6. Giả thuyết khoa học
2.4. Dự kiến tổ chức cho học sinh giải hệ thống bài tập
2.4.1. ý định sư phạm chung
– Do thời gian còn hạn chế, học sinh còn học nhiều môn, còn làm các loại bài tập khác như bài tập định tính, bài tập định lượng... Và điều thuận lợi là đối với các bài tập thí nghiệm, dụng cụ đơn giản, dễ kiếm nên học sinh có điều kiện để làm ở nhà. Chính vì vậy, phần lớn các bài tập là được sử dụng để giao về nhà, chỉ có một phần là làm trên lớp và có những bài tập thì một phần làm trên lớp còn một phần làm ở nhà.
– Phần lớn các bài tập đều được tổ chức làm theo nhóm, vì một học sinh không thể đủ thời gian để làm tất cả hệ thống các bài tập và tạo điều kiện, rèn luyện cho học sinh cách làm việc theo nhóm.
– Thời gian giao bài tập về nhà có thể từ 2 đến 3 tuần hay có thể kéo dài trong thời gian hai chương quang hình.
– Tùy theo điều kiện cụ thể ở từng trường, có thể tổ chức một buổi ngoại khóa để cho học mang sản phẩm đến làm thí nghiệm và báo cáo hoặc dành thời gian ở các tiết tự chọn bám sát hoặc không có thể sử dụng thời gian ở các tiết lí thuyết, hay tiết bài tập sau đó.
2.4.2. ý định sư phạm đối với từng bài tập Bài 1
Giáo viên sử dụng bài tập này trên lớp trong bài 44 “Khúc xạ ánh
sáng” để củng cố.
– Giáo viên: Mô tả thí nghiệm ở phần a), rồi yêu cầu học sinh dự đoán hiện tượng. Vì học sinh vừa được học xong lý thuyết nên sẽ dự đoán đúng hiện tượng, giáo viên không cần phải hướng dẫn.
– Sang đến phần b), yêu cầu cao hơn, đòi hỏi học sinh phải thiết kế được phương án thí nghiệm. Vận dụng kiến thức về hiện tượng khúc xạ, học sinh sẽ thiết kế được phương án.
– Giáo viên chia lớp thành 4 nhóm và yêu cầu các nhóm về nhà chế tạo dụng cụ và tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán.
Với bài 2, bài 3, bài 4 thì giáo viên sử dụng để giao về nhà cho 3 nhóm khác nhau, thời gian về nhà sau khi học xong bài khúc xạ ánh sáng.
Bài 5
– Giáo viên sử dụng bài tập này trên lớp làm bài tập củng cố sau khi học xong bài 45 “Phản xạ toàn phần”.
– Giáo viên mô tả cách tiến hành thí nghiệm, rồi yêu cầu học sinh dự đoán hiện tượng sẽ quan sát được.
– Học sinh vận dụng kiến thức về hiện tượng khúc xạ và hiện tượng phản xạ toàn phần sẽ dự đoán được là sẽ quan sát thấy ngọn lửa lộn ngược và hình như ngọn lửa lơ lửng trong không khí.
– Khi học sinh dự đoán xong hiện tượng giáo viên chia lớp thành 4 nhóm yêu cầu các nhóm về nhà tạo dụng cụ và làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán.
Bài 6
– Giáo viên sử dụng bài này trong giờ bài tập (sử dụng trong buổi ngoại khóa nếu có) về phản xạ toàn phần.
– Giáo viên chuẩn bị 4 bộ thí nghiệm: 4 cốc thủy tinh thành trong suốt, đường kính khoảng từ 10 đến 12cm và 4 cái phễu thủy tinh có đường kính nhỏ hơn một chút nửa đường kính của cốc.
– Giáo viên chia lớp thành 4 nhóm chia mỗi nhóm một bộ thí nghiệm, rồi yêu cầu học sinh bịt kín cuống phễu rồi nhúng phễu ngập vào cốc nước. Quan sát từ trên cuống phễu mô tả hiện tượng quan sát được.
– Học sinh làm thí nghiệm, mô tả được hiện tượng. – Giáo viên yêu cầu học sinh giải thích hiện tượng.
– Học sinh vận dụng kiến thức hiện tượng phản xạ toàn phần, giải thích được hiện tượng.
– Giáo viên yêu cầu học sinh dự đoán: Nếu bây giờ không bịt cuống phễu nữa và vẫn làm thí nghiệm như phần a) thì hiện tượng quan sát được sẽ như thế nào ?
– Trên cơ sở phần a) học sinh đã biết hiện tượng đó là do phản xạ toàn phần nên phần này học sinh sẽ dự đoán được: Do không bịt kín cuống phễu nên nước vào trong phễu, do đó không xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, ta chỉ nhìn thấy phễu như được nâng lên gần mặt nước và to hơn.
– Giáo viên yêu cầu học sinh làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán. – Học sinh làm thí nghiệm, hiện tượng xảy ra đúng như dự đoán. Bài 7
– Giáo viên sử dụng bài này trong giờ bài tập (sử dụng trong buổi ngoại khóa nếu có) về phản xạ toàn phần.
– Giáo viên cũng chuẩn bị 4 bộ thí nghiệm, chia lớp thành bốn nhóm và yêu cầu học sinh tiến hành thí nghiệm như phần a), rồi mô tả hiện tượng quan sát được.
– Học sinh làm thí nghiệm và mô tả được hiện tượng. – Giáo viên yêu cầu học sinh giải thích hiện tượng.
– Học sinh vận dụng kiến thức về hiện tượng phản xạ toàn phần và giải thích dược hiện tượng.
– Giáo viên mô tả cách tiến hành thí nghiệm ở phần b), rồi yêu cầu học sinh dự đoán hiện tượng quan sát được.
– Trên cơ sở ở phần a), học sinh đã biết hiện tượng xảy ra là do sự khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần nên bằng suy luận lôgic học sinh sẽ dự đoán đúng hiện tượng xảy ra.
– Giáo viên yêu cầu học sinh làm thí nghiệm kiểm tra.
– Học sinh làm thí nghiệm, quan sát hiện tượng đúng như dự đoán. – Giáo viên mô tả cách tiến hành thí nghiệm như phần c), rồi yêu cầu học sinh dự đoán hiện tượng quan sát được.
– Trên cơ sở phần b), nên bằng suy luận lôgic học sinh dự đoán được hiện tượng.
– Giáo viên yêu cầu học sinh làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán. – Học sinh làm thí nghiệm, quan sát hiện tượng đúng như dự đoán.
Bài 8
– Giáo viên sử dụng bài tập này trên lớp sau khi học xong bài lăng kính để củng cố kiến thức.
– Giáo viên nêu câu hỏi phần a), yêu cầu học sinh trả lời.
– Học sinh vận dụng kiến thức vừa học về lăng kính, hiện tượng khúc xạ ánh sáng và trả lời tia sáng sẽ bị lệch về phía đáy lăng kính.
– Giáo viên mô tả cách thí nghiệm như phần b), rồi yêu cầu học sinh dự đoán tia sáng sẽ lệch như thế nào.
– Một số học sinh sẽ mắc phải sai lầm, cho rằng tia sáng sẽ bị lệch về phía đáy của lăng kính.
– Con một số học sinh sẽ vận dụng được định luật khúc xạ ánh sáng sẽ dự đoán là tia sáng sẽ lệch về phía đỉnh (góc chiết quang) của lăng kính.
– Giáo viên chia lớp thành 4 nhóm và yêu cầu mỗi nhóm về nhà thiết kế dụng cụ và tiến hành thí nghiệm kiểm tra.
– Học sinh về nhà chế tạo được dụng cụ thí nghiệm và tiến hành được thí nghiệm kiểm tra dự đoán.
Bài 9
– Giáo viên sử dụng bài tập này sau khi học xong bài lăng kính.
– Giáo viên chuẩn bị 4 lăng kính bằng thủy tinh có tiết diện là tam giác đều nhưng có kích thước khác nhau.
– Giáo viên chia lớp thành 4 nhóm, giao nhiệm vụ về nhà cho mỗi nhóm.
– Học sinh sẽ gặp khó khăn ở phần a) nên trong quá trình làm việc với bài tập giáo viên cần hướng dẫn thêm:
+ Giáo viên: Khi xảy ra trường hợp góc lệch cực tiểu thì tia tới, tia ló và đường phân giác của góc chiết quang quan hệ với nhau như thế nào ?
+ Học sinh dựa vào điều kiện để có góc lệch cực tiểu và kiến thức toán học sẽ trả lời được: Tia tới và tia ló đối xứng với nhau qua đường phân giác.
+ Giáo viên: Trong thí nghiệm này thì đường nào đóng vai trò là tia tới, đường nào đóng vai trò là tia khúc xạ ? Hai tia này và đường phân giác của góc chiết quang có mối quan hệ với nhau như thế nào ?
– Đến đây học sinh sẽ tiếp tục làm được. Bài 10
Giáo viên sử dụng bài tập này để giao nhiệm vụ về nhà cho 4 nhóm học sinh sau khi làm xong bài 9.
Vì đã được làm bài 9 nên ở bài này học sinh sẽ làm tự làm được, giáo viên không cần phải hướng dẫn.
Bài 11
– Giáo viên chuẩn bị 4 bộ thí nghiệm, mỗi bộ gồm 1 thấu kính phân kì, 1 thấu kính hội tụ nhưng chưa rõ là thấu kính nào.
– Giáo viên sử dụng bài này sau trên lớp sau khi học xong mục 4 (Xác định ảnh bằng cách vẽ đường đi của tia sáng) của bài 48 (Khúc xạ ánh sáng).
– Học sinh vận dụng kiến thức ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì sẽ thiết kế được phương án thí nghiệm và xác định được đâu là thấu kính hội tụ, đâu là thấu kính phân kì.
Bài 12
– Giáo viên sử dụng bài tập này sau khi học xong bài 48 (Thấu kính mỏng) làm bài tập củng cố.
– Học sinh vận dụng kiến thức vừa học sẽ vẽ được hình.
– Khi học sinh vẽ xong, giáo viên hỏi tiếp: “Nếu bây giờ ta chỉ dùng một nửa thấu kính thì ảnh trên màn sẽ thay đổi như thế nào ?”
– Một số học sinh sẽ mắc sai lầm cho rằng, ảnh sẽ mất một nửa.
– Một số học sinh vận dụng kiến thức: Đường đi của tia sáng qua thấu kính và ảnh tạo bởi thấu kính sẽ dự đoán được ảnh của ngọn nến trên màn sẽ không mất đi. Nhưng sẽ không dự đoán được rằng ảnh sẽ bị mờ đi.
– Giáo viên chia lớp thành 4 nhóm cho học sinh thảo luận giao nhiệm vụ về nhà cho mỗi nhóm thiết kế phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán. Làm thế nào để có một nửa thấu kính ?
Bài 13
– Giáo viên sử dụng bài tập này trong giờ bài tập (buổi ngoại khóa nếu có) của thấu kính mỏng.
– Phần a): Giáo viên yêu cầu 2 học sinh lên bảng vẽ hình.
– Học sinh vận dụng kiến thức về sự tạo ảnh của hai thấu kính sẽ vẽ được ảnh của điểm sáng qua hai thấu kính và xác định được vệt sáng trên màn. – Giáo viên yêu cầu tiếp: Từ hình vẽ hãy đề xuất phương án thí nghiệm đo tiêu cự của thấu kính phân kì.
– Bước này nhằm mục đích phát triển tư duy sáng tạo của học sinh. – Giáo viên chia lớp thành 4 nhóm với 4 bộ thí nghiệm, yêu cầu các nhóm đo tiêu cự của thấu kính phân kì.
– Học sinh tiến hành thí nghiệm.
– Khi học sinh tiến hành thí nghiệm, sẽ gặp khó khăn là không xác định được trục chính của hai thấu kính nên khó xác định được OP và HN. ở
đây, yêu cầu học sinh phải có tư duy sáng tạo, không xác định được trực tiếp OP và HN thì ta đo cả đường kính đường viền của thấu kính và đường kính của vệt sáng rồi chia đôi.
Kết luận chương II
Trong chương này, chúng tôi đã trình bày được những yêu cầu về kiến thức, kĩ năng của phần khúc xạ ánh sáng ở lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao. Ngoài các yêu cầu kiến thức, kĩ năng trong chương trình do Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành, theo chúng tôi ở phần này, cần đạt được thêm một số kiến thức, kĩ năng hay phát triển tư duy. Từ đó phân loại hệ thống bài tập trong hai chương và trình bày những đặc điểm của hệ thống bài tập của hai chương. Qua đó, chúng tôi đã soạn thảo nội dung hệ thống bài tập , ở mỗi bài tập đều có lời giải và dự kiến tổ chức hoạt động nhằm mục đích nâng cao chất lượng kiến thức và phát huy tính tích cực hoạt động của học sinh.
Tuy nhiên trong chương này, chúng tôi chỉ nhằm mục đích soạn thảo hệ thống bài tập về đến hiện tượng khúc xạ ánh sáng, chưa đầy đủ hệ thống bài tập của cả hai chương “Khúc xạ ánh sáng” và “Mắt. Các dụng cụ quang”.
Chương III
Thực nghiệm sư phạm 3.1. mục đích thực nghiệm
– Kiểm nghiệm tính khả thi của nội dung hệ thống bài tập và tính khả thi của các dự kiến tổ chức hoạt động giải bài tập của học sinh. Trên cơ sở đó, sửa đổi, bổ sung nội dung hệ thống bài tập và các dự kiến tổ chức hoạt động giải hệ thống bài tập đó.
– Những dự kiến về các vấn đề cần hướng dẫn có phù hợp không. – Học sinh có gặp những khó khăn và có sáng tạo ngoài dự kiến không.
– Đánh giá hiệu quả của hệ thống bài tập đối với việc phát huy tính tích cực và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh.