Khai thác và sử dụng bài tập có nội dung thực tế trong dạy học phần khúc xạ ánh sáng chương trình vật lý 11

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT THỌ XUÂN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ TRONG DẠY HỌC PHẦN KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Ở CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 11 Người thực hiện: Trịnh Văn Toàn Chức vụ: Tổ phó chuyên môn SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật lý THANH HOÁ NĂM 2017 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng cứu nghiên 1.4 Phương pháp cứu nghiên 1.5 Những điểm sáng kiến kinh nghiệm NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Khái niệm tập có nội dung thực tế môn Vật lý .4 2.1.2 Phân loại tập tế .4 có nội dung thực 2.1.3 Các hình thức thể tập có nội dung thực tế 2.1.4 Định hướng tế trả lời tập có nội dung thực 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm .7 2.2.1 Thực trạng vấn đề vận dụng kiến thức vật lý vào thực tế đời sống học sinh trung học phổ thông 2.2.2 Thực trạng vấn đề sử dụng tập có nội dung thực tế dạy học vật lí trường trung học phổ thông 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Các giải pháp để tăng cường khả vận dụng kiến thức vật lý vào đời sống 2.3.2 Xây dựng số tập thực tế phần khúc xạ ánh sáng 10 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 18 KẾT LUẬN, NGHỊ 19 KIẾN 3.1 luận 19 Kết 3.2 nghị 19 Kiến MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Trong năm gần đây, việc đổi giáo dục diễn sôi động giới nước ta Để đáp ứng tốt nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa đất nước, đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi đồng mục đích, nội dung, phương pháp, phương tiện hình thức dạy học Xu đổi phương pháp dạy học nhằm mục đích phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo học sinh, giáo viên đóng vai trò người tổ chức, điều khiển học tập học sinh Còn học sinh tự tìm tòi, tìm kiếm kiến thức hướng dẫn giáo viên Có thể nói, cách dạy học phương pháp dạy học tích cực đóng vai trò quan trọng Thực trạng nhiều trường trung học phổ thông việc giảng dạy kiến thức khoa học nói chung kiến thức vật lý nói riêng, nặng việc truyền thụ lý thuyết sách giáo khoa, nhiều học sinh ghi nhớ kiến thức cách máy móc theo kiểu học thuộc lòng Việc dạy học chủ yếu mục tiêu để học sinh giải nhanh giải nhiều câu đề thi Cách học cách dạy dẫn tới hệ học sinh thụ động việc tiếp thu vận dụng kiến thức, khái niệm tự học sáng tạo thứ xa vời Học sinh trở thành cỗ máy ghi chép giải toán, học sinh giải toán khó phức tạp đề thi trung học phổ thông Quốc gia lại băn khoăn nhiều sai sót câu hỏi thực tiễn gần gũi kiểu như: “Ở Việt Nam, mạng điện dân dụng pha có điện áp hiệu dụng bao nhiêu?” Các em ngày thiếu kiến thức thực tế vô yếu việc vận dụng kiến thức học sách vào thực tiễn sống Việc vận dụng kiến thức vật lý vào đời sống, thực tiễn có ý nghĩa quan trọng Nó giúp cho học sinh củng cố, rèn luyện hoàn thiện kiến thức học Đồng thời rèn luyện cho học sinh khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn, giải thích hiểu tượng tự nhiên… Góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp hướng nghiệp cho học sinh, kích thích hứng thú học tập cho học sinh điều kiện nhằm phát huy lực hoạt động trí tuệ, tính tích cực, tự lập, sáng tạo học sinh Nhận thấy vai trò tầm quan trọng việc vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn đời sống Để giúp học sinh cải thiện khả vận dụng kiến thức học vào thực tiễn, nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý nhà trường phổ thông, thực mục tiêu trình giáo dục - đào tạo để thực tốt nguyên lý “học đôi với hành” Tôi lựa chọn tiến hành nghiên cứu đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “Khai thác sử dụng tập có nội dung thực tế dạy học phần khúc xạ ánh sáng chương trình vật lý 11 ” 1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, khai thác sử dụng tập có nội dung thực tế dạy học vật lý nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh, nâng cao khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh, qua nâng cao chất lượng dạy học vật lý trường trung học phổ thông 1.3 Đối tượng nghiên cứu Do điều kiện hạn chế thời gian nên đề tài