Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm vật lí vào dạy học chương chất khí vật lí 10 ( theo sách giáo khoa vật lí 10 thí điểm ban khoa giáo tự nhiên)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (759.83 KB, 67 trang )
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA VẬT LÝ
---------------------------
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VẬT LÝ
VÀO DẠY HỌC CHƢƠNG "CHẤT KHÍ" VẬT LÝ 10
(theo sách giáo khoa vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên )
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
CHUYÊN NGÀNH PHƢƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VẬT LÝ
Người hướng dẫn: TS PHẠM THỊ PHÚ
Người thực hiện :
SV NGUYỄN ĐÌNH ĐẠT
Lớp
41A- khoa Vật lý
:
1
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
MỤC LỤC
trang
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài……………………………………………….…………4
2. Mục đích nghiên cứu………………………………………….…………..5
3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu……………………………………….5
4. Giả thuyết khoa học……………………………………………………….5
5. Nhiệm vụ nghiên cứu………………………………………….…………..6
6. Phƣơng pháp nghiên cứu……………………………………………….….6
7. Những kết quả nghiên cứu đạt đƣợc………………………………………7
Chƣơng 1. PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VẬT LÝ VÀ DẠY HỌC VẬT LÝ BẰNG
PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
1.1.Phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý …………………………….………….9
1.2.Phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý trong dạy học………………………..10
1.3. Quan điểm xây dựng chƣơng trình sách giáo khoa thí điểm ban khoa học
tự nhiên………………………….………………………………………16
1.4. Nội dung, cấu trúc logic chƣơng "chất khí"theo sách giáo khoa Vật lý 10
thí điểm ban khoa học tự nhiên….……………………………………...17
1.5.Thực trạng phƣơng pháp dạy học Vật lý ở trƣờng THPT và sử dụng
phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học Vật
lý………………..……………….23
1.6. Lắp ráp xây dựng các thí nghiệm Vật lý phục vụ dạy học chƣơng "chất
khí" theo sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên……25
Chƣơng 2. SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VẬT LÝ VÀO DẠY HỌC
CHƢƠNG "CHẤT KHÍ" VẬT LÝ 10
2
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
2.1.Sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm trong bài học xây dựng tri thức
mới………….…………………………………………………………...37
2.2. Sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm trong bài học thí nghiệm thực hành
Vật lý………...………………………………………………………….46
2.3. Sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm trong bài học bài tập Vật
lý………..51
Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích thực nghiệm…………………………………………………..56
3.2.
Đối
tƣợng
thực
nghiệm……………………………………….…………56
3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm………………………………………………….57
3.4. Nội dung thực nghiệm…………………………………………………..57
3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm…………………………………………..58
KẾT LUẬN………………..……………………………………………………...60
Tài liệu tham khảo………………………………………………….………...62
3
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay đất nƣớc ta đang bƣớc vào thời kỳ cơng nghiệp hố, hiện đại hố
đất nƣớc. Thực tế này địi hỏi ngành giáo dục phải có sự đổi mới sâu sắc về mục
tiêu giáo dục và phƣơng pháp giảng dạy. Điều này thể hiện rõ trong nghị quyết hội
nghị ban chấp hành trung ƣơng Đảng Cộng Sản Việt Nam lần thứ hai khoá VIII.
Trên tinh thần mục tiêu nhiệm vụ chung của giáo dục cùng với những đặc
điểm của môn Vật lý, các nhà giáo dục đã soạn ra hai bộ sách giáo khoa Vật lý 10
thí điểm dành cho ban khoa học tự nhiên. Trong chƣơng trình sách giáo khoa mới
ngƣời ta rất quan tâm đến việc bồi dƣỡng phƣơng pháp nhận thức Vật lý cho học
sinh. Trong đó việc bồi dƣỡng phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý cho học sinh là
một nhiệm vụ rất quan trọng và cấp bách với ban khoa học tự nhiên thì lại càng cần
thiết hơn. Phƣơng pháp thực nghiệm là phƣơng pháp nhận thức có hiệu quả trên
con đƣờng đi tìm chân lý khách quan. Đặc biệt giúp cho học sinh có năng lực sử
dụng các dụng cụ Vật lý, những dụng cụ đo lƣờng, kỹ năng lắp ráp các thiết bị để
thực hiện các thí nghiệm Vật lý, vẽ biểu đồ xử lí đo đạc để rút ra kết luận. Những
kỹ năng này giúp cho học sinh có thể thích ứng với các hoạt động lao động sản xuất
trong sự nghiệp cơng nghiệp hố hiện đại hố đất nƣớc. Mặt khác trong q trình
thực hành thí nghiệm Vật lý với sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa quan sát thực
nghiệm và suy luận lý thuyết để đạt đƣợc sự thống nhất giữa lý luận và thực tiễn,
rèn luyện cho học sinh phƣơng pháp tƣ duy sáng tạo, phân tích tổng hợp, khái quát
hoá vấn đề, khả năng dự đoán xây dựng kiến thức mới dựa trên quan sát hiện tƣợng
tự nhiên và thí nghiệm Vật lý.
Mặc dù kỹ năng sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm trong nhận thức là một kỹ
4
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
năng khơng thể thiếu đƣợc của học sinh trong thời đại mới. Song trong thực tế dạy
học hầu hết các giáo viên chƣa quan tâm đến việc bồi dƣỡng phƣơng pháp thực
nghiệm Vật lý cho học sinh. Cịn một số ít giáo viên quan tâm đến vấn đề này thì
cũng chƣa thực sự đƣa ra đƣợc những phƣơng án hoạt động có hiệu quả. Bộ sách
giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên là một bộ sách mới đƣợc ban
hành, nó đƣợc soạn thảo trên quan điểm đổi mới phƣơng pháp dạy học, trong đó
phƣơng pháp thực nghiệm rất đƣợc coi trọng. Song để giảng dạy theo đúng quan
điểm mà bộ sách đƣa ra lại là một vấn đề không đơn giản, nhất là chƣơng "chất
khí" trong bộ sách Vật lý 10, là một chƣơng mà các định luật đƣợc xây dựng bằng
phƣơng pháp thực nghiệm, đây là một nội dung khó dạy.
Từ những vấn đề lý luận và thực tiễn nêu trên, đƣợc sự hƣớng dẫn của TS
Phạm Thị Phú tôi đã chọn đề tài: "Nghiên cứu sử dụng phƣơng pháp thực
nghiệm Vật lý vào dạy học chƣơng "chất khí" Vật lý 10 theo sách giáo khoa
thí điểm ban khoa học tự nhiên"
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý vào dạy học chƣơng
"Chất khí" theo sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên.
3. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊM CỨU
- Khách thể nghiên cứu là quá trình dạy học môn Vật lý 10.
- Đối tƣợng nghiên cứu:
+ Phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý.
+ Dạy học Vật lý bằng phƣơng pháp thực nghiệm.
4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Có thể sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý vào dạy học chƣơng "Chất
khí" theo sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên trong điều kiện
hiện nay của nhà trƣờng phổ thơng nƣớc ta, nhờ đó góp phần bồi dƣỡng phƣơng
pháp thực nghiệm Vật lý cho học sinh.
5
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý, các biện pháp sử dụng phƣơng pháp
thực nghiệm Vật lý trong dạy học Vật lý.
- Tìm hiểu quan điểm xây dựng chƣơng trình sách giáo khoa thí điểm ban khoa học
tự nhiên.
- Phân tích nội dung, cấu trúc logic chƣơng "Chất khí" của hai bộ sách giáo khoa
Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên của hai nhóm tác giả Nguyễn Thế Khơi
(Bộ sách thứ nhất) và Lƣơng Dun Bình (Bộ sách thứ hai), so sánh với chƣơng
trình sách giáo khoa hiện hành.
- Nghiên cứu lắp ráp xây dựng các thí nghiệm Vật lý phục vụ dạy học chƣơng
"Chất khí" theo sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên.
- Tìm hiểu thực trạng phƣơng pháp dạy học vật lý ở một số trƣờng phổ thông,
phƣơng pháp thực nghiệm đƣợc sử dụng nhƣ thế nào? Những khó khăn mắc phải
và phƣơng án khắc phục.
- Các phƣơng án sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý dạy học chƣơng "Chất
khí" theo sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên.
- Thực nghiệm sƣ phạm đánh giá tính khả thi của phƣơng án đề xuất.
6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu lý luận:
Nghiên cứu những tài liệu về phƣơng pháp thực nghiệm ,về đổi mới phƣơng
pháp dạy học, sách giáo khoa thí điểm....
- Nghiên cứu thực tiễn:
Điều tra quan sát các mối quan hệ thực tiễn thu thập tổng hợp và xử lý thông
tin để đƣa ra phƣơng án giải quyết.
- Nghiên cứu sản phẩm hoạt động để đánh giá tính hiệu quả của phƣơng pháp
giảng dạy.
6
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
- Thực nghiệm sƣ phạm.
7. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẠT ĐƢỢC
Các kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận văn gồm 62 trang có cấu
trúc nhƣ sau:
Mở đầu.
Chƣơng 1. Phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý và dạy học Vật lý bằng phƣơng pháp
thực nghiệm.
1.1. Phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý.
1.2. Phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý trong dạy học.
1.3. Quan điểm xây dựng chƣơng trình sách giáo khoa thí điểm ban khoa học
tự nhiên.
1.4. Nội dung, cấu trúc logic chƣơng "chất khí"theo sách giáo khoa Vật lý 10
thí điểm ban khoa học tự nhiên
1.5. Thực trạng phƣơng pháp dạy học Vật lý ở trƣờng THPT và sử dụng
phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý trong dạy học Vật lý.
1.6. Lắp ráp xây dựng các thí nghiệm Vật lý phục vụ dạy học chƣơng "chất
khí" theo sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên.
Chƣơng 2. Sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý vào dạy học chƣơng"chất
khí" Vật lý 10.
2.1. Sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý trong bài học xây dựng tri thức
mới.
2.2. Sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm trong bài học thí nghiệm thực hành
Vật lý.
2.3. Sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm trong bài học bài tập Vật lý.
Chƣơng3. Thực nghiệm sƣ phạm.
3.1. Mục đích thực nghiệm.
7
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
3.2. Đối tƣợng thực nghiệm.
3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm.
3.4. Nội dung thực nghiệm.
3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm.
Kết luận
Tài liệu tham khảo
**********************************
8
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
CHƯƠNG 1: PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VẬT LÝ VÀ DẠY HỌC
VẬT LÝ BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
1.1 PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VẬT LÝ
Vật lý là một khoa học thực nghiệm. Phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý là một
phƣơng pháp nhận thức Vật lý phổ biến khơng thể thiếu trên con đƣờng đi tìm chân
lý. Chỉ có thực nghiệm Vật lý mới kiểm tra đƣợc tính đúng đắn của tri thức Vật lý.
Phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý do nhà Vật lý Galilê xây dựng vào đầu thế
kỹ XVII và đƣợc các nhà khoa học khác hoàn chỉnh. Spaski đã nêu lên thực chất
của phƣơng pháp thực nghiệm nhƣ sau:
Xuất phát từ quan sát và thực nghiệm nhà khoa học xây dựng một giả thuyết
(dự đoán). Giả thuyết đó khơng chỉ đơn thuần là sự tổng qt hố các sự kiện thực
nghiệm, nó cịn chứa đựng một cái gì mới mẽ khơng có sẵn trong từng thí nghiệm
cụ thể. Bằng phép suy luận logic và bằng tốn học, các nhà khoa học có thể từ giả
thuyết đó mà rút ra một số hệ quả, tiên đốn một số sự kiện mới trƣớc đó chƣa biết
đến. Những hệ quả và sự kiện đó lại có thể dùng thực nghiệm mà kiểm tra lại đƣợc,
và nếu sự kiểm tra thành cơng, nó khẳng định một giả thuyết, biến giả thuyết thành
định luật chính xác.
Nhƣ vậy phƣơng pháp thực nghiệm khơng phải chỉ làm những thí nghiệm một
cách mị mẩm ngẫu nhiên, mà phải thông qua những quan sát ban đầu, những vấn
đề mâu thuẫn nhận thức... Từ đó nêu lên những vấn đề cần giải đáp để rồi rút ra giả
thuyết. Giả thuyết đó ngồi việc có thể giải thích đƣợc các vấn đề mâu thuẫn nêu
trên nó còn bao gồm những vấn đề rộng lớn hơn,tổng quát hơn mà trƣớc đó ta chƣa
biết đến. Từ giả thuyết đó rút ra các hệ quả logic và xây dựng các phƣơng án thí
nghiệm để kiểm tra. Các thí nghiệm phải vạch rõ đƣợc mục đích thí nghiệm phải
biết thí nghiệm nhằm làm sáng tỏ điều gì ? Để hỏi thiên nhiên cái gì ? Đó là một
9
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
chuỗi của sự thống nhất giữa lý thuyết và thực nghiệm để nhằm tìm ra chân lý
khách quan, áp dụng để giải quyết những vấn đề trong thực tế.
Phƣơng pháp thực nghiệm theo nghĩa trên là bao gồm cả quá trình xây dựng lý
thuyết đến việc kiểm tra bằng thực nghiệm. Tuy nhiên trong thực tế phát triển của
Vật lý học quá trình hình thành một định luật hay một thuyết Vật lý là một q
trình lâu dài, có khi cả hàng chục năm mới xây dựng đƣợc một giả thuyết mà phải
đến rất lâu sau ngƣời ta mới có thể kiểm tra bàng thực nghiệm, hay là cả một đời
ngƣời chỉ làm một thí nghiệm để kiểm tra một hệ quả. Nhƣ Maikenxơn đã dành cả
cuộc đời mình để đi tìm ngọn gió ête... Do vậy ngày nay ngƣời ta phân ra hai
nghành Vật lý: Vật lý lý thuyết và Vật lý thực nghiệm.
Theo cách phân chia này thì phƣơng pháp thực nghiệm có thể hiểu theo nghĩa
hẹp là:
Từ giả thuyết đã biết rút ra hệ quả và dùng thí nghiệm để kiểm tra hệ quả đó.
Nhà Vật lý thực nghiệm khơng nhất thiết phải tự mình xây dựng giả thuyết mà giả
thuyết đó đã có ngƣời khác đề ra rồi nhƣng chƣa kiểm tra đƣợc. Song trong dạy học
cách hiểu này mang tính giáo dục khơng cao bằng cách hiểu trên do đó ở đây chúng
ta vẫn hiểu phƣơng pháp thực nghiệm theo quan điểm mà Galilê đã xây dựng.
1.2 PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ
1.2.1. Các giai đoạn của phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý
Để cho học sinh có thể bằng hoạt động của mình chiếm lĩnh đƣợc tri thức thì
cách tốt nhất là dạy học phỏng theo phƣơng pháp nghiên cứu của các nhà khoa
học. Dựa trên cơ sở phƣơng pháp thực nghiêm Vật lý của các nhà khoa học cùng
với những đặc điểm của việc nghiên cứu Vật lý của học sinh ở trƣờng phổ thông
ngƣời ta đã chia phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý thành các giai
đoạn sau:
10
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
- Giai đoạn 1: Giáo viên mơ tả hồn cảnh thực tiễn hay biểu diển một và thí
nghiệm và u cầu học sinh dự đốn diễn biến của hiện tƣợng, tìm nguyên nhân
hoặc xác lập mối quan hệ nào đó. Tóm lại nêu lên một câu hỏi mà học sinh chƣa
biết câu trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tịi mới trả lời đƣợc.
- Giai đoạn 2: Giáo viên hƣớng dẫn gợi ý cho học sinh xây dựng một câu trả lời dự
đoán ban đầu, dựa vào sự quan sát tỉ mĩ, kỹ lƣỡng, vào kinh nghiệm bản thân, vào
những kiến thức đã có……(xây dựng giả thuyết) những dự đốn này có thể cịn thơ
sơ có vẽ hợp lý nhƣng chƣa chắc chắn.
- Giai đoạn 3: Từ giả thuyết dùng suy luận logic hay suy luận toán học suy ra hệ
quả: Dự đoán một hiện tƣợng trong thực tiễn một mối quan hệ giữa các đại lƣợng
Vật lý.
- Giai đoạn 4: Xây dựng và thực hiện một phƣơng án thí nghiệm để kiểm tra xem
hệ quả dự đốn ở trên có phù hợp với kết quả thực nghiệm khơng. Nếu phù hợp thì
giả thuyết trở thành chân lý, nếu khơng phù hợp thì phải xây dựng giả thuyết mới.
- Giai đoạn 5: Từ giả thuyết đã đƣợc kiểm nghiệm giáo viên hƣớng dẫn học sinh
phát biểu thành tri thức Vật lý.
- Giai đoạn 6: Ứng dụng kiến thức. Học sinh vận dụng kiến thức để giải thích hay
dự đốn một số hiện tƣợng trong thực tiễn để nghiên cứu các thiết bị kỹ thuật.
Thông qua đó, trong một số trƣờng hợp sẽ đi tới giới hạn áp dụng của kiến thức và
xuất hiện mâu thuẩn nhận thức mới cần đƣợc giải quyết.
Chúng ta có thể biểu diễn mối quan hệ giữa các giai đoạn của phƣơng pháp
thực nghiệm trong dạy học Vật lý bằng sơ đồ sau:
Vấn đề
Hệ quả
logic
Giả
thuyết
Thí nghiệm
kiểm tra
Thực tiễn
11
Tri thức
Vật lý
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
Hình 1.1 Sơ đồ mối quan hệ giữa các giai đoạn phƣơng pháp thực nghiệm
1.2.2. Bồi dƣỡng phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý cho học sinh.
Để bồi dƣỡng phƣơng pháp thực nghiệm Vật lý cho học sinh tốt nhất là hãy
cho học sinh tham gia trực tiếp vào các giai đoạn của phƣơng pháp thực nghiệm
bằng chính hoạt động của các em trong những bài học Vật lý. Để cho các em hiểu
đƣợc phƣơng pháp thực nghiệm là gì ? Các giai đoạn của phƣơng pháp thực
nghiệm và rèn luyện cho các em có kỹ năng, kỹ xảo thực hiện các bƣớc của phƣơng
pháp thực nghiệm .
Trong điều kiện học tập ở nhà trƣờng không phải bài học nào ta cũng có thể cho
học sinh tham gia đầy đủ vào tất cả các giai đoạn của phƣơng pháp thực nghiệm
đƣợc. Do đó để bồi dƣỡng phƣơng pháp thực nghiệm có hiệu quả giáo viên cần xác
định đƣợc bài học nào có thể sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm và bồi dƣỡng
phƣơng pháp thực nghiệm cho học sinh. Đó là những bài học mà việc xây dựng giả
thuyết khơng địi hỏi một sự phân tích q phức tạp và có thể kiểm tra giả thuyết
bằng những thí nghiệm đơn giản, sử dụng những dụng cụ đo lƣờng mà học sinh đã
quen thuộc.
Tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của từng bài học và khã năng của học sinh mà
giáo viên có thể cho học sinh tham gia tham gia vào các giai đoạn của phƣơng pháp
thực nghiệm ở những mức độ khác nhau.
* Giai đoạn 1: Có thể cho học sinh tham gia ở các mức độ sau:
- Mức độ 1: Học sinh phát hiện ra vấn đề sau khi giáo viên đƣa ra một câu hỏi, giới
thiệu một hiện tƣợng tự nhiên hay làm một thí nghiệm đơn giản nào đó.
12
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
- Mức độ 2: Vấn đề đƣợc học sinh phát hiện sau khi giáo viên tạo ra một hồn cảnh
đặc biệt trong đó xuất hiện những điều mới lạ lôi cuốn sự chú ý, gây cho họ sự
ngạc nhiên tị mị, muốn tìm hiểu.
- Mức độ 3: Vấn đề xuất hiện sau khi giáo viên nhắc lại một vấn đề, một
hiện tƣợng có chổ chƣa hoàn chỉnh mà học sinh đã biết và yêu cầu học sinh phát
hiện ra những chổ chƣa hoàn chỉnh cần tiếp tục nghiên cứu. Học sinh phát hiện ra
và tự thấy một nhu cầu cần tìm hiểu.
* Giai đoạn 2: Việc đƣa ra một giả thuyết hợp lý là một giai đoạn khó khăn trong
q trình nghiên cứu của học sinh bởi các định luật Vật lý có nội dung rất phức tạp
do đó để đƣa ra một giả thuyết học sinh cần phải có một kỹ năng phân tích tổng
hợp sắc sảo. Đây là yếu tố mà giáo viên cần tạo lập cho học sinh, nó là yếu tố tạo
nên tƣ duy sáng tạo của học sinh, ở giai đoạn này học sinh có thể tham gia ở các
mức độ sau:
- Mức độ 1: Dự đốn định tính: Học sinh nêu ra dự đốn về ngun nhân chính,
mối quan hệ chính chi phối các hiện tƣợng sau khi quan sát các hiện tƣợng thực tế,
các thí nghiệm và nghe các câu hỏi hƣớng dẫn định hƣớng của giáo viên . Có thể
học sinh sẽ đƣa ra nhiều dự đốn khác nhau mà giáo viên phải tìm cách hƣớng dẫn
cho học sinh cách loại bỏ các giả thuyết không hợp lý đó.
- Mức độ 2: Dự đốn định lƣợng: Những quan sát đơn giản khó có thể dẫn tới một
dự đoán về mối quan hệ hàm số định lƣợng giữa các đại lƣợng Vật lý biểu diễn các
đặc tính của sự vật, các mặt của hiện tƣợng. Do đó ở mức độ này học sinh có thể
gặp một số khó khăn trong q trình phân tích xử lý số liệu để đƣa ra đƣợc hàm số
phụ thuộc nên giáo viên cần phát huy vai trò là ngƣời dẫn dắt học sinh đi đến giả
thuyết đúng.
- Mức độ 3: Những giả thuyết phức tạp địi hỏi phải có một sự quan sát tỉ mỉ, một
sự tổng hợp nhiều sự kiện thực nghiệm, khơng có điều kiện thực nghiệm ở lớp.
13
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
Trong trƣờng hợp này giáo viên có thể dùng phƣơng pháp kể chuyện lịch sử để giới
thiệu cho học sinh biết các giả thuyết mà các nhà bác học đã đƣa ra.
* Giai đoạn 3: Đây là giai đoạn yêu cầu học sinh sử dụng khả năng tƣ duy logic và
tƣ duy toán học của mình để đƣa ra hệ quả từ giả thuyết. Thơng thƣờng những hệ
quả logic ở trƣờng phổ thông là không quá khó nên ta có thể hƣớng dẫn học sinh tự
giải quyết đƣợc. Điều cốt yếu là phải hƣớng dẫn học sinh sao cho hệ quả thu đƣợc
phải đơn giản và có thể quan sát đo lƣờng đƣợc trong thực tế, các thí nghiệm có thể
thực hiện đƣợc trong điều kiện cho phép các mức độ của giai đoạn này là:
- Mức độ 1: Hệ quả có thể quan sát, đo lƣờng trực tiếp đƣợc. Đây thƣờng là các hệ
quả đơn giản mà học sinh có thể suy ra trực tiếp từ giả thuyết bằng các tƣ duy logic
không quá phức tạp.
- Mức độ 2: Hệ quả không quan sát trực tiếp bằng các dụng cụ mà phải tính tốn
gián tiếp qua việc đo các đại lƣợng khác. Ở mức độ này học sinh có thể gặp khó
khăn trong việc phát hiện thấy mối quan hệ giữa những đại lƣợng cần kiểm tra và
những đại lƣợng có thể trực tiếp đo đƣợc bằng thí nghiệm, do đó giáo viên có thể
hƣớng dẫn gợi ý cho học sinh về mối quan hệ này.
- Mức độ 3: Hệ quả suy ra trong điều kiện lý tƣởng: Trong trƣờng hợp này học sinh
sẽ gặp lúng túng vì khơng biết làm sao loại bỏ đƣợc các yếu tố chi phối, do đó giáo
viên cần lƣu ý cho học sinh biết là trong trƣờng hợp này ta chỉ kiểm nghiệm hệ quả
một cách gần đúng thơi.
* Giai đoạn 4: Bố trí thí nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả logic.
- Mức độ 1: Thí nghiệm đơn giản, học sinh đã biết cách thực hiện các phép đo, sử
dụng dụng cụ đo, ở mức độ học sinh có thể tự lập ra phƣơng án thí nghiệm khi giáo
viên dao cho học sinh những dụng cụ cần thiết.
14
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
- Mức độ 2: Học sinh đã biết nguyên tắc đo các đại lƣợng nhƣng việc bố trí thí
nghiệm cho sát với điều kiện lý tƣởng có khó khăn. Trong trƣờng hợp này giáo
viên có thể hƣớng dẫn hoặc đƣa ra phƣơng án bố trí thí nghiệm cho học sinh.
- Mức độ 3: Các thí nghiệm kiểm tra quá phức tạp và tinh tế mà không thể thực
hiện ở trƣờng phổ thông đƣợc. Trong trƣờng hợp này giáo viên mơ tả cách bố trí thí
nghiệm rồi thông báo kết quả cho học sinh.
* Giai đoạn 5: Hợp thức hoá giả thuyết thành tri thức Vật lý.
- Mức độ 1: Học sinh tự phát biểu đƣợc tri thức Vật lý dựa vào giả thuyết đã xây
dựng.
- Mức độ 2: Học sinh phát biểu tri thức Vật lý nhƣng còn thiếu một số điều kiện,
giáo viên cần bổ sung và phát biểu lại một cách đầy đủ.
- Mức độ 3: Tri thức Vật lý phức tạp học sinh chƣa nhận thấy mối quan hệ cụ thể,
giáo viên cần phải hƣớng dẫn gợi ý cụ thể để học sinh nhận thấy đƣợc mối quan hệ
chíh sau đó giáo viên phát biểu lại một cách chính xác tri thức Vật lý.
* Giai đoạn 6: Những ứng dụng của các định luật Vật lý thƣờng có 3 dạng: Giải
thích hiện tƣợng, dự đoán hiện tƣợng và chế tạo thiết bị đáp ứng một yêu cầu nào
đó của đời sống sản xuất.
- Mức độ 1: Học sinh vận dụng định luật Vật lý để giải thích, làm sáng tỏ nguyên
nhân của hiện tƣợng nào đó hoặc tính tốn một số bài tập đơn giản nào đó trong
điều kiện lý tƣởng.
- Mức độ 2: Ứng dụng trong một số thiết bị kỹ thuật đã đƣợc đơn giản hố để có
thể chỉ cần áp dụng một vài đinh luật Vật lý (chỉ cần quan tâm đến nguyên tắc Vật
lý của nó).
- Mức độ 3: Xét những ứng dụng kỹ thuật thực tế trong cuộc sống mà ở đó các
định luật Vật lý khơng chỉ áp dụng đơn thuần nguyên lý mà còn phải có những giải
pháp kỹ thuật nhất định để làm cho các hiện tƣợng Vật lý có hiệu quả cao, sao cho
15
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
thiết bị đƣợc sử dụng thuận tiện trong đời sống. Loại ứng dụng này học sinh không
những phải vận dụng những định luật Vật lý vừa đƣợc thiết lập mà còn phải vận
dụng tổng hợp những hiểu biết những kinh nghiệm về nhiều lĩnh vực khác nhau
của Vật lý.
Nhƣ vậy để bồi dƣỡng phƣơng pháp thực nghiệm cho học sinh ta dựa vào nội
dung bài học và dạng bài học cụ thể mà có thể cho học sinh trải qua cả 6 giai đoạn
của phƣơng pháp thực nghiệm hay là cho học sinh tham gia vào từng bƣớc cụ thể
của một giai đoạn nào đó nhằm rèn luyện kỹ năng thực hiện phƣơng pháp thực
nghiệm trong giai đoạn đó.
1.3. QUAN ĐIỂM XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH SÁCH GIÁO KHOA THÍ ĐIỂM BAN
KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Trên cơ sở mục tiêu nhiệm vụ của giáo dục và tinh thần đổi mới phƣơng pháp
dạy học hiện nay,các nhà giáo dục đã soạn thảo hai bộ sách giáo khoa Vật lý 10 thí
điểm ban khoa học tự nhiên theo những quan điểm cơ bản sau:
- Sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên dành cho những đối
tƣợng là học sinh có khuynh hƣớng về khoa học tự nhiên, đã đƣợc học chƣơng
trình Vật lý trung học cơ sở mới, có nội dung và phƣơng pháp đã thay đổi là những
học sinh có kiến thức, thói quen và phƣơng pháp học tập khác trƣớc.
- Đáp ứng yêu cầu bức xúc đối với việc giảng dạy ở trƣờng trung học phổ thông
hiện nay là: Đổi mới phƣơng pháp dạy học theo tinh thần phát huy tính tích cực,
chủ động của học sinh, tạo điều kiện cho học sinh hoạt động trí tuệ trong giờ học
cũng nhƣ ở nhà. Trong giờ học thơng qua các hoạt động trí tuệ đa dạng nhƣ theo
dõi thí nghiệm, lập luận theo những vấn đề giáo viên đăt ra thực hiện một số tính
tốn cần thiết…Học sinh có thể tự mình tìm đƣợc một số kiến thức Vật lý mà giáo
viên cần truyền đạt. Sách giáo khoa thí điểm đã trình bày theo lối nhằm tao điều
16
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
kiện cho giáo viên và học sinh đổi mới phƣơng pháp theo cách nói trên. Trong từng
bài học có phần để cho học sinh nhận xét, suy luận đối chiếu, vận dụng…
- Sách giáo khoa thí điểm coi trọng phƣơng pháp nhận thức Vật lý đặc biệt là
phƣơng pháp thực nghiệm. Tuy nhiên bên cạnh việc coi trọng phƣơng pháp thực
nghiệm cũng không đƣợc xem nhẹ các phƣơng pháp khác của Vật lý dựa trên suy
luận….
- Sách giáo khoa thí điểm đã chú trọng nhiều đến việc sử dụng thí nghiệm trong các
bài học, cố gắng để có 30% số tiết học Vật lý có làm thí nghiệm. Để thực hiện đƣợc
yêu cầu ấy, cần có trang thiết bị thích hợp ở mức độ tƣơng đối hiện đại. Sách giáo
khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên đã trình bày một số thí nghiệm với
những thiết bị bình thƣờng mà phần lớn các trƣờng THPT đã đƣợc trang bị.
- Đảm bảo cung cấp các khái niệm, định luật và thuyết Vật lý cơ bản phù hợp với
năng lực toán học và năng lực suy luận logic của học sinh.
- Đảm bảo rèn luyện cho học sinh những kỹ năng cơ bản nhƣ:
+ Kỹ năng thu thập và xử lý thông tin Vật lý từ các nguồn thông tin khác nhau.
+ Kỹ năng vận dụng các kiến thức Vật lý để giải thích hiện tƣợng và giải bài tập
Vật lý.
+ Kỹ năng thực hành Vật lý, khã năng đề xuất các dự đoán khoa học, các phƣơng
án kiểm tra đánh giá dự đoán khoa học…
1.4. NỘI DUNG, CẤU TRÚC LOGIC CHƢƠNG “CHẤT KHÍ ” THEO SÁCH GIÁO
KHOA VẬT LÝ 10 THÍ ĐIỂM BAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Chƣơng “chất khí” nằm ở vị trí mở đầu cho phần nhiệt học của chƣơng trình
Vật lý bậc THPT. Nó thừa kế và phát triển thêm những kiến thức nhiệt học ở bậc
THCS nhằm hoàn thịên hơn những kiến thức này về cả mặt định tính lẩn định
lƣợng. Đây là chƣơng có vị trí quan trọng trong phần nhiệt học bậc THPT và có
nhiều ứng dụng trong đời sống và kỹ thuật.
17
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
1.4.1. Nội dung chƣơng “chất khí” theo 3 bộ sách giáo khoa Vật lý
Để dễ dàng so sánh tơi đã trình bày nội dung chƣơng "chất khí" của 3 bộ sách
giáo khoa Vật lý 10 trong bảng sau:
18
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
Sách giáo khoa thí điểm (bộ
Sách giáo khoa thí điểm (bộ
sách thứ nhất)
sách thứ hai)
39 Thuyết động học phân
Sách giáo khoa hiện hành
28 Các trạng thái cấu tạo 51 Thuyết động học phân tử
tử về chất khí.
chất. Khí lí tưởng.
và chất khí lí tưởng.
-Tính chất của chất khí
-Câu tạo chất
-Thuyết động học phân tử về
-Cấu trúc của chất khí
-Lực tƣơng tác nguyên tử cấu tạo chất
-Lƣợng chất, Mol
phân tử
-Kích thƣớc và khối lƣợng
-Thuyết động học phân tử chất -Các trạng thái cấu tạo chất
phân tử
khí
(rắn, lỏng, khí)
-lƣợng chất Mol -số Avơgađrơ
- Thuyết động học phân tử của
-Khí lí tƣởng
52 Các trạng thái cấu tạo
vật chất
29 Q trình đẳng nhiệt.
chất
40 Định luật Bơilơ - Mariơt.
Định luật Bơilơ - Mariơt
-Trạng thái khí, khí lý tuởng,
- Định luật Bơilơ - Mariơt.
-Trạng thái và q trình biển
khí thực
- Trạng thái rắn
41 Định luật Saclơ. Nhiệt độ đổi trạng thái
tuyệt đối.
- Định luật SacLơ
- Định luật Bôilơ-Mariôt
-Trạng thái lỏng
30 Quá trình đẳng tích. 53 Hệ thức giữa thể tích và
- Khí lí tƣởng
Định luật Saclơ.
áp suất của chất khí khi nhiệt
-Nhiệt độ tuyệt đối
- Định luật SacLơ
độ không đổi. Định luật
42 Phương trình trạng thái
31 Phương trình trạng thái Bơilơ - Mariơt.
khí lí tưởng. Định luật Gay-
khí lí tưởng. Định luật Gay-
- Định luật Bôilơ-Mariôt
Luyxac
Luyxac.
54 Hệ thức giữa áp suất và
- Phƣơng trình trạng thái
-Phƣơng trình trạng thái khí lí nhiệt độ khi thể tích khơng
- Định luật Gay-Luyxac
tƣởng
đổi. Định luật Saclơ.
43 Phương trình Menđêlêep- - Định luật Gay-Luyxac
Clapêrơn
- Định luật SacLơ
32 Phương trình
-Nhiệt độ tuyệt đối
Menđêlêep-Clapêrơn.
55 Phương trình trạng thái
của khí lí tưởng
-Phƣơng trình trạng thái khí lí
tƣởng
19
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
- Định luật Gay-Luyxac
Qua bảng so sánh trên ta thấy giữa ba bộ sách giáo khoa có một số nội dung
khác nhau ở phần mở đầu chƣơng và ở hai bộ sách giáo khoa thí điểm có đƣa vào
một kiến thức mới đó là phƣơng trình Menđêlêep-Clapêrơn cịn những nội dung
cịn lại hầu nhƣ là giống nhau.
1.4.2. Cấu trúc logic:
* Cấu trúc logic chương “chất khí” theo bộ sách thứ nhất sách giáo khoa Vật lý
10 thí điểm.
TN
Thực tiễn
Tính chất Chất khí
Cấu trúc của Chất khí
Luợng chất, mol
Thuyết động học phân tử vật chất
Thuyết động học phân tử chất khí
PPTN
PPTN
Định luật BơilơMariơt
Nhiệt độ tuyệt đối
Định luật Saclơ
SLLT
SLLT
Chất khí lí tưởng
Phương trình trạng thái
Định luật Gay-Luyxac
Phương trình Menđêlêep-Clapêrơn
20
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
Hình1.2 Sơ đồ cấu trúc logic chƣơng "chất khí" bộ sách thí điểm thứ nhất
* Cấu trúc logic chương “chất khí” theo bộ sách thứ hai sách giáo khoa Vật
lý 10 thí điểm.
THCS
Cấu tạo chất
Lực tương tác nguyên tử, phân tử
Các trạng thái cấu tạo chất
Rắn
Lỏng
Khí
Khí lý tưởng
Trạng thái và q trình biến đổi trạng thái
PPTN
Định luật Bơilơ-Mariơt
Định luật Saclơ
SLLT
SLLT
Phương trình trạng thái
SLLT
SLLT
Định luật Gay-Luyxăc
Phương trình Mendêlêep-Clapêrơng
21
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
Hình 1.3.Sơ đồ cấu trúc logic chƣơng "chất khí" theo bộ sách giáo khoa thí điểm
thứ 2.
22
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
* Cấu trúc logic chương “thuyết động học phân tử và chất khí lí tưởng” theo
sách giáo khoa Vật lý 10 hiện hành .
Thuyết động học phân tử
Tính chất chất khí
PPTN
Phân tử
Các trạng thái cấu tạo chất
PPTN
Định luật Bơilơ-Mariơt
SLLT
Mol
Rắn
Lỏng
Khí
Định luật Saclơ
SLLT
Phương trình trạng thái
Nhiệt độ tuyệt
SLLT
Khí lí tưởng
Định luật Gay-Luyxac
Hình 1.4 Sơ đồ cấu trúc logic chƣơng "thuyết động học phân tử và chất khí lí
tƣởng" theo sách giáo khoa hiện hành.
* Về cấu trúc logic giữa hai bộ sách giáo khoa thí điểm có một số điểm khác nhau
nhƣ:
Ở bộ sách thứ nhất xuất phát từ thực tiễn tính chất và cấu trúc chất khí ngƣời ta
đua ra thuyết động học phân tử làm cơ sở giải thích cho các định luật thực nghiệm.
Khái niệm chất khí lí tƣởng đƣợc xây dựng dƣa trên hai định luật thực nghiệm
Bôilơ-Mariôt và Saclơ. Trong khi ở bộ sách thứ hai lại xuất phát từ thuyết cấu tạo
chất đã học ở lớp 8 và lực tƣơng tác nguyên tử, phân tử để đi đến các trạng thái cấu
tạo chất (rắn, lỏng, khí) đƣa ra khái niệm khí lí tƣởng rồi sau đó mới xây dựng các
23
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
định luật thực nghiệm. Cịn cách suy ra các phƣơng trình trạng thái phƣơng trình
Menđêlêep-Clapêrơn và định luật Gay-Luyxac… là hoàn toàn nhƣ nhau.
