Nhận xét quá trình giảng dạy và học tập của lớp thực nghiệm

- HS: D f

F. Tiến trình dạy học 1 Kiểm tra bài cũ

3.3.1 Nhận xét quá trình giảng dạy và học tập của lớp thực nghiệm

Nguyên tắc để học sinh có thể sáng tạo khi giải quyết vấn đề là học sinh chưa từng gặp vấn đề

này trước đó, không bị gò bó trong suy nghĩ. Do đó khi tiến hành giảng dạy các giáo án thực nghiệm,

để tạo điều kiện cho các em suy nghĩ và đưa ra các ý kiến của mình, giáo viên yêu cầu tất cả học sinh không sử dụng sách giáo khoa trong các tiết học.

 Bài khúc xạ ánh sáng

Bài khúc xạ ánh sáng gồm những nội dung cơ bản sau: khái niệm và nội dung định luật khúc xạ

ánh sáng, chiết suất tỉ đối và tuyệt đối của một môi trường. Trong bài này tôi chỉ chọn 1 nội dung để

giảng dạy theo tiến trình nhận thức khoa học là mối liên hệ giữa góc tới và góc khúc xạ.

Từ các bảng số liệu giáo viên cung cấp, hầu hết các em đều không thểđưa ra được mối liên hệ

giữa i và r. Một vài học sinh đưa ra đúng câu trả lời do đã được học thêm trước nên nhưng lại không lý giải được vì sao.

Qua việc xử lý số liệu, tôi nhận thấy đa số học sinh đều mắc phải hạn chế: các em tính tỉ số

sin sin

i

r và kết luận luôn chúng bằng nhau mà không xét đến độ chênh lệch giữa các kết quả. Giáo viên đã giải thích để rèn luyện cho học sinh tính trung thực, khách quan khi xử lý số liệu thí nghiệm.

Do đây là bài đầu tiên được giảng dạy theo phương pháp mới nên giáo viên cũng nên nhấn mạnh tầm quan trọng của từng bước trong tiến trình nhận thức khoa học để học sinh hiểu được con

đường mà các nhà khoa học xây dựng nên kiến thức mới, trong đó bước kiểm chứng kiến thức mới là vô cùng cần thiết.

Việc thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm chứng mối liên hệ giữa i và r từ các dụng cụ thí nghiệm đã có là không quá phức tạp, tuy nhiên học sinh lại không nói rõ từng bước cụ thể và gặp rất nhiều lúng túng khi trực tiếp tiến hành thí nghiệm. Thiết kế và tiến hành thí nghiệm kiểm chứng chính

là cơ hội để học sinh thể hiện khả năng sáng tạo của mình, đồng thời cũng bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm, một phương pháp đặc thù của môn vật lý, cho học sinh.

2 câu hỏi trong phần vận dụng đề cập đến 2 hiện tượng phổ biến cuộc sống nhưng lại làm cho khá nhiều học sinh ngạc nhiên. Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng để giải thích hiện tượng trên sẽ

giúp học sinh nắm vững và nhớ lâu hơn.

Do đây là bài đầu tiên giảng dạy theo giáo án thực nghiệm nên tôi đã không phân phối thời gian hợp lí, đặc biệt là tốn quá nhiều thời gian vào phần kiểm chứng nên đã dạy bài này trong 2 tiết. Ở lớp thực nghiệm thứ hai, mặc dù đã rút kinh nghiệm nhưng vẫn kết thúc bài học trễ 15 phút.

Như vậy ở bài này, học sinh đã không đạt được mục tiêu về sáng tạo. Tôi đã điều chỉnh lại tiến trình xây dựng kiến thức bằng cách cung cấp thêm các điều kiện giúp học sinh có thể hoạt động sáng tạo xây dựng mối liên hệ giữa góc tới và góc khúc xạ

Chiếu tia sáng tới mặt phân cách giữa 2 môi trường trong suốt khác nhau thì tia sáng bị lệch phương. Đây là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Góc tới và góc khúc xạ có liên hệ

với nhau nhưthếnào?

- Kiến thức lớp 9: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng: khi chiếu tia sáng từ không khí vào môi trường trong suốt rắn hay lỏng thì tia khúc xạ luôn nằm trong mặt phẳng tới và nằm phía bên kia pháp tuyến so với tia tới

Góc tới là góc hợp bởi tia tới và tia pháp tuyến, góc khúc xạ là góc hợp bởi tia khúc xạ và tia pháp tuyến.

3 bảng số liệu về góc tới và góc khúc xạứng với 3 cặp môi trường khác nhau i và r liên hệ với nhau qua hàm lượng giác và khi góc nhỏ thì sini  i

i tăng thì r tăng => i và r liên hệ với nhau qua hàm đồng biến => lựa chọn hàm sin hoặc tan

Qua bảng số liệu nhận thấy khi góc nhỏ (<10o) r ~ i, dựđoán sinr ~ sini Lập tỉ số sin

sin

i

r ứng với từng cặp góc tới và góc khúc xạ

Nhận xét, đối với từng cặp môi trường thì tỉ số sin sin

i

r không đổi

Các cặp môi trường khác nhau thì tỉ số này khác nhau

Tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ là hằng số. Hằng số này phụ thuộc vào môi trường tới và môi trường khúc xạ.

Nếu vận dụng kết quả trên thì có thể suy ra được điều gì khi chiếu tia sáng tới mặt phân cách giữa 2 môi trường trong suốt và kiểm tra kết quảđó bằng thực nghiệm như thế nào?

Ta có sin sin sin sin i i n r r r    n  Lập bảng số liệu i 30o 45o 60o r - Chiếu tia sáng tới mặt phẳng của bản bán trụ. Đặt vòng tròn chia độ sao cho tâm của nó trùng với điểm tới, trục 0o vuông góc với mặt phân cách. - Đọc giá trị của góc khúc xạứng với các giá trị của góc tới 30o, 45o, 60o So sánh với kết quả tính toán bằng lý thuyết

Làm thế nào đo được góc khúc xạ khi chiếu tia sáng hẹp từ không khí tới bản bán trụ bằng thủy tinh?

Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm: bản bán trụ bằng thủy tinh, nguồn sáng laze, vòng tròn chia độ 21 sin sin i n

r  với n21 gọi là chiết suất tỉđối của môi trường khúc xạđối với môi trường tới. Chiết suất tỉđối của thủy tinh đối không khí n=1,5

Định luật khúc xạ ánh sáng

Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và nằm phía bên kia pháp tuyến so với tia tới. Đối với 2 môi trường trong suốt, tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ là hằng số.

i 30o 45o 60o r

Phản xạ toàn phần

2 nội dung tổ chức cho học sinh học tập theo tiến trình nhận thức khoa học là mô tả và nêu điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Câu hỏi tình huống mởđầu: Cho một tia sáng đi từ môi trường 1 (n1) tới mặt phân cách với môi trường 2 (n2). Có trường hợp nào tia sáng không đi vào môi trường 2 hay không? Tình huống này làm cho học sinh cảm thấy mâu thuẫn với hiện tượng khúc xạ ánh sáng và rất tích cực, chủ động suy nghĩ, đưa ra khá nhiều dựđoán:

- Chiếu tia sáng tới mặt phân cách với góc tới gần bằng 90o thì tia sáng bị dội ngược lại môi trường tới

- Khi chiếu tia sáng tới trùng với mặt phân cách thì tia ló cũng trùng với mặt phân cách => không có tia khúc xạ

- Khi r=90o thì sinr=1. Như vậy chỉ cần chiếu tia sáng tới sao cho sini=n2/n1 thì không có tia khúc xạ

- Do n1>n2 thì i<r nên khi i tăng r tăng đến giá trị nào đó r=90o. Nếu tiếp tục tăng i thì r>90o, tia khúc xạ vượt qua mặt phân cách thành tia phản xạ

- Chiết suất đặc trưng cho khả năng bẻ cong tia sáng của môi trường. Nếu môi trường 1 n1 quá lớn so với n2 nó có thể bẻ cong tia sáng và phản xạ lại môi trường

- Nếu tia sáng truyền từ môi trường 1 sang môi trường 2 gặp vật cản lại, khi đó tia sáng không thể truyền qua được mà sẽ phản xạ lại

- Gọi igh là góc tới mà tia ló trùng với mặt phân cách, nếu góc tới lớn hơn góc igh thì không có tia khúc xạ

- Khi tia tới gần mặt phân cách với điều kiện n1>n2

Từ các dựđoán của học sinh, giáo viên phân tích, mô tả hiện tượng phản xạ toàn phần và nhấn mạnh khi tia sáng tới mặt phân cách 2 môi trường mà không có tia khúc xạ tức là góc r>90o. Từđó dẫn học sinh đến tình huống tìm điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Do thời gian trên lớp hạn chế nên giáo viên chỉ yêu cầu học sinh khảo sát 1 trường hợp n1>n2. Câu hỏi định hướng khảo sát sự tồn tại của góc khúc xạ r theo góc tới i làm cho học sinh lúng túng, khó hiểu nên giáo viên phải giải thích và hướng dẫn cách lập luận.

Các dựđoán mặc dù chưa hoàn chỉnh, chính xác nhưng để đưa ra được các dự đoán, học sinh phải suy luận, tưởng tượng dựa trên kinh nghiệm của mình, qua đây giáo viên cũng có thể đánh giá mức độ nắm vững kiến thức cũ của học sinh.

Phần kiểm chứng, do đã được hướng dẫn kĩ ở bài trước nên có khá nhiều học sinh đưa ra được phương án kiểm chứng, trong đó có 14 học sinh (ở 2 lớp thực nghiệm) nêu chính xác phương án kiểm chứng như dựđoán trong tiến trình

Phần vận dụng, giáo viên yêu cầu học sinh hoàn thành ở nhà và thu lại phiếu học tập vào tiết học sau. Đa số học sinh đều hoàn thành phiếu học tập (tham khảo trong sách giáo khoa) nhưng chỉ có một vài học sinh hiểu rõ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của cáp quang. Do đó giáo viên dành 15 phút cho học sinh quan sát trực tiếp một bó sợi quang được mượn ở phòng thí nghiệm và xem một đoạn clip vềđường truyền của tia sáng trong sợi quang học

 Lăng kính

Khi giáo viên đặt vấn đề cần có một dụng cụ để thay đổi phương truyền của tia sáng theo ý muốn, học sinh rất sôi nổi đưa ra ý kiến của mình. Các dụng cụ quang mà các em đề xuất như sau:

- Lăng kính – 45 học sinh

- Dùng dụng cụ quang có chiết suất khác với chiết suất ban đầu - 13 học sinh.

- Thấu kính – 19 học sinh

- Một vài học sinh để phiếu trống

- Có 8 học sinh do chưa đọc kĩ câu hỏi là đề xuất một dụng cụ quang nên đưa ra câu trả lời: phải chiếu tia sáng tới một môi trường khác chiết suất với môi trường ban đầu.

Sau khi giới thiệu và nêu định nghĩa lăng kính, giáo viên yêu cầu học sinh xác định đường truyền của tia sáng ló ra khỏi ở mặt sau của lăng kính, so sánh phương của tia ló và tia tới. Ở lớp 11A5 có 21/52 học sinh vẽ đúng đường truyền của tia sáng qua lăng kính và kết luận tia ló ra khỏi lăng kính bị lệch về phía đáy. Những em không biết hay xác định sai đường truyền tia sáng là do chưa nắm vững cách vẽ tia khúc xạ, xác định sai tia pháp tuyến… Có thể lí giải là do chưa có tiết luyện tập về nội dung khúc xạ ánh sáng, do đó tôi đã dành 1 tiết luyện tập để hướng dẫn các em cách vẽ tia khúc xạ và giải các bài tập cơ bản về hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Chính vì thế, ở lớp 11A2 có 38/44 học sinh xác

định đúng đường truyền của tia sáng qua lăng kính.

Phần kiểm chứng tia ló bị lệch về phía đáy lăng kính dễ dàng nhìn thấy khi tiến hành thí nghiệm, nhưng do yêu cầu cần phải thiết lập các công thức của lăng kính nên giáo viên yêu cầu học sinh kiểm chứng thông qua góc lệch D. Sau khi đưa ra định nghĩa góc lệch D, giáo viên yêu cầu học sinh xác định vấn đề cần kiểm chứng. Các em dễ dàng đưa ra ý kiến là góc lệch D≠0, một số ý kiến khác D<90o, D>i2, …

Chỉ có một số ít học sinh (6/44 lớp 11A2, 1/52 lớp 11A5) thiết lập được biểu thức góc lệch D, nguyên nhân là do các em đã quên các kiến thức hình học ở THCS như góc ngoài tam giác, góc có

cạnh tương ứng vuông góc, … Khi đã có biểu thức góc lệch D, tất cả học sinh đều chứng minh được D≠0.

Phần kiến thức góc lệch cực tiểu được giảng dạy ở tiết thứ hai bằng phương pháp thuyết trình có sự hỗ trợ của thí nghiệm.

 Kính lúp

Đây là dụng cụ quang khá quen thuộc nên sau khi giáo viên đặt vấn đề, học sinh rất tích cực, sôi nổi đưa ra các ý kiến và tranh luận với nhau. Tất cả học sinh đều chọn thấu kính hội tụ dùng làm kính lúp để quan sát các vật nhỏ. Có một học sinh ở lớp 11A2 đặt câu hỏi ngoài thấu kính hội tụ thì còn quang cụ nào được sử dụng làm kính lúp không.

Giáo viên hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề theo trình tự trong tiến trình soạn thảo, học sinh chủđộng tham gia rất tích cực, hứng thú

Tôi nhận thấy đa số học sinh đều cho rằng tác dụng của kính lúp là phóng to vật. Giáo viên cần nhấn mạnh sở dĩ mắt không thể quan sát rõ chi tiết các vật nhỏ là do góc trông ảnh nhỏ hơn năng suất phân li của mắt, do đó tác dụng của kính lúp là tăng góc trông vật bằng cách tạo ra một ảnh ảo. Góc trông vật không chỉ phụ thuộc vào độ lớn của vật mà còn phụ thuộc vào khoảng cách từ vật đến mắt.

Rút kinh nghiệm của bài lăng kính nên trước khi yêu cầu học sinh thiết lập biểu thức số bội giác của kính lúp, giáo viên đã nhắc lại các kiến thức hình học có liên quan để học sinh có thể tự lực xây dựng biểu thức G.

Khi đánh giá phiếu học tập, tôi cũng nhận thấy khá nhiều học sinh sử dụng từ ngữ chưa chuẩn xác, cách trình bày chưa rõ ràng, mạch lạc.

Qua tiết giảng dạy ở lớp 11A2, tôi nhận thấy tiến trình như trên là quá dài. Do đó khi giảng dạy

Tiêu cự của kính lúp có ảnh hưởng đến khả năng tăng góc trông như thế nào khi ngắm chừng ở vô cực?

Kính lúp có tác dụng làm tăng góc trông vật bằng cách tạo ra ảnh ảo A’B’ Ngắm chừng là cách điều chỉnh vị trí của vật và kính đểảnh hiện trong khoảng nhìn rõ của mắt

Ngắm chừng ở vô cực: ảnh cuối cùng ở vô cực

Khi ngắm chừng ở vô cực, . Để góc trông lớn thì f nhỏ

 Kính hiển vi

Ở bài này, để phù hợp với trình độ của học sinh và thời gian trên lớp, giáo viên giới thiệu mô hình cấu tạo của kính hiển vi và yêu cầu học sinh lựa chọn một thấu kính thích hợp dùng làm vật kính dựa vào tác dụng của kính hiển vi. Có 88/96 học sinh chọn thấu kính hội tụ trong đó có Kính lúp có tác dụng làm tăng góc trông vật bằng cách tạo ra 1 ảnh ảo nằm gần mắt => G lớn Khi ngắm chừng ở vô cực => ' ' A B   => AB F G D f     G lớn f nhỏ nên G lớn Vận dụng kết quả trên có thể suy ra điều gì về giá trị của số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực?

Số bội giác là đại lượng đặc trưng cho khả năng làm tăng góc trông vật của các dụng cụ

quang, được xác định tỉ số giữa góc trông ảnh và góc trông vật khi đặt vật tại điểm cực cận.

Trong trường hợp góc nhỏ thì o o tg G tg       Kính lúp là 1 thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ

Số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực: G  D

- 62 học sinh cho rằng ảnh tạo bởi vật kính là ảnh ảo để ảnh cuối cùng cùng chiều với vật, dễ

quan sát

- 19 học sinh cho rằng ảnh tạo bởi vật kính là ảnh thật lớn hơn vật để có thể nằm trong khoảng tiêu cự của thị kính

- 7 học sinh không lý giải về tính chất của ảnh

Sau khi giáo viên hợp thức mô hình kính hiển vi, có 2 em đặt câu hỏi

- Tại sao phải giữ khoảng cách giữa kính cốđịnh và khoảng cách này có giá trị bằng bao nhiêu?