NÂNG CAO NĂNG lực vận DỤNG KIẾN THỨC vật lí vào CUỘC SỐNG THÔNG QUA dạy học CHỦ đề “KHÚC xạ ÁNH SÁNG và PHẢN xạ TOÀN PHẦN” CHO học SINH lớp 11 ở TRƯỜNG THPT NHƯ THANH

Để giải tiếp cận được các nội dung này học sinh phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lý; nhận biết được những biểu hiện của hiện tượng trong các trường hợp cụ thể bằng

1 MỞ ĐẦU

1.1 Lí do chọn đề tài

Trong những năm gần đây, giáo dục phổ thông ở nước ta được đặc biệt quan tâm phát triển và đạt nhiều kết quả nổi bật: quy mô giáo dục được mở rộng; chất lượng giáo dục có nhiều chuyển biến tích cực; Tuy nhiên, chất lượng giáo dục vẫn còn thấp so với yêu cầu phát triển của đất nước; các phương pháp dạy học chưa thực sự hiệu quả; đội ngũ giáo viên còn bất cập về số lượng, chất lượng và cơ cấu; cơ sở vật chất vẫn chưa thoát khỏi tình trạng nghèo nàn, lạc hậu Trong bối cảnh toàn ngành giáo dục đang đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh, nâng cao khả năng tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh trong hoạt động học tập, chú trọng khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn thì có một thực trạng đáng buồn, đó là sự yếu kém đến khó tưởng tượng của rất nhiều học sinh phổ thông trong việc vận dụng kiến thức đã học ở trường vào cuộc sống của chính mình Bộ môn Vật lý cũng không phải là trường hợp ngoại lệ Đối với học sinh phổ thông hiện nay, việc vận dụng kiến thức vật lí vào đời sống còn rất nhiều hạn chế và yếu kém; việc dạy học vật lý chưa thực sự gắn kết được lý thuyết với thực tiễn, với cuộc sống Trong quá trình dạy và học, vì quá quan tâm tới công thức của các định luật mà sắc màu tự nhiên của các hiện tượng đã bị bỏ qua Điều này đã khiến môn học trở nên tẻ nhạt, thiếu hấp dẫn, không tạo được sự hứng thú, nghiên cứu tìm tòi ở học sinh Bộ môn Vật lí được biết đến là một môn khoa học ứng dụng, thực nghiệm, là môn khoa học của sự sống Các kiến thức Vật lí luôn gắn kết một cách chặt chẽ với đời sống và khoa học công nghệ Phương pháp tư duy của môn Vật lí là tư duy hiện tượng, tư duy gắn với thực tiễn Chính vì thế “tính thực tiễn” càng thể hiện rõ nét và càng có vai trò quan trọng trong quá trình dạy học Vật lí Trong mỗi bài học, giáo viên vật lí cần hướng dẫn để học sinh thâm nhập kiến thức mới bằng những câu hỏi, hình ảnh thực tế hoặc vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng tự nhiên, các ứng dụng của vật lý liên quan đến bài học trong thực tế đời sống Với những nội dung mang sắc màu thực tiễn trong các giờ học, học sinh sẽ hứng thú học hơn, dễ ghi nhớ hơn và tích cực hơn trong quá trình học tập, hoạt động dạy học của giáo viên và học sinh sôi nổi hơn, hiệu quả hơn

Chủ đề “Khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần” của Quang hình học là một chủ đề mà học sinh đã được làm quen từ cấp THCS và là một trong những chủ đề có nhiều ứng dụng thực tiễn Xuất phát từ những phân tích nêu trên, tôi

chọn đề tài “Nâng cao năng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào cuộc sống thông qua dạy học chủ đề “Khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần” cho học sinh lớp 11 ở trường THPT Như Thanh”.

1.2 Mục đích nghiên cứu

- Hiện thực hóa nguyên lí giáo dục: Học đi đôi với hành, giáo dục kết hợp với việc vận dụng kiến thức vào cuộc sống, lí luận gắn với thực tiễn

- Nghiên cứu quá trình dạy học theo quan điểm hiện đại, thúc đẩy đổi mới phương pháp dạy học Vật lí, xem xét vai trò của việc vận dụng kiến thức Vật lý vào thực tiễn trong việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh

- Xây dựng chủ đề dạy học “Khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần”

trong chương trình Vật lí lớp 11 THPT theo hướng nâng cao năng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào cuộc sống

1.3 Đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu ý nghĩa của việc vận dụng kiến thức Vật lý vào thực tiễn đối với hoạt động giáo dục ở trường phổ thông

- Nghiên cứu phương pháp tổ chức dạy học Vật lí, chú trọng những nội dung kiến thức Vật lý có tính liên hệ thực tiễn trong dạy học Vật lí ở trường THPT Như Thanh

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lí thuyết;

- Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin;

- Phương pháp thống kê, xử lí số liệu

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm

2.1.1 Cơ sở pháp lí

Nghị quyết số 29-NQ/TW - Hội nghị Trung ương 8, khóa XI của Đảng nêu rõ định hướng đổi mới giáo dục phổ thông theo hướng phát triển năng lực, phẩm chất học sinh; yêu cầu học sinh vận dụng được kiến thức, kỹ năng đã học vào giải quyết các vấn đề của cuộc sống Theo đó, giáo dục cần phải đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học; coi trọng dạy cách học và cách vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học vào thực tiễn; khắc phục lối truyền đạt áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc

2.1.2 Vai trò của các nội dung liên hệ thực tiễn trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông

Nội dung liên hệ thực tiễn trong dạy học Vật lí là những nội dung nhấn mạnh về mặt bản chất, nguồn gốc của hiện tượng đang khảo sát nhưng hiện tượng đó lại quen thuộc, tồn tại xung quanh con người hoặc nhấn mạnh về nguyên lý hoạt động của các máy móc, thiết bị dùng trong đời sống và sản suất

Để giải tiếp cận được các nội dung này học sinh phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lý; nhận biết được những biểu hiện của hiện tượng trong các trường hợp cụ thể bằng cả kiến thức và kinh nghiệm sống của học sinh

Những nội dung mang yếu tố thực tiễn tạo điều kiện cho học sinh đào sâu, củng cố kiến thức, đưa môn Vật lí gắn liền với thực tiễn, nâng cao năng lực vận

dụng kiến thức Vật lý vào cuộc sống, có tác dụng làm tăng hứng thú, tăng khả

năng ghi nhớ nội dung môn học, tạo điều kiện phát triển năng lực quan sát, năng lực phân tích, tổng hợp, phát triển khả năng phán đoán, sáng tạo,… của học sinh

Để phát huy hiệu quả tác dụng của những nội dung liên hệ thực tiễn trong dạy học, giáo viên cần căn cứ vào nội dung mà học sinh cần nắm được trong một đơn vị kiến thức, một chuyên đề dạy học, … tùy vào điều kiện cụ thể của lớp học, thời gian cho phép cũng như khả năng học tập của học sinh để lồng ghép vào các bài học một cách phù hợp, đặc biệt lưu ý đến các nội dung thực

tiễn có tác dụng giáo dục tư tưởng, đạo đức, kỹ năng sống và thế giới quan khoa học cho học sinh

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

Chương trình Vật lí phổ thông ở nước ta hiện nay bao gồm các phần: cơ học, nhiệt học, điện học (điện một chiều, điện xoay chiều và dao động điện từ), quang học (quang hình, các dụng cụ quang học và quang lí), vật lí phân tử và hạt nhân với một khối lượng kiến thức đồ sộ, phong phú và đa dạng Tuy nhiên, có một sự bất hợp lí giữa tính phong phú của những kiến thức học sinh có được ở trường với khả năng vận dụng những kiến thức đó vào thực tiễn cuộc sống của các em Điều này thể hiện ở sự yếu kém đến khó tả của một bộ phận không nhỏ học sinh phổ thông khi không liên hệ được những kiến thức trong sách vở với cuộc sống đời thực của chính mình Các em có thể nắm được rất rõ điều kiện để

có dòng điện, các tác dụng của dòng điện, bản chất dòng điện trong các môi trường, sự chuyển động của điện tích trong điện trường, từ trường … nhưng lại không giải thích được vì sao khi bật công tắc ta thấy bóng đèn sáng ngay lập tức; vì sao dây dẫn điện trong nhà phải có vỏ bọc cách điện, còn ngoài trời thì có thể dùng dây trần; có khi các em còn không biết rằng mạng điện dân dụng ở Việt Nam có điện áp hiệu dụng là 220 V, ở Nhật là 110 V và lại càng không giải thích được ưu, nhược điểm của hai giá trị điện áp trên; … Cứ như thế, kiến thức vật lí đối với nhiều học sinh phổ thông hiện nay chỉ là nội dung các định luật, phương pháp giải các dạng bài tập, chúng “nằm yên” một cách “ngoan hiền, khiêm tốn” trên những trang vở và thiếu một cái gì đó để có thể “đánh thức” chúng dậy, làm cho chúng trở thành một trong những hành trang tốt cho cuộc sống của các em

Những nguyên nhân chung của thực trạng

- Thứ nhất là sự quá tải của chương trình Nội dung kiến thức cần truyền tải trong các tiết học quá nhiều Sau mỗi bài học, các em lại phải giải quyết nhiều dạng bài tập, có những dạng phải dùng những phép toán phức tạp để đáp ứng yêu cầu của các đề kiểm tra, đánh giá hiện nay Hơn nữa, số tiết học dành cho môn Vật lí phổ thông chỉ có 2 tiết/tuần, ít tiết bài tập Do vậy, thời gian để giáo viên gợi mở, hướng dẫn học sinh liên hệ, vận dụng những nội dung kiến thức trong bài học với thực tiễn đời sống là rất hạn chế

- Thứ hai là sự nghèo nàn về trang thiết bị dạy học ở hầu hết các trường phổ thông, việc giảng dạy môn Vật lý đa phần vẫn còn theo lối “dạy chay”

- Nguyên nhân thứ ba thuộc về chủ quan của giáo viên đứng lớp, một số giáo viên chỉ cung cấp cho học sinh những kiến thức trong sách giáo khoa một cách thuần túy, chưa coi trọng việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh Giáo viên dạy Vật lý mà xa rời kiến thức thực tiễn, dạy Vật lý mà như dạy Toán, chỉ quan tâm tới công thức và cho học sinh áp dụng công thức để tính ra đáp số mà không quan tâm, đào sâu đến hiện tượng, nguyên nhân của các hiện tượng hay đến nguyên lý hoạt động của các máy móc, thiết bị

2.3 Giải pháp nâng cao năng lực vận dụng kiến thức Vật lý vào cuộc sống trong dạy học Vật lí ở trường THPT Như Thanh

Là một giáo viên trực tiếp giảng dạy nhiều năm, tôi nhận thấy, để học sinh hiểu được vai trò của môn Vật lý trong thực tiễn, khơi dậy ở các em niềm đam

mê môn học, sẵn sàng trở thành người lao động có tri thức khoa học công nghệ

cơ bản, đáp ứng yêu cầu cao của thị trường lao động ở thời đại công nghệ 4.0 -thời đại của cuộc sống số, của trí tuệ nhân loại, có hai yếu tố quan trọng cần phải thay đổi, đó là: phương pháp dạy của thầy và nội dung đề kiểm tra đánh giá

Phải thay đổi phương pháp dạy của thầy, giáo viên vật lí phải có tư duy đổi mới, phải luôn tư duy gắn kiến thức vật lý với thực tiễn Giáo viên cần nghiên cứu kỹ bài giảng, xác định được kiến thức trọng tâm, tìm hiểu các nội dung liên hệ thực tiễn phù hợp với học sinh và nghiên cứu phương pháp lồng ghép chúng vào giờ học; soạn giáo án giảng dạy theo hướng phát huy tính tích cực chủ động của học sinh Khi giáo viên có định hướng liên hệ giữa kiến thức sách giáo khoa với thực tiễn đời sống hằng ngày một cách hợp lý, hài hoà; mang tính khôi hài, sâu sắc giờ học sẽ trở nên sôi nổi, hấp dẫn đối với học sinh, các em sẽ thấy hứng thú, dễ hiểu, dễ ghi nhớ

Phải tích cực đổi mới nội dung đề kiểm tra đánh giá theo hướng yêu cầu vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, kỹ thuật; làm thay đổi tư duy dạy của thầy và tư duy học của trò, cả thầy và trò đều phải thay đổi phương pháp dạy và học Xu hướng “thi gì học nấy” ảnh hưởng rất mạnh đến việc dạy của thầy và những điều cần học của trò Trong những năm gần đây, nội dung đề thi môn Vật

lí đã có những thay đổi tích cực theo hướng nêu trên, “tính thực tiễn” đã được đề cập đến trong nội dung của đề thi, tuy nhiên, số lượng câu hỏi loại này còn ít và chưa thể hiện rõ nét

Tuy nhiên trong mỗi tiết học, thời lượng dành cho việc vận dụng kiến thức liên hệ thực tiễn không được quá nhiều, nếu không sẽ dẫn đến sự lan man, làm mờ vấn đề trọng tâm, nó được ví như thứ gia vị trong đời sống - không thể thay cho thức ăn nhưng thiếu nó thì món ăn sẽ kém hấp dẫn

Để đạt hiệu quả tối ưu trong dạy học Vật lí, giáo viên hướng học sinh vận dụng kiến thức Vật lí vào cuộc sống bằng cách:

- Nêu các vấn đề hoặc đưa các hình ảnh xung quanh đời sống hàng ngày

có liên quan đến nội dung bài học thay cho lời giới thiệu vào bài giảng mới để tạo yếu tố bất ngờ, tạo sự chú ý và quan tâm của học sinh tới các nội dung của bài học

- Nêu các biểu hiện thực tiễn trong đời sống hàng ngày của một số tính chất vật lý cụ thể trong bài, từ đó học sinh sẽ hiểu và thấy được ý nghĩa thực tiễn của bài học, biết vận dụng kiến thức vừa học để thảo luận tìm ra đáp án, lời giải thích, giải toả tính tò mò của học sinh

- Nêu các biểu hiện, ứng dụng thực tiễn trong đời sống hàng ngày của các kiến thức vật lí thông qua những câu chuyện ngắn, những câu chuyện mang tính chất khôi hài, tạo không khí học tập thoải mái - đó cũng là cách kích thích niềm đam mê môn học

- Nêu các hiện tượng thực tiễn liên quan đến nội dung kiến thức trong bài

ở cuối mỗi tiết học Cách nêu vấn đề này hướng học sinh vận dụng những kiến thức vừa học để phát hiện những biểu hiện của kiến thức đã học trong đời sống;

tìm ra cách giải thích đúng đắn, khoa học mỗi khi bắt gặp các hiện tượng đó trong cuộc sống

- Đưa hiện tượng thực tiễn vào các bài tập tính toán, làm cho học sinh phải hiểu rõ bản chất của hiện tượng, hiểu rõ các quy luật của tự nhiên đã được đúc kết trong các định luật vật lý và nhất là tránh được tình trạng “toán học hoá” bài tập vật lý - đưa bài tập vật lí về đúng “chất vật lí”

- Nêu các biểu hiện thực tiễn trong đời sống hàng ngày liên quan đến bài học tiếp theo sau khi kết thúc bài học trước, học sinh sẽ phải vận dụng kiến thức

đã học tìm cách giải thích hiện tượng ở nhà, lôi cuốn các em vào vòng xoáy của con đường tìm tòi khám phá kiến thức, buộc các em phải suy nghĩ, ấp ủ vì sao lại xảy ra hiện tượng đó - tạo tiền đề thuận lợi cho việc dạy học ở tiết sau

Học sinh khối 11 trường THPT Như Thanh trong hoạt động tìm hiểu ứng dụng

thực tiễn của hiện tượng phản xạ toàn phần (sợi quang dùng trong kĩ thuật nội soi).

Giáo viên vật lí có thể lồng ghép các nội dung liên hệ thực tiễn vào tất cả các khâu trong quá trình dạy học: Lồng ghép vào phần đặt vấn đề mở bài; vào quá trình giảng dạy kiến thức mới hay vào giai đoạn củng cố bài học, kiểm tra, đánh giá học sinh

Để nâng cao hiệu quả của việc vận dụng kiến thức vật lí vào cuộc sống trong quá trình dạy học, giáo viên cần phải nắm chắc kiến thức xuyên suốt cả chương trình để có kế hoạch xây dựng bài giảng cho phù hợp; thu thập những kiến thức thực tế liên quan đến nội dung các bài học dựa trên sách giáo khoa, các tư liệu tham khảo; kinh nghiệm, hiểu biết của bản thân về các hiện tượng tự nhiên diễn ra xung quanh ta, trong đời sống, sản xuất, …

2.4 Tổ chức dạy học chủ đề “Khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần” theo hướng nâng cao năng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào cuộc sống cho học sinh lớp 11 ở trường THPT Như Thanh

Trong chương trình Vật lí 11, chương VI gồm hai bài: khúc xạ ánh sáng

và phản xạ toàn phần Đây là hai hiện tượng xảy ra khi ánh sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt Hiện tượng phản xạ toàn phần là trường hợp ánh sáng không bị khúc xạ nữa Với những điều kiện cụ thể thì hiện tượng khúc xạ ánh sáng lại chuyển sang hiện tượng phản xạ toàn phần Điều kiện để có phản xạ toàn phần lại được rút ra từ định luật khúc xạ ánh sáng Hiện tượng khúc xạ và phản xạ toàn phần là nguyên nhân của nhiều hiện tượng quen thuộc: như sự gãy khúc của một vật bị chìm một phần trong nước; ảo ảnh nhìn thấy trên sa mạc cát nóng bỏng… Để thuận lợi cho việc giảng dạy, sử dụng thiết bị thí nghiệm trong bài giảng và định hướng hoạt động học của học sinh, cá nhân tôi đưa hai bài này vào chung một chủ đề để học sinh tiếp thu kiến thức tốt và nhanh hơn

Chủ đề “Khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần” được xây dựng tổ chức

dạy học trong thời gian 3 tiết, gồm 2 tiết lí thuyết về các nội dung: khúc xạ ánh sáng, phản xạ toàn phần và 1 tiết bài tập Cụ thể như sau:

I Nội dung kiến thức cần xây dựng trong chuyên đề

I 1 Nội dung 1: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng.

- Định nghĩa hiện tượng 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

- Nội dung định luật khúc xạ ánh sáng:

+ Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới

+ Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn luôn không đổi:

sin i sin r = hằng số

I 2 Nội dung 2: Chiết suất của môi trường

- Chiết suất tỉ đối: Tỉ số không đổi

sin i

gọi là chiết suất tỉ đối n21 của môi trường 2 (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường 1 (chứa tia tới):

sin i sin r = n21 + Nếu n21 > 1 thì r < i : Tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến hơn Ta nói môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1

+ Nếu n21 < 1 thì r > i : Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn Ta nói môi trường 2 chiết quang kém môi trường 1

- Chiết suất tuyệt đối (chiết suất) của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó với chân không

Chiết suất của không khí gần bằng 1, các môi trường trong suốt khác đều

có chiết suất lớn hơn 1

Mối liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối: n21 =

n2

n1 Dạng đối xứng của biểu thức định luật khúc xạ: n1.sini = n2.sin r

I 3 Nội dung 3: Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng và sự thể hiện tính chất này ở định luật khúc xạ ánh sáng

- Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó

- Theo định luật khúc xạ: nếu ánh sáng truyền từ môi trường 1 sang môi trường 2 với góc tới i và góc khúc xạ r thì khi ánh sáng truyền từ môi trường 2 sang môi trường 1 với góc tới r thì góc khúc xạ sẽ bằng i

I 4 Nội dung 4: Vận dụng kiến thức về khúc xạ ánh sáng để giải quyết các tình huống thực tiễn.

- Giải thích cách phóng lao bắt cá

- Giải thích tạo sao nhìn nghiêng vào bể bơi, chậu nước, đáy suối thì cảm giác thấy đáy nông hơn Rút ra kinh nghiệm ước lượng chiều sâu của bể bơi, của suối, và giáo dục kỹ năng sống: hạn chế đuối nước do cảm nhận sai chiều sâu của bể bơi, suối

- Giải thích nguyên nhân tạo nên cầu vồng

I 5 Nội dung 5: Hiện tượng phản xạ toàn phần

- Định nghĩa phản xạ toàn phần: Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ ánh sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt

- Góc giới hạn phản xạ toàn phần (igh) với sin igh =

n2

n1

- Điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần:

+ Ánh sáng phải truyền theo chiều từ môi trường chiết quang hơn tới môi trường chiết quang kém hơn (n2 < n1)

+ Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn i ≥ igh

I 6 Nội dung 6: Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần Biểu hiện của hiện tượng phản xạ toàn phần trong đời sống

- Giải thích ảo tượng trên sa mạc, trên bầu trời; hình ảnh mặt đường nhựa loang nước vào những ngày nóng

- Cáp quang (cấu tạo và công dụng của cáp quang)

