Tài liệu Sử dụng video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp nhằm nâng cao kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12a1 trường thpt số 3 văn bàn khi học xong chương lượng tử ánh sáng

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI TRƯỜNG THPT SỐ 3 HUYỆN VĂN BÀN §Ò tµi nghiªn cøu KHSP¦D : SỬ DỤNG VIDEO, THÍ NGHIỆM ẢO VÀ CÁC HÌNH ẢNH PHÙ HỢP NHẰM NÂNG CAO KẾT QUẢ HỌC TẬP MÔN VẬT LÝ CỦA HỌC SINH LỚP 12A1 TRƯỜNG THPT SỐ 3 VĂN BÀN KHI HỌC XONG CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG. Họ tên tác giả : Lương Cao Thắng Chức vụ: Tổ trưởng tổ KHTN Tổ chuyên môn: Tổ Khoa học tự nhiên Đơn vị: Trường THPT số 3 huyện Văn Bàn Văn Bàn, tháng 5 năm 2012 TÓM TẮT Ngày nay, khoa học công nghệ thông tin phát triển rất mạnh mẽ. Công nghệ thông tin có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Chúng ta cũng có thể ứng Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy học sinh. Hình thức này khá mới mẻ và không ít giáo viên có nhiều bỡ ngỡ. Tuy nhiên việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học đã đem đến nhiều lợi ích mà cụ thể là kết quả học tập của học sinh. Học sinh có thể lãnh hội kiến thức một cách trực quan hơn, rõ ràng hơn và nhiều nội dung hơn.Vì vậy, việc đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học là một yêu cầu quan trọng của việc đổi mới phương pháp dạy học. Vật lý là bộ môn khoa học thực nghiệm, song trong chương trình sách giáo khoa có một số khái niệm mới , trừu tượng đòi hỏi giáo viên cung cấp kiến thức cho học sinh phải trực quan hơn, đa dạng hơn tạo điều kiện chuẩn trong thao tác tư duy của học sinh để hiểu sâu bản chất của hiện tượng . Trong chương “Lượng tử ánh sáng”, nếu giáo viên giảng dạy lựa chọn phương pháp cổ điển là giảng chép hoặc tích cực hơn là sử dụng các câu hỏi gợi mở, các hình ảnh tĩnh minh họa để dẫn dắt vấn đề, kể cả một vài thí nghiệm minh họa nhưng việc tiếp thu bài của học sinh sẽ rất hạn chế và không hứng thú học tập. Với phương pháp này, học sinh sẽ rất khó hình dung được các nội dung kiến thức, việc tiếp thu bài của các em sẽ vẫn gặp nhiều khó khăn. Nhiều học sinh rất thuộc bài nhưng không hiểu được bản chất của các sự vật, hiện tượng, kĩ năng vận dụng vào bài tập chưa tốt. Giải pháp của tôi là sử dụng video, thí nghiệm ảo và hình ảnh có nội dung phù hợp vào bài giảng để cung cấp thêm hình ảnh động, bản chất các hiện tượng vật lý mà thực tế các em không quan sát được giúp các em hiểu nhanh hơn, hứng thú hơn và có kĩ năng vận dụng vào thực tế tốt hơn. Nghiên cứu được tiến hành trên hai nhóm tương đương là hai lớp 12A1, 12A2 trường THPT số 3 Văn bàn. Lớp thực nghiệm là lớp 12A1 được thực hiện giải pháp thay thế khi dạy các bài của chương “Lượng tử ánh sáng” (Thuộc chương VI chương trình chuẩn). Lớp đối chứng là lớp 12A2 giảng dạy theo phương pháp truyền thống. Với việc sử dụng công nghệ thông tin vào bài giảng điện tử đã có ảnh hưởng rất rõ rệt đến kết quả học tập của học sinh. Lớp thực nghiệm thông qua Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 2 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh bài kiểm tra đánh giá đạt kết quả cao hơn lớp đối chứng. Điểm số trung bình bài kiểm tra sau tác động của lớp thực nghiệm là 7,04, lớp đối chứng là 6,44 Kết quả phép kiểm chứng t-test p = 0,03 < 0,05 có ý nghĩa là có sự khác biệt lớn giữa điểm trung bình của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng. Kết quả cho thấy sự chênh lệch giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng rất có ý nghĩa, không phải do ngẫu nhiên. Điều đó chứng minh rằng, việc sử dụng video, thí nghiệm ảo có nâng cao kết quả học tập môn vật lí của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương “Lượng tử ánh sáng” . GIỚI THIỆU Trong sách giáo khoa vật lý 12 chương trình cơ bản thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện, hiện tượng quang điện trong chỉ là những hình ảnh tĩnh kèm theo các mô tả hiện tượng vật lý và nếu thực hiện trong thực tế cũng rất khó quan sát; các hiện tượng quang – phát quang, các ứng dụng của hiện tượng quang điện trong và laze chỉ là một vài hình ảnh hoặc những mô tả kém sinh động. Việc sưu tầm các thí nghiệm áo, các video, các hình ảnh phù hợp với nội dung bài giúp các em học sinh có cái nhìn sâu sắc hơn về bản chất các hiện tượng vật lý, mở rộng kiến thức thực tế hơn về ứng dụng của các hiện tượng này. Tại trường THPT Văn Bàn, giáo viên chỉ mới cố gắng khai thác kênh hình, kênh chữ trong sách giáo khoa để phục vụ cho giảng dạy. Số giáo viên biết tìm tòi, khai thác trên mạng internet và chỉnh sửa cho phù hợp nội dung bài học, với đối tượng học sinh còn hạn chế. Qua việc thăm lớp, dự giờ khảo sát trước tác động, tôi thấy giáo viên chỉ sử dụng các phiên bản tranh ảnh trong sách giáo khoa cho học sinh quan sát. Giáo viên cố gắng chỉ ra những hệ thống câu hỏi gợi mở, dẫn dắt học sinh tìm hiểu vấn đề, học sinh có nắm được kiến thức, nhưng kĩ năng vận dụng kiến thức đó vào thực tế chưa được cao, đặc biệt chưa nắm vững bản chất của các khái niệm. Học sinh tích cực trả lời giáo viên, học sinh thuộc bài nhưng chưa có hiểu Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 3 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh sâu kiến thức và khắc sâu kiến thức. Còn nhiều học sinh không có hứng thú vì gặp phải khái niệm trừu tượng. Một số bài học trong chương này giáo viên dạy qua loa, thậm chí theo kiểu đọc chép truyền thống, chỉ yêu cầu học sinh ghi nhớ những kiến thức trọng tâm. Giải pháp thay thế: Giải pháp của tôi là sử dụng video, thí nghiệm ảo và hình ảnh có nội dung phù hợp vào bài giảng để cung cấp thêm hình ảnh động, bản chất các hiện tượng vật lý mà thực tế các em không quan sát được, giúp các em hiểu nhanh hơn, hứng thú hơn và có kĩ năng vận dụng vào thực tế tốt hơn. Vấn đề sử dụng mô hình để dạy học trực quan sử dụng các viedeo, hình vẽ, flash đã có trong các bài viết và các đề tài liên quan: + Tham luận: “Ứng dụng Công nghệ thông tin trong dạy học, thuận lợi và thách thức” - Hùynh Tấn Thông - trường THPT Lấp Vò 2 - Đồng Tháp. + Đề tài: “ Sử dụng giáo án điện tử tăng kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 khi học xong chương vật lí thiên văn” - ThS. Nguyễn Văn Thắng. + “ Thí Nghiệm ảo trong việc dạy học Vật lý ” – Tài liệu.VN Bản thân nhiều thầy cô trong trường và các trường THPT trong tỉnh cũng đã thực hiện và có nhiều đề tài đề cập đến việc thí nghiệm ảo, các video và hình ảnh phù hợp phục vụ cho giảng dạy. Các đề tài đề cập cách ứng dụng công nghệ thông tin dưới góc độ đánh giá tồn tại, các khó khăn gặp phải cung như khi nào thì sử dụng. Một số đề tài có nghiên cứu sâu và cụ thể, có nhiều giải pháp hay nhằm nâng cao kết quả học tập của học sinh tuy nhiên còn chưa phù hợp với đôi tượng học sinh. Tôi muốn có một nghiên cứu cụ thể hơn và đánh giá được hiệu quả của việc đổi mới phương pháp dạy học thông qua việc sử dụng video, thí nghiệm ảo và hình ảnh có nội dung phù hợp vào bài giảng để cung cấp thêm tư liệu hình ảnh động, bản chất các hiện tượng vật lý mà thực tế các em không quan sát Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 4 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh được, giúp các em hiểu nhanh hơn, hứng thú hơn và có kĩ năng vận dụng vào thực tế tốt hơn. Vấn đề nghiên cứu: Việc sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp có nâng cao kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương “Lượng tử ánh sáng” hay không ? Giả thuyết nghiên cứu: Việc sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp làm nâng cao kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương “Lượng tử ánh sáng” . PHƯƠNG PHÁP I – KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU Khách thể được sử dụng để thực hiện nghiên cứu đề tài là học sinh lớp 12A1 và 12A2 trường THPT số 3 Văn Bàn vì các đối tượng này có nhiều thuận lợi cho việc nghiên cứu về cả phía đối tượng học sinh và giáo viên. Học sinh : Chọn 2 lớp: lớp 12A1 và lớp 12A2, là hai lớp có nhiều điểm tương đồng: trình độ học sinh, số lượng, giới tính, thành phần dân tộc, độ tuổi... Bảng 1: Gới tính và thành phần dân tộc của hai lớp 12A1 và 12 A2 của trường THPT số 3 Văn Bàn. Nhóm Học sinh các nhóm Dân tộc Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 5 Lương Cao Thắng Lào Cai Tổng số 36 36 12A1 12A2 Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Nam Nư Kinh