Thiết kế tiến trình dạy học theo góc kiến thức bài “Khúc xạ ánh sáng”1.Xác định mục tiêu dạy học phát triển năng lực Phát biểu được hiện tượng khúc xạ ánh sáng Phát biểu và viết được biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng Phát biểu được khái niệm về chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối Viết được hệ thức giữa chiết suất tỉ đối của môi trường 1 đối với môi trường 2 và chiết suất tuyệt đối của một môi trường Phát biểu được tính chất thuận nghịch của sự truyền ánh sáng Vẽ đường truyền của tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác. Giải các bài tập liên quan đến hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Giải thích các hiện tượng thực tế liên quan đến hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Ví dụ:+ Chiếc thìa để ngập một phần trong cốc nước khi nhìn xiên góc có cảm giác bị gãy khúc+ Qua con mắt của chúng ta đáy ao hồ, sông ngòi, bể bơi, bể chứa nước hình như nông hơn gần 13 độ sâu thực. Lựa chọn kiến thức về tương quan tỷ lệ thuận và tương quan tỷ lệ thuận của các hàm lượng giác để xử lí các kết quả thí nghiệm khi xây dựng các định luật khúc xạ ánh sáng. Từ các hiện tượng thực tế hay số liệu thí nghiệm, đề xuất được mối quan hệ giữa góc khúc xạ r và góc tới i trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng Đề xuất được phương án thí nghiệm kiểm tra giả thuyết về các mối quan hệ giữa góc khúc xạ r và góc tới i trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng Lắp ráp được thí nghiệm kiểm tra giả thuyết về mối liên hệ trên. Tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra giả thuyết trên và rút ra nhận xét. Biện luận về sai số của kết quả thí nghiệm và các nguyên nhân gây nên sai số: sai số do đo đạc, kết quả của các giả thuyết khi góc tới i nhỏ và khi góc tới i lớn. Sử dụng kiến thức ảnh của một vật được tạo bởi hiện tượng khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách giữa hai môi trường để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn của độ sâu của nước trong ao hồ, bể bơi Hứng thú học tập, tích cực tự chủ chiếm lĩnh kiến thức Có tinh thần học tập hợp tác
Trang 1Thiết kế tiến trình dạy học theo góc kiến thức bài “Khúc xạ ánh sáng”
1. Xác định mục tiêu dạy học phát triển năng lực
- Phát biểu được hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Phát biểu và viết được biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng
- Phát biểu được khái niệm về chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối
- Viết được hệ thức giữa chiết suất tỉ đối của môi trường 1 đối với môi trường 2 và chiết suất tuyệt đối của một môi trường
- Phát biểu được tính chất thuận nghịch của sự truyền ánh sáng
- Vẽ đường truyền của tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác
- Giải các bài tập liên quan đến hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Giải thích các hiện tượng thực tế liên quan đến hiện tượng khúc xạ ánh sáng Ví dụ: + Chiếc thìa để ngập một phần trong cốc nước khi nhìn xiên góc có cảm giác bị gãy khúc
+ Qua con mắt của chúng ta đáy ao hồ, sông ngòi, bể bơi, bể chứa nước hình như nông hơn gần 1/3 độ sâu thực
- Lựa chọn kiến thức về tương quan tỷ lệ thuận và tương quan tỷ lệ thuận của các hàm lượng giác để xử lí các kết quả thí nghiệm khi xây dựng các định luật khúc xạ ánh sáng
- Từ các hiện tượng thực tế hay số liệu thí nghiệm, đề xuất được mối quan hệ giữa góc khúc xạ r và góc tới i trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Đề xuất được phương án thí nghiệm kiểm tra giả thuyết về các mối quan hệ giữa góc khúc xạ r và góc tới i trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Lắp ráp được thí nghiệm kiểm tra giả thuyết về mối liên hệ trên
- Tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra giả thuyết trên và rút ra nhận xét
- Biện luận về sai số của kết quả thí nghiệm và các nguyên nhân gây nên sai số: sai số
do đo đạc, kết quả của các giả thuyết khi góc tới i nhỏ và khi góc tới i lớn
- Sử dụng kiến thức ảnh của một vật được tạo bởi hiện tượng khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách giữa hai môi trường để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn của độ sâu của nước trong ao hồ, bể bơi
- Hứng thú học tập, tích cực tự chủ chiếm lĩnh kiến thức
Trang 2- Có tinh thần học tập hợp tác
2. Lập sơ đồ xây dựng kiến thức khoa học
2.1. Điều kiện xuất phát
Trong thực tế có một số hiện tượng vật lý nếu sử dụng kiến thức vật lý của ánh sáng trong định luật truyền thẳng thì không giải thích được hiện tượng Ví dụ như hiện tượng cái thìa trông như bị gãy khúc ở mặt nước trong cốc, đáy ao nhìn qua mặt nước thấy gần mặt phân cách hơn so với thực tế Hiện tượng này gọi là hiện khúc xạ ánh sáng
- Hiện hượng khúc xạ ánh sáng: Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau
- Khi góc tới tăng (giảm) góc khúc xạ cũng tăng (giảm)
2.2. Giải pháp
- Tạo ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng để nghiên cứu mối quan hệ giữa góc khúc xạ r
và góc tới i khi thay đổi góc tới i
- Thực hiện thí nghiệm chiếu một chùm sáng hẹp xiên góc tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt để tìm mối liên hệ định lượng giữa góc tới và góc khúc xạ
2.4 Thực hiện giải pháp
- Thực hiện thí nghiệm:
+ Dụng cụ:
• Hai môi trường trong suốt
• Nguồn sáng để tạo ra chùm sáng hẹp
• Thước đo góc
• Màn hứng để quan sát được tia sáng
+ Bố trí thí nghiệm:
+ Thao tác:
2.2 Vấn đề cần giải quyết
Góc khúc xạ r và góc tới i có mối quan hệ với nhau được biểu diễn bằng hệ thức nào?
Trang 3Thay đổi góc tới i ghi vào bảng số liệu
i (độ)
r (độ)
+ Xử lí kết quả thí nghiệm bằng tính chất tương quan về các mối quan hệ đồng biến: tỉ
lệ thuận, quan hệ của các góc lượng giác đồng biến
+ Nhận xét:
• Nếu i có giá trị bé < 100 thì i và r tỉ lệ thuận
• Nếu i>100 thì sin i và sin r tỉ lệ thuận
2.5 Kết luận
Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sin i) và sin góc khúc
xạ (sin r) luôn không đổi :
Sini const Sinr =
3. Hoạt động dạy học tại các góc
Góc 1: Góc trải nghiệm: Làm thí nghiệm với bộ thí nghiệm về hiện tượng khúc
xạ ánh sáng:
a. Thiết bị, đồ dùng của góc
- Đèn laze
- Bản bán trụ bằng thủy tinh trong suốt
- Thước đo góc
- Màn hứng để quan sát tia sáng
b. Hướng dẫn và mức độ hỗ trợ của giáo viên
- Phiếu học tập số 1:
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 (Làm ở nhà)
Lớp: Nhóm:
Câu 1 Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng, mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r là gì?
………
Câu 2: Làm thế nào để kiểm tra câu trả lời trên là đúng hay sai?
………
Câu 3: Nếu làm thí nghiệm đề kiểm tra dự đoán trên thì cần những dụng cụ nào, bố trí thí nghiệm như thế nào, thu thập số liệu gì và xử lí ra sao?
………Câu 4 Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết “ Góc tới i tỉ lệ thuận với góc khúc xạ r” và “ sini tỉ lệ với sin
Trang 4……… 4.1 Quan sát bộ thí nghiệm ghi tên dụng cụ và ghi rõ chức năng của nó
Dụng cụ
4.2 Nêu các bước tiến hành thí nghiệm
……… 4.3 Tiến hành thí nghiệm, thu thập số liệu Điền vào bảng
i (độ)
r (độ)
4.4 Xử lí số liệu và đưa ra nhận xét
- Tính tỉ số i/r, sini/sinr
………
- So sánh kết quả thí nghiệm với dự đoán
………
- Nêu nguyên nhân dẫn đến sai số
………
5. Kết luận về mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r
………
c. Mục tiêu và nhiệm vụ của học sinh
- Biết cách xây dựng phương án thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm chú ý khắc phục
những sai lầm mắc phải khi làm thí nghiệm
- Từ kết quả thí nghiệm rút ra nhận xét về: Mối quan hệ giữa góc khúc xạ r và góc tới i
d. Sản phẩm
- Thuyết trình được kết quả thí nghiệm của mình
- Viết được báo cáo thí nghiệm
- Rút ra được kết luận mối quan hệ giữa góc khúc xạ r và góc tới i
Trang 5Góc 2: Góc trải phân tích: Làm thí nghiệm với bộ thí nghiệm về hiện tượng khúc
xạ ánh sáng:
a.Thiết bị, đồ dùng của góc.
- Sách giáo khoa
- Phiếu học tập số 2
b Hướng dẫn và các mức độ hỗ trợ của giáo viên
- Hướng dẫn học sinh tìm hiểu sách giáo khoa để trả lời các câu hỏi nghiên cứu trong
phiếu học tập
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 (làm ở nhà)
Lớp: Nhóm:
1. Cho tốc độ của ánh sáng trong nước: v1=2,25.108 m/s, trong môi trường thủy tinh là: v2=2.108
m/s, trong môi trường chân không là: v= 3.108 m/s
2. Xác định tỷ số của
1 2
v v
3. Xác định chiết suất tỉ đối của hai môi trường kể trên, xác định chiết suất tuyệt đối của thủy tinh (n1) và nước
(n2)
4. Dựa vào bảng số liệu đã cho khi cho ánh sáng truyền từ không khí vào thủy tinh
- So sánh tỷ số
sin sin
i r
với chiết suất tỷ đối của hai môi trường?
c Mục tiêu và nhiệm vụ của học sinh
Nghiên cứu sách giáo khoa để trả lời các câu hỏi nghiên trong phiếu học tập
d Sản phẩm
- Hoàn thành phiếu học tập
- Rút ra kết luận về mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r
Góc 4: Góc “áp dụng”
a Thiết bị, đồ dùng học tập
- Sách giáo khoa
- Phiếu học tập số 3
b Hướng dẫn và các mức độ hỗ trợ của giáo viên
Trang 6PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 (Làm ở nhà)
Một con cá có mắt cách mặt nước một đoạn 40 cm Con mèo đặt mắt trên
đường thẳng đứng qua con cá và cách mặt nước 60 cm
a.Tính khoảng cách từ mắt con mèo đến con cá khi nhìn con cá qua mặt nước
Biết chiết suất của nước:nnước=4/3; chiết suất của không khí nkk=1; Công thức liên hệ giữa chiết suất và khoảng cách
c.Mục tiêu và nhiệm vụ của học sinh
+ Giải bài tập bằng các kiến thức đã có và dựa vào những gợi ý của bài để ghi lại vào phiếu học tập
+ Kết luận
d Sản phẩm
- Hoàn thành phiếu học tập số 3
Công việc trước khi vào giờ học:Bố trí không gian lớp học và chuẩn bị các tài liệu,
phương tiện , đồ dùng phù hợp như:
- Sắp xếp các góc học tập tương ứng phù hợp với không gian lớp học
- Mỗi góc có đủ tài liệu, đồ dùng, phương tiện phù hợp với nhiệm vụ học tập
- Các phương tiện dạy học hiện đại hỗ trợ trong dạy học máy chiếu…
Việc tổ chức dạy học có thể diễn ra như sau
Hoạt động 1: Xây dựng tình huống có vấn đề (khoảng 2 phút)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Thế nào là hiện tượng khúc xạ ánh
sáng?
- Khi chiếu ánh sáng từ không khí vào
thủy tinh góc tới tăng thì góc khúc xạ
như thế nào?
_Gv: Đặt vấn đề: Vậy góc tới và góc
khúc xạ có quan hệ với nhau như thế
nào? Có biểu thức toán học nào biểu
diễn mối quan hệ đó không?
- Dựa vào những kiến thức đã học từ lớp
9, cá nhân suy nghĩ tìm câu trả lời:
+ Hiện tượng khúc xạ là hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường
- Khi góc tới tăng (giảm) góc khúc xạ cũng tăng (giảm)
_Hs: Cá nhân nhận thức vấn đề cần nghiên cứu
Hoạt động 2: Xây dựng định luật khúc xạ ánh sáng
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Trang 7- GV chia lớp thành 3 nhóm và đề nghị các
nhóm cử nhóm trưởng, thư kí của nhóm
- Tổ chức theo góc
- Trình chiếu 3 nhiệm vụ của 3 góc lên màn
hình để các nhóm biết nhiệm vụ phải làm
- Đặt giới hạn thời gian của mỗi góc
Góc 1 (phiếu 1)
Nhiệm vụ của
góc 1
Góc 2 (phiếu 2) Nhiệm vụ của góc 2
Góc 3 (phiếu 3) Nhiệm vụ của góc 3
- Các nhóm tự chọn các góc xuất phát hoàn
thành nhiệm vụ sau đó luân chuyển sang các
góc khác cho đến khi đạt được mục tiêu bài
học
- Giao nhiệm vụ cho các nhóm chuẩn bị trước ở
nhà: Giáo viên phát trước cho mỗi nhóm 3
phiếu học tập ứng với góc và yêu cầu học sinh
nghiên cứu kĩ nhiệm vụ ở nhà trước khi lên lớp
- Giáo viên quan sát hoạt động của học sinh và
kịp thời uốn nắn
Kiểm tra xem thư kí viết được những gì?
Kiểm tra xem các thành viên trong nhóm có
cùng hoạt động không
Hỏi xem học sinh có thắc mắc gì không?
Các nhóm cử nhóm trưởng, thư kí của nhóm
Lắng nghe giáo viên giao nhiệm vụ góc
- Các nhóm tự chọn góc xuất phát, nhận phiếu học tập rồi tiến hành hoàn thành nhiệm vụ của nhóm trong thời gian quy định
Luân chuyển sang các góc khác khi đã hoạt động xong góc mà mình vưà chọn Lần lượt các nhóm hoạt động hết 3 góc
Hoạt động 3: Tổng kết hoạt động của các nhóm Khái quát các kết quả thu được của các nhóm và kết luận
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Đề nghị các nhóm nộp kết quả thu được
của nhóm mình (Các phiếu học tập khi hoạt
động ở 3 góc)
- Sử dụng máy chiếu phiếu học tập của các
nhóm
- Xác nhận ý kiến đúng
- Giáo viên chính xác hóa kiến thức
Cử đại diện lên bảng trả lời câu hỏi ở phiếu học tập
Tham gia thảo luận
HS ghi nhận kiến thức GV: Chiếu lên bảng phần kiến thức của bài học (Phần ghi bảng )
