10. Cấu chúc luận văn
2.4.2. Xây dựng các tình huống học tập một số bài trong chương “Mắt
2.4.2.1. Xây dựng các tình huống học tập bài “Mắt”
Các đơn vị kiến thức cần xây dựng và câu hỏi đề xuất tương ứng.
Câu hỏi:
a. Tại sao mắt giúp chúng ta quan sát được mọi vât xung quanh?
b.Tại sao mắt có thể nhìn thấy vật ở các khoảng cách khác nhau?
c. Có những vị trí đặt vật mà mắt không thể nhìn rõ được, điều kiện để nhìn rõ một vật là gì?
d. Có trường hợp đặt vật trong khoảng nhìn rõ của mắt vẫn không nhìn thấy
vật. Điều kiện để mắt phân biệt được hai điểm khác nhau trên vật A, B là gì?
Kết luận:
a. Ta có thể quan sát hình ảnh mọi vật xung quanh là do cấu tạo về phương
diện quang hình học của mắt:
+ Các bộ phận cho ánh sáng truyền qua mắt tương đương như một thấu
kính hội tụ(thấu kính mắt). Tiêu cự của thấu kính mắt có thể thay đổi nhờ thay
+ Ánh sáng truyền từ vật qua thấu kính mắt tạo ảnh thật ngược chiều
nhỏ hơn vật trên màng lưới.
+ Màng lưới đóng vai trò như một màn ảnh. Năng lượng ánh sáng thu
nhận ở đây được truyển thành tín hiệu thần kinh và chuyển tới não, gây ra cảm nhận hình ảnh.
b. Mắt có thể nhìn thấy vật ở các khoảng cách khác nhau là nhờ sự thay đổi độ cong của thủy tinh thể (dẫn đến sự thay đổi tiêu cự của thấu kính mắt) để
giữ cho ảnh của vật cần quan sát hiện rõ trên màng lưới (sự điều tiết của mắt). Quan sát các vật càng xa thủy tình thể càng dẹt.
c. Điều kiện để mắt nhìn rõ một vật.
* Vật phải nằm trong khoảng cách giữa điểm cực viễn Cv và điểm cực cận Cc (khoảng nhìn rõ của mắt).
+ Điểm cực viễn Cv: Điểm xa nhất trên trục của mắt mà đặt vật tại đó
mắt có thể nhìn rõ, quan sát vật ở điểm Cv mắt không phải điều tiết, mắt
không có tật Cvở vô cực.
+ Điểm cực cận Cc: Điểm gần nhất trên trục của mắt mà đặt vật tại đó
mắt có thể nhìn rõ, quan sát vật ở điểm Cc mắt phải điều tiết cực đại. d. Điều kiện để mắt phân biệt được hai điểm khác nhau trên vật A, B.
Sơ đồ 2.2: Tiến trình khoa học xây dung kiến thức bài“Mắt” Cấu tạo của mắt về mặt sinh học.
Số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực:
f D f OC G¥ = c = - Dựa vào cấu tạo mắt về phương diện Sinh học.
+ Về phương diện quang học mắt coi như một TK hội tụ(thấu kính măt) có tiêu cự thay đổi
nhờ thay đổi độ cong của thủy tinh thể.
+ Ánh sáng từ vật tới mắt được thấu kính mắt tạo ảnh thật trên
màng lưới. Năng lượng ánh sáng thu nhận ở đây được chuyển
thành tín hiệu thần kinh và chuyền tới não, gây ra cảm nhận
hình ảnh. Do đó mắt nhìn thấy vật.
Với cấu tạo như vậy tại sao mắt giúp chúng ta quan sát được mọi vât xung quanh?
Tại sao mắt có thể nhìn thấy vật ở các khoảng cách khác nhau?
- Dựa vào cấu tạo quang học của mắt
- Dựa vào công thức 1 1 1'
d d f = + (1) và ÷÷ø ö ççè æ + - = 2 1 1 1 1 1 R R n f (2) Dựa vào việc quan sát đường đi của tia sáng
trong mắt nhận thấy: Các bộ phận cho ánh sáng
chuyền qua mắt tương đương như một TK hội
tụ(TKmắt) cho ảnh thật hiện lên trên màng
lưới. Màng lưới đóng vai trò như một màn ảnh
Để nhìn thấy vật thì ảnh của vật qua thấu kính mắt phải hiện trên màng lưới, từ
(1) ta có: OV d fmat 1 1 1 +
= ; Khi nhìn vật ở cách khoảng cách khác nhau d thay đổi nhưng OV không đổi vậy fmăt thay đổi, theo (2) ta có n không đổi vậy R1, R2 thay đổi. Khi d lớn → fmăt lớn → R1, R2 lớn (thủy tinh thể càng dẹt)
- Mắt có thể nhìn thấy vật ở các khoảng cách khác nhau là nhờ sự thay đổi độ cong của
thủy tinh thể(dẫn đến sự thay đổi fmat) để giữ cho ảnh của vật cần quan sát hiện rõ trên
- Dựa vào khả năng quan sát của mắt trong thực tế đưa ra giới hạn điều tiết của mắt.
