Dạy học phần quang hình vật lý 11 thpt theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH PHAN QUANG TÚ DẠY HỌC PHẦN QUANG HÌNH VẬT LÝ 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƢỚNG BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH PHAN QUANG TÚ DẠY HỌC PHẦN QUANG HÌNH VẬT LÝ 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƢỚNG BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH Chuyên ngành: Lý luận PPDH môn Vật lý Mã số: : 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM THỊ PHÚ NGHỆ AN - 2017 i LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS: Phạm Thị Phú, người tận tình hướng dẫn, hết lịng giúp đỡ để tơi thực luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn thầy giáo, giáo khoa Vật lý, phịng Đào tạo Sau đại học Đại học Vinh giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi q trình làm luận văn Tôi chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, tổ Vật lý Trường THPT Kỳ Anh nơi công tác thực nghiệm sư phạm đề tài tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành khóa học Cuối cùng, tơi bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tơi an tâm học tập hồn thành luận văn Nghệ An, tháng 07 năm 2017 Phan Quang Tú ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT .iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp luận văn Cấu trúc luận văn Chƣơng 1.DẠY HỌC VẬT LÝ THEO ĐỊNH HƢỚNGBỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH 1.1 Dạy học theo định hướng phát triển lực học sinh 1.1.1 Năng lực 1.2 Các biện pháp bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh dạy học Vật lý trường THPT 1.2.1 Biện pháp 1: Sử dụng dạy học GQVĐ chiến lược dạy học .8 1.2.2 Biện pháp 2: Xây dựng sử dụng tập vấn đề dạy học Vật lý 19 KẾT LUẬN CHƢƠNG 20 Chƣơng BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC PHẦN QUANG HÌNH VẬT LÝ 11 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG 23 2.1 Vị trí, đặc điểm phần Quang hình chương trình vật lý THPT 23 2.1.1 Vị trí phần Quang hình chương trình vật lý THPT[1] 23 2.1.2 Đặc điểm phần Quang hình việc bồi dưỡng lực GQVĐ 23 2.2 Mục tiêu dạy học phần “Quang hình học” vật lý 11 THPT 24 iii 2.2.1 Theo chuẩn kiến thức- kỹ 24 2.2.2 Mục tiêu theo định hướng lực GQVĐ .25 2.3 Nội dung cấu trúc phần Quang hình lớp 11 THPT 26 2.3.1 Nội dung .26 2.3.2 Cấu trúc logic phần Quang hình Vật lý 11 29 2.4 Thực trạng dạy học phần Quang hình trường THPT địa bàn Thị xã Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh…………………………………………………………… 30 2.5 Chuẩn bị điều kiện cần thiết triển khai dạy học bồi dưỡng lực GQVĐ phần Quang hình 30 2.5.1 Thiết kế tình có vấn đề: .33 2.5.2 Sưu tầm, biên soạn tập vấn đề: .36 2.5.3 Xây dựng sở liệu trực quan 46 KẾT LUẬN CHƢƠNG 70 Chƣơng THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 71 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 71 3.2 Đối tượng thực nghiệm 71 3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm 71 3.4 Nội dung thực nghiệm 72 3.4.1 Thời gian thực nghiệm 72 3.4.2 Phương pháp thực nghiệm 72 3.5 Đánh giá kết thực nghiệm 73 3.5.1 Lựa chọn tiêu chí đánh giá 73 3.5.2 Đánh giá kết mặt định tính .74 3.5.3 Đánh giá kết mặt định lượng 74 3.5.4 Các thông số thống kê 81 KẾT LUẬN CHƢƠNG 84 KẾT LUẬN CHUNG 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC iv CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT TT Viết tắt Viết đầy đủ GD-ĐT Giáo dục - Đào tạo HS Học sinh GV Giáo viên BTTN Bài tập thí nghiệm BTVL Bài tập Vật lý PPTN Phương pháp thực nghiệm NLTN Năng lực thực nghiệm THCS Trung học sở THPT Trung học phổ thông 10 GQVĐ Giải vấn đề 11 CTGD Chương trình giáo dục v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Các số hành vi học sinh đánh giá lực GQVĐ Bảng Bảng điểm lớp thực nghiệm 11A1 ………………………………….67Bảng Bảng điểm lớp đối chứng 11A2 68 Bảng Bảng thống kê kết thưc nghiệm 75 Bảng Bảng phân phối tần suất 79 Bảng Bảng phân phối tần suất tích luỹ 80 Bảng Bảng phân loại 80 Bảng Bảng thơng số thống kê tốn ….79 vi DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Sơ đồ: Sơ đồ 1: Mơ hình lực bốn trụ cột giáo dục Sơ đồ Cấu trúc lực GQVĐ Hình: Hình Hình ảnh bầu trờiđầy đêm 36 Hình Hình ảnh cá bể nước 36 Hình Hình ảnh biển báo giao thơngcó chất phản quang 37 HHình Hình ảnh ảo ảnh 37 Hình Hình ảnh đèntrang trí sợi quang 37 Hình Hình cấu tạochất phản quang 40 Hình Hình ảnh ống dẫnnước truyền ánh sáng 41 Hình Hiện tương khúc xạ 48 Hình Hiện tượng phản xạ toàn phần 48 Hình 10 Khảo sát đường tia sáng qua thấu kính hội tụ 48 Hình 11 Khảo sát đường tia sáng qua thấu kính phân kỳ 48 Hình 12 Khảo sát đường tia sáng qua mặt song song 48 Hình 13 Khảo sát đường tia sáng qua lăng kính 48 Hình 14 Xác định tiêu cự thấu kính 49 Hình 15 Video thí nghiệm nghiệm lại định luật khúc xạ ánh sáng 49 Hình 16.Video thí nghiệm phản xạ toàn phần 49 Hình 17 Video so sánh tính chất thấu kính phân kỳ hội tụ 49 Hình 18 Video truyền thẳng ánh sáng 49 Hình 19 Video đường tia sáng sợi quang 50 Hình 20.Video chế tạo sợi quang 50 Hình 21 Video phản xạ tồn phần viên bồ hóng 50 Hình 22 Video kỳ diệu ánh sáng 50 vii Hình 23 Video phẫu thuật nội soi 50 Hình 24.Video hướng dẫn lắp đặt sử dung kính thiên văn 50 Hình 25 Ảnh vật tạo thấu kính Flash 51 Hình 26 Ảnh vật tạo thấu kính Crocodile 51 Hình 27 Hình ảnh điều tiết mắt dạng flash 52 Hình 28 Hình ảnh điều tiết mắt dạng video 52 Hình 29 Hình ảnh tật cận thị tật viễn thị mắt dạng flash 52 Hình 30 Hình ảnh so sánh mắt cận thị mắt bình thường dạng video 53 Hình 31 Hình ảnh tật viễn thị mắtdưới dạng flash 53 Hình 32 Hình ảnh cấu tạo tạo ảnh kính hiển vidưới dạng flash 54 Hình 33 Cấu tạo tạo ảnh kính hiển vidưới dạng flash 54 Hình 34 Cấu tạo tạo ảnh kính thiên văndưới dạng flash 55 Hình 35.Ảnh mặt trời ảo hình thành khúc xạ ánh sáng 55 Hình36 Ảnh tượng phản xạ tồn phần 55 Hình 37.Ảnh vui tượng khúc xạ ánh sáng 55 Hình 38.Ảnh cầu vồng tán sắc ánh sáng 55 Hình 39 Ảnh ảo tượng 56 Hình 40 Ảnh cấu tạo mắt 56 Hình 41 Ảnh kính thiên văn lớn giới 56 Hình 42 Ảnh kính thiên văn phản xạ 56 Hình 43 Ảnh kính hiển vi 56 Hình 44.