VIII. Cấu trỳc của luận văn
2.1.2.Phõn tớch logic hỡnh thành và phỏt triển cỏc kiến thức về " Súng ỏnh sỏng "
Chủ đề " Súng ỏnh sỏng " bao gồm những nội dung kiến thức khú, với nhiều hiện tượng sinh động gần gũi với đời sống hằng ngày của HS, nhưng lại là những hiện tượng phức tạp và khú hiểu đối với HS, khụng th ể bắt đầu hỡnh thành kiến thức phần này bằng cỏc PP suy luận lý thuyết đơn thuần. Để hỡnh thành kiến thức cho HS, SGK đĩ trỡnh bày nội dung kiến thức này bằng con đường bắt đầu từ thực nghiệm và quan sỏt cỏc hiện tượng thực tế trong tự nhiờn, lần lượt phỏt hiện ra hiện tượng TSAS, hiện tượng GTAS, hiện tượng NXAS. Sau đú mới sử dụng cỏc PP suy luận lý thuyết để giải thớch cỏc hiện tượng đú. Cụ thể cú thể diễn đạt tiến trỡnh hỡnh thành và phỏt triển kiến thức về "Súng ỏnh sỏng" như sau:
Hỡnh 2.1: Logic hỡnh thành và phỏt tri ển cỏc kiến thức về " Súng ỏnh sỏng "
2.1.3. Mức độ yờu cầu nội dung kiến thức, kĩ năng HS cần nắm vững và thỏi độ cần hỡnh thành ở HS khi dạy học cỏc kiến thức về " Súng ỏnh sỏng "
1. Về nội dung kiến thức cơ bản
HS phải hiểu và nắm được những nội dung kiến thức sau:
* Tỏn sắc ỏnh sỏng (TSAS) :
- Hiện tượng TSAS . Dải màu thu được gọi là quang phổ của ỏnh sỏng trắng. - Ánh sỏng đơn s ắc là ỏnh sỏng khụng bị tỏn sắc khi đi qua LK.
- Ánh sỏng trắng là hỗn hợp của nhiều ỏnh sỏng đơn sắc, cú màu bi ến thiờn liờn tục, từ màu đỏ đến màu tớm. Sĩng ánh sáng Giao thoa ánh sáng Nhiễu xạ ánh sáng Tán sắc ánh sáng Máy quang phổ Các loại quang phổ QPVPX QPVHT QPLT Đo bước sĩng bằng phương pháp giao thoa Sĩng vơ tuyến hồng Tia ánh sáng nhìn thấy Tia tử
ngoại Tia X gamma Tia
* Giao thoa ỏnh sỏng ( GTAS) :
Hỡnh2.2 - T/Nvề hiện tượng giao thoaỏnh sỏng.
Đặt mắt quan sỏt (hỡnh vẽ) ta thấy một vựng sỏng hẹp trong đú xuất hiện cỏc vạch sỏng (màu giống màu của kớnh lọc sắc) và cỏc vạch tối xen kẽ nhau một cỏch đều đặn, song song với khe S - gọi là cỏc võn giao thoa. Hiện tượng này gọi là hiện tượng GTAS. Hiện tượng giao thoa khẳng định ỏnh sỏng cú tớnh chất súng.
- Hiện tượng GTAS trờn bản mỏng * Nhiễu xạ ỏnh sỏng (NXAS) :
- Hiện tượng ỏnh sỏng khụng tũn theo định luật truyền thẳng, quan sỏt đư ợc khi ỏnh sỏng truyền qua lỗ nhỏ, hoặc gần mộp những vật trong suốt hoặc khụng trong suốt được gọi là hiện tượng NXAS.
- Giả thuyết: Sự truyền ỏnh sỏng là một quỏ trỡnh truyền súng. - Ứng dụng của cỏch tử:
Dựng để đo bước súng ỏnh sỏng
Dựng trong MQP: Dựng làm yếu tố tỏn sắc thay cho LK trong cỏc MQP * Mỏy quang ph ổ - Quang ph ổ liờn tục:
- MQP là dụng cụ dựng để phõn tớch chựm sỏng cú nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khỏc nhau.
- Cấu tạo của MQP: đ S F M1 M2 S1 S2 S L F C L1 P L2 E .