Tày HMông Dao Thái Giáy 25 21 11 15 0 1 29 29 4 3 1 2 1 1 1 0 Ý thức học tập của học sinh hai lớp: đa số học sinh đều ngoan, tích cực, chủ động tham gia học tập. Bên cạnh đó cả hai lớp vẫn còn nhiều học sinh năng lực tư duy hạn chế, trầm, ít tham gia các hoạt động chung của lớp. Kết quả bài kiểm tra 1 tiết giữa học kì II năm học 2011 – 2012 của môn Vật lí là tương đương. Giáo viên: Lương Cao Thắng dạy cả hai lớp: 12A1 và 12A2. Giáo viên có kinh nghiệm công tác giảng dạy, đồng thời là tổ trưởng chuyên môn. Giáo viên có khả năng khai thác công nghệ thông tin, nhiệt huyết, nhiệt tình và có trách nhiệm cao trong công tác giảng dạy và giáo dục học sinh. II - THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU Chọn hai lớp nguyên vẹn: Lớp 12A1 làm nhóm thực nghiệm, lớp 12A2 làm nhóm đối chứng. Dùng bài kiểm tra 1 tiết giữa học kì II năm học 2011 – 2012 làm bài kiểm tra trước tác động. Kết quả kiểm tra cho thấy điểm trung bình của hai nhóm có sự khác nhau, do đó tôi dùng phép kiểm chứng t-test để kiểm chứng sự chênh lệch giữa điểm trung bình của hai nhóm trước khi tác động. Kết quả: Bảng 2: Kiểm chứng để xác định nhóm tương đương Thực nghiệm 5,80 Đối chứng 5,57 TBC p= 0,21 p = 0,21 > 0,05 từ đó rút ra kết luận sự chênh lệch điểm trung bình của hai nhóm thực nghiệm và đối chứng là không có ý nghĩa, hai nhóm được coi là tương đương. Sử dụng thiết kế 2: Kiểm tra trước và sau tác động với nhóm tương đương. Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 6 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Bảng 3: Thiết kế nghiên cứu Kiểm tra Nhóm Kiểm tra trước tác Tác động sau tác động động Dạy học sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù Thực nghiệm O1 hợp trong chương lượng tử ánh sáng. O3 Dạy học không sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình Đối chứng O2 ảnh phù hợp trong chương lượng tử ánh sáng. O4 Ở thiết kế này tôi sử dụng phép kiểm chứng t-test độc lập. III – QUY TRÌNH NGHÊN CỨU 1. Chuẩn bị của giáo viên. Sưu tầm các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp trong chương lượng tử ánh sáng: Video ( ứng dụng hiện tượng quang điện, hiện tượng quang – phát quang, ứng dụng của laze); thí nghiệm ảo Héc về hiện tượng quang điện, flash về hiện tượng quang điện trong; hình ảnh mô hình hành tinh nguyên tử, quang điện trở, pin quang điện và các ứng dụng của nó. Lớp thực nghiệm: Sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp trong chương lượng tử ánh sáng đã sưu tầm ở trên vào các tiết dạy. Lớp đối chứng: Không sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp trong chương lượng tử ánh sáng đã sưu tầm ở trên vào các tiết dạy. 2. Tiến trình dạy thực nghiệm. Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 7 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Thời gian tiến hành thực nghiệm tuân theo kế hoạch và thời khóa biểu chính khóa để đảm bảo tính khách quan. Cụ thể: Bảng 4: Thời gian thực hiện Thứ Môn/Lớp Thứ 2 Vật lí 27/02/2012 Thứ 5 12A1 Vật lí 01/3/2012 Thứ 3 12A1 Vật lí 06/3/2012 Thứ 6 12A1 Vật lí 09/3/2012 Thứ 6 12A1 Vật lí 16/3/2012 12A1 Tiết Tên bài PPCT 51 Hiện tượng quang điện 53 Hiện tượng quang điện trong 54 Hiện tượng quang – phát quang 55 Mẫu nguyên tử Bo 57 Sơ lược về laze. Bài tập IV – ĐO LƯỜNG VÀ THU THẬP DỮ LIỆU Kiểm tra trước tác động: Dùng bài kiểm tra 1 tiết giữa học kì II năm học 2011 – 2012 làm bài kiểm tra trước tác động. Kiểm tra sau tác động: Bài kiểm tra được thiết kế gồm 30 câu hỏi câu trắc nghiệm khách quan. *Tiến trình kiểm tra: Ra đề kiểm tra: Ra đề kiểm tra và đáp án sau đó lấy ý kiến đóng góp của giáo viên trong nhóm Vật lí để bổ sung, chỉnh sửa cho phù hợp. Tổ chức kiểm tra hai lớp cùng một thời điểm, cùng đề. Để cho khách quan tôi đã nhờ giáo viên Vật lí không dạy khối 12 trong trường chấm bài theo đáp án đã xây dựng. PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ BÀN LUẬN KẾT QUA Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 8 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh 1. Phân tích dư liệu Bảng 5: So sánh điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động Thực nghiệm 7,04 1,11 Điểm trung bình Độ lệch chuẩn Giá tri p của t-test Chênh lệch