6. Phương pháp nghiên cứu
2.4.2.Thiết kế tiến trình dạy học bài “Tia hồng ngoại và tia tử ngoại”
2.4.2.1. Những điều cần lưu ý
Bài học dạy chủ yếu sử dụng cách tiếp cận bằng thí nghiệm, những thí nghiệm được cấp có độ nhạy không cao, ảnh hưởng đến việc tiếp cận kiến thức của HS, do đó nên mô tả thí nghiệm được trình bày trong SGK, sau đó sử dụng thí nghiệm mô phỏng để minh hoạ cho việc phát hiện ra tia hồng ngoại và tử ngoại.
2.4.2.2. Mục tiêu dạy học
- Nêu được bản chất, tính chất và một số ứng dụng của tia hồng ngoại. - Nêu được bản chất, tính chất và một số ứng dụng của tia tử ngoại.
- So sánh được bước sóng của tia tử ngoại, tia hồng ngoại với ánh sáng nhìn thấy.
2.4.2.3. Phương tiện dạy học
Giáo viên: Thí nghiệm hình 27.1 SGK. Vẽ phóng to hình 27.1. Học sinh: Ôn hiệu ứng nhiệt điện và nhiệt kế cặp nhiệt điện.
2.4.2.4. Nội dung tóm tắt trình bày bảng
TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI 1. Phát hiện tia hồng ngoại và tia tử ngoại
Ở ngoài quang phổ ánh sáng nhìn thấy được, ở cả hai đầu đỏ và tím, còn có những bức xạ mà mắt không nhìn thấy, nhưng nhờ mối hàn của cặp nhiệt điện và bột huỳnh quang mà ta phát hiện được.
Bức xạ không nhìn thấy ở ngoài vùng màu đỏ của quang phổ gọi là tia hồng ngoại, ở ngoài vùng màu tím gọi là tia tử ngoại.
2. Bản chất và tính chất chung của tia hồng ngoại và tia tử ngoại a. Bản chất
Tia hồng ngoại và tia tử ngoại có cùng bản chất với ánh sáng và đều là sóng điện từ.
Tia hồng ngoại có bước sóng từ 760 nm đến khoảng vài milimét. Tia tử ngoại có bước sóng từ 380 nm đến vài nanômét.
b. Tính chất
Tia hồng ngoại và tia tử ngoại cũng tuân theo các định luật: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, và cũng gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường.
3. Tia hồng ngoại a. Cách tạo ra
Vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh thì phát bức xạ hồng ngoại ra môi trường.
Nguồn hồng ngoại thông dụng là bóng đèn dây tóc, bếp ga, bếp than, điôt hồng ngoại.
b. Tính chất và công dụng
+ Tính chất nỗi bật nhất là có tác dụng nhiệt rất mạnh, được dùng để sấy khô, sưởi ấm.
+ Tia hồng ngoại có thể gây ra một số phản ứng hóa học. Nhờ đó người ta chế tạo được phim ảnh để chụp ảnh hồng ngoại ban đêm, chụp ảnh hồng ngoại nhiều thiên thể.
+ Tia hồng ngoại cũng có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần. Tính chất này cho phép chế tạo được những bộ điều khiển từ xa.
+ Tia hồng ngoại được ứng dụng nhiều trong quân sự: Ống nhòm hồng ngoại, camêra hồng ngoại, tên lửa điều khiển bằng tia hồng ngoại, …
a. Nguồn tia tử ngoại
Những vật có nhiệt độ cao từ 20000C trở lên đều phát tia tử ngoại. Nhiệt độ của vật càng cao thì phổ tử ngoại của vật càng kéo dài về phía sóng ngắn. Hồ quang điện, bề mặt của Mặt Trời là những nguồn tử ngoại mạnh.
Nguồn tử ngoại trong phòng thí nghiệm, nhà máy thực phẩm, bệnh viện, … là đèn hơi thủy ngân.
b. Tính chất
+ Tác dụng lên phim ảnh, do đó thường dùng phim ảnh để nghiên cứu tia tử ngoại.
+ Kích thích sự phát quang của nhiều chất. Được áp dụng trong đèn huỳnh quang.
+ Kích thích nhiều phản ứng hóa học. Được dùng làm tác nhân cho phản ứng hóa học. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Làm ion hóa không khí và nhiều chất khí khác. Gây tác dụng quang điện. + Có tác dụng sinh học: hủy hoại tế bào da, tế bào võng mạc, diệt khuẩn, diệt nấm mốc.
+ Bị nước, thủy tinh … hấp thụ rất mạnh nhưng lại có thể truyền qua được thạch anh.
c. Sự hấp thụ tia tử ngoại
Thủy tinh thông thường hấp thụ mạnh các tia tử ngoại. Thạch anh, nước và không khí hấp thụ mạnh các tia có bước sóng ngắn hơn 200nm.
Tầng ôzôn hấp thụ hầu hết các tia có bước sóng dưới 300nm phát ra từ Mặt Trời.
d. Công dụng
+ Trong y học tia tử ngoại được dùng để tiệt trùng các dụng cụ phẩu thuật, để chữa một số bệnh như bệnh còi xương.
+ Trong công nghiệp thực phẩm, tia tử ngoại được dùng để tiệt trùng cho thực phẩm trước khi đóng gói hoặc đóng hộp.
+ Trong công nghiệp cơ khí, tia tử ngoại được dùng để tìm các vết nứt trên bề mặt các vật bằng kim loại.
2.4.2.5. Tiến trình dạy học cụ thể
Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu sự phát hiện tia hồng ngoại và tia tử ngoại.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Làm thế nào để xác định có hay không
sự tồn tại của các bức xạ không nhìn thấy?
- Đưa thí nghiệm mô phỏng phát hiện tia hồng ngoại và tia tử ngoại.
GV nhắc lại tác dụng của cặp nhiệt điện. Di chuyển vị trí của mối hàn.
- Kết quả thí nghiệm chứng tỏ điều gì?
- Quan sát, nêu hiện tượng xảy ra: ánh sáng nhìn thấy có tác dụng nhiệt và ngoài vùng ánh sáng nhìn thấy kim điện kế vẫn chỉ giá trị khác 0.
- Chứng tỏ ngoài vùng ánh sáng nhìn thấy còn có bức xạ không nhìn thấy.
- Giới thiệu tia hồng ngoại, tia tử ngoại.
thấy ta có thể dựa vào tác dụng nhiệt.
Ghi nhận các khái niệm. Thực hiện C1.
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu bản chất và tính chất chung của tia hồng
ngoại và tia tử ngoại.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Yêu cầu học sinh lập luận để rút ra bản
chất của tia hồng ngoại và tia tử ngoại. - Giới thiệu bước sóng của tia hồng ngoại và tia tử ngoại.
- Giới thiệu tính chất chung của tia hồng ngoại và tia tử ngoại.
- Lập luận để rút ra bản chất của tia hồng ngoại và tia tử ngoại. - Ghi nhận bước sóng của tia hồng ngoại và tia tử ngoại.
- Ghi nhận tính chất chung của tia hồng ngoại và tia tử ngoại.
Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu tia hồng ngoại.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Giới thiệu các nguồn phát ra tia hồng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ngoại.
- Chiếu một số hình ảnh minh hoạ nguồn phát ra tia hồng ngoại.
- Giới thiệu từng tính chất của tia hồng ngoại và yêu cầu học sinh nêu công dụng của từng tính chất đó.
Chiếu một số hình ảnh minh hoạ tác dụng của tia hồng ngoại
- Ghi nhận các nguồn phát ra tia hồng ngoại.
- Ghi nhận tác dụng nhiệt, nêu ứng dụng của tác dụng nhiệt. - Ghi nhận tác dụng của tia hồng ngoại lên phim hồng ngoại, nêu ứng dụng của tính chất này. - Nêu một số dụng cụ điều kiển từ xa thường sử dụng.
Ảnh chụp bằng camera tia hồng ngoại của tàu vũ trụ không người lái X-37B khi hạ cánh xuống căn cứ không quân Vandenberg.
- Giới thiệu một số ứng dụng của tia hồng ngoại trong lĩnh vực quân sự.
- Ghi nhận một số ứng dụng của tia hồng ngoại trong quân sự.
Hoạt động 4 (15 phút): Tìm hiểu tia tử ngoại.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Giới thiệu các nguồn phát ra tia tử
ngoại.
- Giới thiệu từng tính chất của tia tử ngoại và yêu cầu học sinh nêu công dụng của từng tính chất đó.
- Yêu cầu học sinh thực hiện C2
- Giới thiệu các môi trường hấp thụ tia
- Ghi nhận các nguồn phát ra tia tử ngoại.
- Ghi nhận tác dụng lên phim ảnh của tia tử ngoại.
- Nêu ứng dụng của khả năng phát quang của tia tử ngoại. - Nêu ứng dụng kích thích phản ứng hóa học của tia tử ngoại. - Ghi nhận tác dụng ion hóa chất khí và tác dụng quang điện. - Thực hiện C2.
tử ngoại.
- Yêu cầu học sinh nêu sự nguy hiểm khi gây thủng tầng ôzôn.
- Giới thiệu từng công dụng của tia tử ngoại và yêu cầu học sinh nêu ví dụ minh họa cho công dụng đó.
thụ tia tử ngoại.
- Nêu sự nguy hiểm khi gây thủng tầng ôzôn.
- Nêu ví dụ về công dụng của tia tử ngoại trong ý học.
- Nêu cách tiệt trùng cho thực phẩm khi đóng gói, đóng hộp. - Nêu cách phát hiện vết nứt, vết xước trên bề mặt kim loại.
Hoạt động 5 (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã
học trong bài.
Yêu cầu HS về nhà giải các bài tập SGK. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài.
Ghi các bài tập về nhà.
Kết luận chương 2
Phần mềm dạy học (phần mềm mô phỏng thí nghiệm do PGS.TS. Nguyễn Xuân Thành chủ biên) theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS hỗ trợ tiến trình dạy học phần sóng ánh sáng rất phù hợp với nội dung bài học. Đa số các trường THPT hiện nay đã có đủ cơ sở vật chất để áp dụng PMDH theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS
PMDH (đặc biệt là phần mềm mô phỏng thí nghiệm) là phương tiện dạy học có nhiều ưu thế so với các phương tiện dạy học khác và có thể sử dụng trong mọi tình huống dạy học. Trong khuôn khổ luận văn chúng tôi đã xây dựng và đề xuất được phương pháp sử dụng phần mềm mô phỏng thí nghiệm
theo tiến trình khoa học xây dựng kiến thức cụ thể ở các pha: đề xuất vấn đề, giải quyết vấn đề, pha củng cố và vận dụng kiến thức trên phương hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS.
Căn cứ trên việc khai thác và sử dụng hiệu quả phần mềm mô phỏng, chúng tôi đã tiến hành thiết kế tiến trình dạy học theo hướng phát huy tính tích cực của HS có sử dụng phần mềm mô phỏng thí nghiệm ở một số bài thuộc chương “Sóng ánh sáng” và đã thu được kết quả khả quan, học sinh hứng thú, say mê trong học tập, hiểu bài và vận dụng tốt kiến thức đã học giải quyết một số tình huống liên quan.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 3.1. Khái quát về thực nghiệm sư phạm
3.1.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
Mục đích của thực nghiệm sư phạm là kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học mà đề tài đã nêu ra.
Để đạt được mục đích đó, trong quá trình thực nghiệm sư phạm chúng tôi đã thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Thăm dò ý kiến GV về tình hình sử dụng PMDH ở trường phổ thông. - Dự giờ môn vật lí tại một số lớp.
- Chọn đối tượng tiến hành TNSP.
- Tổ chức dạy học một số bài, lớp TNg có sử dụng PMDH, lớp ĐC dạy theo giáo án thông thường không sử dụng PMDH.
- Quan sát HS làm việc trong các tiết học kết hợp với lấy ý kiến HS sau khi học tập, trao đổi với GV dạy thực nghiệm để đánh giá kết quả định tính.
- Tiến hành kiểm tra kết quả học tập của HS thông qua các bài kiểm tra để đánh giá kết quả định lượng.
- Thu nhập số liệu, xử lý kết quả thực nghiệm để đánh giá hiệu quả của vấn đề nghiên cứu.
3.1.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Học sinh lớp 12 tại 2 trường THPT, mỗi trường lấy hai lớp, trong đó 1 lớp TNg và 1 lớp ĐC.
Nội dung TNg sư phạm gồm 2 bài (2 tiết) được thiết kế với việc sử dụng PMDH theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong hoạt động nhận thức của HS. Đó là các bài:
1. Tán sắc ánh sáng
2. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại.
3.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 3.2.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 3.2.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm
Ở đây chúng tôi dùng cách chọn cả khối (chọn nguyên lớp), và sử dụng cách chọn ngẫu nhiên để chọn ra nhóm TNg và nhóm ĐC. Tại mỗi trường, chúng tôi đều chọn một số lớp có trình độ học môn vật lí gần như nhau, kết quả học tập môn học vật lí trước đó (kết quả học kỳ I năm học 2011-2012). Sau đó chọn một nửa số lớp dùng để dạy học TNg theo tiến trình mà chúng tôi đã soạn thảo theo phương pháp sử dụng PMDH theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh; còn một nửa còn lại làm lớp ĐC dạy bình thường theo tiến trình GV tự soạn thảo.
Kết quả các lớp được chọn vào nhóm TNg và nhóm ĐC như sau: Bảng 3.1. Các mẫu TNg sư phạm được chọn
Tên trường Nhóm TNg Nhóm ĐC
Lớp Sĩ số Lớp Sĩ số
THPT Lý Nhân Tông 12A5 40 12A8 42
12A7 39 12A9 41
THPT Lý Thường Kiệt 12A5 41 12A7 42 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
12A6 41 12A8 40
Tổng cộng HS 161 HS 165 HS
3.2.2. Quan sát
Trong khi tiến hành tiết dạy, chúng tôi dự giờ ở cả hai nhóm TNg và ĐC, ghi chép diễn biến giờ học theo các nội dung sau:
- Mức độ học tập và hiểu bài ở nhà của học sinh qua các câu hỏi kiểm tra bài cũ.
- Các bước lên lớp của GV, quá trình tổ chức, điều khiển các hoạt động của học sinh theo hướng sử dụng PMDH nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh.
- Hiệu quả của việc tổ chức các hoạt động dạy - học bằng phương pháp sử dụng PMDH theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS.
- Tính tích cực, hứng thú học tập của HS thông qua không khí lớp học, thái độ học tập, hoạt động xây dựng bài học, sự tập trung và nghiêm túc hợp tác chia sẻ trong học tập.
- Khả năng nhận thức, lĩnh hội và vận dụng kiến thức qua số lượng và chất lượng các câu hỏi cũng như phát biểu xây dựng bài của HS.
- Mức độ đạt được các mục tiêu của bài dạy thông qua kết quả trả lời các câu hỏi, bài tập ở phần củng cố, vận dụng kiến thức.
Sau mỗi bài dạy học chúng tôi trao đổi với GV và HS, lắng nghe ý kiến để rút kinh nghiệm cho các bài dạy học khác cũng như cho đề tài nghiên cứu.
3.2.3. Kiểm tra
Sau khi TN sư phạm, HS ở cả hai nhóm TNg và ĐC được đánh giá bằng một bài kiểm tra tổng hợp nhằm:
- Đánh giá định tính về mức độ lĩnh hội các khái niệm cơ bản, các định luật, các nguyên lý, các tính chất của sự vật, hiện tượng vật lí.
- Đánh giá định lượng mức độ lĩnh hội các định luật, các công thức và các điều kiện để xảy ra các hiện tượng vật lí, khả năng vận dụng kiến thức để giải một số bài toán cụ thể.
3.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 3.3.1. Đánh giá định tính 3.3.1. Đánh giá định tính
Qua quan sát giờ học ở các lớp TNg và ĐC được tiến hành theo tiến trình dạy học đã thiết kế, chúng tôi rút ra được một số nhận xét sau:
- Đối với các lớp ĐC, không khí lớp học diễn ra bình thường. Tiến trình dạy học đã có những thay đổi nhất định về hình thức, phương pháp nhưng chưa thật rõ rệt, vẫn còn nặng về hình thức dạy học theo kiểu HS trả lời thụ động các câu hỏi của GV, quan sát thụ động những điều GV trình diễn trước toàn lớp. Sự tích cực tham gia các hoạt động học tập trong lớp học chỉ tập trung ở một số ít các em. Đa số HS tuy có tham gia trả lời các câu hỏi GV đặt ra nhưng chưa thể hiện rõ sự hứng thú và tự giác.
- Đối với các lớp TNg, chúng tôi rút ra được nhận xét, đánh giá sau:
+ Không khí lớp học trở lên sôi động, các em rất sôi nổi, nhiệt tình tham gia các hoạt động học tập, đa số HS hứng thú hơn với giờ học vật lí và tiếp thu kiến thức mới nhanh hơn;
+ HS tham gia các hoạt động học tập đa dạng nên có điều kiện thuận lợi