THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT NGOÀI TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÝ 10 THPT

UBND TỈNH QUẢNG NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM

KHOA LÝ – HÓA – SINH
----------

DƯƠNG THỊ TRINH
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT NGỒI

TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC
VẬT LÝ 10 THPT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Quảng Nam, tháng 04 năm 2017

UBND TỈNH QUẢNG NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM

KHOA LÝ – HÓA – SINH
----------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT NGỒI
TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC
VẬT LÝ 10 THPT
Sinh viên thực hiện
DƯƠNG THỊ TRINH
MSSV: 2113010250
CHUYÊN NGÀNH: SƯ PHẠM VẬT LÍ

KHÓA: 2013-2017
Cán bộ hướng dẫn
ThS: NGUYỄN THỊ VÂN SA

Quảng Nam, tháng 04 năm 2017

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu,
kết quả mới mà tôi công bố trong khóa luận là trung thực và chưa được ai cơng
bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

Quảng Nam, tháng 04 năm 2016
Tác giả khóa luận
Dương Thị Trinh

i

LỜI CẢM ƠN
Tơi xin được bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến cô giáo
ThS. Nguyễn Thị Vân Sa – Người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong
suốt q trình thực hiện và hồn chỉnh bài khóa luận này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng q Thầy Cơ khoa Lý –
Hóa – Sinh - Trường Đại Học Quảng Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tơi
hồn thành tốt bài khóa luận này cũng như đã giúp đỡ tơi trong suốt q trình học
tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng tập thể quý thầy cô giáo,
tập thể lớp 10/6 và 10/4 trường THPT Nguyễn Huệ đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi
và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình tiến hành khảo sát thực tế
và thực nghiệm sư phạm đề tài này.
Cuối cùng tôi xin gởi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và động

viên tơi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!

Tác giả khóa luận

Dương Thị Trinh

ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

THPT Trung học phổ thông

GV Giáo viên

HS Học sinh

TNg Thực nghiệm

ĐC Đối chứng

iii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG, BIỂU ĐỒ
Hình 2.1 Robert Stirling – Người phát minh ra động cơ stirling ......................... 12
Hình 2.2 Mơ hình động cơ của Robert Stirling sáng chế năm 1816.................... 13
Hình 2.3 Các giai đoạn hoạt động của chu trình stirling loại pit-tơng tự do ....... 14
Hình 2.4 Vật liệu chế tạo động cơ stirling ........................................................... 16

Hình 2.6 Chế tạo piston tự do .............................................................................. 17
Hình 2.7 Chế tạo trục khuỷu ................................................................................ 18
Hình 2.8 Mơ hình động cơ stirling ...................................................................... 19
Bảng 3.2. Bảng thống kê điểm số bài kiểm tra .................................................... 32
Bảng 3.1. Mẫu thực nghiệm ................................................................................. 29
Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất điểm số bài kiểm tra ..................................... 33
Bảng 3.4. Bảng phân phối tần suất tích lũy điểm số bài kiểm tra........................ 34
Bảng 3.5. Bảng phân loại học lực học sinh.......................................................... 35
Bảng 3.6. Các tham số thống kê........................................................................... 35
Đồ thị 3.1. Biểu đồ phân bố điểm của 2 nhóm TNg và ĐC................................. 32
Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất của hai nhóm TNg và ĐC ......................... 33
Đồ thị 3.3. Phân phối tần suất tích lũy điểm số bài kiểm tra ............................... 34
Đồ thị 3.4. Phân loại học lực của học sinh........................................................... 35

iv

MỤC LỤC
Phần I. MỞ ĐẦU ......................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................. 1
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................ 1
4. Giả thuyết khoa học .................................................................................. 2
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................. 2
6. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 2
7. Bố cục........................................................................................................ 2
Phần II. NỘI DUNG ..................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ THIẾT KẾ, CHẾ
TẠO VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ .......... 3
1.1. Thí nghiệm vật lí .................................................................................... 3
1.1.1. Khái niệm thí nghiệm vật lí................................................................. 3

1.1.2. Các loại thí nghiệm sử dụng trong dạy học vật lí ............................... 3
1.2. Thí nghiệm tự tạo ................................................................................... 4
1.2.1. Khái niệm thí nghiệm tự tạo................................................................ 4
1.2.2. Ưu điểm và hạn chế của thí nghiệm tự tạo ......................................... 4
1.2.3. Yêu cầu cần đảm bảo của thí nghiệm tự tạo ....................................... 5
1.3. Vai trị của thí nghiệm tự tạo trong q trình dạy học ........................... 5
1.3.1. Vai trị của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học đối với giáo
viên ................................................................................................................ 5
1.3.2. Vai trị của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học đối với học sinh
....................................................................................................................... 6
1.4. Thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học chương “Cơ sở
của nhiệt động lực học” ở trường THPT Nguyễn Huệ huyện Núi Thành .... 6
1.4.1. Mục đích điều tra ................................................................................ 6
1.4.2. Phương pháp điều tra .......................................................................... 7

v

1.4.3. Kết quả điều tra ................................................................................... 7
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1.............................................................................. 9
Chương 2. THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG
CHƯƠNG CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VẬT LÝ 10 CƠ BẢN
..................................................................................................................... 10
2.1. Đặc điểm cấu trúc chương cơ sở của nhiệt động lực học .................... 10
2.1.1. Đặc điểm về kiến thức của chương ................................................... 10
2.1.2. Mục tiêu về kiến thức của chương .................................................... 10
2.1.3. Mục tiêu về kỹ năng của chương ...................................................... 11
2.2. Một số khó khăn của học sinh khi học chương cơ sở của nhiệt động lực
học ............................................................................................................... 11
2.3. Một số nguyên nhân gây nên khó khăn của học sinh và biện pháp khắc
phục ............................................................................................................. 11

2.4. Thiết kế và chế tạo thí nghiệm động cơ đốt ngoài ............................... 12
2.4.1.Giới thiệu động cơ stirling ................................................................. 12
2.4.2. Cấu tạo của động cơ striling kiểu piston tự do ................................. 13
2.4.3. Nguyên lí hoạt động của động cơ stirling ......................................... 14
2.4.4. Thiết kế và chế tạo chế tạo động cơ stirling ..................................... 15
2.5. Những ưu điểm của Động cơ stirling _ Động cơ đốt ngoài trong dạy
học ............................................................................................................... 19
2.5.1. Về đặc điểm cấu tạo .......................................................................... 19
2.5.2. Về việc sử dụng mơ hình động cơ trong dạy học bài 33: Các nguyên
lí của nhiệt động lực học ............................................................................. 20
2.5.3. Về phát triển tư duy sáng tạo của học sinh ....................................... 20
2.6. Thiết kế giáo án có sử dụng thí nghiệm động cơ stirling..................... 21
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.................................................... 28
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm........................................................... 28
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .......................................................... 28

vi

3.3. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm...................................... 28
3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm..................................................... 28
3.4.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm....................................................... 28
3.4.2. Tiến trình thực nghiệm sư phạm ....................................................... 29
3.4.2.1. Quan sát giờ học............................................................................. 29
3.4.2.2. Kiểm tra đánh giá ........................................................................... 29
3.4.2.3. Điều tra và thăm dò ........................................................................ 30
3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm............................................... 30
3.5.1. Đánh giá định tính ............................................................................. 30
3.5.2. Đánh giá định lượng.......................................................................... 30
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3............................................................................ 37
Phần III: KẾT LUẬN .................................................................................. 38

Phần IV: TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................... 40
PHỤ LỤC …………………………………………………………...…………P1

vii

Phần I. MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài

Vật lí là một bộ mơn khoa học thực nghiệm. Tư tưởng chủ đạo của các
sách giáo khoa vật lí trung học phổ thơng là nội dung kiến thức mới được hình
thành phần lớn thơng qua các thí nghiệm và thực hành, điều đó khơng chỉ tích
cực hóa việc học tập của học sinh mà cịn rèn luyện kỹ năng sử dụng thiết bị,
quan sát, suy đoán. Vì thế, các phương tiện thí nghiệm vật lí đóng vai trò quan
trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học vật lí hiện nay.

Thực tế trong chương trình vật lí trung học phổ thông ở nước ta, các kiến
thức về cơ học, quang học, điện từ học… đều được giảng dạy kèm theo những thí
nghiệm minh họa rất trực quan trên lớp và được thực hành ở phịng thí nghiệm.
Trong khi đó, những kiến thức ở phần nhiệt học trong chương “ Cơ sở của nhiệt
động lực học” chỉ được giảng dạy chủ yếu về mặt lí thuyết, mà khơng có những
thí nghiệm hay mơ hình động cơ hoạt động cho học sinh nghiên cứu, tìm hiểu.
Đồng thời những kiến thức trong chương này lại được ứng dụng rất rộng rãi
trong đời sống, kỹ thuật.

Để giải quyết vấn đề đó tơi chế tạo động cơ đốt ngồi vừa để làm mơ hình,
vừa có một động cơ hoạt động giúp học sinh kích thích sự tị mị, tìm hiểu của
học sinh, thấy được mối liên quan mật thiết giữa lí thuyết và thực tiễn.

Vì những lý do trên tôi chọn đề tài: “Thiết kế và chế tạo mơ hình động cơ
đốt ngồi trong dạy học phần nhiệt học vật lí 10 THPT” để làm đề tài khóa luận

nghiên cứu.
2. Mục tiêu nghiên cứu

- Thiết kế và chế tạo mơ hình động cơ đốt ngồi nhằm nâng cao chất
lượng dạy học.

- Soạn thảo tiến trình dạy học bài 33: Các nguyên lý của nhiệt động lực
học trong chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” có sử dụng thí nghiệm tự tạo.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết nguyên lý hoạt động của động cơ đốt ngoài.
- Nghiên cứu cách thiết kế, chế tạo động cơ đốt ngoài.

1

- Thiết lập tiến trình dạy học sử dụng động cơ đốt ngoài.
4. Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế, chế tạo được mơ hình động cơ đốt ngồi để sử dụng trong
q trình dạy học chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” trong vật lý 10 một
cách khoa học, hợp lý thì sẽ tạo được hứng thú học tập cho học sinh trong tiết
học, giúp phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh, góp
phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường THPT.
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Q trình dạy học vật lí có sử dụng thí nghiệm trong chương “Cơ sở của
nhiệt động lực học” chương trình vật lí 10, được thực hiện ở trường THPT
Nguyễn Huệ huyện Núi Thành.
6. Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Phương pháp thống kê toán học
7. Bố cục
Phần I. MỞ ĐẦU
Phần II. NỘI DUNG
Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn về thiết kế, chế tạo và sử dụng thí
nghiệm trong dạy học vật lí
Chương 2. Thiết kế và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong chương cơ sở của
nhiệt động lực học vật lý 10
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
Phần III. KẾT LUẬN
Phần IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO

2

Phần II. NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ THIẾT KẾ, CHẾ
TẠO VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ
1.1. Thí nghiệm vật lí
1.1.1. Khái niệm thí nghiệm vật lí

Thí nghiệm vật lí là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người
vào các đối tượng của hiện thực khách quan. Thơng qua sự phân tích các điều
kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể
thu nhận được tri thức mới.
1.1.2. Các loại thí nghiệm sử dụng trong dạy học vật lí

Có hai loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học vật lí ở trường phổ
thơng:

 Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên
Căn cứ vào mục đích lí luận dạy học của thí nghiệm biểu diễn trong q
trình nhận thức của học sinh, thí nghiệm biểu diễn bao gồm những loại sau:
- Thí nghiệm mở đầu: Giới thiệu cho học sinh một cách sơ lược về hiện
tượng sắp nghiên cứu, tạo tình huống có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú học tập
của học sinh.
- Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng: Nhằm xây dựng hoặc kiểm chứng
kiến thức mới.
- Thí nghiệm củng cố: Nêu lên những biểu hiện của kiến thức đã học trong
tự nhiên, đề cập các ứng dụng của kiến thức này trong sản xuất và đời sống đòi
hỏi học sinh phải vận dụng kiến thức đã học để dự đốn hoặc giải thích hiện
tượng. Thơng qua đó, giáo viên có thể kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của
học sinh.
 Thí nghiệm thực tập của học sinh
Có thể chia thí nghiệm thực tập là 3 loại:
- Thí nghiệm trực diện: Thí nghiệm do học sinh tiến hành trên lớp chủ yếu
khi nghiên cứu kiến thức mới nhưng cũng có thể khi ơn tập trong tiết học bài
mới.

3

- Thí nghiệm thực hành: Thí nghiệm do học sinh tiến hành trên lớp ( trong
phịng thí nghiệm), học sinh dựa vào tài liệu in sẵn mà tiến hành thí nghiệm rồi
viết báo cáo.

- Thí nghiệm và quan sát vật lí ở nhà: thí nghiệm được giáo viên giao cho
từng học sinh hay từng nhóm học sinh thực hiện tại nhà.
1.2. Thí nghiệm tự tạo
1.2.1. Khái niệm thí nghiệm tự tạo

Thí nghiệm tự tạo là những thí nghiệm được giáo viên và học sinh tạo ra
với những dụng cụ đơn giản, dễ kiếm trong đời sống hằng ngày hoặc mua nhưng
không đắt tiền.

Thí nghiệm tự tạo có thể phân ba loại. Đó là những thí nghiệm tự tạo lại
theo mẫu trong sách giáo khoa, hoặc là những thí nghiệm được cải tiến từ các
thiết bị máy móc, hoặc là những thí nghiệm tự tạo theo ý tưởng, sáng kiến mới.
1.2.2. Ưu điểm và hạn chế của thí nghiệm tự tạo

 Ưu điểm
- Dụng cụ cho thí nghiệm là những dụng cụ đơn giản, dễ kiếm nên giáo
viên và học sinh có thể tự chế tạo.
- Thí nghiệm có hình thức gọn nhẹ, đơn giản, dễ lắp ráp, dễ sử dụng nên
có thể thực hiện mọi lúc mọi nơi.
- Cùng một thí nghiệm có thể có nhiều phương án.
- Thí nghiệm dễ thành cơng, cho kết quả rõ ràng, thuyết phục nhưng lại ít
tốn thời gian.
- Thao tác tiến hành thí nghiệm khơng địi hỏi phải có những kỹ năng đặc
biệt nên giáo viên nào cũng có thể làm được.
- Khơng địi hỏi khắc khe về cơ sở vật chất nên ở đâu cũng tiến hành thí
nghiệm được.
- Thí nghiệm phù hợp, bám sát với nội dung cần dạy nên rất thuận lợi
trong dạy học.

4

 Hạn chế
- Cần đầu tư thời gian, sức lực và trí tuệ để tự chế tạo ra được thí nghiệm
đạt u cầu, có sức thuyết phục và phù hợp với nội dung bài học.

- Thí nghiệm tự tạo hầu hết là những thí nghiệm định tính, rất ít thí
nghiệm định lượng.
- Các dụng cụ dùng cho thí nghiệm ít bền, dễ hư hỏng. Đồng thời có sự
hạn chế về mặt thẩm mỹ.
1.2.3. Yêu cầu cần đảm bảo của thí nghiệm tự tạo
- Đảm bảo tính sư phạm: Kích thước lớn, để hở để học sinh quan sát được
những chi tiết cơ bản. Các thí nghiệm khơng được phản giáo dục, chẳng hạn
khơng nên làm những dụng cụ thí nghiệm có liên quan đến súng đạn, cung
nỏ…Những dụng cụ dùng không độc hại, không nguy hiểm.
- Đảm bảo tính thẩm mỹ: Do các thí nghiệm đơn giản, rẻ tiền là những
dụng cụ tận dụng, tự kiếm, tự chế tạo, nên tính thẩm mỹ khơng cao, do đó cần
phải được lựa chọn những dụng cụ thí nghiệm phù hợp để kích thích sự chú ý của
học sinh. Cần phải tiến hành gia công chu đáo, cẩn thận để tăng tính thẩm mỹ
cho thí nghiệm.
- Đảm bảo tính khả thi: Các thí nghiệm được sử dụng phải là những thí
nghiệm dễ thao tác, dễ tiến hành và cho kết quả thuyết phục.
- Đảm bảo tính khoa học: các thí nghiệm được bố trí hợp lí, khoa học, các
dụng cụ thí nghiệm khơng được che lấp lẫn nhau. Thí nghiệm ngắn gọn và gắn
liền với bài học. Kết quả phải rõ ràng, chính xác và thuyết phục.
1.3. Vai trị của thí nghiệm tự tạo trong q trình dạy học
1.3.1. Vai trị của thí nghiệm tự tạo trong q trình dạy học đối với giáo viên
Thí nghiệm tự tạo có vai trị rất quan trọng trong quá trình tổ chức dạy
học.
Trợ giúp giáo viên có đồ dùng dạy học để xây dựng các mơ hình dạy và
học tích cực phù hợp với phương pháp đặc trưng của bộ môn là phương pháp
thực nghiệm, với thiết bị do giáo viên và học sinh tự làm khắc phục được khó
khăn về cơ sở vật chất, hạn chế việc dạy chay, học chay.

5

Thông qua thí nghiệm tự tạo, giáo viên có thể phát huy được tính tích cực,
sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học. Thí nghiệm tự tạo hỗ trợ cho quá
trình dạy học của giáo viên, giảm thời gian thuyết trình…, Giáo viên sẽ thuận lợi
trong nghiên cứu dạy học theo hướng tích cực, phù hợp cho từng nội dung bài
học, tăng tính hấp dẫn của mơn vật lí đối với học sinh và góp phần làm phong
phú đồ dùng dạy học cho giáo viên.
1.3.2. Vai trị của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học đối với học sinh

Việc chế tạo và sử dụng các thí nghiệm tự tạo, giúp học sinh nắm vững
kiến thức, việc tiến hành thí nghiệm, giải thích và tiên đốn kết quả thí nghiệm
giúp học sinh củng cố, đào sâu, mở rộng và hệ thống hóa các kiến thức vật lí mà
học sinh đã lĩnh hội được.

Do đặc điểm của thí nghiệm tự tạo liên quan đến hiện tượng, q trình vật
lí rất gần gũi với học sinh nên sau một q trình học tập với thí nghiệm tự tạo,
các em sẽ quan tâm hơn đến các hiện tượng vật lí xung quanh. Giúp học sinh
thay đổi phương pháp suy nghĩ, phương pháp học tập, học sinh bắt đầu rèn luyện
thói quen thảo luận khoa học, bàn bạc, chấp nhận hay phản đối ý kiến, tạo sự say
mê tìm hiểu những hiện tượng tự nhiên, qua đó học sinh sẽ yêu thích giờ học vật
lí hơn.

Đặc biệt, do những ưu điểm nổi trội của thí nghiệm tự tạo nên giáo viên có
thể giao nhiệm vụ cho học sinh tự chế tạo ra thí nghiệm, tự tiến hành thí nghiệm
qua đó rèn luyện cho học sinh tính tự lực, sáng tạo, ham học hỏi, tìm tịi khám
phá tự nhiên, học sinh có niềm tin vào bản thân, giải quyết được các tình huống
xảy ra trong cuộc sống và tạo cho học sinh nhiều cơ hội, tình huống phải suy
nghĩ, những vấn đề phải giải quyết.
1.4. Thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học chương “Cơ sở
của nhiệt động lực học” ở trường THPT Nguyễn Huệ huyện Núi Thành
1.4.1. Mục đích điều tra

- Tìm hiểu các phương pháp dạy học chủ yếu của GV khi tổ chức dạy học
chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” và tình hình các thiết bị thí nghiệm dùng
trong dạy học chương này.

6

- Tìm hiểu việc thiết kế, chế tạo thí nghiệm phục vụ cho việc dạy học
trong chương “Cơ sở của nhiệt động lực học”.

- Tìm hiểu hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí đối
với hoạt động học tập của HS trong giờ học (hứng thú, tập trung trong giờ học,
tích cực tham gia xây dựng bài học…).
1.4.2. Phương pháp điều tra

- Điều tra GV và HS ở trường THPT thông qua phiếu điều tra.
- Trực tiếp trao đổi với GV và HS
1.4.3. Kết quả điều tra
 Thực trạng giáo viên sử dụng và chế tạo thí nghiệm trong chương

“Cơ sở của nhiệt động lực học”.
Thông qua phiếu điều tra 11 giáo viên trong tổ vật lí, cho thấy 100% giáo
viên khơng sử dụng thí nghiệm trong chương “Cơ sở của nhiệt động lực học”,
phương pháp dạy chủ yếu trong chương này là thuyết trình, trình chiếu
powerpoint 54,55% và thuyết trình, đàm thoại 45,45%. Cũng như 100% giáo
viên chưa từng chế tạo thí nghiệm phục vụ trong dạy học chương “Cơ sở của
nhiệt động lực học”.
Mặc dù, khi trao đổi với các giáo viên được điều tra đều đồng ý là sử dụng
thí nghiệm tự tạo hay thí nghiệm vào bài học ln cần thiết, vì giúp học sinh rất
hứng thú, tò mò, chú ý đến bài học nhiều hơn. Nhưng vì một số nguyên nhân nên

giáo viên khơng thể sử dụng thí nghiệm, cũng như chế tạo thí nghiệm để phục vụ
trong dạy học.
Sau đây là một số nguyên nhân:
- Dạy học bằng powerpoint nên có thể dùng thí nghiệm mô phỏng
- Hiện nay trong trường khơng có thí nghiệm phục vụ dạy học chương
“Cơ sở của nhiệt động lực học”.
- Thiết kế chế tạo thí nghiệm, tốn nhiều thời gian, lại khơng có đầu tư về
kinh phí, bên cạnh đó cịn hạn chế về năng lực chế tạo thí nghiệm.

7

 Tình hình học tập mơn vật lí và hiệu quả biểu diễn thí nghiệm trong
các tiết dạy đối với học sinh.

Khi tiến hành điều tra 34 học sinh lớp 10/6 trường THPT Nguyễn Huệ với
mục đích tìm hiểu về tình hình học tập mơn vật lí và những hiệu quả của tiết học
có sử dụng thí nghiệm biểu diễn đối với học sinh, kết quả như sau:

- 52,94% học sinh nhận thấy môn vật lí hay, thú vị, bổ ích, có nhiều liên
hệ thực tế đến đời sống.

- 58,82 % học sinh thấy rằng nội dung kiến thức quá nhiều
- 73,53% học sinh cho biết thích phương pháp dạy học trình diễn thí
nghiệm và 44,11 % thích phương pháp dạy trình chiếu powerpoint.
- 82,35 % học sinh cảm thấy hứng thú, tò mò, tập trung hơn trong các tiết
dạy có biễu diễn thí nghiệm.
- 55,88 % học sinh thấy những tiết dạy có biểu diễn thí nghiệm có tính
thuyết phục hơn, dễ hiểu và nhớ lâu hơn.
- 100% học sinh chưa từng tham gia chế tạo một thí nghiệm tự tạo nào,
trong đó lí do khơng được thầy cơ định hướng hay tổ chức nhóm để chế tạo một

thí nghiệm chiếm 85,29 %, học sinh nhận thấy rằng không đủ kỹ năng để chế tạo
chiếm 41.18 %.
- 91,18% học sinh mong muốn được chế tạo thí nghiệm để kiểm chứng, và
các thí nghiệm phục vụ trong cuộc sống.
- 35,29 % học sinh cho rằng nhưng tiết học biểu diễn thí nghiệm giúp các
em nhận ra những quan niệm sai lệch trong học tập mơn vật lí một cách thuyết
phục.

8

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Thông qua việc nghiên cứu cơ sở lí luận cũng như thực tiễn của vấn đề
thiết kế chế tạo thí nghiệm tự tạo trong dạy học, đề tài bước đầu đã làm rõ một số
nội dung sau đây:
- Khái niệm thí nghiệm vật lí, thí nghiệm tự tạo.
- Nêu được ưu điểm và hạn chế, yêu cầu và vai trò của thí nghiệm tự tạo
trong dạy học mơn vật lí.
- Trình bày được thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học
chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” ở trường trung học phổ thông Nguyễn
Huệ huyện Núi Thành.
Qua việc điều tra thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học chương
“Cơ sở của nhiệt động lực học” cho thấy rõ hơn về vai trị của thí nghiệm trong
dạy học vật lí, cụ thể là vai trị thí nghiệm trong chương “Cơ sở của nhiệt động
lực học” và sự cần thiết một thí nghiệm như mơ hình động cơ đốt ngồi để phục
vụ dạy học trong chương này.

9

Chương 2. THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG
CHƯƠNG CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VẬT LÝ 10 CƠ BẢN

2.1. Đặc điểm cấu trúc chương cơ sở của nhiệt động lực học
2.1.1. Đặc điểm về kiến thức của chương

Nội dung của chương này gồm 3 nhóm kiến thức:
Các khái niệm: nơi năng, nhiệt lượng, q trình
thuận nghịch, q trình khơng thuận nghịch

Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Nguyên lí I nhiệt động lực Nguyên lí II nhiệt động
học lực học

Nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt và
máy lạnh

Nội dung chính kiến thức của chương này là các nguyên lí của nhiệt động
lực học gồm nguyên lí I và II. Đây là hai nguyên lí cơ bản để giải thích nguyên
tắc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh.
2.1.2. Mục tiêu về kiến thức của chương

- Nêu được nội năng gồm động năng của hạt(nguyên tử, phân tử) và thế
năng tương tác giữa chúng.
- Nêu được nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của
vật đó.
- Nêu được ví dụ về hai cách làm thay đổi nội năng.

10

- Phát biểu được nguyên lí I Nhiệt động lực học. Viết được hệ thức của
nguyên lí I Nhiệt động lực học. Nêu được tên, đơn vị và quy ước về dấu của các

đại lượng trong hệ thức này.

- Phát biểu được nguyên lí II Nhiệt động lực học.
2.1.3. Mục tiêu về kỹ năng của chương

- Vận dụng được mối quan hệ giữa nội năng với nhiệt độ và thể tích để
giải thích một số hiện tượng liên quan.

- Giải thích được nguyên lí hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh.
- Giải được các bài tập về động cơ nhiệt và những bài tập vận dụng
nguyên lí I nhiệt động lực học.
2.2. Một số khó khăn của học sinh khi học chương cơ sở của nhiệt động lực
học
- Học sinh chỉ nắm được công thức mà không hiểu ý nghĩa vật lí của
nguyên lí I.
- Học sinh gặp khó khăn trong việc giải thích nguyên lí hoạt động của
động cơ nhiệt và máy làm lạnh.
- Học sinh khơng hiểu về vai trị của nguồn nóng và nguồn lạnh trong
động cơ nhiệt cũng như cách động cơ biến chuyển động tịnh tiến của pít-tơng
thành chuyển động quay của bánh đà.
2.3. Một số nguyên nhân gây nên khó khăn của học sinh và biện pháp khắc
phục
- Giáo viên khi dạy về nguyên lí I của nhiệt động lực học, đa số giáo viên
chỉ thông báo cho học sinh biết về kiến thức này, mà không thể cho học sinh một
ví dụ minh họa cụ thể.
- Hiện nay thí nghiệm về động cơ nhiệt để phục vụ cho chương này khơng
có, chỉ có những mơ hình cho học sinh quan sát, hay những thí nghiệm mơ phỏng
trình chiếu trên máy, nên các em thấy khó có thể hình dung một động cơ nhiệt
thật sự hoạt động như thế nào.
- Vậy biện pháp thiết thực để giải quyết một số nguyên nhân trên là cần

một mơ hình động cơ nhiệt hoạt động để trình diễn trong các tiết dạy.

11