(Skkn 2023) tổ chức dạy học theo trạm bài “tia hồng ngoại và tia tử ngoại” vật lí 12 nhằm phát triển phẩm chất, năng lực của học sinh

SỞ GD & ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT QUỲNH LƯU  SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề Tài: “ TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO TRẠM BÀI “TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI” VẬT LÍ 12 NHẰM PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT, NĂNG LỰC CỦA HỌC SINH Lĩnh vực: Vật lý Nhóm tác giả: Lê Thị Thao - 0969803535 Nguyến Tất Phương- 0984.925.494 Năm học: 2022 - 2023 MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Lí chọn đề tài 2 Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu 4 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp đề tài NỘI DUNG Chương 1: Cơ sở lí luận thực tiễn 1.1 Cơ sở lí luận 1.1.1 Phương pháp dạy học tích cực 1.1.2 Khái niệm phương pháp tổ chức dạy học theo trạm 1.1.3 Phân loại trạm học tập 1.1.4 Nguyên tắc dạy học theo phương pháp trạm…………………… 1.1.5 Quy trình tổ chức dạy học theo trạm ………………………………… 1.2 Cơ sở thực tiễn 1.2.1 Thực trạng sử dụng phương pháp dạy học theo trạm dạy học trường THPT……………………………………………………………………… 1.2.2 Khảo sát học sinh thực trạng dạy học mơn Vật lí trường THPT… 1.2.3 Thuận lợi khó khăn việc áp dụng đề tài………………………… Chương Thiết kế tiến trình dạy học theo trạm “Tia hồng ngoại tia tử ngoại” Vật lý 12 10 2.1 Kiến thức cần xây dựng…………………………………… 10 2.2 Tổng quan hệ thống trạm học tập 12 2.3 Thiết kế nhiệm vụ trạm 10 2.4 Khảo sát tính cấp thiết khả thi biện pháp đề xuất 35 Chương Thực nghiệm sư phạm .…… 39 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 42 3.2 Đối tượng, phương pháp thực nghiệm sư phạm 42 3.3 Diễn biến Thực nghiệm sư phạm 41 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Định hướng đổi phương pháp dạy học xác định Nghị TW khóa VII (1/1993), Nghị TW khóa VIII (12/1996), thể chế hóa luật giáo dục (12/1998) Tại Nghị số 88/2014/QH13 Quốc hội quy định: “Đổi chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thơng nhằm tạo chuyển biến bản, tồn diện giáo dục phổ thông; kết hợp dạy chữ, dạy người định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển giáo dục nặng kiến thức sang giáo dục phát triển toàn diện phẩm chất lực, hài hịa đức, trí, thể, mĩ phát huy tốt tiềm học sinh” Vì nay, tồn nghành giáo dục hướng tới cơng đổi bản, toàn diện chất lượng hiệu giáo dục phổ thông Định hướng việc đổi giáo dục chuyển từ giáo dục nặng truyền thụ kiến thức sang giáo dục phát triển toàn diện phẩm chất lực học sinh Trong bối cảnh đó, việc tiếp cận, học hỏi, thể nghiệm áp dụng phương pháp dạy học tích cực giáo viên để thực mục tiêu giáo dục việc có tính chất định thành công công đổi Đổi phương pháp dạy học theo hướng phát triển lực người học ngành giáo dục thực triển khai đến cấp học Nhận thức tầm quan trọng vấn đề đó, chúng tơi bước thay đổi phương pháp theo hướng xây dựng chủ đề dạy học, tìm tịi vận dụng phương pháp dạy học tích cực theo hướng tiếp cận lực học sinh Dạy học theo trạm phương pháp dạy học mở, học sinh tự lực, sáng tạo, tích cực hoạt động, tham gia giải nhiệm vụ học tập; có hội nâng cao lực làm việc cá nhân, làm việc theo nhóm, phát triển lực chung lực riêng… đặc biệt phương pháp cịn kích thích hứng thú, say mê học tập người học qua phát triển lực học sinh, nâng cao ý thức học tập suốt đời Tuy nhiên, việc áp tổ chức dạy học chủ đề theo phương pháp dạy học trường phổ thông Việt Nam chưa nhiều, trường người áp dụng Chương Sóng ánh sáng Vật lý 12 phần quan trọng Chương trình Vật lý phổ thơng Kiến thức Sóng ánh sáng đa dạng phong phú với nhiều tượng tự nhiên có liên quan, có nhiều ứng dụng thực tiễn sống với nhiều kiến thức thực tế có kiến thức lại trừu tượng khó tiếp thu học sinh Vì vậy, học sinh phải nghiên cứu để hiểu rõ giải thích số tượng thực tế đời sống Xuất phát từ lí trên, tơi xét thấy cần thiết phải phát triển phương pháp tổ chức dạy