1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

(LUẬN văn THẠC sĩ) xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương cơ sở của nhiệt động lực học vật lý 10 nâng cao nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi

127 5 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Xây Dựng Và Sử Dụng Hệ Thống Bài Tập Chương “Cơ Sở Của Nhiệt Động Lực Học” Vật Lý 10 Nâng Cao Nhằm Bồi Dưỡng Học Sinh Giỏi
Tác giả Trần Quốc Ân
Người hướng dẫn GS.TS. Nguyễn Huy Sinh
Trường học Đại học Quốc gia Hà Nội
Chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý
Thể loại luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản 2015
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 127
Dung lượng 1,11 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG I. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Ở TRƯỜNG THPT (12)
    • 1.1. Cơ sở lý luận (12)
      • 1.1.1. Vài nét lịch sử về vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi trên thế giới và ở nước ta (12)
      • 1.1.2. Phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi thông qua tìm hiểu năng lực và phẩm chất của học sinh giỏi (15)
      • 1.1.3. Cơ sở lý luận về dạy và học bài tập Vật lí ở trường THPT (18)
      • 1.1.4. Những vấn đề cơ bản về phương pháp dạy bài tập vật lí ở trường THPT (23)
    • 1.2. Cơ sở thực tiễn (35)
      • 1.2.1. Phương pháp điều tra, khảo sát thực trạng hoạt động dạy giải bài tập nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí ở các trường THPT Thành phố Hải Phòng (35)
      • 1.2.2. Thực trạng hoạt động dạy giải bài tập nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí ở các trường THPT thành phố Hải Phòng (36)
    • CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÝ 10 CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI (39)
      • 2.1. Vị trí, vai trò và cấu trúc của chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” (39)
        • 2.1.1 Vị trí chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” (39)
        • 2.1.2 Vai trò các kiến thức của chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” (40)
        • 2.1.3 Cấu trúc nội dung chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” (41)
        • 2.2.1. Các khái niệm cơ bản (41)
        • 2.2.2. Các nguyên lí NĐLH (50)
        • 2.2.3. Những hạn chế của nguyên lý I đòi hỏi sự ra đời của nguyên lý II (56)
      • 2.3 Xây dựng hệ thống và phương pháp giải bài tập chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” vật lí lớp 10 chương trình nâng cao nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi (63)
        • 2.3.1. Chủ đề 1: Áp dụng nguyên lý I tính các đại lượng  E Q A , , trong các quá trình nhiệt động (64)
        • 2.3.2. Chủ đề 2: Kết hợp nguyên lý I với áp dụng nguyên lí II của nhiệt động lực học để tính các đại lượng liên quan đến các máy nhiệt (79)
        • 2.3.3. Chủ đề 3: Bài tập nâng cao cho toàn chương(Tính các đại lượng NĐLH - vẽ và phân tích đồ thị) (90)
    • CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM (110)
      • 3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng và phương pháp của TN sư phạm (110)
        • 3.1.1. Mục đích của TN sư phạm (110)
        • 3.1.2. Nhiệm vụ của TN sư phạm (110)
        • 3.1.3. Đối tượng TN sư phạm (111)
      • 3.2. Tiến hành TN (111)
      • 3.3. Kết quả và xử lý kết quả (112)
        • 3.3.1. Xây dựng tiêu chí đánh giá (112)
        • 3.3.2. Nhận xét chung về mặt định tính (113)
        • 3.3.3. Phân tích các kết quả về mặt định lượng (113)
      • 3.4. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm (117)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (120)

Nội dung

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Ở TRƯỜNG THPT

Cơ sở lý luận

1.1.1 Vài nét lịch sử về vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi trên thế giới và ở nước ta

Vấn đề phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi (HSG) được các quốc gia trên thế giới đặc biệt chú trọng, vì đây là nguồn nhân lực chất lượng cao có khả năng nghiên cứu và ứng dụng khoa học vào thực tiễn Điều này không chỉ là nền tảng cho sự phát triển xã hội mà còn giúp các nước phát triển duy trì vị thế cường quốc Đối với các nước đang phát triển, việc đuổi kịp các nước phát triển đòi hỏi phải tập trung vào khoa học và công nghệ Do đó, các quốc gia như Trung Quốc, Anh, Mỹ và Hàn Quốc đã xây dựng những chiến lược phát triển, chương trình đào tạo và chế độ đãi ngộ riêng cho học sinh giỏi.

Học sinh giỏi (HSG) có khả năng học tập nhanh chóng và bằng nhiều phương pháp khác nhau, do đó cần một chương trình giáo dục đặc biệt để phát triển và khai thác tài năng của họ Theo Wikipedia, giáo dục HSG bao gồm nhiều hình thức khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu học tập của những học sinh này.

Lớp riêng biệt cho học sinh giỏi (HSG) thường được tổ chức trong các lớp chuyên hoặc trường năng khiếu, nhằm đáp ứng nhu cầu học tập lý thuyết một cách tối ưu Những lớp học này tập trung vào việc rèn luyện và phát triển khả năng học thuật của HSG, giúp các em đạt được thành tích cao trong học tập.

Phương pháp Mông-te-xơ-ri (Montessori method) chia lớp học thành ba nhóm tuổi, tạo điều kiện cho học sinh phát triển vượt trội so với bạn bè cùng độ tuổi.

Tăng gia tốc (Acceleration): Những HS xuất sắc xếp vào một lớp có trình độ cao với nhiều tài liệu tương ứng với khả năng của mỗi HS

Học tách rời (Pull-out) một phần thời gian theo lớp HSG, phần còn lại học lớp thường

Làm giàu tri thức(Enrichment) toàn bộ thời gian HS học theo lớp bình thường, nhưng nhận tài liệu mở rộng để thử sức, tự học ở nhà

Dạy ở nhà (Homeschooling) một nửa thời gian học tại nhà học lớp, nhóm, học có cố vấn (mentor) hoặc một thầy một trò (tutor) và không cần dạy

Trường mùa hè (Summer school) bao gồm nhiều khóa học được tổ chức vào mùa hè

Sở thích riêng (Hobby) một số môn thể thao như cờ vua được tổ chức dành để cho HS thử trí tuệ sau giờ học ở trường

Một số quốc gia như Nhật Bản và một số bang của Hoa Kỳ không có trường lớp chuyên dành cho học sinh giỏi (HSG) Kể từ năm 2001, với sự ra đời của đạo luật

Chương trình "Không một đứa trẻ nào bị bỏ rơi" đã dẫn đến sự thay đổi lớn trong giáo dục học sinh giỏi (HSG) ở Georgia, khi nhiều trường không còn duy trì lớp riêng cho HSG Thay vào đó, HSG được tích hợp vào các lớp học bình thường để cải thiện chất lượng giáo dục và đáp ứng nhu cầu học tập của học sinh Điều này đã tạo ra nhiều tranh luận trong ngành giáo dục, khi nhiều nhà giáo dục đề xuất phương pháp giảng dạy đồng nhất cho học sinh với các trình độ và khả năng khác nhau trong cùng một lớp học.

Từ xa xưa, dân tộc Việt Nam đã coi trọng việc học và phát triển nhân tài thông qua các kỳ thi tuyển chọn Tinh thần này được thể hiện qua câu nói của nhà giáo Lê Quý Đôn: “Phi nông bất ổn, phi công bất phú, phi thương bất hoạt, phi trí bất hưng”, nhấn mạnh rằng sự hưng thịnh của đất nước phụ thuộc vào trí thức và hiền tài.

Ngành giáo dục và đào tạo Việt Nam đã có những chủ trương quan trọng trong việc phát hiện và bồi dưỡng nhân tài, dẫn đến những kết quả tích cực trong nhiều năm qua Tỷ lệ học sinh năm cuối các trường trung học phổ thông khối năng khiếu thi đỗ đại học đạt trên 90%, cho thấy sự phát triển nhanh chóng của nhiều tài năng trẻ Các trường, lớp chuyên đóng góp lớn trong việc tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cao cho đất nước Nhiều địa phương như Hà Nội, Đà Nẵng, Bình Dương và Thành phố Hồ Chí Minh đã triển khai các chính sách khuyến học, khuyến tài và đầu tư vào các chương trình như “Vườn ươm tài năng” nhằm thu hút và phát triển nhân lực trình độ cao.

Để nâng cao hiệu quả công tác đào tạo và bồi dưỡng tài năng trẻ trong những năm tới, Đảng, Nhà nước và các cấp, các ngành cần chú trọng thực hiện tốt những định hướng cơ bản sau đây.

Để phát triển đất nước, cần thiết lập cơ chế chính sách công bằng và thuận lợi, khuyến khích mọi tài năng trẻ nỗ lực trong học tập và lao động Đồng thời, cần chú trọng sử dụng cán bộ trẻ tài năng trong tất cả các lĩnh vực của hệ thống chính trị và xã hội.

Tăng cường quản lý nhà nước trong công tác đào tạo và bồi dưỡng tài năng trẻ là cần thiết để xây dựng hệ thống chính sách hiệu quả Cần tạo ra khung pháp lý vững chắc nhằm nâng cao hiệu quả quản lý nhà nước trong lĩnh vực này Đồng thời, nghiên cứu và đổi mới quy trình phát hiện, tuyển chọn và bồi dưỡng năng khiếu cho học sinh từ mẫu giáo đến trung học phổ thông sẽ giúp tạo ra nguồn tài năng trẻ phong phú cho đất nước.

Ba là phát triển mạng lưới trường và lớp bồi dưỡng năng khiếu bậc phổ thông, đặc biệt là các trường trung học phổ thông chuyên tại các địa phương và một số trường đại học uy tín Cần đổi mới nội dung, chương trình, phương pháp đào tạo cùng với các chế độ, chính sách phù hợp cho các loại hình trường lớp này.

