Module 3.3 · Particles, heat and pressure (Hạt, nhiệt và áp suất)
Thuộc Package 3 · Explain with Models. Một mô hình duy nhất giải thích ba chương của sách giáo khoa.
Tôi dùng một mô hình hạt chuyển động để giải thích cả ba thể của chất, cả nhiệt lẫn áp suất.
| Unit | 4 |
| Mastery level | 3 tới 12 |
| Lớp (VN) | 4 tới 12 |
| Key concept chính | Models (Mô hình) · Change (Biến đổi) |
Đây là ví dụ đẹp nhất trong cả môn về sức mạnh của một mô hình tốt: ba mạch nội dung tưởng rời nhau (Nhiệt học, Áp suất, Chất khí) hoá ra là ba hệ quả của cùng một ý.
Unit 1 · Everything is made of moving particles (Vật chất gồm các hạt chuyển động)
Tôi sẽ làm được hình dung vật chất như tập hợp các hạt luôn chuyển động, kể cả khi vật đứng yên.
Mastery level 3-8 · Lớp 4-9 · Models (Mô hình)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Coi vật chất là khối liền, các hạt là chuyện của sách |
| Đạt | Dùng mô hình hạt để giải thích ba thể rắn, lỏng, khí |
| Vững | Dùng mô hình hạt giải thích cả hiện tượng chưa được dạy |
Bằng chứng đạt. Learner giải thích được vì sao mùi lan khắp phòng dù không ai quạt, bằng chuyển động của hạt.
Hiểu lầm thường gặp. Giữa các hạt có không khí. Thực ra giữa chúng là chân không, và hình dung sai này chặn learner khỏi hiểu vì sao chất khí nén được còn chất lỏng thì gần như không.
Knowledge node. Cấu tạo hạt của vật chất · Chuyển động nhiệt · Khuếch tán
Unit 2 · Heat, temperature, and change of state (Nhiệt, nhiệt độ, chuyển thể)
Tôi sẽ làm được phân biệt nhiệt độ với nhiệt lượng, và giải thích chuyển thể bằng hạt.
Mastery level 5-10 · Lớp 6-11 · Change (Biến đổi) · Energy (Năng lượng)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Dùng nhiệt độ và nhiệt lượng thay cho nhau |
| Đạt | Phân biệt hai đại lượng; giải thích nóng chảy và bay hơi bằng mô hình hạt |
| Vững | Giải thích được vì sao nhiệt độ đứng yên trong lúc chất đang chuyển thể |
Bằng chứng đạt. Learner nhìn đồ thị nhiệt độ theo thời gian của nước đá đang tan và giải thích được đoạn nằm ngang.
Hiểu lầm thường gặp. Một cốc nước sôi chứa nhiều nhiệt hơn một bồn nước ấm, vì nó nóng hơn. Nhiệt độ nói mức chuyển động trung bình của hạt, còn nhiệt lượng phụ thuộc cả vào có bao nhiêu hạt. Bồn nước ấm chứa nhiều năng lượng hơn nhiều.
Knowledge node. Nhiệt độ · Nhiệt lượng · Nhiệt dung riêng · Nóng chảy và bay hơi · Nhiệt nóng chảy
Unit 3 · Pressure in solids, liquids, gases (Áp suất trong rắn, lỏng, khí)
Tôi sẽ làm được giải thích áp suất bằng lực chia cho diện tích, và bằng va chạm của các hạt.
Mastery level 6-11 · Lớp 7-12 · Models (Mô hình) · Relationships (Quan hệ)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Dùng áp suất và lực thay cho nhau |
| Đạt | Tính áp suất; giải thích áp suất chất lỏng theo độ sâu |
| Vững | Giải thích áp suất khí bằng va chạm của hạt lên thành bình |
Bằng chứng đạt. Learner giải thích được vì sao đi giày cao gót lún xuống đất mềm sâu hơn đi giày bệt, dù cùng một người.
Hiểu lầm thường gặp. Áp suất khí quyển đẩy từ trên xuống. Nó đẩy đều theo mọi hướng, và hình dung sai này làm learner không giải thích được vì sao hút được nước bằng ống hút.
Knowledge node. Áp suất · Áp suất chất lỏng · Áp suất khí quyển · Lực đẩy Ác-si-mét
Unit 4 · The gas laws (Các định luật chất khí)
Tôi sẽ làm được dự đoán chất khí phản ứng thế nào khi tôi đổi áp suất, thể tích, hoặc nhiệt độ.
Mastery level 9-12 · Lớp 10-12 · Relationships (Quan hệ)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Nhớ công thức nhưng lẫn đại lượng nào giữ cố định |
| Đạt | Áp dụng đúng các định luật chất khí vào bài toán |
| Vững | Suy ra được quan hệ đó từ mô hình hạt, không chỉ nhớ công thức |
Bằng chứng đạt. Learner giải thích bằng hạt vì sao nén khí lại làm áp suất tăng, trước khi viết công thức nào.
Hiểu lầm thường gặp. Các định luật chất khí là ba công thức rời cần học thuộc. Cả ba là hệ quả của một mô hình duy nhất, và learner nào thấy được điều đó sẽ không bao giờ lẫn nữa.
Knowledge node. Định luật Boyle · Định luật Charles · Phương trình trạng thái khí lý tưởng
Dạy module này theo kiểu IB
Concept-based. Khái niệm dẫn dắt là Models: một mô hình tốt trả nhiều hơn cái nó lấy, vì nó giải thích được cả những hiện tượng chưa ai kể cho ta nghe.
Inquiry. Khuôn một mô hình, nhiều hiện tượng:
Cho learner sáu hiện tượng rời rạc, KHÔNG nói chúng liên quan gì nhau
(mùi lan, bóng bay xẹp, nước đá tan, lốp xe căng khi trời nóng, ...)
↓
"Có cách nào giải thích cả sáu bằng cùng MỘT ý không?"
↓
Nhóm tự dựng mô hình hạt của mình
↓
"Mô hình của em giải thích được cả sáu chưa? Cái nào chưa?"Để learner tự dựng mô hình rồi thử nó trên nhiều hiện tượng dạy được hai thứ cùng lúc: nội dung, và cách khoa học đánh giá một mô hình là tốt hay không.