Chương Tổng số bài Số tiết theo phân
phối chương trình Tên bài giảng VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 04 66 Khúc xạ ánh sáng 67 Bài tập 68 Phản xạ tồn phần 69,70 Bài tập VII. MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG 10 72 Lăng kính 73, 74 Thấu kính mỏng
75 Bài tập về lăng kính và thấu kính mỏng
76 Bài tập 77 Mắt 78 Các tật của mắt và cách khắc phục 79 Bài tập 80 Kính lúp 81 Kính hiển vi 82 Kính thiên văn 83 Bài tập về dụng cụ quang học 84 Bài tập
85, 86 Thực hành: Xác định chiết suất của nước và tiêu cự của thấu kính phân kì Trong chương trình vật lý 11 cơ bản THPT phần Quang hình học nằm trong chương 6 và chương 7 với cấu trúc như bảng 2.2.
Bảng 2.2: Cấu trúc chương trình phần Quang hình học Vật lý 11 cơ bản
Chương Tổng số bài Số tiết theo phân
phối chương trình Tên bài giảng
VI. 04 50 Khúc xạ ánh sáng
Chương Tổng số bài Số tiết theo phân
phối chương trình Tên bài giảng
KHÚC XẠ ÁNH 52 Phản xạ tồn phần 53 Bài tập VII. MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG 10 55 Lăng kính 56 Bài tập 57-58 Thấu kính mỏng 59 Bài tập
60 Giải bài tốn về hệ thấu kính
61-62 Mắt 63 Bài tập 64 Kính lúp 65 Kính hiển vi 66 Bài tập 67 Kính thiên văn 68 Bài tập
69-70 Thực hành: Xác định chiết suất của nước và tiêu cự của thấu kính phân kì
2.1.1.2 Nội dung chương trình (chuẩn Kiến thức, Kỹ năng và Thái độ)
Phần Quang hình học được chia làm hai chương:
+ Chương VI: Khúc xạ ánh sáng
Trong chương này HS nghiên cứu về hiện tượng khúc xạ ánh khi một chùm tia sáng đi qua một mặt phân cách của hai mơi trường truyền ánh sáng, trong đó trọng tâm là định luật Snen – Đề-các hay định luật khúc xạ ánh sáng đồng thời nghiên cứu về các khái niệm về chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối của môi trường, nguyên lý thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng. Sau đó, HS tiếp tục nghiên cứu về hiện tượng phản xạ toàn phần, điều kiện xảy ra hiện tượng này và ứng dụng của nó trong kỹ thuật.
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng và định luật khúc xạ ánh
khúc xạ ánh sáng. Thật ra, hiện tượng này HS đã được học ở lớp 9 nên ở chương trình phổ thơng cũng chỉ cần nhắc lại là đủ.
Ở lớp 9, HS đã làm thí nghiệm tìm hiểu mối liên hệ định tính giữa góc khúc xạ và góc tới: khi góc tới tăng (giảm) thì góc khúc xạ cũng tăng (giảm). Ở chương trình THPT, HS được nghiên cứu kĩ hơn về định luật khúc xạ ánh sáng. HS sẽ tiến hành thí nghiệm, ghi lại số liệu và xử lí để rút ra mối liên hệ định lượng giữa góc khúc xạ và góc tới. Sau đó, HS tiếp tục khảo sát sự khúc xạ tia sáng trong trường hợp hệ số tỉ lệ n > 1 và n < 1.
Do hiện tượng khúc xạ ánh sáng nên mắt người sẽ thấy ảnh của vật sẽ nằm ở vị trí khác so với vị trí thật của nó khi tia sáng từ vật truyền đến mắt người đi qua các mơi trường có chiết suất khác nhau. Vì vậy, HS sẽ được tìm hiểu về cách vẽ ảnh của vật tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường.
2. Chiết suất của môi trường
Chiết suất của môi trường là khái niệm quan trọng trong nghiên cứu định luật khúc xạ ánh sáng tuy nhiên cũng là một khái niệm khó. HS nghiên cứu về khái niệm này sau khi học về định luật khúc xạ ánh sáng.
HS được tìm hiểu kĩ hơn về bản chất của chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối. Chiết suất ở đây có liên quan đến vận tốc ánh sáng truyền trong các môi trường. Từ công thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối, HS được biết đến công thức của định luật khúc xạ ánh sáng dưới dạng đối xứng n sini= n sinr1 2 .Công thức viết dưới dạng này giúp cho HS dễ sử dụng và ít nhầm lẫn hơn so với cơng thức sử dụng chiết suất tỉ đối (sini = nsinr), nhất là khi đổi chiều truyền ánh sáng.
3. Hiện tượng phản xạ toàn phần và ứng dụng
HS được nghiên cứu về hiện tượng phản xạ toàn phần, điều kiện để xảy ra hiện tượng và ứng dụng phổ biến của nó để truyền ánh sáng trong sợi quang.
+ Chương VII: Mắt và các dụng cụ quang học
Trong chương này, HS nghiên cứu từ các dụng cụ quang học đơn giản như lăng kính, thấu kính mỏng đến các thiết bị quang học phức tạp như kính hiển vi, kính thiên văn và nghiên cứu về mắt, các tật của mắt.
học về sự khúc xạ ánh sáng để giải thích về đường truyền của tia sáng qua lăng kính. Sau khi xác định được các đại lượng góc tới, góc khúc xạ, góc lệch D, góc chiết quang A, HS được tìm hiểu về các cơng thức lăng kính liên quan đến các đại lượng đó và cơng thức góc lệch cực tiểu. Cuối cùng là tìm hiểu về lăng kính phản xạ tồn phần với các ứng dụng của nó trong kính tiềm vọng, ống nhịm.
2. Thấu kính
HS được nghiên cứu về thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì (chú ý trong chương trình HS chỉ xét các thấu kính mỏng, tức là những thấu kính có bề dày ở tâm rất nhỏ, như vậy tia sáng đi qua quang tâm sẽ truyền thẳng) bao gồm các vấn đề:
- Các khái niệm đặc trưng của một thấu kính: tâm, quang tâm, trục chính, trục phụ, tiêu điểm, tiêu diện, tiêu cự.
- Đường đi của tia sáng qua thấu kính mỏng, và cách vẽ ảnh của vật qua thấu kính.
- Thiết lập các cơng thức thấu kính từ các định lý hình học. 3. Mắt
Trong phần này HS nghiên cứu về cấu tạo của mắt với tư cách là một dụng cụ quang học, qua đó cho HS phân biệt được sự điều tiết của mắt và sự điều chỉnh của máy ảnh. Sau đó, HS tiếp tục nghiên cứu về các khái niệm điểm cực cận, điểm cực viễn và một khái niệm trừu tượng hơn là khái niệm góc trơng vật, năng suất phân ly. Khái niệm góc trơng vật sẽ có vai trị quan trọng trong việc nghiên cứu độ bội giác của các thiết bị hỗ trợ cho mắt ở những bài sau. Cuối cùng, HS được tìm hiểu về hiện tượng lưu ảnh của mắt và ứng dụng của hiện tượng này trong điện ảnh.
Sau khi nghiên cứu về cấu tạo của mắt và các khái niệm liên quan thì HS tiếp tục nghiên cứu về các đặc điểm của mắt tật (mắt cận thị, mắt viễn thị, mắt lão thị) và cách khắc phục những tật đó.
4. Các thiết bị hỗ trợ cho mắt: kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn
HS nghiên cứu về cấu tạo, cơng dụng của các loại kính và các cách ngắm chừng ở cực cận và cực viễn. Sau đó, HS dựa vào sơ đồ tạo ảnh qua kính (đối với kính lúp), hệ kính (đối với kính hiển vi), cơng thức định nghĩa số bội giác G và các định lý hình học để thành lập cơng thức tính số bội giác khi ngắm chừng ở cực cận và cực viễn.
2.1.1.2.1 Mục tiêu dạy học chương Khúc xạ ánh sáng
* Kiến thức
- Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng và viết được hệ thức của định luật này.
- Nêu được chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối là gì.
- Nêu được tính chất thuận nghịch của sự truyền ánh sáng và chỉ ra sự thể hiện tính chất này ở định luật khúc xạ ánh sáng.
- Mô tả được hiện tượng phản xạ toàn phần và nêu được điều kiện xảy ra hiện tượng
- Mô tả được sự truyền ánh sáng trong cáp quang và nêu được ví dụ về ứng dụng của cáp quang.
- Nêu được tính chất của lăng kính làm lệch tia sáng truyền qua nó.
- Nêu được tiêu điểm chính, tiêu điểm phụ, tiêu diện, tiêu cự của thấu kính là gì. - Phát biểu được định nghĩa độ tụ của thấu kính và nêu được đơn vị đo độ tụ. - Nêu được sự điều tiết của mắt khi nhìn vật ở điểm cực cận và ở điểm cực viễn. - Nêu được góc trơng và năng suất phân li là gì.
- Trình bày các đặc điểm của mắt cận, mắt viễn, mắt lão về mặt quang học và nêu tác dụng của kính cần đeo để 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.
- Nêu được nguyên tắc cấu tạo và cơng dụng của kính lúp, kính hiển vi và kính thiên văn.
- Trình bày được số bội giác của ảnh tạo bởi kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn là gì.
* Kỹ năng
- Vận dụng được hệ thức của định luật khúc xạ ánh sáng.
- Vận dụng được công thức tính góc giới hạn phản xạ tồn phần.
- Vẽ được tia ló khỏi thấu kính hội tụ, phân kì và hệ hai thấu kính đồng trục. - Dựng được ảnh của một vật thật tạo bởi thấu kính.
thích tác dụng tăng góc trơng ảnh của mỗi loại kính.
- Xác định được tiêu cự của thấu kính phân kì bằng thí nghiệm.
* Thái độ
- Có thái độ nghiêm túc, tinh thần tự giác, tích cực, tìm tịi, sáng tạo, tỉ mỉ trong học tập.
- Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lý vào đời sống, học tập. - Có tinh thần hợp tác, đoàn kết giúp đỡ nhau trong học tập.
2.1.1.2.2 Mục tiêu dạy học chương Mắt và các dụng cụ quang học
* Kiến thức
- Mơ tả được lăng kính.
- Nêu được tính chất của lăng kính. - Nêu được định nghĩa thấu kính mỏng.
- Nêu được khái niệm trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính, tiêu điểm phụ, tiêu diện, tiêu cự của thấu kính.
- Phát biểu được định nghĩa và nêu được đơn vị đo độ tụ của thấu kính. - Viết được các cơng thức thấu kính.
- Nêu được sự điều tiết của mắt khi nhìn vật ở điểm cực cận và cực viễn. - 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 khái niệm góc trơng và năng suất phân li của mắt.
- Nêu được sự lưu ảnh trên võng mạc và ví dụ thực tế ứng dụng hiện tượng này. - Mô tả được ngun tắc cấu tạo và cơng dụng của kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn.
- Viết được cơng thức tính số bội giác của kính lúp đối với các trường hợp ngắm chừng, của kính hiển vi và kính thiên văn khi ngắm chừng ở vơ cực.
* Kỹ năng
- Vận dụng được các cơng thức về lăng kính để tính được góc ló, góc lệch và góc lệch cực tiểu.
- Vẽ được đường truyền của một tia sáng bất kỳ qua một thấu kính mỏng hội tụ, phân kỳ và hệ hai thấu kính đồng trục.
- Vận dụng các cơng thức thấu kính để giải các bài tập.
- Vận dụng công thức để giải các bài tập về kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn.
* Thái độ
- Có thái độ bảo vệ đơi mắt và tìm hiểu các dụng cụ quang học. - Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lý vào đời sống, học tập.
2.1.2 Sơ đồ logic tiến trình dạy học
Dựa vào SGK vật lý 11 THPT và chuẩn kiến thức kỹ năng đối với phần Quang hình học ta có thể đưa ra sơ đồ hệ thống kiến thức phần này như sau.
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ hệ thống kiến thức phần Quang hình học
2.2 Khai thác bài tập thực tế với sự hỗ trợ của phương tiện nghe nhìn trong dạy học phần Quang hình học Vật lý 11 THPT theo hướng tích cực hóa trong dạy học phần Quang hình học Vật lý 11 THPT theo hướng tích cực hóa 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 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 của HS. Thông qua việc giải các BTTT, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS. Qua đó góp phần củng cố, khắc sâu, mở rộng, tổng hợp kiến 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.