Định luật khúc xạ ánh sáng QUANG HÌNH HỌC KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Phản xạ toàn 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
2.2. Xây dựng tiến trình dạy học kiến tạo một số kiến thức phần “Quang hình họclí 11 THPT với sự hỗ trợ của MVT
2.2.1. Xây dựng thư viện hình ảnh, video, flash, phần mềm hỗ trợ dạy học một số kiến thức phần “Quang hình học” Vật lí 11 THPT với sự hỗ trợ của MVT
Xây dựng thư viện tranh ảnh
Để xây dựng thư viện các tranh ảnh nhằm trực quan hóa các thí nghiệm, hiện tượng, quá trình VL trong dạy học phần “Quang hình học”, chúng ta có thể xây dựng các hình ảnh minh họa cho các thí nghiệm, hiện tượng, q trình VL bằng những cách khác nhau. Với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện nay cho phép chúng ta sử dụng máy ảnh kĩ thuật số để chụp lại các thí nghiệm, các hiện tượng quang học xảy ra trong tự nhiên khá dễ dàng.
Các website tìm kiếm thơng dụng hiện nay là: http://www.google.com.vn, http://xalo.vn,... Chẳng hạn, muốn tìm các hình ảnh minh họa cho hiện tượng “khúc xạ
ánh sáng” thì trước hết chúng ta khởi động cơng cụ tìm kiếm http://www.google.com.vn,
sau đó gõ từ khóa “khúc xạ ánh sáng” vào ơ “Tìm kiếm”, tiếp đó chọn trình duyệt “hình ảnh” và cuối cùng là nhấn nút “tìm kiếm”.
Hình 2.1. Kết quả tìm kiếm với trang http://www.google.com
chọn “Save Pictute As” (trên trình duyệt Internet Explore) hay “Save Image As”
(trong trình duyệt Mozila Firefox),… Có thể nhấn phím Print Screeen trên bàn phím
máy tính sau đó Paste vào phầm mềm Paint trong Windows và lưu hình ảnh lại... Bên cạnh việc sử dụng các cơng cụ tìm kiếm như trên để sưu tầm các hình ảnh cho bài học, chúng ta cũng có thể dùng các địa chỉ Website cụ thể như sau:
+ Các địa chỉ sau cung cấp các hình ảnh được chụp lại từ thí nghiệm hoặc các hình vẽ về hiện tượng liên quan đến sự truyền ánh sáng qua các dụng cụ quang học và sự tạo ảnh qua chúng như.
http://thuvienvatly.com/home/component/option,com_rsgallery2/gid,4/Itemid,236/ http://www.hk-phy.org/index2.html
http://www.hk-phy.org/resources/images/optics02/optics_e.html
Hình 2.2. Một số hình ảnh tìm được từ trang http://www.hk- phy.org
- Địa chỉ http://www.hk-phy.org/resources/images/optics02/ là website cung cấp cho chúng hình ảnh được chụp lại các thí nghiệm (có định dạng *.jpg) hoặc các hình vẽ về hiện tượng khác nhau liên quan đến sự truyền ánh sáng qua các dụng cụ quang học và sự tạo ảnh qua chúng.
- Với trang http://phys23p.sl.psu.edu/phys_anim/optics/indexer_optics.html chúng ta có thể tìm được các hình ảnh động (được thiết kế trên phần mềm Macromedia Flash và được chuyển thành file *.avi) biểu diễn đường truyền của tia sáng và sự tạo ảnh của vật qua thấu kính cũng như một số hình ảnh động khác.
- Từ địa chỉ của trang http://physics-animations.com/Physics/English/optics.htm chúng ta tìm được các hình ảnh động (có định dạng *.gif) mơ phỏng các thí nghiệm về các hiện tượng VL.
- Địa chỉ http://www.upscale.utoronto.ca/GeneralInterest/Harrison/Flash/#optics là website cung cấp các hình ảnh động mơ phỏng các thí nghiệm do tác giả David Harrison thiết kế trên Macromedia Flash. Đó là các hình ảnh mơ phỏng các thí nghiệm về sự phản xạ và khúc xạ của ánh sáng giữa hai mơi trường nước với khơng khí, sự tạo ảnh của vật qua thấu kính hội tụ.
Hình 2.3. Một số hình ảnh trong thư viện tranh ảnh Xây dựng thư viện video clip
Bên cạnh sử dụng các hình ảnh tĩnh và động để minh họa cho các thí nghiệm, hiện tượng, q trình VL, người ta cũng có thể dùng các video clip.
Ngày nay, việc khai thác và sử dụng các thơng tin từ internet nói chung và sử dụng chúng vào mục đích dạy học nói riêng cũng hết sức thuận lợi và dễ dàng. Đối với dạy học phần “Quang hình học” lớp 11 THPT, chúng ta dễ dàng tìm được các video clip ghi lại các thí nghiệm hoặc các thí nghiệm về các hiện tượng, quá trình quang học từ nhiều địa chỉ website khác nhau. Để download được các video clip này thì cần sử dụng các công cụ download như Internet Download Manager hoặc Flashget,… Với những video clip khơng download được thì có thể dùng chương trình ghi trực tiếp trên màn hình như Camtasia Studio để lưu lại các video clip đó. Từ địa chỉ http://physicslearning.colorado.edu/PiraHome/pira200/Optics.html sẽ download được các đoạn video có định dạng *wmv. Đây là các đoạn video ghi lại các
thí nghiệm thực được các tác giả người nước ngoài thực hiện.Các đoạn video này chạy trên các phần mềm như Windows Media Player…
Hình 2.4. Các Video của trang http://www.wfu.edu
Ngoài ra với các địa chỉ trang như:
http://groups.physics.umn.edu/demo/flatframe.html; http://giaovien.net/index.php?
option=com_docman&task=cat_view&gid=55&Itemid=98;
http://thuvienvatly.com/home/component/option,com_remository/Itemid,215/f unc,fileinfo/id,2391/
Ta có thể download được các đoạn video clip về hiện tượng khúc xạ ánh sáng, sự phản xạ ánh sáng, sự truyền ánh sáng trong sợi quang học, đường đi của tia sáng qua lăng kính,… được ghi lại từ các thí nghiệm thực (có định dạng *.avi hoặc *.mpg).
Hình 2.5. Các Video của trang http://groups.physics.umn.edu
Với địa chỉ trang http://groups.physics.umn.edu/demo/flatframe.html chúng ta download được các đoạn video thí nghiệm với nguồn sáng laser về hiện tượng khúc xạ ánh sáng, sự phản xạ ánh sáng, đường đi của tia sáng qua lăng kính,… các
thí nghiệm khảo sát sự tạo ảnh của vật qua thấu kính, qua gương phẳng, gương cầu được ghi lại từ các thí nghiệm thực (có định dạng *.avi hoặc *.mpg).
Như vậy, những đoạn video được download từ các địa chỉ trên chúng ta có thể trực quan hóa được hầu hết các thí nghiệm, hiện tượng VL trong phần “Quang hình học” lớp 11 THPT.
Hình 2.6. Một số hình ảnh của video clip trong thư viện Thư viện phần mềm
Hiện nay có rất nhiều cơng trình nghiên cứu, thiết kế các phần mềm phục vụ cho dạy học VL cho tất cả các phần phần cơ, nhiệt, điện, quang. Vì vậy việc lựa chọn, sử dụng các phần mềm đóng vai trị quan trọng. Ngồi các phần mềm ứng dụng có sẵn trong bộ Microsoft office (word, excel, powerpoint,...) thì việc kết hợp với các phần mềm dạy học, phần mềm chuyên dụng cho vật lí, phần mềm xử lí phim ảnh sẽ làm tăng hiệu quả của việc ứng dụng CNTT nói chung và máy vi tính nói riêng trong dạy học vật lí.
Đối với phần “Quang hình học”, chúng tơi đã sử dụng các phần mềm:
- Microsoft office (soạn giáo án, vẽ hình,...), mindjet Mindmanager 7: Vẽ sơ đồ tư duy, ví dụ bài mắt (tiết 1) như hình vẽ sau:
- Crocodile physics, Macromedia Flash, Phenopt, Optics Mar Sothink SWS Decompilet (thí nghiệm mơ phỏng, thí nghiệm ảo,...)
- Video studio 11 (xử lí phim ảnh)
Hình 2.8. Một số hình ảnh về các phần mềm trong thư viện
Kết quả xây dựng thư viện tư liệu cho phần Quang hình học
Qua q trình tìm hiểu và sưu tầm, chúng tơi đã sưu tầm được các tư liệu để phục vụ giảng dạy phần Quang hình học gồm
Bảng 2.1. Bảng thống kê các tư liệu đã sưu tầm và thiết kế
STT Loại tư liệu Số lượng Đơn vị tính
1 Hình ảnh 150 cái
2 Video clip (*.mov, *.flv, *.wmv…) 70 đoạn phim
3 Flash 30 đoạn phim
4 Phần mềm 13 cái
Ngoài những tư liệu chúng tơi đã sưu tầm được, GV có thể tự tiến hành tìm kiếm thêm các hình ảnh, video clip khác để phục vụ cho quá trình dạy học phần Quang hình học.
2.2.2. Quy trình xây dựng tiến trình dạy học kiến tạo một số kiến thức phần “Quang hình học” Vật lí 11 THPT với sự hỗ trợ của MVT
2.2.2.1. Xác định mục tiêu bài học
Mục tiêu bài học là đích đặt ra cho HS đạt được sau khi học xong bài học đó. Nó chỉ đạo tồn bộ nội dung, PPDH, nội dung và phương pháp đánh giá,...
Để xác định mục tiêu của bài học GV cần nghiên cứu chuẩn kiến thức kỹ năng, sách giáo khoa, các tài liệu tham khảo nhằm tìm hiểu nội dung của mỗi mục trong bài và cái đích cần đạt tới của mỗi mục. Ngồi ra, để xác định mục tiêu được chính xác và có tính khả thi, GV phải biết rõ về khơng gian dạy học, thiết bị dạy học, sự hỗ trợ của các phương tiện kĩ thuật, đối tượng dạy học...
2.2.2.2. Xác định kiến thức cơ bản, nội dung trọng tâm của bài và sắp xếp theomột logic thích hợp một logic thích hợp
Kiến thức cơ bản, nội dung trọng tâm của bài học được lựa chọn sao cho phù hợp với yêu cầu của chương trình, với năng lực tiếp nhận của HS, với thời gian của tiết học... Để xác định đúng kiến thức cơ bản của bài dạy học thì có thể tn theo các bước sau:
- Xác định rõ mục tiêu của cả bài, của từng mục trong bài;
- Xác định nội dung chính của tồn bài, của mục trong bài theo kiểu “khoanh vùng kiến thức cơ bản”;
- Lựa chọn trong các nội dung chính ấy những khái niệm, những quy luật, mối liên hệ, sự vật, hiện tượng tiêu biểu nhằm khắc sâu kiến thức.
Trong kiến thức cơ bản của bài dạy học có những nội dung then chốt, làm cơ sở cho những kiến thức khác trong tồn bài, đó là kiến thức trọng tâm. Kiến thức trọng tâm có thể nằm ở một phần của bài, cũng có thể nằm rải rác trong các mục của bài, thậm chí chỉ nằm trong một vài từ khố hay thuật ngữ khoa học nào đó. Nhiệm vụ của GV là phải xác định được kiến thức trọng tâm của bài và làm nổi bật nó để truyền đạt cho HS hoặc hướng dẫn HS tự lực tìm tịi khám phá những kiến thức đó.
- Sau khi xác định kiến thức trọng tâm, sắp xếp các kiến thức ấy sao cho làm nổi bật lên mối liên hệ giữa các hợp phần kiến thức nhằm làm rõ trọng tâm của bài.
2.2.2.3. Xác định sự hỗ trợ của máy vi tính trong bài học
Cần lựa chọn, sưu tầm, tìm kiếm hoặc xây dựng hình ảnh, thí nghiệm ảo, thí nghiệm mơ phỏng… phù hợp để hỗ trợ quá trình dạy học kiến tạo sao cho đạt kết quả cao nhất.
Phần “Quang hình học” lớp 11 THPT có rất nhiều kiến thức được hình thành bằng cách sử dụng các thí nghiệm, có nhiều hiện tượng, q trình vật lí cần được trực quan. Tuy nhiên, khơng phải thí nghiệm, hiện tượng nào cũng có thể thực hiện được trong giờ học hoặc có thực hiện được thì khả năng trực quan cũng khơng cao hoặc có thí nghiệm chỉ được mơ tả bằng lời kết hợp với hình vẽ. Vì vậy, chúng ta cần trực quan hóa chúng với sự hỗ trợ của máy vi tính trong bài học bằng các đoạn video clip hoặc các thí nghiệm mơ phỏng, các thí nghiệm ảo, hoặc các tranh ảnh
minh,…đã được lựa chọn, sắp xếp theo một trật tự định trước trong máy vi tính để hỗ trợ trong các giai đoạn của dạy học kiến một cách phù hợp.
Ví dụ: Khi đề xuất tình huống dạy bài
Mắt (bài 50 –Vật lí 11 nâng cao THPT), GV sử dụng MVT và máy chiếu (Projecto) có thể chiếu đoạn phim khi quay một tấm bìa một mặt vẽ cái lồng chim, mặt kia vẽ con chim, nếu quay nhanh ta thấy con chim nằm trong cái lồng. Đoạn phim đưa HS vào tình huống có vấn đề, HS tự đặt câu hỏi tại sao lại xảy ra hiện
tượng như vậy? Hình 2.9. Video sự lưu ảnh của mắt Để cho sự hỗ trợ của máy vi tính trong bài học có hiệu quả thì cần lưu ý một số điều như: Đối với các thí nghiệm có thể thực hiện được trên lớp, sau khi GV tiến hành thí nghiệm biểu diễn hoặc hướng dẫn HS tự tiến hành thì GV chiếu lên màn hình các video hoặc các thí nghiệm ảo, thí nghiệm mơ phỏng,… đồng thời để mơ tả, diễn giải các hiện tượng, quá trình VL diễn ra trong đó. Thơng qua việc xem trình tự thí nghiệm diễn ra trên đó, HS thu thập các thơng tin cần thiết nhằm giải quyết nhiệm vụ học tập hoặc điều chỉnh các thao tác, rèn luyện một số kĩ năng cần thiết khi tiến hành thí nghiệm thực;
Ví dụ: Khi dạy kiến thức “Sự điều
tiết. Điểm cực cận cực viễn” ở bài Mắt (bài 50 Vật lí 11 nâng cao THPT). Với sự hỗ trợ của MVT có cài đặt phần mềm thí nghiệm mơ phỏng cấu tạo của mắt (hoặc chiếu đoạn phim về sự điều tiết của mắt).
Hình 2.10. Video sự điều tiết của mắt
HS thao tác trên phần mềm này và rút ra được kết luận: vì sao đối với những vật ở xa hoặc ở gần nhưng mắt ta vẫn nhìn thấy rõ vật. Từ đó đưa ra khái niệm: Sự điều tiết của mắt, điểm cực cận và điểm cực viễn.
Đối với những thí nghiệm, hiện tượng, q trình vật lí chỉ được mơ tả bằng lời hoặc mơ tả bằng lời kết hợp với hình vẽ minh họa thì GV vừa diễn giải bằng lời
kết hợp với việc chiếu lên màn hình các thí nghiệm mơ phỏng, thí nghiệm ảo hoặc các hình ảnh minh họa để tăng tính trực quan cho thí nghiệm, hiện tượng, q trình vật lí giúp HS thu thập những thơng tin cần thiết để giải quyết nhiệm vụ học tập.
2.2.2.4. Xác định các hoạt động chủ yếu trong tiến trình dạy học
Dạy học là một quá trình tổ chức hoạt động nhận thức cho HS, vì vậy trong QTDH, GV cần phải phân chia nội dung kiến thức ra nhiều hoạt động khác nhau để tổ chức cho HS hoạt động chiếm lĩnh kiến thức đó. Để phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS trong tiến trình dạy học DHKT thì GV tổ chức các hoạt động nhận thức cho HS tự chiếm lĩnh kiến thức. Các hoạt động của GV và HS trong tiết học gồm một chuỗi các hoạt động nối tiếp nhau. Mỗi hoạt động thực hiện một hoặc một số mục tiêu cụ thể của bài học. Cần nêu rõ mục đích hoạt động, cách thức hoạt động, mục tiêu đạt được, những yêu cầu đối với HS và hệ thống câu hỏi để gợi ý cho HS hoạt động. Trong các hoạt động này, GV cũng cần phải lựa chọn đúng thời điểm sử dụng MVT và sử dụng như thế nào nhằm đem lại hiệu quả cao nhất cho việc tổ chức hoạt động nhận thức của HS.
2.2.3. Tiến trình dạy học kiến tạo một số kiến thức phần “Quang hình học” Vậtlí 11 THPT với sự hỗ trợ của MVT lí 11 THPT với sự hỗ trợ của MVT