giá trị TB Đối chứng 6,44 1,41 0,03 chuẩn( SMD) 0,53 Biểu đồ so sánh điểm trung bình kiểm tra trước và sau tác động. Tổng hợp phần trăm kết quả theo thang bậc: Kém, yếu, TB, khá, giỏi kết quả của lớp thực nghiệm 12A1 và đối chứng 12A2. Bảng 6: Thang bậc điểm trước và sau tác động Lớp Trước TĐ 12A1 Sau TĐ 12A2 Trước TĐ Kém 0 0% 0 0% 13.89% 0 Thang bậc điểm Yếu TB Khá 8 21 5 22.22% 58.33% 13.89% 5 15 8 41.67% 7 22.22% 21 22.22% 4 Giỏi 2 5.56% 8 Tổng 36 100 36 100 4 Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 36 9 Lương Cao Thắng Lào Cai Sau TĐ Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh 0% 0 0% 19.44% 1 2.78% 58.33% 11 30.56% 11.11% 18 50.00% 11.11% 6 16.67% 100 36 100 Biểu đồ so sánh kết quả xếp loại trước và sau tác động. Như trên đã chứng minh rằng kết quả của 2 nhóm trước tác động là tương đương. Sau tác động kiểm chứng kiểm chứng độ chênh lệch điểm trung bình bằng t- test kết quả p = 0,03 cho thấy: Sự chênh lệch điểm trung bình giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng có ý nghĩa, tức là chênh lệch điểm trung bình nhóm thực nghiệm cao hơn điểm trung bình nhóm đối chứng là không ngẫu nhiên mà do kết quả tác động. Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn SMD = 7,04  6,44  0,53 1,11 Theo bảng tiêu chí Cohen, chênh lệch giá trị trung bình chuẩn SMD = 0,53 cho thấy mức độ ảnh hưởng của dạy học có sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp làm nâng cao kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương “Lượng tử ánh sáng” của nhóm thực nghiệm là khả quan. Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 10 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Giả thuyết của đề tài: “Việc sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp làm nâng cao kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương lượng tử ánh sáng” đã được kiểm chứng. 2. Bàn luận Kết quả kiểm tra sau tác động của nhóm thực nghiệm là điểm trung bình là: 7,04, kết quả bài kiểm tra tương ứng của nhóm đối chứng điểm trung bình là: 6,44 Độ chênh lệch điểm số giữa hai nhóm là: 0,6; Tỉ lệ học sinh có điểm số từ trung bình trở lên đã tăng rõ rệt ở lớp thực nghiệm. Điều đó cho điểm của hai nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng đã có sự khác biệt rõ rệt, lớp được tác động có tỉ lệ điểm trên trung bình và điểm trung bình cộng cao hơn lớp đối chứng. Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn của hai bài kiểm tra là SMD = 0,53. Điều này có nghĩa mức độ ảnh hưởng của tác động là tốt. Phép kiểm chứng t-test điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động của hai lớp là p = 0,03 < 0,05. Kết quả này khẳng định sự chênh lệch điểm trung bình của hai nhóm không phải là ngẫu nhiên mà là do tác động, nghiêng về nhóm thực nghiệm. *Hạn chế: Nghiên cứu này sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp làm nâng cao kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương “Lượng tử ánh sáng” chỉ có phạm vi hẹp trong một chương và nó phụ thuộc vào khả năng sưu tầm, ứng dụng phù hợp trong từng tiết dạy bài dạy của giáo viên. Để có thể ứng dụng rộng dãi kết quả nghiên cứu trong các phần kiến thức khác của môn Vật lí đòi hỏi người giáo viên cần phải đầu tư nhiều thời gian, công sức, biết thiết kế bài học cho phù hợp, phải có kĩ năng khai thác dữ liệu và ứng dụng công nghệ thông tin. Đề tài cũng chỉ nên áp dụng ở những trường học sinh có năng lực tư duy hạn chế, khả năng khai thác kiến thức trên các kênh thông tin còn chưa cao. Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 11 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHI 1. Kết luận: Việc sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp làm nâng cao kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương lượng tử ánh sáng. 2. Khuyến nghị: Đối với các cấp lãnh đạo cần quan tâm đầu tư về cơ sở vật chất như: trang thiết bị máy tính, máy chiếu Projector cho nhiều phòng học trên lớp kết nối Wireless Network,.... cho các nhà trường mở các lớp bồi dưỡng về ứng công nghệ thông tin vào trong dạy học. Đối với giáo viên: tích cực tự học, tự bồi dưỡng về công nghệ thông tin, biết khai thác thông tin trên mạng Internet. Với phạm vi và kết quả nghiên cứu của đề tài tôi mong rằng các đồng nghiệp quan tâm chia sẻ, đặc biệt là với các bộ môn tương tự có thể ứng dụng đề tài này vào giảng dạy ở một số phần kiến thức để gây hứng thú và nâng cao kết quả học tập của học sinh. Trong một thời gian không dài, áp dụng trong đơn vị kiến thức không lớn trong chương trình Vật lí TPHT chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong các đồng nghiệp đóng góp ý kiến. TÀI LIỆU THAM KHAO 1. Tham luận: “Ứng dụng Công nghệ thông tin trong dạy học, thuận lợi và thách thức” - Huỳnh Tấn Thông - trường THPT Lấp Vò 2 - Đồng Tháp. 2. Đề tài: “ Sử dụng giáo án điện tử tăng kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 khi học xong chương vật lí thiên văn” - ThS. Nguyễn Văn Thắng. 3. “ Thí Nghiệm ảo trong việc dạy học Vật lý ” – Tài liệu.VN Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 12 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh 4. “Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục THPT ” ( trang 42, 44, 138) – Nhà xuất bản giáo dục. 5. Sách giáo khoa Vật lí 12 ban cơ bản – Nhà xuất bản giáo dục. 6. Sách bài tập Vật lí 12 ban cơ bản – Nhà xuất bản giáo dục. 7. Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng – Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội. 8. Chuẩn kiến thức, kĩ năng môn Vật lí 12 cơ bản. PHỤ LỤC I – KẾ HOẠCH BÀI HỌC. 1. Kế hoạch bài 30 ( Tiết 51 ) HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I. MỤC TIÊU 1. Về kiến thức - Trình bày được thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện và nêu được hiện tượng quang điện là gì. - Phát biểu được định luật về giới hạn quang điện. - Nêu được nội dung cơ bản của thuyết lượng tử ánh sáng. - Nêu được ánh sáng có lưỡng tính sóng-hạt. 2. Về kĩ năng - Vận dụng được thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích định luật về giới hạn quang điện. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các kiến thức mới. II. PHƯƠNG TIỆN Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 13 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Bộ thí nghiệm biễu diễn hiện tượng quang điện, video ứng dụng hiện tượng quang điện. III. PHƯƠNG PHÁP Động não + giải quyết vấn đề IV. TỔ CHỨC 1. Khởi động - Mục tiêu: + Ổn định lớp, tạo không khí học tập. - Thời gian: (5 phút) - Cách tiến hành: + Kiểm tra sĩ số, vệ sinh lớp. + Thông báo yêu cầu học tập của chương 2. Hoạt động 1: Tìm hiểu hiện tượng quang điện - Mục tiêu: Trình bày được thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện và nêu được hiện tượng quang điện là gì. - Thời gian: (7 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Cho học sinh xem video I. Hiện tượng quang điện ứng dụng hiện tượng quang - Tấm kẽm mất bớt điện 1. Thí nghiệm của Héc về hiện điện tích âm  các êlectron bị tượng quang điện: SGK - Minh hoạ thí nghiệm của bật khỏi tấm Zn. 2. Định nghĩa Héc (1887) (ảo) - Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi mặt kim loại - Hiện tượng vẫn xảy ra, - Góc lệch tĩnh điện kế gọi là hiện tượng quang điện nhưng e bị bật ra bị tấm (ngoài). giảm  chứng tỏ điều gì? Zn hút lại ngay  điện - Nếu làm thí nghiệm với tích tấm Zn không bị thay tấm Zn tích điện dương  đổi. kim tĩnh điện kế sẽ không - HS trao đổi để trả lời. - Thuỷ tinh hấp thụ rất bị thay đổi  Tại sao? 3. Nếu chắn chùm sáng hồ quang - Nếu trên đường đi của mạnh tia tử ngoại  còn bằng một tấm thuỷ tinh dày thì ánh sáng hồ quang đặt một lại ánh sáng nhìn thấy hiện tượng trên không xảy ra  tấm thuỷ tinh dày  hiện tia tử ngoại có khả năng bức xạ tử ngoại có khả năng gây tượng không xảy ra  gây ra hiện tượng quang điện ở kẽm. Còn ánh sáng ra hiện tượng quang điện ở kẽm. chứng tỏ điều gì? nhìn thấy được thì không. 3. Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật về giới hạn quang điện - Mục tiêu: Phát biểu được định luật về giới hạn quang điện. - Thời gian: (10 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động của giáo viên - Thông báo thí nghiệm khi lọc lấy một ánh sáng đơn sắc rồi chiếu vào mặt tấm kim loại. Ta thấy với Hoạt động của học sinh - Ghi nhận kết quả thí nghiệm và từ đó ghi nhận định luật về giới hạn quang điện. Nội dung II. Định luật về giới hạn quang điện - Định luật: SGK - Giới hạn quang điện của mỗi Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 14 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh mỗi kim loại, ánh sáng kim loại là đặc trưng riêng cho chiếu vào nó (ánh sáng kim loại đó. kích thích) phải thoả mãn - HS được dẫn dắt để tìm - Thuyết sóng điện từ về ánh sáng không giải thích được mà chỉ có   0 thì hiện tượng mới hiểu vì sao thuyết sóng điện từ về ánh sáng không thể giải thích được bằng thuyết xảy ra. giải thích được. lượng tử. - Thông báo hạn chế thuyết sóng 4. Hoạt động 3: Tìm hiểu thuyết lượng tử ánh sáng - Mục tiêu: Nêu được nội dung cơ bản của thuyết lượng tử ánh sáng. - Thời gian: (13 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động của giáo viên - Khi nghiên cứu bằng thực nghiệm quang phổ của nguồn sáng  kết quả thu được không thể giải thích bằng các lí thuyết cổ điển  Plăng cho rằng vấn đề mấu chốt nằm ở quan niệm không đúng về sự trao đổi năng lượng giữa các nguyên tử và phân tử. - Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ gọi là lượng tử năng lượng () - Y/c HS đọc Sgk từ đó nêu những nội dung của thuyết lượng tử. - Dựa trên giả thuyết của Plăng để giải thích các định luật quang điện, Anhxtah đã đề ra thuyết lượng tử ánh sáng hay thuyết phôtôn. - Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên. - Anh-xtanh cho rằng hiện tượng quang điện xảy ra do có sự hấp thụ phôtôn của ánh sáng kích thích bởi êlectron trong kim loại. Hoạt động của học sinh - HS ghi nhận những khó khăn khi giải thích các kết quả nghiên cứu thực nghiệm  đi đến giả thuyết Plăng. Nội dung III. Thuyết lượng tử ánh sáng 1. Giả thuyết Plăng - ND: SGK 2. Lượng tử năng lượng   hf h gọi là hằng số Plăng: h = 6,625.10-34J.s 3. Thuyết lượng tử ánh sáng Nội dung: SGK 4. Giải thích định luật về giới - HS ghi nhận tính đúng hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng đắn của giả thuyết. - Mỗi phôtôn khi bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho 1 êlectron. - Công để “thắng” lực liên kết gọi là công thoát (A). - HS đọc Sgk và nêu các - Để hiện tượng quang điện xảy nội dung của thuyết lượng ra: tử. c hf  A hay h �A  hc A hc Đặt 0     0. A  � , - HS ghi nhận giải thích từ đó tìm được   0. - Phải lớn hơn hoặc bằng công thoát. Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 15 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh - Để êlectron bức ra khỏi kim loại thì năng lượng này phải như thế nào? 5. Hoạt động 4: Tìm hiểu về lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng - Mục tiêu: Nêu được ánh sáng có lưỡng tính sóng-hạt. - Thời gian: (5 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Trong hiện tượng giao - Ánh sáng thể hiện tính IV. Lưỡng tính sóng - hạt của thoa, phản xạ, khúc xạ … chất sóng. ánh sáng  ánh sáng thể hiện tích chất gì? - Không, trong hiện tượng - Ánh sáng có lưỡng tính sóng - Liệu rằng ánh sáng chỉ quang điện ánh sáng thể hạt. có tính chất sóng? hiện chất hạt. - Lưu ý: Dù tính chất nào của ánh sáng thể hiện ra thì ánh sáng vẫn có bản chất là sóng điện từ. 6. Củng cố và hướng dẫn học bài ở nhà (5 phút) 1. Củng cố 1. Phát biểu nào sau đây nói về tính chất sóng hạt không đúng? A. Hiện tượng giao thoa án sáng thể hiện tính chất sóng B. Hiện tượng quang điện ánh sáng thể hiện tính chất hạt C. Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn càng thể hiện tính chất sóng. D. Sóng điện từ có bước sóng càng dài thể hiện tính chất sóng rõ hơn tính chất hạt 2. Phát biểu nào sau đây không đúng? A. Giả thuyết sóng ánh sáng không giải thích được các định luật quang điện. B. Ánh sáng có bản chất là sóng điện từ. C. Ánh sáng có tính chất hạt, mỗi hạt là một photon. D. Ánh sáng có thể gây ra hiện tượng quang điện đối với mọi kim loại. 2. BTVN - Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 158 và SBT 2. Kế hoạch bài 31 ( Tiết 53 ) HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG I. MỤC TIÊU 1. Về kiến thức - Nêu được hiện tượng quang điện trong là gì. - Nêu được quang điện trở và pin quang điện là gì. 2. Về kĩ năng Vận dụng các công thức đã học vào giải bài tập trong SGK 3. Về thái độ Nêu được ưu điểm của pin quang điện với các nguồn năng lượng khác, ảnh hưởng đến môi trường. II. ĐỒ DÙNG Flash hiện tượng quang điện trong, hình ảnh quang điện trở, pin quang điện Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 16 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh III. PHƯƠNG PHÁP Động não + liên hệ thực tế IV. TỔ CHỨC 1. Khởi động - Mục tiêu: + Ổn định lớp, tạo không khí học tập. + Kiểm tra và đánh giá việc học tập bài cũ của học sinh. - Thời gian: (6 phút) - Cách tiến hành: + Kiểm tra sĩ số, vệ sinh lớp. + Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi: Nêu nội dung cơ bản của thuyết lượng tử ánh sáng ? Viết biểu thức định luật giới hạn quang điện ? 2. Hoạt động 1: Tìm hiểu chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong - Mục tiêu: Nêu được hiện tượng quang điện trong là gì. - Thời gian: ( 12 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Y/c HS đọc Sgk và cho biết chất quang dẫn là gì? - HS đọc Sgk và trả lời. - Giới thiêuh hiện tượng - Chưa bị chiếu sáng  e bằng flash. liên kết với các nút mạng - Dựa vào bản chất của  không có e tự do  dòng điện trong chất bán cách điện. dẫn và thuyết lượng tử, - Giải thích. hãy giải thích vì sao như - Dựa vào bảng giới hạ vậy? quang điện giải thích - So sánh độ lớn của giới hạn quang dẫn với độ lớn của giới hạn quang điện và đưa ra nhận xét. 3. Hoạt động 2: Tìm hiểu về quang điện trở - Mục tiêu: Nêu được quang điện trở là gì. - Thời gian: (8 phút) Nội dung I. Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong 1. Chất quang dẫn - Là chất bán dẫn có tính chất cách điện khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện khi bị chiếu sáng. 2. Hiện tượng quang điện trong - SGK - Ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện. - Cách tiến hành: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Y/c HS đọc Sgk và cho - HS đọc Sgk và trả lời. quang điện trở là gì? Chúng có cấu tạo và đặc - HS ghi nhận về quang điểm gì? điện trở. - Cho HS xem cấu tạo của một quang điện trở. (hình ảnh) - Ứng dụng: trong các mạch tự động. 4. Hoạt động 3: Tìm hiểu về pin quang điện - Mục tiêu: Nội dung II. Quang điện trở - Là một điện trở làm bằng chất quang dẫn. - Cấu tạo: 1 sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện. - Điện trở có thể thay đổi từ vài M  vài chục . Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 17 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Nêu được pin quang điện là gì. - Thời gian: (14 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Thông báo về pin quang - Trực tiếp từ quang năng III. Pin quang điện điện (pin Mặt Trời) là một sang điện năng. 1. Là pin chạy bằng năng lượng thiết bị biến đổi từ dạng ánh sáng. Nó biến đổi trực tiếp năng lượng nào sang dạng - HS đọc Sgk và dựa vào quang năng thành điện năng. năng lượng nào? hình vẽ minh hoạ để trình 2. Hiệu suất trên dưới 10% - Minh hoạ cấu tạo của pin bày cáu tạo của pin quang 3. Cấu tạo: SGK quang điện. điện. - Suất điện động của pin quang - Khi chiếu ánh sáng có  - Trong các máy đó ánh điện từ 0,5V  0,8V . 4. Ứng dụng(Sgk)  0  hiện tượng xảy ra sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi… trong pin quang điện như thế nào? - Giới thiệu ứng dụng bằng hình ảnh. - Tích hợp bảo vệ môi trường: Nêu được ưu điểm - Pin quqng điện là của pin quang điện với các nguông năng lượng sạch. nguồn năng lượng khác, ảnh hưởng đến môi trường. 5. Củng cố và hướng dẫn học bài ở nhà (5 phút) 1. Củng cố Có thể giải thích hiện tượng quang điện bằng thuyết A. electron cổ điển B. sóng ánh sáng C. photon D. động học phân tử 2. BTVN - Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 162 và SBT 3. Kế hoạch bài 32 ( Tiết 54 ) HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG I. MỤC TIÊU 1. Về kiến thức Nêu được sự phát quang là gì. 2. Về kĩ năng - Vận dụng các kiến thức trả lời các câu hỏi trắc nghiệm trong SGK. 3. Về thái độ - So sánh hiệu quả sử dụng của đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang. II. PHƯƠNG TIỆN - Vài vật phát quang và nguồn sáng III. PHƯƠNG PHÁP Động não + giải quyết vấn đề IV. TỔ CHỨC 1. Khởi động - Mục tiêu: + Ổn định lớp, tạo không khí học tập. Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 18 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh + Kiểm tra và đánh giá việc học tập bài cũ của học sinh. - Thời gian: (7 phút) - Cách tiến hành: + Kiểm tra sĩ số, vệ sinh lớp. + Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi: Thế nào là hiện tượng quang điện trong ? thế nào là pin quang điện ? 2. Hoạt động 1: Tìm hiểu về hiện tượng quang – phát quang - Mục tiêu: Nêu được hiện tượng quang – phát quang - Thời gian: (23 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Giới thiệu rõ hiện tượng I. Hiện tượng quang – phát huỳnh quang, lân quang - HS đọc Sgk và thảo luận quang (video) để trả lời. 1. Khái niệm về sự phát quang - Y/c HS đọc Sgk và cho - Sự phát quang là sự hấp thụ ánh biết sự phát quang là gì? sáng có bước sóng này để phát ra - Chiếu chùm tia tử ngoại ánh sáng có bước sóng khác. vào dung dịch fluorexêin  ánh sáng màu lục. + Tia tử ngoại: ánh sáng - HS nêu đặc điểm quan trọng của sự phát quang. - Đặc điểm: sự phát quang còn kích thích. + Ánh sáng màu lục phát - Phụ thuộc vào chất phát kéo dài một thời gian sau khi tắt quang. ánh sáng kích thích. ra: ánh sáng phát quang. - Đặc điểm của sự phát - HS đọc Sgk và thảo luận quang là gì? 2. Huỳnh quang và lân quang - Thời gian kéo dài sự phát để trả lời. - Sự phát quang của các chất lỏng quang phụ thuộc? và khí có đặc điểm là ánh sáng - Y/c HS đọc Sgk và cho phát quang bị tắt rất nhanh sau biết sự huỳnh quang là gì? khi tắt ánh sáng kích thích gọi là - Sự lân quang là gì? sự huỳnh quang. - Tại sao sơn quét trên các - HS đọc Sgk để trả lời. Có thể từ nhiều phía có biển giao thông hoặc trên đầu các cọc chỉ giới có thể thể nhìn thấy cọc tiêu, biển - Sự phát quang của các chất rắn là sơn phát quang mà báo. Nếu là sơn phản có đặc điểm là ánh sáng phát không phải là sơn phản quang thì chỉ nhìn thấy vật quang có thể kéo dài một thời gian sau khi tắt ánh sáng kích quang (phản xạ ánh sáng)? đó theo phương phản xạ. thích gọi là sự lân quang. Tích hợp tiết kiệm năng Đèn sợi đốt tốn năng - Các chất rắn phát quang loại này lượng: So sánh hiệu quả sử dụng của đèn sợi đốt và lượng điện hơn đèn huỳnh gọi là các chất lân quang. quang. đèn huỳnh quang. 3. Hoạt động 2: Tìm hiểu đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang - Mục tiêu: Nêu được đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang - Thời gian: (10 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Y/c Hs đọc Sgk và giải - Mỗi nguyên tử hay phân tử của II. Đặc điểm của ánh Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 19 Lương Cao Thắng Lào Cai Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh thích định luật. chất huỳnh quang hấp thụ hoàn toàn sáng huỳnh quang. phôtôn của ánh sáng kích thích có - Ánh sáng huỳnh quang năng lượng hfkt để chuyển sang có bước sóng dài hơn trạng thái kích thích. Ở trạng thái bước sóng của ánh sáng này, nguyên tử hay phân tử có thể va kích thích: hq > kt. chạm với các nguyên tử hay phân tử khác và mất dần năng lượng. Do vậy khi trở về trạng thái bình thường nó phát ra 1 phôtôn có năng lượng nhỏ hơn: hfhq < hfkt  hq > kt. 4. Củng cố và hướng dẫn học bài ở nhà (5 phút) 1. Củng cố Trong hiện tượng phát quang,có sự hấp thụ ánh sáng để làn gì? A. Làm nóng vật B. Thay đổi điện trở của vật C. Lám cho vật phát sáng D. Tạo ra dòng điện trong vật. 2. BTVN - Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 165 và SBT 4. Kế hoạch bài 33 ( Tiết 55 ) MẪU NGUYÊN TỬ BO I. MỤC TIÊU 1. Về kiến thức Nêu được sự tạo thành quang phổ vạch phát xạ và hấp thụ của nguyên tử hiđrô. 2. Về kĩ năng Vận dụng các công thức đã học vào giải bài tập trong SGK 3. Về thái độ Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG PHÁP Giải quyết vấn đề III. TỔ CHỨC 1. Khởi động - Mục tiêu: + Ổn định lớp, tạo không khí học tập. + Kiểm tra và đánh giá việc học tập bài cũ của học sinh. - Thời gian: (7 phút) - Cách tiến hành: + Kiểm tra sĩ số, vệ sinh lớp. + Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi: Trình bày về sự phát quang ? 2. Hoạt động 1: Tìm hiểu mô hình hành tinh nguyên tử - Mục tiêu: Nêu được mẫu hành tinh nguyên tử Bo - Thời gian: (10 phút) - Cách tiến hành: Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 20