Ảnh phấn hoa qua quan sát kính hiển vi 56 Hình 45 Ảnh ống nhòm chụp ảnh 57 Hình 46 Ảnh ống nhòm đo khoảng cách 57 Đồ thị: Đồ thị 1: Đồ thị phân bố tần suất 79 Đồ thị 2: Đồ thị phân bố tần suất tích lũy 80 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Dạy học theo định hướng phát triển lực người học xu hướng đại mang tính quốc tế Giáo dục Việt Nam thực hóa xu hướng việc triển khai thực nghị số 29- NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013, nghị nêu rõ:“Chuyển mạnh trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện lực phẩm chất người học Học đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn…”, “ Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, lực kĩ thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn”, “ Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo sở để người học tự cập nhật đổi tri thức, kỹ năng, phát triển lực” Dự thảo CTGD phổ thông tổng thể công bố ngày 28/07/2017đã xác định lực chủ chốt mà trường phổ thơng cần hình thành phát triển cho học sinh, có lực giải vấn đề Phần Quang hình chương trình Vật lý 11 chương trình chuẩn phần chứa đựng nhiều nội dung kiến thức khó học sinh, có nhiều áp dụng kỹ thuật đời sống, đồng thời vừa sở tạo tình có vấn đề gần gũi với học sinh Dạy học bồi dưỡng lực GQVĐ cho học sinh vấn đề Đã có số cơng trình nghiên cứu lực GQVĐ song chưa có cơng trình cơng bố nghiên cứu bồi dưỡng lực GQVĐ cho học sinh dạy học phần quang hình lớp 11 THPT Xuất phát từ lý vào chủ trương, đường lối Đảng, Nhà nước ngành Giáo dục , để có phương pháp phù hợp định hướng cho học sinh lĩnh hội kiến thức vận dụng vào sống, tơi chọn đề tài: “ Dạy học phần quang hình vật lý 11 THPT theo định hƣớng bồi dƣỡng lực giải vấn đề cho học sinh” Mục đích nghiên cứu Đề xuất biện pháp áp dụng biện pháp cho dạy học phần Quang hình lớp PL6 B PHẦN TỰ LUẬN Nội dung Câu +Mắt thần gắn cửa: - Mắt thần thường gắn cửa hộ, nhà Điểm 0,25đ Trong q trình lắp đặt mặt thần vị trí thích hợp để gắn ngang với tầm mắt người sử dụng phía khóa cửa - Mắt thần gắn cửa hay gọi ống nhòm cửa "mắt mèo" 0,25đ Mắt thần gắn cửa vào, giúp người nhà nhìn ngồi với góc nhìn từ 160 độ đến 220 độ - Hầu hết hộ chung cư lắp đặt loại mắt thần 0,25đ loại thiết bị an ninh khơng thể thiếu Khi có tiếng gõ cửa, người nhà nhìn qua mắt thần để biết người đứng người quen hay người lạ để định có mở cửa khơng Câu - Chúng ta thường sử dụng Camera chng cửa có hình đại đắt tiền, nhiên, mắt thần gắn cửa công cụ đơn giản, giá 0,25đ thành rẻ mà lại mang lại hiệu cao + Cấu tạo mắt thần gắn cửa: Cấu tạo bao gồm thấu kính: thấu kính hội tụ bên ngồi thấu kính phân kỳ bên trong, đường kính 16mm Người bên ngồi khơng thể nhìn qua mắt thần để nhìn vào nhà, người nhà 0,5đ quan sát rõ diễn bên ngồi nhà 0,5đ + Để xác định chiết suất chất lỏng bình sử dụng biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng: n1sini=n2sinr Câu + Mơi trường khơng khí n1=1; để tìm n2 cần xác định sini, sinr + Các bước tiến hành: Cắt giải giấy đen hình chữ nhật dán vào thành cốc hình trụ cho trừ 0,5đ 0,5đ PL7 1,5đ C D lại khe hẹp thẳng đứng A theo thành B A A cố Đổ chất lỏng vào cốc cho mực chất lỏng nằm thấp mép tờ giấy Giải sáng hẹp lọt qua khe thẳng đứng truyền vào giấy (phần không ngập nước), vệt sáng thẳng đứng; Phần phía khúc xạ qua chất lỏng tạo vệt sáng thẳng đứng thứ hai Nói chung vị trí hai vệt sáng khơng trùng Chọn vị trí bóng đèn cho vị trí hai vệt sáng thẳng hàng với Khi rõ ràng tia sáng từ qua khe hẹp qua tâm đáy cốc Đánh dấu vị trí chung hai vệt sáng: Điểm B hình vẽ Chuyển nguồn sáng sang vị trí S’ Lúc vị trí hai vệt sáng khơng cịn trùng nữa: Vệt sáng truyền khơng khí có vị trí D, vệt sáng khúc xạ nước có vị trí C Đánh dấu vị trí Các tam giác ACB ADB tam giác vng nên ta có: + Dùng thước đo khoảng cách DB BC miệng cốc, ta xác định chiết suất chất lỏng theo hệ thức 0,5đ PL8 Phụ lục 2: BÀI LÀM CỦA HỌC SINH SAU THỰC TẬP SƢ PHẠM PL9 PL10 PL11 PL12 PL13 Phụ lục 03: Giáo án 03 Bài 54: KÍNH THIÊN VĂN I.Mục tiêu: Kiến thức:(chuẩn kiến thức) Trình bày tác dụng kính thiên văn, cấu tạo kính thiên văn khúc xạ, cách ngắm chừng cách sử dụng kính thiên văn khúc xạ Kĩ năng(chuẩn kỹ năng) Rèn luyện kĩ vẽ ảnh vật qua kính thiên văn kĩ vận dụng cơng thức kính để tính tốn xác định đại lượng liên quan đến việc sử dụng kính thiên văn khúc xạ Tƣ duy(Đề xuất theo hướng nghiên cứu đề tài) - Tham gia vào việc đề xuất nguyên tắc cấu tạo kính thiên văn mơ hình cấu tạo kính thiên văn - Tham gia xây dựng biểu thức số bội giác kính thiên văn trường hợp ngắm chừng vơ cực II.Chuẩn bị: GV Một số tranh ảnh kính thiên văn HS Ơn tập tạo ảnh qua kính hội tụ, cách điều chỉnh kính hiển vi ngắm chừng IV.Nội dung ghi bảng 1.Nguyên tắc cấu tạo kính Muốn tăng góc trơng kính để nhìn rõ thiên thể xa trước hết phải tạo ảnh thật thiên thể gần nhờ linh kiện quang học thứ Sau nhìn ảnh qua linh kiện quang học thứ hai để thấy ảnh cuối gốc lớn + Định nghĩa mơ hình cấu tạo loại kính TV - Kính TV khúc xạ Định nghĩa:(SGK) Mơ hình kính thiên văn khúc xạ (sơ đồ hình vẽ) PL14 - Kính TV phản xạ Định nghĩa:(SGK) Mơ hình kính TV phản xạ (sơ đồ hình vẽ) 2.Cấu tạo cách ngắm chừng - Cấu tạo: KTV khúc xạ chủ yếu gồm hai TK hội tụ Vật kính có tiêu cự dài, thị kính có tiêu cự ngắn Hai kính lắp đồng trục hai đầu ống hình trụ Khoảng cách chúng thay đổi -Ngắm chừng: Muốn ngắm chừng ảnh A2B2 giới hạn nhìn rõ mắt,cần điều chỉnh thị kính đến gần hay xa vật kính cho ảnh nằm giới hạn nhìn rõ mắt - Độ dài kính: O1O2= f1 +f2 3.Số bội giác kính trƣờng hợp ngắm chừng vô cực G = tan  f = tan  f III.Tổ chức hoạt động dạy học Trợ giúp GV Hoạt động HS Hoạt động (3 phút): Kiểm tra cũ Đặt câu hỏi: Mộc tinh hành tinh lớn -Tính tốn,trả lời câu hỏi GV? Hệ Mặt Trời,có đường kính Góc trơng Mộc tinh xích đạo khoảng 143000 km.Khi Mơc tinh cách xa Trái Đất 630000000 km,từ tan= AB l Trái Đất,nhìn mắt thường Với AB đường kính Mộc tinh,l khoảng thấy rõ Mộc tinh khơng?Tính góc trơng cách từ Mộc tinh đến Trái đất mộc tinh trực tiếp mắt thường Ta có 0,013’