năng lực vận dụng kiến thức

“ NLVDKT là khả năng của bản thân người học tự giải quyết vấn đề đặt ra một cách nhanh chóng, áp dụng những kiến thức lĩnh hội vào những tình huống, những hoạt động thực tiễn để tìm hiểu thế giới xung quanh và có khả năng biến đổi nó NLVDKT thể hiện phẩm chất, nhân cách của con người trong quá trình hoạt động để thõa mãn những nhu cầu chiếm lĩnh tri thức [5]

NLVDKT của HS là khả năng của HS có thể vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết thành công các tình huống học tập hoặc tình huống thực tế Các tình huống học tập bao gồm:

- Tình huống xây dựng kiến thức mới cần vận dụng các kiến thức đã học

- Tình huống luyện tập giải các bài tập đòi hỏi vận dụng linh hoạt, đầy đủ các kiến thức đã học

- Tình huống thực tế là các tình huống gắn liền với cuộc sống, gắn liền với hoạt động sống, lao động sản xuất của con người

1.1.2 Năng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn

1.1.2.1 Khái niệm năng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn

NLVDKT Vật lí vào thực tiễn của HS phổ thông là khả năng HS vận dụng những hiểu biết của mình để chuyển một tình huống thực tiễn về dạng vật lí Hay NLVDKT vào thực tiễn là tổng hợp của ba thành tố: NL thu nhận thông tin vật lí từ tình huống thực tế; NL chuyển đổi thông tin giữa thực tế và vật lí; NL thiết lập mô hình vật lí của tình huống thực tế [12]

“NL vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn là khả năng chủ thể vận dụng tổng hợp những kiến thức, kinh nghiệm, KN, thái độ và hứng thú, để giải quyết có hiệu

quả các vấn đề của thực tiễn có liên quan đến vật lí”

6

1.1.2.2 Năng lực thành tố và biểu hiện của năng lực vận dụng kiến thức Vật lí

vào thực tiễn

Bảng 1.1: Bảng mô tả các NL thành tố và biểu hiện của NLVDKT vật lí vào thực tiễn

- Tái hiện được các kiến thức

vật lí và hiểu được mối quan

hệ giữa các kiến thức vật lí

- Trình bày được các kiến thức vật lí

cơ bản như khái niệm, biểu hức, định luật, nguyên lí,…

- Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí đó

- Vận dụng kiến thức vào thực

tiễn để giải thích các nội dung

thực tế quen thuộc, không đổi,

đơn giản

- HS chỉ cần vận dụng một hoặc hai kiến thức vật lí đơn giản phù hợp để giải thích được các nội dung thực tế trong cuộc sống, ngoài thiên nhiên hay các việc làm, các cách xử lí tình huống đã có trong cuộc sống và sản xuất, chưa cần đến nhiều sự tư duy

- Độc lập sáng tạo giải quyết

tình huống đặt ra trong thực

tiễn cuộc sống hay sản xuất

- Khả năng tiếp cận, nhận thức, phát hiện được vấn đề trong nội dung bài học, trong bài tập có liên quan đến thực tiễn; khả năng vận dụng tổng hợp nhiều kiến thức vật lí kết hợp với khả năng quan sát thực tế; khả năng độc lập sáng tạo, giải quyết tình huống đặt ra

kế hoạch và thực hiện giải pháp, sử dụng những kiến thức, KN vật lí để

giải quyết vấn đề; khả năng đánh giá

và phản ánh giải pháp và kết quả mang lại, có hướng đề xuất hoàn thiện giải pháp

1.1.3 Công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn

1.1.3.1.Đánh giá qua quan sát

Đánh giá qua quan sát là thông qua quan sát mà đánh giá các thao tác, động cơ, các hành vi, KN thực hành và KN nhận thức, chẳng hạn như cách giải quyết vấn đề trong một tình huống cụ thể [10]

Đặc điểm của đánh giá qua quan sát gồm có quan sát là sự tri giác, ghi chép mọi nếu tố liên quan đến đối tượng nghiên cứu, phù hợp với mục tiêu nghiên cứu nhằm mô

tả, phân tích, nhận định và đánh giá về trường học, môi trường, văn hóa, và sự tương tác giữa những con người với nhau

Trong quá trình dạy học thì đó là quan sát tương tác giữa HS - HS, HS – GV Đánh giá quan sát sử dụng khi cần biết hiệu quả hoạt động của các trang thiết bị dạy học phục vụ mục tiêu học tập, khi cần biết NL dạy học của GV và khi cần cung cấp thông tin định tính để bổ sung cho các thông tin định lượng trong điều tra, thu thập minh chứng

để đánh giá các tiêu chí

1.1.3.2 Đánh giá qua bài kiểm tra

Bài kiểm tra là một phép lượng giá cụ thể mức độ, khả năng, thể hiện hành vi trong lĩnh vực nào đó của một người Đánh giá qua các bài kiểm tra được chia làm ba loại gồm:

Quan sát: Giúp đánh giá các thao tác, hành vi, KN thực hành, nhận thức, phản

ánh vô thức

Kiểm tra vấn đáp: Có tác dụng đánh giá khả năng, đáp ứng câu hỏi được nêu

trong một tình huống Bài viết: Kiểm tra một lúc được nhiều HS, giúp đánh giá HS ở trình độ cao gồm câu hỏi tự luận và câu hỏi trắc nghiệm

Trong đề tài này tôi đã xây dựng các bài kiểm tra đánh giá mức độ nắm vững kiến thức, KN và NLVDKT vào thực tiễn của HS Đề bài kiểm tra có sử dụng các bài tập tình huống mà tôi đã xây dựng được để phục vụ quá trình đánh giá

8

1.2 Bài tập vật lí có nội dung thực tế

1.2.1 Khái niệm bài tập vật lí

Trong từ điển tiếng việt phổ thông, bài tập được định nghĩa như sau: “ Bài tập là bài ra cho HS làm để tập vận dụng những kiến thức đã học.” Như vậy BTVL được hiểu

một cách đơn giản là bài ra cho HS làm để tập vận dụng các kiến thức vật lí đã học

Khi giải BTVL, HS phải nhớ lại các kiến thức đã học có khi phải sử dụng kiến thức của nhiều chương, nhiều phần của toàn bộ chương trình học Vì thế trong việc giải BTVL mục đích cơ bản cuối cùng không phải chỉ tìm ra đáp án Tuy điều này cũng quan trọng và cần thiết , nhưng mục đích chính của việc giải là ở chỗ người làm bài tập hiểu được sâu sắc hơn các khái niệm, định luật vật lí, vận dụng chúng vào những vấn đề thực

tế trong cuộc sống, trong lao động

BTVL được hiểu là một vấn đề đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật, các thuyết vật lí Từ

đó, chúng ta có thể định nghĩa đầy đủ về BTVL chính là bài ra cho HS làm để tập vận dụng các kiến thức vật lí nhằm giúp HS củng cố, phát triển khả năng tư duy và nắm

vững sâu sắc hơn các kiến thức vật lí đã học

1.2.2 Khái niệm bài tập vật lí có nội dung thực tế

BTVL có nội dung thực tế là các bài tập có nội dung gắn liền với thực tế cuộc sống, yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề do chính thực tiễn đặt ra như giải thích hiện tượng tự nhiên, lý giải thói quen sinh hoạt và lao động, bảo vệ môi trường, phân tích quy trình sản xuất, phương pháp thực nghiệm,…[13]

Vậy từ khái niệm trên ta có thể hiểu BTVL có nội dung thực tế là những bài tập vật lí có nội dung (những điều kiện và yêu cầu) xuất phát từ thực tế cuộc sống Quan trọng nhất là những bài tập vận dụng kiến thức vật lí vào sản xuất và đời sống, góp phần giải quyết một số vấn đề đặt ra từ thực tiễn

1.2.3 Phân loại bài tập vật lí có nội dung thực tế

BTVL có nội dung thực tế được phân loại gần giống như các loại BTVL hiện nay Điểm chung của nó đều là dựa trên những mục tiêu và tiêu chí mà người soạn thảo bài tập đã đưa ra với mục đích muốn HS đạt được sau khi làm bài tập

BTCNDTT có thể được thể hiện dưới nhiều hình thức truyền tải thông tin khác nhau Tuy nhiên việc phân loại BTCNDTT thì chỉ mang tính chất tương đối, vì trong

loại bài tập này có thể chứa đựng một vài yếu tố của các loại bài tập khác Trong dạy học vật lí, quá trình đi tìm lời giải cho các BTCNDTT thực chất là quá trình nhận thức của HS và vận dụng hầu hết các kiến thức vật lí có mối quan hệ chặt chẽ với thực tế cuộc sống [16]

Có rất nhiều cách phân loại BTCNDTT như: theo nội dung của BTVL, theo phương thức cho điều kiện, theo phương thức giải, theo yêu cầu mức độ phát triển tư duy trong quá trình dạy và học, theo hình thức ( trắc nghiệm hoặc tự luận)

Ngoài ra ta có thể phân loại BTVL có nội dung thực tế dựa vào lĩnh vực thực tiễn gắn với nội dung bài tập Tôi đã sử dụng cách phân loại bài tập này cho các BTCNDTT

mà tôi đã xây dựng

1.2.4 Phương pháp giải bài tập vật lí có nội dung thực tế

Phương pháp giải BTVL có nội dung thực tế cũng có đầy đủ các bước giải giống như phương pháp giải BTVL nói chung

Tuy nhiên các dạng BTVL có nội dung thực tế khác nhau cũng có quy trình giải khác nhau Tùy vào NL, mức độ nhận thức, kinh nghiệm sống của HS mà GV tự xây dựng quy trình giải cụ thể Sau đây là quy trình giải chung nhất đối với tất cả các dạng BTVL có nội dung thực tế

Bước 1: Tìm hiểu đề bài

- Ở bước này HS cần đọc kĩ đề bài ( nếu bài tập được thể hiện bằng lời), hoặc thông qua việc quan sát ( nếu bài tập được thể hiện thông qua các hình ảnh, sơ đồ, hình

vẽ, video clip,…) và tìm hiểu xem bài tập có đề cập tới lĩnh vực nào trong thực tế xung quanh cuộc sống của HS hay không

- Lựa chọn qua lời văn của bài tập để tìm ra những điều kiện và những yêu cầu của bài tập

- Vận dụng sự hiểu biết thực tế và kinh nghiệm sống của bản thân để phát hiện ra các dữ kiện và yêu cầu khác

- Đọc và tóm tắt đề bài

- Vẽ hình minh họa cho bài toán (nếu có)

Bước 3: Luận giải, tính toán các kết quả

- Từ mối liên hệ cơ bản đã xác lập ở bước 2, tiếp tục luận giải, tính toán rút ra kết quả cần tìm

Bước 4: Nhận xét (biện luận) kết quả

- Thực chất là phân tích kết quả cuối cùng để xem kết quả tìm được có phù hợp với điều kiện nêu ra ở đầu bài tập hay không

- Từ quá trình giải ở các bước và kết quả của bài toán, HS rút ra những kinh nghiệm riêng cho bản thân từ đó có thể ứng dụng những kinh nghiệm đó vào cuộc sống hằng ngày Do đó kiến thức vật lí không còn khô khan, xa lạ với HS Ngược lại

nó trở nên gần gũi hơn sau khi HS giải BTVL có nội dung thực tế

Trong quá trình dạy học, khi sử dụng hệ thống bài tập nói chung và BTCNDTT nói riêng, qua kiểm tra – đánh giá, nếu thấy HS đã hoàn thiện mức bài tập này thì GV nên giao và hướng dẫn họ làm những bài tập ở mức độ nhận thức cao hơn

1.2.5 Yêu cầu về bài tập vật lí có nội dung thực tế

BTVL có nội dung thực tế cũng thuộc hệ thống BTVL nên nó phải đạt được những yêu cầu chung của BTVL Mặt khác BTVL có nội dung thực tế còn có những đặc thù riêng nên nó cũng có những yêu cầu riêng biệt cho loại bài tập này

