2.2.1. Chủ đề kiến thức về “Khúc xạ ánh sáng và phản xạ tồn phần”
(Vận dụng hình thức nhĩm cĩ sử dụng TN)
2.2.1.1. Lí do chọn hình thức nhĩm cĩ sử dụng TN
Nội dung chính của phần này là định luật khúc xạ ánh sáng và điều kiện phản xạ tồn phần, đây cũng là những nội dung trọng tâm của phần Quang hình học. Những nội dung này được thiết lập theo con đường thực nghiệm; các TN cũng khá đơn giản, dễ thực hiện và dụng cụ TN tương đối đầy đủ. Do đĩ đây là những nội dung rất thích hợp để tổ chức DH theo nhĩm theo hình thức nhĩm cĩ sử dụng TN. Thơng qua hoạt động nhĩm, HS cĩ thể hỗ trợ nhau để tiến hành TN dưới sự hướng dẫn của GV, thu thập và xử lí số liệu; thảo luận để rút ra nội dung kiến thức cần thiết. Qua đĩ cũng cĩ thể làm tăng tính tích cực hoạt động của HS, giúp HS hiểu sâu hơn về các nội dung kiến thức được tìm hiểu, đồng thời rèn luyện cho HS một số kĩ năng thực hành và kĩ năng hoạt động nhĩm. Nếu được tìm hiểu kĩ phần này, HS cĩ thể tự lực xây dựng các kiến thức về các dụng cụ quang học một cách dễ dàng hơn.
tượng phản xạ tồn phần. Từ những TN sẵn cĩ khi khảo sát định luật khúc xạ ánh sáng, GV cĩ thể tổ chức cho HS tiếp tục hoạt động nhĩm để khảo sát điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ tồn phần. Điều này giúp HS dễ dàng nắm vững và khắc sâu kiến thức hơn. Hơn nữa, bài “Khúc xạ ánh sáng” dài và chứa nhiều nội dung kiến thức trong khi bài “Phản xạ tồn phần” thì lại ngắn, chứa ít nội dung kiến thức hơn. Do đĩ để để đỡ mất thời gian tổ chức các hoạt động học tập và cĩ thể cân đối lại thời gian cho bài học nên khi xây dựng tiến trình dạy học, chúng tơi ghép các kiến thức của hai bài lại vào một bài ghép “Khúc xạ ánh sáng và phản xạ tồn phần”, học trong hai tiết liên tục.
2.2.1.2. Xác định mục tiêu
Sau khi học xong bài, HS cĩ thể lĩnh hội được kiến thức và rèn được các kĩ năng, thái độ, tình cảm như sau:
a) Về kiến thức
- Định nghĩa được hiện tượng khúc xạ ánh sáng. - Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng.
- Nêu được các khái niệm: chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối và viết được hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối. Phân biệt được chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối.
- Nêu được vai trị của các chiết suất trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng. - Trình bày được tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng.
- Phân biệt được gĩc khúc xạ giới hạn và gĩc tới giới hạn.
- Nhận biết được trong trường hợp nào thì xảy ra hiện tượng phản xạ tồn phần. - Nêu được tính chất của sự phản xạ tồn phần.
- Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ tồn phần.
b) Về kĩ năng
- Vẽ được đường đi của tia sáng từ mơi trường trong suốt này sang mơi trường trong suốt khác.
- Xác định được ảnh tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai mơi trường trong suốt.
- Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng và hiện tượng phản xạ tồn phần để giải thích một số hiện tượng trong thực tế và giải các bài tập về khúc xạ ánh sáng.
- Biết sử dụng các dụng cụ TN để khảo sát sự thay đổi của gĩc khúc xạ khi thay đổi gĩc tới.
- Từ bảng số liệu về gĩc tới và gĩc khúc xạ, biết cách lập luận để đưa ra dự đốn sin i ~ sin r và biết cách kiểm chứng dự đốn đĩ.
- Biết sử dụng các dụng cụ TN để tìm điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ tồn phần.
- Đặc biệt, thơng qua hoạt động nhĩm, HS cĩ thể rèn luyện được một số kĩ năng như:
+ Kĩ năng tiến hành TN.
+ Kĩ năng thu thập và xử lí thơng tin.
+ Kĩ năng làm việc nhĩm: phân chia cơng việc, lắng nghe, trao đổi, hợp tác.
c) Về thái độ
- Cĩ thái độ tích cực, chủ động, hăng hái trong học tập.
- Cĩ thái độ hợp tác với các thành viên trong nhĩm để hồn thành nhiệm vụ. - Biết lắng nghe và đĩng gĩp ý kiến.
2.2.1.3. Chuẩn bị của GV và HS a) GV
- Dụng cụ TN: 6 bộ TN, mỗi bộ gồm bảng từ cĩ gắn thước đo độ, giá đỡ, nguồn sáng laze, bản bán trụ trong suốt.
- Phương tiện dạy học: máy chiếu. - Bản tĩm tắt nội dung bài học.
- Các phiếu học tập (xem chi tiết ở phụ lục 2).
b) HS
- Ơn lại các kiến thức về phản xạ và khúc xạ ánh sáng đã học ở lớp 9. - Chuẩn bị trước bài mới ở nhà.
2.2.1.4. PPDH
- PP thuyết trình nêu vấn đề. - PP đàm thoại.
- PP thực hành TN trực quan.
2.2.1.5. Tiến trình DH
với các hoạt động khác trong quá trình xây dựng kiến thức mới. Cĩ hai hoạt động nhĩm được tiến hành trong bài học này là: hoạt động nhĩm tìm hiểu định luật khúc xạ ánh sáng và sự tạo ảnh do sự khúc xạ qua mặt phân cách hai mơi trường (hoạt động 2) và hoạt động nhĩm tìm hiểu hiện tượng phản xạ tồn phần (hoạt động 4).
Dự kiến các hoạt động của GV và HS:
Hoạt động 1: (7 phút) Tìm hiểu hiện tượng khúc xạ (Làm việc chung cả lớp)
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS THỜI
GIAN
- Ở cấp 2, các em đã được học định luật truyền thẳng của ánh sáng. Em hãy nhắc lại nội dung của định luật này.
Vậy nếu ánh sáng truyền từ mơi trường trong suốt này sang mơi trường trong suốt khác thì nĩ cĩ cịn truyền thẳng nữa khơng?
- Yêu cầu HS làm TN nhỏ để kiểm tra: Cắm cây bút chì vào cái ly
Đổ nước vào một phần ly, quan sát và nhận xét:
Quan sát hiện tượng sau và trả lời câu hỏi:
- Chiếu hình 1 lên màn hình:
- Nhắc lại: trong mơi trường trong suốt và đồng tính về mặt quang học, ánh sáng truyền theo đường thẳng.
- Ánh sáng khơng truyền theo đường thẳng.
- Tiến hành TN.
Quan sát và nhận xét: Cây bút chì bị gãy khúc ở mặt phân cách giữa nước và khơng khí.
- Quan sát hình ảnh trên màn chiếu.
1 phút
Hình 1: khi chưa đổ nước vào chén, ta khơng nhìn thấy đầu cái thìa.
- Yêu cầu HS quan sát và dự đốn: Hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào nếu ta đổ nước vào đầy chén mà khơng thay đổi gĩc nhìn?
- Chiếu hình 2 lên màn hình để HS kiểm tra dự đốn của mình.
Hình 2: đổ nước vào đầy chén, ta thấy được đầu thìa.
Đặt vấn đề: Các hiện tượng được đề cập ở trên cĩ liên quan đến hiện tượng nào đã học ở THCS ?
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? - Chiếu hình minh họa hiện tượng khúc xạ ánh sáng, yêu cầu HS nhắc lại các khái niệm: tia tới, điểm tới, pháp tuyến, tia khúc xạ, gĩc tới, gĩc khúc xạ.
- Nêu khái niệm lưỡng chất phẳng và mặt lưỡng chất.
- Dự đốn: ta sẽ quan sát thấy đầu cái thìa.
- Nhận xét: ta thấy được đầu thìa
đầu thìa dường như bị nâng lên.
Các hiện tượng được đề cập ở trên cĩ liên quan đến hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
- Nêu định nghĩa.
- Vẽ hình và nhắc lại các khái niệm.
- Ghi nhận kiến thức.
3 phút
Hoạt động 2: (35 phút) Tìm hiểu định luật khúc xạ ánh sáng (Làm việc theo nhĩm)
* Bước 1: Nêu vấn đề
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS THỜI GIAN
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng cĩ tuân theo định luật nào khơng?
- Để khảo sát sự khúc xạ ánh sáng ta cần tìm hiểu về vấn đề gì ?
Gợi ý: Nhắc HS nhớ lại nội dung định luật phản xạ ánh sáng để tìm dạng tương đồng của hai định luật.
- Trong các vấn đề đĩ, các em đã biết được những điều gì?
Chúng ta sẽ làm TN theo nhĩm để khảo sát sự thay đổi của gĩc khúc xạ theo gĩc tới.
- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng. - Ta cần tìm hiểu mặt phẳng chứa tia khúc xạ và mối liên hệ giữa gĩc khúc xạ với gĩc tới.
- Ta đã biết: tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và gĩc khúc xạ thay đổi theo gĩc tới.
- Tiếp nhận vấn đề.
2 phút
*Bước 2: Chia nhĩm. Sắp xếp chỗ làm việc cho các nhĩm
- Để tất cả HS đều cĩ thể tham gia vào hoạt động nhĩm, trong hoạt động nhĩm cĩ sử dụng TN chúng tơi chia lớp thành các nhĩm nhỏ (4 – 6 TV). Giả sử trung bình mỗi lớp cĩ 30 HS, mỗi nhĩm là 5 HS, như vậy ta sẽ cĩ 6 nhĩm.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS THỜI GIAN
- GV nêu cách chia nhĩm: Để đỡ mất thời gian di chuyển, sắp xếp chỗ ngồi và tránh lộn xộn trong giờ học, đề nghị HS hai dãy bàn gần nhau quay mặt lại ngồi đối diện nhau tạo thành một nhĩm (ngồi như sơ đồ hình 2.1), mỗi nhĩm từ 4 – 6 TV, nếu số HS ở các nhĩm khơng đều nhau thì HS ở nhĩm nhiều di chuyển bớt sang nhĩm ít hơn.
- Yêu cầu mỗi nhĩm chọn ra một nhĩm trưởng để điều hành nhĩm hoạt động và một thư kí để ghi lại các kết quả hoạt động của nhĩm; qui định số thứ tự cho các nhĩm để dễ gọi.
- Thành lập nhĩm.
- Chọn nhĩm trưởng và thư kí.
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí chỗ ngồi hoạt động nhĩm cĩ sử dụng TN
* Bước 3: Phân cơng nhiệm vụ cho các nhĩm
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA
HS
THỜI GIAN
- GV phát PHT số 1 cho các nhĩm, nêu nhiệm vụ của mỗi nhĩm đồng thời chiếu lên màn hình để các nhĩm dễ theo dõi:
+ Nhĩm 1, 2, 3: thực hiện các yêu cầu trong PHT 1a. + Nhĩm 4, 5, 6: thực hiện các yêu cầu trong PHT 1b.
- Các nhĩm nắm nhiệm vụ của nhĩm mình, nếu chưa rõ thì hỏi lại GV.
2 phút
* Bước 4: Phổ biến cách thức hoạt động (5 phút)
- Cách thức tiến hành hoạt động:
+ Nhĩm trưởng nhận dụng cụ và PHT cho nhĩm, tìm hiểu dụng cụ dưới sự hướng dẫn của GV.
+ Nhĩm trưởng phân cơng nhiệm vụ cho các TV trong nhĩm.
+ Các nhĩm thực hiện nhiệm vụ được giao. Nếu cĩ thắc mắc hoặc cĩ vấn đề gì xảy ra trong suốt quá trình hoạt động thì trao đổi với GV.
+ Thư kí ghi lại kết quả làm việc, thảo luận của nhĩm.
+ Các TV trong nhĩm thống nhất với nhau cách trình bày kết quả. + Các nhĩm trình bày kết quả và nhận xét, rút ra kết luận chung. + Đánh giá kết quả hoạt động nhĩm.
- Quy tắc làm việc:
+ Nhĩm trưởng phải phân cơng nhiệm vụ một cách đồng đều cho tất cả TV trong nhĩm.
+ Tất cả các TV trong nhĩm phải tích cực, hợp tác cùng nhau hoạt động, khơng được làm việc riêng.
+ Trong quá trình thảo luận, các TV phải tham gia đĩng gĩp ý kiến và lắng nghe ý kiến của nhau. Kết quả thảo luận của nhĩm phải là kết quả thống nhất của cả nhĩm và phải đảm bảo các TV trong nhĩm cùng hiểu được vấn đề thảo luận.
- Cách thức trình bày kết quả: Sau khi kết thúc hoạt động nhĩm, GV sẽ chọn ngẫu nhiên 2 TV đại diện cho 2 nhĩm (làm TN với 2 bộ dụng cụ khác nhau) trình bày kết quả. Các nhĩm cịn lại đối chiếu kết quả với kết quả của nhĩm mình và nhận xét, bổ sung, sửa chữa (nếu cĩ). Sau đĩ các nhĩm nộp lại các PHT cho GV.
- Thống nhất phương án đánh giá kết quả hoạt động nhĩm:
+ Sau khi kết thúc từng hoạt động nhĩm, các nhĩm và GV sẽ đánh giá hoạt động của từng nhĩm dựa trên các tiêu chí trình bày ở bảng 2.4.
+ Sau khi kết thúc bài học GV tổ chức cho HS làm bài kiểm tra cá nhân. Điểm nhĩm sẽ làm cơ sở để tính điểm khuyến khích cho các TV trong nhĩm:
+ Nhĩm cĩ điểm cao nhất: cộng 1,5 đ vào bài kiểm tra cá nhân. + Nhĩm cĩ điểm cao nhì: cộng 1 đ vào bài kiểm tra cá nhân. + Nhĩm cĩ điểm cao thứ ba: cộng 0,5 đ vào bài kiểm tra cá nhân. Điểm cá nhân = điểm bài kiểm tra cá nhân + điểm khuyến khích
Bảng 2.4. Bảng tiêu chí đánh giá kết quả hoạt động nhĩm cĩ sử dụng TN
STT TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ ĐIỂM TỐI ĐA ĐIỂM ĐẠT ĐƯỢC GHI CHÚ 1 Kĩ năng làm TN 3 Do GV chấm 2 Hoạt động nhĩm
Cĩ sự phân cơng cụ thể cho từng TV 1
Do GV và nhĩm khác
chấm Tất cả TV đều tham gia hoạt động 1
Cĩ TV khơng tham gia hoạt động hoặc làm việc riêng
-1 đ/ 1 lần
3 * Đối với nhĩm báo cáo
- Nội dung trình bày chính xác
- Trả lời được các câu hỏi của GV, nhĩm khác
* Đối với nhĩm khơng báo cáo:
- Cĩ nhận xét, gĩp ý, bổ sung
- Thực hiện tốt các yêu cầu trong PHT
3 4 Đảm bảo trật tự, vệ sinh, khơng gây mất đồn
kết lớp học 1
5 Đảm bảo đúng thời gian qui định cho hoạt
động nhĩm và báo cáo kết quả 1
Tổng 10 đ
Ghi chú: Từ mục 2 đến mục 5: Vì thường nhĩm HS này chấm cho nhĩm HS khác
đơi khi khơng chính xác, cĩ lúc mang nhiều cảm tính, thiên vị nên điểm do GV chấm lấy hệ số 2. Điểm nhĩm được làm trịn lấy một chữ số thập phân.
Điểm nhĩm = (trung bình cộng điểm do các nhĩm chấm + điểm do GV chấm x 2)/3.
* Bước 5: Tìm hiểu dụng cụ TN
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS THỜI
GIAN
- Yêu cầu mỗi nhĩm cử một đại diện lên nhận dụng cụ TN.
- Giới thiệu dụng cụ TN.
- Hướng dẫn HS cách sử dụng các dụng cụ TN: + Đèn laze: sử dụng nguồn điện 12V. Cài bản một khe vào mặt trước của đèn chiếu để tạo ra một chùm sáng hẹp.
Lưu ý HS: tránh chiếu đèn laze vào mắt vì sẽ rất nguy hiểm.
+ Thước trịn đo gĩc gắn trên bảng từ cĩ thể quay quanh trục vuơng gĩc qua tâm I của thước.
+ Bản bán trụ: khối chất trong suốt, cĩ thể chiếu ánh sáng vào phần mặt phẳng hoặc mặt cong và quan sát ánh sáng đi ra ở mặt kia.
- Nhĩm trưởng các nhĩm lên nhận dụng cụ TN. - Tìm hiểu các dụng cụ TN. - Lắng nghe hướng dẫn của GV.
* Bước 6: Tiến hành làm việc nhĩm
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS THỜI
GIAN
- Yêu cầu các nhĩm phân cơng cơng việc, lắp đặt dụng cụ và tiến hành TN, thảo luận và thực hiện những nhiệm vụ trong PHT số 1.
- Gợi ý trình tự làm việc:
+ Thảo luận các bước cơ bản để tiến hành TN.
+ Tiến hành TN, ghi chép số liệu. + Từ số liệu thu được, thảo luận nhĩm nhận xét, dự đốn quy luật thay đổi của gĩc khúc xạ theo gĩc tới và kiểm tra dự đốn đĩ.
+ Làm TN để kiểm tra xem hiện tượng khúc xạ và hiện tượng phản xạ cĩ thể xảy ra đồng thời hay khơng.
+ Vẽ hình minh họa đường đi tia sáng khúc xạ qua mặt phân cách hai mơi trường.
- GV đi đến từng nhĩm, quan sát các nhĩm tiến hành TN hướng dẫn nếu các nhĩm làm chưa đúng. Lưu ý: + Bản bán trụ phải nằm vuơng gĩc với