.
- Khả năng điều tiết của mắt là có giới hạn: Vật phải nằm trong khoảng cách giữa điểm
cực viễn Cv và điểm cực cận Cc ( khoảng nhìn rõ của mắt).
+ Điểm cực viễn Cv: Điểm xa nhất trên trục của mắt mà đặt vật tại đó mắt có thể
nhìn rõ. Quan sát vật ở điểm Cv mắt không phải điều tiết, mắt không có tật Cvở vô cực. + Điểm cực cận Cc: Điểm gần nhất trên trục của mắt mà đặt vật tại đó mắt có thể
nhìn rõ. Quan sát vật ở điểm Cc mắt phải điều tiết cực đại.
- Để mắt có thể phân biệt đươc hai điểm A,B: Góc trông vật AB: ³ min
min: năng suất phân li của mắt
Có những vị trí đặt vật mà mắt không thể nhìn rõ đươc, điều kiện để nhìn rõ một vật là gì?
- Đưa trang sách lại gần và ra xa mắt để thấy được vị trí xa nhất và gần
nhất còn đọc được trang sách → điểm cực cận, điểm cực viễn, giới hạn
nhìn rõ của mắt.
- Để mắt có thể phân biệt đươc hai điểm A,B: Góc trông vật AB: ³ min
min: năng suất phân li của mắt
Có những trường hợp đặt vật trong khoảng nhìn rõ của mắt vẫn không nhìn rõ vật. Điều kiện của vật AB để mắt
phân biệt được hai điểm A, B là gì?
- Xét tam giác OA’B’ ta có : A'B' =OA'tan min (OA’ = OV không đổi) → min càng lớn thì A’B’ càng lớn.
- Để phân biệt được hai điểm A, B trên vật thì : ≥ min ( min gọi là năng
suất phân ly của mắt, là góc trông vật)
- Dựa vào lập luận:
+ Để mắt phân biệt được hai điểm khác nhau A, B
thì ảnh của chúng phải được tạo ra ở hai tế bào thần kinh thị giác kế cận nhau. Gọi A’
, B’ là ảnh của A, B khi đó. + A’B’ càng lớn thì mắt càng nhìn rõ vật. A A ’ B’ B
Mục tiêu của quá trình dạy học
- Dựa cấu tạo mắt về mặt sinh học kết hợp với quan sát đường đi của tia
sáng trong mắt đưa ra được cấu tạo mắt về phương diện quang học.
- Giải thích được tại sao mắt quan sát được vật ở các vị trí khác nhau.
- Dựa vào khải năng quan sát của mắt trong thực tế đưa ra được giới
hạn điều tiết của mắt.
- Dựa vào đặc điểm sinh học của mắt đưa ra điều kiện để mắt phân biệt được hai điểm A, B.
Các tình huống học tập tương ứng với các đơn vị kiến thức cần xây dựng
* Chuẩn bị của GV và HS. Giáo viên:
- Mô hình cấu tạo mắt.
- Hình vẽ lớn về cấu tạo mắt.
- Hình vẽ mô phỏng đường truyền của tia sáng trong mắt.
- Phần mềm minh họa sự điều tiết của mắt. - Phiếu học tập số 4
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4
Câu 1: Dựa vào cấu tạo của mắt về mặt sinh học được trình bày dưới dây hãy giải thích
lí do tại sao mắt giúp chúng ta nhìn thấy mọi vật xung quanh?
1). Giác mạc: Làm khúc xạ các tia sáng truyền vào mắt...
2). Thủy dịch: Chất lỏng trong suốt có chiết suất xấp
xỉ chiết suất của nước.
3). Màng mống mắt: Màn chẵn, ở giữa có lỗ trống để điều chỉnh chùm tia sáng đi vào trong mắt.
4). Con ngươi: Là lỗ trống trên màng mống mắt. 5). Thủy tinh thể: Khối chất đặc trong suốt có dạng
thấu kính hai mặt lồi.
6). Cơ vòng: Thay đổi độ cong của thủy tinh thể. 7). Thủy tinh dich: Chất lỏng.
8). Võng mạc(màng lưới): lớp mỏng tại đó tập trung
* Để quan sát được một vật phải có ánh sáng từ vật đó chiếu đến mắt, vậy để nhìn được vật mắt phải có một bộ phận chuyển các tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu thần kinh đến não gây ra cảm nhận hình ảnh.
Theo em đó là bộ phận nào trong các bộ phận ở trên?... * Bên cạnh là ảnh minh họa đường đi của chùm tia
sáng từ vật qua các bộ phận trong suốt của mắt.
Theo em các bộ phận trong suốt của măt có tác dụng giống với linh kiện quang nào đã học? Nó có vai trò gì? Vẽ hình minh họa?
... ... ... ...
Câu 2: Từ các kết luận ở trên giải thích lí do tại sao mắt giúp chúng ta nhìn thấy mọi vật: ... ... ... ...
Câu 3: Từ kết quả thí nghiệm về sự điều tiết của mắt hãy cho biết: * Mắt có nhìn thấy rõ vật ở mọi khoảng cách không?
... * Trong những trường hợp nào mắt không còn thấy rõ vật?
... ...
Câu 4: Vậy điều kiện để mắt nhìn rõ một vật là gì?
... ...
Học sinh: Ôn tập lại các nội dung sau: - Ôn lại về máy ảnh và mắt lớp 9.
Vấn đề 1: Giải thích tại sao mắt giúp ta quan sát được các vật
Tình huống làm nảy sinh vấn đề (2 phút)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
* Mắt là bộ phận giúp chúng ta nhìn thấy mọi vật xung quanh. Vậy
nguyên tắc hoặc động của mắt thế
nào? Dựa vào việc tìm hiểu cấu tạo
về mặt sinh học của mắt chúng ta có
thể trả lời câu hỏi trên.
* Lắng nghe. Tình huống giải quyết vấn đề (5 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của HS * Phát phiếu học tập số 4 và để nghị HS làm việc nhóm trả lời câu (1). * Đề nghị các nhóm cử đại diện trả
lời câu hỏi (1) trên phiếu học tập.
* Tổ chức thảo luận, nhận xét, bổ
sung, xác nhận ý kiến đúng.
* Vận dụng kiến thức đã học, thảo
luận nhóm trả lời câu hỏi (1) của GV
trên phiếu học tập.
* Cử đại diện trả lời câu hỏi (1) và trên phiếu học tập.
* Câu trả lời mong đợi:
- Màng lưới.
- Các bộ phận trong suốt của mắt có
tác dụng như một thấu kính hội tụ. Có
vai trò tạo ảnh thật ngược chiều trên
Tình huống rút ra nhận xét hoặc kết luận (3 phút)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
* Để nghị HS làm việc nhóm trả lời
câu (2) trên phiếu học tập.
* Đề nghị các nhóm cử đại diện trả
lời câu hỏi (2) trên phiếu học tập.
* Tổ chức thảo luận, nhận xét, bổ
sung, xác nhận ý kiến đúng.
* Khái quát hóa kiến thức.
* Thảo luận nhóm trả lời câu hỏi (2)
của GV trên phiếu học tập.
* Cử đại diện trả lời câu hỏi (2) và trên phiếu học tập.
* Câu trả lời mong đợi: Ta có thể
quan sát hình ảnh mọi vật xung quanh
là do cấu tạo về phương diện quang
hình học của mắt:
+ Các bộ phận cho ánh sáng truyền
qua mắt tương đương như một thấu
kính hội tụ(thấu kính mắt). Tiêu cự
của thấu kính mắt có thể thay đổi nhờ thay đổi độ cong của thủy tình thể.
+ Ánh sáng truyền từ vật qua thấu
kính mắt tạo ảnh thật ngược chiều
nhỏ hơn vật trên màng lưới.
+ Màng lưới đóng vai trò như một
màn ảnh. Năng lượng ánh sáng thu
nhận ở đây được chuyển thành tín hiệu thần kinh và chuyển tới não, gây ra cảm nhận hình ảnh.
* Ghi nhận.
Bài 31: MẮT
I. Cấu tạo quang học của mắt.
* Về phương diện quang hình học có thể coi cấu tạo của mắt gồm hai bộ
phận chính:
kính hội tụ( thấu kính mắt). Có tác dụng tạo ảnh thật của vật trên màng lưới. - Màng lưới: Có vai trò như một màn ảnh.
* Vậy để mắt nhìn rõ vật thì ảnh của vật qua thấu kính mắt phải hiện ở trên
màng lưới.
Sơ đồ sự tạo ảnh qua thấu kính
mắt:
Vấn đề 2: Giải thích tại sao mắt nhìn thấy vật ở các
khoảng cách khác nhau
Tình huống làm nảy sinh vấn đề (5 phút)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
* Mắt nhìn rõ được vật khi màng lưới
hứng được ảnh rõ nét của vật. em hãy viết biểu thức liên hệ giữa vị trí của
vật và ảnh của nó qua thấu kính mắt khi đó.
* Trong biểu thức trên ta thấy khoảng cách OV không đổi. Nhưng trong thực
tế mắt có thể nhìn được những vật ở
các khoảng cách khác nhau (d thay
đổi). Tại sao lại như vậy?
- Dựa vào cấu tạo của mắt và các kiến thức đã học các em hãy thảo
luận giải thích tại sao mắt có thể
nhìn vật ở các khoảng cách khác nhau? * 1 1 1' d d f = + OV d fmat 1 1 1 + = Û (1) d d’
Tình huống giải quyết vấn đề và rút ra kết luận (5 phút)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
* Có thể dùng các câu hỏi sau để gợi
ý cho HS.
- Tiêu cự f của thấu kính phụ thuộc
vào yếu tố nào?
- Bộ phận nào của mắt có thể thay đổi
tiêu cự của thấu kính mắt?
* Đề nghị các nhóm cử đại diện trả
lời nhiệm vụ vừa nêu.
* Tổ chức thảo luận, nhận xét, bổ
sung, xác nhận ý kiến đúng.
* Sử dụng phần mềm “Quang hình học mô phỏng và thiết kế” minh họa
sự điều tiết của mắt. * Khái quát hóa kiến thức.
* Thảo luận nhóm hoàn thành yêu cầu
của GV.
* Cử đại diện trả lời câu hỏi .
* Câu trả lời mong đợi: Dựa vào công
thức (1) ta thấy: OV không đổi, d thay đổi vậy fmat phải thay đổi.
- Áp dụng: = - ççèæ 1 + 2 ÷÷øö 1 1 1 1 R R n f (2)
→ Để fmat thay đổi phải thay đổi R1 và R2 của thủy tinh thể.
- Có thể thay đổi R1, R2 nhờ hệ thống
cơ vòng của mắt.
* Quan sát sự điều tiết của mắt qua
phần mềm “Quang hình học mô
phỏng và thiết kế”. * Ghi nhận.
II. Sự điều tiết của mắt. Điểm cực viễn. Điểm cực cận.
1. Sự điều tiết:
- Điều tiết là hoạt động của mắt thay đổi tiêu cự của mắt để cho ảnh các vật
ở cách mắt những khoảng khác nhau vẫn được tạo ra trên màng lưới.
- Quan sát các vật càng xa tiêu cự của thấu kính mắt càng lớn, thủy tình thể
Vấn đề 3: Tìm điều kiện để mắt nhìn rõ một vật
Tình huống làm nảy sinh vấn đề (5 phút)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
* Yêu cầu từng cặp HS tiến hành TN
sau: Một HS giơ trang sách trước mắt
một HS khác, thay đổi khoảng cách
giữa mắt và sách để thấy được vị trí
xa nhất và gần nhất mà mắt còn đọc được trang sách.
* Đưa ra vấn đề cần nghiên cứu: Vậy
mắt có nhìn rõ được vật ở mọi
khoảng cách không? Điều kiện để
mắt nhìn rõ một vật là gì?
* Thực hiện yêu cầu của GV.
Tình huống giải quyết vấn đề (5 phút)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
* Từ kết quả của thí nghiệm nêu trên
các em hãy hoàn thành câu hỏi 3 trên
phiếu học tập.
* Tổ chức thảo luận, nhận xét, bổ
sung, xác nhận ý kiến đúng.
* Đưa ra các khải niệm về điểm cực
cận Cc, cực viễn Cv và khoảng nhìn rõ của mắt.
* Lưu ý HS: Khả năng điều tiết của
mắt có giới hạn và phụ thuộc vào từng người.
* Hoạt động nhón hoàn thành câu hỏi
3 trên phiếu học tập.
* Câu trả lời mong đợi:
- Mắt không quan sát rõ được vật ở
mọi khoảng cách.
- Mắt không quan sát được rõ vật khi đưa vật lại gần hoặc ra xa mắt ở một
khoảng cách xác định.
* Ghi nhận các khái niệm về điểm
cực cận Cc, cực viễn Cv và khoảng
Tình huống rút ra kết luận (5 phút)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
* Yêu cầu HS trả lời câu hỏi số 4