Phát huy tính tích cực và sáng tạo của học sinh qua hoạt động tự thiết kế và tiến hành một số thí nghiệm đơn giản sau khi học chương “khúc xạ ánh sáng” (sgk vật lí 11 thpt)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH 3 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH QUA HOẠT ĐỘNG TỰ THIẾT KẾ VÀ TIẾN HÀNH MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ĐƠ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH 3

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH QUA HOẠT ĐỘNG TỰ THIẾT KẾ

VÀ TIẾN HÀNH MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN SAU KHI HỌC CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG”

(SGK VẬT LÍ 11 THPT)

Người thực hiện: Nguyễn Thị Hoàng Thanh Chức vụ: Giáo viên, tổ trưởng chuyên môn SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật lí

MỤC LỤC Trang

1.1 Lí do chọn đề tài………… … …….……… 1

1.2 Mục đích nghiên cứu……… ………… 2

1.3 Đối tượng nghiên cứu……… 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu……….… ……… 2

2 NỘI DUNG 3 2.1 Cơ sở lí luận 3

2.1.1 Chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông 3

2.1.1.1 Các yêu cầu đối với việc chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản 3

2.1.1.2 Sự cần thiết của việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí 3

2.1.1.3 Thí nghiệm Vật lí ở nhà là một loại bài tập mà giáo viên giao cho từng học sinh hoặc nhóm học sinh thực hiện ở nhà 4

2.1.2 Tính tích cực và năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 5

2.1.2.1 Tính tích cực trong học tập của học sinh 5

2.1.2.2 Năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động học tập 5 2.2 Thực trạng vấn đề ……… 6

2.2.1 Tình hình giảng dạy của giáo viên 6

2.2.2 Tình hình học tập của học sinh 6

2.2.3 Tình hình thiết bị thí nghiệm 6

2.2.4 Nguyên nhân về thực trạng học tập của học sinh 6

2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 7

2.3.1 Quy trình thực hiện 7

2.3.2 Các nhiệm vụ học tập mà giáo viên đã giao cho học sinh thực hiện và một số sản phẩm của học sinh 7

2.3.2.1 Các nhiệm vụ thí nghiệm về hiện tượng khúc xạ ánh sang và phản xạ toàn phần 7

2.3.2.2 Các nhiệm vụ xác định chiết suất của các chất rắn, lỏng trong suốt 15 2.3.3 Tổ chức cho các nhóm báo cáo sản phẩm, tiến hành thí nghiệm với thiết bị đã chế tạo 22

2.4 Hiệu quả của giải pháp 22

2.4.1 Đối với học sinh 22

2.4.2 Đối với bản thân giáo viên 22

3.1 Kết luận 23

3.2 Kiến nghị 23

TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của thế giới trên mọi lĩnh vực và đểđạt được mục tiêu xây dựng thành công Chủ nghĩa Xã hội, Đảng và nhà nước taluôn coi “giáo dục là quốc sách hàng đầu” và đang thực hiện quá trình đổi mớigiáo dục một cách toàn diện nhằm mục tiêu“ đào tạo con người Việt Nam pháttriển toàn diện, có đạo đức, tri thức, sức khoẻ, thẩm mỹ và nghề nghiệp, trungthành với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; hình thành và bồi dưỡngnhân cách, phẩm chất và năng lực của công dân, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệpxây dựng và bảo vệ Tổ quốc” [1]

Luật GD đã nêu “ Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tíchcực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từnglớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theonhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tìnhcảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh.”

Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm vì vậy một trong những khâu quantrọng của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lí là phải tăng cường cáchoạt động thực nghiệm của học sinh trong quá trình học tập Học sinh khôngnhững cần được làm quen và tiến hành thí nghiệm trong giờ học chính khóa màcòn ở các giờ học tự chọn, không những trên lớp học mà còn ở ngoài lớp, ở nhà.Việc đưa thí nghiệm vào dạy học làm cho học sinh tiếp cận với con đườngnghiên cứu khoa học của các nhà khoa học và tiếp thu các kiến thức một cách dễdàng và sâu sắc hơn Thông qua hoạt động thực nghiệm vật lý, học sinh sẽ đượccủng cố, mở rộng kiến thức, rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thựctiễn; rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo; giáo dục tổng hợp và tinh thần làm việc tập thể;kích thích sự hứng thú, phát huy cao độ tính tích cực và phát triển năng lực sángtạo

Đặc biệt, hình thức tố chức cho học sinh tự thiết kế, chế tạo dụng cụ và tiếnhành các thí nghiệm đơn giản sẽ đem lại hiệu quả dạy học rất cao vì nó phù hợpvới đặc thù bộ môn, đáp ứng được yêu cầu đổi mới dạy học hiện nay là lấyngười học làm trung tâm Lúc này học sinh tiến hành thí nghiệm Vật lí trongđiều kiện không có sự giúp đỡ, kiểm tra trực tiếp của giáo viên vì vậy đòi hỏicao độ tính tự giác, tự lực, tích cực của học sinh trong học tập Cũng khác vớicác loại thí nghiệm khác, thí nghiệm Vật lí ở nhà chỉ đòi hỏi học sinh sử dụngcác dụng cụ thông dụng trong đời sống, những vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền hoặc cácdụng cụ thí nghiệm đơn giản được học sinh chế tạo từ những vật liệu này Chínhđặc điểm này tạo nhiều cơ hội phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trongviệc thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ nhằm hoàn thành nhiệm vụ đượcgiao [3]

Qua quá trình dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” (SGK Vật lí 11 THPT),

tôi nhận kiến thức các bài học có sự liên hệ thực tiễn rất phong phú, rất gần gũi và

có nhiều ứng dụng trong đời sống và kĩ thuật Có thể sử dụng rất nhiều dụng cụ vàthí nghiệm đơn giản, dễ kiếm từ cuộc sống để minh họa cho bài học Chính vì vậytôi đã giao nhiệm vụ về nhà cho học sinh tự thiết kế, chế tạo và tiến hành một sốthí nghiệm đơn giản liên quan đến nội dung bài học và nhận thấy hiệu quả rất tốtcủa hoạt động này Vì vậy tôi xin trao đổi kinh nghiệm với các bạn đồng nghiệpqua đề tài SKKN năm 2019 của tôi là: “PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀSÁNG TẠO CỦA HỌC SINH QUA HOẠT ĐỘNG TỰ THIẾT KẾ VÀ TIẾNHÀNH MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN SAU KHI HỌC CHƯƠNG “KHÚC

XẠ ÁNH SÁNG (SGK VẬT LÍ 11 THPT)”

1.2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu việc tổ chức hoạt động cho học sinh thiết kế, chế tạo và tiến

hành các thí nghiệm đơn giản sau khi học chương “Khúc xạ ánh sáng” (SGK

Vật lí 11 THPT) nhằm củng cố, đào sâu, mở rộng các kiến thức đã học, phát huytính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động thiết kế, chế tạo và tiến hành các thí nghiệm đơn giản liên quan

đến nội dung chương “Khúc xạ ánh sáng” (SGK Vật lí 11).

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết

Phương pháp thực hành thí nghiệm

Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận

2.1.1 Chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông

2.1.1.1 Các yêu cầu đối với việc chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản

- Việc chế tạo dụng cụ thí nghiệm đòi hỏi ít vật liệu Các vật liệu này đơn giản,

rẻ tiền, dễ kiếm [2]

- Dễ chế tạo dụng cụ thí nghiệm từ việc gia công các vật liệu bằng các công cụthông thường như kìm, buá, kéo, cưa, giũa Chính nhờ đặc điểm này của cácdụng cụ thí nghiệm đơn giản, trong một số trường hợp, ta có thể làm được một

số thí nghiệm mà không thể tiến hành được với các dụng cụ có sẵn trong phòngthí nghiệm [2]

- Dễ lắp ráp, tháo rời các bộ phận của dụng cụ thí nghiệm Vì vậy, với cùngmột dụng cụ thí nghiệm, trong nhiều trường hợp ta chỉ cần thay thế các chi tiếtphụ trợ là có thể làm được thí nghiệm khác [2]

- Dễ bảo quản, vận chuyển và an toàn trong chế tạo cũng như trong quá trình

- Do được tự tay chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm để tiến hành cácthí nghiệm, học sinh nắm vững kiến thức hơn, chính xác và bền vững hơn.Trong nhiều trường hợp, việc tiến hành thí nghiệm, giải thích hoặc tiên đoán kếtquả thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải huy động các kiến thức đã học ở nhiềuphần khác nhau của Vật lí Thông qua đó, các kiến thức mà học sinh lĩnh hộiđược củng cố, đào sâu, mở rộng và hệ thống hóa [2]