Cần tập trung phát triển một số Trường Đại học trọng điểm quốc gia đạt tiêu chuẩn khu vực, hướng tới tiêu chí quốc tế Những trường này cần trở thành vườn ươm nhân tài, góp phần quan trọng vào sự phát triển của đất nước.

Năm là, cần tổng kết thực tiễn và rút ra bài học kinh nghiệm trong việc thực thi chính sách về tài năng trẻ Đồng thời, tăng cường hợp tác quốc tế trong nghiên cứu khoa học và đào tạo để phát triển nhân tài Sáu là, cần tạo cơ chế và chính sách khuyến khích toàn xã hội tham gia vào việc phát hiện, bồi dưỡng và phát triển tài năng trẻ, qua đó xã hội hóa công tác này.

Để thu hút nhân tài người Việt Nam đang sinh sống và làm việc ở nước ngoài, cần xây dựng cơ chế và chính sách hợp lý nhằm khuyến khích họ về nước đóng góp cho sự phát triển của đất nước và tham gia vào quá trình đào tạo nhân tài Đồng thời, tạo điều kiện cho trí thức xuất sắc có cơ hội giao lưu, học hỏi và hợp tác với các tổ chức quốc tế Ngoài ra, cần có chính sách ưu đãi cho các học sinh tài năng Việt Nam có nguyện vọng du học nước ngoài bằng nhiều nguồn vốn khác nhau.

Cơ sở thực tiễn

1.2.1 Phương pháp điều tra, khảo sát thực trạng hoạt động dạy giải bài tập nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí ở các trường THPT Thành phố Hải Phòng Trong phạm vi nghiên cứu và thực hiện đề tài luận văn, tác giả đã tiến hành, khảo sát thực trạng công tác giảng dạy bồi dưỡng HSG như sau :

Kế hoạch bồi dưỡng học sinh giỏi (HSG) và tổ chức thi HSG cấp trường, cấp thành phố là những nhiệm vụ quan trọng Bài viết này sẽ tập trung vào việc tìm hiểu công tác giảng dạy và bồi dưỡng HSG tại ba trường THPT Ngô Quyền, THPT Trần Nguyên Hãn và THPT Chuyên Trần Phú ở thành phố Hải Phòng.

Trao đổi học thuật với các giáo viên dày dạn kinh nghiệm trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi (HSG) môn vật lý giúp tìm hiểu sâu sắc về việc lựa chọn và sử dụng bài tập phù hợp Qua đó, có thể nhận diện những thuận lợi cũng như khó khăn trong quá trình bồi dưỡng HSG, từ đó nâng cao hiệu quả giảng dạy và hỗ trợ học sinh phát triển tốt hơn trong môn học này.

Tìm hiểu thông tin từ Ban giám hiệu và tổ trưởng chuyên môn về tổ chức và bồi dưỡng học sinh giỏi, kết hợp tham quan các phòng học bộ môn và thư viện là rất quan trọng Việc này giúp nâng cao chất lượng giáo dục và tạo điều kiện cho học sinh phát triển toàn diện.

- Tổng hợp và thống kê số liệu về kết quả thi học sinh giỏi cấp thành phố

Tác giả phân tích kết quả điều tra để rút ra những ưu nhược điểm, từ đó xây dựng hệ thống và phương pháp giải bài tập cho chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” Mục tiêu là nhằm giải quyết đề tài luận văn và nâng cao hiệu quả trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý.

1.2.2 Thực trạng hoạt động dạy giải bài tập nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí ở các trường THPT thành phố Hải Phòng

Kỳ thi học sinh giỏi cấp tỉnh tại Thành phố Hải Phòng diễn ra hàng năm với hai đợt thi Đợt 1, vào khoảng ngày 9 tháng 10, nhằm chọn học sinh giỏi toàn thành phố với đề thi gồm 5 đến 6 câu tự luận trong thời gian 3 tiếng, nội dung nằm trong chương trình sách giáo khoa nâng cao Đợ

Qua tìm hiểu và tham quan 3 trường THPT nêu trên, tác giả nhận thấy rằng:

- Nhìn chung cả ba trường đều còn thiếu phòng học riêng cho bộ môn Vật lí

Nhiều trường học có phòng thí nghiệm vật lý, nhưng thường gặp khó khăn trong việc giảng dạy và thực hành do các dụng cụ thí nghiệm không chính xác hoặc hỏng hóc.

Các trường đều có đủ sách giáo khoa và tài liệu tham khảo trong thư viện, nhưng chỉ trường THPT Chuyên Trần Phú cung cấp các tài liệu chuyên sâu về Vật lí nhằm hỗ trợ cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi.

Trường THPT Ngô Quyền đã xây dựng kế hoạch dài hạn cho việc lựa chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi Các đội tuyển được thành lập thông qua kỳ thi học sinh giỏi cấp trường và các lần sát hạch trong năm học trước Những học sinh được tuyển chọn sẽ được đào tạo trong khoảng 3 tháng trước kỳ thi học sinh giỏi thành phố.

1.2.2.2 Tình hình dạy và học giải bài tập trong bồi dưỡng HSG

Tại trường THPT Ngô Quyền, giáo viên trong tổ chuyên môn được phân chia nội dung ôn luyện theo năng lực và sở trường cá nhân, với mỗi giáo viên phụ trách từ 5-10 buổi Trong khi đó, ở các trường khác, nội dung ôn luyện cho học sinh giỏi thường chỉ tập trung vào một số giáo viên có học sinh trong đội tuyển, khiến nhiều giáo viên không tham gia dạy bồi dưỡng do yêu cầu đầu tư công sức và thời gian lớn cho chuyên môn.

Trong quá trình giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi, nhiều giáo viên thường bắt đầu bằng việc củng cố kiến thức và lý thuyết, sau đó yêu cầu học sinh giải bài tập tương đương với nội dung và độ khó của đề thi Tuy nhiên, một số thầy cô cho rằng việc giải nhiều loại bài tập là quan trọng mà chưa chú trọng đến các bài tập tổng quát, giúp học sinh tự vận động giải quyết vấn đề Hơn nữa, việc lựa chọn bài tập thường thiếu hệ thống và mục đích rõ ràng, khiến giáo viên tập trung vào cách giải của mình mà ít quan tâm đến cách tiếp nhận và suy nghĩ của học sinh Những điều này đã hạn chế sự phát triển năng khiếu của học sinh.

Một số học sinh có năng lực nhưng không muốn tham gia đội tuyển học sinh giỏi do lo ngại về khối lượng công việc học tập nặng nề và thời gian chiếm dụng Phần lớn học sinh đều cảm thấy áp lực từ việc này.

HS có tâm lý chung (kể cả gia đình) là học để thi đỗ Đại học

Nhiều học sinh khi giải bài tập chỉ tập trung vào việc tìm ra đáp số mà chưa hiểu rõ các hiện tượng vật lý liên quan Họ thường không chú ý đến việc kết nối bài toán với thực tiễn, dẫn đến khó khăn trong việc giải quyết các bài tập thực tiễn Bên cạnh đó, việc mở rộng kết quả bài toán và ý nghĩa của nó cũng ít được học sinh quan tâm.

1.2.2.3 Thực tiễn bồi dưỡng học sinh giỏi chương “cơ sở của nhiệt động lực học” ở trường THPT Ngô Quyền Thành phố Hải Phòng

Theo khảo sát, giáo viên và học sinh tham gia bồi dưỡng HSG tại nhiều trường đều nhận định rằng phần cơ sở nhiệt động lực học là một trong những nội dung khó trong đề thi HSG cấp thành phố và quốc gia Để cải thiện tình hình này, trường THPT Ngô Quyền đã cử một giáo viên chuyên trách giảng dạy phần nhiệt học cho học sinh.

Việc ra đề kiểm tra được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa giáo viên giảng dạy và các giáo viên trong tổ, nhằm đảm bảo tính khách quan Để nâng cao chất lượng đánh giá học sinh, nhà trường còn kết hợp với các giáo viên từ trường khác, giúp chia sẻ kinh nghiệm và cải thiện kỹ năng cho giáo viên phụ trách bồi dưỡng học sinh giỏi.

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÝ 10 CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

NÂNG CAO NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

2.1 Vị trí, vai trò và cấu trúc của chương “Cơ sở của nhiệt động lực học”

2.1.1 Vị trí chương “Cơ sở của nhiệt động lực học”

Chương VIII “Cơ sở của nhiệt động lực học” là chương cuối trong chương trình SGK lớp 10 Nâng cao, giúp hoàn thiện kiến thức vật lý phổ thông Nội dung của chương này có mối liên hệ chặt chẽ với chương VI “Chất khí” và chương VII, tạo nên sự liên kết trong việc hiểu biết về các khái niệm vật lý.

“Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể”

Chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” gồm các bài :

Bài 58: Nguyên lý I của nhiệt động lực học

Bài 59: Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học cho khí lý tưởng

Bài 60: Nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh

Nguyên lý II của nhiệt động lực học

Theo tài liệu phân phối chương trình của Bộ GD&ĐT, chương "Cơ sở của nhiệt động lực học" bao gồm 6 tiết học, trong đó có 5 tiết lý thuyết, 1 tiết bài tập và 1 tiết kiểm tra Nội dung kiến thức được phân chia cụ thể theo từng tiết học như trong bảng 2.1.

Bảng 2.1 Phân phối chương trình giảng dạy chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” vật lý 10 THPT chương trình nâng cao

TIẾT HỌC NỘI DUNG BÀI GIẢNG

1 Nguyên lí I nhiệt động lực học

2 Áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học cho khí lí tưởng (T1)

3 Áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học cho khí lí tưởng (T1)

4 Nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh Nguyên lí II nhiệt động lực học

5 Nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh Nguyên lí II nhiệt động lực học

7 Kiểm tra học kì II

2.1.2 Vai trò các kiến thức của chương “Cơ sở của nhiệt động lực học”

Chương “cơ sở của Nhiệt động lực học” giới thiệu những kiến thức cơ bản về các khái niệm, hiện tượng và quá trình vật lý liên quan đến nhiệt động lực học trong đời sống Các nguyên lý được trình bày một cách phù hợp với khả năng toán học và tư duy logic của học sinh Nguyên lý nhiệt động lực học bao gồm những nguyên tắc thiết yếu cho các ứng dụng quan trọng của vật lý trong thực tiễn.

Các kiến thức cơ bản về “cơ sở của Nhiệt động lực học” được phân bố theo từng bài, từng mục cụ thể, nhưng vẫn liên kết chặt chẽ trong một thể thống nhất Khi nghiên cứu phần này, học sinh (HS) bắt đầu làm quen với thế giới vi mô và tìm hiểu bản chất của quá trình vận động của các trạng thái vật Qua đó, HS nắm bắt được cơ chế vi mô của các hiện tượng nhiệt động, từ đó hình thành thế giới quan duy vật biện chứng và niềm tin vào khoa học “Cơ sở của Nhiệt động lực học” giúp HS có quan niệm đúng đắn về thế giới tự nhiên, hiểu rõ sự tồn tại của thế giới vật chất và quy luật vận động.

Chương "Cơ sở của nhiệt động lực học" không chỉ liên quan đến thực tiễn cuộc sống mà còn là nền tảng cho việc chế tạo máy móc và thiết bị kỹ thuật Kiến thức này đóng vai trò quan trọng trong giáo dục kỹ thuật tổng hợp và định hướng nghề nghiệp cho học sinh.

Từ bản chất của các quá trình biến đổi trạng thái trong nhiệt động lực học

Biến đổi khí hậu và hiệu ứng nhà kính đang trở thành những vấn đề quan trọng hiện nay Thông qua việc nghiên cứu các máy nhiệt và động cơ nhiệt, học sinh có thể nhận thức rõ ràng về vai trò thiết yếu của nhiên liệu và năng lượng trong tự nhiên Điều này không chỉ giúp giáo dục các em về việc tiết kiệm nhiên liệu mà còn nâng cao ý thức bảo vệ môi trường sống.

Nhiệt động học là lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong vật lý, thường áp dụng các phương pháp chu trình, hàm nhiệt động và thống kê Những phương pháp này tạo thành nền tảng cho nhiều lý thuyết lớn, đóng góp vào sự phát triển của kiến thức về vật lý học hiện đại.

2.1.3 Cấu trúc nội dung chương “Cơ sở của nhiệt động lực học”

Căn cứ vào các nội dung kiến thức chính được trình bày trong chương

Chương "Cơ sở của nhiệt động lực học" trong sách giáo khoa vật lí lớp 10 nâng cao được cấu trúc một cách hợp lý, như thể hiện trong sơ đồ hình 2.1 Sơ đồ này giúp người học dễ dàng nắm bắt trình tự phân bố kiến thức liên quan đến nhiệt động lực học.

Hình 2.1.Sơ đồ cấu trúc nội dung kiến thức chương “Cơ sở của NĐLH”

2.2 Những kiến thức trọng tâm của chương “Cơ sở của nhiệt động lực học”

2.2.1.Các khái niệm cơ bản

Theo quan niệm thông thường “Nhiệt độ là một đại lượng đặc trưng cho mức độ nóng lạnh của hệ”

Nhiệt độ trong vật lý học được định nghĩa là thước đo động năng trung bình của các phân tử trong chuyển động tịnh tiến, hoặc có thể hiểu là mức độ chuyển động hỗn loạn của các phân tử.

Nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế với các thang nhiệt độ như Celsius (°C), Kelvin (K), Fahrenheit (°F) và Rankine (°R) Nhiều nhà khoa học đã phát triển các thang đo khác nhau để đáp ứng nhu cầu nghiên cứu và ứng dụng trong thực tiễn Các thang nhiệt này đóng vai trò quan trọng trong việc xác định và so sánh nhiệt độ trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ.

Biểu thức chuyển từ thang chia độ này sang thang chia độ khác nhau như sau

Nguyên lý cơ bản để chế tạo nhiệt kế đo nhiệt độ dựa vào sự dãn nở của các chất Thang nhiệt độ phổ biến được sử dụng là Celsius (°C), trong đó nhiệt độ có thể âm, bằng không hoặc dương, với nhiệt độ thấp nhất ghi nhận là -273°C.

