Tổ chức dạy học chủ đề “phương trình trạng thái” vật lí lớp 12 (ct gdpt 2018) theo định hướng giáo dục stem 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
………………………

LƢƠNG THỊ MỸ LY

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ
“PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI”- VẬT LÍ LỚP 12 (CT
GDPT 2018) THEO ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM

Ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học Bộ môn Vật lí
Mã số : 8.14.01.11

TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Đà Nẵng – Năm 2022


Cơng trình được hồn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Dƣơng Xuân Quý

Phản biện 1: PGS. TS. Nguyễn Bảo Hoàng Thanh
Phản biện 2: TS. Nguyễn Thanh Nga

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Khoa học giáo dục họp tại Trường Đại học Sư
phạm vào ngày 02 tháng 7 năm 2022

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Thư viện Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN
Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sự tồn tại và phát triển xã hội trong thế kỉ 21 sẽ dựa trên nền
tảng và sự gắn kết của tri thức và công nghệ. Điều này đặt ra cho
ngành giáo dục nhiệm vụ cần chuẩn bị nguồn nhân lực có chất lượng
về khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật và tốn học, làm tiền đề cho sự phát
triển khoa học công nghệ, nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế,
đáp ứng với nhu cầu hội nhập ngày càng cao của mỗi quốc gia, dân
tộc. Cho đến nay đã có rất nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm thúc
đẩy giáo dục STEM ở mọi cấp độ trong đó có Việt Nam.
Việt Nam là quốc gia đang trong q trình cơng nghiệp hóa,
hiện đại hóa và hội nhập quốc tế. Khơng nằm ngồi xu thế chung, Việt
Nam cũng đã ban hành các chính sách thúc đẩy giáo dục STEM trong
hệ thống giáo dục. Đó là Chỉ thị số 16/CT-TTg, ngày 04/05/2017 của
Thủ tướng Chính phủ về tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng
công nghiệp lần thứ 4; là Quyết định số 522/QĐ-TTg ngày 14/5/2018
của Thủ tướng Chính phủ ban hành Đề án giáo dục hướng nghiệp và
định hướng phân luồng học sinh (HS) trong giáo dục phổ thông giai
đoạn 2018 – 2025. Các chính sách trên đều hướng tới thúc đẩy giáo
dục STEM, chuẩn bị điều kiện đào tạo nhân lực đáp ứng yêu cầu của
cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4”.
Trong giai đoạn vừa qua, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã triển
khai nhiều hoạt động giáo dục có ý nghĩa đúng với bản chất của giáo
dục phát triển năng lực, phẩm chất người học, gắn với giáo dục
STEM như dạy học tích hợp liên mơn, vận dụng kiến thức liên môn

giải quyết vấn đề thực tiễn, dạy học gắn với di sản, dạy học gắn với
sản xuất kinh doanh tại địa phương, cuộc thi khoa học kĩ thuật dành
cho HS trung học,…Đó là những tiền đề tốt để triển khai chương
trình giáo dục phổ thơng 2018 nói chung, thúc đẩy giáo dục STEM


2
trong trường phổ thơng nói riêng.
Có nhiều quan điểm tiếp cận, nhiều phương pháp, kĩ thuật
dạy học được triển khai áp dụng nhằm đáp ứng mục tiêu giáo dục.
Giáo dục STEM là một trong những quan điểm tiếp cận để thực
hiện tốt những mục tiêu đó. Thơng qua giáo dục STEM, HS hoạt
động thực hành, trải nghiệm, vận dụng các kiến thức liên môn giải
quyết một số vấn đề thực tiễn trong bố cảnh cụ thể, từ đó phát
triển nên phẩm chất và năng lực của người học.
Trong dạy học, mơn Vật lí có nhiều cơ hội để tổ chức dạy
học theo phương thức STEM ở nhiều mức độ khác nhau, từ việc
bước đầu trải qua các công việc nghiên cứu đền mức độ nghiên cứu
các đề tài khoa học có ý nghĩa.
Chủ đề “Phƣơng trình trạng thái” có các kiến thức liên quan
đến sự biến đổi trạng thái chất khí, có nhiều ứng dụng trong thực tiễn.
Các nội dung của chủ đề được đề cập ở lớp 10 chương trình hiện hành
và ở lớp 12 chương trình GDPT 2018. Nội dung của chủ đề tạo nhiều
cơ hội để xây dựng các bài học STEM ở nhiều mức độ khác nhau.
Với những lý do trên chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu là:
Tổ chức dạy học chủ đề “Phƣơng trình trạng thái” - Vật lí lớp
12 (CT GDPT 2018) theo định hƣớng giáo dục STEM.
2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
3. Mục tiêu nghiên cứu
Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề “Phương trình trạng

thái” - Vật lí lớp 12 (CT GDPT 2018) theo định hướng giáo dục
STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS.
4. Giả thuyết khoa học của đề tài
Nếu thiết kế tiến trình dạy học và tổ chức được một số bài
dạy và hoạt động trải nghiệm STEM trong dạy học chủ đề “Phương
trình trạng thái”, trong đó địi hỏi HS thực hiện các nhiệm vụ đa


3
dạng khi giải quyết các vấn đề thực tiễn dựa trên kiến thức khoa học,
để sử dụng trong dạy học Vật lí lớp 12 (CT GDPT 2018) thì có thể
góp phần phát triển được năng lực giải quyết vấn đề của HS.
5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
- Đối tượng nghiên cứu: Việc phát triển năng lực giải quyết
vấn đề của HS thông qua thực hiện các bài học và hoạt động trải
nghiệm STEM chủ đề “Phương trình trạng thái”.
- Phạm vi nghiên cứu: Hoạt động dạy – học tại Trung tâm
GDTX tỉnh Quảng Ngãi trong dạy học chủ đề “Phương trình trạng
thái”- Vật lí lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học phát triển năng lực;
về năng lực GQVĐ.
- Nghiên cứu về giáo dục STEM và việc phát triển năng lực
giải quyết vấn đề trong giáo dục STEM ở trường phổ thông.
- Nghiên cứu cơ sở thực tiễn: Điều tra thực trạng việc tổ
chức giáo dục STEM ở trường phổ thông.
- Nghiên cứu mục tiêu dạy học môn khoa học tự nhiên;
Chương trình và SGK hiện hành, chương trình GDPT mới và các tài
liệu tham khảo có liên quan đến nội dung kiến thức “Phương trình
trạng thái” chương trình GDPT 2018, để xây dựng các bài học và

hoạt động trải nghiệm.
- Xây dựng sơ đồ cấu trúc logic nội dung chủ đề “ Phương
trình trạng thái”
- Xây dựng tiến trình dạy học một số bài học và hoạt động
trải nghiệm STEM trong chủ đề “Phương trình trạng thái”.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận


4
7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
7.4. Phương pháp thống kê tốn học
8. Đóng góp của đề tài
- Xác định cơ sở lý luận của việc tổ chức dạy học theo định
hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề
của HS trong dạy học Vật lí lớp 12 - CT GDPT 2018.
- Thiết kế một số bài học và hoạt động trải nghiệm STEM
gắn với chủ đề “ Phương trình trạng thái”.
- Đóng góp vào xu thế triển khai giáo dục STEM vào thực
tế.
- Có thể làm tài liệu tham khảo cho GV các trường THPT và
sinh viên các trường sư phạm.
9. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm 3 chương:
+ Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển
năng lực giải quyết vấn đề của HS trong dạy học theo định hướng
giáo dục STEM.
+ Chương 2: Xây dựng bài học và hoạt động trải nghiệm

STEM trong dạy học chủ đề “Phương trình trạng thái” – Vật lí lớp 12
(CT GDPT 2018) theo định hướng giáo dục STEM.
+ Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH
HƢỚNG GIÁO DỤC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG
LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HS
1.1. Dạy học phát triển năng lực GQVĐ
1.1.1. Khái niệm năng lực


5
Năng lực là khả năng cá nhân trong việc tổng hợp kiến thức,
kĩ năng, thái độ để thực hiện thành cơng một nhiệm vụ nào đó trong
một bối cảnh xác định.
1.1.2. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề
Năng lực giải quyết vấn đề của HS được hiểu là sự huy động
tổng hợp kiến thức, kĩ năng, thái độ, xúc cảm, động cơ của HS đó để
giải quyết các tình huống thực tiễn trong bối cảnh cụ thể mà các giải
pháp khơng có sẵn ngay lập tức.
1.1.3. Cấu trúc và các biểu hiện hành vi của năng lực giải
quyết vấn đề
1.2. Giáo dục STEM trong dạy học
1.2.1. Khái niệm STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học),
Technology (Cơng nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics
(Tốn học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát
triển về Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học của mỗi quốc
gia. Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Tốn học
được mơ tả bởi chu trình STEM (Hình 1.1), trong đó Science là quy

trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử
dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết
các vấn đề; Tốn là cơng cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và
chia sẻ kết quả đó với những người khác.
1.2.2. Khái niệm về giáo dục STEM
Giáo dục STEM là mơ hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận
liên môn, giúp HS áp dụng các kiến thức khoa học, cơng nghệ, kĩ
thuật và tốn học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối
cảnh cụ thể
1.2.3. Mục tiêu giáo dục STEM
Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc lĩnh


6
vực STEM cho HS
Phát triển các năng lực chung cho HS
Định hướng nghề nghiệp cho HS
1.2.4. Chủ đề STEM
Chủ đề dạy học STEM là chủ đề dạy học được thiết kế dựa
trên vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kĩ năng của các
môn khoa học trong chương trình phổ thơng. Trong q trình dạy
học, giáo viên tổ chức cho học sinh làm việc nhóm, sử dụng cơng
nghệ truyền thống và hiện đại, cơng cụ tốn học để tạo ra sản phẩm
có tính ứng dụng thực tế, phát triển kĩ năng và tư duy của học sinh.
1.2.5. Phân loại chủ đề STEM
1.2.6. Các hình thức tổ chức giáo dục STEM
- Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM
- Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM
- Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật
1.3. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học

vật lí theo định hƣớng giáo dục STEM
Việc đi theo tiến trình dạy học PH GQVĐ là cách dễ tiếp
cận để phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh. Trong tiến trình đó
có một số biện pháp phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh cụ thể
là:
- Thiết kế được hệ thống câu hỏi để đề xuất định hướng tư
duy trong các tình huống vấn đề theo tiến trình khoa học xây dựng
kiến thức.
- Xây dựng và sử dụng các câu hỏi, bài tập, tình huống có
nội dung thực tiển trong các hoạt động hác nhau.
- R n luyện cho học sinh khả năng phát hiện, nhận biết vấn
đề từ các tình huống trong học tập và trong cuộc sống.
- R n luyện cho học sinh đề xuất các phương án GQVĐ.


7
- R n luyện cho học sinh cách phát hiện sai lầm trong cách
thức GQVĐ và đề xuất cách khắc phục.
- Sử dụng các hình thức, phương pháp dạy học nhằm lôi
cuốn học sinh vào hoạt động học, tạo ra các hoạt động học tập có ý
nghĩa, kết nối được vốn hiểu biết và kinh nghiệm của học sinh, tăng
cường sự tham gia hiệu quả của học sinh trong GQVĐ, tạo điều kiện
cho HS phát triển ý tưởng.
Vật lí chứa đựng nhiều tiềm năng để bồi dưỡng và phát triển
năng lực GQVĐ khi dạy các khái niệm, định luật, định lí,…Mỗi
nhiệm vụ học tập đó có những đặc trưng riêng góp phần quan trọng
trong việc bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS. Thơng qua các tình
huống thực tế có liên quan đến các nội dung kiến thức cần truyền đạt,
GV đưa vào phần “làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết” sẽ làm cho
nhiệm vụ học tập trở nên kích thích, hứng thú hơn. Trong q trình

phát hiện và giải quyết vấn đề, HS sẽ chiếm lĩnh được kiến thức một
cách sâu sắc hơn và phát triển được năng lực giải quyết vấn đề cho
HS.
1.4. Quy trình ây dựng và tổ chức dạy học theo định
hƣớng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn
đề cho học sinh
Bước 1: Lựa chọn nội dung dạy học
Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết
Bước 3: Xây dựng tiêu chí của sản phẩm/ giải pháp giải
quyết vấn đề
Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học
1.5. Xây dựng công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn
đề của học sinh
1.6. Thực trạng dạy học mơn Vật lí theo định hƣớng giáo
dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS


8
1.6.1. Mục đích điều tra
1.6.2. Đối tượng điều tra
1.6.3. Phương pháp điều tra
1.6.4. Kết quả điều tra
a. Đối với GV
b. Đối với HS
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1
CHƢƠNG 2
XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “PHƢƠNG
TRÌNH TRẠNG THÁI” – VẬT LÍ 12 (CT GDPT 2018) THEO
ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM
2.1. Phân tích kiến thức chủ đề “Phƣơng trình trạng

thái” – Vật lí 12 (CT GDPT 2018)
2.1.1. Yêu cầu cần đạt trong dạy học chủ đề “Phương trình
trạng thái”
Đối với CT GDPT 2018,
Đối với chương trình SGK hiện hành
2.1.2. Nội dung kiến thức chủ đề “Phương trình trạng
thái”
a) Các quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp đối với khí lí
tưởng
b) Phương trình trạng thái khí lí tưởng:
c) Điểm khác về nội dung trong chương trình hiện hành và
chương trình GDPT 2018
2.2. Xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề “Phƣơng trình
trạng thái” – Vật lí 12 (CT GDPT 2018) theo định hƣớng STEM
Trong dạy học chủ đề “Phương trình trạng thái, chúng tôi đề
xuất một số chủ đề STEM để tổ chức dạy học cho HS như sau:


9
Hình thức tổ chức
giáo dục STEM

Tên chủ đề STEM

STT
1

Phương trình trạng thái khí lí tưởng

Bài học STEM

2

Thiết kế phương án thí nghiệm các đẳng
q trình

Trải nghiệm STEM

3

An tồn trong điều kiện áp suất thay đổi

Trải nghiệm STEM

2.2.1. Chủ đề “Phương trình trạng thái khí lí tưởng”
- Để thực hiện bài học này, HS cần tìm hiểu kiến thức mơn
Vật lí và sử dụng các kiến thức về tính tốn (Tốn học), lắp ráp kĩ
thuật (Kĩ thuật).
- Yếu tố STEM trong chủ đề
Tên chủ

hoa học

đề

Cơng nghệ

(S)

thuật

(T)

Tốn học

(E)

(M)

Bản vẽ sơ

Tính tốn các số

đồ thiết kế

liệu thu được từ

Thuyết động

Xilanh

Phương

học phân tử

thủy

trình

chất

khí,

xilanh

phương án

thí

trạng thái

Định

luật

nhựa, đ n,

thí

chứng minh được

khí

Bơi-lơ-Ma-

nhiệt kế, áp

nghiệm

mối quan hệ của

các

3 thơng số trạng

tưởng

lí

ri-ốt;

Định

luật Sác-lơ

kế,

tinh,

ống

nhựa, keo

đẳng

q trình

nghiệm,

thái chất khí

I. Mục tiêu
1. Về kiến thức
Sau khi thực hiện bài dạy này, HS sẽ học được các định luật
của chất khí lí tưởng, bao gồm :
- Định luật Bôi-lơ: Khi giữ nhiệt độ của một khối khí xác
định khơng đổi, áp suất và thể tích có mối quan hệ tỉ lệ nghịch với
nhau;
- Định luật Sác-lơ: Khi áp suất của một khối khí xác định
khơng đổi, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối có mối quan hệ tỉ lệ thuận


10
với nhau;
- Phương trình trạng thái khí lí tưởng:

.

