ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHẠM VĂN THỌ XÂY DỰNG VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƢƠNG SĨNG ÁNH SÁNG VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH GIỎI LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI – 2015 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHẠM VĂN THỌ XÂY DỰNG VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƢƠNG SĨNG ÁNH SÁNG VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH GIỎI LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: Lí luận phƣơng pháp dạy học (bộ mơn Vật lí) Mã số:60 14 01 11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS TS Hà Huy Bằng HÀ NỘI – 2015 ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn n Gi m hiệu, thầ gi o v n ộ trƣờng Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội giúp đỡ suốt thời gian học tập, ng t ũng nhƣ ho n th nh luận văn tốt nghiệp Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Hà Huy Bằng, tận tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện tốt giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu và thực luận văn n T i ũng xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo em họ sinh trƣờng THPT Tô Hiến Thành, Trung tâm GDTX Hải Cƣờng, huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định giúp đỡ tạo điều kiện để hoàn thành luận văn n T i ũng xin ảm ơn tới gi đình, ạn è v đồng nghiệp động viên, giúp đỡ tơi q trình học tập thực luận văn Hà Nội, tháng 11 năm 2015 PHẠM VĂN THỌ iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐC GQVĐ GV HS HSG NL Nxb SGK THPT TN TNSP iv STT Sơ đồ Sơ đồ 1.1 Sơ Sơ đồ 1.2 Sơ Sơ đồ 1.3 Sơ Sơ đồ 2.1 Sơ Sơ đồ 2.2 Sơ v STT Bảng Bảng 1.1 10 11 12 ảng 1.2 Bảng 1.3 ảng 1.4 ảng 1.5 Bảng lên kế hoạch sử dụng tập vật lí dạy học ảng từ NL Kết đầu r sinh ảng liên hệ giữ ph ủ ảng khảo s t thự trạng phổ th ng ảng 3.1 Bảng thông tin học sinh lớp TN lớp ĐC ảng 3.2 Bảng Rubric cho tập vật lí Jennifer Docktor ảng 3.3 Thống kê số HS hồn thành tiêu chí Rubric kiểm tra ảng 3.4 Kết ảng 3.5 Phân phối tần số, tần suất v tra ảng 3.6 Bảng giá trị tham số đặ ảng 3.7 Bảng th hƣơng sóng vi vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Hình Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Trang Tên hình Hiện tƣợng tán sắ nh s ng qu lăng kính 36 M tả gó lệ h ủ ti đỏ v ti tím so với ti tới 38 Tán sắ qu lăng kính tiết diện t m gi 40 T n s ắ q u l ă n g k í n h ó g ó l ệ h ủ t i Hình 2.5T n sắ Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 T n sắ Hình vẽ HìnhHình 2.9 vẽ C 44 53 S 55 G 46 47 48 49 Tán sắ 12 13 50 Tán sắc ánh s ng qu 52 Tán sắ Hì nh 2.1 Tán sắ Tán sắc qua mặt song song Hìn h 2.1 Tán 14 Hìn T h 2.1 15 Hìn h qua 2.1 16 Hìn h 2.1 - sắc qua thấu kính hội tụ n sắ Tán sắc thấu kính hội tụ Vệt sáng 17 Hìn h 2.1 18 Hìn h tƣợng 2.1 19 Hìn h 2.1 qua chắn Hiện khúc xạ giọt 20 Hìn nƣớc h 2.2 21 Hìn h 2.2 T 22 Hìn qu h 2.2 giọt hình cầu n sắ nƣớ hình ầu – 6 56 57 58 61 62 viii 23 Hình 2.23 Giao thoa có mỏng 24 Hình 2.24 Giao thoa với lƣỡng lăng kính 25 Hình 2.25 Giao thoa với lƣỡng gƣơng Fre-nen 26 Hình 2.26 Giao thoa với lƣỡng gƣơng Fre-nen (Ví dụ 8) 80 27 Hình 2.27 Giao thoa với lƣỡng thấu kính Biê 81 28 Hình 2.28 Gi o tho gƣơng L i 84 29 Hình 2.29 Gi o tho gƣơng L i (Bài tập 19) 30 Hình 2.30 Giao thoa qua mỏng 31 Hình 2.31 Vân giao thoa tạo nêm 32 Hình 2.32 Giao thoa với váng dầu 72 76 89 88 92 93 94 ix KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian tiến hành tìm hiểu, nghiên cứu húng t i thực nhiệm vụ đề ra, cụ thể là: Đã tổng qu n sở lí luận tập vật lí, vai trị tập vật lí dạy học mơn vật lí, phƣơng ph p giải tập vật lí v lực giải vấn đề dạy học tập vật lí có chi phối lự kh v ngƣợc lại Đã tiến h nh điều tra thực trạng dạy học tập vật lí nói chung tập vật lí hƣơng sóng nh s ng nói riêng GV v HS h i trƣờng THPT Tô Hiến Thành Trung tâm GDTX Hải Cƣờng, Huyện Hải Hậu, Tỉnh N m Định thấy tập vật lí gắn với lực giải vấn đề củ HS trọng Đã ấu trúc lại nội dung tập đối tƣợng HSG Từ xâ dựng hệ thống tập dƣỡng NL GQVĐ ho HSG Trong kiến thức, vừa rèn luyện kỹ kỹ xảo Sự thành thạo th o t tƣ du dẫn đến ngƣời học trở nên ó NL để giải vấn đề họ ũng nhƣ thực tiễn Đã tiến hành thực nghiệm sƣ phạm hệ thống tập xâ dựng Trƣờng THPT Tô Hiến Thành - N m Định Kết thực nghiệm sƣ phạm đƣợc đ nh gi theo thang tiêu chí Rubric xử lí theo phƣơng ph p thống kê tốn học thu đƣợc kết lớp TN o lớp ĐC Kết nghiên cứu lãnh đạo nh trƣờng lƣu trữ sáng kiến kinh nghiệm trƣờng v đề nghị làm sáng kiến kinh nghiệm cấp sở năm học tới Kết thực nghiệm sƣ phạm chứng tỏ đề tài “Xây dựng hướng dẫn giải hệ thống tập chương sóng ánh sáng vật lí 12 nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh giỏi” cần thiết, góp phần nâng cao khả nhận thức, 111 lự tƣ du ũng nhƣ rèn lu ện kỹ kỹ xảo, tính tích cực, tự gi , độc lập sáng tạo học tập góp phần bồi dƣỡng NL GQVĐ HSG Riêng thân t i ũng sáng tỏ nhiều kiến thức lí luận phƣơng ph p dạy học tâp vật lí, sở lí luận lực học tập HS biện pháp bồi dƣỡng NL GQVĐ ho HS Khuyến nghị Qua trình nghiên cứu thực đề tài chúng tơi có vài khuyến nghị: Có nhiều cách thứ để xây dựng hệ thống tập khơng nên tuyệt đối hóa hệ thống tập n o Tùy thuộc yêu cầu v đối tƣợng học sinh mà nên có hệ thống tập vật lí cho phù hợp v đạt hiệu Dạy họ định hƣớng phát triển lực vấn đề cần nghiên cứu nhiều Làm cho kiến thức mà học sinh họ đƣợc có ích sống phát triển củ đất nƣớc đ nh gi Đ nh giá NL nói chung NL GQVĐ nói riêng nên áp dụng phƣơng ph p theo tiêu hí Ru ri Phƣơng ph p n ó thể giúp húng t đ nh gi kết HS toàn diện Trên đâ l nghiên cứu mảng đề tài này, chắn khơng thể tránh đƣợc thiếu sót Tơi kính mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để tiếp tục phát triển đề tài 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giáo Dục Đào Tạo Tài liệu hướng dẫn dạy học kiểm tra đánh giá định hướng phát triển NL cho HS Hà Nội, 2014 Phạm Kim Chung Bài giảng chuyên đề phương pháp dạy học Vật lý Đại học Giáo dục, 2011 Nguyễn Phú Đồng (Chủ biên) Bồi dưỡng HS giỏi Vật lí 12, tập quang lí vật lí hạt nhân Nxb tổng hợp TP Hồ Chí Minh, 2012 Bùi Quang Hân - Đào Văn Cƣ - Hồ Văn Huyết - Nguyễn Thành Tƣơng Giải tốn Vật lí, tập Nx Gi o Dụ Vũ Thanh Khiết (Chủ biên) 121 Bài tốn quang lí vật lí hạt nhân (T i ản lần 3) Nx tổng hợp Đồng N i, 2005 Vũ Thanh Khiết Một số phương pháp chọn lọc giải tốn Vật lí sơ cấp, tập Nx Gi o Dụ ,1999 Đỗ Thị Lần Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập chương sóng ánh sáng, vật lý lớp 12, nhằm bồi dưỡng HS giỏi phát huy khiếu vật lý HS trung học phổ thông chuyên ĐHGD, ĐHQG HN, 2012 Vũ Quang Bồi dưỡng HS giỏi trung học phổ thông Quang học Nxb Giáo Dục Việt Nam, 2009 Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên) – Nguyễn Ngọc Hƣng – Phạm Xuân Quế Phương pháp dạy học vật lí trường phổ thơng Nxb Đại học sƣ phạm, 2003 10 Phạm Hữu Tòng Bài tập phương pháp dạy tập vật lí Nxb Giáo dục 11 Đỗ Hƣơng Trà Các kiểu tổ chức dạy học đại dạy học Vật lí trường phổ thông Nx Đại học Sƣ phạm, 2012 12 https://vi.wikipedia.org/wiki/Cầu_vồng 13 Phạm Minh Hạc Một số vấn đề tâm lí học, Nxb Giáo dục, Hà Nội 1992 113 PHỤ LỤC Phụ lục ĐỀ KIỂM TRA VÀ ĐÁP ÁN ĐỀ KIỂM TRA VẬT LÍ LỚP 12 CHƢƠNG SĨNG ÁNH SÁNG Thời gian kiểm tra 60 phút, hình thức tự luận trả lời theo tiêu chí) Bài (4 điểm) Một lăng kính ằng thủ tinh tiết diện thẳng l vu ng ân A C ân A, đƣợ đặt kh ng khí Một ti phƣơng song song với đ nd = , nd = , ạnh A điểm I tù ý nh s ng tím lần lƣợt l = 10 m Chứng tỏ ti s ng đơn sắ Chứng minh hùm ti ló song song với đ hùm ló r khỏi lăng kính s ng trắng rọi theo C ủ lăng kính v đập v o mặt A Cho iết hiết suất ủ thủ tinh nh s ng đỏ v t m gi ị phản xạ to n phần C C ủ lăng kính Tính ề rộng Bài (4 điểm) Trong thí nghiệm gi o tho dùng đồng thời 560 nm < λ1 < 760 nm Trên m n qu n s t khoảng giữ s ng liên tiếp nh u ủ h i vân s ng ủ s ng ủ λ2 v Bài (2 điểm) Chiết suất sáng màu vàng λ = 589,3 nm , ngƣời t với ti m ng x phịng thấ ủ lớp x phịng 114 PHIẾU HƢỚNG DẪN TRẢ LỜI BÀI KIỂM TRA MÔN Thời gi n: Họ v tên họ sinh: Lớp I Phần ilm Tiêu hí 1: Diễn tả vấn đề - Hiểu vấn đề (Em ghi rõ em hiểu vấn đề đề n o, nêu rõ đâ l dạng i n o, kiện ho l v i nhƣ i to n ầu gì)? Tiêu hí 2: Con đƣờng tiếp ận vật lí - Giải ph p thự (Em nêu rõ ƣớ v kiến thứ dùng để giải qu ết vấn đề đề i trên)? Tiêu hí 3: Vận dụng ụ thể ủ vật lí (Em hã viết ng thứ hoặ định luật, định lí vật lí sử dụng để giải i tập)? Tiêu chí 4: Q trình tính tốn – Luận giải (Em hã trình lời giải hi tiết ho toán)? Tiêu hí 5: Em nêu nhận xét i l m ủ v hã nêu v i vấn đề tƣơng tự vấn đề v h giải qu ết ó)? i 115 ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM THEO TIÊ Tiêu chí Bài Hiểu diễn đạt vấn đề: Ti s ng s u khú xạ phí đ Diễn phần C khú tả hữu Vẽ hình m tả m u sắ hùm ló r khỏi lăn ích S Con Thứ tự xâ đƣờng Tính gó tiếp Tính gó ận Tính gó vật lí phần J Chứng minh Dùng ngu số đo Tìm khoảng Bước đảo chỗ cho 3.Vận C ng thứ 116 sin i1 = nd sin r1d ; sin i1 = nt sin r1 dụng ụ thể C ng thứ ủ sin i vật lí Ngu Vận dụng to n: Hệ thứ Q Gọi kí hiệu trình Góc giới hạn màu đỏ màu tím: tính tốn Tại I ta có: Gó tới i1 = 45o - Gó khú xạ m u đỏ: sin i = n -Gó khú sin i = n sin r t Tại J ta có: - Gó tới m u đỏ: id - Gó tới m u tím: i M u sắ hùm s ng ló r khỏi lăng kính: - Do đối xứng nên theo ngu ên lí thuận nghị h AC song song với hùm ti tới Do đó, i HS tính tốn cụ thể) T ó độ rộng d ủ 117 Kẻ thêm hình v lấ Do t m gi - Vì t m gi - Vậ Tiến Phù hợp theo tiêu hí trình Vấn đề mới: Điều xả r logic gó tới I chung Bài M tả tƣợng vật lí: Xả Diễn ứ r xạ, tì tả hữu ích Con Vận dụng điều kiện trùng nh u đƣờng Xử lí điều kiện trùng nh u tiếp k3 tƣơng ứng với vị trí trùng nh u ận Xử lí điều kiện trùng nh u vật lí ứng với vạ h trùng nh u Từ su Vận Điều kiện trùng nh u dụng ụ thể Điều kiện trùng nh u ủ Điều kiện trùng nh u vật lí Giải Q Để trình sắ tính Tại vị trí m vân s ng phải t 118 toán Vân s ng trung tâm l ứng với k1 = k2 = k3 = vị trí trùng nh u đơn sắ C vị Giữ trùng nh u ủ λ1 v đơn sắ Vì 0,56 < λ1 ≤ 0,76 nên 15.0,56 ≤ 3(k ) 0,76 Vây (k1)min = Với (k1)min = λ = Vậ Tiến Phù hợp nhƣ tiêu trình Vấn đề mới: logic khơng? λ1 chung Bài Xả r sáng qua màng xà phòng, chùm Diễn phản xạ mặt v tả hữu m ng x ích kết hợp nên gi o tho đƣợ hình vẽ Qu n s t thấ tối đen l thấ Con Phân tí h h i nguồn thỏ mãn điều kiện k đƣờng Giải thí h qu n s t ho vân tối l tiếp gi o tho hiệu đƣờng ận Từ điều kiện ự tiểu tính vật lí Quá Giải thí h: Xét m ng mỏng x trình suất n Một hùm s ng v ng song song g tính phần: Một phần phản xạ ng tốn m ng mỏng, phản xạ măt dƣới, lên - H i ti phản xạ ló r kh ng khí song son nên húng gi o tho với nh u - Hiện tượng ta quan sát màu đen cực tiểu giao thoa vân tối) Hiệu qu ng trình l : δ = d n − sin2 i − λ λ Điều kiện để M trở nên tối đen (vân tối) l : δ = ( k +1)  2d ềd λ λ n − sin i − = ( k +1) tối thiểu k = 0, su r : Th Tiến Phù hợp nhƣ tiêu hí trình Vấn đề mới: logic suất hoặ gó chung Với Chú ý : Sau tính điểm theo tiêu chí bài, ta nhân với hệ số điểm cộng vào điểm tồn Ví dụ điểm theo tiêu chí nhân với 0,4 3,2 điểm Điểm làm tròn: điểm >= 0,5 làm tròn lên 1,0 Riêng tiêu chí vấn đề nêu vấn đề phù hợp 120 Phụ lục PHIẾU ĐIỀU TRA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH PHIẾU ĐIỀU TRA THỰC TRẠNG DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ Ở TRƢỜNG THPT VÀ THAM KHẢO Ý KIẾN GV Kính chào q thầy Hiện n , húng t i đ ng thự đề t i nghiên ứu “Xây dựng hƣớng dẫn giải hệ thống tập chƣơng sóng ánh sáng vật lí 12 nhằm bồi dƣỡng lực giải vấn đề cho học sinh giỏi” Những th ng tin m quý thầ đ nh gi thự trạng họ Chúng t i xin đảm mụ đí h kho họ ung ấp phiếu khảo s t n giúp húng t i i tập vật lí trƣờng phổ th ng ảo th ng tin quý thầ ủ đề t i n ảm ơn giúp đỡ ủ quý thầ ung ấp hỉ đƣợ sử dụng nhằm m kh ng đƣợ sử dụng v o mụ đí h kh Xin hân th nh ! * Xin q thầy vui lịng cho biết số thông tin cá nhân: Họ tên:…………………………………… Điện thoại:………….( ó thể ghi hoặ kh ng) Cơ qu n ng t ………………………………………………………………………… Tỉnh/TP:……………… Thâm niên giảng :……………………………………………………………………… Xin q thầy/cơ vui lịng đánh dấu “X” vào phù hợp với lựa chọn mình: Phƣơng ph p STT Hƣớng dẫn theo A (Theo mẫu) Hƣớng dẫn tìm tịi (gợi ý GQVĐ) Hƣớng dẫn tự giải Chỉ ần giải r kế kh ng pháp 121 Thầ / ho ho HS tí h ự   Kh ng ình thƣờng Trong i ủ đối tƣợng HS kh ng?   Rất hú ý Cũng ó Quý thầ  Sách giáo khoa S Quý thầ  Theo nội dung (Phân theo  Theo trình độ ủ HS (Giỏi – Khá – TB – Yếu – Kém)  Theo lự nhận thứ ( iết - Hiểu - Vận dụng – Vận dụng s ng tạo)   i tập ho ả lớp kh ng phân iệt đối tƣợng i tập sở tình ó vấn đề Theo thầ / để nâng hệ thống   i tập v hƣớng dẫn giải Sử dụng i tập vật lí Sử dụng hệ thống  Sử dụng hệ thống  Sử dụng phối hợp Thầ /    thƣờng hấm điểm Chấm điểm theo Chấm điểm theo kết ủ Chấm điểm theo Xin chân thành cảm ơn hợp tác quý thầy cô! 122 PHIẾU ĐIỀU TRA Ý KIẾN HỌC SINH VỀ HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƢƠNG SÓNG ÁNH SÁNG Ý kiến nhằm Rất thí h Thích ình thƣờng Khơng thích 123 ... i đề xuất hệ thống tập v hƣớng dẫn giải tập hƣơng sóng nh s ng Vật lí 12 30 CHƢƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG SÓNG ÁNH SÁNG VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI... CHƢƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG SĨNG ÁNH SÁNG VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH GIỎI 31 2.1 Hệ thống nội dung hƣơng sóng. .. SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH GIỎI 1.1 Bài tập Vật lí dạy học trƣờng phổ thơng 1.1.1 Bài tập vật lí vai trị dạy học Vật