Hội nghị đo lường quốc tế năm 1967 đã xác định thang nhiệt độ Kelvin (K) là thang đo nhiệt độ quốc tế, do đó trong tính toán thường sử dụng thang Kelvin T(0 K) Mối liên hệ giữa nhiệt độ Celsius t(0 C) và Kelvin T(K) được biểu diễn bằng công thức T(K) = t(0 C) + 273 Điều này cho thấy nhiệt độ -273 độ C tương ứng với 0 K, từ đó suy ra rằng nhiệt độ tuyệt đối T không thể âm.

Khí lý tưởng được định nghĩa là mô hình của chất khí trong đó sự tương tác giữa các phân tử là rất nhỏ và kích thước riêng của các phân tử có thể bỏ qua.

Mô hình chất khí lý tưởng thường được sử dụng trong nghiên cứu khoa học do tính chất đơn giản của nó Tuy nhiên, trong thực tế, không có chất khí nào hoàn toàn lý tưởng Các khí thực có mật độ khá loãng thường có tính chất gần giống với khí lý tưởng Thông qua quan sát và thí nghiệm, các chất khí này cho thấy chúng tuân theo phương trình trạng thái của khí lý tưởng, được biểu diễn bằng công thức pV = mRT.

  (2.2a) Trong đó: m: khối lượng của khối khí;

 là khối lượng của một kmol (hay khối lượng phân tử); p là áp suất; V là thể tích;

T là nhiệt độ tuyệt đối và

Hằng số khí R có giá trị là 8,31.10³ J/kmol.K Khi lượng khí bằng một Kmol (m = μ), phương trình trạng thái khí lý tưởng trở thành pV = RT Ở đây, V đại diện cho thể tích của một Kmol chất khí Phương trình này cũng có thể được diễn đạt dưới dạng khác, trong đó N là số phân tử trong khối khí và N_A là số phân tử trong một Kmol chất khí, được gọi là số Avôgađrô Do đó, số Kmol có thể tính bằng tỷ số giữa N và N_A.

 N (2.4) Thực nghiệm cho thấy rằng số Avôgađrô bằng N A 6, 023.10 26 kmol  1

Trong các phương trình chất khí người ta còn sử dụng hằng số B

 N được gọi là hằng số Boltzmann Trị số của k B bằng

Phương trình (2.4) bây giờ có dạng pV  Nk T B (2.6) hay p  nk T B (2.7)

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1.1 Mục đích của TN sư phạm

Thông qua thực nghiệm sư phạm đánh giá tính đúng đắn về giả thuyết khoa học và tính khả thi của đề tài luận văn Cụ thể :

- Đánh giá tính khả thi của hệ thống và phương pháp giải bài tập đã soạn thảo

Sau khi thực hiện thử nghiệm sư phạm, cần tiến hành so sánh và phân tích kết quả kiểm tra giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng Việc này nhằm đánh giá chất lượng dạy học dựa trên nội dung hệ thống và phương pháp bài tập đã được thiết kế Qua đó, có thể đánh giá hiệu quả của hệ thống bài tập đã xây dựng.

Để nâng cao hiệu quả bồi dưỡng học sinh giỏi trong môn Vật lý, cần rút kinh nghiệm, sửa đổi và bổ sung hệ thống bài tập, đồng thời đưa ra phương pháp giảng dạy phù hợp Điều này giúp học sinh phát triển tư duy, tích cực và tự giác tiếp thu kiến thức.

3.1.2 Nhiệm vụ của TN sư phạm

Trong quá trình TN sư phạm, để đạt được những mục đích đề ra trong luận văn chúng tôi đã thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Xây dựng kế hoạch TN sư phạm

- Thống nhất với giáo viên dạy TN về phương pháp, nội dung kiến thức tiến hành trong TN sư phạm

- Tổ chức triển khai nội dung TN: Thời gian, địa điểm, tổ chức lớp TN và ĐC

Xử lý và phân tích kết quả thử nghiệm là bước quan trọng trong việc đánh giá theo các tiêu chí cần thiết cho nghiên cứu sư phạm Qua đó, chúng ta có thể nhận xét và rút ra kết luận về tính khả thi của đề tài nghiên cứu.

Bài viết này so sánh và đối chiếu kết quả học tập giữa nhóm học sinh tài năng (TN) và nhóm học sinh điều chỉnh (ĐC) nhằm đánh giá hiệu quả của phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi thông qua hệ thống bài tập đã được thiết kế Kết quả sẽ được so sánh với nội dung bồi dưỡng truyền thống mà giáo viên thường áp dụng, từ đó rút ra những nhận định về sự cải thiện trong phương pháp giảng dạy.

Dựa trên việc đánh giá tính khả thi của hoạt động bồi dưỡng học sinh giỏi, cần tiến hành thực hiện các điều chỉnh và bổ sung để hoàn thiện hệ thống bài tập đã được xây dựng.

3.1.3 Đối tượng TN sư phạm

Chúng tôi thực hiện thí nghiệm sư phạm trên nhóm học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 tại trường THPT Ngô Quyền, Hải Phòng Nhóm học sinh tham gia thí nghiệm được lựa chọn dựa trên điểm trung bình các môn học và kết quả thi học sinh giỏi Vật lý cấp trường, như thể hiện trong bảng 3.1.

Bảng 3.1 Thông tin về các nhóm học sinh tham gia quá trình TN sư phạm

Tên nhóm Sĩ số Điểm trung bình cả năm các môn Điểm trung bình thi học sinh giỏi cấp trường

Qua phân tích, chất lượng học tập môn Vật lý của hai nhóm gần như tương đương, hỗ trợ cho quá trình thi tốt nghiệp Nhóm ĐC được giảng dạy theo phương pháp truyền thống, trong khi nhóm TN được bồi dưỡng theo chuyên đề bài tập đã được xây dựng ở chương 2.

Thời điểm chúng tôi tiến hành TN: Từ 15/7/2014 đến 15/8/2014

Giáo viên Trần Thị Thu Hà phụ trách lớp ĐC, tiến hành giảng dạy nhóm ĐC và nhóm TN cùng một thời gian và nội dung kiến thức để đảm bảo tính khách quan Nhóm đối chứng được bồi dưỡng kiến thức về “Cơ sở của nhiệt động lực học” theo phương pháp truyền thống, trong khi nhóm thực nghiệm học theo chương trình biên soạn ở chương 2 Để thu thập ý kiến đồng nghiệp, giáo viên dự giờ và ghi chép thông tin nhằm cải thiện hiệu quả dạy học ở lớp TN Ý kiến này cũng được xem là thông số định tính trong việc phân tích và đánh giá kết quả TN sư phạm Sau khi thực hiện TN sư phạm, học sinh của cả hai nhóm làm bài kiểm tra, và giáo viên chấm điểm, phân tích so sánh kết quả bài kiểm tra giữa hai nhóm.

3.3 Kết quả và xử lý kết quả

3.3.1 Xây dựng tiêu chí đánh giá

* Nhận xét về tính khả thi của hệ thống bài tập

Dựa trên thái độ học tập của học sinh, mức độ tự giác và sự tích cực trong việc tham gia thảo luận, tranh luận về các vấn đề, cũng như khả năng tự học và vận dụng kiến thức sau khi được giáo viên hướng dẫn, chúng ta có thể đánh giá hiệu quả học tập của họ.

* Nhận xét về sự phát triển tư duy của học sinh thông qua quan sát dự giờ:

Dựa vào cách học sinh diễn đạt khi giải bài tập hoặc trình bày lý thuyết, chúng ta có thể đánh giá thông qua số lượng học sinh trả lời đúng và khả năng diễn đạt chính xác các câu hỏi kiến thức mà giáo viên đưa ra.

- Căn cứ vào kỹ năng lựa chọn, đề xuất phương án giải bài tập của HS

Dựa vào kỹ năng quan sát, phân tích và giải thích của học sinh về các hiện tượng vật lý, giáo viên có thể mở rộng bài tập và áp dụng kiến thức vào thực tiễn Việc này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về các khái niệm vật lý mà còn phát triển khả năng tư duy và giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày.

Dựa trên việc phân tích và so sánh các bài kiểm tra, chúng tôi đã xem xét các tham số đặc trưng của quá trình thực nghiệm, bao gồm giá trị trung bình điểm số X và phương sai.

S 2 , độ lệch chuẩn S, hệ số biến thiên (V), độ tin cậy…v v

Phương pháp đánh giá: căn cứ vào quan sát, ghi chép trong quá trình dạy học, sản phẩm học tập của học sinh (phiếu học tập); kiểm tra viết

3.3.2 Nhận xét chung về mặt định tính

Chúng tôi đã theo dõi quá trình TNSP và đánh giá tính khả thi của hệ thống bài tập cùng phương pháp giải Nhìn chung, tất cả các mục tiêu đề ra trong quá trình dạy và học đều đã được thực hiện thành công.

So với lớp ĐC, lớp TN có không khí học tập sôi nổi hơn, với học sinh tích cực tham gia thảo luận và tranh luận về các vấn đề kiến thức trong tình huống và bài tập Học sinh lớp TN mạnh dạn trình bày quan điểm cá nhân của mình.

Khả năng diễn đạt của học sinh đã có sự tiến bộ rõ rệt, với nhiều em trả lời chính xác và thể hiện đúng kiến thức qua các câu hỏi mà giáo viên đưa ra.

Ngày đăng: 10/07/2022, 10:37

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. Dương Trọng Bái (2003). Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí trung học phổ thông. NXB Giáo dục.   Sách, tạp chí
Tiêu đề: Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí trung học phổ thông
Tác giả: Dương Trọng Bái
Nhà XB: NXB Giáo dục
Năm: 2003
2. Dương Trọng Bái, Đàm Trung Đồn (2001).  Bài tập vật lý phân tử và nhiệt học. NXB Giáo dục.   Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bài tập vật lý phân tử và nhiệt học
Tác giả: Dương Trọng Bái, Đàm Trung Đồn
Nhà XB: NXB Giáo dục.  
Năm: 2001
3. Dương Trọng Bái, Cao Học Viễn (2003). Bài thi vật lí Quốc tế - tập 1. NXB Giáo dục.   Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bài thi vật lí Quốc tế - tập 1
Tác giả: Dương Trọng Bái, Cao Học Viễn
Nhà XB: NXB Giáo dục.  
Năm: 2003
4. Dương Trọng Bái, Đàm Trung Đồn (2004). Bài thi vật lí Quốc tế - tập 2.   NXB Giáo dục.   Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bài thi vật lí Quốc tế - tập 2
Tác giả: Dương Trọng Bái, Đàm Trung Đồn
Nhà XB: NXB Giáo dục.  
Năm: 2004
5. Lương Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2006). Bài tập Vật lí 10. Nhà xuất bản Giáo dục.  Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bài tập Vật lí 10
Tác giả: Lương Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh
Nhà XB: Nhà xuất bản Giáo dục
Năm: 2006
7. Đảng cộng sản Việt Nam.  Nghị quyết TW 4 khóa VII, Nghị quyết TW 2 khóa VIII.  NXB Chính trị Quốc gia.  Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghị quyết TW 4 khóa VII, Nghị quyết TW 2 khóa VIII
Tác giả: Đảng cộng sản Việt Nam
Nhà XB: NXB Chính trị Quốc gia
8. Bùi Quang Hân, Trần văn Bồi, Phạm Ngọc Tiến, Nguyễn Thành Tương (2004). Giải toán Vật lý 10 - tập 2.  Nhà xuất bản Giáo dục.  Sách, tạp chí
Tiêu đề: Giải toán Vật lý 10 - tập 2
Tác giả: Bùi Quang Hân, Trần văn Bồi, Phạm Ngọc Tiến, Nguyễn Thành Tương
Nhà XB: Nhà xuất bản Giáo dục. 
Năm: 2004
9. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) (2006). Vật lí 10 nâng cao. Nhà xuất  bản  Giáo dục.   Sách, tạp chí
Tiêu đề: Vật lí 10 nâng cao
Tác giả: Nguyễn Thế Khôi
Nhà XB: Nhà xuất bản Giáo dục
Năm: 2006
10. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) (2006).    Vật lí 10 nâng cao, sách giáo viên. Nhà xuất bản Giáo dục.  Sách, tạp chí
Tiêu đề: Vật lí 10 nâng cao, sách giáo viên
Tác giả: Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên)
Nhà XB: Nhà xuất bản Giáo dục. 
Năm: 2006
11. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) (2006). Bài t ập vật lí 10 nâng cao. Nhà xuất bản Giáo dục.   Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bài t ập vật lí 10 nâng cao
Tác giả: Nguyễn Thế Khôi
Nhà XB: Nhà xuất bản Giáo dục
Năm: 2006
12. Nguyễn Thị Mỹ Lộc, Đinh Thị Kim Thoa, Trần Văn Tính (2009). Tâm lý học giáo dục. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.  Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tâm lý học giáo dục
Tác giả: Nguyễn Thị Mỹ Lộc, Đinh Thị Kim Thoa, Trần Văn Tính
Nhà XB: NXB Đại học Quốc gia Hà Nội
Năm: 2009
13. Ngô Diệu Nga (2005). Bài giảng chuyên đề phân tích chương trình vật lí ph ổ thông   Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bài giảng chuyên đề phân tích chương trình vật lí ph ổ thông
Tác giả: Ngô Diệu Nga
Năm: 2005
14. Nguyễn Huy Sinh (2010). Vật lý cơ –nhiệt đại cương. Nhà xuất bản giáo dục.  Sách, tạp chí
Tiêu đề: Vật lý cơ –nhiệt đại cương
Tác giả: Nguyễn Huy Sinh
Nhà XB: Nhà xuất bản giáo dục. 
Năm: 2010
15. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (2001).  Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông.  Nhà  xuất  bản Đại  học quốc gia Hà Nội.  Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông
Tác giả: Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng
Nhà XB: Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội
Năm: 2001
17. Đỗ Hương Trà, Phạm Gia Phách (2009).  Dạy học bài tập vật lí ở trường THPT. Nhà xuất bản Đại học Sư Phạm, Hà Nội.  Sách, tạp chí
Tiêu đề: Dạy học bài tập vật lí ở trường THPT
Tác giả: Đỗ Hương Trà, Phạm Gia Phách
Nhà XB: Nhà xuất bản Đại học Sư Phạm
Năm: 2009
16. Phạm Hữu Tòng (2007). Dạy học vật lí ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học Khác

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w