học theo trạm tiến hành nghiên cứu đề tài: Tổ chức dạy học theo trạm “Tia hồng ngoại tia tử ngoại” Vật lí 12 nhằm phát triển phẩm chất, lực học sinh Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu quan điểm dạy học tích cực làm rõ sở lí luận dạy học theo trạm - Nghiên cứu chương trình SGK hành, sách GV tài liệu tham khảo có liên quan đến nội dung kiến thức “Tia hồng ngoại tia tử ngoại” Vật lí 12 - Soạn thảo tiến trình dạy học theo phương pháp tổ chức dạy học theo góc “Tia hồng ngoại tia tử ngoại” đáp ứng yêu cầu phát huy tính tích cực, tự lực sáng tạo HS - Tiến hành TN sư phạm theo tiến trình soạn thảo để đánh giá hiệu việc lĩnh hội kiến thức việc phát huy tính tích cực, tự lực sáng tạo HS q trình học tập, từ bổ sung sửa đổi tiến trình dạy học soạn thảo cho phù hợp vận dụng linh hoạt mơ hình vào thực tiễn dạy học số khác thuộc chương trình Vật lí phổ thơng Đối tượng nghiên cứu - Nội dung kiến thức “Tia hồng ngoại tia tử ngoại” Vật lí 12 - Hoạt động dạy học “Tia hồng ngoại tia tử ngoại” Vật lí 12 Phạm vi nghiên cứu - Nội dung kiến thức “Tia hồng ngoại tia Tia tử ngoại” Vật lý 12 - Các hoạt động dạy học GV HS trường THPT Phương pháp nghiên cứu Để thực đề tài nghiên cứu này, phối hợp nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết nghiên cứu thực tiễn Bao gồm: phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết, phân loại tổng hợp lý thuyết, phương pháp quan sát điều tra, phương pháp so sánh đối chiếu, phương pháp thực nghiệm Những đóng góp đề tài Về mặt lý luận: Góp phần làm sáng tỏ sở lí luận thiết kế tổ chức dạy học theo trạm trường THPT nói chung Vật lí lớp 12 nói riêng Về mặt thực tiễn: Cung cấp giái trị cụ thể mức độ thành công việc dạy học theo trạm giảng dạy Vật lí THPT góp phần nâng cao chất lượng dạy học Đây yêu cầu chương trình Giáo dục phổ thơng 2018 PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương Cơ sở lí luận thực tiễn đề tài 1.1 Cơ sở lý luận 1.1.1 Phương pháp dạy học tích cực Bản chất dạy học tích cực đề cao chủ thể nhận thức, phát huy tính tự giác, chủ động người học, lấy người học làm trung tâm Khai thác động lực người học để để phát triển họ, coi trọng lợi ích nhu cầu cá nhân người học, đảm bảo cho họ thích ứng với đời sống xã hội Dạy học tích cực tập trung vào giáo dục người tổng thể Trong dạy học tích cực, GV giúp HS tự khám phá sở tự giác tự suy nghĩ, tranh luận, đề xuất giải vấn đề GV trở thành người thiết kế tạo mơi trường cho phương pháp học tích cực, khuyến khích, ủng hộ, hướng dẫn hoạt động HS, thử thách tạo động cho HS, khuyến khích đặt câu hỏi đặt vấn đề cần giải HS trở thành người khám phá, khai thác, tư duy, liên hệ, người thực hiện, chủ động trao đổi, xây dựng kiến thức cao “người nghiên cứu” Qua kiểu dạy học này, HS tập dượt giải tình vấn đề gặp đời sống xã hội Thơng qua đó, HS vừa lĩnh hội kiến thức, vừa có thái độ hành vi ứng xử thích hợp HS tự lực hình thành phát triển dần nhân cách người hành động, người thực tiễn “tự chủ, động, sáng tạo, biết lựa chọn vấn đề để đến định đúng, có lực giải vấn đề, có lực tự học, biết cộng tác làm việc, có lực tự điều chỉnh”, đáp ứng mục tiêu giáo dục thời kì đổi 1.1.2 Khái niệm phương pháp tổ chức dạy học theo trạm Dạy học theo trạm phương pháp tổ chức hoạt động học tập HS tự lực, chủ động thực nhiệm vụ độc lập khác vị trí xác định ngồi khơng gian lớp học (gọi trạm) Trong phương pháp tổ chức dạy học theo trạm, HS làm việc cá nhân, theo cặp theo nhóm để thực nhiệm vụ khác trạm nội dung kiến thức xác định Các nhiệm vụ nhận thức trạm cần có tính tương đối độc lập với nhau, cho HS trạm Sau hồn thành trạm HS chuyển sang trạm cịn lại Ta tổ chức trạm theo vòng tròn để đảm bảo trật tự tiết học, phương pháp tổ chức dạy học cịn có tên phương pháp tổ chức dạy học theo vòng tròn Cho đến nay, việc phát triển phương pháp tổ chức dạy học theo trạm trạm học tập nghiên cứu, nghiên cứu thường đưa lên mạng trường phổ thơng sử dụng Và trường hợp lí tưởng người học huấn luyện tốt tự lấy thơng tin mạng, tự tìm thấy trạm học tập cần thiết hứng thú để tự thực Khi đó, dạy học theo trạm trở thành hình thức dạy học mở thực 1.1.3 Phân loại trạm học tập Có nhiều cách phân loại trạm học tập như: phân loại theo vị trí, phân loại theo pha xây dựng kiến thức, phân loại theo mức độ yêu cầu nhiệm vụ, phân loại theo phương tiện, phân loại theo vai trò trạm, theo hình thức làm việc Mặc dù có nhiều tiêu chí để phân loại trạm dù phân loại theo cách xếp thành nhóm chính: + Nhóm 1: Trạm bắt buộc hệ thống trạm có nội dung kiến thức bắt buộc, trọng tâm học Sau hoàn thành trạm hình thành cho học sinh kiến thức kĩ mà học yêu cầu + Nhóm 2: Trạm tự chọn nhóm trạm học sinh lựa chọn trạm có mức độ khó – dễ khác để làm làm hết tất trạm tự chọn có đủ thời gian trình độ, nhiên người dạy cần phải quy định cho người học thực đủ số lượng trạm theo quy định Các trạm thường có nội dung mở, vui để tạo hứng thú cho người học Trong phương pháp tổ chức dạy học theo trạm, học sinh làm việc cá nhân, theo cặp theo nhóm để thực nhiệm vụ khác trạm nội dung kiến thức xác định Các nhiệm vụ nhận thức trạm cần có tính tương đối độc lập với nhau, cho người học trạm Sau hồn thành trạm học sinh chuyển sang trạm cịn lại Ngồi ra, tổ chức trạm học tập theo vòng tròn để đảm bảo trật tự tiết học, phương pháp cịn gọi dạy học theo vịng trịn (Circuit training) (Hình 1.1) Hình 1 Sơ đồ vịng trịn học tập Hình 1.2 Sơ đồ vịng trịn học tập có trạm tự chọn 1.1.4 Nguyên tắc dạy học theo phương pháp trạm Để tạo hứng thú, say mê học tập, từ thu kết cao trình tổ chức dạy học theo trạm việc thiết kế nội dung trạm học tập cho thu hút ý học sinh điều vô quan trọng Vì vậy, xây dựng hệ thống trạm học tập cần phải tuân theo quy tắc sau: - Nhiệm vụ học tập trạm phải tương đối độc lập với cho nhóm học sinh chọn nhiệm vụ trạm làm trạm xuất phát sau hồn thành nhiệm vụ trạm này, nhóm học sinh vào trạm theo sở thích trạm chưa có nhóm khác thực Nếu có nhiều nội dung, ta chia thành nhiều trạm học tập, cho trạm có nhiệm vụ học tập độc lập với Chúng ta tổ chức dạy học theo trạm cho nhiều lúc nhiều tiết học - Nhiệm vụ trạm phải hấp dẫn, rõ ràng, phù hợp với lực học sinh Đồng thời, nhiệm vụ có tác dụng phân hóa học sinh Thời gian dành cho trạm phụ thuộc vào nội dung công việc trạm phải đảm bảo thời gian tiết học - Các trạm có thí nghiệm thiết bị hỗ trợ thí nghiệm thiết bị hỗ trợ phải đơn giản, dễ thao tác phù hợp với thí nghiệm học sinh, giải thích tượng tự nhiên tìm hiểu ứng dụng để tạo hứng thú say mê học tập học sinh - Số lượng trạm khơng nên q nhiều tạo nhàm chán mệt mỏi cho học sinh Vì vậy, tổ chức dạy học theo trạm, cần thiết kế hệ thống trạm học tập với số lượng vừa phải tạo thích thú cho học sinh, có kết học tập khả quan - Ngoài nhiệm vụ bắt buộc, ta cần phải xây dựng trạm với nhiệm vụ tự chọn với mức độ khó – dễ khác để cá biệt hóa lực học sinh, đồng thời tránh ùn tắc trình thực nhiệm trạm, tạo hứng thú cho em học tập - Giáo viên nên cung cấp đáp án hệ thống trợ giúp tương ứng với nhiệm vụ mà nhóm thực để học sinh tự kiểm tra đánh giá kết thân nhóm - Các học sinh phải phát phiếu học tập tương ứng với trạm mà nhóm thực để tối ưu hóa thời gian làm việc cá nhân nhóm - Trước tổ chức dạy học, giáo viên cần phải sinh hoạt để thống với học sinh nội quy làm việc, hình thức đánh giá kết hồn thành nhiệm vụ cá nhân nhóm 1.1.5 Quy trình tổ chức dạy học theo trạm Để tổ chức chủ đề dạy học áp dụng dạy học theo trạm, giáo viên cần thực theo vấn đề sau: Giai đoạn 1: Chọn nội dung, xác định sơ trạm, tên trạm Giai đoạn 2: Thiết kế kế hoạch học Thiết kế kế hoạch học gồm bước cụ thể sau: - Bước Xác định mục tiêu học - Bước Chuẩn bị phương tiện dạy học - Bước Thiết kế nhiệm vụ trạm Đây bước quan trọng dạy học theo trạm Nhiệm vụ trạm thiết kế dạng phiếu học tập với nội dung cụ thể: mục tiêu trạm; phương tiện, đồ dùng; phương pháp hình thức làm việc; thời gian tối đa; nhiệm vụ cụ thể; yêu cầu kết trình bày - Bước 4: Thiết kế hỗ trợ trạm - Bước 5: Thiết kế tiến trình dạy học cụ thể Bao gồm hoạt động cụ thể là: Bố trí sơ đồ khơng gian góc học tập, dẫn nhập, giao nhiệm vụ học tập, lập nhóm học tập, tổ chức học tập góc, hoạt động đánh giá xác nhận kiến thức, vận dụng kiến thức Giai đoạn Thực dạy học (tổ chức dạy học lớp) Bước Thống nội quy học tập theo trạm Giáo viên giới thiệu khái quát nội dung chủ đề nội dung học tập trạm, số lượng trạm Giới thiệu phiếu học tập – phiếu hỗ trợ cách làm việc phiếu học tập, Bước Chia nhóm Đây cơng việc đơn giản lại quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến kết trình học tập Tùy thuộc vào mức độ khó – dễ, kiến thức, thời gian, mà giáo viên cho học sinh tự chia nhóm theo sở thích giáo viên tự chia nhóm để việc học thuận lợi tránh nhiều thời gian Bước Tổ chức cho cá nhân, nhóm làm việc Học sinh làm việc cá nhân, theo cặp hay theo nhóm tùy theo yêu cầu nhiệm vụ học tập trạm Bước giáo viên quan sát trợ giúp cho học sinh gặp phải khó khăn q trình giải nhiệm vụ học tập Bước Tổng kết kết học tập Sau nhóm hồn thành nhiệm vụ trạm theo thời gian quy định, nhóm cử đại diện trình bày kết trạm cuối mà nhóm vừa hồn thành trước lớp Thứ tự trình bày trạm Khi nhóm báo cáo xong, giáo viên trình chiếu đáp án cho trạm, nhóm trao đổi phiếu học tập cho để đánh giá kết hoàn thành nhiệm vụ nhóm trạm, sở đánh giá – cho điểm nhóm khác tiêu chí: đánh giá phiếu học tập Yêu cầu học sinh thu dọn trạm học tập sau hồn thành cơng việc Khơng làm hư hỏng thiết bị trật tự học tập 1.2 Cơ sở thực tiễn 1.2.1 Thực trạng sử dụng phương pháp dạy học theo trạm dạy học trường THPT - Thực tiễn dạy học mơn Vật lí trường THPT nói chung, mơn Vật lí trường THPT Quỳnh Lưu nói riêng, việc hình thành lực cho học sinh chủ yếu thông qua tiến hành tiết lên lớp Trong trình dạy học, giáo viên kết hợp nhiều phương pháp, sử dụng thiết bị dạy học có tự làm, vận dụng công nghệ thông tin để làm phong phú cho giảng Để hoàn thành nhiệm vụ, nhóm học sinh chủ yếu dựa vào sách giáo khoa, sách tham khảo, truy cập internet để tìm kiếm thơng tin lí thuyết, hình ảnh,…rồi làm trình bày báo cáo dạng powerpoint word… Những cách thức tổ chức góp phần giúp học sinh rèn luyện nhiều kỹ tiền đề cho việc hình thành lực chung lực chuyên biệt học sinh Tuy nhiên, thực trạng việc dạy học Vật lí nhà trường phổ thơng nói chung, trường THPT Quỳnh Lưu nói riêng cịn tồn là: nội dung học khơ khan, kiến thức trừu tượng, nặng lí thuyết, gắn liền với thực tiễn cịn ít, giáo viên áp dụng phương pháp dạy học tích cực vào dạy đại trà chưa nhiều - Dạy học chủ đề theo phương pháp trạm mơn Vật lí phương pháp dạy học để người học chủ động làm việc với trạm kiến thức độc lập, học sinh làm việc cá nhân theo cặp theo nhóm Như vậy, học sinh khơng tự lĩnh hội kiến thức mà rèn luyện cho học sinh kĩ năng, hình thành lực chuyên biệt cần thiết để phát triển thân tương lai - Phương pháp dạy học theo trạm xuất từ đầu kỉ XX dạng sơ khai Nó thức sử dụng hình thức dạy học hai người Anh Morgan Adamson học thể dục Tại hai ơng xây dựng vòng tròn luyện tập giúp học sinh nâng cao thể lực thành tích cá nhân thi đấu - Ở Việt Nam, dạy học theo trạm nghiên cứu ứng dụng dạy học Vật lí từ năm 2009 Đại học Sư phạm Hà Nội Từ đến nay, có số luận văn viết nhỏ số tác giả vận dụng dạy học theo trạm chương trình trung học sở THPT sau: + Trần Văn Nghiên (2010), Tổ chức dạy học theo trạm số kiến thức chương “Mắt – dụng cụ quang học” – Vật lý 11 nâng cao Luận văn thạc sỹ giáo dục Đại học Sư phạm Hà Nội + Trần Văn Thái (2012), Tổ chức dạy học theo trạm số kiến thức chương “ Chất khí” – Vật lí 10 Luận văn thạc sỹ giáo dục học Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh + Phùng Việt Hải, Phùng Thị Tố Loan Lê Thị Diệu (2013), Ứng dụng PPDH theo trạm dạy học chương “Chất khí” – Vật lí 10 Tạp chí khoa học số 01 Trường Đại học An Giang Kết nghiên cứu tác giả chứng minh kiểu dạy học theo trạm khả thi mang lại hiệu cao dạy học chủ đề theo hướng phát triển lực cho học sinh Tuy nhiên, phương pháp chưa nhiều giáo viên phổ thông vận dụng để dạy trường THPT 1.2.2 Khảo sát học sinh thực trạng dạy học mơn Vật lí trường THPT Chúng tơi tiến hành khảo sát ý kiến 120 HS lớp trường THPT Quỳnh Lưu Kết thu sau: TT Câu hỏi Em có thích học mơn Vật lí khơng? Kết khảo sát Thích: 40/120 (33,33%) Khơng thích: 80/120 (66,67%) Em học phương pháp dạy học Rồi: 40/120 (33,33%) theo trạm chưa? Chưa: 80/120 (66,67%) Trong học Vật lí em có hay Thường xun: 10/120 (8,33%) GV trao quyền tự chủ, tự học, tự Thỉnh thoảng: 30/120 (25%) tìm tịi, xây dựng kiến thức Không bao giờ: hướng dẫn GV không? 80/120(66,67%) Trong học Vật lí em có hay Có: 20/120 (16,67%) tự làm thí nghiệm để thu thập số Khơng: 100/120 (83,33%) liệu, tự xử lí số liệu nhằm để kiểm chứng định luật Vật lí khơng? Trong học Vật lí em có thích Có: 100/120 (83,33%) trao đổi, hợp tác nhóm, tự làm thí Khơng: 20/120 (16,67%) nghiệm để hình thành kiến thức không? Qua số liệu thu thập được, thấy tỉ lệ HS thích học mơn Vật lí Đây vấn đề đáng lo ngại mơn Vật lí nhà trường Trong q trình dạy học, GV chưa thực quan tâm đến vấn đề phát triển lực cho HS, phần lớn quan tâm đến việc truyền thụ kiến thức chiều, thụ động Điều chứng tỏ vai trò GV dạy học chưa kích thích hứng thú học tập HS Đa số em thích chủ động, tự làm thí nghiệm, tự tìm tịi để hình thành kiến thức Các em thích thảo luận, trao đổi, hoạt động nhóm, học hỏi để phát triển lực thân Vì việc thay đổi phương pháp dạy học việc làm cấp bách cần thiết 10 Họ tên: Lớp: Nhóm PHIẾU HỌC TẬP TRẠM 1B PHÁT HIỆN SỰ TỒN TẠI CỦA TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI BẰNG QUANG ĐIỆN TRỞ Dải quang phổ thu chiếu ánh sáng trắng qua lăng kính: Ngồi xạ quan sát được, cịn tồn xạ khác khơng? Có thể tồn xạ mà mắt thường khơng quan sát Thiết kế thí nghiệm để kiểm tra dự đốn Dụng cụ thí nghiệm cần có Các bước tiến hành Bố trí thí nghiệm - Kích chuột vào công tắc ON/OFF nguồn để bật nguồn điện - Thay đổi điện áp nguồn cách kích lên số tương ứng (0V, 3V, 6V, 9V, 12V) - Kích chuột vào lăng kính để đặt lăng kính - Kích chuột vào đầu thu để dịch chuyển đầu thu miền ánh sáng nhìn thấy ngồi miền ánh sáng nhìn thấy - Quan sát độ lệch kim điện kế Nhận xét tượng quan sát - Khi dịch đầu thu miền ánh sáng đỏ, kim điện kế lệch lớn so với dịch đầu thu miền ánh sáng nhìn thấy Điều chứng tỏ có xạ khơng nhìn thấy nằm gần ánh sáng đỏ - Khi dịch đầu thu ngồi ánh sáng tím, góc lệch kim điện kế giảm nhiều, lớn không bật đèn Điều chứng tỏ có xạ khơng nhìn thấy nằm gần ánh sáng tím 50 Trạm Họ tên: Lớp: Nhóm PHIẾU HỌC TẬP TRẠM PHÁT HIỆN SỰ TỒN TẠI CỦA TIA HỒNG NGOẠI THÔNG QUA TÁC DỤNG NHIỆT Dải quang phổ thu chiếu ánh sáng trắng qua lăng kính: Ngồi xạ quan sát được, cịn tồn xạ khác khơng? Có thể cịn tồn xạ mà mắt thường không quan sát Thiết kế thí nghiệm để kiểm tra dự đốn Dụng cụ thí nghiệm cần có Bố trí thí nghiệm Các bước tiến hành - Gắn lăng kính vào hộp giấy - Cho ánh sáng mặt trời qua lăng kính Điều chỉnh lăng kính cho dải quang phổ rõ nét đáy hộp - Đo nhiệt độ vùng quang phổ Nhận xét tượng quan sát Thí nghiệm tái lại thí nghiệm lịch sử William Herschel thực Trong điều kiện nhiệt kế không đủ nhạy cường độ nguồn sáng không đủ mạnh nên ta không quan sát thay đổi nhiệt độ vùng quang phổ Nhưng với thí nghiệm tương tự vậy, Herschel phát phía ánh sáng đỏ, nhiệt kế nhiệt độ cao Chứng tỏ phải tồn ánh sáng vùng đỏ mà ta quan sát 51 Trạm Họ tên: Lớp: Nhóm PHIẾU HỌC TẬP TRẠM PHÁT HIỆN SỰ TỒN TẠI CỦA TIA TỬ NGOẠI BẰNG BẠC CLORUA Dải quang phổ thu chiếu ánh sáng trắng qua lăng kính: Ngồi xạ quan sát được, cịn tồn xạ khác khơng? Có thể cịn tồn xạ mà mắt thường khơng quan sát Thiết kế thí nghiệm để kiểm tra dự đốn Dụng cụ thí nghiệm cần có Bố trí thí nghiệm Các bước tiến hành - Gắn lăng kính lên hộp giấy - Cho ánh sáng trắng qua lăng kính - Cho AgCl vào màu quang phổ bên vùng quang phổ - Quan sát tốc độ đổi màu AgCl Nhận xét tượng quan sát Thí nghiệm tái lại thí nghiệm lịch sử Jonhann Ritter thực Trong điều kiện thường cường độ nguồn sáng không đủ mạnh nên ta không quan sát tốc độ đổi màu AgCl ngồi vùng quang phổ Nhưng với thí nghiệm tương tự vậy, Ritter phát ngồi vùng ánh sáng tím, tốc độ chuyển màu AgCl nhanh Chứng tỏ phải tồn ánh sáng ngồi vùng tím mà ta khơng thể quan sát 52 Trạm Họ tên: Lớp: Nhóm PHIẾU HỌC TẬP TRẠM TÌM HIỂU ỨNG DỤNG CỦA TIA HỒNG NGOẠI TRONG BẾP HỒNG NGOẠI Quan sát sử dụng bếp hồng ngoại Nguyên tắc cấu tạo bếp hồng ngoại Bếp hồng ngoại sử dụng hai bóng đèn halogen cơng suất cao để tạo xạ hồng ngoại Mặt bếp cấu tạo chất liệu thủy tinh hữu tích hợp nhiều thấu kính hội tụ có tác dụng hắt ánh sáng hồng ngoại gia nhiệt lên mặt kính bên Ưu điểm: - An tồn, rủi ro cháy nổ so với bếp gas - Dùng với tất nồi thơng dụng gia đình, khơng kén nồi bếp điện từ - Nấu nhanh bếp gas bếp điện - Bếp sử dụng mặt kính nên nướng thức ăn mặt bếp Nhược điểm: - So với bếp từ, bếp hồng ngoại có nhiệt phát mơi trường xung quanh nên gây tốn hao nhiệt, tốn điện, có khả gây bỏng chạm tay vào mặt bếp - Khi nấu bếp phát ánh sáng đỏ chói mắt - Mặt bếp thủy tinh nên không cẩn thận dễ bị trầy, xước, vỡ 53 Trạm Họ tên: Lớp: Nhóm PHIẾU HỌC TẬP TRẠM TÌM HIỂU ỨNG DỤNG CỦA TIA HỒNG NGOẠI TRONG THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA KHẢO SÁT TÍNH CHẤT PHẢN XẠ, KHÚC XẠ CỦA TIA HỒNG NGOẠI Nguyên lý thiết bị điều khiển từ xa ti vi, quạt, sử dụng ánh sáng hồng ngoại để chuyển tín hiệu đến thiết bị cần điều khiển Hãy thiết kế phương án thí nghiệm để quan sát ánh sáng hồng ngoại đèn Led điều khiển từ xa ti vi - Bật chế độ chụp ảnh điện thoại có chức chụp ảnh - Đặt ống kính máy ảnh trước đèn Led điều khiển từ xa - Nhấn nút điều khiển từ xa Quan sát tín hiệu đèn Led thơng qua hình máy ảnh Từ đèn hồng ngoại quan sát điều khiển từ xa ti vi, thiết kế phương án thí nghiệm khảo sát tính chất phản xạ, khúc xạ tia hồng ngoại Dụng cụ thí nghiệm cần có Bố trí thí nghiệm Khảo sát tính chất phản xạ tia hồng ngoại Khảo sát tính chất khúc xạ tia hồng ngoại Các bước tiến hành - Đặt gương phẳng trước đèn Led hồng ngoại điều khiển từ xa - Bật chế độ chụp ảnh điện thoại, nhấn nút điều khiển từ xa Quan sát đèn Led hồng ngoại phản xạ gương phẳng thơng qua hình chụp ảnh điện thoại - Đặt lăng kính trước đèn Led hồng ngoại điều khiển từ xa - Bật chế độ chụp ảnh điện thoại, nhấn nút điều khiển từ xa Quan sát đèn Led hồng ngoại khúc xạ lăng kính thơng qua hình chụp ảnh điện thoại 54 Nhận xét tượng quan sát - Khi quan sát đèn Led hồng ngoại phản xạ gương phẳng thiết bị chụp ảnh, ta thấy đèn Led sáng nhấp nháy chứng tỏ tia hồng ngoại có tính chất phản xạ - Khi quan sát đèn Led hồng ngoại khúc xạ lăng kính thiết bị chụp ảnh, ta thấy đèn Led sáng nhấp nháy chứng tỏ tia hồng ngoại có tính chất khúc xạ Trạm Họ tên: Lớp: Nhóm PHIẾU HỌC TẬP TRẠM TÌM HIỂU ỨNG DỤNG CỦA TIA HỜNG NGOẠI TRONG NHIỆT KẾ HỒNG NGOẠI Cấu tạo nhiệt kế hồng ngoại - Ống dẫn sóng: để thu nhận lượng hồng ngoại phát từ vật thể - Cảm biến nhiệt điện: có tác dụng chuyển đổi lượng sang tín hiệu điện - Bộ điều chỉnh độ nhạy: để phối hợp phép đo thiết bị hồng ngoại với số xạ hồng ngoại vật thể đo - Mạch cảm biến bù nhiệt: để bù đắp cho thay đổi nhiệt độ môi trường Ưu điểm bật nhiệt kế hồng ngoại so với nhiệt kế thủy ngân đo nhiệt độ thể: - Nhiệt kế hồng ngoại an tồn khơng bị dễ vỡ nhiệt kế thủy ngân - Nhiệt kế hồng ngoại đo trực tiếp nhiệt độ từ màng nhĩ tai, phản ánh trung thực nhiệt độ thể - Nhiệt kế hồng ngoại cho kết vịng đến giây, nhanh nhiều so với nhiệt kế thủy ngân - Việc đo nhiệt độ nhanh chóng đơn giản, đặc biệt phù hợp đo nhiệt độ trẻ em người bệnh khó di chuyển 55 Trạm Họ tên: Lớp: Nhóm PHIẾU HỌC TẬP TRẠM TÌM HIỂU ỨNG DỤNG TIA HỜNG NGOẠI TRONG CƠNG NGHỆ CHỤP ẢNH HỜNG NGOẠI Cơng nghệ hồng ngoại cho ta thấy mà mắt thường khơng nhìn thấy Chụp ảnh hồng ngoại kỹ thuật tạo ảnh để mắt người thấy từ việc phát xạ ánh sáng hồng ngoại vật thể trạng thái nhiệt chúng Quan sát số ảnh