8. Cấu trúc của luận văn
2.2.2.3. Xây dựng nội dung các bài tập thí nghiệm giao học sinh
Yêu cầu học sinh về nhà sƣu tập gƣơng, lăng kính, thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì.
Sau khi đã giới thiệu, hƣớng dẫn học sinh chế tạo hộp đen, màn hứng ảnh, màn hứng tia theo mẫu đã trình bày đƣợc chúng tôi đã xây dựng thành các bài tập thí nghiệm, nhiệm vụ nhận thức giao cho học sinh. Chúng tôi đã hệ thống những nhiệm vụ này yêu cầu học sinh phải hoạt động cả trí óc lẫn chân tay, nhằm củng cố, mở rộng kiến thức, rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức giải thích các hiện tƣợng và rèn luyện kĩ năng thục nghiệm, phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.
Nhiệm vụ 1: (Bài tập 1- Phƣơng án 1):
Hãy sƣu tầm những vật liệu dễ kiếm (gỗ, bìa cứng, nhựa tấm, ống nhựa, xốp) chế tạo hộp đen, màn hứng ảnh, màn hứng tia sáng.
(Lƣu ý: không nhất thiết phải đúng nhƣ mẫu của giáo viên). Hãy lắp ráp thí nghiệm và tiến
hành kiểm tra các dự đoán theo sơ đồ đã vẽ.
Trong phép đo có sai số, để đảm bảo kết quả thí nghiệm chính xác ta làm nhƣ thế nào?
Học sinh lắp ráp thí nghiệm theo sơ đồ đã vẽ.
Làm thí nghiệm 3 lần rồi tính giá trị trung bình của f .
Tiến hành giải bài toán hộp đen: Dựa vào sự truyền tia sáng và kiểm tra bằng sự tạo ảnh.
Ghép màn hứng tia phù hợp với hộp đen. Chiếu chùm tia sáng song song đến hộp đen.
Quan sát hiện tƣợng xảy ra và đƣa ra kết luận chính xác về tên linh kiện quang trong hộp.
(Lƣu ý: Muốn kết luận chính xác về đƣờng truyền tia sáng thì chúng ta phải tạo ra vết tia sáng).
Nhiệm vụ 2: (bài tập 1- Phƣơng án 2):
Hãy sƣu tầm những vật liệu dễ kiếm (gỗ, bìa cứng, nhựa tấm, ống nhựa, xốp) chế tạo hộp đen, màn hứng ảnh, màn hứng tia.
Tiến hành giải bài toán hộp đen: Dựa vào sự tạo ảnh và kiểm tra bằng sự truyền tia sáng.
Đặt màn hứng ảnh E sát hộp đen, di chuyển màn ra xa hộp đen đến thi ảnh hiện rõ trên màn.
Quan sát hiện tƣợng xảy ra và đƣa ra kết luận chính xác về tên linh kiện quang trong hộp.
Nhiệm vụ 3: (bài tập 2):
Hãy ghép sát hệ 2 thấu kính đặt đồng trục (Thấu kính phân kì, thấu kính hội tụ).
Tiến hành giải bài toán hộp đen: Dựa vào sự tạo ảnh qua hệ thấu kính đặt đồng trục.
Đo đạt, thu thập, xử lí số liệu để kết luận chính xác về thông số đặc trƣng của từng thấu kính.
2.3.3. Dự kiến hình thức tổ chức và phương pháp dạy học của hoạt động ngoại khóa
Dự kiến hoạt động ngoại khóa đƣợc tổ chức theo 3 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Giáo viên giới thiệu về hoạt động ngoại khóa, chia
nhóm giao nhiệm vụ cho học sinh (dự kiến buổi 1).
- Giáo viên giới thiệu cho học sinh về mục đích và nội dung của hoạt động ngoại khóa phần quang hình học.
- Giáo viên giao nhiệm vụ cho cả lớp dƣới dạng các nhiệm vụ nhận thức để tất cả học sinh cùng suy nghĩ. Nội dung của các nhiệm vụ thể hiện ở 3 bài tập hộp đen. Sau đó giáo viên cùng cả lớp thảo luận đẻ học sinh thấy rõ đƣợc những vấn đề kiến thức mà lớp cần giải quyết trong đợt ngoại khóa, đồng thời phát huy tính sáng tạo và kích thích sự tích cực, hứng thú trƣớc khi bắt đầu tiến hành thực hiện các nhiệm vụ đƣợc giao ở các nhóm và bản thân mỗi học sinh.
- Giáo viên chia nhóm và giao nhiệm vụ cho các nhóm (5 nhóm, mỗi nhóm có 8 học sinh). Để việc hoạt động nhóm đƣợc hiệu quả thì giáo viên phải chia lớp thành các nhóm đều về năng lực, tỉ lệ nam nữ, phù hợp về sở thích, điều kiện phƣơng tiện đi lại và chỗ ở hiện tại
- Giai đoạn 2:. Các nhóm tiến hành thiết kế , chế tạo và sử dụng dụng
cụ thí nghiệm ở nhà.
+ Các nhóm lớn phân chia nhóm thành các nhóm nhở vệ tinh và phân công nhiệm vụ để nghiên cứu, sƣu tầm vật liệu, thiết kế, chế tạo các dụng cụ và tiến hành các thí nghiệm cụ thể của nhóm đƣợc giao. Việc phân nhóm, phân công nhiệm vụ cho từng thành viên trong nhóm do nhóm trƣởng của nhóm thực hiện.
+ Cá nhân mỗi học sinh ở các nhóm tự suy nghĩ và làm việc để tìm các phƣơng án sƣu tầm vật liệu, thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiệm và tiến hành cấc thí nghiệm theo nhiệm vụ đƣợc giao. Nếu học sinh gặp phải khó khăn, vƣớng mắc, chƣa nghĩ ra hoặc chƣa có phƣơng án thí nghiệm thì giáo
viên sẽ tƣ vấn, hỗ trợ tùy theo các mức độ và yêu cầu khác nhau bằng các câu hỏi gợi ý, hoặc các hƣớng dẫn về kĩ năng để học sinh tiếp tục thực hiện và đạt đƣợc kết quả của nhiệm vụ đặt ra.
+ Trong quá trình cá nhân và các nhóm thực hiện các nhiệm vụ giáo viên phải luôn quan tâm sâu sat động viên, nhắc nhở việc thực hiện và giúp đỡ học sinh tháo gỡ các vƣớng mắc gặp phải.
- Giai đoạn 3: Báo cáo kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận.
+ Lập kế hoạch, thiết kế nội dung chƣơng trình và tổ chức một buổi ngoại khóa theo chƣơng trình cụ thể.
+ Các nhóm báo cáo các kết quả việc thiết kế, chế tạo các dụng cụ và tiến hành thí nghiệm với các dụng cụ đã chế tạo đồng thời tham gia thi tìm hiểu các hiểu biết về kiến thức vật lí.
2.2.3.2. Dự kiến các khó khăn, sai lầm của học sinh khi giải quyết các nhiệm
vụ và phương pháp hướng dẫn tương ứng của giáo viên.
a. Nhiệm vụ 1 và nhiệm vụ 2 (Bài tập 1): - Học sinh khó khăn:
+ Khó để tạo ra chùm tia sáng song song ( học sinh không nghĩ đến cách tạo vết tia sáng trên màn hứng tia) để quan sát đƣờng truyền của tia sáng. + Khó khăn trong việc kết luận chùm tia sáng bằng ngôn ngữ khoa học, chính xác.
+ Khó khăn trong việc bố trí, sắp xếp các bộ phận ghép tạo thành hộp đen chứa linh kiện quang phù hợp để thu vết chùm tia ló trên màn hứng tia (đặc biệt là hộp đen chứa lăng kính, chùm tia ló rất dễ gãy khúc trong hộp hoặc tạo ra lăng kính phản xạ toàn phần mà khiến ta nhầm lẫn với gƣơng).
+ Khó khăn trong việc lựa chọn vật sáng sao cho phù hợp để dễ dàng quan sát và kết luận ảnh của vật sáng.
+ Chùm sáng hay còn gọi là chùm tia sáng (hay chùm tia).
Chùm tia song song là chùm trong đó các tia sáng đi song song với nhau.
Chùm tia phân kì là chùm trong đó các tia sáng đƣợc phát ra từ một điểm (hoặc đƣờng kéo dài của các tia sáng ngƣợc chiều truyền giao nhau tại một điểm).
Chùm tia hội tụ là chùm trong đó các tia sáng giao nhau tại một điểm. + Tia sáng là đƣờng truyền của ánh sáng. Trong một môi trƣờng trong suốt và đồng tính thì tia sáng là những đƣờng thẳng.
+ Định luật truyền thẳng của ánh sáng: Trong môi trƣờng trong suốt và đồng tính, ánh sáng truyền theo đƣờng thẳng. (Trƣờng hợp ánh sáng truyền xa mép các vật chắn sáng).
Vậy khi chúng ta muốn quan sát đƣờng truyền tia sáng thì chúng ta nên tạo ra vết tia sáng trên màn hứng tia để có kết luận chính xác về chùm tia sáng ra khỏi hộp đen
+ 2 khe hẹp đặt đối diện với nhau và với linh kiện quang.
(Lƣu ý: Phải cho các tia sáng nằm trong mặt phẳng tiết diện chính của lăng kính).
+ Vật sáng bao gồm các nguồn sáng và các vật đƣợc chiếu sáng. Nguồn sáng là những vật tự phát ra ánh sáng.
b. Nhiệm vụ 3 (Bài tập 2): Học sinh khó khăn:
+ Khó khăn trong việc bố trí thí nghiệm (ghép các thấu kính đồng trục).
Giáo viên hƣớng dẫn:
+ Bố trí thí nghiệm sao cho quang trục của khấu kính phải trùng với trục hộp đen.
Ban đầu khi chế tạo hộp đen chứa thấu kính chúng ta xác định trục chính của thấu kính bằng cách chiếu tia sáng tới hộp đen chứa thấu kính. Sau đó dùng bút đánh dấu trục chính thấu kính.
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2
Thông qua việc nghiên cứu kĩ qui trình tổ chức hoạt động ngoại khóa: mục tiêu hoạt động, nội dung hoạt động, phƣơng pháp hoạt động, hình thức hoạt động, định hƣớng đổi mới chƣơng trình kết hợp với việc phân tích nội dung kiến thức, kĩ năng học sinh cần đạt đƣợc phần “Quang hình học” và tìm hiểu thực trạng dạy và học của giáo viên và học sinh ở trƣờng THPT Mê Linh.
Chúng tôi nhận thấy để khắc phục các khó khăn về mặt thời gian trong dạy học nội khóa và bồi dƣỡng kĩ năng hoạt động cho học sinh bằng cách xây dựng một qui trình tổ chức hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học với nhiều nội dung, phƣơng pháp, hình thức tổ chức nhằm kích thích hứng thú học tập của học sinh khi chuyển các nhiệm vụ học tập thành các buổi sinh hoạt tập thể, các bài thiết kế, chế tạo thí nghiệm. Biến quá trình học tập của học sinh thành quá trình tự tìm tòi nghiên cứu, vận dụng và trải nghiệm, phát triển các kĩ năng, kĩ xảo thực nghiệm cho học sinh. Tạo đƣợc ở học sinh niềm yêu thích bộ môn Vật lí.
Để kiểm tra đƣợc tính khả thi và hiệu quả của tiến trình dạy học đã thiết kế chúng tôi tổ chức thực nghiệm sƣ phạm. Tiến trình thực hiện sẽ đƣợc trình bày cụ thể trong chƣơng 3.
CHƢƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm
- Nhằm kiểm tra tính khả thi của kế hoạch ngoại khóa đã đề xuất để sửa đổi bổ sung quy trình hƣớng dẫn hoạt động ngoại khóa phần hƣớng dẫn này.
- Sơ bộ đánh giá hiệu quả của việc tổ chức hoạt động ngoại khóa trong việc củng cố, mở rộng kiến thức nội khóa, kích thích hứng thú học tập Vật lí, nâng cao chất lƣợng kiến thức, phát huy tính tích cực và bồi dƣỡng năng lực hoạt động sáng tạo của học sinh.
3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm
- Đánh giá hiệu quả của việc tổ chức hoạt động ngoại khóa chủ đề hộp đen phần “Quang hình học” ở trƣờng phổ thông qua các hoạt động giải các bài tập hộp đen.
- Đánh giá tính khả thi của nội dung các bài tập của tiến trình hƣớng dẫn học sinh đã đƣợc soạn, từ đó chỉnh sửa, bổ sung để hoàn thiện nó.
3.3. Đối tƣợng và thời gian thực nghiệm sƣ phạm
* Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm: Học sinh lớp 11A1 trƣờng THPT
Mê Linh thuộc huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình.
Lớp thực hiện là lớp 11A1 và lớp đối chứng là lớp 11A3 do thầy Nguyễn Dũng Tiến giảng dạy. Đây là các lớp học theo chƣơng trình nâng cao. Giáo viên bộ môn thƣờng dùng tiết thực hành để chữa các bài tập củng cố kiến thức cho học sinh.
3.4. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm
- Giáo viên giao và hƣớng dẫn học sinh thực hiện các nội dung ngoại khóa theo kế hoạch đã xây dựng.
- Giáo viên theo dõi, ghi chép biểu diễn các hoạt động của học sinh, trực tiếp trao đổi với học sinh nhằm đánh giá mức độ phù hợp của nội dung ngoại khóa, phƣơng pháp hƣớng dẫn hoạt động ngoại khóa của giáo viên, mức độ hứng thú, sự tích cực của học sinh khi tham gia hoạt động ngoại khóa. - Giáo viên đánh giá kết quả hoạt động ngoại khóa qua quá trình theo dõi, qua sản phẩm mà học sinh làm đƣợc, qua tổ chức cho học sinh báo cáo kết quả hoạt động ngoại khóa, qua phỏng vấn học sinh sau khi tham giá hoạt động ngoại khóa.
3.5. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm
3.5.1. Phân tích và đánh giá diễn biến quá trình thực nghiệm sư phạm
3.5.1.1. Học sinh nhận nhiệm vụ thực nghiệm, thảo luận nhiệm vụ và phân công nhóm công nhóm
Sau khi tiến hành tổ chức ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần “Quang hình học” theo các bƣớc đã dự kiến chúng tôi thấy nhƣ sau:
Bước 1: Giáo viên giới thiệu về hoạt động ngoại khóa, chia nhóm giao nhiệm vụ cho học sinh.
- Thời gian: 14h đến 16h ngày 4/4/2014.
- Học sinh rất hào hứng và vỗ tay hƣởng ứng nhiệt tình khi đƣợc thông báo là lớp sẽ tổ chức một hoạt động ngoại khóa vật lí.
- Thành phần: Lớp 11A1 có 56/56 em học sinh tham gia.
Giáo viên giới thiệu mục đích, nội dung hoạt động ngoại khóa là thiết kế, chế tạo dụng cụ và tiến hành thí nghiệm với dụng cụ đó về phần quang hình học, đƣa ra 2 bài tập nhận thức. Yêu cầu học sinh cả lớp thảo luận, việc
này sẽ giúp học sinh có cái nhìn tổng quát và xuyên suốt các nội dung kiến thức của hoạt động ngoại khóa.
