TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

D Ạ Y H Ọ C Đ Ị N H H Ư Ớ N G

G I Á O D Ụ C S T E M

vectorstock.com/28062424

Ths Nguyễn Thanh Tú

eBook Collection

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM MỘT SỐ

KIẾN THỨC CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10

THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

WORD VERSION | 2021 EDITION

ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL

TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo

Phát triển kênh bởi

Ths Nguyễn Thanh Tú

Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật :

Nguyen Thanh Tu Group

Hỗ trợ trực tuyến

Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon

Mobi/Zalo 0905779594

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ

LÊ NGUYỄN THANH THỦY

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM

MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG

CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10


Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý

TP. Hồ Chí Minh, năm 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM

MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG

CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10


Người thực hiện: Lê Nguyễn Thanh Thủy

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thanh Nga

TP. Hồ Chí Minh, năm 2019

LỜI CẢM ƠN

Từ những ngày đầu thực hiện đến khi hoàn thành luận văn, đó là cả một quá

trình cố gắng học tập và trưởng thành lên từng ngày của bản thân em. Trong quá

trình đó, thầy cô, gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, hỗ trợ và động viên em rất nhiều. Vì

vậy, xin cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

- Quý thầy cô giảng viên khoa Vật Lý trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ

Chí Minh đã dạy dỗ, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm, sự nhiệt huyết với nghề

cho em trong suốt quá trình học tập tại trường. Hơn bao giờ hết, chúng em cảm

nhận được sự quan tâm, dạy dỗ ân cần và tận tâm từ thầy cô.

- Thầy TS. Nguyễn Thanh Nga, giảng viên đã trực tiếp hướng dẫn, hỗ trợ, dìu

dắt em thực hiện luận văn. Thầy - với kinh nghiệm, sự nhiệt huyết cùng lòng yêu

nghề của mình - đã truyền đạt tận tình cho em các kiến thức chuyên môn. Thầy đã

tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ và động viên những lúc em khó khăn; tạo điều

kiện thuận lợi cho em được giao lưu, học hỏi cùng câu lạc bộ STEM của trường

THCS - THPT Hoa Sen, hỗ trợ em rất nhiều trong quá trình em thực nghiệm sư

phạm. Những dạy dỗ, hỗ trợ và góp ý từ thầy quả thật rất quý báu để em có thể

hoàn thành được luận văn của mình.

- Thầy ThS Hoàng Phước Muội - Giáo viên môn Vật lý trường THCS - THPT

Hoa Sen đã giúp em thực nghiệm sư phạm.

- Ban giám hiệu trường THCS - THPT Hoa Sen (quận 9), quý thầy cô tổ Vật lý,

các anh chị trong ban chủ nhiệm câu lạc bộ STEM đã tạo điều kiện cho em tham dự,

quan sát, tiếp cận học sinh, phân tích tiến trình, thực nghiệm sư phạm tại trường,

làm cơ sở để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp.

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn của mình đến gia đình, bạn bè đã luôn sát

cánh, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt

nghiệp này.

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 04 năm 2019

Sinh viên

Lê Nguyễn Thanh Thủy

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

GDPT

GV

HN

HS

NL

NXB

SGK

SP

THCS

THPT

ThS

TNSP

TP HCM

TS

Giáo dục phổ thông

Giáo viên

Hà Nội

Học sinh

Năng lực

Nhà xuất bản

Sách giáo khoa

Sư phạm

Trung học cơ sở

Trung học phổ thông

Thạc sĩ

Thực nghiệm sư phạm

Thành phố Hồ Chí Minh

Tiến sĩ

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Nội dung của hoạt động trải nghiệm..........................................................7

Bảng 1.2. Biện pháp phát triển NL sáng tạo của HS............................................... 15

Bảng 2.1. Các đơn vị kiến thức chương “Chất khí” trong SGK Vật lý 10 cơ bản..21

Bảng 2.2. Vật liệu và thiết bị chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể

người.......................................................................................................................... 38

Bảng 2.3. Quy trình chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người........40

Bảng 2.4. Vật liệu và thiết bị thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles42

Bảng 2.5. Bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles......................................44

Bảng 2.6. Vật liệu và thiết bị thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay

Lussac.........................................................................................................................46

Bảng 2.7. Bố trí và thực hiện thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac...........47

Bảng 2.8. Vật liệu và thiết bị chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu........48

Bảng 2.9. Quy trình chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu......................49

Bảng 2.10. Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “Mô hình

mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người” theo định hướng giáo dục STEM.........50

Bảng 2.11. Tiêu chí đánh giá báo cáo mô hình mô phỏng quá trình hô hấp ngoài

của cơ thể người........................................................................................................ 54

Bảng 2.12. Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “ Bộ thí

nghiệm kiểm chứng định luật Charles” theo định hướng giáo dục STEM.............. 55

Bảng 2.13. Tiêu chí đánh giá báo cáo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles58

Bảng 2.14. Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “Bộ thí

nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac” theo định hướng giáo dục STEM........ 59

Bảng 2.15. Tiêu chí đánh giá báo cáo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay

Lussac.........................................................................................................................62


dự báo thời tiết phong vũ biểu” theo định hướng giáo dục STEM...........................63

Bảng 2.17. Tiêu chí đánh giá báo cáo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu......66

Bảng2.18. Tiêu chí đánh giá tính tích cực của HS đối với chủ đề .........................67

Bảng 2.19. Tiêu chí đánh giá NL sáng tạo của HS đối với chủ đề.......................... 70

Bảng 3.1. Tiêu chí đánh giá tính tích cực và biểu hiện cụ thể của HS.................... 91

Bảng 3.2. Tiêu chí đánh giá NL sáng tạo và biểu hiện cụ thể của HS.....................94

Bảng 3.3. Bảng phân bố điểm số chủ đề mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ

thể người của lớp 10C3............................................................................................. 96

Bảng 3.4. Bảng biểu diễn số lượng HS lớp 10C7 trả lời đúng theo từng câu hỏi...97

Bảng 3.5. Bảng phân bố điểm số chủ đề thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định

luật Charles của lớp 10C10.......................................................................................98

Bảng 3.6. Bảng biểu diễn số lượng HS lớp 10C10 trả lời đúng theo từng câu hỏi.99

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1. Sơ đồ tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định

hướng giáo dục STEM............................................................................................... 19

Hình 2.1. Đường đẳng nhiệt..................................................................................... 25

Hình 2.2. Đường đẳng tích....................................................................................... 25

Hình 2.3. Đường đẳng áp......................................................................................... 26

Hình 2.4. Ý tưởng xây dựng chủ đề “Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể

người”........................................................................................................................ 28

Hình 2.5. Ý tưởng xây dựng chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles”31

Hình 2.6. Ý tưởng thực xây dựng chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay

Lussac”...................................................................................................................... 33

Hình 2.7. Ý tưởng xây dựng chủ đề “Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu”..... 36

Hình 3.1. Vật liệu và thiết bị chủ đề 1 được trang bị cho mỗi nhóm HS.................75

Hình 3.2. Vật liệu và thiết bị chủ đề 2 được trang bị cho mỗi nhóm HS.................75

Hình 3.3. GV đặt vấn đề với HS lớp 10C7............................................................... 77

Hình 3.4. HS nhóm 6 lớp 10C7 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn để vẽ sơ đồ tư

duy về hô hấp ngoài ở cơ thể người.......................................................................... 78


duy về hô hấp ngoài ở cơ thể người.......................................................................... 78

Hình 3.6. HS nhóm 5 lớp 10C7 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn để thiết kế,

chế tạo mô hình..........................................................................................................79

Hình 3.7. HS nhóm 4 lớp 10C3 đang vẽ sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về hô hấp

ngoài...........................................................................................................................79

Hình 3.8. HS nhóm 2 lớp 10C7 đang nghiên cứu lại tài liệu hướng dẫn để tìm kiếm

vật liệu phù hợp với mô hình..................................................................................... 81

Hình 3.9. HS nhóm 5 lớp 10C3 đang phối hợp với nhau để hoàn thành nhiệm vụ

học tập........................................................................................................................81

Hình 3.10. HS nhóm 1 lớp 10C7 và mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể

người.......................................................................................................................... 82

Hình 3.11. Sơ đồ tư duy về hô hấp ngoài ở cơ thể người của nhóm 6 lớp 10C3.... 83

Hình 3.12. GV tổ chức cho HS lớp 10C7 trưng bày và vận hành sản phẩm...........84

Hình 3.13. GV đang đặt vấn đề với HS lớp 10C10.................................................. 85

Hình 3.14. HS nhóm 1 lớp 10C10 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn................86

Hình 3.15. HS nhóm 4 lớp 10C10 đang tìm hiểu dụng cụ đo để kiểm chứng định

luật Charles................................................................................................................87

Hình 3.16. HS nhóm 6 lớp 10C10 đang thực hiện thí nghiệm với bình cầu lớn hơn.88

Hình 3.17. HS nhóm 4 lớp 10C10 đang thực hiện thí nghiệm................................. 88

Hình 3.18. HS nhóm 6 lớp 10C10 đang trình bày phần báo cáo của nhóm............89

Hình 3.19. HS nhóm 1 lớp 10C7 đang trả lời câu hỏi đặt vấn đề của GV.............. 91

Hình 3.20. Sơ đồ tư duy của HS nhóm 5 lớp 10C10 về định luật Charles và phương

pháp kiểm chứng định luật Charles.......................................................................... 91

Hình 3.21. Các HS nhóm 2 lớp 10C10 đang phối hợp cùng nhau thực hiện các

nhiệm vụ học tập........................................................................................................92

Hình 3.22. HS nhóm 3 lớp 10C7 đang trao đổi với GV khi gặp khó khăn trong

nhiệm vụ vẽ sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về hô hấp ngoài ở cơ thể người........ 92

Hình 3.23. Sơ đồ tư duy của HS nhóm 6 lớp 10C3 về hô hấp ngoài ở cơ thể người.93

Hình 3.24. HS nhóm 6 lớp 10C10 đang nghiên cứu tài liệu hướng dẫn................. 93

Hình 3.25. HS nhóm 2 lớp 10C3 đang tập trung thảo luận để tìm ra phương án chế

tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người................................................ 93

Hình 3.26. Poster giới thiệu về mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người của

nhóm 3 lớp 10C3........................................................................................................94

Hình 3.27. Sơ đồ bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles của nhóm 1 lớp

10C10......................................................................................................................... 94

Hình 3.28. HS nhóm 2 lớp 10C10 đang đề ra giải pháp thiết kế bộ thí nghiệm kiểm

chứng định luật Charles với những dụng cụ mà GV đã cung cấp............................95

Hình 3.29. Poster giới thiệu bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles của nhóm

6 lớp 10C10 với những khó khăn và biện pháp khắc phục do nhóm đề xuất...........95

Hình 3.30. Nhóm 1 lớp 10C7 đang nghiên cứu lại tài liệu hướng dẫn sau khi vận

hành không thành công mô hình............................................................................... 96

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU..................................................................................................................... 1

1. Lý do chọn đề tài....................................................................................................1

2. Mục đích của đề tài................................................................................................2

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu........................................................................3

3.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................... 3

3.2. Phạm vi nghiên cứu...................................................................................... 3

4. Giả thuyết khoa học...............................................................................................3

5. Nhiệm vụ nghiên cứu.............................................................................................3

6. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 3

7. Cấu trúc của luận văn........................................................................................... 4

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI

NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM......................................... 5

1.1. Hoạt động trải nghiệm................................................................................. 5

1.1.1. Định nghĩa hoạt động trải nghiệm......................................................5

1.1.2. Bản chất của hoạt động trải nghiệm...................................................6

1.1.3. Nội dung của hoạt động trải nghiệm.................................................. 7

1.1.4. Phương thức tổ chức hoạt động trải nghiệm..................................... 8

1.2. Hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM....................... 9

1.2.1. Giáo dục STEM....................................................................................9

1.2.2. Mục tiêu giáo dục STEM...................................................................10

1.2.3. Bản chất hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.10

1.3. Phát huy tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo

định hướng giáo dục STEM............................................................................. 11

1.3.1. Định nghĩa tính tích cực....................................................................11

1.3.2. Biểu hiện tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải nghiệm

theo định hướng giáo dục STEM................................................................11

1.3.3. Biện pháp phát huy tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải

nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.................................................. 12

1.4. Bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải nghiệm

theo định hướng giáo dục STEM.....................................................................13

1.4.1. Khái niệm năng lực............................................................................13

1.4.2. Khái niệm năng lực sáng tạo.............................................................13

1.4.3. Biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải


1.4.4. Biện pháp bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt

động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM..................................15

1.5. Tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định

hướng giáo dục STEM...................................................................................... 16

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1........................................................................................ 20

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM MỘT SỐ KIẾN

THỨC CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO

DỤC STEM...............................................................................................................21

2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10”............... 21

2.2. Xây dựng nội dung hoạt động trải nghiệm chương “Chất khí - Vật lý

10” theo định hướng giáo dục STEM..............................................................27

2.2.1. Chủ đề 1: Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người.......27

2.2.2. Chủ đề 2: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles.................30

2.2.3. Chủ đề 3: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac.......... 32

2.2.4. Chủ đề 4: Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu..........................35

2.3. Tổ chức hoạt động trải nghiệm nội dung kiến thức chương “Chất khí -

Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM.................................................. 38

2.3.1. Vật liệu và thiết bị tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng

giáo dục STEM.............................................................................................38

2.3.2. Kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục

STEM............................................................................................................ 50

2.4. Công cụ đánh giá hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục

STEM.................................................................................................................. 66

2.4.1. Tiêu chí đánh giá tính tích cực của HS trong hoạt động trải


2.4.2. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của HS trong hoạt động trải


2.4.3. Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức............................................. 71

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2........................................................................................ 72

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM..........................................................73

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm............................................................... 73

3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm.............................................................. 73

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm........................................................ 73

3.4. Những thuận lợi và khó khăn gặp phải khi tiến hành thực nghiệm sư

phạm....................................................................................................................73

3.5. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm............................................................... 74

3.6. Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm.............................................. 75

3.6.1. Giai đoạn 1: Chuẩn bị........................................................................75

3.6.2. Giai đoạn 2: Tổ chức hoạt động trải nghiệm trên lớp học..............76

3.6.3. Giai đoạn 3: Kiểm tra và đánh giá kết quả dạy học trên lớp...........90

3.7. Đánh giá kết quả thực nghiệm.................................................................. 90

3.7.1. Đánh giá tính tích cực....................................................................... 90

3.7.2. Đánh giá năng lực sáng tạo.............................................................. 94

3.7.3. Đánh giá định lượng..........................................................................96

3.7.4. Đánh giá chung về việc tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định

hướng giáo dục STEM trong chương “Chất khí”................................... 100

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3...................................................................................... 102

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................................................104

TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................105

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Thời gian qua, các nhà quản lý giáo dục và nghiên cứu về giáo dục rất quan

tâm đến học tập thông qua trải nghiệm, nhằm chuyển đổi hình thức dạy học từ chú

trọng định hướng nội dung cho người học sang dạy học phát triển năng lực (NL).

Tổ chức hoạt động trải nghiệm đã trở thành xu hướng tất yếu trong các môn học và

Vật lý cũng không là ngoại lệ.

Theo Nguyễn Thị Liên và cộng sự (2016): “Hoạt động trải nghiệm là hoạt

động giáo dục được tổ chức theo con đường gắn lý thuyết với thực tiễn, tạo nên sự

thống nhất giữa nhận thức và hành động, hình thành và phát triển cho học sinh

(HS) niềm tin, tình cảm, những NL cần có của người công dân trong tương lai

(phát triển toàn diện nhân cách HS); Tổ chức các loại hình hoạt động giáo dục và

các mối quan hệ giao tiếp phong phú, đa dạng cho HS, cụ thể như: hoạt động sáng

tạo khoa học kĩ thuật, hoạt động xã hội, hoạt động văn hóa nghệ thuật, định hướng

nghề nghiệp… Nhờ đó HS nhận biết rõ hơn về chính mình, phát hiện ra và chứng

minh những khả năng của mình, tích lũy kinh nghiệm để chuyển hóa thành NL; HS

được thực hành, luyện tập, thiết kế, chế tạo… các sản phẩm mang tính ứng dụng

cao trong thực tiễn” [14].

Đồng thời, theo Chương trình giáo dục phổ thông - Chương trình tổng thể của

Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018): “Hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo

dục do nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướng dẫn thực hiện, tạo cơ hội cho

HS tiếp cận thực tế, thể nghiệm các cảm xúc tích cực, khai thác những kinh nghiệm

đã có và huy động, tổng hợp các kiến thức, kĩ năng của các môn học khác nhau để

thực hiện những nhiệm vụ được giao hoặc giải quyết những vấn đề thực tiễn đời

sống nhà trường, gia đình, xã hội phù hợp với lứa tuổi; thông qua đó chuyển hóa

những kinh nghiệm đã trải qua thành tri thức mới, kĩ năng mới góp phần phát huy

tiềm năng sáng tạo và khả năng thích ứng với cuộc sống, môi trường và nghề

nghiệp tương lai” [4].

Như vậy, tổ chức hoạt động trải nghiệm là một giải pháp tăng hiệu quả dạy học,

góp phần phát triển NL HS. Thông qua hoạt động trải nghiệm HS làm chủ tri thức,

có khả năng nhìn nhận vấn đề một cách toàn diện và linh hoạt hơn khi giải quyết

các vấn đề thực tiễn. Từ đó, HS phát triển các NL cá nhân chung và một số NL đặc

thù riêng.

2

Mặt khác, theo Nguyễn Thanh Nga và cộng sự (2018): “Mục tiêu của giáo dục

STEM là hướng đến phát triển các NL đặc thù của các môn học thuộc về STEM:

Khoa học (S), Công nghệ (T), Kỹ thuật (E), Toán học (M); phát triển NL cốt lõi và

định hướng nghề nghiệp cho HS. Tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng

giáo dục STEM giúp HS liên kết kiến thức khoa học và toán học để giải quyết vấn

đề thực tiễn” [17], [19].

Do đó, nếu tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM, sẽ

tăng tính tích cực và phát triển NL cho HS như: NL làm việc nhóm, NL thực hành,

NL giải quyết vấn đề, NL sáng tạo, NL phản biện….

Vật lý là môn khoa học mang tính ứng dụng cao. Các kiến thức vật lý ở bậc

học phổ thông được xây dựng theo hình thức gắn liền lý thuyết với thực nghiệm.

Đồng thời, môn học cũng được hỗ trợ bởi nhiều công cụ toán học và có liên quan

mật thiết đến công nghệ, kĩ thuật. Vì vậy, ta có thể ứng dụng hình thức tổ chức hoạt

động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM vào dạy học vật lý. Thông qua

các hoạt động này, HS hình thành và phát triển thế giới quan khoa học, hình thành

tình yêu thiên nhiên, biết tôn trọng các quy luật của tự nhiên, phát triển NL tìm hiểu

và khám phá, NL vận dụng tổng hợp các kiến thức khoa học để giải quyết các vấn

đề trong cuộc sống.

Chương “Chất khí - Vật lý 10” nghiên cứu về cấu tạo chất, tính chất khí và các

quá trình biến đổi trạng thái của chất khí [1]; có liên quan trực tiếp đến nhiều môn

khoa học như hóa học, sinh học, địa lý… Do đó, chương học có tính liên môn và

mang tính ứng dụng cao. Tuy nhiên, bố cục xây dựng kiến thức của chương học

trong sách giáo khoa (SGK) vật lý 10 còn nặng về lý thuyết, nhiều bài thực hành

khó thực hiện, nên ít cơ hội cho HS trải nghiệm. Vì vậy, ta có thể tổ chức hoạt động

trải nghiệm một số kiến thức cho chương học theo định hướng giáo dục STEM để

tăng tích cực, bồi dưỡng NL HS, từ đó góp phần nâng cao hiệu quả giáo dục.

Trên cơ sở đó, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Tổ chức hoạt động trải

nghiệm một số kiến thức chương Chất Khí - Vật lý 10 theo định hướng giáo dục

STEM”.

2. Mục đích của đề tài

Tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương “Chất khí” - Vật lý 10

trung học phổ thông (THPT) theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát huy tính

tích cực và bồi dưỡng NL sáng tạo của HS.

3

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1. Đối tượng nghiên cứu

- Cơ sở lý luận hoạt động trải nghiệm, giáo dục STEM và hoạt động trải

nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.

- Cơ sở lý luận về tính tích cực và NL sáng tạo.

- Nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục

STEM.

- Tiến trình tổ chức chủ đề hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định

hướng giáo dục STEM.

- Phương pháp kiểm tra đánh giá trong tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định


3.2. Phạm vi nghiên cứu

Hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM môn Vật lý 10 THPT

tại Việt Nam, đặc biệt là “Chương Chất khí”.

4. Giả thuyết khoa học

Nếu tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương “Chất khí - Vật lý

10” theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ phát huy tính tích cực và bồi dưỡng NL

sáng tạo của HS.

5. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Hệ thống cơ sở lý luận và thực tiễn về tổ chức hoạt động trải nghiệm chương

“Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM.

- Phân tích nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” ở các bộ môn có

liên quan.

- Xây dựng tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương

“Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM.

- Thực nghiệm sư phạm (TNSP).

6. Phương pháp nghiên cứu

6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu cơ sở lý luận hoạt động trải nghiệm, giáo dục STEM, hoạt động

trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.

4

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về tính tích cực và NL sáng tạo.

- Nghiên cứu các tài liệu về tâm lý học, lý luận dạy học phổ thông, lý luận dạy

học hiện đại, các văn kiện đại hội Đảng về đổi mới giáo dục, các bài báo, tạp chí có

liên quan…

- Nghiên cứu việc ứng dụng các kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” vào

trong thực tế.

- Nghiên cứu tiến trình tổ chức chủ đề hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý

theo định hướng giáo dục STEM.

6.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tiến hành thực nghiệm ở trường phổ thông theo phương pháp và tiến trình tổ

chức hoạt động trải nghiệm đã đề xuất.

tài.

- Phân tích kết quả thu được trong quá trình TNSP từ đó rút ra kết luận của đề

- Phương tiện: dụng cụ ghi chép, trình chiếu, ghi hình.

6.3. Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng các phương pháp thống kê, mô tả toán học để trình bày kết quả TNSP.

7. Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, cấu trúc của đề tài nghiên cứu

gồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận về tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng

giáo dục STEM.

Chương 2: Tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương “Chất khí -

Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

5

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ TỔ CHỨC HOẠT

ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO

DỤC STEM

1.1. Hoạt động trải nghiệm

1.1.1. Định nghĩa hoạt động trải nghiệm

Theo Từ điển Tiếng Việt, “Trải nghiệm là sự trải qua, kinh qua một hoàn cảnh,

môi trường, điều kiện nào đó để suy ngẫm, suy xét hay chứng thực một điều gì đó”

[21].

Theo Lê Thị Thùy Linh, “Trải nghiệm chính là những tồn tại khách quan tác

động vào giác quan con người, tạo cảm giác, tri giác, biểu tượng, con người cảm

thấy có tác động đó và cảm nhận nó một cách rõ nét, để lại ấn tượng sâu đậm, rút ra

bài học, vận dụng vào thực tiễn đời sống, hình thành nên các thái độ, giá trị” [13].

Theo Nguyễn Hữu Lễ, “Trải nghiệm là một hoạt động mà trong đó không có

dấu hiệu chấm dứt, nó thể hiện hoạt động đang diễn ra và khả năng chuyển trạng

thái (khi đạt được trải nghiệm này thì nhu cầu trải nghiệm mới đặt ra). Trải nghiệm

bao giờ cũng tồn tại bởi một phương thức nhất định tương ứng với hệ quả nhất định

cho mỗi cá nhân. Hoạt động học tập là một trong các phương thức trải nghiệm nếu

nó diễn ra một cách chủ động và sự tích cực của mỗi cá nhân. Vì thế học tập trải

nghiệm là hoạt động giáo dục có ý nghĩa đối lập với những gì mang tính “giáo điều,

hàn lâm, sách vở” [12].

Theo Hiệp hội Giáo dục trải nghiệm (Association for Experiential Education -

AEE) (1977), “Dạy học trải nghiệm là một phạm trù bao hàm nhiều phương pháp

trong đó người dạy khuyến khích người học tham gia trải nghiệm thực tế, sau đó

phản ánh, tổng kết lại để tăng cường hiểu biết, phát triển kĩ năng, định hình các giá

trị sống và phát triển tiềm năng bản thân, tiến tới đóng góp tích cực cho cộng đồng

và xã hội” [22].

Theo Nguyễn Thị Liên, “Hoạt động trải nghiệm được coi là một không gian

giáo dục trong nhà trường phổ thông, trong đó có sự tích hợp nội dung học tập

trong nhà trường từ các môn học gắn liền với kinh nghiệm của bản thân HS trong

cuộc sống và NL sở trường của HS trong từng lĩnh vực để thích nghi với cuộc sống

thực đang diễn ra bên trong và bên ngoài nhà trường” [14].

6

Theo Chương trình giáo dục phổ thông - Hoạt động trải nghiệm và Hoạt động

trải nghiệm, hướng nghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018), “Hoạt động

trải nghiệm là hoạt động giáo dục do nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướng

dẫn thực hiện, tạo cơ hội cho HS tiếp cận thực tế, thể nghiệm các cảm xúc tích cực,

khai thác những kinh nghiệm đã có và huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng của

các môn học để thực hiện những nhiệm vụ được giao hoặc giải quyết những vấn đề

của thực tiễn đời sống nhà trường, gia đình, xã hội phù hợp với lứa tuổi; thông qua

đó, chuyển hoá những kinh nghiệm đã trải qua thành tri thức mới, hiểu biết mới, kĩ

năng mới góp phần phát huy tiềm năng sáng tạo và khả năng thích ứng với cuộc

sống, môi trường và nghề nghiệp tương lai” [5].

Trong phạm vi luận văn, chúng tôi giữ nguyên tinh thần định nghĩa về hoạt

động trải nghiệm của Bộ Giáo dục và Đào tạo và định nghĩa ngắn gọn về hoạt động

trải nghiệm như sau: Hoạt động trải nghiệm là một phần quan trọng trong chương

trình GDPT. Hoạt động trải nghiệm có nội dung, phương pháp và đánh giá cụ thể;

được nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướng dẫn thực hiện; nhằm gợi lên nhu

cầu trải nghiệm cho HS, tạo cơ hội cho HS tiếp cận thực tế, trải nghiệm kiến thức

để phát triển các phẩm chất và NL một cách toàn diện.

1.1.2. Bản chất của hoạt động trải nghiệm

Theo Nguyễn Thị Liên, “Bản chất của hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo

dục được tổ chức theo con đường gắn lý thuyết với thực tiễn, tạo nên sự thống nhất

giữa nhận thức và hành động, hình thành và phát triển cho HS niềm tin, tình cảm,

những NL cần có của HS trong tương lai. Chính vì vậy trong nội dung, phương

pháp, hình thức tổ chức của hoạt động có thể mang dáng dấp của hoạt động theo

nghĩa hẹp. Tuy nhiên, điểm khác biệt giữa chúng chính là cách làm, cách triển khai

hoạt động” [14].

Hoạt động trải nghiệm có các đặc trưng sau đây: [14]

- Tính tham gia trực tiếp của HS vào từng hoạt động;

- Tính tự chủ của HS trong kế hoạch và hành động của cá nhân;

- Tính tập thể của HS;

- Tính tiếp cận với môi trường sống trong và ngoài nhà trường;

- Tính sáng tạo để thích ứng và tạo ra cái mới, giá trị mới cho bản thân;

- Tính trọn vẹn của hoạt động thực tiễn;

7

- Tính công dân có trách nhiệm khi đặt người học vào các tình huống mới;

- HS được khẳng định giá trị bản thân qua huy động kinh nghiệm và NL của

mình;

- HS hình thành các ý thức, phẩm chất cùng chung sống và sống có trách nhiệm

với bản thân và xã hội;

- HS được tiếp cận với các giá trị cuộc sống trong các tình huống thực tiễn.

1.1.3. Nội dung của hoạt động trải nghiệm

Theo Nguyễn Thị Hằng, “Nội dung của hoạt động trải nghiệm gồm: Hoạt động

cá nhân, hoạt động tập thể (từ hai HS trở lên) về những chủ đề khoa học và cuộc

sống. Hoạt động cá nhân được tổ chức dựa trên nhu cầu, độ tuổi, hứng thú, sở thích,

năng khiếu riêng về các lĩnh vực khác nhau: kĩ thuật, mĩ thuật, học thuật, võ thuật,

nghệ thuật (văn chương, âm nhạc, sân khấu…)…Hoạt động tập thể được tổ chức

dựa trên nhu cầu chung, mục tiêu chung của tập thể. Hai hoạt động này không đối

lập mà tương hỗ cho nhau. Hoạt động cá nhân tích cực, sáng tạo góp phần nâng cao

thành tích, hiệu quả cho hoạt động tập thể. Ngược lại, hoạt động tập thể nâng đỡ,

hỗ trợ cho sự phát triển của hoạt động cá nhân” [8].

Nội dung cụ thể của hoạt động trải nghiệm được trình bày qua bảng 1.1.

Bảng 1.1. Nội dung của hoạt động trải nghiệm [8]

Hoạt động

Hoạt động cá

nhân

Hoạt động tập

thể

Nội dung hoạt động

Hoạt động thích nghi, tự chủ, tự lập, nghiên cứu khoa học, trải

nghiệm thực tế, khám phá bản thân (sở thích, năng khiếu, NL,

ước mơ, định hướng nghề nghiệp)

Hoạt động nghiên cứu khoa học, phát minh, sáng chế, biểu diễn

nghệ thuật, thể thao, thực hành làm vườn, thực hành nấu ăn,

thực hành chăn nuôi, thực hành nghề (mộc, đúc đồng, làm gốm,

làm nón, hướng dẫn viên du lịch,…), Đoàn thanh thiếu niên,

tình nguyện trong trường, tình nguyện trong khu vực, bảo vệ

môi trường, bảo vệ di sản văn hóa, tham quan dã ngoại, chiến

dịch an toàn giao thông, an toàn thực phẩm, khắc phục tư tưởng

lỗi thời…

Theo Nguyễn Thị Liên, “Việc xác minh nội dung của hoạt động trải nghiệm

dựa trên cơ sở sau: Mục tiêu giáo dục toàn diện, Lý luận Giáo dục học Việt Nam về

phân loại nội dung giáo dục, phân loại về hoạt động… Hoạt động trải nghiệm gồm

8

những nội dung cơ bản sau đây: Đạo đức và ý thức công dân; Khoa học - kĩ thuật -

công nghệ; Văn hóa - nghệ thuật; Vui chơi - giải trí, Lao động; Thể dục thể thao

Định hướng nghề nghiệp. Ngoài ra, hoạt động trải nghiệm còn có các nội dung

khác như: môi trường; dân số; giới tính, an toàn giao thông; giá trị và kĩ năng

sống…” [14].

Theo chương trình Giáo dục phổ thông - Hoạt động trải nghiệm và Hoạt động

trải nghiệm, hướng nghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018), “hoạt động

trải nghiệm được thiết kế theo hướng vừa đồng tâm, vừa tuyến tính, xuyên suốt từ

lớp 1 đến lớp 12 với các mạch nội dung hoạt động thống nhất sau: Hoạt động

hướng vào bản thân, Hoạt động hướng đến xã hội, Hoạt động hướng đến tự nhiên

và Hoạt động hướng nghiệp” [4].

Trong phạm vi luận văn, nội dung tổ chức hoạt động trải nghiệm của đề tài là

các mô hình, thí nghiệm, ứng dụng,… có liên quan đến những định luật, quá trình

biến đổi trạng thái chất khí trong chương “Chất khí - Vật lý 10” và một số kiến

thức liên hệ thuộc các môn học khác như sinh học, toán học, địa lý…

1.1.4. Phương thức tổ chức hoạt động trải nghiệm

Chương trình GDPT - Hoạt động trải nghiệm và Hoạt động trải nghiệm, hướng

nghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018) đã đưa bốn phương thức tổ chức

hoạt động trải nghiệm như sau: [5]

- Phương thức Khám phá: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS trải

nghiệm thế giới tự nhiên, thực tế cuộc sống và công việc, giúp HS khám phá những

điều mới lạ, tìm hiểu, phát hiện vấn đề từ môi trường xung quanh, bồi dưỡng những

cảm xúc tích cực và tình yêu quê hương đất nước. Nhóm phương thức tổ chức này

bao gồm các hoạt động tham quan, cắm trại, thực địa và các phương thức tương tự

khác.

- Phương thức Thể nghiệm, tương tác: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho

HS giao lưu, tác nghiệp và thể nghiệm ý tưởng như diễn đàn, đóng kịch, hội thảo,

hội thi, trò chơi và các phương thức tương tự khác.

- Phương thức Cống hiến: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS mang

lại những giá trị xã hội bằng những đóng góp và cống hiến thực tế của mình thông

qua các hoạt động tình nguyện nhân đạo, lao động công ích, tuyên truyền và các

phương thức tương tự khác.

9

- Phương thức Nghiên cứu: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS tham

gia các đề tài, dự án nghiên cứu khoa học nhờ cảm hứng từ những trải nghiệm thực

tế, qua đó đề xuất những biện pháp giải quyết vấn đề một cách khoa học. Nhóm

hình thức tổ chức này bao gồm các hoạt động khảo sát, điều tra, làm dự án nghiên

cứu, sáng tạo công nghệ, nghệ thuật và các phương thức tương tự khác.

Trong phạm vi luận văn, đề tài dựa trên các phương thức tổ chức hoạt động

trải nghiệm của Bộ Giáo dục và Đào tạo, xây dựng và tổ chức hoạt động trải

nghiệm cho HS vận dụng kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” để nghiên cứu,

thiết kế và chế tạo các sản phẩm, mô hình, thí nghiệm… theo định hướng giáo dục

STEM.

1.2. Hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

1.2.1. Giáo dục STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ tiếng anh Science (Khoa học),

Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật), Maths (Toán học). Thuật ngữ

STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh nghề nghiệp và ngữ

cảnh giáo dục [16], [17]. Trong phạm vi đề tài, chúng tôi quan tâm để ngữ cảnh

giáo dục của thuật ngữ STEM.

Giáo dục STEM là giải pháp góp phần tăng hiệu quả dạy học, phát triển NL

giải quyết vấn đề của HS, phát triển tư duy, logic, tự chủ, sáng tạo của HS đặc biệt

trong lĩnh vực khoa học kĩ thuật, giúp HS có thể hiểu rõ được ý nghĩa thực tiễn của

các kiến thức vật lý được học.

Có nhiều cách hiểu về giáo dục STEM, tuy nhiên chúng tôi muốn đề cập đến ba

cách hiểu chính: [16], [17]

- Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học: Đây

cũng là quan điểm về giáo dục STEM của bộ giáo dục Mỹ, giáo dục STEM là một

chương trình nhằm cung cấp, hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ,

Kĩ thuật và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học. Đây là nghĩa

rộng khi nói về STEM.

- Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Kiến

thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được

áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong

những bối cảnh cụ thể nhằm tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các

doanh nghiệp.

10

- Tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở

lên: Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong dạy học và học tập

giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một

hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường.

1.2.2. Mục tiêu giáo dục STEM

Mục tiêu của giáo dục STEM bao gồm: Phát triển NL đặc thù về STEM; Phát

triển NL cốt lõi; Định hướng nghề nghiệp [16], [17].

- Phát triển các NL đặc thù của các môn học về STEM cho HS: Đó là những

kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và

Toán học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải

quyết các vấn đề thực tiễn. HS biết sử dụng, quản lý và truy cập Công nghệ. HS

biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm.

- Phát triển các NL cốt lõi cho HS: Bên cạnh những hiểu biết về lĩnh vực Khoa

học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học giáo dục STEM còn trang bị cho HS NL cốt lõi,

trao cho HS cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế thế kỉ 21.

- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cơ hội cho HS có

những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao

hơn cũng như cho nghề nghiệp tương lai của HS. Đặc biệt là khi đứng trước thử

thánh của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, giáo dục STEM góp phần xây dựng lực

lượng lao động có NL, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM

nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước.

1.2.3. Bản chất hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM [17].

Tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM giúp HS liên

kết các kiến thức khoa học và toán học để giải quyết vấn đề thực tiễn.

Mục tiêu của giáo dục STEM nhằm phát triển các NL cốt lõi của HS như hợp

tác, giao tiếp, sáng tạo, làm việc nhóm, phản biện… Để thực hiện thành công giáo

dục STEM trong trường phổ thông, bước đầu có thể triển khai dưới hình thức câu

lạc bộ theo sở thích và khả năng của mỗi HS nhằm giúp HS phát triển NL cá nhân

và có cơ hội khẳng định mình. Bên cạch đó, cơ sở vật chất các phòng thí nghiệm

thực hành ở trường trung học sẽ giúp triển khai các giờ dạy học STEM hiệu quả.

Trong hoạt động trải nghiệm HS dựa trên sự tổng hợp kiến thức của nhiều lĩnh

vực giáo dục và nhóm kĩ năng khác nhau để trải nghiệm thực tiễn đời sống nhà

trường, gia đình và tham gia vào hoạt động phục vụ cộng đồng dưới sự hướng dẫn

11

và tổ chức của nhà giáo dục, qua đó hình thành những phẩm chất chủ yếu, NL

chung và một số NL thành phần đặc thù của hoạt động này: NL thiết kế và tổ chức

hoạt động; NL thích ứng với sự biến động của nghề nghiệp và cuộc sống.

1.3. Phát huy tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định

hướng giáo dục STEM

1.3.1. Định nghĩa tính tích cực

Có nhiều cách hiểu khác nhau về tính tích cực, đó là:

- Sách giáo dục công dân lớp 6: “Tích cực là luôn luôn cố gắng, vượt khó, kiên

trì trong học tập, làm việc và rèn luyện” [2].

- Theo L.V. Relrova: “Tính tích cực là một hiện tượng sư phạm biểu hiện sự

gắng sức cao về nhiều mặt trong hoạt động học tập” [25], [23].

- Theo P.V. Redơnivev: “Tính tích cực học tập thực chất là nói đến tính tích

cực nhận thức”.

- Theo Trần Thị Tuyết Oanh: “Tính tích cực nhận thức là thái độ cải tạo của

chủ thể đối với khách thể thông qua sự huy động ở mức độ cao các chức năng tâm

lý nhằm giải quyết những nhiệm vụ học tập” [26], [23].

Trong luận văn, tính tích cực được hiểu là một trạng thái tâm lý sẵn sàng của

người học, thể hiện sự mong muốn giải quyết các vấn đề gắn với thực tiễn trên cơ

sở các kiến thức đã có của cá nhân.

1.3.2. Biểu hiện tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo

định hướng giáo dục STEM

Dấu hiệu của tính tích cực được G. I. Sukina nêu ra như sau: [11]

- Khao khát, tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của giáo viên (GV), bổ sung

các câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra.

- Thường xuyên nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề mà GV

trình bày chưa đủ rõ.

- Chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để nhận thức

những vấn đề mới.

- Mong muốn được góp ý với thầy, với bạn những thông tin mới lấy từ những

nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học.

12

- Ngoài những biểu hiện nói trên mà GV dễ nhận thấy, còn có những biểu hiện

về mặt xúc cảm, khó nhận thấy hơn như thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạc

nhiên, hoan hỉ hay buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc tìm ra lời

giải thích hay cho một bài tập khó,…

- Tập trung ý chí vào vấn đề đang học, kiên trì làm cho xong các nhiệm vụ học

tập được giao, không nản chí trước tình huống khó khăn, thái độ phản ứng khi GV

báo hết giờ như: tiếc rẻ, cố gắng làm cho xong,…

Dựa vào các dấu hiệu của tính tích cực trong hoạt động nhận thức của G.I.

Sukina đưa ra, chúng tôi nêu ra một số biểu hiện tính tích cực trong hoạt động nhận

thức của HS khi học theo định hướng giáo dục STEM như sau: [18]

(a) Khát khao tìm kiếm kiến thức mới liên quan đến các lĩnh vực khoa học,

công nghệ, kỹ thuật hay toán.

(b) Hào hứng khi gặp một tình huống mới liên quan đến các lĩnh vực khoa học,

công nghệ, kỹ thuật hay toán. HS bắt tay vào giải quyết vấn đề, lên kế hoạch thực

hiện ngay.

(c) Tích cực tìm kiếm tài liệu từ nhiều nguồn, trao đổi thông tin, thảo luận với

các HS khác, với GV và các chuyên gia về vấn đề liên quan đến các lĩnh vực khoa

học, công nghệ, kỹ thuật hay toán.

(d) Chủ động thành lập nhóm, diễn đàn trao đổi thông tin để thực hiện nhiệm

vụ học tập được giao phó.

(e) Kiên trì giải quyết nhiệm vụ học tập được giao mặc dù gặp phải vấn đề khó,

chủ động chia sẻ các giải pháp tìm được.

(f) Tự mở rộng bài học, mở rộng phạm vi kiến thức sang các lĩnh vực khác,

thiết kế sơ đồ bài học để dễ nhớ và vận dụng.

1.3.3. Biện pháp phát huy tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải nghiệm

theo định hướng giáo dục STEM

Để phát huy tính tích cực của HS trong dạy học theo định hướng giáo dục

STEM, GV cần tạo ra và duy trì hứng thú, động cơ học tập cho HS. Các biện pháp

khả dĩ là: [18]

- Tổ chức các nội dung dạy học gắn với thực tiễn, vận dụng kiến thức để giải

quyết các vấn đề thực tiễn.

13

- Đưa HS vào tiến trình tìm tòi nghiên cứu, giải quyết các nhiệm vụ có tính

thực tiễn, vận dụng kiến thức vào các tình huống mới.

- Phối hợp nhiều hình thức tổ chức học tập đa dạng và phong phú nhằm đáp

ứng nhu cầu học tập như: cá nhân, nhóm, tập thể, tham quan, phòng thí nghiệm, tổ

chức thảo luận, báo cáo,…

- Sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại.

- Môi trường học an toàn, thân thiện, có các suất học bổng xứng đáng.

1.4. Bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải nghiệm


1.4.1. Khái niệm năng lực

Theo Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế Thế giới (OECD), “NL khả năng

cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong một

bối cảnh cụ thể” [27].

Theo F. E. Weinert, “NL là sở hữu cá nhân, đó là những khả năng mà cá thể có

được nhờ sự kết hợp giữa cái sẵn có và cái học tập được về các kĩ năng nhận thức,

khả năng giải quyết vấn đề cụ thể, các ý chí, động lực liên quan, sự sẵn sàng hoạt

động xã hội. Những yếu tố này giúp mỗi người thành công trong việc xử lý các sự

cố và có trách nhiệm trong các tình huống khác nhau” [28].

Theo Chương trình giáo dục phổ thông - Chương trình tổng thể của Bộ Giáo

dục và Đào tạo (26/12/2018), “NL là sự huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng

và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí... để thực hiện một

loại công việc trong một bối cảnh nhất định” [4].

Trong phạm vi luận văn, NL của HS được hiểu là tổng hợp các kiến thức và kỹ

năng nhận thức sẵn có và có thể học được của mỗi HS nhằm giải quyết những vấn

đề nảy sinh trong học tập và thực tiễn cuộc sống, giúp HS có thể giải quyết thành

công vấn đề đó.

1.4.2. Khái niệm năng lực sáng tạo

Sách giáo dục công dân lớp 9: “Sáng tạo là say mê nghiên cứu tìm tòi, phát

hiện và xử lý linh hoạt các tình huống trong học tập, lao động, công tác… nhằm đạt

kết quả cao” [3].

Theo Đức Uy, “Sáng tạo là quá trình trở nên nhạy cảm đối với những khó khăn,

khiếm khuyết, những lỗ hổng kiến thức, yếu tố còn thiếu, những bất ổn,…là quá

14

trình xác định khó khăn, tìm kiếm giải pháp, đưa ra phỏng đoán, nêu lên những giả

thuyết về sự khiếm khuyết, kiểm tra và tái kiểm tra những giả thuyết đó, có thể là

cả điều chỉnh và kiểm tra lại những điều chỉnh đó và cuối cùng là truyền đạt kết

quả” [26].

Theo Vương Cẩm Hương, “NL sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra những

giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, công cụ mới, vận hành thành

công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới. Đối với HS, NL sáng tạo trong học

tập chính là NL biết giải quyết vấn đề để tìm ra cái mới ở mức độ nào đó thể hiện

được khuynh hướng NL sáng tạo, kinh nghiệm của cá nhân HS” [9].

Trong phạm vi luận văn, NL sáng tạo của HS được hiểu là HS phát hiện được

vấn đề từ thực tiễn, đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp mang lại hiệu quả.

1.4.3. Biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải nghiệm


Lacne đã chỉ ra 7 đặc trưng của hoạt động sáng tạo chung cho mọi lĩnh vực

khoa học như sau: [10], [11]

- Có sự tự lực chuyển các tri thức và kỹ năng sang một tình huống mới gần

hoặc xa, bên trong hay bên ngoài giữa các hệ thống kiến thức.

- Nhìn thấy những vấn đề mới trong các điều kiện quen thuộc.

- Nhìn thấy cấu trúc của đối tượng đang nghiên cứu.

- Nhìn thấy chức năng mới của đối tượng quen biết.

- Xây dựng phương án mới về nguyên tắc, khác với những phương pháp quen

thuộc đã biết.

- Nhìn thấy nhiều cách giải quyết có thể có, tiến hành giải quyết theo từng cách

và lựa chọn cách tối ưu.

- Tự lực kết hợp với các phương thức hoạt động đã biết, tạo thành cái mới.

Dựa vào định nghĩa NL sáng tạo, kết hợp cùng các đặc trưng của hoạt động

sáng của Lacne đưa ra, chúng tôi nêu ra một số biểu hiện có NL sáng tạo trong hoạt

động nhận thức của HS khi trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM như sau:

[18]

(a) Tự lực phát hiện vấn đề mới, tình huống mới từ những tình huống quen liên

quan đến các ngành nghề kỹ thuật.

15

(b) Nghiên cứu tổng quan các giải pháp kỹ thuật có sẵn, sau đó đưa ra bình luận,

lật đi lật lại vấn đề, trao đổi, chất vấn với các HS khác, GV, chuyên gia,…Từ đó đề

xuất các giải pháp kỹ thuật mới, tối ưu trên cơ sở kế thừa các giải pháp kỹ thuật đã

có.

(c) Tự đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp đem lại hiệu quả cao mà không

tham khảo các giải pháp đã có.

(d) Tự truyền tải tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen biết sang tình huống mới,

vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện mới, hoàn cảnh mới.

(e) Nhìn thấy cấu trúc kỹ thuật, chức năng, bản chất của đối tượng kỹ thuật.

Thực chất là bao quát nhanh chóng, đôi khi tức khắc, các bộ phận kỹ thuật, các yếu

tố bản chất củ đối tượng kỹ thuật trong mối tương quan giữa chúng.

(f) Đề xuất mô hình giả thuyết, đưa ra phương án thực nghiệm để kiềm tra giả

thuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết với hiệu quả cao nhất có thể được trong

những điều kiện đã cho.

(g) Tự thiết kế sơ đồ nguyên lí, bản vẽ kĩ thuật thể hiện cấu tạo, chức năng của

đối tượng kỹ thuật đang nghiên cứu.

1.4.4. Biện pháp bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải

nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

Căn cứ vào các biểu hiện của NL sáng tạo, có thể chỉ ra một số biện pháp để

phát huy NL sáng tạo của HS trong tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng

giáo dục STEM được thể hiện qua bảng 1.2.

Bảng 1.2. Biện pháp phát triển NL sáng tạo của HS

Biện pháp

Tổ chức hoạt động sáng

tạo gắn liền với quá trình

vận dụng kiến thức Vật lý

để giải quyết các vấn đề

thực tiễn liên quan đến

ngành nghề kỹ thuật, sáng

tạo ra những sản phẩm,

công cụ mới, có ích cho

xã hội.

Minh họa

Ở nước ta hàng năm trung bình chịu ảnh hưởng của

4-5 cơn bão, gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng. Do

đó, dự đoán được thời gian bão sẽ xuất hiện là rất cần

thiết. Vì vậy, sau khi dạy bài “Phương trình trạng thái

khí lý tưởng”, GV có thể tổ chức hoạt động trải

nghiệm cho HS chế tạo mô hình dự báo thời tiết

phong vũ biểu.

16

Tổ chức hoạt động sáng

tạo gắn liền với quá trình

xây dựng kiến thức mới.

Luyện tập phỏng đoán,

dự đoán, xây dựng giả

thuyết.

Luyện tập đề xuất

phương án thí nghiệm

kiểm tra dự đoán.

Kiến thức Vật lý phổ thông là những kiến thức đã

được khám phá bởi các nhà khoa học dựa vào các giả

thuyết và thực nghiệm chứng minh. Quy trình của

phương pháp thực nghiệm chính là chu trình sáng tạo

kiến thức của các nhà khoa học. Do đó, GV có thể tổ

chức hoạt động trải nghiệm theo chu trình sáng tạo

kiến thức của các nhà khoa học để phát huy tối đa

tính sáng tạo, tư duy nhạy bén cho HS. Vì vậy, khi

dạy đến bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật

Charles”, GV có thể tổ chức trải nghiệm cho HS thiết

kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật.

Trong khi cho HS trải nghiệm chế tạo mô hình dự

báo thời tiết phong vũ biểu. HS phải đặt ra được

những câu hỏi phỏng đoán như: Tại sao mực nước

tăng thì áp suất bên ngoài giảm và có khả năng gây ra

bão? Tại sao mực nước giảm thì áp suất bên ngoài

tăng?

Sau khi dạy kiến thức về “quá trình đẳng áp, định

luật Gay Lussac”, GV có thể tổ chức cho HS trải

nghiệm thông qua việc đề xuất phương án kiểm

chứng định luật.

Luyện tập cách thức giải

quyết vấn đề theo nhiều

Trong quá trình trải nghiệm thiết kế bộ thí nghiệm

kiểm chứng định luật Charles, HS phải lựa chọn

cách, nhiều góc cạnh phương án thay đổi nhiệt độ khí, bằng máy sấy hay

khác nhau, biết tìm cách

giải quyết tối ưu, biết lật

bình đun nước, biết cách lật đi lật lại vấn đề để tìm ra

phương án tối ưu nhất.

đi lật lại vấn đề…

1.5. Tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định

hướng giáo dục STEM [17]

Pha 1. Đặt vấn đề STEM và chuyển giao nhiệm vụ

Vấn đề STEM được lựa chọn mang tính kĩ thuật gắn liền với thực tiễn, thường

là các vấn đề gắn với bối cảnh địa phương hay vấn đề nổi bật, thời sự. Các vấn đề

này phải thú vị, hấp dẫn để các nhóm tự nảy sinh nhu cầu giải quyết vấn đề, tiếp

nhận nhiệm vụ mang tính thiết kế theo cách tự nhiên. Thông thường, khi giải quyết

17

các vấn đề STEM, HS ứng dụng được ngay trong cuộc sống, hay hỗ trợ vui chơi,

giải trí.

Pha 2. Đề xuất phương án thiết kế sản phẩm

Đầu tiên các nhóm phác thảo bản vẽ kĩ thuật nhằm cụ thể các ý tưởng, phương

án thiết kế. GV khuyến khích các nhóm tự do phác thảo bản vẽ và không nên nhận

xét hay đánh giá bản vẽ của các nhóm khác nhằm tránh trường hợp hạn chế tính

sáng tạo của các nhóm. Sau đó các nhóm lần lượt thuyết trình về bản vẽ thiết kế sản

phẩm. Phần thuyết trình cần làm rõ cơ cấu của sản phẩm, vật liệu dự kiến sử

dụng… Các nhóm còn lại phản biện, chỉ ra ưu điểm và nhược điểm của từng bản vẽ

kĩ thuật. Trong pha này, HS có cơ hội để rèn luyện và phát triển NL ngôn ngữ và

giao tiếp. Cuối cùng, GV tổ chức các nhóm thảo luận, thống nhất bản vẽ thiết kế tối

ưu, phù hợp với nguồn lực dạy học: kinh phí, dụng cụ, vật liệu, NL các nhóm.

Pha 3. Gia công chế tạo sản phẩm theo bản vẽ thiết kế

Đầu tiên các nhóm nhận dụng cụ, vật liệu từ kho dụng cụ. Đối với các vật liệu

dễ tìm như, vỏ lon, vỏ chai nhựa, nắp chai… GV giao cho các nhóm tự chuẩn bị.

Sau đó nhóm trưởng huy động và điều phối các thành viên gia công, chế tạo các chi

tiết quan trọng của sản phẩm. Cuối cùng các nhóm lắp ráp các chi tiết thành sản

phẩm. GV cần lưu ý các nhóm kiểm tra sản phẩm trước khi vận hành và cần xác

định: sản phẩm có cân bằng không? Lắp ráp đúng bản vẽ thiết kế không? Các chi

tiết được nối chắc chắn chưa? Trong pha này HS có nhiều cơ hội rèn luyện và phát

triển tư duy kĩ thuật, năng lực thực hành và phát triển các kĩ năng gia công vật liệu

cơ bản như: sử dụng cưa máy hay cưa tay, cắt và gọt bằng dao hay bằng kéo, dán

bằng súng bắn keo, sử dụng máy khoan… Đặt biệt, GV cần quản lý, nhắc nhở các

nhóm tuân thủ các quy tắc an toàn.

Pha 4. Vận hành thử nghiệm sản phẩm

Các nhóm tiến hành vận hành và quan sát kết quả vận hành của sản phẩm. Nếu

sản phẩm hoạt động ổn định, phù hợp với dự đoán thì các nhóm tiến hành viết báo

cáo. Chuẩn bị thực hiện báo cáo sản phẩm. Nếu sản phẩm hoạt động không ổn định,

kết quả không phù hợp với dự đoán thì nhóm cần quay lại kiểm tra từ pha 2 và xem

xét lại dự đoán ban đầu.

Pha 5. Thực hiện báo cáo sản phẩm

Đầu tiên GV tổ chức cho các nhóm lần lượt báo cáo về sản phẩm. Trong đó,

các nhóm trình bày được quá trình gia công, chế tạo, đặc biệt nêu được các khó

18

khăn trong quá trình gia công, chế tạo và làm rõ được các giải pháp để giải quyết

các khó khăn trên. GV cần khuyến khích và hướng dẫn các nhóm phối hợp thuyết

minh với vận hành sản phẩm để minh họa, khích lệ các nhóm huy động nhiều HS

tham gia thuyết trình. Sau đó, GV tổ chức phản biện, góp ý về sản phẩm, phần trình

bày của các nhóm. Cuối cùng, GV tổ chức các nhóm đánh giá báo cáo sản phẩm.

Bên cạnh đó, GV cần khuyến khích, định hướng cho một số nhóm hay HS có

NL vượt trội tiến hành thử nghiệm cải tiến sản phẩm. Hơn nữa, GV nên điều phối

những nhóm có thành viên nòng cốt, hoàn thành nhiệm vụ trước thời gian quy định

hỗ trợ các nhóm khác hoàn thành sản phẩm.

Pha 6. Đánh giá, nhận xét chung

GV căn cứ vào sự quan sát hoạt động của các nhóm, kết quả đánh giá của các

nhóm và của GV để kết luận về hoạt động. Dựa trên đó, GV khen thưởng đối với

nhóm hoạt động tốt, khiển trách đối với nhóm hoạt động chưa tốt.

Trong quá trình xây dựng kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định

hướng giáo dục STEM, GV căn cứ trên nội dung của chủ đề, linh hoạt để bỏ qua

hay thêm vào một số bước cần thiết.

19

(1) Đặt vấn đề STEM và chuyển giao nhiệm vụ

(2) Đề xuất phương án thiết kế sản phẩm

Phác thảo bản

vẽ thiết kế

Thuyết trình bản

vẽ thiết kế

Thống nhất bản

vẽ thiết kế

(3) Gia công, chế tạo sản phẩm theo bản vẽ

Cung cấp dụng

cụ, vật liêu

Gia công, chế

tạo các chi tiết

Lắp ráp sản

phẩm

Không đạt

(4) Vận hành thử nghiệm

(5) Thực hiện báo cáo sản phẩm

Thuyết trình sản

phẩm

Đánh giá báo

cáo sản phẩm

(6) Đánh giá, nhận xét chung

Hình 1.1. Sơ đồ tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định

hướng giáo dục STEM [17]

20

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương 1, chúng tôi trình bày về cơ sở lý luận của hoạt động trải nghiệm,

hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM; cơ sở lý luận về tính tích

cực và NL sáng tạo; tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo

dục STEM.

Đầu tiên, chúng tôi cung cấp những cái nhìn cơ bản nhất về tổ chức hoạt động

trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM thông qua định nghĩa trải nghiệm,

hoạt động trải nghiệm, giáo dục STEM, bản chất của hoạt động trải nghiệm theo

định hướng giáo dục STEM.

Sau đó, chúng tôi tiếp tục trình bày các khái niệm tích cực, NL, NL sáng tạo

trong hoạt động nhận thức của HS theo định hướng giáo dục STEM. Cụ thể hơn,

chúng tôi đã đưa ra một số biểu hiện, biện pháp bồi dưỡng tính tích cực và NL sáng

tạo của HS.

Cuối cùng, chúng tôi trình bày về tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm kiến

thức vật lý theo định hướng giáo dục STEM.

Sau khi nghiên cứu cơ sở lý luận, chúng tôi nhận thấy rằng, tổ chức hoạt động

trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM sẽ phát huy tính tích cực và bồi dưỡng

NL sáng tạo cho HS. Hơn nữa việc tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng

giáo dục STEM đã có tiến trình cụ thể. Trong chương 2 của luận văn, chúng tôi sẽ

trình bày chi tiết hơn về việc tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức

“Chương Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM.

21

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI

NGHIỆM MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CHẤT

KHÍ - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC

STEM

2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10”

2.1.1. Mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kĩ năng

Với cách dạy truyền thống, GV là người dạy tuần tự các kiến thức theo đơn vị

bài học của sách giáo khoa (SGK) Vật lý 10 cơ bản [1]. Các đơn vị kiến thức

chương “Chất khí” được thể hiện trong bảng 2.1.

Bảng 2.1. Các đơn vị kiến thức chương “Chất khí” trong SGK Vật lý 10 cơ bản

Tên bài Nội dung Thời lượng

Bài 28: Cấu tạo chất.

Thuyết động học phân tử

chất khí.

Bài 29: Quá trình đẳng

nhiệt. Định luật Boyle -

Mariotte.

Bài 30: Quá trình đẳng

tích. Định luật Charles.

Bài 31: Phương trình

trạng thái của khí lý

tưởng.

Cấu tạo chất

1 tiết

Thuyết động học phân tử chất khí

Trạng thái và quá trình biến đổi trạng

thái

Quá trình đẳng nhiệt

1 tiết

Định luật Boyle - Mariotte

Đường đẳng nhiệt

Quá trình đẳng tích

Định luật Charles

1 tiết

Đường đẳng tích

Khí thực và khí lý tưởng

Phương trình trạng thái của khí lý

tưởng

1 tiết

Quá trình đẳng áp

Độ không tuyệt đối

Cụ thể mục tiêu dạy học của từng đơn vị bài như sau: [1]

Bài 28: Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí.

a) Kiến thức

- Nêu được đặc điểm cấu tạo chất của các thể rắn, lỏng, khí.

22

- Trình bày được nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí.

- Nêu được các đặc điểm của khí lý tưởng.

b) Kĩ năng

- Vận dụng được thuyết động học phân tử chất khí để giải thích đặc điểm về

hình dạng, thể tích của các chất ở thể khí, thể lỏng, thể rắn.

- Vận dụng được thuyết động học phân tử chất khí để giải thích một số hiện

tượng liên quan.

c) Thái độ

- Hòa nhã, say mê học tập và trách nhiệm cá nhân.

- Tích cực phát biểu xây dựng bài.

Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle - Mariotte.

a) Kiến thức

- Nêu được các thông số p, V, T xác định trạng thái của một lượng khí.

- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt.

- Trình bày được nội dung phát biểu của định luật Boyle - Mariotte.

b) Kĩ năng

- Vẽ được đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p,V).

- Vận dụng được định luật Boyle - Mariotte để giải thích một số hiện tượng liên

quan.

c) Thái độ



Bài 30: Quá trình đẳng tích. Định luật Charles

a) Kiến thức

- Nêu được định nghĩa quá trình tích.

- Trình bày được nội dung phát biểu của định luật Charles.

b) Kĩ năng

- Vẽ được đường đẳng tích trong hệ tọa độ (p,T).

23

- Vận dụng được định luật Charles để giải thích một số hiện tượng liên quan.

c) Thái độ



Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

a) Kiến thức

- Viết được phương trình trạng thái khí lý tưởng.

- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng áp.

- Trình bày được nội dung phát biểu của định luật Gay Lussac.

- Nêu được định nghĩa nhiệt độ tuyệt đối và độ không tuyệt đối.

b) Kĩ năng

- Vẽ được đường đẳng áp trong hệ tọa độ (V,T).

- Vận dụng được định luật Gay Lussac để giải thích một số hiện tượng liên

quan.

- Vận dụng được phương trình trạng thái để giải thích một số hiện tượng liên

quan.

c) Thái độ



2.1.2. Phân tích nội dung kiến thức

Trong phần này, chúng tôi sẽ phân tích những nội dung kiến thức cơ bản của

chương theo thứ tự đơn vị bài học trong SGK Vật Lý 10 cơ bản.

Bài 28: Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí.

*Cấu tạo chất

- Ở thể khí, lực tương tác giữa các phân tử rất yếu nên các phân tử chuyển động

hoàn toàn hỗn loạn.

- Ở thể rắn, lực tương tác giữa các phân tử rất mạnh nên giữ được các phân tử ở

các vị trí cân bằng xác định, làm cho chúng chỉ có thể dao động xung quanh các vị

trí này.

24

- Ở thể lỏng, lực tương tác giữa các phân tử lớn hơn ở thể khí nhưng nhỏ hơn ở

thể rắn, nên các phân tử dao động xung quanh các vị trí cân bằng có thể di chuyển

được.

*Thuyết động học phân tử chất khí

Nội dung của thuyết động học phân tử chất khí:

- Chất khí được cấu tạo từ các phần tử riêng rẽ, có kích thức rất nhỏ so với

khoảng cách giữa chúng.

- Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này càng

nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao.

- Khi chuyển động hỗn loạn, các phân tử va chạm vào nhau và va chạm vào

thành bình.

*Khí lý tưởng

- Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi

va chạm được gọi là khí lý tưởng.

- Đặc điểm của khí lý tưởng:

+ Kích thước các phân tử không đáng kể (có thể bỏ qua).

+ Khi chưa va chạm với nhau thì lực tương tác giữa các phân tử rất yếu (có thể

bỏ qua).

+ Các phân tử chuyển động hỗn loạn, chỉ tương tác khi va chạm với nhau và va

chạm vào thành bình.

Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle - Mariotte.

*Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái

- Thông số trạng thái của một lượng khí: thể tích V, áp suất p và nhiệt độ tuyệt

đối T.

- Giữa các thông số trạng thái của một lượng khí có những mối liên hệ xác định.

Lượng khí có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác bằng các quá trình

biến đổi trạng thái, gọi tắt là quá trình.

- Đẳng quá trình là quá trình trong đó chỉ có hai thông số biến đổi, còn một

thông số không đổi.

*Quá trình đẳng nhiệt

25

Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá

trình đẳng nhiệt.

*Định luật Boyle - Mariotte

Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với

thể tích.

pV const

*Đường đẳng nhiệt

- Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo

thể tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt.

Trong hệ tọa độ (p,V) đường này là đường hyperbol.

- Ứng với các nhiệt độ khác nhau của một lượng

khí có các đường đẳng nhiệt khác nhau.

- Đường đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn

đường đẳng nhiệt ở dưới.

Hình 2.1.Đường đẳng nhiệt

Bài 30: Quá trình đẳng tích. Định luật Charles.

*Quá trình đẳng tích

Quá trình biến đổi trạng thái trong đó thể tích được giữ không đổi gọi là quá

trình đẳng tích.

*Định luật Charles

Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với

nhiệt độ tuyệt đối.

*Đường đẳng tích

p

T

const

- Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo

nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng

tích.

- Ứng với các thể tích khác nhau của một lượng

khí có các đường đẳng tích khác nhau.

- Đường đẳng tích ở trên ứng với thể tích nhỏ hơn

Hình 2.2.Đường đẳng tích

26

đường đẳng tích ở dưới.

Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

*Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

- Mỗi một lượng khí đều có các thông số p, V, T đặc trưng cho trạng thái của

nó. Các thông số này có mối liên hệ với nhau thông qua một phương trình gọi là

phương trình trạng thái.

- Phương trình trạng thái của khí lý tưởng (phương trình trạng thái Clapeyron):

*Quá trình đẳng áp

pV

T

const

Quá trình biến đổi trạng thái trong đó áp suất được giữ không đổi gọi là quá

trình đẳng áp.

*Định luật Gay Lussac

Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với


*Đường đẳng áp

V

T

const

- Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo

nhiệt độ tuyệt đối khi áp suất không đổi gọi là đường

đẳng áp.

- Ứng với các áp suất khác nhau của một lượng khí

có các đường đẳng áp khác nhau.

- Đường đẳng áp ở trên ứng với áp suất nhỏ hơn

đường đẳng áp ở dưới.

Hình 2.3. Đường đẳng áp

*Độ không tuyệt đối

- Nếu giảm nhiệt độ tới 0 K thì p 0 và V 0

bắt đầu bằng nhiệt độ 0 K và 0 K gọi là độ không tuyệt đối.

. Kenvin đưa ra một nhiệt giai

- Nhiệt độ tuyệt đối là nhiệt độ theo nhiệt giai Kenvin, có đơn vị là K.

27

2.2. Xây dựng nội dung hoạt động trải nghiệm chương “Chất khí - Vật lý 10”


2.2.1. Chủ đề 1: Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

Đối tượng: HS lớp 10

Thời gian: 90 phút

Địa điểm: Phòng học STEM

Hình thức tổ chức: Tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

Môn học có liên quan: Vật lý, Sinh học, Toán học, Công nghệ, Kĩ thuật.

a) Vấn đề thực tiễn

Hệ hô hấp là một hệ cơ quan có chức năng trao đổi không khí diễn ra trên toàn

bộ các bộ phận của cơ thể. Vậy nên, bất kỳ một cơ quan hô hấp nào có vấn đề sẽ

ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình hô hấp, cũng như sức khỏe của mỗi người. Để bảo

vệ hệ hô hấp, ngoài việc tránh xa các tác nhân gây bệnh từ bên ngoài, con người

còn cần phải hít thở đúng cách. Hít thở đúng cách, cơ thể được cung cấp đủ lượng

oxy, bổ sung các dưỡng chất cần thiết cho não và các cơ quan khác trong cơ thể.

Nếu hít thở sai, cơ thể sẽ không có đủ oxy và gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng

đến sức khỏe [29].

Hô hấp ở cơ thể gồm hô hấp ngoài và hô hấp trong. Trong quá trình hô hấp

ngoài, áp suất và thể tích của khoang màng phổi thay đổi tuân theo định luật Boyle

- Mariotte: “Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ

nghịch với thể tích”.

b) Hình thành ý tưởng

GV cho HS tìm hiểu cấu tạo, cơ chế của quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người

và hướng dẫn HS vận dụng kiến thức về quá trình đẳng nhiệt, định luật Boyle -

Mariotte để thiết kế, chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người,

nhằm giúp HS biết được cơ chế của hít thở và phương pháp hít thở đúng cách.

Ngoài ra thông qua mô hình GV có thể giới thiệu cho HS về bệnh lý tràng dịch

phổi, là giai đoạn tiếp theo của các bệnh viêm phổi, lao phổi, ung thư phổi… góp

phần giáo dục HS có ý thức bảo vệ sức khỏe cá nhân.

28

Hô hấp ngoài ở cơ thể người

Hít vào:

Thể tích khoang màng phổi tăng

Áp suất khoang màng phổi giảm

Thở ra:

Thể tích khoang màng phổi giảm

Áp suất khoang màng phổi tăng

Quá trình đẳng nhiệt

Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt

Hình 2.4. Ý tưởng xây dựng chủ đề “Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể

người”

c) Mục tiêu của chủ đề

Kiến thức

Kiến thức vật lý

- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt.

- Trình bày được nội dung phát biểu được định luật Boyle - Mariotte.

- Sử dụng kiến thức về định luật Boyle - Mariotte giải thích mối quan hệ giữa

áp suất và thể tích khoang màng phổi trong các giai đoạn hít vào và thở ra, cơ chế

của quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người.

Kiến thức sinh học

- Nêu được các cơ quan tham gia vào quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người.

- Trình bày được cơ chế sinh học của quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người.

Kĩ năng

Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người

- Tìm kiếm, thu thập, chọn lọc và xử lý thông tin từ tài liệu hướng dẫn.

29

- Phác thảo được bản vẽ thiết kế mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể

người.

- Chế tạo được mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người.

- Vận hành, thử nghiệm và cải tiến được mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của

cơ thể người.

- Thuyết trình về bản vẽ thiết kế và sản phẩm, quản lý thời gian hiệu quả.

- Làm việc nhóm, hợp tác giữa các thành viên trong nhóm.

- Rèn luyện tư duy phản biện, biết bảo vệ chính kiến cá nhân.

Phẩm chất

- Yêu thích khoa học, tích cực trong học tập.

- Tôn trọng và hợp tác trong quá trình thực hiện.

- Hoàn thành công việc được giao.

Định hướng phát triển NL STEM

- Khoa học (S): Thuyết động học phân tử chất khí, quá trình đẳng nhiệt, định

luật Boyle - Mariotte, quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người, cấu tạo và cơ chế

thay đổi áp suất và thể tích của khoang màng phổi.

- Công nghệ (T): Thiết bị: máy khoan, kéo, thước thẳng…; Vật liệu: vỏ chai,

bong bóng, kéo, ống hút, băng keo trong, dây rút, đất sét…

- Kĩ thuật (E): Bản vẽ thiết kế, quy trình chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp

ngoài của cơ thể người.

- Toán học (M): Tính toán, đo đạc kích thước của các vật liệu cần sử dụng; tính

toán và chứng minh mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của khoang màng phổi

trong các giai đoạn hít vào, thở ra.

d) Chuẩn bị

GV:

- Vật liệu, thiết bị cần thiết để chế tạo mô hình mô phỏng quá trình hô hấp

ngoài của cơ thể người cho các nhóm (mỗi nhóm từ 4-6 HS).

+ Vật liệu: Vỏ chai coca 600ml, bong bóng, đất sét, ống hút, dây rút nhựa, băng

keo trong.

+ Thiết bị: kéo, thước, máy khoan.

30

- Bút màu, giấy trắng khổ A1 để vẽ sơ đồ tư duy, poster.

- Phiếu học tập (phụ lục 1; 2), tài liệu hướng dẫn (phụ lục 8).

HS: Chuẩn bị bài trước khi đến lớp.

2.2.2. Chủ đề 2: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles





Môn học có liên quan: Vật lý, Toán học, Công nghệ, Kĩ thuật.


Jacques Alexandre César Charles (1746-1823) là nhà vật lý, nhà hóa học người

Pháp. Ông nổi tiếng nhờ đinh luật mang tên mình, định luật Charles. Sau thí

nghiệm vào năm 1787, Charles đã tìm ra định luật để trả lời cho câu hỏi: Khi thể

tích của một lượng khí không đổi, quan hệ giữa áp suất và độ tuyệt đối của chất khí

là thế nào? Định luật này nói rằng: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí xác

định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Thực tế, bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles trong chương trình SGK

Vật lý 10 (cơ bản) sử dụng bình đun nước để thay đổi nhiệt độ, dễ rò rỉ điện nên

khá nguy hiểm. Do đó GV nên tổ chức cho HS thiết kế và thực hiện thí nghiệm

kiểm chứng định luật Charles.


GV hướng dẫn HS thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles. Thông

qua bộ thí nghiệm HS được đóng vai là một nhà khoa học kiểm chứng kiến thức đã

được học, kích thích trí tò mò, sở thích khám phá và nuôi dưỡng niềm đam mê

khoa học ở HS.

31

Định luật Charles: P/T=const

Kiểm chứng định luật Charles

Nhiệm vụ:

- Đo áp suất

- Đo nhiệt độ

Dụng cụ:

- Áp kế

- Nhiệt kế

Phương pháp:

- Thay đổi áp suất

- Thay đổi nhiệt độ

Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

Hình 2.5. Ý tưởng xây dựng chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles”


Kiến thức

- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng tích.

- Trình bày được nội dung phát biểu định luật Charles.

- Sử dụng kiến thức về định luật Charles để thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng

định luật Charles.

Kĩ năng


- Phác thảo được sơ đồ bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles.

- Bố trí được thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles.

- Vận hành, thử nghiệm và cải tiến được bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Charles.

- Thuyết trình về sơ đồ bố trí thí nghiệm và bộ thí nghiệm, quản lý thời gian

hiệu quả.



Phẩm chất


32



Định hướng phát triển năng lực STEM

- Khoa học (S): Thuyết động học phân tử chất khí, quá trình đẳng tích, định luật

Charles.

- Công nghệ (T): Vật liệu: áp kế, nhiệt kế, bình cầu phân nhánh, nút đậy, dây

nhựa dẻo trong suốt, máy sấy; Thiết bị: kéo, thước thẳng, tua vít…

- Kĩ thuật (E): Bản vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm, quy trình thực hiện thí nghiệm


- Toán học (M): Đo đạc kích thước các vật liệu cần sử dụng, tính toán các

thông số nhiệt độ tuyệt đối và áp suất để kiểm chứng định luật.

d) Chuẩn bị

GV:

- Vật liệu, thiết bị cần thiết để thiết kế và thực hiện thí nghiệm kiểm chứng định

luật Charles cho các nhóm (mỗi nhóm từ 4-6 HS).

+ Vật liệu: áp kế, nhiệt kế, bình cầu phân nhánh, nút đậy, dây nhựa dẻo trong suốt,

máy sấy.

+ Thiết bị: kéo, thước thẳng, tua vít…

- Bút màu, giấy trắng khổ A1 để vẽ sơ đồ tư duy, poster.



2.2.3. Chủ đề 3: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac





Môn học có liên quan: Vật lý, Toán học, Công nghệ, Kĩ thuật.


33

Joseph Louis Gay-Lussac (1778 –1850) là một nhà hóa học, nhà vật lý người

Pháp. Ông nổi tiếng nhờ hai định luật liên quan đến chất khí, các công trình về hỗn

hợp rượu-nước và chuẩn độ Gay-Lussac được sử dụng để đo nước uống có cồn

trong nhiều quốc gia.

Năm 1802, Gay Lussac phát biểu định luật thể hiện mối quan hệ giữa thể tích V

và thể tích T của một lượng khí khi áp suất không đổi, định luật này phát biểu như

sau: “Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí xác định, thể tích tỉ lệ thuận với

nhiệt độ tuyệt đối”.

Trong thực tế giảng dạy, SGK vật lý 10 (cơ bản) rút ra định luật từ phương

trình trạng thái khí lý tưởng mà không kiểm chứng.


GV hướng dẫn HS thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac.

Thông qua bộ thí nghiệm HS được đóng vai là một nhà khoa học kiểm chứng kiến

thức đã được học, kích thích trí tò mò, sở thích khám phá và nuôi dưỡng niềm đam

mê khoa học ở HS.

Định luật Gay Lussac: V/T=const

Kiểm chứng định luật Gay Lussac

Nhiệm vụ:

- Đo thể tích

- Đo nhiệt độ

Dụng cụ:

- Xi lanh

- Nhiệt kế

Phương pháp:

- Thay đổi thể tích

- Thay đổi nhiệt độ

Hình 2.6. Ý tưởng thực xây dựng chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay

Lussac”


Kiến thức

Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac

- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng áp.

- Nêu được nôi dung phát biểu định luật Gay Lussac.

34

- Sử dụng kiến thức về định luật Gay Lussac để thiết kế bộ thí nghiệm kiểm

chứng định luật Gay Lussac.

Kĩ năng


- Phác thảo được sơ đồ bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac.

- Bố trí được thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac.

- Vận hành, thử nghiệm và cải tiến được bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Gay Lussac.

- Thuyết trình về sơ đồ bố trí thí nghiệm và bộ thí nghiệm, quản lý thời gian

hiệu quả.



Phẩm chất





- Khoa học (S): Thuyết động học phân tử chất khí, quá trình đẳng áp, định luật

Gay Lussac.

- Công nghệ (T): Vật liệu: xi lanh, nhiệt kế, tô sứ, đá, nước nóng, đất sét; Thiết

bị: súng bắn keo…

- Kĩ thuật (E): Sơ đồ bố trí thí nghiệm, quy trình thực hiện thí nghiệm kiểm

chứng định luật Gay Lussac.

- Toán học (M): Đo đạc các vật liệu cần sử dụng, tính toán các thông số nhiệt

độ tuyệt đối và thể tích để kiểm chứng định luật.

d) Chuẩn bị

GV:

- Vật liệu, thiết bị cần thiết để thiết kế và bố trí thí nghiệm kiểm chứng định

luật Gay Lussac cho các nhóm (mỗi nhóm từ 4-6 HS).

35

+ Vật liệu: xi lanh, nhiệt kế, tô sứ, đá, nước nóng.

+ Thiết bị: súng bắn keo…

- Bút màu, giấy trắng khổ A1 để vẽ sơ đồ tư duy và poster.

Phiếu học tập (phụ lục 5), tài liệu hướng dẫn (phụ lục 10).


2.2.4. Chủ đề 4: Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu





Môn học có liên quan: Vật lý, Địa lý, Toán học, Công nghệ, Kĩ thuật.


Ở nước ta hàng năm trung bình chịu ảnh hưởng của 4-5 cơn bão, mùa bão ở

nước ta từ tháng 6 đến tháng 12. Tháng nhiều bão nhất là tháng 8 và tháng 9. Đầu

mùa bão (tháng 6 và tháng 7), bão thường đổ bộ vào Bắc Bộ, nhất là khu vực từ

móng cái đến Hải Phòng. Giữa mùa, bão thường đổ bộ vào đồng bằng Bắc Bộ và

Bắc Trung Bộ (Thanh - Nghệ - Tĩnh). Vào tháng 10, tháng 11 bão thường hay đổ

bộ vào bờ biển Trung Trung Bộ và cực nam Trung Bộ. Tháng 12, bão thường xảy

ra ở khu vực Nam Bộ, song rất hiếm [6].

Điều kiện để hình thành bão đó là nhiệt độ nước biển phải cao, trung bình phải

trên 26 0 C, làm nước bốc hơi mãnh liệt tạo thành một vùng khí áp thấp. Khi đó

không khí xung quanh khu vực vừa bốc lên sẽ chuyển động vào trong. Do tác động

tự quay của Trái Đất, không khí chuyển động vào sẽ xoáy tròn. Đây là một trong

những nguyên nhân tạo ra cơn bão. Ngoài ra, phải cần có sự gặp nhau của hai khối

không khí có nhiệt độ chênh lệch và có lực làm lệch hướng đủ lớn để tạo nên xoáy

thuận thì mới đủ điều kiện để hình thành bão [6].

Khái niệm "giảm áp suất khí quyển dự báo thời tiết có bão" được phát minh bởi

Lucien Vidie và là nền tảng cho thiết bị dự báo thời tiết đơn giản được gọi là

“Phong vũ biểu” hoặc "áp kế Goethe". Cấu tạo của phong vũ biểu là một ống thủy

tinh được hàn kín, đổ nước vào một nửa, có vòi hẹp nằm phía dưới mực nước và

nhô cao lên hơn mặt nước và không hàn lại. Khi áp suất khí quyển thấp hơn so với

36

áp suất lúc hàn kín áp kế, mực nước sẽ dâng lên, và khi áp suất tăng, mực nước sẽ

hạ xuống. Như vậy, khi thể tích, áp suất và nhiệt độ khí trong phong vũ biểu tăng

dự đoán cho nhiệt độ tăng và khí áp bên ngoài giảm, là một trong những điều kiện

để bão hình thành. Sự biến đổi 3 thông số trạng thái áp suất p, thể tích V và nhiệt

độ T của lượng khí cố định trong bình có liên quan đến kiến thức vật lý đã học đó

là phương trình trạng thái khí lý tưởng.


Bão gây hậu quả nghiêm trọng

Điều kiện hình thành bão

Thiết bị dự báo thời tiết

phong vũ biểu

Áp suất giảm

Nhiệt độ tăng

Thay đổi thể tích

Phương trình trạng thái khí lý tưởng

p

T

1

. V1

p

2.

1

V

T

2

2

Chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu

Hình 2.7. Ý tưởng xây dựng chủ đề “Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu”

GV cho HS tìm hiểu điều kiện hình thành bão, cơ chế của thiết bị dự báo thời

tiết phong vũ biểu và hướng dẫn HS chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu.

Thông qua mô hình HS được vận dụng, kiểm chứng kiến thức đã học, dự đoán

được thời tiết, kích thích trí tò mò, sở thích khám phá và nuôi dưỡng niềm đam mê

khoa học.


Kiến thức

37

Kiến thức vật lý

- Nêu được các thông số p, V, T xác định trạng thái của một lượng khí.

- Viết được phương trình trạng thái khí lý tưởng.

- Sử dụng kiến thức về phương trình trạng thái khí lý tưởng để giải thích và

chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu.

Kiến thức địa lý

- Nêu được định nghĩa nhiệt độ khí quyển, khí áp (áp suất khí quyển).

- Nêu được các điều kiện để hình thành bão.

Kĩ năng


- Phác thảo được bản vẽ thiết kế mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu.

- Chế tạo được mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu.

- Vận hành, thử nghiệm và cải tiến được mô hình dự báo thời tiết phong vũ

biểu.

- Thuyết trình về bản vẽ thiết kế và sản phẩm, quản lý thời gian hiệu quả.



Phẩm chất





- Khoa học (S): Thuyết động học phân tử chất khí, phương trình trạng thái khí

lý tưởng, nhiệt độ khí quyển, khí áp, điều kiện hình thành bão.

- Công nghệ (T):Vật liệu: hộp nhựa có nắp, thanh thủy tinh chữ L…, Thiết bị:

máy khoan, thước, súng bắn keo…

- Kĩ thuật (E): Bản vẽ thiết kế, quy trình chế tạo mô hình dự báo thời tiết

phong vũ biểu.

38

- Toán học (M): Tính toán, đo đạc kích thước của các vật liệu cần sử dụng;

dựa vào phương trình trạng thái tính toán các thông số áp suất, nhiệt độ và thể tích

để dự đoán bão.

GV:

d) Chuẩn bị

- Vật liệu và thiết bị cần thiết để chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ

biểu cho các nhóm (mỗi nhóm từ 4-6 HS).

+ Vật liệu: hộp nhựa có nắp, thanh thủy tinh chữ L…

+ Thiết bị: súng bắn keo, thước, máy khoan.

- Bút màu, giấy trắng khổ A1 để vẽ sơ đồ tư duy và poster.



2.3. Tổ chức hoạt động trải nghiệm nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật

lý 10” theo định hướng giáo dục STEM

2.3.1. Vật liệu và thiết bị tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng

giáo dục STEM

2.3.1.1. Chủ đề 1: Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

a) Vật liệu và thiết bị

Bảng 2.2. Vật liệu và thiết bị chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể

người

STT Tên Số lượng Hình ảnh minh họa

VẬT LIỆU:

1 Vỏ chai nhựa các loại. 3-4 cái

39

2 Ống hút 2 cái

3 Dây rút nhựa 2 cái

4

Bong bóng có kích thước

khác nhau.

5-6 cái

5 Đất sét 1 miếng

6 Băng keo trong loại nhỏ 1 cuộn

THIẾT BỊ:

7 Kéo 1 cái

40

8 Thước thẳng 1 cái

9 Máy khoan 1 cái

b) Hướng dẫn chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

Bảng 2.3. Quy trình chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người

Chuẩn bị dụng cụ và

vật liệu.

Bước 1: Cắt đáy vỏ chai

và khoan lỗ cho nắp chai.

(Cắt tại đường tròn ranh

giới nối giữa thân chai và

đáy chai).

Bước 2: Cắt phần đầu của

3 quả bong bóng.

- 2 quả bong bóng nhỏ:

Cắt sát vòng cao su.

- Quả bong bóng lớn: Cắt

tại vòng eo của quả bong

bóng.

41

Bước 3: Cắt 1,5 cm

phần ngắn hơn (so với

phần rút bẻ cong) của

ống hút.

Bước 4: Cố định 2 quả

bong bóng nhỏ đã cắt vào

2 phần ngắn của ống hút

bằng băng keo trong.

Bước 5: Cố định thật chặt

2 phần ống hút với nhau

bằng dây rút nhựa, sao

cho lượng khí trong hai

quả bong bóng là hệ kín.

Bước 6: Luồng phần

ống hút đã cố định vào

chai, theo chiều từ đáy

chai đến miệng chai.

Bước 7: Luồng 2 đầu ống

hút còn lại vào lỗ đã

khoan sẵn ở nắp chai và

bịt kín miệng lỗ nắp chai

còn hở bằng đất sét. Vặn

nắp chai lại và gút phần

trên của ống hút bằng dây

rút nhựa.

Bước 8: Bịt chặt đáy vỏ

chai bằng bong bóng lớn

đã cắt, ta được mô hình

hoàn chỉnh.

c) Vận hành và giải thích

Vận hành:

+ Giai đoạn 1: Ta kéo căng lớp bong bóng ở phía dưới theo hướng từ trên

xuống dưới, tượng trưng cho cơ hoành đi xuống. Khi đó, hai quả bong bóng ở phía

trên nở ra, tức là tăng thể tích, giảm áp suất; mô phỏng cho sự tăng thể tích và giảm

áp suất của khoang màng phổi khi hít vào.

42

+ Giai đoạn 2: Ta nâng lớp bong bóng ở phía dưới lên theo hướng từ dưới lên

trên, tượng trưng cho sự nâng lên của cơ hoành. Lúc này, hai quả bong bóng ở phía

trên thu nhỏ lại, tức là thể tích giảm, áp suất tăng; mô phỏng cho sự giảm thể tích

và tăng áp suất của khoang màng phổi khi thở ra.

Giải thích:

Vỏ chai nhựa đã đậy nắp là một hệ kín. Ban đầu, giả sử bong bóng mô phỏng

khoang màng phổi chứa một lượng khí nhất định có thể tích là V và áp suất là p.

Khi ta kéo căng lớp bong bóng ở phía dưới theo hướng từ trên xuống tượng

trưng cho cơ hoành đi xuống, làm hai quả bong bóng mô phỏng khoang màng phổi

ở phía trên nở ra, tức là khối khí bên trong hai quả bong bóng tăng thể tích. Khi đó,

theo định luật Boyle – Mariotte, áp suất khối khí bên trong hai quả bong bóng sẽ

giảm.

Khi ta nâng lớp bong bóng ở phía dưới lên theo hướng từ dưới lên tượng trưng

cho sự nâng lên của cơ hoành, làm hai quả bong bóng mô phỏng khoang màng phổi

ở phía trên thu nhỏ lại, tức là khối khí bên trong hai quả bong bóng giảm thể tích.

Khi đó, theo định luật Boyle – Mariotte, áp suất khối khí bên trong hai quả bong

bóng sẽ tăng.

Sự tăng giảm thể tích và áp suất khoang màng phổi là cơ chế chủ yếu của quá

trình hô hấp ngoài ở cơ thể người.

2.3.1.2. Chủ đề 2: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles


Bảng 2.4. Vật liệu và thiết bị thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles


VẬT LIỆU:

1 Áp kế 1 cái

43

2 Nhiệt kế 1 cái

3

Bình cầu phân

nhánh

1 cái

4 Nút đậy kín 1 cái

5

Dây nhựa dẻo

trong suốt

1 sợi

6 Máy sấy 1 cái

THIẾT BỊ:

7 Kéo 1 cái


44

9 Tua vít 1 cái

b) Hướng dẫn thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

Bảng 2.5. Bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

Chuẩn bị dụng cụ và vật

liệu.

Bước 1: Dùng tua vít để

đục 1 lỗ nhỏ trên nút đậy.

Bước 2: Chèn nhiệt kế

vào lỗ trên nút, sao cho

mặt phẳng nút cắt ngang

vạch 0 độ của nhiệt kế.

Đậy nút vào bình cầu.

Bước 3: Cắt dây nhựa

dẻo có chiều dài phù hợp

15-20cm. Nối một đầu

của dây nhựa dẻo vào

nhánh bình cầu, một đầu

nối vào áp kế.

Bước 4: Bố trí bộ thí

nghiệm để tiến hành thí

nghiệm kiểm chứng định

luật Charles.

45

c) Các bước tiến hành thí nghiệm

- Đọc nhiệt độ ban đầu của nhiệt kế.

- Dùng máy sấy để làm nóng lượng khí trong bình cầu.

- Đọc số đo của áp suất và nhiệt độ trên áp kế và nhiệt kế.

+ Số đo áp suất: đọc trên áp kế, đọc số đo áp suất sau khi vừa mới tắt máy sấy.

+ Số đo nhiệt độ: đọc trên nhiệt kế. Sau khi tắt máy sấy, vạch đỏ biểu thị số đo

nhiệt độ của nhiệt kế vẫn còn tăng. Đợi nhiệt độ trên nhiệt kế ổn định, đọc số đo

nhiệt độ ngay sau khi vạch đỏ vừa kết thúc tăng và chuẩn bị giảm.

- Viết số đo áp suất và nhiệt độ vào bảng.

- Ngâm nước để chờ bộ dụng cụ nguội và số đo nhiệt kế quay lại nhiệt độ ban

đầu.

- Thực hiện lại thí nghiệm 3 lần.

d) Kết quả và giải thích

Kết quả: Tích số P/T xấp xỉ nhau. Định luật Charles được kiểm chứng.

Giải thích:

Cố định lượng khí trong bình cầu bằng nút đậy kín, thể tích của khí là thể tích

của bình cầu. Do đó, quá trình thực hiện thí nghiệm là quá trình đẳng tích. Sấy

nóng lượng khí cố định trong bình cầu làm tăng nhiệt độ lượng khí. Mặt khác, theo

thuyết động học phân tử, các phân tử khí chuyển động không ngừng, chuyển động

càng nhanh khi nhiệt độ chất khí càng cao. Khi chuyển động hoảng loạn, các phân

tử chuyển động càng nhanh và va vào thành bình, gây nên áp suất thành bình. Định

luật Charles cũng khẳng định “trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất

định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối”. Do đó, thông qua bộ thí nghiệm,

định luật Charles được kiểm chứng.

2.3.1.3. Chủ đề 3: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac


46

Bảng 2.6. Vật liệu và thiết bị thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay

Lussac


VẬT LIỆU:

1 Tô sứ 4 cái


3

Ống xilanh.

4 cái

4 Nước đá 1 tô

5 Nước nóng 1 phích


47

THIẾT BỊ:

7 Súng bắn keo 1 cái

b) Hướng dẫn bố trí và thực hiện thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac

Bảng 2.7. Bố trí và thực hiện thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac


liệu.

Bước 1: Kéo xilanh ra

đến vị trí 40 ml. Dùng

đất sét hoặc súng bắn

keo để bịt kín đầu tiêm,

cố định lượng khí xác

định trong xilanh.

Bước 2: Chuẩn bị nước

lạnh, nước nóng, nước

ấm ra 3 tô sứ, một tô sứ

để nguyên.

Bước 4: Đợi 5 phút.

Đọc và ghi các cặp

số liệu thể tích và

nhiệt độ tương ứng.

Bước 3: Cho xi lanh và nhiệt kế vào các tô sứ.

48

d) Kết quả và giải thích

Kết quả:

Tích số V/T xấp xỉ nhau. Định luật Gay Lussac được kiểm chứng.

Giải thích:

Cố định lượng khí trong xi lanh bằng đất sét hoặc súng bắn keo. Khi cho xi

lanh vào các môi trường có nhiệt độ khác nhau, nhiệt độ khí và thể tích khí trong xi

lanh thay đổi. Giả sử áp suất của khí trong xilanh bằng áp suất khí quyển, do đó

quá trình thực hiện thí nghiệm là quá trình đẳng áp. Định luật Gay Lussac khẳng

định: “Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với

nhiệt độ tuyệt đối. Sau khi thực hiện thí nghiệm đo V và T, nếu ta chứng tỏ được tỉ

lệ V/T là một hằng số thì định luật Gay Lussac được kiểm chứng.

2.3.1.4. Chủ đề 4: Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu


Bảng 2.8. Vật liệu và thiết bị chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu


VẬT LIỆU:

1 Hộp nhựa 1 cái

2 Thanh thủy tinh chữ L 1 cái

3 Nước màu 1 cốc

THIẾT BỊ:

49


5 Máy khoan 1 cái

b) Hướng dẫn chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu

Bảng 2.9. Quy trình chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu


liệu.

Bước 1: Dùng màu thực

phẩm pha nước màu.

Bước 2: Khoan 1 lỗ trên

hộp nhựa, cách nắp hộp 2

cm.

Bước 3: Dùng súng bắn

keo cố định thanh thủy

tinh chữ L vào lỗ đã khoan

trên hộp.

Bước 4: Đổ nước màu

vào hộp và đậy kín nắp.

Ta được mô hình dự

báo thời tiết phong vũ

biểu hoàn chỉnh.

50

C) Kết quả và giải thích

Kết quả:

Khi áp suất khí quyển thấp hơn so với áp suất khí trong hộp, mực nước sẽ dâng

lên. Khi áp suất khí quyển cao hơn so với áp suất khí trong hộp, mực nước sẽ hạ

xuống.

HS ghi lại nhiệt độ không khí, khí áp, thời tiết và mô tả mực nước trong thanh

thủy tinh trong 7 ngày liên tục để xem xét mô hình có dự đoán được thời tiết theo

đúng cơ chế hay không.

Giải thích:



xuống. Các thông số trạng thái áp suất, nhiệt độ và thể tích đều thay đổi theo quy

luật phù hợp với phương trình trạng thái khí lý tưởng. Nhờ vào chiều cao mực nước

tăng giảm ta có thể dự báo được thời tiết tốt hay xấu.

2.3.2. Kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

2.3.2.1. Chủ đề 1: Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người


mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người” theo định hướng giáo dục STEM

Hoạt động

Pha 1: Đặt vấn đề STEM và chuyển giao nhiệm vụ.

Pha 2: Đề xuất phương án thiết kế mô hình mô phỏng hô hấp ngoài

của cơ thể người.

Pha 3: Gia công, chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể

người.

Pha 4: Vận hành thử nghiệm mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ

thể người.

Pha 5: Thực hiện báo cáo về mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ

thể người.

Pha 6: Đánh giá nhận xét chung về hoạt động thiết kế, chế tạo mô

hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người.

Thời gian

15 phút

15 phút

30 phút

10 phút

10 phút

10 phút


51

GV giới thiệu chủ đề bằng một câu đố: “Con người chúng ta luôn có hàng trăm

điều phải nghĩ trong đầu và thường phải ghi nhớ tất cả những việc cần làm, nhưng

may thay có một việc quan trọng mà chúng ta không cần phải nhớ, đó là gì nhỉ?”.

HS: Sự thở.

GV và HS cùng nhau tương tác trả lời các câu hỏi: “Tại sao chúng ta phải thở?”,

“Chúng ta thở như thế nào?”, “Bằng cách nào mà chúng ta thở được?”

GV cho HS xem video nói về hô hấp ngoài của cơ thể người, trong video có

trình bày các nội dung sau: Các cơ quan tham gia vào hô hấp ngoài, cơ chế sinh học

của hô hấp ngoài, cơ chế vật lý của hô hấp ngoài.

Từ đó, HS phát hiện được vấn đề thực tiễn: cơ chế tăng giảm áp suất và thể tích

của khoang màng phổi trong quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người chính là quá

trình đẳng nhiệt tuân theo định luật Boyle - Mariotte.

Sau khi HS phát hiện vấn đề thực tiễn, GV giao nhiệm vụ cho HS thiết kế, chế

tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người và vận dụng kiến thức về

định luật Boyle - Mariotte để giải thích cơ chế tăng giảm áp suất và thể tích khoang

màng phổi trong quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người.

Pha 2. Đề xuất phương án thiết kế mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể

người

Bước 1. Phát thảo bản vẽ thiết kế.

Để phát thảo được bản thiết kế này, trước tiên GV tổ chức hoạt động cho HS

tìm hiểu về hô hấp ngoài ở ở thể người để HS nắm vững kiến thức về cấu tạo, cơ

chế sinh học và cơ chế vật lý của hô hấp ngoài ở cơ thể người.

Sau khi hiểu rõ về hô hấp ngoài ở cơ thể người, nhóm trưởng huy động, điều

phối các thành viên trong nhóm nhóm thảo luận, thống nhất ý kiến để phát thảo bản

thiết kế mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người.

Bước 2. Thuyết trình về bản vẽ thiết kế.

Các nhóm lần lượt cử đại diện thuyết trình về bản vẽ thiết kế mô hình mô

phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người. Trong đó cần làm rõ: Cơ chế hô hấp ngoài

của cơ thể người, quá trình đẳng nhiệt làm thay đổi áp suất và thể tích của khoang

màng phổi, cấu tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người, dự kiến vật

liệu sử dụng… Các nhóm còn lại phản biện, góp ý bổ sung.

Bước 3. Thống nhất bản vẽ thiết kế.

52

Các nhóm trao đổi và thảo luận để thống nhất bản vẽ kĩ thuật chung nhất. GV

định hướng để HS thống nhất bản vẽ thiết kế có sử dụng các nguyên vật liệu đơn

giản, dễ tìm và phù hợp với kinh tế.

Pha 3. Gia công, chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người theo

bản vẽ thiết kế

Bước 1. Cung cấp dụng cụ, vật liệu.

GV cung cấp cho HS nhiều loại nguyên vật liệu khác nhau. HS có nhiệm vụ lựa

chọn các nguyên vật liệu phù hợp cho mô hình cần làm. Đại diện các nhóm lần lượt

nhận bộ dụng cụ, vật liệu để chế tạo mô hình hô hấp ngoài của cơ thể người.

Bước 2. Gia công, chế tạo các chi tiết.

Nhóm trưởng chia nhóm thành các nhóm nhỏ, mỗi nhóm chịu trách nhiệm gia

công: cắt chai nhựa, khoan lỗ trên nắp, cắt bong bóng, ống hút, dây rút nhựa…theo

như bản thiết kế mô hình đã đề ra.

GV lưu ý HS cần cẩn thận và đảm bảo các quy tắc an toàn khi thực hiện.

Bước 3. Chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người.

Nhóm trưởng chia nhóm thành các nhóm nhỏ, mỗi nhóm nhỏ thực hiện các

nhiệm vụ học tập:

- Đọc tài liệu hướng dẫn.

- Chế tạo mô hình theo bản vẽ thiết kế đã thống nhất.

- Kiểm tra, vận hành mô hình.

- Hoàn thành phiếu học tập.

- Vẽ poster.

- Thuyết trình báo cáo sản phẩm.

Trong quá trình các nhóm chế tạo, GV quan sát và hỗ trợ kịp lúc khi HS gặp

khó khăn.

Pha 4. Vận hành thử nghiệm mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

Bước 1. Kéo và đẩy lớp bong bóng phía dưới mô phỏng cho cơ hoành để kiểm

tra mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người có hoạt động không? Hai quả

bong bóng ở phía trên mô phỏng cho khoang màng phổi có co dãn hay không? Hệ

53

khí trong khoang màng phổi có kín hay chưa? Nếu không đạt các tiêu chí này, cần

xem lại bản vẽ thiết kế và kiểm tra lại. Nếu đạt, tiếp tục thử nghiệm.

Bước 2. Kéo căng lớp bong bóng ở phía dưới theo hướng từ trên xuống tượng


ở phía trên nở ra: thể tích tăng, áp suất giảm. Nâng lớp bong bóng ở phía dưới lên

theo hướng từ dưới lên tượng trưng cho sự nâng lên của cơ hoành, làm hai quả

bong bóng mô phỏng khoang màng phổi ở phía trên thu nhỏ lại: thể tích giảm, áp

suất tăng.

Pha 5. Thực hiện báo cáo về mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

Bước 1. Lựa chọn nhóm thuyết trình.

- GV tiến hành thu sản phẩm của các nhóm, trưng bày sản phẩm trước khi tổ

chức báo cáo.

- GV tổ chức một cuộc thi đua nhỏ giữa các nhóm. Tiêu chí đánh giá là làm sao

cho hai quả bóng mô phỏng khoang màng phổi nở to nhất và thu lại bé nhất với

điều kiện kéo căng nhưng không được làm thủng lớp bong bóng mô phỏng cơ

hoành ở phía dưới. Nhóm về nhất và về cuối sẽ được chọn để thuyết trình về mô

hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người.

Bước 2. Thuyết trình về mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người.

Đại diện nhóm về nhất và về cuối lần lượt thuyết trình về mô hình mô phỏng

hô hấp ngoài của cơ thể người. Trong đó các nhóm cần chỉ ra: cơ chế hoạt động của

mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người, vận dụng kiến thức về định luật

Boyle - Mariotte để giải thích quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người, cách chế tạo

mô hình, các khó khăn và biện pháp giải quyết của mô hình mô phỏng hô hấp ngoài

của cơ thể người…

Bước 3. Phản biện, góp ý.

Các nhóm lắng nghe, tìm ra những điều chưa hợp lý trong phần thuyết trình về

mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người. Các nhóm góp ý thảo luận để

phần thuyết trình về mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người được hoàn

thiện hơn.

Bước 4. Đánh giá báo cáo sản phẩm.

Các nhóm và GV cùng đánh giá theo bảng 2.11.

Hình thức đánh giá: Đánh giá của GV và đánh giá chéo giữa các nhóm.

54

Pha 6. Đánh giá chung, nhận xét về hoạt động thiết kế, chế tạo mô hình mô

phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

Bước 1. Thu hồi dụng cụ, vật liệu.

Bước 2. Đánh giá, nhận xét.

GV khen thưởng, khích lệ các nhóm hoàn thành tốt nhiệm vụ và nhắc nhở các

nhóm chưa hoàn thành tốt nhiệm vụ.

Bảng 2.11. Tiêu chí đánh giá báo cáo mô hình mô phỏng quá trình hô hấp ngoài

của cơ thể người

STT Hoạt động Tiêu chí

Điểm tối

đa

1

Mô hình mô

phỏng quá trình

Vận hành thành công 20

2

hô hấp ngoài


Nhỏ gọn, thẩm mĩ 10

Đầy đủ các nội dung yêu cầu

(mô hình và cơ chế của mô

3

15

hình, các khó khăn và biện pháp

Poster

giải quyết…).

Điểm

đánh giá

4 Thẩm mĩ, sáng tạo. 10

5 Phiếu học tập

Hoàn thành đầy đủ nội dung

yêu cầu của phiếu học tập.

10

6

Chỉ rõ được cơ chế hoạt động

của mô hình mô phỏng hô hấp 10

ngoài của cơ thể người

Vận dụng được kiến thức về

Thuyết trình

định luật Boyle - Mariotte để

7

10

giải thích quá trình hô hấp ngoài


8 Tự tin, phong cách 05

9 Phản biện Trả lời chính xác các câu hỏi. 10

Tổng 100

55

2.3.2.2. Chủ đề 2: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

Bảng 2.12. Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “ Bộ thí

nghiệm kiểm chứng định luật Charles” theo định hướng giáo dục STEM

Hoạt động

Pha 1: Đặt vấn đề STEM và chuyển giao nhiệm vụ.

Pha 2: Đề xuất phương án thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định

luật Charles.

Pha 3: Gia công, chế tạo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Charles.

Pha 4: Vận hành thử nghiệm bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Charles.

Pha 5: Thực hiện báo cáo về bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Charles.

Pha 6: Đánh giá nhận xét chung về hoạt động thiết kế, chế tạo bộ thí

nghiệm kiểm chứng định luật Charles,

Thời gian

15 phút

15 phút

20 phút

20 phút

10 phút

10 phút


GV giới thiệu chủ đề thông qua một video đố vui với nhiều từ khóa gợi ý cho

câu hỏi “Đây là ai?”: “Nhà vật lý học”, “người Pháp”, “quá trình đẳng tích”,

“Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt

độ tuyệt đối.” để HS đoán được đó là nhà vật lý học Charles.

GV đàm thoại với HS để gợi mở vấn đề cần giải quyết: “Em biết gì về

Charles?”, “Định luật Charles được phát biểu như thế nào?”, “Có những thông số

trạng thái nào được nhắc đến trong định luật?”, “Muốn kiểm chứng định luật, tức là

ta phải đo áp suất p và thể tích V, dụng cụ nào giúp ta làm được điều đó?”

Từ đó, GV giao nhiệm vụ cho HS tìm hiểu về những dụng cụ đo cần sử dụng

để kiểm chứng định luật Charles, sau đó thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định

luật và tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng.

Pha 2. Đề xuất phương án thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles


Để phát thảo được bản vẽ, trước tiên HS cần phải tìm hiểu về dụng cụ đo: đơn

vị, giới hạn đo, độ chia nhỏ nhất…

56

Nhóm trưởng huy động, điều phối các thành viên trong nhóm nhóm thảo luận,

thống nhất ý kiến để phát thảo bản thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Charles.


Các nhóm lần lượt cử đại diện thuyết trình về bản vẽ thiết kế bộ thí nghiệm

kiểm chứng định luật Charles. Trong đó cần làm rõ: dụng cụ đo nhiệt độ, dụng cụ

đo áp suất, mối liên hệ giữa nhiệt độ và áp suất của một lượng khí xác định khi thể

tích không đổi, dự kiến vật liệu sử dụng… Các nhóm còn lại phản biện, góp ý bổ

sung.



định hướng để HS thống nhất bản vẽ thiết kế có sử dụng nhiệt kế, áp kế, máy sấy.

Pha 3. Gia công, thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles theo bản

vẽ thiết kế


GV cung cấp vật liệu và thiết bị cần thiết cho HS: áp kế, nhiệt kế, bình cầu

phân nhánh, máy sấy…

Đại diện các nhóm lần lượt nhận bộ dụng cụ, vật liệu để chế tạo bộ thí nghiệm




công: đục lỗ trên nút đậy, cắt dây nhựa dẻo trong suốt, lắp nhiệt kế vào nút đậy, lắp

áp kế và nhánh của bình cầu vào hai dầu dây nhựa dẻo… Lưu ý, trong quá trình gia

công HS cần đảm các quy tắc an toàn.

Bước 3. Lắp ráp bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles.



- Đọc tài liệu hướng dẫn

- Thiết kế bộ thí nghiệm theo bản thiết kế đã thống nhất.


57


- Vẽ poster.


Trong khi các nhóm chế tạo, GV quan sát và hỗ trợ kịp lúc khi HS gặp khó

khăn.

Pha 4. Vận hành thử nghiệm bộ thí nghiệm định luật Charles

Bước 1. Sấy nóng bình cầu để thay đổi nhiệt độ, quan sát độ lệch của nhiệt kế

và áp kế để kiểm tra bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles có hoạt động

không? Lặp lại từ 2-3 lần với các nhiệt độ khác nhau, kiểm tra khi nhiệt độ tăng áp

suất có tăng hay không? Nếu không đạt các tiêu chí này, cần xem lại bản vẽ thiết kế

và kiểm tra lại. Nếu đạt, tiếp tục thử nghiệm.

Bước 2. Thay đổi nhiệt độ bằng cách sấy nóng trong những khoảng thời gian

khác nhau. Ghi lại nhiệt độ và áp suất tương ứng ở các lần đo. Lặp lại thao tác đo

nhiều lần. Rút ra nhận xét tích số giữa nhiệt độ tuyệt đối và áp suất của một lượng

khí xác định.

Pha 5. Thực hiện báo cáo về bộ thí nghiệm định luật Charles


GV lựa chọn hai nhóm thuyết trình, một nhóm có sai số đo nhỏ và một nhóm

có sai số đo lớn.

Bước 2. Thuyết trình về bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles.

Đại diện hai nhóm lần lượt thuyết trình về bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Charles. Trong đó các nhóm cần chỉ ra: dụng cụ và cách đo nhiệt độ, dụng cụ và

cách đo áp suất, mối liên hệ giữa nhiệt độ và áp suất của một lượng khí xác định

khi thể tích không đổi, định luật Charles có được kiểm chứng hay không, phương

pháp thực hiện, các khó khăn và biện pháp giải quyết của bộ thí nghiệm kiểm

chứng định luật Charles…



bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles. Các nhóm góp ý thảo luận để phần

thuyết trình về bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles được hoàn thiện hơn.

58




Bảng 2.13. Tiêu chí đánh giá báo cáo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

STT Hoạt động Tiêu chí Điểm tối

đa

1 Bộ thí nghiệm Đo được nhiệt độ và áp suất 15

kiểm chứng định

2 luật Charles Kiểm chứng được định luật 10

Chasles

3 Bố cục hợp lý nhỏ gọn, thẩm 05

mĩ

4 Poster Đầy đủ các nội dung yêu cầu 10

(mô hình và cơ chế của mô

hình, các khó khăn và biện

pháp giải quyết…)

5 Thẩm mĩ, sáng tạo 10

Điểm

đánh giá

6 Phiếu học tập Tính toán số liệu và trình bày 15

được kết quả kiểm chứng định

luật Chasles

7 Thuyết trình Trình bày cách sử dụng nhiệt 10

kế, áp kế và phương pháp đo

nhiệt độ và áp suất

8 Trình bày kết quả kiểm chứng 10

định luật Charles và giải thích


10 Phản biện Trả lời chính xác các câu hỏi 10

Tổng 100

Pha 6. Đánh giá chung, nhận xét về hoạt động thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm

kiểm chứng định luật Charles



59



2.3.2.3. Chủ đề 3: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac

Bảng 2.14. Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “Bộ thí

nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac” theo định hướng giáo dục STEM

Hoạt động

Pha 1: Đặt vấn đề STEM và chuyển giao nhiệm vụ

Pha 2: Đề xuất phương án thiết kế “bộ thí nghiệm kiểm chứng định

luật Gay Lussac”

Pha 3: Gia công, chế tạo “bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay

Lussac”

Pha 4: Vận hành thử nghiệm “bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Gay Lussac”

Pha 5: Thực hiện báo cáo về “bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Gay Lussac”

Pha 6: Đánh giá nhận xét chung về hoạt động thiết kế, chế tạo “bộ

thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac”

Thời gian

15 phút

15 phút

20 phút

20 phút

10 phút

10 phút


GV giới thiệu chủ đề thông qua một video đố vui với nhiều từ khóa gợi ý cho

câu hỏi “Đây là ai?”: “Nhà vật lý học”, “người Pháp”, “quá trình đẳng áp”, “Trong

quá trình đẳng áp của một lượng khí xác định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt

đối.” để HS đoán được đó là nhà vật lý học Gay Lussac.

GV đàm thoại với HS để gợi mở vấn đề cần giải quyết: “Em biết gì về Gay

Lussac?”, “Định luật Gay Lussac được phát biểu như thế nào?”, “Có những thông

số trạng thái nào được nhắc đến trong định luật?”, “Muốn kiểm chứng định luật,

tức là ta phải đo thể tích V và nhiệt độ T, dụng cụ nào giúp ta làm được điều đó?”

GV đặt vấn đề SGK Vật lý 10 chỉ suy ra định luật từ phương trình trạng thái

khí lý tưởng mà không kiểm chứng, do đó GV giao nhiệm vụ cho HS tìm hiểu về

những dụng cụ đo cần sử dụng để kiểm chứng định luật Gay Lussac, sau đó thiết kế

bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật và thực hiện thí nghiệm để kiểm chứng.

Pha 2. Đề xuất phương án thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay

Lussac


60

Để phát thảo được bản vẽ, trước tiên HS cần phải tìm hiểu về dụng cụ đo: đơn

vị, giới hạn đo, độ chia nhỏ nhất…


thống nhất ý kiến để phát thảo bản thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay

Lussac.


Các nhóm lần lượt cử đại diện thuyết trình về bản vẽ thiết kế bộ thí nghiệm

kiểm chứng định luật Gay Lussac. Trong đó cần làm rõ: dụng cụ đo nhiệt độ, dụng

cụ đo áp suất, mối liên hệ giữa nhiệt độ và thể tích của một lượng khí xác định khi

áp suất không đổi, dự kiến vật liệu sử dụng… Các nhóm còn lại phản biện, góp ý

bổ sung.



định hướng để HS thống nhất bản vẽ thiết kế có sử dụng nhiệt kế và áp kế..

Pha 3. Gia công, chế tạo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac theo

bản vẽ thiết kế


Đại diện các nhóm lần lượt nhận bộ dụng cụ, vật liệu để chế tạo bộ thí nghiệm

kiểm chứng định luật Gay Lussac.



công: đục lỗ trên nút đậy, cắt dây nhựa dẻo trong suốt, lắp nhiệt kế vào nút đậy, lắp

áp kế và nhánh của bình cầu vào hai dầu dây nhựa dẻo…

Bước 3. Lắp ráp bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac.



- Đọc tài liệu hướng dẫn và chế tạo bộ thí nghiệm theo bản thiết kế đã thống

nhất.



61

- Vẽ poster.



khăn.

Pha 4. Vận hành thử nghiệm bộ thí nghiệm định luật Gay Lussac

Bước 1: Cố định thể tích khí của xilanh ở 40cc (40ml), cho ống xilanh vào các

môi trường có nhiệt độ khác nhau. Đợi 5 phút xilanh thay đổi thể tích. Xem quá

trình biến đổi trạng thái là đẳng áp (có áp suất bằng với áp suất khí quyển). Đọc và

ghi lại số đo của nhiệt độ và thể tích tương ứng.

Bước 2: Tính tỉ số V/T trong các lần đo khác nhau. Kiểm tra xem tích số V/T

có phải là hằng số không? Định luật Gay Lussac có được kiểm chứng hay không?

Pha 5. Thực hiện báo cáo về bộ thí nghiệm định luật Gay Lussac


GV lựa chọn hai nhóm thuyết trình, một nhóm có sai số đo nhỏ và một nhóm có sai

số đo lớn.

Bước 2. Thuyết trình về bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac.

Đại diện hai nhóm lần lượt thuyết trình về bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Gay Lussac. Trong đó các nhóm cần chỉ ra: dụng cụ và cách đo nhiệt độ, dụng cụ

và cách đo thể tích, mối liên hệ giữa nhiệt độ và thể tích của một lượng khí xác

định khi áp suất không đổi, định luật Gay Lussac có được kiểm chứng hay không,

cách chế tạo mô hình, các khó khăn và biện pháp giải quyết của bộ thí nghiệm kiểm

chứng định luật Gay Lussac…



bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac. Các nhóm góp ý thảo luận để

phần thuyết trình về bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac được hoàn

thiện hơn.




62

Bảng 2.15. Tiêu chí đánh giá báo cáo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay

Lussac


Điểm tối

đa

1

Bộ thí

nghiệm kiểm

Đo được nhiệt độ và áp suất 15

2

chứng định

Kiểm chứng được định luật Gay

luật Gay

Lussac

Lussac

10

Điểm

đánh giá

3 Bố cục hợp lý nhỏ gọn, thẩm mĩ 05

Đầy đủ các nội dung yêu cầu (mô

4

Poster

hình và cơ chế của mô hình, các

khó khăn và biện pháp giải

quyết…)

10


6

Tính toán số liệu và trình bày được

Phiếu học

kết quả kiểm chứng định luật Gay

tập

Lussac

15

7

Trình bày cách sử dụng nhiệt kế,

áp kế và phương pháp đo nhiệt độ 10

và áp suất

Thuyết trình

Trình bày kết quả kiểm chứng

8

10

định luật Gay Lussac và giải thích



Tổng 100

Pha 6. Đánh giá chung, nhận xét về hoạt động thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm

kiểm chứng định luật Gay Lussac



63



2.3.2.4. Chủ đề 4: Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu


dự báo thời tiết phong vũ biểu” theo định hướng giáo dục STEM

Hoạt động

Pha 2: Đề xuất phương án thiết kế “Mô hình dự báo thời tiết

phong vũ biểu”

Pha 3: Gia công, chế tạo “Mô hình dự báo thời tiết phong vũ

biểu”

Pha 4: Vận hành thử nghiệm “Mô hình dự báo thời tiết phong vũ

biểu”

Pha 5: Thực hiện báo cáo về “Mô hình dự báo thời tiết phong vũ

biểu”

Pha 6: Đánh giá nhận xét chung về hoạt động thiết kế, chế tạo

“Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu”

Thời gian

20 phút

20 phút

10 phút

15 phút

10 phút


GV tổ chức hoạt động “Bão được hình thành từ đâu”:

+ GV cho HS xem clip về tác hại của bão.

+HS nghiên cứu tài liệu để hoàn thành phiếu học tập “Bão được hình thành từ

đâu”.

+ HS báo cáo kết quả nghiên cứu.

Từ đó, HS phát hiện được vấn đề thực tiễn: Cần phải có thiết bị dự báo thời

tiết.

Sau khi HS phát hiện vấn đề thực tiễn, GV giao nhiệm vụ cho HS thiết kế, chế

tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu và vận dụng kiến thức về phương trình

trạng thái khí lý tưởng để giải thích cơ chế hoạt động của mô hình dự báo thời tiết

phong vũ biểu.

Pha 2. Đề xuất phương án thiết kế mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu


64


thống nhất ý kiến để phát thảo bản thiết kế mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu.


Các nhóm lần lượt cử đại diện thuyết trình về bản vẽ thiết kế mô hình dự báo

thời tiết phong vũ biểu. Trong đó cần làm rõ: Các thông số trạng thái liên quan, mối

liên hệ giữa các thông số trạng thái khi thời tiết thay đổi và hoạt động của mô hình

dự báo thời tiết phong vũ biểu, dự kiến vật liệu sử dụng… Các nhóm còn lại phản

biện, góp ý bổ sung.


Các nhóm trao đổi và thảo luận để thống nhất bản vẽ thiết kế chung nhất. GV

định hướng để HS thống nhất bản vẽ thiết kế có sử dụng các nguyên vật liệu đã

chuẩn bị sẵn.

Pha 3. Gia công, chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu theo bản vẽ

thiết kế


GV cho HS lựa chọn dụng cụ phù hợp, đại diện các nhóm lần lượt nhận bộ dụng cụ,

vật liệu để chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu.



công: khoan lỗ, pha nước màu, dán keo cho ống thủy tinh chữ L…

Bước 3. Chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người.



+ Đọc tài liệu hướng dẫn và chế tạo mô hình theo bản thiết kế đã thống nhất.

+ Kiểm tra, vận hành mô hình.

+ Hoàn thành phiếu học tập.

+ Vẽ poster.

+ Thuyết trình báo cáo sản phẩm.


khăn.

65

Pha 4. Vận hành thử nghiệm mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu

Đề kiểm tra xem mô hình có hoạt động đúng hay không, GV giao bài tập về

nhà cho HS thực hiện viết lại áp suất khí quyển, nhiệt độ khí quyển và mô tả chiều

cao của mực nước của phong vũ biểu hàng này trong một tuần để nhận xét xem mô

hình có dự báo đúng thời tiết hay không.

Pha 5. Thực hiện báo cáo về mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu


+ GV tiến hành thu sản phẩm của các nhóm, trưng bày sản phẩm trước khi báo

cáo.

+ GV tổ chức cho HS báo cáo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu với tiêu

chí thẫm mĩ hoặc tinh thần xung phong tự nguyện.

Bước 2. Thuyết trình về mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu.

Đại diện nhóm lần lượt thuyết trình về mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu.

Trong đó các nhóm cần chỉ ra: cơ chế hoạt động của ô hình dự báo thời tiết phong

vũ biểu, vận dụng kiến thức về định luật phương trình trạng thái giải thích mối liên

hệ giữa những thông số dự báo thời tiết, cách chế tạo mô hình, các khó khăn và

biện pháp giải quyết của mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu…



mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu. Các nhóm góp ý thảo luận để phần thuyết

trình về mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu được hoàn thiện hơn.




Pha 6. Đánh giá chung, nhận xét về hoạt động thiết kế, chế tạo mô hình dự báo

thời tiết phong vũ biểu





66

Bảng 2.17. Tiêu chí đánh giá báo cáo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu


Điểm

Điểm

đánh

tối đa

giá

1 Mô hình dự báo thời Vận hành thành công 15

2 tiết phong vũ biểu Nhỏ gọn, thẩm mĩ 10

Đầy đủ các nội dung yêu cầu (mô

3

hình và cơ chế của mô hình, các

Poster

khó khăn và biện pháp giải

05

quyết…)


5 Phiếu học tập

Hoàn thành đầy đủ nội dung yêu

cầu của phiếu học tập

20

6

Chỉ rõ được cơ chế hoạt động của

mô hình dự báo thời tiết phong vũ 15

biểu

Vận dụng được kiến thức về

Thuyết trình phương trình trạng thái khí lý

7

tưởng để giải thích cơ chế hoạt 10

động của mô hình dự báo thời tiết

phong vũ biểu



Tổng 100

2.4. Công cụ đánh giá hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

2.4.1. Tiêu chí đánh giá tính tích cực của HS trong hoạt động trải nghiệm theo

định hướng giáo dục STEM

Căn cứ vào các đặc trưng của hoạt động trải nghiệm theo giáo dục STEM, tiến

trình tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức Vật lý theo giáo dục STEM và

một số biểu hiện tính tích cực của HS trong hoạt động nhận thức của HS, chúng tôi

cụ thể hóa tính tích cực của HS thông qua các tiêu chí ở bảng 2.18. Đây là công cụ

đánh giá của GV, đánh giá đồng đẳng (HS trong cùng nhóm đánh giá lẫn nhau), tự

đánh giá của HS.

67

Tuy nhiên để phù hợp với thực tế giảng dạy, GV có thể cân nhắc, lựa chọn và

chỉnh sửa các tiêu chí sao cho phù hợp với đặc trưng của đối tượng HS, với phương

pháp dạy học mình lựa chọn.

Bảng2.18. Tiêu chí đánh giá tính tích cực của HS đối với chủ đề [18]

Các mức độ tích cực

Tiêu chí

Rất

thường

xuyên

Thường

xuyên

Thỉnh

thoảng

Hiếm

khi

Không

bao

giờ

(5) (4) (3) (2) (1)

(1) Thắc mắc, tìm hiểu các kiến

thức mới, tình huống mới; [tương

ứng với biểu hiện (a)]

(2) Đề xuất vấn đề và lập kế

hoạch, tiến hành thực hiện kế

hoạch, giải quyết một vấn đề cụ thể

có liên quan đến nội dung kiến

thức học; [tương ứng với biểu hiện

(b)]

(3) Tìm hiểu từ nhiều nguồn kiến

thức khác: bài báo, tạp chí, internet,

bạn bè, chuyên gia…; [tương ứng

với biểu hiện (c)]

(4) Hợp tác, phối hợp với các

thành viên trong nhóm và với các

thành viên nhóm khác; [tương ứng

với biểu hiên (c), (d)]

(5) Chủ động trao đổi kiến thức,

những vướng mắc, khó khăn với

GV; [tương ứng với biểu hiện (c)]

68

(6) Làm sơ đồ, mô hình, làm bộc

lộ cấu trúc bài học, giúp dễ nhớ và

vận dụng [tương ứng với biểu hiện

(f)]

(7) Tìm tòi, bổ sung kiến thức từ

việc nghiên cứu lý thuyết và những

bài học kinh nghiệm rút ra từ thực

tiễn; [tương ứng với biểu hiện (f)]

(8) Vận dụng kiến thức vào cuộc

sống và nghề nghiệp tương lai;

[tương ứng với biểu hiện (f)]

(9) Mở rộng kiến thức sang nhiều

lĩnh vực khác nhau, liên hệ kiến

thức được học (mới) với kiến thức

đã học (cũ) và với các kiến thức

môn học khác; [tương ứng với biểu

hiện (f)]

(10) Phối hợp kiến thức của nhiều

môn khác nhau (tính liên môn) để

vận dụng giải quyết các vấn đề

thực tiễn liên quan đến nghề nghiệp

và cuộc sồng; [tương ứng với biểu

hiện (f)]

(11) Tham gia đầy đủ các buổi họp

nhóm, thảm luận nhóm; [tương

ứng với biểu hiện (b)]

(12) Tích cực trong thảo luận

nhóm, trao đổi với bạn cùng lớp,

với chuyên gia; [tương ứng với

biểu hiện (c), (d)]

69

(13) Tôn trọng ý kiến người khác,

biết tiếp thu một cách có chọn lọc,

hoàn thiện bản thân; [tương ứng

với biểu hiện (c), (d)]

(14) Nghiêm túc thực hiện theo kế

hoạch đã vạch ra, tôn trọng tập thể,

đoàn kế với các thành viên; [tương

ứng với biểu hiện (c), (d), (e)]

(15) Tự chịu trách nhiệm với hành

động của bản thân, [tương ứng với

biểu hiện (e), (f)]

2.4.2. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của HS trong hoạt động trải nghiệm


Căn cứ vào các đặc trưng của hoạt động trải nghiệm theo giáo dục STEM, tiến

trình tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức Vật lý theo giáo dục STEM và

một số biểu hiện NL sáng tạo trong hoạt động nhận thức của HS, chúng tôi cụ thể

hóa NL sáng tạo của HS thông qua các tiêu chí ở bảng 2.19. Đây là công cụ đánh

giá của GV, đánh giá đồng đẳng (HS trong cùng nhóm đánh giá lẫn nhau), tự đánh

giá của HS.

Tuy nhiên để phù hợp với thực tế giảng dạy, GV có thể cân nhắc, lựa chọn và

chỉnh sửa các tiêu chí sao cho phù hợp với đặc trưng của đối tượng HS, với phương

pháp dạy học mình lựa chọn.

70

Bảng 2.19. Tiêu chí đánh giá NL sáng tạo của HS đối với chủ đề [18]

Các tiêu chí

(1) Tự tìm ra vấn đề mới, tình huống mới trong

thực tiễn ngành kĩ thuật và đề xuất phương án

giải quyết đúng, mang lại hiệu quả; [tương ứng

với biểu hiện (a)]

(2) Thiết kế được sơ đồ, bản vẽ thể hiện nguyên

lý cấu tạo và hoạt động, vận hành của hệ thống kĩ

thuật và chỉ ra được tính mới, tính hiệu quả của

nó so với những cái đã biết; [tương ứng với biểu

hiện (e), (g)]

(3) Tìm ra các giải pháp khảo sát, đo đạc mới,

đảm bảo tính hiệu quả nhưng dễ thực hiện, đảm

bảo tính chính xác; [tương ứng với biểu hiện (b)]

(4) Tìm ra các thiết bị, vật liệu mới thay thế cho

thiết bị, vật liệu cũ nhưng vẫn đảm bảo tính hiệu

quả cao và tiết kiệm; [tương ứng với biểu hiện

(b), (c), (d)]

(5) Đề xuất giải pháp thiết kế mới cho hệ thống

kĩ thuật đã có, thay đổi một số chi tiết nhằm tăng

hiệu quả cho hệ thống kĩ thuật; [tương ứng với

biểu hiện (d)]

(6) Tiến hành thực hiện giải pháp, thi công, chế

tạo,… hệ thống kĩ thuật nhằm mang lại lợi ích và

có ý nghĩa xã hội; [tương ứng với biểu hiện (c),

(d)]

(7) Vận dụng kiến thức được học để giải quyết

các vấn đề mới, tình huống mới trong thực tiễn

liên quan đến ngày kĩ thuật; [tương ứng với biểu

hiện (d)]

(8) Kết hợp các thao tác tư duy (so sánh, phân

Rất

rõ

ràng

Mức độ thể hiện

Không

Rõ Không

rõ

ràng

có

ràng

71

tích, đánh giá) và các phương pháp phán đoán,

mô hình giả thuyết, từ đó đưa ra kế luận chính

xác cho vấn đề; [tương ứng với biểu hiện (f)]

(9) Lập được nhiều phương án giải quyết cho

một vấn đề thực tiễn mang lại kết quả tối ưu;

[tương ứng với biểu hiện (b), (c)]

2.4.3. Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức

Để đánh giá mức độ nắm vững kiến thức khoa học, ở mỗi chủ đề chúng tôi sử

dụng công cụ là 1 bài kiểm tra bao gồm 10 câu trắc nghiệm khách quan 4 lựa chọn.

HS sẽ làm bài kiểm tra này trong thời gian 15 phút.

Trong luận văn này, chúng tôi đã xây dựng được 2 bài trắc nghiệm để kiểm tra

định lượng cho 2 chủ đề:

- Chủ đề “Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người” (phụ lục 12)

- Chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles” (phụ lục 13)

72


Trong chương này, chúng tôi đã tiến hành phân tích nội dung kiến thức chương

“Chất khí” - Vật lý 10 (cơ bản), căn cứ vào mục tiêu bài học và tiến trình tổ chức

hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM, chúng tôi nghiên cứu, lựa

chọn kiến thức để xây dựng nội dung chương “Chất khí” thành 4 chủ đề: “Mô hình

mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người”, “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Charles”, “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac” và “Mô hình dự báo

thời tiết phong vũ biểu” nhằm tổ chức hoạt động trải nghiệm chương này theo định


Để kiểm chứng giả thuyết khoa học và có cơ sở thực tiễn cho đề tài, chúng tôi

đã tiến hành TNSP tại trường THCS - THPT Hoa Sen với 2 chủ đề “Mô hình mô

phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người” và “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Charles”.

Nội dung thực nghiệm được thể hiện ở chương 3.

73

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm

Chúng tôi tiến hành TNSP “Tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức

chương Chất khí - Vật lý 10 theo định hướng giáo dục STEM” nhằm:

- Kiểm tra giả thuyết khoa học đã đề ra trong luận văn.

- Đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy tổ chức hoạt động trải nghiệm một số

kiến thức chương “Chất khí” theo định hướng giáo dục STEM đã đề xuất.

3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm

- HS lớp 10C3, 10C7 và 10C10 trường THCS - THPT Hoa Sen (quận 9), năm

học 2018-2019.

- Phần lớn HS là đối tượng không đạt lớp 10 Công lập, có nhiều hoàn cảnh

khác nhau, nhiều em chưa ngoan, chán học và học yếu. Tuy nhiên, môi trường học

tập ở Hoa Sen rất năng động, chú trọng đào tạo phát triển NL, HS có lịch học

STEM hàng tuần và được tham gia vào các tiết STEM trước đó.

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Xin phép Ban giám hiệu nhà trường, tổ Vật lý trong trường được TNSP.

- Chúng tôi nhờ GV đang đứng lớp để thực hiện kế hoach tổ chức 2 chủ đề hoạt

động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM, với mỗi chủ đề được thực hiện

trong 2 tiết học STEM chính khóa của trường.

- GV tổ chức trải nghiệm như tiến trình đã đề ra trong kế hoạch.

- GV tổ chức kiểm tra dựa trên đề kiểm tra do chúng tôi biên soạn.

- Từ kết quả thực nghiệm, chúng tôi đánh giá những gì đã đạt được và những

mặt còn hạn chế cần phải chỉnh sửa.

3.4. Những thuận lợi và khó khăn gặp phải khi tiến hành thực nghiệm sư

phạm

3.4.1. Thuận lợi

- Ban giám hiệu trường THCS - THPT Hoa Sen và tổ Vật lý rất ủng hộ, khuyến

khích GV đổi mới phương pháp dạy học, tạo điều kiện cho các tiết học, hoạt động

trải nghiệm, ngoại khóa theo định hướng giáo dục STEM.

74

- Tại thời điểm thực nghiệm, nhà trường có 2 phòng học STEM được trang bị

đầy đủ các thiết bị, cơ sở vật chất để tổ chức dạy các tiết học, tổ chức hoạt động trải

nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.

- HS lớp thực nghiệm năng động, đoàn kết, tích cực, có năng khiếu thực hành.

HS có lịch học STEM hàng tuần và được tham gia vào rất nhiều hoạt động STEM

trước đó.

- GV thực nghiệm là GV giỏi, có NL chuyên môn và có kinh nghiệm giảng dạy

Vật lý theo định hướng giáo dục STEM.

3.4.2. Khó khăn

- Việc chuẩn bị các thiết bị bởi GV rất mất thời gian và cần sự hỗ trợ của nhiều

người.

- Phần lớn HS là đối tượng không đạt lớp 10 Công lập, có nhiều hoàn cảnh

khác nhau, nhiều em chưa ngoan, chán học và học yếu.

3.5. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm

- Từ 11/02/2019 đến 02/04/2019: Chuẩn bị kế hoạch tổ chức, tài liệu học tập và

các bộ dụng cụ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles (6 bộ) và mô hình mô

phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người (6 bộ).

- Từ ngày 03/04/2019 đến 09/04/2019: Kiểm tra và chỉnh sửa các bộ dụng cụ.

Chuẩn bị cơ sở vật chất (bàn ghế, máy chiếu, phòng học).

- Ngày 10/04/2019: TNSP hoạt động trải nghiệm “Mô hình mô phỏng hô hấp

ngoài ở cơ thể người” theo định hướng giáo dục STEM với lớp 10C7 trong 2 tiết

STEM chính khóa.

- Ngày 11/4/2019: TNSP hoạt động trải nghiệm “Mô hình mô phỏng hô hấp

ngoài ở cơ thể người” theo định hướng giáo dục STEM với lớp 10C3 trong 2 tiết

STEM chính khóa. Cuối buổi học GV tổ chức cho HS kiểm tra lấy kết quả phân

tích.

- Ngày 12/4/2019: TNSP hoạt động trải nghiệm “Thiết kế bộ thí nghiệm kiểm

chứng định luật Charles” theo định hướng giáo dục STEM với lớp 10C10 trong 2

tiết STEM chính khóa. Cuối buổi học GV tổ chức cho HS kiểm tra lấy kết quả phân

tích.

75

3.6. Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm

3.6.1. Giai đoạn 1: Chuẩn bị

3.6.1.1. Chuẩn bị vật liệu và thiết bị

Đối với chủ đề 1: Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người

- GV chuẩn bị 6 vật liệu và thiết bị, mỗi bộ được đựng sẵn trong khay nhựa để

phát cho mỗi nhóm.

Hình 3.1. Vật liệu và thiết bị chủ đề 1 được trang bị cho mỗi nhóm HS.

Đối với chủ đề 2: Thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

- GV chuẩn bị 6 vật liệu và thiết bị, mỗi bộ được đựng sẵn trong khay nhựa để

phát cho mỗi nhóm.

Hình 3.2. Vật liệu và thiết bị chủ đề 2 được trang bị cho mỗi nhóm HS.

Ngoài ra, để phục vụ cho việc báo cáo thuyết trình của HS, GV cung cấp cho

mỗi nhóm: Bút màu, giấy trắng khổ A1, thước kẻ… để vẽ poster và sơ đồ tư duy.

3.6.1.2. Chuẩn bị tài liệu dạy học

Đối với chủ đề 1: Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người: GV chuẩn

bị tài liệu hướng dẫn (phụ lục 8), phiếu học tập (phụ lục 1; 2), phiếu đánh giá hoạt

động như mục 2.2.3.1 chương 2.

76

Đối với chủ đề 2: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles: GV chuẩn bị tài

liệu hướng dẫn (phụ lục 9), phiếu học tập (phụ lục 3; 4), phiếu đánh giá hoạt động

như 2.2.3.2 chương 2.

3.6.1.3. Chuẩn bị cơ sở vật chất

GV trước khi lên lớp sẽ chuẩn bị phòng học, bàn ghế, máy chiếu,… để tổ chức

trải nghiệm.

3.6.2. Giai đoạn 2: Tổ chức hoạt động trải nghiệm trên lớp học

3.6.2.1. Đối với chủ đề: Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

Chúng tôi TNSP chủ đề “Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người”

cho HS của 2 lớp 10C7 và 10C3 trường THCS - THPT Hoa Sen (quận 9) với tiến

trình như sau:

Đặt vấn đề

GV giới thiệu chủ đề bằng một câu đố: “Con người chúng ta luôn có hàng trăm

điều phải ghi nhớ trong đầu và thường phải ghi nhớ tất cả những việc cần làm,

nhưng may thay có một việc quan trọng mà chúng ta không cần phải nhớ, đó là gì

nhỉ?” Sau khi HS tìm ra được câu trả lời là sự thở, GV và HS cùng nhau tương tác

trả lời các câu hỏi: “Tại sao chúng ta phải thở?”, “Chúng ta thở như thế nào?”,

“Bằng cách nào mà chúng ta thở được?”… Hầu hết các em HS đều rất hứng thú với

chủ đề.

GV cho HS xem video nói về hô hấp ngoài của cơ thể người, trong video có

trình bày các nội dung sau: Các cơ quan tham gia vào hô hấp ngoài, cơ chế sinh học

của hô hấp ngoài, cơ chế vật lý của hô hấp ngoài… Các em HS chăm chú theo dõi

video.

GV giới thiệu HS hai hoạt động chính của chủ đề: hoạt động tìm hiểu về hô hấp

ngoài ở cơ thể người và hoạt động mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người. Ở hoạt

động tìm hiểu về hô hấp ngoài của cơ thể người, HS có nhiệm vụ hoàn thành phiếu

học tập, vẽ sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về cấu tạo và cơ chế của hô hấp ngoài ở

cơ thể người. Ở hoạt động mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người, HS sẽ tiến hành

thiết kế, chế tạo mô hình mô phỏng hai quá trình hít vào thở ra của hô hấp ngoài

bằng những vật liệu và thiết bị mà GV đã cung cấp, sau đó HS sẽ vẽ poster để giới

thiệu về sản phẩm và hoàn thành phiếu học tập để giải thích cơ chế của mô hình

dựa trên cơ chế hô hấp ngoài ở cơ thể người và định luật Boyle - Mariotte. Cuối

77

mỗi hoạt động, GV tổ chức cho các nhóm báo cáo thuyết trình. Hầu hết các HS đều

chú ý lắng nghe.

Hình 3.3. GV đặt vấn đề với HS lớp 10C7

GV bàn giao giấy vẽ, màu, vật liệu và thiết bị cho các nhóm. Các em rất tò mò,

hứng thú và đều nhanh chóng lên nhận các bộ dụng cụ từ GV.

GV giới thiệu tài liệu học tập, vật liệu thiết bị và thỏa thuận các quy định học

tập với HS. HS của lớp đa số đều chú ý lắng nghe và tán thành với những quy đinh

đó.

Làm việc với tài liệu hướng dẫn

Hoạt động tìm hiểu về hô hấp ngoài của cơ thể người

Chúng tôi theo dõi quá trình làm việc của các nhóm.

Ở lớp 10C7, khi các nhóm bắt đầu làm việc, chỉ có nhóm 1, nhóm 2, nhóm 4,

nhóm 6 bầu nhóm trưởng và nhóm trưởng phân công nhiệm vụ cho các thành viên

khác; còn nhóm 3, nhóm 5 vẫn đang loay hoay với các thiết bị và không tập trung

vào nhiệm vụ học tập GV phân công. Sau khi được GV nhắc nhở, nhóm 3 và nhóm

5 đã tập trung hoàn thành nhiệm vụ học tập.

Ở lớp 10C3, khi các nhóm bắt đầu làm việc, nhóm 1, nhóm 2, nhóm 3, nhóm 4,

nhóm 5 đều bầu nhóm trưởng và nhóm trưởng phân công nhiệm vụ cho các thành

viên khác; chỉ có nhóm 6 vẫn đang loay hoay với các thiết bị và chưa bầu được

nhóm trưởng. Sau khi điều tra và hỗ trợ kịp thời, chúng tôi tìm hiểu được nguyên

nhân của nhóm đó là không biết vẽ sơ đồ tư duy. Tuy nhiên dưới sự hỗ trợ của GV,

các nhóm đã hoàn thành nhiệm vụ học tập của mình.

Nhóm HS được nhóm trưởng phân công nghiên cứu tài liệu hướng dẫn sẽ:

78

+ Phối hợp với nhóm nhận nhiệm vụ hoàn thành phiếu học tập, điền đầy đủ nội

dung kiến thức trong phiếu học tập.

+ Phối hợp với nhóm nhận nhiệm vụ vẽ sơ đồ tư duy tìm từ khóa và hệ thống

kiến thức cần trình bày.


duy về hô hấp ngoài ở cơ thể người.


duy về hô hấp ngoài ở cơ thể người.

Hoạt động mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

Sau khi đã tham gia một hoạt động, HS các nhóm phối hợp nhịp nhàng hơn.

Nhóm trưởng nhanh chóng phân công nhiệm vụ cho các thành viên. Nhóm HS

được nhóm trưởng phân công nhiệm vụ nghiên cứu tài liệu hướng dẫn sẽ:

+ Phối hợp với các bạn nhận nhiệm vụ thiết kế và chế tạo mô hình kiểm tra các

bộ dụng cụ được nhận về từ GV về: số lượng, tình trạng chất lượng,…; tìm hiểu

quy trình thiết kế và chế tạo mô hình.



79

+ Phối hợp với nhóm nhận nhiệm vụ vẽ poster thống nhất các nội dung cần

trình bày

Hình 3.6. HS nhóm 5 lớp 10C7 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn để thiết kế,

chế tạo mô hình.

Vẽ sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về hô hấp ngoài của cơ thể người

Hình 3.7. HS nhóm 4 lớp 10C3 đang vẽ sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về hô hấp

ngoài.

Các thành viên trong nhóm vẽ sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về hô hấp ngoài

ở cơ thể người cần có khả năng nghệ thuật tốt. Trong quá trình vẽ sơ đồ tư duy, các

HS thuộc nhóm này sẽ làm việc với nhóm nghiên cứu tài liệu hướng dẫn và nhóm

hoàn thành phiếu học tập để chọn ra từ khóa để vẽ. Đối với hoạt động này, GV đã

chuẩn bị sẵn tài liệu hướng dẫn, phiếu học tập, giấy A1 và màu, HS dựa vào tài liệu

hướng dẫn kết hợp với những kiến thức đã được cung cấp từ đoạn video mà GV đã

cho xem khi đặt vấn đề để vẽ sơ đồ tư duy.

Thiết kế, chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người

80

Các thành viên trong nhóm thiết kế, chế tạo mô hình cần có khả năng kĩ thuật

tốt. Trong quá trình thiết kế, chế tạo các HS thuộc nhóm này sẽ làm việc với nhóm

nghiên cứu tài liệu hướng dẫn để thiết kế và chế tạo mô hình. Đối với chủ đề này,

GV đã chuẩn bị sẵn các bộ dụng cụ, HS dựa vào tài liệu tham khảo, thiết kế và chế

tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người, vận hành sản phẩm và giải

thích cơ chế hoạt động của sản phẩm trong dựa trên cơ chế hô hấp ngoài của cơ thể

người.

Trong lúc thiết kế, chế tạo mô hình, nhìn chung các HS khá tập trung và tích

cực hoạt động, thảo luận, các nhóm phân công công việc cụ thể, rõ ràng và phối

hợp nhịp nhàng để hoàn thành nhiệm vụ.

Đối với các nhóm thiết kế, chế tạo và vận hành mô hình mô phỏng hô hấp

ngoài ở cơ thể người thành công

Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người gọi là vận hành thành công

khi: Kéo căng lớp bong bóng ở phía dưới theo hướng từ trên xuống tượng trưng

cho cơ hoành co lại, làm hai quả bong bóng mô phỏng khoang màng phổi ở phía

trên nở ra: thể tích tăng, áp suất giảm. Nâng lớp bong bóng ở phía dưới lên theo

hướng từ dưới lên tượng trưng cho cơ hoành bị đẩy lên cao, làm hai quả bong bóng

mô phỏng khoang màng phổi ở phía trên thu nhỏ lại: thể tích giảm, áp suất tăng.

Ở lớp 10C7, HS các nhóm 2, nhóm 3, nhóm 4, nhóm 5 và nhóm 6 đều chế tạo

được mô hình thành công. Trong đó, nhóm 3 và nhóm 6 hoàn thành sớm vì có

nghiên cứu kĩ tài liệu tham khảo; nhóm 2, nhóm 4 và nhóm 5 vì lựa chọn sai vật

liệu nên mất thời gian để sửa chữa, tuy nhiên dưới sự trợ giúp của GV các nhóm

cũng đã thực hiện thành công mô hình.

Ở lớp 10C3, hầu hết các nhóm đều nghiên cứu kĩ tài liệu hướng dẫn và hoàn

thành sớm mô hình. Trong đó, nhóm 1 và nhóm 4 hoàn thành nhanh nhất vì được

nhóm trưởng phân công nhiệm vụ rõ ràng và các thành viên trong nhóm làm việc

rất ăn ý.

81

Hình 3.8. HS nhóm 2 lớp 10C7 đang nghiên cứu lại tài liệu hướng dẫn để tìm kiếm

vật liệu phù hợp với mô hình.

Hình 3.9. HS nhóm 5 lớp 10C3 đang phối hợp với nhau để hoàn thành nhiệm vụ

học tập.

Đối với các nhóm thiết kế, chế tạo và vận hành mô hình mô phỏng hô hấp

ngoài ở cơ thể người chưa thành công

Nếu thực hiện không thành công, các nhóm sẽ phải quay lại đọc kĩ tài liệu

hướng dẫn, đưa ra các giải pháp khắc phục. Trong quá trình làm việc, HS nhóm 1

lớp 10C7, không nghiên cứu kĩ tài liệu hướng dẫn mà bắt tay ngay và thiết kế và

chế tạo mô hình. Tuy kết quả không được thành công như mong muốn, nhưng

chúng tôi rất ghi nhận tính tích cực và tinh thần sáng tạo từ các em.

82

Hình 3.10. HS nhóm 1 lớp 10C7 và mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể

người.

Tổ chức cho HS báo cáo

Hoạt động tìm hiểu về hô hấp ngoài của cơ thể người

GV tổ chức cho các nhóm báo cáo kết quả tìm hiểu kiến thức theo hình thức 2

HS đại diện 1 nhóm báo cáo. Các HS khác sau đó sẽ nhận xét, bổ sung, đặt câu hỏi

cho nhóm thuyết trình.

Ở lớp 10C7, nhóm 2 và nhóm 5 báo cáo. Nhìn chung, các em đều tính toán

được bảng số liệu về thông số của thể tích và áp suất của khoang màng phổi ở cơ

thể người trong phiếu học tập. Phần trình bày của nhóm 2 nêu rõ được các bộ phận

tham gia và cơ chế sinh học của hô hấp ngoài ở cơ thể người. Sau đó nhóm 5 xung

phong bổ sung ý kiến phần cơ chế vật lý của hô hấp ngoài ở cơ thể người cho nhóm

2. Tuy chưa đạt được mục tiêu dự định ban đầu của hoạt động, tuy nhiên chúng tôi

ghi nhận tích tích cực và nổ lực học tập của các em.

Ở lớp 10C3, đây là một lớp học rất tích cực, thể hiện tất cả các nhóm đều mong

muốn được trình bày. Nhìn chung tất cả các nhóm đều hoàn thành đầy đủ nội dung

của phiếu học tập, giải thích được cơ chế của hô hấp ngoài ở cơ thể người, liên kết

được kiến thức sinh học và kiến thức vật lý. Tuy nhiên do hạn chế về thời gian, GV

chỉ mời 2 nhóm có poster đẹp nhất lên trình bày.

83

Hình 3.11. Sơ đồ tư duy về hô hấp ngoài ở cơ thể người của nhóm 6 lớp 10C3.

Hoạt động mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người



cho nhóm thuyết trình.

Ở lớp 10C7, do hạn chế về thời gian, GV chỉ tổ chức được cho HS trưng bày và

vận hành sản phẩm. Sau đó GV giải thích cơ chế của mô hình mô phỏng hô hấp

ngoài của cơ thể người.

Ở lớp 10C3, tất cả các nhóm đều xung phong trình bày sản phẩm, tuy nhiên

GV ưu tiên cho nhóm 1 và nhóm 3 được trình bày vì hoàn thành sớm và chưa được

trình bày ở hoạt động trước. Chúng tôi ghi lại một vài ý kiến của nhóm 1 trong

phần trình bày của mình.

+ Minh Hoàng: “Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người cần sử

dụng những vật liệu sau: ống hút, đất sét, dây rút nhựa, bong bóng, vỏ chai nhựa,

lớp bong bóng”.

+ Hữu Tiến: “Để vận hành mô hình, ta kéo căng lớp bong bóng phía dưới theo

hướng từ trên xuống, thì hai quả bong bóng ở phía trên nở ra, nói rõ hơn là thể tích

tăng, áp suất giảm; khi nâng lớp bong bóng ở phía dưới theo hướng từ dưới lên, thì

hai quả bong bóng ở phía trên thu nhỏ lại, nói rõ hơn là thể tích giảm, áp suất tăng”.

+ Minh Hoàng: “Lớp bong bóng phía dưới mô phỏng cho cơ hoành, còn hai

quả bong bóng phía trên mô phỏng cho khoang màng phổi. Sự thay đổi áp suất, thể

tích của khoang màng phổi khiến chúng ta hô hấp được”.

84

Hình 3.12. GV tổ chức cho HS lớp 10C7 trưng bày và vận hành sản phẩm.

Nhận xét đánh giá

Do hạn chế và thời gian, GV chỉ kịp tổ chức cho lớp 10C3 nhận xét và phản

biện. Nhìn chung, các nhóm đều có mô hình giống nhau. Các HS tích cực đặt câu

hỏi phân tích vấn đề.

Chúng tôi ghi lại một số câu hỏi tiêu biểu của các nhóm:

+ Nhóm 2: “Tại sao chúng ta phải gút chặt dây rút và dùng đất sét để bịt kín lỗ

hở trên nắp chai?”

+ Nhóm 5: “Sự thay đổi thể tích áp suất ở khoang màng màng phổi có vai trò gì

trong quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người?”

Đối với câu hỏi của nhóm 2, nhóm 1 trả lời: “Vì để tạo hệ kín khí, điều kiện để

áp dụng định luật Boyle - Mariotte là nhiệt độ không đổi và lượng khí không đổi.”

Đối với câu hỏi của nhóm 5, nhóm 3 trả lời: “Áp suất khoang màng phổi thay

đổi thì áp suất phổi thay đổi, tạo nên sự chênh lệch khí quyển giúp chúng ta hít thở

được trong quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người.”

Kết luận

GV kết luận lại nội dung kiến thức trọng tâm của chủ đề trải nghiệm:

+ Quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người (cấu tạo, cơ chế sinh học, cơ chế vật

lý).

+ Quá trình đẳng nhiệt và định luật Boyle - Mariotte.

+ Cơ chế vật lý của quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người là định luật Boyle -

Mariotte.

85

GV nhận xét về sơ đồ tư duy, poster, phiếu học tập và mô hình mô phỏng hô

hấp ngoài của cơ thể người; đánh giá về thái độ làm việc nhóm và khả năng hoàn

thành nhiệm vụ học tập của các nhóm.

3.6.2.2. Đối với chủ đề: Thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

Chúng tôi TNSP chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles” cho HS

lớp 10C10 trường THCS - THPT Hoa Sen (quận 9) với tiến trình như sau:

Đặt vấn đề

- GV giới thiệu chủ đề thông qua một video đố vui với nhiều từ khóa gợi ý cho

câu hỏi “Đây là ai?”: “Nhà vật lý học”, “người Pháp”, “quá trình đẳng tích”,

“Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt

độ tuyệt đối.”. HS rất thích thú tham gia. Cuối đoạn video, hình ảnh Charles hiện

lên trong sự bất ngờ, háo hức và chờ đợi của HS. Không khí lớp học nóng hơn hẳn

chỉ sau vài phút.

- GV đàm thoại với HS để gợi mở vấn đề cần giải quyết: “Em biết gì về

Charles?”, “Định luật Charles được phát biểu như thế nào?”, “Có những thông số

trạng thái nào được nhắc đến trong định luật?”, “Muốn đo áp suất p và thể tích V,

dụng cụ nào giúp ta làm được điều đó?”… HS chú ý lắng nghe và sôi nổi phát biểu.

- GV giao nhiệm vụ cho HS tìm hiểu về những dụng cụ đo cần sử dụng để

kiểm chứng định luật, thiết kế và thực hiện thí nghiệm để kiểm chứng. Hầu hết HS

của lớp đều chú ý lắng nghe yêu cầu của GV.

- GV bàn giao các thiết bị và dụng cụ thí nghiệm cho các nhóm HS. Các em rất

tò mò và nhanh chóng lên nhận các bộ dụng cụ từ GV.

- GV giới thiệu thiết bị thí nghiệm, tài liệu học tập cho các nhóm HS. Các HS

của lớp đa số đều chú ý lắng nghe.

Hình 3.13. GV đang đặt vấn đề với HS lớp 10C10.

86

Làm việc với tài liệu hướng dẫn

Chúng tôi theo dõi quá trình làm việc của các nhóm, khi các nhóm bắt đầu tìm

hiểu dụng cụ đo, thiết kế và thực hành thí nghiệm kiểm chứng định luật, hầu hết

các nhóm đều bầu nhóm trưởng, các thành viên khác trong nhóm phối hợp rất ăn ý

với nhau.

Nhóm HS được nhóm trưởng phân công nhiệm vụ nghiên cứu tài liệu hướng

dẫn sẽ:

+ Phối hợp cùng các bạn chịu trách nhiệm tìm hiểu dụng cụ đo, thiết kế và thí

nghiệm kiểm chứng định luật kiểm tra các dụng cụ nhận được từ GV về: số lượng

các thiết bị, tình trạng chất lượng của các thiết bị, tìm hiểu quy trình thực hiện thí

nghiệm.



+ Phối hợp với nhóm nhận nhiệm vụ hoàn thành bản thiết kế bộ thí nghiệm

kiểm chứng định luật Charles và poster giới thiệu bộ thí nghiệm của nhóm vẽ lên

giấy trắng A1.

Hình 3.14. HS nhóm 1 lớp 10C10 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn.

Tìm hiểu dụng cụ đo và thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Charles

Các HS trong nhóm tìm hiểu dụng cụ đo cần xác định rõ các thông số cần đo để

kiểm chứng định luật là nhiệt độ và áp suất. Từ đó các em lựa chọn dụng cụ đo phù

hợp: dùng nhiệt kế để đo nhiệt độ, dùng áp kế để đo áp suất. Khi tìm hiểu về dụng

cụ đo các em cần làm rõ đơn vị, giới hạn đo, độ chia nhỏ nhất và các sử dụng của

dụng cụ.

87

Các HS trong nhóm thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles cần

phải xác định rõ nội dụng của định luật, điều kiện áp dụng, các thông số cần đo và

các dụng cụ đã có.

Chúng tôi quan sát quá trình thực hiện của các nhóm, nhìn chung các nhóm đều

rất tích cực, điều đáng ghi nhận là các em có thái độ học tập tốt, đọc kĩ tài liệu

hướng dẫn, phối hợp ăn ý với nhau nên hiệu suất làm việc khác cao.

Hình 3.15. HS nhóm 4 lớp 10C10 đang tìm hiểu dụng cụ đo để kiểm chứng định

luật Charles

Thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

Các thành viên trong nhóm tiến hành thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

cần có khả năng thực hành tốt. Trong quá trình thực hiện thí nghiệm, các HS thuộc

nhóm này sẽ làm việc với nhóm nghiên cứu tài liệu hướng dẫn, nhóm tìm hiểu

dụng cụ đo, nhóm thiết kế bộ thí nghiệm để thực hiện thí nghiệm.

Trong lúc bố trí thí nghiệm, nhìn chung các HS khá tập trung và tích cực hoạt

động; HS biết phối hợp với nhau, phân chia công việc với nhau để thực hiện các

nhiệm vụ học tập.

Đối với nhóm thực hiện thành công thí nghiệm

Thí nghiệm được gọi là thành công khi tích số T

p đo được xấp xỉ nhau, chứng

tỏ được định luật Charles được kiểm chứng. Trong buổi trải nghiệm, chỉ có nhóm 2,

nhóm 3 và nhóm 6 kiểm chứng thành công định luật Charles. Quan sát nhóm 6,

chúng tôi ghi nhận sự chuyên nghiệp và khả năng làm việc nhóm của các em.

Trong quá trình thực hiện thí nghiệm, sau khi làm vỡ bình cầu, các em trực tiếp liên

hệ với GV để nhận lỗi, trong khoảng thời gian chờ dụng cụ mới các em theo dõi

quá trình thực hiện thí nghiệm của các nhóm 3. Thực tế bình cầu thay thế có kích

thước lớn hơn nhiều so với bình cầu cũ; do đó để đẩy nhanh tiến độ thí nghiệm, các

88

em đã đề xuất sử dụng 2 máy sấy cùng một lúc để tiết kiệm thời gian làm nóng khí

hơn.

Hình 3.16. HS nhóm 6 lớp 10C10 đang thực hiện thí nghiệm với bình cầu lớn hơn.

Đối với nhóm chưa thực hiện thành công thí nghiệm

Nếu chưa thực hiện thành công, các nhóm HS sẽ quay lại đọc kĩ tài liệu hướng

dẫn, đưa ra giải pháp khắc phục. Trong buổi trải nghiệm, nhóm 1, nhóm 4 và nhóm

5 chưa kiểm chứng được định luật; nguyên nhân là do nhóm 4 và nhóm 5 gặp vấn

đề ở dụng cụ đo: nhóm 4 làm vỡ nhiệt kế, nhóm 5 làm vỡ bình cầu. Để khắc phục

sự cố GV đã cung cấp dụng cụ mới, tuy nhiên do khác loại và kích cỡ, HS phải mất

thời gian tìm hiểu lại dụng cụ. Còn đối với trường hợp của nhóm 1, nguyên nhân là

do nhóm chưa nghiên cứu kĩ tài liệu hướng dẫn, thực hiện sai quy trình thí nghiệm,

dẫn đến kết quả số liệu bị sai lệch, sau khi được GV định hướng, nhóm đã nhận

thấy được lỗi sai trong quy trình thực hiện của mình.

Tuy chưa kiểm chứng thành công được định luật, tuy nhiên chúng tôi ghi nhận

tích tích cực, tinh thần ham học hỏi ở các em.

Hình 3.17. HS nhóm 4 lớp 10C10 đang thực hiện thí nghiệm.

Tổ chức cho học sinh báo cáo kết quả

89



cho nhóm thuyết trình. Do hạn chế về thời gian chỉ có nhóm 6 và nhóm 2 lên báo

cáo. Nhìn chung, các nhóm tập trung báo cáo về điều kiện của định luật, các thông

số cần đo, dụng cụ đo, bố trí thí nghiệm và phương pháp thực hiện thí nghiệm để

kiểm chứng định luật.

Chúng tôi ghi lại một vài ý kiến của nhóm 6 trong phần trình bày của mình:

Minh Huyền: “Định luật Charles liên quan đến hai thông số áp suất p và nhiệt

độ T. Để kiểm chứng định luật chúng ta cần sử dụng áp kế để đo áp suất và nhiệt kế

để đo nhiệt độ”.

Hữu Tiến: “Thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles của nhóm sử dụng bình

cầu chứa lượng khí xác định, áp kế để đo áp suất khí, nhiệt kế để đo nhiệt độ khí và

p

máy sấy để làm nóng khí. Kết quả thí nghiệm của nhóm cho thấy tích số xấp xỉ T

nhau, do đó định luật Charles được kiểm chứng.”

Minh Huyền: “Trong quá trình thực hiện thí nghiệm, nhóm vô ý làm vỡ bình

cầu và được cung cấp bình cầu mới lớn hơn, để tiết kiệm thời gian đo, nhóm đã sử

dụng 2 máy sấy”.

Hình 3.18. HS nhóm 6 lớp 10C10 đang trình bày phần báo cáo của nhóm.

Nhận xét, đánh giá

GV tổ chức cho HS nhận xét phản biện. Các em rất tích cực đặt ra câu hỏi cho

các nhóm trình bày.

Chúng tôi ghi nhận một số câu hỏi của các nhóm:

90

+ Nhóm 1: “Tại sao chúng ta không đo thể tích khí.”

+ Nhóm 4: “Ta có thể thay thế máy sấy bằng dụng cụ khác khi làm nóng khí

được không?”

Đối với câu hỏi của nhóm 1, nhóm 6 trả lời: “Vì trong quá trình đẳng tích, thể

tích không đổi, nên thể tích ở các lần đo là như nhau. Để kiểm chứng định luật

Charles chúng ta chỉ cần xác định mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ, xem chúng

có tỉ lệ thuận hay không.”

Đối với câu hỏi của nhóm 4, nhóm 2 trả lời: “Ta có thể thay thế bằng nước

nóng, thay đổi nhiệt độ bằng cách đun nước hoặc trực tiếp đun nóng bình cầu, tuy

nhiên nó có tính nguy hiểm cao hơn so với việc sử dụng máy sấy. Do đó nhóm nghĩ

ta nên sử dụng máy sấy để làm nóng khí”.

Kết luận

GV kết luận lại nội dung kiến thức trọng tâm của chủ đề trải nghiệm:

+ Quá trình đẳng nhiệt và định luật Charles.

+ Sơ đồ bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles.

GV nhận xét về sơ đồ tư duy, poster, phiếu học tập và mô hình mô phỏng hô

hấp ngoài của cơ thể người; đánh giá về thái độ làm việc nhóm và khả năng hoàn

thành nhiệm vụ học tập của các nhóm.

3.6.3. Giai đoạn 3: Kiểm tra và đánh giá kết quả dạy học trên lớp

Thực hiện bài kiểm tra: GV biên soạn 2 đề kiểm tra cho 2 chủ đề, mỗi đề gồm

10 câu, thời gian 15 phút dùng để kiểm tra kiến thức vật lý, sinh học, công nghệ, kĩ

thuật, toán học.

Do hạn chế về thời gian, nên GV chỉ tổ chức kiểm tra được 2 lớp.

- Lớp 10C3: Chủ đề mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người

- Lớp 10C10: Chủ đề bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles.

3.7. Đánh giá kết quả thực nghiệm

3.7.1. Đánh giá tính tích cực

Theo dõi diễn biến TNSP. Chúng tôi nhận thấy các biểu hiện ở HS phù hợp với

tiêu chí đánh giá tính tích cực của HS đã đưa ở mục 2.4.1 - Chương 2. Chúng tôi

thể hiện nó ở bảng 3.1.

91

Bảng 3.1. Tiêu chí đánh giá tính tích cực và biểu hiện cụ thể của HS

Tiêu chí

Biểu hiệu cụ thể

Khi GV đặt vấn đề vào bài học hoặc hệ thống lại

kiến thức, HS rất chú ý theo dõi.

HS hứng thú đặt câu hỏi, nhận xét, đóng góp ý

kiến, có ý kiến phản biện.

(1) Thắc mắc, tìm hiểu các

kiến thức mới, tình huống

mới.

Hình 3.19. HS nhóm 1 lớp 10C7 đang trả lời câu

hỏi đặt vấn đề của GV

(2) Đề xuất vấn đề và lập kế

hoạch, tiến hành thực hiện kế

hoạch, giải quyết một vấn đề

cụ thể có liên quan đến nội

dung kiến thức học.

Khi được đặt vấn đề làm sao để kiểm chứng định

luật Charles, HS lớp 10C10 đã vẽ sơ đồ tư duy

nên rõ phát biểu của định luật Charles, các thông

số liên quan, điều kiện áp dụng, phương pháp đo

và dụng cụ đo.

Hình 3.20. Sơ đồ tư duy của HS nhóm 5 lớp

10C10 về định luật Charles và phương pháp

kiểm chứng định luật Charles

(4) Hợp tác, phối hợp với các

thành viên trong nhóm và với

các thành viên nhóm khác.

HS chủ động, biết cách phối hợp, hỗ trợ giữa các

thành viên.

92

Hình 3.21. Các HS nhóm 2 lớp 10C10 đang phối

hợp cùng nhau thực hiện các nhiệm vụ: nghiên

cứu tài liệu hướng dẫn, vẽ sơ đồ tư duy về định

luật Charles, thiết kế thí nghiệm kiểm chứng định

luật Charles, tìm hiểu dụng cụ đo và hoàn thành

phiếu học tập.

Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ học tập của

GV, khi gặp những vướng mắc và khó khăn, HS

luôn chủ động trao đổi với GV và nhờ GV định

hướng, hỗ trợ để tìm ra cách giải quyết.

(5) Chủ động trao đổi kiến

thức, những vướng mắc, khó

khăn với GV.

Hình 3.22. HS nhóm 3 lớp 10C7 đang trao đổi

với GV khi gặp khó khăn trong nhiệm vụ vẽ sơ đồ

tư duy tổng hợp kiến thức về hô hấp ngoài ở cơ

thể người.

(6) Làm sơ đồ, mô hình, làm

bộc lộ cấu trúc bài học, giúp

dễ nhớ và vận dụng.

Trước khi tiến hành chế tạo mô hình hô hấp

ngoài ở cơ thể người, GV giao nhiệm vụ cho HS

nghiên cứu tài liệu hướng dẫn về cấu tạo, cơ chế

sinh học, cơ chế vật lý của hô hấp ngoài ở cơ thể

người, sau đó tóm tắt kiến thức dưới dạng sơ đồ

tư duy.

93

Hình 3.23. Sơ đồ tư duy của HS nhóm 6 lớp

10C3 về hô hấp ngoài ở cơ thể người.

HS biết đọc và lấy các thông tin cơ bản trong tài

liệu hướng dẫn để hoàn thành phiếu học tập và

các nhiệm vụ học tập khác.

(7) Tìm tòi, bổ sung kiến

thức từ việc nghiên cứu lý

thuyết và những bài học kinh

nghiệm rút ra từ thực tiễn.

Hình 3.24. HS nhóm 6 lớp 10C10 đang nghiên

cứu tài liệu hướng dẫn.

Trong quá trình làm việc, HS các nhóm tích cực

trao đổi, biết phân công công việc và phối hợp ăn

ý với nhau để hoàn thành nhiệm vụ.

(12) Tích cực trong thảo luận

nhóm, trao đổi với bạn cùng

lớp, với chuyên gia.

Hình 3.25. HS nhóm 2 lớp 10C3 đang tập trung

thảo luận để tìm ra phương án chế tạo mô hình

mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người.

94

3.7.2. Đánh giá năng lực sáng tạo

Theo dõi diễn biến TNSP. Chúng tôi nhận thấy các biểu hiện ở HS phù hợp với

tiêu chí đánh giá NL sáng tạo của HS đã đưa ở mục 2.4.2 - Chương 2. Chúng tôi

thể hiện nó ở bảng 3.2.

Bảng 3.2. Tiêu chí đánh giá NL sáng tạo và biểu hiện cụ thể của HS

Tiêu chí

Biểu hiện cụ thể

HS vẽ được cấu tạo của mô hình mô phỏng hô

hấp ngoài ở cơ thể người và sơ đồ bố trí thí

nghiệm kiểm chứng định luật Charles. HS có thể

trình bày lại được nội dung bài học và kết quả

của việc hoạt động theo nhóm theo ngôn ngữ

riêng (thể hiện qua hình thức báo cáo, thuyết

trình,…)

(2) Thiết kế được sơ đồ, bản

vẽ thể hiện nguyên lý cấu tạo

và hoạt động, vận hành của

hệ thống kĩ thuật và chỉ ra

được tính mới, tính hiệu quả

của nó so với những cái đã

biết.

Hình 3.26. Poster giới thiệu về mô hình mô

phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người của nhóm 3

lớp 10C3.

Hình 3.27. Sơ đồ bố trí thí nghiệm kiểm chứng

định luật Charles của nhóm 1 lớp 10C10.

(3) Tìm ra các giải pháp khảo

sát, đo đạc mới, đảm bảo tính

Thực tế, khi học bài “Quá trình đẳng tích. Định

luật Charles” SGK có trình bày thí nghiệm kiểm

95

hiệu quả những dễ thực hiện,

đảm bảo tính chính xác.

chứng định luật. Phương pháp thực hiện của thí

nghiệm này là thay đổi nhiệt độ bằng cách đun

sôi nước, sử dụng ấm đun nước siêu tốc, sau đó

ghi lại nhiệt độ và áp suất tương ứng. Trong bộ

dụng cụ mà GV chuẩn bị không có máy đun

nước vì khá nguy hiểm, HS đã tìm ra được giải

pháp thực hiện thí nghiệm kiểm chứng mới là

làm nóng khí bằng máy sấy khi thiết kế và thực

hiện thí nghiệm.

Hình 3.28. HS nhóm 2 lớp 10C10 đang đề ra

giải pháp thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định

luật Charles với những dụng cụ mà GV đã cung

cấp.

Sau khi làm vỡ bình cầu, vì bình cầu sau khí thay

thế khá lớn, để tiết kiệm thời gian thực hiện thí

nghiệm, HS nhóm 6 lớp 10C10 đã đề xuất giải

pháp là sử dụng 2 máy sấy cùng lúc để làm nóng

nhiệt độ nhanh hơn.

(5) Đề xuất giải pháp thiết kế

mới cho hệ thống kĩ thuật đã

có, thay đổi một số chi tiết

nhằm tăng hiệu quả cho hệ

thống kĩ thuật.

Hình 3.29. Poster giới thiệu bộ thí nghiệm kiểm

chứng định luật Charles của nhóm 6 lớp 10C10

với những khó khăn và biện pháp khắc phục do

nhóm đề xuất.

96

(8) Kết hợp các thao tác tư

duy (so sánh, phân tích, đánh

giá) và các phương pháp

phán đoán, mô hình giả

thuyết, từ đó đưa ra kết luận

chính xác cho vấn đề.

Với mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể

người, nhóm 1 lớp 10C7 đã sáng tạo ra một mô

hình mới, tuy nhiên sau khi vận hành không

thành công, nhóm đã quay lại nghiên cứu tài liệu

hướng dẫn để tìm ra giải pháp thực hiện mô hình

chính xác.

Hình 3.30. Nhóm 1 lớp 10C7 đang nghiên cứu

lại tài liệu hướng dẫn sau khi vận hành không

thành công mô hình.

3.7.3. Đánh giá định lượng

Sau khi trải nghiệm chủ đề, chúng tôi tiến hành cho lớp 10C3 và lớp 10C7 làm

bài kiểm tra.

3.7.3.1. Đối với chủ đề mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người

Phổ điểm được thể hiện bởi bản phân bố sau:

Bảng 3.3. Bảng phân bố điểm số chủ đề mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ

thể người của lớp 10C3.

Điểm xi 3 4 5 6 7 8 9

Tần số fi 2 2 5 6 4 5 1

Tần số tích lũy 2 4 9 15 `19 24 25

Nhận xét:

xi

fi

i1 Điểm trung bình: x 6, 08

25

f

25

i1

Số điểm có trong phân bố là n 25

i

97

Vị trí số trung vị tại vị trí 25 1/

2 13

Dò theo hàng tần số tích lũy, ta thấy vị trí 13 thuộc về cột điểm số 6. Vậy số

trung vị bằng 6.

Số yếu vị: 6

Hàng số: 9 3 6

1 25

2

Độ lệch tiêu chuẩn: s ( xi

x)

. fi

1, 63

25 1

i1

Đa số HS có điểm số đạt loại khá. Tuy nhiên có một số HS có điểm số

chênh lệch tương đối lớn so với các HS còn lại. Sau khi chúng tôi tìm hiểu, nguyên

nhân có sự chênh lệch này là HS không đọc kĩ tài liệu hướng dẫn hoặc HS không

hợp tác khi làm việc nhóm.

Cụ thể số HS trả lời đúng từ câu hỏi được biểu thị bằng bảng sau:

Bảng 3.4. Bảng biểu diễn số lượng HS lớp 10C7 trả lời đúng theo từng câu hỏi

Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Số HS trả lời đúng 17 19 21 20 6 10 12 18 10 19

Ở câu hỏi có nội dung về kĩ thuật như:

Câu 10: Trong “mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người” đất sét và

dây rút có tác dụng gì? (76% HS trả lời đúng)

Phần trăm HS trả lời đúng cao, cho thấy các em có sự tham gia và hỗ trợ

lẫn nhau để chế tạo mô hình, điều này chứng tỏ HS có tích cực tham gia thực hiện


Ở câu hỏi liên hệ kiến thức thực tế như:

Câu 1: Trong quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người, thể tích và áp suất của

khoang màng phổi thay đổi như thế nào khi hít vào? (68% HS trả lời đúng)


khoang màng phổi thay đổi như thế nào khi thở ra? (76% HS trả lời đúng)

Phần trăm HS trả lời đúng cao, cho thấy khi tổ chức hoạt động trải nghiệm

theo định hướng giáo dục STEM, HS có khả năng liên hệ kiến thức với thực tiễn.

Ở câu hỏi thuần lý thuyết như:

98

Câu 3: Phát biểu nào sau đây là nội dung của định luật Boyle - Mariotte? (84%

HS trả lời đúng)

Câu 4: Công thức của định luật Boyle - Mariotte là gì? (80% HS trả lời đúng)

Phần trăm HS trả lời đúng cao, cho thấy tổ chức hoạt động trải nghiệm giúp

HS khắc sâu kiến thức hơn.

Ở câu hỏi HS dễ nhầm lẫn như:

Câu 5: Trong quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người, cơ hoành thuộc nhóm cơ

hô hấp làm tăng kích thước phổi theo chiều nào? (24% HS trả lời đúng)

Phần trăm HS trả lời đúng thấp, cho thấy HS chưa đọc kĩ tài liệu hướng dẫn.

Câu 9: Trong mô hình, lớp bong bóng phía dưới mô phỏng cho bộ phận nào

của quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người? (40% HS trả lời đúng)

Phần trăm HS trả lời đúng thấp. Thông qua thực hiện việc chấm bài và thống

kê, chúng tôi nhận thấy HS dễ bị nhầm lẫn phổi và khoang màng phổi. Điều này

cho thấy HS chưa đọc kĩ tài liệu hướng dẫn. Do đó khi dạy phần này, GV cần chú ý

nhấn mạnh hai quả bong bóng phía trên mô phỏng cho khoang màng phổi.

3.7.3.2. Đối với chủ đề thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

Bảng 3.5. Bảng phân bố điểm số chủ đề thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định

luật Charles của lớp 10C10.

Điểm xi 6 7 8 9 10

Tần số f i 4 4 12 3 2

Tần số tích lũy 4 8 20 23 25

Nhận xét:

xi

fi

i1 Điểm trung bình: x 7, 8

25

f

25

i1

Số điểm có trong phân bố là n 25

Vị trí số trung vị tại vị trí 25 1/

2 13

i

Dò theo hàng tần số tích lũy, ta thấy vị trí 13 thuộc về cột điểm số 8. Vậy số

trung vị bằng 8.

Số yếu vị: 8

99

Hàng số: 10 6 4

1 25

2

Độ lệch tiêu chuẩn: s ( xi

x)

. fi

1, 12

25 1

i1

Đa số HS có điểm số đạt loại khá giỏi. Điểm số chênh lệch giữa các học

sinh thấp, tất cả HS đều đạt điểm trung bình trở lên.

Cụ thể số HS trả lời đúng từ câu hỏi được biểu thị bằng bảng sau:

Bảng 3.6. Bảng biểu diễn số lượng HS lớp 10C10 trả lời đúng theo từng câu hỏi

Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Số HS trả lời đúng 19 20 20 22 20 10 24 22 25 13

Ở câu hỏi có nội dung công nghệ, kĩ thuật như:

Câu 3: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles sử dụng những vật liệu và

thiết bị nào? (80% HS trả lời đúng)

Câu 4: Áp kế đã sử dụng trong bộ thí nghiệm có đơn vị đo là gì? (88% HS trả

lời đúng)

Câu 5: Áp kế đã sử dụng trong bộ thí nghiệm có giới hạn đo và độ chia nhỏ

nhất bao nhiêu? (80% HS trả lời đúng)

Câu 7: Nhiệt kế đã sử dụng trong bộ thí nghiệm có đơn vị đo là gì? (96% HS

trả lời đúng)

Câu 8: Nhiệt kế đã sử dụng trong bộ thí nghiệm có giới hạn đo và độ chia nhỏ

nhất bao nhiêu? (88% HS trả lời đúng)

Câu 9: Máy sấy tóc trong bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles có vai

trò gì? (100% HS trả lời đúng)

Phần trăm HS trả lời đúng cao, cho thấy các em có sự tham gia và hỗ trợ

lẫn nhau để chế tạo mô hình, điều này chứng tỏ HS có tích cực tham gia thực hiện


Ở câu hỏi thuần lý thuyết như:

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là nội dung của định luật Charles? (76% HS trả

lời đúng)

100

Câu 2: Công thức của định luật Charles là gì? (80% HS trả lời đúng)

Phần trăm HS trả lời đúng cao, cho thấy tổ chức hoạt động trải nghiệm giúp

HS khắc sâu kiến thức hơn.

Ở câu hỏi toán học như:

Câu 10: Một HS thực hiện thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles đã đo được

ứng với áp suất trong bình kín là 24mmHg, ta có nhiệt độ khí trong bình kín là

309 o K. Giả sửa nếu HS đó đo được nhiệt độ khí trong bình là 322 o K thì áp suất khí

tương ứng trong bình là bao nhiêu? (52% HS trả lời đúng)

Phần trăm HS trả lời đúng không cao. Tuy nhiên, chúng tôi quan sát thấy

nguyên nhân HS ít trả lời đúng câu hỏi toán học là do một số HS không mang theo

máy tính cầm tay, do đó không thực hiện tính toán được. Vì vậy GV nên yêu cầu

HS mang theo đầy đủ dụng cụ học tập trước khi đến lớp.

Ở câu hỏi dễ nhầm lẫn như:

Câu 6: Nhiệt kế đã sử dụng trong bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

là nhiệt kế gì? (40% HS trả lời đúng)

Phần trăm HS trả lời đúng không cao. Do đó khi giới thiệu dụng cụ GV cần

giới thiệu rõ và nhấn mạnh nhiệt kế được sử dụng trong buổi trải nghiệm là nhiệt kế

rượu.

3.7.4. Đánh giá chung về việc tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng

giáo dục STEM trong chương “Chất khí”

Thông qua việc tổ chức hoạt động trải nghiệm cho thấy, HS được bồi dưỡng

một số NL sau đây:

+ Làm việc với tài liệu: Đọc và tìm kiếm các thông tin cần thiết trong tài liệu

hướng dẫn như: hô hấp ngoài ở cơ thể người, định luật Boyle - Mariotte, định luật

Charles, quy trình chế tạo mô hình, phương pháp thực hiện thí nghiệm…

+ Thực hành: Các nhóm chế tạo được mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ

thể người và thực hiện được thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles.

+ Giao tiếp: Tuy có một số nội dung HS thuyết trình vẫn chưa thật sự chính xác

về bản chất khoa học, nhưng đa số các em đều tự tin thuyết trình và tự tin nêu lên ý

kiến của mình. Ngoài ra, trong quá trình làm việc các thành viên trong nhóm trao

đổi với nhau; khi gặp khó khăn các thành trong nhóm cũng mạnh dạn trao đổi với

nhóm khác, trao đổi với GV.

101

+ Làm việc nhóm: Các nhóm có sự phân công nhiệm vụ rõ ràng, phối hợp ăn ý

và phù hợp với từng NL của các thành viên.

Bên cạnh đó, HS còn được phát triển một số kĩ năng sau đây: Kĩ năng gia công

cơ bản, Kĩ năng thuyết trình, phản biện; Tư duy kĩ thuật được hình thành và phát

triển…

Tiến trình trên là khả thi để tổ chức hoạt động trải nghiệm chương “Chất khí”

với thời lượng 90 phút cho một chủ đề ở trường THPT. Thực tế cho thấy, tổ chức

hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM đã phát huy tính tích cực và

bồi dưỡng NL sáng tạo cho HS. Tuy nhiên, phụ thuộc vào tình hình lớp học, GV có

thể điều chỉnh mức độ các hoạt động để phù hợp với NL của HS.

102


Sau đợt TNSP, thông qua việc tổ chức, theo dõi, phân tích diễn biến và kết quả

thực nghiệm, chúng tôi có những điểm nhận xét sau:

- Việc tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” theo

định hướng giáo dục STEM đã đạt được mục tiêu đề ra, HS được phát huy tính tích

cực và bồi dưỡng NL sáng tạo.

- Với thời lượng 90 phút cho một chủ đề trải nghiệm, GV giúp HS khắc sâu

được những kiến thức của chương Chất khí thông qua việc tổ chức cho HS trải

nghiệm với thí nghiệm, sản phẩm, tài liệu hướng dẫn.

- Tiến trình tổ chức trải nghiệm kiến thức vật lý theo định hướng giáo dục

STEM tạo được hứng thú cho HS vì HS được vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

Với chủ đề mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người, HS hiểu được cơ chế

hô hấp ngoài trong hai quá trình hít vào và thở ra. Với chủ đề thiết kế bộ thí nghiệm

kiểm chứng định luật Charles, HS được đóng vai là một nhà khoa học kiểm chứng

định luật, biết sử dụng nhiệt kế và áp kế. Từ đó, HS thấy được sự gần gũi của môn

học và yêu thích môn học hơn.

- Các phân tích thực nghiệm trên đã khẳng định tính khả thi của việc tổ chức

hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương “Chất khí - vật lý 10” theo định


Tuy nhiên, chúng tôi nhận thấy một số hạn chế, khó khăn trong quá trình thực

hiện:

- Tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM tốn nhiều

thời gian. Do đó khi tổ chức hoạt động trải nghiệm GV nên cân nhắc nội dung chủ

đề và hình thức tổ chức cho HS. Trong phân phối của chương trình GDPT mới, HS

THPT có 135 tiết/năm học/lớp hoạt động trải nghiệm, GV bộ môn nên phối hợp

với nhau để tổ chức các chủ đề trải nghiệm phù hợp.

- Thực nghiệm chỉ tiến hành trên phạm vi nhỏ, có tính đặc thù đối tượng, vùng

miền nên chưa thể khẳng định tính hiệu quả với toàn bộ đối tượng HS THPT.

- Nếu tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM thì phải

thay đổi nội dung kiểm tra đánh giá sao cho phù hợp với mục tiêu đã đề ra.

- Để tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM hiệu quả

cần phải có các phương tiện dạy học hiện đại (máy chiếu, máy vi tính…); cần có

103

phòng học trang bị đầy đủ các dụng cụ kĩ thuật; sự đòi hỏi cao ở HS (khai thác các

tài liệu, sử dụng thành thạo các thiết bị…); sự đòi hỏi cao ở GV từ khâu chuẩn bị ý

tưởng, giáo án, chuẩn bị vật liệu, thiết bị, tài liệu, nên cũng tạo thách thức cho cả

trường học, GV và HS.

104

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Từ kết quả thu được của luận văn, đối chiếu với nhiệm vụ đã đặt ra, chúng tôi

đã giải quyết được những vấn đề lý luận và thực tiễn sau:

- Phân tích và làm rõ cơ sở lý luận về hoạt động trải nghiệm, giáo dục STEM

và tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM. Trong

đó chúng tôi nhấn mạnh HS giữ vai trò trung tâm của hoạt động trải nghiệm, tự

phát hiện và giải quyết vấn đề, nhờ đó HS phát huy tính tích cực, được bồi dưỡng

NL sáng tạo và những kĩ năng cần thiết.

- Dựa trên cơ sở lý luận và thực tiễn, chúng tôi đã đề xuất xây dựng nội dung

và tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức “Chương Chất khí - Vật lý 10”

theo định hướng giáo dục STEM, nhằm tích cực hóa hoạt động trải nghiệm của HS,

phát triển NL sáng tạo của HS, hướng tới những mục tiêu xác định.

- Quá trình TNSP đã chứng tỏ tính khả thi của đề tài. Tổ chức hoạt động trải

nghiệm kiến thức Vật lý “Chương Chất khí - vật lý 10” thông qua các chủ đề trải

nghiệm xuất phát từ thực tiễn làm kích thích tò mò và tưởng tượng của HS, tăng

mức độ quan tâm của HS. Kết quả đánh giá định tính và định lượng đã chứng tỏ tổ

chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM giúp HS phát huy tính

tích cực và bồi dưỡng NL sáng tạo. Ngoài ra, thông qua hoạt động, HS cũng được

bồi dưỡng một số NL như: làm việc với tài liệu, giao tiếp, thực hành, làm việc

nhóm…

Trong điều kiện thời gian có hạn, nên chúng tôi chỉ tổ chức TNSP 2 chủ đề cho

3 lớp 10 với số lượng 75 HS. Do đó kết quả chưa có tính khái quát cao.

105

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2017), Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Sách giáo

khoa Vật lý 10 (Ban cơ bản), NXB Giáo dục Việt Nam.

2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2017), Hà Nhật Thăng (Tổng chủ biên), Sách giáo

khoa Giáo dục công dân 6, NXB Giáo dục Việt Nam

3. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2017), Hà Nhật Thăng (Tổng chủ biên), Sách giáo

khoa Giáo dục công dân 9, NXB Giáo dục Việt Nam.

4. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thông - Chương

trình tổng thể, Hà Nội, ngày 26 tháng 12 năm 2018.

5. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thông - Hoạt động

trải nghiệm và hoạt động trải nghiệm, hướng nghiệp, Hà Nội, ngày 26 tháng 12

năm 2018.

6. Tạ Thị Ngọc Bích (2015), Địa lý tự nhiên đại cương 2 (Khí quyển - Thủy

Quyển), NXB Đại học Sư phạm, TP.HCM.

7. Nguyễn Thị Hằng (2016), “Những vấn đề lý luận cơ bản về hoạt động trải

nghiệm sáng tạo trong chương trình giáo dục phổ thông mới của Việt Nam”, Tạp

chí giáo dục, Số đặc biệt (Kì 1 tháng 6/2016), 36-40.

8. Nguyễn Thị Hằng (2016), “Trải nghiệm sáng tạo trong dạy học ở trường phổ

thông: những bài học kinh nghiệm của Hàn Quốc đối với Việt Nam”, Tạp chí giáo

dục, Số đặc biệt (Kì 1 tháng 7/2016), 270-273.

9. Vương Cẩm Hương (2006), Rèn luyện năng lực chủ động sáng tạo cho học sinh

trong dạy học hóa học ở trường trung học cơ sở, Luận văn thạc sĩ Khoa học Giáo

Dục, Trường ĐHSP HN.

10. Trần Thị Hương (Chủ biên), Nguyễn Đức Danh, Hồ Văn Liên, Ngô Đình Qua

(2015), Giáo trình giáo dục học đại cương, NXB Đại học Sư phạm, TP.HCM.

11. Lacne I.Ia (1977), Dạy học nêu vấn đề, NXB GD HN.

12. Nguyễn Hữu Lễ (2016), “Một số vấn đề về dạy học trải nghiệm trong chương

trình giáo dục phổ thông”, Tạp chí giáo dục, Số 373 (Kì 1 tháng 1/2016), 26-28.

13. Lê Thị Thùy Linh (2017), “Dạy học trải nghiệm nhằm phát triển năng lực qua

chủ đề tích hợp kiến thức âm học trong chương trình vật lý 7”, Tạp chí giáo dục,

Số đặt biệt (Kì 1 tháng 10/2017), 79-83.

14. Nguyễn Thị Liên (Chủ biên), Nguyễn Thị Hằng, Tường Duy Hải, Đào Thị

Ngọc Minh (2016), Tổ chức hoạt động trải nghiệm sáng tạo trong nhà trường phổ

thông. NXB Giáo dục Việt Nam.

106

15. Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng

Phước Muội, (2017), Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh trung

học cơ sở và trung học hổ thông, NXB Đại học Sư phạm, TP.HCM.

16. Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng

Phước Muội, (2018), Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề giáo dục STEM cho học

sinh trung học cơ sở và trung học hổ thông, NXB Đại học Sư phạm, TP.HCM.

17. Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), Nguyễn Anh Dũng, Phùng Việt Hải, Nguyễn

Quang Linh, Hoàng Phước Muội, Ngô Trọng Tuệ (2018), Dạy học chủ đề STEM

cho học sinh trung học cơ sở và trung học hổ thông, NXB Đại học Sư phạm,

TP.HCM.

18. Nguyễn Thanh Nga (2015), Tổ chức dạy học dự án trong dạy học Vật lý đại

cương nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo và phát triển tư duy kĩ thuật của sinh

viên ngành kĩ thuật, Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo Dục, Trường ĐHSP HN.

19. Nguyễn Thanh Nga, Hoàng Phước Muội (2018), “Tổ chức hoạt động trải

nghiệm theo định hướng giáo dục STEM thông qua hoạt động câu lạc bộ và sử

dụng cơ sở vật chất phòng thí nghiệm ở trường trung học”, Tạp chí khoa học ĐH

Sư Phạm TP.HCM, Số 15 (Khoa học Giáo dục), 5-16.

20. Trần Thị Tuyết Oanh (2007), Giáo trình Giáo dục học, tập 1, NXB ĐHSP HN

21. Hoàng Phê (2012), Từ điển tiếng Việt, NXB Từ điển Bách Khoa.

22. Nguyễn Thị Ngọc Phúc (2018), “Phát triển năng lực dạy học trải nghiệm cho

giáo viên nhằm đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục”, Tạp chí giáo dục, Số 439 (Kì 1

tháng 10/2018), 22-24.

23. Lê Thanh Trúc (2018), “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương Cơ Sở của

nhiệt động lực học - Vật lý 11 theo định hướng giáo dục STEM”, khóa luận tốt

nghiệp đại học, Trường ĐHSP TPHCM.

24. Phan Minh Tiến (2012), “Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm hỗ trợ quá

trình dạy học chương “Chất khí và cơ sở của nhiệt động lực học”, vật lý 10 ban cơ

bản”, Luận văn thạc sĩ Giáo Dục Học, Trường ĐHSP TPHCM.

25. Thái Duy Tuyên (2001), Giáo dục học hiện đại, NXB ĐH Quốc Gia.

26. Đức Uy (1999), Tâm lí học sáng tạo, NXB GD, HN.

Tiếng anh

27. OECD (2002), Definition and Selection of Competencies: Theoretical and

Conceptual Foundation.

107

28. Weinert F. E. (2001), Vergleichende Leistungsmessung in Schulen -

eineumstrittene Selbstverstondlichkeit, In F. E. Weinert (eds), Leistungsmessung in

Schulen, Weinheim und Basejl: Beltz Verlag.

Trang web

29. http://tailieu.tv/tai-lieu/sinh-ly-hoc-thong-khi-26034/

Phụ lục 1: Phiếu học tập số 1 chủ đề “Mô hình mô phỏng hô

hấp ngoài của cơ thể người”

CHỦ ĐỀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM “MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HÔ HẤP

NGOÀI CỦA CƠ THỂ NGƯỜI” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Phiếu học tập 1: Tìm hiểu về hô hấp ngoài ở cơ thể người

Nhóm………..………….Lớp………….….

1/ Kể tên các cơ quan hô hấp tham gia vào quá trình hô hấp ngoài của cơ thể

người?

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

2/ Dưới đây là các thông số về áp suất và thể tích của khoang màng phổi của

một người khi hít vào và thở ra. Hãy thực hiện tính toán và rút ra nhận xét.

Quá trình Áp suất p Thể tích V Tích số p.V

Hít vào bình thường 754 mmHg 87.10 -6 m 3

Hít vào gắng sức 730 mmHg 88.10 -6 m 3

Thở ra bình thường 756 mmHg 86.10 -6 m 3

Thở ra gắng sức 759 mmHg 85.10 -6 m 3

Nhận xét:

Tích số p.V của khoang màng phổi khi thực hiện hô hấp

ngoài………………………………

Quá trình khoang màng phổi tăng giảm thể tích và áp suất khi thực hiện hô hấp

ngoài là quá trình………………….

3/ Phát biểu định luật liên quan đến quá trình nêu trên.

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

4/ Nêu cơ chế tăng giảm thể tích và áp suất của khoang màng phổi khi hít vào

và thở ra?

+ Khi hít vào:

Cơ hoành…….….→ Thể tích khoang màng phổi…..…… áp suất khoang màng

phổi………..

+ Khi thở ra:

Cơ hoành…….….→ Thể tích khoang màng phổi…..…… áp suất khoang màng

phổi…

Phụ lục 2: Phiếu học tập số 2 chủ đề “Mô hình mô phỏng hô




Phiếu học tập 2: Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người

Nhóm………..………….Lớp………….….

1/ Chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

Hãy vẽ sơ đồ mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người và chú thích các bộ

phận đóng vai trò chính.

….……………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………….………

……………………………………………………………………………….

2/ Vận hành mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

+ Kéo căng lớp bong bóng ở phía dưới theo hướng từ trên xuống dưới, thì hai quả

bong bóng ở phía trên …………….

→ Thể tích………., áp suất……………

+ Nâng lớp bong bóng ở phía dưới lên theo hướng từ dưới lên trên, thì hai quả bong

bóng ở phía trên………………….

→ Thể tích………., áp suất……………

3/ Vận dụng hiểu biết về hô hấp ngoài và định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt, em giải

thích cơ chế của “Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người”

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………….

Phụ lục 3: Phiếu học tập số 1 chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm

chứng định luật Charles”

HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM “BỘ THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG ĐỊNH

LUẬT CHARLES” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Phiếu học tập 1: Tìm hiểu dụng cụ đo

Nhóm………..……….Lớp……….……….

1/ Phát biểu định luật Charles

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

2/ Kiểm chứng định luật Charles

Nhiệt kế

+ Đơn vị đo: ………………………

+ Giới hạn đo: …………………….

+ Độ chia nhỏ nhất: ………………

+ Công dụng: ……………………..

+ Cách sử dụng:

………………………………………………………….……………………………

…………………………………………………………..……..……………………

………………………………………………………………..………...……………

Áp kế

+ Đơn vị đo: ………………………

+ Giới hạn đo: ………………………

+ Độ chia nhỏ nhất: …………………

+ Công dụng: ………………………


………………………………………………………………………………………

……………………..…………………………………………………………………

………………………………..………………………………………………………

Phụ lục 4: Phiếu học tập số 2 chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm




Phiếu học tập 2: Thực hành thí nghiệm

Nhóm………..……….Lớp……….……….

1/ Mục đích thí nghiệm

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

2/ Sơ đồ bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

Hãy vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles và chú thích các bộ

phận đóng vai trò chính.

….……………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………….………

……………………………………………………………………………….

3/ Kết quả thí nghiệm

+ Thực hiện thí nghiệm đo 3 cặp số liệu áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T tương

ứng.

+ Hoàn thành bảng.

Lần đo p (mmHg) t ( o C) T = t+273 ( o K) P/T

1

2

3

+ Nhận xét kết quả thí nghiệm:

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

Phụ lục 5: Phiếu học tập chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm chứng

định luật Gay Lussac”

Phiếu học tập


LUẬT GAY LUSSAC” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Nhóm………..……….Lớp……….……….

1/ Phát biểu định luật Gay Lussac

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

2/ Tìm hiểu dụng cụ đo - nhiệt kế

+ Đơn vị đo: ……………………

+ Giới hạn đo: ………………….

+ Độ chia nhỏ nhất: ………………

+ Công dụng: ……………………..


….……………………………………………………………………………………

…..……..……………………………………………………………………………

………..………...……………………………………………………………………

3/ Thí nghiệm

Mục đích thí nghiệm

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

Sơ đồ bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac

Hãy vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac và chú thích các

bộ phận đóng vai trò chính.

….……………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………….………

………………………………………………………………………………

4/ Kết quả thí nghiệm

+ Thực hiện thí nghiệm đo 4 cặp số liệu áp suất V và nhiệt độ tuyệt đối T tương

ứng.

+ Hoàn thành bảng.

Lần đo V (ml) t ( o C) T = t+273 ( o K) V/T

1

2

3

4

+ Nhận xét kết quả thí nghiệm:

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

Phụ lục 6: Phiếu học tập số 1 chủ đề “Thiết bị dự báo thời tiết

phong vũ biểu”

CHỦ ĐỀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM “MÔ HÌNH DỰ BÁO THỜI TIẾT

PHONG VŨ BIỂU” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Phiếu học tập 1: Bão hình thành từ đâu?

Nhóm………..………….Lớp………….….

1/ Nêu định nghĩa khí áp?

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

2/ Nêu định nghĩa nhiệt độ không khí?

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

3/ Nêu các điều kiện hình thành bão dưới dạng sơ đồ?

4/ Cơ chế hoạt động của thiết bị dự báo thời tiết phong vũ biểu?

Mực nước tăng:

- Thể tích khí trong bình…………

- Áp suất khí trong bình…………

- Áp suất khí quyển……………..

- Nhiệt độ khí quyển…………….

Mực nước giảm:

- Thể tích khí trong bình…………

- Áp suất khí trong bình………….

- Áp suất khí quyển………………

- Nhiệt độ khí quyển……………..

Phụ lục 7: Phiếu học tập số 1 chủ đề “Mô hình dự báo thời tiết

phong vũ biểu”



Phiếu học tập 2: Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu

Nhóm………..………….Lớp………….….

1/ Chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu

Hãy vẽ sơ đồ Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu và chú thích các bộ phận

đóng vai trò chính.

….…………………………………………………………………

………………………………………………………………………

………………………………………………………………………

………………………………………………………………………

………………………………………………………………………

………………………………………………………………………

………………………………………………………………………

2/ Vận dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng để giải thích cơ chế hoạt

động của mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu.

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

Phụ lục 8: Tài liệu hướng dẫn chủ đề “Mô hình mô phỏng hô


TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN



1. Sinh lý học thông khí

- Thông khí hay còn gọi là hô hấp ngoài,

đó là quá trình trao đổi khí giữa phế nang và

môi trường bên ngoài.

- Các cơ quan tham gia vào quá trình

thông khí: lồng ngực, đường dẫn khí, phổi,

màng phổi và khoang màng phổi.

Hình 1. Cấu tạo hô hấp ngoài


- Quá trình thông khí được thực hiện thông qua các động tác hô hấp: động tác

hít vào và động tác thở ra.

+ Động tác hít vào: Khi bắt đầu hít vào thì các cơ co lại làm kích thước của

lồng ngực tăng lên theo cả 3 chiều: chiều thẳng đứng, chiều trước sau và chiều

ngang. Trong đó, sự tăng kích thước theo

chiều thẳng đứng quan trọng hơn. Cơ chế để

phổi tăng kích thước theo chiều thẳng đứng là

do hoạt động của nhóm cơ hô hấp, đặc biệt là

cơ hoành. Khi cơ hoành co lại, nó sẽ hạ thấp

xuống dưới làm tăng chiều thẳng đứng của

lồng ngực. Lồng ngực nở ra làm cho lá thành

(dính sát vào lồng ngực) và lá tạng (dính sát

vào phổi) bị kéo xa nhau. Giữa lá thành và lá

tạng là một khoang kín ảo gọi là khoang màng

phổi. Trong quá trình hít vào, áp suất khoang

màn phổi giảm do thể tích khoang màng phổi tăng. Sự giảm áp suất của khoang

màng phổi chính là nguyên nhân của sự giảm áp suất trong phổi, tạo nên sự chênh

lệch giữa áp suất phổi và áp suất khí quyển, khiến cho không khí bị hút từ ngoài

vào.

Hình 2. Cơ chế hô hấp ngoài của

cơ thể người

+ Động tác thở ra: Khi ta ngừng hít vào, các cơ hô hấp sẽ giãn ra, dưới tác dụng

của lực đàn hồi, các xương sườn hạ xuống, cơ hoành bị các tạng ổ bụng đẩy lên cao

làm kích thước lồng ngực giảm theo cả ba chiều. Kích thước lồng ngực giảm, thể

tích khoang màng phổi giảm thì áp suất khoang màng phổi sẽ tăng lên. Áp suất

khoang màng phổi tăng làm tăng áp suất của phổi, tạo nên sự chênh lệch áp suất

giữa áp suất phổi và áp suất khí quyển, khiến cho không khí bị đẩy ra ngoài.

2. Kiến thức cần thiết

2.1. Quá trình đẳng nhiệt

Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá

trình đẳng nhiệt.

2.2. Định luật Boyle - Mariotte

Phát biểu: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ

nghịch với thể tích.

Điều kiện áp dụng: Khối khí lí tưởng và nhiệt độ không đổi.

Biểu thức:

pV = hằng số

Trong đó:

+ p là áp suất của lượng khí.

+ V là thể tích của lượng khí.

3. Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người

3.1. Bản vẽ thiết kế

Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người

gồm các phần sau:

- Dây rút nhựa.

- Đất sét.

- Ống hút.

- Bong bóng.

- Vỏ chai nhưa.

Hình 3. Bản vẽ thiết kế mô hình

mô phỏng hô hấp ngoài của cơ

thể người

- Lớp bong bóng.

Trong đó:

Vỏ chai mô phỏng thân mình gồm phổi, ổ bụng, cơ hoành.

Dây rút và ống hút mô phỏng khí quản.

2 quả bong bóng phía trên mô phỏng khoang màng phổi.

3.2. Thiết bị và vật liệu chế tạo mô hình hô hấp ngoài ở cơ thể người


VẬT LIỆU:

1 Vỏ chai nhựa các loại 3-4 cái

2 Ống hút 2 cái

3 Dây gút nhựa 2 cái

4

Bong bóng có kích thước

khác nhau

5-6 cái


6 Băng keo trong loại nhỏ 1 cuộn

THIẾT BỊ:

7 Kéo 1 cái


9 Máy khoan 1 cái

3.3. Hướng dẫn chế tạo mô hình hô hấp ngoài của cơ thể người

Chuẩn bị dụng cụ và

vật liệu.

Bước 1: Cắt đáy vỏ chai

và khoan lỗ cho nắp chai.

(Cắt tại đường tròn ranh

giới nối giữa thân chai và

đáy chai).

Bước 2: Cắt phần đầu 3

quả bong bóng.

- 2 quả bong bóng nhỏ:

Cắt sát vòng cao su.

- Quả bong bóng lớn: Cắt

tại vòng eo của quả bong

bóng.

Bước 3: Cắt 1,5 cm

phần ngắn hơn (so với

phần rút bẻ cong) của

ống hút.

Bước 4: Cố định 2 quả

bong bóng nhỏ đã cắt vào

2 phần ngắn của ống hút

bằng băng keo trong.

Bước 5: Cố định thật chặt

2 phần ống hút với nhau

bằng dây rút nhựa, sao

cho lượng khí trong hai

quả bong bóng là hệ kín.

Bước 6: Luồng phần

ống hút cố định vào

chai theo chiều từ đáy

chai đến miệng chai.

Bước 7: Luồng 2 đầu ống

hút còn lại vào lỗ đã

khoang sẵn ở nắp chai và

bịt kín miệng lỗ nắp chai

còn hở bằng đất sét. Vặn

nắp chai lại và gút phần

trên của ống hút bằng dây

rút nhựa.

Bước 8: Bịt chặt đáy vỏ

chai bằng bong bóng

lớn, ta được mô hình

hoàn chỉnh.

3.4. Vận hành và giải thích

Vận hành:

+ Giai đoạn 1: Ta kéo căng lớp bong bóng ở phía dưới theo hướng từ trên

xuống dưới, tượng trưng cho cơ hoành đi xuống. Khi đó, hai quả bong bóng ở phía

trên nở ra, tức là tăng thể tích, giảm áp suất; mô phỏng cho sự tăng thể tích và giảm

áp suất của khoang màng phổi khi hít vào.

+ Giai đoạn 2: Ta nâng lớp bong bóng ở phía dưới lên theo hướng từ dưới lên

trên, tượng trưng cho sự nâng lên của cơ hoành. Lúc này, hai quả bong bóng ở phía

trên thu nhỏ lại, tức là thể tích giảm, áp suất tăng; mô phỏng cho sự giảm thể tích

và tăng áp suất của khoang màng phổi khi thở ra.

Giải thích:

Vỏ chai nhựa đã đậy nắp là một hệ kín. Ban đầu, giả sử bong bóng mô phỏng

khoang màng phổi chứa một lượng khí nhất định có thể tích là V và áp suất là p.

Khi ta kéo căng lớp bong bóng ở phía dưới theo hướng từ trên xuống tượng


ở phía trên nở ra, tức là khối khí bên trong hai quả bong bóng tăng thể tích. Khi đó,

theo định luật Boyle – Mariotte, áp suất khối khí bên trong hai quả bong bóng sẽ

giảm.

Khi ta nâng lớp bong bóng ở phía dưới lên theo hướng từ dưới lên tượng trưng

cho sự nâng lên của cơ hoành, làm hai quả bong bóng mô phỏng khoang màng phổi

ở phía trên thu nhỏ lại, tức là khối khí bên trong hai quả bong bóng giảm thể tích.

Khi đó, theo định luật Boyle – Mariotte, áp suất khối khí bên trong hai quả bong

bóng sẽ tăng.

Sự tăng giảm áp suất và thể tích khoang màng phổi là cơ chế chính của quá

trình hô hấp ngoài ở cơ thể người.

Phụ lục 9: Tài liệu hướng dẫn chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm





1. Định luật Charles

Jacques Alexandre César Charles (1746-1823) là nhà vật lý, nhà hóa học người

Pháp. Ông nổi tiếng nhờ đinh luật mang tên mình, định luật Charles. Sau thí

nghiệm vào năm 1787, Charles đã tìm ra định luật để trả lời cho câu hỏi: Khi thể

tích của một lượng khí không đổi, quan hệ giữa áp suất và độ tuyệt đối của chất khí

là thế nào? Định luật này nói rằng: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí xác

định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

2. Dụng cụ đo

2.1. Nhiệt kế

- Nhiệt kế là dụng cụ để đo nhiệt độ.

- Có các loại nhiệt kế sau: nhiệt kế chất lỏng,

nhiệt kế điện, nhiệt kế điện trở, nhiệt kế bán dẫn,

nhiệt kế hồng ngoại…

- Cách sử dụng nhiệt kế:

Hình 1. Nhiệt kế

+ Lấy nhiệt kế ra khỏi vỏ bảo vệ, dùng bông lau sạch nhiệt kế.

+ Kiểm tra xem số đo trên nhiệt kế có phù hợp hay chưa. Nếu chưa thì cầm vào

thân nhiệt kế, vẩy mạnh. Chú ý khi vẩy, tay phải giữ chặt để nhiệt kế không bị văng

ra và cẩn thận để nhiệt kế không bị va đập vào các vật khác.

+ Sử dụng nhiệt kế để đo nhiệt độ. Khi đọc số đo của nhiệt kế, mắt nhìn thẳng,

vuông với mức số đo trên nhiệt kế.

+ Khi không sử dụng nhiệt kế, bảo quản nhiệt kế trong vỏ bảo vệ.

2.2. Áp kế

- Áp kế là dụng cụ để đo áp suất.

- Có các loại nhiệt kế sau: áp kế dùng nước, áp kế

thủy ngân, áp kế hộp, máy ghi khí áp…

- Cách sử dụng áp kế:

+ Kiểm tra và điều chỉnh kim áp kế về vạch 0.

+ Nối van áp kế với lượng khí cần đo.

+ Sử dụng áp kế để đo áp suất. Khi đọc số đo của

áp kế, mắt nhìn thẳng, vuông góc với mặt phẳng áp kế.

+ Khi không sử dụng áp kế, ta bảo quản áp kế nơi

khô ráo, tránh va đập.

Hình 2. Áp kế

3. Các kiến thức cần thiết

3.1. Quá trình đẳng tích

Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi gọi là quá trình đẳng tích.

3.2. Định luật Charles

Phát biểu: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ

thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Điều kiện áp dụng: Khối khí lí tưởng và thể tích không đổi.

Biểu thức:

P/T = hằng số

Trong đó:


+ T là nhiệt độ tuyệt đối của lượng khí.

4. Thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

4.1. Mục đích thí nghiệm: Kiểm chứng định luật Charles.

4.2. Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles gồm có:

- Áp kế.

- Nhiệt kế.

- Bình cầu nhánh.

- Nút đậy kín.

- Dây nhựa dẻo trong suốt.

- Máy sấy

Trong đó:

Bình cầu nhánh và nút đậy kín chứa lượng khí

xác định.

Hình 3. Bố trí thí nghiệm

Áp kế đo áp suất lượng khí.

Nhiệt kế đo nhiệt độ lượng khí.

Dây nhựa dẻo trong suốt để nối bình cầu với áp kế.

Máy sấy làm nóng để tăng nhiệt độ lượng khí trong bình.

4.3. Thiết bị và vật liệu chế tạo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles


VẬT LIỆU:

1 Áp kế 1 cái


3 Bình cầu nhánh 1 cái

4 Nút đậy kín 1 cái

5

Dây nhựa dẻo

trong suốt

1 sợi

6 Máy sấy 1 cái

THIẾT BỊ:

7 Kéo 1 cái


9 Tua vít 1 cái

4.4. Hướng dẫn chế tạo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles


liệu.

Bước 1: Dùng tua vít để

đục 1 lỗ nhỏ trên nút đậy.

(GV đã chuẩn bị)

Bước 2: Chèn nhiệt kế

vào lỗ trên nút sao cho

mặt phẳng nút cắt ngang

vạch 0 độ của nhiệt kế.

Đậy nút vào bình cầu.

Bước 3: Cắt dây nhựa

dẻo có chiều dài phù hợp

15-20cm. Nối một đầu

của dây nhựa dẻo vào

nhánh bình cầu, một đầu

nối vào áp kế.

Bước 4: Bố trí bộ thí

nghiệm để tiến hành thí

nghiệm kiểm chứng định

luật Charles.

4.1. Thực hiện thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

- Đọc nhiệt độ ban đầu của nhiệt kế.

- Dùng máy sấy để làm nóng lượng khí trong bình cầu.

- Đọc số đo của áp suất và nhiệt độ trên áp kế và nhiệt kế.

+ Số đo áp suất: đọc trên áp kế, đọc số đo áp suất sau khi vừa mới tắt máy sấy.

+ Số đo nhiệt độ: đọc trên nhiệt kế. Sau khi tắt máy sấy, vạch đỏ biểu thị số đo

nhiệt độ của nhiệt kế vẫn còn tăng. Đợi nhiệt độ trên nhiệt kế ổn định, đọc số đo

nhiệt độ ngay sau khi vạch đỏ vừa kết thúc tăng và chuẩn bị giảm.

- Viết số đo áp suất và nhiệt độ vào bảng.

- Ngâm nước để chờ bộ dụng cụ nguội, nhiệt kế quay lại nhiệt độ ban đầu.

- Thực hiện lại thí nghiệm 3 lần.

4.5. Kết quả và giải thích:

Kết quả:

Tích số P/T gần như xấp xỉ bằng nhau. Định luật Charles được kiểm chứng.

Giải thích:

Cố định lượng khí trong bình cầu bằng nút đậy kín, thể tích của khí là thể tích

của bình cầu. Do đó, quá trình thực hiện thí nghiệm là quá trình đẳng tích. Sấy

nóng lượng khí cố định trong bình cầu làm tăng nhiệt độ lượng khí. Mặt khác, theo

thuyết động học phân tử, các phân tử khí chuyển động không ngừng, chuyển động

càng nhanh khi nhiệt độ chất khí càng cao. Khi chuyển động hoảng loạn, các phân

tử chuyển động càng nhanh và va vào thành bình, gây nên áp suất thành bình. Định

luật Charles cũng khẳng định “trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất

định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Do đó, thông qua bộ thí nghiệm,

định luật Charles được kiểm chứng.

Phụ lục 10: Tài liệu hướng dẫn chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm

chứng định luật Gay Lussac”



LUẬT GAY LUSSAC” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

1. Định luật Charles

Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) là nhà vật lý, nhà hóa học người Pháp.

Ông nổi tiếng nhờ hai định luật liên quan đến các chất khí, công trình về các hỗn

hợp rượu-nước và chuẩn độ Gay Lussac được sử dụng để đo nước uống có cồn

trong nhiều quốc gia. Định luật Gay Lussac mang chính tên ông được phát biểu:

“Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí xác định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt

độ tuyệt đối.”

2. Dụng cụ đo- Nhiệt kế

- Nhiệt kế là dụng cụ để đo nhiệt độ.

- Có các loại nhiệt kế sau: nhiệt kế chất lỏng,

nhiệt kế điện, nhiệt kế điện trở, nhiệt kế bán dẫn,

nhiệt kế hồng ngoại…

- Cách sử dụng nhiệt kế:

Hình 1. Nhiệt kế

+ Lấy nhiệt kế ra khỏi vỏ bảo vệ, dùng bông lau sạch nhiệt kế.

+ Kiểm tra xem mức số đo trên nhiệt kế có phù hợp hay chưa. Nếu chưa thì

cầm vào thân nhiệt kế, vẩy mạnh. Chú ý khi vẩy, tay phải giữ chặt để nhiệt kế

không bị văng ra và cẩn thận để nhiệt kế không bị va đập vào các vật khác.

+ Sử dụng nhiệt kế để đo nhiệt độ. Khi đọc số đo của nhiệt kế, mắt nhìn thẳng,

vuông với mức số đo trên nhiệt kế.

+ Khi không sử dụng nhiệt kế, bảo quản nhiệt kế trong vỏ bảo vệ.

3. Các kiến thức cần thiết

3.1. Quá trình đẳng tích

Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳng áp.

3.2. Định luật Gay Lussac

Phát biểu: Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ

thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Điều kiện áp dụng: Khối khí lí tưởng và thể tích không đổi.

Biểu thức:

V/T = hằng số

Trong đó:



4. Thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac

4.1. Mục đích thí nghiệm: Kiểm chứng định luật Gay Lussac.

4.2. Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac gồm có:

- Tô sứ.

- Nhiệt kế.

- Ống xilanh.

- Đất sét/ súng bắn keo.

- Nước đá.

- Nước nóng.

- Nước ấm.

Hình 2. Bố trí thí nghiệm

Trong đó:

Ống xilanh có vạch chia để xác định thể tích khí.

Nhiệt kế đo nhiệt độ lượng khí.

Đất sét/ súng bắn keo bịt kín ống xilanh để cố định lượng khí.

Nước đá, nước nóng, nước ấm tạo ra các nhiệt độ khác nhau cho lượng khí

trong xilanh.

4.3. Thiết bị và vật liệu chế tạo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac


VẬT LIỆU:

1 Tô sứ 4 cái


3

Ống xilanh.

4 cái

4 Nước đá 1 tô

5 Nước nóng 1 phích


THIẾT BỊ:


4.4. Hướng dẫn bố trí và thực hiện thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac


liệu.

Bước 1: Kéo xilanh ra

đến vị trí 40 ml. Dùng

đất sét/ súng bắn keo để

bịt kín đầu tiêm để cố

định lượng khí.

Bước 2: Chuẩn bị nước

lạnh, nước nóng, nước

ấm ra 3 tô sứ, một tô sứ

để nguyên.

Bước 4: Đợi 5 phút.

Đọc và ghi các cặp

số liệu thể tích và

nhiệt độ tương ứng.

Bước 3: Cho xi lanh và nhiệt kế vào các tô sứ.

4.5. Kết quả và giải thích

Kết quả:

Tích số V/T xấp xỉ nhau. Định luật Gay Lussac được kiểm chứng.

Giải thích:

Cố định lượng khí trong xilanh bằng đất sét hoặc súng bắn keo. Khi cho xi lanh

vào các môi trường có nhiệt độ khác nhau, nhiệt độ khí và thể tích khí trong xi lanh

thay đổi. Giả sử áp suất của khí trong xilanh là bằng áp suất khí quyển, do đó quá

trình thực hiện thí nghiệm là quá trình đẳng áp. Định luật Gay Lussac khẳng định:

“Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt

độ tuyệt đối. Sau khi thực hiện thí nghiệm đo V và T nếu ta chứng tỏ được tỉ lệ V/T

là một hằng số thì định luật Gay Lussac được kiểm chứng.

Phụ lục 11: Tài liệu hướng dẫn chủ đề “Mô hình dự báo thời

tiết phong vũ biểu”




1. Bão hình thành từ đâu?

1.1. Nhiệt độ không khí

Mặt Trời là nguồn cung cấp ánh sáng và nhiệt cho Trái Đất. Khi các tia bức xạ

Mặt Trời đi qua khí quyển, chúng chưa trực tiếp làm cho không khí nóng lên. Mặt

đất hấp thụ lượng nhiệt của mặt trời rồi bức xạ lại vào không khí, lúc đó không khí

mới nóng lên. Độ nóng lạnh đó, gọi là nhiệt độ của không khí.

Ở các trạm khí tượng, người ta thường đo nhiệt độ không khí mỗi ngày ít nhất

3 lần lúc 5 giờ, 13 giờ và 21 giờ, rồi tính nhiệt độ trung bình ngày và ghi vào sổ

nhật kí. Khi đo nhiệt độ không khí người ta phải để nhiệt kế trong bóng râm và

cách mặt đất 2m.

Sự thay đổi nhiệt độ của không khí phụ thuộc vào vị trí gần hay xa biển, độ cao

và vĩ độ.

1.2. Khí áp

Khí áp là áp suất khí quyển đặt lên trên bề mặt đất. Áp suất của khí quyển trên

bề mặt đại dương bằng áp suất của cột thủy ngân cao 760 mm có thiết diện 1 cm 2

trên cùng mức với nhiệt độ bằng 0 0 C, ở vĩ độ 45 0 .

Các đơn vị thường dùng để đo khí áp là bar hoặc milibar (mb), Pascan (Pa), đin.

Khí áp chuẩn (760 mmHg) bằng 1013250 đin/cm 2 .

1mb = 1000 đin

1mb = 0,75 mmHg

1 mmHg = 1,33 mb

1 mmHg = 133,522 Pa

Mật độ không khí giảm theo chiều cao nên khí áp giảm theo chiều cao. Khí áp

nhìn chung giảm theo độ cao có quy luật: Ở độ cao 5 km khí áp giảm 2 lần, 10 km

khí áp giảm 4 lần, 15 km khí áp giảm 8 lần, 20 km khí áp giảm 10 lần so với mực

nước biển. Sự tăng giảm khí áp còn phụ thuộc vào nhiệt độ: nhiệt độ tăng 1 0 C, khí

áp giảm 0,4%.

1.3. Điều kiện để hình thành bão

Bão được hình thành cần phải có 3 điều kiện chính:

- Nhiệt độ nước biển phải cao, trung bình phải trên 26 0 C, làm nước bốc hơi

mãnh liệt tạo thành một vùng khí áp thấp. Khi đó không khí xung quanh khu vực

vừa bốc lên sẽ chuyển động vào trong. Do tác động tự quay của Trái Đất, không

khí chuyển động vào sẽ xoáy tròn. Đây là một trong những nguyên nhân tạo ra cơn

bão. Điều này thường dễ đạt được ở vùng biển nhiệt đới, mặt biển ở đó có nhiệt độ

không khí cao do ở đây nhận được nguồn nhiệt dồi dào của nước biển truyền cho.

Phải cần có sự gặp nhau của hai khối không khí có nhiệt độ chênh lệch nhau,

điều này tạo ta độ xoáy rất cần thiết cho sự hình thành xoáy thuận.

- Có lực làm lệch hướng (lực Coriolit do sự tự quay của Trái Đất) đủ lớn để tạo

nên xoáy thuận thì mới đủ điều kiện để hình thành bão. Vì nếu hai khối khí gặp

nhau ở xích đạo, thì chỉ gây ra dòng thăng bằng đứng. Do điều kiện này mà bão chỉ

suất hiện ở các vùng biển trên vĩ tuyến 5 0 trở lên.

- Các vùng phát sinh ra bão chủ yếu là phía đông Philippin, Biển Đông, quần

đảo Tây Ấn Độ và bờ biển phía Đông Australia. Nước biển ở các nơi đó có nhiệt độ

cao, cũng là nơi gặp gỡ những đợt gió mùa của hai bán cầu, vì thế trung bình một

năm có đến trên 20 cơn bão phát sinh.

Ở nước ta hàng năm trung bình chịu ảnh hưởng của 4-5 cơn bão, mùa bão ở

nước ta từ tháng 6 đến tháng 12. Tháng nhiều bão nhất là tháng 8 và tháng 9. Đầu

mùa bão (tháng 6 và tháng 7), bão thường đổ bộ vào Bắc Bộ, nhất là khu vực từ

móng cái đến Hải Phòng. Giữa mùa, bão thường đổ bộ vào đồng bằng Bắc Bộ và

Bắc Trung Bộ (Thanh - Nghệ - Tĩnh). Vào tháng 10, tháng 11 bão thường hay đổ

bộ vào bờ biển Trung Trung Bộ và cực nam Trung Bộ. Tháng 12, bão thường xảy

ra ở khu vực Nam Bộ, song rất hiếm.

2. Thiết bị dự báo thời tiết phong vũ biểu

Khái niệm "giảm áp suất khí quyển dự báo thời tiết có bão" được phát minh bởi

Lucien Vidie và là nền tảng cho thiết bị dự báo thời tiết đơn giản được gọi là

“Phong vũ biểu” hoặc "áp kế Goethe". Cấu tạo phong vũ biểu chứa bên trong một

ống thủy tinh được hàn kín, đổ nước vào một nửa, có một vòi hẹp nằm phía dưới

mực nước và nhô cao lên hơn mặt nước, và không hàn lại. Khi áp suất khí quyển

thấp hơn so với áp suất lúc hàn kín áp kế, mực nước sẽ dâng lên, và khi áp suất

tăng, mực nước sẽ hạ xuống. Như vậy, khi thể tích, áp suất và nhiệt độ khí trong

phong vũ biểu tăng dự đoán cho nhiệt độ tăng và khí áp bên ngoài giảm, là một

trong những điều kiện để bão hình thành. Sự biến đổi 3 thông số trạng thái áp suất

p, thể tích V và nhiệt độ T của lượng khí cố định trong bình có liên quan đến kiến

thức vật lý đã học đó là phương trình trạng thái khí lý tưởng.

3. Kiến thức cần thiết

Phương trình trạng thái khí lý tưởng:

Trong đó:



pV

T


const

4. Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu

4.1. Cấu tạo

Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu gồm các phần sau:

- Hộp nhựa

- Thanh thủy tinh chữ L

- Nước màu

Trong đó:

Hộp nhựa chứa nước màu và một lượng khí cố

định để dự báo thời tiết.

Thanh thủy tinh để quan sát độ chênh lêch của

cột nước.

Hình 1. Cấu tạo mô hình dự

báo thời tiết phong vũ biểu

4.2. Thiết bị và vật liệu chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu


VẬT LIỆU:

1 Hộp nhựa 1 cái

2 Thanh thủy tinh chữ L 1 cái

3 Nước màu 1 cốc

THIẾT BỊ:


5 Máy khoan 1 cái

4.2. Hướng dẫn chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu


liệu.

Bước 1: Dùng màu thực

phẩm pha nước màu.

Bước 2: Khoan 1 lỗ trên

hộp nhựa, cách nắp hộp 2

cm.

Bước 3: Dùng súng bắn

keo cố định thanh thủy

tinh chữ L vào lỗ đã khoan

trên hộp.

4.3. Vận hành và giải thích:

Vận hành:

Bước 4: Đổ nước màu

vào hộp và đậy kín nắp.

Ta được mô hình dự

báo thời tiết phong vũ

biểu hoàn chỉnh.



xuống.

HS ghi lại nhiệt độ không khí, khí áp, thời tiết và mô tả mực nước trong thanh

thủy tinh trong 7 ngày liên tục để xem xét mô hình có dự đoán được thời tiết theo

đúng cơ chế hay không.

Giải thích:



xuống. Các thông số trạng thái áp suất, nhiệt độ và thể tích đều thay đổi theo quy

luật phù hợp với phương trình trạng thái khí lý tưởng. Nhờ vào chiều cao mực nước

tăng giảm ta có thể dự báo được thời tiết tốt hay xấu.

Phụ lục 12: Đề kiểm tra định lượng chủ đề “Mô hình mô phỏng

hô hấp ngoài của cơ thể người”

Đề kiểm tra


khoang màng phổi thay đổi như thế nào khi hít vào?

A/ Thể tích khoang màng phổi giảm, áp suất khoang màng phổi tăng.

B/ Thể tích khoang màng phổi giảm, áp suất khoang màng phổi giảm.

C/ Thể tích khoang màng phổi tăng, áp suất khoang màng phổi tăng.

D/ Thể tích khoang màng phổi tăng, áp suất khoang màng phổi giảm.


khoang màng phổi thay đổi như thế nào khi thở ra?

A/ Thể tích khoang màng phổi giảm, áp suất khoang màng phổi tăng.

B/ Thể tích khoang màng phổi giảm, áp suất khoang màng phổi giảm.

C/ Thể tích khoang màng phổi tăng, áp suất khoang màng phổi tăng.

D/ Thể tích khoang màng phổi tăng, áp suất khoang màng phổi giảm.

Câu 3: Phát biểu nào sau đây là nội dung của định luật Boyle - Mariotte?

A/ Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với

thể tích.

B/ Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ nghịch với


C/ Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với

thể tích.

D/ Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với


Câu 4: Công thức của định luật Boyle - Mariotte là gì?

p

A/ const

T

B/ p.

V const

V

C/ const

T

pV .

D/ const

T

Câu 5: Trong quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người, cơ hoành thuộc nhóm cơ

hô hấp làm tăng kích thước phổi theo chiều nào?

A/ Chiều ngang.

B/ Chiều trước sau.

C/ Chiều thẳng đứng.

D/ Chiều xiên góc.

Câu 6: Khoang màng phổi là khoang kín ảo nằm giữa

A/ lá thành và lá lách.

B/ xương sườn và lá tạng.

C/ phổi trái và phổi phải.

D/ lá thành và lá tạng.

Câu 7: Trong mô hình, vỏ chai mô phỏng cho bộ phận nào của cơ thể người?

A/ Phổi.

B/ Thân mình của cơ thể người.

C/ Khoang màng phổi.

D/ Khí quản.

Câu 8: Trong mô hình, hai quả bong bóng phía trên mô phỏng cho bộ phận nào

của quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người?

A/ Cơ hoành.

B/ Phổi.

C/ Khoang màng phổi.

D/ Phế nang.

Câu 9: Trong mô hình, lớp bong bóng phía dưới mô phỏng cho bộ phận nào của

quá trình hô hấp ngoài ở cơ thể người?

A/ Cơ hoành.

B/ Phổi.

C/ Da người.

D/ Khoang màng phổi.

Câu 10: Trong “Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người” đất sét và dây

rút có tác dụng gì?

A/ Trang trí.

B/ Gắn kết các bộ phận với nhau.

C/ Mô phỏng cổ người.

D/ Tạo ra hệ kín để cố định một lượng khí nhất định.

Đáp án

1D 2A 3A 4B 5C 6D 7B 8C 9A 10D

Phụ lục 13: Đề kiểm tra định lượng chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm


Đề kiểm tra

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là nội dung của định luật Charles?

A/ Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với

thể tích.

B/ Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với


C/ Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với thể

tích.

D/ Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với


Câu 2: Công thức của định luật Charles là gì?

p

A/ const

T

V

C/ const

T

B/ p.

V const

pV .

D/ const

T

Câu 3: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles sử dụng những dụng cụ và vật

liệu nào?

A/ Tua vít, kéo, thước, khoan, áp kế, nhiệt kế, bình cầu phân nhánh, dây nhựa dẻo

và nút đậy kín.

B/ Tua vít, kéo, thước, áp kế, nhiệt kế, bình cầu phân nhánh, dây nhựa dẻo và nút

đậy kín.

C/ Tua vít, thước, áp kế, nhiệt kế, bình cầu phân nhánh, dây nhựa dẻo và nút đậy

kín.

D/ Tua vít, kéo, thước, áp kế, nhiệt kế, bình cầu phân nhánh, dây nhựa dẻo.

Câu 4: Áp kế đã sử dụng trong bộ thí nghiệm có đơn vị đo là gì?

A/ mmHg

B/ Pa

C/ Bar

D/ N/m 2

Câu 5: Áp kế đã sử dụng trong bộ thí nghiệm có giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất

bao nhiêu?

A/ 300 mmHg và 2mmHg

B/ 300 mmHg và 1mmHg

C/ 200 mmHg và 5mmHg

D/ 200 mmHg và 2mmHg

Câu 6: Nhiệt kế đã sử dụng trong bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles là

nhiệt kế gì?

A/ Nhiệt kế nước

B/ Nhiệt kế rượu

C/ Nhiệt kế thủy ngân

D/ Nhiệt kế dầu

Câu 7: Nhiệt kế đã sử dụng trong bộ thí nghiệm có đơn vị đo là gì?

A/ o C

B/ o F

C/ o K

D/ o T

Câu 8: Nhiệt kế đã sử dụng trong bộ thí nghiệm có giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất

bao nhiêu?

A/ 100 o C - 1 o C

B/ 100 o C - 2 o C

C/ 120 o C - 1 o C

D/ 120 o C - 2 o C

Câu 9: Vai trò của máy sấy tóc trong bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles

là

A/ tạo tiếng ồn.

B/ trang trí.

C/ làm nóng lượng khí để thay đổi nhiệt độ.

D/ tạo gió.

Câu 10: Một HS thực hiện thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles đã đo được

ứng với áp suất trong bình kín là 24mmHg, ta có nhiệt độ khí trong bình kín là

309 o K. Giả sửa nếu HS đó đo được nhiệt độ khí trong bình là 322 o K thì áp suất khí

tương ứng trong bình là bao nhiêu?

A/ 22mmHg

B/ 23mmHg

Đáp án

C/ 24mmHg

D/ 25mmHg

1D 2A 3B 4A 5A 6B 7A 8A 9C 10D

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?