Rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh qua việc phát triển bài tập phần tính chất sóng của ánh sáng

Đề tài chọn phần “Tính chất sóng của ánh sáng” để minh hoạ cho nộidung phát triển bài tập vật lý nhằm rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh... - Vận dụng tiến trình phát triển bài tập

Mở đầu0.1 Lý do chọn đề tài

Đổi mới phơng pháp dạy học là một nhiệm vụ hết sức quan trọng củangành giáo dục và đào tạo trong giai đoạn hiện nay

Dạy học nói chung và dạy vật lý nói riêng ngoài việc cung cấp kiếnthức, phải làm sao phát triển đợc năng lực sáng tạo ở học sinh, hình thànhnăng lực làm việc tự lực ở họ

Bài tập vật lý là một phơng tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong rènluyện t duy, bồi dỡng phơng pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh Bởi vì,giải bài tập vật lý là hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh, trong khigiải bài tập, học sinh phải phân tích điều kiện đề bài, lập luận logic, thựchiện các phép toán để kiểm tra các kết luận của mình Trong những điều kiện

nh vậy t duy sáng tạo của học sinh sẽ đợc phát triển, năng lực làm việc củahọc sinh sẽ đợc nâng cao Mặt khác, lợng bài tập vật lý trình bày theo từngnội dung, từng chuyên đề đợc viết trong các tài liệu tham khảo là rất nhiều.Trong điều kiện tham gia học nhiều môn học cùng một lúc thì việc dànhnhiều thời gian để nghiên cứu hết các bài tập đó đối với học sinh là hết sứckhó khăn Để khắc phục vấn đề đã nêu, trong các tiết học chúng ta cố gắnglàm cho học sinh thấy đợc “hình ảnh” của nhiều bài tập trong khi giải mộtbài tập Muốn vậy, phải biết cách phát triển một bài tập cơ bản thành nhữngbài tập phức hợp Làm đợc điều đó không chỉ phát triển đợc năng lực sángtạo của học sinh mà còn có ý nghĩa rút ngắn thời gian nghiên cứu bài tập củahọc sinh và các bài tập đợc các em lĩnh hội trong mối quan hệ chặt chẽ, cótính hệ thống với nhau

Đề tài chọn phần “Tính chất sóng của ánh sáng” để minh hoạ cho nộidung phát triển bài tập vật lý nhằm rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh

0.2 Mục đích của đề tài

- Xác định cách đa ra các bài tập cơ bản và đa ra đợc quy trình pháttriển bài tập cơ bản thành các bài tập phức hợp

- Vận dụng tiến trình phát triển bài tập trên vào dạy học nhằm rèn luyệnnăng lực sáng tạo cho học sinh và nâng cao hiệu quả của quá trình dạyhọc thông qua bài tập phần “Tính chất sóng của ánh sáng” trong chơngtrình vật lý 12 PTTH

0.3 Giả thuyết khoa học

Nếu phát triển bài tập cơ bản thành bài tập phức hợp và xây dựng tiếntrình hớng dẫn học sinh giải bài tập theo sự phát triển đó một cách hợp lý thì

sẽ rèn luyện đợc năng lực sáng tạo cho học sinh và nâng cao hiệu quả quátrình dạy học phần “Tính chất sóng của ánh sáng” nói riêng và dạy học vật lýnói chung

0.4 Nhiệm vụ nghiên cứu

1 Nghiên cứu lý luận về vai trò của bài tập vật lý trong dạy học vật lý

2 Nghiên cứu lý thyết và bài tập phần “Tính chất sóng của ánh sáng”trong chơng trình vật lý phổ thông và trong các tài liệu tham khảo

3 Nghiên cứu lý luận dạy học sáng tạo trong dạy học vật lý

4 Xác định các tiêu chí để chuyển các bài tập cơ bản thành bài tập phứchợp

5 Đề xuất phơng án hình thành bài tập phức hợp từ bài tập cơ bản, từ đó

áp dụng cho bài tập phần “Tính chất sóng của ánh sáng”

6 Nghiên cứu các phơng án hớng dẫn học sinh vận dụng tiến trình pháttriển bài tập đã nêu trong các tiết bài tập ở lớp cũng nh quá trình ởnhà

7 Thực nghiệm s phạm để đánh giá kết quả nghiên cứu và đề xuất nhữngkiến nghị cần thiết từ kết quả nghiên cứu

0.5 Đối tợng nghiên cứu

1 Phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học vật lý khi sử dụng bài tập

2 Dạy học phần “Tính chất sóng của ánh sáng”, đặc biệt là bài tập củaphần này theo hớng rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh

3 Học sinh 12 trờng THPT Hồng Lĩnh.

0.6 Phơng pháp nghiên cứu

1 Nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu tài liệu về dạy học với định hớng phát triển năng lực sángtạo cho học sinh

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của bài tập vật lý

- Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến bài tập phần “Tính chất sóng của

ánh sáng”

2 Nghiên cứu thực nghiệm

- Xây dựng một số phơng án mẫu về phát triển bài tập cơ bản thành bàitập phức hợp phần “Tính chất sóng của ánh sáng”

- Thực hiện một vài phơng án đã xây dựng vào dạy học để thu thập, xử

lý số liệu; sau đó phân tích, đánh giá và rút ra kết luận đồng thời đềxuất việc vận dụng cho các phần khác của chơng trình vật lý

Chơng I:Cơ sở lý luận của việc rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy bài tập

vật lý

1.1 Năng lực sáng tạo của học sinh trong trong quá

trình dạy học.

1.1.1 Năng lực sáng tạo Những đặc điểm của quá trình sáng tạo trong

Nh vậy, năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng của cá nhân, mà nhờnhững thuộc tính này con ngời hoàn thành tốt đẹp một hoạt động nào đó, chỉ

bỏ ra ít sức lao động mà đạt đợc hiệu quả cao Năng lực của học sinh sẽ là

đích cuối cùng của dạy học và giáo dục Do đó mà những yêu cầu về pháttriển năng lực học sinh cần đợc đặt đúng chỗ của chúng trong mục đích dạyhọc Năng lực của mỗi ngời, một phần dựa trên cơ sở t chất, nhng chủ yếuvẫn đợc hình thành thông qua hoạt động tích cực của con ngời dới tác độngcủa rèn luyện, của giảng dạy và giáo dục Việc hình thành và phát triển cácphẩm chất nhân cách là phơng tiện có hiệu quả nhất để phát triển năng lực

động đều có thể có và cần có sự sáng tạo Nhiều nhà tâm lý cho rằng nhữnggiải pháp sáng tạo thờng nảy sinh trong quá trình nỗ lực giải quyết vấn đề đặt

ra, tức đó là sản phẩm của t duy ý thức

Từ những kết quả nghiên cứu một số nhà tâm lý học đã cho biết: Sángtạo là tiềm năng vốn có của mỗi con ngời , khi gặp dịp thì bộc lộ Chính vìvậy mà cần tạo cho học sinh có những cơ hội để họ có thể luyện tập, để pháttriển óc sáng tạo trong lĩnh vực hoạt động của mình Tính sáng tạo thờng liênquan đến tính tự giác, tích cực , chủ động, độc lập và tự tin Sự sáng tạo là

hình thức cao nhất cua tính tích cực, độc lập của con ngời Ngời có t duysáng tạo không chịu suy nghĩ theo lề thói chung, không bị ràng buộc bởi cácquy tắc hành động cứng nhắc đã học đợc và ít chịu ảnh hởng của ngời khác.

T duy sáng tạo là t duy tích cực và t duy độc lập ; nhng không phải mọi t duytích cực đều là t duy độc lập và mọi t duy độc lập đều là t duy sáng tạo

c- Năng lực sáng tạo

Quá trình sáng tạo của mỗi con ngời thờng bắt đầu từ một ý tởng mới,bắt nguồn từ t duy sáng tạo của mỗi con ngời Theo các nhà tâm lý học thìnăng lực sáng tạo biểu hiện rõ nét nhất ở khả năng t duy sáng tạo, là đỉnh caonhất của hoạt động trí tuệ của con ngời Tính đặc thù của t duy sáng tạo thểhiện ở tính phân kỳ (khả năng tìm nhiều giải pháp cho một vấn đề) đợc thểhiện ở tính mềm dẻo, tính linh hoạt và tính độc đáo

Khi nói đến hoạt động sáng tạo ngời ta thờng xuất phát từ định nghĩa

đ-ợc công nhận là một dạng hoạt động của con ngời mà kết quả là sản phẩmmới có ý nghĩa , có giá trị xã hội

Năng lực sáng tạo của mỗi cá nhân đợc mổi cá nhân thể hiện ở chỗ cánhân đó có thể mang lại những giá trị mới, những sản phẩm mới quý giá đốivới nhân loại

Đối với học sinh năng lực sáng tạo trong học tập là năng lực biết giảiquyết các vấn đề trong học tập để tìm ra cái mới ở một mức độ nào đó thểhiện đợc khuynh hớng , năng lực, kinh nghiệm của cá nhân học sinh Họcsinh sáng tạo ra cái mới đối với chúng nhng thờng không có giá trị xã hội

Để có sáng tạo chủ thể phải ở trong tình huống có vấn đề, tìm cách giảiquyết mâu thuẫn nhận thức hoặc hành động và kết quả là đề ra đợc một ph-

ơng án giải quyết không giống nh bình thờng mà có tính mới mẻ đối với họcsinh (nếu chủ thể là học sinh) hoặc có tính mới mẻ đối với loài ngời (nếuchủ thể là nhà nghiên cứu)

Có thể nói vắn tắt: đối với học sinh thì năng lực sáng tạo trong học tập

là năng lực tìm ra cái mới, năng lực phát hiện ra điều cha biết, cha có và tạo

ra cái cha biết, cha có không bị gò bó phụ thuộc vào cái đã có

Năng lực nói chung và năng lực sáng tạo nói riêng không phải chỉ làbẩm sinh mà đợc hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của chủ

thể Bởi vậy, muốn hình thành năng lực học tập sáng tạo phải chuẩn bị chohọc sinh những điều kiện cần thiết để họ có thể thực hiện thành công với một

số kết quả mới mẻ nhất định hoạt động đó

1.1.1.2 Những đặc điểm của quá trình hoạt động sáng tạo trong dạy học

Một trong những đặc điểm quan trọng của quá trình hoạt động sáng tạo

là vấn đề có tính mới mẻ Trong thực tế, nếu chỉ coi là có tính sáng tạonhững hoạt động nào đó mà kết quả của nó là những sản phẩm mới một cáchkhách quan thì coi nh không tổ chức đợc hoạt động đó trong quá trình dạyhọc Tuy nhiên, theo quan điểm của tâm lý học thì sản phẩm mới mẻ có tínhchủ quan đóng vai trò quan trọng trong học tập sáng tạo

Tính khách quan của cái mới đợc xem nh là dấu hiệu đặc trng của quátrình sáng tạo, cho ta khả năng định hớng hoạt động sáng tạo của học sinh.Cái mới và cái cha biết của học sinh có thể là cái đã biết của giáo viên Đặctrng tâm lý quan trọng của sáng tạo có bản chất hai mặt: khách quan và chủquan Tính chủ quan xét theo quan điểm của ngời nhận thức mà trong đầu

đang diễn ra quá trình sáng tạo thể hiện là: các sản phẩm sáng tạo mang tínhchủ quan Tính khách quan xét theo quan điểm của ngời nghiên cứu quátrình sáng tạo đó với t cách là sự tác động qua lại giữa ba yếu tố: Tự nhiên, ýthức con ngời và hình thức phản ánh của tự nhiên vào ý thức của con ngời

Có thể nói quá trình sáng tạo bao gồm những đặc trng cơ bản nh sau: tínhmới mẻ của sản phẩm, tính bất ngờ của phỏng đoán, tính ngẫu nhiên củaphát kiến Những cái làm cho quá trình sáng tạo có tính chất không nhận biết

đợc, không điều khiển đợc đều có tính tơng đối Bởi vậy, đặc điểm quantrọng của quá trình sáng tạo trong dạy học nói chung và trong dạy học vật lýnói riêng là tính mới mẻ chủ quan của sản phẩm, tính bất ngờ chủ quan củaphỏng đoán, tính ngẫu nhiên chủ quan của phát kiến

Năng lực sáng tạo chỉ đợc phát triển thông qua hành động thực tế: trongchiếm lĩnh kiến thức vật lý, vận dụng các kiến thức để giải thích các hiện t-ợng vật lý, làm thí nghiệm và giải bài tập vật lý trong các tình huống khácnhau Tính tích cực sáng tạo và tốc độ diễn ra quá trình sáng tạo là nhữngthông số liên quan với nhau Học sinh càng đợc chuẩn bị cho việc hoànthành sự khám phá chủ quan tốt bao nhiêu thì hoạt động sáng tạo của học

sinh càng tích cực bấy nhiêu và quá trình sáng tạo càng nhanh hơn bấynhiêu.

1.1.2 Những biểu hiện của năng lực sáng tạo và các yếu tố cần thiết cho

việc rèn luyện năng lực sáng tạo trong học tập của học sinh.

1.1.2.1 Những biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập.

Dựa trên cơ sở các tài liệu tham khảo có thể nêu lên những biểu hiệnnăng lực sáng tạo của học sinh trong học tập nh sau:

 Năng lực tự chuyển tải tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen biết sang tìnhhuống mới, vận dụng kiến thức đã học trong những điều kiện và hoàncảnh mới

 Năng lực nhận thấy vấn đề mới trong điều kiện quen biết (tự đặt câu hỏimới cho mình và cho mọi ngời về bản chất của các điều kiện, tình huống,

sự vật) Năng lực nhìn thấy chức năng mới của điều kiện quen biết

 Năng lực nhìn thấy cấu trúc của đối tợng đang nghiên cứu, thực chất làbao quát nhanh chóng đôi khi ngay tức khắc các bộ phận, các yếu tố của

đối tợng trong mối quan hệ giữa chúng với nhau

 Năng lực biết đề xuất các giải pháp khác nhau khi xử lý một tình huống.Khả năng huy động các kiến thức cần thiết để đa ra các giả thuyết hay các

dự đoán khác nhau khi phải lý giải một hiện tợng

 Năng lực xác nhận bằng lý thuyết và thực hành các giả thuyết (hoặc phủnhận nó), năng lực biết đề xuất các phơng án thí nghiệm, hoặc thiết kếcác sơ đồ thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết, hoặc để đo một đại lợng vật

lý nào đó với hiệu quả cao nhất có thể đợc trong những điều kiện đã cho

 Năng lực nhìn nhận một vấn đề dới những góc độ khác nhau, đôi khi mâuthuẫn nhau Năng lực tìm ra những giải pháp lạ, chẳng hạn trớc một bàitoán vật lý có nhiều cách nhìn đối với việc tìm kiếm lời giải, năng lực kếthợp nhiều phơng pháp giải bài tập để tìm một phơng pháp giải mới, độc

đáo

1.1.2.2 Các yếu tố cần thiết trong việc rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh trong học tập

 Trớc hết phải nói đến một yếu tố hết sức quan trọng nẩy sinh sự sáng tạo

đó là sự hứng thú Cho nên muốn rèn luyện năng lực sáng tạo cho họcsinh trớc hết phải làm cho họ hứng thú Hứng thú gây ra sáng tạo và sángtạo lại tạo ra những hứng thú mới Học sinh cần có hứng thú nhận thứccao, cần khao khát nhận thức cái mới và vận dụng cái mới vào trong thực

tế thì mới có sáng tạo

 Yếu tố thứ hai cần thiết để sáng tạo là phải có kiến thức cơ bản vữngchắc Mọi quá trình sáng tạo bất kỳ đều bắt đầu từ sự tái hiện cái đã biết.Tâm lý học hiện đại không phủ nhận trí nhớ Dĩ nhiên, chỉ ghi nhớ đơnthuần không biết suy nghĩ và vận dụng sáng tạo thì đó vẫn là những kiếnthức chết, vô dụng Ngời học sinh phải biết vận dụng tri thức vào tìnhhuống mới, vào việc giải thích các hiện tợng vật lý, các quá trình vật lýtrong các trờng hợp khác nhau

 Yếu tố thứ ba để sáng tạo là: học sinh phải có “tính nghi ngờ khoa học”,luôn đặt câu hỏi: làm cách này đã tối u cha? liệu có cách giải quyết kháckhông?

 Yếu tố thứ t không thể thiếu của việc rèn luyện năng lực sáng tạo cho họcsinh là: học sinh phải có khả năng t duy độc lập Đó là khả năng của conngời trong việc tự xác định phơng hớng hoạt động của mình trong tìnhhuống mới, tự phát hiện và nêu lên các vấn đề cần giải quyết, tự tìm racon đờng giải quyết và thực hiện nó Nếu các điều kiện để hoàn thành cácphát kiến càng đợc chuẩn bị tốt thì tính tích cực chủ động sáng tạo càng

ơng pháp khoa học Cũng nh vậy có ý kiến cho rằng cần phân biệt hai thuậtngữ “bài tập vật lý” và “bài toán vật lý” Bởi vì, “bài tập vật lý” có nghĩa làtập vận dụng kiến thức lý thuyết đã học một cách đơn giản vào những trờnghợp cụ thể; còn “bài toán vật lý” đợc sử dụng để hình thành kiến thức mớitrong khi giải quyết một vấn đề mới đợc đặt ra cha có câu trả lời, hoặc cha cócách giải quyết Kiến thức mới này đợc suy ra từ những kiến thức cũ Bêncạnh đó trong một số tài liệu lý luận dạy học bộ môn các tác giả lại chỉ dùnghoặc thuật ngữ “bài tập vật lý” , hoặc “bài toán vật lý” song cùng cách hiểuchung Giải bài tập (bài toán) vật lý là tập vận dụng các quy tắc, khái niệm,

định luật vật lý đã học vào những vấn đề thực tế trong đời sống, trong lao

động

Theo quan điểm của dạy học hiện đại, trong quá trình nghiên cứu tàiliệu mới không phải học sinh thụ động tiếp thu cách giải quyết vấn đề mộtcách máy móc mà chính họ cũng tập cách giải quyết vấn đề đó, tập các hành

động, các phơng pháp hoạt động để chiếm lĩnh kiến thức mới (quan sát, phântích hiện tợng , đo lờng, khái quát hoá, quy nạp ) Khi ấy học sinh khôngchỉ đơn thuần là tập vận dụng kiến thức cũ mà cả tập tìm kiếm kiến thức mới.Cũng chính do quan niệm bài tập chỉ đơn thuần vận dụng kiến thức đã biết

mà một số giáo viên trong quá trình giảng dạy chủ yếu sử dụng bài tập đểrèn luyện kiến thức cũ mà coi nhẹ việc rèn luyện kỹ năng và tìm kiếm kiếnthức mới, cách giải quyết vấn đề mới

Ta có thể xem định nghĩa bài tập vật lý trong “lý luận dạy học vật lý”của Phạm Hữu Tòng là bao quát: “Trong thực tiễn dạy học, bài tập vật lý đ-

ợc hiểu là một vấn đề đợc đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy nghĩlogic, những phép toán và những thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật vàphơng pháp vật lý Hiểu theo nghĩa rộng thì mỗi vấn đề xuất hiện do nghiêncứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đối với học sinh Sự t duy

định hớng một cách tích cực luôn là việc giải bài tập vật lý”.(8 - trang 152)

Rõ ràng với định nghĩa này ta thấy cả hai ý nghĩa: rèn luyện kiến thức

cũ và tìm kiếm kiến thức mới đều đợc đề cập trong định nghĩa, nên khôngnên phân biệt “bài tập vật lý” với “bài toán vật lý”

1.2.1.2 Tác dụng của bài tập vật lý

Trong quá trình dạy học, giáo viên giúp học sinh nắm đợc phơng phápchiếm lĩnh kiến thức, phơng pháp hoạt động học tập (nhận thức) cũng nh ph-

ơng pháp hoạt động trong cuộc sống xã hội Qua việc tự dành lấy kiến thứcthì ở học sinh sẽ hình thành, phát triển năng lực hoạt động trí tuệ, năng lựcgiải quyết vấn đề Nói cách khác học sinh phát triển trong hoạt động và họctập diễn ra trong hoạt động Vì lẽ đó, học sinh cần phải đợc huấn luyện ngay

từ khâu xây dựng kiến thức cho đến khâu vận dụng nó vào trong thực tế.Giải bài tập vật lý là một trong những hình thức luyện tập chủ yếu và đ-

ợc tiến hành nhiều nhất trong hoạt động dạy học Do vậy, bài tập vật lý cótác dụng cực kì quan trọng trong việc hình thành, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảovận dụng và tìm tòi kiến thức cho học sinh Chúng đợc sử dụng trong nhữngtiết học với những mục đích khác nhau:

 Bài tập vật lý đợc sử dụng nh là các phơng tiện nghiên cứu tài liệu mới,khi trang bị kiến thức mới cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnhhội kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc

 Bài tập vật lý là phơng tiện rèn luyện cho học sinh kỹ năng, kỹ xảo vậndụng kiến thức , liên hệ lý thuyết với thực tiễn, học tập với đời sống

 Bài tập vật lý là một phơng tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rènluyện t duy, bồi dỡng phơng pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh Bởivì, giải bài tập vật lý là hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh.Trong quá trình giải bài tập vật lý học sinh phải phân tích điều kiện trong

đề bài, tự xây dựng những lập luận, thực hiện việc tính toán, khi cần thiếtphải tiến hành cả thí nghiệm, thực hiện các phép đo, xác định sự phụthuộc hàm số giữa các đại lợng để kiểm tra các kết luận của mình Trongnhững điều kiện đó t duy logic, t duy sáng tạo của học sinh đợc phát triển,năng lực làm việc độc lập của học sinh đợc nâng cao

 Bài tập vật lý là phơng tiện ôn tập và củng cố kiến thức đã học một cáchsinh động và có hiệu quả

 Thông qua giải bài tập vật lý có thể rèn luyện đợc những đức tính tốt nh:tính độc lập, tính cẩn thận, kiên trì, vợt khó

 Bài tập vật lý là phơng tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng củahọc sinh một cách chính xác

1.2.1.3 Quá trình dạy bài tập vật lý

Trong quá trình dạy bài tập vật lý có ba kiểu hớng dẫn học sinh giải bài tập vật lý đó là:

a Hớng dẫn theo mẩu (Hớng dẫn Algôrit)

Sự hớng dẫn hành động theo một mẫu đã có thờng đợc gọi là hớng dẫnAlgôrit ở đây thuật ngữ Algôrit đợc dùng với ý nghĩa là một quy tắc hành

động hay một chơng trình hành động đợc xác định một cách rõ ràng, chínhxác và chặt chẽ; chỉ cần thực hiện những hành động theo trình tự mà quytắc đã chỉ ra thì chắc chắn sẽ đi đến kết quả

Hớng dẫn Algôrit là hớng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành động cụthể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mongmuốn Những hành động này đợc coi là hành động sơ cấp phải đợc học sinhhiểu một cách đơn giản và học sinh đã nắm vững

Kiểu hớng dẫn Algôrít không đòi hỏi học sinh tự mình tìm tòi xác địnhcác hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra, mà chỉ đòi hỏi họcsinh chấp hành các hành động đã đợc giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽdiễn đạt đợc kết quả, sẽ giải đợc bài tập đã cho Kiểu hớng dẫn Algôrit đòihỏi giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải bài toán để xác định

đợc một trình tự chính xác, chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giảibài toán Cần đảm bảo cho các hành động đó là hành động sơ cấp đối với họcsinh Nghĩa là kiểu hớng dẫn này đòi hỏi phải xây dựng đợc Algôrit bài toán.Kiểu hớng dẫn Algôrit thờng đợc áp dụng khi cần dạy cho học sinh ph-

ơng pháp giải một bài tập điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh kỹnăng giải một bài toán xác định nào đó Ngời ta xây dựng các Algôrit giảicho từng loại bài toán cơ bản, điển hình và luyện tập cho học sinh kỹ nănggiải các loại bài toán đó dựa trên việc làm cho học sinh nắm đợc các Algôritgiải

Kiểu hớng dẫn Algôrit có u điểm là đảm bảo cho học sinh giải đợc bàitoán đã đợc giao một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kỹ nănggiải bài toán của học sinh có hiệu quả Tuy nhiên, nếu hớng dẫn cho học sinhgiải bài toán luôn luôn chỉ áp dụng kiểu Algôrit thì học sinh chỉ quen chấphành những hành động đã đợc chỉ dẫn theo một mẫu đã đợc có sẵn Do đó, ít

có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi, sáng tạo và sự phát triển

t duy học sinh bị hạn chế

b Hớng dẫn tìm tòi

Hớng dẫn tìm tòi là kiểu hớng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinhsuy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết vấn đề ở đây, không phải là giáoviên chỉ dẫn cho học sinh chấp hành các hành động theo một hớng đã có để

đi đến kết quả, mà là giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tựxác định các hành động cần thực hiện để đạt đợc kết quả

Kiểu hớng dẫn tìm tòi đợc áp dụng khi cần đợc giúp đỡ cho học sinh vợtqua khó khăn để giải quyết đợc bài toán, đồng thời vẫn đảm bảo đợc yêu cầuphát t duy của học sinh , tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giảiquyết

u điểm của kiểu hớng dẫn này là tránh đợc tình trạng giáo viên làmthay học sinh trong việc giải bài tập Nhng vì kiểu hớng dẫn này đòi hỏi họcsinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ không phải chỉ chấp hành cáchành động theo mẫu đã đợc chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng đảm bảocho học sinh giải đợc bài toán một cách chắc chắn Khó khăn của kiểu hớngdẫn này chính là ở chỗ sự hớng dẫn của giáo viên phải làm sao không đa họcsinh đến chỗ thừa Sự hớng dẫn nh vậy nhằm giúp đỡ học sinh trong việc

định hớng suy nghĩ vào phạm vi cần tìm tòi, chứ không thể chỉ ghi nhận táitạo cái có sẵn

c Định hớng khái quát chơng trình hoá

Định hớng khái quát chơng trình hoá cũng là sự hớng dẫn cho học sinh

tự tìm tòi cách giải quyết vấn đề Nét đặc trng của kiểu hớng dẫn này là giáoviên hớng hoạt động t duy của học sinh theo đờng lối khái quát của việc giảiquyết vấn đề Sự định hớng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết vấn

đề của học sinh Nếu học sinh không đáp ứng đợc thì sự giúp đỡ tiếp theocủa giáo viên là sự định hớng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bớcbằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi phải tìm tòi, giảiquyết cho vừa sức với học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lựctìm tòi giải quyết thì hớng dẫn của giáo viên trở thành hớng dẫn theo mẫu để

đảm bảo cho học sinh hoàn thành đợc yêu cầu của một bớc, sau đó yêu cầu

học sinh tự lực tìm tòi giải quyết bớc tiếp theo Nếu cần giáo viên giúp đỡthêm cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra.

Kiểu hớng dẫn này đợc áp dụng khi có điều kiện hớng dẫn tiến trìnhhoạt động giải bài toán của học sinh, nhằm giúp học sinh tự giải đợc bài toán

đã cho, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bàitoán

Kiểu hớng dẫn này có u điểm là kết hợp đợc việc thực hiện các yêu cầu:

- Rèn luyện t duy của học sinh trong quá trình giải toán

- Đảm bảo để học sinh giải đợc bài toán đã cho

Để làm tốt thì yêu cầu giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt động giảitoán và có sự điều chỉnh thích hợp với từng đối tợng của học sinh

1.2.2 Rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua phát triển bài tập vật lý

1.2.2.1 Tại sao phải phát triển bài tập vật lý?

Vai trò, tác dụng của bài tập vật lý trong tiến trình dạy học là hết sứcquan trọng; việc sử dụng chúng trong giờ học lại càng quan trọng trong việcphát huy tính tích cực , năng lực sáng tạo của học sinh Rõ ràng để có mộtgiờ dạy bài tập đạt kết quả cao đòi hỏi phải thực hiện nhiều công đoạn:

- Khâu chuẩn bị: Về phía giáo viên yêu cầu nghiên cứu lý thuyết và bàitập phần định chữa, sau đó tiến hành sắp xếp chúng thành các dạng, kếtiếp là lựa chọn những bài tập tiến hành chữa ở lớp cũng nh các bài tập dự

định ra về nhà và các phơng án trình bày chúng Về phía học sinh rõ ràng

đòi hỏi tối thiểu là nắm bắt phần lý thuyết vừa học và các kiến thức liênquan

- Khâu thực hiện hớng dẫn giải bài tập ở tiết học bao gồm : đọc đề, phântích đề, đề xuất phơng án giải (định hớng), thực hiện lời giải và biện luận

về lời giải Để thực tốt khâu này đòi hỏi nỗ lực rất lớn của thầy và trò.Tuy nhiên, nếu chúng ta kết thúc chữa một bài tập vật lý ở việc tìm ra đáp

số thì tác dụng của bài tập đó đối với học sinh sẽ không cao và chắc chắnhiệu quả mà bài tập mang lại sẽ không nhiều Thực tế có nhiều học sinh

và thậm chí cả một số giáo viên xem chữa bài tập là giúp học sinh tìm ra

đáp số

Để nâng cao hiệu quả của một giờ dạy bài tập vật lý và đặc biệt nângcao hiệu quả của bài tập vật lý vừa chữa , chúng ta không nên thoả mãn vớiviệc tìm ra lời giải và đáp số mà hãy nhìn nhận bài tập vừa chữa dới nhiềugóc độ khác nhau, với những lời giải khác nhau (nếu có); hãy xem xét ýnghĩa của các số liệu , đối chiếu chúng với thực tế , rút ra những nhận xét bổích , chỉ ra đợc mấu chốt của từng lời giải; đâu là cái mới, cái cũ Nói cáchkhác chúng ta phải mổ xẻ bài tập vừa chữa cũng nh lời giải bài tập đó để tìm

ra cái mới trong đó

Mặt khác, trong thực tế dạy học học sinh thờng gặp nhiều bài tập cùngdạng, tuy chúng có thể khác nhau về cách cho giả thiết và kết luận, khácnhau về cách diễn đạt nhng lại dùng những công thức, kiến thức giống nhau

để lập luận và tìm ra lời giải Nếu vậy thì sẽ là không hiệu quả khi chúng tayêu cầu học sinh cứ giải hết bài tập này đến bài tập khác trong cùng mộtdạng , một kiểu dùng công thức vừa mất thời gian, vừa không phát huy đợccác đối tợng học sinh khá và giỏi, để dẫn đến nhàm chán Chính vì vậy mà

đối với các bài tập cùng dạng, hoặc sử dụng kiến thức nh nhau để giải thì tanên chọn bài tập điển hình để chữa; sau đó thông qua bài tập điển hình nhậnxét, đánh giá , chỉ ra lời giải cho các bài tập khác Nói một cách hình ảnh là

“đứng” trên bài tập vừa chữa để quan sát và rút ra kết luận cho các bài tậpkhác

Trong các tài liệu tham khảo, học sinh thờng gặp các bài toán phức hợp

mà khi giải chúng buộc các em phải chia thành những bài tập nhỏ để giải, đó

là các bài tập cơ bản Hay nói cách khác, quá trình giải bài tập phức hợp đợc

đa về giải các bài tập cơ bản Việc chuyển bài tập phức hợp thành các bài tậpcơ bản là công việc khó khăn nhất của học sinh vì các em khó phát hiện bàitập mình gặp bao gồm những bài tập cơ bản nào Thế thì chúng ta hãy xuấtphát từ bài tập cơ bản và biến nó thành bài tập phức hợp (làm phức tạp bàitập hơn hay mở rộng bài tập) Nếu làm đợc điều này thì khi gặp các bài tậpphức hợp , các bài tập cùng dạng với bài tập vừa chữa học sinh dễ dàng tìm

đợc lời giải Nói nh vậy có nghĩa là thông qua bài tập cơ bản học sinh nắm

đ-ợc bài tập phức hợp; thông qua lời giải bài tập cơ bản học sinh có lời giảicủa bài tập phức hợp Nếu chúng ta xem bài tập phức hợp là một ngôi nhàgồm nhiều chi tiết ghép với nhau và giải bài tập phức hợp dù muốn haykhông cũng phải mổ xẻ từng chi tiết đó thì công việc phát triển bài tập cơbản thành bài tập phức hợp là việc làm ngợc lại Đó là từ các chi tiết (các bàitập cơ bản) thầy và trò lắp ghép lại thành ngôi nhà (bài tập phức hợp).

Phát triển bài tập cơ bản thành bài tập phức hợp làm cho học sinhkhông chỉ nắm đợc một bài tập mà thông qua đó nắm đợc thêm nhiều bàikhác nữa; học sinh không những nắm kiến thức một cách chắc chắn và sâusắc mà còn làm tăng sự hứng thú, năng lực độc lập sáng tạo ở ngời trò Vì ở

đây công việc cơ bản là của học sinh còn giáo viên chỉ tham gia làm trọng tài

và cố vấn là chủ yếu

Tuy nhiên, trong các giờ dạy bài tập cũng không nên phức tạp bài toánquá nhiều và mất nhiều thời gian cho công việc này Chúng ta nên phân bốthời gian một cách hợp lý để đảm bảo hoàn thành nhiệm vụ chữa bài tập Đólà: cũng cố kiến thức cũ, giúp học sinh nắm bắt kiến thức mới, phát triểnnăng lực sáng tạo; đồng thời cũng giúp học sinh nắm bắt thêm những dạngtoán tơng tự, những bài tập phức hợp trên cơ sở bài tập cơ bản vừa chữa

1.2.2.2 Tiến trình phát triển bài tập vật lý

- Bài tập cơ bản: loại bài tập mà để tìm kiếm lời giải nó chỉ cần xác lập

mối quan hệ trực tiếp, tờng minh giữa cái đã cho và cái phải tìm chỉdựa vào kiến thức cơ bản mới học (một tính chất, một mối quan hệ,một phơng pháp hoạt động mới) mà học sinh chỉ cần tái hiện

- Bài tập phức hợp: các bài tập vật lý mà trong đó việc tìm lời giải phải

thực hiện một chuỗi logic biến đổi toán học qua nhiều mối quan hệ

giữa cái cho , cái cần tìm với những cái trung gian không có trong đầubài

Thực chất bài tập phức hợp bao gồm nhiều bài tập cơ bản tạo thành nênviệc giải bài tập phức hợp chính là đi tìm những bài tập cơ bản và thực hiệngiải chúng

1.2.2.2.2 Tiến trình phát triển bài tập vật lý

Phát triển bài tập vật lý là một khâu quan trọng trong tiến trình dạy bàitập vật lý Phát triển bài tập vật lý có nghĩa là từ bài tập cơ bản (vừa chữa)chúng ta thay đổi cách cho giả thiết, kết luận thông qua các đại lợng trunggian; hoặc thay đổi điều kiện của bài toán; hoặc hoán đổi vị trí của giả thiết

và kết luận để đợc bài toán mới Có thể tóm tắt quá trình phát triển bài tậpvật lý nh sau:

Bài tập cơ bản: Theo quan điểm đã trình bày ở trên, có thể biểu diễn bài tập

Rồi lại cho: A

b Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận và hoán đổi vị trí của chúng:

Trong bài tập cơ bản cho: A, B, Tìm C Chúng ta hoán đổi vị trí củagiả thiết và kết luận nh mục a, và thực hiện phát triển chúng theo tinh thầnmục b, thì ta sẽ đợc bài tập phức hợp theo sơ đồ 4 (chẳng hạn tìm B

Từ sơ đồ trên ta thấy:

- Dù phát triển giả thiết, kết luận đến đâu, phức tạp bao nhiêu thì mốiquan hệ chính giữa giả thiết và kết luận vẫn là bài tập cơ bản và khi giảibài tập phức hợp rõ ràng trực tiếp hay gián tiếp phải sử dụng lời giải bàitập cơ bản, sử dụng quan hệ: C = f(A,B, )

- Tuỳ thuộc vào mục đích của bài dạy và trình độ nhận thức của họcsinh mà khi phát triển bài tập vật lý chúng ta chọn những đại lợng nàolàm giả thiết, kết luận; hay nói cách khác phát triển bài tập vật lý đến đâu

- Việc cho A thông qua cho A

1, A

2 ; tìm C thông qua A,B phải dựavào mối quan hệ giữa các đại lợng vật lý Đó là quan hệ giữa A vớiA

1

(Sơ đồ 5)

C

đợc các mối quan hệ giữa các đại lợng vật lý trong giả thiết và kết luậncũng nh quan hệ giữa chúng với các đại lợng trung gian và vận dụng cácmối quan hệ đó một cách linh hoạt và sáng tạo.

1.2.2.3 Hoạt động của giáo viên và học sinh trong tiến trình phát triển bài tập vật lý khi dạy bài tập vật lý

Trớc hết ta cần phải khẳng định rằng nhiệm vụ chính của giờ chữa bàitập vật lý là hớng dẫn học sinh tìm ra lời giải và đáp số của của bài tập, thôngqua đó rút ra những kết luận bổ ích Tuy nhiên nếu chúng ta dành một lợngthời gian để mở rộng và phát triển bài tập vừa chữa thì chắc chắn sẽ có tácdụng rất lớn đối với học sinh Vấn đề cần đề cập ở đây là vai trò của ngờithầy cũng nh nhiệm vụ của ngời trò trong tiến trình phát triển bài tập nh thếnào trong giờ dạy bài tập?!

Nh chúng ta đã biết tiến trình mở rộng và phát triển bài tập phụ thuộcvào các yếu tố:

- Nội dung bài tập

- Mục đích ôn luyện kiến thức (mục đích giáo dỡng)

- Mục đích phát triển t duy, năng lực sáng tạo

- Trình độ và năng lực của học sinh

- Thời gian tiết học dành cho bài tập đó

Về mặt tiến trình theo thời gian rõ ràng công đoạn phát triển bài tập vật

lý sẽ đợc tiến hành sau khi hoàn thành lời giải bài tập đó Còn về thời lợngcũng không nên kéo quá dài vì nếu không sẽ khó hoàn thành bài dạy Nếubài tập có nội dung mở, tức là có thể phát triển theo nhiều hớng khác nhau,các cấp độ khác nhau có thể yêu cầu học sinh về nhà làm theo hớng khác.Trong giờ bài tập thì căn cứ vào trình độ và năng lực của từng học sinhcũng nh mặt bằng của từng lớp mà ta có thể yêu cầu học sinh thực theo cáccấp độ sau:

 Đối với học sinh trung bình và yếu:

Sau khi chữa xong bài tập cơ bản (Cho A,B tìm C) thì giáo viên cóthể khẳng định: Các bài toán cho A,B tìm C; cho A,C tìm B; cho C,B tìm

A thực ra là cùng dạng và khi giải chúng buộc phải sử dụng mối quan hệ

giữa các đại lợng A,B,C Do đó giải các bài toán loại này chủ yếu là chỉ ramối quan hệ đó còn vấn đề tìm đại lợng nào tuỳ thuộc vào đề ra và giải nóchỉ còn là vấn đề toán học Sau đó có thể yêu cầu học sinh làm hai nhiệm vụ:

 Thay đổi cách diển đạt trong đề bài nhng vẫn giữ đợc nội dung đề toán

 Đặt một số đề toán mới với yêu cầu thay đổi vị trí của giả thiết và kết luận của bài tập vừa chữa

 Đối với học sinh khá: với những học sinh này giáo viên có thể hớng dẫn

học sinh phát triển bài tập cơ bản thành bài tập phức hợp bằng cách đặt các câu hỏi:

 Nếu không yêu cầu tìm C thì có thể yêu cầu tìm đại lợng nào?

 Chúng ta có thể cho A, B thông qua những đại lợng nào?

 Khi thay đổi điều kiện của bài toán thì những hiện tợng gì xẩy ra?

 Khi điều kiện bài toán thoả mãn để một hiện tợng vật lý nào đó xẩy ra còn có hiện tợng vật lý khác xẩy ra không?

Với những câu hỏi dạng nh trên học sinh sẽ xung phong phát triển giảthiết và kết luận trên cơ sở kiến thức và năng lực của mình Dựa trên nhữngphát biểu của học sinh , giáo viên có thể tổng kết những hớng phát triển giảthiết và kết luận từ bài tập cơ bản vừa chữa rồi yêu cầu học sinh trực tiếp đặt

đề toán cho một số bài tập phức hợp dựa trên cơ sở bài tập cơ bản đó

Kết thúc chữa một bài tập là những nhận xét của giáo viên về:

- Bài tập cơ bản và lời giải nó.

- Các cách có thể phát triển bài tập cơ bản thành các bài tập khác.

- Nguyên tắc giải các bài tập phức hợp đợc phát triển từ bài tập cơ bản

đã trình bày ( nhấn mạnh ý: quá trình giải các bài tập phức hợp xuất phát

từ bài tập cơ bản thì dù muốn hay không cũng phải thông qua một mắtxích hết sức quan trọng đó là lời giải bài tập cơ bản)

 Đối với học sinh giỏi:

Các em học sinh giỏi, học sinh có năng khiếu nói chung có tố chất, cókiến thức khá chắc chắn, có tính sáng tạo cao nên giáo viên có thể không cần

định hớng bằng cách đặt các câu hỏi mà có thể yêu cầu các em trực tiếp đặt

đề bài tập phức hợp dựa trên bài tập cơ bản; rồi chọn những đề ra có chất ợng, yêu cầu những học sinh khác cho hớng giải quyết Nh vậy, trong trờnghợp này học sinh đóng vài trò của ngời ra đề toán và họ cũng chính là nhữngngời tham gia giải quyết vấn đề do chính họ đặt ra.

l-Dựa trên tinh thần đó giáo viên có thể yêu cầu học sinh thực hiện ở nhànhiệm vụ: tự ra các đề toán trên cơ sở bài tập cơ bản vừa chữa Sau đó giáoviên lựa chọn rồi phân từng nhóm học sinh thực hiện

Nói tóm lại tuỳ thuộc vào trình độ của học sinh mà giáo viên có thể ớng dẫn các em đặt đề toán mới đơn giản và hớng dẫn giải, cũng có thể gợi ý

h-để các em chuyển bài tập cơ bản thành bài tập phức hợp , cũng có thể yêucầu các em vừa là ngời ra đề, vừa là ngời thực hiện lời giải

Để làm tốt quá trình phát triển bài tập vật lý trong giờ bài tập đòi hỏigiáo viên trớc hết phải có năng lực, biết cách khai thác các khía cạnh khácnhau của bài tập, chủ động về mặt kiến thức cũng nh thời gian, đánh giá sáttừng đối tợng học sinh để từ đó đề ra các yêu cầu cho từng loại đối tợng để

định hớng cũng nh dẫn dắt các em khám phá những bài toán mới

Cũng nh các tiết học khác, tiết dạy bài tập vật lý muốn đạt hiệu quảcao thì công tác chuẩn bị của giáo viên hết sức quan trọng, nhiều khi để đạtkết quả tốt còn đòi hỏi cả kinh nghiệm và năng lực s phạm của ngời thầy Vềphía ngời học cần có sự nỗ lực lớn, với những kiến thức đã có học sinh cầnphải tự giác, tích cực, hứng thú trong việc tìm ra những bài tập mới

1.2.2.4 Phát triển bài tập vật lý góp phần rèn luyện năng lực sáng tạo của học sinh

Việc phát triển bài tập vật lý trớc hết, góp phần thực hiện chức nănggiáo dỡng của dạy học Đó là: ôn luyện, cũng cố và hệ thống kiến thức đãhọc Bên cạnh đó tiến trình phát triển bài tập vật lý có tác dụng to lớn trongviệc rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh, rèn luyện kỹ năng tìm ra cáimới

Trong quá trình mở rộng và phát triển bài tập cơ bản học sinh phải vậndụng những công thức, định luật vật lý, tìm ra mối quan hệ giữa các đại lợng

có trong giả thiết và kết luận với các đại lợng trung gian để xây dựng phơng

án cho các giả thiết và kết luận mới và xa hơn nữa là chỉ ra các bài toán mới

Quá trình này không chỉ đòi hỏi kiến thức ở học sinh mà còn đòi hỏi cả sựsáng tạo ở họ.

Có thể có sự giúp đỡ của giáo viên song về cơ bản đây là quá trình họcsinh vận dụng các kiến thức vật lý một cách sáng tạo để tạo ra các bài tậpphức hợp ở đây học sinh không còn thụ động tìm các đề bài tập để giải màvai trò ở họ còn lớn hơn, đó là đặt các đề bài và hiển nhiên việc giải chúng sẽnằm trong tầm tay của các em

Ngoài ra, trong quá trình phát triển bài tập vật lý thì năng lực diễn đạtngôn ngữ của học sinh sẽ đợc trau dồi, các thuật ngữ vật lý , các khái niệm,

định luật vật lý đợc các em hiểu một cách chính xác và sâu sắc

Rõ ràng thông qua việc phát triển bài tập vật lý không những kiến thứccủa học sinh đợc rèn luyện và tăng cờng mà năng lực sáng tạo của các emcàng đợc phát triển; tính tích cực, chủ động đề xuất các vấn đề cần giải quyết

đợc nâng lên

Chơng II:Xây dựng và phát triển hệ thống bài tập phần “Tính chất sóng của ánh sáng”

2.1 Vị trí, nhiệm vụ và nội dung phần “Tính chất sóng của

ánh sáng” trong chơng trình vật lý phổ thông

Trong chơng trình vật lý phổ thông, phần “Tính chất sóng của ánhsáng” đợc đa vào gần cuối chơng trình vật lý 12, sau khi học sinh đã làmquen với cơ học, nhiệt học, điện học ở lớp 10, lớp 11 và một số phần của vật

lý 12 Việc sắp xếp chơng trình phần “Tính chất sóng của ánh sáng” sau khi

đã nghiên cứu lý thuyết sóng cơ học, dao động điện từ, sóng điện từ vàquang hình học là thuận lợi cho giáo viên và học sinh do có tính kế thừa, có

sự tơng tự Tuy nhiên, so với các phần khác thì đây là một phần hoàn toànmới đối với học sinh, vì các em cha đợc làm quen với những nội dung nàytrong chơng trình THCS Do đó, nó vừa thuận lợi trong việc tạo ra hứng thúcho học sinh, nhng lại khó khăn trong cách tiếp cận

Khi nghiên cứu phần “Tính chất sóng của ánh sáng” học sinh biết đợc

vị trí của ánh sáng trông thấy cũng nh các bức xạ khác trong thang sóng điện

từ Cùng với phần “lợng tử ánh sáng” (chơng VIII), thì phần “Tính chất sóngcủa ánh sáng” làm cho học sinh hiểu đầy đủ bản chất của ánh sáng - đó là l -ỡng tính sóng hạt Với vị trí của phần “Tính chất sóng của ánh sáng” nh vậytrong chơng trình vật lý phổ thông thì nhiệm vụ của nó là giúp học sinh sơ bộnắm đợc bản chất của ánh sáng trông thấy nói riêng và bức xạ điện từ nóichung

Có thể tóm tắt nội dung trong sách giáo khoa nh sau:

a Khi một chùm sáng trắng truyền qua một lăng kính thì bị phân tích thành các thành phần đơn sắc khác nhau: tia tím bị lệch nhiều nhất, tia đỏ bị lệch ít nhất Đó là hiện tợng tán sắc ánh sáng.

- Nguyên nhân của hiện tợng tán sắc là sự phụ thuộc của chiết suất môitrờng trong suốt vào bớc sóng của ánh sáng Đối với ánh sáng có bớcsóng càng dài thì chiết suất của môi trờng càng nhỏ

- ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định, nó không bị tánsắc khi đi qua lăng kính và nó là một sóng có bớc sóng xác định

- ánh sáng trắng là hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau

- Hiện tợng tán sắc ánh sáng đợc ứng dụng trong máy quang phổ đểphân tích thành phần cấu tạo của chùm sáng do các nguồn sáng phátra.

b Hai sóng ánh sáng kết hợp khi gặp nhau sẽ giao thoa với nhau.

