luận văn thạc sĩ dạy học theo trạm chương sóng ánh sáng

Chiến lược chiến phát triển giáo dục trong những năm gần đây đã nhấn mạnh: “Đổi mới và hiện đại hoá phương pháp giáo dục, chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động thầy giảng - trò ghi

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Bước vào thế kỉ XXI, sự phát triển mọi mặt của đời sống xã hội nói chung

và sự phát triển của khoa học kĩ thuật nói riêng đã đưa nhân loại bước sang một nền văn minh mới - nền văn minh hậu công nghiệp hay nền văn minh trí tuệ Nền văn minh mà ở đó sự lớn mạnh của mỗi nền kinh tế phải khởi nguồn từ tri thức Nghiễm nhiên, tri thức trở thành tài nguyên và động lực phát triển Và như vậy, việc phát triển nhân tố con người trở thành yếu tố quyết định cơ bản đến sự tồn vong của mỗi quốc gia

Thật vậy, trong xu thế phát triển và hội nhập quốc tế đòi hỏi phải có những con người mới - phát triển toàn diện về mọi mặt, đáp ứng nhu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, phù hợp với thực tiễn và đời sống Việt Nam đồng thời tiếp cận trình độ giáo dục phổ thông ở các nước phát triển trong khu vực và trên thế giới Kéo theo đó, tất yếu rằng việc dạy học cũng không ngừng phải đổi mới Không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ kiến thức, giáo dục Việt Nam phải đổi mới mạnh mẽ, sâu sắc, toàn diện từ phương pháp học tập truyền thống sang việc sử dụng những phương pháp mới, mang đầy tính sáng tạo và đảm bảo đem lại hiệu quả tối đa cho việc lĩnh hội kiến thức

Thực trạng giáo dục Việt Nam đã và đang có những cải cách to lớn trong việc chú trọng đổi mới mục tiêu, nội dung chương trình, SGK và nhất là đổi mới phương pháp Nhưng bên cạnh đó, lối truyền thụ một chiều vẫn đang song song tồn tại Chiến lược chiến phát triển giáo dục trong những năm gần đây đã nhấn mạnh:

“Đổi mới và hiện đại hoá phương pháp giáo dục, chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động thầy giảng - trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận tri thức, dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống có tư duy phân tích tổng hợp; phát triển năng lực của mỗi cá nhân; tăng cường tính chủ động tích cực của HS, sinh viên trong quá trình học tập…” Vậy nên, điều cốt lõi là ngay từ bây giờ, mọi mục tiêu đề ra phải tập trung

hướng tới một môi trường hoạt động học tập với tinh thần học tập tự giác, không ngừng tăng cường khả năng làm việc theo nhóm và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Vì vậy, các phương pháp học tập mới đề ra luôn lấy HS là trung tâm trong trong việc tiếp nhận kiến thức Từ việc cho HS tự tìm hiểu, đến việc phân tích, giải thích và kết luận vấn đề Việc giảng dạy chỉ còn là công cụ hỗ trợ cho quá trình tự hoàn thiện bản thân của HS - không hề hạ thấp mà còn đề cao cách truyền đạt của người giảng dạy Có thể kể ra một số PPDH tích cực đang được sử dụng trong dạy học hiện đại hiện nay như: dạy học theo dự án, dạy học hợp tác, dạy học dựa trên vấn đề, dạy học theo hợp đồng, dạy học theo góc,…

Trong những PPDH hiện đại nhằm tăng cường hoạt động tự chủ, phương pháp tổ chức dạy có mục tiêu đặc biệt phát triển tính tích cực, tự giác tối đa cho người học là phương pháp tổ chức dạy học theo trạm (Học theo vòng tròn) Dạy học theo trạm là một phương pháp tổ chức dạy học rất hiệu quả Ngoài mục tiêu truyền đạt kiến thức, dạy học theo trạm còn kích thích hứng thú say mê nghiên cứu, rèn luyện năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp, gắn lí thuyết với thực hành, tư duy

và hành động, rèn luyện năng lực cộng tác làm việc theo nhóm Học phương pháp này, năng lực của bản thân người học được bộc lộ và phát triển hoàn toàn tự nhiên

và theo cấp bậc, tự chủ chiếm lĩnh tri thức, từ đó làm nền tảng để phát triển các kĩ năng giải quyết vấn đề, các kĩ năng xã hội học,… Phương pháp này là một trong những PPDH tích hợp Một mặt, các vấn đề sẽ không còn giới hạn trong nội dung SGK, mặt khác không gian học tập không chỉ bó hẹp trong phạm vi lớp học mà có thể mở rộng ra ở môi trường xung quanh

Với một phương pháp đầy tiềm năng, việc nghiên cứu, phát triển và vận dụng trong dạy học phổ thông nói chung và dạy học trong ngành Vật lí nói riêng là rất cần thiết và hoàn toàn đáp ứng được nhiệm vụ của công việc truyền tải kiến thức một cách linh động nhất có thể Trong chương trình Vật lí phổ thông có rất nhiều nội dung kiến thức phù hợp với phương pháp dạy học hiện đại này, đặc biệt như một số nội dung kiến thức trong chương “Sóng ánh sáng” - Vật lí 12 Khi thực hiện

giảng dạy phần kiến thức này có thể tổ chức giờ học theo phương pháp tổ chức dạy học theo trạm nhằm phát huy tính tích cực, năng động, sáng tạo, đem lại hiệu quả đáng kể cho người học

Xuất phát từ các lí do trên, chúng tôi xét thấy cần thiết phải phát triển phương

pháp tổ chức dạy học theo trạm và tiến hành nghiên cứu đề tài: Tổ chức dạy học theo trạm một số kiến thức chương “Sóng ánh sáng” - Vật lí 12

2 Mục đích nghiên cứu

Vận dụng các cơ sở lí luận của “Dạy học theo trạm” để thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Sóng ánh sáng” - Vật lí 12 theo hướng phát huy hoạt động nhận thức tích cực, tự lực và sáng tạo của HS trong học tập

3 Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng quan điểm của lí luận dạy học về tổ chức dạy học theo trạm để

tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Sóng ánh sáng” - Vật lí 12 thì có thể phát huy được tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS trong học tập

4 Đối tượng nghiên cứu

- Nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng” - Vật lí 12

- Hoạt động dạy và học nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng” - Vật lí

12

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu các quan điểm dạy học hiện đại, dạy học tích cực và làm rõ cơ

sở lí luận của dạy học theo trạm

- Nghiên cứu chương trình SGK hiện hành, sách GV và các tài liệu tham khảo có liên quan đến nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng” - Vật lí 12

- Tìm hiểu thực tế dạy và học môn Vật lí, đặc biệt là nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng” - Vật lí 12

- Soạn thảo tiến trình dạy học theo phương pháp tổ chức dạy học theo trạm một số kiến thức chương “Sóng ánh sáng” đáp ứng yêu cầu phát huy tính tích cực,

tự lực và sáng tạo của HS

- Tiến hành TN sư phạm theo tiến trình đã soạn thảo để đánh giá hiệu quả của nó đối với việc lĩnh hội kiến thức mới và việc phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS trong quá trình học tập, từ đó bổ sung sửa đổi tiến trình dạy học đã soạn thảo cho phù hợp cũng như vận dụng linh hoạt mô hình này vào thực tiễn dạy học một số bài khác thuộc chương trình Vật lí phổ thông

6 Phạm vi nghiên cứu

- Nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng” - Vật lí 12 Cụ thể:

Bài 35 Tán sắc ánh sáng

Bài 40 Tia hồng ngoại Tia tử ngoại

- Các hoạt động dạy và học của GV và HS ở trường THPT Phan Bội Châu, tỉnh Đắk Lắk

7 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các tài liệu về các quan điểm,

sự định hướng việc dạy và học tích cực cũng như đổi mới PPDH, PPDH theo trạm, SGK, sách GV và các tài liệu khác liên quan

- Phương pháp điều tra: Tìm hiểu việc dạy (thông qua phiếu điều tra, nghiên cứu giáo án, dự giờ, trao đổi với GV) và việc học (thông qua trao đổi với HS, bài kiểm tra) nhằm sơ bộ đánh giá tình hình dạy học nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng”

- Phương pháp TN khoa học giáo dục: Tiến hành TN sư phạm với tiến trình dạy học đã soạn thảo theo kế hoạch Phân tích kết quả thu được trong quá trình TN

sư phạm, đối chiếu với mục đích nghiên cứu và rút ra kết luận của đề tài

- Phương pháp thống kê toán học

8 Đóng góp của đề tài

- Làm rõ cơ sở lí luận của dạy học theo trạm

- Vận dụng các kiến thức về lí luận dạy học theo trạm vào thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Sóng ánh sáng” - Vật lí 12

- Bổ sung vào nguồn tài liệu tham khảo cho GV phổ thông và học viên cao học có cùng chuyên ngành

9 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và danh mục các tài liệu tham khảo, đề tài bao gồm 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lí luận

Chương 2 Thiết kế tiến trình dạy học theo trạm một số kiến thức chương

“Sóng ánh sáng” - Vật lí 12

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1 Bản chất của quá trình dạy học ở trường phổ thông

1.1.1 Quan niệm về dạy học

Dạy học là một hoạt động toàn diện có mục đích của GV và HS trong sự thống nhất và tác động qua lại giữa GV, HS và các tư liệu hoạt động dạy học

Tác động trực tiếp của GV tới HS là sự định hướng của GV với HS, là sự định hướng của GV với hành động của HS, với sự tương tác trao đổi giữa HS với nhau Qua đó còn định hướng cả sự cung cấp những thông tin liên hệ ngược từ phía HS cho GV Đó là những thông tin cần thiết cho sự tổ chức và định hướng của GV đối với hành động học của HS

Hành động của HS đối với tư liệu hoạt động dạy học là sự thích ứng của HS với tình huống học tập, đồng thời là hành động chiếm lĩnh xây dựng tri thức cho bản thân mình Sự tương tác đó của HS đối với tư liệu hoạt động dạy học đem lại cho GV những thông tin liên hệ ngược cần thiết cho sự chỉ đạo của GV với HS

Tương tác trực tiếp giữa HS với nhau và giữa HS với GV là sự trao đổi tranh luận giữa các cá nhân và nhờ đó từng cá nhân HS tranh thủ sự hỗ trợ của xã hội từ phía GV và tập thể HS trong quá trình chiếm lĩnh xây dựng tri thức

1.1.2 Bản chất hoạt động dạy

Bản chất của hoạt động dạy được thể hiện qua mục đích của hoạt động dạy và cách thức để đạt mục đích đó Mục đích của hoạt động dạy là giúp trẻ lĩnh hội nền văn hóa xã hội, phát triển tâm lý, hình thành nhân cách Để đạt được mục đích trên phải thông qua hoạt động dạy của thầy giáo (ở đây thầy giáo là chủ thể của hoạt động dạy) Chức năng của thầy không phải là tạo ra tri thức mới, cũng không phải tái tạo tri thức cũ cho bản thân mình mà nhiệm vụ chủ yếu, đặc trưng là tổ chức quá trình tái tạo ở trẻ Người thầy phải sử dụng tri thức đó như là phương tiện, vật liệu

để tổ chức và điều khiển người học sản xuất những tri thức ấy lần thứ hai cho bản thân mình, đồng thời tạo ra sự phát triển tâm lý ở HS

Vì vậy, sự dạy chỉ đạt hiệu quả khi tạo ra được tính tích cực trong hoạt động của HS, làm cho HS phải ý thức được đối tượng cần lĩnh hội, biết cách chiếm lĩnh

được đối tượng đó Đồng thời người thầy cũng phải có những phẩm chất và năng lực cần thiết

Bản chất của hoạt động học được thể hiện qua những nội dung sau đây:

- Đối tượng của hoạt động học là tri thức và những kỹ năng, kỹ xảo tương ứng với nó Muốn học có kết quả, người học phải tích cực tiến hành các hoạt động học tập bằng chính ý thức tự giác và năng lực trí tuệ của bản thân

- Hoạt động học là hoạt động hướng vào làm thay đổi chính mình: Học là hoạt động để chiếm lĩnh tri thức của loài người, nội dung của các tri thức này không bị thay đổi sau khi chủ thể chiếm lĩnh Chính nhờ có sự chiếm lĩnh này mà tâm lý của chủ thể thay đổi và phát triển

Tuy nhiên hoạt động học cũng có thể làm thay đổi khách thể (đối tượng) nhưng việc làm thay đổi khách thể không phải là mục đích tự thân của hoạt động

mà chính là phương tiện không thể thiếu của hoạt động này nhằm đạt được mục đích làm thay đổi chính chủ thể hoạt động Thông qua đó người học ngày càng hoàn thiện chính mình

- Hoạt động học là hoạt động được điều khiển một cách có ý thức không những nhằm tiếp thu tri thức, kỹ năng, kỹ xảo mới mà còn tiếp thu tri thức của bản thân hoạt động

Với sự phân tích trên đây, ta thấy mối quan hệ giữa dạy và học: Hoạt động dạy diễn ra để tổ chức, điều khiển hoạt động học Hoạt động học chỉ có đầy đủ ý nghĩa khi nó được diễn ra dưới sự tổ chức và điều khiển của hoạt động dạy Muốn hoạt động dạy học cho chất lượng, hiệu quả cao thì người GV cần tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động của HS theo một chiến lược hợp lý, sao cho HS tự chủ chiếm lĩnh,

xây dựng tri thức cho mình Qua đó, năng lực trí tuệ và nhân cách của họ từng bước phát triển

1.2 Phương pháp dạy học tích cực

1.2.1 Khái niệm phương pháp dạy học tích cực

Bản chất của dạy học tích cực là đề cao chủ thể nhận thức, chính là phát huy tính tự giác, chủ động của người học, lấy người học làm trung tâm Khai thác động lực của người học để để phát triển chính họ, coi trọng lợi ích nhu cầu của cá nhân người học, đảm bảo cho họ được thích ứng với đời sống xã hội Dạy học tích cực tập trung vào giáo dục con người như một tổng thể

Trong dạy học tích cực, GV giúp HS tự khám phá trên cơ sở tự giác và được

tự do suy nghĩ, tranh luận, đề xuất giải quyết vấn đề GV trở thành người thiết kế và tạo môi trường cho phương pháp học tích cực, khuyến khích, ủng hộ, hướng dẫn hoạt động của HS, thử thách và tạo động cơ cho HS, khuyến khích đặt câu hỏi và đặt ra vấn đề cần giải quyết HS trở thành người khám phá, khai thác, tư duy, liên

hệ, người thực hiện, chủ động trao đổi, xây dựng kiến thức và cao hơn nữa là

“người nghiên cứu” Qua kiểu dạy học này, HS được tập dượt giải quyết những tình huống vấn đề sẽ gặp trong đời sống xã hội Thông qua đó, HS vừa lĩnh hội được kiến thức, vừa có những thái độ và hành vi ứng xử thích hợp cũng như HS đã tự lực hình thành và phát triển dần nhân cách của một con người hành động, con người thực tiễn “tự chủ, năng động, sáng tạo, biết lựa chọn các vấn đề để đi đến quyết định đúng, có năng lực giải quyết vấn đề, có năng lực tự học, biết cộng tác làm việc,

có năng lực tự điều chỉnh”, đáp ứng mục tiêu giáo dục thời kì đổi mới

1.2.2 Các dấu hiệu đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực

1.2.2.1 Dạy học tăng cường phát huy tính tự tin, tích cực, chủ động, sáng tạo thông qua tổ chức thực hiện các hoạt động học tập của học sinh và chú trọng rèn luyện phương pháp tự học của học sinh

Trong PPDH tích cực, HS được cuốn hút vào các hoạt động học tập do GV

tổ chức và chỉ đạo, thông qua đó tự lực khám phá những điều mình chưa rõ, chưa biết trên cơ sở những điều đã biết HS được đặt vào những tình huống của đời sống

thực tế, được trực tiếp quan sát, thảo luận, trao đổi, làm thí nghiệm, được khuyến khích giải quyết vấn đề theo cách suy nghĩ của mình, được động viên trình bày quan điểm riêng của mỗi cá nhân Qua đó HS không những chiếm lĩnh kiến thức và kĩ năng mới mà còn làm chủ cách thức xây dựng kiến thức, kĩ năng, từ đó tính tự chủ

và sáng tạo có cơ hội được bộc lộ, rèn luyện

PPDH tích cực xem việc rèn luyện phương pháp học tập cho HS không chỉ là một biện pháp nâng cao hiệu quả dạy học mà còn là một mục tiêu dạy học Trong các phương pháp học thì cốt lõi là phương pháp tự học, là cầu nối giữa phương pháp học tập và nghiên cứu khoa học Nếu rèn luyện cho người học có được phương pháp, kĩ năng, thói quen, ý chí tự học thì tạo cho họ lòng say mê học tập, khơi dậy nội lực vốn có trong mỗi con người, kết quả học tập sẽ được nâng lên

1.2.2.2 Dạy học tăng cường hoạt động của mỗi cá nhân, phối hợp với học tập hợp tác

Dạy học thông qua hợp tác nhóm tạo nên mối quan hệ giữa trò với trò, giữa thầy với trò, tạo nên sự bình đẳng trong quan hệ giữa các thành viên và tạo nên môi trường học tập an toàn Trong môi trường đó mỗi cá nhân được phép thể hiện tối đa khả năng nhận thức và kinh nghiệm của mình một cách tự tin và thoải mái bởi cảm giác an toàn Học tập hợp tác theo nhóm còn phát triển ở HS kĩ năng tổ chức, kĩ năng điều khiển và lãnh đạo Thông qua đó hình thành ở HS những phẩm chất của người lao động mới [15]

1.2.2.3 Dạy và học coi trọng hướng dẫn tìm tòi

Việc coi trọng hướng dẫn tìm tòi là giúp cho HS phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề và nhấn mạnh rằng HS có thể học được phương pháp học thông qua hoạt động Nó đòi hỏi ở HS sự học tập tích cực để tìm tòi lời giải đáp cho vấn đề đặt ra

và GV cần có sự hướng dẫn kịp thời giúp cho sự tìm tòi của HS đạt kết quả

1.2.2.4 Dạy học kết hợp đánh giá của thầy với đánh giá của bạn và tự đánh giá

Trước đây GV giữ vai trò độc quyền đánh giá HS Trong PPDH tích cực, GV phải hướng dẫn cho HS năng lực tự đánh giá để tự điều chỉnh cách học, phải tạo điều kiện thuận lợi để HS được tham gia đánh giá lẫn nhau và tự đánh giá chính

mình Tự đánh giá đúng và điều chỉnh hoạt động kịp thời là năng lực rất cần mà nhà trường cần phải rèn luyện cho HS

Để đào tạo những con người năng động, sớm thích nghi với đời sống xã hội thì việc kiểm tra, đánh giá không thể dừng lại ở yêu cầu tái hiện các kiến thức, lặp lại các kĩ năng đã học mà cần khuyến khích phát triển trí thông minh, óc sáng tạo trong việc giải quyết những tình huống thực tế

1.2.2.5 Dạy học tăng cường khả năng, kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tế

PPDH tích cực còn tăng cường khả năng, kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tế, áp dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề của thực tiễn thay cho việc nhồi nhét thông tin, đó chính là quá trình giúp HS nhận thức, thông hiểu và vận dụng kiến thức vào cuộc sống thực tế Điều này làm cho kiến thức có tính ứng dụng cao,

HS hiểu được giá trị, tác dụng, sự cần thiết của những kiến thức đó trong cuộc sống thực tiễn xã hội

1.2.2.6 Dạy học đem lại niềm vui, tạo hứng thú học tập cho HS, đạt hiệu quả cao

PPDH tích cực còn đem lại niều vui, tạo hứng thú trong học tập cho HS, tăng tính tích cực, chủ động, sáng tạo, tăng khả năng tự học, tăng tính tự tin, tăng khả năng hợp tác trong học tập và làm việc, tăng cơ hội đánh giá, chất lượng, hiệu quả dạy học cao

1.2.3 Những yếu tố thúc đẩy dạy và học tích cực

1.2.3.1 Không khí học tập và các mối quan hệ trong nhóm

Không khí học tập thường được hiểu như là những nhân tố bên ngoài như môi trường, điều kiện học tập Do đó, cần xây dựng môi trường lớp học thân thiện, mang tích kích thích, thể hiện qua việc bố trí bàn ghế, trang trí trên tường, cách sắp xếp không gian lớp học,…

Giờ đây các nhà tâm lí học coi không khí học tập là những nhân tố bên trong như: thái độ học tập, nhận thức về việc học của HS Nếu HS có sự nhận thức đúng đắn về việc học, họ sẽ có bầu không khí tinh thần thuận lợi cho việc học Có hai yếu

tố ảnh hưởng đến tinh thần, tâm lí của HS là cảm giác được chấp nhận và cảm giác

dể chịu, thoải mái trong lớp học

Sự quan tâm của bạn cùng lớp thể hiện ở tinh thần hợp tác trong học tập, rõ nét nhất là sự hợp tác trong nhóm với hai yếu tố: trách nhiệm cá nhân và sự phụ thuộc tích cực của cá nhân trong nhóm để hoàn thành nhiệm vụ

- Sự thoải mái và trật tự:

Để HS không bị ức chế tinh thần, GV phải chú ý tạo sự thoải mái trong lớp học bằng thái độ vui vẻ, hài hước, bằng việc cho HS có sự tự do nhất định trong việc chọn cách trình bày bài tập, có quyền trao đổi với GV những vấn đề còn khúc mắc, tranh luận, trao đổi với bạn cùng lớp,…Tuy nhiên mọi hành vi của HS trong lớp học không vượt quá những nguyên tắc, nội quy được chấp nhận trong lớp học

Sự trật tự còn đồng nghĩa với môi trường học tập an toàn HS tin rằng họ được GV

và bè bạn bảo vệ khi cần thiết [20]

1.2.3.2 Sự phù hợp với trình độ phát triển của học sinh

Nhiệm vụ, các hoạt động học tập cần tính tới sự phân hóa về nhịp độ học tập giữa các đối tượng HS với nhau và sự khác biệt về trình độ phát triển của HS Cần

có sự lựa chọn kĩ các vấn đề vừa sức và xác định mức độ mà HS có thể tham gia trong việc giải quyết từng vấn đề cụ thể Có sự thỏa thuận cam kết rõ ràng về những mong đợi của thầy đối với trò và ngược lại Các yêu cầu đối với HS phải rõ ràng, tránh mơ hồ đa nghĩa Khuyến khích HS giúp đỡ lẫn nhau Quan sát HS học tập để tìm ra phong cách và sở thích học tập của từng HS, có sự hỗ trợ phù hợp, yêu cầu

HS động não và hỗ trợ cá nhân, tạo điều kiện để HS trao đổi về nhiệm vụ học tập

1.2.3.3 Sự gần gũi với thực tế

Nội dung nhiệm vụ học tập gắn liền với các mối quan tâm của HS và với thế giới thực tại xung quanh, những vấn đề có tính mới mẻ nhưng không quá xa lạ với

HS Tận dụng mọi cơ hội có thể để HS tiếp xúc với vật thực, tình huống thực Sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại một cách phù hợp để mang HS lại gần đời sống thực tế Giao các nhiệm vụ có ý nghĩa với HS là những nhiệm vụ vận dụng môn học và nhiệm vụ mang tính liên môn

1.2.3.4 Mức độ và sự đa dạng của các hoạt động

Thay đổi xen kẽ các hoạt động và nhiệm vụ học tập Đảm bảo hỗ trợ đúng mức Hạn chế tối đa thời gian chết và thời gian chờ đợi, đảm bảo đủ thời gian thực hành Cần tăng cường các hoạt động trải nghiệm tích cực và thành công, sự tham gia tích cực của tất cả HS vào các hoạt động do GV tổ chức Tích hợp các hoạt động học mà chơi

1.2.4 Các biểu hiện của tính tích cực của học sinh trong học tập

Tính tích cực là một phẩm chất vốn có của con người trong đời sống xã hội Tính tích cực của con người biểu hiện trong hoạt động, đặc biệt trong những hoạt động chủ động của chủ thể Học tập là hoạt động chủ đạo ở lứa tuổi đi học Tính tích cực trong hoạt động học tập đặc trưng ở khát vọng hiểu biết, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh tri thức

Tính tích cực của HS trong học tập được biểu hiện ở những dấu hiệu:

- HS hăng hái tham gia trả lời những câu hỏi của GV và bổ sung câu trả lời của bạn, chỉ ra những chổ được, chưa được và nêu lí do, nguyên nhân chưa được

Có thể câu trả lời chưa hoàn toàn đúng nhưng thể hiện sự tích cực tham gia vào hoạt động, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra

- HS thích thú tham gia vào các hoạt động: suy nghĩ, trao đổi, thảo luận, thực hành, thao tác với đồ dùng học tập để lĩnh hội kiến thức

- Tập trung chú ý vào vấn đề đang học, kiên trì hoàn thành nhiệm vụ được giao

- HS hay nêu thắc mắc, hỏi bạn và GV về nội dung bài học

- Trao đổi cùng nhau, có sự phân công cụ thể cho mọi thành viên tham gia thực sự vào các hoạt động Ý kiến cá nhân được tôn trọng và đi đến thống nhất ý kiến

- Tích cực vận dụng vốn kiến thức và kĩ năng đã có vào giải quyết các bài tập, tình huống mới Tích cực sử dụng các thao tác nhận thức: phân tích, tổng hợp,

so sánh, khái quát hóa,…

- Học sâu, học thoải mái, tính độc lập cao, không chờ đợi, lệ thuộc vào sự giúp đỡ của GV

1.3 Phương pháp tổ chức dạy học theo trạm

1.3.1 Khái niệm về phương pháp tổ chức dạy học theo trạm

Dạy học theo trạm là một phương pháp tổ chức hoạt động học tập trong đó

HS tự lực, chủ động thực hiện lần lượt những nhiệm vụ độc lập khác nhau tại các vị trí xác định trong hoặc ngoài không gian lớp học (gọi là các trạm)

Trạm học tập là những vị trí xác định ở trong hoặc ngoài không gian lớp học

có các tài nguyên học tập cần thiết mà HS sẽ sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ tương ứng trong quá trình học tập theo trạm

Phương pháp tổ chức dạy học theo trạm xuất hiện từ đầu thế kỉ XX dưới dạng sơ khai Nó chính thức được sử dụng như một hình thức dạy học bởi hai người Anh là Morgan và Adamson trong giờ học thể dục Tại đó hai ông đã xây dựng một vòng tròn luyện tập giúp HS nâng cao thể lực và thành tích cá nhân khi thi đấu [2]

Trong dạy học hiện đại, phương pháp tổ chức dạy học theo trạm đã được sử dụng trong dạy học ở mọi môn học trong trường phổ thông và cho thấy hiệu quả rõ rệt của nó

Trong phương pháp tổ chức dạy học theo trạm, HS làm việc cá nhân, theo cặp hoặc theo nhóm để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau ở các trạm về một nội dung kiến thức xác định Các nhiệm vụ nhận thức ở mỗi trạm cần có tính tương đối

độc lập với nhau, sao cho HS có thể bắt đầu từ một trạm bất kì Sau khi hoàn thành trạm đó HS sẽ chuyển sang một trạm bất kì còn lại.Ta cũng có thể tổ chức các trạm này theo một vòng tròn để đảm bảo trật tự của tiết học, vì vậy phương pháp tổ chức dạy học này còn có tên là phương pháp tổ chức dạy học theo vòng tròn

Tính sư phạm trong dạy học Vật lí có quan hệ chặt chẽ với dạy học mở, đó là: HS với những khả năng, hứng thú của riêng từng em, với những đặc điểm về nhận thức và cảm xúc nằm ở vị trí trung tâm của việc dạy học và kế hoạch dạy học Điều này đã được đề cập đến từ cách đây hàng trăm năm Trong vài chục năm gần đây, dạy học theo trạm đã được thử nghiệm như là một phương pháp tổ chức dạy học mở ở tất cả các cấp học và ở tất cả các môn

Thông qua việc dạy học theo trạm, HS có thể tăng cường hoạt động cá nhân, tích cực, tự chủ, theo những con đường riêng của mình trong giờ học Vật lí, đồng thời giữ được hứng thú lâu dài đối với môn Vật lí và phát triển được nhiều năng lực khoa học tự nhiên

Cho đến nay, việc phát triển phương pháp tổ chức dạy học theo trạm cũng như các trạm học tập vẫn còn đang được nghiên cứu, các nghiên cứu này thường được đưa lên mạng và mọi trường phổ thông đều có thể sử dụng Và trường hợp lí tưởng là khi người học đã được huấn luyện tốt có thể tự lấy thông tin trên mạng, tự tìm thấy các trạm học tập cần thiết và hứng thú để tự thực hiện Khi đó, dạy học theo trạm sẽ trở thành một hình thức dạy học mở thực sự

- Vòng tròn học tập với các trạm tùy chọn

Hình 1.1 Hệ thống các vòng tròn học tập 1.3.2.1 Vòng tròn học tập đóng

Một vòng tròn học tập được thiết kế đóng kín các trạm, mỗi cá nhân phải làm việc theo một thứ tự định trước Mỗi nội dung học tập sẽ được thiết kế một vòng tròn học tập riêng, đặc trưng cho dạng kiến thức đó Cũng giống như trong Vật lí, mỗi định luật Vật lí có các cách hình thành riêng Trong vòng tròn học tập đóng kín thì nội dung các trạm hoàn toàn lệ thuộc vào nhau Kết quả tìm được ở trạm trước sẽ

là kiến thức xuất phát cho trạm sau liền kề Như vậy cả vòng tròn sẽ là hệ thống chuỗi các yêu cầu được thực hiện trên các trạm Chính vì vậy vòng tròn học tập này gọi là vòng tròn học tập đóng kín

Hình 1.2 Sơ đồ vòng tròn học tập đóng

HS không có sự lựa chọn khi tham gia học theo hình thức học tập này Nội dung và hình thức làm việc ở mỗi trạm hoàn toàn được quy định Như vậy, yêu cầu của vòng tròn này là trình độ HS phải đều nhau và nhiệm vụ tại mỗi trạm phải tương đương nhau sao cho không gây ra sự ùn tắc tại một trạm nào đó

1.3.2.2 Vòng tròn học tập mở

Vòng tròn học tập mở là vòng tròn học tập trong đó HS có thể lựa chọn tùy ý thứ tự thực hiện tại các trạm Mỗi HS có thể tự lựa chọn một thứ tự thực hiện cho riêng mình sao cho HS có thể hoàn thành hết được các nội dung quy định tại các trạm và hoàn thành hết các trạm trên vòng tròn

Hình 1.3 Sơ đồ vòng tròn học tập mở

Việc cho HS tự do lựa chọn thứ tự hoạt động của các trạm có thể là yếu tố thúc đẩy khả năng tự học của HS rất nhiều HS được tự do khám phá theo ý thích của mình Cách lựa chọn của mỗi HS thể hiện được phong cách học tập của họ, khả năng học tập và tâm trạng của chính người học HS cũng có thể cùng nhau tạo nhóm

để lần lượt thực hiên các nhiệm vụ trên các trạm

1.3.2.3 Vòng tròn học tập kép

Vòng tròn học tập được chia thành hai phần riêng biệt, vòng tròn ngoài là các trạm bắt buộc được đánh số 1, 2, 3,…và vòng tròn bên trong bao gồm các

trạm hỗ trợ được thêm vào, được ghi A, B, C,…

Ví dụ: Từ trạm 1 có thể chuyển sang trạm B (trạm hỗ trợ ) để tiếp tục sang trạm 2,… Mỗi khi chuyển từ trạm này sang trạm khác, người học có thể chuyển trực

tiếp, cũng có thể phải trải qua các trạm đệm trong vòng tròn nhỏ để chuẩn bị các kiến thức và kĩ năng cần thiết

Hình 1.4 Sơ đồ vòng tròn học tập kép 1.3.2.4 Vòng tròn học tập với các trạm tùy chọn

Theo hình thức này thì trên đường đi của vòng tròn, HS có thể lựa chọn tùy ý các trạm có các cấp độ khác nhau (A hoặc B hoặc C) Tại mỗi trạm có thể xây dựng các nhiệm vụ học tập có các cấp độ khó và dễ khác nhau, có các cách thức hoạt động với các phương tiện khác nhau để HS lực chọn Hình thức này hoàn toàn phù hợp với một lớp học có các trình độ học tập khác nhau Như vậy với hình thức học tập này, HS có thể đi hết vòng tròn học tập với sự trợ giúp khác nhau, mức độ hoàn thành công việc khác nhau Có thể lựa chọn hình thức hoạt động theo nhóm hoặc cá nhân

Hình 1.5 Sơ đồ vòng tròn học tập với các trạm tùy chọn

Trên đây là một số hệ thống các vòng tròn học tập, tuy nhiên có thể lựa chọn

để tổ chức các vòng tròn sao cho phù hợp, trong đó kết hợp hai phương pháp tổ chức học tập theo trạm đó là vòng tròn học tập mở và vòng tròn học tập có các trạm

tùy chọn Có thể xây dựng hệ thống các trạm tùy chọn cũng nằm trên vòng tròn, tương đương với các trạm bắt buộc HS có thể lựa chọn một số trạm tự chọn để thực hiện

1.3.3 Phân loại các trạm học tập

Trên mỗi vòng tròn học tập có nhiều giai đoạn khác nhau, mỗi giai đoạn trên hành trình tương ứng với một trạm học tập Người học phải trải qua rất nhiều trạm khác nhau Số lượng các trạm trong một vòng tròn học tập phụ thuộc vào sự phức tạp của vấn đề cần giải quyết, phụ thuộc vào không gian lớp học và trình độ hiện tại của HS Cần tạo ra các trạm học tập sao cho tất cả các HS có thể cùng làm việc tại các trạm khác nhau, không có trạm nào bị bỏ trống và không có HS nào chơi không Việc tổ chức các trạm học tập phải tạo ra được các trạm khác nhau, tương ứng các phong cách học khác nhau của trẻ, phải cho trẻ có sự lựa chọn một trạm thích hợp với khả năng và sở thích của trẻ

1.3.3.1 Phân loại theo vị trí các trạm

- Trạm cố định: Trạm cố định là trạm có vị trí cố định tại một nơi nào đó trong lớp học Hầu hết các trạm đều được đặt cố định tại một vị trí đặt trước có điều kiện thuận lợi Tuy nhiên các trạm có nhiệm vụ quan sát đối tượng thì có thể di chuyển địa điểm để tìm không gian quan sát hợp lí hơn

- Trạm bên ngoài: Trạm bên ngoài là một trạm được đặt ở không gian bên ngoài lớp học, ngoài khu vực, Các trạm này thường xuất hiện trong các buổi học ngoại khóa, người học có thể làm việc ở một vị trí nào đó ngoài không gian lớp học như: thư viện, hành lang, ở nhà, xưởng của trường,…Có thể làm việc bằng các phương tiện khác nhau để đạt được yêu cầu công việc

- Trạm đệm: Trạm đệm là trạm hỗ trợ làm việc cho một trạm chính nào đó Trạm đệm thường được bố trí sát ngay trạm chính Mỗi HS có thể thực hiện nhiệm

vụ ở trạm đệm trước, sau đó thực hiện nhiệm vụ ở trạm chính Các nội dung học tập phức tạp, nhiều nội dung thì người ta có thể bố trí thêm các trạm đệm hỗ trợ Trạm này là bước đệm để cho HS thực hiện nhiệm vụ ở trạm chính Nhờ có trạm đệm mà

nhiệm vụ ở các trạm chính được thực hiện đúng tiến độ, tránh tắc nghẽn ở một trạm nào đó trên vòng tròn học tập

Hình 1.6 Sơ đồ vòng tròn học tập với trạm đệm

- Trạm giám sát - dịch vụ: Trạm này được đặt tại một ví trí trung tâm của vòng tròn học tập nhằm cung cấp thông tin cho các trạm khác, cung cấp đáp án cho các trạm để so sánh kết quả sau khi HS hoàn thành nhiệm vụ Trạm giám sát thường xuyên trao đổi các thông tin phản hồi cho các trạm khác một cách trực tiếp, liên tục

Hình 1.7 Sơ đồ vòng tròn học tập với trạm giám sát

Trạm giám sát dịch vụ cung cấp các tài liệu cần thiết như từ điển, các thông tin bổ sung, các thông tin kĩ thuật hoặc một phương tiện đặc biệt Trạm này thường được bố trí tách rời vòng tròn học tập

1.3.3.2 Phân loại theo mức độ yêu cầu nhiệm vụ

- Các trạm tự chọn:

Các trạm tự chọn để HS tuỳ ý lựa chọn theo các trình độ khác nhau, các phòng cách học tập khác nhau, học cá nhân hay theo nhóm Các trạm này vẫn có tính chất bắt buộc đối với HS, vẫn yêu cầu HS thực hiện nhưng có thể theo các cấp

độ, hình thức khác nhau

Trạm tự chọn cũng có thể hiểu là các trạm có nội dung mở rộng, nội dung vui để tạo hứng thú cho người học Các trạm này HS có thể thực hiện hay bỏ qua cũng được, tuy nhiên cần phải quy định cho người học nhất thiết phải thực hiện đủ một số lượng trạm có nội dung tự chọn nào đó, tùy theo từng chủ đề bài học

- Trạm bắt buộc: Trên trạm bắt buộc có các nội dung kiến thức, bắt buộc, trọng tâm của bài học Trạm bắt buộc sẽ hình thành cho người học các kiến thức và

kĩ năng tối thiểu của bài

1.3.3.3 Phân loại theo các pha xây dựng kiến thức

Nếu phân loại trạm học tập theo các pha của tiến trình xây dựng kiến thức thì

ta có các trạm: Trạm tạo tình huống có vấn đề, trạm thí nghiệm kiểm tra giả thuyết,…Các trạm này có trong vòng tròn học tập có tính đóng, tức là thứ tự các trạm phải tuân theo một tiến trình nhất định

1.3.3.4 Phân loại các trạm theo phương tiện dạy học

- Trạm có sử dụng máy tính: Các trạm này cần đến máy vi tính để hỗ trợ quá trình học tập, xem tranh, ảnh, video, tạo các thí nghiệm ảo, máy vi tính kết nối với các thí nghiệm,…

- Trạm thí nghiệm truyền thống: Đó là các trạm có sử dụng thí nghiệm thật, thường là các trạm kiểm tra các giả thuyết

1.3.3.5 Phân loại theo vai trò của các trạm

- Trạm luyện tập, củng cố: Trên các trạm này có các nhiệm vụ dạng các bài tập trắc nghiệm, HS chỉ cần dùng các kiến thức đã được học ở bài trước hoặc kiến thức thu được ở ngay các trạm khác để thực hiện

- Trạm xây dựng kiến thức mới: Xây dựng kiến thức mới là việc rất khó thực hiện trong dạy học theo trạm Đây là một điểm hạn chế của hình thức dạy học này

1.3.3.6 Phân loại theo hình thức làm việc

- Trạm cá nhân

- Trạm làm việc theo nhóm

Hình thức làm việc trên mỗi trạm thường là theo nhóm nhỏ, tuy nhiên có thể xây dựng các trạm dành riêng cho cá nhân nhằm kiểm tra, phát triển các kĩ năng cho từng cá nhân riêng biệt

1.3.4 Các qui tắc xây dựng nội dung các trạm học tập Vật lí [2]

- Sử dụng hình thức vòng tròn mở, trong đó có một số trạm với nội dung tùy chọn Nếu một bài học có nhiều nội dung, ta có thể chia thành nhiều nhóm trạm học tập sao cho trong mỗi nhóm trạm đó, các nhiệm vụ học tập là độc lập với nhau

- Với các trạm có thí nghiệm, các nguyên vật liệu phải đơn giản, dễ thao tác, phù hợp với trình độ HS

- Thời gian dành cho mỗi trạm tối đa không quá 15 phút Xây dựng nhóm trạm có nội dung tương đương với nhau thì thời gian hoạt động trên mỗi trạm phải như nhau Thời gian dành cho mỗi trạm tuỳ thuộc vào nội dung và nhiệm vụ của từng trạm nhưng phải phù hợp với thời gian của tiết học

- Số trạm trong một đơn vị kiến thức không quá 7 trạm, tránh trường hợp xây dựng nhiều trạm gây cảm giác mệt mỏi cho HS

- Ngoài các trạm với các nhiệm vụ bắt buộc, ta cần xây dựng các trạm với các nhiệm vụ tự chọn, với độ khó dễ khác nhau để cá biệt hóa năng lực HS Tránh được ùn tắc trong quá trình học tập, tạo hứng thú học tập

- GV nên cung cấp đáp án hoặc hệ thống trợ giúp tương ứng với các nhiệm

vụ học tập để HS tự kiểm tra và đánh giá kết quả bản thân

- HS được phát phiếu học tập tương ứng với các trạm để tối ưu hóa thời gian làm việc Có thể gom các phiếu học tập của các trạm thành một tập để mỗi nhóm mang theo trên hành trình qua các trạm, hoặc các phiếu học tập riêng của trạm đặt tại mỗi trạm

- GV cần xây dựng và thống nhất với HS nội qui làm việc tại các trạm

1.3.5 Các bước tổ chức dạy học dưới hình thức học tập theo trạm

- Bước 1: Thống nhất nội qui học tập theo trạm

GV giới thiệu nội dung học tập tại các trạm học tập, số lượng các trạm, các trạm bắt buộc và tự chọn Thông báo quy tắc cho điểm mỗi cá nhân, giới thiệu phiếu học tập và cách làm việc trên các phiếu học tập, yêu cầu trợ giúp,… Tất cả các nội quy đưa ra đảm bảo cho việc học tập tại các trạm được diễn ra một cách tự lực, chủ động, hạn chế mất trật tự, tối ưu hóa thời gian làm việc

- Bước 2: Chia nhóm

Có thể cho HS tự chia nhóm ngay tại lớp, hoặc có thể cho HS chia nhóm trước từ buổi chuẩn bị Cần chia nhóm ngay từ đầu để việc học được thuận lợi

- Bước 3: Tùy theo yêu cầu nhiệm vụ học tập ở mỗi trạm, HS làm việc cá

nhân, theo cặp hoặc theo nhóm tại các trạm học tập GV quan sát và có sự hỗ trợ kịp thời

- Bước 4: Tổng kết kết quả học tập

Sau mỗi buổi học cần dành ra một khoảng thời gian để tổng kết bài học Yêu cầu các nhóm, cá nhân trình bày tiến trình thực hiện nhiệm vụ ở một trạm nào đó, trình bày các kết quả thu được và tự đánh giá kết quả hoạt động của bản thân Các thành viên khác, nhóm khác đưa ra nhận xét góp ý bổ sung và đánh giá GV là người chỉ đạo Sau cùng là GV tổng kết bài học và nhấn mạnh lại các kiến thức quan trọng của bài

1.3.6 Nội qui của giờ học được tổ chức bằng phương pháp tổ chức dạy học theo trạm

- HS làm việc theo nhóm được phân công

- HS tự sắp xếp thời gian làm việc ở mỗi trạm, tuy nhiên cần khẩn trương để hoàn thành công việc và điền đầy đủ nội dung vào phiếu học tập

- HS có thể sử dụng các hệ thống trợ giúp khi không tự trả lời được câu hỏi Khi gặp khó khăn, HS có thể sử dụng lần lượt các phiếu trợ giúp cho tới khi hoàn thành nhiệm vụ ở mỗi trạm Nếu đã xem hết các phiếu trợ giúp mà vẫn gặp khó khăn thì có thể nhờ sự trợ giúp của GV

- HS sử dụng các đáp án để tự kiểm tra và sữa chữa sau khi hoàn thành nhiệm vụ ở mỗi trạm

- HS cần tiến hành thí nghiệm cẩn thận, thu dọn các trạm sau khi hoàn thành công việc

1.3.7 Ưu điểm và hạn chế của hình thức học tập theo trạm

- Mở rộng kiến thức của HS một cách đầy đủ và toàn diện

- Phát triển những kĩ năng xã hội cho HS

- Phát triển khả năng nghiên cứu các khía cạnh các nhau của một vấn đề

- Thường gây tiếng ồn, mất trật tự trong không gian lớp học

- Không thích hợp cho từng chương trình giảng dạy riêng lẻ, khó khăn trong việc hình thành các nội dung kiến thức mới, phức hợp

 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương này, chúng tôi đã trình bày về bản chất của quá trình dạy học ở trường phổ thông, cơ sở lí luận hiện đại về các PPDH tích cực và PPDH theo trạm Trong PPDH theo trạm, chúng tôi đã tập trung làm rõ các vấn đề liên quan: phân loại hệ thống các trạm học tập, các qui tắc xây dựng nội dung các trạm học tập Vật

lí, qui trình tổ chức và thiết kế nội dung dạy học theo trạm, từ đó đánh giá những ưu điểm cũng như hạn chế của hình thức học tập này Các luận điểm điểm này sẽ là cơ

sở để thiết kế các nhiệm vụ học tập tương ứng cho hệ thống trạm và tổ chức hoạt động học tập trong giờ học Vật lí qua các bài học cụ thể ở chương 2 cũng như đánh giá kết quả học tập của các em trong chương 3

Có thể nói, không có một PPDH nào là vạn năng, không có một phương pháp nào là tối ưu Để đạt hiệu quả dạy học, GV phải biết sử dụng phối hợp nhiều PPDH GV cần căn cứ vào điều kiện cụ thể, đặc điểm HS để lựa chọn PPDH thích hợp sao cho có thể phát triển được hoạt động nhận thức, tích cực, tự chủ của HS

Nghiên cứu dạy học theo trạm, chúng tôi thấy rằng đối với môn Vật lí nói riêng thì PPDH này có thể đem áp dụng thành công để có thể đáp ứng được yêu cầu đổi mới PPDH, đem lại sự thoải mái cho HS trong học tập cũng như kết quả học tập được nâng cao hơn Có nhiều kiến thức Vật lí rất phù hợp với dạy học theo trạm và

có thể kết hợp với các PPDH khác, HS được tham gia vào các hoạt động phong phú, hấp dẫn, luôn đổi mới Bởi vậy chúng tôi nhận thấy việc áp dụng PPDH theo trạm vào dạy học môn Vật lí ở trường phổ thông hiện nay là phù hợp và khả thi

Tất cả những điều đó sẽ được chúng tôi vận dụng để xây dựng tiến trình dạy học theo trạm một số kiến thức chương “Sóng ánh sáng” - Vật lí 12

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC THEO TRẠM MỘT

SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” - VẬT LÍ 12 2.1 Vị trí, tầm quan trọng của chương “Sóng ánh sáng” trong chương trình Vật lí THPT

Trong chương trình Vật lí phổ thông, phần quang học đóng vai trò hết sức quan trọng Cấu trúc chương trình quang học ở Vật lí phổ thông được chia làm ba phần chính: quang hình học, quang học sóng và quang học lượng tử

Ở chương trình THCS, phần quang học chỉ được trình bày sơ lược về mặt định tính và chỉ tìm hiểu về phần quang hình học Sang chương trình Vật lí 11, HS tiếp tục tìm hiểu về quang hình học với các định luật cơ bản của tia sáng cả về mặt đính tính và định lượng như: định luật về sự truyền thẳng của ánh sáng trong môi trường đồng chất và đẳng hướng, định luật phản xạ ánh sáng, định luật khúc xạ ánh sáng cũng như ứng dụng của các định luật Tuy nhiên trong thực tế không phải hiện tượng quang học nào cũng có thể giải thích được dựa vào các định luật quang hình học, ví dụ như các hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, … Coi ánh sáng là sóng thì mới giải thích được các hiện tượng này Đó là nội dung của quang học sóng, được trình bày trong chương “Sóng ánh sáng” ở chương trình Vật lí 12

Chương này sẽ đưa HS đến cái nhìn sâu hơn về bản chất của ánh sáng, khẳng định ánh sáng có tính chất sóng Mặt khác kiến thức mà HS được học trong chương cũng gắn liền với những ứng dụng thực tiễn và nhiều hiện tượng sinh động gần gũi với đời sống hàng ngày Ví dụ như nhiều hiện tượng quang học trong khí quyển, như cầu vồng chẳng hạn xảy ra do sự tán sắc ánh sáng

2.2 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Sóng ánh sáng”

Theo chương trình hiện hành của Bộ giáo dục và đào tạo, chương “Sóng ánh sáng” - SGK Vật lí 12, chương trình nâng cao bao gồm 8 bài (từ bài 35 đến bài 42) dạy trong 14 tiết (từ tiết 57 đến tiết 70, trong đó: 9 tiết lí thuyết, 3 tiết bài tập và 2 tiết thực hành) thuộc học kì II lớp 12 Thứ tự các bài trong chương được liệt kê cụ thể trong bảng cho dưới đây:

STT Bài Tiết Tên bài

1 35 57, 58 Tán sắc ánh sáng

2 36 59 Nhiễu xạ ánh sáng Giao thoa ánh sáng

3 37 60, 61 Khoảng vân Bước sóng và màu sắc ánh sáng

4 38 62, 63 Bài tập về giao thoa ánh sáng

5 39 64, 65 Máy quang phổ Các loại quang phổ

6 40 66 Tia hồng ngoại Tia tử ngoại

7 41 67 Tia X Thuyết điện từ ánh sáng Thang sóng điện từ

8 42 69, 70 Thực hành: Xác định bước sóng của ánh sáng

Bảng 2.1 Phân phối nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng”

Chương “Sóng ánh sáng” trình bày về các hiện tượng tán sắc ánh sáng, nhiễu

xạ ánh sáng và giao thoa ánh sáng - một bằng chứng quan trọng khẳng định ánh sáng có tính chất sóng Từ hiện tượng tán sắc ánh sáng, đưa ra khái niệm ánh sáng trắng, ánh sáng đơn sắc và rút ra sự phụ thuộc của chiết suất môi trường vào bước sóng ánh sáng Tìm hiểu một ứng dụng quan trọng của hiện tượng tán sắc ánh sáng

là máy quang phổ lăng kính Từ đó trình bày về phổ ánh sáng, có ba loại quang phổ: quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ Ngoài ra còn khảo sát các tính chất và công dụng của các bức xạ không nhìn thấy gồm: tia tử ngoại, tia hồng ngoại và tia X Cuối cùng là trình bày về thuyết điện từ ánh sáng nêu lên bản chất sóng điện từ của ánh sáng Có thể tóm tắt nội dung của chương “Sóng ánh sáng” ở sơ đồ sau:

* Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Sóng ánh sáng”

2.3 Các mục tiêu cơ bản học sinh cần đạt được khi học chương “Sóng ánh sáng”

2.3.1 Về kiến thức

- Mô tả được hiện tượng tán sắc ánh sáng

- Nêu được các khái niệm ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng

- Nêu được sự phụ thuộc của chiết suất môi trường vào các ánh sáng đơn sắc

có màu khác nhau

- Nêu được hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là gì

- Trình bày được một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng

- Nêu được vân sáng, vân tối là kết quả của sự giao thoa ánh sáng

- Nêu được điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng

- Nêu được hiện tượng giao thoa chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng và nêu được tư tưởng cơ bản của thuyết điện từ ánh sáng

- Nêu được quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ và hấp thụ là gì và đặc điểm chính của mỗi loại quang phổ này

- Nêu được bản chất, các tính chất và công dụng của tia hồng ngoại, tia tử ngoại và tia X

- Kể được tên của các vùng sóng điện từ kế tiếp nhau trong thang sóng điện

từ theo bước sóng

2.3.2 Về kĩ năng

- Vận dụng được công thức i = D

a để giải một số bài toán đơn giản

- Xác định được bước sóng ánh sáng theo phương pháp giao thoa bằng thí nghiệm

- Vận dụng được kiến thức về tán sắc ánh sáng, giải thích các hiện tượng tán sắc thường gặp

- Kĩ năng TN: Làm thí nghiệm, quan sát, phân tích và rút ra kết luận

- Kĩ năng hợp tác, làm việc theo nhóm

2.3.3 Về phát triển tư duy

- HS phát triển được ngôn ngữ nói, viết

- HS có khả năng phân tích, tổng hợp và xử lí thông tin thu được để rút ra kết luận

- HS có khả năng đưa ra các dự đoán về tác động của một yếu tố lên một hiện tượng và kiểm tra các dự đoán

2.3.4 Về thái độ, tình cảm

- HS đón nhận nhiệm vụ học tập của mình một cách tích cực, tự giác, có hứng thú, qua đó rèn luyện và phát triển tính tích cực, tự chủ tìm tòi sáng tạo giải quyết vấn đề

- Hình thành và phát triển nhu cầu nhận thức, giáo dục niềm tin và niềm đam mê nghiên cứu khoa học cho mỗi HS

- Có tinh thần đoàn kết, giúp đỡ lẫn nhau trong quá trình học tập, có tinh thần hợp tác khi làm việc giữa các cá nhân và ý thức trách nhiệm của mỗi HS khi làm việc theo nhóm

- Có tác phong tỉ mỉ, cận thận, có tinh thần trách nhiệm, khách quan trung thực

- Có ý thức vận dụng, liên hệ kiến thức đã học với những hiện tượng trong thực tế

2.4 Tìm hiểu thực tế dạy học nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng” - Vật lí 12 ở các trường THPT

Để soạn thảo được tiến trình dạy học theo trạm một số kiến thức chương

“Sóng ánh sáng” - Vật lí 12 phù hợp với mục đích của đề tài, chúng tôi nhận thấy

cần thiết phải điều tra thực tế tình hình dạy học ở một số trường THPT

2.4.1 Mục đích điều tra

Tìm hiểu thực tế tình hình dạy và học nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng” Cụ thể:

- Sự hiểu biết của GV về các quan điểm đổi mới PPDH, các PPDH tích cực

- Những PPDH mà GV đã sử dụng, cách tổ chức dạy học, việc soạn giảng của GV

- Việc khai thác và sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học

- Tình hình khai thác và sử dụng các phương tiện dạy học kĩ thuật số trong việc dạy học của GV cũng như việc học tập của HS

- Hoạt động của HS trong giờ học, thời gian HS hoạt động và các hình thức hoạt động, việc huy động vốn hiểu biết của HS

- Phương pháp kiểm tra, đánh giá kết quả của HS

Phát hiện những sai lầm phổ biến của HS, khó khăn của GV và HS khi dạy

và học các nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng” Trên cơ sở đó, đề xuất nguyên nhân của những khó khăn, sai lầm nói trên cũng như biện pháp khắc phục Đồng thời đưa ra những nhận xét về sự tiếp thu tri thức và hoạt động tự chủ của HS trong giờ học để làm cơ sở dạy học một số nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng” theo PPDH theo trạm

2.4.2 Phương pháp điều tra

Để thực hiện các mục đích trên, chúng tôi đã tiến hành:

- Điều tra trên GV: Thông qua phiếu điều tra (phụ lục 1), nghiên cứu giáo án,

dự giờ dạy và trao đổi trực tiếp

- Điều tra HS: Qua các bài kiểm tra (phụ lục 2), dự giờ và trao đổi trực tiếp

- Tìm hiểu, khảo sát cơ sở vật chất, thiết bị dạy học như các dụng cụ thí nghiệm, máy vi tính,

- Phân tích kết quả điều tra

2.4.3 Kết quả điều tra

Chúng tôi đã tiến hành điều tra đối với GV và HS ở trường THPT Phan Bội Châu và trường THPT Buôn Hồ của tỉnh Đắk Lắk Cụ thể: Trao đổi trực tiếp với 7

GV, nghiên cứu 7 giáo án, dự giờ 5 GV, dùng 17 phiếu điều tra đối với GV và cho làm bài kiểm tra với 3 lớp HS

Trên cơ sở phân tích kết quả điều tra, chúng tôi đi đến những nhận định sau:

2.4.3.1 Về nội dung, phương pháp dạy học của giáo viên

- Trong bài soạn của GV, chủ yếu là tóm tắt kiến thức trong SGK, chưa phân định rõ các hoạt động của GV cũng như hoạt động của HS Đa số các GV khi soạn bài đều không xác định rõ nội dung kiến thức cần dạy trong tiết học Việc tổ chức, định hướng hoạt học tập của HS chưa được thể hiện trong giáo án GV vẫn là người thông báo, giảng giải, thậm chí có kiến thức đưa ra chỉ đơn thuần là thông báo Vai trò tổ chức, định hướng của GV thể hiện trên giáo án chưa thực sự rõ ràng, ít có sự

tương tác giữa GV và HS Việc xác định mục tiêu dạy học của GV hầu hết chỉ dừng lại ở những kiến thức và kĩ năng tối thiểu mà HS cần đạt

- Mặc dù đã tiếp cận với việc đổi mới PPDH nhưng hầu hết các GV đều dạy các nội dung kiến thức trong chương này theo phương pháp thuyết trình, thông báo Việc tiến hành bài dạy hầu như đều được diễn đạt bằng lời nói của GV: mô tả hiện tượng, đưa ra các khái niệm và nhấn mạnh các nội dung quan trọng để HS ghi nhớ Vai trò tổ chức, định hướng của GV chưa thể hiện rõ rệt, GV chưa tạo điều kiện để

HS tích cực tìm tòi, xây dựng kiến thức

- Những câu hỏi mà GV đưa ra chỉ mang tính chất tái hiện các kiến thức đã học, các câu hỏi chưa kích thích được tính chủ động học tập của HS

- Qua điều tra chúng tôi thấy hầu hết GV không tiến hành thí nghiệm theo yêu cầu của chương trình khi dạy học các nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng” Nhìn chung GV chỉ mô tả thí nghiệm theo hình vẽ trong SGK để qua đó HS thu nhận kiến thức GV có tâm lí ngại làm thí nghiệm bởi sự không đảm bảo về mặt thời gian, sự thành công khi tiến hành dạy học

- Có một số ít GV có sử dụng bộ thí nghiệm thì chưa biết cách tổ chức dạy học có thí nghiệm theo phương pháp TN Đó là sau khi thuyết trình xong phần kiến thức thì làm thí nghiệm để minh họa lại phần kiến thức Mặt khác hiện tượng diễn

ra không rõ ràng và khó quan sát HS ở dưới lớp hầu như không quan sát được hiện tượng

- Những cố gắng của GV nhìn chung chỉ nhằm truyền đạt đủ các kiến thức trọng tâm mà SGK và sách GV đã nhấn mạnh Sự tương tác giữa GV và HS còn rất hạn chế và không hiệu quả GV chưa tổ chức được các hoạt động học tập giúp HS

tự lực, tích cực chiếm lĩnh kiến thức mới Chưa tập trung rèn luyện năng lực TN cho

HS Hầu hết các tiết dạy đều tổ chức tại lớp

- Việc kiểm tra đánh giá vẫn hoàn toàn được thực hiện từ phía GV GV thực hiện kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS thông qua các hình thức kiểm tra thường xuyên và kiểm tra định kì theo qui định của kế hoạch dạy học để lấy đủ số điểm theo qui định, chưa có hình thức đánh giá qua quá trình học tập của HS, chưa đánh giá theo nhóm và chưa cho HS tự đánh giá, do đó chưa phát huy được vai trò của kiểm tra đánh giá đối với việc dạy học

2.4.3.2 Về tình hình học tập của học sinh

Qua các bài kiểm tra, dự giờ trao đổi trực tiếp với HS ở trường THPT Phan Bội Châu và trường THPT Buôn Hồ, chúng tôi nhận thấy:

- Nhiều HS rất thiếu tự tin khi trả lời, khi làm bài, không tự tin vào kiến thức

mà mình đã có, không biết kiến thức đó là đúng hay sai, nhớ chính xác hay chưa

- Đa số HS rất thụ động, các em rất lười suy nghĩ, lười hoạt động, chỉ ngồi nghe giảng, chờ thầy cô đọc chép, hiếm khi đặt câu hỏi với GV về vấn đề đã học

Do đó kiến thức của các em lĩnh hội được không chắc chắn Sau khi học xong một tuần hầu như các em không nhớ hết các kiến thức đã học trong bài

- HS ít có khả năng vận dụng sáng tạo kiến thức đã học, không liên hệ được kiến thức đã học vào việc giải thích các hiện tượng trong thực tế

2.4.3.3 Về cơ sở vật chất, thiết bị dạy học

- Các trường đã được trang bị các phương tiện đồ dùng dạy học ở cả ba khối lớp theo danh mục các thiết bị đồ dùng dạy học tối thiểu được cung cấp cho các trường THPT, tuy nhiên các bộ thí nghiệm chưa được đưa vào sử dụng hiệu quả,

GV chủ yếu vẫn dạy chay

- Các trường đều có phòng thực hành thí nghiệm nhưng đều không có GV chuyên trách thiết bị thí nghiệm mà chỉ có một người không có chuyên môn phụ trách phòng thiết bị

- Cơ sở vật chất của nhà trường chưa được đảm bảo, không có phòng máy cho HS truy cập Internet để lấy tài liệu học tập, không có phòng máy chiếu riêng nên muốn sử dụng máy chiếu thì phải di chuyển máy tính, máy chiếu, màn chiếu,…đến từng lớp, rất hạn chế cho GV khi muốn tổ chức dạy học tích cực

- Việc khai thác và sử dụng các trang thiết bị dạy học chưa thực sự triệt để và phát huy hết hiệu quả để phát huy nhận thức, tính tích cực của HS trong học tập

2.4.3.4 Những hạn chế, khó khăn và sai lầm của học sinh gặp phải khi học nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng”

- Đa số HS chưa từng nhìn thấy lăng kính thật nên ảnh hưởng đến việc tiếp thu khi học bài “Tán sắc ánh sáng”

- HS thường nhầm lẫn vị trí phương các chùm màu đơn sắc khác nhau Có một số HS còn cho là chùm ánh sáng đỏ bao giờ cũng thu được ở phía trên trong dải màu quan sát được

- Sau khi học xong phần kiến thức tổng hợp ánh sáng trắng, HS cho rằng để tổng hợp được ánh sáng trắng thì nhất thiết phải có đủ bảy màu đơn sắc (đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) chồng chập lên nhau

- HS rất lúng túng khi trả lời câu hỏi quan hệ độ lớn của chiết suất của môi trường trong suốt với ánh sáng đỏ và chiết suất của môi trường trong suốt với ánh sáng tím

- Khả năng ứng dụng để giải thích hiện tượng cầu vồng là rất yếu

- Hay lẫn lộn định nghĩa tia tử ngoại và tia hồng ngoại Thường lẫn lộn một

số tính chất của tia hồng ngoại với một số tính chất của tia tử ngoại do trong quá trình học không được quan sát thí nghiệm phát hiện tia hồng ngoại, tia tử ngoại và thí nghiệm khảo sát các tính chất của tia hồng ngoại và tia tử ngoại

- Không biết nhiều ứng dụng của tia hồng ngoại và tia tử ngoại ngoài các ứng dụng ghi trong SGK

- Do khả năng vận dụng kiến thức có hạn nên nhiều HS gặp khó khăn nếu

GV yêu cầu thiết kế các bộ phận của máy quang phổ (việc lựa chọn thiết bị, vị trí đặt thiết bị,…)

- Khả năng diễn đạt nội dung các kiến thức trong chương “Sóng ánh sáng” bằng ngôn ngữ Vật lí của HS còn rất yếu do trong quá trình học không có sự trao đổi với bạn bè, thầy cô về những kiến thức đã học

2.4.3.5 Nguyên nhân dẫn tới những hạn chế, khó khăn, sai lầm của học sinh

Sau khi tìm hiểu và phân tích nội dung bài học, trao đổi trực tiếp với GV, tìm hiểu thiết bị thí nghiệm cũng như các yếu tố khách quan, chủ quan, chúng tôi nhận thấy rằng HS không phát huy được khả năng sáng tạo, tính tích cực, chủ động và hay mắc các sai lầm trên là do các nguyên nhân sau:

* Về PPDH của GV:

- GV chưa tổ chức được hoạt động nhận thức cho HS, dạy học chủ yếu vẫn là thông báo, thuyết trình Do đó hầu hết HS không được quan sát thí nghiệm thật, mà chỉ nghe mô tả để tưởng tượng ra Một số được quan sát thí nghiệm thì kết quả chưa

rõ ràng

- GV sử dụng thí nghiệm thì không biết cách tận dụng thí nghiệm để tổ chức dạy học theo các giai đoạn của phương pháp TN GV chỉ tiến hành thí nghiệm một cách đơn giản là minh họa lại kiến thức đã thuyết trình, thông báo

- GV chưa tận dụng được kiến thức cũ và ít có liên hệ kiến thức được học với thực tế

- GV chỉ chú ý tới việc thông báo giảng giải những nội dung chính sao cho

rõ ràng, dễ hiểu Rất ít GV thấy được tiềm năng của phần này trong việc phát triển

tư duy của HS, phát triển các kỹ năng, kỹ xảo của hoạt động trí và chân tay, phát triển năng lực giải quyết vấn đề

- Hầu hết GV chưa biết cách khai thác kiến thức và tổ chức giờ học tạo ra hứng thú nhận thức ở HS, tổ chức cho HS thảo luận và làm thí nghiệm theo nhóm nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ, đồng thời phát triển kĩ năng thực hành và hình thành kiến thức một cách vững chắc

* Về phương pháp học của HS:

- Nhìn chung trình độ HS miền núi còn rất thấp Phương pháp học của HS vẫn còn nặng nề về nghe, ghi nhớ và tái hiện HS chưa quen với lối học chủ động, tích cực

- HS chưa có nhiều kĩ năng thực hành khiến cho GV mất thời gian trong việc

tổ chức cho HS làm thí nghiệm

- Việc học tập của HS còn mang nặng tính chất đối phó với các kì thi nên chưa khuyến khích cách học thông minh, sáng tạo của HS

* Ngoài ra, còn một số nguyên nhân khác cần phải kể đến như:

- Việc đánh giá giờ dạy của GV còn nhiều bất cập, thep một khuôn cứng, chưa có hướng dạy học mở, làm cho GV có tâm lí ngại thay đổi PPDH

- Phương tiện và thiết bị dạy học cần thiết đã được trang bị nhưng chất lượng chưa đảm bảo, nhiều thiết bị thí nghiệm sử dụng một vài lần là bị hỏng Các trường không có phòng học bộ môn, do đó để có thể tổ chức một giờ học GV phải di chuyển dụng cụ thí nghiệm, máy tính, máy chiếu đến phòng học của mỗi lớp gây khó khăn và mất nhiều thời gian chuẩn bị cũng như làm thất lạc hay hư hỏng Đây cũng là tình trạng chung của các trường ở vùng sâu vùng xa

- Số lượng HS đông (gần 50 HS/lớp)

2.4.3.6 Đề xuất biện pháp khắc phục khó khăn, hạn chế của thực trạng trên

Để có thể khắc phục những khó khăn, hạn chế nêu trên, theo chúng tôi cần

có những điều kiện cơ bản sau:

- Các trường cần trang bị phòng học bộ môn để thuận lợi cho GV tổ chức dạy học tích cực, có phòng máy riêng cho GV và HS truy cập Internet, phòng thí nghiệm cần có cán bộ có chuyên môn phụ trách, thiết bị dạy học phải đủ về số lượng và đảm bảo về chất lượng, giảm sĩ số HS của mỗi lớp

- GV cần tăng cường vận dụng các PPDH tích cực vào từng giờ dạy sao cho

GV là người tiên phong trong việc đổi mới cách dạy và điều chỉnh, định hướng cách học của HS theo hướng tích cực Chủ động tạo môi trường học tập thoải mái, thay đổi sự tương tác giữa GV với HS, giữa HS với nhau

- Đổi mới quy chế cho điểm, kiểm tra đánh giá hiện nay cho phù hợp với mục tiêu dạy học mới Cần thiết phải đánh giá cả quá trình học tập của HS chứ không chỉ chỉ riêng đánh giá kết quả học tập của HS Đồng thời cần phát huy vai trò

tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau của HS

- Đổi mới đánh giá giờ dạy của GV, tập trung vào đánh giá việc tổ chức, điều khiển các hoạt động tích cực của HS

- Sử dụng nhưng không lạm dụng các phương tiện dạy học và thiết bị dạy học hiện đại

Ở trên chúng tôi đã phân tích những khó khăn, hạn chế, sai lầm mà HS thường mắc phải khi học chương “Sóng ánh sáng”, cũng như đề xuất một số biện pháp khắc phục Như chúng tôi đã trình bày, kiến thức ở chương “Sóng ánh sáng” là rất quan trọng, có nhiều ứng dụng thực tiễn, liên quan đến các hiện tượng trong cuộc sống hàng ngày, nếu chỉ dạy học như vậy thì việc tiếp thu kiến thức của HS sẽ rất hời hợt và nhanh quên, HS không vận dụng, liên hệ được kiến thức đã học với những hiện tượng trong thực tế Phương án trình bày như trong SGK chỉ là một cách tiếp cận Vậy thì, làm thế nào để xây dựng những kiến thức trên một cách khoa học, phát huy tính tích cực sáng tạo của HS, các kiến thức phải được kiểm nghiệm

và được thực hành áp dụng trong từng tình huống cụ thể, mà những việc này được thực hiện trong thời gian của một giờ học chính khóa? Nếu tổ chức thành công thì kiến thức bài học là do HS tự chiếm lĩnh, HS sẽ khắc ghi kiến thức sâu sắc và bền vững, cũng như linh hoạt vận dụng các kiến thức đã học vào những hiện tượng thực tế,…góp phần giải quyết cơ bản những khó khăn, hạn chế nêu trên Ở trong đề tài này, để đáp ứng yêu cầu đặt ra, chúng tôi mạnh dạn nêu ra và áp dụng PPDH tích cực là dạy học theo trạm một số kiến thức chương “Sóng ánh sáng”, mà cụ thể là

hai bài “Tán sắc ánh sáng” và “Tia hồng ngoại Tia tử ngoại”, sẽ được chúng tôi trình bày ở phần tiếp sau đây

2.5 Thiết kế tiến trình dạy học theo trạm bài “Tán sắc ánh sáng” - Vật lí 12

2.5.1 Kiến thức cần xây dựng

- Hiện tượng tán sắc ánh sáng: Chùm ánh sáng trắng khi đi qua lăng kính không những bị lệch về phía đáy mà còn bị tách thành nhiều chùm ánh sáng có màu khác nhau, theo thứ tự: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Chùm sáng màu đỏ bị lệch ít nhất, chùm sáng màu tím bị lệch nhiều nhất

- Ánh sáng đơn sắc: là ánh sáng không bị tán sắc mà chỉ bị lệch khi đi qua lăng kính

- Ánh sáng trắng (ánh sáng Mặt trời, ánh sáng hồ quang điện, ánh sáng đèn điện dây tóc,…) là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu từ đỏ đến tím

- Chiết suất của môi trường trong suốt có giá trị khác nhau đối với ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau

- Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng: Chùm ánh sáng trắng gồm nhiều ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác nhau Khi chiếu qua lăng kính, các ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau bị lệch các góc khác nhau vì chiết suất của thủy tinh làm lăng kính có giá trị khác nhau đối với ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau Do vậy, khi ló

ra khỏi lăng kính, chùm ánh sáng đơn sắc không trùng nhau nữa mà trải rộng ra thành nhiều chùm đơn sắc, tạo thành quang phổ của ánh sáng trắng

2.5.2 Câu hỏi đề xuất vấn đề

- Khi nào xảy ra hiện tượng tán sắc ánh sáng?

