ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - NGUYỄN XUÂN HÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH ÔN TẬP KIẾN THỨC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” - VẬT LÍ 10 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA BẢN ĐỒ TƯ DUY Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS.TRẦN ĐỨC VƯỢNG THÁI NGUYÊN - 2013 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Xuân Hà Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa sau đại học, Ban chủ nhiệm, Thầy, Cô giáo khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ suốt trình học tập Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu thầy, cô giáo tổ Vật lí trường THPT Quang Trung, THPT Lê Quý Đôn, THPT Trần Hưng Đạo tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian thực thực nghiệm sư phạm trường Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: Tiến sĩ Trần Đức Vượng hướng dẫn, giúp đỡ tận tình suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn tập thể lớp Cao học Vật lí khóa 19 giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến trình học tập thực luận văn Cuối tơi xin tỏ lịng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ, động viên tơi hồn thành luận văn Thái nguyên, tháng năm 2013 Tác giả Nguyễn Xuân Hà Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ vi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Lịch sử nghiên cứu vấn đề 3 Mục đích nghiên cứu 4 Đối tượng nghiên cứu Giả thiết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài 10 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TRẠNG VỀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ TƯ DUY TRONG VIỆC ÔN TẬP KIẾN THỨC CỦA HỌC SINH 1.1 Cơ sở lí luận 1.1.1 Ôn tập 1.1.1.1 Khái niệm ôn tập 1.1.1.2 Cách hình thức ôn tập 1.1.1.3 Vai trị việc ơn tập vật lí 10 1.1.2 Tư duy, sáng tạo 10 1.1.2.1 Khái niệm tư 10 1.1.2.2 Năng lực sáng tạo 17 1.1.2.3 Mối liên hệ tư duy, sáng tạo với phẩm chất trí tuệ khác 19 1.1.2.4 Các biện pháp rèn luyện lực tư duy, sáng tạo cho HS dạy học 19 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.1.3 Bản đồ tư 21 1.1.3.1 Khái niệm đặc điểm BĐTD 21 1.1.3.2 Vai trò BĐTD 22 1.1.3.3 Cách đọc BĐTD 24 1.1.3.4 Cách vẽ BĐTD 24 1.3.4.3 Quy tắc vẽ BĐTD 26 1.1.3.5 Ứng dụng BĐTD 27 1.2 Thực trạng 31 1.2.1 Thực trạng ôn tập kiến thức vật lý cho HS với hỗ trợ BĐTD trường THPT 31 1.2.1.1 Về phía giáo viên 31 1.2.1.2 Về phía học sinh 33 1.2.1.3 Ứng dụng BĐTD dạy học, ôn tập Vật lý 34 Kết luận chương I 36 CHƯƠNG 2: HƯỚNG DẪN HỌC SINH ÔN TẬP KIẾN THỨC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” 37 2.1 Xây dựng tiến trình hướng dẫn HS ơn tập kiến thức với hỗ trợ BĐTD 37 2.1.1 Hướng dẫn rèn luyện kỹ xây dựng BĐTD cho HS 37 2.1.1.1 Một số biện pháp phát huy lực tư duy, sáng tạo HS với hỗ trợ BĐTD 37 2.1.1.2 Một số lưu ý sử dụng BĐTD để hỗ trợ hoạt động nhận thức 39 2.1.2 Hướng dẫn HS cách chuẩn bị BĐTD 39 2.1.2.1 Tư hình ảnh màu sắc 40 2.1.2.2 Ý chủ đạo 40 2.1.2.3 Giấy bút 41 2.1.3 Cơ sở hướng dẫn thực hành BĐTD 42 2.1.3.1 Phá bỏ rào cản 42 2.1.3.2 Củng cố 42 2.1.3.3 Chuẩn bị 43 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1.4 Những điều cần tránh lập BĐTD 44 2.1.5 Hướng dẫn HS sử dụng phần mền iMindMap việc vẽ BĐTD (Xem phụ lục 8) 45 2.2 Đặc điểm chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” 45 2.2.1 Chương trình sách giáo khoa Vật lý 10 - Cơ 45 2.2.2 Vai trị, vị trí chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” chương trình SGK Vật lý 10 47 2.2.2.1 Vị trí 47 2.2.2.2 Vai trị kiến thức “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” 48 2.2.3 Nội dung kiến thức chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” SGK vật lý 10 49 2.3 Xây dựng tiến trình dạy học hướng dẫn HS ơn tập chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” với hỗ trợ BĐTD 50 2.3.1 Xây dựng tiến trình dạy học học cụ thể với hỗ trợ BĐTD 50 2.3.1.1 Xây dựng kế hoạch học 50 2.3.2 Xây dựng tiến trình dạy học số chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” với hỗ trợ BĐTD 52 2.3.3 Hướng dẫn HS ôn tập chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” Vật lý 10 với hỗ trợ BĐTD 59 2.3.3.1 Hướng dẫn HS sử dụng BĐTD tóm tắt nội dung kiến thức Vật lý 59 2.3.3.2 Sử dụng BĐTD hướng dẫn HS ơn tập hệ thống hóa nội dung kiến thức chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” 60 Kết luận chương II 71 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 72 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 72 3.1.1 Mục đích 72 3.1.2 Nhiệm vụ 72 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm 73 3.2.1 Đối tượng 73 3.2.2 Nội dung 73 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 74 3.3.1 Căn để đánh giá 74 3.3.2 Cách đánh giá, xếp loại 75 3.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 75 3.4.1.Công tác chuẩn bị 75 3.5 Kết xử lý kết thực nghiệm sư phạm 76 3.5.1 Yêu cầu chung xử lý kết TNSP 76 3.5.2 Kết TNSP 77 3.5.2.1 BĐTD hệ thống kiến thức chương “Chất khí” “Cở sở nhiệt động lực học” học sinh 77 3.5.2.2 Kết mức độ hứng thú tính tích cực học sinh 84 3.5.2.3 Kết cụ thể kiểm tra 85 3.6 Đánh giá chung thực nghiệm sư phạm 94 KẾT LUẬN CHƯƠNG III 95 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ BĐTD Bản đồ tư ĐC Đối chứng TN Thực nghiệm HS Học sinh GV Giáo viên PPDH Phương pháp dạy học THPT Trung học phổ thông THCS Trung học sở SGK Sách giáo khoa TNSP Thực nghiệm sư phạm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Mẫu thực nghiệm đối chứng 73 Bảng 3.2 Kết kiểm tra lần 85 Bảng 3.3 Xếp loại kiểm tra số 85 Bảng 3.4 Phân phối tần suất kiểm tra số 86 Bảng 3.5 Kết kiểm tra lần 88 Bảng 3.6 Xếp loại kiểm tra số 88 Bảng 3.7 Phân phối tần suất kết kiểm tra số 89 Bảng 3.8 Kết kiểm tra lần 91 Bảng 3.9 Xếp loại kiểm tra số 91 Bảng 3.10 Phân phối tần suất kết kiểm tra số 92 Bảng 3.11 Thống kê kết lần kiểm tra 94 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Bản đồ tư 21 Hình 1.2 Minh họa kiến thức với BĐTD 23 Hình 1.3 Các cách vẽ BĐTD 24 Hình1.4 Hình minh họa bước vẽ BĐTD 26 Hình 1.5 Hình ảnh minh họa 28 Hình 1.6 Hình ảnh minh họa 28 Hình 1.7 BĐTD tóm lược tiêu chí phong trào thi đua THTT, HSTC 29 Hình 1.8 Ứng dụng BĐTD dùng học tập 29 Hình 1.9 Cấu trúc chương I biểu diện BĐTD 36 Hình 2.1 Tổng quát chương trình Vật lý 10 theo BĐTD 45 Hình 2.2 BĐTD hệ thống kiến thức Cấu tạo chất-Thuyết động học phân tử chất khí 53 Hình 2.3 BĐTD hệ thống kiến thức nội biến thiên nội Error! Bookmark not defined Biểu đồ 3.1 Xếp loại kiểm tra số 86 Đồ thị 3.1 Đường phân phối tần suất kiểm tra số 87 Biểu đồ 3.2 Xếp loại kiểm tra số 89 Đồ thị 3.2 Đường phân phối tần suất kiểm tra số 90 Biểu đồ 3.3 Xếp loại kiểm tra số 92 Đồ thị 3.3 Đường phân phối tần suất kiểm tra số 93 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Câu 5: a/ Tại chất lỏng khuếch tán diễn chậm nhiều so vớ itrong chất khí.?………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… b/ Xác định số phân tử nước chứa 0,45 kg nước?………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ĐỀ KIỂM TRA LẦN II Thời gian : 15 phút Họ tên: ……………………………………………… Lớp : …………….Trường: ………………………… Câu 1: Điều sau sai nói nội A Nội vật bao gồm động chuyển động hỗn độnc phân tử cấu tạo nên vật tương tác chúng B Đơn vị nội Jun C Có thể đo nội nhiệt kế D Nội vật phụ thuộc vào nhiệt độ thể tích vật Câu : Phát biểu sau đúng: Nội khí lý tưởng A Gồm động phân tử khí B Chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ khí C Chỉ phụ thuộc vào thể tích khí D Phụ thuộc vào nhiệt độ thể tích khí Câu 3: Độ biến thiên nội vật A Nhiệt lượng mà vật nhận Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn B Công mà vật nhận C Tổng công nhiệt lượng mà vật nhận D Tích cơng nhiệt lượng mà vật nhận Câu 4: Trường hợp sau làm biến đổi nội không thực hiệncơng A Mài dao B Đóng đinh C Khuấy nước D Nung sắt lò Câu : Nhiệt độ vật tăng lên nhiều ta thả rơi vật đâycó cùngkhốilượng từ độ cao? Coi toàn độ giảm năngdùng để làm vật nóng lên A Vật nhơm, có nhiệt dung riêng 880 J/kg.K B Vật gang, có nhiệt dung riêng 550 J/kg.K C Vật đồng, có nhiệt dung riêng 380 J/ kg.K D Vật chì, có nhiệt dung riêng 120 J/ kg.K Câu 6: Một vật trọng lượng 0,5 N rơi từ độ cao m xuống đá rời nảy lên tới độ cao 1,4 m Tính lượng chuyển hoá thành nội vật đá ? Câu : Người ta cọ sát nhiều lần miếng sắt dẹt có khối lượng 200g gỗ, sau lát thấy sắt nóng lên thêm 200 Biết nhiệt dung riêng sắt 460 J/ kg độ Hỏi người ta tốn công đểthắng ma sát giả sử 65% cơng dùng làm nóng miếng sắt? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐỀ KIỂM TRA LẦN III Thời gian : 15 phút Họ tên: ……………………………………………… Lớp : …………….Trường: ………………………… Câu 1: Đốt nóng khí xi lanh điều kiện đẳng tích Nguyên lý I NĐLHđư ợc viết dạng sau : A.Q = U + A B Q = U – A C Q = A D Q = U Câu 2: Cung cấp cho khí chứa xi lanh nhiệt lượng 200J , khí gãn nở đẩyp tơng lên thực công 175 J Độ biến thiên nội khí là: A 375 J B – 375 J C 25 J D – 25 J Câu 3: Người ta thực công 75 J để nén khí xi lanh, khítruyề n môi trường xung quanh nhiệt lượng 25 J Độ biến thiên nội năngcủa khí A – 100 J B – 50 J C 100 J D 50 J Câu : Câu sau nói truyền nhiệt khơng đúng? A Nhiệt tự truyền từ vật nóng sang vật lạnh B Nhiệt truyền từ vật lạnh sang vật nóng C Nhiệt tự truyền từ vật lạnh sang vật nóng D Nhiệt khơng thể tự truyền từ vật lạnh sang vật nóng Câu 5: Một động nhiệt thực công 20 KJ truyền cho nguồnlạnh nhiệt lượng 60KJ Hiệu suất động là: A 20 % B 25 % C 30 % D 33% Câu 6: Một đầu máy diezen xe lửa có cơng suất 3.106 W có hiệu suất 25 % Xác định lượng nhiên liệu tiêu thụ đầu máy chạy hết côngsuấ t Biết suất toả nhiệt nhiên liệu 4,2.107 J/ kg Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn PHỤ LỤC HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀN IMINDMAP Bước Khởi động phần mềm - Click đúp chuột vào biểu tượng chương trình iMindMap hình desktop vào menu Start->All Programs->iMindMap Màn hình làm việc imindmap Một BĐTD tạo imindmap V5 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bước 2.Tạo đồ 1.Tạo biểu tượng cho “ý tưởng trung tâm” (Central Idea) : *Click chuột vào nút New Khi bạn khởi động phần mềm iMindMap, bạn thấy xuất cửa sổ thơng báo u cầu bạn chọn hình ảnh để làm khung cho ý tưởng/ chủ đề trung tâm BĐTD bạn Ngồi ra, bạn chọn “Browse for central image” để tìm hình ảnh phù hợp có sẵn máy tính bạn *Click chọn hình cho Central Idea Chủ đề trung tâm xuất trung tâm hình sẵn sàng cho bạn mở rộng chủ đề *Central Idea xuất đồ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Chỉnh sửa Central Idea : a/ Thay đổi tiêu đề : *Click đúp chuột vào Central Idea, gõ tiêu đề vào gõ enter *Central Idea với tiêu đề b/ Định dạng cho tiêu đề : *Click chuột vào Central Idea để chọn Sử dụng nút công cụ Formatting để định dạng (tương tự Word) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn *Tiêu đề sau định dạng c/ Thay đổi hình : *Click nút phải chuột vào Central Idea, chọn Edit Central Idea Trong hộp thoại Open, chọn tập tin hình click nút Open d/ Di chuyển : *Click chuột vào Central Idea để chọn (khi Central Idea chọn có hình chữ nhật màu xanh bao xung quanh) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn * Kéo chuột để di chuyển Central Idea e/ Thay đổi kích thước : *Dùng chuột kéo hình chữ nhật xanh nhỏxung quanh Central Idea để thay đổi kích thước 3) Thêm nhánh (branch) vào đồ : a/ Thêm nhánh mới: *Click chuột chọn loại nhánh muốn tạo Có loại nhánh: nhánh trơn (Branch) nhánh có hộp văn (Box Branch) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn *Chọn Central Idea, trỏ chuột vào hình trịn đỏ (tâm) *Từ tâm đỏ đó, kéo chuột để tạo nhánh b/ Thêm tiêu đề cho nhánh : ban đầu nhánh chưa có tiêu đề, để thêm tiêu đề ta làm sau : *Click đúp chuột vào nhánh, gõ tiêu đề vào gõ enter *Các nhánh sau thêm tiêu đề Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Sau thêm tiêu đề, ta định dạng tiêu đề theo ý muốn Các làm tương tự Central Idea (xem phần 2a 2b) c/ Thay đổi hình dạnh nhánh : *Để thay đổi hình dạng nhánh ta click để chọn nhánh Khi đó, nhánh xuất hình tròn nhỏ màu xanh Ta dùng chuột kéo hình trịn Lưu ý : vịng trịn cuối nhánh ta kéo vịng trịn xanh bên ngồi (con trỏ chuột có hình mũi tên) khơng kéo vòng tròn đỏ bên d/ Thay đổi màu nhánh vị trí tiêu đề : Sau chọn nhánh, ta sử dụng nút công cụ Formatting để thay đổi màu nhánh vị trí tiêu đề e/ Xóa nhánh : cần click chuột chọn nhánh gõ phím Delete f/ Thêm phần nội dung cho nhánh : Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn *Click chọn nhánh click vào nút Note công cụ Branch Bên phải hình xuất vùng soạn thảo để ta soạn nội dung cho nhánh Cách soạn thảo vùng tương tự Word *Một nhánh có chứa nội dung có biểu tượng nội dung nhánh Ta click chuột vào biểu tượng vùng nội dung xuất bên phải hình g/ Tạo đường bao để làm bật nhóm : *Ta tạo đường bao xung quanh nhánh để làm bật nhánh Để tạo đường bao, ta chọn nhánh click vào nút Boundary cơng cụ Branch Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Lưu ý : tạo đường bao cho Z nhánh tất nhánh nhánh có đường bao tương tự *Click phải chuột, chọn Cloud Cloud Settings Hộp thoại Cloud Settings mở bạn chỉnh sửa màu nền, màu viền đám mây *Click phải chuột, chọn Cloud Nếu muốn xóa đám mây nhánh chọn “Remove Cloud from Branch”; muốn xóa đám mây chủ đề chọn “Remove Entire Cloud” h/ Tạo nhánh cho nhánh:Để tạo nhánh cho nhánh, ta làm tương tự tạo nhánh cho Contral Idea Nhưng ta thực vòng tròn đỏ đầu nhánh Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4.Chọn màu nền: Chọn Tools - Options - Appearance, “Background Colour” chọn màu thích hợp nhấn “Ok” 5.Xuất đồ dạng hình ảnh Sau hồn chỉnh đồ, ta xuất đồ dạng hình ảnh để chèn vào tài liệu khác Word, PowerPoint, … *Click chọn menu File, chọn Export, chọn Image Thay đổi tùy chọn cho phù hợp click nút Export Hộp thoại Image xuất cho phép ta đặt tên tập tin định nơi lưu tập tin Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Cũng menu File, ta thực thao tác lưu tập tin, mở tập tin có sẵn đĩa tương tự phần mềm khác Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... thức, kĩ học sinh cần có học xong chương ? ?Chất khí? ?? ? ?Cơ sở nhiệt động lực học? ?? - Vật lý 10 - Hoạt động ơn tập kiến thức chương ? ?Chất khí? ?? ? ?Cơ sở nhiệt động lực học? ?? - Vật lý 10 với hỗ trợ BĐTD Số... tiến trình dạy học số chương ? ?Chất khí? ?? ? ?Cơ sở nhiệt động lực học? ?? với hỗ trợ BĐTD 52 2.3.3 Hướng dẫn HS ôn tập chương ? ?Chất khí? ?? ? ?Cơ sở nhiệt động lực học? ?? Vật lý 10 với hỗ trợ BĐTD ... - Vật lý 10 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 37 CHƯƠNG HƯỚNG DẪN HỌC SINH ÔN TẬP KIẾN THỨC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” - VẬT LÝ