lựa chọn hệ thống bài tập, hướng dẫn giải và giải bài tập vật lý – chương lượng tử ánh sáng (chương trình lớp 12 nâng cao)

BỘ GIÁO D ỤC VÀ Đ ÀO TẠO TRƯỜNG Đ ẠI HỌC S Ư PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ Tác giả luận văn: U Trần Hà Thanh Mai Đề tài: U LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2011 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU T T 1.1- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI T T 1.2- MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU T T 1.3- NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU T T 1.4- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU T T CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ PHỔ THÔNG T T 2.1- MỤC ĐÍCH CỦA BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ T T 2.2- CÁCH SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÝ 10 T T 2.3- PHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ (Sơ đồ 1) 10 T T 2.3.1- Theo nội dung 10 T T 2.3.2- Theo phương thức 11 T T 2.3.3- Theo yêu cầu nghiên cứu tập 11 T T 2.3.4- Theo yêu cầu luyện tập kỹ năng, phát triển tư 12 T T 2.3.5- Theo hình thức làm 12 T T 2.4- HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 14 T T 2.4.1- Các cách hướng dẫn 14 T T 2.4.2- Hoạt động giải tập vật lý 16 T T 2.4.3- Các bước chung việc giải tập vật lý 17 T T 2.5- LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 20 T T 2.5.1- Lựa chọn tập 20 T T 2.5.2- Sử dụng hệ thống tập 20 T T 2.5.3- Nhiệm vụ, yêu cầu người giáo viên giảng dạy tập 21 T T CHƯƠNG 3: VẬN DỤNG 23 T T 3.1 TÓM TẮT LÝ THUYẾT 23 T T 3.1.1- Mục tiêu 23 T T 3.1.2- Cấu trúc chương trình 23 T T 3.1.3- Tóm tắt lý thuyết 23 T T 3.2- HỆ THỐNG BÀI TẬP 29 T T 3.2.1- Bài tập định tính 29 T T 3.2.2- Bài tập định lượng 29 T T 3.2.3- Bài tập thí nghiệm 33 T T 3.2.4- Bài tập trắc nghiệm 33 T T 3.3- HƯỚNG DẪN VÀ GIẢI 34 T T 3.3.1- Bài tập định tính 34 T T 3.3.2- Bài tập định lượng 38 T T 3.2.3- Bài tập thí nghiệm 90 T T 3.2.4- Bài tập trắc nghiệm 93 T T 4.4- BÀI TẬP THAM KHẢO 95 T T 4.4.1- Bài tập định tính 95 T T 4.4.3- Bài tập thí nghiệm 100 T T 4.4.4- Bài tập trắc nghiệm 101 T T KẾT LUẬN 107 T T TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 T T CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Quá trình dạy học trình hoạt động giáo viên học sinh Ta khơng thể coi q trình dạy học giáo viên trình diễn kiến thức, cần diễn đạt xác đầy đủ nội dung cần truyền đạt mà quan trọng phải giúp học sinh hình thành, rèn luyện phát triển lực tự giải vấn đề Rèn luyện lực tư truyền thụ kiến thức hai nhiệm vụ quan trọng việc dạy học trường phổ thơng nói chung mơn vật lý nói riêng Bên cạnh nội dung tri thức cần truyền thụ xác định chuẩn kiến thức, sách giáo khoa việc rèn luyện lực tư cho học sinh nhờ vào phương pháp dạy giáo viên: cách đặt vấn đề, chuyển mục, giải tập, Để việc dạy học đạt kết tốt giáo viên cần biết cách phát huy tính tích cực học sinh, biết lựa chọn phương thức tổ chức hoạt động, cách tác động điều kiện tác động phù hợp Bài tập vật lý công cụ hữu hiệu trình dạy học Sử dụng tập hợp lý có tác dụng củng cố, khắc sâu, mở rộng kiến thức; rèn luyện khả vận dụng sáng tạo, phát triển tư học sinh Để đạt mục tiêu giáo viên phải xây dựng hệ thống tập đảm bảo yêu cầu từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, nhiều hình thức, nhiều phương thức, nhiều nội dung khác nhau, đồng thời phải có phương pháp hướng dẫn hoạt động giải tập phù hợp với trình độ học sinh Chính lý mà em xin chọn đề tài: “Lựa chọn hệ thống tập, hướng dẫn giải giải tập vật lý – chương Lượng Tử Ánh Sáng (chương trình lớp 12 nâng cao)” cho luận văn tốt nghiệp 1.2- MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Tóm tắt kiến thức xác định hệ thống tập chương Lượng tử ánh sáng (chương trình lớp 12 nâng cao) Đưa tiến trình hướng dẫn hoạt động giải tập nhằm giúp đỡ học sinh nắm vững vận dụng tốt kiến thức 1.3- NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Nghiên cứu lý luận dạy học tập vật lý Nghiên cứu chương trình vật lý trung học phổ thông, chuẩn kiến thức, kĩ năng, sách giáo khoa để xác định nội dung kiến thức học sinh cần nắm vững kĩ giải tập mà học sinh cần rèn luyện Soạn thảo hệ thống tập chương Lượng tử ánh sáng, phân tích vị trí, tác dụng tập trình tự hướng dẫn học sinh giải tập Nghiên cứu sách tập tài liệu tham khảo khác 1.4- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.4.1- Lý luận Nghiên cứu sách lý luận dạy học, phương pháp giảng dạy vật lý trường trung học phổ thông 1.4.2- Lý thuyết Nghiên cứu sách giáo khoa, sách giáo viên, chuẩn kiến thức- kĩ năng, chương trình vật lý trung học phổ thông hành Nghiên cứu sách tập tài liệu tham khảo, 1.4.3- Vận dụng Trao đổi với giáo viên hướng dẫn, giáo viên giảng dạy trường Trung học phổ thông An Phước hệ thống tập, sai lầm học sinh hay mắc phải kinh nghiệm giảng dạy chương Lượng tử ánh sáng, tiếp thu ý kiến xác đáng để luận văn tốt CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ PHỔ THƠNG 2.1- MỤC ĐÍCH CỦA BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Trong thực tế dạy học, tập vật lý vấn đề đặt ra, đòi hỏi phải giải suy lí logic, phép tốn thí nghiệm dựa sở định luật, phương pháp vật lý Trong trình dạy học vật lý, tập có phần quan trọng đặc biệt Chúng sử dụng theo mục đích khác - Bài tập vật lý sử dụng phương tiện nghiên cứu tài liệu trang bị kiến thức cho học sinh, nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức cách sâu sắc, vững - Bài tập vật lý phương tiện rèn luyện cho học sinh khả tự vận dụng kiến thức, liên hệ lý thuyết với thực tế, học tập với đời sống, giải vấn đề đặt đời sống ngày - Bài tập vật lý phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt việc rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu cho học sinh Bởi giải tập hình thức làm việc tự lực học sinh Trong giải tập, học sinh phải phân tích điều kiện đề bài, tự xây dựng lập luận, thực việc tính tốn, cần thiết phải làm thí nghiệm, thực phép đo, xác định phụ thuộc hàm số đại lượng, kiểm tra kết luận Trong điều kiện đó, tư logic, tư sáng tạo học sinh phát triển, lực làm việc độc lập học sinh nâng cao - Bài tập phương tiện ôn tập, củng cố kiến thức học cách sinh động có hiệu Khi giải tốn địi hỏi học sinh phải nhớ định luật, công thức, kiến thức học, có địi hỏi vận dụng cách tổng hợp kiến thức học chương, phần Do đó, học sinh hiểu rõ ghi nhớ vững kiểm tra học - Thơng qua việc giải tập rèn luyện cho học sinh đức tính tốt tinh thần tự lập, tính cẩn thận, kiên trì, tinh thần vượt khó - Bài tập phương tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ học sinh cách xác 2.2- CÁCH SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÝ - Dẫn dắt vào bài, đặt vấn đề đầu học - Luyện tập kĩ - Ôn tập, củng cố kiến thức - Rèn luyện khả vận dụng kiến thức vào thực tế - Kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức 2.3- PHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ (Sơ đồ 1) Người ta phân loại tập theo nhiều đặc điểm: theo nội dung, theo phương thức cho điều kiện phương thức giải, theo yêu cầu định tính hay định lượng việc vấn đề cần nghiên cứu, theo yêu cầu luyện tập kỹ hay phát triển tư sáng tạo học sinh trình học 2.3.1- Theo nội dung 2.3.1.1- Theo đề tài tài liệu vật lý chúng Người ta phân biệt tập về: học, điện học, quang học,… Sự phân chia có tính chất quy ước Bởi kiến thức sử dụng giả thiết tập thường lấy từ chương mà lấy từ nhiều chương, nhiều phần khác cũa giáo trình vật lý 2.3.1.2- Bài tập có nội dung trừu tượng nội dung cụ thể - Nét đặc trưng tập trừu tượng điều kiện tập chất vật lý nêu bật lên, chi tiết không chất bỏ bớt Những tập giúp cho học sinh dễ dàng nhận cần sử dụng công thức, định luật hay kiến thức vật lý để giải Do học trừu tượng đơn giản thường dùng để học sinh tập dượt kiến thức vừa học - Những tập có nội dung cụ thể có tác dụng tập cho học sinh phân tích tượng thực tế, cụ thể để làm rõ chất vật lý vận dụng kiến thức cần thiết để giải 2.3.1.3- Bài tập kĩ thuật tổng hợp Các tập mà nội dung chứa đựng tài liệu kĩ thuật, sản xuất nông công nghiệp, giao thông liên lạc gọi tập có kĩ thuật tổng hợp 2.3.1.4- Bài tập có nội dung lịch sử vật lý Đó tập chứa đựng kiến thức có đặc điểm lịch sử: kiện thí nghiệm vật lý cổ điển, phát minh, sáng chế hay câu chuyện có tính chất lịch sử 2.3.1.5- Bài tập vui Là tập sử dụng kiện, tượng kì lạ, vui Việc giải tập làm cho tiết học sinh động, nâng cao hứng thú học tập học sinh 2.3.2- Theo phương thức 2.3.2.1- Bài tập lời Khi giải dùng lời để lập luận, giải thích tới kết luận hay câu trả lời 2.3.2.2- Bài tập tính tốn Khi giải phải thực phép tính với chữ số sử dụng công thức, phương trình trình biểu thị mối quan hệ đại lượng vật lý 2.3.2.3- Bài tập thí nghiệm Khi giải phải sử dụng thí nghiệm để tới mục đích Có thể sử dụng tốn thí nghiệm có đặc điểm nghiên cứu thực nghiệm phụ thuộc Trong tập dạng này, thí nghiệm thường sử dụng phương tiện quan trọng nhằm thu nhập số liệu cần thiết để kiểm tra, đánh giá phù hợp kết lý thuyết với kết thực nghiệm 2.3.2.4- Bài tập đồ thị Là tập mà đồ thị sử dụng vào mục đích Địi hỏi học sinh phải hiểu ý nghĩa đồ thị kết hợp vận dụng kiến thức liên quan  Sự phân chia thành dạng tập lời, tính tốn, thí nghiệm, đồ thị có tính chất quy ước Vì thơng thường ta khơng sử dụng riêng phương thức Chẳng hạn làm tập thí nghiệm cần phải lập luận lời nhiều trường hợp khác làm tập tính tốn cần phải vẽ đồ thị 2.3.3- Theo u cầu nghiên cứu tập 2.3.3.1- Bài tập định tính (Bài tập câu hỏi, Bài tập logic) Địi hỏi xác lập mối quan hệ phụ thuộc chất đại lượng vật lý Giúp học sinh nắm vững chất vấn đề Nó có tác dụng rèn luyện tư logic tập cho học sinh biết phân tích chất vật lý tượng 2.3.3.2- Bài tập định lượng Đòi hỏi xác định mối liên hệ phụ thuộc lượng đại lượng phải tìm nhận trả lời dạng cơng thức hay số Có thể chia tập định lượng làm hai dạng: - Bài tập tập dượt (Bài tập bản): Có tác dụng củng cố kiến thức vừa học, làm cho học sinh hiểu rõ ý nghĩa định luật, công thức thói quen cần thiết để giải tập phức tạp - Bài tập tính tốn tổng hợp: Là tập mà giải cần vận dụng nhiều khái niệm, định luật, công thức Tác dụng loại tập giúp học sinh mở rộng kiến thức, thấy mối liên hệ kiến thức vật lý chương trình  Thường cho học sinh giải tập định tính trước sau đến tập định lượng phức tạp Thực tế trường trung học phổ thông sử dụng tập định tính, sách giáo khoa chủ yếu có câu hỏi yêu cầu tái lại kiến thức 2.3.4- Theo yêu cầu luyện tập kỹ năng, phát triển tư 2.3.4.1- Bài tập luyện tập Dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng kiến thức xác định để giải loại tập theo mẫu xác định Ở khơng địi hỏi tư sáng tạo học sinh mà chủ yếu luyện tập để nắm vững cách giải loại xác định dẫn 2.3.4.2- Bài tập sáng tạo - Bài tập nghiên cứu: Yêu cầu học sinh phải giải thích tượng chưa biết sở mơ hình trừu tượng thích hợp rút từ lý thuyết vật lý - Bài tập thiết kế: Đòi hỏi thu hiệu thực tế phù hợp với mơ hình trừu tượng (định luật, công thức, đồ thị,…) cho  Sự khác tập sáng tạo luyện tập điều kiện cho tập sáng tạo che giấu cách giải, điều kiện cho tập luyện tập mang tính chất nhắc bảo cách giải 2.3.5- Theo hình thức làm 2.3.5.1- Bài tập tự luận u cầu học sinh phải giải thích, trình bày cách giải theo trình tự cụ thể 2.3.5.2- Bài tập trắc nghiệm khách quan Bài tập cho câu hỏi nhiều đáp án, đáp án đúng, gần sai hoàn toàn Nhiệm vụ học sinh tìm đáp án Bài tập loại chia làm nhiều loại: - Trắc nghiệm Đúng – Sai: Câu hỏi dạng phát biểu, câu trả lời hai lựa chọn sai - Trắc nghiệm nhiều lựa chọn: Câu hỏi định tính hay định lượng, có đáp án - Trắc nghiệm điền khuyết: Yêu cầu học sinh điền từ, ngữ để hoàn thiện nội dung bị bỏ trống - Trắc nghiệm ghép: Nội dung chia làm hai phần, yêu cầu học sinh ghép lại cho phù hợp Hình 2.1- Sơ đồ Phân loại dạng tập thứ nào? (2) Hãy vẽ sơ đồ mức lượng (3) Để nhảy lên mức kích thích thứ (3) (2) Vẽ sơ đồ mức lượng Nguyên tử cần hấp thụ photon λ nguyên tử cần hấp thụ photon λ có giá = λ 31 R trị nào? (4) (4) Sự chuyển mức lượng Giữa chuyển mức lượng lớn bước sóng vạch phổ bước sóng vạch phát xạ có mối phát xạ ngắn liên hệ nào? (5) (5) So sánh vạch phổ: λ 31 ; λ 21 ; (6) R R R R λ 23 λ 31