1.5.1. Mục đích điều tra
Để có thể soạn thảo tiến trình dạy học sao cho phát huy được tính tích cực, tự lực của HS, trước tiên chúng ta cần tìm hiểu về thực trạng giảng dạy và học tập chương “Khúc xạ ánh sáng” ở các trường trung học phổ thông hiện nay, để trên cơ sở
đó, xây dựng tiến trình dạy học phù hợp. Vì vậy, tôi đã tìm hiểu về tình hình dạy và học chương “Khúc xạ ánh sáng” ở các trường: trường THCS & THPT Long Thượng, THPT Cần Giuộc, THPT Nguyễn Đình Chiểu thuộc địa bàn huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An với những thông tin sau:
- Những thuận lợi, khó khăn chủ yếu và sai lầm phổ biến của HS khi học chương “Khúc xạ ánh sáng”.
- Những thuận lợi và khó khăn chủ yếu khi GV tiến hành giảng dạy chương này. - Các phương pháp dạy học mà GV sử dụng, việc sử dụng thí nghiệm của GV trong quá trình giảng dạy.
1.5.2. Phương pháp điều tra
Để đạt được mục đích trên chúng tôi đã tiến hành:
- Sử dụng phiếu điều tra (phụ lục) đối với 10 GV (trường THCS & THPT Long Thượng 4 GV, trường THPT Cần Giuộc 5 GV, trường THPT Nguyễn Đình Chiểu 1 GV).
1.5.3. Kết quả điều tra
1.5.3.1. Tình hình dạy của GV
Phần đông GV vẫn sử dụng phương pháp thuyết trình và đàm thoại để tiến hành dạy học chương này. GV dạy đúng theo trình tự của SGK, có chú ý nhấn mạnh các kiến thức quan trọng và yêu cầu HS tiến hành áp dụng các công thức để làm bài tập. Một số GV đã áp dụng phương pháp dạy học theo nhóm để phát triển tính tích cực và tự lực cho HS, nhưng chỉ áp dụng được một phần nhỏ của phương pháp này.
GV chủ yếu mô tả lại hiện tượng khúc xạ và phản xạ toàn phần bằng hình vẽ minh họa và thuyết trình, không tiến hành thí nghiệm như trong SGK, sau đó yêu cầu HS xử lí số liệu có trong SGK để rút ra kết luận mà không yêu cầu tính sai số tỉ đối.
1.5.3.2. Tình hình học của HS
Đa số HS còn thụ động trong tiết học, hoạt động chủ yếu của các em chỉ là lắng nghe những thông báo và giảng giải của GV, sau đó ghi chép lại những điều GV nhấn mạnh hoặc ghi lên bảng. Các em vẫn còn tâm lý ỷ lại vào GV mà chưa tự lực giải quyết được một số vấn đề.
HS chỉ có thể vận dụng máy móc các bài tập quen thuộc chứ chưa tự lực giải quyết các bài toán có yêu cầu cao hơn.
a. Những khó khăn và sai lầm phổ biến của học sinh
Qua kênh thông tin trao đổi với GV và tiếp xúc với HS, phân tích các bài kiểm tra và vở bài tập của HS, chúng tôi nhận thấy khi học chương “Khúc xạ ánh sáng” , khó khăn và sai lầm phổ biến của HS là:
- Đa số các em đều không hiểu được bản chất của hiện tượng khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần cũng như là điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần.
- Các em còn lúng túng trong việc xác định góc tới, góc phản xạ, góc khúc xạ và xác định ảnh của vật thật khi qua mặt lưỡng chất giữa hai môi trường trong suốt xác định.
- Khả năng vận dụng kiến thức hình học để giải các bài toán nâng cao còn yếu, các em thường mắc sai lầm ở việc xác định chiết suất tuyệt đối của một môi trường và chiết suất tỉ đối của môi trường này đối với môi trường kia dẫn đến việc tính toán trong các bài toán vận dụng chưa được chính xác.
- Khả năng diễn đạt của HS còn yếu do ít phát biểu nên các em thường lúng túng, ấp úng khi diễn đạt các ý tưởng, các vấn đề mà mình hiểu hay muốn hỏi.
- HS cũng ít được làm thí nghiệm hay ít được quan sát thí nghiệm nên khả năng quan sát hay thiết kế phương án thí nghiệm còn hạn chế.
b. Nguyên nhân dẫn đến những khó khăn của học sinh và biện pháp khắc phục
Nguyên nhân
Theo tôi, những nguyên nhân cơ bản dẫn đến những khó khăn của HS là:
- Các định luật phản xạ, khúc xạ hay hiện tượng phản xạ toàn phần đều được xây dựng bằng con đường thực nghiệm nhưng HS chỉ được học “chay”, không được tiến hành thí nghiệm cũng như được xem thí nghiệm biểu diễn mà chỉ nghe GV thuyết trình, chấp nhận kết luận của SGK và học thuộc lòng một cách máy móc.
- GV còn “ngại” tổ chức các hoạt động nhận thức làm cho HS tích cực trong giờ học, cụ thể chưa gây được sự chú ý, kích thích hứng thú học tập của HS.
Các biện pháp khắc phục những khó khăn trên
Để có thể khắc phục việc thông báo và truyền đạt kiến thức một chiều, chúng tôi xây dựng tiến trình dạy học sao cho phù hợp với trình độ, khả năng của HS nhằm giúp HS tích cực và tự lực giải quyết vấn đề, qua đó tự hình thành kiến thức cho mình. Cụ thể, chúng tôi sẽ xây dựng tiến trình dạy học theo hình thức dạy học PH & GQVĐ giúp cho HS có cách nhìn đúng đắn hơn về hiện tượng vật lí quen thuộc trong cuộc sống đồng thời giúp các em tìm được kiến thức mới theo con đường khoa học như chính các nhà khoa học thời xưa.
Dựa vào việc xác định rõ trình độ kiến thức xuất phát cần có của HS, chúng tôi nhắc HS ôn tập, bổ sung và củng cố các kiến thức đó trước khi học bài mới.
Sử dụng các hình ảnh, dụng cụ thí nghiệm cho các em HS tương tác trên những dụng cụ cụ thể tăng kĩ năng sử dụng đồ dùng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
TIỂU KẾT CHƯƠNG 1
Trong chương này, chúng tôi đã thực hiện nghiên cứu một số nội dung như sau: - Tìm hiểu một số vấn đề về dạy và học tích cực như: như thế nào là một phương pháp dạy và học tích cực?, đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực của HS, phân biệt giữa dạy học tích cực và dạy học thụ động.
- Nghiên cứu lí luận về việc tổ chức dạy học sao cho phát huy được tính tích cực và tự lực cho HS.
- Nghiên cứu về qui trình tổ chức dạy học PH & GQVĐ.
- Tìm hiểu về cách thức thiết kế một phương án dạy học cho từng đơn vị kiến thức cụ thể sao cho phù hợp với tiến trình nhận thức của HS.
- Tìm hiểu về tình hình dạy và học chương “Khúc xạ ánh sáng” ở một số trường trên địa bàn tỉnh Long An.
Chương 2
THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC THUỘC CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” VẬT LÝ 11 THEO HƯỚNG PHÁT
HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
2.1. Tìm hiểu chương “khúc xạ ánh sáng” vật lí 11 2.1.1. Cấu trúc nội dung chương “Khúc xạ ánh sáng” 2.1.1. Cấu trúc nội dung chương “Khúc xạ ánh sáng”
Chương “Khúc xạ ánh sáng” theo chương trình Vật lí 11 được phân phối như sau: gồm 6 tiết, có 2 tiết lí thuyết, 3 tiết bài tập và 1 tiết kiểm tra, được cấu trúc nội dung cụ thể như sau:
Bảng 2.1. Cấu trúc nội dung cụ thể của từng bài
Chương VI: Khúc xạ ánh sáng
Khúc xạ ánh sáng (1 tiết)
- Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng.
- Nêu được chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối là gì và mối quan hệ giữa các chiết suất này với tốc độ ánh sáng trong các môi trường.
- Nêu được tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng và chỉ ra sự thể hiện tính chất này ở định luật khúc xạ ánh sáng.
Hiện tượng phản xạ toàn phần
(1 tiết)
- Mô tả được hiện tượng phản xạ toàn phần và nêu được điều kiện xảy ra hiện tượng này.
-Mô tả được sự truyền ánh sáng trong cáp quang và nêu được ví dụ về ứng dụng cáp quang và tiện lợi của nó.
Trong chương “Khúc xạ ánh sáng” đề cập đến các vấn đề sau:
- Định luật khúc xạ ánh sáng. Chiết suất tuyệt đối và tỉ đối và mối quan hệ giữa các chiết suất này với tốc độ của ánh sáng trong các môi trường. Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng.
- Hiện tượng phản xạ toàn phần và điều kiện xảy ra hiện tượng này. Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần.
Các nội dung kiến thức trong chương có cấu trúc theo sơ đồ:
Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Khúc xạ ánh sáng”
2.1.2. Mục tiêu của chương “Khúc xạ ánh sáng”
2.1.2.1. Mục tiêu về kiến thức
- Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng và viết được hệ thức của định luật này.
- Nêu được chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối là gì? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Nêu được tính chất thuận nghịch của sự truyền ánh sáng và chỉ ra sự thể hiện tính chất này ở định luật khúc xạ ánh sáng.
- Mô tả được hiện tượng phản xạ toàn phần và nêu được điều kiện xảy ra hiện tượng này.
- Mô tả được sự truyền ánh sáng trong cáp quang và nêu được ví dụ về ứng dụng của cáp quang.
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
Chiết suất
tuyệt dối Chi tỉ đối ết suất
Khúc xạ ánh sáng Hiện tượng phản xạ toàn phần Định luật khúc xạ ánh sáng: Sinr Sini = hằng số hay Sinr Sini = 1 2 n n
2.1.2.2. Mục tiêu về kĩ năng
HS
- Vận dụng được hệ thức của định luật khúc xạ ánh sáng. - Giải được các bài tập về hiện tượng phản xạ toàn phần.
2.1.2.3. Mục tiêu về thái độ - tình cảm
HS
- Hứng thú tham gia xây dựng bài học, đưa ra được các dự đoán, giải pháp để giải quyết nhiệm vụ được giao.
- Có tinh thần hợp tác, trách nhiệm trong các hoạt động nhóm.
2.2. Thiết kế tiến trình dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng”
Để phát huy tính tích cực và tự chủ trong học tập của HS, chúng tôi thiết kế các phương án dạy học theo hướng PH & GQVĐ, do đó nội dung các kiến thức trong chương được cấu trúc theo 2 bài học:
Bài học 1: Khúc xạ ánh sáng (1 tiết). Bài học 2: Phản xạ toàn phần (1 tiết).
Khi thiết kế phương án dạy học ở mỗi bài học, chúng tôi thực hiện 5 bước : - Xác định các câu hỏi (vấn đề) và các kết luận tương ứng (nội dung kiến thức cần xây dựng).
- Lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức. - Xác định mục tiêu dạy học.
- Nêu sự chuẩn bị của GV và HS.
- Tổ chức hoạt động dạy học với từng đơn vị kiến thức trong bài học phù hợp nhằm phát huy tối đa tính tích cực, tự chủ chiếm lĩnh kiến thức ở HS.
2.2.1. Bài 1: Khúc xạ ánh sáng
Các câu hỏi và các kết luận tương ứng
Câu hỏi 1: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì?
Kết luận 1: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi phương đột ngột khi đi qua mặt phân cách hai môi trường truyền ánh sáng.
Câu hỏi 2: Ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối? Giải thích hiện tượng khúc xạ ánh sáng khi ánh sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt?
Kết luận 2:
- Chiết suất tuyệt đối của một môi trường cho ta biết vận tốc truyền của ánh sáng trong môi trường đó giảm đi bao nhiêu lần so với tốc độ ánh sáng trong chân không.
- Chiết suất tỉ đối của môi trường này đối với môi trường kia cho ta biết tốc độ ánh sáng trong môi trường này hơn hoặc kém hơn tốc độ ánh sáng trong môi trường kia bao nhiêu lần.
- Giải thích hiện tượng khúc xạ ánh sáng: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng gây ra do vận tốc truyền sóng của ánh sáng khác nhau trong các môi trường khác nhau. Bằng nguyên lí Huyghen, người ta giải thích khi đập vào mặt phân cách, vì vận tốc truyền sóng ánh sáng khác nhau nên mặt đầu sóng đổi phương, do đó phương truyền của tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Câu hỏi 3: Nội dung định luật khúc xạ ánh sáng?
Kết luận 3:
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới.
- Tia tới và tia khúc xạ nằm ở hai bên pháp tuyến tại điểm tới.
- Đối với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một hằng số. sin sin i n r = ; 2 1 21 1 2 n v n n v = =
Câu hỏi 4: Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng?
Kết luận 4: Ánh sáng truyền đi theo con đường nào thì cũng truyền ngược lại được theo con đường đó.
Lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức.
Các nội dung kiến thức trên được dạy theo cách ôn tập kiến thức đã học ở lớp 9 và thông báo bổ sung khái niệm chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối, công thức của định luật khúc xạ ánh sáng và mở rộng kiến thức bằng cách đặt vấn đề nhìn một vật qua mặt nước.
Mục tiêu của bài học Về kiến thức: HS
- Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng và viết được hệ thức của định luật này.
- Nêu được chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối là gì?
- Nêu được tính chất thuận nghịch của sự truyền ánh sáng và chỉ ra sự thể hiện tính chất này ở định luật khúc xạ ánh sáng.
Về kĩ năng: HS
- Vận dụng được hệ thức của định luật khúc xạ ánh sáng. - Vẽ được ảnh của vật qua mặt lưỡng chất phẳng.
- Giải thích được các hiện tượng thực tế.
Về thái độ: HS
- Rèn luyện tính tích cực, trách nhiệm khi làm việc.
Chuẩn bị của GV và HS
GV:- Phiếu học tập số 1 và đáp án; phiếu học tập số 2 dành cho các nhóm (phụ lục 1).
- Soạn thảo 5 câu trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn (phụ lục 1). - Máy chiếu, bút viết, giấy A3.
HS: - Ôn lại những kiến thức đã học khúc xạ ánh sáng ở lớp 9. - Đọc trước bài mới ở nhà.
Tổ chức hoạt động dạy học
* Hoạt động I: Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
-Trước khi vào bài mới, các em hãy quan sát chiếc thìa đặt trong cốc nước và cho biết nhận xét về hình ảnh chiếc thìa.
HS: chiếc thìa bị gãy khúc ngay ở điểm tiếp xúc của chiếc thìa và mặt nước.
GV: Hiện tượng trên được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng các em đã được học ở THCS, và hiện tượng khúc xạ được định nghĩa như sau: “là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi phương đột ngột khi đi qua mặt phân cách của 2 môi trường truyền ánh sáng”.
GV: Chiếu chùm tia sáng song song vào môi trường nước, mặt nước được xem là dụng cụ quang học, thì tia sáng bị lệch phương truyền.
Hệ hai môi trường không khí và nước được gọi là gì? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mặt nước được gọi là gì? Tia SI được gọi là tia gì? Tia IR được gọi là tia gì?
GV: ta xem mặt phân cách của hai môi trường như là một dụng cụ quang học do đó tia SI gọi là tia tới. Tia IR sau khi đi qua mặt phân cách của hai môi trừơng truyền sáng bị đổi phương do đó ta gọi tia IR là tia khúc xạ.
Không khí là môi trường chứa tia tới nên ta gọi không khí là môi trường tới. Nước là môi trường chứa tia khúc xạ nên ta gọi nước là môi trường khúc xạ. Khi ta chiếu ánh sáng từ môi trường không khí vào môi trường nước theo đường truyền từ SIR thì khi cho ánh
I. Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng:
- Khúc xạ là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi phương đột ngột khi đi qua mặt phân cách của hai môi trường truyền ánh sáng.
Hình vẽ :
sáng truyền từ môi trường nước sang môi trường không khí có thể truyền ngược lại theo đường truyền từ RIS, đây là tính thuận nghịch trong đường