1.4.Các mức độ của dạy học nêu vấn đề.
2.1Tìm hiểu chơng trình quang học Trung học cơ sở và trung học phổ thông.
Trung học cơ sở và trung học phổ thông.
Phần quang học trong chơng trình vật lý trung học cơ sở cung cấp cho học sinh một vốn hiểu biết cơ bản về những hiện tợng, định luật, ứng dụng liên quan tới sự truyền ánh sáng thờng gặp trong tự nhiên, trong cuộc sống và trong kỹ thuật. Yêu cầu chủ yếu của phần này là thông qua thực tế và thí nghiệm để tìm hiểu các hiện tợng, định luật, ứng dụng của sự truyền thẳng, sự phản xạ và sự khúc xạ ánh sáng. Những kết luận rút ra từ thực nghiệm đã đợc mô tả, giải thích một cách sơ lợc, định tính bằng phơng pháp vẽ hình học (dùng các tia sáng biểu diễn đờng truyền của ánh sáng, không đòi hỏi hình thành và sử dụng các công thức định lợng).
Chơng trình cũng không đề cập tới các vấn đề về bản chất và tác dụng của ánh sáng. Nội dung chính chỉ gồm những kiến thức cơ bản của quang hình học và đợc hệ thống hoá theo bảng sau ( Xem bảng 1):
Với nội dung cơ bản nh trên, phần quang hình có tác dụng giáo dục về nhiều mặt. Song song với việc nắm những hiện tợng, khái niệm, định luật và nguyên lý của các ứng dụng thức tế quan trọng học sinh có cơ hội để rèn luyện các kỹ năng thực hành hoạt động trí óc và chân tay, qua đó mở rộng vốn hiểu biết cơ bản, kỹ năng tổng hợp, đồng thời phát triển các năng lực trí tuệ, trình độ, t duy (phân tích hiện tợng, sự kiện, thực nghiệm, trừu tợng hoá, cụ thể hoá, so sánh, hệ thống hoá) thế giới duy vật biện chứng của học sinh thông qua các thí dụ cho thấy rằng ánh sáng tồn tại khách quan, phát ra từ các vật, gây ra các tác dụng không phụ thuộc vào ý thức của con ngời. Con ngời có thể hiểu đợc các quy luật tự nhiên và sử dụng chúng để mở rộng khả năng hạn chế của các giác quan (chế tạo các dụng cụ quang học để nhìn rõ các vật nhỏ hoặc những vật ở rất xa), để phục vụ cuộc sống (chế tạo nguồn sáng, dùng năng lợng ánh sáng mặt trời...) việc tìm hiểu, giải thích các hiện tợng tự nhiên (nhật thực, nguyệt thực...) góp phần giáo dục học sinh chống mê tín dị đoan.
CHTQH
Nội dung Sự phát sáng Sự truyền thẳng Sự phản xạ Sự khúc xạ
Khái niệm hay định nghĩa ánh sáng phát ra từ vật sáng(nguồn sáng,vật đợc chiếu sáng,vật trong suốt,vật chắn sáng - Đờng truyền ánh sáng - Vận tốc ánh sáng Hiện tợng phản xạ ánh sáng Hiện tợng khúc xạ ánh sáng Định luật chi
phối Điều kiện nhìnthấy vật Định luật về sự truyềnthẳng ánh sáng:Trong môi trờng trong suốt, đồng tính ánh sáng truyền đi theo đờng thẳng
Định luật về sự phản xạ ánh sáng :Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến tại điểm tới ,góc phản xạ bằng góc tới:i = i Định luật khúc xạ(định tính) ứng dụng vật lý -Ngắm đờng thẳng. -Vùng bóng đen vùng nửa tối.Nguyệt thực và nhật thực -Gơng phẳng - Các dụng cụ quang học : Kính xe máy,ôtô,kính tiềm vọng. Thấu kính - -ứng dụng của thấu kính: Máy ánh,kính lúp,đèn chiếu… Biểu diễn hình học ánh sáng truyền đi theo chùm sáng:chùm sáng phân kỳ, hội tụ,
Tia sáng biểu diễn đờng
truyền ánh sáng Tia tới Tia phản xạ Tia tới, tiakhúc xạ, Tia song song với trục chính .Tia
điểm
Tia đi qua quang tâm
Bảng 1: Tóm tắt nội dung chơng trình vật lý lớp 8-THCS
Nếu xét riêng đến từng chơng thì với mỗi chơng nó có những yêu cầu riêng về mặt giáo dục. ở chơng một: “ ánh sáng - sự truyền thẳng ánh sáng”, giới thiệu một số khái niệm cơ bản của quang hình để các em làm quen (vật sáng: nguồn sáng, vật đợc chiếu sáng, chùm sáng, tia sáng, bóng đen...) và định luật về sự truyền thẳng của ánh sáng. Mọi hiện tợng trong chơng (sự tạo thành bóng đen, nhật thực, nguyệt thực) đều đợc giải thích bằng tính chất truyền thẳng của ánh sáng và đợc biểu diễn bằng cách vẽ các tia sáng.
Việc giải thích vai trò của ánh sáng đối với con ngời trong việc nhận thức thế giới xung quanh, đối với sản xuất, đời sống, việc giới thiệu về các nguồn sáng, về nhật thực, nguyệt thực có tác dụng giáo dục thế giới quan duy vật biện chứng, chứng tỏ con ngời có khả năng nhận thức và vận dụng các quy luật tự nhiên.
Chơng hai “Sự phản xạ ánh sáng” nghiên cứu hiện tợng phản xạ khi ánh sáng đang truyền trong một môi trờng trong suốt gặp bề mặt nhẵn của một môi trờng khác. Trọng tâm của chơng là định luật phản xạ ánh sáng và sự tạo thành ảnh do phản xạ ở gơng phẳng. Các khái niệm cơ bản (sự phản xạ, tia tới, pháp tuyến tại điểm tới, tia phản xạ, góc tới, góc phản xạ, ảnh ảo, định luật phản xạ, tính chất đảo chiều của đờng đi ánh sáng, các tính chất của ảnh qua gơng phẳng và kỹ năng biểu diễn hình học dựng ảnh bằng các tia sáng...) chẳng những cần thiết trong khi học về phản xạ mà còn là những cơ sở để học về khúc xạ ở chơng sau.
Chơng ba “ Sự khúc xạ ánh sáng”, không yêu cầu dạy phần định luật khúc xạ mà chỉ dạy hiện tợng khúc xạ trong trờng hợp đơn giản, thờng gặp nhất khi ánh sáng đi từ môi trờng không khí sang nớc hay thủy tinh. Trọng tâm của ch- ơng là các khái niệm quan trọng (sự khúc xạ, tia khúc xạ, góc khúc xạ, thấu kính, trục chính, tiêu điểm, quang tâm, ảnh thật, ảnh ảo và tính chất của chúng), các đặc điểm, tính chất cần thiết đủ để học sinh hiểu một cách định tính một số hiện tợng quen thuộc gây ra do sự khúc xạ ánh sáng, nhất là một số ứng dụng
thực tế của thấu kính hội tụ. Vì thấu kính hội tụ là bộ phận chính của nhiều dụng cụ quang học đợc dùng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật, sản xuất nên việc nghiên cứu chơng trình này có tác dụng to lớn về mặt giáo dục kỹ thuật tổng hợp và giáo dục quan điểm duy vật biện chứng, cho thấy khả năng của con ngời trong việc nhận thức tự nhiên và vận dụng sáng tạo kiến thức để giải quyết những yêu cầu của thực tế.
Nghiên cứu về ánh sáng là một trong những vấn đề quan trọng của vật lý học hiện đại, nó đề cập đến những vấn đề trừu tợng. ở cấp trung học cơ sở học sinh mới chỉ học một số kiến thức về quang hình học nh đã trình bày ở trên. Còn chơng trình quang học ở phổ thông trung học ngoài việc đi sâu nghiên cứu quang hình học, học sinh đã bắt đầu đợc nghiên cứu về bản chất vật lý của ánh sáng. Phần quang học đề cập nhiều vấn đề, song vì quỹ thời gian và dung lợng kiến thức trong tơng quan chung của toàn bộ chơng trình vật lý nên nó không đ- ợc trình bày một cách đầy đủ và chặt chẽ. Tuy vậy nội dung chơng trình cũng đặt ra những yêu cầu cao đối với cấp trung học.
Về phần quang hình: So với quang học cấp THPT thì phần quang hình không phải là phần chủ yếu, tuy vậy trong chơng trình phổ thông nó chiếm đến một nửa khối lợng kiến thức. Phần quang hình đợc trình bày một cách tơng đối đầy đủ về mặt định tính và định lợng. Theo quan điểm hình học và dựa vào 4 định luật cơ bản đó là: Sự truyền thẳng của ánh sáng- sự độc lập của các chùm tia sáng- sự phản xạ ánh sáng- sự khúc xạ của ánh sáng, để nghiên cứu về đờng đi của tia sáng trong các môi trờng trong xuất và ứng dụng vào các quang cụ.
Về phần quang lý: Đề cập tới bản chất của ánh sáng gồm có hai phần.Tính chất sóng và tính chất hạt của ánh sáng. Những đặc trng của ánh sáng trong chơng trình cũng chỉ mới đề cập đến hiện tợng giao thoa, còn đặc tính hạt cũng chỉ mới giới thiệu qua hiện tợng quang điện.
Nh vậy, chơng trình quang học ở cấp cơ sở chính là nền tảng ban đầu cho phần quang học ở cấp phổ thông nghiên cứu sâu và kỹ hơn về mặt định tính, định lợng.