2. Về năng lực
* Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí
- Tiến hành được các thí nghiệm với dụng cụ đã cho theo
phương án đề xuất;
- Thiết lập được phương trình trạng thái của chất khí lí
tưởng.
* Năng lực giao tiếp và hợp tác: Lựa chọn được hình thức
làm việc nhóm với quy mơ phù hợp với u cầu và nhiệm vụ được
giao.
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo:
+ Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu là tiến hành được thí
nghiệm kiểm chứng các định của chất khí và thiết lập phương trình

trạng thái của khí lí tưởng.
+ Đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề và thực hiện được
giải pháp
+ Đánh giá được quá trình giải quyết vấn đề và điều chỉnh
việc GQVĐ.
3. Về phẩm chất
Thông qua thực hiện chủ đề sẽ tạo các điều kiện để HS:
- Chăm chỉ: Tích cực trao đổi, chia sẻ, đưa ý kiến đóng góp
cá nhân khi thực hiện nhiệm vụ.
- Trách nhiệm:
+ Quan tâm đến sự thay đổi áp suất theo độ cao hay theo độ
sâu dưới nước liên quan đến các khối khí ở cơ thể để có sự điều
chỉnh phù hợp;
+ Gọn gàng, ngăn nắp khi thực hiện chế tạo thiết bị và thực
hiện thí nghiệm.


11
- Trung thực: Nghiêm túc tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật,
giữ gìn thiết bị thí nghiệm chất khí, trung thực trong thu thập và xử lí
số liệu.
II. Thiết bị dạy học và học liệu
III. Tiến trình dạy học
HOẠT ĐỘNG 1. XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ TÌM MỐI
QUAN HỆ GIỮA CÁC THƠNG SỐ TRẠNG THÁI CHẤT KHÍ
p, V, T (Tiết 1 – 45 phút)
a. Mục tiêu
- HS phân tích và xác định rõ u cầu “Tìm mối quan hệ
giữa các thơng số trạng thái p, V và T của một lượng khí xác định.
- HS xác định rõ việc sử dụng phương pháp thực nghiệm để

tìm mối quan hệ giữa từng cặp hai thơng số và cố định thơng số cịn
lại, từ đó khái quát lên mối quan hệ giữa 3 thông số.
b. Nội dung hoạt động
- HS thực hiện và mơ tả hiện tượng diễn ra ở hai thí nghiệm:
+ TN 1: Lấy một lượng khí cỡ một nửa xy-lanh vào bơm kim
tiêm; bịt chặt đầu hở của bơm kim tiêm, dùng tay ấn pít-tơng để nén
khí. Mơ tả cảm giác của tay khi ấn giảm thể tích khí.
+ TN 2: Lấy một lượng khí cỡ một nửa xy-lanh vào bơm kim
tiêm; bịt đầu hở của bơm kim tiêm, hơ phần xy-lanh có khí lên ngọn
lửa đèn cồn. Mơ tả sự thay đổi thể tích khí khi hơ lửa làm tăng nhiệt
độ khí.
- HS thảo luận để rút ra được nhận xét: V giảm thì p tăng, T
tăng thì V tăng và nhận xét được việc có mối liên hệ giữa các thông
số p, V và T của một lượng khí xác định.
- HS ghi nhận u cầu tìm mối quan hệ giữa các thông số
trạng thái p, V và T của một lượng khí xác định.
c. Sản phẩm học tập


12
- Nội dung HS ghi vào vở: Lời mô tả hiện tượng xảy ra khi
thay đổi trạng thái của một lượng khí xác định: khi V giảm thì p
tăng, khi T tăng thì V tăng.
- Nội dung HS ghi vào vở về nhiệm vụ tìm mối quan hệ giữa
các cặp thơng số trạng thái của một lượng khí xác đinh:
+ Tìm mối quan hệ giữa p, V khi T được giữ khơng đổi;
+ Tìm mối quan hệ giữa V, T khi P được giữ không đổi;
+ Dựa vào hai mối quan hệ đó, xác định mối quan hệ của 3
thơng số p, V và T.
d. Tổ chức thực hiện

Bước 1: Đặt vấn đề
- GV yêu cầu HS kể ra các khối khí xác định có trong cuộc
sống; đồng thời nêu rõ các thơng số đặc trưng cho lượng khí đó.
- GV xác nhận các thông số đặc trưng của một lượng khí xác
định là p, V và T. Tiếp đó yêu cầu HS kể ra các cách làm thay đổi
các thơng số đặc trưng đó.
- u cầu HS xác định vấn đề cần tìm hiểu mối quan hệ giữa
các thơng số trạng thái của lượng khí xác định.
Bước 2: HS tìm mối quan hệ giữa các thơng số trạng thái của một
lượng khí xác định.
- GV chia nhóm HS và phát cho mỗi nhóm một bơm kim
tiêm thủy tinh và đ n.
- Hướng dẫn HS làm thí nghiệm:
+ Lấy một lượng khí vào bơm
+ Bịt đầu ra của bơm để cố định lượng khí
- TN 1: Ấn pit-tơng nén khí.
u cầu: Mô tả cảm giác của tay và dựa vào đó đưa ra nhận
xét về quan hệ giữa thể tích với áp suất của khí
- TN 2: Bỏ tay ấn để khí giãn đến trạng thái cân bằng, đặt


13
bơm nằm ngang và hơ phần xi-lanh chứa khí lên ngọn lửa đèn cồn trong
khoảng từ 5 đến 10s rồi đưa ra ngồi.
u cầu: Mơ tả hiện tượng diễn ra và dựa vào đó đưa ra
nhận xét về quan hệ giữa thể tích với nhiệt độ của lượng khí.
- HS ghi vào vở của mình về các mối quan hệ p, V và V, T ở
hai thí nghiệm.
- GV yêu cầu đại diện một nhóm nêu kết quả đã ghi được về
quan hệ p, V và V, T để so sánh với các nhóm khác. Các nhóm đưa ý

kiến thảo luận và đi đến thống nhất ghi lại mối quan hệ: V giảm thì p
tăng khi T khơng đổi và T tăng thì V tăng khi p khơng đổi.
- GV xác nhận các thông số đặc trưng của một lượng khí xác
định là p, V, T và có mối quan hệ với nhau. Sau đó chốt lại vấn đề:
Tìm mối quan hệ giữa 3 thông số trạng thái p, V, T của một lượng
khí xác định.
- GV chốt lại là để tìm mối quan hệ giữa p, V và T thì cần
phải tìm mối quan hệ giữa từng cặp hai thơng số, giữ ngun thơng
số cịn lại. Dựa vào mối quan hệ giữa từng cặp thông số để khái quát
mối quan hệ của cả 3 thông số.
Bước 3: Thống nhất tiến trình dự án
GV đặt vấn đề: Để hồn thành hiệu quả nhiệm vụ học tập
này cần thực hiện tiến trình như thế nào? GV thống nhất cùng HS kế
hoạch học tập.
TT

Nội dung

1

Tiếp nhận nhiệm vụ tìm mối
quan hệ giữa các thơng số trạng
thái chất khí

2

Nghiên cứu về q trình thay
đổi trạng thái chất khí và thiết
kế phương án thí nghiệm

3

Lựa chọn các phương án thí

Thời gian
Tiết 1:
45 phút

Ghi chú
Kế hoạch học tập,
tiêu chí đánh giá,
phân nhóm, bầu
nhóm trưởng
HS làm việc nhóm
ở nhà

Tiết 2:
20 phút

HS báo cáo tại lớp


14
nghiệm
4

Tiến hành thí nghiệm

5

Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh

Tiết 2:
25 phút
Tiết 3:
45 phút

HS làm việc tại lớp
HS báo cáo tại lớp

Bước 4: Thống nhất tiêu chí đánh giá
TT
Tiêu chí
Bài báo cáo kiến thức (25)
1
Đầy đủ nội dung cơ bản, chính xác về chủ đề được báo
cáo
2
Bài báo cáo có màu sắc hài hịa, bố cục hợp lí
Thí nghiệm (50)
3
Bản thiết kế chi tiết, kèm hình vẽ

Điểm

Có chú thích đầy đủ các bộ phận của thiết bị, thơng số
kỹ thuật,…
5
Thí nghiệm có kết quả chính xác cao
Kĩ năng thuyết trình (15)

10

4

6
7
8

Trình bày thuyết phục
Trả lời được câu hỏi phản biện
Tham gia đóng góp ý kiến, đặt câu hỏi phản biện cho
nhóm báo cáo
Kĩ năng làm việc nhóm (10)
9
Kế hoạch có tiến trình, phân cơng nhiệm vụ rõ ràng,
hợp lí
10
Mỗi thành viên tham gia đóng góp ý tưởng, hợp tác
hiệu quả

20
5
20

20
5
5
5

5

Bước 5: Giao nhiệm vụ tìm hiểu kiến thức
GV thơng báo các kiến thức cần tìm hiểu
- Tìm mối quan hệ p, V khi T được giữ khơng đổi;
- Tìm mối quan hệ V, T khi p được giữ không đổi;
- Dựa vào hai mối quan hệ đó, xác định mối quan hệ của 3
thông số p, T và V
HOẠT ĐỘNG 2 : NGHIÊN CỨU VỀ QUÁ TRÌNH THAY
ĐỔI TRẠNG THÁI CHẤT KHÍ VÀ THIẾT KẾ PHƢƠNG ÁN THÍ


15
NGHIỆM (làm việc ở nhà)
a. Mục tiêu
- HS đưa ra các dự đoán về mối quan hệ giữa từng cặp thông
số trạng thái khi giữ một thông số không đổi.
- HS thiết kế phương án thí nghiệm với các đẳng q trình.
b. Nội dung
- HS làm việc nhóm, nghiên cứu sách giáo khoa về quá trình
đẳng nhiệt để đưa ra dự đoán về mối quan hệ: p tỉ lệ nghịch với V
khi T khơng đổi.
- HS làm việc nhóm, nghiên cứu sách giáo khoa biết được
trong quá trình đẳng áp: V tỉ lệ thuận với T khi p không đổi.
- HS tìm hiểu các bộ phận của thiết bị thí nghiệm được giao và
thảo luận nhóm để phác thảo phương án thí nghiệm, bao gồm:
+ Tìm hiểu cách bố trí các bộ phận: Buồng chứa khí, cách áp
kế nối với bình chứa, cách đọc thể tích khí, cách làm thay đổi thể tích
khí, cách đọc áp suất, cách đọc nhiệt độ, ...
+ Nêu ra cách thực hiện thí nghiệm.

+ Mơ tả cách thu thập, ghi chép và xử lí số liệu.
c. Sản phẩm học tập
Nội dung được HS ghi vào vở:
- Các dự đoán về mối quan hệ giữa từng cặp thơng số trạng
thái của chât khí khi giữ một thông số không đổi.
- Các bộ phận của thiết bị thí nghiệm, bảng để ghi số liệu khi
làm thí nghiệm khảo sát với quá trình đẳng nhiệt.
- Các bộ phận của thiết bị thí nghiệm, cách làm thí nghiệm
minh họa với quá trình đẳng áp.
- Bảng thiết kế phương án thí nghiệm các đẳng q trình.
d. Tổ chức thực hiện
- GV yêu cầu HS thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu quá trình


16
đẳng nhiệt:
+ Dựa vào mơ hình động học phân tử khí và dựa trên kết quả
thí nghiệm đã làm lúc đầu để đưa ra các dự đốn có căn cứ (giả
thuyết) về mối quan hệ giữa p và V khi T được giữ không đổi.
+ Trao đổi với các bạn trong nhóm để xác định dự đốn hợp
lí.
+ u cầu thiết kế phương án thí nghiệm với q trình đẳng
nhiệt.
- GV có thể gợi ý:
+ Dựa vào mơ hình động học phân tử của chất khí và các kiến
thức về sự chuyển động của các phân tử khí khi va chạm với thành
bình để giải thích sự tồn tại của áp suất khí và sự phụ thuộc của áp
suất vào sự chuyển động của phân tử khí.
+ Đề ra các dự đoán về các mối quan hệ sơ bộ và giải thích ?
+ Việc thiết kế phương án thí nghiệm cần trả lời các câu hỏi:

 Bình chứa khí của bộ dụng cụ có đặc điểm gì để có thể tiến
hành thí nghiệm (về độ kín, về độ cứng thành bình, biết được giá trị
thể tích khi thay đổi)?
 Cách bố trí áp kế ra sao để thực hiện thí nghiêm?
 Cách thay đổi thông số để đảm bảo lượng khí khơng đổi?
 Cách kiểm tra mối quan hệ thế nào để mơ tả được bằng một
phương trình tốn học?
- GV yêu cầu HS tìm hiểu định luật với quá trình đẳng áp, sự
phụ thuộc của V vào T và xây dựng phương án thí nghiệm minh họa
định luật V tỉ lệ với T.
- HS xây dựng phương án thí nghiệm và chuẩn bị trình bày
trước lớp.
u cầu:
+ Bản mơ tả phương án thí nghiệm cần chi tiết, có kèm hình


17
vẽ;
+ Trình bày, giải thích và bảo vệ phương án thí nghiệm đã
thiết kế đáp ứng cho việc tiến hành thí nghiệm với q trình đẳng
nhiệt.
- HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm:
+ Tự đọc và nghiên cứu sách giáo khoa tìm hiểu về mối quan
hệ giữa p và V của một lượng khí xác định ở nhiệt độ khơng đổi.
+ Xây dựng và hồn thiện bản mơ tả phương án thí nghiệm
nghiên để tìm hiểu mối quan hệ giữa p và V khi nhiệt độ T không đổi
+ Xây dựng và hồn thiện phương án thí nghiệm minh họa V tỉ
lệ với T khi p không đổi.
+ Lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội dung báo cáo.
HOẠT ĐỘNG 3:

NGHIỆM (tiết 2 – 20 phút)

LỰA CHỌN CÁC PHƢƠNG ÁN THÍ

a. Mục tiêu
- HS trình bày, trao đổi về phương án thí nghiệm đã thiết kế;
- HS hồn thiện được phương án thí nghiệm của nhóm mình.
b. Nội dung
- HS trình bày, giải thích và bảo vệ phương án thí nghiệm đối
với quá trình đẳng nhiệt, bao gồm:
+ Thiết bị gồm bình chứa khí là xy-lanh có chia độ bằng thủy
tinh, một pit-tơng nén khí dọc theo xy-lanh, thân pit-tơng có ống dẫn
thơng khí với áp kế, có thể bơi trơn pit-tơng; đầu xy-lanh có vịi để
lấy khí sau đó được bịt kín.
+ Cách tiến hành: Đọc giá trị đầu tiên V0-p0 , ấn hoặc kéo pittông đến các giá trị V1, V2, V3..., đọc giá trị p1, p2, p3... tương ứng và
ghi vào bảng số liệu
+ Tính các tích số p.V tương ứng hoặc vẽ đồ thị p và 1/V để
kiểm tra giả thuyết p tỉ lệ nghịch với V.


18
- Thảo luận, đặt câu hỏi và phản biện các ý kiến về bản thiết
kế; ghi lại các nhận xét, góp ý; tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế về
q trình đẳng nhiệt của lượng khí nếu cần.
- Trình bày và thảo luận để đề ra cách làm thí nghiệm minh
họa quan hệ V, T với quá trình đẳng áp.
c. Sản phẩm học tập
Nội dung HS ghi vào vở:
- Bản thiết kế khảo sát mối quan hệ p, V với quá trình đẳng
nhiệt sau khi được điều chỉnh và hồn thiện;

- Bản thiết kế thí nghiệm minh họa quan hệ V và T với quá
trình đẳng áp sau khi được điều chỉnh và hoàn thiện;
- Các ghi chép về nhiệm vụ cần thực hiện theo sự phân công.
d. Tổ chức thực hiện
Bước 1: Mở đầu – Tổ chức báo cáo
- GV thơng báo tiến trình của buổi báo cáo
+ Thời gian báo cáo của mỗi nhóm: 3 phút
+ Thời gian đặt câu hỏi và trao đổi: 3-5 phút
+ Trong khi nhóm bạn báo cáo, mỗi HS ghi chú về ý kiến nhận
xét và đặt câu hỏi tương ứng.
+ GV thơng báo về tiêu chí đánh giá cho bản thiết kế
Nội dung cần trình bày: Giới thiệu về phương án thí nghiệm:
các bộ phận, cách thức hoạt động, lí giải cơ chế hoạt động của thiết
bị sao cho phù hợp với các kiến thức về chất khí, phù hợp về mặt kĩ
thuật, công nghệ.
Bước 2: Báo cáo
- HS báo cáo, thảo luận.
- GV điều hành, nhận xét, góp ý và hỗ trợ HS.
Gợi ý một số câu hỏi định hướng cho HS báo cáo:
+ Câu 1: Nêu rõ cách làm để thực hiện được đẳng quá trình (đẳng nhiệt,


19
đẳng áp)?
+ Câu 2: Vật liệu chế tạo các bộ phận là gì? tại sao lại chọn vật liệu, dụng
cụ đó?
+ Câu 3: Dự định dùng các dụng cụ gia công nào để chế tạo
và lắp ráp các chi tiết của thiết bị thí nghiệm?
+ Câu 4. Nên dùng nhiệt kế và áp kế nào cho việc thực hiện
thí nghiệm.

- GV chốt và phê duyệt phương án thí nghiệm cho các nhóm
sau khi đã thảo luận và góp ý.
Bước 3: Tổng kết và dặn dò
- GV đánh giá về phần báo cáo của các nhóm dựa trên các
tiêu chí
- GV yêu cầu HS tổng hợp các góp ý của GV và các nhóm,
điều chỉnh bản thiết kế và lựa chọn phương án thiết kế tối ưu.
- GV thông báo hoạt động học tập kế tiếp
HOẠT ĐỘNG 4. CHẾ TẠO THIẾT BỊ VÀ TIẾN HÀNH THÍ
NGHIỆM (tiết 2–25 phút)
a. Mục tiêu
- HS tiến hành thí nghiệm để thu thập và xử lí số liệu theo
phương án đã được phê duyệt với thiết bị cho sẵn.
- HS rút ra các nhận xét về mối quan hệ p, V của quá trình
đẳng nhiệt và V, T với quá trình đẳng áp.
b. Nội dung
- HS bố trí thiết bị và tiến hành thí nghiệm theo phương án
được duyệt.
- HS thu thập và xử lí số liệu.
- Trao đổi, thảo luận để rút ra các nhận xét về mối quan hệ
giữa p và V, V và T.
c. Sản phẩm học tập


20
- Các số liệu thí nghiệm đã thu thập được với quá trình đẳng
nhiệt và đẳng áp.
- Các kết quả xử lí số liệu; các nhận xét về sự đúng đắn của kết
quả thí nghiệm với giả thuyết p tỉ lệ nghịch với V và sự đúng đắn của
quy luật V tỉ lệ thuận với T.

d. Tổ chức thực hiện
- GV giao nhiệm vụ:
+ Tiến hành thí nghiệm theo phương án đã được phê duyệt
 Nhóm 1: Tiến hành thí nghiệm q trình đẳng nhiệt với
dụng cụ có sẵn ở phịng thực hành.
 Nhóm 2: Tiến hành thí nghiệm q trình đẳng nhiệt với
dụng cụ: Bơm kim tiêm nhựa và áp kế.
 Nhóm 3: Tiến hành thí nghiệm q trình đẳng áp với dụng
cụ: Bơm kim tiêm thủy tinh và nhiệt kế điện tử.
 Nhóm 4: Tiến hành thí nghiệm quá trình đẳng áp với dụng
cụ: Bơm kim tiêm nhựa và nhiệt kế điện tử.
+ Yêu cầu ghi lại nhật kí hoạt động nhóm và cam kết đảm bảo
an tồn khi thực hiện các thao tác thí nghiệm.
- HS tiến hành thí nghiệm, ghi lại kết quả và xử lí số liệu theo
nhóm.
- GV theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần.
HOẠT ĐỘNG 5. CHIA SẺ, THẢO LUẬN VÀ KẾT LUẬN
(tiết 3– 45 phút)
a. Mục tiêu
- HS giới thiệu kết quả thí nghiệm của nhóm trước lớp, chia sẻ
về kết quả thí nghiệm đã thu thập từ các thí nghiệm, thảo luận và
điều chỉnh (nếu cần).
- HS đọc sách giáo khoa, kết hợp với các kiến thức của quá
trình đẳng nhiệt và đẳng áp, tìm ra mối quan hệ giữa 3 thông số p,V


21
và T.
b. Nội dung
- Trình bày kết quả thí nghiệm khảo sát mối quan hệ p, V và

thí nghiệm minh họa mối quan hệ V, T.
- Các nhóm tự đánh giá kết quả nhóm mình và tiếp thu các
góp ý, nhận xét từ GV và các nhóm khác.
- Đưa ra các định luật chất khí
- Đọc SGK để tìm hiểu cách xây dựng phương trình quan hệ
giữa p, V và T.
c. Sản phẩm học tập
Nội dung HS ghi vào vở:
- Định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ốt: Trong q trình đẳng nhiệt của
một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.
p.V = hằng số
- Định luật Sác-lơ: Trong q trình đẳng áp của một lượng khí
nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

- Phương trình trạng thái khí lí tưởng:

.

d. Tổ chức thực hiện
- GV giao nhiệm vụ: Mỗi nhóm cử đại diện giới thiệu kết quả
thí nghiệm trước lớp. Các nhóm cịn lại theo dõi, đưa các câu hỏi để
thảo luận, chia sẻ.
- HS giới thiệu việc thực hiện thí nghiệm và kết quả thu được của nhóm
mình.
- Các nhóm chia sẻ về kết quả đạt được, các kiến thức và kinh
nghiệm rút ra trong quá trình thực hiện tìm hiểu các đẳng q trình.
- Các nhóm so sánh phương án thí nghiệm của nhóm 1 và
nhóm 2 trong thí nghiệm khảo sát quá trình đẳng nhiệt.

22
- GV đánh giá, kết luận và tổng kết về các định luật chất khí.
- Từ các định luật chất khí, u cầu HS tìm ra mối quan hệ của
3 thơng số trạng thái của chất khí.
2.2.2. Chủ đề “Thiết kế phương án thí nghiệm các đẳng q
trình”
2.2.3. Chủ đề “An toàn trong điều kiện áp suất thay đổi”
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2
CHƢƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
3.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp của thực nghiệm sƣ
phạm
3.2.1. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm
3.3.2. Phương pháp của thực nghiệm sư phạm
3.3. Kế hoạch thực nghiệm sƣ phạm
3.4. Phân tích và đánh giá kết quả TNSP.
3.4.1. Những thuận lợi và khó khăn trong q trình thực
nghiệm
3.4.2. Kết quả TNSP
3.4.2.1 Đánh giá chủ đề “Phương trình trạng thái khí lí
tưởng”
3.4.2.2 Đánh giá chủ đề “Thiết kế phương án thí nghiệm các
đẳng quá trình”
3.4.2.3. Biểu đồ so sánh sự phát triển năng lực của HS khi
thực hiện chủ đề 1 và chủ đề 2

23
80
Lập kế hoạch cụ
thể để thực hiện
giải pháp

60
40
20

Thực hiện giải pháp

0
CĐ1 CĐ2 CĐ1 CĐ2 CĐ1 CĐ2
MỨC 1

MỨC 2

MỨC 3

Hình 3.9. Biểu đồ so sánh năng lực thực hiện GPGQVĐ của HS qua
2 chủ đề
80
60
40
20
0

Đánh giá quá trình
giải quyết vấn đề và

điều chỉnh việc giải
quyết vấn đề
CĐ1 CĐ2 CĐ1 CĐ2 CĐ1 CĐ2
MỨC 1

MỨC 2

MỨC 3

Hình 3.10. Biểu đồ so sánh năng lực đánh giá việc GQVĐ
và phát hiện VĐ mới cần GQ của HS qua 2 chủ đề
Nhận xét chung: Từ đánh giá định tính và định lượng về q
trình thực hiện 2 chủ đề, chúng tôi nhận thấy kết quả thu được rất khả
quan. Đa số HS đều đạt kết quả khá và giỏi.
Mặc khác khi thực hiện phương thức dạy học STEM cần phát
triển năng lực cho HS một cách có lộ trình từ dễ đến khó. Việc chúng
tơi lựa chọn chủ đề và đề ra mục tiêu cũng như hướng phát triển
năng lực cho HS từng bước một khiến cho việc thực hiện chủ đề đơn
giản hơn, HS sẽ dễ tiếp thu hơn, tránh tâm lí thấy khó mà bỏ của các
HS trung bình, yếu.
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3