THPT Miền núi [6, 18}
Để thiết kế được bài học vật lý theo yêu cầu phát huy TTC, TTL của HS trong dạy học vật lý ở trường THPT, GV cần chú ý đến đặc điểm của dạy học vật lý như đã nêu trên
2.1.2.1. Xác định mục tiêu bài học
Hiện nay, giáo án của GV hay trong hướng dẫn giảng dạy, mục tiêu bài học (mục đích yêu cầu) thường viết chung chung như: nắm được khái niệm hiện tượng, nội dung định luật... Nhiều khi mục tiêu còn được hiểu là những điều mà GV sẽ phải làm, trong quá trình giảng dạy: “Cung cấp cho HS những kiến thức cơ bản về…, củng cố khái niệm…, rèn luyện kĩ năng,...”. Với cách trình bày mục tiêu bài học như vậy ta không có cơ sở để biết khi nào HS đạt được mục tiêu đó.
Mục tiêu của bài học là căn cứ để đánh giá kết quả học tập của học sinh và hiệu quả thực hiện bài dạy của GV. Do đó mục tiêu của bài học phải cụ thể sao cho có thể đo được hay quan sát được, tức là mục tiêu bài học phải được lượng hóa.
Với yêu cầu phát triển năng lực thực hiện của HS, mục tiêu dạy học không chỉ là những yêu cầu thông hiểu, ghi nhớ, tái hiện kiến thức, lặp lại đúng, thành thạo các kĩ năng như trước đây, mà còn đặc biệt chú ý đến yêu cầu phát huy TTC, TTL và năng lực tự học của HS.
2.1.2.2. Lựa chọn nội dung kiến thức
SGK đã trình bày các đơn vị kiến thức theo định hướng hoạt động. Trong từng đơn vị kiến thức, GV có thể tổ chức những hoạt động khác nhau để HS chiếm lĩnh kiến thức. Căn cứ vào nội dung kiến thức trong SGK, điều kiện thiết bị, thời gian học tập và khả năng học tập của HS, GV cân nhắc và lựa chọn nội dung để tổ chức cho HS hoạt động phù hợp với đặc điểm dạy học Vật lý. Giáo viên cần lấy các thí dụ trong cuộc sống để nêu vấn đề cho giờ học, cho việc hình thành khai niệm,định luật hoặc minh họa cho ứng dụng của các định luật. ..
2.1.2.3. Lựa chọn phương pháp và hình thức tổ chức dạy học.
a. Các phương pháp dạy học cần phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, bồi dưỡng phương pháp tự học cũng như rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh.
b. Việc dạy học mỗi chủ đề, mỗi bài cần khơi dậy hứng thú nhận thức của học sinh. Để đạt được điều này, giáo viên cần xuất phát từ kinh nghiệm, vốn hiểu biết và nhu cầu nhận thức của học sinh mà tìm ra phương pháp dạy học thích hợp.
c. Tăng cường phương pháp tìm tòi nghiên cứu, phát hiện và giải quyết vấn đề. Tạo tình huống để học sinh phát hiện ra vấn đề (thắc mắc, hoài nghi) và tự phát biểu ý kiến, suy nghĩ của mình. Giáo viên cần hỗ trợ, động viên khuyến khích học sinh bằng các nhận xét theo kiểu phản biện, cố gắng hạn chế việc thông báo kết quả có tính chất áp đặt. Bằng cách đó, phát triển ở học sinh khả năng phân tích, so sánh, lập luận, khả năng phê phán đánh giá. Tổ chức cho học sinh thảo luận với nhau trong nhóm khi tìm cách giải quyết vấn đề.
d. Rèn luyện từng bước cho học sinh các kỹ năng thực hiện tiến trình khoa học, bao gồm các kĩ năng thu thập, xử lí và truyền đạt thông tin. Các kĩ năng này dần dần phải trở thành thói quen làm việc khoa học của học sinh.
e. Coi trọng phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình trong dạy học Vật lí. Tăng cường và tận dụng mọi khả năng để học sinh tự lực tiến hành các thí nghiệm vật lý đơn giản bằng thiết bị và các vật liệu có sẵn trong phòng thí nghiệm hoặc do học sinh tự tìm kiếm. Khuyến khích học sinh tiến hành thí nghiệm vật lý ở nhà.
f. Sử dụng hợp lý hình thức và phương pháp học tập theo nhóm, để rèn luyện cho học sinh cách thức ứng xử và cộng tác trong việc thực hiện nhiệm vụ được giao: phân công công việc trong nhóm; trao đổi thông tin, thảo luận và tranh luận, trong đó mạnh dạn nêu lên và bảo vệ ý kiến riêng cũng như cầu thị, tôn trọng ý kiến của người khác.
g. Tổ chức tham quan, tạo điều kiện để học sinh quan sát trực tiếp trong tự nhiên, đời sống và kĩ thuật.
h. Dạy học theo dự án với một số chủ đề thích hợp: có thể giao cho học sinh những đề tài nghiên cứu nhỏ, trong đó học sinh cần phải sưu tầm, đọc tài liệu, làm thí nghiệm, chế tạo các dụng cụ…. báo cáo hoặc trình bày.
2.2. Phân tích vị trí, vai trò, cấu trúc chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” (Vật lý 11 cơ bản)
2.2.1. Vị trí,vai trò chương “Khúc xạ ánh sáng”
Chương “Khúc xạ ánh sáng” là chương đầu tiên của phần hai Quang hình học,bao gồm 2 bài được bố trí như sau:
Bài 26.Khúc xạ ánh sáng Bài 27.Phản xạ toàn phần
Chương “Khúc xạ áng sáng” là chương mở đầu của phần Quang hình học. Qua kiến thức của chương học sinh hiểu được rõ hơn về hiện tương Khúc xạ ánh sáng, áp dụng định luật Khúc xạ sáng để giải thích các hiện tượng trong đời sống thực tế và giải các bài tập liên quan.Khi nghiên cứu hiện tượng phản xạ toàn phần giúp cho học sinh liên hệ trong đời sống thực tế như hiện tượng lấp lánh của viên kim cương, hiện tượng cầu vồng sau mưa….
Kiến thức chương “Khúc xạ ánh sáng” luôn gắn liền với thực tế, cuộc sống, kĩ thuật, là cơ sở, nguyên tắc của một số thiết bị máy móc đơn giản( như hiện tượng cáp quang, phương pháp nội soi...)Vì vậy dạy học chương này góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho học sinh
Trong chương này cũng đề cập tới một số hiện tượng như: khúc xạ ánh sáng, phản xạ toàn phần… góp phần giải thích được một số hiện tượng vật lý trong đời sống, hình thành và phát triển tư duy cho học sinh.
2.2. Cấu trúc của chƣơng “ Khúc xạ ánh sáng”
Chương “Khúc xạ ánh sáng” được giảng dạy trong 4 tiết, có 2 tiết lý thuyết và 2 tiết bài tập,nội dung chính của chương này bao gồm các kiến thức cơ bản về: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng, Định luật khúc xạ ánh sáng, chiết suất của môi trường, tính thuật nghịch trong sự truyền ánh sáng, hiện tượng phản xạ toàn phần, ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần. Chương “Khúc xạ ánh sáng” có rất nhiều thí nghiệm mà giáo viên phải tiến hành trước lớp, đa số những thứ nghiệm không quá phức tạp. Tuy nhiên khi thực hiện thí nghiệm, GV khó có thể cho toàn bộ học sinh quan sát được (một số học sinh ở cuối lớp có thể không nhìn thấy hiện
tượng khúc xạ ánh sáng,phản xạ toàn phần…) Vì vậy giáo viên có thể kết hợp cả thí nghiệm thực và trình chiếu video về thí nghiệm đó để cả lớp đều quan sát rõ ràng. Hoặc giáo viên có thể sử dụng một số hình ảnh động hoặc những đoạn phim thí nghiệm hoặc phần mềm dạy học để học sinh quan sát từ đó học sinh có thể ghi nhớ bài dễ dàng và nắm vững kiến thức hơn.
2.2.3 Mục tiêu cần đạt khi dạy chương “Khúc xạ ánh sáng” theo chuẩn kiến thức kĩ năng thức kĩ năng
* Kiến thức
- Mô tả được hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
- Phát biểu được nội dung định luật khúc xạ ánh sáng và viết được biểu thức của định luật này. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Định nghĩa và hiểu được ý nghĩa vật lý của chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối.
- Hiểu được nguyên lý thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng. + Môt tả được hiện tượng phản xạ toàn phần.
+ Nắm được khái niệm và điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. + Biết tính góc igh.
+ Nắm được cấu tạo, quá trình truyền thông tin trong cáp quang, sợi quang học. + Nêu được ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần.
* Kĩ năng
- Vẽ được đường đi của tia sáng từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.
- Vận dụng được hiện tượng khúc xạ ánh sáng để giải thích một số hiện tượng có liên quan.
- Vận dụng hệ thức của định luật khúc xạ ánh sáng để giải các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự.
- Giải thích được các hiện tượng trong thực tế, vận dụng kiến thức về phản xạ toàn phần để giải một số bài tập định tính và định lượng có liên quan
* Thái độ
+ Rèn luyện tác phong làm việc tỉ mỉ, cẩn thận, trung thực... trong học tập. trong khoa học và trong công việc.
+ Hứng thú học tập, yêu thích bộ môn vật lý, tin tưởng vào các kiến thức khoa học được xây dựng trên cơ sở thực nghiệm.
2.3. Vận dụng quan điểm dạy học hiện đại thiết kế một số bài học chƣơng “Khúc xạ ánh sáng” vật lý 11 nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh THPT Miền núi
Trên cơ sở lí luận và thực tiến của đề tài, chúng tôi đã lựa chọn và vận dụng soạn thảo tiến trình dạy học cho một số bài trong chương “Khúc xạ ánh sáng” cụ thể: Giáo án 1: Khúc xạ ánh sáng. Giáo án 2: Bài tập khúc xạ ánh sáng. Giáo án 3: Phản xạ toàn phần. Tiết 51: Khúc xạ ánh sáng I.Mục tiêu 1. Kiến thức
-Mô tả được hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
-Phát biểu được nội dung định luật khúc xạ ánh sáng và viết được biểu thức của định luật này.
-Định nghĩa được chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối. -Hiểu được nguyên lí thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng.
-Biết cách vẽ đường đi của tia sáng từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.
2. kĩ năng
-Vận dụng được hiện tượng khúc xạ ánh sáng để giải thích một số hiện tượng có liên quan.
-Vận dụng hệ thức của định luật khúc xạ ánh sáng để giải các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự.
3. Thái độ
+ Rèn luyện tác phong làm việc tỉ mỉ, cẩn thận, trung thực... trong học tập, trong khoa học và trong công việc.
+ Hứng thú học tập, yêu thích bộ môn vật lý, tin tưởng vào các kiến thức khoa học được xây dựng trên cơ sở thực nghiệm.
II. Chuẩn bị
1.Giáo viên
- Thí nghiệm phát hiện hiện tượng khúc xạ ánh sáng gồm một cốc nước, một chiếc đũa hoặc thước kẻ.
- Bộ dụng cụ thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng gồm: thước tròn chia độ, nguồn sáng, khối nhựa bán trụ trong suốt.
- Vẽ sẵn bảng kết quả thí nghiệm ra khổ giấy lớn. - Dự kiến nội dung ghi bảng
Tiết 51: Khúc xạ ánh sáng I.Sự khúc xạ ánh sáng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1. Hiện tƣợng khúc xạ ánh sáng
a. Thí nghiệm
Nhận xét: Đường truyền của tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách của hai môi trường trong suốt.
b. Định nghĩa (SGK)
2. Định luật khúc xạ ánh sáng
a. Thí nghiệm
+ SI: tia tới. I: điểm tới
+ NIN: pháp tuyến với mặt phân cách tại I
N S’ 1 2 S I N’ i R r i'
+ IR: tia khúc xạ
+ i: góc tới; r: góc khúc xạ b. Định luật (SGK)
-Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến)và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới
-Với hai môi trường trong suốt nhất định tỷ số giữa sin góc tói (sini)và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi: sini/sinr = hằng số.
II. Chiết suất của môi trƣờng 1. Chiết suất tỉ đối
Biểu thức:
+) n21: chiết suất tỉ đối của môi trường (2) đối với môi trường (1). +) n21> 1 => r < i: Môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1).
+) Nếu n21 < 1 => r > i :Môi trường (2) chiết quang kém môi trường (1).
2. Chiết suất tuyệt đối
Định nghĩa (SGK) n21 =n2/n1
+n1 là chiết suất tuyệt đối của môi trường (1). +n2 là chiết suất tuyệt đối của môi trường (2).
+Biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng dạng đối xứng: n1sini=n2sinr
III. Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng.
Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó:n12 =
21 1 n 21 sin s inr i n
IV: Bài tập ví dụ Tóm tắt r=600 IR vuông góc IS’ n=? 2. Học sinh
Ôn lại kiến thức đã được học ở lớp 7 và lớp 9 về: -Định luật truyền thẳng ánh sáng.
-Định luật phản xạ ánh sáng. -Định luật khúc xạ ánh sáng.
III. Tiến trình giảng dạy 1. Logic hình thành kiến thức
Một chiếc thước kẻ được cắm thẳng đứng trong cốc thủy tinh.Khi chưa đổ nước vào cốc thì chiếc thước kẻ giữ nguyên hình dạng. Còn khi đổ nước vào cốc
thì chiếc thước kẻ như bị gãy ở mặt nước. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ánh sáng truyền theo đường thẳng vậy tại sao ta lại thấy hình ảnh chiếc thước kẻ bị gãy khúc tại mặt phân cách
giữa hai môi trường?
Tiến hành thí nghiệm chiếu tia sáng từ không khí vào mặt cong của khối bán trụ theo phương của bán kính và thay đổi góc tới.
giải Theo đầu bài i’+r=900
mà i=i’=> r+i=900
=>sini=cosr
Ápdụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có:
+ Chiếu tia sáng theo phương pháp tuyến => tia sáng truyền thẳng.
+ Chiếu cho tia sáng lệch xa dần pháp tuyến từ không khí vào khối bán trụ thì tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường.
=> Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.
Liệu hiện tượng khúc xạ ánh sáng có được chứng minh bởi một biểu thức định lượng không?
Tiến hành thí nghiệm như trên xác định vị trí của tia khúc xạ, tia tới so với pháp tuyến tại điểm tới, đồng thời cho góc i tăng dần đo góc khúc xạ r.
-Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến)và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới
-Với hai môi trường trong suốt nhất định tỷ số giữa sin góc tới (sini)và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi: sini/sinr = hằng số.
Tỉ số giữa sini/sinr =hằng số. Vậy hằng số đó bằng bao nhiêu, có phụ thuộc vào yếu tố nào không?
2. Tiến trình dạy học cụ thể * Ý tƣởng sƣ phạm
Tiến trình dạy học được thức hiện theo trình tự SGK vật lí 11 đã biên soạn.
-Để đưa ra được định nghĩa về hiện tượng khúc xạ ánh sáng một cách chi tiết hơn định nghĩa mà học sinh đã biết ở THCS, GV tiến hành thí nghiệm chiếu tia sáng từ không khí vào khối bán trụ. Qua đó học sinh thấy:
+) sini/sinr=n21: chiết suất tỉ đối của môi trường (2) đối với môi trường (1). +) n21> 1 => r < i: Môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1).
+) Nếu n21 < 1 => r > i :Môi trường (2) chiết quang kém môi trường (1). + Mối quan hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối : n21 =n2/n1 +Biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng dạng đối xứng: n1sini=n2sinr +Định luật khúc xạ ánh sáng dạng định luật bảo toàn: n1.sini1=n2.sini2=..=sinin
Nếu đổi vị trí nguồn và ảnh cho nhau thì đường truyền của tia sáng sẽ như thế nào?
Tiến hành thí nghiệm =>ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó. Đây là tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng:
Giải thích ngữ nghĩa của từ chiết suất.Thông báo khái niệm chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối.
+ Chiếu tia sáng theo phương pháp tuyến => tia sáng truyền thẳng.
+ Chiếu cho tia sáng lệch xa dần pháp tuyến từ không khí vào khối bán trụ thì tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường.
- Để hình thành định luật khúc xạ ánh sáng GV tiến hành thí nghiệm để học sinh nhận thấy:
+ Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới.Tia tới và tia khúc xạ nằm ở hai bên pháp tuyến tại điểm tới.
+ Đo được giá trị của góc khúc xạ r tương ứng với sự thay đổi của góc tới i và từ đó tìm ra mối quan hệ giữa chúng (đối với mỗi cặp môi trường tỉ số sini/sinr=hằng