skkn một số giải pháp hướng dẫn học sinh học tốt phần quang hình môn vật lí 9 ở trường PTDT bán trú THCS tam thanh

Qua thực tế giảng dạy môn Vật lí 9 ở trường PTDT Bán trú THCS Tam Thanh, tôi nhận thấy khi giải các bài toán quang hình học lớp 9 trong đó có một dữ liệu cho biết, với kiến thức vật lí,

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

PHÒNG GD&ĐT HUYỆN QUAN SƠN

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

MỘT SỐ GIẢI PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH HỌC TỐT

PHẦN QUANG HÌNH MÔN VẬT LÍ 9

Ở TRƯỜNG PTDT BÁN TRÚ THCS TAM THANH

Người thực hiện: Lò Văn Xơi

Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị công tác: Trường PTDT Bán Trú THCS Tam Thanh SKKN thuộc lĩnh mực (môn): Vật lí

1 MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 1

1.3 Đối tượng nghiên cứu 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lý luận 3

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến 3

2 3 Các giải pháp hướng dẫn học sinh học tốt phần quang hình Vật lí 9 4

2.3.1 Giải pháp 1 Dạy chắc lý thuyết, có thể cho học sinh ôn lại kiến thức tam giác đồng dạng ở môn hình học 8 4

2.3.2 Giải pháp 2 Tìm hiểu kĩ đề bài và phân tích bài toán 7

2.3.3 Giải pháp 3 Phân loại bài tập và các cách giải các bài toán quang hình môn Vật lí 9 8

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường 16

3 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ - Kết luận 17

- Kiến nghị 17

+ Đối với Phòng GD&ĐT Quan Sơn 17

+ Đối với xã Tam Thanh 17

+ Đối với nhà trường 17

1 MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

Văn Kiện Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XII tiếp tục khẳng định “giáo dục là quốc sách hàng đầu, phát triển giáo dục và đào tạo nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài Chuyển mạnh quá trình giáo dục chủ yếu từ trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học; học đi đôi với hành, lý luận gắn với thực tiễn Phát triển giáo dục và đào tạo phải gắn với nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội” Trong khi đó Vật lí là cơ

sở của nhiều ngành kỹ thuật quan trọng, sự phát triển của khoa học Vật lí gắn bó chặt chẽ và có tác động qua lại, trực tiếp với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật

Vì vậy, những hiểu biết và nhận thức Vật lí có giá trị lớn trong đời sống và trong sản xuất, đặc biệt trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

Trong thời đại công nghệ 4.0 hiện nay đòi hỏi con người cần kiến thức, có trình độ, có khả năng tiếp cận với khoa học công nghệ hiện đại Kiến thức là một biển trời mênh mông vô tận, chúng ta sẽ không chiếm lĩnh được kiến thức nếu không có phương pháp dạy và học phù hợp Điều này yêu cầu mỗi người thầy tạo cho học sinh động cơ và phương pháp học tập đơn giản nhất, hiệu quả để tiếp thu lĩnh hội những kiến thức

Môn Toán nói chung là công cụ hữu hiệu giúp học sinh tiếp thu các môn học khác Trong đó, phần quang học Vật lí 9 sử dụng nhiều kiến thức hình học lớp 8, đặc biệt các định lí về tam giác đồng dạng Ngay chính học sinh lớp 8 học nội dung này thường nghiêng về phương pháp chứng minh các tam giác đồng dạng, còn việc tính các giá trị đoạn thẳng trong các tam giác đồng dạng thường dừng ở một phép tính tỉ lệ thức đơn giản và chỉ cần tính một bước là có ngay đáp số Chính vì thế, việc đổi mới tư duy giáo dục trong thời đại tri thức nhằm đáp ứng sự thay đổi của cuộc sống phát triển không ngừng là một tất yếu Việc đổi mới phương pháp dạy học theo hình thức tích hợp kiến thức vào giảng dạy là nhiệm vụ cần thiết để đáp ứng yêu cầu cần đạt về phẩm chất, năng lực người học

và cuối cùng là vì mục tiêu đáp ứng bối cảnh của thời đại

Qua thực tế giảng dạy môn Vật lí 9 ở trường PTDT Bán trú THCS Tam Thanh, tôi nhận thấy khi giải các bài toán quang hình học lớp 9 trong đó có một

dữ liệu cho biết, với kiến thức vật lí, học sinh khá dễ dàng dựng ảnh của một vật qua thấu kính Nhưng ngay sau đó lại có các câu hỏi tính khoảng cách ảnh đến thấu kính và độ cao ảnh … đến đây hầu hết học sinh khá và trung bình, mặc dù

đã được rèn luyện, cũng gặp nhiều lúng túng khi làm dạng toán này, còn học sinh giỏi thì trở nên tập trung hơn, tuy giải được nhưng chưa tự tin và lo lắng cho kết quả của mình Còn giáo viên khi dạy phần này mới thấy được những băn khoăn và lo lắng Trong khi đó các tài liệu, sách giáo khoa vật lí 9 không có hướng dẫn cụ thể các dạng toán này để học sinh có thể học tốt hơn và cũng như giúp giáo viên xử lý kịp thời những tình huống bất ngờ Chính vì lẽ đó tôi chọn

đề tài “Một số giải pháp hướng dẫn học sinh học tốt phần quang hình môn

Vật lí 9 ở trường PTDT Bán Trú THCS Tam Thanh” để nghiên cứu.

1.2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu nhằm tìm ra phương pháp đơn giản nhất giúp học sinh nắm vững kiến thức, giải tốt các bài tập quang hình Vật lí 9, từ đó nâng cao chất lượng dạy và học

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Một số giải pháp hướng dẫn học sinh học tốt phần quang hình môn Vật lí

9 ở trường PTDT Bán Trú THCS Tam Thanh

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để hoàn thành SKKN này tôi đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:

+ Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lí thuyết nghiên cứu

+ Phương pháp điều tra khảo sát thực tế

+ Phương pháp thu thập thông tin

+ Phương pháp thống kê

+ Phương pháp xử lí số liệu

2 NỘI DUNG

2.1 Cơ sở lý luận

Vật lí học là cơ sở của nhiều ngành kỹ thuật quan trọng Môn Vật lí có mối quan hệ gắn bó chặt chẽ, qua lại giữa các môn khác Việc tổ chức dạy học Vật lí THCS cần rèn luyện cho học sinh đạt được:

- Kỹ năng phân tích, xử lý các thông tin và các dữ liệu thu được từ các quan sát hoặc thí nghiệm

- Kỹ năng vận dụng các kiến thức để giải thích các hiện tượng vật lý đơn giản để giải quyết một số vấn đề trong thực tế cuộc sống

- Khả năng đề xuất các dự đoán hoặc giả thiết đơn giản về mối quan hệ hay về bản chất của các hiện tượng vật lí

Những bài toán quang hình môn Vật lí 9 được giới thiệu trong chương III, lượng kiến thức không nhiều nhưng nó có ý nghĩa quan trong đối với thực tiễn

và kĩ thuật như các tật về mắt, chế tạo máy ảnh Mặc dù các em đã học phần quang ở Vật lí lớp 7, nhưng chỉ là những khái niệm cơ bản, cho nên những bài toán loại này vẫn còn mới lạ đối với học sinh Đây là phần nội dung kiến thức không quá phức tạp đối với học sinh lớp 9 nhưng vẫn tập dần cho học sinh có kỹ năng định hướng bài giải một cách có hệ thống, có khoa học, dễ dàng thích ứng với các bài toán quang hình học đa dạng hơn ở các lớp cấp trên sau này

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến

Thống kê các bài kiểm tra thường xuyên tôi thu được kết quả như sau:

Lớp Sĩ số SL Điểm Y-K % SL Điểm TB % SL Điểm Khá % SL Điếm Giỏi %

Qua một thời gian tìm hiểu, kiểm nghiệm bản thân tôi nhận thấy những thực trạng và nguyên nhân dẫn đến việc làm bài tập phần quang hình học môn Vật lí 9 của học sinh còn han chế, đó là:

- Do tư duy của học sinh còn hạn chế nên khả năng tiếp thu bài còn chậm, lúng túng từ đó không nắm chắc các kiến thức, kĩ năng cơ bản, định lý, các hệ quả do đó khó mà vẽ hình và hoàn thiện được một bài toán quang hình học môn Vật lí 9

- Đa số các em chưa có định hướng chung về phương pháp học lý thuyết, chưa biến đổi được một số công thức, hay phương pháp giải một bài toán vật lý

- Học sinh không nắm vững kiến thức về tam giác đồng dạng (hình học 8), đặc biệt là các trường hợp đồng dạng của tam giác vuông

- Do phòng thí nghiệm, phòng thực hành còn thiếu nên các tiết dạy chất lượng chưa cao, dẫn đến học sinh tiếp thu các định luật, hệ quả còn hời hợt

Khi giải các bài toán quang hình học lớp 9 học sinh thường mắc phải những nhược điểm sau:

- Đọc đề hấp tấp, qua loa, khả năng phân tích đề, tổng hợp đề còn yếu, lượng thông tin cần thiết để giẩi toán còn hạn chế

- Vẽ hình còn lúng túng Một số vẽ sai hoặc không vẽ được ảnh của vật qua thấu kính, qua mắt, qua máy ảnh do đó không thể giải được bài toán

- Một số chưa nắm được kí hiệu các loại kính, các đặt điểm của tiêu điểm, các đường truyền của tia sáng dặt biệt, chưa phân biệt được ảnh thật hay ảnh ảo Một số khác không biết biến đổi công thức toán

Từ những khó khăn đó của của học sinh trong việc giải các bài toán quang hình môn Vật lí 9, tôi đưa ra các giải sau để giúp học sinh học tập tốt hơn

2 3 Các giải pháp hướng dẫn học sinh học tốt phần quang hình Vật lí 9

2.3.1 Giải pháp 1 Dạy chắc lý thuyết, có thể cho học sinh ôn lại kiến thức tam giác đồng dạng ở môn hình học 8

a) Mục tiêu giải pháp

Ở nội dung này học sinh cần nắm vững các kiến thức, các kí hiệu về thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì, đường truyền của các tia sáng đặc biệt qua thấu kính, ảnh thật, ảnh ảo, công thức vật lí, kiến thức về tam giác đồng dạng

b) Cách thức thực hiện: Giáo viên hướng dẫn học sinh nắm vững các nội

dung kiến thức sau:

*Các sơ đồ ký hiệu quen thuộc như:

- Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì: ;

- Vật đặt vuông góc với trục chính: hoặc

- Trục chính, tiêu điểm F và F', quang tâm O:

- Phim ở máy ảnh hoăc màng lưới ở mắt:

- Ảnh thật: hoặc ; -Ảnh ảo: hoặc

* Các Định luật, qui tắc qui ước, hệ quả như:

- Định luật truyền thẳng của ánh sáng, định luật phản xạ ánh sáng, định luật khúc xạ ánh sáng

- Đường thẳng nối tâm mặt cầu gọi là trục chính

- O gọi là quang tâm của thấu kính

- F và F' đối xứng nhau qua O, gọi là các tiêu điểm

- Đường truyền các tia sáng đặt biệt như:

F

• O •F'

Màng lưới

Thấu kính hội tụ:

+Tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F

+Tia tới đi qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục chính

+Tia tới đi qua quang tâm O, truyền thẳng

+Tia tới bất kỳ cho tia ló đi qua tiêu điểm phụ ứng với trục phụ song song với tia tới

Thấu kính phân kì:

+ Tia tới song song với trục chính,cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm F' + Tia tới đi qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục chính

+ Tia tới đi qua quang tâm O, truyền thẳng

+ Tia tới bất kỳ, cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm phụ, ứng với trục phụ song song với tia tới

* Máy ảnh:

+ Vật kính máy ảnh là một thấu kính hội tụ.

+ Ảnh của vật phải ở ngay vị trí của phim cho nên muốn vẽ ảnh phải xác định vị trí đặt phim

* Mắt, mắt cận và mắt lão:

+ Thể thuỷ tinh ở mắt là một thấu kính hội tụ - Màng lưới như phim ở máy ảnh

+ Điểm cực viễn: điểm xa mắt nhất mà ta có thẻ nhìn rõ được khi không điều tiết

•F'

F

F'

F'

F F

O

•

F'

O

P

Q A

B

+ Điểm cực cận: điểm gần mắt nhất mà ta có thể nhìn rõ được.

+ Mắt cận nhìn rõ vật ở gần nhưng không nhìn rõ vật ở xa Kính cận là thấu kính phân kì Mắt cận phải đeo kính phận kì để nhìn rõ vật ở xa

+ Mắt lão nhìn rõ những vật ở xa, nhưng không nhìn rõ những vật ở gần Kính lão là thấu kính hội tụ Mắt lão phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ các vật ở gần

* Kính lúp:

+ Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn

+ Để dựng ảnh, hoặc xác định vị trí một vật qua kính lúp cần phải đặt vật trong khoảng tiêu cự của kính Ảnh qua kính lúp phải là ảnh ảo lớn hơn vật

Công thức tính số bội giác:

f

25 25





* Các thông tin về ảnh của một vật qua thấu kính và máy ảnh

- Thấu kính hội tụ:

+ Vật đặt ngoài tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều

+ Vật đặt rất xa thấu kính cho ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự

+ Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, lớn hơn vật, cùng chiều với vật

- Thấu kính phân kỳ:

• F,C V A

B

Kinh cận

Mắt

• F

C C

A B

Kinh lão

Mắt

•

•

B

O

+ Vật đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo,cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoản tiêu cự của thấu kính

+ Vật đặt rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự

- Máy ảnh:

+ Ảnh trên phim là ảnh thật, nhỏ hơn vật và ngược chiều với vật

- Kính lúp:

+ Vật cần quan sát phải đặt trong khoảng tiêu cự của kính để cho một ảnh

ảo lớn hơn vật.Mắt nhìn thấy ảnh ảo đó

2.3.2 Giải pháp 2 Tìm hiểu kĩ đề bài và phân tích bài toán

a) Mục tiêu giải pháp

Học sinh đọc kĩ đề bài, tìm hiểu yêu cầu của bài toán, xét xem những đại lượng nào đã biết, cần tính những đại lượng nào, theo công thức nào

b) Cách thức thực hiện: Tôi đưa cách tìm hiều đề bài qua bài toán sau:

Ví dụ 1: Một người dùng một kính lúp có số bội giác 2,5X để quan sát một vật

nhỏ AB được đặt vuông góc với trục chính của kính và cách kính 8cm

a) Tính tiêu cự của kính? Vật phải đặt trong khoảng nào trước kính?

b) Dựng ảnh của vật AB qua kính (không cần đúng tỉ lệ), ảnh là ảnh thật hay ảo?

c) Ảnh lớn hay nhỏ hơn vật bao nhiêu lần?

Để giải bài toán này giáo viên cho học sinh thực hiện theo các bước sau:

Bước 1 Tìm hiểu đề bài

* Bài toán cho biết gì?

- Kính gì? Kính lúp là loại thấu kínhgì? Số bội giác G?

- Vật AB được đặt như thế nào với trục chính của thấu kính?Cách kính bao nhiêu?

- Vật AB dược đặt ở vị trí nào so với tiêu cự?

* Bài toán cần tìm gì? Yêu cầu gì?

- Tìm tiêu cự? Để tính tiêu cự của kính lúp cần sử dụng công thức nào?

- Để nhìn rõ ảnh qua kính lúp vật phải đặt trong khoảng nào trước kính?

- Dựng ảnh của vật AB qua kính ta phải sử dụng các tia sáng đặt biệt nào?

- Xác định ảnh thật hay ảo?

- So sánh ảnh và vật?

Bước 2 Hướng dẫn học sinh giải

Để dựng ảnh của vật AB qua kính lúp:

+ Ta phải đặt vật AB trong khoảng tiêu cự

của kính lúp

+ Dùng hai tia đặt biệt để vẽ ảnh A'B'

+ Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn cho nên vật phải đặt

trong khoảng tiêu cự mới nhìn rõ được vật Ảnh của vật qua thấu kính sẽ là ảnh

ảo và lớn hơn vật

+ Để tính A B' '

AB học sinh cần vần dụng kiến thức tam giác đồng dạng

Bước 3 Trình bày lời giải cụ thể

Cho biết

Kính lúp

G = 2,5X

OA = 8cm

a) f = ?Vật đặt khoảng nào?

b) Dựng ảnh của AB Ảnh gì?

c) ' '  ?

AB

B

A

Giải

a) Theo công thức: G = f G

f

25 25



 = 10 ( )

5 , 2

25

cm

 b) - Dựng ảnh:

- Tính chất ảnh: ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật

c) * OA'B' Đồng dạng vớiOAB , nên ta có :

8

' '

'

OA

OA AB

B A



 (1)

* F'A'B' đồng dạng với  F'OI, nên ta có:

1 10

' '

' '

' '

' ' '

' ' ' ' ' '















O F

O F O F

OA O

F

O F OA O

F

A F OI

B A AB

B A

(2)

Từ (1) và (2) ta có:





10

' 8

' OA OA

40 ' 1

10

' 8

'







OA

(cm) (3) Thay (3) vào (1) ta có :

AB B

A

OA AB

B A

5 ' ' 5 8

40 8

' ' '









 Vậy ảnh lớn gấp 5 lần vật

2.3.3 Giải pháp 3 Phân loại bài tập và các cách giải các bài toán quang hình môn Vật lí 9

a) Mục tiêu giải pháp

- Ở giải pháp này học sinh cần nắm chắc cách vẽ ảnh của một vật sáng bằng việc sử dụng 3 tia sáng đặc biệt

- Nắm chắc kiến thức các trường hợp đồng dạng của tam giác vuông ( Hình học 8)

- Học sinh trình bày được nhiều cách giải cho một bài toán

b) Cách thức thực hiện: Phân ra các trường hợp đối với thấu kính hội tụ và

thấu kính phân kì; cách đặt vật trong khoảng tiêu cự và ngoài khoảng tiêu cự của

A

B'

B

A /

' ', ''' ''''

O

mỗi loại thấu kính thông qua các ví dụ sau:

*Đối với thấu kính hội tụ:

Dạng 1 Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự

Bài toán 1: Vật sáng AB = h = 1cm được đặt vuông góc với trục chính của thấu

kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm Điểm A nằm trên trục chính và vật AB cách

thấu kính một khoảng d = 36cm

a) Hãy dựng ảnh A’B’ của vật AB

b) Vận dụng kiến thức hình học , hãy tính khoảng cách từ ảnh đến TKHT

và chiều cao của ảnh

Bài giải:

Tóm tắt: OF = OF’ = f = 12cm

OA = 36cm

AB = h = 1cm

a) Dựng ảnh A’B’

b)Tính OA’, A’B’

Cách 1: Sử dụng tia đi qua quang tâm O và tia đi qua tiêu điểm F đến thấu kính

cho tia ló song song với trục chính

a) Dựng ảnh:

B

O F’ A’

A F

H B’

b) Nhận xét: OH = A’B’

Ta có:

Tam giác ABF đồng dạng với tam giác OHF (g-g)

' '



A B



24

A B

Tam giác ABO đồng dạng tam giác A’B’O (g-g)

' 0,5.36 18

OA

Vậy khoảng cách từ ảnh đến TKHT là 18cm Độ cao của ảnh là 0,5cm

Cách 2: Sử dụng tia tới song song với trục chính đến TKHT cho tia ló qua tiêu

điểm F’ và tia đi qua tiêu điểm F đến TKHT cho tia ló song song với trục chính.

a) Dựng ảnh: