8. Cấu trúc của luận văn
1.5.4.4. Nguyên nhân của những hạn chế trong việc dạy và học về các
thức phần quang hình học và các giải pháp khắc phục
- Nguyên nhân của những hạn chế trong việc dạy và học.
* Nội dung phần kiến thức này khá trừu tƣợng nên đòi hỏi phải có thí nghiệm biểu diễn, mô phỏng trực quan.
* Hầu hết các giáo viên đều đƣợc biết đến các phƣơng pháp dạy học tích cực, tuy nhiên các giáo viên đều chƣa nhận thức đầy đủ và toàn diện về đổi mới phƣơng pháp dạy học. Hơn nữa do tâm lí ngại thay đổi của một số giáo viên khi chuyển sang các phƣơng pháp dạy học mới nên việc đổi mới phƣơng pháp dạy học chƣa đƣợc giáo viên thực hiện tốt.
* Học sinh còn học tập một cách thụ động, kiến thức xuất phát hạn chế.
* Khi dạy và học các kiến thức phần quang hình học giáo viên và học sinh chỉ chú trọng dạy và học lí thuyết suông, chƣa quan tâm đúng mức đến việc rèn luyện các kĩ năng vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tƣợng liên quan và kĩ năng thực nghiệm, kĩ năng ứng dụng kiến thức vào thực tế.
* Tổ chức tốt các giờ học nội khóa theo các phƣơng pháp dạy học tích cực. Tăng cƣờng dạy học theo phƣơng pháp phát hiện và giải quyết vấn đề.
* Giáo viên tích cực liên hệ kiến thức với thực tế để lôi cuốn học sinh vào giờ học và kích thích học sinh hoạt động.
* Đa dạng hóa các hình thức dạy học nhƣ: Tổ chức các hoạt động ngoại khóa với nội dung và hình thức phù hợp để bổ trợ cho dạy học nội khóa hay giao nhiệm vụ cho học sinh thiết kế, chế tạo các thí nghiệm đơn giản thực hiện ở nhà nhằm phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.
* Nhà trƣờng và giáo viên cần có sự đầu tƣ, khai thác và sử dụng có hiệu quả hơn các thiết bị thí nghiệm Vật lí đã có và bổ sung thêm các dụng cụ thí nghiệm cần thiết đặc biệt các dụng cụ thí nghiệm tự làm.
* Tăng cƣờng hơn nữa việc sử dụng thí nghiệm Vật lí trong dạy học, tạo điều kiện cho học sinh đƣợc trực tiếp làm thí nghiệm nhiều hơn.
Từ kết quả điều tra, từ yêu cầu của việc dạy học cần thiết phải đẩy mạnh việc đổi mới phƣơng pháp dạy, phƣơng pháp học. Và đặc biệt để phát huy tốt khả năng chủ động sáng tạo trong học tập môn vật lí chúng tôi thấy cần thiết phải tổ chức hoạt động ngoại khóa về thiết bị, chế tạo và tiến hành thí nghiệm vật lí ở phần quang hình học. Đó chính là mục đích mà đề tài nghiên cứu của chúng tôi hƣớng tới.
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1
Trên đây, chúng tôi đã trình bày cơ sở lí luận về hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học Vật lí 11- THPT.
Hoạt động ngoại khóa là một phƣơng pháp dạy học không mới nhƣng với giáo viên và học sinh hiện nay lại ít đƣợc sử dụng đến, ít đƣợc sử dụng trong quá trình dạy và học, mặc dù đây là một phƣơng pháp hỗ trợ cho học nội khóa trong việc củng cố, mở rộng, đào sâu kiến thức, vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế đời sống và kĩ thuật, phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh. Hoạt động ngoại khóa mang tính tự nguyện, có nội dung và hình thức tổ chức đa dạng, phƣơng pháp dƣớng dẫn mềm dẻo, gây đƣợc sự hứng thú học tập cho học sinh. Những kiến thức học sinh thu đƣợc khi tham gia hoạt động ngoại khóa thƣờng sâu sắc và có tính bền vững, sản phẩm học sinh làm ra mang nhiều ý nghĩa. Ngoài ra hoạt động ngoại khóa còn giúp các em mạnh dạn, tự tin hơn khi nói trƣớc đám đông. Rèn luyện khả năng làm việc nhóm, biết cách đề xuất ý tƣởng, dẫn dắt và bảo vệ ý tƣởng của mình. Bƣớc đầu làm quen với phƣơng pháp nghiên cứu khoa học, tạo tiền đề tốt cho quá trình học tập và nghiên cứu của học sinh sau này.
Trong dạy học Vật lí, chúng tôi thông qua hình thức hoạt động ngoại khóa bồi dƣỡng cho học sinh phƣơng pháp hộp đen sẽ giúp học sinh khơi dậy trí tò mò, rèn luyện kĩ năng phát triển tƣ duy, khả năng dự đoán của học sinh nên dễ gây hứng thú cho ngƣời học.
Để đạt đƣợc kết quả tốt trong hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học Vật lí 11- THPT thì ngƣời giáo viên cần phải nghiên cứu kĩ những cơ sở lí luận về hoạt động ngoại khóa, cơ sở lí luận về bồi dƣỡng phƣơng pháp hộp đen cho học sinh trong dạy học phần quang hình học lớp 11 THPT cùng các yêu cầu đối với việc thiết kế, chế tạo, sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản, tính tích cực và năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập.
CHƢƠNG 2
TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ CHỦ ĐỀ HỘP ĐEN PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÍ 11- THPT
2.1. Những mục tiêu học sinh cần đạt được khi học phần quang hình học
2.1.1. Mục tiêu về kiến thức
- Phát biểu đƣợc định nghĩa về lăng kính, thấu kính mỏng, công dụng của lăng kính, thấu kính mỏng.
- Mô tả đƣợc cấu tạo của lăng kính, thấu kính mỏng, phân loại thấu kính.
- Trình bày đƣợc hai tác dụng của lăng kính: Tán sắc ánh sáng và làm lệch về đáy một chùm tia đơn sắc.
- Trình bày đƣợc tác dụng của thấu kính hội tụ là làm hội tụ chùm ánh sáng, thấu kính phân kì là làm phân kì chùm ánh sáng.
- Viết đƣợc công thức của lăng kính, thấu kính mỏng.
- Phát biểu đƣợc khái niệm về quang tâm, trục chính, tiêu điểm, tiêu cự, tiêu diện của một thấu kính mỏng.
- Phát biểu đƣợc điều kiện cho ảnh rõ nét của thấu kính mỏng.
2.1.2. Mục tiêu về kỹ năng
- Vẽ đƣợc đƣờng đi của tia sáng qua lăng kính. Vận dụng các công thức lăng kính để tính đƣợc góc lệch, góc lệch cực tiểu của đƣờng truyền tia sáng qua lăng kính.
- Dựng đƣợc ảnh của các vật thật, vật ảo qua thấu kính mỏng, hệ thấu kính đặt đồng trục.
- Vẽ đƣợc chùm tia ló ra khỏi thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì và hệ thấu kính đồng trục.
- Vận dụng các công thức thấu kính, công thức số phóng đại để giải các bài tập đơn giản.
- Giải đƣợc các bài tập về các hệ quang đồng trục gồm hai thấu kính ghép sát nhau.
- Giải đƣợc các bài tập về mắt cận, mắt viễn, mắt lão.
- Dựng đƣợc ảnh của một vật thật tạo bởi kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn và giải thích tăng góc trông của mỗi loại kính.
- Giải đƣợc các bài tập về kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn.
- Sử dụng, lắp ráp, bố trí thí nghiệm để xác định tên, thông số các linh kiện quang.
- Thu thập và xử lí kết quả thí nghiệm.
- Đánh giá và so sánh các phƣơng án thí nghiệm.
2.1.3. Mục tiêu về tình cảm và thái độ
- Học sinh có hứng thú, say mê trong học tập và yêu thích bộ môn Vật lí nói chung, các kiến thức về phần quang hình học nói riêng.
- Học sinh có tinh thần đoàn kết, hợp tác, ý thức làm việc tập thể. Bên cạnh đó phát huy tinh thần độc lập, sáng tạo trong quá trình thiết kế phƣơng án, chế tạo và tiến hành thí nghiệm với các dụng cụ đã chế tạo đƣợc.
- Học sinh có thái độ khách quan, trung thực, tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác.
- Học sinh có ý thức liên hệ, vận dụng các kiến thức đã học vào cuộc sống.
2.1.4. Mục tiêu về phát triển tư duy
- Học sinh biết nêu vấn đề dƣới dạng câu hỏi, đƣa ra đƣợc các dự đoán và đề xuất đƣợc các giả thuyết.
- Học sinh biết thiết kế, chế tạo đƣợc các dụng cụ thí nghiệm đơn giản và tiến hành thí nghiệm với các dụng cụ đó.
- Học sinh biết xây dựng các bài toán hộp đen, vận dụng kiến thức để giải các bài toán hộp đen đã đề xuất.
- Học sinh biết quan sát hiện tƣợng và vận dụng kiến thức để giải thích hiện tƣợng trong các bài toán định tính.
- Phân tích, suy luận logic từ các kiến thức đã biết để đƣa ra dự đoán.
2.2. Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học Vật lí 11- THPT quang hình học Vật lí 11- THPT
Trên cơ sở những mục tiêu kiến thức, kĩ năng phần quang hình học và tình hình thực tế của việc dạy học, thiết bị dạy học ở trƣờng THPT chúng tôi hƣớng dẫn các nhóm học sinh chế tạo các hộp đen, xây dựng bài toán hộp đen và trao đổi hộp đen đã chế tạo với các nhóm khác để giải bài toán hộp đen.
2.2.1. Mục tiêu của hoạt động ngoại khóa a. Mục tiêu về kiến thức a. Mục tiêu về kiến thức
- Củng cố đào sâu các kiến thức đã thu đƣợc về:
* Chức năng của các linh kiện quang: Lăng kính, thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
* Cách vẽ tia ló của một tia sáng tới qua các linh kiện quang: Lăng kính, thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
* Cách vẽ ảnh của vật đặt trƣớc thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. * Cách xác định tiêu cự của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. - Khắc phục những sai lầm của học sinh về: Sự truyền tia của chùm tia sáng và sự tạo ảnh của các vật qua các linh kiện quang.
- Biết cách xác định các linh kiện quang bằng nhiều cách khác nhau. Bồi dƣỡng tƣờng minh cho học sinh phƣơng pháp hộp đen: Sau khi chế tạo các hộp đen, giáo viên đổi hộp đen và hƣớng dẫn toàn lớp các bƣớc của phƣơng pháp hộp đen thông qua một ví dụ nào đó. Sau đó học sinh vận dụng các bƣớc của phƣơng pháp hộp đen đã khái quát vào việc giải các bài tập hộp đen đƣợc giao.
- Rèn luyện kĩ năng sƣu tầm, tìm tòi vật liệu, thiết kế, chế tạo một số thí nghiệm đơn giản và tiến hành thí nghiệm với chúng.
- Rèn luyện kĩ năng bố trí tiến hành thí nghiệm, thực hiện phép đo cơ bản, thu thập thông tin cần thiết.
- Rèn luyện kĩ năng xử lí thông tin và rút ra kết luận.
- Rèn luyện kĩ năng tiên đoán, giải thích các hiện tƣợng vật lí và các ứng dụng kĩ thuật.
- Rèn luyện kĩ năng làm việc nhóm, nhất là trong việc phân công, phối hợp làm việc theo nhiệm vụ đã phân công.
- Rèn luyện khả năng giao tiếp khi trình bày ý kiến, thảo luận, tổng hợp báo cáo kết quả.
- Phát triển tƣ duy logic, tƣ duy sáng tạo và năng lực hoạt động thực nghiệm của học sinh trong quá trình giải bài tập hộp đen.
c. Mục tiêu về phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo
- Phát huy tính tích cực , tạo hứng thú cho học sinh qua các hoạt động - Phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua các hoạt động: Học sinh đề xuất các phƣơng án thiết kế dụng cụ thí nghiệm, tìm các giải pháp kĩ thuật đề xuất phƣơng án thí nghiệm, lựa chọn các vật liệu để làm dụng cụ thí nghiệm, đề xuất các phƣơng án xây dựng và giải các bài tập hộp đen.
- Rèn luyện kĩ năng làm việc theo nhóm.
- Giáo dục tinh thần đoàn kết, hợp tác, tính tập thể trong học tập và trong đời sống thông qua các hoạt động nhƣ: Cho các em tự tổ chức, bàn bạc, phân công nhau chuẩn bị vật liệu, thảo luận phƣơng án thiết kế cùng nhau xây dựng các bài toán hộp đen.
2.2.2. Nội dung của hoạt động ngoại khóa các bài toán hộp đen quang hình cho học sinh lớp 11 THPT cho học sinh lớp 11 THPT
Chúng tôi tổ chức hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học Vật lí 11- THPT với các nội dung sau:
- Giáo viên giao và hƣớng dẫn các nhóm học sinh thiết kế, và chế tạo hộp đen và giải các bài tập hộp đen về phần quang hình học.
- Tổ chức cho học sinh báo cáo thí nghiệm và rút ra kết luận..
2.2.2.1. Nội dung và các bước giải theo phương pháp hộp đen các bài tập hộp đen về chủ đề quang hình học trong tổ chức hoạt động ngoại khóa.
a) Nội dung các bài tập hộp đen
Chúng tôi đã soạn thảo 2 bài tập hộp đen về quang hình học sẽ giao cho học sinh giải, trong đó có 1 bài tập xác định tên linh kiện quang chứa trong hộp đen và 1 bài tập đòi hỏi học sinh tìm đƣợc các thông số của linh kiện quang trong hộp đen. Nội dung cụ thể của từng bài nhƣ sau:
Dạng 1: Xác định tên linh kiện quang trong hộp đen.
BÀI TẬP 1: Cho 4 hộp kín không trong suốt, mỗi hộp có 2 khe hẹp
A, B cho phép chiếu tia sáng đi vào và đi ra. Mỗi hộp chứa bên trong một trong bốn linh kiện quang: gƣơng, lăng kính, thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. Sử dụng 2 đèn laze, 1 vật sáng (ngọn nến), màn hứng tia và màn hứng ảnh. Hãy xác định tên linh kiện quang trong mỗi hộp.
Dạng 2: Xác định cấu trúc của hộp đen: (Xác định tên linh kiện quang chƣa biết trong hộp đen và thông số quang của linh kiện trong hộp).
BÀI TẬP 2: Cho 2 hộp kín không trong suốt, mỗi hộp có 2 khe hẹp
A, B cho phép chiếu tia sáng đi vào và đi ra. Mỗi hộp chứa bên trong một trong bốn linh kiện quang: Gƣơng, lăng kính, thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. Sử dụng 2 đèn laze, 1 vật sáng (ngọn nến), màn hứng tia và màn hứng ảnh. Tìm thông số quang của mỗi linh kiện quang trên.
Dạng 1: Xác định tên linh kiện quang trong hộp đen.
Hộp đen ở dạng này đơn giản chỉ chứa một loại linh kiện quang: Hoặc gƣơng, hoặc lăng kính, hoặc thấu kính hội tụ, hoặc thấu kính phân kì. Bài tập này có thể giải theo 2 phƣơng án: Hoặc dựa vào sự truyền tia sáng, hoặc dựa vào sự tạo ảnh. Học sinh có thể sử dụng sự truyền tia sáng dự đoán tên linh kiện quang sau đó kiểm tra dự đoán đó dựa vào sự tạo ảnh và ngƣợc lại.
Bài tập hộp đen xác định tên linh kiện quang dựa vào sự truyền tia sáng hoặc sự tạo ảnh đƣa ra đầu tiên vì kiến thức áp dụng để giải bài tập này là những kiến thức cơ bản nhất, tƣơng đối dễ, các thao tác thí nghiệm đơn giản nên việc đƣa ra bài tập này nhằm:
- Củng cố kiến thức về chức năng của các linh kiên quang : Gƣơng, lăng kính, thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
- Củng cố cho học sinh kiến thức về sự truyền tia của một chùm tia sáng đơn sắc khi qua linh kiện quang.
- Củng cố cho học sinh kiến thức về sự tạo ảnh của một vật sáng khi đặt trƣớc linh kiện quang.
- Củng cố cho học sinh kiến thức về điều kiện cho ảnh rõ nét qua thấu kính.
- Rèn luyện kĩ năng: + Quan sát.
+ Vẽ đƣợc đƣờng đi của tia sáng qua linh kiện quang. + Vẽ ảnh của vật thật khi đặt trƣớc linh kiện quang.
+ Rèn luyện kĩ năng xác định ảnh thật, ảnh ảo khi thay đổi khoảng cách của vật sáng trên trục chính của thấu kính mỏng. + Rèn luyện kĩ năng phân tích, dự đoán hiện tƣợng.
+ Rèn luyện kĩ năng bố trí tiến hành thí nghiệm, thực hiện các