Luận văn Nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập khi dạy học về chương chất rắn và chất lỏng - sự chuyển thể (vật lí 10 cơ bản)

c tự lực đánh giá việc thực hiện kế hoạch, nếu kết quả nghiên cứu phù hợp với giả thuyết thì chuyển sang giai đoạn kết luận, đánh giá kết quả. Nếu kết quả không phù hợp - Nghiên cứu lại giả thuyết. * Giai đoạn 4: Kiểm tra, tổng kết (gồm 3 bước) - Bước 8: Người học phát biểu ý kiến, kết luận, chuyển sang thử nghiệm. - Bước 9: Người học kiểm tra thử nghiệm kết quả nghiên cứu. - Bước 10: Người học tổng kết đánh giá kết quả. Khái quát những tri thức mới, kỹ năng, kỹ xảo mới, những hành động trí tuệ mới. Tuy nhiên việc phân ra các bước là hoàn toàn tương đối, ta có thể cắt bỏ hoặc làm tắt các bước trên cơ sở nội dung, vấn đề cụ thể, mức độ cụ thể. Nhận xét: Qua sơ đồ trên ta thấy trong các giai đoạn, các bước của phương pháp giải quyết vấn đề. Người học phải tự tìm tòi các biện pháp giải quyết vấn đề đã đặt ra và có thể tự đánh giá kết quả của mình, còn giáo viên giữ vai trò hướng dẫn, gợi mở, định hướng cho học sinh giải quyết vấn đề. - 41 - Hình 1.2. Sơ đồ các bước của phương pháp giải quyết vấn đề Xác nhận giả thuyết II-Giai đoạn lập kế hoạch I.Giai đoạn định hướng 2. Phát biểu vấn đề 1. Nêu vấn đề, phát hiện vấn đề, đưa sinh viên vào tình huống có vấn đề cần giải quyết. 4. Nêu các giả thuyết 3. Huy động vốn kinh nghiệm, các tri thức để chuẩn bị giải quyết vấn đề. 5. Lập kế hoạch giải quyết vấn đề III-Giai đoạn thực hiện kế hoạch 7. Đánh giá việc thực hiện kế hoạch 6. Thực hiện kế hoạch nghiên cứu giải quyết vấn đề 8. Phát biểu - kết luận Phủ nhận giả thuyết IV- Giai đoạn kiểm tra tổng kết Đề xuất vấn đề mới 9. Thử nghiệm ứng dụng 10. Tổng kết, đánh giá kết quả, thu nhận kiến thức mới - 42 - 2.1.1.3. Đặc trưng thứ ba Nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập có những cách tổ chức đa dạng, phong phú, lôi cuốn người học tham gia cùng tập thể thảo luận dưới sự hướng dẫn, gợi mở của giáo viên bằng các hình thức chung như: - Thảo luận chung ở lớp. - Làm việc theo nhóm nhỏ. - Làm tiểu luận, làm bài tập nghiên cứu. - Thực tế, thực nghiệm. - Trình bày ý kiến - báo cáo. Đặc trưng độc đáo của nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập là người học tiếp thu tri thức trong hoạt động tư duy, sáng tạo. - 43 - 2.1.1.4. Các pha tiến hành nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và giải quyết tình huống học tập Hình 1.3b. Sơ đồ các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề Hình 1.3a. Sơ đồ tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học. . Hình 1.3. Sơ đồ các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề phỏng theo nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập. Trên cơ sở phân tích quá trình hình thành hệ thống các tri thức vật lý, có kể đến vai trò của tương tác xã hội trong quá trình xây dựng tri thức, tác (6) Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đặt ra tiếp theo. Pha thứ nhất Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hoá tri thức, phát biểu vấn đề. Pha thứ hai Học sinh hành động độc lập, tự chủ trao đổi tìm tòi, giải quyết vấn đề. Pha thứ ba Tranh luận, thể chế hoá, vận dụng tri thức mới (1) Tình huống có tiềm ẩn vấn đề. (2) Phát biểu vấn đề bài toán. (3) Giải quyết vấn đề: suy đoán, thực nghiệm giải pháp. (4) Kiểm tra, xác nhận kết quả: xem xét sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm. (5) Trình bày, thông báo, thảo luận bảo vệ kết quả. - 44 - giả Phạm Hữu Tòng đã chỉ ra tiến trình xây dựng và bảo vệ tri thức khoa học xét về mặt toàn bộ (tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề khi xây dựng, vận dụng một tri thức vật lý cụ thể). Đề suất vấn đề - suy đoán giải pháp và khảo sát lý thuyết và/hoặc thực nghiệm - kiểm tra, vận dụng kết quả. Tiến trình được thể hiện bằng sơ đồ hình… Để phát huy đầy đủ vai trò của học sinh, sự tự chủ hoạt động xây dựng kiến thức, vai trò của giáo viên trong tổ chức tình huống học tập và hướng dẫn học sinh tìm tòi xây dựng tri thức, cũng như phát huy vai trò của tương tác xã hội (của tập thể học sinh) đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân học sinh, đồng thời cho học sinh tập quen với quá trình xây dựng và bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học, có thể thức hiện tiến trình dạy học theo các pha phỏng theo tiến trình nghiên cứu tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập. Tiến trình dạy học này gồm ba pha (hình 1.3b), sự phỏng theo được thể hiện ở hình 1.3. [ ]25 . 2.1.2. Tiến trình khoa học xây dựng tình huống học tập 2.1.2.1. Tiến trình khoa học xây dựng tình huống trong quá trình dạy học Nếu việc dạy học đặt ra mục tiêu vừa giúp học sinh nắm vững kiến thức, kỹ năng cơ bản về vật lý, vừa đảm bảo phát triển trí tuệ và năng lực sáng tạo của học sinh thì quá trình dạy học phải tổ chức, định hướng các hoạt động học của học sinh sao cho phù hợp với những đòi hỏi của tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng tri thức và phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh. Tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng kiến thức cụ thể có thể hiểu là tiến trình khoa học giải quyết vấn đề xây dựng một kiến thức cụ thể. - 45 - Hình 1.4: Sơ đồ tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng kiến thức. Như vậy thiết lập tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng một kiến thức cụ thể chính là việc phỏng theo tiến trình khoa học giải quyết vấn đề xây dựng tri thức cụ thể sao cho phù hợp với logic của tiến trình nhận thức khoa học và phù hợp với trình độ của học sinh. Các tiến tình có thể được sơ đồ hoá. Trong tiến trình này phải bao gồm việc phát hiện vấn đề, giải quyết vấn đề đề xuất kết luận cần tìm (kiến thức mới), đồng thời triển khai xem xét khả năng chấp nhận của kết quả tìm được trên cơ sở vận dụng kiến thức mới vào những hoàn cảnh, điều kiện mới, xem xét phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm. Hình 1.4 là diễn đạt về tiến trình nghiên cứu xây dựng một kiến thức cụ thể. Tình huống có tiềm ẩn vấn đề. Vấn đề. Điều kiện làm cơ sở cho việc tìm kiếm, chứng minh lời giải. Kết luận, nhận định. Kết quả suy luận (giải thích/ tiên đoán hiện tượng) Kết quả quan sát, thí nghiệm. - 46 - Sơ đồ tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng kiến thức được chú giải như sau: Tiến trình được diễn ra ở các hoạt động, nội dung dạy học sau: Phát hiện vấn đề: Từ tình huống có tiềm ẩn vấn đề, giáo viên chuyển giao nhiệm vụ, học sinh quan tâm đến nhiệm vụ, sẵn sàng nhận và tự nguyện thực hiện nhiệm vụ, mâu thuẫn nhận thức xuất hiện, vấn đề được phát hiện, được phát biểu. Giải quyết vấn đề: Sau khi vấn đề được phát biểu diễn đạt, giáo viên định hướng hoạt động nhận thức phù hợp với tiến trình nhận thức, học sinh hoạt động độc lập, tự chủ, trao đổi, tìm tòi giải pháp và thực hiện giải quyết vấn đề, đề xuất kết luận, nhận định. Vận dụng, kiểm tra: Tiếp theo, học sinh dùng kiến thức mới (kết luận, nhận định) thể chế hoá, vận dụng, kiểm tra (giải thích, tiên đoán, đối chứng). Trong quá trình phát hiện, giải quyết vấn đề, vận dụng kiểm tra học sinh được trao đổi, tranh luận tìm tòi, bảo vệ kiến thức cần xây dựng. 2.1.2.2. Thiết lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức Để có thể thiết kế hoạt động dạy học kiến thức cụ thể đạt hiệu quả cao, người giáo viên phải trả lời các câu hỏi sau [ ]25 : Cần cho học sinh lĩnh hội kiến thức, kỹ năng gì? Con đường dẫn tới sự chiếm lĩnh kiến thức, ký năng đó là như thế nào? Phải chỉ đạo hoạt động gì cho học sinh và chỉ đạo như thế nào để đảm bảo cho học sinh chiếm lĩnh được kiến thức, kỹ năng đó một cách sâu sắc, vững chắc, đồng thời đạt hiệu quả giáo dục? Kết quả sau khi học mà học sinh cần thể hiện ra được là gì? Như vậy, giáo viên phải hiểu sâu sắc về nội dung kiến thức và tiến trình hoạt động nhận thức cụ thể để xây dựng được nội dung kiến thức đó, đồng thời thể hiện ra bằng việc lập sơ đồ tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng kiến thức. Để lập được tiến trình khoa học xây dựng kiến thức (một tiến trình phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học, phù hợp với tiến trình phát hiện và giải - 47 - quyết vấn đề, phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh…) giáo viên phải tìm hiểu sâu sắc về kiên thức cần dạy và thực hiện theo các bước sau: Bước 1: Nghiên cứu chương trình, nội dung tài liệu giáo khoa về kiến thức cần xây dựng. Bước 2: Xác định những nội dung chính của tiến trình khoa học xây dựng kiến thức, bằng việc trả lời các câu hỏi sau: 1) Kiến thức cần xây dựng là điều gì, được diễn dạt như thế nào (kết luận, nhận định)? 2) Kiến thức đó là câu trả lời rút ra được từ việc giải bài toán cụ thể nào (điều kiện làm cơ sở cho việc tìm kiếm, chứng minh lời giải)? 3) Kiến thức đó trả lời cho câu hỏi vấn đề trong tình huống nào? 4) Kiến thức đó được vận dụng, kiểm tra bằng những điều kiện nào? Bước 3: Lập sơ đồ (biểu đạt logic) của tiến trình khoa học nghiên cứu xây dựng kiến thức, được lập theo tuần tự sau: 3, 2, 1, 4, Có thể giải trình như sau: Tình huống có tiềm ẩn vấn đề Vấn đề: Câu hỏi định hướng nội dung kiến thức Giải pháp xác lập kiến thức (giải bài toán nào) Kiến thức Vận dụng, kiểm tra (hợp thức hoá kiến thức). 2.2. Đặc điểm chương 2.2.1. Kiến thức chương " Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể" - Theo phân phối chương trình của Bộ giáo dục và đào tạo (thực hiện năm 2008 - 2009), trong chương này gồm 12 tiết trong đó : 08 tiết lý thuyết, 02 tiết bài tập và 02 tiết thực hành. Cụ thể gồm các bài sau: + Chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình. + Biến dạng cơ của vật rắn. - 48 - + Sự nở vì nhiệt của vật rắn. + Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng. + Sự chuyển thể của các chất. + Độ ẩm của không khí. 2.2.2. Phân tích nội dung kiến thức chương " Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể" - Hệ thống kiến thức chương "Dòng điện trong các môi trường chuyển thể" được trình bày sau khi học sinh đã nghiên cứu các kiến thức cơ bản về cấu tạo chất. So với sách giáo khoa cũ, các kiến thức này được tập trung vào một chương, được xét theo quan điểm thống nhất. Đi sâu vào giải thích các hiện tượng với kiến thức nền tảng là ... Nhờ đó giúp việc hệ thống hoá và so sánh một cách rõ ràng các hiện tượng. - Khi dạy - học về đề tài này học sinh làm quen với nhiều dạng khác nhau của các chất rắn và các hiện tượng khác nhau. Trong bài "Chất rắn kết tinh và Chất rắn vô định hình"; ta phải phân biệt được thế nào là chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình dựa vào tính chất vĩ mô và cấu trúc vi mô của chúng. Phân biệt được chất đa tinh thể và chất đơn tinh thể dựa vào tính dị hướng và đẳng hướng. Trong bài biến dạng cơ của vật rắn: nêu được nguyên nhân rây ra biến dạng cơ của vật rắn và phân biệt được hai loại biến dạng (Biến dạng đàn hồi và biến dạng không đàn hồi (biến dạng dẻo)) dựa trên tính chất giữ nguyên hình dạng và kích thước của chúng để từ đó phân biệt được các kiểu biến dạng kéo và nén của vật rắn dựa trên đặc điểm (điểm đặt, phương, chiều) tác dụng của ngoại lực gây nên biến dạng và phát biểu được nội dung, viết được biểu thức của định luật Húc. ở bài sự nở vì nhiệt của vật rắn: phát biểu và viết được công thức nở dài của vật rắn, viết được công thức xác định quy luật phụ thuộc nhiệt độ của độ dài và thể tích của vật rắn. Đồng thời nêu được ý nghĩa vật lý và đơn vị đo của hệ số nở dài và hệ số nở khối. - 49 - Còn với bài các hiện tựơng bề mặt của chất lỏng: mô tả được thí nghiệm về hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng. Nói rõ được phương, chiều và độ lớn của lực căng về mặt và nêu được ý nghĩa, đơn vị đo của hệ số căng bề mặt và mô tả được thí nghiệm về hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt của chất lỏng. Sơ bộ giải thích được sự tạo thành mặt khung của bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa nó trong hai trường hợp: Dính ướt và không dính ướt. Giúp học sinh phân biệt rõ các hiện tượng hơi khô và hơi bão hoà. Giải thích được nguyên nhân của trạng thái hơi bão hoà dựa trên quá trình cân bằng động giữa bay hơi và ngưng tụ. Phân biệt được bản chất của sự bay hơi và sự sôi. Đối với chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình: Cho học sinh quan sát các tranh ảnh và các mô hình của vài loại đơn tinh thể như muối ăn, kim cương, than chì tiếp đó cho học sinh biết về cấu trúc tinh thể của chất rắn. Đặc điểm của cấu trúc tinh thể là các hạt (Nguyên tử, phân tử, iôn) cấu tạo nên chất rắn được xắp xếp theo một trật tự xác định tuần hoàn trong không gian. Tính chất tuần hoàn trong không gian của tinh thể được biểu diễn bằng mạng tinh thể. Ví dụ mạng tinh thể muối ăn NACL gồm các ô mạng cơ sở có dạng hình lập phương, trong đó khoảng cách giữa các ion Na+ hoặc giữa các ion Cl- là a = 0,563 nm. Như vậy khi chọn vị trí cân bằng của các ion Na+ làm các nút mạng của tinh thể muối ăn thì vị trí cân bằng của các ion Cl- không trùng với các nút của mạng tinh thể này. So sánh chất rắn vô định hình với chất rắn kết tinh về cấu trúc vi mô: mọi chất rắn kết tinh đều có cấu trúc tinh thể; về tính chất vĩ mô: mọi chất rắn kết tinh đều nóng chảy (hoặc đông đặc) ở nhiệt độ xác định. Còn đối với chất rắn đơn tinh thể và chất rắn đa tinh thể, cách xắp xếp của các tinh thể theo trật tự nhất định hoặc hỗn độn. Một số tính chất vĩ mô: có tính dị hướng hoặc có tính đẳng hướng. - 50 - Đặc biệt ta phải nhấn mạnh với học sinh về cấu trúc tinh thể là yếu tố có ảnh hưởng quyết định đối với tính chất của các chất rắn. riêng các chất rắn kết tinh mới có nhiệt độ nóng chảy xác định. Hơn nữa những chất rắn kết tinh cấu tạo bởi cùng loại hạt (nguyên tử, phân tử, ion) nhưng có cấu trúc tinh thể không giống nhau thì tính chất của chúng cũng rất khác nhau (kim cương và than chì chẳng hạn). Mặt khác kích thước to nhỏ của các tinh thể và những khuyết tật, tức là những sai hỏng trong mạng tinh thể (do mạng tinh thể bị biến dạng, do một số nút mạng bị chiếm bởi các tạp chất hoặc bị bỏ trống .... ) cũng là những yếu tố ảnh hưởng mạnh đến các chất của chất rắn. Đặc biệt cách sắp xếp các tinh thể theo một trật tự xác định trong chất rắn đơn tinh thể đã tạo ra tính chất dị hướng. Tính chất này giúp ta phân biệt chất rắn đơn tinh thể với chất rắn đa tinh thể. Các chất rắn được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống cũng như trong nhiều ngành khoa học và công nghệ khác nhau do chúng có nhiều đặc tính quý báu: Kim cương rất cứng, các chất bán dẫn đơn tinh thể có tính dị hướng, kim loại và hợp kim có độ bền cơ học cao. Thuỷ tinh và Pôlime chịu được tác dụng của axít và nước biển . Đối với biến dạng cơ của vật rắn: chỉ cần thông qua những thí nghiệm đơn giản với một lá thép, một thanh tre, một sợi dây cao xu ... để minh hoạ được cả ba giai đoạn của biến dạng cơ. VD: Với sợi dây cao xu nhỏ (dùng buộc hàng) có độ dài ban đầu khoảng 5:6cm và bị kéo dãn bởi trọng lực của các quả nặng treo ở đầu dưới của dây ta thấy: + Sợi dây sẽ bị biến dạng đàn hồi khi treo vào nó các quả nặng từ 50g đến 300g. + Sợi dây sẽ bị biến dạng không đàn hồi (hay biến dạng dẻo) khi treo vào nó các quả nặng trên 300g. - 51 - + Sợi dây sẽ bị đứt khi treo vào nó các quả nặng trên 1000g. Bài này ta không đi giải thích cơ chế vi mô của các kiểu biến dạng cơ mà phải so sánh để thấy rõ đặc điểm (điểm đặt, phương, chiều) tác dụng của ngoại lực gây nên mỗi kiểu biến dạng. Về mặt định lượng nêu lên định luật Húc về biến dạng đàn hồi, kéo hoặc nén của vật rắn. Cần nhấn mạnh cho học sinh thấy rõ độ cứng K của vật rắn không chỉ phụ thuộc tính chất của vật rắn (đặc trưng bởi xuất đàn hồi E) mà còn phụ thuộc tiết diện S và độ dài ban đầu Lo của vật rắn vì LD = lol - nên khi 0l lD = 1 tức là l = 2lo thì E = d . Như vậy xuất đàn hồi có độ cứng bằng ứng xuất gây ra biến dạng kéo hoặc nén làm cho độ dài của vật rắn tăng gấp đôi (hoặc giảm một nửa) so với độ dài ban đầu của nó. Hiện tượng căng bề mặt: là hiện tượng các phân tử ở bề mặt của chất lỏng luôn có xu hướng bị kéo vào trong chất lỏng. Muốn duy trì diện tích bề mặt không đổi, cần phải thực hiện công để kéo dài các phần tử trong khối chất lỏng lên bề mặt của khối chất lỏng. Công này làm tăng thế năng của các phần tử tổng thế năng tăng thêm khi các phân tử tạo thành lớp bề mặt của chất lỏng gọi là năng lượng bề mặt. Muốn làm diện tích bề mặt của khối chất lỏng tăng càng nhiều thì năng lượng bề mặt phải càng lớn. Nói cách khác thì năng lượng bề mặt tỉ lệ với độ tặng diện tích bề mặt của chất lỏng. Bề mặt của chất lỏng sẽ ở trạng thái cân bằng bền khi năng lượng bề mặt có giá trị cực tiểu do đó khối chất lỏng luôn có xu hướng co lại tới diện tích nhỏ nhất ứng với giá trị cực tiểu của năng lượng bề mặt. Như vậy, nguyên nhân gáy nên lực căng brrg mặt là do những lực hút giữa các phân tử nằm trên bề mặt chất lỏng tăng lên khi có một số phân tử ở bề mặt bị hút vào trong chất lỏng, làm tăng khoảng cách giữa các phân tử trên bề mặt của nó. - 52 - Với hiện tượng dính ướt và không dính ướt: tại đường giới hạn bề mặt chất lỏng có sự tiếp xúc giữa chất lỏng với chất rắn của thành bình và chất khí ở phía trên mặt thoáng. Nhưng vì chất khí có mật độ phân tử rất nhỏ so với chất rắn và chất lỏng nên để đơn giản khi giải thích cơ chế của hiện tượng dính ướt và không dính ướt, người ta chỉ chú ý đến lực tương tác giữa các phân tử chất rắn của thành bình với các phân tử chất lỏng và lực tương tác giữa các phân tử chất lỏng, bỏ qua lực tương tác giữa các phân tử chất khí với các phân tử chất lỏng. Cần phân biệt rõ sự bay hơi với sự sôi: Sự bay hơi là sự chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) sảy ra trên bề mặt của chất lỏng ở nhiệt độ bất kỳ, còn sự sôi là sự chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) sảy ra cả trên bề mặt và cả bên trong chất lỏng ở nhiệt độ xác định không đổi. Giải thích rõ nguyên nhân của sự bay hơi theo cơ chế vi mô dựa trên chuyển động nhiệt của các phân tử chất lỏng và chất khí ở trạng thái cân bằng động để giúp học sinh nhận thức sâu sắc hơn về bản chất của các hiện tượng tự nhiên. Trên cơ sở đó học sinh dễ dàng phân biệt được trạng thái hơi khô với trạng thái hơi bão hoà, hơn nữa có thể suy đoán về những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ bay hơi của chất lỏng, ảnh hưởng đến áp xuất hơi bão hoà và thời gian sôi của chất lỏng. Hơi bão hoà cũng gây ra áp xuất trên thành bình (giống như chất khí). áp xuất này phụ thuộc vào số các phân tử khí có trong một đơn vị thể tích của bình chuyển động tới va chạm vào thành bình và phụ thuộc cường độ chuyển động nhiệt của các phân tử khí. Do đó áp xuất Po của hơi bão hoà phụ thuộc vào mật độ No của phân tử khí và phụ thuộc vào nhiệt độ T của khối khí theo công thức gần đúng: Po = kno T, với k là một hằng số.Rõ ràng áp suất hơi bão hoà Po không phụ thuộc thể tích chứa hơi này. Thực vậy, giả sử nếu giảm thể tích chứa hơi thì áp xuất của hơi sẽ tăng lên, làm tăng tốc độ ngưng tụ của các phân tử hơi và làm giảm tốc độ bay hơi của các phân tử chất lỏng. Kết quả là - 53 - trạng thái cân bằng động giữa bay hơi và ngưng tụ trước khi giảm thể tích lại được tái lập và áp xuất hơi bão hoà giữ nguyên độ lớn của nó. ngoài ra có thể nói thêm cho học sinh biết các cách làm biến đổi hơi khô thành hơi bão hoà và ngược lại. Muốn biến hơi khô thành hơi bão hoà ta phải làm tăng tốc độ ngưng tụ và giảm tốc độ bay hơi để một phần hơi chuyển thành chất lỏng bằng cách tăng áp suất hoặc giảm nhiệt độ Ta biết một phần hai phân tử là bề mặt của trái đất bị nước bao phủ, lượng nước này không ngừng bay hơi tạo thành một lớp hơi nước trong khí quyển dày từ 10 đến 17km . Hơi nước tạo thành mây, mưa, tuyết, sương mù và ảnh hưởng rất nhiều đến khí hậu của trái đất, đến đời sống của con người , của động vật và thực vật. Hơi nước trong không khí làm gỉ sét.. làm mốc các dụng cụ quang học, làm hỏng các linh kiện điện và điện tử .... đo đó làm giảm đáng kể tuổi thọ của các dụng cụ và máy móc cơ khí, quang học, điện và điện tử. Vì vậy, việc khảo sát độ ẩm của không khí có ý nghĩa rất quan trọng đối với đời sống. Độ ẩm tuyệt đối của không khí cho biết khối lượng hơi nước (tính ra gam) có trong một 1m3 không khí. độ ẩm cực đại cho biết khối lượng hơi nước bão hoà (tính ra gam) có trong 1m3 không khí. Rõ ràng độ ẩm tuyệt đối không cho biết trạng thái của hơi nước trong không khí có gần trạng thái bão hoà hay không, tức là không cho biết khối lượng hơi nước trong không khí còn có thể tăng thêm được nữa hay không? muốn trả lời điều này ta cần phải so sánh độ ẩm tuyệt đối với độ ẩm cực đại của hơi nước trong không khí ở cùng một nhiệt độ bằng cách lập tỉ số giữa chúng và hình thành khái niệm độ ẩm tỉ đối của không khí để mô tả mức độ ẩm của không khí ở nhiệt độ tương ứng. Độ ẩm tỉ đối càng lớn, hơi nước trong không khí càng gần trạng thái bão hoà của nó và nước càng khó tiếp tục bay hơi thêm vào trong không khí. Do đó việc dự báo thời tiết đòi hỏi phải xác định đồng thời cả độ ẩm tuyệt đối và - 54 - độ ẩm tỉ đối của không khí. Khi nhiệt độ của không khí tăng lên thì độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm cực đại đều tăng theo, nhưng độ ẩm cực đại tăng nhanh hơn nên độ ẩm tỉ đối sẽ giảm. Vì vậy, độ ẩm tuyệt đối vào buổi trưa thường lớn hơn so với buổi sáng sớm và chiều tối, hoặc độ ẩm tuyệt đối ở miền nhiệt đới thường lớn hơn so với ở miền ôn đới? ngược lại độ ẩm tỷ đối vào buổi trưa thường nhỏ hơn so với buổi sáng sớm và chiều tối, hoặc độ ẩm tỷ đối về mùa đông thường lớn hơn về mùa hè. ở nước ta về mùa mưa độ ẩm tỷ đối thường rất lớn, tính trung bình vào khoảng 85% đến trên 95% tuỳ theo vùng địa lý. Độ ẩm tỷ đối ảnh hưởng rất nhiều đến sức khoẻ con người. Thực vậy, tốc độ bay hơi qua lớp da phụ thuộc độ ẩm tỷ đối của không khí và sự bay hơi này lại có vai trò quyết định đến việc điều hoà thân nhiệt. Về mùa hè ở 300C, ta vẫn cảm thấy dẽ chịu nếu độ ẩm tỷ đối chỉ đạt khoảng 25%, nhưng sẽ cảm thấy oi bức khó chịu nếu độ ẩm tỷ đối vượt quá 80%. Còn về mùa đông ở 180C, ta cảm thấy lạnh nếu độ ẩm tỷ đối chỉ đạt khoảng 25%, nhưng sẽ cảm thấy mát mẻ nếu độ ẩm tỷ đối vượt qúa 60%. Như vậy nội dung kiến thức chương "Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể" trong chương trình SGK - THPT là cũng rất cơ bản và quan trọng, đòi hỏi người giáo viên phải nắm vững kiến thức cơ bản và những kiến thức liên quan. Do vậy việc nghiên cứu để tìm ra cách giảng dạy có một ý nghĩa quan trọng. 2.3. Thiết kế một só tình huống học tập và định hướng hoạt động nhận thức của học sinh vào các bài học 2.3.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương: "Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể" Để có cơ sở khoa học cho việc tổ chức tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập, cần phải phân tích nội dung kiến thức chương và thiết lập tiến trình xây dựng tri thức. Sau đây chúng tôi trình bày cấu trúc tổng thể các kiến thức cần dạy trong chương: - 55 - Hình 1.5. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương "Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể". Độ ẩm của không khí Độ ẩm tuyệt đối ( ) ( )231 km gma hn= Độ ẩm tỉ đối %100. A af = ; %100. BHP Pf » Độ ẩm cực đại A: ( )3/ mgA BHr= Chất rắn kết tinh có cấu trúc tinh thể, có dạng hình học và nhiệt độ nóng chảy xác định, có tính dị hướng hoặc đẳng hướng Chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình Biến dạng cơ của vật rắn Sự nở vì nhiệt của vật rắn Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng Sự chuyển thể của các chất Chất rắn vô định hình không có cấu trúc tinh thể, không có dạng hình học xác định, không có tnhiệt độ nóng chảy, có tình đẳng hướng Định luật Huc về biến dạng đàn hồi (kéo hoặc nén) 0 l l e a d D = = lkFdh D= , với 0l SEk = Sự nở dài: tllll D=-=D 00 a Sự nở khối: tVVVv D=-=D 00 b Ứng dụng Ứng dụng Nhiệt nóng chảy mQ l= (X nhiệt nóng chảy riêng) Nhiệt hoá hơi (L: nhiệt hoá) Sự bay hơi là quá trình chuyển thể từ thể lỏng sang thể khí (hơi) Sự sôi là quá trình chuyển thể từ thể lỏng sang khí Hiện tượng mao dẫn Lực căng bề mặt f ld= Hiện tượng dính ướt và không dính ướt Cách biến hơi khô thành hơi bão hoà và ngược lại - 56 - Các kiến thức trong chương 7 là các kiến thức về chất rắn và chất lỏng, sự chuyển thể của các chất. Trong chương này chúng ta có nhiệm vụ nghiên cứu các tính chất của chất rắn, chất lỏng. 2.3.2. Thiết lập tiến trình xây dựng tri thức một số bài học Để thiết lập sơ đồ tiến trình xây dựng tri thức một số bài học chúng tôi quy ước tóm tắt câu hỏi đề xuất vấn đề, hoạt động trình diễn của giáo viên (để xác lập yếu tố nội dung kiến thức nào đó). Biểu đạt yêu cầu của giáo viên với học sinh (để học sinh tự lực hành động xác lập yếu tố nội dung kiến thức nào đó). Học sinh suy nghĩ và trao đổi, phát biểu ý kiến với nhau, nêu ra khó khăn và nhu cầu về kiến thức cần thiết mà chưa biết. ?. Đề xuất vấn đề. ¸. Hoạt động biểu diễn của giáo viên (để xác lập