SKKN Phương pháp giải bài toán Quang hình môn Vật lý lớp 9

1. MÔ TẢ BẢN CHẤT CỦA SÁNG KIẾN: 

Trong những năm học gần đây, việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực người học là một trong những yêu cầu của việc dạy học hiện đại; được Bộ Giáo dục và Đào tạo triển khai rộng khắp trong các trường học. Đây chính là hướng dạy học vận dụng các phương pháp, kỹ thuật dạy học nhằm phát huy, đánh thức các năng lực tiềm năng của mỗi cá thể, phát huy được các năng lực vận dụng sáng tạo của học sinh; là phương pháp “Đổi mới cách dạy, cách học”, góp phần đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục Việt Nam theo tinh thần Nghị quyết số 29-NQ/TW của Ban Chấp hành Trung ương Đảng.

Với tinh thần đó, trong quá trình dạy học tôi đã áp dụng đề tài“Phương pháp giải bài toán Quang hình môn Vật lý lớp 9” trong dạy học vật lý lớp 9 và đã thu được một số thành công nhất định. Tôi xin chia sẻ cùng các đồng nghiệp với mong muốn sáng kiến sẽ góp một phần nhỏ vào việc nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lí trong các nhà trường.

1. Giải pháp cũ thường làm

1.Nội dung giải pháp cũ

Môn Vật lý là một môn học chính thức được đưa vào chương trình phổ thông từ lớp 6. Trước đó, học sinh đã bước đầu làm quen với kiến thức Vật lý qua một số bài học từ bậc Tiểu học trong môn Khoa học. Vì vậy, lên cấp học THCS, Vật lý luôn là một trong những môn học quen mà lạ, hay mà khó, là một thách thức đối với không ít học sinh. 

Cách thức tổ chức các hoạt động trong mỗi tiết dạy của từng giáo viên có những điểm khác nhau nhưng cơ bản tuân thủ theo quy trình gồm 3 hoạt động chính là: 

– Phân tích các hiện tượng quang học để tìm ra kiến thức (lí thuyết);

– Ghi nhớ các kiến thức theo kiểu “học thuộc lòng”;

– Áp dụng các kiến thức đã học vào việc giải quyết các bài tập.

Việc giải các bài tập vật lý nói chung (bài tập phần định lượng), bài tập vật lý quang hình lớp 9 nói riêng, phương pháp thường dùng trước đây chủ yếu là chuỗi hoạt động: Giáo viên đưa ra bài tập (riêng lẻ), học sinh giải bài tập, giáo viên chữa bài cho học sinh. Cách làm này giúp đảm bảo được nội dung cần đạt về kiến thức của tiết học, nhưng việc tiếp cận kiến thức của học sinh còn thụ động. Hoạt động chủ yếu của thày và trò là giải quyết nội dung bài tập theo yêu cầu của sách giáo khoa mà chưa chú ý rèn học sinh cách tự tư duy tìm hiểu, phân tích đề bài, phân loại dạng bài hay tìm cách tiếp cận khác của đề bài.

Mặt khác, do chương trình Vật lí 9 đa số các tiết dạy đều là lí thuyết, chỉ có một tiết lí thuyết nên giáo viên có ít thời gian để rèn được kĩ năng giải bài toán cho học sinh. 

Bài tập giáo viên đưa ra có nguồn chủ yếu từ SGK nhưng lại chưa được xây dựng hướng giải chung theo mạch kiến thức của các bài tập. Vì vậy nhiều học sinh chưa biết cách giải bài toán vật lý, đặc biệt bài toán quang hình. Từ các bài tập riêng lẻ ấy học sinh chỉ  giải được các bài tập tương tự, khi gặp dạng đề mở rộng nâng cao hoặc có cách tiếp cận đề theo cách khác thường khiến học sinh lúng túng không tìm được cách giải.

2. Ưu, nhược điểm giải pháp cũ

2.1. Ưu điểm

Với cách dạy trên, người giáo viên ít phải đầu tư vào việc thiết kế giáo án vì đã có định hướng về mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học trong sách giáo viên. 

Cách dạy này cũng tạo ra những tiết học tương đối ổn định về nội dung và hình thức tổ chức các hoạt động. Giáo viên dạy nhiều năm trong cùng một khối lớp sẽ cảm thấy rất “nhàn” vì đã có “lối mòn” sẵn, không cần phải sáng tạo nhiều.

Các hiện tượng, sự việc được giải thích theo một trình tự kiến thức khoa học, theo một con đường nhất định. Vì vậy dễ dẫn đến học sinh học tập theo hướng học thuộc, vận dụng làm bài tập mà không có tư tưởng đào sâu suy nghĩ, không có những thắc mắc tò mò về khoa học, đó một phẩm chất cần có của người học.

2.2. Nhược điểm

Qua một số năm giảng dạy, tôi nhận thấy cách làm trên có một số nhược điểm sau:

Thời gian dành cho luyện tập củng cố, tìm tòi mở rộng ít, từ đó chưa phát huy được tính tích cực chủ động sáng tạo của học sinh.

Giáo viên chưa dạy cho học sinh biết xâu chuỗi khái quát các bài tập riêng lẻ thành dạng, học sinh chưa tư duy theo mạch kiến thức mở, vì vậy học sinh ghi nhớ kiến thức một cách chậm chạp thụ động, không có độ sâu và rộng. Chính vì vậy hầu hết chưa tự tìm được phương pháp giải bài tập, luôn nhận thấy bài tập Vật lý khó giải, khó vận dụng kiến thức; học sinh không có tư duy tổng quát, nên dễ dẫn đến định hướng sai và không đạt được yêu cầu cuối cùng của bài. 

Ngoài ra, với định hướng thi vào lớp 10 THPT theo hướng tổng hợp của Sở giáo dục, việc không có một hệ thống kiến thức nền sâu rộng, không có một phương pháp suy luận logic và tư duy tổng hợp tốt, học sinh sẽ dễ dàng sai lầm khi làm các bài tập, nhất là các bài tập quang hình dạng trắc nghiệm. 

Kết quả thi vào 10 THPT của trường: top 20 toàn tỉnh.

Kết quả học tập môn vật lý 9 trường tôi giảng dạy

Từ kết quả trên cho thấy chất lượng học sinh của môn học còn thấp, số học sinh nắm vững kiến thức chưa cao. Nguyên nhân của  kết quả như trên là do cách dạy học sinh giải bài tập Quang hình nói riêng và các dạng bài tập khác  nói chung là chưa hiệu quả, chưa dựa trên năng lực của học sinh, giáo viên chưa chú ý đến việc hướng dẫn cho học sinh cách tự tư duy, tự phân tích đề và xác định hướng giải quyết vấn đề.

1. Giải pháp mới cải tiến
2. Chương trình vật lý 9, nội dung quang hình được dạy trong các bài sau:

+ Bài 40: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

+ Bài 42: Thấu kính hội tụ.

+ Bài 43: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ.

+ Bài 44: Thấu kính phân kỳ.

+ Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kỳ.

+ Bài 46: Thực hành: Đo tiêu cự của thấu kính hội tụ.

+ Bài 47: Sự tạo ảnh trong máy ảnh.

+ Bài 48: Mắt

+ Bài 49: Mắt cận và mắt lão.

+ Bài 50: Kính lúp.

+ Bài 51: Bài tập quang hình học

Bài toán Quang hình Vật lí 9 chủ yếu là hiện tượng khúc xạ ánh sáng khi ánh truyền qua thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ; các ứng dụng thực tế của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì khi nghiên cứu về mắt và các dụng cụ quang học. Việc giải tốt bài toán quang hình là làm rõ các trường hợp tạo ảnh của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ.

2. Khó khăn của học sinh khi giải bài toán quang hình:

Vẽ hình minh họa bài toán: Học sinh chưa xác định rõ đặc điểm của đường truyền tia ló qua hai loại thấu kính. Dễ bị nhầm lẫn đường truyền tia sáng qua hai loại thấu kính. Vị trí đặt vật ở trong khoảng tiêu cự và ngoài khoảng tiêu cự.

Học sinh chưa khái quát được thành các dạng bài tập Quang hình. Kĩ năng tìm hiểu đề bài của các em còn chưa thật tốt, các em chưa xác định được đề bài liên quan đến những kiến thức nào, đề bài đã cho biết gì, cần phải tìm đáp án từ đâu. Bên cạnh đó kỹ năng toán học (kiến thức tam giác đồng dạng) của học sinh còn hạn chế. Học sinh không phân biệt được ảnh ảo, ảnh thật, ảnh cùng chiều, ảnh ngược chiều với vật. Học sinh còn nhầm lẫn, không xác định được loại thấu kính, vẽ các tia sáng không chính xác, không xác định được vị trí của ảnh, của vật… Từ đó các em lúng túng, không xác định được hướng đi, đôi khi còn bỏ sót các dữ kiện của đề bài nên dẫn đến sai sót và không thể giải được. Khi không giải được bài tập sẽ làm cho các em chán nản, không có hứng thú học tập môn học này.

3. Giải pháp cải tiến

3.1. Giải pháp 1. Giáo viên lập kế hoạch giảng dạy phần quang hình:

Ngay từ đầu năm học ……………tôi đã đề ra kế hoạch thực hiện đề tài trên.Thể hiện trong kế hoạch dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh môn Vật lý của nhà trường đã điều chỉnh thêm một số tiết bài tập. Đưa thêm 3 tiết bài tập cho phần quang hình vật lý lớp 9 vào sau 3 bài: bài 43. Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ; Bài 45. Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kỳ; Bài 49. Mắt cận và mắt lão.Xây dựng chủ đề nội môn, xác định mạch kiến thức liên quan cho học sinh dễ quan sát, so sánh, tiết kiệm thời gian dành cho luyện tập, vận dụng, tìm tòi mở rộng. Ví dụ như chủ đề “Thấu kính” gồm 2 bài: bài 42-Thấu kính hội tụ và bài 44-Thấu kính phân kỳ. Trong chủ đề này có mạch hình thành kiến thức tương đối giống nhau ở mục II. Trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự, nên sẽ rút ngắn thời gian để thêm được phần luyện tập, vận dụng cho học sinh. Trong giáo án, mỗi tiết soạn theo các hoạt động dạy học, tôi đưa thêm yêu cầu với các câu hỏi và bài tập trắc nghiệm để củng cố, khắc sâu kiến thức.

Để giúp HS hứng thú và đạt kết quả tốt trong việc giải toán quang hình lớp 9, điều cơ bản nhất mỗi tiết dạy giáo viên phải tích cực, nhiệt tình, vận dụng linh hoạt các phương pháp dạy học tích cực – đặc biệt là phương pháp bàn tay nặn bột, nhằm động não cho học sinh phát triển tư duy, độ bền kiến thức tốt. Qua đó hình thành cho các em những phẩm chất và năng lực của con người lao động mới: năng lực tự học,năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo trong cách vận dụng giải bài tập và vận dụng vào thực tiễn.

Trong quá trình giảng dạy đối với mỗi bài xây dựng kiến thức mới tôi yêu cầu học sinh nắm vững phần lí thuyết. Sau mỗi tiết dạy tôi dành thời gian để hướng dẫn các em bài tập vận dụng các công thức đã học và hướng dẫn dấu hiệu nhận dạng bài tập và phương pháp giải của từng dạng bài tập sau đó các em tự làm ở trên lớp, nếu không xong thì các em tiếp tục về nhà giải các bài tập trong sách giáo khoa sau đó các em chủ động tìm các bài tập tương tự trong sách bài tập, trong các đề thi để giải. Hôm sau đến trao đổi với cô giáo và các bạn kết quả hoặc những vấn đề khó mà các em không giải quyết được để giáo viên định hướng, gợi mở cho các em. Vì vậy hầu hết học sinh các lớp tôi giảng dạy đều nắm được lí thuyết và các công thức. Nhiều em đã biết vận dụng tốt các công thức để làm bài tập, xác định được dạng bài tập và phương pháp giải từng dạng bài trong phần Quang hình, biết cách trình bày bài khoa học.

3.2. Giải pháp 2. Lập bảng ghi nhớ kiến thức và các gợi ý tò mò khoa học cho học sinh:

Để học tốt phần quang hình thì yêu cầu đầu tiên là học sinh phải ghi nhớ được lí thuyết quang hình. Lí thuyết phần này khá nhiều, đòi hỏi học sinh phải có sự đầu tư thời gian và ý chí cao để ghi nhớ, tránh bị chồng chéo lẫn lộn các đối tượng với nhau; nhất là phải phân biệt rõ ràng về sự truyền ánh sáng, về đặc điểm của ảnh ở thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.