hoạt động nhận thức của học sinh
2.2.1 Mục đích và yêu cầu của việc khai thác bài tập thực tế với sự hỗ trợ của phương tiện nghe nhìn
Việc khai thác hệ thống BTTT phần Quang hình học có sự hỗ trợ của PTNN nhằm làm phương tiện để kích thích hứng thú học tập, phát huy tính tích cực nhận thức của HS. Thông qua việc giải các BTTT, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức
Định luật khúc xạ ánh sáng QUANG HÌNH HỌC KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Phản xạ tồn phần Khúc xạ ánh sáng MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG Lăng kính Thấu kính mỏng Mắt Thấu kính phân kì Thấu kính hội tụ Cận thị Viễn thị Mắt lão Kính lúp Kính hiển vi Kính thiên văn Chiết suất của mơi trường Ứng dụng Hiện tượng và điều kiện
thức cho HS nhằm nâng cao hiệu quả học tập của HS.
Các BTTT được xây dựng cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Nội dung kiến thức của các BTTT thuộc phần Quang hình học Vật lý 11 THPT và phù hợp với nội dung khoa học của phần Quang hình học.
- Các BT phù hợp với trình độ nhận thức của HS.
- Các BT đa dạng, có nhiều mức độ phù hợp với các đối tượng HS, có tính thực tế.
- Các BT góp phần hồn chỉnh kiến thức cho HS như kiến thức về các tính chất, mối quan hệ quy luật của sự vật hiện tượng vật lý, kiến thức về PP nhận thức khoa học, kiến thức về các ứng dụng vật lý,…
- Các BT được xây dựng thể hiện tính trực quan cao và có sự hỗ trợ được của PTNN.
2.2.2 Nguyên tắc và quy trình của việc khai thác bài tập thực tế với sự hỗ trợ của phương tiện nghe nhìn
2.2.2.1 Những căn cứ và nguyên tắc xây dựng bài tập thực tế
* Để xây dựng BTTT, cần phải dựa vào các căn cứ sau: - Chương trình SGK.
- Những hiện tượng, vấn đề thực tế liên quan đến nội dung bài dạy. - Kinh nghiệm thực tế của GV.
- Kinh nghiệm thực tế và những hiểu biết khác của HS.
* Bên cạnh đó, để BTTT có tác dụng nâng cao chất lượng học tập của HS, GV cũng cần đảm bảo một số nguyên tắc chung sau:
- BTTT phải góp phần thực hiện mục tiêu mơn học. - BTTT phải đảm bảo tính hệ thống, tính đa dạng.
- BTTT phải đảm bảo tính vừa sức, phát huy được tính tích cực của HS. - BTTT phải đảm bảo có sự hỗ trợ của PTNN
Ngồi các ngun tắc chung thì BTTT cần đảm bảo các nguyên tắc sau để có tác dụng TCHHĐNT của HS:
- BTTT phải có dữ kiện xuất phát từ thực tế đời sống kĩ thuật hằng ngày, phải được gắn liền với những hiện tượng thực tế gần gũi với HS và đúng với nội dung
dạy học.
- BTTT phải hướng HS vào suy nghĩ độc lập, giúp các em tự tìm tịi, phát hiện. - BTTT phải phát huy tính sáng tạo của HS.
2.2.2.2 Quy trình xây dựng
Hệ thống BTTT có sự hỗ trợ của PTNN có thể được soạn thảo từ ba nguồn sau: 1. Lựa chọn từ các BT đã được biên soạn và giới thiệu trong các sách BT. 2. Từ kinh nghiệm và hiểu biết của GV đối với các hiện tượng, sự vật trong đời sống có liên quan đến nội dung dạy học.
3. Tìm hiểu khai thác từ các kênh thơng tin khác (như: internet, báo chí,….) 4. Các BT đó phải có sự hỗ trợ của PTNN.
* Để soạn thảo hệ thống BTTT phục vụ cho 1 tiết học thì GV cần tn theo quy trình:
Bước 1: Phân tích nội dung bài dạy, chỉ ra các kiến thức liên quan đến thực tế. Bước 2: Tìm hiểu những hiện tượng thực tế, những thơng số kĩ thuật có liên quan đến nội dung bài dạy.
Bước 3: Khai thác, soạn thảo BTTT.
Các BTTT phải có sự hỗ trợ của PTNN và được biên soạn làm sao để qua việc giải BT, HS có thể làm bộc lộ bản chất kiến thức vật lý. BTTT cần chứa đựng mâu thuẫn và những thông tin mới.
Bước 4: Sắp xếp lại các BTTT và đưa ra lời giải cho các BT cụ thể. Bước 5: Rà soát lại để đảm bảo sự cân đối giữa các loại BT [28].
2.2.3 Xây dựng kho tư liệu bài tập thực tế phần Quang hình học vật lí 11 THPT với sự hỗ trợ của phương tiện nghe nhìn
2.2.3.1 Bài tập thực tế định tính
Bài 1. Quan sát hình sau (Hình 2.1) và giải thích vì sao đáy bát có chứa nước
có vẻ nơng hơn so với đáy bát khơng có chứa nước?
Bài 2. Vì sao chiếc đũa đặt trong cốc nước lại trông như bị gãy tại mặt nước? (Hình 2.2)
Bài 3. Hãy xem video clip thí nghiệm sau và
giải thích hiện tượng xảy ra: Đặt một đồng xu vào một cái ca. Bước ra xa thì khơng cịn nhìn thấy đồng xu. Sau đó ta đổ nước từ từ vào ca thì nhìn thấy đồng xu. (Video clip 2.1)
Bài 4. Quan sát đáy bể bơi ở hình
sau (Hình 2.3) ta thấy đáy của nó hình như dốc lên, chỗ gần ta nhất là chỗ sâu nhất, biết rằng đáy bể bơi nằm ngang. Hiện tượng cũng tương tự nếu ta nhìn và một hồ cá bất kỳ (Hình 2.4). Hãy giải thích?
Bài 5. Vào những ngày trời nắng to, nếu đi trên đường nhựa thì ta thường thấy ở phía xa trước mặt thường xuất hiện những vũng nước loang lống và có thể thấy cả ảnh của xe cộ hay cây cối
gần đó trên mặt đường nhưng khi lại gần thì chúng biến mất. Hãy giải thích hiện tượng trên? (Hình 2.5, hình 2.6)
Bài 6. Đèn trang trí ở hình bên là một trong những ứng
dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần (Hình 2.7). Đèn gồm các sợi nhỏ trong như sợi cước cắm vào một hộp tròn, trong hộp tròn có bóng đèn nhỏ. Khi bật đèn lên ta thấy đầu của những sợi nhỏ có ánh sáng nhưng tồn thân thì khơng có ánh sáng lọt ra. Hãy giải thích xem người ta đã chế tạo những sợi
Hình 2.3 Hình 2.4
Hình 2.6 Hình 2.5
Hình 2.7 V i d e o c l i p 2 . 1
nhỏ đó như thế nào?
Bài 7. Quan sát dịng chữ ở hình bên và giải thích vì sao dịng chữ sau tấm kính dày lại bị lệch đi?(Hình 2.8)
Bài 8. Quan sát đáy bể ở hình bên (Hình 2.9) và giải thích vì sao khi có ánh
sáng mặt trời chiếu vào bể vào lúc mặt nước sóng sánh thì dưới đáy bể có những vệt sáng ngoằn ngo?
Bài 9. Vì sao khi mặt hồ lay động thì những đường thẳng ở đáy hồ lại trở thành những đường ngoằn ngoèo như ở hình bên? (Hình 2.10)
Bài 10. Tại sao hai hàng cây bên đường ở trong hình
sau lại như chụm lại một điểm? (Hình 2.11)
Bài 11. Ở những
khúc cua người ta thường hay đặt những gương cầu lồi mà không phải là những gương phẳng? Tương tự như vậy, gương
chiếu hậu ở xe ôtô, xe máy cũng là những gương cầu lồi mà khơng phải là gương phẳng? Giải thích điều này như thế nào? (Hình 2.12, hình 2.13)
Bài 12. Vào những đêm hè trời quang đãng, khơng trăng, nhìn lên bầu trời đầy
sao, ta thấy có nhiều vì sao lấp lánh, lung linh một cách kỳ ảo. Phải chăng các vì sao lấp lánh ấy là do cường độ khơng đồng đều? Giải thích? (Hình 2.14)
Hình 2.8 Hình 2.10
Hình 2.11
Hình 2.13 Hình 2.12
Bài 13. a) Tại sao bầu trời có màu xanh?(Hình 2.15)
b) Tại sao sau mưa giông, ta thường thấy xuất hiện cầu vồng? (Hình 2.16)
Bài 14. Trong tự nhiên, đôi khi xuất
hiện các thành phố ma trên mặt sông hay trên mặt biển như thành phố ma xuất hiện ở Trung Quốc (Video clip 2.2). Chúng ta giải thích hiện tượng này như thế nào?
2.2.3.2 Bài tập thực tế thí nghiệm
Bài 15. Quan sát video clip thí nghiệm sau và cho biết vì sao khi nhỏ vài giọt
nước đường vào ly nước thì thấy trong ly nước xuất hiện nhữngvân nhỏ? (Chiếu
cho HS xem video clip 2.3 hoặc GV làm thí nghiệm trực tiếp)
Bài 16. Quan sát thí nghiệm sau và giải thích hiện tượng xảy ra: Cắm một
chiếc đinh ghim vào một miếng bìa hình trịn và phẳng sao cho chiều dài của đinh vừa nhỏ hơn bán kính của miếng bìa. Đặt miếng bìa lên giá sao cho đầu đinh ghim quay xuống dưới. Hãy nhìn qua mặt nước của cốc sao cho vẫn cịn thấy đầu đinh ghim. Bây giờ, đổ nước từ từ vào cốc thì đến một lúc nào đó ta khơng cịn nhìn thấy đinh ghim nữa cho dù đặt mắt ở vị trí bất kì vị trí nào trên mặt nước. (Chiếu cho HS xem video clip 2.4 hoặc GV làm thí nghiệm trực tiếp)
Bài 17. Quan sát video clip thí nghiệm
sau (Video clip 2.5) và giải thích hiện tượng xảy ra: Một bình nước hình trụ trong có đục
43
V i d e o c l i p 2 . 2
V i d e o c l i p 2 . 3 V i d e o c l i p 2 . 4
Bài 18. Quan sát video clip thí nghiệm sau (Video
clip 2.6) : Ta biết lăng kính có tác dụng làm lệch tia
sáng về phía đáy vì vậy ta thấy có một vệt sáng trên mặt bàn khi chiếu tia laser vào lăng kính.Nhưng khi đặt lăng kính trong nước, chiếu tia laser vào với góc như cũ thì
lỗ nhỏ trên thành. Bịt lỗ nhỏ lại và đổ nước vào chai. Chiếu tia sáng thẳng góc với thành chai vào lỗ và thả bịt lỗ ra thì thấy ánh sáng hầu như bị uốn cong theo tia nước.
mặt bàn mà tia sáng gần như truyền thẳng và để lại một vệt sáng trên tường. Giải thích điều này như thế nào?
Bài 19. Thực hiện thí nghiệm sau và
giải thích hiện tượng quan sát được: Cho một tấm bìa. Một mặt vẽ một cái lồng chim, mặt kia vẽ một con chim. Cột dây thun vào hai mép bên của tấm bìa. Xe hai đầu sợi dây thun lại rồi kéo căng ra để cho tấm bìa quay. Khi đó ta thấy con chim như nằm trong lồng. Giải thích điều này như thế nào? (Chiếu cho HS
xem video clip 2.7 hoặc GV làm thí nghiệm trực tiếp)
Bài 20. Vì sao chiếc thìa để vào cốc nước thì lại có vẻ to hơn bình thường? (Chiếu cho HS xem video clip 2.8 hoặc GV làm thí nghiệm trực tiếp)
Bài 21. Quan sát video clip thí nghiệm sau và cho biết vì sao thấu kính hội tụ
có thể đốt cháy giấy? (Chiếu cho HS xem video clip 2.9 hoặc GV làm thí nghiệm
trực tiếp)
2.2.3.3 Bài tập thực tế định lượng
Bài 22. Một thanh AB được dựng thẳng
đứng trong một bể nước. Một người quan sát đặt mắt ngồi khơng khí nhìn theo phương vng góc với mặt nước thấy đầu B và đầu A cách mặt thoáng nước lần lượt là 0,3m và 0,6 m. Biết chiết suất của nước là 4
3
n= . Tính chiều dài thật của thanh AB. (Hình 2.17)
Bài 23. Một cái máng nước sâu 60 cm, rộng
80 cm, hai thành bên thẳng đứng. Đúng lúc máng cạn nước thì bóng râm của thành AB kéo dài tới đúng chân C của thành CD đối diện (Hình 2.18). Người ta đổ nước vào máng đến độ cao h thì bóng của thành AB ngắn đi 14 cm so với trước. Tính h và vẽ tia sáng giới hạn bóng râm của thành máng khi có nước. Biết chiết suất của nước là 4
3 n= . A B C D S H ì n h 2 . 1 8 A B / A / B H ì n h 2 . 1 7
Bài 24. Một người nhìn một vật ở đáy ca theo
phương thẳng đứng . Đổ nước vào chậu, người này thấy vật gần mình thêm 5 cm. (Hình 2.19) Chiết suất của nước là 4
3
n= . Tính chiều cao của lớp nước đã đổ vào chậu?
Bài 25. Người quan sát và cá ở hai vị trí đối
xứng nhau qua mặt thống cách nhau 1,2 m. (Hình
2.20) Chiết suất của nước là 4
3
n= .
a) Người thấy cá cách mắt bao nhiêu? b) Cá thấy mắt người cách nó bao nhiêu?
Bài 26. Một con cá bơi trong nước cách mặt
nước 20cm nhìn thấy ảnh S/ của ngọn đèn S treo trong khơng khí phía trên mặt nước cách cá 60 cm theo phương thẳng đứng. (Hình 2.21)
a) Xác định vị trí ngọn đèn đối với mặt nước. b) Hỏi phải đổ một lớp dầu cao bao nhiêu trên mặt nước để cá thấy ảnh cuối cùng của S trùng với S? Biết chiết suất của nước là 4
3
n= và của dầu là 1,5
Bài 27. Một chậu nước có đáy phẳng
tráng bạc. Lớp nước trong chậu dày 10 cm. Chiết suất của nước là 4
3
n= .
a) Chiếu vào chậu một tia sáng nghiêng 450 so với mặt nước. Tính khoảng cách từ điểm tia tới đi vào mặt nước đến điểm ló ra
H ì n h 2 . 1 9
H ì n h 2 . 2 0
H ì n h 2 . 2 1
b) Một người soi vào chậu, mặt cách mặt nước 10cm. Người này thấy ảnh cách mình bao nhiêu?
Bài 28. Một người có độ cao h, đứng
ngay dưới ngọn đèn có độ cao H (H > h). Người này bước đi theo chuyển động thẳng đều với vận tốc v. (Hình 2.23)
Xác định chuyển động của bóng đỉnh đầu in trên mặt đất.
Bài 29. Một chiếc thước thẳng dài 1m, có 100
độ chia, được nhúng thẳng đứng vào một bể nước. Đầu mang vạch số 100 ở trong nước, đầu mang vạch số 0 ở ngồi khơng khí. Một người nhìn vào thước theo phương gần như vng góc với mặt nước. Người đó đồng thời thấy hai ảnh của thước, ảnh của phần thước ở ngồi khơng khí và ảnh của phần thước nhúng trong nước. (Hình 2.24)
a) Hãy giải thích hiện tượng mà người đó quan sát được.
b) Người quan sát thấy ảnh của vạch 100 trùng với ảnh của vạch 9. Tính chiều dài của phần thước ngập trong nước.
c) Ấn sâu thước cho vạch 100 chạm đáy bể thì thấyảnh của vạch 100 nằm phía dưới và cách ảnh của vạch số 0 là 19 độ chia. Xác định độ sâu của bể nước. Chiết suất
của nước là 4 3
n= .
Bài 30. Một thợ lặn dưới nước nhìn thấy
Mặt Trời ở độ cao 600 so với đường chân trời. (Hình 2.25) Tính độ cao thực của Mặt Trời so với đường chân trời. Chiết suất của nước là
4 3
n= .
H ì n h 2 . 2 4