SKKN giải pháp giảng dạy chương chất khí vật lý 10 cơ bản bằng cách sử dụng thí nghiệm mô phỏng

ðối với cỏc mụn khoa học thực nghiệm núi chung và mụn Vật lý núi riờng thỡ việc sử dụng thớ nghiệm trong quỏ trỡnh dạy - học là một nhiệm vụ ủặc biệt khú khăn vỡ nhiều nguyờn nhõn: thiết

Sự kết hợp giữa cụng nghệ thụng tin và cỏc thiết bị dạy học hiện ủại sẽ phỏt huy mạnh mẽ

tư duy sỏng tạo, kỹ năng thực hành và hứng thỳ học tập của học sinh ủể nõng cao chất lượng ủào tạo

ðối với cỏc mụn khoa học thực nghiệm núi chung và mụn Vật lý núi riờng thỡ việc

sử dụng thớ nghiệm trong quỏ trỡnh dạy - học là một nhiệm vụ ủặc biệt khú khăn vỡ nhiều nguyờn nhõn: thiết bị thớ nghiệm cũn thiếu thốn và chưa ủồng bộ; phũng bộ mụn chưa cú hoặc ủó cú thỡ việc sắp xếp, quản lớ và bảo quản cỏc trang thiết bị, ủồ ủựng dạy học chưa hợp lớ và khoa học; cú những thớ nghiệm khú thực hiện thành cụng vỡ nhiều ủiều kiện khỏch quan và chủ quan cho nờn ủộ chớnh xỏc chưa cao; cú cỏc hiện tượng vật lớ trừu tượng, chưa thể thực hiện thớ nghiệm ủể quan sỏt thấy; cú những bộ thớ nghiệm khỏ ủắt tiền; cú những thớ nghiệm biểu diễn, chứng minh về chất lượng và số lượng chưa ủủ ủể ủảm bảo tốt (thời lượng, hiệu quả…) trong quỏ trỡnh dạy học; việc lắp rỏp và tiến hành cỏc thớ nghiệm ủũi hỏi nhiều thời gian trong khi thời gian nghỉ chuyển giữa hai tiết chỉ cú 5 phỳt; thớ nghiệm khụng ủảm bảo thành cụng nhanh;… Bờn cạnh ủú thỡ cú một nguyờn nhõn rất quan trọng là năng lực thớ nghiệm của giỏo viờn trờn thực tế cũn nhiều hạn chế

Vật lý 10 nói chung và chương Chất khớ nói riêng là một phần kiến thức mang tớnh

khoa học trừu tượng và có vai trò rất quan trọng Là chương chiếm rất ớt thời gian học trong chương trình vật lý lớp 10, nhưng lại là nền tảng của phần Nhiệt học Đây là tổng hợp đỉnh cao của kiến thức vật lý đ, được xây dựng cho phần hai của chương trỡnh vật lý 10 THPT Thông qua kiến thức của chương theo quan điểm giáo dục hiện đại thỡ học sinh phải biết vận dụng kiến thức vào giải thớch cỏc hiện tượng thực tế và ứng dụng vào việc học tập các

bộ môn khác, chính vì thế nó đòi hỏi người thầy một lao động nghệ thuật sáng tạo để đem lại cho giáo dục và đào tạo kết quả cao nhất đó chính là vấn đề phải đổi mới cách dạy của

thầy, cách học của trò Vỡ thế tụi chọn thớ nghiệm mụ phỏng làm ủề tài nghiờn cứu và ủưa

ra GIẢI PHÁP GIẢNG DẠY CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT Lí 10 - CƠ BẢN ðể LÀ:

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM Mễ PHỎNG ứng dụng trong dạy học ủể tạo ra nhiều hứng

thỳ, kớch thớch học tập của học sinh Nhằm khơi dậy và phỏt huy năng lực tự học, hỡnh thành cho cỏc em tư duy tớch cực ủộc lập sỏng tạo , nõng cao năng lực phỏt hiện và giải quyết vấn ủề nhằm nõng cao chất lượng dạy và học

2 í nghĩa và tỏc dụng của giải phỏp mới

ðề tài nhằm ủưa ra một giải phỏp mới cho việc giảng dạy chương chất khớ ủú là : sử dụng phần mềm thớ nghiệm mụ phỏng ủể giỳp cho học sinh lĩnh thụ một cỏch trực quan cỏc ủơn vị kiến thức mang tớnh trừu tượng ở sỏch giỏo khoa cần cung cấp, mà với phương tiện

và ủồ dựng dạy học hiện tại khụng thể ủỏp ứng ủược

Trờn cơ sở ủú ủề tài nhằm gúp phần làm phong phỳ hơn cho việc dạy và học, khơi dậy tớnh sỏng tạo và khả năng liờn hệ, vận dụng kiến thức vào thực tế Mặt khỏc ủề tài cú thể là tài liệu tham khảo thiết thực cho giỏo viờn vật lý về cỏch dạy chương chất khớ vật lý 10 cơ

bản

chất khớ vật lý 10 (chương trỡnh cơ bản)

II Phương phỏp tiến hành

1 Cơ sở lý luận và thực tiễn

Quỏ trỡnh dạy học là một quỏ trỡnh cụng nghệ chồng chập lờn nhau, vỡ vậy làm sao cho cụng nghệ dạy học của giỏo viờn hoàn toàn phục tựng nhiệm vụ và ủảm bảo tổ chức hợp l ý nhất cụng nghệ học của học sinh Sự kết hợp hài hũa luụn là nhiệm vụ của cỏc giỏo

viờn , do ủú khi dạy cần nắm ủược và kết hợp giữa mục ủớch – nội dung – phương phỏp

Trong các thành tố cấu thành để đổi mới phương phỏp dạy học nên nắm lấy cái cốt lõi, cái

không thể không có đó là ứng dụng cụng nghệ thụng tin trong dạy học mụn vật lý như nguyên Bộ trưởng Bộ giáo dục - đào tạo Trần Hồng Quân đ, nêu: “Cách mạng về phương pháp sẽ đem lại bộ mặt mới, sức sống mới cho giáo dục ở thời đại mới”

Ứng dụng cụng nghệ thụng tin và truyền thụng là một xu hướng hiện ủại húa quỏ trỡnh dạy và học Nhằm giỳp học sinh tham gia học tập một cỏch chủ ủộng , tớch cực và sỏng tạo, tăng cường tớnh trực quan, gúp phần nõng cao chất lượng lĩnh hội và nắm vững

kiến thức, phỏt triễn năng lực tư duy ủộc lập sỏng tạo của học sinh với cỏch “Suy nghĩ nhiều hơn, làm việc nhiều hơn, thảo luận nhiều hơn” ủể ủạt kết quả cao trong một tiết dạy

Thụng qua mỏy vi tớnh giỏo viờn cú thể thực hiện cỏc thớ nghiệm mụ phỏng, hỡnh ảnh ủộng, hỡnh ảnh tĩnh, õm thanh Như vậy học sinh ủược bồi dưỡng năng lực thực nghiệm, năng lực hoạt ủộng tự lực, sỏng tạo, bộc lộ ủược khả năng sở trường, sở thớch về mụn vật lý Nõng cao chất lượng học tập, tăng cường hứng thỳ, gắn học với hành, lớ luận với thực tiễn Kớch thớch tớnh tớch cực, tự lực, trớ thụng minh, tài sỏng tạo thỏo vỏt của từng nhúm và cỏ nhõn học sinh ðõy cũng là biện phỏp ủể phỏt hiện ủỳng những học sinh khỏ giỏi về bộ mụn vật lý

Xuất phỏt từ những vấn ủề thực tế trờn thỡ việc vận dụng phương phỏp dạy học cựng với việc làm thớ nghiệm, ứng dụng cụng nghệ thụng tin ủể truyền thụ cho học sinh những kiến thức về cỏc hiện tượng vật lý là rất cần thiết và quan trọng

2 Cỏc biện phỏp tiến hành, thời gian tạo ra giải phỏp

Nghiờn cứu lý luận: ủọc và nghiờn cứu cỏc tài liệu viết về phương phỏp dạy học thực nghiệm và cỏc tài liệu liờn quan ủến ủề tài ủể làm sỏng tỏ phương phỏp dạy học bằng cỏch

sử dụng thớ nghiệm mụ phỏng

Phương phỏp quan sỏt, ủiều tra: tiến hành khảo sỏt và phỏng vấn trực tiếp học sinh cỏc khối lớp 11, 12 năm học 2010- 2011, tiến hành tham khảo ý kiến của một số ủồng nghiệp cú kinh nghiệm ủể tỡm hiểu thực tiễn việc giảng dạy chương chất khớ

Thực nghiệm sư phạm: sử dụng thớ nghiệm mụ phỏng ủể giảng dạy chương chất khớ vật l ý 10 cơ bản trong năm học 2010-2011; 2011-2012, và học kỡ I năm học 2012-2013 nhằm ủỏnh giỏ tớnh khả thi của ủề tài

ðề tài ủược nghiờn cứu và thực nghiệm từ năm 2010 ủến năm 2013

B NỘI DUNG

I Mục tiêu

Sử dụng các thí nghiệm mô phỏng, mô phỏng lại các thí nghiệm cũng như các hiện

tượng vật lý trong chương chất khí, mà phương tiện, ñồ dùng dạy học hiện tại không thể mô

tả một cách trực quan, xác thực các hiện tượng trừu tượng của chất khí Qua ñó làm nổi bật

mối liên hệ giữa các kiến thức với nhau Nhằm giúp học sinh phát hiện và giải quyết các

vấn ñề một cách triệt ñể, liên kết các kiến thức lại với nhau và xây dựng nên ñơn vị kiến

thức mới cần nắm Giúp học sinh vận dụng kiến thức nhiều lần ñể các em nhớ kỹ và hiểu

kiến thức vững chắc, sâu sắc hơn

II Giải pháp sử dụng thí nghiệm mô phỏng ñể thiết kế các giáo án dạy chương chất

khí (có ñĩa kèm theo ñể minh họa cho các hình ảnh, thí nghiệm ñộng )

Nội dung phần này là sử dụng phần mềm mô phỏng tập trung thiết kế các giáo án

dạy tất cả các bài của chương chất khí vật lý 10 ban cơ bản Nội dung ñược trình bày dưới

dạng bảng gồm 2 cột, ñể so sánh chi tiết các tiết dạy với ñồ dùng dạy học hiện có với tiết

dạy sử dụng giải pháp mới

1 Tiến trình của giải pháp

Ch−¬ng V : CHẤT KHÍ Bµi 28 : CẤU TẠO CHẤT THUYẾT ðỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ

Giáo viên giới thiệu cho học

sinh về các trạng thái của

nước, nước ñá, hơi nước ñều

ñược cấu tạo từ cùng một loại

phân tử nước Nhưng tại sao

Giáo viên cho học sinh thảo

luận và nhớ lại kiến thức cũ ñã

học và trả lời câu hỏi

Phần 1 : MỞ BÀI

Học sinh quan sát qua màng hình:

- Nước ñá

* Phương pháp thuyết trình

khơng giúp học sinh tư duy

được vấn đề

Phần 2-I CẤU TẠO CHẤT

1 Những điều đã học về cấu

* Học sinh quan sát và tiến hành suy luận lơgic

Phần 2-I CẤU TẠO CHẤT

1 Những điều đã học về cấu tạo chất

Quan sát về cấu tạo của các chất sau :

* Chất Neon:

Giáo viên dựa vào kết quả trả

lời của học sinh và kiến thức

ñã học, thông báo cho học sinh

những ñiều ñã học về cấu tạo

chất

*Chất Argon:

* Chất Oxygen:

*Chất Nước:

* Thể khí :

Vậy : Các phân tử chuyển động không ngừng

Quan sát chuyển động của các phân tử khi nhiệt độ

của vật thay đổi :

* Giáo viên áp đặt kiến thức về

các trạng thái cấu tạo chất

2 Lực tương tác phân tử

Giáo viên sử dụng mơ hình

sau đây:

- Coi hai phân tử đứng cạnh

nhau như hai quả cầu

- Coi liên kết giữa hai phân tử

như một lị xo

Vậy : Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao

* Học sinh quan sát và nêu ra kết luận về các trạng

thái cấu tạo chất

2 Lực tương tác phân tử

Quan sát sự tương tác giữa các phân tử sau:

khoảng cách sao cho lực đẩy

và lực hút cân bằng nhau

Thơng qua mơ hình và cách

đặc câu hỏi cho học sinh giáo

viên đưa ra kết luận:

- Giữa các phân tử tồn tại lực

hút và lực đẩy

Vậy : Nếu khoảng cách giữa các phân tử nhỏ thì lực hút lớn hơn lực đẩy và ngược lại

- Nếu khoảng cách giữa các

phân tử nhỏ thì lực hút lớn

hơn lực đẩy và ngược lại

-Khi khoảng cách giữa các

phân tử lớn (lớn hơn rất

nhiều lần kích thước phân

tử) thì lực tương tác giữa

chúng không đáng kể

*Mơ hình khơng cĩ tính thuyết

phục cao, học sinh dễ nhầm

tưởng các phân tử cũng giống

như các quả cầu và lực liên kết

chỉ đơn thuần như lực đàn hồi

của lị xo ðồng thời mơ hình

chỉ hình dung gần đúng sự

Vậy : Khi khoảng cách giữa các phân tử lớn (lớn hơn rất nhiều lần kích thước phân tử ) thì lực tương tác giữa chúng không đáng kể

* Thí nghiệm mơ phỏng phản ánh tồn bộ lực tương tác giữa các phân tử về bản chất cũng như sự phụ thuộc của độ lớn lực tương tác vào khoảng cách phân

tử Thơng qua mơ phỏng học sinh cĩ thể đưa ra các kết luận một cách chính xác nơi dung cần truyền đạt

dựa váo các gợi của giáo viên

Thí nghiệm mơ phỏng đã gây hứng thú , kích thích trí

xuất hiện lực ñẩy và lực hút

phân tử , không cho thấy bản

Tại sao hai mặt không ñược

mài nhẵn thì lại không hút

nhau ?

tò mò cũng như sự ham học hỏi và tiếp như những

ñiều chưa biết của học sinh Tiết học sôi ñộng học

sinh bị lôi cuốn vào bài học

* Câu C 1 : Tại sao cho hai thỏi chì có mặt ñáy phẳng ñã ñược mài nhẵn tiếp xúc với nhau thì chúng hút nhau ? Tại sao hai mặt không ñược mài nhẵn thì lại không hút nhau ?

* Học sinh tự tư duy và trả lời

câu hỏi

* Câu C 2: Tại sao có thể sản

xuất thuốc viên bằng cách

nghiền nhỏ dược phẩm rồi

cho vào khuôn nén mạnh ?

Nếu bẻ ñôi viên thuốc rồi

dùng tay ép sát hai mảnh lại

thì hai mảnh không thể dính

liền với nhau Tại sao ?

* Học sinh quan sát mô phỏng tư duy và trả lời câu

hỏi

* Câu C 2: Tại sao có thể sản xuất thuốc viên bằng cách nghiền nhỏ dược phẩm rồi cho vào khuôn nén mạnh ? Nếu bẻ ñôi viên thuốc rồi dùng tay ép sát hai mảnh lại thì hai mảnh không thể dính liền với nhau Tại sao ?

câu hỏi

3 Các thể rắn, lỏng, khí:

Giáo viên sử dụng tranh vẽ,

hướng dẫn, gợi ý ,cho học sinh

đưa ra kết luận

Ở thể khí : lực tương tác

giữa các phân tử rất yếu

nên các phân tử chuyển

động hoàn toàn hỗn loạn

Ở thể rắn : lực tương tác

giữa các phân tử rất mạnh

nên giữ được các phân tử ở

các vị trí cân băng xác định

hỏi

3 Các thể rắn, lỏng, khí:

Quan sát lực tương tác giữa các phân tử và chuyển

động phân tử trong các thể sau:

- Thể khí :

Ở thể khí : lực tương tác giữa các phân tử rất yếu

nên các phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn

- Thể rắn :

Ở thể rắn : lực tương tác giữa các phân tử rất

mạnh nên giữ được các phân tử ở các vị trí cân băng xác định , làm cho chúng chỉ có thể dao

, làm cho chúng chỉ có thể

dao động xung quanh các vị

trí này

Ở thể lỏng : lực tương tác

giữa các phân tử lớn hơn

thể khí nhưng nhỏ hơn ở

thể rắn , nên các phân tử

chỉ dao động xung quanh vị

trí cân bằng có thể di

chuyển được

* Việc sử dụng hình ảnh tĩnh

chỉ mang tính chất minh họa

và học sinh chỉ hiểu theo cách

áp đặt , trừu tượng , khơng

kích thích tư duy học sinh ,

khơng đêm lại hứng thú học

tập và phát huy được tính tích

cực của học sinh

II THUYẾT ðỘNG HỌC

PHÂN TỬ CHẤT KHÍ

1 Nội dung cơ bản của

thuyết động học phân tử

của chất khí :

Giáo viên sử dụng tranh vẽ:

động xung quanh các vị trí này

- Thể lỏng:

Ở thể lỏng : lực tương tác giữa các phân tử lớn

hơn thể khí nhưng nhỏ hơn ở thể rắn , nên các phân tử chỉ dao động xung quanh vị trí cân bằng có thể di chuyển được

* Quan sát mơ phỏng, học sinh đã hình dung được các trạng thái vật chất tồn tại trong tự nhiên , từ đĩ rút ra được kết luận Mơ phỏng đã giúp cho học sinh khẳng định vốn kiến thức mình vừa tiếp thu một cách thuyết phục , qua đĩ kích thích sự say mê tìm tịi và ham học hỏi của học sinh

II THUYẾT ðỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ

1 Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử của chất khí :

Các phân tử chuyển ñộng hỗn

loạn theo mọi hướng

Chất khí ñược cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng

- Chất khí ñược cấu tạo từ

- Khi chuyển ñộng hỗn loạn

mang lại hiệu quả cao

Khi chuyển ñộng hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình

* Học sinh quan sát mô phỏng Từ các thông số ñọc

ñược trên mô phỏng, và dưới sự hướng dẫn của giáo

viên , học sinh xây dựng nội dung thuyết ñộng học phân tử chất khí một cách chính xác

sinh, mang tính áp ñặt nhiều

Bµi 29 : QUÁ TRÌNH ðẲNG NHIỆT

RI-ỐT

Giáo viên sử dụng tranh vẽ

giới thiệu thí nghiệm của

Bôi-Lơ – Ma-Ri-Ốt

Giáo viên nêu nội dung của

ñịnh luật

ðỊNH LUẬT BÔI-LƠ – MA-RI-ỐT

Quan sát mô phỏng thí nghiệm của Bôi-Lơ –

Ma-Ri-Ốt

ðịnh luật Bôi-Lơ – Ma-Ri-Ốt

* Giáo viên mô tả thí nghiệm

và áp ñặt nội dung ñịnh luật

ðƯỜNG ðẲNG NHIỆT

Giáo viên thông báo về ñường

ñẳng nhiệt và cách biểu diễn

ñường ñẳng nhiệt trên hệ trục

tọa ñộ POV

* Học sinh nêu mối qua hệ giữa p và V từ mô phỏng vừa quan sát

ðịnh luật Bôi-Lơ – Ma-Ri-Ốt

Trong quá trình ñẳng nhiệt của một lượng khí nhất ñịnh, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích

ðường biểu diễn sự biến

thiên của áp suất theo thể

tích khi nhiệt ñộ không ñổi

gọi là ñường ñẳng nhiệt

* Giáo viên mô tả và ñưa ra

ðường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể

tích khi nhiệt ñộ không ñổi gọi là ñường ñẳng nhiệt

* Từ thí nghiệm mô phỏng, học sinh ñã quan sát ñược quỹ ñạo chuyển ñộng của vật, vạch nên trên hệ trục tọa

ñộ POV một ñường ñẳng nhiệt và nhận xét ñược ñường ñẳng nhiệt là ñường hypebol

⇒Mang tính thuyết phục cao từ trực quan sinh ñộng

Tiết dạy

với ñồ dùng hiện có

Tiết dạy

có sử dụng thí nghiệm mô phỏng ðỊNH LUẬT SÁC-LƠ

Giáo viên sử dụng tranh vẽ

giới thiệu thí nghiệm của

Sác-Lơ

ðỊNH LUẬT SÁC-LƠ

Quan sát mô phỏng thí nghiệm của Sác-Lơ