Do đó BTVL có nội dung thực tế phải thõa mãn các yêu cầu sau đây:

- BTCNDTT phải đảm bảo tính chính xác, tính khoa học, tính hiện đại

- Phải gần gũi với kinh nghiệm, cuộc sống xung quanh HS

- Phải sát với nội dung học tập

- Phải có tính hệ thống, logic

- Phải đảm bảo tính sư phạm

1.2.6 Quy trình xây dựng bài tập vật lí có nội dung thực tế

BTVL có nội dung thực tế là chỉ là một thành phần trong hệ thống các BTVL và không thể thay thế cho các dạng BT khác trong dạy học vật lí được Nên việc xây dựng các BT vật lí có nội dung thực tế cho giờ lên lớp vật lí ở đây chủ yếu nhằm đến mục tiêu rèn luyện NLVDKT vào thực tiễn cho HS Trên cơ sở đó nâng cao khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần nâng cao chất lượng dạy học ở trường phổ thông

Xuất phát từ những yêu cầu và nguyên tắc ở trên, quy trình xây dựng BTVL có nội dung thực tế được thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Xác định mục tiêu và nội dung dạy học

- Căn cứ vào nội dung, chương trình của SGK để phân tích kiến thức vật lí của bài học

- Phân tích mục tiêu của chương, bài để xác định NL cần hướng tới từ đó định hướng cho việc thiết kế bài tập

Bước 2: Xác định bối cảnh ( tình huống)

- Xác định các vấn đề thực tế, ứng dụng của máy móc phục vụ cuộc sống con người

có liên quan đến kiến thức bài học

Bước 3: Tìm kiếm thông tin bổ sung

- Từ vấn đề thực tế hoặc ứng dụng đã chọn, tìm kiếm và mở rộng thông tin liên quan đến vấn đề đó thông qua internet, tài liệu chuyên ngành,…

Bước 4: Biên soạn các BTCNDTT

- Từ các thông tin đã thu thập được, GV tìm tòi ra những yếu tố và mối liên hệ cơ bản đang bị che lấp và kết nối chúng với kiến thức vật lí Từ đó biên soạn những BTCNDTT hay và thích hợp với chương trình dạy học

- BTCNDTT có những vấn đề có tính phức tạp do đó GV phải cấu trúc bài tập một cách logic để người học suy nghĩ và giải quyết GV cần đặc biệt chú ý đưa ra các chứng cứ hiệu quả để người học khám phá vấn đề

- Các BTCNDTT được biên soạn phải kích thích được sự hứng thú của HS Nhờ

đó mà sau khi HS hoàn thành trả lời các câu hỏi và bài tập này, có thể mở rộng và vận dụng được vào thực tiễn cuộc sống với những trường hợp tương tự

12

Bước 5: Đánh giá bài tập

- Việc đánh giá và phân tích bài tập là một trong những bước quan trọng của quy trình thiết kế BTCNDTT

- Sau khi xây dựng các BTCNDTT GV phải đánh giá lại các câu hỏi đã đạt chuẩn yêu cầu chưa, ngoài ra có thể tham khảo ý kiến của chuyên gia hoặc đồng nghiệp

Bước 6: Chỉnh sửa và hoàn thiện BTCNDTT

1.2.7 Các hình thức thể hiện bài tập vật lí có nội dung thực tế

BTVL có nội dung thực tế nằm trong hệ thống BTVL nên nó cũng có những cách thể hiện giống với BTVL thông thường Tuy nhiên vì đặc tính của bài tập là nội dung thực tiễn nên cũng có những hình thức thể hiện riêng biệt Sau đây là các hình thức thể hiện của BTVL có nội dung thực tế:

Thể hiện câu hỏi bằng lời:

Thể hiện bài tập thực tế dưới dạng câu hỏi bằng lời thực chất là cách dùng lời nói

để truyền tải thông tin đến HS Từ đó HS sau khi đọc các thông tin được thể hiện bằng lời xong sẽ dễ dàng nắm bắt các điều kiện đã cho ban đầu và xác định được những yêu cầu đặt ra trong bài

Thể hiện thông qua mô hình, hình vẽ hay sơ đồ, kèm theo các câu hỏi khai thác thông tin:

BTVL có nội dung thực tế sử dụng hình thức thể hiện này sẽ biểu thị điều kiện ban đầu thông qua các mô hình, hình vẽ hay sơ đồ Từ đó HS có thể nhận thấy mối quan

hệ giữa các đại lượng đã cho Còn các yêu cầu của bài sẽ được GV thể hiện bằng lời ở dưới

Hình thức này được sử dụng khi thông tin cần khai thác một cách trực quan và đầy đủ một cách ngắn gọn trên mô hình, sơ đồ,… mà nếu chỉ dùng lời nói thì không thể hiện được mới quan hệ cần tìm

Qua loại bài tập được thể hiện bằng hình thức này sẽ rèn luyện KN đọc, phân tích, vẽ đồ thị và cách xác định mối quan hệ giữa các đại lượng

Thể hiện bằng thí nghiệm đơn giản

Thể hiện BTVL có nội dung thực tế bằng thí nghiệm đơn giản là cách GV tiến hành một thí nghiệm đơn giản, sau đó yêu cầu HS quan sát và mô tả hiện tượng quan sát được Từ đó yêu cầu HS giải thích hiện tượng đã xảy ra bằng kiến thức vật lí

Thể hiện bằng các đoạn video minh họa

Thể hiện BTVL có nội dung thực tế thông qua các video minh họa chính là dùng các video ghi lại những hiện tượng vật lí xảy ra trong cuộc sống để truyền tải thông tin đến cho HS, ngoài ra còn có sự hỗ trợ truyền đạt từ lời nói của GV để HS dễ dàng tiếp nhận thông tin, phân tích bài tập một cách hiệu quả

