Chương “Mắt. Các dụng cụ quang” là chương thứ bảy của Vật lý lớp 11, chương trình chuẩn. Chương này gồm có tất cả 8 bài:
- Lăng kính
- Thấu kính mỏng
- Giải bài toán về hệ thấu kính
- Mắt
- Kính lúp
- Kính hiển vi
- Kính thiên văn
- Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì
Toàn bộ chương này được giảng dạy trong 15 tiết trong đó có 5 tiết bài tập và 2 tiết thực hành. Chương “Mắt. Các dụng cụ quang” có vị trí quan trọng trong chương trình vật lý 11 nói riêng và vật lý phổ thông nói chung. Đặc biệt, nội dung kiến thức của chương này được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực khoa học và đời sống. Do đó học sinh cần phải nắm vững kiến thức của chương này.
2.1.2. Mục tiêu dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang”
a. Mục tiêu theo chuẩn (theo chuẩn do Bộ GD & ĐT ban hành)
* Kiến thức
- Mô tả được lăng kính, thấu kính mỏng.
- Nêu được lăng kính có tác dụng tán sắc chùm ánh sáng trắng, làm lệch tia sáng truyền qua nó.
- Nêu được tiêu điểm chính, tiêu điểm phụ, tiêu diện, tiêu cự, độ tụ của thấu kính mỏng, đơn vị của tiêu cự, độ tụ.
- Viết được các công thức về thấu kính.
- Nêu được sự điều tiết của mắt khi nhìn vật ở điểm cực cận và ở điểm cực viễn - Nêu được góc trông và năng suất phân li của mắt
- Nêu được sự lưu ảnh trên màng lưới và ví dụ thực tế ứng dụng hiện tượng này. - Nêu được số phóng đại của ảnh tạo bởi thấu kính.
- Nêu được đặc điểm của mắt cận, mắt viễn, mắt lão về mặt quang học và nêu cách khắc phục các tật này.
- Nêu được sự lưu ảnh trên màng lưới là gì và nêu được ví dụ thực tế ứng dụng hiện tượng này.
- Mô tả được nguyên tắc cấu tạo và công dụng của kính lúp, kính hiển vi và kính thiên văn.
- Nêu được số bội giác là gì.
- Viết được công thức tính số bội giác của kính lúp, kính hiển vi và kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực.
* Kỹ năng
- Dựa vào tác dụng của lăng kính giải thích hoạt động một số dụng cụ mà có ứng dụng của lăng kính.
- Dựng được ảnh của một vật thật tạo bởi thấu kính, hệ 2 thấu kính đồng trục - Vận dụng công thức thấu kính, độ tụ, số phóng đại để giải các bài tập.
- Vẽ được ảnh của vật thật tạo bởi kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn và giải thích tác dụng tăng góc trông ảnh của mỗi loại kính.
- Xác định được tiêu cự của thấu kính phân kì bằng thí nghiệm.
* Thái độ
- Có hứng thú học vật lý, yêu thích tìm tòi khoa học; trân trọng đối với những đóng góp của Vật lí cho sự tiến bộ của xã hội và đối với công lao của các nhà khoa học
- Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và có tinh thần hợp tác trong công việc học tập môn Vật lí, cũng như trong việc áp dụng các hiểu biết đã đạt được.
- Có ý thức vận dụng những hiểu biết Vật lí vào đời sống nhằm cải thiện điều kiện sống, học tập cũng như bảo vệ và giữ gìn môi trường sống tự nhiên.
b. Mục tiêu theo định hướng nghiên cứu
Ngoài việc thực hiện mục tiêu theo chuẩn, dạy học chương này theo định hướng nghiên cứu của đề tài chúng tôi còn nhằm mục tiêu phát triển năng lực tự học cho học sinh với sự hỗ trợ của Website dạy học. Cụ thể, dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh tự tìm tòi, tự giải quyết vấn đề, tự tìm ra kiến thức mới với sự hỗ trợ của Website dạy học, từ đó khắc sâu, nắm vững hệ thống kiến thức cơ bản của chương. Đồng thời, vận dụng được kiến thức đó vào thực tiễn.
Vì vậy, ngoài những kỹ năng cơ bản trên, để đạt được mục tiêu theo định hướng này học sinh khi học cần đạt thêm một số kỹ năng sau:
- Sử dụng vi tính thành thạo, biết cách tìm kiếm thông tin trên mạng internet. - Biết cách sưu tầm, nghiên cứu, tập hợp tư liệu.
- Có khả năng trình bày, thuyết trình.
- Có khả năng độc lập và sáng tạo trong suy nghĩ, cũng như hành động. - Có khả năng tự đánh giá mình và bạn bè.
- Có khả năng học tập, hợp tác theo nhóm một cách khoa học và hợp lí
2.1.3. Cấu trúc nội dung kiến thức cơ bản chương “Mắt. Các dụng cụ quang”
Bộ phận và
dụng cụ Cấu tạo Đặc điểm
Các kết quả và công thức
1. Lăng kính
Khối chất trong suốt hình lăng trụ tam giác
Tác dụng: Tán sắc;
làm lệch tia ló về phía đáy
Góc lệch: D = i1 + i2 – A
2. Thấu kính
- Khối chất trong suốt giới hạn bởi: hai mặt cầu hoặc một mặt cầu và một mặt phẳng
- Hai loại: phân kì và hội tụ
- Thấu kính hội tụ:
+ f > 0
+ Ảnh, vật không thể cùng ảo
+ Ảnh ảo > vật
- Thấu kính phân kì:
+ f < 0
+ Vật thật luôn có ảnh ảo < vật
- Độ tụ: D 1 f
=
- Công thức:
+ Vị trí: d1+d1'=1f
+ Số phóng đại: k d' d
= −
3. Mắt Hai bộ phận chính: - Thể thủy tinh - Màng lưới (võng mạc)
- Nhìn thấy một vật:
Ảnh thật hiện ở màng lưới
- Điều tiết: Thay đổi
tiêu cự:
- Mắt cận:
+ fmax <OV
+ Đeo kính phân kì - Mắt viễn:
max min : : v c C f C f
- Năng suất phân li:
1'
ε ≈
+ Đeo kính hội tụ - Mắt lão:
+Cc dời xa theo tuổi + Đeo kính hội tụ
4. Kính lúp
Thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ (vài cm)
Tạo ảnh của vật có góc trông lớn
Số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực:
Đ G f ∞ = 5. Kính hiển vi
Hai bộ phận chính:
- Vật kính: thấu
kính hội tụ có f rất nhỏ (cỡ mm)
- Thị kính: kính lúp
- Ảnh sau cùng tạo bởi kính:
+ Ảo: lớn hơn vật nhiều lần
+ Ngược chiều với vật
- Khoảng đặt vật:
1
d
∆ ≈ vài chục
micrômét
Số bội giác:
1 2 1 2 Đ G k G f f δ ∞ = = 6. Kính thiên văn
Hai bộ phận chính:
- Vật kính: thấu
kính hội tụ có f rất lớn (có thể đến hàng chục mét)
- Thị kính: kính lúp
Ảnh ảo có góc trông
tăng nhiều lần Số bội giác:
1 2 f G f ∞ =
2.2. Tình hình dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang” Vật lý 11 cơ bản ở các trường THPT hiện nay
2.2.1. Thuận lợi
- Đã có sự đổi mới đồng bộ về nội dung SGK và dụng cụ thí nghiệm.
các PPDH tích cực.
- Học sinh bước đầu đã quen dần làm việc theo nhóm, làm việc cá nhân dưới sự điều khiển của giáo viên.
- Internet ngày càng gần gủi học sinh hơn.
2.2.2. Khó khăn
- Số tiết bài tập trên lớp là rất ít nên thời gian cho học sinh luyện tập, rèn luyện kỹ năng giải bài tập rất hạn chế.
- Số học sinh trong một lớp học quá đông trong khi đó yêu cầu về mặt kỹ năng, kiến thức đối với học sinh trong từng bài là khá cao.
- Đa số học sinh chưa tích cực, tự giác và chủ động trong việc tìm tòi, tiếp thu kiến thức.
- Về nội dung kiến thức:
+ Điều kiện ánh sáng phòng học ở các trường cho học sinh cả lớp thấy “hiện tượng tán sắc qua lăng kính” rất khó.
+ Do điều kiện ánh sáng phòng học, xác định vị trí ảnh rõ nét, thiết bị thí nghiệm không đảm bảo làm cho học sinh khó khăn trong việc rút ra kết luận về mối quan hệ giữa vị trí ảnh và vật bằng thí nghiệm.