Hỡnh 2.3- Sơ đồ cấu tạo của mỏy quang phổ lăng kớnh. - Nguyờn tắc hoạt động của MQP
- Quang phổ liờn tục: Quang ph ổ gồm nhiều dải sỏng, màu sắc khỏc nhau, nối tiếp nhau một cỏch liờn tục được gọi là QPLT.
2. Về kĩ năng: HS phải cú được cỏc kĩ năng sau:
- Kĩ năng thực hành T/N bao gồm: Kĩ năng quan sỏt (Dải sỏng như cầu vồng, vị
trớ, màu sắc cỏc võn giao thoa, hiện tượng nhiễu xạ...), sử dụng dụng cụ đo (khe Iõng, MQP...), kĩ năng lắp đặt, thực hiện cỏc thao tỏc T/N...
- Cỏc kĩ năng thu lượm thụng tin về Vật lý từ quan sỏt thực tế, T/N, từ tài liệu SGK.
- Cỏc kĩ năng xử lý thụng tin Vật lý như: Xử lý số liệu TN, vẽ đồ thị, phõn tớch hiện tượng, suy luận tương tự, qui nạp, khỏi quỏt hoỏ....
- Kĩ năng truyền đạt thụng tin Vật lý như: Trỡnh bày k ết quả T/N, trỡnh bày nh ững hiểu biết, quan niệm của cỏ nhõn, lập luận bảo vệ hoặc phản biện một quan điểm khoa học trước nhúm, trước tập thể...
- Kĩ năng vận dụng kiến thức để giải thớch cỏc hiện tượng cú liờn quan và giải BT SGK như: Dựa vào sự phụ thuộc gúc lệch của một tia sỏng (đơn sắc) khỳc xạ qua LK vào chiết suất của LK để giải thớch sự TSAS. Bằng sự tương tự như giao thoa với súng cơ học, giải thớch hiện tượng GTAS. D ựa vào giả thuyết: Sự truyền ỏnh sỏng là một quỏ trỡnh truyền súng, giải thớch hiện tượng NXAS..., biết sử dụng cụng thức tớnh vị trớ võn sỏng, võn tối, khoảng võn trong giải BT về GTAS ...
3. Về thỏi độ tỡnh cảm:
Cần hỡnh thành và phỏt triển ở HS:
- Tinh thần nỗ lực phấn đấu cỏ nhõn, sự tự tin vào bản thõn trong học tập, sự khao khỏt khẳng định mỡnh trước tập thể (đú là nh ững điểm cũn hạn chế ở một bộ phận HS). - Niềm say mờ yờu thớch bộ mụn Vật lý, sự chủ động, tớch cực, trung th ực, khỏch quan trong quỏ trỡnh h ọc tập, xõy dựng kiến thức mới. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Cú ý thức trỏch nhiệm trước những nhiệm vụ học tập được giao, cú tinh thần
hợp tỏc giỳp đỡ bạn bố, biết lắng nghe ý kiến người khỏc...
2.2. TèM HI ỂU THỰC TẾ DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ " SểNG ÁNH SÁNG "
- Tỡm hiểu những khú khăn, sai lầm của HS khi học ba bài: TSAS; GTAS - NXAS; MQP - QPLT.
- Tỡm hiểu cỏch tổ chức DH, tỡm hiểu việc soạn giỏo ỏn, những khú khăn của GV
khi soạn và dạy ba bài: TSAS ; GTAS - NXAS ; MQP - QPLT. Từ đú tỡm ra nguyờn
nhõn của những khú khăn này, làm cơ s ở để soạn thảo ba bài núi trờn. 2.2.2. Phương phỏp và n ội dung điều tra:
Chỳng tụi đ ĩ tỡm hiểu thực tế dạy và học phần này ở ba trường THPT (Chu Văn
An, Sụng Kụng, Ngụ Quyền) và đĩ tiến hành điều tra với số lượng gần 100 GV và trờn 300 lượt HS lớp 12 đĩ học kiến thức này.
- Tỡm hiểu GV: Trao đổi trực tiếp, nghiờn cứu giỏo ỏn, dự giờ, dựng phiếu điều
tra (xin xem phụ lục 1 và 2).
- Tỡm hiểu HS: Trao đổi trực tiếp, dựng bài KT (xin xem phụ lục 3). 2.2.3. Kết quả điều tra:
2.2.3.1. Tỡnh hỡnh d ạy học một số kiến thức về " Súng ỏnh sỏng "
Qua điều tra chỳng tụi thu được kết quả như sau:
* Về phớa GV:
- Giỏo ỏn chủ yếu là túm tắt lại nội dung kiến thức trong SGK, chưa xỏc đ ịnh rừ hoạt động của GV và của HS.
- PPDH vẫn nặng về truyền thụ một chiều (GV giảng giải, thụng bỏo kiến thức
theo trỡnh tự nờu trong SGK, nhấn mạnh cho HS ghi nhớ những nội dung quan trọng của bài học, vai trũ t ổ chức, định hướng của GV chưa thể hiện rừ rệt).
- GV cú đặt cõu hỏi nhưng chỉ là những cõu hỏi chỉ đũi hỏi sự tỏi hiện kiến thức đĩ học.
Vớ dụ: Khi dạy kiến thức về cỏc hiện tượng (TSAS, GTAS, NXAS), sau khi đề
xuất vấn đề, GV vẽ hỡnh và thụng bỏo luụn về hiện tượng xảy ra rồi đi đến kết luận, HS ghi nhớ, chấp nhận.
Khi dạy kiến thức về cấu tạo MQP, GV thụng bỏo và gi ới thiệu mụ hỡnh cấu tạo
của MQP lăng kớnh, khụng t ổ chức, định hướng để HS tự lực chiếm lĩnh tri thức.
GV khụng đề cập đến cỏch tử nhiễu xạ, khụng đề cập đến MQP cỏch tử nờn HS
Hầu hết GV chưa sử dụng T/N, một số ớt GV cú sử dụng T/N nhưng ch ỉ T/N sau khi học xong chương đú. Lớ do khụng dựng T/N là sợ khụng đủ thời gian, điều kiện khụng gian của lớp học, dụng cụ T/N khụng đ ầy đủ ...
* Về phớa học sinh:
- HS chủ yếu ngồi nghe thầy cụ giỏo giảng giải, đợi GV đọc rồi ghi chộp, chưa
tớch cực, tự lực xõy dựng kiến thức mới. Rất ớt khi thấy cỏc em phỏt biểu xõy dựng bài, càng ớt khi th ấy cỏc em đặt cõu hỏi đối với GV về vấn đề đĩ học.
- Sau khi học xong phần kiến thức tổng hợp ỏnh sỏng trắng, HS cho rằng để tổng hợp được ỏnh sỏng trắng thỡ nhất thiết phải cú đủ bảy màu đơn sắc (đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tớm) chồng chập lờn nhau.
- Đa số HS chưa từng nhỡn thấy LK thật nờn ảnh hưởng đến việc tiếp thu kiến (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
thức khi học bài " Hiện tượng TSAS ".
- HS chấp nhận: Chựm ỏnh sỏng sau khi đi qua lỗ trũn nhỏ, khe hẹp bị loe ra,
khụng cú nghi v ấn gỡ, khụng đ ặt cõu hỏi xem điều đú xảy ra do hiện tượng Vật lý nào? (do hiện tượng nhiễu xạ).
- Do khả năng vận dụng kiến thức cú hạn nờn nhiều HS gặp khú khăn nếu GV
yờu cầu thiết kế cỏc bộ phận của MQP (việc lựa chọn thiết bị, vị trớ đặt thiết bị...). 2.2.3.2. Những khú khăn của GV và HS:
- Kiến thức cơ bản về cỏc chủ đề này tương đối khú, lượng kiến thức dành cho
mỗi tiết học nhiều, một số kiến thức bắt HS cụng nhận (24/28 GV được hỏi cho là kiến thức về cỏc chủ đề này vừa dài vừa khú), đặc biệt là việc giải thớch nguyờn nhõn gõy nờn cỏc hiện tượng TSAS, GTAS, NXAS và khỏi ni ệm về cỏch tử nhiễu xạ đều là những nội dung khú hiểu, khú tưởng tượng đối với HS.
- Gần như tất cả cỏc T/N cơ bản cần thiết cho DH cỏc kiến thức này, GV rất ớt sử dụng. Mặt khỏc theo logic hỡnh thành và phỏt triển cỏc kiến thức này, thỡ phần nhiều kiến thức đều xuất phỏt từ TN, từ quan sỏt th ực tế, thật khú dạy cho HS hiểu và nắm vững kiến thức ở phần này khi khụng làm T/N (đặc biệt việc giải thớch sự hỡnh thành của cỏc võn sỏng, võn tối; Vị trớ và bậc của cỏc võn này...). Trong số 22/28 GV được hỏi khụng thực hiện cỏc T/N khi DH cỏc kiến thức này, với lớ do khụng được trang bị hoặc trang bị khụng đầy đủ, khụng đồng bộ hoặc T/N cồng kềnh, kộm chớnh xỏc, khú quan sỏt ... Cú th ể núi,
đõy là một trong những nguyờn nhõn ảnh hưởng tới chất lượng nắm vững kiến thức của HS.
- Một số HS do hồn cảnh gia đỡnh, nờn việc học tập của cỏc em chưa được quan
tõm, định hướng đỳng mức. Vỡ vậy một số HS bị rỗng kiến thức, khụng cú PP, động cơ, mục đớch học tập đỳng đắn, kĩ năng thực hành T/N kộm, kết quả học tập cũn thấp.
- Một số HS cũn rụt dố trước tập thể, khả năng diễn đạt cũn yếu... nờn khi tổ chức thảo luận một vấn đề gỡ đú cũn mất nhiều thời gian, hiệu quả thấp. Đõy là một điểm yếu của HS mà GV phải chỳ ý rốn luyện.
2.2.3.3. Những hiểu biết, quan niệm sai lầm mà HS gặp phải khi học một số kiến thức về " Súng ỏnh sỏng "
Để tỡm ra và khẳng định được sự tồn tại của những quan niệm (QN) sai hoặc chưa
đầy đủ của HS về phần này, chỳng tụi đ ĩ tiến hành cỏc bước điều tra như sau:
Bước 1: Điều tra 182 em HS lớp 12 ở 3 trường THPT (Chu Văn An, Sụng Cụng, Ngụ Quyền), trước khi cỏc em học những kiến thức về cỏc kiến thức này (bằng phiếu điều tra cú cỏc cõu hỏi trắc nghiệm và tự luận về những vấn đề liờn quan)
Bước 2:Để khẳng định sự tồn tại của cỏc quan niệm sai này, chỳng tụi ti ếp tục điều tra
135 em HS lớp 12 ở 3 trường THPT (Chu Văn An, Sụng Kụng, Ngụ Quyền), sau khi cỏc
em đĩ học những kiến thức về phần này và 50 người bỡnh thường đĩ tốt nghiệp từ bậc THPT trở lờn (Bằng phiếu trắc nghiệm - xin xem ph ụ lục 4).
Bước 2: Trao đổi với cỏc thầy cụ giỏo dạy mụn Vật lý ở cỏc trường THPT để bổ xung và kết luận về sự tồn tại của cỏc QN sai hoặc chưa đầy đủ này. (Vỡ thời gian cú hạn, nờn chỳng tụi ch ỉ tập trung điều tra những vấn đề liờn quan đến cỏc bài dạy TNSP).
Với cỏch thức như trờn chỳng tụi đĩ điều tra những hiểu biết, QN của HS về cỏc vấn đề sau:
* QN về đặc điểm của cỏc hiện tượng: TSAS; GTAS - NXAS .
* Nguyờn nhõn gõy ra hi ện tượng TSAS, hiện tượng GTAS, hiện tượng NXAS. * QN về hiện tượng chứng tỏ ỏnh sỏng cú tớnh chất súng.
* QN về ỏnh sỏng trắng, ỏnh sỏng đơn s ắc.
* QN về sự hỡnh thành võn giao thoa trong T/N Y- õng. * QN về cấu tạo và hoạt động của MQP.
* QN về cỏch tử nhiễu xạ.
Kết quả điều tra:
Chỳng tụi chỉ tổng hợp những cõu trả lời cú biểu hiện của QN " sai " hoặc " chưa đầy đủ " mang tớnh ph ổ biến như sau:
1. T/N về sự tỏn sắc của Newton chứng tỏ rằng LK là nguyờn nhõn của hiện tượng tỏn sắc ỏnh sỏng.
2. Trong T/N Y-õng, hỡnh ảnh giao thoa của ỏnh sỏng đơn sắc và ỏnh sỏng trắng là giống nhau. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3. Trong giao thoa ỏnh sỏng: Những vạch tối ứng với những chỗ hai súng khụng tới gặp nhau được.
4. Trong T/N Y-õng với ỏnh sỏng trắng: Cỏc võn sỏng bậc 2 cũng tạo thành một QPLT, cỏch biệt quang phổ bậc nhất và quang phổ bậc 3 bằng hai khe đen hai bờn. 5. Ống chuẩn trực trong MQP LK vừa cú tỏc dụng tạo chựm tia sỏng song song, vừa tăng cư ờng độ ỏnh sỏng.
6. Quang phổ của ỏnh sỏng Mặt Trời mà ta thu được trờn Trỏi Đất là QPLT. 7. QPLT phỏt ra b ởi hai vật khỏc nhau thỡ hồn tồn giống nhau ở mọi nhiệt độ.
8. QPLT đư ợc dựng để xỏc định thành phần cấu tạo hoỏ học của vật phỏt sỏng.
9. " Ảnh chụp ỏnh sỏng Mặt Trời chiếu ra từ cỏc kẽ lỏ " là kết quả của hiện tượng giao thoa ỏnh sỏng.
10. Từ hiện tượng TSAS và GTAS, kết luận rằng: Chiết suất của mụi trường là như nhau đối với mọi ỏnh sỏng đơn sắc.
Một số nhận xột:
* Qua điều tra chỳng tụi nhận thấy cú một số nội dung kiến thức HS đĩ cú những hiểu biết ban đầu tương đối chớnh xỏc, ớt cú bi ểu hiện của QN sai đú là những hiểu biết, QN về cỏc vấn đề sau:
+ Khỏi niệm cỏc hiện tượng: Hiện tượng TSAS; Hiện tượng GTAS.
+ Khỏi niệm về ỏnh sỏng trắng và ỏnh sỏng đơn sắc.
+ Khỏi niệm về QPLT .
+ Hiện tượng giao thoa là một bằng chứng TN quan trọng khẳng định ỏnh sỏng
cú tớnh chất súng.
+ Phõn biệt cỏc hiện tượng TSAS, GTAS , NXAS bằng kinh nghiệm của cảm giỏc và tri giỏc.
+ Hiểu được dải màu như cầu vồng (Đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tớm) là
quang phổ của ỏnh sỏng trắng (của ỏnh sỏng mặt trời, ỏnh sỏng ng ọn nến ...).
* Đặc biệt ở HS cũn tồn tại một số QN sai mang tớnh phổ biến thuộc cỏc nội dung kiến thức cơ bản như:
+ Một số HS cũn cho rằng LK cú dạng hỡnh tam giỏc (như vẫn thường vẽ) chứ
khụng phải cú dạng hỡnh lăng trụ đỏy tam giỏc.
+ Nhiều HS lỳng tỳng trong việc chấp nhận ỏnh sỏng cú tớnh chất súng để giải
thớch hiện tượng GTAS .
+ Nhiều HS gặp khú khăn khi GV yờu cầu lựa chọn một dụng cụ quang học cú
một số cụng dụng nào đú (Vớ dụ: Khi GV đ ặt cõu hỏi: " Để cú chựm tia sỏng song song ta phải làm như thế nào? " thỡ HS r ất lỳng tỳng).
+ Khụng phõn biệt được hỡnh ảnh giao thoa của ỏnh sỏng đơn sắc và ỏnh sỏng
trắng. Cho rằng chỳng giống nhau.
+ Khú khăn trong vi ệc giải thớch hiện tượng giao thoa trờn bản mỏng. + Điều kiện phỏt QPLT của cỏc chất rắn, lỏng, khớ ở điều kiện thường.
+ QN: " Ảnh chụp ỏnh sỏng mặt trời chiếu ra từ cỏc kẽ lỏ " là kết quả của hiện tượng GTAS hoặc TSAS .
+ QN: " Hiện tượng cầu vồng " cú được là sau những cơn mưa rào vào mựa hạ. Khú khăn trong vi ệc giải thớch hiện tượng này.
Cỏc QN sai này tồn tại khỏ phổ biến khụng chỉ ở đối tượng là HS mà cả những
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});