BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH PHẠM THẾ PHƯƠNG VẬN DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM VÀO DẠY HỌC CÁC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÍ LỚP 10 CƠ BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH PHẠM THẾ PHƯƠNG VẬN DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM VÀO DẠY HỌC CÁC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÍ LỚP 10 CƠ BẢN Chuyên ngành : Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS PHAN GIA ANH VŨ Thành phố Hồ Chí Minh - 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu thực cá nhân, thực sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn tiến hành thực nghiệm trường THPT Thanh Bình, huyện Tân Phú, Tỉnh Đồng Nai, hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Phan Gia Anh Vũ Các số liệu, kết thực nghiệm luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, phòng sau đại học, tồn thể q Thầy Cơ khoa vật lí trường đại học Sư phạm TP.HCM Thầy Cơ thỉnh giảng nhiệt tình giảng dạy giúp tác giả thu nhận kiến thức quý báu suốt trình học tập Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc đến Thầy TS Phan Gia Anh Vũ – giáo viên hướng dẫn trực tiếp - người thầy tận tình giúp đỡ dẫn, định hướng cho tác giả suốt trình nghiên cứu hoàn chỉnh luận văn Tác giả gửi lời cảm ơn Thầy cô, anh chị đồng nghiệp bạn bè giúp đỡ tạo điều kiện cho tác giả q trình học tập hồn thành luận văn Sau cùng, xin gửi lời chúc sức khỏe hạnh phúc đến gia đình, thầy cơ, bạn bè Xin cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng năm 2012 Phạm Thế Phương MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢNG TRONG LUẬN VĂN PHẦN MỞ ĐẦU 12 Lí chọn đề tài 12 Mục đích nghiên cứu 14 Khách thể đối tượng nghiên cứu 14 Nhiệm vụ nghiên cứu 14 Giả thuyết khoa học 15 Phương pháp nghiên cứu 15 Phạm vi nghiên cứu 15 PHẦN NỘI DUNG 16 Chương Cơ sở lí luận việc vận dụng đồ khái niệm hỗ trợ dạy học mơn vật lí trường THPT 16 1.1 Bản đồ khái niệm 16 1.1.1 Đôi nét lịch sử 16 1.1.2 Định nghĩa BĐKN 18 1.1.3 Các phận cấu thành BĐKN 20 1.1.4 Cơ sở lí thuyết BĐKN 22 1.1.4.1 Cơ sở tâm lí học BĐKN 22 1.1.4.2 Cơ sở nhận thức BĐKN 27 1.1.5 Các dạng BĐKN 28 1.1.6 Vai trò BĐKN dạy học 30 1.1.7 Quy trình xây dựng BĐKN 32 1.1.8 Xây dựng BĐKN dựa phần mềm IHMC CmapTools 34 1.2 Vai trò câu hỏi dạy học 35 1.3 Thực trạng dạy học khái niệm vật lí 35 1.4 Sử dụng BĐKN dạy học vật lí 38 1.4.1 Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh 38 Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh khâu dạy 38 Sử dụng BĐKN hồn chỉnh khâu củng cố, ơn tập 41 1.4.2 Sử dụng đồ khuyết 42 Sử dụng đồ khuyết khâu dạy 42 Sử dụng đồ khuyết khâu củng cố, ôn tập 44 Sử dụng đồ khuyết khâu kiểm tra, đánh giá 47 1.4.3 Học sinh tự xây dựng BĐKN 47 Học sinh tự xây dựng BĐKN khâu dạy 48 Học sinh tự xây dựng BĐKN khâu củng cố, ôn tập 49 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 51 Chương 2: Vận dụng xây dựng quy trình hỗ trợ BĐKN cho dạy học chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” vật lí lớp 10 - 52 2.1 Nhiệm vụ dạy học vật lí 52 2.2 Cấu trúc, nội dung chương trình vật lí bậc trung học phổ thơng 53 2.3 Cấu trúc, nội dung chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” 56 2.4 Những thuận lợi khó khăn dạy chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” 58 2.4.1 Thuận lợi 58 2.4.2 Khó khăn 59 2.5 Xác lập lại mục tiêu chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” 59 2.5.1 Mục tiêu kiến thức: 59 2.5.2 Kỹ năng: 60 2.5.3 Tình cảm, thái độ, tác phong: 61 2.6 Các bước chuẩn bị cho hoạt động dạy học chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” 61 2.6.1 Xây dựng câu hỏi cụ thể hóa mục tiêu dạy học 61 2.6.2 Thiết kế tài liệu dạy học hỗ trợ học sinh vừa khám phá vừa kết nối kiến thức với BĐKN có 64 2.6.3 Thiết kế câu hỏi hỗ trợ học sinh tạo lập BĐKN tinh lọc kiến thức 74 2.7 Thiết kế tiến trình dạy học cụ thể lớp 75 2.7.1 Chuẩn bị cho chủ đề học tập (1 tiết trước học chủ đề) 75 2.7.2 Giới thiệu tổng quan chủ đề học tập (tiết 1) 75 2.7.3 Tổ chức trình thực CHBH (tiết 2) 76 2.7.4 Tổ chức trình thực CHBH (tiết đến 8) 77 2.7.5 Tổ chức trình thực CHBH (tiết đến 11) 83 KẾT LUẬN CHƯƠNG 87 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 88 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm (TNSP) 88 3.1.1 Mục đích 88 3.1.2 Nhiệm vụ 88 3.2.Đối tượng nội dung TNSP 89 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 89 3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 89 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 89 3.3.1.Chọn mẫu thực nghiệm: 89 3.3.2 Các bước tiến hành thực nghiệm sư phạm 89 3.4.Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 90 3.4.1 Tiêu chí đánh giá: 90 3.4.2 Nhận xét chung trình học tập HS lớp thực nghiệm 91 3.4.3 Xử lí kết kiểm tra 92 KẾT LUẬN CHƯƠNG 105 KẾT LUẬN 106 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ BĐKN Bản đồ khái niệm ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa TN Thực nghiệm THPT Trung học phổ thông DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢNG TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 BĐKN thể khái niệm âm 15 Hình 1.2 Bản đồ khái niệm cấu trúc đặc điểm đồ khái niệm 17 Hình 1.3 Các hệ thống nhớ chủ chốt não tác động qua lại với học 20 Hình 1.4 Hình dạng đồ 25 Hình 1.5 BĐKN bước xây dựng BĐKN 29 Hình 1.6 Bản đồ hoàn chỉnh CHBH 36 Hình 1.7 Bản đồ hồn chỉnh CHBH 37 Hình 1.8 Bản đồ khuyết CHBH 39 Hình 1.9 Bản đồ khuyết CHBH 41 Hình 1.10 Bản đồ hoàn chỉnh CHBH 42 Hình 1.11 Bản đồ khuyết CHBH 43 Hình 1.12 Bản đồ hồn chỉnh CHBH 46 Hình 2.1 Bản đồ Cấu trúc chương trình vật lí THPT 51 Hình 2.2 Bản đồ cấu trúc nội dung chương “Chất khí” “Cơ sở Nhiệt động lực học ” theo SGK Vật lí 10 – 53 Hình 3.1 Biểu đồ phân bố điểm nhóm thực nghiệm đối chứng kiểm tra CHBH 89 Hình 3.2 Biểu đồ phân phối tần suất kiểm tra CHBH 90 Hình 3.3 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích kiểm tra CHBH 91 Hình 3.4 Biểu đồ phân bố điểm nhóm thực nghiệm đối chứng 92 Hình 3.5 Biểu đồ phân phối tần suất 92 Hình 3.6 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích kiểm tra CHBH .93 Hình 3.7 Biểu đồ phân bố điểm nhóm thực nghiệm đối chứng kiểm tra CHBH 94 Hình 3.8 Biểu đồ phân phối tần suất kiểm tra CHBH 95 Hình 3.9 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích kiểm tra CHBH 95 Hình 3.10 Biểu đồ phân bố điểm nhóm thực nghiệm đối chứng kiểm tra tiết 97 Hình 3.11 Biểu đồ phân phối tần suất kiểm tra tiết 98 Hình 3.12 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích kiểm tra tiết 99 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Kết điều tra phương pháp dạy khái niệm giáo viên 32 Bảng 1.2 Ý kiến giáo viên cần thiết việc kết hợp rèn luyện kỹ xây dựng BĐKN với hệ thống hóa kiến thức lĩnh hội kiến thức 33 Bảng 1.3 Ý kiến đánh giá giáo viên kỹ hệ thống hóa khái niệm học sinh 33 Bảng 1.4 Ý kiến học sinh phương pháp học khái niệm 34 Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm số (x i ) kiểm tra phút (sau học xong CHBH1) 89 Bảng 3.2 Bảng phân phối tần suất kiểm tra CHBH 90 Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất lũy tích kiểm tra CHBH 90 Bảng 3.4: Các tham số đặc trưng thống kê nhóm ĐC TN kiểm tra CHBH 91 Bảng 3.5 Bảng thống kê điểm số (x i ) kiểm tra CHBH 91 Bảng 3.6 Bảng phân phối tần suất kiểm tra CHBH 92 Bảng 3.7 Bảng phân phối tần suất lũy tích kiểm tra CHBH 93 Bảng 3.8: Các tham số đặc trưng thống kê nhóm ĐC TN kiểm tra CHBH 93 Bảng 3.9 Bảng thống kê điểm số (x i ) kiểm tra CHBH 94 Bảng 3.10 Bảng phân phối tần suất kiểm tra CHBH 94 Bảng 3.11 Bảng phân phối tần suất lũy tích kiểm tra CHBH 95 Bảng 3.12: Các tham số đặc trưng thống kê nhóm ĐC TN kiểm tra CHBH 96 A O 13 B P V C P O T Quá trình làm lạnh khí bình kín O A ∆ U = Q với Q > B ∆ U = Q với Q < C ∆ U =A với A >0 D ∆ U = A với A 0; Q> 0; A>0 D ∆ U >0; Q> 0; A0 15 P Công thức sau khơng liên quan đến đẳng qúa trình? p = số T B p V = p V C p = số V D V = số T Một xilanh chứa 150cm3 khí áp suất 2.105Pa Pít- tơng nén khí xi lanh xuống cịn 100cm3 Tính áp xuất khí xilanh lúc này, coi nhiệt độ không đổi A 2.105Pa 17 B 2,5.105Pa C 3.105Pa D 3,5.105Pa Một lốp ô tô chứa không khí áp suất bar nhiệt độ 250C Khi xe chạy nhanh, lốp xe nóng lên làm cho khơng khí lốp xe nóng lên tới 500C Tính áp suất khơng khí lốp xe lúc A 4,52bar 18 B 5bar C 10bar D 5,42bar Chất khí –730C tích 10 (lít), làm biến đổi đẳng áp Ở nhiệt độ 1270C, thể tích khí là: A 20 lít 19 B 30 lít C 40 lít D 10 lít Chất khí xy lanh nhận nhiệt hay tỏa nhiệt lượng thực công 40J lên khối khí nội khối khí tăng thêm 20J ? A Khối khí tỏa nhiệt 20J B Khối khí nhận nhiệt 20J C Khối khí tỏa nhiệt 40J D Khối khí nhận nhiệt 40J 20 Một bình chứa lượng khí nhiệt độ 270C áp suất P Hỏi phải tăng nhiệt độ lên tới độ để áp suất tăng gấp đôi A 600K B 150K C 540C D 13,50C t0 ( 21 Người ta thực cơng 100J để nén khí xylanh Biết khí truyền sang mơi trường xung quanh nhiệt lượng 20J Độ biến thiên nội khí A 80J 22 B 120J C -80J D -120J Nhiệt lượng vật đồng chất thu vào 6900J làm nhiệt độ vật tăng thêm 500C Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường, biết khối lượng vật 300g Nhiệt dung riêng chất làm vật A 460J/kg.K 23 B 1150J/kg.K C 