Bài tập được thể hiện bằng cách này cần phải có sự hỗ trợ của các phương tiện hiện đại như : máy tính, máy chiếu, loa,… Tuy ở một số trường còn hạn chế về cơ sở vật chất, nhưng nếu có thể sử dụng bài tập được thể hiện bằng cách này thì luôn tạo được hứng thú cho HS , nâng cao được hiệu quả cho việc dạy và học

1.3.Sử dụng các bài tập vật lí có nội dung thực tế trong dạy học

Chúng ta có thể sử dụng các BTVL có nội dung thực tế nhằm phát triển NLVDKT vật lí vào thực tiễn trong các trường hợp sau:

- Trong hoạt động đặt vấn đề ở đầu bài học để kích thích sự khám phá, tìm tòi của

HS

- Trong quá trình hình thành kiến thức mới để HS từ tình huống có thể rút ra nhận xét

để lĩnh hội những kiến thức mới một cách tốt nhất

- Trong tiết bài tập, luyện tập giúp cho HS biết sử dụng linh hoạt, phối hợp các kiến thức với nhau một cách nhuần nhuyễn để giải bài tập

- Trong giờ kiểm tra, đánh giá để nâng cao năng lục vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS và để GV nhận biết được phương pháp dạy học của mình từ đó có kế hoạch điều chỉnh phương pháp dạy học hợp lí

14

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Để làm cơ sở lý luận cho đề tài, trong chương 1 tôi đã:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về NLVDKT, NLVDKT vật lí vào thực tiễn, trong đó tập trung vào khái niệm, các NL thành tố, biểu hiện, công cụ đánh giá

- Nghiên cứu và trình bày được cơ sở lí luận về BTVL, lý luận về BTCNDTT ( về khái niệm, phân loại, phương pháp giải, yêu cầu, quy trình xây dựng, các hình thức thể hiện và cách sử dụng.)

Các vấn đề lý luận trên sẽ là cơ sở để tôi vận dụng trong việc xây dựng bài tập và thiết

kế ý tưởng sử dụng bài tập thực tế chương “Chất khí” – Vật lí 10 nhằm phát triển NLVDKT vào thực tiễn

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC

TẾ THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN CỦA HỌC SINH CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” – VẬT LÍ

10

2.1 Đặc điểm cấu trúc chương “Chất khí” – Vật lí 10

Chương Chất khí là chương thứ 5 của vật lí lớp 10 Chương này gồm 5 tiết lí thuyết với những nội dung cơ bản sau:

- Bài 28: Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử chất khí

- Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt

- Bài 30: Quá trình đẳng tích

- Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

2.1.1 Vị trí, tầm quan trọng kiến thức chương trong chương trình vật lí phổ thông

Chương “Chất khí” là chương mở đầu của phần Nhiệt học, trình bày về cấu tạo chất, nội dung thuyết động học phân tử chất khí, các đẳng quá trình cùng các định luật thực nghiệm tương ứng và phương trình trạng thái của khí lý tưởng

Các kiến thức chương “Chất khí” là hệ quả cơ bản của thuyết động học phân tử của chất khí Do đó, phương pháp nghiên cứu cơ bản của chương là phương pháp vật lí thống kê Phương pháp này phân tích các quá trình xảy ra đối vói từng phân tử, nguyên

tử riêng biệt rồi dựa vào các quy luật thống kê để tìm ra các quy luật chung cho cả tập hợp để giải thích tính chất của hệ

Đối với chất khí có thể thiết lập được mối quan hệ định lượng giữa cấu trúc và tính chất nhiệt Từ đó có thể tìm ra mối quan hệ giữa nhiệt độ, thể tích, áp suất của chất khí Bằng phương pháp thực nghiệm, ta phát hiện ra được ba định luật cơ bản của chất khí: Bôi-lơ-Ma-ri-ốt, Sác-lơ và Gay Luyt-xác Từ 2 trong 3 định luật đó ta có thể suy luận tìm ra phương trình trạng thái khí lý tưởng Các định luật này luôn được áp dụng trong máy móc hoặc luôn diễn ra trong tự nhiên xung quanh cuộc sống con người Do

đó HS sau khi học xong nội dung kiến thức vật lí ở chương này cũng như nắm rõ kiến thức của các định luật thì HS có thể giải thích các hiện tượng thực tế trong cuộc sống nhờ vận dụng các phương trình này

16

2.1.2 Sơ đồ cấu trúc chương “Chất khí – Vật lí 10”

2.2 Mục tiêu về năng lực vận dụng kiến thức Vật lí chương “Chất khí”- Vật lí 10 vào thực tiễn

Mục tiêu chuẩn kiến thức – kĩ năng của chương Chất khí – Vật lí 10

Sau khi học xong chương “Chất khí” – Vật lí 10, HS cần đạt được những mục tiêu sau theo chuẩn kiến thức KN:

Bảng 2 1: Bảng mục tiêu kiến thức- KN chương "Chất khí" - Vật lí 10

- Nêu được các đặc điểm của khí lí tưởng

- Nêu được các quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp

là gì và phát biểu được các định luật Bôi-lơ –

Ma-ri-ốt, Sác-lơ, Gay Luy-xác

- Nêu được nhiệt độ tuyệt đối là gì

- Nêu được các thông số p, V, T xác định trạng thái của một lượng khí

- Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng

- Viết được phương trình Cla-pê-rôn – Men-đê-lê-ép

KN

- Vận dụng được thuyết động học phân tử để giải thích đặc điểm về hình dạng, thể tích của các chất ở thể khí, thể lỏng, thể rắn

- Vẽ được các đường đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp trong hệ toạ độ (p, V)

- Vận dụng phương trình trạng thái của khí lý tưởng và phương trình Cla-pê-rôn – Men-đê-lê-ép để giải được các bài tập đơn giản

Mục tiêu thái độ

- Có thái độ hứng thú, say mê trong học tập bộ môn Vật lí, lòng yêu thích khoa học

- Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác

- Có tinh thần nỗ lực phấn đấu cá nhân, tinh thần hợp tác trong học tập và nghiên cứu, ý thức học tập

- Sẵn sàng áp dụng những hiểu biết, kiến thức Vật lí mình đã học được vào đời sống

kĩ thuật nhằm cải thiện điều kiện sống, bảo vệ và giữ gìn môi trường sống tự nhiên Ngoài các mục tiêu chuẩn kiến thức – KN được trình bày ở trên, thì để đáp ứng với yêu cầu dạy học vật lí theo chương trình dạy học phổ thông mới cần bổ sung NL

18

vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn ( trong NL vật lí) Cụ thể sau khi học xong chương Chất khí này, HS có thể vận dụng thuyết động học phân tử và các định luật để phát hiện, giải thích các hiện tượng xảy ra xung quanh đời sống Từ đó các em có thể tự đưa ra được cách giải quyết vấn đề từ chính kiến thức mà các em lĩnh hội được

2.3 Xây dựng bài tập vật lí có nội dung thực tế chương “Chất khí” – Vật lí 10

TÌNH HUỐNG 1: BƠM XE ĐẠP

Đạp xe đạp là môn thể thao ngày càng được ưa chuộng, đem lại sự tiện lợi và lợi ích tốt cho sức khỏe của con người Ngày nay có rất nhiều loại xe đạp hiện đại, tiện dụng được ra đời Tuy nhiên, người sử dụng vẫn phải mắc những sự cố về bộ phận của xe, điển hình nhất là lốp xe Do đó bơm xe đạp là một giải pháp quan trọng giúp người sử dụng khắc phục được những sự cố cơ bản nhất khi đi xe đạp

+ Ống cao su

+ Ống bơm

.1 Nêu nguyên lí hoạt động của bơm xe đạp?

 Trả lời:

- Khi kéo tay bơm đi lên thể tích khí trong ống tăng, áp suất khí trong ống giảm

Do đó áp suất khí quyển lớn hơn áp suất trong ống,làm van đầu vào mở khí tràn vào ống Khi tay bơm lên đến vị trí cao nhất không khí tràn đầy ống, van đầu vào đóng

- Khi đẩy tay bơm xuống, thể tích khí trong ống giảm, áp suất khí trong ống tăng, làm van đầu ra mở, khí sẽ tràn vào bánh xe thông qua vòi bơm

Hình 2.4: Hình ảnh nguyên lí hoạt động của bơm xe đạp

.2 Tại sao khi bịt kín đầu bơm (đầu của ống cao su) của bơm xe đạp thì khi cần bơm

hạ xuống thấp chừng nào thì càng khó bơm chừng đó

 Trả lời:

- Khi ta bịt kín đầu ống thì khi cần bơm hạ xuống, tức là ta đang nén khí, thể tích khí lúc này giảm, áp suất ở buồng nén tăng ( nhiệt đột coi như không đổi) Đồng thời ta bịt kín đầu bơm thì van đầu ra không mở không thể đẩy khí đi ra ngoài,

áp suất không khí trong ống lúc này ngày càng tăng, tác dụng lên pittong càng

mạnh, do đó khi ta hạ cần bơm xuống chừng nào thì càng khó bơm chừng đó

.3 Khi bơm bánh xe đạp thì ta thấy ống bơm nóng lên và vỏ lốp xe cũng hơi nóng hơn so với lúc ban đầu Nguyên nhân là do đâu?

 Trả lời:

- Khi bơm , thể tích của khí trong ống giảm, lượng khí lúc này giảm, theo công thức 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 thì áp suất sẽ tăng , nên nhiệt độ không khí trong ống tăng Ngoài ra, ống còn chịu nhiệt độ do ma sát giữa pittong và thành ống sinh ra

20

- Khi bơm, do lượng khí đi vào lốp tăng lên mà thể tích lốp không đổi, áp suất không khí trong lốp tăng, nhiệt độ không khí trong lốp tăng lên, nên vỏ lốp xe cũng nóng hơn so với lúc chưa bơm

.4 Dùng một bơm tay hiệu GIYO GF-15S3 có chiều cao 68cm, đường kính trong 3,5cm để đưa không khí vào trong ruột xe đạp MAXXIS TUBE 26X1.90 Biết rằng 26, 1.9 là đường kính ngoài và độ rộng của ruột tính theo đơn vị inch

Hình 2.5: Hình ảnh ruột xe đạp MAXXIS TUBE 26X1.90

a Tính thể tích của ruột xe sau khi bơm căng

b Tính số lần bơm tối thiểu để làm căng bánh xe để chạy tốt trên đường bằng Biết lượng khí ban đầu trong ruột xe là không đáng kể, áp suất chuẩn của bánh xe khi chạy trên đường bằng là 70psi

Lưu ý: 1inch= 2.54cm , 1Psi = 0,0681 atm

 Trả lời:

a Ta có: Đường kính ngoài : 𝑑𝑛 = 660,4 𝑚𝑚

Độ rộng của ruột: 𝑑𝑟 = 49,26 𝑚𝑚 Đường kính trong: 𝑑𝑡 = 𝑑𝑛− 𝑑𝑟 = 611,14 𝑚𝑚 Thể tích của ruột xe sau khi bơm căng là:

→ 𝑉 = 3802666 (𝑚𝑚3) ≈ 3,8.10−3(𝑚3)

b Để số lần bơm là tối thiểu thì thể tích khí mỗi lần đưa vào là lớn nhất :

𝑉𝑜 = 𝑉𝑏ơ𝑚 = 𝑆𝑏ơ𝑚 ℎ = 𝜋 𝑟𝑏ơ𝑚2 ℎ = 𝜋 (𝑑𝑏ơ𝑚

2 )

2 ℎ

𝑉𝑜 = 3,14 (3.5

2 )

2 68 ≈ 654 (𝑐𝑚3)

𝑉𝑜 = 654.10−6𝑚3

Áp dụng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt cho toàn bộ lượng khí đưa vào, ta có:

𝑝𝑜 𝑛 𝑉𝑜 = 𝑝 𝑉

1 𝑛 654.10−6 = 70.0,0681.3,8.10−3

→ 𝑛 = 27, 7 Vậy số lần bơm tối thiểu là : 27 lần

TÌNH HUỐNG 2: LỐP XE Ô TÔ

Lốp là thành phần rất quan trọng của ô tô bởi nó tiếp xúc mới mặt đường, giúp truyền động lực, điều khiển và chi phối toàn bộ quá trình hoạt động Lốp còn có chức năng nâng đỡ toàn bộ trọng lượng và làm giảm xung động do mặt đường lên ô tô Do

đó nó liên quan trực tiếp đến sự an toàn cho xe cũng như người cầm lái

dễ gây nổ lốp, mặt khác khi bơm quá căng thì chỉ có phần giữa lốp xe tiếp xúc mặt đường và do đó hao mòn nhanh ở phần giữa Ở các phần xung quanh mặt tiếp xúc lốp ít, kết quả lốp sẽ bị méo khi đi lâu, dẫn đến quãng đường phanh dài, giảm ổn định khi vào cua, độ bám giảm, lốp xe căng và di chuyển không êm ái Hơn nữa sẽ làm giảm tuổi thọ lốp (giảm độ bền khung lốp)

- Khi bơm quá non, thì hai bên hông của lốp sẽ tiếp xúc với mặt đường nhiều hơn, hông lốp bị lún xuống, lốp cũng sẽ có xu hướng mòn không đều do phần rìa tiếp xúc nhiều với mặt đường Bên cạnh đó, lốp quá mềm làm tăng diện tích tiếp xúc

22

và độ ma sát với mặt đường, nên cũng khiến động cơ phải sinh công nhiều hơn, qua đó gây tiêu tốn nhiên liệu hơn cho xe và làm thao tác đánh lái trở nên nặng

nề hơn bình thường

Hình 2.7: Hình ảnh lốp xe ô tô sau khi sử dụng

2.2 Áp suất chuẩn của lốp ô tô thuộc các hãng có các thông số chuẩn như sau :

Bảng 2.2: Bảng thông tin áp suất chuẩn được quy định

kg/cm 2 bar Kpa

Kia Morning 2,2 2,2 221 Toyota Innova 2,3 2,3 228 Mazda CX-5 2,5 2,5 250 Kia Carens 2,2 2,2 221

Một xe hiệu Kia morning MT có trọng lượng không tải là 940 kg Biết xe Kia morning MT sử dụng lốp Nexen có thông số là 165/60R14 Bề dài bánh xe tiếp xúc với mặt đất là 7cm

a Tính áp suất của xe khi không tải tác dụng lên mỗi lốp xe ?

b Một gia đình gồm 7 người sử dụng chiếc xe này để di chuyển Trung bình mỗi người nặng 55kg Hãy tính áp suất của xe (khi có tải) tác dụng lên mỗi lốp xe lúc này? Khi đó lốp xe có bị quá tải không? Vì sao?

𝑃4𝑆 =

𝑚𝑔4𝑆 =

940.9,84.1155.10−5 ≈ 199394 (𝑁

𝑚2) = 1,994 𝑏𝑎𝑟

Áp suất của xe ( không tải) tác dụng lên mỗi bánh xe là:

𝑝′ =𝑝

4 =

1,994

4 ≈ 0,5 𝑏𝑎𝑟

b Trọng lượng của xe khi có tải là : 𝑃 = (940 + 55.7) 9,8 = 12985𝑁

Áp suất của xe khi có tải tác dụng lên 4 bánh xe là:

𝑝 = 𝐹4𝑆 =

𝑃4𝑆=

129854.1155.10−5 ≈ 281061 (𝑁

2.1 Một chiếc lốp ôtô hiệu Mazda CX 5 có in các thông số như sau:

Bảng 2.3: Bảng thông tin áp suất chuẩn được quy định của xe Mazda CX5

Hiệu kg/cm 2 bar Kpa

- Ta thấy, trên lốp có in áp suất lớn nhất mà lốp chịu được là 2,5 bar Ở nhiệt độ 55 độ

C, áp suất trong lốp đã tăng lên vượt ngưỡng quy định, lúc này lốp xe bị nổ, gây nguy hiểm cho con người

24

TÌNH HUỐNG 3: BÌNH GAS MINI

Hiện nay phần lớn người dùng đã được các kênh thông tin đại chúng, báo đài, ti vi,… cảnh báo rất nhiều về nguy cơ tiềm ẩn khi sử dụng bình gas mini kém chất lượng Mặc dù đã được cảnh báo nhưng bình gas mini kém chất lượng vẫn được bày bán và sử dụng tràn lan trên thị trường gây nên những hậu quả nặng nề Cụ thể là tai nạn thương tâm ở Hải Phòng vào chiều ngày 18 tháng 7 năm 2018 làm anh NguyễnVăn B tử vong

Hình 2.8: Hình ảnh bình gas mini

 Trả lời:

- Vỏ bình gas mini được làm từ kim loại khá cứng chắc, nên khi ta ném lon gas vào lửa thì nhiệt độ khí bên trong bình tăng lên, thể tích bình không thay đổi dẫn đến áp suất khí bên trong bình rất lớn Cứ như vậy cho đến khi nhiệt độ tăng cao thì áp suất trong bình tăng lên đến một giới hạn mà vỏ bình gas không chịu được nữa, sẽ phát

nổ rất mạnh, rất nguy hiểm đối với người dùng

3.2 Khi ta dùng bình gas mini để nấu ăn, sau khi nấu thì thấy ở bên ngoài vỏ có

xuất hiện các hạt nước li ti bám bên ngoài ( bình gas đổ mồ hôi) Đồng thời thấy bình lạnh đi Hãy giải thích hiện tượng trên?

 Trả lời:

- Trong bình có chứa khí gas được nén lại ở áp suất cao, khí gas sẽ bị hóa lỏng Khi ta đun nấu, khí gas thoát dần ra bên ngoài, thể tích khí giảm dẫn đến áp suất giảm dần, khí gas trong bình nóng dần lên và hóa hơi

- Trong quá trình từ trạng thái lỏng thành hơi thì khí sẽ lấy nhiệt của bình gas làm bình nguội dần đi, và làm ngưng tụ hơi ẩm của không khí bên ngoài, do đó xuất hiện các hạt nước li ti bám trên bình

TÌNH HUỐNG 4: NỒI ÁP SUẤT

Ngày nay nồi áp suất đã không còn quá xa lạ đối với mỗi gia đình Công dụng

mà nó mang lại cho người sử dụng rất lớn Ngoài việc giúp người dùng tiết kiệm được thời gian chế biến thực phẩm, thì nồi áp suất còn đảm bảo được giá trị dinh dưỡng của thực phẩm Đáp ứng tốt tiêu chí của người sử dụng Nồi áp suất cơ có cấu tạo cơ bản như sau:

Hình 2.9: Hình ảnh cấu tạo nồi áp suất Bảng 2.4: Bảng thông số kĩ thuật của nồi áp suất cơ Supor YL223F10, 6.0 lít

Dung tích 6 lít, phù hợp gia đình 4-6 người

Chất liệu Hợp kim nhôm quốc tế 3003 xử lý oxy

4.1 Nồi áp suất sử dụng nguyên tắc nào để làm thức ăn nhanh chín mà không

làm mất giá trị dinh dưỡng của nó?

26

 Trả lời:

- Nồi áp suất hoạt động dựa trên nguyên tắc giữ áp suất và nhiệt độ trong nồi tương đối cao, thông qua hệ thống van điều áp và gioăng đệm cao su Nồi được trang bị roan cao su để cho không khí hoặc hơi nước bên trong nồi không thoát ra ngoài (đẳng tích) Khi nấu, nắp nồi đậy kín nhiệt độ bên trong nồi tăng cao (có thể lên đến 150

độ C), nhờ vậy áp suất bên trong nồi cũng tăng cao, tạo ra áp lực tiếp xúc với bề mặt thực phẩm giúp nó nhanh chín hơn

4.2 Tại sao ở nồi áp suất nào cũng đều có hai van: Van an toàn, van hạn chế áp

suất?

 Trả lời:

- Van chính là van hạn chế áp suất, giữ nhiệm vụ xả áp chính để cân bằng mức áp suất

an toàn trong nồi nấu Khi van chính không hoạt động hay xả áp không kịp, van phụ (van an toàn) sẽ xả hơi ra ngoài đảm bảo phòng tránh nguy cơ cháy nổ

4.3 Nồi áp suất trên chứa hơi nước ở nhiệt độ 23 o C, áp suất 1atm Van bảo hiểm

của nồi sẽ mở khi áp suất bên trong nồi cao hơn áp suất bên ngoài 1,2 atm Nếu nồi được đun nóng tới 150 o C thì áp suất không khí trong nồi khi đó bằng bao nhiêu? Hơi nước trong nồi đã thoát ra chưa?

4.4 Với kết quả và thông tin ở trên, cho biết diện tích van xả áp là bao nhiêu để

van có thể mở khi áp suất lên đến mức cần thiết?

3,4 + 31,2.105 = 6,17.10−5 (𝑚2) = 0,167 𝑐𝑚2

4.5 Những nguyên nhân gây ra tai nạn nổ nồi áp suất gây nguy hiểm cho người

tiêu dùng hiện nay là gì?

 Trả lời:

- Sử dụng nồi áp suất kém chất lượng, không rõ nguồn gốc Nắp nồi không được đậy kín do các nguyên nhân: Gioăng cao su, hệ thống khóa không hoạt động đúng chất

lượng, hạ áp không đạt tiêu chuẩn dẫn đến không xả áp gây nguy cơ nổ nồi áp suất

- Không kiểm tra nồi trước khi nấu, để nồi cong vênh, nắp nồi chưa đậy chặt, không

đảm bảo được lượng thức ăn phải được nấu phù hợp

- Mở nắp nồi bất chợt khi đang đun nấu, mà không mở van hạ áp để hạ áp suất cao bên trong nồi cũng là một trong những nguyên nhân gây nổ nồi áp suất hàng đầu

4.6 Để sử dụng nồi áp suất hiệu quả, an toàn ta cần lưu ý điều gì?

 Trả lời:

- Mua nồi áp suất chất lượng, rõ nguồn gốc

- Đun nấu lượng thức ăn phù hợp: Rau, thịt, cá để tối đa ¾ nồi, gạo chỉ để ½ nồi, các chất lỏng như súp không vượt quá ½ nồi,…

- Nắp nồi phải được đậy kín trước khi nấu, vặn nắp đúng chiều và kiểm tra lại các van

xả áp

- Xả áp đúng cách, tránh mở nắp ngay sau khi vừa nấu xong

- Thường xuyên vệ sinh nồi áp suất sau khi sử dụng, đặc biệt nhớ rửa sạch roan cao

su và các van để đảm bảo an toàn khi sử dụng nồi áp suất

TÌNH HUỐNG 5: PHỔI

Theo báo VietNam.net thống kê năm 2016 bệnh ung thư phổi chiếm khoảng 12% những loại ung thư nói chung nhưng lại có tỉ lệ tử vong lên đến 28% Bệnh nhân ung thư phổi giai đoạn muộn, tỷ lệ tử vong trong 6 tháng tới 1 năm là 90% Ta có thể thấy phổi đóng vai trò rất quan trọng trong cơ thể con người, vì vậy chúng ta phải có một lối

sống lành mạnh để có một lá phổi luôn “xanh”

5.1 Quan sát video và kênh thông tin sau và cho biết phổi của chúng ta hoạt động như thế nào để duy trì sự sống qua mỗi nhịp thở?

