skkn khai thác và sử dụng bài tập trong việc phát triển tư duy, năng lực sáng tạo của học sinh

1 MỞ ĐẦU - LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Đất nước xu phát triển hội nhập phạm vi tồn cầu hố đặt yêu cầu người lao động, đặt yêu cầu cho ngành Giáo dục phải đổi cách mạnh mẽ mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học, phương pháp kiểm tra đánh giá học sinh để tạo người lao động đáp ứng địi hỏi nghiệp cơng nghiệp hố, đại hóa đất nước Vật lí mơn khoa học giúp học sinh nắm quy luật vận động giới vật chất mơn học có hệ thống tập đa dạng phong phú Thông qua việc giải tập vật lí hình thức hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức học để giải tình cụ thể kiến thức trở nên sâu sắc hồn thiện Trong q trình giải tình cụ thể tập vật lí đặt học sinh phải sử dụng thao tác tư phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, trừu tượng hoá để giải vấn đề tư học sinh có điều kiện để phát triển Vì nói tập vật lí phương tiện tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, khả độc lập suy nghĩ hành động, tính kiên trì việc khắc phục khó khăn sống Khi giải tập định tính địi hỏi học sinh phân tích chất tượng, giải tập định lượng giúp học sinh phát triển lực tư tìm tịi hướng ngắn gọn khả tính tốn nhờ mà giáo viên thấy rõ mức độ lĩnh hội học sinh, giúp học sinh nắm vững kiến thức, phát triển tư duy, lực tự giải vấn đề giải thích tình đời sống Xuất phát từ sở lí luận thực tiễn chọn đề tài: “Khai thác sử dụng tập việc phát triển tư duy, lực sáng tạo học sinh thông qua chương “Khúc xạ ánh sáng” lớp 11-CB - MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xây dựng, khai thác sử dụng tập việc phát huy lực , sáng tạo học sinh dạy học chương “khúc xạ ánh sáng” nhờ góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí trường THPT - ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU + Nghiên cứu lí luận tập dạy học + Dạy học Vật lý trường THPT + Học sinh lớp 11 chương trình + Xây dựng qui trình giảng dạy với tập việc phát triển lực tư cho học sinh + Dạy tập chương “Khúc xạ ánh sáng” lớp 11-CB trường PT Nguyễn Mộng Tn, Huyện Đơng Sơn, Tỉnh Thanh Hóa - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU + Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lí thuyết - Nghiên cứu sở lí luận dạy học, tài liệu liên quan đến việc kích thích hứng thú học tập bời dưỡng tư Vật lí, đổi phương pháp dạy học để phát triển lực học sinh - Nội dung chương trình Vật lí THPT hành, sách GK, sách tập, sách tham khảo + Phương pháp điều tra - Điều tra thông qua đàm thoại với giáo viên học sinh - Tham khảo ý kiến, tập hợp kinh nghiệm đờng nghiệp để có thêm khoa học cho việc soạn thảo nội dung nghiên cứu - Sử dụng phiếu điều tra + Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Thiết kế tập giảng tập áp dụng kiến thức chương “Khúc xạ ánh sáng” Tiến hành TNSP số lớp học trường PT Nguyễn Mộng Tuân nhằm đánh giá tính hiệu việc sử dụng tập xây dựng trình dạy học + Phương pháp thống kê toán học Sử dụng phương pháp thống kê mô tả thống kê kiểm định để xử lí kết thực nghiệm sư phạm kiểm định giả thuyết thống kê khác biệt kết học tập hai nhóm đối chứng thực nghiệm NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 2.1.1 Khái niệm tập vật lý Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi vấn đề không lớn, giải nhờ suy lí lơgic, phép tốn thí nghiệm dựa sở định luật phương pháp vật lí, vấn đề gọi tập vật lí Hiểu theo nghĩa rộng vấn đề xuất nghiên cứu tài liệu giáo khoa tập học sinh Sự tư định hướng cách tích cực ln ln việc giải tập 2.1.2 Vai trị tập dạy học vật lý Trong q trình dạy học vật lí, tập vật lí có tầm quan trọng đặc biệt, chúng sử dụng theo mục đích khác nhau: - Bài tập vật lí sử dụng phương tiện nghiên cứu tài liệu mới: + Bài tập tạo tình có vấn đề để bước vào dạy học mới: + Bài tập điểm khởi đầu dẫn dắt đến kiến thức - Bài tập vật lí phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức cách sinh động có hiệu - Bài tập vật lí phương tiện rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát - Bài tập phương tiện (cơng cụ) có tầm quan trọng đặc biệt việc rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh - Thông qua giải tập rèn luyện cho HS đức tính tốt tác phong làm việc khoa học: tính tự lực cao, tính kiên trì vượt khó, tính cẩn thận, tính hợp tác, tính khiêm tốn học hỏi, v.v - Bài tập vật lí phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ HS cách xác Giải tập vật lí có giá trị lớn mặt phát triển tính tích cực, tự học HS Qua hoạt động giải tập, giáo dục cho HS ý chí, tinh thần vượt khó, rèn luyện phong cách nghiên cứu khoa học, u thích mơn học vật lí 2.1.3 Những đặc trưng chất lực tư - Năng lực tư khả ghi nhớ, tái vận dụng tri thức biết - Năng lực tư trừu tượng hố, khái qt hố phân tích tổng hợp - Liên tưởng, tưởng tượng, suy luận loại lực bậc cao tư duy, lực gắn liền với cảm xúc, tạo sáng tạo - Trực giác với linh cảm sản phẩm q trình tích lũy suy ngẫm quan sát nghiên cứu - Trình độ tư mức độ đạt nội dung phương pháp tư duy, lực tư sức mạnh tinh thần, phẩm chất trí tuệ nhận thức, thể tập trung phương pháp tư 2.1.4 Bài tập tổ chức hoạt động sáng tạo HS * Phân loại tập vật lý + Phân loại theo nội dung + Phân loại tập theo phương thức cho điều kiện phương thức giải - Bài tập định tính - Bài tập tính tốn - Bài tập thí nghiệm - Bài tập đờ thị - Bài tập nghịch lí ngụy biện + Phân loại tập theo mức độ nhận thức * Phương pháp chung giải tập vật lý Cũng khó đưa phương pháp chung để giải tập vật lí có tính vạn để áp dụng cho việc giải tập cụ thể Ở đưa sơ đồ định hướng chung (gồm bước) để tiến hành giải tập vật lí (HS làm quen từ THCS) Dựa vào bước để tiến hành giải tập GV kiểm tra hoạt động học HS giúp HS phát triển lực tư có hiệu Bước Tìm hiểu đầu Bước Xác lập mối liên hệ liệu xuất phát cần phải tìm Bước Rút kết cần tìm Bước Kiểm tra xác nhận kết quả, nhận xét lời giải, tìm lời giải khác (nếu có thể) 2.2 THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ VỀ VIỆC KHAI THÁC, SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở THPT HIỆN NAY Trong nhà trường, GV chủ yếu quan tâm sử dụng giải câu hỏi (vấn đề) đặt phép tính tốn giải phương trình Người ta dành nhiều công sức vào việc dạy HS nhận diện kiểu, loại tốn vật lí khác cách thức vận dụng cơng thức vật lí cho kiểu, loại tốn đó, mà qn phần lớn vấn đề ý nghĩa đích thực việc giải tốn vật lí làm sáng tỏ chất vật lí tượng mơ tả đề tốn nói riêng tượng thực xảy đời sống bao gồm đối tượng kĩ thuật Ta biết, tốn giáo khoa vật lí khơng gờm tập định lượng mà cịn nhiều loại tập vật lí theo cách phân loại Thơng thường việc giải tập vật lí khơng bắt đầu tìm hiểu chất vật lí chúng mà chọn máy móc cơng thức có chứa đại lượng cho Cùng với điều đó, giải phương trình, tính tốn làm lu mờ chất vật lí tập Nói cách khác tốn học hóa tập (bài tốn) vật lí, quan điểm sai lầm Ta thường gặp sai lầm điển hình việc chọn hệ đơn vị đo lường đại lượng vật lí, đáp số lại kết thúc phép phân tích hay đánh giá tính chất thực tế xác 2.3 KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ‘‘KHÚC XẠ ÁNH SÁNG’’ LỚP 11 CƠ BẢN 2.3.1 Cấu trúc nội dung chương ‘‘Khúc xạ ánh sáng’’ lớp 11 CB Kiến thức chương phân bố sau : + Khúc xạ ánh sáng : - Hiện tượng khúc xạ ánh sáng - Định luật khúc xạ ánh sáng - Chiết suất mơi trường -Tính thuận nghịch truyền ánh sáng + Phản xạ tồn phần - Góc giới hạn phản xạ tồn phần -Hiện tượng phản xạ tồn phần -Điều kiện để có phản xạ toàn phần - Ứng dụng phản xạ toàn phần sống 2.3.2 Mục tiêu dạy học + Kiến thức - Trình bày được: tượng khúc xạ ánh sáng, phản xạ tồn phần, tính thuận nghịch truyền ánh sáng - Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng - Vận dụng cơng thức xác định góc giới hạn - Vẽ đường tia sáng trường hợp có tượng khúc xạ hay phản xạ toàn phần - Phân biệt chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối mơi trường hiểu vai trị chiết suất tượng khúc xạ ánh sáng - Giải thích số ứng dụng tượng phản xạ toàn phần - Phân biệt góc khúc xạ giới hạn góc tới giới hạn + Kỹ - Vận dụng hiểu biết tượng khúc xạ ánh sáng, phản xạ toàn phần để giải tập hai tượng này, kể số trường hợp tương đối phức tạp - Vận dụng biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng để giải tập khúc xạ ánh sáng: sin i sin r n = số + Về thái độ - Học sinh có hứng thú học tập vật lý, u thích, tìm tịi khoa học, có thái độ khách quan trung thực, tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, xác, có ý thức vận dụng hiểu biết vật lý vào đời sống - Thái độ: Xem xét tốn từ nhiều góc độ, quan sát tượng cách linh hoạt, nhạy bén,… 2.3.3 Xây dựng tuyển chọn hệ thống BT * Một số yêu cầu chung - Khi xây dựng hệ thống BT sáng tạo nhằm phát triển tư lực sáng tạo HS lựa chọn BT chương khúc xạ ánh sáng với tiêu chí nội dung BT tích hợp nhiều kiến thức theo chuẩn mục tiêu dạy học, rèn luyện nhiều thao tác tư cho HS hoạt động giải BT đó; BT tiếp cận BT tư BT sáng tạo - Hệ thống BT xếp theo trật tự : từ BT đơn giản đến BT phức tạp nội dung, từ thấp đến cao theo mức độ nhận thức HS Mỗi BT hoạt động giải phải phát huy được, khai thác nhiều thao tác tư HS; hoạt động nhận thức HS hoạt động giải BT sau cao BT trước đó, từ rèn luyện tốt kĩ hiểu sâu chất kiến thức sở cho việc phát triển tư lực sáng tạo cho HS * Quy trình xây dựng tuyển chọn hệ thống tập Bước 1: Xác định nội dung kiến thức tập cần biên soạn, sưu tầm thí nghiệm, đoạn phim, tranh ảnh có liên quan đến nội dung kiến thức Bước 2: Tổng hợp kiến thức biên soạn thành tập Bước 3: Căn vào hình thức thể để phân loại tập theo yêu cầu Bước 4: Kiểm tra lại hệ thống tập cách phân loại xem hợp lí hay chưa chỉnh sửa, bổ sung chỗ cần thiết Bước 5: Sắp xếp lại tập hệ thống biên soạn * Hệ thống tập chương Khúc xạ ánh sáng BÀI TẬP TỰ LUẬN Tia sáng từ nước có chiết suất n1 = 43 sang thủy tinh có chiết suất n2 = 1,5 Tính góc khúc xạ góc lệch D tạo tia khúc xạ tia tới, biết góc tới i = 300 Tia sáng truyền khơng khí tới gặp mặt thống chất lỏng có chiết suất n = Ta hai tia phản xạ khúc xạ vng góc với Tính góc tới Một cọc dài cắm thẳng đứng xuống bể nước chiết suất n = 34 Phần cọc nhơ ngồi mặt nước 30 cm, bóng mặt nước dài 40 cm đáy bể nước dài 190 cm Tính chiều sâu lớp nước Một máng nước sâu 30 cm rộng 40 cm có hai thành bên thẳng đứng Lúc máng cạn nước bóng râm thành A kéo dài tới chân thành B đối diện Người ta đổ nước vào máng đến độ cao h bóng thành A ngắn bớt cm so với trước Biết chiết suất nước n = 34 Tính h Một người ngồi bờ hồ nhúng chân vào nước suốt Biết chiết suất nước n = 34 a) Khoảng cách thực từ bàn chân người đến mặt nước 36 cm Hỏi mắt người cảm thấy bàn chân cách mặt nước bao nhiêu? b) Người cao 1,68 m, nhìn thấy hịn sỏi đáy hồ dường cách mặt nước 1,5 m Hỏi đứng hờ người có bị ngập đầu khơng? Tính vận tốc ánh sáng thủy tinh Biết thủy tinh có chiết suất n = 1,6 vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108 m/s Tính vận tốc ánh sáng truyền môi trường nước Biết tia sáng truyền từ khơng khí với góc tới i = 600 góc khúc xạ nước r = 400 Lấy vận tốc ánh sáng ngồi khơng khí c = 3.108 m/s Tính góc giới hạn phản xạ tồn phần ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí, từ nước sang khơng khí từ thủy tinh sang nước Biết chiết suất thủy tinh 1,5; nước 43 Thả mặt nước đĩa nhẹ, chắn sáng, hình trịn Mắt người quan sát đặt mặt nước không thấy vật sáng đáy chậu bán kính đĩa khơng nhỏ 20 cm Tính chiều sâu lớp nước chậu Biết vật tâm đĩa nằm đường thẳng đứng chiết suất nước n = 43 10 Một thủy tinh mỏng, suốt, chiết suất n1 = 1,5; có tiết diện hình chử nhật ABCD (AB lớn so với AD), mặt đáy AB tiếp xúc với chất lỏng có chiết suất n2 = Chiếu tia sáng SI nằm mặt phẵng ABCD tới mặt AD cho tia tới nằm phía pháp tuyến điểm tới tia khúc xạ thủy tinh gặp đáy AB điểm K Tính giá trị lớn góc tới i để có phản xạ toàn phần K 11 Tia sáng truyền từ nước khúc xạ khơng khí Tia khúc xạ tia phản xạ mặt nước vng góc Nước có chiết suất 4/3 Hãy tính trịn số giá trị góc tới 12 Dùng tia sáng truyền từ thủy tinh khúc xạ khơng khí Tia khúc xạ tia phản xạ mặt thủy tinh tạo với góc 900, chiết suất thủy tinh 3/2 Hãy tính trịn số giá trị góc tới 13 Tia sáng từ khơng khí tới gặp mặt phân cách khơng khí mơi trường suốt có chiết suất n góc tới i = 450 Góc hợp tia khúc xạ phản xạ 1050 Hãy tính chiết suất n ? 14 Một tia sáng truyền từ chất lỏng ngồi khơng khí góc 350 góc lệch tia tới nối dài tia khúc xạ 250 Tính chiết suất chất lỏng 15 Chiếu tia sáng từ khơng khí vào thủy tinh có chiết suất 1,5 Hãy xác định góc tới cho: góc khúc xạ nửa góc tới 16 Một thước cắm thẳng đứng vào bình nước có đáy phẳng, ngang Phần thước nhô khỏi mặt nước 4cm Chếch có đèn Bóng thước mặt nước dài 4cm, đáy dài 8cm Tính chiều sâu nước bình, biết chiết suất nước 4/3 17 Một sào cắm thẳng đứng vào bình nước có đáy phẳng, ngang Phần thước nhơ khỏi mặt nước 4cm Chếch có đèn Bóng thước mặt nước dài 4cm, đáy dài 8cm Tính chiều sâu nước bình, biết chiết suất nước 4/3 18 Một bể chứa nước có thành cao 80cm đáy phẳng dài 120cm Độ cao mực nước bể 60cm, chiết suất nước 4/3 Ánh nắng chiếu theo phương nghiêng góc 300 so với phương ngang a Hãy tìm độ dài bóng đen tạo thành mặt nước ? b Hãy tìm độ dài bóng đen tạo thành đáy bể ? 19 Một cọc cắm thẳng đứng bể rộng, đáy phẳng nằm ngang Phần cọc nhơ lên mặt nước dài 0,6m Bóng cọc mặt nước dài 0,8m, đáy bể 1,7m Hãy tìm chiều sâu nước bể 20 Một chậu hình chữ nhật đựng chất lỏng Biết AB = 3cm, AD = 6cm Mắt nhìn theo phương BD thấy trung điểm M BC Hãy tính chiết suất chất lỏng BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu Trong tượng khúc xạ A Mọi tia sáng truyền qua mặt phân cách hai môi trường suốt bị đổi hướng B Góc khúc xạ ln nhỏ góc tới C Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang sang mơi trường chiết quang góc khúc xạ lớn góc tới D Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang sang mơi trường chiết quang góc khúc xạ nhỏ góc tới Câu Với tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối nước n1, thủy tinh n2.Chiết suất tỉ đối tia sáng truyền từ nước sang thủy tinh là: A n21 = n1/n2 B n21 = n2/n1 C n21 = n2 – n1 D n12 = n1 – n2 Câu Chiết suất tuyệt đối môi trường truyền ánh sáng A.luôn lớn B nhỏ C D lớn Câu Chiếu tia sáng đơn sắc từ khơng khí vào mơi trường có chiết suất n, cho tia phản xạ vng góc với tia khúc xạ.Khi góc tới i tính theo công thức A sini = n B sini = 1/n C tani = n D tani = 1/n Câu Một bể nước chứa thành cao 80 cm đáy thẳng dài 120 cm, độ cao mực nước bể 60 cm, chiết suất nước 4/3 ánh nắng chiếu theo phương nghiêng góc 300 so với phương ngang Độ dài bóng đen tạo thành mặt nước là: A 11,5 cm B 34,6 cm C 63,7 cm D 44,4 cm Câu 6: Một người nhìn hịn sỏi S nằm đáy bể nước sâu theo phương vng góc với mặt nước Người nhìn thấy ảnh S’ S nằm cách mặt nước khoảng 1,2 m.Chiết suất nước 4/3 Độ sâu nước bể A 90 cm B 10 dm C 16 dm 1,8 dm Phản xạ toàn phần Câu Cho mơi trường suốt có chiết suất n1= 1,5; n2= 4/3; n3 = 1; n4 = Hiện tượng phản xạ tồn phần xẩy tia sáng đơn sắc chiếu từ môi trường B n3 sang môi trường n4 A n2 sang môi trường n4 D n4 sang môi trường n1 C n1 sang môi trường n2 Câu Ứng dụng sau tương phản xạ toàn phần? A Gương phẳng B Gương cầu C Cáp dẫn sáng nội soi D Thấu kính Câu 3.Cho tia sáng từ nước (n= 4/3) khơng khí.Hiện tượng phản xạ tồn phần xảy góc tới : A i < 490 B i > 420 C i > 490 D i > 430 Câu Một miếng gỗ hình trịn bán kính (cm) Ở tâm O cắm thẳng góc đinh OA Thả miếng gỗ chậu nước có chiết suất n =1,33 Đinh OA nước, cho OA = cm Mắt đặt khơng khí thấy đầu A cách mặt nước khoảng lớn là: A OA’ = 3,64 (cm) B OA’ = 4,39 (cm) C OA’ = 6,00 (cm) D OA’ = 8,74 (cm) Câu Một nguồn sáng điểm đặt đáy bể nước sâu 1m Biết chiết suất nước 1,33 Vùng có ánh sáng từ điểm sáng ló mặt nước A hình vng cạnh 1.133m C hình vng cạnh 1m B hình trịn bán kính 1,133m D hình trịn bán kính 1m Câu 6: Một tia sáng hẹp truyền từ môi trường có chiết suất đến mặt phân cách với mơi trường khác có chiết suất n Để tia sáng tới gặp mặt phân cách hai mơi trường góc tới i  600 xảy tượng phản xạ tồn phần chiết suất n phải thõa mãn điều kiện : A n 1,7 B n 1,7 C n 1,5 D n > 1,5 2.3.4 Tiến trình giải số BT theo hướng tích cực hóa, bồi dưỡng lực tư HS Bài tập định tính Câu Với tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối nước n1,của thủy tinh n2 Chiết suất tỉ đối tia ló truyền từ nước sang thủy tinh là: A n21 = n1/n2 B n21 = n2/n1 C n21 = n2 – n1 D n12 = n1 – n2 * Tìm hiểu đề bài: + Dữ kiện: Chiết suất môi trường 1: n1 ; Chiết suất môi trường 2: n2 + Yêu cầu : Chiết suất tỉ đối tia ló truyền từ nước sang thủy tinh là: * Xây dựng phương án giải: áp dụng định lật khúc xạ * Rút kết luận : B n21 = n2/n1 Câu Cho môi trường suốt có chiết suất n1= 1,5; n2= 4/3; n3 = 1; n4 = Hiện tượng phản xạ tồn phần xẩy tia sáng đơn sắc chiếu từ môi trường B n3 sang môi trường n4 A n2 sang môi trường n4 D n4 sang môi trường n1 C n1 sang mơi trường n2 * Tìm hiểu đề bài: + Dữ kiện: chiết suất n1= 1,5; n2= 4/3; n3 = 1; n4 = + u cầu : Hiện tượng phản xạ tồn phần xẩy tia sáng đơn sắc chiếu từ môi trường * Xây dựng phương án giải: Điều kiện để xảy phản xạ toàn phần Sa sánh chiết suất * Rút kết luận kiểm tra kết quả: n1 sang môi trường n2 Bài tập định lượng: Câu Một máng nước sâu 30 cm, rộng 40 cm có thành bên thẳng đứng Đúng lúc máng cạn nước có bóng râm thành A kéo dài tới chân thành B đối diện (Hình 8a) Người ta đổ nước vào máng đến độ cao h bóng thành A ngắn bớt cm so với trước Biết chiết suất nước n = 43 Hãy tính h vẽ tia sáng giới hạn bóng râm thành máng có nước * Tìm hiểu đề bài: + Dữ kiện: Chiều rộng l, chiều cao h , chiết suất , khoảng ngắn bớt + Yêu cầu : Hãy tính h vẽ tia sáng giới hạn bóng râm thành máng có nước * Xây dựng phương án giải: - Hãy vẽ hình đường tia sáng? - Có thể dùng cơng thức hình học, lượng giác để giải - Dùng biểu thức định luật khúc xạ để tính * Lời giải tóm tắt : CC’ = cm  HC – HC’ = h(tan i – tan r) = cm (Hình 8b) tan i 4 ; tan r  sin r ; sin r sin i 3 cos r n5 cos r  1 sin2 r 4 ; tan r 3 Do đó: 4 3 h    7 cm  h 12 (cm) Hình 8b 3 4 Bài 2: Một thước cắm thẳng đứng vào bình nước có đáy phẳng, ngang.Phần thước nhơ lên khỏi mặt nước nhô lên khỏi mặt nước cm.Chếch có đèn.Bóng thước mặt nước dài cm đáy cm Tính chiều sâu nước bình.Chiết suất nước 4/3 * Tìm hiểu đề bài: chiết suất hai mơi trường nước khơng khí kiện liên quan * Xây dựng phương án giải: + Hãy vẽ hinh minh họa + Hãy xác định góc tới i=? - Tính r? (dựa vào định luật khúc xạ) - Tính BC? (BC=IH) * Lời giải tóm tắt Ta có: tani = BI AB 44 = => i = 450 sin i = n = n => sinr = sin i  = = sin320 => r = 320 sin r n4 10 Ta lại có: tanr = IH HA' =>IH = tan r HA' 0,626  6,4cm Bài 3: Dưới đáy bể cá vàng có đèn nhỏ Chiều sâu nước 20cm Hỏi phải thả mặt nước gỗ mỏng có hình dạng, vị trí kích thước tối thiểu để vừa đủ không cho tia sáng đèn lọt ngồi qua mặt thống nước Chiết suất nước * Xây dựng phương án giải: - Hãy nêu điều kiện để có phản xạ tồn phần? - Khi i = igh có tia khúc xạ khơng, có đặc điểm gì? - Hãy viết cơng thức tính sinigh? - Để tia sáng đèn khơng lọt ngồi qua mặt thống nước cần có điều kiện gì? * Lời giải tóm tắt - Xét tia tới AI có tia khúc xạ mặt phân cách: sin igh 1n 34 (1) - Chùm sáng có góc i = igh nằm mặt nón đỉnh A Vậy: Tấm gỗ có dạng hình trịn, tâm O (như hình vẽ), bán kính OI = R R h.tan igh h sin igh (2)  sin igh Từ (1) (2): R h Với: h = 20cm; n = => R   2 20 ≈ 22,7 (cm)   1 n 1  3 Bài 4: Một sợi quang hình trụ, lõi có chiết suất n1, Phần vỏ bọc có chiết suất n2 = 1,41 = Chùm tia tới hội tụ mặt trước sợi với góc α hình bên Xác định góc α để tia sáng chùm truyền ống * Xây dựng phương án giải: + Xác định tia khúc xạ vào phần lõi, góc khúc xạ r + Xác địnhgóc tới i tia tới mặt phân cách lõi vỏ Để xảy tượng phản xạ toàn phần góc tới i phải thoả mãn điều kiện ? + Giữa góc khúc xạ r góc tới i có quan hệ với sau ? *Lời giải tóm tắt + Xác định góc khúc xạ r tia sáng từ khơng khí vào phần lõi + Xác định góc tới i mặt phân cách lõi vỏ bọc 11 Thiết lập biểu thức sinα = n1sinr i + r = 900 => r = 90 – i để tia sáng truyền phần lõi i ≥ igh với sinigh = nn2 = = 0,942 => igh = 70,50 imin = 70.50 1.5 suy r ≤ 900 – 70,50 = 19,50 sinα ≤ 1,5sin19,50 = 0,5 Vậy α ≤ 300 2.3.5 Thiết kế giáo án tập BÀI TẬP VỀ HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG, PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I MỤC TIÊU Kiến thức: + Cũng cố kiến thức tượng phản xạ toàn phần + Cũng cố kiến thức định luật khúc xạ ánh sáng Kỹ năng: + Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng điều kiện xảy tượng phản xạ toàn phần để giải tập SGK tập tượng tự + Vẽ hình biểu diễn đường tia sáng qua mặt phân cách hai môi trường suốt qua lăng kính có tia khúc xạ có tượng phản xạ tồn phần Thái độ: HS làm việc nghiêm túc, tích cực có chuẩn bị nhà II CHUẨN BỊ Giáo viên: -Yêu cầu HS nhà xem lại định luật khúc xạ ánh sáng, tượng phản xạ toàn phần làm SGK nhà - Chuẩn bị thêm số câu hỏi trắc nghiệm để học sinh tự rèn luyện - Chuẩn bị phiếu học tập Học sinh: Xem lại nội dung theo yêu cầu GV làm tập SGK III PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC Phương pháp: Vấn đáp, diễn giảng, đàm thoại gợi mở, giải vấn đề Phương tiện: Sách giáo khoa, tập vật lý 11 bản, sách tham khảo IV NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH LÊN LỚP HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS Hoạt động 1: ( phút) Ổn định lớp Ổn định , báo cáo sĩ số kiểm tra sĩ số 12 Hoạt động 2: ( phút) Tóm tắt kiến thức A CÁC CÔNG THỨC + Định luật khúc xạ: sin i sin r = n21 = nn21 hay n1 sini = n2 sinr + Liên hệ chiết suất vận tốc ánh sáng: n21 = n2 = v1 ; n = c n1 v2 v + Góc giới hạn phản xạ tồn phần: sinigh = n2 ; với n2 < n1 n1 + Góc lệch D:Là góc tạo phương tia tới tia khúc xạ D=|i-r| Hoạt động 3: (5 phút) Giải tập trắc nghiệm phiếu học tập Câu Trong tượng khúc xạ ánh sáng, phát biểu sau sai ? A Khi góc tới tăng góc khúc xạ tăng B Khi tia tới vng góc mặt phân cách hai mơi trường tia khúc xạ khơng phương với tia tới C Khi ánh sáng từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang góc khúc xạ lớn góc tới D Tỉ số sin góc khúc xạ với sin góc tới ln khơng đổi hai môi trường suốt định Câu Cho mơi trường suốt có chiết suất n1= 1,5; n2= 4/3; n3 = 1; n4 = Hiện tượng phản xạ tồn phần xẩy tia sáng đơn sắc chiếu từ môi trường A n2 sang môi trường n4 B n3 sang môi trường n4 C n1 sang môi trường n2 D n4 sang môi trường n1 Câu Với tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối nước n1,của thủy tinh n2 Chiết suất tỉ đối tia ló truyền từ nước sang thủy tinh là: A n21 = n1/n2 B n21 = n2/n1 C n21 = n2 – n1 D n12 = n1 – n2 Câu Một tia sáng đơn sắc truyền qua mặt phân cách môi trường suốt đờng tính Hiện tượng sau xảy (với n1 < n2)? truyền thẳng khúc xạ phản xạ toàn phần A B 1, C D Câu Chiếu tia sáng SI từ khơng khí vào chất lỏng có chiết suất n Góc lệch tia sáng vào chất lỏng 300 tia khúc xạ hợp với mặt thống chất góc 600 Trị số n 13 A B C D 1,5 Hoạt động 4: Tổ chức tìm hiểu toán chữa ( 30 phút ) HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS + Phân nhóm giải tập, yêu cầu + HS theo nhóm tiến hành thảo luận thời gian cho nhóm 10 phút tìm hiểu kiện toán xác Thảo luận xong tiến hành giải định cách giải bảng đồng thời cả nhóm NHÓM 1: Bài trang 167 * Câu hỏi định hướng tư : Hãy vẽ hình minh họa - Hãy xác định góc tới i=? Ta có: tani = BI AB  44 = => i = 450 - Tính r? (dựa vào định luật khúc sin i sin r = n1 = n => sinr = xạ) - Tính BC? (BC=IH sin i  = = sin320 => r = n4 320 Ta lại có: tanr = HA' IH =>IH = tan r HA' 0,626  6,4cm NHÓM II – Bài trang 167 + Đề yêu cầu ta tính ? Góc khúc xạ lớn ( imax, ir nên imax rmax.) + Với tia khúc xạ gặp mặt đáy tia khúc xạ qua đỉnh mặt đáy, khối, tia khúc xạ phải qua điếm góc khúc xạ lớn nhất? ta có: + Tính sinrmax, từ suy imax? a + Gợi ý xác định góc tới ứng với góc α Sinrm= 1 + Yêu cầu HS vẽ hình xác định góc a2  a2 tới i + Gợi ý: cần xác định góc giới hạn Mặt khác: sin im = n = n => sinim = nsinrm sin rm 14 phản xạ toàn phần trước xem =1,5 13 = = sin600 => im = 600 tượng xảy phản xạ toàn phần hay khúc xạ NHÓM III: BÀI Trang 173 + HS nhắm tưởng góc α góc tới + Vẽ hình xác định ứng với góc α = 600 i = 30 0, tương tự cho góc cịn lại n1 + Tính igh = 450 + Ứng với α = 600 i = 300 < igh + Xác định tia khúc xạ vào tượng khúc xạ phần lõi, góc khúc xạ r Áp dụng + Xác định góc tới i tia tới mặt nsini = sinr suy r = 450 phân cách lõi vỏ Để xảy Vẽ hình ứng với góc khúc xạ 450 tượng phản xạ tồn phần + Khi α = 450 i = 450 = igh r = góc tới I phải thoả mãn điều kiện 450 ? + Khi α = 300 i = 600 > igh xảy + Giữa góc khúc xạ r góc tới i có tượng phản xạ toàn phần quan hệ với sau ? Vẽ tia phản xạ tồn phần + Sau nhóm chữa xong, NHÓM IV: BÀI GV tiến hành nhận xét lưu ý + HS vẽ đường tia sáng vào vấn đề lõi + Xác định góc khúc xạ r tia sáng từ khơng khí vào phần lõi + Xác định góc tới i mặt phân cách lõi vỏ bọc Thiết lập biểu thức sinα = n1sinr i + r = 900 => r = 90 – i để tai sáng truyền phần lõi i ≥ igh với sinigh = n2 = = 0,942 n1 1.5 igh = 70,50 imin = 70.50 suy r ≤ 900 – 70,50 = 19,50 sinα ≤ 1,5sin19,50 = 0,5 Vậy α ≤ 300 15 CẢ LỚP CÙNG TẬP TRUNG Bài tập: Một cá chậu LÀM BÀI nước có mắt cách mặt nước 40cm Một người đặt mắt đường thẳng Câu hỏi định hướng tư để quan sát cá cách mặt nước Ánh sáng khúc xạ qua môi 60 cm.Chiết suất tuyệt đối nước trường ? n1 = 4/3.Tính khoảng cách người Khi qua mơi trường gọi lưỡng quan sát cá( từ mắt người quan sát chất phẳng đến ảnh cá) Tìm cơng thức xác định ảnh vật Trả lời : tạo chùm tia sáng hẹp vào Lưỡng chất phẳng mắt Nếu quan sát theo phương vng Từ hình vẽ góc với mặt phẳng phân cách? HI = HS2tanr  HS2sinr = HS1 tani  HS1 sinr Do HS2  sin i n2 => HS1 sin r n1 HS2 34 HS1 = 30 cm Vậy ảnh “nâng” lên gần mặt nước so với vật * khoảng cách từ mắt đến ảnh cá SS2 = HS +HS2 = 60 + 30 = 90 cm Tìm tỉ số HS2 =? HS1 Ứng dụng sống từ HS : Trả lời tượng gì? Hoạt động 5: Củng cố lại tiết học ( phút) HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS HS nêu lên cách làm tập khúc xạ, phản xạ, ứng dụng sống GV: Tổng kết Hoạt động 6: Giao nhiệm vụ nhà ( phút) Bài tập sách BTVL đề kèm theo 2.4 HIỆU QUẢ CỦA SKKN ĐỐI VỚI HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC, VỚI BẢN THÂN, ĐỒNG NGHIỆP VÀ NHÀ TRƯỜNG 2.4.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 16 - Đối tượng chọn lớp 11 thuộc Trường PT Nguyễn Mộng Tuân giảng dạy 11A2 làm thực nghiệm (TN) lớp 11A4 đối chứng (ĐC) cho đề tài - Nội dung giảng dạy lí thuyết lớp thực nghiệm đối chứng theo chương trình SGK vật lý 11 CB THPT hành - Ở lớp TN: Chúng tiến hành cho HS sử dụng hệ thống BT tình phát triển lực tư duy, sáng tạo hoạt động nhận thức Trong trình giảng dạy GV lờng ghép dạng tập Sau đưa tập nhà có hệ thống tập đề tài có kèm theo gợi ý Trong trình giảng dạy GV sử dụng số thí nghiệm MVT hỗ trợ dạy Tùy thuộc vào tình hình cụ thể sở vật chất mà chọn hình thức sử dụng phương tiện dạy học cho phù hợp Giờ học mà tiến hành thuộc chương “Khúc xạ ánh sáng” chương trình vật lý 11 CB THPT Tiết : Bài tập - Ở lớp đối chứng: GV giảng dạy theo PP thông thường, khơng sử dụng BT gây tình nhận thức Sau tập nhà Các tiết dạy tiến hành theo tiến độ qui định PPCT GD & ĐT 2.4.2 Về kết kiểm tra đánh giá thực nghiệm sư phạm - Đánh giá định tính Qua quan sát, theo dõi tiết học lớp TN ĐC, nhận thấy + Sử dụng BT tạo hứng thú cho HS, HS bị hút vào học HS tranh luận sôi nổi, ý quan sát hình ảnh, video clip hay thí nghiệm tập Đây tiền đề quan trọng để phát triển lực tư sáng tạo HS + Thường xuyên giải BT giúp cho tư logic, ngôn ngữ vật lý HS tiến hơn, trình bày vấn đề chặt chẽ Đồng thời nội dung nhiều BT gắn liền với thực tế sống giải BT làm tăng khả áp dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn HS - Đánh giá định lượng Do số kiểm tra hai nên chúng tơi tính điểm trung bình học sinh đạt theo công thức sau: xi = x15   2.x1T  Trong đó: x15 điểm kiểm tra 15 phút x1T điểm kiểm tra tiết Bảng kết thực nghiệm 17 Lớ Sĩ Số học sinh đạt điểm xi p số 10 45 0 0 13 12 TN 100 0% 0% 0% 0% 15.5 28.9 26.6 20 9% 0% % %%%% 45 0 10 18 ĐC 100 0% 0% % 2.2% 22.2 40% 20% 11.2 4.4 0% % % %% Dựa vào số liệu tính tốn tơi rút nhận xét sau - Tỉ lệ học sinh kiểm tra đạt loại trung bình yếu lớp TN giảm đáng kể so với lớp ĐC Ngược lại số học sinh đạt loại khá, giỏi lớp TN cao lớp ĐC Như vậy, mặt vận dụng kiến thức giải tập học sinh lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng - Từ việc phân tích số liệu thực nghiệm tơi đến kết luận: + Giả thiết nêu kiểm chứng kiểm nghiệm thông qua thực nghiệm + Việc tổ chức dạy học theo tiến trình đề xuất đem lại hiệu việc nâng cao kiến thức cho học sinh KẾT LUẬN,KIẾN NGHỊ - KẾT LUẬN Dựa vào kết trình nghiên cứu, kết TNSP, đối chiếu với mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu đề tài kết sau: + Về mặt lý luận: Khi nghiên cứu đề tài giúp cho thân hiểu rõ thêm sở lí luận việc phát triển lực tư nhận thức HS xây dựng, sử dụng hệ thống BT dạy học vật lý + Về mặt nghiên cứu ứng dụng: Đề xuất số phương án sử dụng BT dạy học như: Sử dụng BT để củng cố, ôn tập kiến thức, sử dụng BT phần mở bài, sử dụng BT ngoại khóa, sử dụng BT thi kiến thức phổ thơng Trên sở đó, xây dựng số giáo án có sử dụng BT chương “Khúc xạ ánh sáng” + Khả ứng dụng kết nghiên cứu vào thực tiễn: * Sáng kiến góp phần vào việc đổi phương pháp giảng dạy * Tiến trình TN sư phạm khẳng định tính khả thi hiệu dạy học nhà trường THPT nước ta * Sáng kiến kinh nghiệm có giá trị giáo viên, học sinh phổ thông người quan tâm đến đề tài - KIẾN NGHỊ 18 * Xây dựng khai thác sử dụng BT cho chương khác chương trình * Ban giám hiệu đạo động viên, khuyến khích GV sử dụng phương pháp để phát huy tính sáng tạo học sinh XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Thanh hóa, ngày 24 tháng 05 năm 2018 ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Trần Mai Loan TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Thước(2010), Phát triển tư học sinh dạy học vật lý, Đại học vinh 19 Phạm Văn Thiều, Đoàn Văn Bơ, Nguyễn Văn Phan (2009), Các phương pháp vàng giải tập vật lý THPT, NXBGD Việt Nam Module THPT 18 Phương pháp dạy học tích cực.Webside Trường THPT Tây Thạnh-TP Hờ Chí Minh Sách GKVL 10CB, sách GVVL10CB, sách BTVL 10CB , NXB Giáo dục Phạm Hữu Tòng(1989), Phương pháp dạy tập vật lý,NXBGD Lê Văn Thông (2007), Giải toán chuyên đề vật lý 11 nâng cao phần quang hình, NXB Hà Nội Lê Văn Thơng(1997), Phương pháp giải tốn Vật lí luyện thi vào đại học, Nhà xuất trẻ Phạm Văn Giang- Vũ Thúy Hằng- Vũ Thị Mai Lan- Phạm Kiều Oanh- Lê Minh Trung.(2017) Bài tập trắc nghiệm vật lý 11, NXBGD Việt Nam Nguyễn Trọng Sửu – Nguyễn Sinh Quân,Câu hỏi tập trắc nghiệm.NXB Hà Nội 20 ... chất lực tư - Năng lực tư khả ghi nhớ, tái vận dụng tri thức biết - Năng lực tư trừu tư? ??ng hoá, khái quát hố phân tích tổng hợp - Liên tư? ??ng, tư? ??ng tư? ??ng, suy luận loại lực bậc cao tư duy, lực. .. khác biệt kết học tập hai nhóm đối chứng thực nghiệm NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 2.1.1... luận việc phát triển lực tư nhận thức HS xây dựng, sử dụng hệ thống BT dạy học vật lý + Về mặt nghiên cứu ứng dụng: Đề xuất số phương án sử dụng BT dạy học như: Sử dụng BT để củng cố, ôn tập kiến