tập trung nghiên cứu: Khai thác sử dụng tập có nội dung thực tế dạy học phần khúc xạ ánh sáng chương trình vật lý 11 1.4 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp lý thuyết Phương pháp thực tiễn Phương pháp điều tra 1.5 Những điểm sáng kiến kinh nghiệm - Hiện sách giáo khoa vật lý đưa tập thực tế vào nội dung chương trình, song nhiều hạn chế phải đảm bảo yêu cầu nội dung sách giáo khoa nên số lượng tập thực tế chưa nhiều, nội dung hình thức chưa thật phong phú, dẫn đến việc sử dụng tập thực tế giáo viên dạy học Đề tài sáng kiến kinh nghiệm giúp cho giáo viên học sinh có thêm nhiều tập thực tế phong phú để tham khảo, sử dụng việc giảng dạy học tập phần khúc xạ ánh sáng - Nhiều tác giả đề cập đến tập thực tế tài liệu, chưa tập trung khai thác xây dựng tập thực tế chưa định hướng cách sử dụng, chưa nêu biện pháp sử dụng cụ thể giúp giáo viên sử dụng chúng cách có hiệu hoạt động nhận thức học sinh lên lớp môn vật lý Việc nghiên cứu đề tài góp phần khắc phục vấn đề - Đề tài góp phần xây dựng tài liệu tập thực tế dạy học phần quang hình học trường trung học phổ thông NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Khái niệm tập có nội dung thực tế môn Vật lý Trước hết cần khẳng định rằng, tập thực tế tập định tính hai khái niệm tách làm hai mang tính tương đối Bài tập thực tế câu hỏi liên quan đến vấn đề gần gũi với thực tế đời sống mà trả lời học sinh phải vận dụng linh hoạt khái niệm, quy tắc, định luật vật lí mà phải nắm vận dụng tốt hệ chúng Các tập thực tế trọng đến việc chuyển tải kiến thức từ lí thuyết sang ứng dụng kỹ thuật đơn giản tương ứng, giải thích liên hệ với vấn đề thường gặp sống 2.1.2 Phân loại tập có nội dung thực tế Với mục đích nghiên cứu sử dụng tập thực tế cho đối tượng học sinh trung học phổ thông, dựa vào mức độ kiến thức trang bị, kết hợp với “vốn hiểu biết”, “kinh nghiệm sống” thân học sinh, chia làm hai loại: Bài tập thực tế tập dượt tập thực tế sáng tạo - Bài tập thực tế tập dượt loại câu hỏi thường đặt ứng dụng kĩ thuật đơn giản (cách làm) thường gặp sống yêu cầu học sinh nhận diện kiến thức vật lí ứng dụng Khi trả lời câu hỏi loại này, học sinh cảm nhận gắn kết chặt chẽ kiến thức vật lí với thực tiễn sống mà làm gia tăng vốn kinh nghiệm, rèn luyện tư kĩ thuật, kĩ vận dụng kiến thức vào thực tế sống thân em Ví dụ: Khi chẻ khúc củi lớn người ta thường dùng nêm (là vật thường làm thép có tiết diện hình tam giác) cắm vào khúc củi, sau lấy búa đập mạnh vào nêm Thực tế cho thấy gõ mạnh búa vào nêm củi bị chẻ dễ dàng so với cách dùng rìu để bổ trực tiếp Hãy giải thích sao? - Bài tập thực tế sáng tạo loại câu hỏi mà giải, học sinh phải dựa vào vốn kiến thức hiểu biết quy tắc, định luật, sở phép suy luận logic tự lực tìm phương án kỹ thuật tốt để giải yêu cầu đặt câu hỏi Ví dụ: Người ta muốn tháo đinh ốc làm thép vặn chặt vào đai ốc làm đồng Hãy tìm phương án đơn giản để việc tháo đinh ốc trở nên dễ dàng 2.1.3 Các hình thức thể tập có nội dung thực tế Do đặc điểm tập thực tế nội dung chúng gắn liền với tượng, vật gần gũi với thực tế đời sống trọng đến ứng dụng kĩ thuật đơn giản tương ứng nên phần lớn câu hỏi thường thể lời, số câu hỏi mà nội dung chứa đựng nhiều thông tin dùng hình vẽ, hình ảnh, hay đoạn phim video clip ngắn để minh hoạ Thể tập thực tế lời Cách thể tập thực tế lời sử dụng vật, tượng hay thao tác kĩ thuật đề cập đến hoàn toàn mô tả cách ngắn gọn, súc tích, dễ hiểu, dễ tưởng tượng Khi nghe xong câu hỏi học sinh hiểu tưởng tượng cách xác thông tin vấn đề mà em cần phải giải thích Ví dụ: Tại xe chạy đường, hãm phanh đột ngột ta ngã phía trước? Thể tập thực tế cách dùng hình vẽ, ảnh chụp minh họa Cách thể tập thực tế thông qua hình vẽ, hình ảnh minh họa sử dụng trường hợp có nhiều thao tác kỹ thuật phải trải qua nhiều giai đoạn khác nhau, nên mô tả lời dài dòng, khó hiểu, học sinh khó tưởng tượng Thể tập thực tế đoạn phim video clip ngắn minh họa Trong điều kiện cho phép, việc thể tập thực tế thông qua đoạn phim video clip ngắn minh họa có tác dụng cao quan sát, học sinh có nhìn khái quát, theo dõi trình tự thực tượng xảy ra, thao tác kĩ thuật… nhờ nhận biết dấu hiệu bản, liên tưởng nhanh đến kiến thức vật lí tương ứng 2.1.4 Định hướng trả lời tập có nội dung thực tế Đối với loại tập thực tế tập dượt Bước Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết yêu cầu tập Đọc kĩ nội dung câu hỏi để tìm thuật ngữ chưa biết, tên gọi phận cấu trúc,… đặc biệt quan tâm đến thao tác kĩ thuật nêu câu hỏi (bằng cách tự đặt trả lời câu hỏi phụ “làm gì?”, “làm nào?”) Xác định ý nghĩa vật lí thuật ngữ, tóm tắt đầy đủ giả thiết hiểu rõ yêu cầu câu hỏi (cần giải thích gì?) Đối với tập thể hình ảnh, phim minh họa, cần quan sát kĩ khảo sát chi tiết thông tin minh họa, cần thiết phải vẽ hình để diễn đạt điều kiện câu hỏi để so sánh trường hợp riêng, điều có ý nghĩa quan trọng việc phát mối liên quan vật, tượng nêu câu hỏi với kiến thức vật lí tương ứng Bước Phân tích tượng thao tác kĩ thuật Nghiên cứu kiện ban đầu câu hỏi (những tượng gì, kiện gì, tác động kĩ thuật nào…) để nhận biết chúng liên quan đến khái niệm nào, quy tắc nào, định luật vật lí Nếu thao tác kĩ thuật diễn theo nhiều giai đoạn, cần xác định đâu giai đoạn chính, động tác kĩ thuật Khảo sát xem giai đoạn diễn biến bị chi phối quy tắc nào, định luật nào…trên sở hình dung toàn diễn biến tượng định luật, quy tắc chi phối Bước Xây dựng lập luận xác lập tập Giải thích thao tác kĩ thuật (cách làm) thực chất cho biết thao tác kĩ thuật vận dụng kiến thức vật lí làm đạt hiệu cao Muốn vậy, phải định hướng thiết lập mối quan hệ đặc tính vật cách làm cụ thể nêu câu hỏi với số tượng hay định luật vật lí, tức phải thực phép suy luận logic, sở kiến thức phải đặc tính chung vật định luật vật lí có tính tổng quát áp dụng vào điều kiện cụ thể đề mà kết cuối việc nêu bật tính ứng dụng kiến thức vật lí vào tượng hay cách làm nêu đề Thực tế cho thấy, tập thực tế thường đa dạng phản ánh chân thực công việc cụ thể thường diễn sống, nên học sinh trung học phổ thông, nhìn khó phát mối quan hệ tượng, việc cho với định luật vật lí biết Trong trường hợp thế, cần phân tích tượng phức tạp tượng đơn giản cho tượng đơn giản tuân theo định luật hay quy tắc định Bước Kiểm tra tính xác tập Đối với loại tập thực tế tập dượt, đề nêu rõ kiện thao tác kĩ thuật (cách làm) tương ứng nên có trường hợp lời giải thích có chỗ bị sai mà không xác định sai điểm Nên thận trọng phát biểu định luật, quy tắc làm sở lập luận, ý điều kiện áp dụng quy tắc, định luật nhiều quy tắc, định luật vật lý áp dụng phạm vi hẹp đó, kiện diễn thực tế đời sống chịu tác động nhiều yếu tố khác vượt phạm vi vận dụng quy tắc, định luật vận dụng trình lập luận Thông thường để kiểm tra tính hợp lí câu trả lời cần đối chiếu phạm vi áp dụng quy tắc hay định luật vật lý sử dụng với yếu tố tác động kiện nêu câu hỏi xem chúng có tương đồng chấp nhận hay không Trong nhiều trường hợp làm thí nghiệm, mô hình đơn giản (có tính tương đồng với kiện nêu tập) để kiểm chứng lời giải thích Đối với loại tập thực tế sáng tạo, mục tiêu cuối đòi hỏi phải lựa chọn tìm phương án kĩ thuật tốt (trong điều kiện cho phép) để giải yêu cầu đặt tập, ta áp dụng bước tiến hành sau: Bước Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết yêu cầu tập Đọc kĩ câu hỏi để hiểu rõ vật, tượng hay kiện nêu tập liên quan đến lĩnh vực vật lí để từ có “khoanh vùng” hợp lí Cần ý đến điều kiện cho trước để thu hẹp phạm vi ứng dụng kiến thức vật lí tương ứng Nhìn chung việc nắm vững giả thiết yêu cầu câu hỏi quy việc phải trả lời câu hỏi như: Cần phải làm gì? Làm gì? Bước Phân tích kiện xây dựng phương án thực Xuất phát từ kiện ban đầu (sự kiện gì, mục đích cuối cần đạt gì), cần liên tưởng đến quy tắc hay định luật tương ứng, từ vạch số phương án thực Nói chung, đích cuối bước trả lời vấn đề đặt tập: có cách làm? làm nào? Bước Lựa chọn phương án xác lập câu trả lời Trong bước này, cần vào phương án đưa để lựa chọn phương án khả thi nhất, phương pháp chủ yếu để lựa chọn phân tích, so sánh dạng tập cần phải đặt giải thích phải làm này? Làm có lợi gì? Thực tế cho thấy, trả lời tập thực tế sáng tạo, học sinh thường đưa cách thực cuối theo cảm tính mà “giấu” phần lập luận cần thiết, học vật lí, giáo viên nên thường xuyên rõ ứng dụng mặt kĩ thuật quy tắc, định luật vật lí đời sống thực tế, nhằm rèn luyện tư kĩ thuật khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh Bước Kiểm tra tính khả thi tính hiệu phương án lựa chọn Bên cạnh việc dùng lí thuyết (kiến thức vật lí) để kiểm tra biện pháp có hiệu để kiểm tra tính khả thi hiệu phương án lựa chọn tiến hành thực nghiệm Ở trường THPT nay, khó khăn sở vật chất nên biện pháp khó thực cách triệt để, điều kiện nên tận dụng thí nghiệm đơn giản tự làm vật dụng thông thường (có sẵn gia đình) 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Thực trạng vấn đề vận dụng kiến thức vật lý vào thực tế đời sống học sinh trung học phổ thông Chương trình vật lí trung học phổ thông bao gồm nhiều phần khác học, nhiệt học, quang học, điện học… Mỗi phần lại bao gồm nhiều đơn vị kiến thức khác tương ứng với cách tiếp cận kiến thức khác Với khối lượng kiến thức lớn vậy, lẽ việc vận dụng kiến thức vào đời sống, việc vận dụng kiến thức vào đời sống, việc giải thích tượng xảy ngày xung quanh em vấn đề khó khăn Nhưng điều không diễn thực tế mong đợi Những câu hỏi kiểu “Vào trưa nắng đường cao tốc ta có cảm giác dường có vũng nước đường phía trước mặt tượng vật lý nào? ” hay “Công tơ điện dùng để đo đại lượng vật lý nào? ” khiến nhiều học sinh trả lời Ngay với em học sinh giỏi, làm làm toán có liên quan tới kiến thức thực tế chẳng hạn loại tập phương án thực hành em khó khăn việc tìm hướng giải Trong trình giảng dạy môn vật lý đơn vị, kết hợp với việc khảo sát đối tượng học sinh trung học phổ thông trường lân cận, nhận thấy thực trạng vấn đề vận dụng kiến thức vật lí vào đời sống thực tế học sinh trung học phổ thông nhiều hạn chế Những biểu phổ biến là: - Hạn chế hiểu biết dụng cụ, phương tiện kĩ thuật đơn giản sử dụng dạy học - Hạn chế khả vận dụng kiến thức vào vấn đề kĩ thuật đơn giản - Hạn chế thao tác thực hành, thí nghiệm - Hạn chế khả liên tưởng, tư logic trình vận dụng kiến thức vào việc giải thích tượng thực tế 2.2.2 Thực trạng vấn đề sử dụng tập có nội dung thực tế dạy học vật lí trường trung học phổ thông Qua việc dự tiết dạy đồng nghiệp khảo sát qua đề thi kiểm tra từ trường trung học phổ thông lân cận, thông qua việc thăm dò trực tiếp từ học sinh Cho thấy: - Đa số giáo viên chủ yếu sử dụng trọng đến tập tính toán mà sử dụng tập thực tế vào dạy, kiểm tra Trong hầu hết em học sinh hỏi đến cho rằng, việc vận dụng kiến thức vật lý để giải tập thực tế cần thiết thú vị - Việc sử dụng thí nghiệm vào tiến trình dạy học ít, số học sinh cho chưa tự tay làm thí nghiệm - Hầu hết giáo viên không sử dụng tập thực tế vào việc kiểm tra đánh giá học sinh 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Các giải pháp để tăng cường khả vận dụng kiến thức vật lý vào đời sống Để giúp học sinh vận dụng kiến thức vật lý học vào thực tiễn, cần phải tăng cường việc lồng ghép vào học nhiều câu hỏi thực tế phong phú dành thời gian cho học sinh suy nghĩ, thảo luận, liên hệ với thực tế, giúp cho học sinh giải tình theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức, học sinh có điều kiện suy nghĩ nhiều hơn, làm việc nhiều khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn linh hoạt Theo tôi, để đạt mục tiêu cần phải thực số giải pháp sau: Thứ nhất, cần có đổi tích cực việc soạn dạy lớp giáo viên Theo tôi, giải pháp thực trường phổ thông Khi soạn dạy, giáo viên cần lưu tâm nhiều đến việc cho học sinh vận dụng tốt nội dung kiến thức dạy vào thực tế, muốn giáo viên phải lồng ghép vào dạy nhiều câu hỏi thực tế có liên quan trực tiếp đến học, qua giúp học sinh liên hệ từ kiến thức học với thực tiễn sống Nó có tác dụng lớn nhận thức phương pháp học tập học sinh Đồng thời, giáo viên tăng thêm hiệu câu hỏi thực tế cách sử dụng thêm câu hỏi thực tế phần cuối đề kiểm tra hay đề thi Như thế, với tỉ lệ điểm số không cần lớn kiểm tra ta đưa việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn thành mục tiêu trình học tập học sinh Thứ hai, việc đổi phương pháp dạy học cần phải tiến hành rộng khắp, hình thức dạy học theo lối “thông báo - tái hiện”, “dạy chay” cần phải bước xoá bỏ, thay vào phương pháp dạy học mới, đại Xu hướng dạy học dạy học theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức học sinh Theo đó: - Nội dung dạy học phải mới, xa lạ với học sinh, phải liên hệ phát triển từ cũ, kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, với suy nghĩ hàng ngày, thoả mãn nhu cầu nhận thức học sinh - Cần phối hợp tốt nhiều phương pháp nêu vấn đề, thí nghiệm, thực hành, so sánh kiến thức phải trình bày dạng động - Sử dụng phối hợp tốt phương tiện dạy học Sử dụng nhiều hình thức dạy học khác làm việc theo nhóm, tham quan, làm việc phòng thí nghiệm - Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử thầy giáo học sinh Giáo viên, bạn bè thường xuyên động viên, khen thưởng học sinh có thành tích học tập tốt 10 - Luyện tập nhiều hình thức khác nhau, vận dụng kiến thức vào tình thực tiễn Phát triển kinh nghiệm sống học sinh học tập Đặc biệt, vật lí học môn khoa học thực nghiệm, đòi hỏi giáo viên môn phải tăng cường việc sử dụng thí nghiệm phương tiện trực quan trình dạy học Điều yếu tố mang tính đột phá chiến lược đổi phương pháp dạy học Trong dạy học vật lí, người giáo viên cần phát huy tính tích cực học sinh cách tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết học sinh; xây dựng lôgic nội dung phù hợp với đối tượng học sinh; tập dượt để học sinh giải vấn đề nhận thức phương pháp nhận thức vật lí; rèn luyện cho học sinh kĩ thực hành; rèn luyện ngôn ngữ vật lí cách diễn đạt ngôn ngữ vật lí cho học sinh Có thế, vấn đề vận dụng kiến thức vào thực tiễn học sinh phát huy tối đa Những giải pháp kể liên quan đến nhiều vấn đề, nhiên giáo viên chủ động thực cải tiến dạy học để giúp khắc phục tình trạng học sinh yếu việc vân dụng kiến thức học vào thực tế sống Dưới xin trình bày việc khai thác sử dụng số tập thực tế xây dựng phần khúc xạ ánh sáng chương trình vật lý 11 2.3.2 Xây dựng số tập thực tế phần khúc xạ ánh sáng 2.3.2.1 Bài tập có nội dung thực tế “Hiện tượng khúc xạ ánh sáng” Bài 1: Nhúng thìa vào nước, ta thấy thìa bị gãy mặt nước hình Hãy giải thích sao? (Hình 1) Nhận xét: Đây dạng tập thực tế loại tập dượt Phân tích tập: sau đọc kỹ đầu bài, ta rút số thông tin sau: - Sự kiện nêu tập là: nhúng thìa vào ly nước - Thao tác tiến hành: sau nhúng thìa vào ly nước, quan sát thìa đưa nhận xét - Vấn đề cần giải quyết: ta thấy thìa bị gãy mặt nước Hãy giải thích sao? 11 Định hướng trả lời tập - Từ điều kiện nhìn thấy ảnh vật: tia sáng phải xuất phát từ vật truyền đến mắt - Chiếc thìa “bị gãy” mặt nước nguyên nhân tia sáng từ đầu thìa đến mắt ta không theo đường thẳng Tức tia sáng bị lệch phương từ môi trường nước môi trường không khí truyền đến mắt ta - Sử dụng định luật khúc xạ ánh sáng để giải tập Xây dựng câu trả lời cho tập Sở dĩ ta thấy thìa “bị gãy” mặt nước tượng khúc xạ ánh sáng Tia sáng từ đầu thìa (đầu ngập nước) bị khúc xạ từ nước vào không khí trước đến mắt ta Vì hình ảnh đầu thìa nâng lên, lúc điểm thìa cắt mặt nước có ảnh trùng với Do ta có cảm giác thìa bị gãy mặt nước Sự nâng lên thìa nhúng nước biểu diễn sau: r Với góc i, r bé ta có: sin i ≈ tan i; sin r ≈ tan r H sin i tan i Ta có: = = H sin r tan r n Mặt khác: tan i= HI HI ; tan r = HA HA' tan i HA" HA - AA' Vậy = = = tan r HA HA n A’ i A  1 Đầu thìa nâng lên khoảng: AA' = HA1 -   n Chính lý mà ta thấy thìa bị gãy mặt nước Có thể giới thiệu cho học sinh giải thích số tập tương tự tương vừa giải thích: + Khi nước sông hồ trong, ta nhìn thấy tận đáy tưởng chừng cạn sâu ta tưởng, nâng lên đáy sông, hồ tượng khúc xạ ánh sáng Với góc nhìn lớn độ nâng lên ảnh lớn + Một người nhìn thấy cá nước Nếu muốn đâm trúng cá, người phải phóng mũi lao vào chỗ nào? Tại lại nhỉ? + Trong thực tế, người ta nhìn thấy Mặt Trời ló chưa mọc thực ngang đường chân trời Và tương tự, vào lúc hoàng hôn ta nhìn thấy Mặt Trời thực lặn chân trời Tại lại xảy nhỉ? 12 Bài 2: Khi pha nước đường, đường chưa tan hết ly khối nước ta thấy có vân suốt Hãy giải thích tượng này? (Hình 2) Gợi ý trả lời: Nước đường có chiết suất lớn so với nước tinh khiết Ánh sáng truyền nước tinh khiết gặp nước đường khúc xạ phản xạ, làm cho ta thấy mặt phân cách nước đường nước tinh khiết Khi nước đường ly chưa tan hết, ly có vân dung dịch đặc môi trường dung dịch loãng Vì ta thấy có vân suốt ly nước đường Khi đường tan hết, ly trở thành dung dịch đồng chất nên ta không thấy vân nước đường Bài 3: Vào đêm hè trời quang đãng, không trăng, nhìn lên bầu trời đầy ta có cảm giác lấp lánh, lung linh cách kì ảo Phải lấp lánh cường độ sáng không đồng đều? Hãy giải thích tượng đó? (Hình 3) Gợi ý trả lời: Nguyên nhân tia sáng từ tới mắt ta phải qua lớp khí Trái Đất Ban ngày, Trái Đất bị Mặt Trời nung nóng, nên khí có dòng khí đối lưu nhỏ, chúng có chiết suất khác Tia sáng truyền từ qua dòng khí bị khúc xạ, lúc lệch sang bên này, lúc lệch sang bên Kết gây cho ta cảm giác lung linh Còn thực tế cường độ sáng chiếu đến đồng Hiện tượng lấp lánh ta thấy rõ nhìn gần phía chân trời, với đó, góc nhìn tương ứng với vị trí lớn nên ta quan sát rõ Còn đỉnh đầu ta quan sát thấy tượng 13 Bài 4: Khi chiếu ánh sáng Mặt Trời vào bể cá, ta thấy đáy bể có vệt sáng ngoằn ngoèo Hãy giải thích tượng trên? (Hình 4) Gợi ý trả lời: Nếu bể nước hoàn toàn yên lặng khúc xạ tia sáng Mặt Trời vào nước nhau, điểm đáy bể có cường độ sáng nên tượng xảy Khi có cá bơi bể, nước bể bị lay động, mặt nước xuất gợn sóng nhỏ mà mắt thường không nhìn thấy gợn sóng Chính lẽ mà khúc xạ tia sáng Mặt Trời vào nước không đồng đều, có chỗ nhận nhiều tia sáng khúc xạ làm cường độ sáng mạnh hơn, chỗ nhận tia khúc xạ làm cường độ sáng chỗ yếu Kết đáy bể, ta thấy vệt sáng ngoằn ngoèo Bài 5: Đôi thấy xung quanh Mặt trời hay Mặt trăng xuất vầng hào quang mờ mờ, vầng sáng gọi "quầng Mặt trời" hay "quầng Mặt trăng" Tại lại có tượng này? (Hình 5) Gợi ý trả lời: Việc tạo nên quầng tác dụng tầng khí Những lúc này, vùng gần Mặt trời hay Mặt trăng thường xuất tình trạng không khí nóng không khí lạnh giao hỗn lẫn Không khí nóng mang đầy nước vượt lên không khí lạnh bay lên bầu trời Khi nước bầu trời gặp nhiệt độ thấp ngưng tụ lại thành hạt băng có hình lăng trụ lục giác, ánh sáng Mặt trời hay Mặt trăng chiếu vào hạt băng sinh tượng khúc xạ, nhìn thấy vầng hào quang xung quanh Mặt trời hay Mặt trăng Vầng hào quang xung quanh Mặt trời có màu bạc, mà xuất lên nhiều màu sắc bảy sắc cầu vồng tượng tán sắc; vầng hào quang Mặt trăng đa phần có màu bạc 2.3.2.2 Bài tập có nội dung thực tế “Hiện tượng phản xạ toàn phần” 14 Bài 1: Vào ngày mùa hè nóng nực gió, xe ôtô, hay xe mô tô nhìn tới phía trước đường nhựa, đằng xa ta thấy mặt đường loang loáng có nước tới gần thấy mặt đường khô Tại có tượng vậy? Hãy giải thích điều đó? (Hình 6) Nhận xét: Đây dạng tập thực tế loại tập dượt Phân tích tập: Sau đọc kỹ ta rút số thông tin sau: - Sự kiện nêu đầu bài: vào ngày mùa hè nóng nực, gió Khi xe ôtô, xe mô tô nhìn phía trước đường nhựa Nhận xét tượng ta hay bắt gặp - Vấn đề cần giải quyết: nhìn phía trước đường nhựa, đằng xa ta thấy mặt đường loang loáng có nước đến gần mặt đường khô Hãy giải thích? Định hướng câu hỏi cho việc phân tích xác lập câu trả lời cho tập - Hiện tượng liên quan đến tính chất ánh sáng? - Vì ngày nắng, gió ta nhìn thấy tượng này? Thế có gió sao? - Hiện tượng xảy mặt đường đất hay không? - Tại ta lại có cảm giác có nước chảy qua, đến gần mặt đường khô ráo? Xây dựng câu trả lời - Hiện tượng khúc xạ tượng phản xạ toàn phần ánh sáng qua lớp không khí gây nên - Mặt đường ngày nắng bị Mặt Trời nung nóng Mặt đường nhựa làm hắc ín nên hấp thụ nhiệt tốt, nhiệt độ mặt đường cao Hiện tượng không xảy mặt đường đất mặt đường đất có nhiệt độ không cao, mặt đường đất không phẳng mặt đường nhựa - Không khí tiếp xúc với mặt đường nung nóng, lên cao nhiệt độ giảm nên chiết suất không khí tăng Ta xem 15 không khí chia thành nhiều lớp lên cao, chiết suất lớp tăng - Các tia sáng từ Mặt Trời chiếu xuống lớp không khí từ lớp không khí có chiết suất lớn sang lớp không khí có chiết suất nhỏ nên tia khúc xạ xuống thấp lệch xa pháp tuyến hay góc tới lớp không khí tăng dần - Khi góc tới lớp không khí thỏa mãn điều kiện phản xạ toàn phần tia sáng bị phản xạ toàn phần đây, sau tia sáng lại từ lớp không khí có chiết suất bé sang lớp không khí có chiết suất lớn truyền đến mắt ta - Khi nhìn đến điểm đó, ta không quan sát mặt đường mà ta thấy ảnh trời màu trắng Do chiết suất không khí không nên phản xạ toàn phần xảy vùng nhỏ có nhiều vùng cho hiện tượng phản xạ toàn phần nên gây cho ta cảm giác giống quan sát thấy mặt đường loang loáng có nước - Hiện tượng ảo tượng xảy điều kiện trời gió, trời có gió làm cho lớp không khí bị xáo trộn, không hình thành lớp không khí có chiết suất tăng dần theo độ cao Chính tượng ảo tượng khó xảy Có thể đưa tập khác tương tự tượng vừa giải thích như: - Ngày 16 – – 1815, dân cư thành phố Vecviê nước Bỉ nhìn lên trời thấy toàn cảnh chiến thành Walterloo liên quân nước Anh - Phổ quân Napôlêông xảy cách 105 km theo đường chim bay (Hình 7) Hãy giải thích tượng kì lạ này? (Hình 7) -Thành phố ảo “hiện hình” biển (Hình 8) Ngày 21 – 12 – 2006, hàng nghìn người đổ bờ biển Penglai (Trung Quốc) để chứng kiến tượng ảo ảnh kỳ lạ: từ lớp sương mù dày đặc, thành phố đại với tòa nhà chọc trời, đường sá thênh thang, xe cộ tấp nập lộ ra, thật rõ đến ngỡ ngàng (Hình 8) 16 - Một đoàn lữ hành rảo bước sa mạc nóng bỏng Trời chiều, họ mong tới đảo đêm buông xuống Bỗng họ thấy từ xa vũng nước lấp loáng, in bóng cọ xanh mát (Hình 9) Họ vội bước tới, đến nơi, họ ngạc nhiên thất vọng nhìn thấy cọ mặt cát khô, không giọt nước Em giải thích cho đoàn lữ hành rõ lại nhỉ? (Hình 9) - Các thủy thủ thường quan sát thấy tượng có tàu chạy đám mây họ gọi “tàu ma” Liệu có tàu vậy? Hãy giải thích? Bài 2: Dựa vào tượng phản xạ toàn phần, người ta chế tạo loại đèn trang trí để bàn đẹp Đèn gồm hộp tròn nhựa, phía có lỗ nhỏ dùng để cắm vào nhiều sợi nhỏ cước, phía hộp có bóng đèn điện nhỏ Vào ban đêm, bật đèn, ta thấy đầu sợi nhỏ sáng lên đẹp, toàn thân sợi nhỏ lại ánh sáng lọt (Hình 10) Hãy giải thích xem người ta làm đèn nào? (Hình 10) Gợi ý trả lời: Cái đèn làm cách ứng dụng tượng phản xạ toàn phần Người ta chế tạo sợi nhỏ mà ta nhìn sợi cước từ chất suốt, có chiết suất thích hợp cho tượng phản xạ toàn phần xảy bên sợi cước Khi ấy, ánh sáng đèn vào đầu sợi, sau phản xạ toàn phần liên tục thành sợi đầu bên (Hình 11) Nhờ mà ta thấy đầu sợi cước sáng lên đẹp Các sợi dây nhỏ có tinh chất người ta gọi (Hình 11) sợi quang học 17 Bài 3: Buổi sáng, hoa cỏ có hạt sương Dưới ánh sáng mặt trời ta thấy chúng sáng lung linh Vì sao? (Hình 12) Gợi ý trả lời: Do tượng phản xạ toàn phần Bài 4: Kim cương tinh thể suốt ánh sáng nhìn thấy Như lẽ kim cương phải không màu thủy tinh đúng, trái lại viên kim cương lại có nhiều màu lấp lánh Tại sao? (Hình 13) Gợi ý trả lời: Sở dĩ kim cương có nhiều màu lấp lánh kim cương có chiết suất lớn ( khoảng 2,4) Ánh sáng ban ngày phản xạ toàn phần với góc giới hạn phản xạ toàn phần nhỏ ( khoảng 24,60) phản xạ toàn phần nhiều lần qua mặt tinh thể kim cương ló Lúc tượng tán sắc mà màu quang phổ ánh sáng trắng phân tán, kim cương ta thấy có nhiều màu sắc Bài 5: Hiện nay, người ta sử dụng số biển báo hiệu giao thông, biển số xe ôtô, biển số xe mô tô, có tính chất phản quang Khi gặp biển báo này, cần ánh sáng nhỏ chiếu vào đủ cho ta quan sát rõ Chúng chế tạo mà có công dụng lớn nhỉ? Gợi ý trả lời: Kiểm tra kỹ cấu tạo bảng này, ta thấy chúng có lớp sơn bề mặt không giống với lớp sơn thông thường khác Trên bảng báo hiệu dùng chất kết dính dán vật liệu sơn 18 (Hình 14) suốt, lớp sơn có kẹp lớp hạt thuỷ tinh tròn nhỏ, lớp hạt thuỷ tinh tạo tính chất phản quang tốt Minh họa hình 14 Điểm đặc biệt lớp sơn lớp thuỷ tinh có khả quan trọng dù tia sáng phát từ hướng chúng phản xạ trở lai theo hướng cũ Đặc tính làm cho phát huy đặc tính quan trọng giao thông quản lý giao thông 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Phương pháp dạy học phải phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo học sinh, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn đem lại niềm vui, tạo hứng thú học tập Đặc biệt môn vật lý việc giúp học sinh vận dụng kiến thức học vào thực tiễn vấn đề quan trọng cần thiết Nhận thức vấn đề này, xây dựng đề tài áp dụng vào thực tiễn giảng dạy đơn vị công tác Sau năm giảng dạy nghiên cứu kết đối chứng thực nghiệm, nhận thấy việc sử dụng “ tập thực tế ” trình dạy học giúp cải thiện đáng kể tình trạng học sinh yếu trong việc vận dụng kiến thức vật lý vào thực tế sống mình, tạo cho học sinh thói quen tự tin vận dụng kiến thức học vào thực tiễn Theo tôi, thành công lớn đề tài nghiên cứu Thực tế cho thấy sau đưa vào thử nghiệm giảng dạy khối lớp 11 đơn vị công tác, nhận thấy học em học sinh có say mê hơn, hứng thú đặc biệt em tích cực hoạt động nhiều Sự tiếp thu kiến thức học sinh có chuyển biến rõ rệt Đặc biệt khả vận dụng kiến thức học vào thực tiễn cải thiện đáng kể Tôi chọn “ Bài 26 – Khúc xạ ánh sáng – Vật lý 11 ” để tiến hành kiểm chứng kết đạt đề tài, chọn lớp 11A làm lớp thực nghiệm áp dụng đề tài lớp 11A6 lớp không áp dụng đề tài làm lớp đối chứng (hai lớp có trình độ tương đương) Sau giảng dạy xong học hai lớp cho học sinh làm kiểm tra 15 phút với nội dung câu hỏi thực tế liên quan tới học ( câu hỏi nội dung dạy soạn) Nội dung câu hỏi sau: Câu 1: Một người nhìn thấy cá nước Nếu muốn đâm trúng cá người phải phóng mũi lao vào chỗ nào? Tại lại nhỉ? 19 Câu 2: Trong thực tế, người ta nhìn thấy Mặt Trời ló chưa mọc thực ngang đường chân trời Và tương tự, vào lúc hoàng hôn ta nhìn thấy Mặt Trời thực lặn chân trời Tại lại xảy nhỉ? Với tiêu chí đánh giá khả học sinh việc vận dụng kiến thức học vào thực tế, thu kết sau: Lớp Sĩ số Số học sinh đạt điểm ni ≤ ni < 3,5 3,5 ≤ ni < 5 ≤ ni < 6,5 6,5 ≤ ni < 8 ≤ ni ≤ 10 Thực 0 16 20 45 nghiệm 0% 0% 20,0% 35,6% 44,4% (11A5 ) Đối 21 15 46 chứng 45,7% 32,6 15,2% 6,5% (11A6) Qua bảng kết thu nhận thấy việc vận dụng kiến thức học vào thực tế lớp thực nghiệm đạt kết tốt, em học sinh học có sử dụng “ tập thực tế ” trình dạy học có thói quen chủ động việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn, qua kĩ sống em cải thiện đáng kể KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Xuất phát từ yêu cầu cần thiết việc cải thiện khả vận dụng kiến thức vào thực tế học sinh, đặc biệt môn vật lý, mạnh dạn xây dựng đề tài mong muốn góp phần làm thay đổi thói quen học tập thụ động, thiếu tính thực tế học sinh, giúp tăng hiệu trình giảng dạy, hết giúp học sinh tự tin sống kiến thức học tập Qua việc nghiên cứu tài liệu hiểu biết từ thực tế giảng dạy đơn vị công tác, nhận thấy đề tài cần thiết có tính ứng dụng cao Nó giúp cho học sinh khắc phục yếu việc vận dụng kiến thức vật lý vào thực tế, đồng thời phát huy tối đa tính sáng tạo, gây hứng thú tìm tòi, phát giải thích tượng Vật lý học sinh Về mặt tình cảm, học sinh cảm thấy yêu thích môn Vật lý 3.2 Kiến nghị Tuy nhiên thời gian nghiên cứu ngắn, tài liệu cập nhật chưa nhiều, vấn đề nêu tìm tòi riêng thân Thanh ngàychế 20trong thángđề5 tài nămVì2017 trình học nên sẽTHỦ khôngTRƯỞNG tránh khỏi saiHóa, sót, hạn XÁCdạy NHẬN CỦA mong nhận kiến củađoan Hội đồnglàkhoa học,của ĐƠN VỊ cổ vũ đóng góp Tôi ýxin cam SKKN đồng nghiệp bạn đọc để đềmình tài cóviết, thể hoàn không thiện chép nộiđược dungáp dụng rộng rãi ngành người khác Trịnh Văn Toàn 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vật lý 11, nhà xuất Giáo dục 2007 [2] Vật lý 11 Nâng cao, nhà xuất Giáo dục 2007 [3] Sách giáo viên Vật lý 11, NXB Giáo dục 2007 [4] Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực chương trình sách giáo khoa, Môn vật lý 11, NXB Giáo dục [5] Bất ngờ lý thú vật lý, NXB Đà Nẵng tác giả Mạnh Hùng – Việt Thanh [6] Xây dựng hệ thống tập định tính nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo hoạt động nhận thức học sinh sau giảng dạy phần quang hình học tán sắc ánh sáng”, tác giả Trần Thế An, Khóa luận tốt nghiệp 2007 [7] Vật lý vui, 2, NXB Giáo dục 2002 tác giả I.A.Ipê-RemMan [8] Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học Vật lý trường trung học phổ thông, NXB đại học quốc gia Hà Nội, 2001 tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng 21 DANH MỤC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Trịnh Văn Toàn Chức vụ đơn vị công tác: Tổ phó chuyên môn – trường THPT Thọ Xuân TT Tên đề tài SKKN Cấp đánh giá xếp loại Kết đánh giá xếp loại Năm học đánh giá xếp loại Tổ chức hoạt động Cấp tỉnh lên lớp theo chủ đề sử dụng lượng tiết kiệm hiệu C 2010 Sử dụng phép toán véc tơ Cấp tỉnh toán liên quan tới động lượng C 2011 Sử dụng vòng tròn để giải Cấp tỉnh toán liên quan đến quãng đường dao động điều hòa C 2012 22 23 ... Khai thác sử dụng tập có nội dung thực tế dạy học phần khúc xạ ánh sáng chương trình vật lý 11 ” 1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, khai thác sử dụng tập có nội dung thực tế dạy học vật lý nhằm... dụng kiến thức học vào thực tế sống Dưới xin trình bày việc khai thác sử dụng số tập thực tế xây dựng phần khúc xạ ánh sáng chương trình vật lý 11 2.3.2 Xây dựng số tập thực tế phần khúc xạ ánh. .. đề tài tập trung nghiên cứu: Khai thác sử dụng tập có nội dung thực tế dạy học phần khúc xạ ánh sáng chương trình vật lý 11 1.4 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp lý thuyết Phương pháp thực tiễn