Mục đích của bài báo cáo nhằm hệ thống bài tập định tính theo hướng trực quan hóa chương Nhiệt học vật lý 8. Thiết kế giáo án với sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa nhằm kích thích hứng thú, phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh chương Nhiệt học Vật lý lớp 8. Mời các bạn cùng tham khảo!
CƠ SỞ LÝ LUẬN
Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý
1.1.1 Tính tích cực là gì? Tính tích cực nhận thức là gì?
1.1.1.1 Tính tích cực là gì?
Theo Kharlamốp, tính tích cực là trạng thái hoạt động của các chủ thể, đặc biệt là ở lứa tuổi học sinh Tính tích cực này thể hiện qua nhiều hoạt động như học tập, lao động và vui chơi, trong đó học tập là hoạt động chủ đạo Tính tích cực trong học tập chủ yếu là tích cực nhận thức, biểu hiện qua việc huy động cao các chức năng tâm lý, đặc biệt là tư duy.
1.1.1.2 Tính tích cực nhận thức là gì?
Theo triết học, tính tích cực nhận thức thể hiện thái độ cải tạo của con người đối với đối tượng nhận thức, cho thấy rằng con người không chỉ hiểu biết về các quy luật tự nhiên và xã hội mà còn nghiên cứu và cải tạo chúng để phục vụ lợi ích của chính mình.
Tính tích cực nhận thức của học sinh là một phần quan trọng trong toàn bộ nhân cách của họ, diễn ra thông qua việc huy động các chức năng nhận thức, tình cảm và ý chí, trong đó chức năng nhận thức đóng vai trò chủ yếu Các yếu tố tâm lý tương tác một cách linh hoạt, tạo ra nhiều dạng nhiệm vụ nhận thức mà học sinh phải thực hiện Sự linh hoạt này giúp học sinh dễ dàng thích ứng với các nhiệm vụ khác nhau, từ đó nâng cao tính tích cực nhận thức Tính tích cực nhận thức được thể hiện qua khát vọng học tập, nỗ lực trí tuệ và nghị lực trong việc tiếp thu kiến thức, là thái độ chủ động của học sinh nhằm giải quyết các vấn đề học tập thông qua việc huy động mạnh mẽ các chức năng tâm lý.
Tính tích cực của học sinh có mặt tự phát và tự giác:
Mặt tự phát của tính tích cực bao gồm các yếu tố bẩm sinh như tính tò mò, hiếu kỳ, hiếu động, linh hoạt và sôi nổi, tất cả đều thể hiện rõ ở trẻ em.
Tính tích cực tự giác là trạng thái tâm lý có mục đích và đối tượng rõ ràng, thể hiện qua sự quan sát, tư duy phê phán và trí tò mò khoa học Điều này dẫn đến các hoạt động nhằm chiếm lĩnh và khám phá đối tượng mà cá nhân quan tâm.
1.1.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý ở trường
Trong bối cảnh xã hội phát triển và đổi mới phương pháp dạy học, việc phát huy tính tích cực của người học trở thành vấn đề quan trọng Tích cực hóa là tập hợp các hoạt động chuyển người học từ trạng thái thụ động sang chủ động, từ việc tiếp nhận tri thức sang tìm kiếm tri thức, nhằm nâng cao hiệu quả học tập.
Tích cực hoá hoạt động học tập đòi hỏi sự phát triển tư duy cao, thông qua quá trình hoạt động nội tâm căng thẳng và nghị lực mạnh mẽ Sự tích cực này thể hiện qua việc học sinh tập trung suy nghĩ để giải quyết các câu hỏi, kiên trì tìm ra lời giải cho các bài toán khó, cũng như tham gia tích cực vào các hoạt động thực tiễn như lắp ráp và thực hiện thí nghiệm.
Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh là nhiệm vụ quan trọng của giáo viên, yêu cầu sự hợp tác giữa cả giáo viên và học sinh Nếu học sinh không chủ động tìm tòi và tư duy, thì dù giáo viên có giỏi đến đâu cũng không thể đạt được hiệu quả Do đó, cần thay đổi vai trò của cả người học và người dạy: học sinh cần chuyển từ việc tiếp nhận thông tin sang chủ động tham gia vào các hoạt động tìm kiếm tri thức, trong khi giáo viên cần chuyển từ vai trò truyền đạt thông tin sang thiết kế, tổ chức và giám sát hoạt động học tập, giúp học sinh tự khám phá kiến thức mới.
Một số biện pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý
trong dạy học vật lý
Tích cực nhận thức của học sinh bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như động cơ, hứng thú học tập, năng lực, ý chí cá nhân, và điều kiện gia đình, xã hội Những yếu tố này có mối liên hệ chặt chẽ và đóng vai trò quyết định trong việc nâng cao hoạt động nhận thức của học sinh Trong số các yếu tố này, một số có thể hình thành ngay lập tức, trong khi những yếu tố khác cần thời gian dài để phát triển dưới tác động của nhiều yếu tố khác Do đó, việc thúc đẩy hoạt động nhận thức của học sinh đòi hỏi một kế hoạch toàn diện và bền vững, phối hợp chặt chẽ giữa gia đình, nhà trường và xã hội.
Muốn tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình học tập, chúng ta cần chú ý sử dụng một số biện pháp cơ bản sau:
Dạy học sinh phương pháp tự học:
Tự học không có nghĩa là học sinh không cần sự hỗ trợ từ giáo viên; khi gặp khó khăn, giáo viên có thể đưa ra nhận xét phản biện, nêu câu hỏi định hướng hoặc hướng dẫn học sinh quan sát các hiện tượng vật lý xung quanh Trong dạy học vật lý, bên cạnh việc tổ chức cho học sinh thực hiện thí nghiệm, giáo viên cần lựa chọn những kiến thức lý thuyết mới từ sách giáo khoa để giao cho học sinh nghiên cứu, cả trên lớp lẫn ở nhà Học sinh sẽ được giao nhiệm vụ tự học với yêu cầu tăng dần, từ việc đọc một mục sách giáo khoa để trả lời câu hỏi, đến việc phân tích, tìm ý chính, và cuối cùng là tóm tắt nội dung của cả bài học để trình bày trước lớp theo cách hiểu của mình.
Áp dụng kiểu dạy học giải quyết vấn đề:
Kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề gồm các giai đoạn sau:
Khi giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh, quá trình thực hiện có thể phát sinh những khó khăn, từ đó tạo ra nhu cầu tìm hiểu về một vấn đề chưa được biết đến Học sinh cảm thấy cần thiết phải khám phá và xây dựng các giải pháp mới, và nhu cầu này được cụ thể hóa thành một bài toán cần giải quyết.
Để giải quyết vấn đề, học sinh cần đề xuất các giải pháp lý thuyết hoặc thực nghiệm thông qua khảo sát Sau đó, các em thực hiện những giải pháp đã đề xuất nhằm rút ra kết luận về vấn đề cần tìm hiểu.
Kiểm tra và vận dụng kết quả nghiên cứu là quá trình đánh giá khả năng chấp nhận của các kết quả thu được, nhằm giải thích và dự đoán các sự kiện Đồng thời, cần xem xét sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm Trong quá trình này, việc áp dụng các kết quả có thể mở ra những vấn đề mới cần nghiên cứu thêm.
Vai trò của bài tập định tính trong việc phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý
1.3.1 Khái niệm bài tập định tính
Bài tập định tính là những bài tập mà học sinh giải quyết thông qua suy luận lôgic mà không cần thực hiện phép tính phức tạp Những bài tập này thường được thể hiện qua đồ thị, hình ảnh, thí nghiệm và video, liên quan đến các hiện tượng vật lý mà học sinh đã trải nghiệm trong cuộc sống thực.
1.3.2 Vai trò bài tập định tính
Bài tập không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức trong chương trình học mà còn tạo điều kiện cho các em áp dụng kiến thức đó vào việc giải quyết các nhiệm vụ học tập và những vấn đề thực tiễn.
Học sinh thường quan tâm đến những vấn đề gần gũi với cuộc sống hàng ngày, và điều này thể hiện rõ qua các bài tập định tính mà các em thực hiện Việc trả lời những bài tập này không chỉ giúp học sinh rèn luyện kỹ năng ngôn ngữ mà còn kết nối kiến thức với thực tiễn.
Do đó, giúp cho các em sắp xếp ý tưởng trình bày những suy nghĩ của mình mạch lạc
Giải các bài tập định tính giúp người học củng cố và phát triển phương pháp nhận thức về thế giới khách quan, đồng thời xây dựng tư duy khoa học một cách hiệu quả.
Giải các bài tập định tính không chỉ giúp người học phát triển phương pháp tự học mà còn rèn luyện nhiều kỹ năng quan trọng như thu thập, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, so sánh và trừu tượng hóa Điều này tạo ra sự kết hợp hiệu quả giữa lý thuyết và thực hành, góp phần nâng cao khả năng tư duy và ứng dụng kiến thức trong thực tế.
Việc sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa
Theo lý luận và thực tiễn về hoạt động nhận thức, mức độ tiếp thu kiến thức của người học được cải thiện theo các cấp độ tri giác: từ nghe, thấy đến làm.
Nhiều nhà khoa học đã chỉ ra rằng học sinh tiếp nhận tri thức qua các hình thức khác nhau: 20% từ nghe, 30% từ nhìn, 50% từ hành động, và 90% từ sự kết hợp giữa nghe, nhìn và thực hiện Do đó, việc áp dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa, sử dụng các phương tiện trực quan trong quá trình dạy học, là rất cần thiết và phù hợp với quy luật nhận thức của con người.
Phương tiện trực quan đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ quá trình nhận thức của học sinh, giúp họ tiếp thu tri thức hiệu quả hơn Khi giáo viên áp dụng bài tập định tính mang tính trực quan, học sinh có khả năng hồi tưởng và hình dung các sự vật, hiện tượng đã quan sát, từ đó tạo ra hình ảnh cảm tính rõ ràng Do đó, trong quá trình dạy học, các phương tiện trực quan không chỉ tăng cường hoạt động nhận thức mà còn giúp học sinh tiếp thu kiến thức khoa học và kỹ năng một cách đơn giản và dễ hiểu hơn.
- Các phương tiện trực quan các tác dụng hướng dẫn hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình học
- Góp phần phát triển khả năng làm việc độc lập và sáng tạo của học sinh
- Kích thích hứng thú hoạt động nhận thức của học sinh, có tác dụng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh
- Góp phần rèn luyện óc quan sát, các phẩm chất đạo đức của người lao động mới với thói quen làm việc một cách khoa học
Theo quan điểm của lý luận dạy học, phương tiện trực quan có một số vai trò như sau:
Phương tiện trực quan đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành kỹ năng mới, thông qua các bài tập định tính với hình ảnh và đoạn phim ngắn Những tài liệu này cung cấp dữ liệu thực nghiệm và thông tin về các hiện tượng trong thực tế một cách sinh động, hấp dẫn, từ đó hỗ trợ việc khái quát và kiểm chứng kiến thức vật lý.
Phương tiện trực quan nâng cao chất lượng kiến thức bằng cách cung cấp thông tin về các hiện tượng và quá trình vật lý một cách hệ thống, đầy đủ và chính xác hơn cho học sinh.
Phương tiện trực quan đóng vai trò quan trọng trong việc đơn giản hóa các hiện tượng và quá trình vật lý, từ đó nâng cao tính trực quan trong dạy học vật lý Điều này không chỉ hỗ trợ phát triển tư duy trừu tượng cho học sinh mà còn mở rộng khả năng tiếp cận với các hiện tượng vật lý thông qua các công nghệ hiện đại.
Sử dụng các phương tiện trực quan trong giảng dạy không chỉ nâng cao cường độ lao động và học tập của học sinh mà còn tăng cường nhịp độ nghiên cứu tài liệu mới Những công cụ này giúp giáo viên thực hiện tốt hơn hoạt động dạy học, khuyến khích tính tích cực và độc lập trong học sinh, đồng thời kích thích hứng thú học tập Nhờ đó, hiệu quả tiếp thu, lĩnh hội và vận dụng kiến thức, kỹ năng của học sinh được nâng cao Các phương tiện trực quan còn giúp trình bày bài giảng một cách rõ ràng, sinh động, rút ngắn thời gian thuyết trình và giảm bớt các thao tác không cần thiết.
Thực trạng của việc sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa việc giảng dạy vật lý hiện nay
Phương pháp dạy học quyết định hiệu quả của giờ học, trong đó việc sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa đóng vai trò quan trọng.
Môn vật lý ở trường cơ sở thường được coi là khó khăn, đặc biệt khi thiếu phương pháp giảng dạy phù hợp, dẫn đến việc học sinh trở nên thụ động và không hứng thú với môn học Nhiều giáo viên chưa chú trọng đến sự đa dạng trong cách dạy, áp dụng cùng một phương pháp cho nhiều lớp học khác nhau Điều này khiến cho giáo viên trở thành người truyền đạt kiến thức một chiều, thay vì là người hướng dẫn giúp học sinh chủ động trong việc tiếp thu tri thức vật lý.
SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH THEO HƯỚNG TRỰC QUAN HÓA NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC TRONG HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH CHƯƠNG NHIỆT HỌC VẬT LÝ LỚP 8
Một số biện pháp vận dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa trong dạy học vật lý
Trong dạy học vật lý, giáo viên cần lựa chọn phương pháp dạy học phù hợp với từng bài học, như phương pháp thực hành, giải quyết vấn đề hoặc dạy học theo nhóm Nghiên cứu này tập trung vào việc áp dụng phương pháp dạy học giải quyết vấn đề và phương pháp dạy học thực nghiệm để nâng cao hiệu quả giảng dạy.
2.1.1 Các biện pháp sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa trong dạy học giải quyết vấn đề
2.1.1.1 Khái quát về dạy học giải quyết vấn đề
Thuật ngữ “vấn đề” trong nghiên cứu vật lý được hiểu là một bài toán chưa có lời giải, xuất phát từ thực tiễn và đời sống hàng ngày, mà không thể giải thích bằng những kiến thức hiện có.
Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là phương pháp giáo dục mà giáo viên tạo ra các tình huống có vấn đề để học sinh tự giác, tích cực và sáng tạo trong việc tìm ra giải pháp Phương pháp này không chỉ giúp học sinh chiếm lĩnh tri thức mà còn rèn luyện kỹ năng cần thiết và đạt được các mục tiêu học tập khác Một đặc trưng quan trọng của phương pháp này là "tình huống gợi vấn đề", vì tư duy chỉ bắt đầu khi có tình huống cần giải quyết.
Tình huống có vấn đề là một tình huống kích thích học sinh đối mặt với những thách thức lý luận hoặc thực hành, yêu cầu họ phát triển khả năng giải quyết mà không cần ngay lập tức tìm ra đáp án Thay vào đó, học sinh cần trải qua một quá trình tư duy tích cực và hoạt động để điều chỉnh kiến thức hiện có hoặc biến đổi đối tượng hoạt động.
Việc áp dụng tiến trình giải quyết vấn đề trong nghiên cứu vật lý vào giảng dạy giúp làm nổi bật những đặc trưng quan trọng, bao gồm khả năng phát triển tư duy phản biện, khuyến khích học sinh chủ động tìm kiếm giải pháp và nâng cao sự hiểu biết về các khái niệm vật lý.
Học sinh sẽ được đưa vào tình huống có vấn đề, nơi có sự mâu thuẫn giữa thông tin đã cho và điều cần tìm Cấu trúc này được thiết kế một cách sư phạm để làm nổi bật tính chất vấn đề, được gọi là bài toán nêu vấn đề.
Giải quyết tình huống có vấn đề không chỉ giúp học sinh tiếp thu kiến thức mà còn rèn luyện kỹ năng thực hiện các bước cần thiết để đạt được kết quả.
Giáo viên không chỉ đặt ra những bài toán có vấn đề mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc định hướng, hỗ trợ và đánh giá quá trình học tập của học sinh, đồng thời hệ thống hóa kiến thức để giúp học sinh tiếp thu hiệu quả hơn.
Quy trình thực hiện phương pháp dạy học giải quyết vấn đề:
Bước 1 Phát hiện hoặc thâm nhập vấn đề
Phát hiện vấn đề từ một tình huống gợi vấn đề
Giải thích và chính xác hóa tình huống (khi cần thiết) để hiểu đúng vấn đề được đặt ra
Phát biểu vấn đề và đặt mục tiêu giải quyết vấn đề đó
Tìm cách giải quyết vấn đề, thường được thực hiện theo sơ đồ sau:
Phân tích vấn đề là quá trình làm rõ mối liên hệ giữa những kiến thức đã có và những thông tin cần tìm Điều này dựa trên việc áp dụng tri thức đã học và liên tưởng đến những kiến thức phù hợp để đưa ra những giải pháp hiệu quả Việc này không chỉ giúp hiểu sâu hơn về vấn đề mà còn tạo cơ sở vững chắc cho việc khám phá và phát triển thêm kiến thức mới.
Học sinh cần tìm hiểu và áp dụng các chiến lược giải quyết vấn đề thông qua việc đề xuất và thực hiện các hướng giải quyết cụ thể Quá trình này bao gồm việc thu thập và tổ chức dữ liệu, huy động tri thức, và sử dụng các phương pháp nhận thức như suy luận, quy lạ về quen, và tương tự hóa Hướng đề xuất có thể được điều chỉnh khi cần thiết, và mục tiêu cuối cùng là hình thành một giải pháp hiệu quả cho vấn đề đã đặt ra.
Để kiểm tra tính đúng đắn của giải pháp, cần xác định xem giải pháp đã đưa ra có đúng hay không Nếu đúng, quá trình sẽ kết thúc; nếu không, cần quay lại bước phân tích vấn đề cho đến khi tìm ra giải pháp đúng Sau khi xác định được một giải pháp, có thể tiếp tục khám phá thêm các giải pháp khác và so sánh chúng để lựa chọn giải pháp hợp lý nhất.
Bước 3 Trình bày giải pháp
Học sinh cần trình bày rõ ràng từ việc nêu vấn đề đến việc đề xuất giải pháp Nếu đề bài đã được cung cấp sẵn, có thể bỏ qua bước phát biểu lại vấn đề.
Bước 4 Nghiên cứu sâu giải pháp
Khám phá các khả năng ứng dụng của kết quả đề xuất, đồng thời xác định những vấn đề mới có liên quan thông qua các phương pháp như xét tương tự, khái quát hóa và lật ngược vấn đề, nhằm tìm ra giải pháp khả thi.
2.1.1.2 Sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hóa để tạo ra tình huống có vấn đề
Theo M.I Macmutôp, tình huống có vấn đề là một rào cản trí tuệ xuất hiện khi con người chưa biết cách giải thích các hiện tượng và sự kiện trong thực tế Vấn đề này chính là câu hỏi mà chủ thể nhận thức đặt ra khi hiểu biết của họ chưa đủ để giải thích và nhận thức các hiện tượng, sự vật khách quan Trong dạy học giải quyết vấn đề, một tình huống được coi là “có vấn đề” cần phải đáp ứng đầy đủ các dấu hiệu nhất định.
Nội dung cần bao gồm những yếu tố chưa được khám phá, đòi hỏi sự tìm tòi và sáng tạo, cùng với sự tham gia tích cực của tư duy và khả năng phản ứng nhanh chóng từ trí tuệ.
Việc sử dụng bài tập định tính để tạo tình huống có vấn đề cần lưu ý các điểm sau:
Hệ thống bài tập định tính và câu hỏi thực tế theo hướng trực quan chương Nhiệt học Vật lý lớp 8
2.2.1 Tóm tắt nội dung chương Nhiệt học Vật lý lớp 8
1 Các chất được cấu tạo như thế nào? – Nguyên tử, phân tử chuyển động hay đứng yên
Các chất được cấu tạo như thế nào?
- Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt gọi là nguyên tử, phân tử
- Giữa các nguyên tử, phân tử có khoảng cách
Chuyển động của các nguyên tử, phân tử:
Các nguyên tử và phân tử luôn chuyển động hỗn độn không ngừng theo mọi hướng, hiện tượng này được gọi là chuyển động nhiệt hỗn loạn hay chuyển động nhiệt, còn được biết đến với tên gọi chuyển động Brao.
- Nhiệt độ của vật càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh
- Hiện tượng khi các nguyên tử, phân tử của các chất tự hoà lẫn vào nhau gọi là hiện tượng khuếch tán
- Nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật
Các cách làm thay đổi nhiệt năng:
- Nhiệt năng của vật có thể thay đổi bằng 2 cách:
Nhiệt lượng: là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt kí hiệu Q
Đơn vị của nhiệt năng là Jun (J), kilôJun (kJ)
3 Dẫn nhiệt – Đối lưu – Bức xạ nhiệt
Sự dẫn nhiệt: Nhiệt năng có thể truyền từ phần này sang phần khác của một vật, từ vật này sang vật khác bằng hình thức dẫn nhiệt
Tính dẫn nhiệt của các chất:
- Chất rắn dẫn nhiệt tốt Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất
- Chất lỏng dẫn nhiệt kém (trừ dầu và thuỷ ngân)
- Chất khí dẫn nhiệt kém nhất
Đối lưu: là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng và chất khí, đó là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất khí
Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi thẳng
Tính hấp thụ bức xạ nhiệt của các vật
- Bức xạ nhiệt có thể xảy ra ở cả trong chân không
- Tất cả các vật dù nóng nhiều hay nóng ít đều bức xạ nhiệt
- Vật có bề mặt xù xì, có màu sẫm thì hấp thụ các tia nhiệt tốt hơn và nóng lên nhiều hơn
4 Công thức tính nhiệt lượng
Nhiệt lượng một vật thu vào để nóng lên phụ thuộc những yếu tố nào?
- Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt
- Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc vào khối lượng, độ tăng nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm nên vật
- Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần truyền cho 1kg chất đó để nhiệt độ tăng thêm 1 0 C (1K)
- Ký hiệu: c, đơn vị J/kg.K
Công thức tính nhiệt lượng
Công thức tính nhiệt lượng thu vào:
Trong đó m: khối lượng của vật (kg) t1: nhiệt độ đầu của vật (0C) t2: nhiệt độ cuối của vật (0C) c: nhiệt dung riêng của chất làm nên vật (J/kg.K)
Q: nhiệt lượng thu vào của vật (J)
Chú ý: Ngoài J, kJ đơn vị nhiệt lượng còn được tính bằng calo, kcalo
5 Phương trình cân bằng nhiệt
Khi có 2 vật truyền nhiệt cho nhau thì:
- Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn
- Sự truyền nhiệt xảy ra cho đến khi nhiệt độ của hai vật cân bằng nhau thì ngừng lại
- Nhiệt lượng của vật này toả ra bằng nhiệt lượng của vật kia thu vào
Phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu
6 Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu
Năng suất toả nhiệt của nhiên liệu là gì?
- Đại lượng cho biết nhiệt lượng toả ra khi 1 kg nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn gọi là năng suất toả nhiệt của nhiên liệu
Công thức tính nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra
- Nhiệt lượng toả ra khi nhiên liệu bị đốt cháy được tính theo công thức:
Q: nhiệt lượng toả ra (J) q: năng suất toả nhiệt của nhiên liệu (J/kg) m: khối lượng nhiên liệu bị đốt cháy (kg)
7 Sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt- Động cơ nhiệt
Sự truyền cơ năng, nhiệt năng từ vật này sang vật khác
- Cơ năng, nhiệt năng có thể truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác
Sự chuyển hoá giữa các dạng của cơ năng, giữa cơ năng và nhiệt năng
- Các dạng của cơ năng: động năng và thế năng có thể chuyển hoá qua lại lẫn nhau
- Cơ năng và nhiệt năng có thể truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác
Sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt
Định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng khẳng định rằng năng lượng không thể tự sinh ra hay mất đi; nó chỉ có thể chuyển giao từ vật này sang vật khác hoặc chuyển đổi giữa các dạng khác nhau.
Động cơ nhiệt là gì?
- Động cơ nhiệt là động cơ trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy chuyển hoá thành cơ năng
Động cơ được cấu tạo từ các thành phần chính như xilanh, pittông nối với trục qua biên và tay quay, cùng với vô lăng gắn trên trục quay Xilanh có hai van tự động đóng mở và được trang bị bugi để tạo tia lửa điện đốt cháy nhiên liệu.
Chuyển vận: Động cơ hoạt động có 4 kỳ
- Kỳ thứ nhất: Hút nhiên liệu
- Kỳ thứ hai: Nén nhiên liệu
- Kỳ thứ ba: Đốt nhiên liệu, sinh công (Chỉ có kỳ này mới sinh công)
- Kỳ thứ tư: Thoát khí đã cháy, đồng thời tiếp tục hút nhiên liệu
Hiệu suất của động cơ nhiệt
Hiệu suất của động cơ nhiệt: H = 𝑨
Trong đó A: công có ích (J)
Q: nhiệt lượng toả ra của nhiên liệu bị đốt cháy (J)
2.2.2 Hệ thống bài tập định tính và câu hỏi thực tế theo hướng trực quan chương Nhiệt học
2.2.2.1 Bài tập về tổng hợp và phân tích nguyên tử, phân tử
Câu 1 Tại sao khi đổ 50cm 3 rượu vào 50cm 3 nước ta không thu được 100cm 3 hỗn hợp rượu và nước, mà chỉ thu được khoảng 95cm 3 !
Vậy khoảng 5cm 3 hỗn hợp còn lại đã biến mất đâu?
Hình 2.1: Trộn hỗn hợp rượu và nước
Khi trộn rượu với nước, các phân tử rượu xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước, dẫn đến sự giảm thể tích của hỗn hợp Điều này xảy ra vì giữa các phân tử nước và rượu đều có khoảng cách nhất định.
Câu 2 Tại sao bỏ đường vào một cốc nước rồi khuấy lên, đường tan và nước có vị ngọt?
Hình 2.2: Bỏ đường vào nước
Khi khuấy, các phân tử đường xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước, đồng thời các phân tử nước cũng xen vào giữa các phân tử đường, dẫn đến hiện tượng đường tan và tạo ra vị ngọt.
Câu 3 Tại sao quả bóng cao su hoặc quả bóng căng, dù có buộc thật chặt cũng cứ ngày một xẹp dần
Giải thích: Vì thành bóng được cấu tạo từ các phân tử cao su
- Không khí được cấu tạo từ các phân tử khí
- Giữa các phân tử cao su có khoảng cách, giữa các phân tử khí có khoảng cách
Nên các phân tử khí thoát ra ngoài qua khoảng trống giữa các phân tử cao su làm bóng xẹp dần
Câu 4 Cá muốn sống được phải có không khí, nhưng tại sao ta vẫn thấy cá sống được trong nước
Hình 2.4: Con cá dưới nước
Giải thích: Vì các phân tử không khí có thể xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước
Câu 5 Tại sao các phân tử nước có thể làm cho các hạt phấn hoa chuyển động?
Hình 2.5: Phấn hoa chuyển động trong nước
Các phân tử nước không ngừng chuyển động và va chạm với các hạt phấn hoa từ nhiều hướng Những va chạm này không đồng đều, dẫn đến việc các hạt phấn hoa bị di chuyển.
Câu 6 Tại sao khi nhỏ một giọt mực vào một cốc nước thì nước trong cốc chuyển dần thành màu mực? (video 1)
Hình2.6: Nhỏ giọt mực vào cốc nước
Giải thích: Vì các phân tử mực chuyển động không ngừng nên các phân tử mực xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước
Câu 7 Tại sao khi mở lọ nước hoa trong lớp học thì sau vài giây cả lớp đều ngửi thấy mùi nước hoa?
Các phân tử nước hoa di chuyển theo nhiều hướng khác nhau và khi chúng chuyển động, chúng va chạm với các phân tử không khí, dẫn đến sự thay đổi trong đường đi của chúng.
Vì vậy sau vài giây các phân tử nước hoa có mặt tại mọi vị trí trong lớp
Câu 8 Tại sao khi muối dưa, muối có thể thấm vào lá dưa và cọng dưa?
Giải thích: Vì các phân tử muối có thể khuếch tán vào dưa
Câu 9 Tại sao đường tan vào nước nóng nhanh hơn tan vào nước lạnh?
Giải thích: Vì các phân tử chuyển động nhanh hơn
Vào buổi trưa, khi ánh nắng chiếu qua những lỗ tôn thủng, chúng ta có thể quan sát được rất nhiều hạt bụi bay lơ lửng trong không khí Hiện tượng này xảy ra do ánh sáng mặt trời chiếu sáng các hạt bụi, làm cho chúng trở nên dễ thấy hơn Sự hiện diện của bụi trong không khí thường không được chú ý, nhưng dưới ánh sáng mạnh, chúng trở thành rõ ràng và tạo nên một cảnh tượng thú vị trong không gian sống.
Do các phân tử không khí trong phòng luôn chuyển động hỗn độn, chúng tác động lên các hạt bụi theo nhiều hướng khác nhau, khiến cho các hạt bụi cũng di chuyển một cách hỗn loạn.
Khi thả một thìa cát vào cốc nước đầy, nước sẽ tràn ra ngoài vì cát chiếm không gian và làm tăng thể tích chất lỏng Ngược lại, khi cho một thìa muối tinh vào cốc nước, nước không bị tràn ra vì muối hòa tan trong nước, làm tăng khối lượng mà không làm tăng thể tích của nước.
Khi đổ cát vào cốc, hạt cát lớn chiếm chỗ của nước, khiến nước tràn ra ngoài Ngược lại, khi đổ muối tinh vào cốc, muối tan trong nước và các phân tử muối xen kẽ vào khoảng cách giữa các phân tử nước, do đó nước không bị tràn.
Khi viên phấn bị bóp nát thành những hạt nhỏ, những hạt này không được coi là phân tử hay nguyên tử của viên phấn Điều này bởi vì phân tử và nguyên tử là những đơn vị cấu trúc cơ bản của vật chất, trong khi hạt nhỏ từ viên phấn chỉ là sự phân chia vật lý mà không thay đổi bản chất hóa học của nó.
Giải thích: Vì chúng chỉ là những phần tử nhỏ, còn các phân tử, nguyên tử có kích thước rất nhỏ, mắt thường không thể nhìn thấy được
Câu 13 Tại sao các vật đều được cấu tạo từ các các hạt riêng biệt nhưng lại thấy như liền một khối?
Giải thích: Vì các phân tử và nguyên tử đều vô chùng nhỏ bé nên các chất nhìn có vẻ như liền một khối
Câu 14 Tại sao nhiệt độ càng cao thì hiện tượng khuếch tán xảy ra càng nhanh?
Giải thích: Vì khi tăng nhiệt độ các phân tử chuyển động nhanh hơn
Câu 15 Vì sao khi đúc các vật người ta phải đun nóng chảy kim loại rồi đổ vào khuôn được làm từ trước?
Kim loại ở thể rắn cần được nấu chảy thành thể lỏng để khi nguội, nó có thể tạo hình theo khuôn đã được chuẩn bị trước.
Câu 16 Tại sao khi xếp những lớp kính phẳng với nhau, người ta thường đệm vào giữa những tờ giấy mỏng?
Kính có mặt phẳng nhẵn cho phép hai lớp tiếp xúc hút lẫn nhau với lực lớn nhờ khoảng cách nhỏ Để tăng khoảng cách giữa các lớp, người ta thường sử dụng những tờ giấy mỏng làm đệm.
Câu 17 Giải thích tại sao đun nước khi nước đã sôi, nếu để quên nước sẽ cạn?
Khi nước sôi, cần tắt bếp ngay lập tức để tránh tình trạng nước cạn, vì lúc này các phân tử nước di chuyển với vận tốc lớn, dẫn đến việc bay hơi nhanh chóng.
Câu 18 Tại sao khi phơi quần áo nơi có gió, quần áo sẽ nhanh khô hơn?
Hình 2.9: Phơi quần áo nơi có gió
Thiết kế giáo án có sử dụng bài tập định tính và câu hỏi thực tế theo hướng trực
chương Nhiệt học Vật lý lớp 8
Tìm được ví dụ trong thực tế về sự dẫn nhiệt
So sánh tính dẫn nhiệt của chất rắn, lỏng, khí
Thực hiện được thí nghiệm về sự dẫn nhiệt, các thí nghiệm chứng tỏ tính dẫn nhiệt kém của chất lỏng và khí
Quan sát hiện tượng vật lý
- Chăm chỉ, hăng hái hợp tác theo nhóm
-Hứng thú tích cực học tập bộ môn, ham hiểu biết khám phá thế giới xung quanh
II Phương pháp và kỷ thuật dạy học
Hỏi đáp, hoạt động nhóm
- 1 giá đựng ống nghiệm , 1 kẹp gỗ , 2 ống nghiệm:
+ Ống 1: có sáp (nến) ở đáy ống có thể hơ qua lửa lúc ban đầu để nến gắn xuống đáy ống nghiệm không bị nổi lên, đựng nước
+ Ống 2: trên nút ống nghiệm bằng cao su hoặc nút bấc có 1 que nhỏ trên đầu gắn cục sắt
IV Tiến trình lên lớp:
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bài
Hoạt dộng 1 : Kiểm tra bài cũ – Tổ chức tình huống học tập (7 phút)
* Kiểm tra bài cũ : gọi học sinh trả lời câu hỏi :
Nhiệt năng là gì ? Các cách làm thay đổi nhiệt năng ?
Khi chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên vật nhanh lên thì đại lượng nào sau đây của vật không tăng?
Trong bài học này, học sinh sẽ được trải nghiệm thí nghiệm ảo, trong đó hình ảnh một con cá được cho vào ống nghiệm Sau đó, chúng ta sẽ sử dụng ngọn lửa từ đèn cồn để đun sôi phần nước bên trong ống nghiệm Thí nghiệm này không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các hiện tượng vật lý mà còn kích thích sự tò mò và khám phá của các em.
Học sinh lên bảng trả lời câu hỏi của giáo viên
Học sinh cần quan sát đoạn phim và suy nghĩ để đưa ra câu trả lời Tuy nhiên, câu trả lời của học sinh chưa chính xác, dẫn đến tình huống có vấn đề liên quan đến miệng ống nghiệm, yêu cầu học sinh tiếp tục suy nghĩ và phản hồi.
Khi sử dụng ngọn lửa đèn cồn để đun sôi nước ở miệng ống nghiệm, câu hỏi đặt ra là liệu con cá có còn sống hay sẽ chết Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta giải thích vấn đề này, từ đó có thể hiểu rõ hơn về các hiện tượng tương tự trong cuộc sống hàng ngày.
Hoạt dộng 2: Tìm hiểu sự dẫn nhiệt (10 phút)
- Giáo viên: + yêu cầu học sinh đọc mục 1 thí nghiệm Tìm hiểu đồ dùng thí nghiệm, cách tiến hành thí nghiệm
+ Tiến hành thí nghiệm.Yêu cầu học sinh quan sát hiện tượng xảy ra và thảo luận nhóm trả lời câu
Học sinh đọc phần 1- Thí nghiệm của mục I( trang 77- SGK)
* Các đinh được gắn bằng sáp tại các vị trí a, b, c, d, e
* Bố trí thí nghiệm như hình 22.1 SGK
* Dùng đèn cồn đốt nóng đầu A của thanh kim loại đồng
Học sinh quan sát hiện tượng xảy ra và trả lời câu hỏi của giáo viên
+ C1:Nhiệt đã truyền đến sáp làm cho sáp nóng lên và chảy ra
+ C2: Theo thứ tự từ a đến b, rồi c, d, e
- Các đinh a, b, c, d, e được gắn bằng sáp vào thanh đồng AB
- Đun nóng đầu A của thanh AB
- Các đinh rơi xuống theo thứ tự từ a đến e
- Nhiệt lượng truyền từ đầu A đến đầu B của thanh đồng
Nhiệt năng có thể truyền từ phần này sang phần khác
+ C1: Các đinh rơi xuống chứng tỏ điều gì?
+ C2: Các đinh rơi xuống trước sau theo thứ tự nào?
+ C3: Hãy dựa vào thứ tự rơi xuống của các đinh để mô tả sự truyền nhiệt năng trong thanh đồng AB
- Giáo viên: sự truyền nhiệt năng như trong thí nghiệm trên gọi là sự dẫn nhiệt
- Giáo viên: tìm ví dụ về sự dẫn nhiệt trong
+ C3:Nhiệt được truyền từ đầu A đến đầu B của thanh đồng
Lấy ví dụ của một vật bằng hình thức dẫn nhiệt
Kết luận : Dẫn nhiệt :là sự truyền nhiệt năng từ phần này sang phần khác của vật thực tế
Hoạt động 3: Tìm hiểu tính dẫn nhiệt của các chất.(25 phút)
* Đặt vấn đề : Các chất khác nhau, tính dẫn điện có khác nhau không ?
Phải làm thí nghiệm như thế nào để có thể kiểm tra được điều đó? Thì chúng ta sẽ đi vào phần II
- Giáo viên: Yêu cầu học sinh nêu dụng thí nghiệm và cách tiến hành thí nghiệm
* 3 thanh: Đồng, nhôm, thủy tinh
* Các đinh ghim được gắn bằng sáp
*Lắp thí nghiệm như hình 22.2 SGK
* Dùng đèn cồn đun nóng đồng thời các
II - Tính dẫn nhiệt của các chất
– Giáo viên: Lưu ý học sinh: Khoảng cách gắn các đinh trên các thanh là như nhau
− Giáo viên: Tiến hành thí nghiệm đồng thời yêu cầu học sinh quan sát
– Giáo viên: Yêu cầu học sinh mô tả hiện tượng xảy ra
− Giáo viên: Yêu cầu học sinhqua thí nghiệm hãy trả lời câu
− Giáo viên: Nhận xét thanh
− học sinh: Quan sát thí nghiệm
– học sinh: Mô tả hiện tượng xảy ra
– học sinh: Trả lời câu hỏi:
C4: Các đinh gắn ở đầu các thanh không rơi xuống đồng thời, cho thấy rằng các chất rắn khác nhau có khả năng dẫn nhiệt khác nhau Điều này chứng minh rằng kim loại dẫn nhiệt tốt hơn so với thủy tinh.
+ C5: Trong 3 chất này thì đồng dẫn nhiệt tốt nhất, rồi đến nhôm, cuối cùng là thủy tinh dẫn nhiệt kém nhất
Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất
− Giáo viên: Từ nhận xét trên em có rút ra kết luận gì?
− Giáo viên: Chúng ta vừa kiểm tra tính dẫn nhiệt của chất rắn
Chất lỏng dẫn nhiệt như thế nào? Ta đi nghiên cứu tiếp phần
− Giáo viên: Yêu cầu học sinh theo dõi vào
SGK và nêu:dụng cụ, cách tiến hành thí nghiệm
* Một ống nghiệm đựng nước, đáy có 1 cục sáp
* Bố trí thí nghiệm như hình 22.3
* Dùng đèn cồn đun nóng ống nghiệm cho đến sôi
+ học sinh1: Miếng sáp chảy ra
+ học sinh2: Miếng sáp không chảy ra
+ Hiện tượng: Phần nước ở trên gần miệng ống nghiệm nóng nhưng sáp không bị chảy ra chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất
− Giáo viên: Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra?
− Giáo viên : Để kiểm tra xem bạn nào đúng bạn nào sai cô sẽ tiến hành thí nghiệm
_ Giáo viên: Làm thí nghiệm và yêu cầu học sinh quan sát, thảo luận trả lời C6
- Giáo viên: khi nước ở phần trên ống nghiệm sôi thì cục sáp ở dưới đáy có chảy ra không ?
- Hỏi: qua đó em có nhận xét gì về tính dẫn nhiệt của chất
+ Cục sáp ở đáy ống nghiệm không bị nóng chảy
+ Nhận xét: Chất lỏng dẫn nhiệt kém
* Một ống nghiệm có không khí, ở nút có gắn cục sáp
* Bố trí thí thí nghiệm như hình 22.4
* Dùng đèn cồn đun nóng ống nghiệm
+ học sinh: Hiện tượng: Miếng sáp không bị chảy ra
− C6: Cục sáp ở đáy ống nghiệm không bị nóng chảy
Kết luận: Chất lỏng dẫn nhiệt kém
− Giáo viên: Chất lỏng dẫn nhiệt kém còn chất khí thì sao?
Ta tiến hành thí nghiệm 3 kiểm tra tính dẫn nhiệt của không khí
Thí Ngiệm 3Giáo viên: yêu cầu học sinh nêu dụng cụ và cách tiến hành thí nghiệm
- Giáo viên:làm thí nghiệm và yêu cầu học sinh quan sát hiện tượng
− Giáo viên: Yêu cầu học sinh trả lời câu
_ Giáo viên: qua thí nghiệm em có nhận
+ Miếng sáp gắn ở nút ống nghiệm không bị nóng chảy
+ Nhận xét: Chất khí dẫn nhiệt kém
Trả lời và ghi bài
− C7: Miếng sáp gắn ở nút ống nghiệm không bị xét gì về tính dẫn nhiệt cuả chất khí ?
− Giáo viên: Nhận xét và kết luận
- Giáo viên : Đồng dẫn nhiệt tốt nhất
Nhôm Thuỷ tinh chảy ra
Kết luận: Chất khí dẫn nhiệt kém
− Giáo viên: Qua các thí nghiệm trên chúng ta cần ghi nhớ những vấn đề gì?
− Giáo viên: Yêu cầu học sinh thảo luận, trả lời câu hỏi từ C8
Thảo luận, rút ra câu trả lời đúng
- C 8 :- Đun nóng đầu thanh kim loại, lát sau đầu kia cũng nóng lên
- Rót nước sôi vào ly, lát sau ly cũng nóng lên
- Đun nóng phía dưới ấm chứa nước, lát sau nước trong ấm cũng nóng lên
- C 9 : vì kim loại dẫn nhiệt tốt, sứ dẫn nhiệt kém
- C10: vì không khí ở giữa các lớp áo mỏng dẫn nhiệt kém
Nếu còn thời gian, giáo viên nên cho học sinh đọc về ô Cụ thể để giúp các em hiểu rõ hơn về bản chất của sự dẫn nhiệt Trong trường hợp không đủ thời gian, phần này có thể giao cho học sinh tự nghiên cứu ở nhà.
C 11 : để tạo ra các lớp không khí dẫn nhiệt kém giữa các lông chim
Khi trời lạnh, sờ vào kim loại sẽ cảm thấy lạnh do kim loại dẫn nhiệt tốt, khiến nhiệt độ từ cơ thể truyền vào kim loại và phân tán nhanh chóng Ngược lại, trong những ngày nóng, nhiệt độ bên ngoài cao hơn cơ thể, dẫn đến việc nhiệt từ kim loại truyền vào cơ thể nhanh chóng, tạo cảm giác nóng.
Phần “có thể em chưa biết” giúp học sinh hiểu rõ về sự dẫn nhiệt, giải thích qua việc truyền động năng giữa các phân tử chất khi chúng va chạm.
3> Củng cố:Sự truyền nhiệt được thực hiện bằng hình thức nào ?
Qua bài học này em nắm được những kiến thức gì?
4> Hướng dẫn học sinh học bài ở nhà: Về nhà học bài, làm bài tập 21.1 21.6 sách bài tập
V>Rút kinh nghiệm cho tiết dạy