Nguồn: https://yhoccongdong.com/thongtin/phoi-va-duong-ho-hap/

28

Hình 2.10: Hình ảnh nguyên lí hoạt động của phổi cắt ra từ video

Hít thở hay còn được gọi là quá trình hô hấp Đó là quá trình để không khí có thể

đi vào trong phổi dựa trên sự chênh lệch về áp suất không khí giữa phổi và môi trường bên ngoài Không khí về bản chất gồm nhiều các hạt phân tử nhỏ, bao gồm cả oxy

Để có thể hít khí vào, phổi phải lớn hơn Điều này làm giảm áp suất trong phổi

so với môi trường bên ngoài Không khí sẽ tràn vào phổi để làm cho áp suất cân bằng-

đó là chính là hít vào

Kích thước của phổi thay đổi tùy thuộc vào cách mà bạn huy động nó Cơ thể chúng ta có một nhóm các cơ đặc biệt để giúp cho phổi gia tăng kích thước Một trong những cơ ảnh hưởng chính đến quá trình hô hấp đó là cơ hoành Cơ hoành được tìm thấy

ở ngay phía dưới phổi và có hình dạng giống mái vòm Khi cơ này co lại (bó chặt hơn),

nó phẳng hơn và làm cho phổi gia tăng kích thước Trong quá trình vận động, cơ hoành phẳng hơn so với khi nghỉ ngơi Điều này giúp cho phổi nở lớn hơn và nhiều không khí

đi vào hơn

Quá trình thở ra về cơ bản là ngược lại với quá trình hít vào, ngoại trừ việc đây thường là quá trình thụ động Có nghĩa là không cần đến sự co thắt của các cơ Quá trình thở ra cũng phụ thuộc vào sự chênh lệch áp suất không khí giữa phổi và môi trường bên ngoài Tuy nhiên, trong trường hợp này áp suất ở trong phổi lớn hơn ở bên ngoài, làm cho không khí bị đẩy ra

Một chất hóa học trong máu với tên gọi là hemoglobin, có áp lực cao với oxy, hemoglobin liên kết chặt chẽ với oxy trong tế bào hồng cầu, cho phép vận chuyển oxy

đi theo mạch máu Cùng lúc oxy được vận chuyển đi, thì CO2 bị thải ra ngoài máu để vào phế nang, và được thở ra ngoài

 Trả lời:

- Khi chúng ta hít vào cơ hoành của chúng ta di chuyển xuống, trong quá trình này nhiệt độ cơ thể không thay đổi, theo định luật Bôi-Lơ-Ma-Ri-Ốt, thể tích phổi tăng lên và áp suất trong lồng ngực giảm Tạo ra sự chênh lệch áp suất ở trong lồng ngực và bên ngoài làm không khí tràn vào phổi Từ đó cơ thể sử dụng lượng khí O2 thu được để duy trì sự sống Ngược lại khi ta thở ra, cơ hoành di chuyển lên trên , làm giảm thể tích phổi, áp suất trong lồng ngực tăng, sự chênh lệch áp suất giúp đẩy khí CO2 ra bên ngoài

Hình 2.11: Hình ảnh cấu tạo của phổi

5.2 Đọc thông tin sau và trả lời các câu hỏi bên dưới:

Trung bình cả hai phổi chứa được khoảng 6 lít không khí, nhưng chỉ một phần nhỏ của dung tích này được sử dụng khi thở bình thường Cần phân biệt hai khái niệm dung tích

phổi (lung capacity) và thể tích phổi (lung volume), thể tích phổi là các thay đổi về mặt

thể tích khi hô hấp, dung tích phổi là sự kết hợp của các thể tích phổi khác nhau Các giá trị này phụ thuộc vào chủng tộc, độ tuổi và chiều cao Sau khi thu thập các dữ liệu trong cộng đồng, dựa vào tuổi, chiều cao, cân nặng người ta có thể ước lượng các thông

số hô hấp bình thường của một cá nhân

Dưới đây là các thông số cơ bản cho một người châu Âu, khoảng 70 kg và có chiều cao thông thường:

 Dung tích toàn phổi (Total lung capacity, TLC) = 6 L Thể tích của các khí trong

phổi sau khi đã thở vào tối đa

 Dung tích sống (Vital capacity, VC) = 4.8 L Lượng khí thở ra hết sức sau khi đã

hít vào hết sức

 Thể tích khí lưu thông (Tidal volume, TV) = 500 mL Lượng khí hít vào hoặc thở

ra khi hít thở bình thường

 Thể tích khí cặn (Residual volume, RV) = 1.2 L Lượng khí còn lại trong phổi

sau khi thở ra tối đa

30

 Thể tích dự trữ thở ra (Expiratory reserve volume, ERV) = 1.2 L Lượng khí có

thể thở ra tiếp sau khi thở ra bình thường

 Thể tích dự trữ hít vào (Inspiratory reserve volume, IRV) = 3.6 L Lượng khí có

thể hít thêm vào sau khi hít vào bình thường

 Dung tích cặn chức năng (Functional residual capacity, FRC = ERV + RV ) =

2.4 L Lượng khí còn lại trong phổi sau khi thở ra bình thường

 Dung tích hít vào (Inspiratory capacity, IC) là thể tích hít vào tối đa sau khi thở

ra bình thường

 Khoảng chết giải phẫu = 150 mL Thể tích chứa bởi các ống dẫn khí

Hình 2 12: Hình ảnh mô tả các dung tích phổi

Nguồn: https://vi.wikipedia.org/wiki/Ph%E1%BB%95i

Từ đồ thị và thông tin trên hãy cho biết :

a Dung tích sống được tính như thế nào?

b Thể tích khí còn lại trong phổi (khí cặn) được tính như thế nào?

c Dung tích sống là chỉ số phản ánh tình trạng sức khỏe con người Dung tích sống càng lớn thì sức khỏe càng tốt Khí cặn là chỉ số làm giảm hiệu quả hô hấp, khí cặn càng nhiều thì hô hấp càng kém Theo em, làm thế nào để tang dung tích sống, giảm thể tích khí cặn?

 Trả lời :

a Dung tích sống = Dung tích hít vào + Thể tích dự trữ thở ra

b Thể tích khí cặn = Dung tích toàn phổi - Dung tích sống

c Để tăng dung tích sống, giảm thể tích khí cặn ta cần:

- Luyện tập thể dục thể thao