Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Giáo dục – ĐHQG Hà Nội, tác giả đã hoàn thành Luận văn Thạc sĩ Sư phạm vật lí với đề tài " Biên soạn và sử dụng hệ thống[r]
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
NGUYỄN THỊ KIM HUYỀN
BIÊN SOẠN VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
PHẦN "NHIỆT HỌC" VẬT LÍ 10 NHẰM GIÁO DỤC HỌC SINH
SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ
LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ
HÀ NỘI – 2014
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
NGUYỄN THỊ KIM HUYỀN
BIÊN SOẠN VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
PHẦN "NHIỆT HỌC" VẬT LÍ 10 NHẰM GIÁO DỤC HỌC SINH
SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ
LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ
CHUYÊN NGHÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN VẬT LÝ)
Mã số: 60.14.01.11
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Nguyễn Huy Sinh
HÀ NỘI – 2014
Trang 3i
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Giáo dục – ĐHQG Hà Nội, tác giả đã hoàn thành Luận văn Thạc sĩ Sư phạm vật lí với đề tài " Biên soạn và sử dụng hệ thống bài tập phần nhiệt học vật lí 10 nhằm giáo dục học sinh sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả"
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo của trường Đại học Giáo dục – ĐHQG Hà Nội; Các thầy giáo, cô giáo được mời giảng dạy tại trường
đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu luận văn này
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc GS.TS Nguyễn Huy Sinh đã trực tiếp
hướng dẫn tác giả trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo và các em học sinh tại các trường thực nghiệm, đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tác giả học tập và nghiên cứu Sau cùng, tác giả cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp và gia đình đã luôn quan tâm, động viên, giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu
Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2014
Tác giả
Nguyễn Thị Kim Huyền
Trang 4DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
SDNLTK&HQ Sử dụng năng lƣợng tiết kiệm và hiệu quả
THPT Trung học phổ thông
TSLTHTL Tần số lũy tích hội tụ lùi
Trang 5iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ii
DANH MỤC CÁC BẢNG vi
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ vi
DANH MỤC CÁC HÌNH vi
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 5
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5
1.1 Cơ sở lí luận về dạy và học bài tập vật lí 5
1.1.1 Khái niệm về bài tập vật lí 5
1.1.2 Vai trò, tác dụng của bài tập vật lí 5
1.1.3 Phân loại bài tập vật lí 8
1.1.4 Tư duy trong giải bài tập vật lí 12
1.1.5 Phương pháp giải bài tập vật lí 14
1.1.6 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí 16
1.1.7 Lựa chọn và sử dụng bài tập vật lí 19
1.2 Một số vấn đề liên quan đến năng lượng và sử dụng tiết kiệm năng lượng 21
1.2.1 Năng lượng 21
1.2.2 Các dạng năng lượng 21
1.2.3 Khái niệm tiết kiệm, hiệu quả 22
1.2.4 Sự cần thiết phải sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả 23
1.3 Giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả qua môn học Vật lí ở THPT 24
1.3.1 Vai trò của giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quảtrong nhà trường THPT 24
1.3.2 Cơ sở pháp lý của việc triển khai giáo dục SDNLTK&HQ vào hệ thống giáo dục quốc dân 25
Trang 61.3.3 Mục tiêu của giáo dục SDNLTK&HQ trong dạy học vật lí ở trường
THPT 26
1.4.Thực trạng hoạt động dạy và học bài tập phần nhiệt học tại trường THPT Trần Hưng Đạo – Hà Đông 27
1.4.1 Đối tượng và phương pháp điều tra 27
1.4.2 Kết quả điều tra 28
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 29
CHƯƠNG 2 30
2.1 Phân tích cấu trúc chương trình phần nhiệt học Vật lí 10 nâng cao 30
2.2 Phân bố chương trình và nội dung kiến thức "phần nhiệt" học Vật lí 10 nâng cao 31
2.3 Các nội dung chính của phần Nhiệt học 32
2.4 Nguyên tắc tuyển chọn và xây dựng bài tập vật lí 44
2.4.1 Nguyên tắc tuyển chọn và xây dựng bài tập 44
2.4.2.Xây dựng bài tập vật lí mới 45
2.5 Biên soạn hệ thống bài tập phần nhiệt học Vật lí 10 nâng cao nhằm giáo dục học sinh sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả 46
A Bài tập trắc nghiệm 46
B Bài tập định tính 49
C Bài tập định lượng 55
D Bài tập đồ thị 67
E Bài tập thí nghiệm 68
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 68
CHƯƠNG 3 69
3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 69
3.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 69
3.3 Tiến trình thực nghiệm sư phạm 70
3.4.1 Tiêu chí để đánh giá 71
Trang 7v
3.4.2 Đánh giá định tính hiệu quả quá trình TNSP với việc sử dụng chương
trình đã soạn thảo nhằm giáo dục học sinh SDNLTK&HQ 71
3.4.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm bằng phương pháp thống kê toán học 73
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 81
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO 83
PHỤ LỤC 85
Trang 8DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm khảo sát đầu năm (chưa tác động) 70
Bảng 3.2 Kết quả kiểm chứng các lớp tương đương trước TNSP 70
Bảng 3.3 Kết quả điểm kiểm tra sau TNSP 75
Bảng 3.4.Bảng xử lí kết quả theo phương pháp thống kê 76
Bảng 3.5 Các tham số đặc trưng thu được từ kết quả TNSP 76
Bảng 3.6 Tần suất và tần suất lũy tích hội tụ lùi 77
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ Biểu đồ 3.1 Phân bố điểm theo 11 bậc 77
Biểu đồ 3.2 Biểu diễn phần trăm số học sinh đạt điểm xi 78
Biểu đồ 3.3 Biểu diễn phần trăm số học sinh đạt điểm xi trở xuống 78
Đồ thị 3.1 Phân bố theo tần suất 79
Đồ thị 3.2 Đường phân bố tần suất lũy tích (hội tụ lùi i () %) 79
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Phân loại bài tập vật lí 9
Hình 1.2: Mô hình hoá các mối liên hệ để giải bài tập vật lí 13
Hình 1.3 Phân tích các mối liên hệ mô hình hóa khi giải bài tập vật lí 13
Hình 1.4 Chi tiết hóa các mối liên hệ khi giải bài tập vật lí 14
Hình 1.5 Sơ đồ hướng dẫn giải bài tập vật lí cho học sinh 16
Hình 2.1 biểu diễn đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p,V) 33
Hình 2.2b: biểu diễn đường đẳng tích trong hệ tọa độ (p,V) 34
Hình 2.3a biểu diễn đường đẳng áp trong hệ tọa độ (T,V) 35
Hình 2.3a biểu diễn đường đẳng áp trong hệ tọa độ (p,T) 35
Hình 2.4 Thí nghiệm về hiện tượng căng mặt ngoài 38
Trang 9vii
Hình 2.5 Sơ đồ giải bài tập 32 57
Hình 2.6 Sơ đồ luận giải cho bài tập 42 63
Hình 2.7 Sơ đồ giải bài tập 40 61
Hình 2.8 65
Trang 10MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
Vật lí là môn học có tính tương tác và ứng dụng rất cao trong đời sống Khi dạy học giáo viên cố gắng vận dụng kiến thức vào việc giải thích những hiện tượng, và ứng dụng chúng vào các vấn đề thực tiễn sẽ giúp cho học sinh biến các lí thuyết khô khan thành những kiến thức bổ ích trong cuộc sống
Mục tiêu của dạy học vật lí ở trường phổ thông là phải đảm bảo trang bị đầy đủ cho học sinh những kiến thức phổ thông cơ bản, hiện đại, giúp học sinh có thể vận dụng kiến thức để giải quyết nhiệm vụ học tập Bài tập vật lí là một trong những phương pháp được vận dụng có hiệu quả trong dạy học vật lígóp phần quan trọng vào việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí ở phổ thông
Bài tập vật lí còn có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuât tổng hợp, vì nó
có thể đề cập đến các lĩnh vực khác nhau trong khoa học kĩ thuật, thông tin liên lạc, giao thông vận tải, sản xuất công nghiệp Bài tập vật lí là phương tiện thuận lợi để học sinh liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với đời sống
Trong cuộc sống, năng lượng có tầm quan trọng đặc biệt, là nhu cầu thiết yếu để nâng cao đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân; là nguồn động lực cho phát triển kinh tế - xã hội Sự thiếu hụt năng lượng sẽ là nhân tố kìm hãm sự phát triển nền kinh tế quốc dân, gây hiệu ứng xấu đối với quá trình tăng trưởng kinh tế và phát triển xã hội Nguồn năng lượng truyền thống có thể khai thác để cung cấp cho nhu cầu xã hội không phải là vô tận Nước Việt Nam chúng ta có nhiều nguồn tài nguyên năng lượng nhưng thực tế khả năng khai thác, chế biến, sử dụng các nguồn năng lượng còn nhiều hạn chế Mặt khác, quá trình khai thác và sử dụng đã gây nên
sự lãng phí và hiệu quả không cao Do vậy việc giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là một việc làm cấp bách và thiết thực
Giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong phạm vi trường phổ thông là một quá trình tạo dựng cho học sinh những nhận thức và mối quan tâm đối với các nguồn năng lượng (các loại năng lượng, ý nghĩa to lớn của nó, tình trạng khai thác sử dụng hiện nay và những nguy cơ làm cạn kiệt các nguồn năng lượng) Trên cơ sở đó, trang bị cho các em có đủ kiến thức, thái độ, động cơ, hình thành ý thức và kỹ năng có thể hoạt động một cách độc lập hoặc phối hợp nhằm đáp ứng