Các lớp được chọn để tiến hành thực nghiệm là các lớp 11T1 và 11H (thuộc khối tự nhiên) của trường THPT chuyên Hùng Vương, tỉnh Bình Dương. Lớp 11T1 cĩ 27 HS, lớp 11H cĩ 18 HS. HS ở các lớp này đa số là HS khá giỏi, cĩ ý thức học tập tốt. Bảng 3.1 dưới đây trình bày kết quả học tập mơn vật lí của HS các lớp thực nghiệm trong HKI.
Bảng 3.1. Kết quả học tập mơn vật lí của các lớp thực nghiệm ở HKI
STT Lớp Sỉ số Kết quả học tập (Tỉ lệ %) Giỏi (>= 8,0) Khá (6,5 – 7,9) TB (5,0 – 6,4) Yếu (3,5 – 4,9) Kém (< 3,5) 1 11T1 27 9 (33,33%) 13 (48,15%) 5 (18,52%) 0 0 2 11H 18 5 (27,78 %) 10 (55,56%) 3 (16,67 %) 0 0 3.1.4. Phương pháp thực nghiệm 3.1.4.1. Cách thực hiện
Nội dung Quang hình học chương trình Vật lí 11 nâng cao được giảng dạy thực nghiệm trong thời gian 7 tuần ở học kì 2 năm học 2011 – 2012, từ ngày 1/3/2012 đến ngày 24/4/2012, tại các lớp đã chọn theo HTDH theo nhĩm.
Sau khi đã chuẩn bị các nội dung cần thiết, GV tiến hành giảng dạy theo kế hoạch đã được xây dựng.
Các giờ học thực nghiệm được quan sát và ghi nhận theo các nội dung sau: - Các vấn đề do GV đặt ra cĩ hợp lí chưa?
- Nội dung các PHT cĩ phù hợp chưa? Các câu hỏi cĩ diễn đạt đúng yêu cầu của GV đối với HS khơng? HS cĩ hiểu rõ các yêu cầu của GV khơng?
- Hệ thống câu hỏi gợi ý và hướng dẫn của GV cho hoạt động học tập của HS cĩ phù hợp chưa?
- Theo dõi mức độ tích cực, chủ động của HS trong học tập bằng cách quan sát kết hợp sự ghi nhận của các nhĩm về hoạt động của các TV trong nhĩm theo các
mặt sau:
+ Cĩ tham gia đầy đủ các hoạt động học tập trên lớp khơng? Cĩ tham gia vào hoạt động của nhĩm khơng?
+ Số lần giơ tay phát biểu ý kiến? số lần phát biểu? + Số lần đặt câu hỏi với GV, với nhĩm, với nhĩm khác?
+ Số lần nhận xét, đĩng gĩp ý kiến khi nghe các nhĩm khác trình bày? + Cĩ ghi chép và tìm hiểu về tìm hiểu về phần kiến thức mà HS đã khơng biết, khơng hiểu?
+ Cĩ đưa ra các câu hỏi tìm hiểu về phần kiến thức ngồi SGK? …
- Tìm hiểu những khĩ khăn của HS trong quá trình hoạt động nhĩm tìm hiểu các kiến thức mới để cĩ biện pháp hướng dẫn, giúp đỡ.
- Rút kinh nghiệm tổ chức thực hiện ở lớp thực nghiệm đầu tiên và điều chỉnh ở lớp thực nghiệm thứ hai.
- Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức của HS thơng qua việc trả lời các câu hỏi, các báo cáo của HS và kết quả các bài kiểm tra để điều chỉnh tồn bộ quá trình DH.
- Đánh giá thái độ học tập của HS ở các lớp thực nghiệm và các kĩ năng hình thành được ở HS các lớp thực nghiệm sau quá trình thực nghiệm.
- So sánh kết quả học tập của HS lớp thực nghiệm với kết quả của chính các em ở HKI, đánh giá mức độ tiến bộ của HS từ đĩ rút ra nhận xét về hiệu quả của DH theo nhĩm.
3.1.4.2. Cách đánh giá
a) Đối với các phiếu đánh giá nhĩm và cá nhân trong các hoạt động nhĩm
- Thống kê kết quả của các nhĩm và các cá nhân từ các phiếu đánh giá.
- Tính điểm trung bình của các cá nhân và thống kê số HS đạt các mức điểm tương ứng.
- Nhận xét kết quả hoạt động của các cá nhân và các nhĩm.
b) Đối với các phiếu thăm dị ý kiến HS
*Thống kê số ý kiến của HS trong phiếu thăm dị (phụ lục 12) từ mục 1 đến 4. - Mục 1 và 2: tính tỉ lệ % số HS cĩ cùng ý kiến.
- Mục 3, 4: Tính điểm nội dung cho mỗi câu theo mức quy đổi như bảng 3.2 dưới đây.
Bảng 3.2. Điểm quy đổi các mức độ trả lời của phiếu thăm dị
STT Mức độ ở mục 3, 4 Kí hiệu Điểm quy đổi
1 Rất đúng A 5 điểm
2 Đúng B 4 điểm
3 Đúng một phần C 3 điểm
4 Phân vân D 2 điểm
5 Sai E 1 điểm
- Sau đĩ, tính tổng điểm và điểm trung bình theo cơng thức: Tổng số điểm = 5.MA + 4.MB + 3.MC + 2.MD + 1.ME
(Với MA là số phiếu cùng ý kiến A,…) Tổng số điểm
Điểm trung bình =
Tổng số ý kiến
- Từ điểm trung bình suy ngược lại mức độ đạt được ứng với các nội dung khảo sát.
+ Nếu điểm trung bình > 4,5 đ: Rất đúng.
+ Nếu điểm trung bình từ 3,5 đ đến dưới 4,5 đ: Đúng.
+ Nếu điểm trung bình từ 2,5 đ đến dưới 3,5 đ: Đúng một phần. + Nếu điểm trung bình từ 1,5 đ đến dưới 2,5 đ: Phân vân. + Nếu điểm trung bình < 1,5 đ: Sai.
* Tính điểm kĩ năng hoạt động của mỗi HS từ mục 5 đến mục 13 theo mức quy đổi như sau:
- Từ mục 5 đến 11: a – 3 điểm, b – 2 điểm, c – 1 điểm, d – 0 điểm. - Từ mục 12 đến 13: a – 0 điểm, b – 1 điểm, c – 2 điểm, d – 3 điểm.
Căn cứ vào các lựa chọn của HS, thống kê số lượng, qui ra điểm, tính tổng điểm của các mục và nhận xét.
Bảng 3.3. Bảng quy đổi mức độ tiến bộ trong việc rèn luyện kĩ năng của HS
Tổng điểm kĩ năng Mức độ tiến bộ
Từ 0 đến 7 điểm Chưa tiến bộ Từ 8 đến 14 điểm Tiến bộ rất ít Từ 15 đến 21 điểm Cĩ nhiều tiến bộ Từ 22 đến 27 điểm Tiến bộ rất nhiều
c) Đối với các bài kiểm tra
- Thống kê tỉ lệ HS đạt được các mức điểm ở các bài kiểm tra.
- So sánh kết quả bài kiểm tra kết thúc phần Quang hình học với kết quả mà HS đạt được trong HKI, vẽ biểu đồ so sánh.
- Nhận xét kết quả học tập của HS.
3.2. Tiến trình thực nghiệm 3.2.1. Cơng tác chuẩn bị 3.2.1. Cơng tác chuẩn bị
- Điều tra cơ bản về cơ sở vật chất của nhà trường, trình độ và kĩ năng học tập, khả năng sử dụng máy tính của HS.
- Nghiên cứu nội dung chương trình, lựa chọn nội dung và PP thích hợp để tổ chức DH theo nhĩm.
- Thu thập nguồn tài liệu tham khảo, tư liệu DH.
- Xây dựng tiến trình DH theo nhĩm, chú trọng đến việc xây dựng các câu hỏi định hướng và các hướng dẫn, gợi ý dẫn dắt vấn đề và thảo luận.
- Xây dựng các biểu mẫu như phiếu học tập, phân cơng nhiệm vụ, phiếu đánh giá kết quả hoạt động nhĩm, phiếu thăm dị, …
- Chuẩn bị bài kiểm tra.
- Xin phép nhà trường và tổ bộ mơn để tiến hành thực nghiệm theo kế hoạch, đăng kí cho HS sử dụng phịng internet (giúp các em tìm kiếm thơng tin, thiết kế bài báo cáo), đăng kí máy chiếu và phịng bộ mơn để tiến hành giảng dạy.
- Chuẩn bị các phương án dự phịng, đảm bảo các nội dung thực nghiệm được thực hiện một cách tốt nhất.
3.2.2. Tiến trình thực nghiệm chủ đề “Khúc xạ ánh sáng và phản xạ tồn phần” phần”
3.2.2.1. Tĩm tắt diễn biến thực nghiệm
* Ngày 5/3/2012: tiến hành thực nghiệm ở lớp 11T1
Lớp 11T1 cĩ 27 HS, được chia thành 6 nhĩm trong đĩ cĩ 3 nhĩm 5TV và 3 nhĩm 4 TV.
1. Tìm hiểu về định luật khúc xạ ánh sáng và ảnh tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai mơi trường
laze để quan sát cả chùm tia tới và chùm tia khúc xạ vì đèn laze cho chùm tia sáng rất mảnh, do đĩ GV phải hướng dẫn các em cách chiếu chùm tia tới là là trên mặt bảng chia độ để tạo vết sáng dài, giúp các em dễ quan sát số đo gĩc tới và gĩc khúc xạ hơn, qua đĩ các em cũng nhận thấy được tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới, điều mà trước đây các em rất khĩ tưởng tượng.
Do các nhĩm đã biết phân chia nhiệm vụ cho nhau, bạn thì thao tác với dụng cụ TN, bạn thì quan sát TN và nhắc nhở điều chỉnh, bạn thì đọc số liệu, bạn thì ghi chép số liệu, bạn thì xử lí số liệu,…Do đĩ cơng việc của các nhĩm tiến triển khá thuận lợi.
Từ số liệu TN, các em dễ dàng nhận thấy được rằng khi gĩc tới tăng thì gĩc khúc xạ tăng, một số em nhận ra khi gĩc tới nhỏ thì gĩc khúc xạ tỉ lệ với gĩc tới nhưng khi gĩc tới lớn thì gĩc khúc xạ khơng cịn tỉ lệ với gĩc tới nữa do đĩ các em cũng đốn được rằng chúng khơng tỉ lệ thuận với nhau mà tỉ lệ theo một hàm số nào đĩ. Để tránh việc các em máy mĩc nhìn vào kết quả SGK để đưa ra kết luận, trong PHT tơi đã yêu cầu các em phải lập luận để dự đốn quy luật thay đổi của gĩc khúc xạ theo gĩc tới. Chính yêu cầu này địi hỏi các em phải thảo luận với nhau. Các em đều cho rằng đây là các đại lượng gĩc nên hàm số biểu diễn mối quan hệ giữa chúng cĩ thể là các hàm lượng giác. Một số em nhanh ý nhận xét rằng trong khoảng từ 0 đến 900 thì chỉ cĩ hàm sin và hàm tang là hàm tăng nên hàm số biểu diễn mối quan hệ giữa chúng phải là hàm sin hoặc hàm tang. Một số em cịn lí giải rằng chỉ cĩ hàm sin và hàm tang cĩ tính chất là khi gĩc nhỏ thì sin và tang cĩ giá trị xấp xỉ bằng giá trị gĩc (tính theo radian) nên khi gĩc tới nhỏ, gĩc khúc xạ tỉ lệ với gĩc tới nhưng khi gĩc tới lớn thì gĩc gĩc khúc xạ khơng cịn tỉ lệ với gĩc tới và cũng kết luận hàm số biểu diễn mối quan hệ giữa gĩc tới và gĩc khúc xạ phải là hàm sin hoặc hàm tang. Để kiểm tra dự đốn này, các em đã lập tỉ lệ sini/sin r, tani/tanr và vẽ đồ thị sinr theo sini, từ đĩ rút ra kết luận tỉ số sini/sinr là một hằng số hay sini tỉ lệ với sinr. Do các nhĩm làm TN với các bộ dụng cụ khác nhau nên số liệu thu được khác nhau nhưng khi tổng hợp các kết quả của các nhĩm lại rút ra các kết luận giống nhau, điều này làm cho HS tin hơn vào kiến thức.
Trước đây, khi học về hiện tượng phản xạ và hiện tượng khúc xạ, HS vẫn lầm tưởng rằng khi cĩ hiện tượng này thì khơng thể xảy ra hiện tượng kia. Nhưng khi được trực tiếp làm thí nghiệm, các em đã nhận thấy rằng hai hiện tượng này cĩ thể
xảy ra đồng thời. Đây là một bất ngờ lí thú đối với các em, thơi thúc các em thảo luận tìm hiểu, vận dụng những kiến thức đã biết để giải thích. Qua đĩ, các em khắc sâu kiến thức hơn.
Từ những hình ảnh quan sát được qua thí nghiệm và các số liệu thu được, sau khi so sánh độ lớn của gĩc tới và gĩc khúc xạ, HS cĩ thể vẽ được đường đi của tia sáng khúc xạ qua mặt phân cách hai mơi trường một cách dễ dàng.
Trong phần trình bày kết quả, ban đầu các em tỏ ra khá hồi hộp khi khơng biết GV sẽ chỉ định ai báo cáo, điều này khiến các em tập trung hơn vào phần thảo luận của nhĩm và các em đã trình bày khá trơi chảy. Các nhĩm khơng báo cáo hăng hái nhận xét và gĩp ý với các nhĩm báo cáo. Khơng khí lớp học sơi nổi và vui vẻ.
2. Tìm hiểu hiện tượng phản xạ tồn phần
Ở bài tốn ví dụ, HS đều biết vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng để tính gĩc khúc xạ. Trong trường hợp 2 của bài tốn, ứng với i = 600 thì khi tính gĩc khúc xạ thấy sinr >1, một số HS lúng túng cho rằng mình đã tính sai nên kiểm tra lại kết quả từ đầu, chỉ một số HS kết luận được ngay rằng trong trường hợp này khơng tồn tại tia khúc xạ. Từ đĩ kích thích HS tìm hiểu về các vấn đề mà GV đặt ra. Do đĩ các nhĩm hào hứng làm TN khảo sát tiếp hiện tượng khúc xạ ánh sáng và thực hiện các nhiệm vụ trong PHT số 2 (a hoặc b).
Do sử dụng cùng bộ TN ở trên nên HS tỏ ra thuần thục hơn khi tiến hành TN, thời gian TN nhanh hơn. Tuy nhiên, với cách phân hĩa nhiệm vụ học tập như trong PHT nên các nhĩm khơng được làm TN với cả hia trường hợp. Vì thế một số HS vẫn chưa nắm rõ khi nào thì cĩ tia khúc xạ? khi nào thì xảy ra hiện tượng phản xạ tồn phần? điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ tồn phần là gì? Vì thế ở lớp thực nghiệm thứ hai (11H), chúng tơi đã điều chỉnh lại nội dung của PHT số 2.
Mặt khác, do đã biết hiện tượng khúc xạ và hiện tượng phản xạ cĩ thể xảy ra đồng thời nên HS dễ dàng dự đốn được rằng nếu khơng xảy ra hiện tượng khúc xạ thì ở mặt phân cách hai mơi trường chỉ xảy ra hiện tượng phản xạ, từ đĩ các em hiểu hơn về ý nghĩa của chữ “tồn phần” trong khái niệm “phản xạ tồn phần”. Từ TN của các nhĩm, các em rút ra được điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ tồn phần và phân biệt được gĩc khúc xạ giới hạn với gĩc tới giới hạn. Một số HS tranh cãi với nhau về việc cĩ hay khơng cĩ dấu “=” trong biểu thức điều kiện xảy ra hiện
tượng phản xạ tồn phần, do đĩ GV phải hướng dẫn các em kiểm tra lại bằng TN, qua đĩ các em cảm thấy hiểu vấn đề hơn.
Do khơng kịp thời gian nên sau khi kiểm tra, GV chấm bài ở nhà và nhận xét kết quả ở tiết học sau.
* Ngày 6/3/2012: tiến hành thực nghiệm ở lớp 11H
Lớp 11H cĩ 18 HS, được chia thành 4 nhĩm trong đĩ cĩ 2 nhĩm 5TV và 2 nhĩm 4 TV.
Rút kinh nghiệm từ các hoạt động ở lớp 11T1, GV đã hướng dẫn HS cách điều chỉnh đèn laze trước khi tiến hành TN, đồng thời nhắc nhở các em phân bố thời gian hợp lí nên các em thực hiện suơn sẻ hơn và khơng bị lố thời gian qui định. Tuy nhiên, phần thảo luận để tìm quy luật thay đổi của gĩc khúc xạ theo gĩc tới của các em lại khơng được sơi nổi như ở lớp 11T1, cĩ lẽ do các kiến thức về tốn các em khơng được nhạy bén như các bạn lớp T1, nhưng cuối cùng các em cũng lí giải và dự đốn được.
Phần tìm hiểu về hiện tượng phản xạ tồn phần, GV đã thay đổi nội dung PHT số 2 (xem phụ lục 2), cho các nhĩm thực hiện cùng nhiệm vụ. Mỗi nhĩm đều tiến hành cả hai TN nhưng do các em đã làm quen nên nên thời gian TN chỉ lâu hơn một chút, đổi lại các em hiểu sâu hơn về hiện tượng (thể hiện ở kết quả bài kiểm tra).
Phần trình bày kết quả, do chỉ cĩ 4 nhĩm nên các em đề xuất cho cả 4 nhĩm trình bày kết quả trên bảng và GV sẽ chỉ định TV của mỗi nhĩm lên trình bày, các TV ở dưới sẽ theo dõi và nhận xét kết quả của các nhĩm ở trên. Do đĩ, tất cả HS đều cĩ thể dễ dàng đối chiếu kết quả giữa các nhĩm và rút ra kết luận, việc đánh giá kết quả của các nhĩm cũng diễn ra nhanh chĩng hơn.
3.2.2.2. Kết quả
Phần lớn HS tỏ ra rất thích thú khi được trực tiếp làm thí nghiệm để tìm hiểu một định luật vật lí. Chính điều đĩ làm cho các em rất hào hứng và tích cực tham gia vào hoạt động của nhĩm.
Nhận xét về các hoạt động nhĩm, đa số các em đều cho rằng giờ học rất lí thú, khơng khí lớp học vui vẻ giúp các em mạnh dạn trao đổi ý kiến với nhau hơn, năng động hơn và hiểu bài sâu hơn. Các em biết phân chia cơng việc và phối hợp với nhau trong hoạt động, mặc dù sự phối hợp chưa được nhuần nhuyễn. Các em cũng