Nghiên cứu lắp ráp và khai thác bộ thí nghiệm quang hình vào dạy học phần quang hình học vật lí 11 thpt ban cơ bản góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường phổ thông

Sử dụng các dụng cụ thí nghiệm làm tăng tính trực quan, tạo sự nghiên cứu có tính hệ thống, đặc biệt giúp cho học sinh có năng lực sử dụng các dụng cụ vật lý, các dụng cụ đo lường, kỹ nă

tr-ờng đại học vinh khoa vật lý

-

nghiên cứu lắp ráp và khai thác bộ thí nghiệm quang hình vào dạy học phần "quang hình học" vật lý 11 - thpt - ban cơ bản góp phần nâng cao chất l-ợng dạy học vật lý ở tr-ờng phổ thông

khoá luận tốt nghiệp đại học

Giáo viên h-ớng dẫn: ThS Nguyễn Thị Nhị

Sinh viên thực hiện : Phạm Thị Nga Lớp : 46A - Vật lý

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Th.S Nguyễn Thị Nhị, người đã

tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn này

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và cán bộ tổ phương pháp giảng dạy , khoa Vật lý, trường Đai Học Vinh đã giảng dạy, giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu khoa học

Xin chân thành cảm ơn trường THPT Đô Lương I, bạn bè, gia đình đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và động viên giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận

Vinh, tháng 5 năm 2009

Tác giả

Phạm Thị Nga

MỞ ĐẦU

I Lí do chọn đề tài

Đối với những người làm công tác giáo dục vấn đề đặc biệt quan tâm là làm thế nào để không ngừng nâng cao chất lượng dạy học Trong những năm gần đây việc đổi mới phương pháp dạy và học đã và đang diễn ra khá rầm rộ, xuất phát từ mục tiêu chiến lược của ngành giáo dục trong giai đoạn công nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nước: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp sống tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến vào dạy học” Trên tinh thần mục tiêu nhiệm vụ chung cuả giáo dục cùng với những đặc điểm của bộ môn vật lí, các nhà giáo dục đã soạn ra 2 bộ sách giáo khoa vật lý 11: Một bộ dành cho chương trình chuẩn và một bộ dành cho chương trình nâng cao Trong chương trình sách giáo khoa mới người ta rất quan tâm đến việc làm thế nào để tăng tính trực quan trong dạy học, tăng hứng thú và tạo sự chú ý học tập của học sinh Học sinh làm việc nhiều hơn, suy nghĩ nhiều hơn Để làm được điều đó không thể không kể đến các thiết bị dạy học trực quan, các thiết bị thí nghiệm

Sử dụng các dụng cụ thí nghiệm làm tăng tính trực quan, tạo sự nghiên cứu có tính hệ thống, đặc biệt giúp cho học sinh có năng lực sử dụng các dụng cụ vật lý, các dụng cụ đo lường, kỹ năng lắp ráp các thiết bị, thực hiện thí nghiệm vẽ biểu đồ, xử lý số liệu để rút ra kết luận Những kỹ năng này giúp cho học sinh thích ứng với các hoạt động lao động sản xuất trong sự nghiệp công nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nước

Mặt khác trong quá trình thực hành thí nghiệm vật lý với sự kết hợp giữa quan sát thực nghiệm và suy luận lý thuyết để đạt được sự thống nhất giữa lý luận và thực tiễn, rèn luyện cho học sinh phương pháp tư duy sáng

tạo, phân tích tổng hợp, khái quát hóa vấn đề, khả năng dự đoán xây dựng kiến thức mới dựa trên quan sát hiện tượng tự nhiên và thí nghiệm vật lý Vật lý học trong nhà trường là môn học có đặc thù là sử dụng thí nghiệm vật lý như một phương tiện, phương pháp dạy học phát huy tác dụng tốt theo hướng tăng cường hoạt động tự lực của học sinh

Cơ sở của phần”quang hình học” là 3 định luật cơ bản: Định luật truyền thẳng ánh sáng, định luật phản xạ ánh sáng, định luật khúc xạ ánh sáng Học sinh nói chung gặp nhiều khó khăn trong việc tiếp thu, lĩnh hội các kiến thức mới ở phần này Vì vậy cần phải sử dụng thí nghiệm vào dạy học phần

“quang hình học” nhằm nâng cao chất lượng tri thức

Song trong thực tế dạy học hầu hết các giáo viên đang dạy ở trường phổ thông hiện nay chưa mấy ai quan tâm đến việc khai thác và sử dụng thí nghiệm vào dạy học

Từ những vấn đề lý luận và thực tiễn trên, được sự hướng dẫn của Th.S NGUYỄN THỊ NHỊ tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu khai thác và lắp ráp bộ

thí nghiệm Quang hình vào dạy học phần “QUANG HÌNH HỌC” vật lý 11 THPT góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở trường phổ thông

II Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu khai thác và lắp ráp bộ thí nghiệm Quang hình vào dạy học phần “QUANG HÌNH HỌC” Vật lí 11 THPT góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở trường phổ thông

III Đối tượng, khách thể, phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Các tài liệu về lý luận liên quan đến việc khai thác và sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý nói chung và “QUANG HÌNH HỌC” nói riêng Các thí nghiệm vật lí liên quan phần “QUANG HÌNH HỌC”

3.2 Khách thể nghiên cứu

Quá trình dạy học bộ môn vật lý ở các trường THPT

3.3 Phạm vi nghiên cứu

Thí nghiệm vật lý thuộc phần “QUANG HÌNH HỌC” lớp 11 THPT

IV Giả thuyết khoa học

Nếu khai thác và sử dụng một cách hợp lý các thí nghiệm được lắp ráp

từ bộ thí nghiệm Quang hình vào dạy học phần “QUANG HÌNH HỌC” lớp

11 THPT sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn

V Nhiệm vụ nghiên cứu

Tìm hiểu cơ sở lý luận về thí nghiệm vật lý trong dạy học

Phân tích nội dung, cấu trúc logic phần “quang hình học” của lớp 11 THPT

Tìm hiểu thực trạng phương pháp dạy học vật lý ở phổ thông và sử dụng thí nghiệm vào dạy học vật lý

Nghiên cứu lắp ráp các thí nghiệm từ bộ thí nghiệm Quang hình ở phòng thí nghiệm bộ môn

Nghiên cứu các hướng sử dụng thí nghiệm vật lý trong dạy học phần”QUANG HÌNH HỌC” lớp 11 THPT

Sử dụng các thí nghiệm trên vào dạy học phần “QUANG HÌNH HỌC” Vật lý 11- THPT

VI Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

Nghiên cứu tài liệu về lý luận dạy học để làm sáng tỏ mặt lý luận của đề tài

Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập vật lý lớp 11- THPT và các tài liệu liên quan đến việc khai thác và sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý

-Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:

Phương pháp thống kê toán học để xử lí số liệu thực nghiệm

VII Kết quả luận văn

- Khái niệm, đặc điểm, phân loại, chức năng của thí nghiệm trong dạy

học Vật lý, những yêu cầu chung về mặt kỹ thuật và phương pháp sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lý

- Vi trí, đặc điểm, sơ đồ lô gíc nội dung của phần “QUANG H ÌNH H ỌC” - V ật l ý 11-THPT- Ban cơ bản

- Lắp ráp được 6 thí nghiệm từ bộ thí nghiệm Quang h ình, sử dụng vào dạy học một số kiến thức trong phần “QUANG HÌNH HỌC‟ -Vật lý11-THPT-ban cơ bản

- Sử dụng các thí nghiệm lắp ráp được đề xuất 3 giáo án dạy học trong phần “QUANG HÌNH HỌC”-Vật lý 11-THPT-ban cơ bản

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm, thực thi dạy học một tiết có sử dụng thí nghiệm theo giáo án đã đề xu t và đã thu được kết quả đáng kể

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ THÍ NGHIỆM

TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ

1.1.Khái niệm

Thí nghiệm vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động , ta có thể thu được tri thức mới

1.2 Đặc điểm của thí nghiệm vật lý

Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và được thiết lập có chủ định sao cho thông qua thí nghiệm có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết Mỗi thí nghiệm

có 3 yếu tố cấu thành cần được xác định rõ: Đối tượng cần nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu và phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động

Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên cứu sự phụ thuộc giữa 2 đại lượng trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi

Các điều kiện của thí nghiệm phải được khống chế, kiểm soát đúng dự định nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân tích thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng của nhiễu

Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát được các biến đổi của các đại lượng nào đó do sự biến đổi của các đại lượng khác Điều này đạt được nhờ các giác quan của con người và sự hỗ trợ của các phương tiện quan sát đo đạc

Có thể lặp lại được thí nghiệm Có nghĩa là: Với các thiết bị thí nghiệm,

hành lại thí nghiệm, hiện tượng quá trình vật lý phải diễn ra trong thí nghiệm giống như ở các lần thí nghiệm trước đó

Thí nghiệm vật lý gồm 3 yếu tố cấu thành: Đối tượng nghiên cứu, phương tiện tác động lên đối tượng nghiên cứu, phương tiện quan sát

1.3 Chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận nhận thức

Theo quan điểm của lý luận nhận thức, trong dạy học học vật lý ở trường phổ thông, thí nghiệm vật lý có các chức năng sau:

Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức

Thí nghiệm là để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được

Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn

Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý

 Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức

Khi thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, xử lý kết quả quan sát, đo đạc, lúc này thí nghiệm có tác dụng phân tích hiện thực khách quan và thông qua quá trình thiết lập có một cách chủ quan, để thu được tri thức khách quan

Trong dạy học vật lý ở giai đoạn đầu của quá trình nhận thức một hiện tượng một quá trình vật lý nào đó, khi học sinh còn chưa biết hoặc biết quá ít

về các quá trình đó, hiện tượng đó thì thí nghiệm vật lý được sử dụng để cung cấp cho học sinh những dữ liệu cảm tính (các biểu tượng, các số liệu đo đạc)

về hiện tượng, quá trình vật lý Tạo điều kiện cho học sinh đưa ra những giả thuyết là cơ sở cho những tính chất, những mối liên hệ phổ biến, có tính quy luật của các đại lượng vật lý trong các quá trình hiện tượng nghiên cứu

 Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được

Một trong những chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lý là dùng

để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được Nếu kết quả của thí

nghiệm phủ định tính đúng đắn của tri thức đã biết thì đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết khoa học mới và lại phải kiểm tra nó ở những thí nghiệm khác

Ở trường phổ thông có một số kiến thức rút ra bằng suy luận logic chặt chẽ từ các kiến thức đã biết, trong những trường hợp này cần tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của chúng

 Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn

Trong việc vận dụng các tri thức lý thuyết vào thiết kế, chế tạo các thiết

bị kỹ thuật, người ta thường gặp nhiều khó khăn do: Tính trừu tượng của trí thức, lí do về mặt kinh tế… khi đó người ta thường sử dụng thí nghiệm tạo cơ

sở cho việc vận dụng các tri thức đã thu được vào thực tiễn

Thí nghiệm không những cho học sinh thấy được sự vận dụng trong thực tiễn của các kiến thức vật lý mà còn kiểm chứng sự đúng đắn của trí thức

Thí nghiệm cơ bản không chỉ dẫn đến hình thành những thuyết vật lý mới mà còn làm xuất hiện nhiều ngành kỹ thuật mới

 Thí nghiệm là một bộ phận của phương pháp nhận thức vật lý

- Thí nghiệm bồi dưỡng cho học sinh các phương pháp nhận thức được dùng phổ biến trong nghiên cứu vật lý (phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình)

+ Phương pháp thực nghiệm bao gồm 4 giai đoạn:

Làm nảy sinh vấn đề cần giải đáp, câu hỏi cần trả lời

Đề xuất giả thuyết

Từ giả thuyết, dùng suy luận logic rút ra hệ quả

Xây dựng và thực hiện phương án thí nghiệm để kiểm tra hệ

quả đã rút ra Nếu hệ quả thí nghiệm phù hợp với hệ quả đã rút ra thì giả thuyết là chân thực, nếu không phù hợp thì phải đề xuất giả thuyết mới

Như vậy thí nghiệm đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn đầu và ở giai đoạn cuối của phương pháp thực nghiệm Ở giai đoạn đầu các thông tin về đối tượng cần được nghiên cứu được thu thập nhờ thí nghiệm Ở giai đoạn cuối của thí nghiệm lại được dùng để kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả rút ra + Phương pháp mô hình có 4 giai đoạn:

Thu thập các thông tin về đối tượng gốc

Xây dựng mô hình

Thao tác trên mô hình để rút ra các hệ quả lý thuyết

Kiểm tra hệ quả lý thuyết trên đối tượng gốc

Ở giai đoạn đầu các thông tin về đối tượng gốc thường được thu thập nhờ thí nghiệm Thông qua thí nghiệm, nhờ việc chủ động loại bỏ những yếu

tố không quan tâm, tác động lên đối tượng, bố trí các dụng cụ quan sát, thu thập và xử lý số liệu, ta mới có thể tìm ra được các thuộc tính, các mối quan

1.4 Các chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận dạy học

1.4.1 Thí nghiệm có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học

 Sử dụng thí nghiệm để củng cố trình độ xuất phát, tạo động cơ hứng thú học tập

Bằng việc sử dụng các thí nghiệm đơn giản có tính nghịch lý ta có thể đưa học sinh vào tình huống có vấn đề, tạo nên nhu cầu nhận thức hứng thú tìm tòi kiến thức mới của học sinh

 Sử dụng thí nghiệm để hình thành kiến thức mới, kỹ năng mới cho học sinh

Thí nghiệm có vai trò quan trọng, không gì thay thế được trong giai đoạn hình thành kiến thức mới Nó cung cấp một cách hệ thống các dữ liệu thực nghiệm để từ đó khái quát hóa quy nạp, kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả logic rút ra từ giả thuyết đã đề xuất, hình thành kiến thức mới

Trong chương trình vật lý phổ thông một kiến thức được rút ra từ các phép suy luận logic chặt chẽ để làm tăng thêm sự tin tưởng của học sinh về các kiên thức thu được, giáo viên cũng cần phải tiến hành làm thí nghiệm kiểm chứng lại chúng

 Sử dụng thí nghiệm để củng cố ôn luyện và giúp học sinh vận dụng kiến thức, kĩ năng mà họ tiếp thu được

Việc sử dụng các thí nghiệm ở giai đoạn củng cố không phải là sự lặp lại nguyên si các thí nghiệm đã làm nhằm nhắc lại những kiến thức cũ mà phải

có những yếu tố mới nhằm đào sâu, mở rộng các kiến thức đã biết của học sinh, giúp học sinh thấy được các biểu hiện trong tự nhiên, các ứng dụng trong đời sống và sản xuất của các kiến thức này

Trong các thí nghiệm được sử dụng trong giai đoạn củng cố, thí nghiệm thực hành của học sinh có vai trò nổi bật trong việc củng cố kiến thức và rèn luyện kỹ năng của học sinh

 Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức và kỹ năng của học sinh

Thông qua các hoạt động trí tuệ- thực tiễn của học sinh trong quá trình thí nghiệm, học sinh sẽ chứng tỏ không những kiến thức về sự kiện mà cả kiến thức về phương pháp, không những kiến thức mà cả kỹ năng của mình

1.4.2 Thí nghiệm là phương tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện của học sinh

Việc sử dụng thí nghiệm vật lý góp phần quan trọng vào việc phát triển

Thí nghiệm là phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức và rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo về vật lý của học sinh

Thí nghiệm là phương tiện kích thích hướng thú học tập vật lý, tổ chức quá trình học tập tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh

Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác nhau, bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của học sinh

1.4.3 Thí nghiệm là phương tiện đơn giản hóa và trực quan hóa trong

1.5 Các loại thí nghiệm sử dụng trong dạy học Vật lý

Căn cứ vào mục đích lý luận dạy học của thí nghiệm vật lý trong quá trình nhận thức của học sinh, căn cứ vào mục tiêu đổi mới chương trình, nội dung và phương pháp dạy học vật lý ở trường phổ thông, thí nghiệm vật lý được sử dụng ở rất nhiều các hình thức khác nhau Thông thường người ta phân thí nghiệm thành 2 loại: Thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm thực tập

 Thí nghiệm biểu diễn

Là thí nghiệm được giáo viên tiến hành ở trên lớp trong các giờ học nghiên cứu kiến thức mới hoặc giờ học củng cố kiến thức và nó bao gồm: Thí nghiệm biểu diễn mở đầu: Là thí nghiệm nhằm giới thiệu cho học sinh biết qua về hiện tượng sắp nghiên cứu, để tạo tình huống có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú học tập của học sinh, lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhận thức Đây là những thí nghiệm đơn giản dễ thực hiện và thực hiện nhanh, các thiết bị dễ kiếm, dễ chế tạo

Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng: Là loại thí nghiệm nhằm xây dựng nên hoặc kiểm chứng lại kiến thức mới được sử dụng trong giai đoạn nghiên cứu kiến thức mới Nó bao gồm:

Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát: Là thí nghiệm nhằm cung cấp các cứ liệu thực nghiệm để từ đó khái quát hóa quy nạp, kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả logic rút ra từ giả thuyết

Thí nghiệm nghiên cứu minh họa: Là thí nghiệm nhằm kiểm chứng lại kiến thức đã được xây dựng bằng con đường lý thuyết, dựa trên những phép suy luận logic chặt chẽ

Thí nghiệm củng cố: Là thí nghiệm nêu lên những biểu hiện của kiến thức

đã học trong tự nhiên, đề cập các ứng dụng của kiến thức này trong sản xuất và đời sống, đòi hỏi học sinh phải vận dụng kiến thức đã học để dự đoán hoặc giải thích hiện tượng hay cơ chế hoạt động của các thiết bị, dụng cụ kỹ thuật

 Thí nghiệm thực tập:

Là thí nghiệm do học sinh tự tiến hành trên lớp (trong phòng thí nghiệm), ngoài lớp, ngoài nhà trường hoặc ở nhà với các mức độ tự lập khác nhau Thí nghiệm thực tập bao gồm:

Thí nghiệm trực diện: Là thí nghiệm được tổ chức dạng thí nghiệm đồng loạt (giáo viên chia học sinh thành các nhóm cùng một lúc làm các thí nghiệm như nhau với các dụng cụ giống nhau để giải quyết cùng một nhiệm vụ) hoặc dưới hình thức cá nhân (các nhóm học sinh cùng một lúc tiến hành các thí nghiệm khác nhau nhằm giải quyết các nhiệm vụ bộ phận, để đi tới giải quyết được một nhiệm vụ tổng quát)

Thí nghiệm thực hành: Là loại thí nghiệm do học sinh tiến hành trên lớp (trong phòng thí nghiệm) mà sự tự lực làm việc cao hơn so với thí nghiệm trực diện Học sinh dựa vào tài liệu hướng dẫn đã in sẵn mà tiến hành thí nghiệm, rồi viết báo cáo thí nghiệm theo mẫu

Thí nghiệm thực hành có thể được tổ chức dưới một trong 2 hình thức: Thí nghiệm thực hành đồng loạt (tất cả các nhóm học sinh tiến hành những

thí nghiệm như nhau với dụng cụ giống nhau theo cung một mục đích) hoặc thí nghiệm thực hành cá thể

Thí nghiệm quan sát ở nhà: Là loại bài làm mà giáo viên giao cho từng học sinh hoặc từng nhóm học sinh thực hiện ở nhà Học sinh tự lực tiến hành thí nghiệm và quan sát vật lý trong điều kiện không có sự giúp đỡ trực tiếp của giáo viên Vì vậy loại thí nghiệm này đòi hỏi cao độ tính tự giác , tự lực của học sinh trong học tập Loại thí nghiệm này sử dụng các dụng cụ thí nghiệm thông dụng trong đời sống, vật liệu dễ kiếm, dễ tìm Chính đặc điểm trên mà thí nghiệm quan sát vật lý ở nhà tạo nhiều cơ hội để phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong việc thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ nhằm hoàn thành nhiệm vụ được giao

Ta thấy do tác dụng nhiều mặt của thí nghiệm thực tập nên việc tăng cường các thí nghiệm thực tập là một trong những nội dung của việc đổi mới chương trình, nội dung, phương pháp dạy học vật lý phổ thông

Các loại thí nghiệm có thể tóm tắt bằng sơ đồ sau:

TN giáo khoa

TN thực tập

TN quan sát ở nhà

TN tổng hợp luân phiên

1.6 Những yêu cầu chung về mặt kỹ thuật và ph-ơng pháp dạy học đối với việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý ở tr-ờng phổ thông

Để thí nghiệm phát huy đầy đủ các chức năng của nó trong dạy học vật lí thì việc sử dụng thí nghiệm phải tuân theo một số yêu cầu chung về mặt kỹ thuật và ph-ơng pháp dạy học:

- Xác định rõ lôgíc của tiến trình dạy học trong đó việc sử dụng thí nghiệm phải là một bộ phận hữu cơ của quá trình dạy học, nhằm giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong tiến trình nhận thức Tr-ớc mỗi thí nghiệm phải

đảm bảo cho học sinh ý thức đ-ợc sự cần thiết của thí nghiệm và hiểu rõ mục

đích của thí nghiệm

- Xác định rõ dụng cụ cần sử dụng, sơ đồ bố trí chúng, các b-ớc tiến hành thí nghiệm Để đạt đ-ợc mục đích thí nghiệm cần sử dụng các thí nghiệm nào? bố trí thí nghiệm ra sao? Tiến hành như thế nào? Cần quan sát

đo đạc các đại l-ợng nào?

- Đảm bảo cho học sinh ý thức đ-ợc rõ ràng và tham gia tích cực vào tất cả các giai đoạn thí nghiệm bằng cách giao cho học sinh những nhiệm vụ cụ thể trong quá trình thí nghiệm

- Thử nghiệm kỹ l-ỡng mỗi thí nghiệm tr-ớc giờ học, bảo đảm thí nghiệm phải thành công

- Việc sử dụng dụng cụ thí nghiệm phải đảm bảo an toàn

Ngoài những yêu cầu chung này, từng loại thí nghiệm còn phải tuân theo các yêu cầu riêng, tùy đặc tính của nó

1.7.Kết luận chương 1

Trong chương 1 tụi đó trỡnh bày rừ cơ sở lớ luận của việc sử dụng thớ

nghiệm vào dạy học Vật lý phổ thụng nhằm nõng cao chất lượng dạy học.Cụ

thể là tụi đó làm rừ được: Khỏi niệm, đặc điểm, chức năng của thớ nghiệm Vật

lý, cỏc loại thớ nghiệm sử dụng trong dạy học Vật lý

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU LẮP RÁP VÀ SỬ DỤNG BỘ

THÍ NGHIỆM QUANG HÌNH VÀO DẠY HỌC PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” -VẬT LÝ 11-THPT-BAN CƠ BẢN

2.1 Vị trí, đặc điểm của phần "Quang hình học"-Vật lý 11-ban cơ bản

- Phần “QHH” là phần tiếp nối chương trình Vật lý THCS và đây là cơ

sở để nghiên cứu các chương tiếp theo

- Phần “QHH” có nội dung ngắn gọn, dễ hiểu, dễ học, dễ dạy, là phần có

nhiều nội dung quan trọng, gần gũi với học sinh

2.2 Mục đích của phần "Quang hình học"-Vật lý 11-ban cơ bản

2.2.1 Về kiến thức

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

Nêu được chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỷ đối

Nêu được tính thuận nghịch của sự truyền anh sáng

Mô tả được hiện tượng phản xạ toàn phần và nêu được điều kiện xảy ra hiện tượng này Từ đó phân biệt được hiện tượng phản xạ toàn phần và phản

Phát biểu được định nghĩa độ tụ của thấu kính và đơn vị đo của độ tụ Nêu được số phóng đại của ảnh tạo bởi thấu kính

Nêu được sự điều tiết của mắt khi nhìn vật ở điểm cực cận và điểm cực viễn Nêu được góc trông và năng suất phân ly

Trình bày đƣợc các đặc điểm của mắt cận thị, mắt viễn thị, mắt lão về mặt quang học và nêu tác dụng của kính cần đeo để khắc phục các tật này Nêu đƣợc nguyên tắc cấu tạo và công dụng của kính lúp, kính hiển vi và kính thiên văn

Trình bày đƣợc số bội giác của ảnh tạo bởi kinh lúp, kính hiển vi, kinh thiên văn

Dựng đƣợc ảnh của 1 vật tạo bởi thấu kính

Vận dụng đƣợc các công thức về thấu kính để giải các bài tập

Xác định đƣợc tiêu cự của thấu kính bằng thí nghiệm

2.3 Cấu trúc của phần “ Quang hình học”-Vật lý 11-ban cơ bản

2.4 Các thí nghiệm được lắp ráp và sử dụng vào dạy học phần

“Quang hình học” -Vật lý 11-THPT-ban cơ bản

Tôi đã sử dụng bộ thí nghiệm Quang hình học của phòng thí nghiệm bộ

môn bao gồm các thiết bị sau:

a) Bảng từ tính thẳng đứng có thước đo góc

b) Đèn laser gắn trên bảng từ

c) Bản nhựa trong suốt hình bán nguyệt

d) Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kỳ

e) Thấu kính nước phẳng lồi hình bán nguyệt

f) Lăng kính hình tam giác

Với bộ thí nghiệm đó tôi đã khai thác được 6 thí nghiệm có thể sử dụng vào dạy học một số kiến thức trong phần “QUANG HÌNH HỌC” vật lý 11-THPT- ban cơ bản

Thí nghiệm 1:Nghiên cứu định luật khúc xạ ánh sáng

Thí nghiệm 2: Hiện tượng phản xạ toàn phần

Thí nghiệm 3: Đường truyền của tia sáng khúc xạ qua lăng kính

Thí nghiệm 4: Đường truyền của tia sang khúc xạ qua thấu kính hội tụ

và thấu kính phân kì

Thí nghiệm 5: Xác định chiết suất của nước

Thí nghiệm 6: Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát tính thuận nghịch của đường truyền ánh sáng

f)

2.4.1 Thí nghiệm 1: Nghiên cứu định luật khúc xạ ánh sáng

Điều chỉnh đèn để thay đổi góc tới, quan sát và xác định góc khúc xạ tương ứng

00

900

900

Hình 1

Lần đo Góc tới i(độ) Góc khúc xạ r(độ) Sin i/ sin r

Chiếu tia sáng của đèn laser từ không khí vào bản nhựa.Quan sát và nêu hiện tượng.Sau đó thay đổi góc tới.Quan sát và nêu hiện tượng Rút ra nhận xét Chiếu tia sáng của đèn laser từ bản nhựa ra không khí dưới góc tới i < 300

, quan sát đường truyền của tia sáng, so sánh độ sáng của chùm phản xạ, khúc

xạ so với chùm tới

Điều chỉnh đèn để tăng góc tới, quan sát sự biến đổi về hướng và cường

độ của chùm phản xạ, chùm khúc xạ Đến lúc chùm khúc xạ đi là là mặt phân cách hãy xác định góc tới (góc giới hạn)

Tiếp tục tăng góc tới, quan sát chùm phản xạ và chùm khúc xạ Mô tả hiện tượng Từ đó xác định rõ những dấu hiệu cơ bản của khái niệm “hiện tượng phản xạ toàn phần”

Xác định điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần khi chiếu ánh sáng từ bản nhựa ra không khí bằng thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm:

Tiến hành thí nghiệm thu được kết quả

Hình 3

Góc tới Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ Nhỏ -Lệch xa pháp tuyến

(so với tia tới)

Có giá trị lớn hơn igh - Không còn - Rất sáng

Từ kết quả thu được ta rút ra kết luận: Góc tới giới hạn là góc mà tại đó tia khúc xạ đi là là mặt phân cách giữa 2 môi trường

Điều kiện để có phản xạ toàn phần là:

Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi truờng chiết quang kém hơn n1 > n2

Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn

i ≥ igh

 Vận dụng

Thí nghiệm này có thể được sử dụng dưới hình thức thí nghiệm nghiên cứu khảo khi dạy bài: “bài 27: phản xạ toàn phần” - vật lý 11 THPT

Thời điểm: khi dạy mục 1 của bài 27

2.4.3 Thí nghiệm 3: Đường truyền của tia khúc xạ qua lăng kính

Chiếu tia sáng từ đèn laser vào lăng kính theo

các phương khác nhau

Quan sát và rót ra nhận xét về đường đi của tia

sáng khi truyền qua lăng kính và tia ló ra khỏi lăng kính

 Kết quả thí nghiệm:

Sau khi tiến hành thí nghiệm ta nhận thấy:

Khi ánh sáng truyền tõ không khí vào lăng kính luôn có sự khúc xạ và tia khúc xạ luôn bị lÖch về đáy và lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới

Chiếu hai chùm tia tới vào thấu kính sao cho hai chùm tia ló song song với nhau và cùng song song với một trục phụ.Xác định tiêu điểm vật phụ

Chỉ dùng một tia sáng, chiếu tia này theo các phương:

Đi qua quang tâm

Song song với trục chính

Đi qua tiêu điểm vật chính

Xác định phương của chùm tia ló

.Đối với thấu kính phân kì: Chùm tia ló có đường kéo dài cắt nhau tại một điểm trên trục chính.Điểm đó gọi là tiêu điểm ảnh chính của thấu kính

- Khi chiếu hai chùm tia song song với một trục phụ thì ta được:

.Đối với thấu kính hội tụ: Chùm tia ló cắt nhau tại một điểm trên trục phụ.Điểm đó gọi là tiêu điểm ảnh phụ (F‟n).(n=1,2,3…)

.Đối với thấu kính phân kì: Chùm tia ló có đường kéo dài cắt nhau tại một điểm trên trục phụ.Điểm đó gọi là tiêu điểm ảnh phụ(F‟n).(n=1,2,3…)

- Chiếu hai chùm tia tới vào thấu kính sao cho chùm tia ló song song với trục chính Ta thu đƣợc:

.Đối với thấu kính hội tụ: Chùm tia tới cắt nhau tại một điểm nằm trên trục chính và điểm đó gọi là tiêu điểm vật chính của thấu kính hội tụ.Kí hiệu

Đối với thấu kính phân kì thì hai chùm tia tới có đường kéo dài cắt nhau tại một điểm Điểm đó gọi l à tiêu điểm vật phụ

- Tập hợp tất cả các tiêu điểm tạo thành tiêu diện.Tiêu diện gồm tiêu diện vật

và tiêu diện ảnh

- Tia tới đi qua quang tâm thì cho tia ló đi thẳng

- Tia tới song song với trục chính thì cho tia ló (hoặc đường kéo dài của tia ló) đi qua tiêu điểm ảnh chính

- Tia tới đi qua tiêu điểm vật chính (hoặc đường kéo dài của tia tới đi qua tiêu điểmvật chính) thì tia ló song song với trục chính

 Vận dụng:

Thí nghiệm này có thể được sử dụng dưới hình thức thí nghiệm nghiên cứu khảo sát khi dạy bài:”Bài 29: Thấu kính mỏng”- Vật lý 11 THPT

Thời điểm: Khi dạy mục 2 và mục 3 của bài 29

2.4.5 Thí nghiệm 5: Đo chiết suất của nước

Tính chiết suất trung bình của nước, sai số

Ghi kết quả vào bảng số liệu

00

nước

Thấu kính phẳng lồi để chứa nước

= 1,35

06 , 0 41 , 1 35 ,



n suy ra 0 , 044

35 , 1

06 ,

Thời điểm: Sau khi học xong kiến thức chiết suất của nước

2.4.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng

 Mục đích: Khảo sát tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng