(SKKN 2022) hiệu quả sử dụng thí nghiệm nhằm khắc phục quan niệm sai lầm của học sinh khi dạy chương dòng điện xoay chiều vật lý 12 THPT

Quan niệm của học sinh được hình thành dần theo thời gian và bởi nhiều nguyên nhân khác nhau nhưng đều có những đặc điểm giống nhau: Đó là có tính phổ biến, bền vững và đa số quan niệm đ

MỤC LỤC

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT VĨNH LỘC

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HIỆU QUẢ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM NHẰM KHẮC PHỤC SAI LẦM CