BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

NGÔ VĂN THIỆN

GIẢNG DẠY CHƢƠNG THUYẾT ĐỘNG HỌC
PHÂN TỬ VÀ CHẤT KHÍ LÝ TƢỞNG THEO ĐỊNH
HƢỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC
Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VẬT LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:
Tiến sĩ: LÊ THỊ THANH THẢO

TP HỒ CHÍ MINH 09 – 2004


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn cô Tiến sĩ LÊ THỊ THANH THẢO đã tận tình giúp đỡ tôi
hoàn thành luận văn này, quí thầy cô tham gia giảng dạy chƣơng trình sau đại học, các bạn
đồng nghiệp cho những ý kiến đóng góp quí báu trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Tác giả
NGÔ VĂN THIỆN


NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
SGK: sách giáo khoa.
THPT: trung học phổ thông.

1.2.2.3. Tính chất của mô hình......................................................................... 18
1.2.2.4. Phƣơng pháp mô hình trong vật lý học: .............................................. 19
1.2.3. Việc giảng dạy các mô hình trong vật lý ở trƣờng phổ thông [16] ........... 21
1.2.3.1. Thực tế việc giảng dạy các mô hình vật lý ở trƣờng phổ thông: ....... 21
1.2.3.2. Những hậu quả về mặt nhận thức đối với học sinh.[17] ..................... 22
1.2.3.3. Nguyên nhân. ...................................................................................... 24
1.2.3.4. Cách khắc phục. .................................................................................. 25
1.2.4. Vị trí và vai trò mô hình động học phân tử và chất khí lí tƣởng trong khoa
học vật lí. .......................................................................................................................... 26


1.2.5. Vị trí và vai trò của mô hình động học phân tử và chất khí lí tƣởng trong
việc dạy học vật lí ở phổ thông. ....................................................................................... 27
1.2.6. Tầm quan trong của việc dạy mô hình động học phân tử. ......................... 29
1.2.7 -Vận dụng PPMH trong dạy học vật lí........................................................ 30
1.2.8. Lựa chọn phƣơng pháp dạy học cho từng bài cụ thể của chƣơng "Thuyết
động học phân tử và chất khí lí tƣợng" theo hƣớng tổ chức HĐNT. ............................... 31
1.2.8.1. Những yêu cầu khi lựa chọn PPDH trên cơ sở lựa chọn cách thức tổ
chức HĐNT [5] ......................................................................................................... 31
1.2.8.2. Phân loại phƣơng pháp dạy học. ......................................................... 32
1.2.9. Giai đoạn chuẩn bị soạn thảo các giáo án theo định hƣớng tổ chức hoạt
động nhận thức. ................................................................................................................ 34
1.3. Tổ chức giờ học vật lí ở trên lớp. ...................................................................... 35
CHƢƠNG II: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY CÁC BÀI HỌC CHƢƠNG
“THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VÀ KHÍ LÝ TƢỞNG” THEO ĐỊNH HƢỚNG TỔ
CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC ..................................................................................... 37
2.1. Những nội dung cơ bản thuộc chƣơng "Chất Khí" (SGK lớp 10 thí điểm) hay
chƣơng X "Thuyết động học phân tử và chất khí lí tƣởng". ................................................ 37
2.1.1. Các luận điểm cơ bản của thuyết động học phân tử. ................................. 38
2.1.2. Các trạng thái cấu tạo chất. ........................................................................ 40

Trang 1

MỞ ĐẦU

Hiện nay Bộ Giáo Dục và Đào Tạo đang tiến hành cuộc cải cách giáo dục mang tính
chất cách mạng từ cấp Tiểu Học, Trung Học Cơ Sở cho đến Trung Học Phổ Thông. Lí do
cuộc đổi mới này nhằm đem lại sự phù hợp nhất định cho sự phát triển của đất nƣớc trong
giai đoạn mới. Theo đề án đổi mới của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo, bên cạnh không những đổi
mới nội dung từng môn học mà còn đề cập đến nhiệm vụ giảng dạy và học tập của giáo viên,
học sinh. Nền giáo dục Việt Nam phải có nhiệm vụ trang bị cho các em kiến thức phổ thông
nói chung và kiến thức vật lí nói riêng phải cơ bản, hiện đại, thiết thực, mang tính cập nhật
cao. Tính hiện đại và cập nhật của chƣơng trình vật lí thể hiện ở những điểm sau:[l]
- Các kiến thức vật lí phổ thông phải đƣợc trình bày phù hợp với tinh thần của thuyết
vật lí.
- Thay thế những ứng dụng lỗi thời bằng những ứng dụng mang tính cập nhật.
- Loại khỏi chƣơng trình những kiến thức mang tính hàn lâm lí thuyết.
- Coi trọng đúng mức các phương pháp nhận thức quan trọng trong vật lí nhƣ:
phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình, phương pháp tương tự, phương pháp
giả thuyết...
Bên cạnh việc trang bị cho các em học sinh kiến thức vật lí cơ bản, hiện đại, mang
tính cập nhật, chƣơng trình còn đề cập đến những kĩ năng quan trọng nhƣ: kĩ năng sử dụng
công cụ đo lƣờng, kĩ năng lắp ráp và thực hiện những thí nghiệm đơn giản, kĩ năng sử dụng
các thuật ngữ vật lí, kĩ năng quan sát hiện tƣợng vật lí, kĩ năng phát hiện nêu vấn đề, đề suất
phƣơng án giải quyết vấn đề... với hai thành tố kiến thức và kĩ năng đƣợc phối hợp một cách
chặt chẽ sẽ từng bƣớc hình thành cho học sinh năng lực nhận thức, năng lực giải quyết vấn đề
trong học tập cũng nhƣ việc vận dụng linh hoạt các kiến thức ấy vào việc giải


Trang 2
quyết các vấn đề trong đời sống xã hội, hƣớng tới rèn luyện cho các em các phẩm chất tâm lí

phần cơ học làm cơ sở cho hoạt động nhận thức các vấn đề mới, họ cần phải đƣợc chuyển đổi
cách tƣ duy: từ trên đối tƣợng, hiện tƣợng thực sang tƣ duy trên mô hình, đối tƣợng không
thực mà chỉ là hình ảnh ngƣời ta gán cho cấu trúc nội tại của đối tƣợng, hiện tƣợng. Nếu vấn
đề này không quan tâm đúng mức sẽ gây ra cho học sinh nhiều khó khăn về nhận thức:
- Khó khăn về mặt tƣ duy để tiếp cận với lĩnh vực mới: cấu trúc vật chất ở các cấp độ
vi mô khác nhau.
- Hạn chế tính tích cực, chủ động, sáng tạo.


Trang 4

- Học sinh không đủ cơ hội tiếp nhận một số phương pháp nhận thức quan trọng
trong vật lí nhƣ: phương pháp mô hình, phương pháp tương tự, phương pháp thực nghiệm...
- Không đƣợc làm quen với phương thức HĐNT trong lĩnh vực vật lí hiện đại.
- Kiến thức đƣợc chiếm lĩnh không phải bằng chính bản thân thông qua hoạt động
nhận thức nên kém bền vững và dễ bị lãng quên.
II. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lí luận của Didactic vật lí để vận dụng vào việc thiết kế và tiến hành
thực nghiệm sƣ phạm cho một số bài học của chƣơng "Thuyết động học phân tử và chất khí lí
tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT nhằm từng bƣớc giải quyết những khó khăn bƣớc
đầu về mặt nhận thức khi học sinh vừa tiếp cận với lĩnh vực học mới.
III. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt mục đích đề ra đề tài có những nhiệm vụ cơ bản sau:
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của Didactic vật lí khi giảng dạy các vấn đề thuộc thuyết
vật lí.
- Phân tích nội dung (mức độ phổ thông) và lịch sử hình thành các định luật về nhiệt.
- Nghiên cứu lịch sử quá trình hình thành thuyết động học phân tử.
- Thiết kế các bài học của chƣơng theo định hƣớng tổ chức HĐNT.
- Vận dụng phần mềm Powerpoint để thiết kế năm bài giảng điện tử nhằm hỗ trợ
trong việc thực nghiệm sƣ phạm.


Trang 6

CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC GIẢNG DẠY CÁC KIẾN
THỨC CỦA CHƢƠNG' THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VÀ KHÍ LÍ
TƢỞNG" THEO ĐỊNH HƢỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC.
1.1 Tại sao phải giảng dạy các kiến thức của chƣơng" Thuyết động học
phân tử và chất khí lí tƣởng" theo định hƣớng tổ chức HĐNT.
1.1.1 Giảng dạy các kiến thức của chương "Thuyết động học phân tử và chất khí lí
tưởng " với mục đích phát triển trí tuệ.
Việc chuyển từ lĩnh vực Cơ học sang lĩnh vực Vật lí phân tử và nhiệt học là một sự
kiện mang tính chất cách mạng trong nhận thức vì học sinh bắt đầu bƣớc vào thế giới vi mô,
đi sâu vào tìm hiểu cấu trúc vật chất, họ bắt gặp nhiều vấn đề về mặt nhận thức. Ví dụ: tính
cấu trúc gián đoạn của vật chất, hệ gồm rất lớn các phân tử... Điều này tạo ra sự hụt hẫng lớn
về mặt nhận thức. Nếu quá trình dạy học đƣợc tổ chức không mang tính khoa học thì rất có
thể dẫn đến những hậu quả nhận thức nặng nề cản trở sự tiếp nhận các phần vật lí hiện đại
tiếp theo. Có thể nói trong giai đoạn này, việc tổ chức quá trình dạy- học cho học sinh một
cách đúng đắn, khoa học và phù hợp đóng vai trò quan trọng. Cụ thể nhƣ sau:
- Với mỗi bài học, giáo viên lựa chọn cách tiếp cận sao cho phù hợp với con đƣờng
hình thành các kiến thức thuộc thuyết vật lí (định hƣớng đổi mới vật lí THCS và THPT).
- Lựa chọn cách thức tác động, điều kiện tác động phải phù hợp với trình độ học sinh,
giúp học sinh vừa chiếm lĩnh kiến thức vừa trang bị các PPNT trong lĩnh vực vật lí hiện đại
và phát triển tƣ duy.
- Tổ chức, điều khiển, dẫn dắt, uốn nắn hoạt động nhận thức học tập cho học sinh.


Trang 7
- Với mỗi bài học luôn đặt học sinh vào bối cảnh của vấn đề nhận thức, giáo viên chỉ
có nhiệm vụ gợi mở, định hƣớng để học sinh bằng hoạt động của chính bản thân mình mà
chiếm lĩnh kiến thức.

đƣợc đặt vào các hoạt động nhận thức đảm bảo tính khoa học và phù hợp thì mới từng bƣớc
trang bị cho học sinh các kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, từng bƣớc kết hợp chúng vào hoạt động
nhận thức giải quyết vấn đề thì năng lực nhận thức của học sinh mới đƣợc hình thành. Trong
chƣơng trình vật lí phổ thông số bài học thể hiện đầy đủ các giai đoạn của quá trình HĐNT
đƣa kiến thức ở mức độ lí thuyết hoặc thực nghiệm không nhiều. Tuy nhiên với các bài học
này, có thể tổ chức đầy đủ theo các bƣớc cơ bản của quá trình hoạt động nhận thức, để học
sinh trong một vài tiết học đƣợc tập dƣợt những HĐNT tƣơng đối đầy đủ.
Xuất phát từ lí do trên, cho thấy một số bài học của chƣơng" Thuyết động học phân tử
và chất khí lí tƣởng" có thể tổ chức HĐNT cho học sinh tƣơng đối đầy đủ theo con đƣờng
HĐNT đƣa kiến thức đến góc độ lí thuyết, để thông qua HĐNT học sinh vừa chiếm lĩnh kiến
thức, vừa rèn luyện đƣợc các thao tác tƣ duy lí thuyết trình độ cao (trừu tƣợng hóa, khái quát
hóa...).
Vậy làm thế nào để vận dụng các phương thức HĐNT vào việc tổ chức HĐNT cho
học sinh đem lại hiệu quả cao?


Trang 9

1.2. Làm thế nào để giảng dạy các kiến thức của chƣơng" Thuyết động học
phân tử và chất khí lí tƣởng" theo định hƣởng tổ chức HĐNT?
1.2.1 Phân biệt các phương thức HĐNT cơ bản trong vật lí.
Khoa học vật lí có hai lĩnh vực nghiên cứu cơ bản đó là phƣơng pháp thực nghiệm và
lí thuyết, vì vậy khoa học vật lí có hai phƣơng thức làm việc cơ bản đặc trƣng cho hai lĩnh
vực này.
Trong khoa học vật lí thì quá trình nhận thức, phƣơng pháp nghiên cứu, kiểu tƣ duy
của hai phƣơng thức này hoàn toàn khác nhau vì do đặc điểm của từng loại kiến thức. Vì vậy,
để vận dụng hai phƣơng thức này vào dạy học vật lí thì cần phải phân biệt rõ hai phƣơng thức
làm việc ấy. Khi đó, tùy thuộc vào từng loại kiến thức, thực nghiệm hoặc lí thuyết mà lựa
chọn con đƣờng thích hợp để quá trình hoạt động nhận thức đƣa đến kiến thức cho phù hợp.
Có thể minh họa hai phƣơng thức đó theo sơ đồ dƣới đây.[12]


đo.
- Thao tác tƣ duy có đặc điểm

- Thao tác tƣ duy có đặc điểm diễn

quy nạp là chủ yếu

dịch là chủ yếu.

- Các khái niệm đại lƣợng vật lí

- Các khái niệm đại lƣợng vật lí đặc

đặc trƣng cho các tính chất của

trƣng cho mô hình (đối tƣợng giả

đối tƣợng, hiện tƣợng.

định).

- Các quan hệ nhân quả biểu

- Các qui luật biến đổi của mô hình

diễn qui luật biến đổi của chứng

(phƣơng trình vật lí lí thuyết)


tƣợng thực. Vì vậy, với những bài học không thể bắt đầu bằng tình huống thực sự thì có thể
kích thích hoạt động nhận thức bằng chính logic của sự xuất hiện vấn đề nhận thức. Câu hỏi
có vấn đề xuất hiện trong sự liên kết chặt chẽ với những bài học có liên quan trƣớc đó. Với
những bài học lấy đƣợc tình huống có vấn đề thì tình huống đó phải thỏa mãn những điều
kiện sau[13].
* Điều kiện cần.
Tình huống đƣợc lựa chọn trƣớc hết phải là tình huống vật lí và phù hợp với mức độ
kiến thức bài học (kiến thức bài học có thể vận dụng để giải thích và tiên đoán cho tình huống
và tập hợp các tình huống còn lại trong phạm vi áp dụng của kiến thức).
Khi đã có kiến thức thì kiến thức đó là công cụ cần thiết để thấu hiểu nhiều tình huống
tƣơng tự khác. Nhƣng không phải tất cả trong số đó đều có thể chọn làm tình huống có vấn
đề ban đầu đƣợc.


Trang 13
* Điều kiện đủ.
Tình huống vật lí đƣợc lựa chọn phải thật sự là tình huống có vấn đề với đa số học
sinh trong lớp học, tức là phù hợp với tình độ của đa số học sinh và quen thuộc với học sinh.
Vấn đề xuất hiện khi phân tích tình huống phải nằm trong khả năng giải quyết với sự giúp đỡ
của thầy và bạn. Nếu vấn đề xuất hiện không quen thuộc với học sinh, họ không thể phân tích
tình huống bằng kiến thức, kinh nghiệm bản thân thì tình huống đó cũng không phù hợp.
Nếu vấn đề xuất hiện, khi phân tích vƣợt quá trình độ nhận thức, học sinh không thể
tham gia vào quá trình nhận thức tiếp theo, hoặc vấn đề xuất hiện chỉ bằng kiến thức cũ mà
học sinh giải đáp đƣợc thì tình huống đó cũng bị loại.
Ngoài ra tình huống có vấn đề đƣợc lựa chọn phải phù hợp với điều kiện khách quan,
thời gian, phƣơng tiện vật chất.
* Điều kiện cần và đủ: tạo nên cơ sở để lựa chọn hoặc xây dựng tình huống có vấn đề.
* Điều kiện cần: tạo nên tính đúng của một tình huống có vấn đề, nó đƣợc quyết định
bởi bản chất và mức độ của kiến thức bài học tƣơng ứng.
* Điều kiện đủ: tạo nên tính có vấn đề của tình huống, nó đƣợc quyết định bởi khả

Từ kết quả nghiên cứu trên mô hình → tiên đoán những hệ quả xảy ra trên đối tƣợng
thực mà mô hình đại diện (tức là nếu biến đổi của cấu trúc nội tại đúng nhƣ suy luận thì đối
tƣợng sẽ biến đổi nhƣ thế nào).


Trang 15
4- Xây dựng phương án kiểm chứng hệ quả.
Ở bƣớc này học sinh tƣởng tƣợng ra cách thức kiểm chứng hệ quả, chuẩn bị dụng cụ
thí nghiệm, hình dung sự vận hành của thí nghiệm dƣới sự trợ giúp của giáo viên. Tuy nhiên,
bƣớc này đòi hỏi học sinh phải có trực giác nhạy bén, trí tƣởng tƣợng phong phú, nền tảng
kiến thức, kinh nghiệm dồi dào. Vì vậy, đây là bƣớc nhận thức quan trong góp phần phát
triển tƣ duy sáng tạo của học sinh.
5- Tiến hành thí nghiệm kiểm chứng.
• Lắp đặt thí nghiệm.
• Đo đạc (sử dụng thiết bị, dụng cụ đo lƣờng).
• Đọc số liệu.
• Ghi số liệu vào bảng.
• Xử lí số liệu: lập bảng vẽ đồ thị, qui tụ một số kiến thức toán học cần thiết để rút ra
mối quan hệ hàm số giữa đại lƣợng vật K mới và đại lƣợng vật lí đã biết
6- Kết luận.
Tổng hợp kết quả thí nghiệm để rút ra kết luận về ý nghĩa của đại lƣợng vật lí mới và
đại lƣơng vật lí đã biết.
Đối chiếu kết luận với hệ quả ở trên. Bƣớc này có hai khả năng xảy ra.
• Khả năng 1: nếu kết luận rút ra từ kết quả thí nghiệm không phù hợp với hệ quả tiên
đoán từ việc nghiên cứu mô hình thì cần kiểm tra lại khâu tiến hành thí nghiệm hoặc mô hình
giả thuyết đƣa ra lúc đầu không phù hợp

cần phải thay thế bằng mô hình giả thuyết khác.

• Khả năng 2: nếu kết luận rút ra từ kết quả thí nghiệm phù hợp với hệ quả từ việc


Trang 17

1.2.2. Phương pháp mô hình.
1.2.2.1. Tìm hiểu phương pháp mô hình.
Trong vật lí học,V.A Stophơ đã định nghĩa mô hình nhƣ sau: "Mô hình là một hệ
thống đƣợc hình dung trong óc hay đƣợc thực hiện một cách vật chất, hệ thống đó phản ánh
thuộc tính bản chất của đối tƣợng nghiên cứu hoặc tái tạo nó, bởi vậy việc nghiên cứu mô
hình sẽ cung cấp cho ta những thông tin mới về đối tƣợng ".[9]
Khi tiếp cận với khái niệm mô hình thì cần phân biệt rõ sự khác biệt giữa đối tượng
vật chất và mô hình.
• Một mô hình chỉ phản ánh đƣợc một số tính chất của đối tƣợng vật chất.
• Cùng một đối tƣợng vật chất nhƣng có thể có nhiều mô hình khác nhau.
Trong vật lí học, mô hình có chức năng sau đây:
• Mô tả sự vật hiện tƣợng.
• Giải thích các tính chất, hiện tƣợng có liên quan đến đối tƣợng.
• Tiên đoán các tính chất và đối tƣợng mới.
1.2.2.2. Các loại mô hình được sử dụng trong vật lí học.
 Mô hình vật chất: là những mẫu trừu tƣợng đã đơn giản hóa các đối tƣợng vĩ mô
cần nghiên cứu.
Ví dụ: - Dùng chất điểm làm mô hình của chiếc xe chuyển động trên đƣờng.
- Dùng con lắc toán học làm mô hình để nghiên cứu dao động của con lắc thật.
 Mô hình lí tưởng: quan niệm về những vật thể, những chất mà ta không thể quan
sát trực tiếp đƣợc.
Ví dụ: - Mô hình cấu trúc vật chất.
- Mô hình biểu diễn trƣờng.
Tùy theo mức độ trừu tƣợng mà mô hình lí thuyết có nhiều loại.


Trang 18