+ Cấu tạo: Sợi quang có lõi làm bằng thuỷ tinh hoặc chất dẻo trong suốt

có chiết suất n1, được bao quanh bằng một lớp vỏ có chiết suất n2 (n2 < n1)

Một tia sáng truyền vào từ một đầu của sợi quang, bị phản xạ toàn phần nhiều lần tại mặt tiếp xúc giữa lõi và vỏ Sau nhiều lần phản xạ, tia sáng được dẫn qua sợi quang mà cường độ sáng bị giảm không đáng kể

Nhiều sợi quang ghép với nhau thành bó, các bó được ghép và hàn nối với nhau tạo thành cáp quang

+ Ứng dụng của cáp quang:

Trong công nghệ thông tin; trong truyền thông tin dưới nước; trong kĩ thuật nội soi của y học; trong nghệ thuật

Cáp quang có ưu điểm: truyền được lượng dữ liệu rất lớn, không bị nhiễu bởi trường điện từ bên ngoài, bảo mật tốt, nhỏ, nhẹ, dễ vận chuyển

II Tổ chức dạy học chuyên đề

II 1 Mục tiêu

a Kiến thức

- Trình bày được hiện tượng khúc xạ ánh sáng, hiện tượng phản xạ toàn phần

- Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng; nêu được điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần

- Phân biệt được chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối của môi trường

- Nêu được tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng và chỉ ra sự thể hiện tính chất này ở định luật khúc xạ ánh sáng

- Hiểu, giải thích được những hiện tượng thực tiễn có liên quan và giáo dục kỹ năng sống

- Mô tả được sự truyền ánh sáng trong cáp quang, nêu được cấu tạo và những ứng dụng của cáp quang

b Kỹ năng

- Biểu diễn được hiện tượng khúc xạ ánh sáng và hiện tượng phản xạ toàn phần trên hình vẽ

- Biết nhận dạng các trường hợp xảy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt

- Biết cách tính góc giới hạn phản xạ toàn phần

- Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng và kiến thức về phản xạ toàn phần để giải các bài tập và giải thích các hiện tượng thực tiễn có liên quan

c Thái độ

- Thái độ tích cực học tập, yêu thích tìm hiểu khoa học, khách quan, trung thực, cẩn thận

- Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lý vào đời sống, tăng cường sử dụng công nghệ thông tin để tìm hiểu kiến thức

- Hợp tác chặt chẽ với các bạn trong nhóm khi thực hiện các nhiệm vụ học tập Chủ động trao đổi, thảo luận với các học sinh khác và với giáo viên

d Năng lực hướng tới

Bảng mô tả các năng lực chuyên biệt có thể bồi dưỡng cho học sinh trong dạy

học chủ đề “Khúc xạ ánh sáng Phản xạ toàn phần”

Nhóm

năng

lực

Năng lực thành phần

Mô tả mức độ thực hiện trong chủ đề

Năng

lực sử

dụng

kiến

thức

K1: Trình bày được

kiến thức về các hiện

tượng, đại lượng,

định luật, nguyên lí

vật lí cơ bản, các

phép đo, các hằng số

vật lí

- Nhắc lại: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng; các khái niệm góc tới, góc khúc xạ, góc phản xạ, tia tới, tia khúc xạ

- Phát biểu được định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần

- Nhận ra được trường hợp giới hạn i = 00

- Phát biểu và viết được biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng

- Nêu được khái niệm chiết suất tuyệt đối

và chiết suất tỉ đối Viết được hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối

- Nêu được tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng trong các môi trường trong suốt

- Nêu được điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần

K2: Trình bày được

mối quan hệ giữa các

kiến thức vật lí

- Chỉ ra được mối quan hệ giữa tia tới và tia khúc xạ; góc tới và góc khúc xạ theo định luật khúc xạ ánh sáng

- Rút ra công thức xác định góc giới hạn phản xạ toàn phần từ định luật khúc xạ ánh sáng

K3: Sử dụng được

kiến thức vật lí để

thực hiện các nhiệm

vụ học tập

Sử dụng được các kiến thức về định luật khúc xạ ánh sáng, hiện tượng phản xạ toàn phần, tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng, … để giải được các bài tập về khúc xạ ánh sáng, phản xạ toàn phần và giải thích được các hiện tượng liên quan K4: Vận dụng (giải

thích, dự đoán, tính

toán, đề ra giải pháp,

đánh giá giải pháp,

…) kiến thức vật lí

vào các tình huống

thực tiễn

Chỉ ra và giải thích được một số hiện tượng trong tự nhiên, trong bài tập có nội dung thực tiễn liên quan đến khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần Ví dụ: sự nâng lên của con cá dưới nước, hòn sỏi dưới đáy suối, sự gãy khúc của các vật bị chìm một phần dưới nước, ảo tượng trên sa mạc, trên bầu trời

Năng

lực về

phươn

g pháp

P1: Ðặt ra những câu

hỏi về một sự kiện

vật lí

Đặt ra những câu hỏi liên quan tới các hiện tượng khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? Hiện tượng phản xạ toàn phần là gì? Mối liên hệ giữa góc tới và góc khúc xạ như thế nào?

P2: Mô tả được các

hiện tượng tự nhiên

bằng ngôn ngữ vật lí

và chỉ ra các quy luật

vật lí trong hiện

tượng đó

Mô tả được các hiện tượng tự nhiên liên quan đến sự khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần: Sự truyền ánh sáng trong các môi trường; sự gãy khúc của các vật tại mặt phân cách giữa hai môi trường

P3: Thu thập, đánh

giá, lựa chọn và xử lí

thông tin từ các

nguồn khác nhau để

giải quyết vấn đề

Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ các nguồn tài liệu: sách giáo khoa, sách tham khảo, báo chí, các thông tin khoa học, Internet… về các vấn đề liên quan đến sự khúc xạ ánh sáng, phản xạ

trong học tập vật lí toàn phần và các ứng dụng của chúng.

P4: Vận dụng sự

tương tự và các mô

hình để xây dựng

kiến thức vật lí

- Sử dụng mô hình nghiên cứu sự phản xạ ánh sáng để nghiên cứu sự khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần

- Vận dụng sự tương tự con đường xây dựng định luật khúc xạ ánh sáng từ định luật phản xạ ánh sáng đã học ở THCS

P5: Lựa chọn và sử

dụng các công cụ

toán học phù hợp

trong học tập vật lí

- Lựa chọn kiến thức về quan hệ tỉ lệ thuận, quan hệ tỉ lệ nghịch để xử lí các kết quả thí nghiệm; hàm số sin, cosin khi xây dựng định luật khúc xạ ánh sáng, điều kiện phản xạ toàn phần

- Vẽ được đường truyền sáng và sự tạo ảnh của vật qua các môi trường trong suốt

P6: Chỉ ra được điều

kiện lí tưởng của hiện

tượng vật lí

Chỉ ra được điều kiện lí tưởng để xét sự khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần là các môi trường phải trong suốt và đồng tính; bỏ qua sự hấp thụ năng lượng sáng của các môi trường

P7: Ðề xuất được giả

thuyết; suy ra các hệ

quả có thể kiểm tra

được

Đề xuất được dự đoán về mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r

P8: Xác định mục

đích, đề xuất phương

án, lắp ráp, tiến hành

xử lí kết quả thí

nghiệm và rút ra nhận

xét

- Đề xuất được phương án thí nghiệm kiểm chứng định luật khúc xạ; điều kiện phản xạ toàn phần: Dụng cụ thí nghiệm, cách bố trí

và kế hoạch tiến hành thí nghiệm

- Lắp ráp, tiến hành, xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra giả thuyết và rút ra nhận xét

P9: Biện luận tính

đúng đắn của kết quả

thí nghiệm và tính

đúng đắn các kết luận

được khái quát hóa từ

kết quả thí nghiệm

này

Biện luận về sai số của kết quả thí nghiệm

và các nguyên nhân gây nên sai số: Do dụng cụ đo, do bề dày của chùm tia sáng,

do đọc giá trị đo, …

Năng

lực

trao

đổi

thông

tin

X1: Trao đổi kiến

thức và ứng dụng vật

lí bằng ngôn ngữ vật

lí và các cách diễn tả

đặc thù của vật lí

HS trao đổi kiến thức và các ứng dụng của hiện tượng khúc xạ ánh sáng, hiện tượng phản xạ toàn phần trong thực tế bằng ngôn ngữ của vật lí: gọi đúng tên khái niệm, hiện tượng, vẽ hình rõ ràng chính xác … X2: Phân biệt được

những mô tả các hiện

Phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên liên quan đến khúc xạ ánh