1. Phân tích logic kiến thức
Trong chương Nhiệt học ở chương trình Vật lý THCS, cụ thể là Vật lí lớp 8, học sinh không có hẳn một chương nghiên cứu về chất khí riêng như Vật lý lớp 10, mà chỉ học các bài riêng lẻ về cấu tạo chất, sự chuyển động của nguyên tử, phân tử trong chương Nhiệt học.
Trong Vật lý lớp 8, học sinh chỉ học đơn thuần về mặt định tính về:
+ Cấu tạo chất thông qua lịch sử hình thành với các thí nghiệm Brown và hiện tượng khuếch tán.
+ Những ý cơ bản đầu tiên về áp suất của khí quyển nhưng không đi sâu vào bản chất.
® Như vậy, khi học áp suất khí quyển, học sinh chỉ biết rằng không khí gây ra áp suất theo mọi phương nhưng không giải thích được tại sao. Cũng như khi học về cấu tạo chất và sự chuyển động của nguyên tử, phân tử, học sinh chỉ hiểu về cấu tạo chất thông qua các ví dụ mô hình như đổ ngô với cát trộn vào nhau, sự hụt thể tích khi hòa nước với rượu...mà không giải thích được hình dạng hay thể tích của chúng là do lực tương tác phân tử tạo ra; hay thí nghiệm của Brown về sự chuyển động của hạt phấn và hiện tượng khuếch tán (theo hướng lịch sử hình thành của thuyết động học phân tử chất khí) mà chưa học về thuyết ngay lớp 8.
Chương Nhiệt học nói chung và đặc biệt là thuyết động học phân tử nói riêng là những kiến thức mang tính hàn lâm, cần sử dụng những kiến thức về nội năng, chất rắn, chất lỏng.... để giải thích (những vấn đề đòi hỏi lượng kiến thức nặng và sâu, gồm cả các kiến thức về hóa học phải vững), mà những kiến thức này là khá nặng với tư duy của HS lớp 8.
® GV có thể gặp khó khăn trong việc truyền đạt kiến thức sao cho HS có cái nhìn dễ hiểu nhất về chủ đề cấu tạo chất.
Tuy nhiên nội dung cấu tạo chất và chuyển động nhiệt vào chương trình lớp 8 là một trong những nội dung quan trọng nhất vì đây là những kiến thức nền tảng của nhiệt học, có liên quan trực tiếp đến rất nhiều hiện tượng và ứng dụng trong thực tế, yêu cầu học sinh phải hiểu được ít nhất là định tính để học lên các kiến thức cao hơn.
2. Khó khăn của học sinh và giáo viên khi dạy và học các bài lý thuyết về cấu tạo chất và chuyển động nhiệt
* Học sinh:
+ Học sinh khó có thể nhớ được đầy đủ và hiểu sâu về nội dung bài học vì nó có tính trừu tượng cao.
+ Học sinh sẽ bị vận dụng sai kiến thức là nhầm lẫn các kiến thức với nhau do hạn chế về tư duy.
* Giáo viên:
+ Để dạy học một thuyết mang tính trừu tượng như vậy thì nếu không có phương pháp dạy học phù hợp thì không thể giúp học sinh hình dung được nội dung bài học.
+ Việc sử dụng các phương tiện dạy học như máy chiếu, internet, phần mềm dạy học... còn phụ thuộc rất lớn vào môi trường dạy học nên giáo viên có thể gặp khó khăn trong việc hình thành kiến thức thông qua con đường quan sát.
Þ Đứng trước những khó khăn trên thì việc lựa chọn và sử dụng phương pháp dạy học tích cực, phù hợp với người học, tận dụng được sự phát triển về CNTT là vô cùng quan trọng và cấp thiết.
3. Những lợi thế khi dạy và học tại trường THCS Cao Bá Quát – Gia Lâm
Một trong những khó khăn lớn nhất của việc dạy các bài cấu tạo chất và chuyển động nhiệt chính là thiếu cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học như: Thí nghiệm, máy chiếu, máy tính, phần mềm dạy học... Nhưng thật may mắn cho tôi khi được làm việc trong môi trường đầy đủ những yếu tố hỗ trợ tất nhất – trường THCS Cao Bá Quát – Gia Lâm.
Trường THCS Cao Bá Quát – Gia Lâm là một trong những trường tiên phong của huyện trong việc phát triển “Trường học điện tử” nên trang thiết bị dạy học luôn được chú trọng đầu từ và phát triển. Hiện nay:
+ 100% các lớp được trang bị máy chiếu, máy tính riêng tại từng lớp học.
+ 100% mạng internet được phủ tới toàn lớp học.
+ GV thường xuyên được tập huấn về ứng dụng CNTT và phần mềm dạy học của từng bộ môn...
4. Phương pháp giảng dạy các tiết lý thuyết về cấu tạo chất và chuyển động nhiệt
Tận dụng được những ưu điểm vượt trội khi được làm việc tại trường THCS Cao Bá Quát, tôi đã sử dụng một số phương pháp giảng dạy các tiết lý thuyết về cấu tạo chất và chuyển động nhiệt như sau:
Có nhiều con đường dạy học, nhưng để tăng hứng thú học và nâng cao năng lực quan sát của học sinh, đưa nội dung cấu tạo chất và chuyển động nhiệt đến gần với học sinh hơn, tôi sử dụng phương pháp dạy học là dạy học thông qua quan sát, tức là phỏng theo các nhà khoa học đã làm và phương pháp thực nghiệm, như vậy vừa giới thiệu được một phần lịch sử vật lí của cấu tạo chất, vừa giúp mô phỏng lại các nội dung thông qua các ví dụ thực tế và thí nghiệm ảo, vừa giúp HS được trực tiếp thí nghiệm để khắc sâu kiến thức hơn. Cụ thể như sau:
+ Sau đó giáo viên sẽ yêu cầu học sinh tiến hành mô phỏng lại thí nghiệm, thay phấn hoa bằng phấn bảng nghiền nhỏ và yêu cầu học sinh quan sát hiện tượng và dự đoán nguyên nhân. (Nổi bật nội dung các nguyên tử, phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng)
+ Thí nghiệm mô hình: Dùng sự tương tự với chuyển động của quả bóng khổng lồ được thả xuống sân trường và tất cả HS ùa vào xô đẩy.
+ Thay đổi nhiệt độ của nước và quan sát hiện tượng xảy ra để rút ra kết luận về chuyển động nhiệt.
+ Cho HS quan sát video về hiện tượng khuếch tán, trực tiếp thí nghiệm bằng cách mở nắp nước hoa ở đầu phòng, cuối phòng cũng ngửi thấy, sử dụng phần mềm hỗ trợ dạy học là phần mềm PhET – mô phỏng TN trực tuyến, thí nghiệm thiết kế trên powerpoint mô phỏng lại các nguyên tử, phân tử chuyển động tự do...
Þ Hoàn thành xong nội dung kiến thức bài 20.
Như vậy với các phương pháp dạy học này, học sinh sẽ nhớ lâu hơn và hiểu tường minh hơn. Tóm lại, để thực hiện phương pháp này với sự hứng thú và hiệu quả cao nhất, tôi đã áp dụng các phương pháp dạy học sau:
- Phương pháp mô phỏng (các thí nghiệm mô phỏng).
- Phương pháp thực nghiệm.
- Hình thức dạy học: thảo luận nhóm.
- Thiết bị hỗ trợ: Phần mềm mô phỏng thí nghiệm trực tuyến PhET, máy tính, máy chiếu, powerpoint...
Với hình thức thảo luận nhóm, các vấn đề sẽ lần lượt được học sinh phát hiện vấn đề và tranh luận với nhau, làm không khí lớp học thêm sôi nổi và học sinh tiếp thu kiến thức lâu hơn và nhanh hơn, giảm bớt phần nào những khó khăn khi dạy và học đối với cả học sinh và giáo viên.