Giáo viên phân chia lớp thành 3 nhóm dựa theo cơ cấu các tổ của lớp (các tổ này đã có sự phân công hợp lí về số lƣợng, tỉ lệ nam nữ, năng lực học tập của các thành viên trong tổ). Phân công nhóm trƣởng và thƣ kí của nhóm là các tổ trƣởng và phó tổ trƣởng của nhóm đã đƣợc phân công trƣớc đó.
Giáo viên phân chia 3 nhiệm vụ học tập cho các nhóm: - Nhóm 1: Nhiệm vụ 1 (bài tập 1- phƣơng án 1).
- Nhóm 2: Nhiệm vụ 2 (bài tập 1- phƣơng án 2). - Nhóm 3: Nhiệm vụ 3 (bài tập 2)
3.5.1.2. Học sinh làm việc theo nhóm thực hiện các nhiệm vụ được giao tại nhà.
Các nhóm sau khi nhận nhiệm vụ, trƣởng nhóm và các thành viên trong nhóm tự tổ chức, phân chia nhiệm vụ cho các thành viên trong nhóm, chọn địa điểm để cùng nhau thảo luận và thực hiện nhiệm vụ đƣợc giao.
Thời gian từ ngày 5/4/2014 đến ngày 11/4/2014.
Trong quá trình học sinh thực hiện các nhiệm vụ đƣợc giao ở nhà giáo viên thƣờng xuyên đôn đốc, kiểm tra và giải quyết kịp thời các khó khăn của học sinh. Qua đó chúng tôi có nhận xét nhƣ sau:
Nhóm 1:
Học sinh khó khăn:
+ Khác với dự đoán ban đầu học sinh không lúng túng trong việc tạo chùm tia sáng song song và kết luận chính xác chùm tia sáng ló. Các em rất sáng tạo trong việc chế tạo chùm sáng bằng cách dùng đèn pin 12v kết hợp với khe chắn sáng tạo ra chùm sáng song song nhƣng chùm sáng này còn yếu rất khó quan sát chùm tia ló.
Sau đó giáo viên đƣa ra ý kiến dùng chùm tia sáng song song là chùm sáng đơn sắc. Các em nghĩ ra ngay là dùng 2 đến 3 tia laze đặt song song với nhau.
+ Đúng nhƣ dự đoán đầu các em bố trí linh kiện quang trong hộp đen chƣa hợp lí ăn khớp với 2 khe hẹp nên việc gặp khó khăn trong việc tiến hành và kết luận tên linh kiện quang trong mỗi hộp. Đặc biệt là với hộp chứa lăng kính.
+ Các em rất sáng tạo trong việc chọn vật sáng. Nhóm có nhiều học sinh nam đƣa ra ý kiến hứng ảnh của ánh sáng mặt trời. Ý kiến hay và đƣợc tiến hành.
Giáo viên hƣớng dẫn:
+ 2 khe hẹp đặt đối diện với nhau và với linh kiện quang. Phải cho các tia sáng nằm trong mặt phẳng tiết diện chính của lăng kính
Nhóm 2:
Khó khăn: Khác với dự đoán ban đầu, học sinh rất sáng tạo trong việc chọn vật sáng là 1 vật hình chữ L đƣợc chiếu sáng bởi 1 ngọn đèn. Có bạn còn nếu ý kiến ánh sáng mặt trời.
Giáo viên hƣớng dẫn: Vật sáng bao gồm các nguồn sáng và vật đƣợc chiếu sáng.
Nhóm 3:
Khó khăn:
Học sinh lúng túng trong việc tìm thông số của thấu kính phân kì. Đúng nhƣ dự đoán ban đầu học sinh không thể tự đặt các thấu kính đồng trục nên việc tiến hành thí nghiệm gặp khó khăn và rất mất thời gian trong việc ghép đồng trục hai thấu kính.
Giáo viên hƣớng dẫn: Có thể dùng tia laze hoặc dùng phƣơng pháp gián tiếp đặt hệ hai thấu kính đồng trục.