- Việc sử dụng các thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở trường phổthông còn cần thiết, bởi vì với các thiết bị có sẵn trong phòng thí nghiệm, trongnhiều trường hợp, “cái hiện đại” của các thiết bị này che lấp mất bản chất Vật lícủa hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm mà học sinh cần nhận thức rõ [2]

- Lịch sử phát triển của Vật lí cho thấy: Những phát minh cơ bản thường gắnvới các dụng cụ thí nghiệm đơn giản để nghiên cứu nguyên tắc của những thínghiệm do các nhà bác học đã tiến hành (thí nghiệm của Ga-li-lê về chuyểnđộng nhanh dần đều trên máng nghiêng, thí nghiệm con lắc Huy-gen xác địnhgia tốc trọng trường, thí nghiệm của Tô-ri-xe-li xác định áp suất khí quyển, cácthí nghiệm lịch sử về các định luật chất khí, các thí nghiệm của Fa-ra-đây vềcảm ứng điện từ ) góp phần chỉ ra cho học sinh thấy con đường hình thành và

phát triển các kiến thức Vật lí, bồi dưỡng cho học sinh các phương pháp nhậnthức Vật lí, đặc biệt là phương pháp thực nghiệm [2]

- Nhiệm vụ thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản và tiến hành cácthí nghiệm với chúng làm tăng hứng thú học tập, tạo niềm vui vủa sự thành côngtrong học tập, phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của họcsinh [2]

- Ngoài ra, dụng cụ thí nghiệm đơn giản tự làm còn có ưu điểm là phục vụ rấtkịp thời và đắc lực cho việc đổi mới nội dung và phương pháp dạy học, nâng caohiệu quả dạy học, thậm chí của từng giờ học [2]

2.1.1.3 Thí nghiệm Vật lí ở nhà là một loại bài tập mà giáo viên giao cho từng học sinh hoặc nhóm học sinh thực hiện ở nhà

- Khác với các loại thí nghiệm khác, học sinh tiến hành thí nghiệm Vật lítrong điều kiện không có sự giúp đỡ, kiểm tra trực tiếp của giáo viên.Vì vậy,loại thí nghiệm này đòi hỏi cao độ tự giác, tự lực của học sinh trong học tập [3]

- Cũng khác với các loại thí nghiệm khác, thí nghiệm Vật lí ở nhà chỉ đòi hỏihọc sinh sử dụng các dung cụ thông dụng trong đời sống, những vật liệu dễkiếm, rẻ tiền hoặc các dụng cụ thí nghiệm đơn giản được học sinh chế tạo từnhững vật liệu này Chính đặc điểm này tạo nhiều cơ hội phát triển năng lựcsáng tạo của học sinh trong việc thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ nhằmhoàn thành nhiệm vụ được giao [3]

- Loại thí nghiệm này khác với các loại bài làm khác của học sinh ở nhà ở chỗ:đòi hỏi sự kết hợp giữa hoạt động trí óc và hoạt động chân tay của học sinh [3]

- Với những đặc điểm trên, thí nghiệm Vật lí ở nhà có tác dụng trên nhiều mặtđối với việc phát triển nhân cách của học sinh: Quá trình tự lực thiết kế phương

án thí nghiệm, lập kế hoạch thí nghiệm, chế tạo hoặc lựa chọn dụng cụ, bố trítiến hành thí nghiệm, xử lí kết quả thí nghiệm thu thập được góp phần vào việcphát triển năng lực hoạt động trí tuệ - thực tiễn của học sinh Việc thực hiện vàhoàn thành các công việc trên sẽ làm tăng rõ rệt hứng thú học tập, tạo niềm vuicủa sự thành công trong học tập của học sinh Việc thiết kế phương án thínghiệm, tiên đoán hoặc giải thích các kết quả thí nghiệm đòi hỏi học sinh phảihuy động các kiến thức đã học, mà nhiều khi ở các phần khác nhau của Vật lí.Nhờ vậy, chất lượng kiến thức của học sinh được nâng cao Thí nghiệm Vật lí ởnhà có tác dụng làm phát triển những kĩ năng, kĩ xảo thí nghiệm, các thói quencủa người làm thực nghiệm mà học sinh đã thu được trong các loại thí nghiệmkhác [3]

- Loại thí nghiệm này cũng tạo điều kiện cho giáo viên cá thể hóa quá trìnhhọc tập của học sinh bằng cách giao cho các đối tượng học sinh khác nhaunhiệm vụ chế tạo dụng cụ thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm với mức độ khó dễkhác nhau, nông sâu khác nhau và mức độ hướng dẫn khác nhau về cách chếtạo, lựa chọn dụng cụ, tiến hành thí nghiệm được thể hiện trong đề bài [3]

- Khi sử dụng loại thí nghiệm này trong dạy học Vật lí, giáo viên cần bố tríthời gian để học sinh báo cáo trước toàn lớp các kết quả đã đạt được, giới thiệunhững sản phẩm của mình, nhận được sự đánh giá của giáo viên và tập thể cũngnhư động viên và khen thưởng kịp thời [3]

- Thí nghiệm Vật lí ở nhà không những nhằm đào sâu, mở rộng các kiến thức

đã học mà trong nhiều trường hợp các kết quả mà học sinh thu được sẽ là cứ liệuthực nghiệm cho việc nghiên cứu kiến thức mới ở các bài học sau trên lớp Nộidung của các thí nghiệm Vật lí ở nhà không phải là sự lặp lại nguyên xi các thínghiệm đã làm ở trên lớp mà phải có nét mới, không đơn thuần chỉ là sự tiếnhành thí nghiệm với những hướng dẫn chi tiết [3]

- Nội dung các loại bài làm ở nhà này rất phong phú, có thể ra nhiều dạng khácnhau: Mô tả phương án thí nghiệm, yêu cầu học sinh tiến hành thí nghiệm, tiênđoán hoặc giải thích kết quả thí nghiệm; cho trước các dụng cụ, yêu cầu học sinhthiết kế phương án thí nghiệm để đạt được một mục đích nhất định (quan sátthấy một hiện tượng, xác định được một đại lượng Vật lí); yêu cầu học sinh chếtạo một dụng cụ thí nghiệm đơn giản từ các vật liệu cần thiết cho trước, rồi tiếnhành thí nghiệm với những dụng cụ này nhằm đạt được một mục đích nào đó Nội dung của các thí nghiệm Vật lí ở nhà có thể mang tính chất định tính hoặcđịnh lượng [3]

2.1.2 Tính tích cực và năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập

2.1.2.1 Tính tích cực trong học tập của học sinh

a) Khái niệm tính tích cực trong học tập

Tính tích cực trong học tập là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự cốgắng cao về nhiều mặt trong học tập Học tập là một trường hợp riêng của nhậnthức “một sự nhận thức làm cho dễ dàng đi và được thực hiện dưới sự chỉ đạocủa giáo viên” (P.N.Erddơniev, 1974) Vì vậy, nói tới tích cực học tập thực chất

là nói đến tích cực nhận thức Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt độngnhận thức của học sinh, đặc trưng ở khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghịlực cao trong quá trình nắm vững kiến thức [7]

b) Các biểu hiện của tính tích cực trong học tập

Tính tích cực của học sinh trong học tập biểu hiện qua các hành động cụthể như: tự nguyện tham gia vào các hoạt động học tập; sẵn sàng, hồ hởi đónnhận các nhiệm vụ; tự giác thực hiện các nhiệm vụ; mong muốn được đóng góp

ý kiến với giáo viên, với bạn bè; cố gắng hoàn thành công việc bằng mọi cách;thường xuyên trao đổi với bạn bè;…

2.1.2.2 Năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động học tập

a) Khái niệm năng lực sáng tạo

Năng lực sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra những giá trị mới về vậtchất hoặc tinh thần, tìm ra các mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thànhcông những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới [7]

b) Các biểu hiện của sự sáng tạo trong nghiên cứu vật lí

Những hành động của học sinh trong học tập có mang tính sáng tạo như:đưa ra được các phương án thiết kế, chế tạo dụng cụ; đề xuất được những sángkiến kĩ thuật để thí nghiệm chính xác hơn, dụng cụ bền đẹp hơn; đưa ra dự đoánkết quả các thí nghiệm; so sánh được các phương án thí nghiệm; vận dụng kiếnthức để giải thích hiện tượng vật lí, kết quả thí nghiệm hoặc các ứng dụng trong

kĩ thuật;

2.2 Thực trạng vấn đề

Trên cơ sở thực tế dạy học bộ môn Vật lí ở trường THPT Yên Định 3,huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa, tôi nhận thấy một số thực trạng sau:

2.2.1 Tình hình giảng dạy của giáo viên

- Ở nhiều bài học, giáo viên vẫn mang nặng phương pháp truyền thụ,thuyết trình, thông báo

- Giáo viên gần như chỉ tiến hành thí nghiệm biểu diễn trong các bài cóyêu cầu sử dụng thí nghiệm tối thiểu; ít chế tạo thêm các dụng cụ thí nghiệm;

- Các giáo viên rất ít tổ chức hướng dẫn cho học sinh tự thiết kế, chế tạo

và tiến hành các thí nghiệm vật lí

- Đối với chương “Khúc xạ ánh sáng” (SGK Vật lí 11) có thí nghiệm

được cấp vì vậy giáo viên giảng dạy chủ yếu sử dụng các dụng cụ thí nghiệmnày, chưa có giáo viên nào tổ chức hoạt động cho học sinh tự thiết kế, chế tạo vàtiến hành các thí nghiệm đơn giản liên quan đến nội dung các bài học

- Học sinh chưa hứng thú, chưa phát huy được tính tích cực trong học tập

- Các kĩ năng thực nghiệm còn rất yếu

- Học sinh chưa từng được thiết kế, chế tạo các thí nghiệm đơn giản;

- Khả năng diễn đạt, thuyết trình của học sinh về một vấn đề còn rất kém,thường lúng túng khi diễn đạt ý tưởng của mình hoặc điều muốn hỏi

2.2.3 Tình hình thiết bị thí nghiệm của nhà trường

- Nhà trường được trang bị khá đầy đủ các dụng cụ thí nghiệm tối thiểucho dạy học nội khóa theo yêu cầu SGK và các thiết bị thí nghiệm sử dụng tốt

và hiệu quả

- Các thiết bị thí nghiệm đơn giản tự làm rất ít

2.2.4 Nguyên nhân về thực trạng học tập của học sinh

Việc dạy và học theo chương trình nội khoá vẫn còn rất nặng nề do điềukiện thời gian hạn hẹp, trang thiết bị thí nghiệm chưa đầy đủ để tất cả các họcsinh đều được tham gia tiến hành thí nghiệm, việc dạy học trên lớp chưa tăngcường hoạt động, phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của họcsinh; các em ít được trực tiếp tiến hành các thí nghiệm và ít có điều kiện để vậndụng kiến thức vào thực tiễn, nhiều em còn cảm thấy chưa yêu thích môn học vàkhông tích cực trong học tập

Trong dạy học nội khóa đã được trang bị một số thiết bị thí nghiệm tốithiểu tuy nhiên những thiết bị chế tạo sẵn đó đôi khi không gần gũi và quenthuộc với thực tiễn nên các em khó liên hệ và vận dụng vào cuộc sống Đa sốcác dụng cụ thí nghiệm được cấp đều là thí nghiệm định lượng phục vụ mụcđích nghiên cứu khảo sát các định luật vật lí, ít thí nghiệm định tính về các hiệntượng vật lí

Giáo viên đã có nhiều cố gắng trong việc thay đổi phương pháp dạy họcnhưng vẫn chưa thực sự hiệu quả đối với mọi đối tượng học sinh và tất cả cácnội dung kiến thức.

2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề

Trước thực trạng đó, tôi thấy một trong những giải pháp để khắc phục làđối với những bài học, những chương trong SGK có nội dung phù hợp, giáoviên có thể tổ chức hoạt động cho HS tự thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiệmđơn giản và sử dụng các dụng cụ đó để tiến hành các thí nghiệm để HS được vậndụng kiến thức bài học giải thích các hiện tượng Vật lí có liên quan nhằm củng

cố, mở rộng các kiến thức trong chương trình nội khóa; rèn luyện khả năng vậndụng kiến thức để giải thích các hiện tượng Vật lí trong thực tiễn; rèn luyện kĩnăng thực hành; kích thích sự hứng thú, tính tích cực và phát triển năng lực sángtạo của HS

Và chương “Khúc xạ ánh sáng” (SGK Vật lí 11) là một chương rất phù

hợp để áp dụng hình thức tổ chức trên vì có thể sử dụng rất nhiều dụng cụ và thínghiệm đơn giản, dễ kiếm từ cuộc sống để minh họa cho bài học

2.3.1 Quy trình thực hiện

- Bước thứ nhất: giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm học sinh Giáoviên định hướng và giúp đỡ trong quá trình học sinh tham gia thiết kế, chế tạo

các dụng cụ thí nghiệm và tiến hành các thí nghiệm về “Khúc xạ ánh sáng”

- Bước thứ hai: Tổ chức cho học sinh một tiết để các nhóm ra mắt sảnphẩm, trình bày và thuyết trình về các thí nghiệm mà nhóm mình đã chế tạo

2.3.2 Các nhiệm vụ học tập mà giáo viên đã giao cho học sinh thực hiện và một số sản phẩm của học sinh

Tôi sẽ giao cho học sinh các nhiệm vụ học tập gồm: 10 nhiệm vụ chế tạo

dụng cụ và tiến hành thí nghiệm về hiện tượng khúc xạ và phản xạ toàn phần;

4 nhiệm vụ chế tạo dụng cụ thí nghiệm để xác định chiết suất của các chất rắn, lỏng trong suốt (nước, thủy tinh, nhựa ) Hệ thống những nhiệm vụ này yêu

cầu học sinh phải hoạt động cả trí óc và chân tay, nhằm củng cố, mở rộng kiếnthức, rèn luyện khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn và kĩ năng thực nghiệm,phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

2.3.2.1 Các nhiệm vụ thí nghiệm về hiện tượng khúc xạ ánh sang và phản xạ toàn phần.

Nhiệm vụ 1: Nhúng một chiếc đũa vào cốc nước Quan sát chiếc đũa

theo hướng từ trên mặt thoáng xuống và từ bên thành cốc vào trong hai trường hợp: chiếc đũa cắm thẳng đứng và chiếc đũa cắm nghiêng Nêu và giải thích hiện tượng quan sát được.

*Mục đích thí nghiệm: Nghiên cứu hiện tượng khúc xạ ánh sáng và cácđặc điểm của ảnh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng

*Dụng cụ: Một chiếc đũa, một cốc đựng nước

*Tiến hành thí nghiệm: Nhúng chiếc đũa vào

cốc nước Quan sát chiếc đũa theo hướng từ trên

mặt thoáng xuống và ngang từ bên thành cốc vào

trong 2 trường hợp: chiếc đũa cắm thẳng đứng và

chiếc đũa cắm nghiêng (hình 1)

Đũa cắm nghiêng: Nhìn từ trên xuống thấy

đũa gãy khúc ở mặt phân cách (nhưng rất khó phát hiện) Nhìn ngang từ thànhbình vào thấy đũa gãy khúc ở mặt phân cách và phần đũa trong nước to hơn

*Giải thích:

Nguyên nhân của các hiện tượng trên là do ánh sáng truyền từ chiếc đũa ởtrong nước ra không khí bị khúc xạ

Khi nhìn ngang từ thành bình vào, bình nước giống như một thấu kính hội

tụ nên ta thấy được ảnh ảo của chiếc đũa to hơn chiếc đũa thật

Ảnh của phần đũa ở trong nước không trùng với vị trí đũa thật nên ta thấyđũa ngắn hơn hoặc bị gãy khúc ở mặt phân cách

Nhiệm vụ 2: Hãy sử dụng một chiếc bình trong suốt đựng nước và đèn

laze để làm thí nghiệm kiểm nghiệm lại điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần

*Mục đích thí nghiệm: Kiểm nghiệm lại rằng hiện tượng phản xạ toànphần xảy ra khi thỏa mãn hai điều kiện:

- Ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kémchiết quang hơn

- Góc tới lớn hơn hoặc bằng igh

*Dụng cụ: Đèn laze, bình nhựa (dạng hình hộp

chữ nhật) đựng nước trà, miếng xốp phẳng, thước chia

độ hình tròn

*Tiến hành thí nghiệm:

Dán thước chia độ hình tròn lên miếng xốp, dán

miếng xốp vào thành bình rồi đổ nước vào bình sao

cho đường kính chính giữa thước trùng với mặt phân

cách giữa nước và không khí

Bước 1: Dùng đèn laze chiếu từ trên cao xuống

mặt thoáng của nước Thay đổi hướng chiếu để tăng

Hình 3 TN quan sát đồng xu

Bước 2: Dùng đèn laze chiếu từ bên thành cốc lên mặt thoáng của nướcsao cho tia sáng chiếu vào tâm thước đo góc và đi là là mặt miếng xốp Thay đổihướng chiếu để tăng dần góc tới Quan sát tia khúc xạ

Kết quả: Khi góc tới nhỏ, tia sáng đi qua nước, bị khúc xạ và chiếu lêntrần nhà Đến khi góc tới lớn hơn hoặc bằng 480 thì ta thấy hiện tượng phản xạtoàn phần xảy ra Tia sáng laze bị hất xuống mặt bàn rất rõ nét

Vậy ta đã kiểm nghiệm được điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toànphần

*Lưu ý:

Dùng nước trà để có thể quan sát được đường đi của tia sáng trong nước.Rung mặt nước sẽ thấy vết sáng hất xuống mặt bàn cũng rung rinh chứng

tỏ ánh sáng phản xạ toàn phần tại mặt nước

Nhiệm vụ 3: Dự đoán hiện tượng sẽ xảy ra khi quan sát một đồng xu

được đặt bên dưới một chiếc cốc trong suốt, đựng đầy nước theo hai hướng: nhìn từ trên mặt thoáng xuống và nhìn từ bên thành của cốc nước vào Làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán và giải thích hiện tượng quan sát được.

*Mục đích thí nghiệm: Nhận biết hiện tượng có

nguyên nhân do sự khúc xạ, phản xạ toàn phần khi ánh sáng

từ một đồng xu truyền đến một chiếc bình đựng nước và vận

dụng kiến thức để giải thích hiện tượng

*Dụng cụ: Một đồng xu bằng nhôm, một cốc trong

suốt đựng nước

*Tiến hành thí nghiệm:

Dùng một chiếc cốc trong suốt đựng nước đặt lên trên

một đồng xu, quan sát đồng xu theo hai hướng: nhìn từ thành

của bình nước vào và nhìn từ trên mặt thoáng xuống

*Hiện tượng:

Nhìn từ trên mặt thoáng xuống ta thấy: đồng xu ở đáy

cốc như được nâng lên cao hơn và có một đồng xu ở trên

thành bình (Hình 3)

Nhìn từ thành cốc vào ta không thể thấy đồng xu

*Giải thích:

Ánh sáng từ đồng xu truyền qua đáy cốc vào nước, đi

đến thành bình và đi lên mặt thoáng của nước

Các tia đi đến mặt thoáng của nước có góc tới nhỏ

nên bị khúc xạ và đi ra ngoài không khí Các tia đến thành

cốc có góc tới khá lớn và bị phản xạ toàn phần tại thành cốc

(Hình 4)

Đặt mắt theo hướng nhìn từ trên mặt thoáng xuống,

mắt nhận được các tia sáng khúc xạ (1) nên thấy đồng xu ở

đáy cốc như được nâng lên cao hơn Mắt cũng nhận được các

tia sáng phản xạ toàn phần trên thành bình (2) nên thấy có

một đồng xu ở trên thành bình

3 1 2

Đặt mắt nhìn đồng xu theo hướng từ thành cốc vào (hướng 3), không cótia sáng đến mắt nên ta không thể thấy đồng xu.

Nhiệm vụ 4: Hãy đặt 1 ngọn nến bên cạnh

bình thủy tinh đựng nước và quan sát nến theo ba

hướng: nhìn từ phía trên xuống mặt thoáng của

nước, nhìn ngang qua thành bình; nhìn từ phía

dưới lên mặt thoáng của nước Dự đoán hiện tượng

quan sát được Làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán

đã đưa ra và giải thích hiện tượng (Hình 5)

*Mục đích thí nghiệm: Quan sát hiện tượng

mà nguyên nhân là do sự khúc xạ, phản xạ toàn

phần khi ánh sáng từ một cây nến truyền đến bình

nước và vận dụng kiến thức để giải thích hiện

tượng

*Dụng cụ: Một bình thủy tinh đựng nước, một ngọn nến đang cháy

*Tiến hành thí nghiệm:

Đặt ngọn nến bên cạnh bình thủy tinh đựng nước Quan sát ngọn nến theo

ba hướng: hướng nhìn ngang qua thành bình; hướng nhìn từ phía trên xuống mặtthoáng, hướng nhìn từ phía dưới lên mặt thoáng của nước (hình 5)

- Nhìn từ bên ngoài thành bình theo hướng từ

dưới lên mặt thoáng của nước: ta thấy ảnh một ngọn

nến lộn ngược lơ lửng trong không khí (Hình 6)

*Giải thích:

Ánh sáng từ ngọn nến đi tới bình nước: có

những tia bị khúc xạ và ló ra ở thành bình bên kia

(1); các đi đến mặt thoáng của nước có góc tới lớn

nên bị phản xạ toàn phần tại mặt thoáng của

nước (2) (Hình 7)

Nhìn ngang qua thành bình: Mắt nhận

được các tia khúc xạ (1) Do bình nước có

dạng hình cầu nên nó có tác dụng giống một

thấu kính hội tụ, vì vậy ta thấy ảnh của ngọn

nến to hơn ngọn nến thật

Nhìn từ trên xuống mặt thoáng của

nước: Do không có ánh sáng truyền qua được

mặt nước ra ngoài không khí nên ta không

nhìn thấy ngọn nến

1

Hình 5

Hình 6 Ảnh của ngọn nến tại mặt thoáng của nước

N 2

Hình 7

Nhìn từ bên ngoài thành bình theo hướng từ dưới lên mặt thoáng củanước: Mắt nhận được các tia sáng bị phản xạ toàn phần (2), mặt thoáng giốngnhư một gương phẳng và ngọn nến soi gương qua đó nên ta thấy một ảnh ngọnnến lộn ngược lơ lửng trong không khí.

*Lưu ý: Đường kính của cốc càng rộng thì càng dễ quan sát

Nhiệm vụ 5: Cho một miếng nắp nhựa tròn, băng dính hai mặt, một vật

nhỏ và một bình nước Thiết kế và tiến hành thí nghiệm minh họa khả năng phản xạ toàn phần của mặt phân cách nước – không khí

*Mục đích thí nghiệm: Minh họa khả năng phản xạ toàn phần của mặtphân cách nước – không khí khi các điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toànphần được thỏa mãn

*Dụng cụ: Một chiếc nắp nhựa tròn, băng dính hai mặt, một vật (con lợnđất nhỏ màu đỏ) và một bình nước

*Tiến hành thí nghiệm:

Dùng băng dính hai mặt dán vật lên mặt

trên của nắp nhựa

Lật nắp nhựa lên và thả nổi nắp nhựa trên

mặt nước sao cho vật chìm vào trong nước

Quan sát từ phía ngoài thành bình lên mặt

thoáng của nước

*Hiện tượng:

Ta thấy có vật khác đang nằm trên chiếc

nắp nhựa phía trên mặt nước Mặt nước nhìn rất

sáng như được mạ bạc (Hình 8)

*Giải thích:

Do ánh sáng từ vật (ở trong nước) truyền đến mặt thoáng của nước thì bịphản xạ toàn phần rồi khúc xạ qua thành bình truyền đến mắt nên ta thấy ảnhcủa vật nằm phía trên mặt nước

Nhiệm vụ 6: Dự đoán hiện tượng sẽ xảy ra khi bỏ một vật vào một túi

nilon trong suốt, thổi khí vào túi và buộc kín miệng túi rồi nhúng chìm vào bình nước Làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán và giải thích hiện tượng.

*Mục đích thí nghiệm: Tạo ra và quan sát

hiện tượng phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ

nước vào không khí trong một túi nilon

*Dụng cụ: Một vật (con lợn đất màu đỏ), một

quả cân, một túi nilon trong suốt, một chiếc bình

đựng nước

*Tiến hành thí nghiệm: Bỏ vật và quả cân vào

túi nilon Thổi khí vào túi và buộc kín miệng túi rồi

nhúng chìm vào bình nước và quan sát túi

Hình 9 Hình 8