SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT LƯƠNG ĐẮC BẰNG
------
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM
CHO HỌC SINH QUA DẠY HỌC BÀI TẬP THÍ NGHIỆM
QUANG HÌNH LỚP 11 THPT
Người thực hiện: Chu Đình Đức
Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị công tác: Trường THPT Lương Đắc Bằng
SKKN thuộc môn: Vật Lý
THANH HÓA NĂM 2017
1
MỤC LỤC
Bảng viết tắt…………..……..………………………………….…………..i
1. MỞ ĐẦU ………………………………………………………………….1
1.1. Lí do chọn tài………………………………..………………..………….1
1.2. Mục đích nghiên cứu……..………………………………..……………1
1.3. Đối tượng và phạm vi cứu………………………………..……………...1
1.4. Phương pháp nghiên cứu………………………………..……………….2
2. Nội dung………………………….…………….…………………………2
2.1. Cơ sở lý luận ……………………………………………………………2
2.1.1.Năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật Lý………….....2
2.1.2. Bài tập thí nghiệm trong dạy học Vật lý……………………….……..4
Trong dạy học Vật lý, bài tập là một phương tiện, phương pháp dạy học tích
cực, có tác dụng to lớn trong việc thực hiện nhiệm vụ: giáo dưỡng; phát triển năng
lực tư duy; giáo dục nhân cách đạo đức; giáo dục kĩ thuật tổng hợp.
Bài tập thí nghiệm Vật lý là dạng bài tập mà khi giải phải sử dụng thí nghiệm
Vật lý. Vì vậy BTTN vừa phát huy chức năng của BT, vừa phát huy chức năng của
thí nghiệm. Do đó BTTN có khả năng to lớn trong việc bồi dưỡng năng lực thí
nghiệm cho HS.
Quang hình là một phần quan trọng trong chương trình vật lý THPT, đây
cũng là một phần có nhiều thuận lợi cho dạy học bài tập thí nghiệm, vì các thiết bị
thí nghiệm đơn giản, dễ tìm, thuận lợi cho việc đo đạc, thu thập và xử lý số liệu.
Với những lý do trên tôi chọn đề tài: “ Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học
sinh qua dạy học bài tập thí nghiệm quang hình lớp 11 THPT”
1.2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm quang hình Vật lý 11 trong
quá trình dạy học để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài
- Năng lực thực nghiệm
- Bài tập thí nghiệm
3
- Quá trình dạy học vật lý
Phạm vi nghiên cứu
Bài tập thí nghiệm thuộc phần quang hình lớp 11 THPT.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các tài liệu lý luận về phương pháp thực nghiệm khoa học;
- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách bài tập và các tài liệu liên quan;
Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
+ Mô hình hóa phương án thí nghiệm
+ Dự đoán kết quả thí nghiệm.
- Óc tò mò quan sát, sự khéo léo, niềm say mê thực hành thí nghiệm
- Thực hiện được các phương án tìm câu trả lời bằng thực nghiệm:
+ Có kĩ năng sử dụng các thiết bị đo
+ Có kĩ năng lựa chọn lắp ráp dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ TN
+ Có kĩ năng quan sát đo đạc, thu thập sắp xếp dữ liệu quan sát.
- Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được;
- Đánh giá độ tin cậy của kết quả thu được
+ Kĩ năng xác định sai số phép đo
+ Đối chiếu kết quả với giả thuyết đã xây dựng.
Cấu trúc của năng lực thực nghiệm
Năng lực thực nghiệm
+ Kiến thức vật lí liên quan đến
quá trình cần khảo sát
+ Kiến thức về thiết bị, về an toàn
+ Kiến thức về xử lí số liệu, kiến
thức về sai số
+ Kiến thức về biểu diễn số liệu
dưới dạng bảng biểu, đồ thị
+ Thái độ kiên nhẫn
+ Thái độ trung thực
+ Thái độ tỉ mỉ
+ Thái độ hợp tác
+ Thái độ tích cực
Kĩ năng
+ thiết kế phương án thí nghiệm
+ chế tạo dụng cụ
1. Đặt vấn đề trên cơ sở các sự 1.Đọc đề bài, hiểu rõ câu hỏi của bài toán
kiện và quan sát. Phân tích vấn đề phân tích bản chất Vật lý của bài toán.
2. Hình thành giả thuyết.
2. Xây dựng phương án giải (phương án thí
nghiệm, lập luận, tính toán)
3. Nghiên cứu lý thuyết (suy ra hệ 3. Thực hiện giải: Tính toán, lập luận, trình
quả logic từ giả thuyết). Lập bày lời giải, (nếu có thể giải bằng lý thuyết).
Hoặc lập phương án thí nghiệm, quan sát
phương án thí nghiệm kiểm tra.
thu thập số liệu.
4. Tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện
4. Nghiên cứu thực nghiệm: Tiến tượng, ghi nhận số liệu và xử lý kết quả.
hành thí nghiệm, xử lý kết quả.
5. Đánh giá kết quả và trả lời câu hỏi của
5. Rút ra kết luận về vấn đề bài toán.
nghiên cứu
Như vậy các hành động nhận thức diễn ra khi thực hiện giải một bài tập thí
nghiệm có tính chất tương tự với những hành động diễn ra khi nghiên cứu bằng
phương pháp thực nghiệm. Đây chính là cơ sở tâm lý và lý luận dạy học của dạy
học PPTN bằng biện pháp sử dụng các BTTN; việc HS tiến hành giải BTTN sẽ làm
cho tư duy phân tích, tổng hợp, phán đoán, trừu tượng hóa, khái quát hóa và cả trực
giác khoa học được bồi dưỡng và rèn luyện. Việc giải các BTTN, đó là những
nghiên cứu nhỏ - tạo điều kiện tốt để phát triển tư duy và khả năng nhận thức cho
học sinh.
6
Câu hỏi của loại bài tập này thường là:
7
- Làm thế nào để đo đạc được.... với các thiết bị...?
- Hãy tìm cách xác định các đại lượng...với các thiết bị...?
- Nêu phương án đo...với các dụng cụ...?
- Nêu các phương án đo...?
* Bài tập thí nghiệm định lượng
Những bài tập này yêu cầu HS:
- Đo đạc đại lượng Vật lý với các thiết bị nào đó.
Bài tập thí nghiệm
- Tìm quy luật về mối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lượng Vật lý (với các
thiết bị nhất định).
Có thể chia làm 3 mức độ (căn cứ vào tính chất khó khăn, phức tạp của bài toán).
BTTN
BTTN định lượng
Mức
độ 1. định
Cho tính
thiết bị. Hướng dẫn cách làm thí nghiệm.
Yêu cầu. HS làm thí nghiệm tìm quy luật, đo đạc đại lượng.
Những bài toán thí nghiệm thực hành của HS ở phòng thí nghiệm được biên soạn ở
SGK là những ví dụ về BTTN ở mức độ 1.
Làm TN,
Thiết kế
Đo lường đại
Thiết kế, minh
Mức
quan sát,
ra như vậy?
với các thiết bị…
Có thể tóm tắt sự phân loại BTTNVL trong trường phổ thông bằng sơ đồ sau:
MĐ1:
ChoVật
các lý[8].
thiết bị hướng dẫn
Sơ đồ 1.3: Phân loại hệ thống bài tập thí
nghiệm
cách làm thí nghiệm, yêu cầu đo đạc,
tìm quy luật.
MĐ2: Cho thiết bị
Yêu cầu: Lập PATN, làm thí nghiệm
đo đạc tìm quy luật.
8
MĐ3: Lựa chọn thiết bị, lập PATN,
làm thí nghiệm
2.2. Thực trạng dạy học phần Quang hình tại các trường THPT
2.2.1. Về giảng dạy của giáo viên
- Tuy nhiều GV đã có cải tiến trong phương pháp dạy học, để nhằm mục đính tạo
ra không khí hoạt động tích cực cho sinh trong giờ học, nhưng các phương pháp mà
giáo viên sử dụng vẫn còn nặng về diễn giải, giải thích hơn là kích thích tự tìm tòi.
Do vậy kết quả đạt được không như mong muốn. Học sinh mặc dù hăng hái tham
gia nhưng chưa thực sự được kích thích tự tìm tòi để phát triển tư duy.
9
- Kĩ năng sử dụng dụng cụ đo lường
- Kĩ năng bố trí thí nghiệm theo phương án hoặc theo sơ đồ
- Kĩ năng quan sát, đo đạc;
- Kĩ năng thu thập số liệu.
- Kĩ năng tính sai số của phép đo.
Bài tập thí nghiệm đo lường đại lượng Vật lý hoặc xác định bằng thí nghiệm qui
luật Vật lý ngoài việc bồi dưỡng năng lực xây dựng PATN. Còn có khả năng rèn
luyện tất cả các kĩ năng trên.
10
Ngoài ra có thể xây dựng BTTN dành riêng cho việc rèn luyện những kĩ
thành tố của năng lực thực nghiệm:
- Bài tập thí nghiệm bồi dưỡng kĩ năng quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng
- Bài tập yêu cầu làm theo hướng dẫn, quan sát mô tả, giải thích
- Bài tập rèn luyện kĩ năng xử lý số liệu thí nghiệm
- Bài tập rèn luyện kĩ năng đánh giá đánh giá độ chính xác của phép đo.
Từ những cơ sở trên đây chúng tôi nhận thấy:
- Dạy học tất cả các môn học trong nhà trường đều phải hướng tới phát triển
người học. Vật lý ở trường THPT chủ yếu là Vật lý thực nghiệm. Vì thế, ngoài việc
hướng tới hình thành các năng lực cho HS, môn Vật lý còn phải hình thành cho HS
năng lực thực nghiệm như là một năng lực chuyên biệt.
- Phần quang hình được dạy ở lớp 11 THPT, sau khi HS đã học xong chương
trình Cơ, Nhiệt, Điện, Điện – Từ. Quang hình là một phần quan trọng hình thành
cho học sinh những kến thức tổng quan về các hiện tượng khúc xạ ánh sáng, đường
đi của các tia sáng qua các dụng cụ quang học, các hiện tượng khoa học diễn ra
trong tự nhiên do khúc xạ và phản xạ ánh sáng gây ra. Đây là phần dễ dạy và dễ
học bởi hiện tượng truyền ánh sáng gần gũi với cuộc sống thường nhật, là sự nối
tiếp các kiến thức phần quang ở THCS; thí nghiệm ở phần này dễ thành công ; đây
là điều kiện thuận lợi để thực hiện dạy học BTTN nhằm bồi dưỡng năng lực thực
Bài 3: Khi pha nước đường trong cốc, quan sát khối chất lỏng có gì khác so với
trước khi pha? Giải thích sự khác biệt đó.
Câu hỏi hướng dẫn
C1: Nước và đường môi trường nào có chiết suất lớn hơn?
C2: Khi ánh sáng đi từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém triết
quang hơn có thể xảy ra hiện tượng gì?
Bài 4: Nhúng nghiêng một ống thủy
tinh rỗng vào một cốc thủy tinh chứa
A
gần đầy nước sao cho đáy ống chạm
vào đáy cốc và miệng ống nằm ở phía
trên (Hình 2.2). Cốc nước được đặt trên
mặt bàn.
Nhìn dọc theo thành ống thủy tinh
từ phía trên A. Mô tả và giải thích
hiện tượng quan sát được.
Hình 3.2
Câu hỏi hướng dẫn
C1: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng, làm cho ảnh của đầu ống thủy tinh trong nước
như thế nào?
C2: Hiện tượng phản xạ toàn phần ở thành ống thủy tinh đi vào mắt sẽ như thế nào?
Bài 5: Tiến hành thí nghiệm (Hình 2.4):
giữ một vật nhỏ (đầu bút bi, nắp bút máy…)
nằm ngang ngay trước một cốc thủy
tinh hình trụ thành mỏng, chứa gần đầy
12
nước. Đặt mắt quan sát vật nhỏ ở phía
bên kia cốc nước. Mô tả và giải thích hiện
13
Bài 9: trong phòng thí nghiện được chiếu sáng bằng một bóng đèn sợi đốt. Nếu có
hai TKHT, làm thế nào để xác định được cái nào có độ tụ lớn hơn mà không phải
dùng thêm bất cứ một dụng cụ nào khác. Nêu phương án thực hiện.
Câu hỏi hướng dẫn
C1 Quan hệ giữa độ tụ và tiêu cự của TKHT là gì?
C2: Có thể so sánh độ tụ nhờ quan sát định tính ảnh không?
C3: Nêu cách xác định tiêu cự của TKHT chỉ bằng ánh sáng của bóng đèn sợi đốt?
Bài 10: Giả sử bạn lạc trên một băng đảo, mà không có diêm hoặc bật lửa, xung
quanh bạn chỉ có băng tuyết và những cành củi khô. Hãy nêu một cách để lấy lửa
trong điều kiện như vậy?
Câu hỏi hướng dẫn
C1: Có thể chế tạo được một TKHT bằng tuyết không?
C2: Làm thế nào để chùm tia sáng mặt trời khi qua thấu kính tuyết hội tụ tại một
điểm?
Bài 11: Một cái bình dạng hình hộp chữ nhật trong suốt chứa chất lỏng, một ngồn
lazer phát sáng đơn sắc, băng dính, bút chì, thước thẳng và giấy kẻ ôli tới mm. Hãy
đề xuất phương án thí nghiệm để xác định chiết suất của chất lỏng trong bình.
Câu hỏi hướng dẫn
C1: Khi tia sáng qua mặt phân cách giữa hai môi trường sẽ thế nào?
C2: Có thể xác định được vị trí vệt sáng tia khúc xạ và tia phản xạ bằng thước thẳng
được không?
C3: Trình bày cách xác định hệ số góc của hàm bậc nhất bằng đồ thị?
C4: Hãy thiết kế một phương án thí nghiệm từ những dụng cụ đã cho?
Bài 12: Hãy nêu một phương án thí nghiệm để xác định bán kính cong của hai mặt
TKHT và chiết suất của chất làm thấu kính với các dụng cụ sau: một TKHT, một hệ
giá đỡ dụng cụ quang học, một nguồn lazer, một màn ảnh, một cốc thủy tinh đáy
phẳng mỏng, trong suốt đường kính đủ rộng, một thước đo chiều dài chia tới mm,
C2: Xác định độ dời ảnh qua BMSS, từ đây có xác định được chiết suất của BMSS
không?
C3: Làm thế nào để có ảnh rõ nét?
C4: Trình bày cách đo?
Dạng 3: Bài tập thí nghiệm bồi dưỡng năng lực tiến hành thí nghiệm của học
sinh
Bài 17: Một thấu kính phân kỳ, một bóng đèn, một thấu kính hội tụ, một thước đo
có vạch chia tới milimét. Bằng các dụng cụ trên làm thí nghiệm để xác định tiêu cự
của TKPK.
Câu hỏi hướng dẫn
C1: Dùng kính hội tụ và đèn nhỏ S có thể tạo ra chùm sáng song song không?
15
C2: Đặt kính phân kì hứng chùm sáng song song rồi chiếu lên màn (Hình 2.5), có
thể đo được f2 không?
Bài 18: Cho một lăng kính thủy tinh, nguồn Lazer, bảng gắn các thiết bị có êke chia
độ. Từ các thiết bị trên trình bày phương án thí nghiệm để xác định chiết suất của
lăng kính.
Câu hỏi hướng dẫn
C1: Khi nào sãy ra góc lệch của tia sáng qua lăng kính?
C2: Khi có góc lệch tia sáng cực tiểu, có thể xác định được chiết suất của lăng kính
không?
Bài 19: Dùng một tờ giấy, một thước kẻ, một bút. Hãy xác định gần đúng năng suất
phân ly của mắt.
Câu hỏi hướng dẫn
C1: Năng suất phân li của mắt là gì?
C2: Hãy thiết kế một phương án thí nghiệm từ những dụng cụ đã cho?
Dạng 4 : Bài tập thí nghiệm bồi dưỡng năng lực tiến hành thí nghiệm,
đo đạc và xử lý số liệu
dụng tốt đến việc kích thích tính hứng thú học tập của HS, qua đó nâng cao chất
lượng dạy học môn Vật lý cụ thể là :
- Các BTTN giúp GV có thể có nhiều cách lựa chọn hơn để tổ chức các hoạt động
nhận thức của HS, theo đó các giờ học hấp dẫn hơn…
- Các BTTN làm cho HS tích cực chủ động và hứng thú trong việc tham gia vào
các hoạt động nhận thức, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn được nâng cao
hơn nhờ đó chất lượng học tập của các em được nâng lên.
3. KẾT LUẬN
Vật lý học là môn khoa học thực nghiệm việc dạy và học Vật lý phải kết hợp
đồng thời giữa lý thuyết và thực hành. Do đó GV cũng như HS phải nhận thức tầm
quan trọng của các giờ thực hành, các giờ làm thí nghiệm, tránh tình trạng « dạy
chay- học chay », dẫn đến tiết học nhàm chán, kém hiệu quả. HS không có kĩ năng
thí nghiệm, không có kĩ năng thực hành, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn
kém. Là một người GV tôi nhận thức được việc phải đổi mới phương pháp theo
hướng kích thích tăng cường tính hứng thú của HS nhằm nâng cao chất lượng dạy
và học., góp phần bồi dưỡng phương pháp nhận thức, kỹ năng tư duy và năng lực
giải quyết vấn đề cho HS.
Qua việc thực hiện đề tài này chúng tôi nhận thấy:
- Đã thiết kế các tiến trình dạy học có sử dụng BTTN ở nơi công tác.
- Đã tiến hành thực nghiệm sư phạm và sử lý kết quả, bước đầu cho thấy việc sử
dụng BTTN có tác dụng trong việc kích thích hứng thú học tập của HS, nâng cao
chất lượng dạy và học.
17
Do kiến thức thì vô hạn mà khả năng của bản thân thì có hạn, kinh nghiệm
chưa nhiều nên chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp
ý bổ ích của quí Thầy Cô và các bạn để SKKN có thể trở thành tài liệu tham khảo
cho GV, HS và hướng nghiên cứu của đề tài có thể được nhân rộng, áp dụng cho
việc dạy- học các chương khác trong chương trình THPT.
[10]. Phạm Thị Phú (2007), Chuyển hóa phương pháp nhận thức vật lí thành
phương pháp dạy học vật lí, Đại học Vinh.
[11]. Phạm Thị Phú (2012), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Vật lý và lý
luận phương pháp dạy học Vật lý
[12]. Tập thể tác giả (2012), Sách giáo khoa Vật lí 11, NXB Giáo dục.
[13]. Tập thể tác giả (2012), Sách bài tập Vật lí 11, NXB Giáo dục.
DANH MỤC
CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH
GIÁ XẾP LOẠI CẤP SỞ GD&ĐT THANH HÓA
Họ và tên tác giả: Chu Đình Đức
Chức vụ và đơn vị công tác: giáo viên Vật lý Trường THPT Lương Đắc Bằng
TT
Tên đề tài SKKN
Cấp đánh
giá xếp loại
19
Kết quả
đánh giá
xếp loại
Năm học
đánh giá
xếp loại
2013