So với sách giáo khoa hiện hành cấu trúc logic của hai bộ sách thí điểm có tính
chất gợi mở hơn, các bài học nhất là các bài chứa các định luật thực nghiệm đƣợc
xây dựng theo trình tự của phƣơng pháp thực nghiệm tạo cho học sinh có cơ hội
suy nghĩ, tìm tịi ra tri thức mới, ít kiến thức bắt học sinh phải cơng nhận hơn.
Trong ba bộ sách thì hai bộ sách giáo khoa thí điểm thuận lợi cho việc giảng
dạy bằng phƣơng pháp thực nghiệm hơn. Ta có thể sử dụng một trong hai bộ sách
giáo khoa này đều đƣợc. Đối với bài định luật Bơilơ-Mariơt, thì tiến trình xây
dựng hai bộ sách khơng khác nhau nhiều lắm, tuy nhiên ở bộ sách thứ hai thể hiện
rõ phƣơng pháp thực nghiệm hơn. Đối với bài định luật Saclơ ở bộ sách thứ nhất
do xây dựng trực tiếp định luật Saclơ dạng: p = p0(1+.t) cho nên việc phân tích để
đƣa ra giả thuyết có khó khăn hơn song lại có cơ hơi để cho giáo viên hƣớng dẫn
học sinh cách lập luận cách biến đổi biếu thức toán học để có những cơng thức tiện
dụng, kích thích hoạt động trí tuệ của học sinh. Cịn đối với bộ sách thứ hai do đã
cho học sinh công nhận nhiệt độ tuyệt đối từ trƣớc nên ở đây ngƣời ta xây dựng
mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối trƣớc (
p
= const) sau đó mới suy ra
T
định luật Saclơ bằng suy luận logic tốn học, do đó việc xây dựng giả thuyết cho
phƣơng pháp thực nghiệm trong trƣờng hợp này đơn giản hơn, học sinh có thể tự
mình xây dựng đƣợc giả thuyết. Mặt khác trong bài này ở bộ sách thứ nhất đƣa vào
khá nhiều kiến thức so với bộ sách thứ hai cho nên nếu sử dụng phƣơng pháp thực
nghiệm thì đối với bộ sách thứ nhất chúng ta sẽ gặp những khó khăn về mặt thời
gian. Chính vì vậy mà ở bài học này nếu sử dụng bộ sách thứ hai thì sẽ thuận lợi
hơn cho việc sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm. Còn các bài học khác thì khơng
có gì khác nhau lắm.
24
Khố luận tốt nghiệp
Nguyễn Đình Đạt
Do ở luận văn này thiên về phƣơng pháp thực nghiệm nên chúng tôi đã chọn
giảng dạy theo bộ sách thứ hai do Lƣơng Duyên Bình tổng chủ biên.
1.5. THỰC TRẠNG PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƢỜNG THPT VÀ SỬ
DỤNG PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VẬT LÝ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ
* Trong thời gian vừa qua tơi đã có điều kiện đi điều tra tìm hiểu một số trƣờng phổ
thơng ở tĩnh Hà Tĩnh và thấy đƣợc rằng:
Tình hình cụ thể nhƣ trƣờng PTTH Phan Đình Phùng ở Thị xã Hà Tĩnh đây là
một trƣờng rất có truyền thống dạy và học. Các giáo viên Vật lý rất tích cực trong
việc sử dụng thí nghiệm vào dạy học Vật lý, nhà trƣờng có một phịng thiết bị thí
nghiệm Vật lý và một phịng thực hành Vật lý riêng với số lƣợng thiết bị rất nhiều,
hầu hết các giáo viên đều sử dụng thí nghiệm trong các bài học có thí nghiệm. Tuy
nhiên về phần chất khí ở đây vẫn chƣa có thí nghệm nào đáng kể, qua trao đổi với
thầy giáo tổ trƣởng tổ Vật lý, đƣợc biết ở đây có một thí nghiệm về định luật BôilơMariôt. Song việc các giáo viên sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm thì hầu nhƣ
chƣa thấy. Các giáo viên vẫn sử dụng thí nghiệm theo cách thông thƣờng mà
không thể hiện đƣợc phƣơng pháp thực nghiệm. Cịn trƣờng PTTH Cao Thắng các
thiết bị thí nghiệm để giảng dạy chƣơng "chất khí" khơng đáp ứng. Giáo viên dạy
chay, học sinh cơng nhận những kết quả thí nghiệm trong sách giáo khoa. Do
khơng có thiết bị thí nghiệm nên không thể giảng dạy bằng phƣơng pháp thực
nghiệm đƣợc. Giáo viên khơng có thời gian tự làm thí nghiệm. Nhà trƣờng đang có
chủ trƣơng động viên giáo viên tự làm thí nghiệm để đóng góp vào phịng thí
nghiệm Vật lý, nhằm khắc phục khó khăn trên. Thiết nghĩ đây là một dấu hiệu tốt
cho công tác giảng dạy Vật lý ở trƣờng phổ thông trong thời gian tới. Thông qua
tìm hiểu các học sinh và giáo sinh thực tập ở nhiều trƣờng khác nhau trên địa bàn
Hà Tĩnh tôi cũng biết đƣợc tình trạng chung của nhà trƣờng hiện nay là thiết bị thí
nghiệm cịn sơ sài chƣa đồng bộ có một số trƣờng có nhiều thiết bị thí nghiệm
25
