CHỦ ĐỀ : CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CHẤT KHÍ VẬT LÍ 10

PHẦN I: MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Môn Vật Lý ở trường THPT chủ yếu là Vật Lý thực nghiệm, các kiến
thức được xây dựng chủ yếu bằng con đường thực nghiệm. Vì vậy dạy học
môn Vật Lý ở trường THPT có khả năng hình thành và phát triển năng lực
thực nghiệm cho học sinh. Thí nghiệm là điều kiện cần thiết để triển khai dạy
học bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh.
Trong dạy học Vật Lý, thí nghiệm Vật Lý đóng vai trò rất quan trọng
trong nghiên cứu và trong việc hình thành tri thức cho học sinh. Tuy nhiên,
hầu hết ở các trường phổ thông hiện nay chủ yếu vẫn áp dụng phương pháp
dạy học theo lối “thông báo - tái hiện”. Học sinh có quá ít điều kiện để nghiên
cứu, quan sát và tiến hành các thí nghiệm Vật Lý. Điều này cho thấy việc bồi
dưỡng những năng lực thực nghiệm Vật Lý cần thiết cho học sinh như: năng
lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết; Năng
lực thiết kế các phương án thí nghiệm; Năng lực tiến hành phương án thí
nghiệm đã thiết kế; Năng lực xử lí, phân tích và trình bày kết quả chưa được
chú trọng.
Trong chương trình Vật Lý lớp 10, chương “Chất khí” là chương chứa
các nội dung kiến thức chủ yếu được xây dựng từ thực nghiệm. Các thiết bị
thí nghiệm trong chương này tương đối đơn giản, các khâu tiến hành thí
nghiệm cũng không quá khó khăn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc đo đạc, thu
thập và xử lý số liệu.
Từ những lý do trên tôi chọn đề tài Sáng kiến kinh nghiệm là “Bồi
dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học chương “Chất
khí” Vật Lý 10 Trung học phổ thông”
2. Mục đích nghiên cứu
Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học một số
kiến thức chương “Chất khí” Vật Lý 10 THPT.
3. Đối tượng

1

+ Năng lực thực nghiệm.
+ Hoạt động dạy và học Vật Lý ở trường THPT.
4. Phạm vi nghiên cứuChương “Chất khí” Vật Lý lớp 10 THPT.
5. Giả thuyết khoa học
Nếu tổ chức hoạt động lĩnh hội kiến thức mới và vận dụng kiến thức
của học sinh phỏng theo phương pháp thực nghiệm của Vật Lý học thì sẽ góp
phần bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho họ.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tìm hiểu cơ sở lí luận về năng lực và năng lực thực nghiệm.
- Tìm hiểu mục tiêu dạy học, chương trình, cấu trúc và nội dung của
chương “Chất khí” Vật Lý 10.
- Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Chất khí” Vật Lý 10 ở một số
trường THPT.
- Chuẩn bị những điều kiện cần thiết để dạy học chương “Chất khí”
nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm Vật Lý cho học sinh.
- Thiết kế một số bài học xây dựng và vận dụng kiến thức theo phương
pháp thực nghiệm để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm Vật Lý.
- Thiết kế đề kiểm tra đánh giá năng lực của học sinh sau khi học
chương “Chất khí”.
7. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:
+ Nghiên cứu tài liệu lý luận về bồi dưỡng năng lực thực nghiệm.
+ Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên và
các tài liệu tham khảo.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
+ Điều tra thực trạng.
+ Thí nghiệm Vật Lý.
8. Đóng góp của sáng kiến

2


* Về lý luận
+ Hệ thống hóa được cơ sở lí luận về bồi dưỡng năng lực thực nghiệm
trong dạy học Vật Lý.
+ Xây dựng quy trình dạy học một chương theo hướng bồi dưỡng năng
lực thực nghiệm Vật Lý.
* Về ứng dụng
+ Tiến hành và chế tạo theo mẫu đã có 04 bộ thí nghiệm dạy học các
định luật chất khí theo phương pháp thực nghiệm.
+Biên tập được 13 bài tập thí nghiệm chương “Chất khí”.
+ Biên tập được chủ đề dạy học về chất khí.
+ Thiết kế 01 đề kiểm tra đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh
sau khi dạy học chương “Chất khí”.

PHẦN II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1. Cơ sở lí luận
1.1. Khái quát chung về năng lực
1.1.1. Khái niệm về năng lực
1.1.2. Cấu trúc của năng lực
Có thể biểu diễn cấu trúc của năng lực bằng hình 1:
Kiến thức

Kĩ năng
Năng lực

Thái độ

Hình 1. Sơ đồ cấu trúc năng lực theo nguồn hợp thành
1.1.3. Các loại năng lực nhà trường phải hình thành cho học sinh ở trường
phổ thông
3


1.2. Năng lực thực nghiệm
1.2.1. Khái niệm về năng lực thực nghiệm
Năng lực thực nghiệm, là một dạng năng lực nhận thức khoa học, được
hiểu là năng lực nghĩ ra PATN khả thi cho phép đề xuất hoặc kiểm tra những
giả thuyết hay phỏng đoán khoa học và thực hành được TN thành công để rút
ra kết luận cần thiết (chứ không phải chỉ đơn thuần là năng lực thao tác TN,
hiểu theo nghĩa là năng lực thực hiện được các thao tác bằng tay, quan sát, đo
đạc).
Như vậy, khi nói “năng lực thực nghiệm” dưới góc độ là một năng lực
nhận thức khoa học thì năng lực này bao gồm hai mặt: mặt hoạt động tư duy
(đầu óc) và mặt hoạt động thể chất (tay chân, thân thể, giác quan), chứ không
phải chỉ một mặt hoạt động thể chất. Muốn bồi dưỡng cho học sinh năng lực
thực nghiệm trong quá trình dạy học thì trước hết GV cần có quan niệm chính
xác về năng lực thực nghiệm.
Năng lực thực nghiệm là tổ hợp kĩ năng , kiến thức và thái độ của chủ
thể, cho phép chủ thể xử lý được tình huống gặp phải bằng phương pháp thực
nghiệm.
1.2.2. Vị trí của năng lực thực nghiệm

Năng lực sử dụng
kiến thức Vật lí

Năng lực trao
đổi thông tin về

vật lí

Năng lực về phương pháp vật lí

Năng lực mô
hình hóa

Năng lực cá
nhân

4


Năng lực
thực nghiệm

Hình 2. Vị trí năng lực thực nghiệm trong hệ thống năng lực chuyên biệt môn vật lí

1.2.3. Cấu trúc của năng lực thực nghiệm

Kiến
Năngthức
lực thực nghiệm
+ Kiến thức vật lí liên quan
đến quá trình cần khảo sát
+ Kiến thức về thiết bị, về an
toàn
+ Kiến thức về xử lí số liệu, kiến
thức về sai số
+ Kiến thức về biểu diễn số liệu

Kĩ năng

dưới dạng bảng biểu, đồ thị

Thái độ
+ Thái độ kiên nhẫn
+ Thái độ trung thực
+ Thái độ tỉ mỉ
+ Thái độ hợp tác
+ Thái độ tích cực

+ thiết kế phương án thí nghiệm
+ chế tạo dụng cụ
+ lựa chọn dụng cụ
+ lắp ráp dụng cụ thí nghiệm
+ thay đổi các đại lượng
+ sử dụng dụng cụ đo: hiệu chỉnh
dụng cụ đo, đọc số liệu
+ sửa chữa các sai hỏng thông
thường
+ quan sát diễn biến hiện tượng
+ ghi lại kết quả
+ biểu diễn kết quả bằng bảng
biểu, đồ thị
+ tính toán sai số
+ biện luận, trình bày kết quả
+ tự đánh giá cải tiến phép đo

Hình 3. Sơ đồ cấu trúc năng lực thực nghiệm theo nguồn hợp thành

1.2.4. Tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm trong học tập vật lí
Vấn đề

HQLG

Giả thuyết

Thực tiễn

5

TNKT

Kết luận


Hình 4. Cấu trúc PPTN trong vật lí học
Ta có thể đưa ra các tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm như sau:
Bảng. Các tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm

Đề xuất vấn

Mức độ 1
Tiếp nhận

Biểu hiện
Mức độ 2
Phát biểu vấn đề dựa

Mức độ 3

Tự lực phát

đề nghiên

vấn đề

trên quan sát theo

biểu vấn đề

cứu
Nêu dự

Tiếp nhận dự

hướng dẫn của GV
Lựa chọn dự đoán

quan sát
Tự lực nêu dự

đoán khoa

đoán

học
Suy ra

Tiếp nhận

TT

Tiêu chí

1

2

3

HQLG từ

đoán
Suy ra HQLG có gợi ý

Tự lực suy ra

của GV

HQLG

4

dự đoán
Xây dựng

Tiếp nhận

Xây dựng PATN dưới

Tự lực xây

5

PATN
Tiến hành

PATN
Bắt chước

sự hướng dẫn của GV
Tiến hành TN dưới sự

dựng PATN
Tự lực tiến

6

TNKT
Xử lí số liệu Làm theo

hướng dẫn của GV
Xử lý số liệu dưới sự

hành TN
Tự lực xử lý số

TN

mẫu

hướng dẫn của GV

liệu

Rút ra kết

Tiếp nhận kết Rút ra kết luận theo

7

luận
luận
hướng dẫn của GV
1.3.2. Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm

Tự lực rút ra
kết luận

1.3.2.1. Khái niệm về BTTN vật lí
BTTN vật lí là những bài tập mà việc giải nó đòi hỏi phải làm TN để
xác định một đại lượng Vật lí nào đó, hoặc nghiên cứu sự phụ thuộc giữa các
thông số Vật lí hoặc kiểm tra tính chân thực của lời giải lý thuyết. BTTN vừa
mang tính lý thuyết vừa mang tính thực nghiệm, nó có tác dụng lớn trong việc
bồi dưỡng cho học sinh PPTN của nhận thức Vật lí.
Có thể thấy rõ qua việc so sánh các giai đoạn của PPTN với các bước
tiến hành khi giải một BTTN như sau:
Các yếu tố của PPTN

Các bước trong quá trình giải BTTN vật lí

6


1. Đặt vấn đề trên cơ sở các sự 1. Đọc đề bài, hiểu rõ câu hỏi của bài toán,
kiện và quan sát. Phân tích vấn phân tích bản chất Vật lí của bài toán.
đề.

2. Xây dựng phương án giải (PATN, lập

2. Hình thành giả thuyết.
3. Nghiên cứu lý thuyết (suy

luận, tính toán).
3. Thực hiện giải: Tính toán, lập luận, trình

ra hệ quả logic từ giả thuyết) bày lời giải, (nếu có thể giải bằng lý thuyết).
lập PATN kiểm tra.
4. Nghiên cứu thực nghiệm:
Tiến hành TN, xử lý kết quả.
5. Rút ra kết luận về vấn đề
nghiên cứu.

Hoặc lập PATN, quan sát, thu thập số liệu.
4. Tiến hành TN, quan sát hiện tượng, ghi
nhận số liệu và xử lý kết quả.
5. Đánh giá kết quả và trả lời câu hỏi bài
toán.

Như vậy, các hành động nhận thức diễn ra khi thực hiện giải một BTTN
có tính chất tương tự với những hành động diễn ra khi nghiên cứu bằng

PPTN. Đây chính là cơ sở tâm lý và lý luận dạy học của dạy học PPTN bằng
biện pháp sử dụng các BTTN; việc HS tiến hành giải BTTN sẽ làm cho tư
duy phân tích, tổng hợp, phán đoán, trừu tượng hóa, khái quát hóa và cả trực
giác khoa học được bồi dưỡng và rèn luyện. Việc giải các BTTN, đó là những
nghiên cứu nhỏ - tạo điều kiện tốt để phát triển tư duy và khả năng nhận thức
cho HS.
Khi tổ chức hoạt động giải BTTN cho HS thì HS có cơ hội để rèn luyện
các năng lực thành tố của năng lực thực nghiệm.
1.3.2.2. Phân loại BTTN vật lí

7


Tóm tắt sự phân loại BTTN vật lí trong trường phổ thông bằng hình 6:
BTTN vật lí

BTTN định tính

Làm TN, quan sát,
mô tả, giải thích

BTTN định lượng
Đo lường đại
lượng Vật lí

Thiết kế
PATN

Thiết kế, minh
họa quy luật Vật lí

Ba mức độ

1. Điều gì xảy
ra nếu…?
2. Tại sao lại
xảy ra như
vậy?

MĐ1: Cho các thiết bị hướng dẫn cách làm
TN,yêu cầu đo đạc tìm quy luật.

1. Làm thế nào
để đo …với các
thiết bị…?

MĐ2: Cho thiết bị

2. Nêu phương
án đo…với các
thiết bị…?

Yêu cầu: Lập PATN, làm TN đo đạc tìm quy
luật.
MĐ3: Lựa chọn thiết bị, lập PATN, làm TN,
tìm quy luật hoặc chứng minh một quy luật.

Hình 6. Phân loại hệ thống bài tập TN Vật lí
* Những hành động người học phải làm khi giải BTTN
Nét đặc trưng của loại bài tập này là khi giải phải làm TN trong phòng

TN hoặc làm TN chứng minh. HS tự lực tiến hành TN, thực hiện những quan
sát để kiểm tra lời giải lí thuyết hoặc để thu được những số liệu cần thiết cho
việc giải thích hoặc tiên đoán mà bài tập yêu cầu. Vì vậy đối với bài tập loại
này người học cần tiến hành các bước cơ bản sau:
- Xác định PATN.
- Xác định những dụng cụ cần sử dụng.
- Cách bố trí TN.
- Cách tiến hành TN.
- Cách xử lí kết quả và rút ra kết luận.

8


Tuy nhiên với từng loại bài tập cụ thể thì các bước tiến hành có sự khác
nhau một chút, cụ thể:
- Loại thứ nhất: Bài tập mô tả chi tiết TN, làm TN, quan sát hiện tượng
rồi giải thích.
Để giải quyết được loại bài tập này cần:
+ Quan sát kĩ hiện tượng.
+ Nắm vững được nguyên lí vật lí của TN.
+ Đối chiếu những hiện tượng xảy ra trong TN với kiến thức liên quan.
+ Tìm mối liên hệ của hiện tượng với các nguyên lí, các định luật vật lí
có liên quan để giải thích hiện tượng.
- Loại thứ hai: Bài tập mô tả chi tiết TN, dự đoán hiện tượng xảy ra, rồi
làm TN kiểm tra.
Để giải quyết được loại bài tập này cần:
+ Nắm vững từng dụng cụ, giải thích tác dụng của từng dụng cụ TN.
+ Nắm vững PATN, nắm được nguyên lí vật lý của TN.
+ Dự đoán được các hiện tượng vật lý có thể xảy ra.
+ Các thao tác tiến hành TN để kiểm tra.

- Loại thứ ba: Bài tập cho trước các dụng cụ, yêu cầu học sinh thiết kế
PATN.
Để giải quyết được loại bài tập này cần:
+ Xác định PATN bằng cách:
• Đối chiếu những dữ kiện và dụng cụ đã cho trong đầu bài, lựa chọn
những kiến thức liên quan sẽ sử dụng.
• Vạch rõ sự phụ thuộc cần khảo sát.
• Làm rõ những điều kiện mà trong đó sự phụ thuộc cần nghiên cứu có
thể xảy ra. Xác định các PATN và lựa chọn một trong những phương án đó.
+ Nắm vững những dụng cụ TN cần sử dụng, giải thích được tác dụng
của từng dụng cụ.

9


+ Thực hiện quy tắc lắp ráp các dụng cụ theo phương án thiết kế đã
chọn và trình tự làm việc với chúng.
+ Thực hiện quy tắc kĩ thuật an toàn.
+ Tiến hành TN, ghi lại sự phụ thuộc cần kiểm tra khảo sát.
+ Xử lí kết quả.
+ Kết luận về tính hiện thực của sự liên hệ phụ thuộc cần nghiên cứu.
- Loại thứ tư: Bài tập nêu yêu cầu HS phải tự xác định dụng cụ, bố trí,
tiến hành TN.
Để giải quyết được loại bài tập này cần:
+ Xác định PATN bằng cách:
• Đối chiếu những dữ kiện đã cho trong đầu bài, lựa chọn những kiến
thức liên quan sẽ sử dụng.
• Vạch rõ sự phụ thuộc cần khảo sát.
• Làm rõ những điều kiện mà trong đó sự phụ thuộc cần nghiên cứu có
thể xảy ra. Xác định các PATN và lựa chọn một trong những phương án đó.

• Lựa chọn những dụng cụ, bố trí TNvà tiến hành TN cần thiết.
+ Nắm vững những dụng cụ sẽ sử dụng, giải thích được tác dụng của
từng dụng cụ.
+ Thực hiện quy tắc lắp ráp các dụng cụ theo phương án thiết kế đã
chọn và trình tự làm việc với chúng.
+ Tiến hành TN, ghi kết quả quan sát và ghi lại sự phụ thuộc cần kiểm tra
khảo sát.
+ Xử lí kết quả.
+ Kết luận về tính hiện thực của sự liên hệ phụ thuộc cần nghiên cứu.
Đây là cơ sở lý thuyết để khẳng định tổ chức cho HS giải BTTN ở lớp,
ở nhà, ở phòng TN, hoặc đi tham quan dã ngoại là một biện pháp hữu hiệu để
bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho họ.
Trong phần giải pháp, chúng tôi sẽ hiện thực hóa biện pháp này trong
dạy học chương “Chất khí” vật lý 10 THPT.

10


1.3.3. Quy trình triển khai dạy học một chương theo hướng bồi dưỡng năng lực
thực nghiệm cho học sinh
B1. Lựa chọn
chương cần
nghiên cứu

B2. Xác định mục tiêu
dạy học của chương theo
hướng tiếp cận NLTN

B3. Xác định nội dung
dạy học phù hợp mục tiêu

ở B2

B6. Đánh giá
kết quả dạy
học

B5. Thiết kế tiến trình dạy
học các nội dung ở B3 với
các dữ liệu ở B4 phù hợp
mục tiêu B2

B4. Chuẩn bị điều kiện để
tổ chức dạy học các nội
dung ở B3 phù hợp mục
tiêu ở B2

Xây
dựng
kiến
thức
mới

Đề
kiểm
tra
đánh
giá
năng
lực

Vận
dụng
kiến
thức

Thí
nghiệm

Video
thí
nghiệm

Bài tập
thí
nghiệm

Hình 7. Sơ đồ quy trình dạy học một chương theo hướng bồi dưỡng năng lực
thực nghiệm
2. Cơ sở thực tiễn.
2.1. Vị trí, đặc điểm chương “Chất khí”
2.2. Nội dung, cấu trúc chương “Chất khí”
2.3. Mục tiêu dạy học của chương “Chất khí” vật lí 10 THPT
2.3.1. Mục tiêu theo chuẩn kiến thức kỹ năng hiện hành
Mục tiêu kiến thức:
- Thông qua việc xây dựng các định luật chất khí lí tưởng, HS hiểu và
sử dụng được các mối quan hệ giữa các thông số trạng thái p, V, T cho các khí
thực.
- Nêu được cấu tạo chất khí, phân biệt được khí lí tưởng và khí thực, ý
nghĩa của việc sử dụng khí lí tưởng trong việc nghiên cứu chất khí.
11

- Phát biểu được nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí
và vận dụng.
- Phát biểu được các định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, Sác-lơ.
- Nêu được nhiệt độ tuyệt đối là gì.
- Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng:

pV
 hằng số
T

- Vẽ, giải thích được các đồ thị của các định luật chất khí.
Mục tiêu kĩ năng:
- Giải thích các định luật chất khí bằng thuyết động học phân tử chất
khí, vận dụng cho khí thực.
- Sử dụng được các đồ thị trong trường hợp lý thuyết và thực tế.
- Vận dụng các định luật chất khí, phương trình trạng thái vào giải các bài
tập, đồng thời giải thích các hiện tượng thông thường về chất khí trong đời sống
và trong kỹ thuật.
- Thực hiện các TN đơn giản để minh họa các định luật.
Mục tiêu thái độ:
- Có lòng yêu thích khoa học, kích thích tò mò giải quyết những vấn đề
đặt ra của bài học.
- Có ý thức chủ động, xây dựng và nắm bắt nội dung kiến thức mới, có
tinh thần hợp tác trong việc học tập môn vật lí.
- Có ý thức vận dụng những hiểu biết chương “Chất khí” vào đời sống
thực tiễn nhằm giải thích các hiện tượng vật lí có liên quan, tạo nên tính trung
thực, nghiêm túc, thận trọng trong khoa học.
2.3.2. Mục tiêu dạy học chương “Chất khí” theo định hướng bồi dưỡng

năng lực thực nghiệm
Với mục đích của đề tài là bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho HS, chúng
tôi xác định mục tiêu năng lực chương này (tập trung vào NLTN) như sau:
Dựa vào bảng 1 các tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm chúng tôi đặt
ra mục tiêu: 100% HS đạt mức 1 trở lên trong đó 90% HS đạt mức 2 và 10%
HS đạt mức 3.

12


2.4. Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Chất khí” ở trường THPT
Qua khảo sát thực trạng dạy học tại một số trường trên địa bàn,chúng
tôi đã thu được một số kết quả sau:
- Hiểu biết chung của GV về PPTN và thực tế vận dụng phương pháp
đó vào trong quá trình dạy học: Hầu hết các GV được khảo sát đều có biết
hoặc có nghe về phương pháp này nhưng một số GV vẫn cho rằng PPTN chỉ
đơn thuần là sử dụng TN trong dạy học nên việc vận dụng phương pháp này
trong giảng dạy là hầu như không có.
- Tình hình dạy học chương chất khí:
+ Việc tiến hành giảng dạy hầu như vẫn được GV diễn đạt bằng lời: mô
tả, giải thích hiện tượng, nhấn mạnh cho HS những kiến thức cơ bản và nội
dung quan trọng, cuối cùng là yêu cầu HS áp dụng công thức làm bài tập. Một
số GV có sử dụng TN trong bộ TN tối thiểu cung cấp để suy ra nội dung định
luật Bôilơ – Mariôt và định luật Sáclơ nhưng là TN do GV biểu diễn, HS chủ
yếu vẫn là nghe và ghi chép. Và qua nhận xét của các GV thì kết quả thu được
từ các TN này cho sai số khá lớn nên tính thuyết phục không cao, nên một số
GV ngại sử dụng, mà chỉ sử dụng kết quả TN mà sách giáo khoa cung cấp.
+ Hầu hết các GV không sử dụng đến BTTN trong quá trình dạy học.
+ Việc tổ chức cho các em tự lực chiếm lĩnh kiến thức chưa được các
GV quan tâm, lý do được đưa ra là do chất lượng HS còn thấp, chuẩn bị cho

một tiết học như vậy tốn khá nhiều thời gian.
- Kỹ năng HS vận dụng PPTN vào quá trình học tập vật lí:
+ Các em thật sự thấy lúng túng trong việc trả lời những câu hỏi liên quan
đến kỹ năng của PPTN như: đề xuất PATN, tiến hành TN, đo đạc, đọc số liệu,
tính toán sai số…
+ Các em ít có dịp được thao tác các TN để nâng cao kĩ năng thực hành.
+ Nhiều HS chưa biết cách đi sâu tìm hiểu bản chất vật lí của các hiện
tượng. Đặc biệt là liên hệ các quá trình trạng thái với thực tiễn còn hạn chế.
- Thái độ học tập của HS:

13


+ Đa số HS còn thụ động, chưa tích cực suy nghĩ mà chỉ ngồi nghe
giảng, ghi chép và học thuộc.
+ Các em thiếu tự tin và khả năng trình bày ý kiến của mình khi thực
hiện các yêu cầu của GV.
Phân tích nguyên nhân của thực trạng
Nguyên nhân khách quan:
- Chương trình SGK còn nhiều hạn chế. Nặng về kiến thức mà coi nhẹ
kỹ năng thực hành và ứng dụng thực tế.
- Cơ sở vật chất của nhà trường còn thiếu thốn, dụng cụ TN không
đồng bộ, độ chính xác kém, số HS trong lớp đông dẫn đến khó khăn trong
việc triển khai các bài học có yêu cầu TN.
- Áp lực thành tích, thi cử, cách thức thi cử còn nhiều nặng nề, chưa
hợp lí, từ đó dẫn đến tình trạng đối phó của GV và HS. GV chủ yếu chỉ lo
nhồi nhét kiến thức cho HS mà ít quan tâm đến việc rèn luyện khả năng tư
duy sáng tạo cho HS.
Nguyên nhân chủ quan:
- Phương pháp giảng dạy truyền thống, chưa kích thích được khả năng

tư duy sáng tạo của HS và chưa khơi dậy được lòng đam mê nghiên cứu vật lí
của HS.
- Khi làm các TN thì hầu hết các GV đều chọn PATN biểu diễn của GV
nên HS không được rèn luyện các kỹ năng thực hành, kỹ năng xử lý các số liệu.
- Năng lực chuyên môn cũng như nghiệp vụ sư phạm của một số GV
chưa đạt yêu cầu, chưa đủ khả năng tìm tòi sáng tạo, cách truyền thụ trong các
giờ dạy còn thiếu. Hầu hết các em HS chưa có thói quen lao động trí óc, ngại suy
nghĩ, gặp những tình huống khó khăn thường trông chờ sự hướng dẫn của GV.
- Việc xây dựng các định luật chất khí được hầu hết các GV tiến hành
theo đúng trình tự trong sách giáo khoa mà chưa quan tâm đến việc bồi dưỡng
năng lực thực nghiệm cho HS.
2.5. Lựa chọn nội dung dạy học bồi dưỡng năng lực thực nghiệm
cho học sinh

14


Để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua vận dụng
PPTN vào trong quá trình dạy học chúng tôi đã lựa chọn một số nội dung dạy
học được thể hiện trong bảng 4:
Bảng. Nội dung dạy học bồi dưỡng năng lực thực nghiệm
TT

Nội dung dạy học bồi dưỡng

Biện pháp

Phương tiện

năng lực thực nghiệm

Định luật Bôilơ – Mariốt

Tổ chức hoạt động lĩnh

Thí nghiệm thực

2

Định luật Sác – lơ

hội kiến thức theo PPTN
Tổ chức hoạt động lĩnh

tập theo nhóm
Thí nghiệm thực

3

hội kiến thức theo PPTN
Bài tập vận dụng các định luật Bài tập thí nghiệm

tập theo nhóm
Thí nghiệm tự

chất khí
3. Giải pháp

làm

1

3.1. Chuẩn bị các điều kiện cần thiết để triển khai dạy học một số
kiến thức chương “Chất khí” nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm vật
lý cho học sinh
3.1.1. Thí nghiệm trong danh mục thiết bị dạy học tối thiểu Vật lý 10
Trong danh mục thiết bị dạy học tối thiểu Vật lí 10 có giới thiệu bộ TN
sử dụng cho các bài giảng phần chất khí.
Bao gồm:
- Áp kế, giới hạn đo (0,5 ÷ 2,0) x

Pa

có thanh trượt gắn với pittông và vít hãm phía sau.
- Pittông dùng hút và nén khí trong xi lanh.
- Giá đỡ xi lanh, có thước đo thể tích của lượng
khí chứa trong xi lanh.
- Xi lanh bằng thủy tinh, dùng chứa lượng khí
cần khảo sát.
- Núm cao su, dùng bịt kín đầu xi lanh.
- Đế ba chân, có vít chỉnh cân bằng.
- Trụ thép inôc, đường kính ɸ10mm.
- Vít hãm, dùng giữ cố định giá đỡ xi lanh.

15


3.2. Thí nghiệm tự làm
Dụng cụ TN được tận dụng bằng các dụng cụ dùng trong y tế. Bao gồm:
- Một bơm tiêm loại lớn, giới hạn đo 60

, độ chia nhỏ nhất 1

để

chứa lượng khí khảo sát.
- Một áp kế giới hạn đo từ 780mmHg – 1060mmHg,
độ chia nhỏ nhất: 2 mmHg (sử dụng đồng hồ đo huyết
áp trong y tế, đồng hồ này đo độ chênh lệch áp suất
giữa cơ thể người và khí quyển, cải tiến thang chia
bằng cách mỗi giá trị trên đồng hồ cộng thêm 760 mmHg).
Áp kế để đo áp suất khí trong xi lanh.
- Một ca đựng nước, một phích nước nóng.
- Một ống cao su nhỏ dùng để nối xi lanh và áp kế.
- Một giá đỡ (có thể sử dụng giá đỡ trong bộ TN tối thiểu trong SGK).
Hình 9
- Một nhiệt kế đo nhiệt độ (giới hạn đo là

C, độ chia nhỏ nhất là

C).
Với PATN mới này, chúng tôi nhận thấy HS có thể tự bố trí các dụng cụ
TN theo ý tưởng riêng của nhóm, qua đó HS có thể nắm rõ hơn mục đích làm
TN. Các dụng cụ TN này khá quen thuộc đối với HS nên các em có thể thấy
việc vận dụng các thiết bị quen thuộc trong cuộc sống vào việc làm TN Vật lý
là khá dễ dàng, các em càng thấy được mối liên hệ giữa Vật lý và thực tế cuộc
sống.
3.3. Bài tập thí nghiệm về “Chất khí”
Để nâng cao hiệu quả cho việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm vật lí
cho HS, chúng tôi đã sưu tầm một số BTTN như sau:
Bài tập1: Cho một ống thủy tinh hẹp được hàn kín một đầu. Ống chứa

một cột khí ngăn cách với không khí bên ngoài bằng một cột thủy ngân. Dùng
một chiếc thước chia độ đến milimét, hãy xác định áp suất khí quyển.
16


Câu hỏi hướng dẫn:
- Viết công thức xác định áp suất khí trong ống khi:
+ đặt ống thẳng đứng với đầu hở hướng lên trên.
+ đặt ống thẳng đứng với đầu hở hướng xuống dưới.
- Viết công thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
Lời giải tóm tắt:
- Khi đặt ống với đầu hở hướng lên trên:
(

;

là chiều dài của cột không khí, S là diện tích tiết diện ngang của ống, ρ là

khối lượng riêng của thủy ngân).
- Khi đặt ống với đầu hở hướng xuống dưới:

;

- Áp dụng định luật Bôilơ – Mariốt:  p 0  pghl1 S  p0  pghl 2 S  p0
(cho rằng cả hai trường hợp nhiệt độ đều như nhau)
- Dùng thước kẻ đo ,

, h.

Bài tập 2:Một quả trứng luộc đã bóc vỏ không thể bỏ lọt vào chai

thủy tinh. Chỉ với một que diêm, em hãy tìm cách bỏ quả trứng vào trong chai
nếu:
- Không dùng tay ấn quả trứng
- Không làm vỡ chai
Câu hỏi hướng dẫn:
+ Nhiệt độ và áp suất ban đầu của khí trong chai như thế nào?
+ Khi đốt que diêm bỏ vào chai áp suất, nhiệt độ khí trong chai thay đổi
như thế nào?
+ So sánh áp suất, nhiệt độ khí trong và ngoài chai sau khi diêm cháy hết?
Bài tập 3: Hai phòng có kích thước bằng nhau, thôngvới nhau bằng
một cửa mở. Tuy nhiên, nhiệt độ trung bình trong hai phòng được duy trì tại
các giá trị khác nhau. Trong phòng nào có nhiều không khí hơn?
Câu hỏi hướng dẫn:

17


+ Viết công thức của phương trình trạng thái khí lí tưởng.
+ Hai phòng có thể tích và áp suất như thế nào ?
Lời giải tóm tắt:
+ Phương trình trạng thái khí lí tưởng:
+ Hai phòng có cùng thể tích và áp suất, phòng nào có nhiệt độ thấp
hơn thì khối lượng không khí nhiều hơn.
Bài tập 4: Một pittông chứa khối khí có thể tích V 1 và nhiệt độ t1 là
270C. Nung nóng đẳng áp khối khí, thì thể tích của khối khí tăng một lượng
∆V, nhiệt độ lúc này là t. Hãy dùng thước kẻ, xác định nhiệt độ của khối khí
lúc này.
Câu hỏi hướng dẫn:
+ Xác định các thông số trạng thái của khối khí
+ Xác định đẳng quá trình của khối khí? Viết công thức cho đẳng quá

trình đó
Lời giải tóm tắt:
+ Trước khi nung:

;

+ Sau khi nung:

;
V

V

1
2
+ Theo công thức của quá trình đẳng áp: T  T  t 2
1
2

+ Dùng thước kẻ đo các đại lượng

thay vào biểu thức của

.

Bài tập 5: Một ống dài L = 25 m hở một đầu, chứa không khí ở áp suất
khí quyển. Nó được nhúng theo phương thẳng đứng vào nước mát trong hồ,
đến khi nước dâng lên tới nửa ống. Giả thiết nhiệt độ là như nhau tại mọi vị trí
và không thay đổi. Hãy dùng thước kẻ, xác định áp suất khí bên trong ống.
Câu hỏi hướng dẫn:

+ Trạng thái ban đầu, khi chưa nhúng ống vừa chạm vào nước thì thể
tích và áp suất của khí được xác định như thế nào ?
18


+ Dùng thước kẻ để xác định đại lượng nào ?
+ Áp dụng đẳng quá trình nào cho khối khí trong ống?
Lời giải tóm tắt:
+ Ban đầu:

,

+ Sau khi nhúng ống vào trong nước:

,


+ Theo công thức của định luật Bôilơ – Mariốt:
+ Đo L’là có thể xác định được

.

Bài tập 6: Cho một bóng đèn điện đã bị cháy. Hỏi phải làm thế nào để
xác định áp suất bên trong bóng đèn đó nếu chỉ có bình hình trụ chứa nước và
một chiếc thước chia độ?
Câu hỏi hướng dẫn:
+ Ta xác định thể tích của bóng đèn như thế nào?
+ Khi tháo chui đèn ra, khi đó áp suất bóng đèn lúc này có bằng áp suất
khí quyển không? Thể tích lúc này được xác định như thế nào?
+ áp suất trước khi tháo chui đèn có phải là áp suất cần tìm không?

+ Coi nhiệt độ là không đổi, ta áp dụng định luật nào để tìm được áp suất
p của bóng đèn?
+ Viết phương trình định luật Bôilơ – Mariốt”
Lời giải tóm tắt:
+ Thận trọng gỡ bỏ chuôi kim loại ở đuôi đèn để bóng đèn không bị vỡ,
nhúng nó chìm hoàn toàn vào nước trong bình, dùng thước đo mức dâng lên
của nước trong bình ∆ . Vẫn để bóng đèn trong nước, bẻ gãy đầu của ống
hút để nước tràn vào trong đèn nhưng khí không thoát ra ngoài.
+ Ở áp suất p cần tìm, khí chiếm toàn bộ thể tích
bỏ qua thể tích của thành thủy tinh:

.

19

của bóng đèn. Nếu


+ Khi đầu ống hút bị bẻ gãy, áp suất khí trong đèn bằng áp suất khí
quyển, thể tích
+ Coi nhiệt độ của khí trong đèn là không đổi, theo định luật Bôilơ –
Mariốt:
pSh1 = poSh2  p
+ Dùng thước đo

,

Bài tập 7: Bơm đầy không khí vào một quả bóng cao su rồi hơ nóng
gần ngọn lửa bếp ga. Hiện tượng gì xảy ra? Quan sát, mô tả, giải thích?
Câu hỏi hướng dẫn:

+ áp suất, thể tích, nhiệt độ không khí trong quả bóng thay đổi như thế
nào khi được bơm đầy không khí và khi đưa lại gần ngọn lửa bếp ga?
+ Khi thể tích tăng vượt quá giới hạn cho phép thì qua bóng sẽ như thế nào?
Bài tập 8: Cho dụng cụ sau: Bộ TN khảo sát định luật Sác – lơ. Hãy
nêu PATN và tiến hành TN kiểm chứng PTTT của chất khí.
Câu hỏi hướng dẫn:
+ Viết biểu thức định luật Sác – lơ?
+ Để kiểm chứng định luật Sác – lơ ta cần kiểm chứng điều gì? Bằng
cách nào?
+ Với bộ TN đã cho, nêu PATN?
+ Giữa quá trình biến đổi trạng thái trong định luật Sác – lơ và trong
PTTT chất khí có điểm khác nhau cơ bản gì?
+ Để kiểm chứng PTTT chất khí là ta cần kiểm chứng biểu thức nào?
+ Dựa vào PATN kiểm chứng định luật Sác – lơ, nêu PATN kiểm chứng
PTTT?
Lời giải tóm tắt:
+ Kiểm chứng định luật Sác – lơ
+ Kiểm chứng PTTT của chất khí:
Cố định pittông ở vị trí 1, ghi nhận các giá trị
20

,

,

.


Dịch chuyển pittông đến vị trí 2, xác định
giá trị ổn định

, ghi nhận giá trị tương ứng của

, thay đổi nhiệt độ đến
.

Tiếp tục dịch chuyển pittông đến các vị trí khác, thực hiện tương tự trên.
Tính các tỉ số

trong các lần đo. So sánh các thương số

trong

phạm vi sai số.
Bài tập 9: Một bình thép có chứa 300g khí ammoniac ở áp suất
1,35.106 Pa và nhiệt độ t10C. Bình được kiểm tra sau đó, nhiệt độ hạ xuống là
t20C và áp suất là 8,7.105 Pa. Có bao nhiêu gam khí thoát khỏi bình ?
Câu hỏi hướng dẫn:
+ Viết PTTT của khí trước và sau khi kiểm tra.
+ Tiến hành TN đo nhiệt độ

,

để xác định khối lượng khí thoát khỏi

bình.
Lời giải tóm tắt:
Phương trình trạng thái của khí
Lúc đầu:

; Lúc sau:

p
m
T
m ( pT ' p' T )

 p(m  m' )T ' mp' T '  m 
p ' ( m  m' ) T '
p
T'

Thay số : m = 300g, T = t 1 + 273, p = 1,35.10 6 Pa, T’ = t2+ 273, p’ =
8,7.105Pa.
 m

m ( pT ' p ' T )
p
T'

Đo nhiệt độ

và

là ta xác định được m’.

Bài tập 10: Một píttông có chứa khối khí ở bên trong nhiệt độ ban đầu
là t1, áp suất là p1. Hơ nóng khối khí đến nhiệt độ t 2. Hãy dùng những quả cân
để xác định nhiệt độ t2 của khối khí. Bỏ qua khối lượng của píttông và ma sát
giữa píttông và xilanh.

21


Câu hỏi hướng dẫn:
+ Bỏ qua ma sát giữa píttông và xilanh và khối lượng của píttông thì áp
suất ban đầu của khối khí được xác định như thế nào?
+ Lập phương án để giải bài toán với những quả cân? Áp dụng định
luật nào?
+ Viết công thức liên hệ giữa khối lượng và áp suất tác dụng vào khối khí?
Lời giải tóm tắt:
+ Đặt những quả cân lên píttông, sao cho píttông vẫn giữ nguyên vị trí cũ.
+ Áp dụng định luật Sác – lơ:
Xem khối lượng các quả cân sẽ xác định được giá trị

.

Bài tập 11: Một khí cầu bằng cao su kín chứa khí rất nhẹ. Thả khí
cầu ra và nó bay lên trong khí quyển. Mô tả và giải thích nhiệt độ của khí và
kích thước của khí cầu.
Câu hỏi hướng dẫn:
+ Khối lượng riêng của khí cầu so với khối lượng riêng của không khí
như thế nào?
+ Nhiệt độ của khí cầu và nhiệt độ của môi trường xung quanh như thế nào?
+ Nếu coi nhiệt độ khối khí thay đổi không đáng kể thì kích thước của
khí cầu sẽ như thế nào?
Bài tập 12: Một xi lanh kín hai đầu được chia làm hai phần bằng nhau
nhờ một pittông cách nhiệt, mỗi phần có chiều dài
nhau ở nhiệt độ
phần kia đi

chứa một lượng khí như

. Nung nóng một phần xi lanh thêm

và làm lạnh

. Dùng thước kẻ hãy xác định khoảng dịch chuyển của

pittông.
Câu hỏi hướng dẫn:

22


+ Cần khảo sát lượng khí ở những trạng thái nào?
+ Trước và sau khi pittông dịch chuyển, áp suất khí ở 2 bên xi lanh như
thế nào?
+ Viết PTTT cho phần khí bị nung nóng và phần khí bị làm lạnh?
+ Xác định hướng dịch chuyển của pittông?
+ Nêu PATN để xác định

?

Lời giải tóm tắt:
+ Áp dụng PTTT cho phần khí bị nung nóng:
+ Áp dụng PTTT cho phần khí bị làm lạnh:



V1 V2


Vì T1 > T2 nên suy ra V1> V2  Pittông dịch chuyển về phía
T1 T2

phần bị làm lạnh.
- Gọi đoạn dịch chuyển của pittông là x, ta có:
Dùng thước kẻ đo

, xác định được x

 Pittông dịch chuyển 1 đọan x = 1cm về phía bị làm lạnh
Bài tập 13: Đổ một ít nước sôi vào trong một vỏ lon côca côla (khoảng
1/3 lon), cẩn thận bịt kín nắp lon để tránh bị bỏng. Đặt toàn bộ vào ca nhựa
lớn hơn rồi rưới nhẹ nước lã vào. Hiện tượng gì xảy ra? Quan sát, mô tả, giải
tích hiện tượng?
Câu hỏi hướng dẫn:
+ Khi đổ một ít nước sôi vào 1/3 lon côca, bịt kín nắp, áp suất khí bên
trong và ngoài lon như thế nào?
+ Khi rưới nhẹ nước lả lên lon, nhiệt độ khí trong lon thay đổi như thế
nào? So sánh áp suất trong và ngoài lon lúc này?
3.4. Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm: chủ đề chất khí
23


CHỦ ĐỀ : CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CHẤT KHÍ
VẬT LÍ 10
I. Xác định vấn đề cần giải quyết của chủ đề
Kiến thức về chất khí được trình bày trong chương trình lớp 10- THPT.
Các định luật về chất khí có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày và
trong khoa học kĩ thuật. Với sự trình bày của SGK hiện nay sẽ không tạo điều

kiện để học sinh chiếm lĩnh kiến thức vững chắc và rất khó để tổ chức các
hoạt động nhằm phát triển năng lực của học sinh. Vì vậy chủ đề các định luật
về chất khí bao gồm kiến thức của các bài:
Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi - Lơ Mari ốt.
Bài 30: Quá trình đẳng tích. Định luật Sác lơ.
Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng.
Các nhiệm vụ học tập giao cho học sinh thực hiện trong thời gian 1
tuần trước khi tổ chức giờ học trên lớp sẽ góp phần trong việc phát triển các
năng lực của học sinh. Sau khi học xong chủ đề học sinh có đầy đủ các kiến
thức về chất khí và các năng lực chuyên biệt để phát hiện kiến thức, ứng dụng
để giải thích các hiện tượng trong vật lý.
II. Nội dung kiến thức cần xây dựng trong chuyên đề
Việc xây dựng chuyên đề “ Các định luật về chất khí ” dựa trên cơ sở lí
thuyết: Thuyết động học phân tử chất khí,... Nội dung kiến thức trong chuyên
đề được tổ chức dạy học trong 4 tiết:
+ Tiết 1: Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái. Định nghĩa các
đẳng quá trình.
+ Tiết 2: Định luật Bôilơ Ma riốt. Định luật Sác lơ. Khí thực và khí lý tưởng.
+ Tiết 3: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng. Định luật
Gayluyxắc.

24


+ Tiết 4: Định nghĩa, đặc điểm của đường đẳng nhiệt, đường đẳng tích,
đường đẳng áp. Độ không tuyệt đối.
Phương pháp được sử dụng trong quá trình tổ chức dạy học là phương
pháp tìm tòi khám phá và thực nghiệm. Các bước xây dựng kiến thức tuân
theo tiến trình nghiên cứu khoa học, nhằm bồi dưỡng được nhiều năng lực
thành phần của năng lực chuyên biệt môn Vật lý, cụ thể là giao cho học sinh

tìm hiểu các hiện tượng xảy ra trong thực tế.
III. Chuẩn kiến thức, kĩ năng và một số năng lực có thể được phát triển
1. Kiến thức.
Phát biểu được nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí.
Nêu được các đặc điểm của khí lí tưởng.
Phát biểu được các định luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt, Sác-lơ.
Nêu được nhiệt độ tuyệt đối là gì.
Nêu được các thông số p, V, T xác định trạng thái của một lượng khí.
Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng

pV
 const .
T

2. Kĩ năng
Vận dụng được phương trình trạng thái của khí lí tưởng, các định luật
về chất khí để giải các dạng bài tập có liên quan.
Vẽ được đường đẳng tích, đẳng áp, đẳng nhiệt trong các hệ toạ độ.
- Tìm tòi, khai thác thu thập thông tin, quan sát hiện tượng và phân tích,
tổng hợp.
- Đọc và hiểu tài liệu.
3. Thái độ
- Có tinh thần học hỏi, hứng thú học tập, tích cực tự chủ chiếm lĩnh
kiến thức.
- Có tinh thần học tập hợp tác.
4. Năng lực có thể phát triển

25