Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học phần quang hình học vật lí 11 trung học phổ thông

Bộ giáo dục đào tạo Tr-ờng đại học vinh - - X¢Y DùNG HƯ THốNG BàI TậP SáNG TạO DùNG CHO DạY HọC PHầN QUANG HìNH HọC VậT Lí 11 TRUNG HọC PHổ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GIÁO DỤC HỌC VINH – 2011 Bộ giáo dục đào tạo Tr-ờng đại học vinh - - NGUYỄN VĂN HẠNH XÂY DựNG Hệ THốNG BàI TậP SáNG TạO DùNG CHO DạY HọC PHầN QUANG HìNH HọC VậT Lí 11 TRUNG HọC PHổ THÔNG Chuyên ngành: lý luận ph-ơng pháp dạy học vật lý MÃ số: 60.14.10 Luận văn thạc sĩ giáo dục học H-ớng dẫn khoa học PGS.TS phạm thÞ phó Vinh - 2011 Lời cảm ơn Trong q trình hồn thành luận văn tác giả nhận giúp đỡ tận tình thầy giáo, bạn bè, số đồng nghiệp, người thân Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới người giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành cô giáo, PGS.TS Phạm Thị Phú, người tận tình hướng dẫn, động viên giúp đỡ tác giả suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo, cô giáo tổ PPGD Vật lí trường Đại học Vinh, thầy cô giáo khoa Sau Đại học trường Đại học Vinh, thầy giáo giảng dạy khoa Vật lí trường Đại học Vinh Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu giáo viên trường THPT Huỳnh Thúc Kháng-Vinh - Nghệ An, tổ Vật lí – KTCN trường THPT Huỳnh Thúc Kháng Vinh, ngày 12 tháng 12 năm 2011 Tác giả Nguyễn Văn Hnh Bảng viết tắt Viết tắt Cụm từ BTST Bài tập sáng tạo BTLT B i luyn HS Học sinh GV Giáo viên SGK Sỏch giỏo khoa THPT Trung häc phỉ th«ng KHTN Khoa học tự nhiên CH Câu hỏi HĐ Hoạt động MỞ ĐẦU L c n t iv c s v n Trong thời đại nay, đứng trước yêu cầu cấp thiết nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố đất nước mục tiêu nghiệp Giáo dục đào tạo người lao động có phẩm chất, có tri thức, có kĩ năng, sáng tạo thích ứng nhanh với tiến khoa học kĩ thuật nhân loại Trong điều kiện phát triển phương tiện truyền thông, bối cảnh hội nhập, mở rộng giao lưu, học sinh phổ thông tiếp nhận nhiều nguồn thông tin đa dạng, phong phú từ nhiều mặt sống, hiểu biết nhiều hơn, linh hoạt Vì vậy, lứa tuổi học sinh phổ thông nảy sinh yêu cầu trình: lĩnh hội độc lập tri thức phát triển kĩ Do đó, để hồn thành mục tiêu Giáo dục giai đoạn mới, dạy học phải coi trọng việc rèn luyện phát triển lực sáng tạo cho học sinh tất môn học có mơn Vật lý Cũng học mơn Vật lý nói chung, việc giải tập Vật lý giúp học sinh vừa hiểu sâu tương Vật lý giới tự nhiên xung quanh ta, đồng thời hình thành rèn luyện cho em kĩ phân tích, tổng hợp, khả phán đốn nhờ mà thúc đẩy học sinh biết giải vấn đề khác đời sống sau Tuy nhiên, hệ thống tập sách giáo khoa thường tập có angơrit sẵn nên yêu cầu tính sáng tạo giải khơng cao, mặt khác tập thường mang tính giáo khoa mà gắn với thực tiễn nên tác dụng giải tập việc phát triển tư sáng tạo cho học sinh gắn lí thuyết với thực tiễn hạn chế Bài tập sáng tạo tập xây dựng nhằm mục đích rèn luyện bồi dưỡng lực tư sáng tạo cho HS Đó loại tập tương tự tốn tình xuất phát, tức loại tập mà giả thiết khơng có thơng tin đầy đủ liên quan đến tượng q trình vật lí; có đại lượng ẩn dấu; điều kiện tập không chứa đựng dẫn trực tiếp gián tiếp angôrit giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng BTST địi hỏi HS tính nhạy bén tư duy, khả tưởng tượng (bản chất hoạt động sáng tạo), vận dụng kiến thức cách linh hoạt, sáng tạo để giải vấn đề tình mới, hoàn cảnh mới; HS phát điều chưa biết, chưa có Đặc biệt, BTST yêu cầu khả đề xuất, đánh giá theo ý kiến riêng thân HS Các cơng trình nghiên cứu tư sáng tạo tập sáng tạo đ Razumơpxki khởi xướng gồm tập câu hỏi tập câu hỏi Đề cập đến lý thuyết sáng tạo, tác giả Phan Dũng đ cho xuất bảy tập phương pháp luận sáng tạo đổi Tác giả Nguyễn Đức Thâm bàn BTST phương pháp dạy học vật lý Đồng tác giả Phạm Th Phú Nguyễn Đình Thước đ vào phẩm chất tư sáng tạo để đưa dấu hiệu BTST dễ nhận biết, dễ nhớ ph hợp với mơn vật lý Và số cơng trình luận văn thạc s đ đề cập đến BTST phần chương trình vật lý phổ thơng phần học lớp 10, phần điện điện từ Vì việc xây dựng phát triển thêm BTST dạy học vật lý cần thiết đ có sở lí luận thực tiễn Quang hình học lớp 11 phần quan trọng chương trình Vật lí THPT Những kiến thức phần quang hình học sở để nghiên cứu quang học sóng sau này- mơn học gắn liền phát triển vũ b o công nghệ thông tin, liên quan nhiều đến đời sống khoa học kĩ thuật Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng hệ thống tập sáng tạo dạy học Vật lí giúp học sinh nắm vững nội dung phần quang hình học, đặc biệt góp phần phát triển tư sáng tạo lực giải tình khác tốn để có điều kiện sâu vào nghiên cứu tương lai giải tốt vấn đề thực tiễn Xuất phát từ sở lý luận yêu cầu thực tiễn nói tơi chọn đề tài nghiên cứu “Xây dựng hệ thống tập sáng tạo d ng cho dạy học phần quang hình học Vật lý lớp 11 chương trình nâng cao” Mục íc ng iên cứu Xây dựng hệ thống tập sáng tạo phần quang hình học đề xuất phương án sử dụng vào dạy học phần quang hình lớp 11 chương trình Vật lí nâng cao nhằm góp phần bồi dưỡng tư sáng tạo cho học sinh Đối tƣợng v p ạm vi ng iên cứu Đối tƣợng ng iên cứu + Cơ sở lí luận tư sáng tạo + Quá trình dạy học Vật lí bậc THPT + Dạy học tập Vật lý P ạm vi ng iên cứu + Phần quang hình học lớp 11 chương trình nâng cao + Bài tập sáng tạo Giả thuyết khoa học: “Nếu xây dựng hệ thống tập sáng tạo phần quang hình học lớp 11 đảm bảo yêu cầu khoa học Vật lý, tâm lí học lí luận dạy học sử dụng tập cách hợp lí ph hợp với nội dung đối tượng học sinh đề xuất luận văn s góp phần bồi dưỡng lực tư sáng tạo cho học sinh, nâng cao hiệu dạy học” N iệm vụ ng iên cứu 5.1 Nghiên cứu sở lí luận dạy học bồi dưỡng tư sáng tạo cho HS 5.2 Nghiên cứu lí luận tập sáng tạo dạy học Vật lý 5.3 Nghiên cứu mục tiêu, nội dung phần quang hình học lớp 11 chương trình nâng cao 5.4 Thực trạng dạy học tập sáng tạo học khóa, tuyển chọn bồi dưỡng học sinh giỏi cấp năm gần 5.5 Thực trạng dạy học tập Vật lý phần quang hình học lớp 11 trường THPT thành phố Vinh, Nghệ an 5.6 Xây dựng hệ thống tập sáng tạo phần quang hình học lớp 11 chương trình nâng cao 5.7 Đề xuất phương án dạy tập sáng tạo đ xây dựng 5.8 Thực nghiệm sư phạm P ƣơng p áp ng iên cứu 6.1 Phương pháp lí thuyết + Nghiên cứư lí luận dạy học mơn Vật lý + Nghiên cứu sở lí luận tư sáng tạo + Xây dựng hệ thống tập sáng tạo phần quang hình học lớp 11 chương trình nâng cao 6.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm + Điều tra thực trạng dạy học Vật lý bậc THPT + Thí nghiệm Vật lý giải tập sáng tạo + TNSP Đ ng g p + Nghiên cứu lý luận: Đề xuất quy trình xây dựng BTST từ nguyên tắc sáng tạo TRIZ; mô hình sử dụng nguyên tắc TRIZ hướng dẫn HS giải BTST + Xây dựng tranh sử dụng BTST tuyển chon HSG cấp năm gần + Xây dựng 20 BTST quang hình hay có câu hỏi đ nh hướng tư Thiết kế tiến trình dạy học sử dụng BTST đ xây dựng D i n c u tr c uận v n + Mở đầu + Nội dung: chương Chương 1: Cơ sở lí luận xây dựng sử dụng hệ thống BTST dạy học vật lí trường THPT Chương 2: Xây dựng hệ thống BTST phần Quang hình học vật lí lớp 11 THPT hình thức sử dụng chúng dạy học Chương 3: Thực nghiệm sư phạm KẾT LUẬN C ƣơng CƠ SỞ LÍ LUẬN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƢỜNG THPT Phát triển lực tư sáng tạo cho học sinh yêu cầu cấp bách dạy học vật lí trường THPT Phương tiện bồi dưỡng lực tư sáng tạo cho học sinh có hiệu cao tập sáng tạo Bài tập sáng tạo có sở lí luận tư sáng tạo biện pháp bồi dưỡng tư sáng tạo dạy học Phần sở lí luận giải ba vấn đề sau: + Bồi dưỡng tư sáng tạo dạy học vật lí + Bài tập sáng tạo vật lí - phương tiện bồi dưỡng tư sáng tạo + Vận dụng nguyên tắc sáng tạo TRIZ để xây dựng sử dụng tập sáng tạo vật lí dạy học trường phổ thông 1.1 Bồi dƣỡng tƣ sáng tạo dạy h c vật lí 1.1.1 Khái niệm v tƣ sáng tạo Năng lực tư người có ý nghĩa đ nh, ảnh hưởng đến đời sống vật chất tinh thần đến phát triển cá nhân, cộng đồng x hội loài người Tư để sáng tạo, để đưa giải pháp giải vấn đề, đ nh cần thực Vì thế, lực tư sáng tạo người tiêu chí để đánh giá trình độ hiệu cơng việc người lao động x hội đại 1.1.1.1 Khái niệm tư Tư q trình phân tích tổng hợp, so sánh, trừu tượng hố khái qt hố đường tìm mới[24] Trong dạy học phải biết rèn luyện cho HS khả phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hoá, khái quát hoá nhằm phát triển tư cho người học cách tích cực * Các loại tư duy: chia tư làm ba loại [22,62]: - Tư logic hình thức (tư logic): tư logic dựa luật trung tam đoạn luận Tư logic dùng việc nghiên cứu đối tượng trạng thái tĩnh - Tư biện chứng: Tư biện chứng bác bỏ luật trung, chấp nhận A vừa A, vừa đồng thời khơng phải A Đó chân lí vận động Vận động thường xuyên, yên tĩnh tạm thời nên tư biện chứng đóng vai trị to lớn q trình suy nghĩ người - Tư hình tượng: Tư hình tượng kiểu tư mà sản phẩm tạo tưởng tượng đối tượng theo quan điểm thẩm m đ nh giúp người ta hình dung vật, kiện Nếu xét theo mức độ độc lập, chia tư làm bốn bậc [22,65]: + Tư lệ thuộc để tư người suy nghĩ dựa dẫm vào tư người khác + Tư độc lập tư người có kiến riêng lĩnh vực đ nh + Tư phê phán tư người có kiến riêng, biết phán xét việc khả quan sát, phân tích tổng hợp thân + Tư sáng tạo tư người biết phán xét việc đề hướng giải để khắc phục nhược điểm phát huy ưu điểm Trong dạy học đại, phải trọng bồi dưỡng rèn luyện tư sáng tạo cho HS để góp phần đào tạo người lao động có tri thức, có kĩ khơng ngừng sáng tạo 1.1.1.2 Khái niệm sáng tạo Sáng tạo hoạt động tạo có đồng thời tính tính lợi ích [4, tập1, 21] “Tính mới” khác biệt đối tượng cho trước so với đối tượng tiền thân Để có sáng tạo, tính phải đem lại lợi ích tăng suất, hiệu quả, giảm giá thành, có thêm chức mới, sử dụng thuận tiện hơn, … Trong hoạt động người cần có tính sáng tạo, sáng tạo đem lại lợi ích lĩnh vực hoạt động Sáng tạo có nhiều cấp độ từ thấp đến cao; cấp độ cao sán phẩm sáng tạo sáng chế phát minh T i iệu t am ảo [1] Dương Trọng Bái, Nguyễn Đức Bích, - Từ điển vật lí – NXBKHKT1982 [2] Nguyễn Xuân Bằng-Xây dựng hệ thống tập sáng tạo dùng cho dạy học phần Cơ học lớp 10 nâng cao LV Thạc sĩ giáo dục- ĐH Vinh 2008 [3] Trần Hữu Cát – Phương pháp nghiên cứu khoa học – NXB Nghệ An 2004 [4] Phan Dũng - Phương pháp luận sáng tạo đổi [5] D Haliday, Robert Resnick, Jearl Walker - Cơ sở vật lí tập 4- NXBGD 1998 [6] B i Quang Hân, Trần Văn Bồi, Phạm Ngọc Tíên, Nguyễn Thành Tương - Giải tốn Vật lí 11 tập 2- NXBGD 2001 [7] Nguyễn Quang Học, Vũ Th Phương Anh - Các tập hay vật lí sơ cấp - NXBKHKT 2000 [8] Vũ Thanh Khiết, Dương Trọng Bái, Phạm Quý Tư, Ngô Quốc Quýnh, Nguyễn Anh Thi, Nguyễn Đức Hiệp – 200 tập Quang hình – NXB Đồng Nai 1995 [9] Nguyễn Thế Khơi, Phạm Q Tư, … Vật lí 11 nâng cao – NXBGD 2007 [10] Nguyễn Thế Khôi, Phạm Quý Tư c ng nhóm tác giả - Vật lí 11 nâng cao – Sách giáo viên – NXBGD 2007 [11] V Langue: Những tập hay thí nghiệm Vật lý NXBGD Hà Nội- 1998 [12] Nguyễn Quang Lạc - Lý luận dạy học đại trường phổ thông - ĐHSP Vinh 1995 [13] Lê Nguyên Long - Giải toán Vật lí nào? – NXBGD 1999 [14] Lê Nguyên Long, An Văn Chiêu, Nguyễn Khắc M o - Giải tốn Vật lý trung học phổ thơng số phương pháp - NXBGD Hà Nội 2003 [15] Phạm Th Phú, Nguyễn Đình Thước - “ Bài tập sáng tạo vật lý trường trung học phổ thông” - Tạp chí Giáo dục số 163 Kỳ tháng 5/ 2007 [16] Phạm Th Phú - Bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh nhằm nâng cao hiệu dạy học học lớp 10 phổ thông trung học - Luận án tiến s giáo dục - Đại học sư phạm Vinh 1999 [17] Phạm Th Phú, Nguyễn Đình Thước - Logic dạy học Vật lý - ĐH Vinh 2001 [18] G Polia - Giải toán nào? – Nhà xuất giáo dục 1997 [19] G Polia – Toán học suy luận có lí – NXBGD 1995 [20] Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế - Phương pháp dạy học Vật lý trường phổ thông – NXBGD 2003 [21] Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng - Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh dạy học Vật lý trường trung học phổ thông -ĐHSP- ĐHQG Hà Nội 1998 [22] Nguyễn Cảnh Toàn, Nguyễn Văn Lê, Châu An - Khơi dậy tiềm sáng tạo – NXBGD 2005 [23] Phạm Hữu Tòng, Phạm Xuân Quế, Nguyễn Đức Thâm -Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên giáo viên THPT (Chu kỳ 3: 2004-2007)- Viện NCSPhạm - 2005 [24] Thái Duy Tuyên - Vấn đề tái sáng tạo dạy học - Tạp chí thơng tin KHGD số 83 năm 2001 [25] Tuyển tập Ôlimpic V NXB PHỤ LỤC PHỤ LỤC Giáo án 3: B i tập (P ân p ối c ƣơng trìn t c I V trí b i n tuần 20) c Tiết học tự chọn cuối chương Mắt dụng cụ quang (Thời gian: tiết) II Mục tiêu dạy h c: * Kiến thức : Củng cố khắc sâu kiến thức thấu kính, tạo ảnh qua thấu kính qua quang hệ đồng trục * Kĩ : - Vận dụng xác cơng thức thấu kính mỏng, biết khảo sát tạo ảnh vật qua quang hệ, biết vận dụng hệ nguyên lí thuận ngh ch chiều truyền sáng để giải tập - Rèn luyện kĩ thu thập xử lí thơng tin - Rèn luyện kĩ sử dụng phương pháp cụ thể hoá để nghiên cứu vấn đề, kĩ vận dụng nguyên tắc sáng tạo (nguyên tắc phân nhỏ, nguyên tắc kết hợp, nguyên tắc cầu hoá, nguyên tắc đảo ngược) trình giải tập * Thái độ : Giúp hình thành học sinh thái độ nhìn nhận tượng cách khoa học Giáo dục lòng yêu khoa học, ln tìm tịi, vận dụng kiến thức cách sáng tạo vào tình sống Giáo dục tinh thần đoàn kết, thái độ hợp tác lao động III C uẩn b - HS: Ôn lại tập thấu kính, quang hệ đồng trục - GV: + Giáo án + Vật sáng nến, thấu kính hội tụ hứng ảnh IV Nội dung dạy c - Củng cố kiến thức xuất phát (5 phút): Yêu cầu HS phát biểu cơng thức thấu kính, tạo ảnh qua thấu kính mỏng qua quang hệ đồng trục Nêu phương pháp giải toán quang hệ đồng trục - Giải tập: Bài tập 1: 45 phút tập 2: 30 phút HOẠT ĐỘNG CỦA HOẠT ĐỘNG CỦA HỌCP SINH GIÁO VIÊN NỘI DUNG ĐẠT ĐƯỢC * Tạo tình có vấn Một HS làm thí nghiệm Bài tập sở: Hãy chứng tỏ đề: (5p) Cả lớp quan sát vật sáng ảnh thật qua thấu GV đặt vấn đề: vật AB Nêu nhận xét kết kính hội tụ đổi chỗ qua thấu kính cho ảnh thí nghiệm cho thật A/B/ Nếu đặt vật PP giải: áp dụng cơng thức v trí ảnh A/B/ * HĐ 1: Xác định BT thấu kính hay hệ ảnh qua thấu kính v trí sở (5p) Suy nghĩ, nêu dự đốn: nào? ngun lí thuận ngh ch chiều truyền sáng * Định hướng giúp HS Dự đoán : ảnh thật vật giải vấn đề: sáng hoán v cho GV yêu cầu HS dự đoán dựa vào ngun lí thuận Kiểm tra dự đốn ngh ch chiều truyền cách làm thí nghiệm B i tập 1: A, B, C ba điểm sáng HĐ 2:Tìm hiểu tập theo thứ tự nằm trục *GV đặt vấn đề sau (BT1) (5p) thấu kính để hình thành tập Phân tích đề để xác đ nh mỏng Điểm sáng đặt A (BT1): Nếu đặt vật loại cho ảnh B, điểm sáng đặt sáng A cho ảnh B, tập vận dụng tính chất ảnh B cho ảnh C, với AB>BC đặt vật B cho ảnh C vật sáng qua thấu kính Hãy xác đ nh loại thấu kính (A, B, C thuộc trục để xác đ nh loại thấu kính v trí tương đối thấu chính) tính chất Để giải tập, cần xác kính ảnh có thay đổi khơng? đ nh tính chất Câu hỏi định hướng: ảnh, tốc độ d ch chuyển + Vật sáng ảnh ảo có trung bình ảnh so với thể đổi chỗ cho vật, từ xác đ nh loại thấu kính v trí Lời giải BT1: không? + Ảnh vật d ch tương đối thấu kính + Ảnh B ảnh ảo chuyển chiều HĐ 3: Khám phá, lập kế ảnh B ảnh thật đặt tính chất ảnh có thay đổi hoạch, thực thi kế hoạch vật B s cho ảnh A Ảnh khơng? giải (20p) C ảnh ảo, vật + Có thể dựa vào d ch * Nghiên cứu trường ảnh d ch chuyển chiều chuyển vật ảnh để hợp: chứng tở ảnh chưa đổi xác đ nh loại thấu + Vật sáng cho ảnh thật + Vật sáng cho ảnh ảo kính khơng? * u cầu HS phát biểu + Vật d ch chuyển mà ảnh thành tập không đổi chất (BT1) + So sánh d ch chuyển * GV gợi ý để HS khai ảnh ảo qua thấu kính thác tập hội tụ qua thấu kính trường hợp: phân kì chất + Ảnh ảo d ch chuyển chậm vật sáng nên thấu kính phân kì (vì ảnh ảo tạo thấu kính phân kì nhở vật sáng) + Ảnh ảo vật sáng + Nếu vật sáng cho ảnh * Xác đ nh phương pháp phía so với thấu kính, thật đặt vật B s giải BT1: dựa vào chiều ảnh ảo nhỏ vật nghĩa cho ảnh đâu? Do có d ch chuyển ảnh ảnh gần thấu kính vật, thể kết luận chất ảnh B C ảnh thấu kính bên phải C ảnh B khơng? ảo Từ xác đ nh + Nếu ảnh ảo cả, v trí thấu kính Dựa so sánh tốc độ d ch vào tốc độ trung bình chuyển ảnh so với ảnh so với vật để xác đ nh Bài tập 2: Vật sáng AB tốc độ d ch chuyển loại thấu kính M đặt cố đ nh, vật ứng với thấu kính khoảng cách từ vật đến hội tụ thấu kính là 60cm Trong khoảng phân kì? vật người ta đặt hai + Hãy kết luận loại * Tìm hiểu nội dung thấu kính bài? tính chất BT 2(5ph): + Đây tập hệ *GV đặt tình có thấu kính đồng trục vấn đề để giới thiệu BT + V trí ảnh qua hệ khơng thấu kính hội tụ đồng trục L1 L2, có tiêu cự khác nhau, cho hốn v hai thấu kính ảnh rõ nét thứ hai (BT 2):theo BT đổi hoán v hai thấu màn, khoảng cách hai thấu kính 20cm Khi AB sở ta khái quát kính cho sau ảnh thật vật đặt trước L1 ảnh ngược sáng qua quang cụ chiều cao 3/4 vật hay quang hệ Hãy tính f1, f2? hoán vị cho Vậy (Đề thi HSG quốc gia năm hệ hai thấu kính học 2009-2010 III có nội đồng trục cho ảnh thật dung tương tự BT này) vật sáng *HĐ4: Khám phá, lập kế B L1 L2 hốn vị hai thấu kính vị hoạch thực thi kế hạch trí ảnh có thay đổi giải BT2(15p) : không? + Xét sơ đồ tạo ảnh qua GV đọc đề BT2 hệ *GV định hướng giải + Kết hợp với tập BT2 sở để tìm lời giải cho BT A d1 B d L2 / A2 B2 L1 A// A + Em có cách giải (nguyên tắc kết hợp): B// Hình 4.1 ngắn gọn nhờ vào - Nếu khơng hốn v hai Lời giải BT2: việc áp dụng tập thấu kính theo BT + Khi AB đặt trước L1: sở ảnh thật vật L L sở thứ khơng? + Vật sáng ảnh thật hốn v cho Đây trường hợp giữ hốn v vật cố đ nh hốn v hai cho nhau, thay thấu kính ảnh rõ nét hốn v vật ta có thể hốn v hai thấu kính (ngun tắc kết hợp, không? Hãy giải nguyên tắc đảo ngược) thích rõ hơn? - Tìm liên hệ khoảng AB   A1B1   / A2 B2 / d d d1 d1 2 với d1=d Theo tập sở ta có: L2 L1 A2 B2   A1B1   AB trường hợp hốn v hai thấu kính: A2B2 v trí AB AB s v trí + Nếu hốn v cách vật đến L với A2B2, dễ thấy: d2/  d1  d tìm mối liên hệ khoảng cách ảnh đến L2, Hv cho: d1  20  d2/  60 khoảng cách từ AB đến áp dụng công thức số L1 khoảng cách từ phóng đại ảnh để tìm f1 ảnh qua hệ đến L2 f2 chưa hoán v hai thấu (nguyên tắc phân nhỏ,  d1  d2/  20cm + Hãy vận dụng số d1/ d 2/ d/ 3    d1 d d2 phóng đại ảnh qua hệ để  kính? nguyên tắc tách khỏi) tính tiêu cự thấu d1/    d1/  60cm / 20  d1 d1.d1/ Suy ra: f1   30cm d1  d1/ kính? f2=16cm PP P * Tạo tình có vấn đề (tiếp theo) GV nêu tập (sử dụng nguyên tắc thay đổi sơ đồ học để hình thành BT mới) * Định hướng giúp HS *HĐ 5: Tìm hiểu nội dung đề BT 3(5p) : Đây Pbài tập quang hệ gồm lưỡng chất phẳng và gương cầu lõm (không thể xem hệ ghép sát thấu kính hội tụ gương cầu lớp nước dày) ; ảnh qua hệ trùng vật Bài tập 3: Một gương cầu lõm có bán kính cong R=19cm, mặt phản xạ hướng lên trên, trục thẳng đứng Một nguồn sáng điểm S trục cách đỉnh gương O đoạn SO * HĐ : Khám phá, tìm =15cm Đổ vào gương lời giải cho BT 3(20p) lớp chất lỏng chiết suất n, với Yêu cầu nhóm HS HS thảo luận nhóm: khoảng cách từ mặt thống thảo luận để từ việc tìm + Về sơ đồ tạo ảnh qua đến O HO =3cm hệ cho hiểu sơ đồ tạo ảnh qua hệ ảnh trùng với S Bỏ qua hệ đề xuất phương pháp + Nghe hướng dẫn tượng dính ướt Tính n? giải BT GV hỗ trợ GV để biết vận dụng hệ Lời giải BT 3: câu hỏi đ nh nguyên lí thuận ngh ch chiều truyền + Sơ đồ tạo ảnh qua hệ: hướng: sáng để xác đ nh v trí LCP GCL  S1   S2 + Hãy xác đ nh trình ảnh vật lần S  LCP S2   S3  S tạo ảnh qua quang hệ tạo ảnh qua gương cầu trùng gồm lần tạo ảnh (nguyên tắc tách khỏi, + Xét lần tạo ảnh qua gương cầu lõm, theo nguyên lí thuận nguyên tắc kết hợp) nào? LCP ( n;1) ngh ch: S2   S3  S + Hãy áp dụng ngun lí + Tìm liên hệ chiết LCP (1;n )  S2 ; đồng thuận ngh ch để xác đ nh suất chất lỏng với v thì: S  S3  trí S S1 để tìm LCP (1;n )  S1 , suy ra: v trí vật cách tính chiết suất thời: S  chất lỏng công thức giải vấn đề: gương ảnh tạo tạo ảnh qua lưỡng chất S1  S2  C (C tâm gương) phẳng gương cầu lõm? (nguyên tắc kết hợp Suy ra: + Áp dụng công thức tạo nguyên tắc tách khỏi) S1O  R  19cm ảnh qua lưỡng  S1 H  19  HO  16cm chất phẳng để xác đ nh chiết + Áp dụng công thức tạo ảnh suất chất lỏng? qua LCP ta n=4/3 Kết thúc vấn đề: Tóm tắt Dưới hướng dẫn lại kết ý nghĩa GV, HS nêu chiến lược giải BT quang hình tập GV giao nhiệm vụ nhà HS tiếp nhận nhiệm vụ (5p) Giáo án t BT v nhà: BTST 20 (chương LV) c ng iệm 4: Tìm hi u chi t su t sợi quang (Câu ạc Vật lí) (1 buổi: 2h) I V trí b i c Một buổi sinh hoạt câu lạc Vật lí II Mục tiêu dạy c: * Kiến thức : Củng cố khắc sâu kiến thức tượng phản xạ toàn phần, sợi quang học ứng dụng sợi quang học * Kĩ : - Vận dụng xác cơng thức đ nh luật khúc xạ ánh sáng góc giới hạn phản xạ toàn phần - Rèn luyện kĩ thu thập xử lí thơng tin - Rèn luyện kĩ phương pháp thực nghiệm - Rèn luyện kĩ vận dụng nguyên tắc sáng tạo (nguyên tắc linh động, nguyên tắc vạn năng) * Thái độ : Giúp hình thành học sinh thái độ nhìn nhận tượng cách khoa học Giáo dục lòng yêu khoa học, ln tìm tịi, vận dụng kiến thức cách sáng tạo để chế tạo dụng cụ phục vụ sống Giáo dục tinh thần đoàn kết, thái độ hợp tác lao động III C uẩn b : * Học sinh: sợi cước, thước chia độ, sợi thép mảnh dễ uốn * Giáo viên: - Giáo án - Dụng cụ thí nghiệm: nguồn sáng, bìa, bóng đèn điện màu đỏ IV Nội dung buổi sinh hoạt câu lạc N ắc ại i n t ức Vật í c iên quan n nội dung sin lí (5 phút) + Viết biểu thức đ nh luật khúc xạ ánh sáng + Điều kiện để xảy tượng phản xạ toàn phần oạt câu ạc Vật + Góc giới hạn phản xạ toàn phần Giải tập sở (5ph) Đ bài: Một khối suốt hình trụ dài, chiết suất n đặt khơng khí Một tia sáng đơn sắc tới đầu hình trụ góc tới i Tìm điều kiện chiết suất n để tia sáng b phản xạ toàn phần i thành khối Hƣớng dẫn giải tóm tắt: + vận dụng kiến thức đ nh luật khúc xạ tượng phản xạ toàn phần + Kết BT xuất phát: n   sin i Bài tập số (10ph) + GV đặt vấn đề sử dụng nguyên tắc sáng tạo để làm xuất tình giới thiệu tập mới-BT số + Đề bài: Hãy xác định chiết suất sợi quang học? + HS tiếp nhận đề bài, nghiên cứu tính chất tập: tượng phản xạ tồn phần + GV định hướng tư hệ thống câu hỏi: - Sợi quang học ứng dụng tượng quang học nào? - Để tia sáng khúc xạ vào sợi quang khơng ló thành bên sợi cần có điều kiện nào? - Áp dụng kết tập xuất phát, xác đ nh chiết suất sợi quang học? + Lời giải tóm tắt: - Sợi quang học dựa vào tượng phản xạ toàn phần, tia sáng đến đầu sợi khúc xạ vào sợi b phản xạ toàn phần thành sợi, điều kiện là: n   sin i (*) thoả m n với góc tới i (sử dụng nguyên tắc linh động nguyên tắc kết hợp) - Để (*) thoả mãn với góc tới i cần n   sin imax  Bài tập số ( 30ph) + GV đặt vấn đề sử dụng nguyên tắc sáng tạo (nguyên tắc kết hợp, nguyên tắc vạn năng) để làm xuất tình giới thiệu tập mới-BT số + BT số 2: Hãy thiết kế phương án đo chiết suất sợi cước + HS nghiên cứu tính chất BT: xây dựng phương án đo chiết suất sợi cước nguồn sáng có khe hẹp, thước đo góc thước đo độ dài + GV đ nh hướng tư duy, HS tiếp nhận thông tin để thiết kế phương án đo chiết suất sợi cước: - Câu hỏi định hướng tư duy: Câu hỏi 1: Với sợi cước nhỏ đo chiết suất điều khó khả thi, ta kết hợp nhiều sợi cước lại với để đo chiết suất chúng Em thiết kế phương án đo nào? Câu hỏi 2: Có thể sử dụng độ dời ngang tia sáng qua mặt song song để đo chiết suất không? Câu hỏi 3: Nếu dựa vào độ dời ngang phải bố trí sợi cước sát làm để sợi cước tương đương với mỏng song song - HS thảo luận nhóm xây dựng phương án đo chiết suất sợi cước: Bước 1: Xếp sợi cước sát tạo thành lớp mỏng mặt bàn, để tia sáng qua sợi cước tương đương với mỏng song song ta sử dụng hai bìa trắng có bề dày bán kính sợi cước ép hai bìa sát với sợi cước nằm bàn Bước 2: Khi chiếu tia sáng là bìa s qua tiết diện lớn chứa trục sợi cước tương đương với mặt song song Bước 3: Đo độ dời ngang góc tới ( d  e(sin i  sin i / n  sin i.cosi/n)  sin i / n ) suy chiết suất sợi cước; nhiều sợi cước ghép lại độ dời ngang lớn dễ đo + HS nạp báo cáo phương án đ xây dựng + GV nhận xét kết nhóm, tổng kết phương án nêu phương án khả thi đơn giản B i tập số (55 ph) + GV đặt vấn đề sử dụng nguyên tắc sáng tạo (nguyên tắc kết hợp, nguyên tắc vạn năng, nguyên tắc cụ thể hố) để làm xuất tình giới thiệu tập mới-BT số + Đề số 3: Hãy kiểm tra xem sợi cước có phải sợi quang học khơng, từ kết hợp với vài bóng đèn màu h y nghĩ cách chế tạo đèn trang trí + HS tiếp nhận đề tìm hiểu tính chất tập số + GV đ nh hướng tư hệ thống câu hỏi, HS tiếp nhận thơng tin xử lí thơng tin để tiến hành thí nghiệm đo chiết suất sợi cước chế tạo đèn trang trí -Câu hỏi định hướng tư duy: Câu hỏi 1: Hãy tìm cách kiểm tra xem sợi cước có phải sợi quang học không? Câu hỏi 2: Nếu sợi cước sợi quang, so sánh cường độ chùm sáng ló so với cường độ chùm sáng chiếu tới Câu hỏi 3: Có thể sử dụng độ sáng chùm ló đầu sợi cước, tìm cách chế tạo bơng hoa ”lấp lánh” nhờ đầu sợi cước - HS tiếp nhận thông tin, thảo luận nhóm để chế tạo đèn trang trí + Lời giải tóm tắt: - Sử dụng nguồn sáng để đo chiết suất sợi cước (BTST6) tìm sợi cước có chiết suất n  - Sử dụng bóng đèn điện có màu (đỏ xanh) tạo nguồn sáng, cho ánh sáng chiếu vào đầu sợi cước đ buộc chặt lại thành bó, đầu cịn lại sợi cước uốn theo sợi thép mảnh có dạng bơng hoa, ta s hoa lấp lánh nhờ ánh sáng ló đầu sợi cước + Trong thời gian nhóm HS chế tạo đèn trang trí, GV tiếp tục hướng dẫn HS để nhóm biết thiết kế đèn trang trí có thẩm m cao + GV cho HS nhà tiếp tục hoàn thiện sản phẩm nhóm Củng cố giao nhiệm vụ v nhà (5ph) + GV tổng kết nhận xét hoạt động nhóm + Giao nhiệm vụ nhà hoàn thiện sản phẩm nhóm cơng bố thời hạn nộp sản phẩm PHỤ LỤC P i u N iệm vụ c tập (giáo án t c ng iệm số 2) c tập + Vận dụng kiến thức thấu kính để giải tập thấu kính quang hệ + Tiếp nhận thông tin, đọc câu hỏi đ nh hướng tốn thảo luận nhóm để tìm cách giải vấn đề đặt tốn + Trình bày lời giải vào bảng nhỏ nhóm Trả lời câu hỏi ối với tập gồm câu hỏi sau: Câu hỏi 1: Trước hết em giải tốn sau đây: tính khoảng cách ngắn vật sáng ảnh thật tạo thấu kính hội tụ nói trên? (kết hợp với tập sở ) Câu hỏi 2: Để tính quãng đường d ch chuyển ảnh ta phải chọn vật sáng hay thấu kính làm mốc? Câu hỏi 3: Hãy khảo sát khoảng cách vật ảnh thật theo d (khi d ch chuyển thấu kính xa d biến đổi từ 30cm đến 60cm) Trả lời câu hỏi ối với tập gồm câu hỏi sau: Câu hỏi 4: Từ cơng thức thấu kính d  d / giá tr chúng bao nhiêu? Câu hỏi 5: Hãy kết hợp với tập sở xem xét phương trình (*) có nghiệm? Câu hỏi 6: Hãy xác đ nh tiêu cự thấu kính trường hợp (*) có nghiệm? Trả lời câu hỏi ối với tập gồm câu hỏi sau: Câu hỏi 7: Hãy mơ tả q trình tạo ảnh qua hệ? Có hai v trí L2 cho ảnh rõ nét màn, suy nghĩ xem có mối liên hệ BTST 16 với tập sở thứ không? Câu hỏi 8: Hãy giải hai toán nhỏ sau: xét tạo ảnh qua L2 tập sở xét tạo ảnh qua thấu kính phân kì L1 Câu hỏi 9: Hãy kết hợp hai tập nhỏ theo sơ đồ tạo ảnh để tìm kết BT PHỤ LỤC CÁC BÀI KIỂM TRA I Bài ki m tra số 1(30phút) 1) Mục tiêu: HS vận dụng đ nh luật khúc xạ tượng phản xạ toàn phần, vận dụng tạo ảnh qua lưỡng chất phẳng để giải số tập đ nh luật khúc xạ, tạo ảnh qua lưỡng chất phẳng - Rèn luyện kĩ giải tập quang hình học - Rèn luyện kĩ tư sáng tạo - Bồi dưỡng lịng u khoa học, ln tìm tịi vận dụng kiển thức khoa học tình sống 2) Đề bài: Câu (3điểm): Chiếu tia sáng đơn sắc từ nước khơng khí Chiết suất nước n=4/3 Xác đ nh tia ló tính góc lệch tia sáng, góc tới tia sáng bằng: a) i = b) i = 300 c) i = 600 Câu (5điểm): Một bể nước có đáy phẳng tráng bạc nằm ngang, lớp nước bể suốt có bề dày 60cm Chiết suất nước n= 4/3 Một người soi mặt vào bể nước thấy ảnh mình? Hãy xác đ nh v trí ảnh đó? Câu (2điểm): Đôi đứng bờ biển quan sát, người ta thấy ảnh tàu biển lên bầu trời Hãy giải thích tượng trên? II Bài ki m tra số (45phút) 1) Mục tiêu: HS vận dụng kiến thức mắt cơng thức thấu kính để giải số toán tật cận th viễn th mắt - Rèn luyện kĩ giải tập quang hình học - Rèn luyện kĩ tư sáng tạo - Bồi dưỡng lòng yêu khoa học, ln tìm tịi vận dụng kiển thức khoa học tình sống 2) Đề bài: (Mỗi mục 2điểm) Một người b cận th có cận điểm cách mắt 10cm, viễn điểm cách mắt 80cm a) Xác đ nh độ tụ kính phải đeo sát mắt để nhìn rõ vật vơ cực mà khơng phải điều tiết? Khi đeo kính đó, điểm gần trục đặt vật mà mắt cịn nhìn rõ cách mắt bao nhiêu? b) Người đeo kính phân kì sát mắt có độ lớn độ tụ nhỏ hay lớn kính đ chọn câu a) giới hạn nhìn rõ mắt đeo kính s thay đổi nào? c) Theo em, ba kính có độ tụ trên, người nên chọn kính nào? d) Vợ người b viễn th có điểm cực cận cách mắt 80cm Nếu hai vợ chồng ơng ta đeo nhầm kính giới hạn nhìn rõ người s thay đổi nào? e) Em tìm hiểu nguyên nhân tật cận th có lời khuyến cáo cho bạn HS việc biết bảo vệ hệ thống quang học mắt đọc sách xem vơ tuyến hay làm việc với hình máy vi tính? PHỤ LỤC BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CỦA HS ... ƣơng XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÍ 11 BAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hệ thống BTST phần Quang hình học lớp 11 ban KHTN công cụ bồi dưỡng tư sáng tạo, tư vật lí phần. .. nghiên cứu ? ?Xây dựng hệ thống tập sáng tạo d ng cho dạy học phần quang hình học Vật lý lớp 11 chương trình nâng cao” Mục íc ng iên cứu Xây dựng hệ thống tập sáng tạo phần quang hình học đề xuất... đào tạo Tr-ờng đại học vinh - - NGUYỄN VĂN HẠNH XÂY DựNG Hệ THốNG BàI TậP SáNG TạO DùNG CHO DạY HọC PHầN QUANG HìNH HọC VậT Lí 11 TRUNG HọC PHổ THÔNG Chuyên ngành: lý luận ph-ơng pháp dạy