- Ngời ta tạo ra hai sóng kết hợp bằng cách tách từ một chùm sáng domột ngọn đèn phát ra thành hai phần rồi cho hai phần đó gặp nhau (thídụ: thí nghiệm Iâng)

- Vân giao thoa trong thí nghiệm là những dải sáng và tối xen kẽ nhaumột cách đều đặn, có khoảng vân là:

1 và S

2 đến màn quan sát

c Có ba loại quang phổ là: quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ và

quang phổ vạch hấp thụ

- Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc và nhiệt độ của nguồn sáng và đợcứng dụng để đo nhiệt độ của nguồn

- Quang phổ vạch hấp thụ và phát xạ của các nguyên tố khác nhau thìkhác nhau Chúng đợc dùng trong phép phân tích quang phổ

- Những vạch tối trong quang phổ vạch hấp thụ nằm đúng vị trí vạchmàu trong quang phổ vạch phát xạ

d Tia hồng ngoại, ánh sáng trông thấy, tia tử ngoại, tia Rơnghen đều là sóng điện từ, nhng có bớc sóng khác nhau Vì vậy, chúng có nhiều tính

chất và công dụng rất khác nhau Ba loại tia trên có thể do các vật bị nungnóng phát ra Còn tia Rơnghen đợc phát ra từ mặt đối âm cực của ốngRơnghen khi có chùm tia Catốt đập vào đối âm cực

2.2 Mức độ yêu cầu nắm kiến thức cơ bản phần “Tính chất sóng của ánh sáng”

Với vị trí, nhiệm vụ và nội dung nh đã trình bày thì phân phối chơngtrình chia thời gian cho việc dạy học chơng VII: “Tính chất sóng của ánhsáng” là 9 tiết (trong đó có một tiết kiểm tra)

Tiết 63: Hiện tợng tán sắc ánh sáng

- Yêu cầu về kiến thức: học sinh nắm đợc khái niệm về sự tán sắc ánhsáng, về ánh sáng đơn sắc và ánh sáng trắng; mối liên hệ giữa chiết suấtcủa chất làm lăng kính với ánh sáng đơn sắc khác nhau

- Yêu cầu về kỹ năng: học sinh có kỹ năng giải thích các thí nghiệm vềtán sắc và một vài hiện tợng quang học trong đó có xẩy ra hiện tợng tánsắc ánh sáng

Tiết 64: Hiện tợng giao thoa ánh sáng

- Yêu cầu về kiến thức: học sinh nắm đợc khái niệm về hiện tợng giaothoa ánh sáng, về vân giao thoa; hiện tợng xẩy ra khi dùng ánh sángtrắng; kết luận về tính chất sóng của ánh sáng

- Yêu cầu về kỹ năng: học sinh có kỹ năng giải thích đợc hiện tợnggiao thoa ánh sáng khi dùng ánh sáng đơn sắc và khi dùng ánh sángtrắng; phân biệt đợc hiện tợng giao thoa ánh sáng khi dùng ánh sángtrắng với hiện tợng tán sắc

Tiết 65: Đo bớc sóng ánh sáng Bớc sóng và màu sắc ánh sáng

- Yêu cầu về kiến thức: Học sinh nắm đợc vị trí các công thức xác định

vị trí các vân và tính khoảng vân; mối quan hệ giữa màu của ánh sáng đơnsắc và bớc sóng của ánh sáng

- Yêu cầu về kỹ năng: Học sinh có kỹ năng giải thích sự tạo thànhquang phổ liên tục khi dùng ánh sáng trắng

Tiết 66: Bài tập

- Yêu cầu về kiến thức: thông qua các bài tập làm cho học sinh nắmchắc và hiểu sâu phần lý thuyết ; biết cách giải một số bài tập cơ bản vàphát triển thành bài tập phức hợp

- Yêu cầu về kỹ năng: học sinh có kỹ năng giải các bài toán đơn giản vềgiao thoa; nắm đợc phơng pháp phát triển bài tập vật lý

Tiết 67: Máy quang phổ Quang phổ liên tục

- Yêu cầu về kiến thức: học sinh nắm đợc sự phụ thuộc của chiết suấtcủa môi trờng vào bớc sóng ánh sáng; cấu tạo của máy quang phổ và tác

dụng của từng bộ phận; khái niệm về quang phổ liên tục, nguồn phát,những đặc điểm và công dụng của quang phổ liên tục.

- Yêu cầu về kỹ năng: kỹ năng chủ yếu là giải thích hoạt động của máyquang phổ và những ứng dụng của quang phổ liên tục

Tiết 68: Quang phổ vạch

- Yêu cầu về kiến thức: học sinh nắm đợc khái niệm về quang phổ vạchphát xạ, nguồn phát, những đặc điểm và công dụng của quang phổ vạchphát xạ; khái niệm về quang phổ vạch hấp thụ; mối liên hệ giữa quangphổ vạch phát xạ và quang phổ vách hấp thụ của cùng một nguyên tố;khái niệm về phép phân tích quang phổ và tiện lợi của nó

- Yêu cầu về kỹ năng: kỹ năng phân biệt 3 loại quang phổ, kỹ năng vậndụng kiến thức đã học để giải một số bài tập định tính đơn giản về cácloại quang phổ trong sách bài tập

Tiết 69: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại

- Yêu cầu về kiến thức: học sinh nắm đợc thí nghiệm phát hiện ra tiahồng ngoại và tia tử ngoại, định nghĩa, nguồn phát, các tính chất và tácdụng của tia hồng ngoại và tia tử ngoại

- Yêu cầu về kỹ năng: kỹ năng giải thích một số ứng dụng của các tiahồng ngoại và tia tử ngoại căn cứ vào tính chất và tác dụng của chúng

Tiết 70: Tia Rơnghen

- Yêu cầu về kiến thức: học sinh nắm đợc cấu trúc và hoạt động của ốngRơnghen; bản chất của tia Rơnghen, các tính chất, tác dụng và công dụngcủa tia Rơnghen; cấu trúc và những đặc điểm của thang sóng điện từ

- Yêu cầu về kỹ năng: kỹ năng giải thích sự tạo thành tia Rơnghen vànhững ứng dụng của tia Rơnghen (căn cứ vào tính chất và tác dụng củanó)

2.3 Phát triển hệ thống bài tập vật lý phần “Tính chất

sóng của ánh sáng”

2.3.1 Tóm tắt lý thuyết.

2.3.1.1 Giao thoa ánh sáng:

a Vị trí vân sáng, vị trí vân tối, khoảng vân trong thí nghiệm Iâng.

a

D k

x 

- Vị trí vân tối đợc xác định: r

2 - r

1 = (2k +1) /2 ;

a

D k

x

2 ) 1 2 (  



- Khoảng vân:

a

D x x

i k1 k 

b Giao thoa với ánh sáng trắng (0,76m    0,4m)

- Số bức xạ đơn sắc cho vân sáng tại điểm đang xét đợc xác định:

- Số bức xạ đơn sắc cho vân tối tại điểm đang xét đợc xác định:

c Độ dời hệ vân do bản mỏng:

0,76m    0,4m

0,76m    0,4m

O’x

x

a

eD n

 Giao thao gi÷a

 Gơng Frexnen:

Với: a = S

1S

2 = 2. SO  là góc giữa hai gơng

e Giao thoa bởi màng mỏng:

Hai tia phản xạ ở hai mặt của màng mỏng

giao thoa với nhau Kết quả tuỳ quan hệ về pha

giữa hai tia phản xạ do bề dày màng mỏng gây

Chú ý: Khi ánh sáng tuyền từ môi trờng trong

suốt này đến môi trờng trong suốt khác thì tần

số ánh sáng là không đổi, còn bớc sóng thay đổi theo công thức:

ĐỏTímD

Hình 8

nHình 7

f  

2.3.2 Hệ thống bài tập cơ bản phần Tính chất sóng của ánh sáng “ ”

Nh đã trình bày ở phần lý luận chung: bài tập cơ bản là bài tập mà đểtìm lời giải chỉ cần xác lập một mối quan hệ trực tiếp giữa cái đã cho và cáicần tìm dựa vào kiến thức mới học Về nguyên tắc các bài toán cơ bản củaphần “Tính chất sóng của ánh sáng” phải chứa dựng hết các yêu cầu ônluyện việc sử dụng các công thức cơ bản sau (Các kí hiệu D, a, i, r

1, r

2 đợcdùng nh sách vật lý 12 - Nhà xuất bản giáo dục):

 Khoảng vân giao thoa:

a

D k

x 

 Vị trí vân tối trong thí nghiệm Iâng: r

2 - r

1 = (2k +1) /2 ;

a

D k

x

2 ) 1 2 (  

2.3.2.2 Bài tập 2: Cho D, a,  Xác định vị trí vân sáng, vân tối.

Thí dụ: Trong thí nghiệm Iâng về hiện tợng giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe S

1 , S

2 là a = 0,2mm, khoảng cách từ hai khe sáng S

1 , S

2 đến màn quan sát là D = 2m ánh sáng thí nghiệm có bớc sóng =0,6m Hãy xác định :

1 Vị thí vân sáng bậc ba.

Thí dụ: ánh sáng màu vàng có bớc sóng trong không khí là 

0 = 0,6m Tính bớc sóng của ánh sáng vàng khi truyền trong thuỷ tinh có chiết suất n = 1,5.

2.3.3 Các hớng phát triển bài tập cơ bản phần Tính chất sóng của “

ánh sáng ”

Trên cơ sở các sơ đồ 3, 4, 5 về các phơng án xây dựng các bài tập phứchợp từ bài tập cơ bản, đối với phần “Tính chất sóng của ánh sáng” ta có cáckiểu xây dựng bài tập phức hợp nh sau:

2.3.3.1 Bài tập 1: Trong thí nghiệm Iâng về hiện tợng giao thoa ánh sáng,

khoảng cách giữa hai khe sáng là 0,3mm, khoảng cách từ hai khe sáng đếnmàn ảnh là 1m, khoảng vân đo đợc là 2mm Tính bớc sóng ánh sáng

 Tóm tắt:

D i

Thay số ta đợc:   m 0 , 6 m

1

10 3 , 0 10

A- Phát triển bài tập 1 để đợc những bài tập cơ bản mới:

Để có những bài tập cơ bản mới ta có thể thay đổi vị trí giả thiết và kếtluận của bài tập1, việc làm này có tác dụng giúp học sinh ôn luyện kiến thức

Thí dụ: Trong thí nghiệm Iâng về hiện tợng giao thoa ánh sáng có a=0,3mm, D=1m, ánh sáng thí nghiệm có bớc sóng =0,6m Tìm khoảng vân.

0,3.10 i

B- Phát triển giả thiết và kết luận để đợc các bài tập phức hợp.

a Phát triển giả thiết:

Cho khoảng vân gián tiếp: Cho khoảng vân i = 2mm nh trong bài tập1

là cho trực tiếp, ngời ta có thể cho khoảng vân một cách gián tiếp thông quacách diển đạt khác nh: khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp là 10mm; hoặckhoảng cách từ vân trung tâm đến vân bậc bốn là 8mm

Thí dụ: Trong thí nghiệm Iâng về hiện tợng giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe sáng là 0,3mm, khoảng cách từ hai khe sáng đến màn ảnh

là 1m, khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp là 10mm Tính bớc sóng ánh sáng.

Lời giải thí dụ này nh lời giải bài tập 1, chỉ có thêm phần tính khoảngvân nh sau:

Khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp là 5 khoảng vân nên:

b Phát triển kết luận: Trong bài tập1 thay cho việc tìm bớc sóng có thể yêu

cầu tìm các đại khác nh tần số ánh sáng, màu sắc ánh sáng,

Thí dụ: Trong thí nghiệm Iâng về hiện tợng giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe sáng là 0,3mm, khoảng cách từ hai khe sáng đến màn ảnh là 1m, khoảng vân đo đợc là 2mm Tính tần số ánh sáng.

Lời giải của thí dụ này lấy lời giải của bài tập 1 cộng với phần tính tần

số từ bớc sóng: f c Hz 14Hz

6

8

10 5 10

6 , 0

10 3







c Bổ sung giả thiết và kết luận:

Có nhiều bài tập ngời ta không cho các giá trị của a, D một cách trựctiếp nh trong bài tập 1 mà thông qua các thiết bị giao thoa khác (ngoài kheIâng), khi đó để tính bớc sóng ánh sáng thí nghiệm đòi hỏi phải tính đợc a

và D Nh vậy trong bài tập 1 thay cho việc thay cho việc thực hiện giao thoa

ánh sáng bởi khe Iâng ta có thể chuyển thành thí nghiệm đối với: lỡng lăngkính Frexnen, hoặc bán thấu kính Biê, hoặc gơng Frexnen

Thí dụ: Một khe sáng hẹp, đơn sắc S, đặt trên mặt một gơng phẳng G, cách mặt gơng 1mm Trên một màn ảnh E đặt vuông góc với mặt gơng, song song với khe S và cách khe S 2m ngời ta thấy có các vạch sáng tối xen kẽ nhau một cách đêù đặn Khoảng cách giữa 2 vạch sáng liên tiếp là 0,58 mm Tính bớc sóng ánh sáng thí nghiệm

Đây là hiện tợng giao thoa của hai

2 bây giờ là khoảng cách giữa khe S và ảnh S’ của nó, còn D là khoảng cách

S’

S

DHình 9

từ khe S đến màn E Làm đợc những điều đó thì lời giải trở về lời giải củabài tập 1.

D i

Thay số ta đợc:   m 0 , 6 m

1

10 3 , 0 10

6 , 0

10 3

2m đặt một màn quan sát thấy vân giao thoa Khoảng cách từ vân trung tâm

các ảnh S

1 , S

2 đến màn quan sát), đồngthời tính khoảng vân i từ giả thiết Khi đó

lời giải bài tập đợc đa về lời giải của bài

tập 1

Giải:

Nguồn sáng S phát ra chùm sáng tới

hai lăng kính, mỗi lăng kính cho một

chùm sáng ló lệch về phía đáy chung,

chùm sáng ló này tựa nh đợc phát ra từ hai

D i

Thay số ta đợc:   m 0,5m

25 , 2

10 5 , 4 10 25 ,

tập cơ bản ban đầu vẫn là một phần chính của bài toán Sau đây là một thí dụ

về bài toán phức hợp xuất phát từ bài tập 1 theo tinh thần đã nêu

Thí dụ: Hai gơng phẳng G

1 , G

2 đặt sát nhau, nghiêng với nhau một góc nhỏ

 =2,57.10 -3 rad Một khe S đợc rọi bằng ánh sáng đơn sắc  = 0,5m đợc

đặt song song với giao tuyến O của hai gơng và cách giao tuyến đó r = 1m.

Đặt một màn quan sát E phía trớc gơng, song song với giao tuyến A và với S

Cũng giống nh một số thí dụ trên, để giải bài tập này chúng ta phải chỉ

ra đợc vị trí các ảnh S

1, S

2 (đây là nội dung bài tập cơ bản phần quang hình),

từ đó tính đợc khoảng cách a giữa hai ảnh cũng nh khoảng cách giữa hai ảnh

đến màn D Làm đợc những điều vừa nêu, thì vấn đề còn lại là áp dụng côngthức đã sử dụng ở bài tập cơ bản để giải

NM

O’

2.3.3.2 Bài tập 2: Trong thí nghiệm Iâng về hiện tợng giao thoa ánh sáng.

khoảng cách giữa hai khe S

m

10 2 , 0

2 10 6 , 0

2 10 6 , 0 ) 1 1 2 ( )

1 2

A- Phát triển bài tập 2 để đợc những bài tập cơ bản mới:

Để có những bài tập cơ bản mới ta có thể thay đổi vị trí giả thiết và kếtluận của bài tập 2, nhằm giúp học sinh ôn luyện kiến thức Chẳng hạn, cho vịtrí điểm M trên màn quan sát, hỏi tại đó có vân sáng hay vân tối?

Thí dụ: Trong thí nghiệm Iâng về hiện tợng giao thoa ánh sáng Khoảng cách giữa hai khe S

1 , S

2 là a = 0,2mm, khoảng cách từ hai khe sáng S

1 , S 2

đến màn quan sát là D = 2m ánh sáng thí nghiệm có bớc sóng =0,6m Tại điểm M trên màn quan sát cách vân trung tâm 12mm có vân sáng hay vân tối? Bậc bao nhiêu?

Đây là bài ngợc của bài tập trên, nếu bài tập trên cho k tìm x, thì bàinày cho x đi tìm k Ta chỉ thay x vào công thức tính vị trí vân sáng, hoặc tối

để đi tìm giá trị k nguyên thích hợp

Giải:

10 2 , 0

2 10 6 , 0

B- Phát triển bài tập cơ bản 2 để đợc các bài tập phức hợp.

a Phát triển giả thiết: Ta có thể thực hiện giống nh bài tập1.

b Phát triển kết luận: Thay cho việc xác định vân sáng, vân tối ta có thể

yêu cầu xác định khoảng cách giữa các vân

Thí dụ: Trong thí nghiệm Iâng về hiện tợng giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe S

1 , S

2 là a = 0,2mm, khoảng cách từ hai khe sáng S

1 , S

2 đến màn quan sát là D = 2m ánh sáng thí nghiệm có bớc sóng =0,6m Hãy xác định khoảng cách từ vị trí vân tối thứ hai đến vị trí vân sáng bậc ba cùng một phía so với vân trung tâm.

Lời giải bài toán này dựa trên lời giải của bài tập cơ bản, chỉ thêm phầntính khoảng cách giữa các vân

Giải:

Vị trí vân sáng bậc ba ứng với k = 3 đợc xác định:

x m 18.10 m 18mm

10 2 , 0

2 10 6 , 0

2 10 6 , 0 ) 1 1 2 ( )

1 2