chụp máy ghi hồng ngoại nêu số ứng dụng nhờ công nghệ chụp ảnh hồng ngoại Trong nghiên cứu động vật: chụp ảnh hồng ngoại giúp xác định nhiệt độ động vật máu nóng động vật máu lạnh so với môi trường xung quanh, phát cách thức mà động vật máu nóng thực để trì nhiệt độ thể ổn định Trong dị tìm dấu vết: chụp ảnh hồng ngoại giúp dị tìm dấu vết tội phạm, nghiên cứu pháp y, thông qua xạ hồng ngoại đối tượng để lại trường Trong dị tìm thân nhiệt để kiểm soát dịch bệnh: Camera hồng ngoại nơi cơng cộng, cửa khẩu, sân bay, phát đối tượng có thân nhiệt cao bình thường để xét nghiệm virus có dịch bệnh Trong thiên văn học: Kính thiên văn hồng ngoại chụp đối tượng khó quan sát bị che khuất khỏi tầm nhìn vùng quang phổ nhìn thấy Trong tìm kiếm cứu nạn, chữa cháy: Máy ảnh hồng ngoại giúp lính cứu hỏa xác định vị trí nguồn nóng, nạn nhân, 56 Trạm Họ tên: .Lớp: Nhóm PHIẾU HỌC TẬP TRẠM chất TÍNH CHẤT GÂY PHÁT QUANG CỦA TIA TỬ NGOẠI - THÍ NGHIỆM VỚI NƯỚC TONIC Tia tử ngoại có tính chất bật kích thích phát quang nhiều Hãy thiết kế phương án thí nghiệm để minh họa tính chất Dụng cụ thí nghiệm cần có Bố trí thí nghiệm Các bước tiến hành - Đổ đầy nước máy nước Tonic vào hai ly - Đặt hai ly nước trời nắng - Quan sát màu hai ly nước trước sau đặt trời nắng Nhận xét tượng quan sát - Trước đặt trời nắng, hai ly nước có màu suốt - Sau đặt trời nắng, ly nước máy giữ màu suốt ly nước Tonic chuyển sang màu xanh chất quinine nước Tonic phát quang tác dụng tia tử ngoại có ánh sáng mặt trời 57 Trạm Họ tên: Lớp: Nhóm PHIẾU HỌC TẬP TRẠM TÌM HIỂU ỨNG DỤNG CỦA TIA TỬ NGOẠI TRONG BÚT THỬ TIỀN, BÚT TÀNG HÌNH Dùng bút thử tiền soi tờ tiền polymer, dùng bút tàng hình ghi lên tờ giấy trắng dùng đèn tử ngoại đầu bút soi vào chữ vừa ghi Trình bày tượng quan sát được: - Khi dùng bút thử tiền soi vào tờ tiền polymer 100.000 đồng, thấy vị trí tờ bạc lên số 100.000, dòng số sêry ngang màu đen phát quang màu xanh, dòng số sêry dọc màu đỏ phát quang màu da cam, màu vàng xung quanh chân dung Chủ tịch Hồ Chí Minh (mặt trước) màu vàng phong cảnh (mặt sau) phát quang màu vàng cam - Khi dùng bút tàng hình ghi lên giấy, ta không đọc chữ dùng đèn cực tím nắp bút rọi vào thấy dịng chữ màu lục lên Giải thích: - Bút thử tiền thực chất đèn phát tia cực tím Một số chi tiết tiền polymer làm chất có khả phát quang ánh sáng cực tím Do chiếu tia cực tím vào tờ tiền polymer, ta thấy số chi tiết tờ tiền phát quang Đây đặc điểm bật để phân biệt tiền thật với tiền giả - Bút tàng hình hoạt động gần giống bút thử tiền Khi viết, ta đọc chữ mực fluorexein không màu mắt thường Nhưng dùng đèn cực tím nắp bút rọi vào fluorexein phát quang màu lục làm chữ viết lên 58 10 Trạm 10 Họ tên: Lớp: Nhóm PHIẾU HỌC TẬP TRẠM 10 TÌM HIỂU ỨNG DỤNG CỦA TIA TỬ NGOẠI TRONG ĐÈN HUỲNH QUANG Cấu tạo nguyên tắc hoạt động đèn huỳnh quang - Đèn huỳnh quang gồm điện cực, vỏ đèn lớp bột huỳnh quang Ngồi ra, người ta cịn bơm vào đèn thủy ngân khí trơ để làm tăng độ bền điện cực tạo ánh sáng màu - Khi đóng điện, tượng phóng điện hai điện cực làm phát tia tử ngoại Tia tử ngoại tác dụng vào lớp bột huỳnh quang làm đèn phát sáng Ưu, nhược điểm bóng đèn huỳnh quang so với bóng đèn sợi đốt: Ưu điểm: Đèn huỳnh quang có hiệu suất phát quang cao (tiết kiệm điện năng), phát nhiệt mơi trường tuổi thọ cao so với bóng đèn sợi đốt Nhược điểm: - Đèn huỳnh quang có giá thành cao so với bóng đèn sợi đốt - Đèn huỳnh quang chớp tắt 50 lần/1s, nhấp nháy không tốt cho mắt, ánh sáng bóng đèn sợi đốt liên tục 59 PHỤ LỤC 2: ĐỀ KIỂM TRA Câu 1: Phát biểu sau đúng? A Tia hồng ngoại xạ đơn sắc có màu hồng B Tia hồng ngoại sóng điện từ có bước sóng nhỏ 0,4µm C Tia hồng ngoại vật có nhiệt độ cao nhiệt độ môi trường xung quanh phát D Tia hồng ngoại bị lệch điện trường từ trường Câu 2: Phát biểu sau không đúng? A Tia hồng ngoại vật bị nung nóng phát B Tia hồng ngoại có tác dụng lên kính ảnh C Tia hồng ngoại sóng điện từ có bước sóng lớn 0,76µm D Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt mạnh Câu 3: Phát biểu sau đúng? A Tia B hồng ngoại có khả đâm xuyên mạnh Tia hồng ngoại kích thích cho số chất phát quang C Tia hồng ngoại phát từ vật bị nung nóng có nhiệt độ 5000C D Tia hồng ngoại mắt người khơng nhìn thấy Câu 4: Có thể nhận biết tia hồng ngoại A Màn huỳnh quang B Máy quang phổ C Mắt người D Pin nhiệt điện Câu 5: Tia hồng ngoại khơng có tính chất tác dụng sau đây? A Làm số chất phát quang B Tác dụng lên loại kính ảnh đặc biệt gọi kính ảnh hồng ngoại C Tác dụng bật tác dụng nhiệt D Gây hiệu ứng quang điện số chất bán dẫn Câu 6: Tia hồng ngoại có bước sóng A Nhỏ so với ánh sáng vàng B Lớn so với ánh sáng đỏ C Nhỏ so với ánh sáng tím D Có thể lớn hơn, nhỏ tia sáng vàng natri Câu 7: Bức xạ tử ngoại xạ điện từ A Mắt khơng nhìn thấy, ngồi B Có bước sóng lớn xạ màu tím miền tím quang phổ C Khơng làm đen phim ảnh D Có tần số thấp hơn, so với xạ hồng ngoại 60 Câu 8: Tia tử ngoại tác dụng sau đây? A Quang điện B Chiếu sáng C Kích thích D Sinh lí phát quang Câu 9: Tia tử ngoại phát mạnh từ nguồn sau đây? A Lò sưởi điện B Lị vi sóng C Hồ quang điện D Màn hình vơ tuyến Câu 10: Nguồn sáng sau không phát tia tử ngoại A Mặt Trời B Đèn thủy ngân C Hồ quang điện D Đèn dây tốc có cơng suất 100 W Câu 11: Phát biểu sau khơng đúng? A Vật có nhiệt độ 30000C phát tia tử ngoại mạnh B Tia tử ngoại không bị thuỷ tinh hấp thụ C Tia tử ngoại sóng điện từ có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng đỏ D Tia tử ngoại có tác dụng nhiệt Câu 12: Phát biểu sau không đúng? A Tia tử ngoại có tác dụng sinh lí B Tia tử ngoại kích thích cho số chất phát quang C Tia tử ngoại có tác dụng mạnh lên D Tia tử ngoại có khơng khả đâm kính ảnh xuyên Câu 13: Phát biểu sau đúng? A Tia hồng ngoại có tần số cao tần số tia sáng vàng B Tia tử ngoại có bước sóng lớn bước sóng tia sáng đỏ C Bức xạ tử ngoại có tần số cao tần số xạ hồng ngoại D Bức xạ tử ngoại có chu kì lớn chu kì xạ hồng ngoại Câu 14: Phát biểu sau đúng? A.Tia tử ngoại xạ vật có khối lượng riêng lớn bị kích thích phát B Tia tử ngoại xạ mà mắt người thấy C Tia tử ngoại không bị thạch anh hấp thụ D Tia tử ngoại khơng có tác dụng diệt khuẩn Câu 15: Tia X tạo cách sau đây? A Cho chùm êlectron nhanh bắn vào kim loại khó nóng chảy có nguyên tử lượng lớn B Cho chùm êlectron chậm bắn vào kim loại C Chiếu tia tử ngoại vào kim loại có nguyên tử lượng lớn D Chiếu tia hồng ngoại vào kim loại 61 PHỤ LỤC 3: ĐÁP ÁN ĐỀ KIỂM TRA Câu 10 11 12 13 14 15 Đáp án C B D D A B A D C D B D C C A PHỤ LỤC 4: BẢNG THEO DÕI HOẠT ĐỘNG NHĨM………… Đã hồn Thời gian Số phiếu trợ Mức độ hoàn thành thành hoàn thành giúp sử trạm dụng TB Khá Tốt TRẠM 1A TRẠM 1B TRẠM 1C TRẠM 2A TRẠM 2B TRẠM 2C ………… 62 PHỤ LỤC 5: ẢNH HOẠT ĐỘNG Ở CÁC TRẠM 63 MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Lí chọn đề tài 2 Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu 4 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp đề tài NỘI DUNG Chương 1: Cơ sở lí luận thực tiễn 1.1 Cơ sở lí luận 1.1.1 Phương pháp dạy học tích cực 1.1.2 Khái niệm phương pháp tổ chức dạy học theo trạm 1.1.3 Phân loại trạm học tập 1.1.4 Nguyên tắc dạy học theo phương pháp trạm…………………… 1.1.5 Quy trình tổ chức dạy học theo trạm ………………………………… 1.2 Cơ sở thực tiễn 1.2.1 Thực trạng sử dụng phương pháp dạy học theo trạm dạy học trường THPT……………………………………………………………………… 1.2.2 Khảo sát học sinh thực trạng dạy học mơn Vật lí trường THPT… 1.2.3 Thuận lợi khó khăn việc áp dụng đề tài………………………… Chương Thiết kế tiến trình dạy học theo trạm “Tia hồng ngoại tia tử ngoại” Vật lý 12 10 2.1 Kiến thức cần xây dựng…………………………………… 10 2.2 Tổng quan hệ thống trạm học tập 12 2.3 Thiết kế nhiệm vụ trạm 10 2.4 Khảo sát tính cấp thiết khả thi biện pháp đề xuất 35 Chương Thực nghiệm sư phạm .…… 39 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 42 3.2 Đối tượng, phương pháp thực nghiệm sư phạm 42 3.3 Diễn biến Thực nghiệm sư phạm 41 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 64