Tài liệu Skkn giải pháp giảng dạy chương chất khí vật lý 10 cơ bản bằng cách sử dụng thí nghiệm mô phỏng

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: “GIẢI PHÁP GIẢNG DẠY CHƯƠNG CHẤT KHÍ VẬT LÝ 10 CƠ BẢN BẰNG CÁCH SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG” A. MỞ ĐẦU I. Đặt vấn đề 1. Thực trạng của vấn đề Hiện nay việc ứng dụng nghệ thông tin vào trong dạy học là rất cần thiết. Đặc biệt đối với môn Vật lý thì việc ứng dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy là không thể thiếu. Sự kết hợp giữa công nghệ thông tin và các thiết bị dạy học hiện đại sẽ phát huy mạnh mẽ tư duy sáng tạo, kỹ năng thực hành và hứng thú học tập của học sinh để nâng cao chất lượng đào tạo. Đối với các môn khoa học thực nghiệm nói chung và môn Vật lý nói riêng thì việc sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy - học là một nhiệm vụ đặc biệt khó khăn vì nhiều nguyên nhân: thiết bị thí nghiệm còn thiếu thốn và chưa đồng bộ; phòng bộ môn chưa có hoặc đã có thì việc sắp xếp, quản lí và bảo quản các trang thiết bị, đồ đùng dạy học chưa hợp lí và khoa học; có những thí nghiệm khó thực hiện thành công vì nhiều điều kiện khách quan và chủ quan cho nên độ chính xác chưa cao; có các hiện tượng vật lí trừu tượng, chưa thể thực hiện thí nghiệm để quan sát thấy; có những bộ thí nghiệm khá đắt tiền; có những thí nghiệm biểu diễn, chứng minh về chất lượng và số lượng chưa đủ để đảm bảo tốt (thời lượng, hiệu quả…) trong quá trình dạy học; việc lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm đòi hỏi nhiều thời gian trong khi thời gian nghỉ chuyển giữa hai tiết chỉ có 5 phút; thí nghiệm không đảm bảo thành công nhanh;… Bên cạnh đó thì có một nguyên nhân rất quan trọng là năng lực thí nghiệm của giáo viên trên thực tế còn nhiều hạn chế. Vật lý 10 nói chung và chương Chất khớ nói riêng là một phần kiến thức mang tớnh khoa học trừu tượng và có vai trò rất quan trọng. Là chương chiếm rất ớt thời gian học trong chương trình vật lý lớp 10, nhưng lại là nền tảng của phần Nhiệt học. Đây là tổng hợp đỉnh cao cđa kiến thức vật lý đó được xây dựng cho phần hai của chương trình vật lý 10 THPT. Thông qua kiến thức của chương theo quan điểm giáo dục hiện đại thỡ học sinh phải biết vận dụng kiến thức vào giải thích các hiện tượng thực tế và ứng dụng vàoviệc học tập các bộ môn khác, chính vì thế nó đòi hỏi người thầy một lao động nghệ thuật sáng tạo để đem lại cho giáo dục và đào tạo kết quả cao nhất đó chính là vấn đề phải đổi mới cách dạy cđa thầy, cách học cđa trò. Vì thế tôi chọn thí nghiệm mô phỏng làm đề tài nghiên cứu và đưa ra GIẢI PHÁP GIẢNG DẠY CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 - CƠ BẢN ĐÓ LÀ: SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG ứng dụng trong dạy học để tạo ra nhiều hứng thú, kích thích học tập của học sinh. Nhằm khơi dậy và phát huy năng lực tự học, hình thành cho các em tư duy tích cực độc lập sáng tạo , nâng cao năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. 2. Ý nghĩa và tác dụng của giải pháp mới Đề tài nhằm đưa ra một giải pháp mới cho việc giảng dạy chương chất khí đó là : sử dụng phần mềm thí nghiệm mô phỏng để giúp cho học sinh lĩnh thụ một cách trực quan các đơn vị kiến thức mang tính trừu tượng ở sách giáo khoa cần cung cấp, mà với phương tiện và đồ dùng dạy học hiện tại không thể đáp ứng được. Trên cơ sở đó đề tài nhằm góp phần làm phong phú hơn cho việc dạy và học, khơi dậy tính sáng tạo và khả năng liên hệ, vận dụng kiến thức vào thực tế. Mặt khác đề tài có thể là tài liệu tham khảo thiết thực cho giáo viên vật lý về cách dạy chương chất khí vật lý 10 cơ bản. 3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài Sử dụng thí nghiệm mô phỏng để mô phỏng lại các hiện tượng vật lý trong chương chất khí vật lý 10 (chương trình cơ bản). II. Phương pháp tiến hành 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn Quá trình dạy học là một quá trình công nghệ chồng chập lên nhau, vì vậy làm sao cho công nghệ dạy học của giáo viên hoàn toàn phục tùng nhiệm vụ và đảm bảo tổ chức hợp lý nhất công nghệ học của học sinh. Sự kết hợp hài hòa luôn là nhiệm vụ của các giáo viên , do đó khi dạy cần nắm được và kết hợp giữa mục đích – nội dung – phương pháp. Trong các thành tố cấu thành để đổi mới phương phỏp dạy học nên nắm lấy cái cốt lõi, cái không thể không có đó là ứng dụng cụng nghệ thụng tin trong dạy học mụn vật lý như nguyên Bộ trưởng Bộ giáo dục - đào tạo Trần Hồng Quân đó nêu: “Cách mạng về phương pháp sẽ đem lại bộ mặt mới, sức sống mới cho giáo dục ở thời đại mới”. Ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông là một xu hướng hiện đại hóa quá trình dạy và học . Nhằm giúp học sinh tham gia học tập một cách chủ động , tích cực và sáng tạo, tăng cường tính trực quan, góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội và nắm vững kiến thức, phát triễn năng lực tư duy độc lập sáng tạo của học sinh với cách “Suy nghĩ nhiều hơn, làm việc nhiều hơn, thảo luận nhiều hơn” để đạt kết quả cao trong một tiết dạy . Thông qua máy vi tính giáo viên có thể thực hiện các thí nghiệm mô phỏng, hình ảnh động, hình ảnh tĩnh, âm thanh. Như vậy học sinh được bồi dưỡng năng lực thực nghiệm, năng lực hoạt động tự lực, sáng tạo, bộc lộ được khả năng sở trường, sở thích về môn vật lý. Nâng cao chất lượng học tập, tăng cường hứng thú, gắn học với hành, lí luận với thực tiễn. Kích thích tính tích cực, tự lực, trí thông minh, tài sáng tạo tháo vát của từng nhóm và cá nhân học sinh. Đây cũng là biện pháp để phát hiện đúng những học sinh khá giỏi về bộ môn vật lý. Xuất phát từ những vấn đề thực tế trên thì việc vận dụng phương pháp dạy học cùng với việc làm thí nghiệm, ứng dụng công nghệ thông tin để truyền thụ cho học sinh những kiến thức về các hiện tượng vật lý là rất cần thiết và quan trọng. 2. Các biện pháp tiến hành, thời gian tạo ra giải pháp Nghiên cứu lý luận: đọc và nghiên cứu các tài liệu viết về phương pháp dạy học thực nghiệm và các tài liệu liên quan đến đề tài để làm sáng tỏ phương pháp dạy học bằng cách sử dụng thí nghiệm mô phỏng. Phương pháp quan sát, điều tra: tiến hành khảo sát và phỏng vấn trực tiếp học sinh các khối lớp 11, 12 năm học 2010- 2011, tiến hành tham khảo ý kiến của một số đồng nghiệp có kinh nghiệm để tìm hiểu thực tiễn việc giảng dạy chương chất khí . Thực nghiệm sư phạm: sử dụng thí nghiệm mô phỏng để giảng dạy chương chất khí vật lý 10 cơ bản trong năm học 2010-2011; 2011-2012, và học kì I năm học 2012-2013 nhằm đánh giá tính khả thi của đề tài . Đề tài được nghiên cứu và thực nghiệm từ năm 2010 đến năm 2013 B. NỘI DUNG I. Mục tiêu Sử dụng các thí nghiệm mô phỏng, mô phỏng lại các thí nghiệm cũng như các hiện tượng vật lý trong chương chất khí, mà phương tiện, đồ dùng dạy học hiện tại không thể mô tả một cách trực quan, xác thực các hiện tượng trừu tượng của chất khí. Qua đó làm nổi bật mối liên hệ giữa các kiến thức với nhau. Nhằm giúp học sinh phát hiện và giải quyết các vấn đề một cách triệt để, liên kết các kiến thức lại với nhau và xây dựng nên đơn vị kiến thức mới cần nắm. Giúp học sinh vận dụng kiến thức nhiều lần để các em nhớ kỹ và hiểu kiến thức vững chắc, sâu sắc hơn. II. Giải pháp sử dụng thí nghiệm mô phỏng để thiết kế các giáo án dạy chương chất khí (có đĩa kèm theo để minh họa cho các hình ảnh, thí nghiệm động ) Nội dung phần này là sử dụng phần mềm mô phỏng tập trung thiết kế các giáo án dạy tất cả các bài của chương chất khí vật lý 10 ban cơ bản. Nội dung được trình bày dưới dạng bảng gồm 2 cột, để so sánh chi tiết các tiết dạy với đồ dùng dạy học hiện có với tiết dạy sử dụng giải pháp mới 1. Tiến trình của giải pháp Chương V : CHẤT KHÍ Bµi 28 : CẤU TẠO CHẤT. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ Tiết dạy Tiết dạy với đồ dùng dạy học hiện có có sử dụng thí nghiệm mô phỏng Phần 1 : MỞ BÀI Phần 1 : MỞ BÀI Học sinh quan sát qua màng hình: Giáo viên giới thiệu cho học sinh về các trạng thái của nước, nước đá, hơi nước đều được cấu tạo từ cùng một loại phân tử nước. Nhưng tại sao nước đá có thể tích và hình dạng riêng xác định, nước có thể tích riêng nhưng hình dạng của dạng bình chứa, còn hơi nước không có cả thể tích lẫn hình dạng riêng xác định ? - Nước - Hơi nước * Phương pháp thuyết trình không giúp học sinh tư duy được vấn đề. Phần 2-I. CẤU TẠO CHẤT 1. Những điều đã học về cấu tạo chất * Đều được cấu tạo từ các phân tử nước, nhưng tại sao nước đá lại có thể tích và hình dạng riêng xác định, nước có thể tích riêng nhưng có hình dạng của bình chứa, còn hơi nước thì không có cả thể tích riêng lẫn hình dạng riêng ? * Học sinh quan sát và tiến hành suy luận lôgic. Phần 2-I. CẤU TẠO CHẤT 1. Những điều đã học về cấu tạo chất Quan sát về cấu tạo của các chất sau : * Chất Neon: Giáo viên dựa vào kết quả trả lời của học sinh và kiến thức đã học, thông báo cho học sinh những điều đã học về cấu tạo chất. *Chất Argon: * Chất Oxygen: *Chất Nước: Vậy : Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt gọi là phân tử. Quan sát hoạt động của các phân tử cấu tạo nên nước ở các thể khác nhau : * Thể rắn : * Thể lỏng: * Thể khí : Vậy : Các phân tử chuyển động không ngừng. Quan sát chuyển động của các phân tử khi nhiệt độ của vật thay đổi : Vậy : Các phân tử chuyển động càng nhanh thì * Giáo viên áp đặt kiến thức về nhiệt độ của vật càng cao. các trạng thái cấu tạo chất. * Học sinh quan sát và nêu ra kết luận về các trạng thái cấu tạo chất. 2. Lực tương tác phân tử 2. Lực tương tác phân tử Giáo viên sử dụng mô hình sau đây: - Coi hai phân tử đứng cạnh nhau như hai quả cầu . Fd1 Fh1 Fh 2 - Coi liên kết giữa hai phân tử như một lò xo. Fd 2 Quan sát sự tương tác giữa các phân tử sau: