Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy học theo góc chương Sóng ánh sáng Vật lí 12 THPT theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Trang 1

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI

TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO GÓC CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG”

VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

Trang 2

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN

TRƯỜNG THPT PHAN ĐĂNG LƯU



SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI

TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO GÓC CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG”

VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

MƠN: VẬT LÍ

GIÁO VIÊN : TRẦN VŨ TUÂN

TỔ : TỰ NHIÊN

ĐIỆN THOẠI : 0916.159.858

Trang 3

1 Lý do chọn đề tài ………………………………………………………………….… 1

2 Điểm mới, đóng góp của sáng kiến……………………………………………………2

PHẦN HAI: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3

I Cơ sở lý luận 3

1.1 Năng lực giải quyết vấn đề 3

1.1.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề 3

1.1.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 4

1.1.3 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề 5

1.2 Dạy học theo góc 6

1.2.1 Khái niệm dạy học theo góc 6

1.2.2 Tổ chức dạy học theo góc 6

1.2.3 Vai trị dạy học theo góc đối sự phát triển năng lực học sinh 7

1.3 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề thông qua dạy học theo góc trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông 8

1.4 Thực trạng dạy học theo góc và phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT 9

1.4.1 Thực trạng dạy học theo góc đối bộ mơn Vật lí ở trường THPT 9

1.4.2 Giải pháp nâng cao chất lượng dạy học theo góc để phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT 9

II: Dạy học theo góc chương“Sóng ánh sáng”Vật lí 12 THPT theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh…………………………………………11

2.1 Mục tiêu, cấu trúc và nội dung chương “Sóng ánh sáng”……………… … 11

Trang 4

2.2 Thực trạng dạy chương “Sóng ánh sáng”……………………………………… 13

2.3 Chuẩn bị các điều kiện dạy học chương “Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT để dạy học theo góc.……………………………………………………………………….…16

2.3.1 Thiết bị thí nghiệm sử dụng trong chương “Sóng ánh sáng” …………… 16

2.3.2 Phiếu học tập sử dụng trong dạy học chương “Sóng ánh sáng”… ……… 18

2.4 Thiết kế kế hoạch bài dạy “Tán sắc ánh sáng” Vật lí 12 THPT hiện hành …18

2.5 Thiết kế kế hoạch bài dạy “Giao thoa ánh sáng” Vật lí 12 THPT hiện hành 26 III: Thực nghiệm sư phạm …………………………………………………… ………35

3.1 Mục đích thực nghiệm ………………………………………………………………35

3.2 Đối tượng và thời gian thực nghiệm ……………… ………………………… 35

3.3 Phương pháp thực nghiệm ………………………………………………… 35

3.4 Tiến hành thực nghiệm …………………………………………………….……… 36

3.5 Những thuận lợi và khó khăn trong q trình thực nghiệm sư phạm 36

3.5.1 Tình hình học Vật lí ……………………………………………………………….36

3.5.2 Những khó khăn trong q trình thực nghiệm 37

3.5.3 Những thuận lợi trong q trình thực nghiệm 37

3.6 Phân tích đánh giá kết quả thực nghiệm………………………………………… 37

3.6.1 Các tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm 37

3.6.2 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 38

PHẦN BA: KẾT LUẬN 43

PHỤ LỤC 1: PHIẾU ĐIỀU TRA ………………………………………… … 44

PHỤ LỤC 2: PHIẾU ĐÁNH GIÁ …………………………………………… 47

PHỤ LỤC 3: MỘT SỐ HÌNH ẢNH HOẠT ĐỘNG Ở CÁC GĨC ……… 52

PHIẾU HỌC TẬP ………………………………………………………………53

Trang 7

đã địi hỏi giáo dục phổ thơng nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học được cái gì đến chỗ quan tâm học sinh vận dụng được cái gì qua việc học Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa 11 về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đã nêu rõ: ''Phát triển giáo dục và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học, học đi đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội''

Một trong những năng lực chung cốt lõi mà chương trình phổ thơng 2018 cần hình thành và phát triển cho học sinh là năng lực giải quyết vấn đề Dạy học các mơn học trong chương trình nói chung, mơn Vật lí nói riêng cần phải hướng tới mục tiêu dạy học quan trọng này Đây là vấn đề hồn tồn mới, có tính cấp thiết để chuẩn bị cho đổi mới căn bản toàn diện giáo dục phổ thơng

Đã có nhiều phương pháp dạy học tích cực được nghiên cứu và áp dụng thành công ở nhiều nước trên thế giới, ở Việt Nam cũng đang từng bước triển khai áp dụng Tuy nhiên, trong đề tài này, tôi chỉ đề cập đến việc nghiên cứu mơ hình dạy học theo góc

Dạy học theo góc là hình thức tổ chức dạy học trong đó nhấn mạnh vai trị người học Học sinh thực hiện nhiệm vụ học tập tại các vị trí cụ thể trong khơng gian lớp học, giáo viên thiết kế các nội dung dạy học nhằm phát huy sở trường, năng lực của mỗi học sinh Theo phương pháp dạy học này, lớp học được chia nhỏ ra các góc, ở mỗi góc học sinh có thể tìm hiểu một phần nội dung trong mạch kiến thức và phải trải qua tất cả các góc học tập để tiếp thu được toàn bộ kiến thức của bài học Vận dụng phương pháp dạy học theo góc, mỗi học sinh đều có thể tìm ra một phương thức học tập phù hợp với bản thân để đạt được các mục tiêu học tập

Phần kiến thức trong chương “Sóng ánh sáng” Vật lí lớp 12 THPT hiện hành có nhiều thí nghiệm, nhiều nội dung quan trọng được ứng dụng trong thực tiễn đời sống nên rất thuận lợi để tổ chức dạy học theo góc

Ý tưởng trên đã thúc đẩy tơi chọn đề tài: Tổ chức dạy học theo góc chương

Trang 8

làm phong phú thêm lý luận dạy học bộ mơn Vật lí ở trường THPT Đáp ứng yêu cầu của việc đổi mới phương pháp dạy học trong chương trình hiện hành và đặc

biệt là chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí mới năm 2018

- Nếu tổ chức dạy học theo góc trong chương “Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT đảm bảo các yêu cầu khoa học và phù hợp với điều kiện học tập thì sẽ phát triển được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh và nâng cao chất lượng dạy học bộ môn

Trang 9

thông

1.1 Năng lực giải quyết vấn đề

1.1.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề

Vấn đề nói chung là một câu hỏi mà chủ thể của vấn đề chưa có câu trả lời, một bài tốn chưa có cách giải quyết, chưa có lời giải Ở góc độ triết học, vấn đề chứa đựng mâu thuẫn giữa nhiệm vụ phải giải quyết và năng lực hiện thời của chủ thể Giải quyết vấn đề chính là q trình chủ thể giải quyết mâu thuẫn nói trên, tìm được câu trả lời cho câu hỏi hay bài toán đặt ra Kết quả của giải quyết vấn đề là sản phẩm mới về vật chất, tinh thần

Đối với mỗi cá nhân, cuộc đời là một chuỗi các vấn đề, hạnh phúc của con người chính là giải quyết thành công các vấn đề của cá nhân trong mối liên hệ với công việc, với xã hội và với tự nhiên Ở tuổi đi học, nhà trường cần hình thành cho học sinh năng lực giải quyết vấn đề, để khi vào đời cá nhân có thể tự lực giải quyết các vấn đề của mình, lập thân lập nghiệp, sống hạnh phúc theo đúng nghĩa

Theo định nghĩa trong đánh giá PISA (2012): “Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng của một cá nhân hiểu và giải quyết tình huống vấn đề khi mà giải pháp giải quyết chưa rõ ràng Nó bao gồm sự sẵn sàng tham gia vào giải quyết tình huống vấn đề đó – thể hiện tiềm năng là cơng dân tích cực và xây dựng” “Giải quyết vấn đề là hoạt động trí tuệ được coi là trình độ phức tạp và cao nhất về nhận thức, vì cần huy động tất cả các năng lực trí tuệ của cá nhân Để giải quyết vấn đề, chủ thể phải huy động trí nhớ, tri giác, lý luận, khái niệm hóa, ngơn ngữ, đồng thời sử dụng cả cảm xúc, động cơ, niềm tin ở năng lực bản thân và khả năng kiểm sốt được tình thế” (Theo tác giả Nguyễn Cảnh Toàn, 2012, Xã hội học tập – học tập suốt đời) Theo tác giả Nguyễn Thị Lan Phương, có thể đề xuất định nghĩa như sau: “Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng của một cá nhân “huy động”, kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức kiến thức, kỹ năng với thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân,… để hiểu và giải quyết vấn đề trong tình huống nhất định một cách hiệu quả và với tinh thần tích cực” Từ những định nghĩa trên, chúng ta có thể hiểu năng lực giải quyết vấn đề của học sinh là khả năng của học sinh phối hợp vận dụng những kinh nghiệm bản thân, kiến thức, kĩ năng của các mơn học trong chương trình trung học phổ thơng để giải quyết thành cơng các tình huống có vấn đề trong học tập và trong cuộc sống của các em với thái độ tích cực

Trang 10

Thơng thường có 5 thành phần trong việc giải quyết vấn đề là: • Nhận diện vấn đề

• Tìm hiểu cặn kẽ vấn đề • Đưa ra giải pháp

• Thực hiện giải pháp, thu nhận kết quả

• Thụ hưởng kết quả, đánh giá hiệu quả của giải pháp và của kết quả

Theo cách tiếp cận đó, cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề gồm các năng lực thành tố sau:

Trong đó cụ thể là:

- Tiêu chí 1 (TC1): Phát biểu vấn đề bằng ngơn ngữ nói/viết, nêu được câu hỏi Năng lực giải quyết vấn đề

Trang 11

ra

- Tiêu chí 5 (TC5): Vạch được mối liên hệ giữa ẩn số và dữ kiện của vấn đề thơng qua các tri thức Vật lí và tri thức khoa học khác (nếu có); nêu tường minh các tri thức khoa học và cơng cụ có liên quan

- Tiêu chí 6 (TC6): Nêu được một vài đường hướng/kế hoạch giải quyết vấn đề bằng lí thuyết/ bằng thực nghiệm/ bằng lí thuyết và thực nghiệm

- Tiêu chí 7 (TC7): Lựa chọn đường hướng/ kế hoạch khả thi

- Tiêu chí 8 (TC8): Thực hiện kế hoạch, giải quyết được vấn đề, tìm được câu trả lời (kết quả) đúng

Tiêu chí 9 (TC9): Thuyết trình, tranh luận, bảo vệ kết quả giải quyết vấn đề một cách thuyết phục

- Tiêu chí 10 (TC10): Trình bày được tiến trình và kết quả giải quyết vấn đề bằng các sản phẩm như: phiếu học tập, báo cáo kết quả thí nghiệm, báo cáo dự án, báo cáo thông qua các thiết bị cơng nghệ thơng tin,…

- Tiêu chí 11 (TC11): Biện luận kết quả, chỉ ra ý nghĩa của kết quả giải quyết vấn đề về mặt học thuật hoặc mặt ứng dụng thực tiễn

- Tiêu chí 12 (TC12): Chỉ ra được ưu điểm và hạn chế của giải pháp giải quyết vấn đề; nêu khả năng áp dụng của giải pháp trong học tập và hoạt động thực tiễn

1.1.3 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề + Đối với học sinh:

- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề giúp HS hiểu và nắm chắc nội dung cơ bản của bài học Học sinh có thể mở rộng và nâng cao những kiến thức xã hội của mình

- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề giúp HS biết vận dụng những tri thức xã hội vào trong thực tiễn cuộc sống

- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề giúp HS hình thành kỹ năng giao tiếp, tổ chức, khả năng tư duy, tinh thần hợp tác, hoà nhập cộng đồng

+ Đối với giáo viên

Trang 12

tưởng học tập cho HS

1.2 Dạy học theo góc

1.2.1 Khái niệm dạy học theo góc

Dạy học theo góc là hình thức tổ chức dạy học trong đó nhấn mạnh vai trò người học HS thực hiện nhiệm vụ học tập tại các vị trí cụ thể trong khơng gian lớp học, giáo viên thiết kế các nội dung dạy học nhằm phát huy sở trường, năng lực của mỗi học sinh Theo phương pháp dạy học này, lớp học được chia nhỏ ra các góc, ở mỗi góc HS có thể tìm hiểu một phần nội dung trong mạch kiến thức và phải trải qua tất cả các góc học tập để tiếp thu được toàn bộ kiến thức của bài học Vận dụng phương pháp dạy học theo góc, mỗi HS đều có thể tìm ra một phương thức học tập phù hợp với bản thân để đạt được các mục tiêu học tập đề ra

Theo Đỗ Hương Trà (2011), dạy học theo góc là một mơ hình (kiểu) dạy học theo đó HS thực hiện các nhiệm vụ khác nhau tại các vị trí cụ thể trong không gian lớp học nhưng cùng hướng tới chiếm lĩnh một nội dung học tập theo các phong cách học khác nhau

Như vậy, DHTG là một kiểu tổ chức dạy học theo đó HS thực hiện các nhiệm vụ khác nhau tại các vị trí cụ thể trong khơng gian lớp học nhưng cùng hướng tới chiếm lĩnh một nội dung học tập

1.2.2 Đặc điểm của dạy học theo góc

- Tăng cường sự tham gia hoạt động nhận thức, nâng cao hứng thú tạo ra sự tự tin, thoải mái trong học tập đối với HS: Trong học tập, HS được lựa chọn các góc theo sở thích và phong cách học; các khó khăn, vướng mắc được sự hỗ trợ kịp thời và phù hợp của GV (thông qua phiếu hỗ trợ hoặc sự giúp đỡ trực tiếp của GV)

- HS được tìm tòi, khám phá nội dung học tập theo các cách và phương thức khác nhau: bằng việc làm TN; phân tích nghiên cứu, quan sát hoặc áp dụng; giúp HS hiểu sâu bản chất Vật lí, nhớ lâu các kiến thức

- Phân hóa được trình độ của HS: dựa vào sở thích, phong cách học và trình độ, nhịp độ học tập khác nhau của mỗi HS, các góc được thiết kế để thực hiện nhiệm vụ khác nhau đối với người học, trong các góc học tập có kèm theo phiếu hỗ trợ đảm bảo HS ở mức độ nhận thức nào cũng tìm thấy sự phù hợp của mình để hoàn thành mục tiêu của bài học

Trang 13

học truyền thống, đó là tạo điều kiện cho HS học tập Việc phân chia nhiệm vụ và bố trí học liệu, tư liệu, thiết bị tại các góc, nhờ đó HS có thể độc lập lựa chọn cách thức học tập riêng trong nhiệm vụ chung, tạo ra một bầu khơng khí hợp tác trong q trình thực hiện nhiệm vụ

- Việc tổ chức dạy học theo góc cần được bố trí trong khơng gian lớp học phù hợp và có được sự chuẩn bị, thực hiện thống nhất giữa GV và HS trong mỗi giờ học:

- Trong dạy học theo góc, sẽ kích thích HS tích cực hoạt động và thơng qua hoạt động mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành năng lực Các tư liệu và nhiệm vụ học tập là công cụ và những thử thách đối với HS Mục đích là để HS khám phá kiến thức và tăng cường sự tiến bộ của HS

- Dạy học theo góc thể hiện sự đa dạng, đáp ứng nhiều phong cách học khác nhau Các hoạt động của HS trong học theo góc có tính đa dạng cao về nội dung và hình thức Trong mỗi góc đều có các hoạt động đa dạng, từ dễ đến khó, do đó HS có sở thích và năng lực khác nhau, nhịp độ học tập và phong cách học khác nhau đều có thể tự tìm cách để thích ứng và thể hiện năng lực của mình Điều này cho phép GV giải quyết vấn đề đa dạng trong nhóm, đáp ứng được hứng thú, HS có cơ hội thể hiện năng lực của bản thân

- Dạy học theo góc hướng tới việc HS được tìm tịi, khám phá và thử nghiệm qua mỗi hoạt động học Khi thực hiện nhiệm vụ học tập tại các góc, HS sẽ bị cuốn hút vào việc học tập tích cực, ngồi việc được thực hành các nội dung học tập mà còn khám phá các cơ hội học tập: thực hành, cơ hội mở rộng, phát triển, sáng tạo; đọc hiểu các nhiệm vụ và tiếp nhận các hướng dẫn của người dạy; là cơ hội tốt cho mỗi cá nhân HS tự khẳng định bản thân, tự phát triển năng lực của mình cũng như các năng lực chung khi học tập với nhau Trong đó, hoạt động trải nghiệm và tìm tịi khám phá có nhiều cơ hội được phát huy hơn, HS sẽ có cảm giác gần gũi và thân thiện hơn với tư liệu, không gian học tập

1.2.3 Tổ chức dạy học theo góc

Trong mơn Vật lí, dạy học theo góc được vận dụng trong dạy bài học nghiên cứu kiến thức mới, bài học về thí nghiệm thực hành, củng cố kiến thức, trong hoạt động giải bài tập Có hai kiểu có thể tổ chức dạy học theo góc:

Kiểu 1: Người dạy tổ chức các góc học tập đáp ứng cùng một nội dung kiến

thức bài học, khác cách thức thực hiện của HS

Trang 14

- Góc trải nghiệm: ở góc này HS thực hiện các thí nghiệm để thu thập và xử lí số liệu, từ đó khái quát, chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng mới

- Góc quan sát: HS quan sát các dữ liệu trên máy vi tính với các đoạn video thí nghiệm, văn bản và các hiện tượng trong thế giới tự nhiên, hay các thí nghiệm mơ phỏng, từ đó xây dựng kiến thức mới

- Góc phân tích: HS nghiên cứu tài liệu do GV cung cấp như: sách giáo khoa, các tài liệu in, từ đó phân tích để rút ra kết luận, thu nhận kiến thức, kĩ năng mới

- Góc áp dụng: HS sử dụng kiến thức, kĩ năng đã biết, thông qua sự hỗ trợ của GV để thực hiện các thao tác tư duy, hay suy luận toán học để từ đó xây dựng, hình thành kiến thức mới

Kiểu 2: Tổ chức cho HS ở các góc thực hiện các nhiệm vụ bộ phận của mỗi

nhiệm vụ tổng qt Dạy học Vật lí ở trường phổ thơng có nhiều bài học, nhiều kiến thức được hình thành trên cơ sở giải quyết vấn đề mang tính phức hợp Để thực hiện được nhiệm vụ nói trên, đòi hỏi phải giải quyết những nhiệm vụ thành phần, trong đó những nhiệm vụ bộ phận có tính độc lập, mỗi góc tương ứng với một nhiệm vụ bộ phận Như vậy, trong kiểu 2 nhấn mạnh đến việc thiết kế các góc học tập đáp ứng tương đối sự độc lập của các kiến thức, còn phong cách học không được quan tâm nhiều Trong dạy học Vật lí, có thể vận dụng kiểu 2 dưới hai dạng sau:

- Các góc thực hiện các nhiệm vụ thành phần và kiến thức ở trong một bài học

- Các góc thực hiện các nhiệm vụ bộ phận và kiến thức nằm trong các bài học Vật lí khác nhau

1.3 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề thông qua dạy học theo góc trong dạy học Vật lí ở trường THPT

Dạy học theo góc được vận dụng như là một hình thức tổ chức cho học sinh giải quyết vấn đề với sự chuẩn bị và vận hành khoa học, đáp ứng phong cách học của HS nên dạy học theo góc sẽ góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề, điều đó được thể hiện như sau:

Trang 15

nhau nhưng hướng về một nội dung chính, do đó HS sẽ học được các cách học khác nhau để trở thành toàn diện Ngồi ra trong dạy học theo góc, các GV cũng thiết kế công cụ kiểm tra, đánh giá mức độ tiếp thu bài học của HS và giúp HS vận dụng kiến thức, xác định cấp độ năng lực mà HS đạt được

Khi tổ chức thực hiện các hoạt động học tập trong DHTG, nó hồn tồn phù hợp với tiến trình của dạy học giải quyết vấn đề như: GV tạo tình huống có vấn đề để HS hứng thú sẵn sàng tìm hiểu bài mới; mơ tả nhiệm vụ ở mỗi góc, thời gian thực hiện nhiệm vụ tại mỗi góc; hướng dẫn HS chọn góc xuất phát theo sở thích và sơ đồ ln chuyển góc Tổ chức cho HS học tập tại các góc để giải quyết vấn đề nêu ở bước 1: GV theo dõi, phát hiện khó khăn của HS, hỗ trợ khi cần thiết hoặc hướng dẫn trực tiếp; hướng dẫn HS luân chuyển góc và chuẩn bị báo cáo GV tổ chức cho các nhóm báo cáo và thảo luận kết quả ở góc cuối cùng trước lớp khi HS luân chuyển đủ qua các góc học tập; GV tổ chức luyện tập và vận dụng GV sử dụng bộ công cụ đánh giá để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của HS trong quá trình và sau khi học, xác định mức độ năng lực đạt được

Như vậy, dạy học theo góc là việc tổ chức và điều khiển q trình HS học tập thơng qua thực hiện các nhiệm vụ học tập mà GV đã xây dựng nhằm thực hiện các mục tiêu bài học đặt ra theo con đường giải quyết vấn đề, trong đó chú ý đến phong cách học của HS, tạo sự thoải mái, góp phần cá nhân hố người học

1.4 Thực trạng dạy học theo góc và phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT

1.4.1 Thực trạng dạy học theo góc đối bộ mơn Vật lí ở trường THPT

a Thực trạng:

Trang 16

b Nguyên nhân:

Khi thực hiện dạy học theo góc cần nhiều thời gian, phải suy nghĩ để lựa chọn bài phù hợp vì khơng phải tất cả các nội dung đều thực hiện được dạy học theo góc, phải xây dựng kế hoạch cụ thể như thế nào, phân góc cũng như nhiệm vụ cụ thể từng góc, thiết bị sử dụng,… Do đó mà giáo viên né tránh, e ngại không triển khai hoặc triển khai rất ít về dạy học theo góc

1.4.2 Giải pháp nâng cao chất lượng dạy học theo góc để phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT

Nhân rộng mơ hình dạy học theo góc, điều đó là một yếu tố mang tính đột phá đối với chiến lược đổi mới phương pháp dạy học hiện nay Tuyên truyền để giáo viên nhận thức được trong dạy học Vật lí, người giáo viên cần phát huy tính tích cực của học sinh bằng cách tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tị mị, ham hiểu biết của học sinh; xây dựng lôgic nội dung phù hợp với đối tượng học sinh; tập dượt để học sinh giải quyết vấn đề nhận thức bằng phương pháp nhận thức của Vật lí; rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hành, làm việc nhóm; rèn luyện ngơn ngữ Vật lí và cách diễn đạt ngơn ngữ Vật lí cho học sinh Có như thế, vấn đề vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh sẽ được phát huy tối đa, chúng ta mới có được những sản phẩm mong đợi tốt đẹp Phương pháp dạy học theo góc tạo điều kiện tốt nhất góp phần đảm bảo các mục tiêu chung của mơn Vật lí, đặc biệt là việc đảm bảo bốn năng lực cơ bản trong dạy học Vật lí đó là:

- Năng lực hành động hiệu quả trên cơ sở những kiến thức, kĩ năng, phẩm chất đã

được hình thành trong quá trình học tập, rèn luyện và giao tiếp

- Năng lực hợp tác, phối hợp hoạt động trong đời sống và học tập

- Năng lực sáng tạo, có thể thích ứng với những thay đổi trong cuộc sống - Năng lực tự khẳng định bản thân

Trang 17

tạo Có sự hỗ trợ động viên từ phía nhà trường về mặt kinh phí, cùng với phụ huynh tạo điều kiện tốt nhất để các em hoàn thành sản phẩm mong đợi của nhóm

II Tổ chức dạy học theo góc chương “Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

2.1 Mục tiêu, cấu trúc và nội dung chương “Sóng ánh sáng”

2.1.1 Mục tiêu dạy học chương “Sóng ánh sáng” theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Dựa vào các thành tố năng lực giải quyết vấn đề của HS đã đề xuất, tôi xác định mục tiêu như sau:

a) Năng lực hiểu vấn đề: Hình thành và phát triển năng lực nhận ra và phát biểu được vấn đề cần nghiên cứu khi GV đặt người học vào tình huống có vấn đề trong học kiến thức mới như: Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng, xuất hiện vân

sáng và vân tối trong thí nghiệm Y-âng, bước sóng ánh sáng và màu sắc…

b) Năng lực đề xuất và thực hiện giải pháp: HS đề xuất được một số giả thuyết như: Hiện tượng tán sắc ánh sáng phụ thuộc vào các yếu tố như chiết suất, góc lệch, xác định được vị trí vân sáng và vân tối trong thí nghiệm Y-âng, ứng dụng đo bước sóng ánh sáng, lập bảng so sánh các loại quang phổ,… Đề xuất và thực hiện được các thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết Thực hiện được các thao tác như: tiến hành thí nghiệm, xử lí các số liệu thu thập được, đưa ra các nhận định, kết luận

c) Năng lực trình bày giải pháp và kết quả giải quyết vấn đề: HS thuyết trình, thảo luận, tranh luận, bảo vệ kiến thức, trả lời câu hỏi của GV và các HS khác Thao tác thành thạo trên các phương tiện hỗ trợ khi báo cáo, thuyết trình Viết báo cáo kết quả TN, lời giải bài tập vấn đề Sơ đồ hóa được q trình giải quyết vấn đề của cá nhân, nhóm

Trang 18

xuất giải pháp mới ưu việt hơn

Những mục tiêu trên là căn cứ để tôi xây dựng và soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức trong chương này nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của HS, đồng thời phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của người học

2.1.2 Cấu trúc chương “Sóng ánh sáng”

GRAP nội dung của chương

2.1.3 Nội dung chương “Sóng ánh sáng” theo quan điểm dạy học nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề

Trang 19

phát triển năng lực nhận thức vấn đề cho học sinh, đó chính là vấn đề hóa nội dung

dạy học

Mỗi nội dung được vấn đề hóa thành một câu hỏi, mà câu hỏi chính là nội dung kiến thức cần đạt

Bài 1: Tán sắc ánh sáng

- Khi chiếu ánh sáng trắng vào một lăng kính thì có hiện tượng gì xảy ra? - Thế nào là hiện tượng tán sắc ánh sáng?

- Hiện tượng tán sắc ánh sáng được giải thích như thế nào? - Thế nào là ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng?

Bài 2: Giao thoa ánh sáng

- Thế nào là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng?

- Điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng? - Thế nào là hiện tượng giao thoa ánh sáng? - Cơng thức xác định vị trí các vân giao thoa? - Cơng thức tính khoảng vân?

- Ứng dụng của giao thoa sóng ánh sáng là gì? - Tương quan giữ bước sóng ánh sáng và màu sắc?

Bài 3: Các loại quang phổ

- Khái niệm máy quang phổ? - Cấu tạo của máy quang phổ?

- Khái niệm, nguồn phát, đặc điểm, ứng dụng của quang phổ liên tục? - Khái niệm, nguồn phát, đặc điểm, ứng dụng của quang phổ phát xạ? - Khái niệm, điều kiện để có quang phổ hấp thụ?

Bài 4: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại

- Làm thế nào để phát hiện ra tia hồng ngoại, tia tử ngoại ?

- Nguồn phát, bản chất, tính chất và cơng dụng của tia hồng ngoại ? - Nguồn phát, bản chất, tính chất và cơng dụng của tia hồng ngoại ?

Bài 5: Tia X

- Bằng cách nào để tạo ra tia X ?

- Bản chất, tính chất và công dụng của tia X ? 2.2 Thực trạng dạy chương “Sóng ánh sáng”

Trang 20

- Để biết được những khó khăn và sai lầm mà học sinh thường gặp trong quá trình học tập bộ mơn Vật lí nói chung và kiến thức chương “Sóng ánh sáng” nói riêng - Biết được mức độ tiếp thu kiến thức Vật lí của học sinh ở các lớp dưới, từ đó xác định các kiến thức xuất phát của học sinh trước khi học chương “Sóng ánh sáng”, mức độ quan tâm, hứng thú của học sinh đối với bộ mơn Vật lí

- Xác định hướng dạy phù hợp để khơi dậy lòng say mê, hứng thú của học sinh, giúp cho học sinh học tập một cách tự giác, học vì ngày mai lập nghiệp, tích cực làm việc, đào sâu suy nghĩ, hợp tác trao đổi thảo luận với bạn bè và thầy cô

- Tìm hiểu thực trạng dạy học phần kiến thức chương “Sóng ánh sáng” ở trường, nơi tơi cơng tác thơng qua tìm hiểu phân phối chương trình nhằm xác định thời lượng giảng dạy kiến thức tại trường

- Tìm hiểu việc biên soạn giáo án, chuẩn bị bài giảng của các giáo viên để nắm được những ưu điểm và hạn chế của giáo án, từ đó có những hướng đề xuất dạy học thích hợp

- Tìm hiểu cách tổ chức dạy học của các giáo viên khác, tình trạng các bộ thiết bị thí nghiệm và việc sử dụng các thiết bị đó trong cơng tác dạy và học Qua đó xác định được những khó khăn mà giáo viên và học sinh gặp phải khi dạy học phần kiến thức này nói riêng và phần kiến thức Vật lí phổ thơng nói chung, làm cơ sở cho việc soạn thảo một nội dung tiến trình dạy học theo góc phù hợp

b Phương pháp điều tra

- Điều tra đối với học sinh: phát phiếu điều tra, phỏng vấn trực tiếp, nghiên cứu các bài kiểm tra, bài thi, tiến hành dự giờ một số tiết giảng trên lớp Tôi tiến hành điều tra trên đối tượng học sinh lớp 12 (đã học qua chương “Sóng ánh sáng”) của năm học trước

- Điều tra các giáo viên cùng chuyên môn ở trường tôi và một số giáo viên ở các trường THPT khác trên địa bàn huyện Yên Thành tỉnh Nghệ An: phát phiếu điều tra, trao đổi trực tiếp, nghiên cứu giáo án bài giảng, dự giờ

c Kết quả điều tra

Tôi tiến hành điều tra trên các đối tượng: học sinh lớp 12 năm trước; các giáo viên trong nhóm Vật lí của nhà trường và một số giáo viên ở một số trường khác trên địa bàn huyện Yên Thành ở thời điểm là cuối tháng 03 năm 2021 Kết quả như sau:

Bảng thống kê phiếu điều tra giáo viên và học sinh Nội dung phiếu

điều tra

Đối tượng điều tra

Số phiếu điều tra Số phiếu thu vào

Trang 21

Phiếu 1B Giáo viên Vật lí 10 10 Qua việc phân tích kết quả điều tra, tơi đã rút ra được một số vấn đề sau: + Phương pháp dạy học của giáo viên:

- Phương pháp dạy học của giáo viên phổ biến là các phương pháp dạy học truyền thống, rất ít khi mà trong quá trình dạy học giáo viên lấy học sinh làm trung tâm, giáo viên chỉ lần lượt thông báo các kiến thức theo trình tự nêu trong sách giáo khoa, cố gắng trình bày đủ các kiến thức, có chú ý nhấn mạnh nội dung các kiến thức trọng tâm

- Giáo viên có đặt câu hỏi cho học sinh nhưng chủ yếu là những câu hỏi mang tính chất tái hiện một cách đơn thuần các kiến thức đã học Do vậy, khơng có tác dụng kích thích sự hứng thú học tập của học sinh

- Một số ít giáo viên trong khi dạy một số nội dung có sử dụng các phương pháp tích cực như phương pháp giải quyết vấn đề, phương pháp thực nghiệm, phương pháp tương tự,… Cịn phương pháp dạy học theo góc thì rất ít giáo viên biết và vận dụng trong dạy học

+ Phương pháp học của học sinh:

Trong quá trình học của học sinh đa số tiếp thu một cách thụ động:

- Trên lớp, hoạt động chủ yếu của học sinh là lắng nghe thông báo, diễn giảng của giáo viên và ghi chép lại những điều giáo viên ghi trên bảng hay những câu trả lời được giáo viên nhấn mạnh hoặc nhắc lại nhiều lần, chỉ khi nào là tiết thao giảng có giáo viên khác dự giờ thì các em mới hoạt động nhóm để thảo luận tìm ra câu trả lời cho các vấn đề giáo viên nêu ra

- Ở nhà, đến 85% học sinh thường học theo vở ghi hay theo sách giáo khoa - Chỉ 15% số học sinh chịu khó suy nghĩ và tham gia xây dựng kiến thức

- Học sinh chưa được giáo viên đặt vào vị trí chủ thể, là trung tâm của quá trình dạy học, cho nên dẫn tới tư duy chỉ là sự ghi nhớ, tái hiện mà thiếu tính tích cực, tự chủ và sáng tạo

- Rất nhiều học sinh khơng có khả năng tự học và sáng tạo

- Nhiều học sinh lúng túng khi làm thí nghiệm và chưa từng làm việc nhóm - Thậm chí có một số học sinh chưa thấy rõ được lợi ích của học tập mơn Vật lí d Những khó khăn mà học sinh gặp phải khi học chương “Sóng ánh sáng”

Trang 22

- Nhiều học sinh chưa nhận diện tác dụng của các bộ phận cũng như hiểu được nguyên tắc hoạt động, ứng dụng của máy quang phổ lăng kính Nguồn phát của các loại bức xạ điện từ như tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X, …

+ Đề xuất biện pháp khắc phục khó khăn:

Trong quá trình dạy nội dung kiến thức cho học sinh phải liên hệ chặt chẽ với các ứng dụng trong thực tiễn đời sống để học sinh thấy được mối liên hệ sinh động giữa các kiến thức Vật lí với cuộc sống hàng ngày Cần cho học sinh tiến hành tìm hiểu, giải thích cấu tạo và ngun tắc hoạt động của một số thiết bị máy móc kỹ thuật Nên cho học sinh tự chế tạo, lắp ráp các mơ hình máy móc, thơng qua đó học sinh sẽ hiểu và khắc sâu các kiến thức đã học Cụ thể nội dung kiến thức của chương “Sóng ánh sáng” gắn liền với nhiều ứng dụng trong thực tế xung quanh các em như: giải thích hiện tượng cầu vồng, đo bước sóng ánh sáng, cách phát hiện ra tia hồng ngoại, tia tử ngoại, … Vì vậy, khi dạy theo phương pháp truyền thống thì học sinh sẽ khó thấy rõ được mối liên hệ của nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng” với thực tiễn đời sống, điều đó sẽ làm cho học sinh khi học chương này khơng cảm thấy hứng thú, thiếu tích cực và rất thụ động, khơng hình thành được các năng lực cần thiết cho học sinh Do đó, biện pháp để làm cho học sinh hứng thú đáp ứng mục tiêu yêu cầu cần đạt khi dạy chương “Sóng ánh sáng” là giáo viên nên tiến hành dạy học theo phương pháp dạy học theo góc Đặc biệt là vận dụng dạy học theo góc chương này theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

2.3 Chuẩn bị các điều kiện dạy học chương “Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT để dạy học theo góc

Trang 23

- Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niutơn

- Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng

Trang 24

2.3.2 Phiếu học tập sử dụng trong dạy học chương “Sóng ánh sáng”

a) Phiếu hướng dẫn học, hướng dẫn làm thí nghiệm

Phiếu loại này thường được dùng để hỗ trợ HS trong hoạt động nhận thức để lĩnh hội kiến thức mới Nội dung của phiếu có thể chứa những đoạn giới thiệu, làm mẫu, dẫn dắt, giải thích….giúp HS có thêm những kiến thức, thao tác đủ để tìm tịi, khám phá, giải quyết vấn đề, phiếu này cũng giúp HS tự điều chỉnh việc học Phiếu này có hiệu quả trong việc tổ chức tự học cho HS Các hoạt động được phân tách càng rõ ràng thì càng dễ cho HS thực hiện

b)Phiếu thực hành, luyện tập

Phiếu dạng này là những câu hỏi, bài tập giao cho HS để thực hiện trong các giai đoạn của tiến trình dạy học (có thể có sự hướng dẫn của GV) Đây là loại phiếu được dùng khá phổ biến trong dạy học hiện nay Với quan điểm dạy học định hướng phát triển năng lực, việc phân biệt các mức độ của các phiếu ứng với từng HS cũng như nhóm HS rất quan trọng Do đó, GV cần thiết kế phiếu đảm bảo thời gian tương đương nhau, mức độ cho từng đối tượng

c)Phiếu kiểm tra ngắn

Phiếu kiểm tra ngắn thường được sử dụng sau khi kết thúc một hoạt động trong bài học, thậm chí sau một bài học với nội dung hỏi ngắn gọn Nó dùng để kiểm tra mức độ nhận thức hay sự thành thạo của HS về một nội dung kiến thức/kĩ năng nào đó Trong phiếu, thường sử dụng những dạng trắc nghiệm hoặc câu hỏi ngắn GV có thể căn cứ câu trả lời của HS để biết kết quả đạt được của HS

d) Phiếu phản hồi về phương pháp, thái độ học tập

Những phiếu này là những câu hỏi ngắn để nhận phản hồi từ HS xem thích hoạt động nào nhất, HS bộc lộ thích được học như thế nào, hoặc muốn thay đổi hoạt động nào trong tiến trình bài học Như vậy, vai trò quan trọng của việc trao đổi giữa GV và HS nhằm giúp người dạy điều chỉnh phương pháp, cách thức tổ chức hoạt động học tập Để hỗ trợ q trình đánh giá, GV có thể cho HS tự phản hồi, tự đánh giá theo phiếu này

2.4 Thiết kế kế hoạch bài dạy “Tán sắc ánh sáng” Vật lí 12 THPT hiện hành (Thực hiện theo kiểu 1)

I Mục tiêu

1 Về kiến thức:

- Trả lời được các câu hỏi dưới đây sau khi kết thúc bài học:

Trang 25

+ Câu hỏi nội dung:

CH1: Có thể tạo ra dải sáng màu cầu vồng được không? CH2: Tán sắc ánh sáng là gì?

CH3: Ánh sáng đơn sắc là gì?

CH4: Nếu ánh sáng trắng là sự chồng chất của vô số ánh sáng đơn sắc thì từ vơ số ánh sáng đơn sắc có thể tổng hợp ánh sáng trắng được không?

CH5: Vì sao ánh sáng trắng lại bị tán sắc khi đi qua lăng kính?

- Chứng kiến sự phân tích, tìm phương án thí nghiệm giải quyết vấn đề - Quan sát thí nghiệm hoặc ảnh chụp thí nghiệm lịch sử

- Phân tích kết quả thí nghiệm, rút ra kết luận cho vấn đề nghiên cứu 2 Về năng lực:

Bài học nhắm đến các chỉ số hành vi của các năng lực: Năng lực cốt lõi là giải quyết vấn đề; năng lực thực nghiệm; năng lực hợp tác Các năng lực này được cụ thể hoá tại các hoạt động ở các góc, HS chứng kiến tiến trình giải quyết vấn đề, trực tiếp thực hiện các khâu quan sát, mơ tả kết quả thí nghiệm, phân tích kết quả thí nghiệm, rút ra kết luận vấn đề nghiên cứu, từ đó tại các góc khác nhau các em được hình thành một số kĩ năng quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề trong học tập Vật lí

3 Về phẩm chất:

Trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ học tập và vận dụng kiến thức vào cuộc sống cần hình thành và phát triển phẩm chất: trung thực, trách nhiệm

II Thiết bị dạy học và học liệu

Mục tiêu bài học phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, nên các thiết bị và học liệu như sau:

1 Thiết bị, học liệu dùng chung: máy tính, smartphone, ảnh chụp cầu vồng để trình chiếu qua máy chiếu, bộ thí nghiệm biểu diễn hiện tượng tán sắc ánh sáng, sách giáo khoa Vật lí 12

2 Phương tiện, học liệu ở từng góc:

Tên góc Phương tiện, học liệu

Góc phân tích Sách giáo khoa, phiếu học tập, bút, vở, …

Góc trải nghiệm Bộ thí nghiệm biểu diễn hiện tượng tán sắc ánh sáng, phiếu học

tập, …

Trang 26

Góc áp dụng Sách giáo khoa, phiếu học tập, giấy A0, bút dạ, …

Các phiếu học tập ở các góc như sau: a Góc phân tích

- Nhiệm vụ:

+ Xem sách giáo khoa bài “Tán sắc ánh sáng” Vật lí 12 trang 122 + Trả lời các câu hỏi nội dung cần nghiên cứu ở trên

- Sản phẩm yêu cầu: Chọn một em bất kì trong nhóm báo cáo nội dung đã nghiên cứu

b Góc trải nghiệm

- Nhiệm vụ: Xây dựng phương án thí nghiệm và làm thí nghiệm về tán sắc ánh sáng để trả lời các nội dung ở trên

- Sản phẩm yêu cầu: Học sinh báo cáo cách thực hiện thí nghiệm trước lớp để trả lời câu hỏi nội dung yêu cầu

c Góc quan sát

- Nhiệm vụ: Quan sát clip thí nghiệm thực tế về tán sắc ánh sáng trên Youtube nhờ điện thoại thông minh cũng để trả lời câu hỏi nội dung ở trên

- Sản phẩm yêu cầu: Báo cáo kết luận mà các thành viên ở góc quan sát rút ra được

d Góc áp dụng

- Nhiệm vụ: Dựa vào kiến thức có sẵn giải thích được các hiện tượng mà nội dung bài học yêu cầu

- Sản phẩm yêu cầu: Chỉ ra được kiến thức Vật lí trong ứng dụng đó

III Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Quan sát hình ảnh cầu vồng, tiếp nhận vấn đề(5 phút)

Hoạt động của GV

Tạo tình huống có vấn đề

Hoạt động của HS

- Trong lớp ta, em nào đã nhìn thấy hiện tượng cầu vồng? Hiện tượng đó thường xuất hiện khi nào? ở đâu? Em hãy nhớ lại và mơ tả?

- Trình chiếu bức ảnh cầu vồng, yêu cầu học sinh quan sát, đối chiếu với mô tả lúc đầu

- Mơ tả theo trí nhớ, trí tưởng tượng và diễn đạt trước lớp bằng ngôn ngữ thông thường

Trang 27

- Ngày xưa người ta cho rằng khi cầu vồng xuất hiện là điềm báo có điều may mắn sắp diễn ra Chúng ta có nên tin vào điều đó khơng? Bản chất Vật lí của hiện tượng cầu vồng là gì? Con người có thể tạo ra dải sáng màu sắc rực rỡ cầu vồng được không?

Bài học hôm nay sẽ giải quyết câu hỏi đó và nhiều câu hỏi lí thú khác

- Lắng nghe, tiếp nhận vấn đề

Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới về tán sắc ánh sáng thông qua tổ chức hoạt động học theo các góc đã thiết kế.(30 phút)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

- Giáo viên kể chuyện:

+ Năm 1672 Newton quyết định tạo ra màu sắc rực rỡ của cầu vồng ngay trong phịng thí nghiệm của mình Ơng suy nghĩ xây dựng phương án thí nghiệm:

Thứ nhất: Cầu vồng chỉ nhìn thấy vào

ban ngày lúc có ánh sáng mặt trời (ánh sáng trắng) Ông dùng ngọn đèn tạo ra ánh sáng trắng thay cho ánh sáng mặt trời

Thứ hai: Cầu vồng chỉ xuất hiện sau

cơn mưa hoặc sắp có mưa, lúc này trong khơng khí có hơi nước, hạt nước nhỏ, nước là môi trường trong suốt có chiết suất lớn hơn chiết suất khơng khí, các hạt nước có dạng tinh thể Ơng dùng lăng kính thay cho giọt nước

Từ đó Newton đã tiến hành thí nghiệm và thành công

- Học sinh lắng nghe

Tại góc phân tích

- Trợ giúp nhóm HS tại các góc:

+ Hỗ trợ HS phân tích thí nghiệm tán

- Thực hiện được:

Trang 28

sắc ánh sáng hình 24.1

- u cầu học sinh phân tích chùm sáng ló ra khỏi lăng kính có tính chất gì? Về màu sắc, góc lệch so với hướng tia tới? - Phân tích thí nghiệm tán sắc để tìm phương án tách ánh sáng đơn sắc

Và trả lời câu hỏi nội dung của bài trong phiếu

- Thu lại kết quả sản phẩm của nhóm

sáng hình 24.1 về màu sắc và góc lệch

- Phân tích được thí nghiệm tán sắc để tìm phương án tách ánh sáng đơn sắc - Trả lời các câu hỏi nội dung

Tại góc trải nghiệm

- Trợ giúp nhóm HS tại các góc: + Hỗ trợ HS làm thí nghiệm tán sắc ánh sáng + Hỗ trợ HS làm thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc Gợi ý: Quang phổ ánh sáng trắng gồm

nhiều màu biến đổi liên tục không thể nhận ra giới hạn giữa các màu Làm thế nào để tách ánh sáng có một màu nhất định?

+ Hỗ trợ HS làm thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng

Gợi ý: Làm thế nào để có các ánh sáng

đơn sắc gồm tất cả các màu đơn sắc? Làm thế nào để tất cả các ánh sáng đơn sắc chồng chất lên nhau? Trong thí nghiệm tán sắc chùm tia ló bị lệch về đáy lăng kính, tia tím lệch nhiều nhất, tia đỏ bị lệch ít nhất Nếu đặt lăng kính thứ hai sau lăng kính thứ nhất, ngược

- Suy nghĩ: Cho chùm tia sáng vào lăng kính, tách một phần của quang phổ nhờ khe hẹp và chiếu phần đó vào một lăng kính khác, cứ tiếp tục như vậy cho đến khi tia ló ra ở lăng kính cuối cùng khơng bị tán sắc

- Suy nghĩ: Dùng lăng kính làm tán sắc ánh sáng trắng

Trang 29

phổ sẽ như thế nào?

- Thu lại kết quả của nhóm

- Thực hiện được các thí nghiệm: Tán sắc ánh sáng, ánh sáng đơn sắc, tổng hợp ánh sáng trắng

Tại góc quan sát

+ Hỗ trợ HS vào clip trên Youtube để quan sát các thí nghiệm về: tán sắc ánh sáng, ánh sáng đơn sắc, tổng hợp ánh sáng trắng - Thu lại kết quả của nhóm

Vào xem được các thí nghiệm và trả lời được câu hỏi nội dung

Tại góc áp dụng

+ Cung cấp hình ảnh cầu vồng, hình ảnh máy quang phổ lăng kính

Giải thích được hiện tượng cầu vồng

Báo cáo, thảo luận kết quả thí nghiệm, rút ra kết luận

- Yêu cầu các nhóm HS báo cáo kết quả TN

- Đánh giá quá trình và kết quả làm việc

của các góc

- Đại diện các nhóm HS báo cáo kết quả hoạt động ở các góc:

Kết luận:

- Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc

- Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính

- Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím

Trang 30

dần từ màu đỏ đến màu tím

Hoạt động 3 Luyện tập (5 phút)

GV giao nhiệm vụ (thông qua màn hình máy chiếu)

Nội dung:

Câu 1: Ánh sáng trắng

A không bị tán sắc khi truyền qua bản hai mặt song song

B gồm vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím C gồm hai loại ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau

D được truyền qua một lăng kính, tia đỏ ln bị lệch nhiều hơn tia tím

Câu 2: Tìm phát biểu sai về kết quả thì nghiệm tán sắc của Niu-tơn đối với ánh

sáng trắng qua lăng kính

A Tia tím có phường truyền lệch nhiều nhất so với các tia khác B Tia đỏ lệch phương truyền ít nhất so với các tia khác

C Chùm tia ló có màu biến thiên liên tục

D Tia tím bị lệch về phía đáy, tia đỏ bị lệch về phía ngược lại

Câu 3: Chiếu một chùm ánh sáng trắng đi từ khơng khí vào bề mặt tấm thủy tinh

theo phương xiên góc, có thể xảy ra các hiện tượng:

A phản xạ, tán sắc, lệch đường truyền ra xa pháp tuyến B khúc xạ, phản xạ, truyền thẳng

C khúc xạ, tán sắc, phản xạ toàn phần D khúc xạ, tán sắc, phản xạ

Câu 4: Hiện tượng tán sắc xảy ra là do

A chiết suất của một môi trường đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau có giá trị

khác nhau

B các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì có màu khác nhau

C chùm sáng trắng gôm vô số các chùm sáng có màu khác nhau D chùm sáng bị khúc xạ khi truyền khơng vng góc với mặt giới hạn Câu 5: Tìm phát biểu sai

Mỗi ánh sáng đơn sắc

A có một màu xác định

Trang 31

C không bị lệch đường truyền khi đi qua lăng kính D khơng bị tán sắc khi đi qua lăng kính

Đáp án:

Câu 1 B Câu 2 D Câu 3 D Câu 4 A Câu 5 C

GV: Giao nhiệm vụ về nhà làm bài tập SGK và tìm hiểu trước bài “Giao thoa ánh

sáng”

Hoạt động 4 Vận dụng, tìm tịi mở rộng (5 phút)

- GV nêu vấn đề: Dán một tờ giấy trắng lên đĩa bằng kim loại hình trịn Chia hình trịn đó thành bảy hình quạt, sau đó tơ màu các hình quạt lần theo đúng trật tự bảy màu cầu vồng Cho đĩa quay nhanh dần quanh trục của nó và nhìn vào mặt đĩa, ta thấy ban đầu cịn nhìn rõ đủ bảy màu, nhưng khi đĩa quay đủ nhanh thì ta thấy mặt đĩa có màu trắng

CH: Các em hãy giải thích hiện tượng đó?

GV: Đó là một thí nghiệm về tổng hợp ánh sáng trắng

- Cầu vồng bản chất là sự tán sắc ánh sáng mặt trời qua các giọt nước mưa Tùy vào số lần phản xạ mà người ta phân ra cầu vồng bậc 1(ta thường hay nhìn thấy), cầu vồng bậ 2, Nếu có hai trận mưa rào diễn ra cùng lúc thì chúng ta có thể quan sát được cầu vồng đơi

- HS quan sát thí nghiệm

- HS lắng nghe, suy nghĩ, phân tích và thảo luận tìm câu trả lời

Trang 32

GV: Giới thiệu về vị vua của đá quý đó là kim cương

- Kim cương là chất rắn kết tinh có cấu trúc tinh thể Kim cương được cấu tạo từ những nguyên tử cacbon trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao Ban ngày, khi có ánh sáng mặt trời chiếu vào, kim cương sẽ tỏa sáng lấp lánh ánh sáng nhiều màu sắc rất đẹp Hiện tượng gì đã xẩy ra khi ánh sáng mặt trời chiếu vào kim cương?

- GV: Tổ chức học sinh phân tích bài tốn sau để HS thấy được thêm về tán sắc ánh sáng

- HS sẽ nhận thức cảm tính bằng việc quan sát các hình ảnh về kim cương

- HS thảo luận với nhau và tìm ra câu trả lời

- Bởi vì kim cương có vai trị như lăng kính, vậy nó cũng có thể phân tích ánh sáng trắng thành các màu khác nhau

- Kim cương có khả năng tán sắc tốt là do có chiết suất biến đổi nhanh với các bước sóng ánh sáng Chính vì điều này giúp kim cương phân tách tia sáng trắng thành các tia sáng đơn sắc, tạo nên sức hấp dẫn riêng

- Tia sáng trắng của mặt trời khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường đã xảy ra hiện tượng tán sắc - Kết quả, trong nước do chiết suất của nước đối với các ánh sáng có màu sắc khác nhau là khác nhau nên tia đỏ lệch ít nhất (góc khúc xạ lớn nhất), tia tím lệch nhiều nhất (góc khúc xạ nhỏ nhất)

- Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng để giải bài toán

Trang 33

2.5 Thiết kế kế hoạch bài dạy “Giao thoa ánh sáng” Vật lí 12 THPT hiện hành (Thực hiện theo kiểu 2)

I Mục tiêu

1 Về kiến thức:

- Nêu được hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng (Hướng dẫn tự học)

- Tiến hành được thí nghiệm Y - âng về sự giao thoa ánh sáng và nêu được những điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng

- Xây dựng được biểu thức xác định vị trí vân sáng, vân tối trên màn giao thoa - Hiểu được ứng dụng của hiện tượng giao thoa ánh sáng là đo được bước sóng ánh sáng

- Biết được mỗi ánh sáng đơn sắc có 1 bước sóng xác định trong chân không

2 Về năng lực:

Bài học nhắm đến các chỉ số hành vi của các năng lực: Năng lực cốt lõi là giải quyết vấn đề; năng lực thực nghiệm; năng lực hợp tác Các năng lực này được cụ thể hoá tại các hoạt động ở các góc, HS chứng kiến tiến trình giải quyết vấn đề, trực tiếp thực hiện các khâu quan sát, mô tả kết quả thí nghiệm, phân tích kết quả thí nghiệm, rút ra kết luận vấn đề nghiên cứu, từ đó tại các góc khác nhau các em được hình thành một số kĩ năng quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề trong học tập Vật lí

3 Về phẩm chất:

Trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ học tập và vận dụng kiến thức vào cuộc sống cần hình thành và phát triển phẩm chất: trung thực, trách nhiệm

II Thiết bị dạy học và học liệu

Mục tiêu bài học phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, nên các thiết bị và học liệu như sau:

1 Thiết bị, học liệu dùng chung: máy tính, điện thoại thơng minh, ảnh chụp về hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng để trình chiếu qua máy chiếu, thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, sách giáo khoa Vật lí 12

2 Phương tiện, học liệu ở từng góc:

Tên góc Phương tiện, học liệu

Góc 1 Sách giáo khoa, phiếu học tập, bút, vở, …

Trang 34

Góc 4 Sách giáo khoa, phiếu học tập, giấy A0, bút dạ, … Các phiếu học tập ở các góc như sau:

2.1 Góc 1 - Nhiệm vụ:

+ Xem sách giáo khoa bài 25 “Giao thoa ánh sáng” Vật lí 12 trang 128 + Trả lời các câu hỏi nội dung cần nghiên cứu sau

CH1: Thế nào là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng?

CH2: Sau khi có hiện tượng nhiễu xạ, F1 và F2 có được coi là hai nguồn sóng kết hợp khơng? Vì sao?

CH3: Tại sao trên màn ảnh M lại xuất hiện những vạch sáng, vạch tối?

CH4: Phân tích bảng số liệu 25.1 “Bước sóng của ánh sáng nhìn thấy trong chân không”, cho biết quan hệ giữa bước sóng và màu sắc ánh sáng?

- Sản phẩm yêu cầu: Chọn một em bất kì trong nhóm báo cáo nội dung đã nghiên cứu

2.2 Góc 2

- Nhiệm vụ: Xây dựng phương án thí nghiệm và làm thí nghiệm về giao thoa ánh sáng như trong hình 25.2 và trả lời hai câu hỏi sau:

CH1: Khi nào tại vị trí A là một vân sáng? Khi đó khoảng cách từ vân sáng tại A đến O được xác định bằng công thức nào?

CH2: Khi nào tại vị trí A là một vân tối? Khi đó khoảng cách từ vân tối tại A đến O được xác định bằng công thức nào?

CH3: Thế nào là khoảng vân? Xác định cơng thức tính khoảng vân?

- Sản phẩm yêu cầu: Học sinh báo cáo cách thực hiện thí nghiệm trước lớp

Trang 35

2.3 Góc 3

- Nhiệm vụ: Quan sát clip thí nghiệm nhiễu xạ ánh sáng, thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng trên Youtube nhờ điện thoại thông minh Giải thích được hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng, giải thích được vì sao lại xuất hiện vân sáng và vân tối ở trên màn

- Sản phẩm yêu cầu: Báo cáo kết luận mà các thành viên ở góc quan sát rút ra được

2.4 Góc 4

- Nhiệm vụ: Dựa vào công thức khoảng vân iDa



= , áp dụng đo bước sóng ánh sáng Laze màu đỏ bằng phương pháp giao thoa Thực hiện theo bảng sau:

- Khoảng cách giữa hai khe hep F1F2: a = ………………… (mm) - Độ chính xác của thước milimét: = ……………………(mm) - Độ chính xác của thước cặp: ,= ………………… (mm)

- Số khoảng vân đánh dấu: n = ……………………

Lần đo D D L(mm) L(mm) 1 2 3 4 5

- Tính giá trị trung bình của bước sóng: .

.

a Ln D

=

- Tính sai số tỉ đối của bước sóng: aLD

aLD



 =  + +

- Viết kết quả áp dụng đo bước sóng:  =  

- Sản phẩm yêu cầu: Chỉ ra được kiến thức Vật lí trong ứng dụng đó và giá trị của bước sóng ánh sáng laze đỏ

III Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Quan sát hình ảnh, trả lời câu hỏi, tiếp nhận vấn đề (5 phút)

Hoạt động của GV

Tạo tình huống có vấn đề

Trang 36

CH1: Em hãy nêu một số điểm tương đồng giữa âm và ánh sáng ?

CH2: Âm lại có tính chất sóng Liệu ánh sáng có tính chất ấy hay khơng?

Cho HS xem đoạn video mô tả váng dầu, hoặc liên hệ thực tế váng dầu, bong bóng xà phòng → định hướng HS vào sự giao thoa ánh sáng (khi nhìn ánh sáng Mặt Trời phản xạ trên váng dầu, bong bóng xà phịng … , ta thấy có các vân màu sặc sỡ) Tại sao vậy?

- Cùng truyền theo đường thẳng, cùng tuân theo định luật phản xạ… - Suy nghĩ (có lẽ là có, nếu vậy chắc ánh sáng cũng có thể nhiễu xạ và giao thoa)

Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới về giao thoa ánh sáng thông qua tổ chức hoạt động học theo các góc đã thiết kế (30 phút)

Tại góc 1

+ Hỗ trợ HS phân tích thí nghiệm nhiễu xạ ánh sáng hình 25.1

+ Hỗ trợ HS phân tích hiện tượng giao thoa ánh sáng qua thí nghiệm Y-âng ở hình 25.2

Và trả lời câu hỏi nội dung của bài trong phiếu

- Thu lại kết quả sản phẩm của nhóm - Hướng dẫn học sinh chuyển góc

+ Phân tích thí nghiệm nhiễu xạ ánh sáng hình 25.1

+ Phân tích hiện tượng giao thoa ánh sáng qua thí nghiệm Y-âng ở hình 25.2

+ Trả lời các câu hỏi nội dung

Trang 37

Tại góc 2

+ Hỗ trợ HS làm thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng

- Hướng dẫn học sinh chuyển góc

- Thực hiện thí nghiệm và trả lời các câu hỏi nội dung trong phiếu học tập

Tại góc 3

+ Hỗ trợ HS vào clip trên Youtube để quan sát các thí nghiệm nhiễu xạ ánh sáng, thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng

Vào xem được các thí nghiệm và trả lời được nội dung yêu cầu trong phiếu

Tại góc 4

+ Hỗ trợ HS làm thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng laze đỏ

Thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng laze đỏ

Trang 38

Báo cáo, thảo luận kết quả thí nghiệm, rút ra kết luận

- Yêu cầu các nhóm HS báo cáo kết quả TN

- Đánh giá quá trình và kết quả làm

việc của các góc

- Đại diện các nhóm HS báo cáo kết quả hoạt động ở các góc:

Kết luận:

- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng truyền sai lệch với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng

- Thí nghiệm Y-âng chứng tỏ hai chùm sáng kết hợp gặp nhau, giao thoa được với nhau Khẳng định ánh sáng có tính chất sóng - Cơng thức xác định vị trí vân sáng kDxka=k: bậc giao thoa

k=0: vân sáng trung tâm k=1: vân sáng bậc 1 k= 2: vân sáng bậc 2

- Cơng thức xác định vị trí vân tối

'1( ')2kDxka=+

Vân tối không có khái niệm bậc giao thoa, khơng có vân tối trung tâm Vân tối thứ nhất: k =0; k = -1

Vân tối thứ hai: k =1; k = -2 - Cơng thức tính khoảng vân: i.D

a

=

Trang 39

màn quan sát

- Ứng dụng của giao thoa sóng ánh sáng là đo bước sóng ánh sáng

- Mỗi ánh sáng đơn sắc có bước sóng hay tần số trong chân không hoàn toàn xác định

Hoạt động 3 Luyện tập (5 phút)

GV giao nhiệm vụ (thông qua màn hình máy chiếu)

Nội dung:

Câu 1: Trong các thí nghiệm sau đây, thí nghiệm nào có thể sử dụng để đo bước

sóng ánh sáng?

A Thí nghiệm tán sắc ánh sáng của Newton B Thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng C Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng

D Thí nghiệm về ánh sáng đơn sắc

Câu 2: Để hai sóng ánh sáng kết hợp, có bước sóng , tăng cường lẫn nhau khi giao thoa với nhau thì hiệu đường đi của chúng phải:

A bằng 0 B bằng (k-21) (k= 0,1, 2…) C bằng k (k= 0,1, 2…) D bằng (k + )41(k= 0,1, 2…)

Câu 3: Khoảng vân là khoảng cách giữa:

A Hai vân sáng hoặc hai vân tối cạnh nhau B Một vân sáng và một vân tối cạnh nhau C Hai vân sáng D Hai vân tối

Câu 4: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với nguồn sáng đơn sắc, hệ vân trên

màn có khoảng vân i Nếu khoảng cách giữa hai khe còn một nửa và khoảng cách từ hai khe đến màn gấp đơi so với ban đầu thì khoảng vân giao thoa trên màn

A giảm đi bốn lần B không đổi C tăng lên hai lần D tăng lên bốn lần

Câu 5: Trong thí nghiệm Y–âng về giao thoa ánh sáng, nếu thay ánh sáng đơn sắc

màu lam bằng ánh sáng đơn sắc màu vàng và giữ nguyên các điều kiện khác thì trên màn quan sát

A khoảng vân tăng lên B khoảng vân giảm xuống C vị trí vân trung tâm thay đổi D khoảng vân không thay đổi

Đáp án:

Câu 1 B Câu 2 C Câu 3 A Câu 4 D Câu 5 A

Trang 40

Hoạt động 4 Vận dụng, tìm tịi mở rộng (5 phút)

- GV giới thiệu mở rộng thêm về ứng dụng của hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là: năng suất phân giải của các dụng cụ quang học như kính hiển vi, kính thiên văn, Cách tử nhiễu xạ, máy quang phổ cách tử

- Lớp váng dầu mỡ trên mặt nước được giải thích như thế nào?

- Giới thiệu đĩa CD

Đĩa CD là một trong các loại đĩa quang, chúng thường được chế tạo bằng chất dẻo có đường kính 4,75 inch(12,065cm), dùng phương pháp ghi quang học để lưu trữ khoảng 80 phút âm thanh hoặc 700 MB dữ liệu máy tính đã được mã hóa theo kỹ thuật số Khi nghiêng đĩa CD thì ta quan sát được đĩa có màu sắc sặc sở Đó là kết quả của hiện tượng nào?

- HS lắng nghe

- Trả lời cho câu hỏi đưa ra ở hoạt

động 1

Khi ánh sáng của mặt trời chiếu vào lớp dầu mỡ sẽ xuất hiện một sóng phản xạ ở ngay bề mặt của lớp váng này Một sóng ánh sáng sau khi khúc xạ vào bên trong lớp váng ngay lập tức sẽ bị phản xạ ở mặt dưới rồi trở lại mặt trên Hai sóng này gặp nhau ở bề mặt bên trên và giao thoa với nhau Hơn nữa, trong ánh sáng trắng của mặt trời có nhiều ánh sáng đơn sắc có bước sóng và tần số khác nhau nên vân sáng của ánh sáng đơn sắc không trùng với nhau mà ngược lại sẽ cho những quang phổ có màu sắc sặc sỡ

- Màu sắc sặc sở của đĩa CD khi nghiêng là kết quả hiện tượng giao thoa ánh sáng, giao thoa giữa tia sáng phản xạ ở mặt trên và mặt dưới của lớp nhựa trong suốt trên đĩa CD

Định dạng
Số trang	61
Dung lượng	1,17 MB