+ Vẽ ảnh của vật qua các dụng cụ quang học mất nhiều thời gian trong tiết dạy.
2.2.3. Thực trạng sử dụng CNTT vào dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang”
Dựa vào kết quả phiếu điều tra tình hình sử dụng công nghệ thông tin vào việc tổ chức hoạt động dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang” cho thấy việc sử dụng CNTT trong dạy học hiện nay đã được triển khai mạnh ở khắp các trường học với nhiều hình thức và mức độ khác nhau nhưng hầu hết là hình thức thiết kế các bài giảng điện tử (phần lớn là sử dụng phần mềm trình chiếu PowerPoint hay sử dụng phần mềm
Violet). Các bài giảng điện tử thông thường được download từ mạng về chỉnh sửa hoặc
tự làm và chủ yếu là trình chiếu nội dung bài học, chất lượng chưa cao, chưa phát huy được điểm mạnh của CNTT. Có rất ít những giáo án được tích hợp Multimedia, các thí nghiệm mô phỏng, các tư liệu cần thiết cho mỗi bài giảng. Hiện nay việc ứng dụng CNTT trong dạy học đang mang tính chất thời vụ, theo phong trào và thậm chí là đối phó. Phần lớn giáo viên rất ngại việc ứng CNTT trong dạy học do thiết kế một bài giảng điện tử, thu thập các tư liệu điện tử mất rất nhiều thời gian và việc tổ chức một bài giảng
có ứng dụng CNTT cũng rất phiền phức vì đa số mỗi trường chỉ có từ 1 đến 2 phòng học máy chiếu, rất ít so với nhiều môn học, nhiều lớp.
Chương “Mắt. Các dụng cụ quang” cũng được nhiều giáo viên chú trọng nên có đầu tư bằng bài giảng điện tử. Nhìn chung khả năng trình diễn thông tin chưa được sinh động, học sinh chưa có chiều sâu về kiến thức, khả năng tự nghiên cứu để tìm kiếm tri thức còn hạn chế, chưa được sử dụng một cách thường xuyên, liên tục trong quá trình dạy học. Hướng dẫn công việc ở nhà cho học sinh chưa được chú trọng nên chưa phát huy tính tự học, chủ động tìm kiếm tri thức.
2.3. Nội dung cơ bản của Website hỗ trợ việc tự học chương “Mắt. Các dụng cụ quang” Vật lý 11 cơ bản
Website dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang” hy vọng sẽ khắc phục phần nào khó khăn cho thực trạng trên. Khi xây dựng Website chúng tôi rất quan tâm đến mục đích của Website là dạy học. Do đó giao diện không cầu kỳ, các liên kết tiện lợi nhằm giúp học sinh và giáo viên truy cập nhanh chóng đến một nội dung kiến thức. Nội dung chính xác và logic nhằm đạt được mục đích phát triển năng lực tự học của học sinh.
2.3.1. Site “Trang chủ”
Site trang chủ là trang đầu tiên của Website. Nội dung của trang này nhằm giới thiệu và hướng dẫn sử dụng website. Từ Site này người đọc có thể tìm đến bất kỳ trang nào của Website theo mục đích sử dụng.
Hình 2.1. Site “Trang chủ”
2.3.2. Site “Bài giảng điện tử”
Site bài giảng điện tử chứa đựng 8 bài giảng điện tử của chương, các bài giảng điện tử thể hiện toàn bộ hoạt động giảng dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh đã được minh họa một cách sinh động nhờ sự hỗ trợ của các công cụ đa phương tiện. Trong Website dạy học, việc hình thành các site bài giảng điện tử đã thể hiện thế mạnh và hiệu quả trong thiết kế và trình diễn kịch bản của bài giảng, tổ chức tốt các slide trình chiếu phục vụ bài giảng như một giáo án, giáo viên có thể hoàn toàn chủ động điều khiển bài giảng theo mục đích dạy học của mình. Học sinh cũng có thể tự học trước bài mới thông qua các các bài giảng điện tử này.
Hình 2.2. Site “Bài giảng điện tử ”
2.3.3. Site “Giáo án”
Site giáo án chứa đựng giáo án của 8 bài trong chương “Mắt. Các dụng cụ quang” dưới dạng file Word để giúp giáo viên tham khảo tiến trình dạy học. Giáo án được coi như một “kịch bản” về những hoạt động của học sinh dưới sự điều khiển của giáo viên. Một giáo án đổi mới được đảm bảo những quy định sau:
- Lượng hóa các mục tiêu kiến thức, kỹ năng và thái độ - Xác định các điều kiện cần chuẩn bị cho các tiết học. - Chia hoạt động thành những đơn vị kiến thức. - Dự kiến thời gian cho mỗi hoạt động.
- Hoạch định các hoạt động hướng dẫn, hỗ trợ của giáo viên tương ứng với mỗi hoạt động học tập của học sinh.
- Hoạch định các hoạt động học tập của học sinh thích hợp cho việc nắm bắt từng đơn vị kiến thức nói trên.
Hình 2.3. Site “Giáo án ”
2.3.4. Site “Tự học”
Trong site này gồm có 4 phần cho học sinh tự học: Kiến thức cơ bản; Kiểm tra kiến thức; Em có biết?; Từ điển Vật lí, cụ thể:
+ Trong phần “Kiến thức cơ bản” trình bày kiến thức trọng tâm của mỗi bài. Đây là phần cốt lõi của nội dung từng bài học giúp học sinh tự hệ thống hóa kiến thức sau khi học xong một bài, một chương. HS cũng có thể xem trước khi học bài mới ở nhà để xác định được nội dung cần nắm. Sau khi giáo viên dạy xong 1 bài, 1 chương, yêu cầu học sinh học phần “kiến thức cơ bản” theo nội dung tương ứng.
Hình 2.4. Phần “Kiến thức cơ bản”
+ Phần “Kiểm tra kiến thức”: Học sinh cũng có thể kiểm tra ngay khi vừa mới học xong bài mới ở tại lớp để củng cố kiến thức, cũng có thể về nhà làm lại bài để rèn luyện kỹ năng vận dụng hoặc để củng cố trình độ xuất phát trước khi học bài mới kỹ năng vận dụng khi làm việc với nội dung mới. Giáo viên cũng có thể dùng phần này để kiểm tra bài cũ của học sinh. Đây là điểm mạnh của Website dạy học, nó cho phép học sinh tự kiểm tra kiến thức của mình một cách nhanh chóng ở mọi lúc, mọi nơi. Từ đó học sinh lập tức khắc phục những yếu điểm của mình. Với phần mềm trắc nghiệm Wondershare QuizCreator sẽ giúp học sinh trả lời những câu hỏi nhanh, những bài tập cơ bản theo từng mức độ. Đặc biệt, đối với những bài tập ở mức độ khó thì giáo viên kèm theo hướng dẫn giải để học sinh tự kiểm tra lại bài giải của mình. Từ đó phát triển được năng lực tự học của học sinh.
Hình 2.6. Nội dung trong site “Kiểm tra kiến thức”
+ Phần “Em có biết?”: Giúp học sinh hiểu sâu và rõ nội dung kiến thức đã học bằng những hiện tượng vật lí, trả lời những câu hỏi có thể các em chưa biết. Từ đó, rèn luyện cho học sinh kỹ năng vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn. Giáo viên cũng có thể dùng những câu hỏi trong phần này để tạo tình huống có vấn đề trong quá trình giảng dạy.
Hình 2.7. Phần “Em có biết”
+ Phần “Từ điển Vật lý” trình bày khái niệm các đại lượng, các hiện tượng vật lý có liên quan đến kiến thức của chương. Phần này sẽ hỗ trợ nhanh nhất cho học sinh trong quá trình kiểm tra kiến thức khi cần thiết để học sinh hiểu sâu kiến thức hơn.
Hình 2.8. Phần “Từ điển Vật lý”
2.3.5. Site “Thông tin bổ sung”
Site này giúp học sinh mở rộng, đào sâu kiến thức ở nhà sau khi đã học bài mới.
Hình 2.9. Site “Thông tin bổ sung”
2.3.6. Site “Thư viện Vật lý”
Gồm thư viện ảnh, thư viện video. Các nguồn tư liệu này được chụp trực tiếp từ thí nghiệm thật hoặc được tạo ra từ phần mềm Flash hoặc được lấy từ Website trên