Sử dụng phương pháp giảng dạy tích cực nhằm nâng cao hiệu quả dạy học bài hiện tượng quang điện trong vật lí 12 cơ bản ở trường THPT như thanh 2

Trong thời gian 13 năm giảng dạy tại trường, bản thân tôi và các đồng nghiệp cảm thấy thực sự khó khăn trong vấn đề truyền đạt kiến thức tới học sinh đối với các bài học mang nặng tính l

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài.

Trường THPT Như Thanh II đóng trên địa bàn xã Thanh Tân, huyện Như Thanh, tỉnh Thanh Hóa là một trong những trường có chất lượng đầu vào của học sinh khối 10 tương đối thấp Nơi trường đóng là một vùng kinh tế đặc biệt khó khăn, nằm cách xa trung tâm của huyện.Trường tuyển sinh học sinh khu vực 4 xã: Thanh Tân, Thanh Kì, Xuân Thái, Yên Lạc và một số học sinh trái tuyến ở vùng lân cận của huyện Nông Cống và Tỉnh Gia Những học sinh ở gần trường có học lực khá giỏi thì phụ huynh thường có tâm lí cho con em mình lên học tại trường điểm của huyện Những học sinh khi thi tuyển vào lớp 10 chỉ cần tránh điểm liệt là

có thể trúng tuyển

Chính vì vậy chất lượng học sinh của nhà trường, đặc biệt là chất lượng đầu ra luôn là một nỗi lo lắng, trăn trở của ban giám hiệu nhà trường cũng như các thầy cô giáo bộ môn, đặc biệt là các môn tự nhiên trong đó có môn vật lí mà tôi đang giảng dạy hiện nay

Do đặc thù của bộ môn, môn vật lí là một môn khoa học tự nhiên có nhiều ứng dụng trong đời sống, trong nghiên cứu khoa học cũng như trong sản xuất Về lí thuyết môn vật lí có nhiều thuật ngữ khoa học khó học, khó nhớ, khô khan và trừu tượng Về bài tập thì phải sử dụng nhiều kiến thức toán học, đối với học sinh trung bình yếu thì đây là vấn đề vô cùng khó khăn do khả năng tư duy, kĩ năng tính toán của các em là rất kém

Trong thời gian 13 năm giảng dạy tại trường, bản thân tôi và các đồng nghiệp cảm thấy thực sự khó khăn trong vấn đề truyền đạt kiến thức tới học sinh đối với các bài học mang nặng tính lí thuyết không có hình ảnh minh họa kèm theo, làm thế nào để khi giảng bài mà các em học sinh với trình độ yếu kém có thể hiểu bài

mà không cảm thấy lượng kiến thức khô khan luôn là một bài toán khó

Đứng trước thực trạng đó bản thân tôi luôn suy nghĩ và cố gắng tìm ra các phương pháp hợp lý nhất để đưa lượng kiến thức cần thiết tới học sinh Trong số rất nhiều bài học trong sách giáo khoa, tôi thực sự tâm huyết với bài Hiện tượng quang điện trong trong chương trình sách giáo khoa 12 cơ bản vì đây là một bài học có ứng dụng rất nhiều trong thực tế đời sống, bản thân tôi cũng rất hy vọng từ những kiến thức thực tế này mà học sinh trường tôi có thể phát huy tính sáng tạo để tạo ra những sản phẩm công nghệ mới không quá phức tạp có tính ứng dụng trong thực

tiễn Vì vậy tôi chọn đề tài viết sáng kiến là: “ Sử dụng phương pháp giảng dạy

tích cực nhằm nâng cao hiệu quả dạy học bài Hiện tượng quang điện trong – Vật lý 12 cơ bản ở trường THPT Như Thanh 2”

1.2 Mục đích nghiên cứu.

Ngay từ ban đầu khi chọn đề tài, mục đích của tôi là nhằm tạo hứng thú cho học sinh trong việc tiếp thu kiến thức với những bài học mang nặng tính lý thuyết khô khan, nhàm chán, từ đó nhằm nâng cao chất lượng dạy học

1.3 Đối tượng nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu trong đề tài này của tôi là phương pháp dạy học, cụ thể là phương pháp trình chiếu hình ảnh nhằm tạo hứng thú cho học sinh trong quá trình dạy học, từ đó nâng cao chất lượng dạy học

1.4 Phương pháp nghiên cứu.

Với đối tượng học sinh yếu như vậy,qua quá trình giảng dạy nhiều năm tôi đã khảo sát, thu thập thông tin và quyết định lựa chọn phương pháp nghiên cứu trong

đề tài là:

- Phương pháp điều tra khảo sát thực tế

- Phương pháp thống kê , xử lí số liệu

Sở dĩ tôi chọn các phương pháp này vì tôi nghĩ với một bài học có tính ứng dụng cao như bài này thì giảng dạy trực quan là rất hợp lý để học sinh dễ hiểu, dễ học, dễ ghi nhớ

Là một giáo viên tâm huyết với nghề dạy học, luôn cố gắng tìm tòi những phương pháp thích hợp cho từng bài học làm sao cho học sinh tiếp thu kiến thức tốt nhất, tôi nghĩ bản thân mình lựa chọn viết sáng kiến này là hoàn toàn hợp lý và cần thiết

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM.

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.

Lựa chọn phương pháp dạy học tích cực phù hợp với từng bài học là một yếu tố

vô cùng quan trọng làm nên thành công của bài giảng Nói về tầm quan trọng của phương pháp dạy học tích cực trong bài viết về Lợi ích của phương pháp dạy học tích cực Thạc sỹ Phạm Thị Thúy – Học viện Hành chính Quốc gia TP.HCM đã viết: Phương pháp giảng dạy tích cực, hay phương pháp giáo dục chủ động là những cách gọi để chỉ những phương pháp, cách thức, kỹ thuật khác nhau làm cho giờ học sinh động, hấp dẫn, người học được làm việc, được sáng tạo Cụ thể là phương pháp làm việc nhóm, sắm vai, tình huống…

Đây là một nhóm các phương pháp cụ thể kết hợp với phương pháp thuyết trình, giúp nâng cao chất lượng dạy và học Vậy người dạy và người học sẽ được gì khi

áp dụng các phương pháp giảng dạy tích cực?

Lợi ích đối với người dạy: Khi áp dụng các phương pháp giảng dạy tích cực, giờ giảng của mỗi giáo viên trở nên sinh động, hấp dẫn và có ý nghĩa Người học là trung tâm nhưng vai trò, uy tín của người thầy được đề cao hơn Bên cạnh đó, khả năng chuyên môn của người thầy sẽ tăng lên nhờ áp lực của phương pháp, bởi nội dung kiến thức của từng giờ giảng phải được cập nhật liên tục để đáp ứng các câu hỏi của người học trong thời đại thông tin rộng mở

Dạy học là quá trình trao đổi kiến thức giữa thầy và trò Nếu thầy chỉ thuyết trình, có gì nói nấy thì những gì thầy giảng chỉ là kiến thức một chiều Có thể người học đã biết những kiến thức ấy, hay đó là những nội dung không hữu ích đối với cuộc sống hiện tại và tương lai của họ Người thầy phải luôn đổi mới bài giảng cũng như phong cách đứng lớp Như vậy, người dạy sẽ học được từ học trò của mình rất nhiều kiến thức và kinh nghiệm thực tế Mối quan hệ thầy trò sẽ trở nên gần gũi, tốt đẹp qua việc giải quyết các tình huống liên quan đến nội dung bài học

và cuộc sống của người học

Lợi ích đối với người học: Khi giáo viên dạy học bằng phương pháp giảng dạy

tích cực, người học thấy họ được học chứ không bị học Người học được chia sẻ

những kiến thức và kinh nghiệm của mình đồng thời với việc bổ sung những kiến thức, kinh nghiệm không chỉ từ người thầy mà còn từ chính các bạn trong lớp Họ hạnh phúc khi được học, được sáng tạo, được thể hiện, được làm Nhờ học theo hướng tích cực mà họ ghi nhớ sâu kiến thức và tăng khả năng áp dụng vào thực tế lên gấp 3-4 lần so với cách học thụ động một chiều

Dạy bằng phương pháp giảng dạy tích cực chính là tìm mọi cách giúp người học được chủ động trong việc học, cho họ được làm việc, được khám phá tiềm năng của chính mình Người dạy cần giúp người học có được sự tự tin, có trách nhiệm với bản thân để từ đó chia sẻ trách nhiệm với cộng đồng

Charles Handy, nhà triết lý kinh doanh nổi tiếng người Anh, đã nói: “Để làm cho tương lai trở thành hiện thực, chúng ta cần phải tự tin và tin tưởng vào giá trị của chính mình Đó là điều mà các trường học phải dạy cho mọi người” Và muốn

người học có được sự tự tin và tin tưởng vào giá trị của chính mình, họ cần được học theo phương pháp chủ động Chỉ khi người học được tự khám phá kiến thức, tự học, tự làm và tự bổ sung cho nhau thì kiến thức mới trở thành tri thức của người học, chuyển thành hành động, thành thói quen hàng ngày của họ

Với cách dạy đọc - chép, giáo viên là người rót kiến thức vào đầu học sinh và người dạy giữ vai trò trung tâm Nhưng kiến thức từ thầy có thể trở thành kiến thức của trò không? Chắc chắn là không nhiều Theo nhiều nghiên cứu khoa học về giáo dục thì cách dạy đọc - chép chỉ giúp người học tiếp thu được 10-20% kiến thức Khi áp dụng phương pháp giáo dục chủ động, người học giữ vai trò trung tâm, người thầy chỉ đóng vai trò hướng dẫn, giúp đỡ Người học chủ động tìm kiếm tri thức và có thể thu nhận kiến thức không chỉ từ thầy mà còn từ rất nhiều nguồn khác nhau

Như vậy, vai trò của người thầy có giảm đi không? Xin khẳng định ngay là không Ngược lại, vai trò người thầy càng trở nên quan trọng Giữa biển thông tin mênh mông, điều gì cần gạn lọc, cách sử dụng ra sao và ứng dụng chúng vào cuộc sống như thế nào… Tất cả những điều ấy đều cần đến sự chỉ dẫn của người thầy

Sự thay đổi này đòi hỏi chúng ta phải dạy và học như thế nào? Với người học, các bạn cần hiểu rõ mình là ai và mình muốn là người như thế nào, điều gì mình cần học và mình muốn học cái gì Với người dạy, mỗi thầy/cô càng phải phấn đấu, tu dưỡng nhiều hơn, tự học, tự sáng tạo nhiều hơn để xứng đáng trong vai trò mới [2]

Đề tài tôi lựa chọn viết sáng kiến này là một đề tài được viết dựa trên kinh nghiệm của bản thân đã nhiều năm giảng dạy đối tượng học sinh yếu kém Nếu các

em chỉ nghe giảng mà không có nguồn tài liệu minh chứng kèm theo thì lượng kiến thức đó sẽ trôi qua rất nhanh, ngay sau tiết học các em có thể quên và nếu như có nhớ thì chỉ là ngờ ngợ mơ hồ Chính vì vậy để học sinh để có thể học, hiểu, nhớ cần

có sự kết hợp giữa giảng giải và quan sát nguồn minh chứng kèm theo

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.

Trước đây khi điều kiện nhà trường khó khăn, việc dạy học có hỗ trợ trình chiếu powerpoint còn rất hạn chế, vì khi đó nhà trường chỉ có rất ít máy chiếu Khi có ý định viết sáng kiến này tôi đã tiến hành khảo sát trên 62 đối tượng học sinh thuộc hai lớp 12A2, 12A3 trường THPT Như Thanh 2 Đây là 2 lớp mà học sinh có trình

độ nhận thức môn học tương đương nhau Quá trình khảo sát diễn ra như sau:

+ Bước 1: Dạy học bài Hiện tượng quang điện trong theo phương pháp giảng

giải truyền thống , không có sự hỗ trợ phương tiện dạy học ở lớp 12A2 với 34 học sinh Quá trình này diễn ra bình thường theo đúng giáo án trong thời gian 45 phút với đầy đủ tiến trình

+ Bước 2: Tiến hành cho học sinh làm bài test nhanh trong thời gian 5 phút sau tiết dạy với các câu hỏi trắc nghiệm ( Phụ lục 1)

+ Bước 3: Phân tích số liệu từ kết quả bài test nhanh

Với một bài học lý thuyết không quá khó mà kết quả thu được như trên là quá thấp, vì vậy cần phải tìm ra phương pháp truyền tải kiến thức phù hợp để nâng cao chất lượng giảng dạy bài này

2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc giải pháp đã sử dụng để giải quyết

vấn đề

Sau một thời gian nghiên cứu tìm tòi tôi đã tìm ra phương pháp phù hợp giảng

dạy bài: Hiện tượng quang điện trong cho đối tượng học sinh 12 yếu kém ở

trường THPT Như Thanh 2 là kết hợp phương pháp giảng dạy truyền thống với phương pháp dạy học trực quan thông qua trình chiếu powerpoint, phương pháp này có thể giúp các em học sinh học lý thuyết thông qua hình ảnh, nhớ lý thuyết thông qua ứng dụng

Tôi đã tiến hành giảng dạy bài Hiện tượng quang điện trong chương trình Vật lý

12 cơ bản theo giáo án chi tiết ( Phụ lục 2), trong đó những phần kiến thức có hỗ trình chiếu powerpoint được tiến hành cụ thể như sau:

2.3.1 Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong.

1 Chất quang dẫn

2 Hiện tượng quang điện trong

Giáo viên có thể giải thích đặc tính chất quang dẫn thông qua hình ảnh sau:

Si

Si Si

Si Si

Lỗ trống

Lỗ trống

Hình 1

Khi không bị chiếu sáng, các electron ở trong các chất quang dẫn đều ở trong trạng thái liên kết với các nút mạng tinh thể, hầu như không có electron tự do Khi

đó chất quang dẫn dẫn điện kém

Khi bị chiếu sáng bằng ánh sáng thích hợp, theo thuyết lượng tử ánh sáng mỗi phôtôn của ánh sáng kích thích sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho một electron liên kết Nếu năng lượng mà electron nhận đủ lớn thì electron đó có thể được giải phóng khỏi mối liên kết và tham gia vào quá trình dẫn điện Mặt khác khi electron liên kết được giải phóng thì nó sẽ để lại một lỗ trống, lỗ trống này cũng tham gia vào quá trình dẫn điện Kết quả là khối chất quang dẫn có thể dẫn điện tốt

Để học sinh có thể hình dung rõ hơn quá trình dẫn điện đồng thời của các electron dẫn và lỗ trống của hiện tượng quang điện trong, giáo viên có thể mô tả bằng một mô hình dễ hiểu hơn như sau:

S

Hs vắng

Chỗ trống

Chỗ trống

Hình 2

Yêu cầu học sinh lớp hình dung học sinh vắng học đóng vai trò như electron dẫn, chỗ trống trong lớp học nơi học sinh vắng đã ngồi đóng vai trò như lỗ trống Quá trình dẫn điện đồng thời của electron dẫn và lỗ trống có thể mô tả rất đơn giản: chỗ trống mà học sinh vắng học sẽ có một học sinh khác ngồi vào, vị trí học sinh mới di chuyển đi lại để lại một chỗ trống và vị trí đó lại có tiếp một học sinh nữa di chuyển tới, vị trí đó lại để lại một chỗ trống…Cứ liên tiếp đổi vị trí ngồi như vậy đồng nghĩa với học sinh và chỗ trống sẽ di chuyển liên tục

Thiết nghĩ với mô hình đơn giản hóa như trên chắc chắn học sinh lớp dù yếu đến đâu cũng sẽ hình dung được bản chất của hiện tượng quang điện trong

Sau khi trình bày xong khái niệm hiện tượng quang điện trong giáo viên có thể sử dụng phương pháp đàm thoại để học sinh nêu ra được những ứng dụng của hiện tượng quang điện trong: quang điện trở và pin quang điện

2.3.2 Quang điện trở.

Trước tiên giáo viên cần mô tả cấu tạo của quang điện trở thông qua hình sau:

Hình 3 [12]

Quang điện trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn, có cấu tạo gồm một sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện Khi không được chiếu sáng điện trở của chất quang dẫn rất lớn, khi được chiếu ánh sáng thích hợp điện trở của chất quang dẫn giảm xuống rất nhanh

Để học sinh hiểu rõ hơn về ứng dụng này giáo viên cần giới thiệu để học sinh biết được quang điện trở có một ứng dụng trong đời sống rất gần gũi với chúng ta,

đó là mở/ tắt đèn tự động: từ đèn ngủ

Hình 4 [9]

cho tới đèn đường

Hình 5 [10]

Mục đích chính khi dạy phần ứng dụng này là học sinh hiểu được cấu tạo của qung điện trở và ứng dụng đơn giản nhất của quang điện trở mà thôi

2.3.3.Pin quang điện.

Trong phần này giáo viên cần làm rõ một số vấn đề sau:

1 “Pin quang điện ( còn gọi là pin Mặt Trời ) là một nguồn điện chạy bằng năng lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.” ( trang

160 SGK Vật lý 12 cơ bản )

Để học sinh dễ hiểu giáo viên có thể giới thiệu thông qua hình ảnh

Hình 6 [12]

Đây là loại máy tính Casio được sử dụng trước đây, máy tính này không dùng pin điện hóa mà dùng pin mặt trời, bốn ô phía trên màn hình hiển thị của máy tính là bốn pin quang điện được mắc nối tiếp với nhau, khi có ánh sáng chiếu vào, năng lượng ánh sáng sẽ biến đổi thành điện năng giúp máy tính hoạt động được

2.Cấu tạo của pin quang điện: giáo viên giảng dạy phần này thông qua hình ảnh:

Hình 7 [7]

Nhìn vào hình ảnh này học sinh có thể dễ dàng nhận ra cấu tạo của pin quang điện gồm một tấm bán dẫn loại n, bên trên có phủ một tấm bán dẫn loại p, trên cùng là một lớp kim loại mỏng, phía dưới là đế kim loại, các kim loại này đóng vai trò là điện cực trơ

3.Hoạt động của pin quang điện: từ cấu tạo có thể mô tả hoạt động của pin quang điện

Lớp chặn

-

-+ +

Kim loại mỏng

G

Hình 8

Nhìn vào sơ đồ này học sinh sẽ hình dung được hoạt động của pin quang điện.

Ở giữa lớp bán dẫn loại n và bán dẫn loại p hình thành một lớp chuyển tiếp p-n hay còn gọi là lớp chặn, ngăn không cho electron khuếch tán từ bán dẫn n sang bán dẫn

p và ngăn không cho lỗ trống khuếch tán từ bán dẫn p sang bán dẫn n

Khi chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào lớp kim loại mỏng trên cùng ánh sáng sẽ chiếu xuống bán dẫn p, theo định luật quang điện bán dẫn này sẽ giải phóng các electron dẫn và lỗ trống, electron này sẽ đi qua lớp chặn và xuống bán dẫn n còn lỗ trống sẽ bị giữ lại, kết quả điện cưc kim loại phía trên nhiễm điện dương và trở thành cực dương của pin, phần đế kim loại sẽ nhiễm điện âm và trở thành cực âm của pin Nếu nối hai điện cực bằng dây dẫn thông qua một ampe kế thì sẽ có dòng quang điện chạy từ cực dương sang cực âm

4.Pin quang điện có rất nhiều ứng dụng trong kĩ thuật công nghệ như :

- Máy tính bỏ túi

- Vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ

Hình 9,10 [11]

Ngày nay người ta đã chế tạo thành công nhiều phương tiện giao thông sử dụng pin quang điện: phương tiện đường bộ, đường thủy, đường hàng không…