chương 1 Trong chương này chúng tôi đã nghiên cứu và trình bày những cơ sở lí luận, nội dung, tiến trình về dạy học và tổ chức HĐNT cho HS theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông. Bên cạnh đó chúng tôi chúng tôi đã làm rõ các khái niệm, dạy học theo định hướng phát triển năng lực và dạy học theo đinh hướng phát triển năng lực thực nghiệm. Để việc dạy học theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thu được kết quả tốt thì vai trò người giáo viên phải nghiên cứu kỹ, soạn thảo, lựa chọn nội dung, phương pháp và các hình thức tổ chức như thế nào phù hợp với đối tượng học 11 sinh, gây hứng thú và kích thích sự suy nghĩ sáng tạo của học sinh. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG CHẤT KHÍ VL 10 THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM 2.
Mục tiêu, nội dung, cấu trúc các bài học chương “Chất khí” vật lý 10 THPT 2. Vị trí, tầm quan trọng kiến thức của chương trong chương trình vật lý THPT Chương “Chất khí” là chương mở đầu của phần Nhiệt học, trình bày về cấu tạo chất, nội dung thuyết động học phân tử chất khí, các đẳng quá trình cùng các định luật thực nghiệm tương ứng và phương trình trạng thái của khí lý tưởng. Ngoài ra chương này còn đề cập đến khái niệm nhiệt độ tuyệt đối. Những kiến thức về chất khí đã được 12 đề cập đến trong chương trình vật lý THCS (lớp 6 và lớp 8), song phần lớn mang tính chất định tính.
Trong chương trình lớp 10, hệ thống kiến thức về chất khí được mở rộng và có cấu trúc chặt chẽ hơn. Chương “Chất khí” là cơ sở để nghiên cứu các phần kiến thức tiếp theo. HS từ đây có thể hiểu được những hiện tượng, tính chất, quy luật của chất khí ở cả cấp độ vi mô và vĩ mô. Có thể nói chương này là nhịp cầu nối giữa kiến thức cơ học (cấp độ vĩ mô) với những nội dung về cấu tạo chất, sự chuyển thể (cấp độ vi mô).
Vì vậy, chương này có tầm quan trọng nhất định trong chương trình Vật lí 10. Trong quá trình dạy học, kiến thức không phải là mục đích cuối cùng và duy nhất của việc dạy học, nó là phương tiện để ta nhận thức và tư duy. Ở chương này các kiến thức chủ yếu được xây dựng từ thực nghiệm, trong đó có một số kiến thức có thể xây dựng theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm như các định luật về chất khí. Điều quan trọng là phải lực chọn PPDH phù hợp với đặc điểm kiến thức, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển năng lực trí tuệ, phát huy tính tích cực, sáng tạo của HS.
Để làm được những yêu cầu trên, ta có thể chọn việc tổ chức HĐNT cho HS theo các giai đoạn của PPTN – một trong những phương pháp nhận thức đặc thù và quan trọng nhất của vật lí khi dạy chương này. Quá trình học tập chương này đòi hỏi và cho phép HS làm quen với phương pháp thực nghiệm, một phương pháp đặc thù và rất quan trọng trong vật lí học. Bên cạnh các nội dung, hiện tượng, khái niệm, định luật mà HS cần nắm vững thì chương “Chất khí” còn là phương tiện để phát triển năng lực thực nghiệm cho HS. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương chất khí vật lý 10 THPT Cấu tạo chất Các thể Thể rắn Thể khí Thể lỏng Thuyết động học phân tử chất khí 13 Quá trình Quá trình Quá trình đẳng nhiệt đẳng tích đẳng áp Định luật Định luật Định luật bôi-lơ-ma-ri- sác-lơ gay-ly-sác ốt Phương trình trạng thái khí lý tưởng 2.
Mục tiêu dạy học cần đạt được của chương “Chất khí” ❖ Mục tiêu về nội dung kiến thức và cấp độ nhận thức Trình độ Nhận biết (Nhắc lại, Hiểu (áp dụng tình Vận dụng (vận nhận thức phát biểu lại) huống quen thuộc) dụng linh hoạt để Nội dung giải quyết vấn đề kiến thức mới) Kiến thức 1 - Nêu được các - Phân biệt được - Áp dụng mô Sơ lược về chất khí, đặc điểm và khái khí thực và khí lí hình khí lí tưởng cấu tạo chất, thuyết niệm của khí lí tưởng. để nghiên cứu các động học phân tử tưởng theo quan - Hiểu được nội quá trình biến đổi chất khí. niệm vi mô. dung cơ bản của trạng thái.
thuyết động học phân tử chất khí. Kiến thức 2 - Phát biểu được - Hiểu được nội - Vận dụng Ba định luật chất khí các thông số trạng dung ba định luật chất phương pháp thực thái p, V, T xác định khí. nghiệm để tiến trạng thái của một hành khảo sát khối lượng khí. Nêu được khí, từ đó xây dựng các đẳng quá trình.
nên ba định luật - Biết được nội - Hiểu được các chất khí bằng con dung phương pháp khái niệm và tính chất đường thực thực nghiệm trong của đường và họ nghiệm như các nghiên cứu và học đường đẳng nhiệt, nhà khoa học đã 14 tập vật lý. đẳng tích và đẳng áp. - Nêu được nhiệt - Vận dụng để độ tuyệt đối là gì. giải quyết, tính - Phát biểu được toán các quá trình khái niệm khí lí biến đổi trạng thái tưởng theo quan của một khối khí niệm vĩ mô.
- Biết được điều kiện áp dụng và hạn chế của ba định luật chất khí. Kiến thức 3 - Biết được điều - Thiết lập và hiểu - Vận dụng để Phương trình trạng kiện áp dụng được phương trình giải quyết, tính thái của khí lí tưởng phương trình trạng trạng thái của khí lí toán các quá trình thái của khí lí tưởng. biến đổi trạng - Từ phương trình thái của một khối trạng thái suy ngược khí xác định. lại ba định luật chất khí.
❖ Mục tiêu về kỹ năng - Thiết kế phương án thí nghiệm kiểm tra. - Tiến hành thí nghiệm và xử lí kết quả thu được. - Có kĩ năng nhận biết và giải thích được các hiện tượng trong thực tế. - Vận dụng các phương trình, định luật để tính toán các đại lượng.
- Suy luận và tính toán để giải được các bài tập có liên quan. - Vẽ đồ thị biểu diễn các quá trình biến đổi trạng thái trong các hệ tọa độ khác nhau. ❖ Mục tiêu về thái độ - Có hứng thú trong học tập vật lí, yêu thích khám phá khoa học. - Có thái độ khách quan, tác phong cẩn thận, chính xác.
- Có kĩ năng và tinh thần hợp tác, làm việc nhóm trong việc tiến hành thí nghiệm và học tập. 15 - Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lí vào đời sống nhằm hiểu rõ bản chất của hiện tượng, sự vật [1], [2]. Tổ chức hoạt động dạy học kiến thức chương “chất khí” – vật lí 10 theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm 2. Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ôt 2.
Sơ đồ cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng kiến thức a) Đơn vị kiến thức 1: Các thông số trạng thái của một khối khí. Khái niệm quá trình đẳng nhiệt Nội dung kiến thức này được dạy bằng con đường thuyết trình, thông báo đến học sinh. b) Đơn vị kiến thức 2: Xây dựng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt phỏng theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm Thực hiện thí nghiệm mở đầu (GV) Bịt ngón trỏ vào đầu bơm kim tiêm đã chuẩn bị trước, dùng tay còn lại ấn cho piston từ từ dịch chuyển trong xylanh. Phân tích thí nghiệm để làm xuất hiện vấn đề cần nghiên cứu: “Đối với một lượng khí nhất định (m = const) trong quá trình đẳng nhiệt, khi thay đổi thể tích thì áp suất thay đổi như thế nào?”.
Xây dựng giả thuyết, dự đoán định tính (HS) Dựa vào kết quả thí nghiệm mở đầu, HS đưa ra dự đoán diễn biến hiện tượng, xác lập mối quan hệ: Đối với một lượng khí nhất định trong quá trình đẳng nhiệt, ta có thể dự đoán khi thể tích giảm thì áp suất sẽ tăng và ngược lại. Dùng thuyết động động học phân tử chất khí để giải thích: Theo thuyết động động học phân tử chất khí, khi nhiệt độ không đổi, V tăng thì mật độ các phân tử khí sẽ giảm, số lần va chạm của các phân tử khí vào thành bình trong một đơn vị thời gian giảm xuống, do đó áp suất chất khí lên thành bình giảm. Từ giả thuyết, suy luận toán học và dự đoán mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý (HS) Khi m = const và nhiệt độ không đổi: V tăng thì p giảm và ngược lại 16 1 𝑃~ hay PV= hằng số 𝑉 Xây dựng và tiến hành thí nghiệm khảo sát, kiểm chứng dự đoán (HS) Dùng bộ thí nghiệm khảo sát định luật Bôilơ- Mariôt. Tiến hành thí nghiệm khảo sát sự biến đổi của áp suất và thể tích trong điều kiện giữ nguyên nhiệt độ.
Đo áp suất không khí trong xilanh khi thay đổi thể tích khí. Lập bảng số liệu thu được. Xử lí số liệu và rút ra kết luận: “Khi m = const và nhiệt độ không đổi, nếu V tăng thì p giảm và ngược lại” 1 𝑃~ hay PV= hằng số 𝑉 Phát biểu định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ôt: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. pV = hằng số hay p1V1 = p2V2 Vận dụng kiến thức vào việc (HS) - Vẽ đường đẳng nhiệt, họ đường đẳng nhiệt.
- Giải bài tập. - Giải thích một số hiện tượng trong tự nhiên. Soạn giáo án Ngày soạn: Ngày dạy: Bài : 29 QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BÔI – LƠ - MA – RI - ỐT I. MỤC TIÊU (Bước 1) a) Kiến thức - Nhận biết được các khái niệm “trạng thái” và “quá trình”.
- Nêu đươ ̣c định nghĩa được quá trình đẳng nhiệt: “Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ nguyên không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt.” - Đề xuất được phương án thí nghiệm, bố trí, tiến hành thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã nêu. - Phát biể u và nêu đươ ̣c hê ̣ thức của đinh ̣ luâ ̣t Bôi-lơ – Ma-ri-ôt. - Nêu được tính chất của đường đẳng nhiệt và họ đường đẳng nhiệt. - Nêu được phạm vi áp dụng của định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ôt cho khí lí tưởng, đối với khí thực sẽ có sai số.
b) Kĩ năng - Xử lí các số liệu thu được từ thí nghiệm. - Vận dụng thuyết động học phân tử để giải thích định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ôt. - Vẽ được đường đẳng nhiệt và họ đường đẳng nhiệt trong các trong các hệ tọa độ khác nhau, quan trọng là trong hệ tọa độ (p,V). - Vận dụng được định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt để giải một số bài toán chất khí.