- Nguyên nhân nào gây ra sự tán sắc ánh sáng?

2.5.3 Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức

Các hiện tượng trong cuộc sống như: cầu vồng, ánh sáng mặt trời chiếu vào lăng kính tạo thành nhiều màu khác nhau Hiện tượng trên gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng

- Khi nào xảy ra hiện tượng tán sắc ánh sáng?

- Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng là gì?

- Ánh sáng đơn sắc: là ánh sáng không bị tán sắc mà chỉ bị lệch khi đi qua lăng kính

- Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu từ đỏ đến tím

- Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng: Chùm ánh sáng trắng gồm nhiều ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác nhau Khi chiếu qua lăng kính, các ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau bị lệch các góc khác nhau vì chiết suất của thủy tinh làm lăng kính

có giá trị khác nhau đối với ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau Do vậy, khi ló ra khỏi lăng kính, chùm ánh sáng đơn sắc không trùng nhau nữa mà trải rộng ra thành nhiều chùm đơn sắc, tạo thành quang phổ của ánh sáng trắng

*- Kiếm tra giả thuyết ánh sáng bị nhuộm màu: Nếu ánh sáng khi chiếu qua lăng kính bị nhuộm màu thì ánh sáng một màu khi chiếu qua lăng kính cũng bị nhuộm màu

- Kiểm tra giả thuyết ánh trắng là tập hợp của nhiều ánh sáng màu khác nhau: Nếu ánh sáng trắng là tập hợp của nhiều màu khác nhau thì thì khi chiếu nhiều ánh sáng

có màu khác nhau qua thấu kính hội tụ phải cho ánh sáng trắng

* Thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết

Các dụng cụ thí nghiệm cần thiết: Đèn phát ánh sáng trắng, lăng kính, màn quan sát

để hứng ảnh, tấm chắn sáng có khe hẹp để tách chùm sáng

* Thực hiện thí nghiệm:

- Chiếu chùm ánh sáng trắng qua lăng kính thu được trên màn một dải sáng liên tục nhiều màu khác nhau: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Chùm sáng màu đỏ lệch ít nhất, chùm sáng màu tím lệch nhiều nhất

- Dùng khe hẹp tách một chùm sáng có màu xác định rồi cho đi qua lăng kính, thấy chùm sáng vẫn giữ nguyên màu Chứng tỏ ánh sáng không bị nhuộm màu khi đi qua lăng kính

- Dùng thấu kính hội tụ để hứng dải sáng nhiều màu, thu được dải sáng trắng trên màn Chứng tỏ giả thuyết ánh trắng là tập hợp của nhiều màu khác nhau là đúng

* Giải thích: Khi chiếu qua lăng kính, với cùng góc tới, các ánh sáng có màu khác nhau bị lệch các góc khác nhau vì chiết suất của thủy tinh làm lăng kính có giá trị khác nhau đối với ánh sáng có màu khác nhau Do vậy, khi ló ra khỏi lăng kính, chùm ánh sáng không trùng nhau nữa mà trải rộng ra thành nhiều chùm có màu khác nhau, tạo thành quang phổ của ánh sáng trắng

* Hệ quả: Khi chiếu ánh sáng một màu (có bước sóng giống nhau) vào lăng kính sẽ không xảy ra hiện tượng tán sắc vì góc lệch không đổi

* Tiến hành thí nghiệm kiểm tra hệ quả: chiếu ánh sáng một màu vào lăng kính thấy không xảy ra hiện tượng tán sắc

2.5.4 Mục tiêu học sinh cần đạt được trong bài “Tán sắc ánh sáng”

2.5.4.1 Về kiến thức

- Mô tả được hiện tượng tán sắc ánh sáng

- Nêu được các khái niệm ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng

- Nêu được sự phụ thuộc của chiết suất môi trường vào các ánh sáng đơn sắc

có màu khác nhau

2.5.4.2 Về kĩ năng

- Vận dụng được kiến thức về tán sắc ánh sáng, giải thích các hiện tượng tán sắc ánh sáng thường gặp trong thực tế

- Kĩ năng TN: Làm thí nghiệm, quan sát, phân tích và rút ra kết luận

- Kĩ năng hợp tác và làm việc theo nhóm, trình bày báo cáo

- Kĩ năng sử dụng máy vi tính

2.5.4.3 Về phát triển tư duy

- HS phát triển được ngôn ngữ nói, viết

- HS có khả năng đưa ra các dự đoán về nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng và kiểm tra các dự đoán

- HS có khả năng phân tích, tổng hợp và xử lí thông tin thu được để rút ra kết luận

- Có ý thức vận dụng, liên hệ kiến thức về hiện tượng tán sắc ánh sáng với những hiện tượng tán sắc thường gặp trong thực tế

2.5.5 Tổng quan về hệ thống các trạm học tập

TRẠM NỘI DUNG MỤC TIÊU

1A Tán sắc với ánh sáng trắng Khảo sát sự tán sắc của ánh sáng trắng khi chiếu vào lăng kính thủy tinh

1B Tán sắc với ánh sáng trắng Khảo sát sự tán sắc của ánh sáng trắng khi chiếu vào lăng kính nước

1C Tán sắc với ánh sáng trắng Khảo sát sự tán sắc của ánh sáng trắng bằng thí nghiệm mô phỏng

2A Tán sắc với ánh sáng đơn sắc Khảo sát sự tán sắc của ánh sáng đơn sắc khi chiếu vào lăng kính thủy tinh

2B Tán sắc với ánh sáng đơn sắc Khảo sát sự tán sắc của ánh sáng đơn sắc khi chiếu vào lăng kính nước

2C Tán sắc với ánh sáng đơn sắc Khảo sát sự tán sắc của ánh sáng đơn sắc bằng thí nghiệm mô phỏng

3A Tổng hợp ánh sáng đơn sắc Tổng hợp các ánh sáng đơn sắc thành ánh sáng trắng với bộ thí nghiệm tán sắc

ánh sáng 3B Tổng hợp ánh sáng đơn sắc Tổng hợp các ánh sáng đơn sắc thành ánh sáng trắng bằng thí nghiệm mô phỏng

3C Tổng hợp ánh sáng đơn sắc Tổng hợp các ánh sáng đơn sắc thành ánh sáng trắng bằng đĩa tròn bảy màu

đơn sắc có màu khác nhau

Khảo sát sự phụ thuộc của chiết suất môi trường vào các ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau

5 Cầu vồng nhân tạo Xây dựng phương án và tiến hành thí nghiệm tạo cầu vồng nhân tạo

6 Màu sắc rực rỡ của kim cương Giải thích tại sao kim cương lại có màu sắc rực rỡ

7 Trộn màu trên màn hình ti vi Tìm hiểu nguyên tắc trộn màu trên màn hình ti vi

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quan các trạm bài “Tán sắc ánh sáng”

* Tiến trình tổ chức dạy học được chia là 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Các nhóm HS thực hiện 4 trạm bắt buộc ở hệ thống trạm khảo sát hiện tượng tán sắc ánh sáng (Trạm 1, 2, 3, 4) Bắt buộc phải đi từ trạm 1, sau đó tùy chọn sang các trạm 2, 3, 4 Các trạm A, B, C có cùng nhiệm vụ nhận thức nhưng hoạt động với các dụng cụ, phương tiện khác nhau Các nhóm có thể tùy chọn các trạm A, B, C tùy theo khả năng của mình

- Giai đoạn 2: GV tổng hợp, phát biểu những kiến thức chính của bài học: Khái niệm hiện tượng tán sắc ánh sáng, điều kiện, nguyên nhân xảy ra hiện tượng tán sắc ánh sáng, khái niệm ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng,

- Giai đoạn 3: Các nhóm HS sang hệ thống trạm về ứng dụng của hiện tượng tán sắc ánh sáng (Trạm 5, 6, 7, 8) Các nhóm tự chọn làm 2 trong số 4 trạm ở hệ thống trạm này

2.5.6 Thiết kế các nhiệm vụ ở mỗi trạm

2.5.6.1 Trạm 1: Tán sắc với ánh sáng trắng

a Mục tiêu

- Xây dựng được phương án thí nghiệm và biết cách tiến hành thí nghiệm khảo sát sự tán sắc của ánh sáng trắng

- Mô tả được hiện tượng tán sắc ánh sáng

- Rèn luyện kĩ năng TN, quan sát và khái quát hóa kiến thức

b Dụng cụ thí nghiệm

* Trạm 1A: Tán sắc ánh sáng qua lăng kính thủy tinh

- Bảng quang học bằng thép kích thước 80cm x 45cm có chân đế

- Đèn phát ánh sáng trắng 12V – 12W có đế nam châm

- Nguồn 12V

- Lăng kính tam giác đều có đế nam châm

* Trạm 1C: Khảo sát hiện tượng tán sắc ánh sáng bằng thí nghiệm mô phỏng

- Máy vi tính có phần mềm thí nghiệm mô phỏng thí nghiệm tán sắc ánh sáng trắng của PGS.TS Nguyễn Xuân Thành - trường ĐHSP Hà Nội

c Phiếu học tập

H và

tên: L p: Nhóm

Dụng cụ thí nghiệm cần có

Bố trí thí nghiệm Các bước tiến hành

Một hiện tượng tán sắc ánh sáng thường gặp trong cuộc sống