1. Lý do chọn đề tài
Nền giáo dục của nước ta hiện nay tuy đã đạt được những thành quả
đáng kể nhưng vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu của sự nghiệp đổi mới. Chất
lượng và hiệu quả giáo dục - đào tạo còn thấp, trình độ kiến thức, kỹ năng
thực hành, phương pháp tư duy khoa học của đại đa số học sinh còn yếu.
Nhiều học sinh ra trường, khả năng vận dụng kiến thức vào đời sống và sản
xuất còn nhiều hạn chế .Một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng
trên là do phương pháp giáo dục - đào tạo chậm đối mới. Phương pháp giảng
dạy hiện nay chưa phát huy được tính tích cực chủ động sáng tạo của học
sinh. Học sinh chưa có hứng thú say mê học tập. Trong giờ học học sinh chỉ
thụ động tiếp thu tri thức mới , ít có cơ hội tham gia vào quá trình xây dựng
kiến thức.
Vì vậy chúng ta cần đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy học, khắc phục
lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học, bảo
đảm điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu của học sinh, đồng thời tăng
cường sử dụng phương tiện dạy học. Để làm được điều đó thì một trong
những biện pháp quan trọng là nghiên cứu và định hướng hoạt động nhận
thức của học sinh trong giờ học. Trong lĩnh vực này đã có một số tác giả
nghiên cứu, như:
Luận văn thạc sĩ của Trịnh Thị Hải Yến với đề tài:"Sử dụng phương
pháp nhận thức (phương pháp mô hình) trong dạy học vật lí phổ thông nhằm
phát triển tư duy học sinh". Luận văn thạc sỹ của Nguyễn Thị Thanh Hà thực
hiện "Nghiên cứu sử dụng một số phương pháp dạy học nhằm tích cực hoá
hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình dạy học phần dụng cụ quang
học, tán sắc và giao thoa ánh sáng ở trường THPT nhằm nghiên cứu đầy đủ
sâu sắc sự phối hợp các phương pháp dạy học ở THPT.
Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3 chương.
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng tình huống học
tập và giải quyết tình huống học tập.
Chương 2: Nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học
sinh giải quyết tình huống học tập khi dạy học về chương "Chất rắn và chất
lỏng. Sự chuyển thể".
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
116 trang |
Chia sẻ: maiphuongtl | Lượt xem: 2437 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập khi dạy học về chương Chất rắn và chất lỏng - Sự chuyển thể (vật lí 10 cơ bản), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ơ
của vật rắn".
Ta có 1 thanh cao
su AB. Nếu giữ
chặt đầu A của
thanh và tác dụng
vào đầu B 1 lực kéo
tăng dần thì hiện
tượng xảy ra như
- Khi lực tác dụng còn nhỏ, thanh cao su gần như không
có sự thay đổi gì.
- Khi lực tác dụng tăng lên thì thanh cao su bị kéo dài và
chiều ngang hẹp lại.
- Lực tác dụng càng lớn thì thanh cao su dãn càng nhiều
và chiều ngang co lại.
? Có nhận xét gì về kết quả thí nghiệm?
Như vậy, khi chịu tác dụng của một lực như nhau thì
các thanh kim loại khác nhau biến dạng khác nhau.
mức biến dạng của thanh rắn(bị kéo hay nén) xác định
bởi độ biến dạng tỉ đối.
00
0
l
l
l
ll D
=
-
=e
Dựa vào kết quả thí nghiệm cho các vật rắn đồng chất,
hình trụ, nhà vật lí Rô_bơt Huc đã tìm ra định luật về
biến dạng đàn hồi của vật rắn. Trong giới hạn đàn hồi,
độ biến dạng tỉ đối của vật rắn(hình trụ đồng chất)tỉ lệ
thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó
¶=
D
= ae
0l
l
Lực đàn hồi là lực xuất hiện trong khi vật bị biến dạng, có
xu hướng làm cho vật trở lại kích thước hình dạng cũ.
- Sự xuất hiện lực đàn hồi khi vật biến dạng
- Hướng của lực đàn hồi tuỳ thuộc vào hướng biến dạng.
- Lực đàn hồi tỉ lệ với độ biến dạng.
Trong giới hạn đàn hồi lực đang hồi tỉ lệ với độ
biến dạng của vật lkF D=
Nguyên nhân nào làm xuất
hiện lực đàn hồi?
Lực đàn hồi phụ
thuộc vào những yếu
tố nào và phụ thuộc
thế nào bởi các yếu tố
Độ lớn lực đàn hồi phụ
thuộc vào độ biến dạng
như thế nào?
- 67 -
Bài 35 . BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN
I - MỤC TIÊU :
1. Về kiến thức :
- Nêu được nguyên nhân gây ra biến dạng cơ của vật rắn. Phân biệt
được hai loại biến dạng : Biến dạng đàn hồi và biến dạng không đàn hồi(hay
biến dạng dẻo) dựa trên tính chất giữ nguyên dạng và kích thước của chúng.
- Phân biệt được các kiểu biến dạng kéo và nén của vật rắn dựa trên đặc
điểm(điểm đặt, phương chiều) tác dụng của ngoại lực gây nên biến dạng.
- Phát biểu được nội dung và viết được biểu thức cua định luật Huc về
biến dạng đàn hồi.
- Định nghĩa được giới hạn bền và hệ số an toàn của vật rắn và nêu
được ý nghĩa thực tiễn của các đại lượng này.
2. Về kĩ năng :
- Giải thích được các hiện tượng trong đơì sống và các ứng dụng trong
kĩ thuật của các loại biến dạng.
-Vận dụng định luật Huc để giải các bài tập trong sách giáo khoa và các
bài tập tương tự.
II - CHUẨN BỊ :
Giáo viên :
- Hình vẽ các kiểu biến dạng kéo, nén, cắt, xoắn và uốn của vật rắn trên
khổ giấy lớn.
Học sinh :
- Một sợi dây đồng mỏng, một sợi giây cao su, một lò xo của bút.
- Một số quả nặng có trọng lương khác nhau.
- 68 -
III - THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC :
Hoạt động của thầy
¸. Đặt vấn đề: Ở miền núi bác thợ rèn
làm dao, cuốc như thế nào?
?. Tại sao dây cáp có thể treo được hàng
nghìn kg,dây thừng chỉ treo được vài
chục kg?
v.v.
Qua bài học hôm nay chúng ta sẽ tìm
hiểu những đặc điểm và quy luật chi
phối sự thay đổi này - Ta di nghiên cứu
bài hôm nay
I. Biến dạng đàn hồi
1. Thí nghiệm
a. Độ biến dạng tỉ đối
?. Ta có một thanh cao su AB. Nếu giữ
chặt đầu A của thanh và tác dụng vào
đầu B một lực kéo tăng dần thì hiện
tượng xảy ra như thế nào?
¸. Làm TN chậm cho HS quan sát.
Hoạt động của trò
Thảo luận
s. Quan sát và nhận xét:
Khi lực tác dụng còn nhỏ, thanh
cao su gần như không có sự thay
đổi gì.
Khi lực tác dụng tăng lên thi
thanh cao su bị kéo dãn và chiều
ngang hẹp lại
Lực tác dụng càng lớn thì thanh
cao su dãn càng nhiều và chiều
- 69 -
. Các em nhận xét rất đúng.
Để có kết luận chính xác về vấn đề trên,
người ta đã làm thí nghiệm với thanh sắt
AB có chiều dài l0, khi giữ chặt đầu A
của thanh thép và tác dụng vào đầu B
một lực kéo đủ lớn để gây ra biến dạng
thì thanh thép có độ dài l đồng thời tiết
dạng ngang s của thanh thép nhỏ lại.
Khi người ta thay thanh thép AB
bằng một thanh kim loại khác cũng
có chiều dài l0 và tác dụng lực kéo
tương tự thì thanh kim loại có chiều
dài l khác với l0.
?. Các em có suy nghĩ gì về kết quả thí
nghiệm trên?
¸. Điều đó có nghĩa là nếu ta lấy hiệu l-
l0 chia cho l thì tỉ số này khác nhau đối
với các thanh kim loại khác nhau.
?. Vậy tỉ số này có thể đặc trưng cho
một điều gì?
¸. Kết luận : Mức độ biến dạng của
thanh rắn (bị kéo hay nén) xác định bởi
độ biến dạng tỉ đối.
ngang cũng co lại càng nhiều.
s. Như vậy, khi chịu tác dụng
của 1 lực như nhau thì các thanh
kim loại khác nhau biến dạng
khác nhau.
s. Suy nghĩ....
- 70 -
e =
lo
lol - =
lo
lD
Trong đó : lo _ Là chiều dài ban đầu.
l _ Là chiều dài cuả vật khi
chịu tác dụng của ngoại lực.
lD _ Là độ biến dạng của vật
rắn.
lD lấy giá trị tuyệt đối vì lD có thể dương
hoặc âm do bị kéo hay bị nén.
b. Biến dạng cơ
. Cho HS đọc phần này trong SGK và
gọi HS trả lời: Biến dạng cơ là gì, thế
nào là biến dạng đàn hồi, tính đàn hồi?
.
. Đúng. Sự thay đổi kích thước và
hình dạng của vật rắn do tác dụng của
ngoại lực gọi là biến dạng cơ.
Dựa vào tính chất của vật rắn, tức là liên
quan đến cấu trúc bên trong của vật rắn,
người ta chia biến dạng của vật rắn làm
hai loại là biến dạng đàn hồi và biến
dạng không đàn hồi.
s. Là sự thay đổi kích thước và
hình dạng của vật rắn do tác dụng
của ngoại lực.
Nếu vật rắn lấy lại được hình
dạng và kích thước ban đầu thì
ngoại lực ngừng tác dụng và
ngược lại thì gọi là biến dạng đàn
hồi hoặc không đàn hồi
- 71 -
2. Giới hạn đàn hồi
?. Mức độ đàn hồi của vật rắn phụ thuộc
như thế nào vào ngoại lực tác dụng?
Liệu vật có giữ mãi được tính đàn hồi
sau khi chịu tác dụng của ngoại lực
không?
¸. Làm thí nghiệm với đoạn đây đồng
và các quả cân.
?. Tăng dần trọng lượng các quả cân và
nêu nhận xét?
. Dùng kìm kéo dãn một lò xo nhỏ(lấy
trong một bút bi) rồi buông ra.
- Lần đầu kéo nhẹ để lò xo dãn ít.
- Lần sau kéo mạnh để lò xo dãn dài gấp
khoảng 2-3 độ dài ban đầu. Quan sát
xem trượng hợp nào lò xo biến dạng đàn
hồi?
¸. Đúng. Là giới hạn trong đó vật rắn
còn giữ được tính đàn hồi
Nêu một vài VD về vật có tính đàn hồi!
II. Định luật Huc
1. Ứng suất
¸. Mức độ đàn hồi của các vật rắn phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như cường độ và
s. Lực tác dụng càng lớn thì vật
bị biến dạng càng nhiều
s. Tăng dần trọng lượng các quả
cân thì độ dãn của dây tăng dần
và sau khi bỏ các quả cân ra dây
trở lại trạng thái ban đầu. Nhưng
đến một giá trị xác định của ngoại
lực thì sau khi thôi tác dụng dây
không trở lại kích thước và hình
dạng ban đầu. Tiếp tục tăng trọng
lượng các quả cân thì đến một lúc
day bị đứt
s. Dây cao su, lò xo...
- 72 -
thời gian tác dụng của ngoại lực, kích
thước của vật rắn.
. Để tìm hiểu khái niệm về ứng suất
thì các em trả lời câu hỏi sau.
Một thanh thép chịu tác dụng một lực
F và bị biến dạng. Nếu tiết diện của
thanh càng lớn thì mức độ biến dạng của
thanh thế nào?
¸. Đó là dự đoán của các em.
?. Ở TN chúng ta vừa quan sát trên, khi
lực tác dụng tăng thì chiều dài thanh cao
su thế nào và qua đó ta có thể rút ra
nhận xét gì?
?. Mức độ đàn hồi của vật rắn phụ thuộc
như thế nào vào ngoại lực tác dụng?
. Đúng. Bây giờ cô làm thí nghiệm
tương tự như TN trên nhưng với đoạn
cao su có tiết diện nhỏ hợn.Các em quan
sát và cho nhận xét.
¸. làm TN.
. Như vậy, với cùng một lực kéo hay
nén F thì độ dài thêm hay độ ngắn lại
của thanh cao su còn phụ thuộc vào tiết
diện của thanh. Điều này phù hợp với
dự đoán của các em ở trên.
s. Nếu tiết diện ngang của thanh
thép càng to thì mức độ biến dạng
của thanh càng nhỏ và ngược lại
s. Lực tác dụng càng lớn thì
chiều dài thanh cao su càng
tăng.Mức độ đàn hồi của thanh
cao su tỉ lệ với lực tác dụng.
s. Lực tác dụng càng lớn thì vật
bị biến dạng càng nhiều.
s. Với lực tác dụng như nhau
đoạn dây cao su có tiết diện nhỏ
hơn dãn nhiều hơn.
- 73 -
. Nếu ta dùng một thanh rắn tiết diện
đều làm cột chống mái nhà chẳng hạn,
thì thanh rắn chịu một lực nén F thẳng
đứng xuống dưới. Chiều dài của thanh
bị ngắn lại một ít, đó là biến dạng nén.
Với cùng một lực kéo hay nén F thì độ
dài thêm hay độ ngắn lại của thanh rắn
còn phụ thuộc vào tiết diện của thanh.
Vậy để đặc trưng cho tác dụng kéo hay
nén người ta dùng ứng suất kéo hay nén.
¸. Thông báo khái niệm ứng suất
- Khái niệm : Là lực kéo hay nén ứng
với một đơn vị diện tích vuông góc
với lực.
- Biểu thức :
=d
S
F
Đơn vị : Pacan (Pa)
2. Định luật Huc về biến dạng cơ của
vật rắn
?. Trở lại TN trên nêu thanh sắt AB là
tròn đồng chất tiết diện ngang là S,
chiều dài ban đầu là l0, lực kéo tác dụng
vào đầu B là F. Khi đó thanh thép có
chiều dài là bao nhiêu?
. Để có thể trả lời được, các em hãy
đọc mục 2 trang 190 và cho biết nhà bác
.
s. (Thảo luận và lúng túng)
s. Nhà bác học Huc đã tìm ra qui
luật biến dạng của vật rắn đồng
chất hình trụ :
- 74 -
học Húc đã tìm ra điều gì?
¸. Đúng. Dựa vào kết quả TN nhà bác
học Huc đã tìm ra qui luật biến dạng của
vật rắn đồng chất hình trụ: Trong giới
hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật
rắn tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào
vật đó .
?. Qui luật đó được biểu diễn bằng biểu
thức toán học như thế nào?
¸. Đúng như vậy. Trong biểu thức
=e
lo
lD = da.
a : Là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào chất
liệu vật rắn.(a được cho trong các bảng
về số liệu kĩ thuật)
?. Định luật này chỉ đúng trong điều
kiện nào?
Đây chính là nội dung của định luật Húc
mang tên ông.
?. Đến đây các em có thể trả lời được
câu hỏi trên không?
3. Lựcđàn hồi
?. Ở TN ban đầu khi ta tác dụng vào đầu
B một lực là F( treo các quả nặng vào
Trong giới hạn đàn hồi, độ biến
dạng tỉ đối của vật rắn tỉ lệ thuận
với ứng suất tác dụng vào vật đó .
s. Qui luật đó được biểu diễn
bằng biểu thức toán học.
=e
lo
lD = da.
s. Trong giới hạn đàn hồi.
s. Thảo luận và vận dụng các
công thức vừa học để tính l
l = ....
s. Khi lực kéo F làm vật rắn
biến dạng thì trong vật rắn xuất
hiện lực đàn hồi dhF chống lại
- 75 -
đầu B chẳng hạn) thi các quả nặng có
chịu tác dụng của lực nào không, lực đó
có điểm đặt, phương chiều và độ lớn
như thế nào?
?. Vậy lực đó được xác định như thế
nào? Từ các công thức ở trên, các em
trước hết hãy tìm xem F phụ thuộc vào
các đại lượng nào?
?. Vậy lực đàn hồi được xác định như
thế nào?
¸. Đúng. Độ lớn của lực đàn hồi là:
biến dạng của vật. Theo định luật
3 Niutơn, thi các quả nặng chịu
tác dụng của 1 lực có điểm đặt ở
các quả nặng, cùng phương,
ngược chiều với F và có độ lớn
bằng F.
s. Ta có:
S
F
l
l
o
=
D
==Þ=
aa
e
dade
Đặt : E=
a
1
ol
lE D
=Þ d ;E - Là suất đàn hồi
(Pa)
lkl
l
SEF
o
D=D= .
s. Áp dụng Định luật III Niutơn
ta tìm được độ lớn của lực đàn
hồi.
F = Fdh = E....... Suy ra:
lkl
l
SEF
o
dh D=D= .
- 76 -
lkl
l
SEF
o
dh D=D= .
Với k = E
ol
S ; k _ Là độ cứng hay hệ số
đàn hồi của vật rắn(N/m).
Hệ số đàn hồi k của vật rắn không chỉ
phụ thuộc vào tính chất của vật rắn(Đặc
trưng bởi suất đàn hồi E) mà còn phụ
thuộc vào tiết diện s và độ dài ban đầu
ol của vật rắn.
Lực đàn hồi dhF chống lại biến dạng của
vật, có điểm đặt vào vật sinh ra lực F
làm vật biến dạng, cùng phương, ngược
chiều với F và có độ lớn bằng F.
?. Phát biểu và viết biểu thức của định
luật Huc?
. Chú ý Định luật chỉ đúng trong giới
hạn đàn hồi của vật chịu rắn chịu biến
dạng đàn hồi(kéo hoặc nén).
- 77 -
PHIẾU HỌC TẬP
Câu 1. Tác dụng làm biến dạng thanh rắn của lực(kéo hoặc nén) phụ thuộc
vào yếu tố nào dưới đây ?
A. Độ lớn của lực tác dụng.
B. Tiết diên ngang của thanh rắn.
C. Độ dài ban đầu của thanh.
D. Độ lớn lực tác dụng và tiết diện ngang của thanh rắn.
Câu 2. Một thanh thép tròn đường kính 2cm có suất Y-âng E = 2.10 11 Pa. Nếu
giư chặt một đầu và nén đầu kia một lực bằng 1,57.10 5 N thì độ co tương đối
của thanh là bao nhiêu ?
A. 0,025. B.0.0025.
C. 0,25. D. 2,5.
Câu 3. Một thanh rắn đồng chất tiết diện đều có hệ số đàn hồi là 100 N/m,
đầu trên gắn cố định và đầu dưới treo một vật nặng để thanh bị biến dạng đàn
hồi. Muốn thanh dài thêm 1cm thì vật nặng phải có khối lượng là bao nhiêu ?
Lấy g = 10 m/s 2 .
A. 0,1 kg. B. 1 kg.
C. 0,01 kg. D. 10kg.
2.3.2.3. Sự nở vì nhiệt của vật rắn
+ Kiến thức cơ bản:
- Phát biểu và viết được công thức nở dài của vật rắn.
- Viết được công thức xác định quy luật phụ thuộc nhiệt độ của độ dài
và thể tích của vật rắn. Đồng thời nêu được ý nghĩa vật lí và đơn vị đo của hệ
số nở dài và hệ số nở khối.
- Nêu được ý nghĩa thực tiễn của việc tính toán độ nở dài và độ nở khối
của vật rắn trong đời sống và kĩ thuật.
- 78 -
Hình 1.8. Sơ đồ tiến trình nghiên cứu xây dựng tình huống học tập
và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập bài "Sự nở vì nhiệt
của vật rắn".
- Khi đúc, người ta đổ kim loại nóng chảy vào khuôn. Tại sao
bao giờ người ta cũng phải làm khôn lớn hơn vật cần đúc?
- Tại sao giữa hai đầu thanh ray của đường ray xe kửa lại phải
có khe hở?
Sự nở vì nhiệt của vật rắn
Chúng ta biết chất rắn nở ra khi nóng lên và co lại khi
lạnh đi, các chất răn khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.
Sự nở dài Sự nở khối
Sự nở dài phụ thuộc vào
những yếu tố nào? Biểu
thức tính?
Sự nở khối tuân theo
quy luật nào, có tương
tự như sự nở dài không?
Phụ thuộc vào a (a có giá
trị thay đổi phụ thuộc vào
chất liệu của vật rắn).
tllll D=-=D 00 a
tVVVV D=-=D 00 b
- Vật rắn có tính đẳng
hướng thì ab 3=
- 79 -
Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
I. MỤC TIÊU:
1. Về kiến thức:
- Phát biểu và viết được công thức nở dài của vật rắn.
- Viết được công thức xác định quy luật phụ thuộc nhiệt độ của độ dài
và thể tích của vật rắn. Đồng thời nêu được ý nghĩa vật lí và đơn vị đo của hệ
số nở dài và hệ số nở khối.
- Nêu được ý nghĩa thực tiễn của việc tính toán độ nở dài và độ nở khối
của vật rắn trong đời sống và kĩ thuật.
2. Về kĩ năng:
- Xử lí các số liệu thực nghiệm để rút ra công thức nở dài của vật rắn.
- Giải thích được các hiện tượng liên quan đến sự nở vì nhiệt của vật
rắn trong đời sống và kĩ thuật.
- Vận dụng được các công thức về sự nở dài và sự nở khối của vật rắn
để giải các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự.
II. CHUẨN BỊ:
Giáo viên
- Bộ dụng cụ thí nghiệm dùng đo độ nở dài của vật rắn.
Học sinh
- Ôn lại kiến thức sự nở vì nhiệt của chất rắn đã được học ở THCS.
- Ghi sẵn ra giáy các số liệu trong bảng 36.1.SGK.
- 80 -
III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
Hoạt động của thầy Hoạt động của trò
?. Khi đúc người ta đổ kim loại nóng
chảy vào khuôn. Tại sao người ta
phải làm khuôn lớn hơn vật cần đúc.
?. Tại sao giữa hai thanh ray của
đường ray xe lửa lại phải có một khe
hở?
¸. Trong chương trình THCS, chúng
ta đã biết chất rắn nở ra khi nóng lên
và co lại khi lạnh đi, các chất rắn
khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.
. Vậy sự tăng kích thước của vật
rắn khi nhiệt độ tăng phụ thuộc vào
những yếu tố gì và tuân theo quy luật
nào? Biểu thức toán học nào thể hiện
rõ quy luật đó?
I-Sự nở dài
1. Thí nghiệm
¸. Trước hết ta xét sự tăng kích
thước của vật rắn theo một hướng đã
chọn chẳng hạn dọc theo chiều dài
s. Kim loại nóng chảy khi rót vào
khuôn, khi đông thành vật cần đúc nó
vẫn còn ở nhiệt độ cao, khi nguội vật
đúc sẽ co lại. Nếu kích thước của
khuôn làm bằng đúng kích thước của
vật cần đúc, lúc kim loại nguội kích
thước của vật đúc sẽ nhỏ hơn.
s. Vì khoảng cách ấy làm cho hai
thanh này không đội lên nhau khi dãn
nở vì nhiệt.
s. Cá nhân tiếp thu khái niệm sự nở
dài.
- 81 -
của một thanh rắn khi nhiệt độ tăng.
Đó là sự nở dài.
. Hãy thiết kế phương án thí
nghiệm để đo độ nở dài của vật
rắn(cần dụng cụ gì và tiến hành như
thế nào ?) .
?. Ta tiến hành TN như thế nào ?
¸. Đó là một cách có nhiều điểm hợp
lí. Tuy nhiên việc đo nhiệt độ thanh
đồng bằng nhiệt kế là không khả thi,
đo chiều dài thanh đồng bằng thước
đo thường là không chính xác. Người
ta đã làm theo cách như hình 36.2
trong SGK.
¸. Các em hãy đọc mục 1.Thí
nghiệm và mô tả lại cách tiến hành
TN.
. TN gồm các dụng cụ gì và tiến
s. Học sinh thảo luận nhóm, chỉ ra
những dụng cụ cần có để có thể đạt
được mục đích đề ra của thí nghiệm.
- Vật thí nghiệm: Thanh đồng.
- Nguồn nhiệt làm nóng thanh rắn:
Đèn cồn
- Nhiệt kế đo nhiệt độ và thước đo độ
dài thanh rắn trước và sau khi nung
thanh rắn.
s. Ta đo nhiệt độ ban đầu và kích
thước ban đầu của thanh đồng, sau đó
dùng đèn cồn nung nóng thanh đồng
rồi đo nhiệt độ và chiều dài thanh
đồng.
s. Theo dõi giáo viên trình bày.
s.Đọc mục 1
s.Mô tả dụng cụ và cách tiến hành.
s.Thảo luận và trả lời:
Mỗi đơn vị chiều dài của thanh dài
- 82 -
hành như thế nào?
. Khi nhiệt độ tăng Dt thì thanh l0
dài thêm Dl .Vậy mỗi đơn vị chiều
dài của thanh dài thêm là bao nhiêu
khi nhiệt độ tăng 10 ?
¸. Đúng. Độ tăng thêm này gọi là a .
a = Dl /l0D
. Bây giờ các em hãy hoàn thành
yêu cầu C1.
. Sự nở dài phụ thuộc vào những
yếu tố nào? Biểu thức tính như thế
nào?
¸. Nhận xét này rất đúng, như vậy ta
có thể viết:
( )00 ttll -=D a , nếu thay 0lll -=D thì
ta có: ( )[ ]00 1 ttll -+= a .
thêm 1 lượng là Dl /l0D t khi nhiệt độ
tăng 10 là
s. Thực hiện câu hỏi C1(SGK).
Giá trị trung bình của hệ số a :
( )1610.5,16 --» Ka
Với sai số tỉ đối:
daaa
a
a
da »D®»
D
= %5
( )1510.83,0 --»D Ka
Vậy ( ) ( )1510.83,050,16 --±= Ka
Có thể coi hệ số a có giá trị không
đổi với thanh đồng trong thí nghiệm.
s.Thảo luận và phát biểu trước lớp.
Độ nở dài: tllll D=-=D 00 a (36.1)
Với 0ttt -=D .
s. lắng nghe và ghi chép
- 83 -
¸. Người ta làm thí nghiệm với các
vật rắn có độ dài khác nhau và chất
liệu khác nhau, người ta cũng thu
được kết quả tương tự. Sự tăng độ dài
của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự
nở dài.
¸. Với mỗi thanh rắn hệ số a là xác
định nhưng với các thanh rắn có chất
liệu khác nhau thì hệ số a là khác
nhau. Do đó các chất rắn khác nhau
thì nở vì nhiệt khác nhau.
. Các em hãy hoàn thành yêu cầu
C2.
. Tại sao người ta không làm những
thước đo chính xác bằng thép thường
mà bằng sắt - kền (hợp kim Inva)?
II.Sự nở khối
¸. Khi tăng nhiệt độ, kích thước của
một vật rắn theo các hướng khác
s. lắng nghe và ghi chép
s. Thực hiện yêu cầu C2:
Từ công thức (36.1), ta suy ra:
tl
l
D
D
=
0
a
Nếu 1=Dt thì
0l
lD
=a .
Như vậy hệ số nở dài của thanh rắn có
trị số bằng độ dãn tỉ đối của thanh rắn
khi nhiệt độ của nó tăng thêm một độ.
s.Trả lời: Vì hệ số nở dài của Inva
nhỏ, khi nhiệt độ hay độ thay đổi
không quá lớn thì kích thước của
thước thực tế không đổi.
- 84 -
nhau đều tăng lên theo quy luật của
sự nở dài, như vậy thể tích của cả vật
cũng tăng lên. Hiện tượng tăng thể
tích của một vật theo nhiệt độ gọi là
sự nở thể tích hay sự nở khối.
. Vậy sự nở khối có tuân theo quy
luật nào? Có tương tự như sự nở dài
không? Các em hãy đọc mục II. Sự
nở khối trong SGK.
. Vậy sự nở khối có tuân theo quy
luật tương tự như sự nở dài không?
¸. Đúng. Nhiều thí nghiệm chứng
tỏ, độ nở khối VD của vật rắn cũng
được xác định theo công thức tương
tự như sự nở dài. tVVVV D=-=D 00 b
(36.2)
Nhưng chỉ đối với vật rắn có tính
đẳng hướng thì ab 3= .
¸. Công thức (36.2) cũng áp dụng
cho cả các chất lỏng, trừ nước ở nhiệt
độ lân cận 4 0 C vì ở nhiệt độ đó nước
bị co lại và có thể tích nhỏ nhất.
. Hoàn thành yêu cầu C3.
s. Đọc SGK
s. Có. Độ nở khối tuân theo qui
luật:
tVVVV D=-=D 00 b
s. Theo dõi và ghi chép.
Trả lời C3: Khi nhiệt độ tăng thì thể
tích của thanh sắt tăng do nở khối,
nhưng khối lượng của thanh sắt là
không đổi nên từ công thức tính khối
lượng riêng của sắt
V
m
=r ta có nhận
xét là khối lượng riêng của sắt giảm
khi nhiệt độ tăng.
s. Tìm hiểu những ứng dụng sự nở
- 85 -
III.Ứng dụng
Yêu cầu học sinh đọc mục III SGK
để tìm hiểu những ứng dụng sự nở vì
nhiệt của vật rắn.
. Tìm thêm những ví dụ về tác
dụng có lợi hoặc có hại do sự nở vì
nhiệt của vật rắn (hoặc chất lỏng) gây
ra trong đời sống và trong kĩ thuật.
*Củng cố và tổng kết bài học.
. Hoàn thành yêu cầu ở phiếu học
tập
vì nhiệt của vật rắn.
s. Tuỳ học sinh. Có thể là:
- Khi lợp mái nhà bằng tôn, người ta
thường chỉ đóng đinh ở một đầu còn
đầu kia dùng dây buộc.
- Để cắt ngang thân một cái chai thuỷ
tinh, người ta dùng một đoạn dây thép
to, áp sát một vòng quanh chai. Lấy
vòng thép ra đưa vào bếp nung đỏ lên
rồi lại lắp lại vòng dây thép vào chỗ
cần cắt, sau đó nhúng vào nước lạnh
cho ngập cả vòng dây thép, thân chai
sẽ bị cắt.
- Pit - tông và xilanh của động cơ đốt
trong phải làm bằng nhũng chất có sự
co dãn vì nhiệt giống nhau.
…
s. Cá nhân tự đọc phần ghi nhớ.
Từng học sinh hoàn thành phiếu học
tập.
- 86 -
Chữa nhanh bài làm của học sinh
Bài tập về nhà: Làm bài tập trong
SGK.
- Ôn lại các nội dung về: Lực tương
tác phân tử và các trạng thái cấu tạo
chất".
- 87 -
PHIẾU HỌC TẬP
Câu 1. Khi đốt nóng vành kim loại mỏng, đồng chất thì:
A. Đường kính trong của nó giảm đi.
B. Hình dạng của nó thay đổi.
C. Đường kính trong của nó tăng lên.
D. Hình dạng và đường kính trong của nó không đổi.
Câu 2. Một thanh thép ở 0 0 C có độ dài 0,5m. Tìm chiều dài của thanh ở
20 0 C. Biết hệ số nở dài của thép là 12.10 6- (K 1- ):
A. 0,62m.
B. 500,12mm.
C. 0,512m.
D. 501,2mm.
Câu 3. Mỗi thanh ray của đường sắt ở nhiệt độ 15 0 C có độ dài 12,5m. Nếu
hai đầu các thanh ray khi đó chỉ đặt cách nhau 4,5mm thì các thanh ray này có
thể chịu được nhiệt độ lớn nhất là bao nhiêu để chúng không bị uốn cong do
tác dụng nở vì nhiệt? Cho biết hệ số nở dài của sắt 12.10 6- (K 1- ):
Kết luận chương 2
Trong chương hai chúng tôi nghiên cứu việc xây dựng tình huống học
tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong giờ học vật lí,
những đặc trưng cơ bản của xây dựng tình huống học, các pha tiến hành
nghiên cứu xây dựng tình huống học tập, giải quyết tình huống học tập tập và
hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong giờ học vật lí cũng
như tiến trình khoa học xây dựng tình huống học tập. Chúng tôi cũng đã phân
tích đặc điểm và thiết lập tiến trình xây dựng một số bài học chương " Chất
rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể"
Trong quá trình nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn
học sinh giải quyết tình huống học tập, nhiệm vụ cơ bản là ta phải tạo ra được
- 88 -
tình huống có vấn đề, gợi cho học sinh thấy, nhu cầu cần giải quyết và có
niềm tin ở khả năng có thể giải quyết được. Nghiên cứu xây dựng tình huống
học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập có những cách tổ
chức đa dạng, phong phú, lôi cuốn người học tham gia cùng thảo luận dưới sự
hướng dẫn, gợi mở của giáo viên.
Đặc trưng độc đáo của nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và
hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập là người học tiếp thu tri
thức trong hoạt động tư duy, sáng tạo.
Việc xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết
tình huống học tập có thể thực hiện phỏng theo tiến trình nghiên cứu khoa
học. Tiến trình dạy học này gồm, gồm việc phát hiện vấn đề, giải quyết vấn
đề, đề xuất kết luận cần tìm (kiến thức mới), đồng thời triển khai xem xét khả
năng chấp nhận của kết quả tìm được trên cơ sở vận dụng kiến thức mới vào
những hoàn cảnh, điều kiện mới, xem xét phù hợp giữa lý thuyết và thực
nghiệm. Chúng tôi đã vận dụng những cơ sở lí luận này vào việc thiết kế 3 bài
học của chương "Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể" . Trong các buổi học
đã thiết kế, trên cơ sở những kiến thức đã học, những hiểu biết của học sinh
trong cuộc sống và các thí nghiêm, học sinh thực sự được tham gia vào quá
trình xây dựng và giải quyết tình huống học tập.
- 89 -
Chương 3.
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục đích của thực nghiệm
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
Thông qua việc giảng dạy một số kiến thức vật lí cụ thể (phần chất rắn
và phần chất lỏng, sự chuyển thể) ở vật lí lớp 10 THPT - bằng cách xây dựng
tổ chức và giải quyết các tình huống có vấn đề - nhằm kiểm tra giả thuyết
khoa học của đề tài.
3.1.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Học sinh lớp 10 THPT.
3.1.3. Trình tự tiến hành thực nghiệm sư phạm
Các giáo viên cộng tác trong thực nghiệm sư phạm sẽ thực hiện:
- Dạy học ở các lớp thực nghiệm (TN) các kiến thứcvật lí bài "Chất rắn kết
tinh và chất rắn vô định hình" và bài "Biến dạng của vật rắn".
- Dạy ở các lớp đối chứng (ĐC) theo phương pháp truyền thống với những
nội dung, kiến thức như trên.
- Cùng kiểm tra kết quả học tập với đề bài và trong làm bài như nhau ở các
lớp TN và ĐC, đề bài do người thực hiện đề tài soạn.
Người thực hiện đề tài đánh giá, xử lý kết quả thu được một cách khoa
học bằng phương pháp toán học thống kê.
- Tiến hành thực nghiệm ở 3 trường THPT:
+ Trường THPT Phú Lương _ Phú Lương _ Thái Nguyên.
+ Trường THPT Nguyễn Huệ _ Đại Từ _ Thái Nguyên.
+ Trường THPT Định Hoá _ Định Hoá _Thái Nguyên.
3.1.4. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
Khảo sát đặc điểm tình hình dạy học vật lý ở 3 trường chọn làm thực
nghiệm sư phạm, điều tra cơ bản để nắm được những thông tin cần thiết về
- 90 -
các lớp thực nghiệm (TN) và lớp đối chứng (ĐC). Tiến hành công tác
chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm. Chọn 3 bài "Chất rắn kết tinh.Chất rắn
vô định hình".
Làm bài thực nghiệm, trao đổi thống nhất phương án với các giáo viên
cộng tác thực nghiệm, chọn các cặp lớp thực nghiệm (TN) và đối chứng (ĐC)
lên kế hoạch thực nghiệm sư phạm.
Thực hiện kế hoạch dạy học theo phương án đã chuẩn bị tổ chức kiểm
tra đánh giá, thu nhận dữ liệu kết quả thực nghiệm sư phạm. Xử lý, phân tích
kết quả thực nghiệm sư phạm, đánh giá theo các tiêu chí, nhận xét và rút ra
kết luận.
3.2. Triển khai thực nghiệm
3.2.1. Ước lượng các đại lượng đặc trưng cho thực nghiệm sư phạm
Để đánh giá kết quả thực nghiệm được thuận lợi, chúng tôi lượng hoa
một số tiêu chí cần đánh giá như sau.
3.2.2. Mức độ tham gia hoạt động nhận thứccủa học sinh
Tích cực nhận thức của học sinh được biểu hiện ở sự chú ý, sự suy nghĩ
và sẵn sàng trả lời, tham gia và biết cách giải quyết vấn đề học tập. Đó vừa là
mục đích, vừa là phương tiện, điều kiện để đạt mục đích của hoạt động dạy
học. Từ sự phân tích trên, chúng tôi đưa ra dấu hiệu cho biết mức độ tham gia
hoật động nhận thức của học sinh như sau:
- Số lần học sinh mô tả, viết lại được đúng điều đã học.
- Số lần học sinh trả lời câu hỏi, đưa ra mô hình giả thuyết, hệ quả
logic, phương án thí nghiệm. Số học sinh biết cách thức giải quyết vấn đề của
bài học.
- Số lần học sinh phán đoán, giải thích được hiện tượng mới (hoặc
giải bài tập) có tính sáng tạo. Số học sinh đề xuất và giải quyết vấn đề học
tập độc đáo.
- 91 -
Căn cứ vào số lượng học sinh đạt được theo các dấu hiệu trên trong tiết
học, sẽ biết được mức độ hoạt động nhận thức của học sinh để đánh giá hiệu
quả về mặt định tính của hoạt động xây dựng tình huống học tập và giải quyết
tình huống học tập.
3.2.3. Kết quả chiếm lĩnh kiến thức
3.2.3.1. Nội dung kiểm tra
Nhằm đánh giá chất lượng, hiệu quả của tiết học về mặt định lượng, bài
kiểm tra gồm những phần chính sau:
- Trả lời trắc nghiệm (Text).
- Giải bài toán, lấy ví dụ và giải thích có ý sáng tạo.
3.2.3. Đánh giá, xếp loại
Dựa vào kết quả kiểm tra, đánh giá, xếp loại theo các mức sau:
+ Loại giỏi điểm: 9, 10.
+ Loại khá điểm: 7, 9.
+ Loại trung bình điểm: 5, 6.
+ Loại yếu điểm: 3, 4.
+ Loại kém điểm: 1, 2.
Căn cứ vào kết quả kiểm tra của học sinh lớp đối chứng và lớp thực
nghiệm với cùng đề bài, cùng thời lượng. Bằng phương pháp toán thống kê,
xử lý và phân tích kết quả thực nghiệm cho phép chúng ta đánh giá chất lượng
và hiệu quả của việc dạy học theo ý tưởng của đề tài, từ đó kiểm chứng giả
thuyết khoa học đã nêu ra.
3.2.4. Khống chế các ảnh hưởng bên ngoài tác động đến kết quả thực
nghiệm sư phạm
Để đảm bảo khách quan và chính xác, cần khống chế tối đa các tác
động có ảnh hưởng không ít tới thực nghiệm sư phạm. Muốn vậy, chúng tôi
đã thực hiện một số điều sau đây:
- 92 -
- Chọn cặp lớp thực nghiệm và đối chứng có đặc điểm và chất lượng
học tập tương đương nhau.
- Để tránh tác động chủ quan, giáo viên cộng tác (với người thục hiện
đề tài) sẽ cùng dạy ở hai lớp thực nghiệm và lớp đối chứng với cùng một bài
(theo 2 phương pháp). Sau đó đến bài khác thì đổi chéo cho giáo viên khác
cùng dạy hai lớp thực nghiệm và đối chứng.
- Chọn lớp đối chứng và thực nghiệm là tương đương nhau về số lượng
và chất lượng.
- Đề bài kiểm tra giống nhau và với thời lượng như nhau và đánh giá
theo phương pháp trắc nghiệm để loại trừ việc chấm điểm theo chủ quan.
3.2.5. Chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm
3.2.5.1. Chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng
- Để thực hiện mục đích thực nghiệm sư phạm ở mỗi trường đều có
chọn các lớp thực nghiệm và đối chứng có đặc điểm, số lượng và chất lượng
tương đương nhau bằng cách lấy số lượng học sinh nhóm khá giỏi, trung bình,
yếu kém ở các lớp thực nghiệm và đối chứng bằng nhau và loai khỏi danh
sách lựa chọn nhứng học sinh giỏi trội và những học sinh quá kém. Cụ thể
như sau: (Bảng 1)
Đặc điểm đối tượng Trường _ lớp
TN - ĐC Số HS Khá, Giỏi T.Bình Yếu, kém
TN-10B10 40 6(15%) 25(62,5%) 9(22,5%) Phú
Lương ĐC-10B9 40 6(15%) 25(62,5%) 9(22,5%)
TN-10A7 40 4(10%) 29(72,5%) 7(17,5%)
Định Hóa
ĐC-10A11 40 4(10%) 29(72,5%) 7(17,5%)
TN-10A1 40 3(7,5%) 28(70%) 9(22,5%) Nguyễn
Huệ ĐC-10A2 40 3(7,5%) 28(70%) 9(22,5%)
- 93 -
3.2.5.2. Chọn kiến thức làm bài thực nghiệm
Sau khi cân nhắc xem xét kỹ nội dung, phân phối chương trình Vật Lý
ở lớp 10 THPT, kết hợp với điều kiện thời gian cho phép và sự thống nhất với
người công tác, chúng tôi đã chọn các giáo án đã soạn ở chương VII để tiến
hành thực nghiệm sư phạm như sau:
Bài 1. Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình
- Bằng cách mô phỏng các hình ảnh của tinh thể đã tạo ra tình huống có vấn
đề, kết hợp với các kiến thức đã có dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh
đã tự rút ra được bản chất của chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình và
hào hứng nghiên cứu tốt các phần kiến thức còn lại.
- Giáo án chi tiết xây dựng bài "Chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình"
được trình bày ở chương 2.
Bài 2. Biến dạng cơ của vật rắn:
- Bằng thí nghiệm đã tạo ra tình huống có vấn đề, kết hợp với các kiến thức
đã có dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh đã tự tìm tòi được bản chất
của các loại biến dạng và nắm được đặc điểm của lực đàn hồi và phát biểu
định luật Huc về biến dạng cơ của vật rắn.
- Giáo án chi tiết được trình bày ở chương 2.
Bài 3. Sự nở vì nhiệt của vật rắn:
- Ở lớp 6, học sinh đã được tiến hành các thí nghiệm khảo sát định tính sự nở vì
nhiệt của vật rắn. Trong bài này, ta chỉ tập trung khảo sát hiện tượng này về mặt
định lượng. Giáo viên hướng dẫn học sinh phối hợp phân tích kết quả thí nghiệm
với việc thực hiện câu lệnh C1 để có thể rút ra các kết luận trong bài học. Từ đó
học sinh dễ dàng nêu được ý nghĩa vật lý của hệ số nở dài và nở khối.
- Giáo án chi tiết được trình bày ở chương 2.
- 94 -
3.2.5.3. Thống nhất phương án với giáo viên công tác thực nghiệm
Người thực hiện đề tài trao đổi trực tiếp với giáo viên thực nghiệm sư
phạm, giáo an đưa ra trước nhiều ngày, cùng thống nhất quan điểm biện pháp
thực hiện, ấn định thời gian, kiến thức trọng tâm của từng bài dạy thực
nghiệm cùng công tác thực hiện thành công các thí nghiệm.
Các giáo viên cộng tác dạy thực nghiệm gồm:
- Hoàng Anh Tuấn: Giáo viên vật lý trường THPT Nguyễn Huệ.
- Lương Văn Vũ: Giáo viên vật lý trường THPT Định Hoá.
- Nguyễn Thị Trang: Giáo viên vật lý trường THPT Phú Lương.
3.2.6. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
Việc giảng dạy các bài thực nghiệm được bố trí theo đúng trình tự các
tiết học theo phân phối chương trình, theo thời khoá biểu của lớp chọn làm
thực nghiệm và lớp đối chứng đã chọn. Không gây nên sự xáo trộn đến hoạt
động chung của nhà trường và tâm lý mất tự nhiên của giáo viên và học sinh
nhằm thu được kết quả chính xác và khách quan nhất.
3.2.6.1. Lịch giảng dạy các bài thực nghiệm - Bảng 2
Thời gian Địa điểm
Ngày Tiết, thứ
Nội dung tiết học
Lớp Trường
11/3/09 2 (thứ tư) Chất rắn kết tinh, chất rắn vô định hình 10A7 Định Hoá
12/3/09 3 (thứ năm) Chất rắn kết tinh, chất rắn vô định hình 10A11 Định Hoá
10/3/09 1 (thứ ba) Chất rắnkết tinh, chất rắn vô định hình 10A1 Nguyễn Huệ
13/3/09 3 (thứ sáu) Chất rắnkết tinh, chất rắn vô định hình 10A2 Nguyễn Huệ
20/3/09 3 (thứ sáu) Biến dạng cơ của vật rắn 10B10 Phú Lương
21/3/09 1 (thứ bảy) Biến dạng cơ của vật rắn 10B9 Phú Lương
16/3/09 3 (thứ hai) Biến dạng cơ của vật rắn 10A3 Nguyễn Huệ
18/3/09 4 (thứ tư) Biến dạng cơ của vật rắn 10A4 Nguyễn Huệ
23/3/09 2 (thứ hai) Sự nở vì nhiệt của vật rắn 10A8 Định Hoá
25/3/09 3 (thứ tư) Sự nở vì nhiệt của vật rắn 10A9 Định Hoá
- 95 -
3.2.6.2. Diễn biến thực nghiệm sư phạm
Giáo viên thực hiện
+ Lương Văn Vũ dạy tại lớp 10A7 trường THPT Định Hóa.
+ Hoàng Anh Tuấn, dạy tại lớp 10A1 trường THPT Nguyễn Huệ.
Bài 1: Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình:
Các giáo viên tiến hành bài dạy theo đúng tiến trình đã định. Học sinh
phấn khởi hào hứng phát biểu xây dựng bài, khi giáo viên đặt ra các câu hỏi
giúp các em tự xây dựng tri thức. Không khí học tập sôi nổi, tiết học đạt được
yêu cầu đề ra.
Bài 2: Biến dạng cơ của vật rắn:
Giáo viên thực hiện:
+ Hoàng Anh Tuấn, dạy tại lớp 10A3 trường THPT Nguyễn Huệ.
+ Nguyễn Thị Trang dạy tại lớp 10B10 trường THPT Phú Lương.
Thí nghiệm tạo tình huống đễ làm, dễ thành công, học sinh quan sát rõ
ràng những hiện tượng xảy ra ở thí nghiệm, kích thích được hứng thú tích cực
học tập.
Tiết học đạt yêu cầu đặt ra.
Bài 3: Sự nở vì nhiệt của vật rắn:
Giáo viên thực hiện:
+ Lương Văn Vũ dạy tại lớp 10A8 trường THPT Định Hoá.
Bằng trình bày thí nghiệm và phân tích bảng kết quả số liệu và đi đến
kết luận: Học sinh hiểu bài, nắm được kiến thức ngay trên lớp. Tiết học đạt
yêu câu đặt ra.
3.3. Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm
3.3.1. Yêu cầu chung về xử lý kết quả của thực nghiệm sư phạm
- Các bài kiểm tra do một người chấm theo một biểu điểm chung đã được
thống nhất giữa người thực hiện đề tài và người giáo viên công tác.
- 96 -
- Kết quả thực nghiệm sư phạm thu được phải xử lý theo phương pháp thống
kê toán học. Từ đó rút ra các nhận xét, kết luận nhằm kiểm tra, đánh giá giả
thuyết khoa học, tính khả thi của đề tài.
- Việc xử lý, phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm gồm các bước:
+ Lập bảng số liệu kết quả kiểm tra học sinh.
+ Lập bảng phân phối tần suất.
+ Vẽ các đường biểu diễn sự phân phối tần suất của lớp thực nghiệm và
lớp đối chứng qua mỗi lần kiểm tra.
- Tính các tham số thống kê bằng các công thức sau:
Điểm trung bình:
X ;
i i i in X n XY
n n
= =å å
Phương sai:
2 2
2 2
DC
( ) ( )
;i i i iTN
n X X n Y Y
S S
n n
- -
= =å å
Độ lệch chuẩn:
2S S=
Hệ số biến thiên:
(100%) ; (100%)
TN DC
TN DC
S SV V
X Y
= =
Hệ số biến thiên chỉ phần trăm mức độ phân tán số liệu.
Hệ số studon đánh giá độ tin cậy của giá trị trung bình.
0
2 2
( )
n
TN DC
X n X Y nt
S S S
-
= =
+
- 97 -
Trong đó : iX : Là các giá trị điểm của nhóm thực nghiệm.
iY : Là các giá trị điểm của nhóm đối chứng.
n : Là số học sinh được kiểm tra.
(nếu n £ 30 thì khi tính toán lấy n-1).
3.3.2. Kết quả cụ thể của thực nghiệm sư phạm (đề bài xem phụ lục)
* Bài 1: Chất rắn kết tinh, chất răn vô định hình:
- Nhận xét chung về bài làm của học sinh: Nhìn chung phần lớn các em
trả lời tốt câu hỏi, song còn một số em chưa hoàn chỉnh được câu 5, chỉ có
một số em chưa hoàn chỉnh được cả bài.
- Sau khi chấm kết quả thu được ở bảng sau:
Kết quả kiểm tra lần 1: (Bảng 3)
Điểm Nhóm
lớp
Lớp, trường Số học
sinh 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
40 0 0 0 2 6 3 12 10 5 2 10A7
Định Hoá % 0 0 0 2,5 7,5 3,75 15 12,5 6,25 2,5
40 0 0 0 4 8 4 14 7 2 1
Thực
nghiệm
10A1
Nguyễn Huệ % 0 0 0 5 10 5 17,5 8,75 2,5 1,2
5
Giá trị trung bình nhóm thực nghiệm X = 6,8
40 0 2 3 4 8 5 8 7 3 0 10A11
Định Hoá % 0 5 7,5 10 20 5 20 17,5 7,5
40 0 1 4 5 7 6 9 7 1 0
Đối
chứng
10A2
Nguyễn Huệ % 0 1,25 5 6,25 8,75 7,5 11,2 0,75 1,25
Giá trị trung bình nhóm thực nghiệm Y = 5,76
- 98 -
Phân loại lần 1: (Bảng 4)
Số học
sinh
Điểm
kém
Yếu Trung
bình
Khá Giỏi
Nhóm
Điểm 1 - 2 3 - 4 5 - 6 7 - 8 9 - 10
80 0 6 21 43 10 Thực
nghiệm in n 0 0,075 0,263 0,538 0,125
80 3 9 26 31 4
Đối chứng
in n 0,03 0,11 0,3 0,38 0,05
Biểu đồ 1. Biểu đồ phân loại lần 1.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
1 2 3 4 5
Series1
Series2
Kém
Yếu TB Khá Giỏi
Thực nghiệm
Đối chứng
- 99 -
Bảng phân phối tần suất lần 1: (Bảng 5)
Điểm Thực nghiệm ( X) Đối chứng (Y)
Thực
nghiệm
Đối chứng
i iX Y in iw in iw ( )
2
i in X X- ( )
2
i in Y Y-
0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0
2 0 0 3 0,0375 0 42,41
3 0 0 7 0,0875 0 53,32
4 6 0,075 9 0,1125 47,04 27,87
5 14 0,175 15 0,1875 45,36 8,66
6 7 0,0875 11 0,1375 4,48 0,63
7 26 0,325 17 0,2125 1,04 26,13
8 17 0,2125 14 0,175 24,48 70,24
9 7 0,0875 4 0,05 33,88 41,99
10 3 0,0375 0 0 30,72 0
∑ 80 1 80 1 187 271,25
- 100 -
Đồ thị 1. Đồ thị biểu diễn tần suất lần 1
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0 2 4 6 8 10 12
Thực nghiệm
Đối chứng
Đường số 1 biểu diễn tần suất của nhóm thực nghiệm
Đường số 2 biểu diễn tần suất của nhóm đối chứng
Tính các thông số thống kê lần 2:
+ Phương sai:
( )22 2,33i iTN
n X X
S
n
-
= =
å
( )22
DC 3,38
i in Y Y
S
n
-
= =
å
+ Độ lệch chuẩn:
1,53 ; 1,83TN DCd d= =
1
2
- 101 -
+ Độ lệch biến thiên:
.100% 22,5%
.100% 23,9%
TN
TN
DC
DC
SV
X
SV
Y
= =
= =
+ Hệ số Studen:
( )0
2 2
3,88n
TN DC
X Y nX nt
S S S
-
= = =
+
So sánh lý thuyết tra bảng phân bổ Studen ta có:
( , ) (0,99;80) 2,62 3,88ttt n t tg = = < =
* Bài 2: Biến dạng cơ của vật rắn
- Nhận xét chung bài làm của học sinh.
Câu 1, 2: Đa số các em trả lời đúng.
Câu 3, 4: Một số em chưa làm đầy đủ.
Câu 5: Một số em chưa trình bày đầy đủ.
Sau khi chấm cả hai lớp thực nghiệm và đối chứng chúng ta thu được kết
quả sau:
- 102 -
Kết quả kiểm tra lần 2:(Bảng 6)
Điểm Nhóm
lớp
Lớp, trường Số
học
sinh
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
40 0 0 1 1 11 16 7 2 1 1 10A2
Nguyễn Huệ % 0 0 1,3 1,3 13,7 20 8,8 2,5 1,3 1,3
40 0 0 0 3 9 14 8 3 2 1
Thực
nghiệm
10B10
Phú Lương % 0 0 0 3,8 11 18 10 3,8 2,5 1,3
Giá trị trung bình nhóm thực nghiệm X = 6,6
40 0 2 2 3 13 16 3 1 0 0 10A3
Nguyễn Huệ % 0 2,5 2,5 3,8 16 20 3,8 1,3 0 0
40 0 0 3 2 15 11 6 3 0 0
Đối
chứng
10B9
Phú Lương % 0 0 3,8 2,5 18,8 13,7 7,5 3,8 0 0
Giá trị trung bình nhóm thực nghiệm Y = 5,45
Bảng phân loại lần 2:(Bảng 7)
Số học
sinh
Điểm
kém
Yếu Trung
bình
Khá Giỏi
Nhóm
Điểm 1 - 2 3 - 4 5 - 6 7 - 8 9 - 10
80 0 5 50 20 5
Thực nghiệm
in n 0 0,06 0,63 0,3 0,06
80 2 10 55 13 0
Đối chứng
in n 0,03 0,13 0,68 0,16 0
- 103 -
Biểu đồ 2. Biểu đồ phân loại lần 2
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
KÐm Yõu TB Kh¸ Giái
Thùc nghiÖm
§èi chøng
Bảng phân phối tần suất lần 2:(Bảng 8)
Điểm Thực nghiệm ( X) Đối chứng (Y) Thực nghiệm Đối chứng
i iX Y in iw in iw ( )
2
i in X X- ( )2i in Y Y-
0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0
2 0 0 2 0 0 23
3 1 0,01 5 0,06 12,9 30
4 4 0,05 5 0,06 27 10,5
5 22 0,28 28 0,35 2,56 5,67
6 30 0,38 27 0,3 10,8 8,16
7 15 0,19 9 0,11 2,4 21,6
8 5 0,06 4 0,05 9,8 26
9 3 0,04 0 0 17,3 0
10 2 0,03 0 0 23,12 0
∑ 0 1 80 1 105 61,4
ếu
- 104 -
Đồ thị 2. Đồ thị biểu diễn tần suất lần 2
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 2 4 6 8 10 12
Thực nghiệm
Đối chứng
Đường số 1 biểu diễn tần suất của nhóm thực nghiệm
Đường số 2 biểu diễn tần suất của nhóm đối chứng
Các thông số thống kê lần 2:
- Phương sai:
( )22 1,33i iTN
n X X
S
n
-
= =
å
( )22
DC 1,57
i in Y Y
S
n
-
= =
å
- Độ lệch chuẩn:
2 21,15 ; 1,25TN TN DC DCS Sd d= = = =
1
2
- 105 -
- Độ biến thiên:
.100% 17, 42%
.100% 22,9%
TN
TN
DC
DC
SV
X
SV
Y
= =
= =
- Hệ số Studen:
( )0
2 2
2,88n
TN DC
X Y nX nt
S S S
-
= = =
+
So sánh với bảng lý thuyết tra bảng phân bổ Studen ta có:
( , ) (0,99;80) 2,62 2,88ttt n t tg = = < =
Kết luận giá trị các hệ số Studen theo tính toán lớn hơn giá trị trong
bảng lý thuyết với độ tin cậy g = 99%, điều này khẳng định giá trị trung bình
đã tính trong bảng trên là có ý nghĩa.
* Bài 3: Sự nở vì nhiệt của vật rắn:
Câu 1, 2: Phần lớn các em trả lời đúng.
Câu 3, 4: Đa số các em trả lời được, còn lại một số ít trả lời chưa đầy đủ.
Câu 5 : Một số em không trả lời được câu này, các em học tốt trả lời tốt câu
này. Sau khi chấm cả 2 lớp thực nghiệm và đối chứng ta thu được kết quả:
- 106 -
Kết quả kiểm tra lần 3:(Bảng 9)
Điểm Nhóm
lớp
Lớp,
trường
Số
học
sinh
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
40 0 0 0 3 6 7 12 7 3 2 Thực
nghiệm
10A8
Định Hoá % 0 0 0 7,5 15 17,5 30 17,5 7,5 5
Giá trị trung bình nhóm thực nghiệm X = 6,77
40 0 2 3 6 7 10 7 3 2 0 Đối
chứng
10A9
Định Hoá % 0 5 7,5 15 17,5 25 17,5 7,5 5 0
Giá trị trung bình nhóm thực nghiệm Y = 5,57
Phân loại lần 3:(Bảng 10)
Số học
sinh
Điểm kém Yếu Trung
bình
Khá Giỏi
Nhóm
Điểm 1 - 2 3 - 4 5 - 6 7 - 8 9 - 10
80 0 3 13 19 5
Thực nghiệm
in n 0 0,08 0,33 0,48 0,13
80 2 9 17 10 2
Đối chứng
in n 0,05 0,23 0,43 0,25 0,05
- 107 -
Biểu đồ 3. Biểu đồ phân loại lần 3
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
KÐm Yõu TB Kh¸ Giái
Thùc nghiÖm
§èi chøng
Bảng phân phối tần suất lần 3:(Bảng 11)
Điểm Thực nghiệm ( X) Đối chứng (Y) Thực nghiệm Đối chứng
i iX Y in iw in iw ( )
2
i in X X- ( )
2
i in Y Y-
0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0
2 0 0 2 0,05 0 25,4
3 0 0 3 0,08 0 19,8
4 3 0,08 6 0,15 21,4 14,7
5 6 0,15 7 0,18 18,8 2,27
6 7 0,18 10 0,25 4,15 1,85
7 12 0,3 7 0,18 0,63 14,3
8 7 0,18 3 0,08 10,6 17,7
9 3 0,08 2 0,05 14,9 23,5
10 2 0,05 0 0 20,8 0
∑ 40 1 40 1 91,3 119,5
Yếu
- 108 -
Đồ thị 3. Đồ thị biểu diễn tần suất lần 3
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0 2 4 6 8 10 12
Thực nghiệm
Đối chứng
Đường số 1 biểu diễn tần suất của nhóm thực nghiệm
Đường số 2 biểu diễn tần suất của nhóm đối chứng
Tính các thông số thống kê lần 3:
- Phương sai:
( )22 2,28i iTN
n X X
S
n
-
= =
å
;
( )22
DC 2,9
i in Y Y
S
n
-
= =
å
- Độ lệch chuẩn:
2 21,5 ; 1,7TN TN DC DCS Sd d= = = =
1
2
- 109 -
- Độ biến thiên:
.100% 22,1%
.100% 30%
TN
TN
DC
DC
SV
X
SV
Y
= =
= =
- Hệ số Studen:
( )0
2 2
3,33n
TN DC
X Y nX nt
S S S
-
= = =
+
So sánh với bảng lý thuyết kiểm tra phân bố Studen ta có:
( , ) (0,99;40) 2,62 3,33ttt n t tg = = < =
Kết luận: Giá trị các hệ số Studen theo tính toán lớn hơn giá trị trong
bảng lý thuyết với độ tin cậy g = 99% điều này khẳng định giá trị trung bình
đã tính trong bảng trên là có ý nghĩa.
Bảng tổng hợp các thông số thống kê của các lần kiểm tra (Bảng 12)
Số HS X Y 2S S V% Lần
k.tra TN ĐC TN ĐC TN ĐC TN ĐC TN ĐC
1 80 80 6,8 5,76 2,33 3,38 1,53 1,83 22,5 23,9
2 80 80 6,6 5,45 1,33 1,57 1,15 1,25 17,42 22,9
3 40 40 6,77 5,57 2,28 2,9 1,5 1,7 22,1 30
- 110 -
Kết luận chương 3
Với mục đích kiểm tra tính khả thi của đề tài, người thực hiện đề tài
cùng với các cộng sự qua đợt thực nghiệm sư phạm tại các trường đã chọn,
căn cứ vào những kết quả đã thu được chúng tôi có một số kết luận sau:
1) Thực nghiệm sư phạm đã hoàn thành được nhiệm vụ và đạt được
mục đích, yêu cầu đặt ra.
2) Theo dõi sự tham gia của học sinh trong giờ học chúng tôi đánh giá:
Ở lớp thực nghiệm, học sinh đã TNSP đã tích cực tham gia hoạt động nhận
thức, hứng thú học tập, do đó chất lượng và hiệu quả học tập của học sinh
được nâng cao hơn, điều này thể hiện ở chỗ:
- Số lần học sinh mô tả, viết lại được đúng điều đã học ở nhóm đối
chứng và nhóm thực nghiệm là tương đương nhau
- Số lần học sinh trả lời câu hỏi, đưa ra mô hình giả thuyết, hệ quả
logic, phương án thí nghiệm, số học sinh biết cách thức giải quyết vấn đề của
bài học ở lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng.
- Số lần học sinh phán đoán, giải thích được hiện tượng mới (hoặc giải
bài tập) có tính sáng tạo, số học sinh đề xuất và giải quyết vấn đề học tập độc
đáo ở lớp thực nghiệm cao hơn hẳn lớp đối chứng.
3) Căn cứ vào kết quả các bài kiểm tra chúng tôi thấy:
- Điểm trung bình cộng và điểm khá giỏi của các học sinh ở nhóm thực
nghiệm cao hơn nhóm đối chứng, điểm yếu kém của các học sinh ở nhóm
thực nghiệm thấp hơn nhóm đối chứng.
- Các tham số thống kê như hệ số biến thiên, phương sai 2S , độ lệch
chuẩn S của các giá trị trung bình của nhóm thực nghiệm luôn nhỏ hơn nhóm
đối chứng.
- 111 -
- Các đường biểu diễn sự phân phối tần suất trong các lần kiểm tra của
nhóm thực nghiệm đều nằm ở bên phải và dịch chuyển theo chiều tăng điểm
số iX so với nhóm đối chứng.
- Hệ số Studen tính toán được ( ttt ) luôn lớn hơn giá trị thu được trong
bảng lý thuyết ( ),t ng . Chứng tỏ kết quả chiếm lĩnh tri thức của học sinh ở
nhóm thực nghiệm cao hơn nhóm đối chứng là có ý nghĩa. Như vậy giả thuyết
khoa học của đề tài là đúng đắn.
4) Thực nghiệm sư phạm đã giúp cho người thực hiện đề tài, giáo viên
cộng tác thực nghiệm hiểu rõ hơn về phương pháp dạy học giải quyết vấn đề
và hiệu quả của phương pháp dạy học giải quyết vấn đề đối với việc nâng cao
chất lượng dạy học.
- 112 -
KẾT LUẬN
Đổi mới phương pháp dạy học, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn
luyện nếp tư duy sáng tạo, tăng cường sử dụng phương tiện dạy tạo điều kiện
cho học sinh tham gia hoạt động nhận thức thông qua việc xây dựng tình
huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập là vấn đề
đang được nhiều giáo viên áp dụng trong dạy học.
1) Để thực hiện mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài, chúng tôi
đã thực tập trung nghiên cứu quan điểm hiện đại về dạy học, phương pháp
dạy học và việc tổ chức cho học sinh hoạt động nhận thức. Kết quả nghiên
cứu cho thấy, dạy học là hoạt động cơ bản của việc giáo dục - đào tạo trong
các nhà trường. Trong dạy học, thày giữ vai trò quan trọng, thày không phải
chỉ là người truyền đạt kiến thức mà phải là người cố vấn, tổ chức, hướng dẫn
học sinh trở thành chủ thể hoạt động. Thầy tạo ra quan hệ "thầy - trò; trò -
trò", tổ chức cho học sinh hợp tác và học hỏi lẫn nhau trên cơ sở phát huy tính
tích cực, tự lực chủ động tham gia hoạt động của tập thể của học sinh. Học
sinh là chủ thể của quá trình học tập, chỉ thực sự đạt kết quả cao nếu học sinh
là người có ý thức chủ động tích cực và sáng tạo. Trong dạy học, phương
pháp dạy học được quy định bởi nội dung, mục tiêu và nhiệm vụ dạy học, mỗi
phương pháp dạy học đều có những ưu và nhược điểm. Giáo viên cần lựa
chọn và phối hợp linh hoạt các phương pháp dạy học để đạt hiệu quả giờ học
cao nhất.
2) Chúng tôi cũng đi sâu nghiên cứu về việc xây dựng tình huống học
tập và việc hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong giờ học
vật lí, như những đặc trưng cơ bản của xây dựng tình huống học , các pha tiến
hành nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và giải quyết tình huống học
- 113 -
tập tập cũng như hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập trong giờ
học vật lí. Trong quá trình học sinh tham gia xây dựng tình huống học tập và
giải quyết tình huống học tập học sinh tiếp thu tri thức và phát triển năng lực
tư duy sáng tạo.
Việc xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết
tình huống học tập có thể thức hiện phỏng theo tiến trình nghiên cứu khoa
học. Tiến trình dạy học này gồm gồm việc phát hiện vấn đề, giải quyết vấn
đề, đề xuất kết luận cần tìm (kiến thức mới), đồng thời triển khai xem xét khả
năng chấp nhận của kết quả tìm được trên cơ sở vận dụng kiến thức mới vào
những hoàn cảnh, điều kiện mới, xem xét phù hợp giữa lý thuyết và thực
nghiệm.
Chúng tôi đã phân tích đặc điểm chương " Chất rắn và chất lỏng. Sự
chuyển thể" và vận dụng lí luận này vào việc thiết kế 3 bài học của chương "
Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể" .
3) TNSP đã được thực hiện đúng kế hoach, giáo viên thực nghiệm về
cơ bản đã tiến hành giờ học đúng như giáo án của người nghiên cứu. TNSP
cho thấy: Có thể xây dựng quá trình dạy học các kiến thức vật lý cụ thể thông
qua việc tổ chức các tình huống học tập và định hướng hoạt động giải quyết
tình huống học tập, qua đó làm cho học sinh trở thành chủ thể thực sự của
hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ, sáng tạo. Các giáo án thực nghiệm có
tính khả thi và có hiệu quả nâng cao chất lượng học tập.
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho
giáo viên phổ thông.
4) Tuy nhiên trong điều kiện thời gian còn hạn chế, đề tài mới nghiên
cứu áp dụng trên một phạm vi hẹp (ba trường thực nghiệm) nên chất lượng và
hiệu quả nghiên cứu chắc chắn chưa thể đáp ứng đầy đủ mọi yêu cầu của đề
- 114 -
tài. Chúng tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu sâu hơn để góp phần nhỏ bé của mình
vào quá trình đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông.
5) Một số kiến nghị:
- Cần quan tâm đầu tư cho việc nghiên cứu, cải tiến phương pháp dạy
học vật lý ở trường THPT. Đội ngũ giáo viên phải được bồi dưỡng thường
xuyên về phương pháp dạy học mới và cả kiến thức chuyên để đáp ứng được
nhiệm vụ trong tình hình mới.
- Cần tạo điều kiện về cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm, phương tiện
dạy học đáp ứng được yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- doc226.pdf