8100J/kg.K D 41,4J/kg.K Một lượng khí 180C tích 1m3 áp suất 1atm Người ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suất 3,5atm Tính thể tích khí nén A 0,286m3 24 B 0,268m3 C 0,682m3 D 0,862m3 Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế 40cm3 khí hiđrơ áp suất 750mmHg nhiệt độ 270C Tính thể tích lượng khí điều kiện chuẩn ( áp suất 760mmHg nhiệt độ 00) A 46cm3 25 B 26cm3 C 36cm3 D 63cm3 Một lượng khí nhiệt độ 27 0C tích m3 áp suất atm Người ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suất atm Thể tích khí sau nén : A 1m3 26 B 0, 35m3 C 1,4m3 D 0,2m3 Khi truyền nhiệt lượng 6.106J cho khí xilanh hình trụ khí nở đẩy pít- tơng lên hể tích khí tăng thêm 0,5m3 Tính độ biến thiên nội khí Biết áp suất khí 8.106N/m2 coi áp suất khơng đổi q trình khí thực công A 107J C - 107J C 2.106J D - 2.106J 27 Trong hệ thức sau hệ thức không phù hợp với định luật Sác-lơ cho trình đẳng tích? A P~T 28 B P ~ t C p = số T D p1 p2 = T1 T2 Nén lượng khí lý tưởng bình kín q trình đẳng nhiệt xảy sau: A Áp suất tăng, thể tích tỉ lệ thuận với áp suất B Áp suất giảm, thể tích tỉ lệ thuận với áp suất C Áp suất tăng, thể tích tỉ lệ nghịch với áp suất D Áp suất giảm, thể tích tỉ lệ nghịch với áp suất 29 Trạng thái lượng khí xác định thơng số A áp suất, thể tích, khối lượng B áp suất, nhiệt độ, khối lượng C áp suất, thể tích, nhiệt độ D nhiệt độ, thể tích, khối lượng 30 Quá trình sau liên quan đến định luật Sác- lơ cho q trình đẳng tích? A Đun nóng khí xilanh kín B Thổi khơng khí bóng bay C Đun nóng khí xilanh hở D Quả bóng bàn bị kẹp nhúng vào nước nóng, phồng lên cũ Phụ lục Bảng điểm Lớp 10 A4 Stt Lần Lần Lần tiết 3.5 5 5.5 8 10 10 7.5 8 10 10 8.5 4 5.5 5.5 10 5 5.5 11 8 7.5 12 5 13 10 14 15 8 8.5 16 6.5 17 10 18 5.5 19 10 7.5 20 21 6 22 10 10 23 6 24 10 25 10 10 26 8 6.5 27 6 28 9 29 6 3.5 30 10 10 31 10 32 33 6.5 34 4.5 35 10 36 37 4 38 8 39 6 40 41 10 42 10 43 10 10 44 4 47 6 Lớp 10A13 Stt Lần Lần Lần tiết 10 8 7.5 6.5 10 7.5 10 10 6 10 10 8.5 8 10 7.5 9 10 5.5 11 10 12 6.5 13 14 5 15 6.5 16 8 17 10 18 19 10 10 10 20 6 5.5 21 10 8.5 22 6.5 23 10 6.5 24 25 10 10 26 10 27 10 28 10 29 7 30 31 7 7.5 32 10 8.5 33 5 34 10 10 35 10 10 36 8 37 10 10 38 7.5 39 40 10 10 9.5 41 5.5 42 9 43 10 44 10 8 6.5 45 6 5.5 46 Lớp 10A6 Stt Lần Lần Lần tiết 10 10 8 5.5 8 10 8.5 5 10 10 10 8.5 10 10 7.5 10 10 5 11 10 12 10 13 10 6.5 14 8 6.5 15 16 6 10 17 10 10 9.5 18 7 6.5 19 8 7.5 20 10 6.5 21 10 22 10 5.5 23 8 10 24 25 6 6.5 26 10 10 27 10 10 28 10 10 7.5 29 10 10 30 8 7.5 31 10 32 10 10 33 10 10 34 10 6.5 35 10 8.5 36 10 8.5 37 10 10 10 38 8 10 39 6.5 40 10 41 10 7 6.5 42 10 10 6.5 43 8 7.5 44 8 8 45 10 10 8.5 46 5.5 47 Lớp 10A8 Stt Lần Lần Lần tiết 9 7.5 10 10 8 6 4.5 10 9.5 3.5 10 10 8 8 9.5 10 10 9.5 11 4.5 12 5 6.5 13 7 14 6 15 6.5 16 6 17 10 7.5 18 6 19 10 10 10 20 10 10 21 22 7.5 23 8.5 24 10 25 10 10 7.5 26 6 6.5 27 8 7.5 28 10 8.5 29 6 30 7 31 7.5 32 10 10 10 33 7 34 35 9 36 6 37 10 38 8 10 39 10 10 40 10 3.5 41 6 42 9 8.5 43 44 6 45 10 10 9 Phụ lục PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN GIÁO VIÊN Kính gửi q thầy (cơ) ! Thầy (cơ) vui lịng cho biết ý kiến số vấn đề cách đánh dấu chéo (X) vào ô lựa chọn Ý kiến đóng góp thầy (cơ) giúp tơi việc nghiên cứu đề tài: “VẬN DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM VÀO DẠY HỌC CÁC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÍ LỚP 10 CƠ BẢN” Rất mong nhận ủng hộ nhiệt tình thầy (cô) Xin chân thành cảm ơn - Thầy (cô) công tác trường:………………………… Tỉnh (Thành phố)…………… - Thâm niên giảng dạy:………… Những PPDH thầy (cô) sử dụng dạy khái niệm? PP hình thức tổ Thường Thỉnh chức dạy học xuyên thoảng                             Thuyết trình Hỏi đáp (tái tìm tịi) Biểu diễn thí nghiệm Đặt giải vấn đề Sử dụng tập tình Hiếm Khơng sử dụng Sử dụng biện pháp sơ đồ hóa (Grap dạy học) Học sinh tự nghiên cứu sách giáo khoa Dạy học có sử dụng  đồ khái niệm    Theo thầy (cô) việc rèn luyện kỹ xây dựng đồ khái niệm với hệ thống hóa kiến thức lĩnh hội kiến thức là:  Rất cần thiết Cần thiết  Bình thường  Khơng cần thiết Theo thầy (cơ) kỹ hệ thống hóa khái niệm học sinh là:  Tốt  Khá  Trung bình  Yếu Theo Thầy Cơ nhân tố ảnh hưởng nhiều đến giảng dạy kiến thức vật lí?  Thiếu tài liệu, thiết bị thí nghiệm  Giáo viên bị hạn chế phương pháp  Ý thức học tập HS  Năng lực HS Ý kiến khác:………………………………………………………… Những nhân tố ảnh hưởng đến trình tiếp thu vận dụng kiến thức HS?  Tài liệu học tập  Năng lực HS  Phương pháp giảng dạy Gv  Ý thức học tập HS Thầy Cô nhận thấy thái độ HS học chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học”  Thích học, tích cực tìm hiểu  Bình thường  Khơng thích, thụ động Trong q trình giảng dạy chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” Thầy Cơ có: +Sử dụng phương pháp dạy học nào:  Thuyết trình, giảng giải  Đàm thoại gợi mở  Nêu vấn đề  Phương pháp trực quan  Dạy học theo nhóm  Sử dụng phương pháp sơ đồ hóa + Đổi phương pháp, vận dụng phương pháp dạy học tích cực  Thường xuyên  Thỉnh thoảng  Không + Sử dụng phương tiện dạy học đa phương tiện cần thiết  Thường xuyên  Thỉnh thoảng  Không + Sử dụng tốn có nội dung thực tế, kỹ thuật  Thường xuyên  Thỉnh thoảng  Không + Cho HS học kiến thức học cách:  Học sách giáo khoa  Đọc cho HS ghi  Tóm tắt sơ đồ Sau học xong kiến thức chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” mức độ HS giải thích tượng gặp thực tế:  Tốt Khá  Trung bình  Yếu Một lần xin chân thành cảm ơn quý thầy (cô) Phụ lục Một số hình ảnh buổi thuyết trình Tổ Tổ Tổ Tổ ... VẬN DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM VÀO DẠY HỌC CÁC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÍ LỚP 10 - CƠ BẢN Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học chương “Chất khí” ? ?Cơ. .. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH PHẠM THẾ PHƯƠNG VẬN DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM VÀO DẠY HỌC CÁC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÍ LỚP 10 CƠ BẢN Chuyên... BĐKN cho dạy học chương “Chất khí” ? ?Cơ sở nhiệt động lực học? ?? vật lí lớp 10 - 52 2.1 Nhiệm vụ dạy học vật lí 52 2.2 Cấu trúc, nội dung chương trình vật lí bậc trung học phổ thơng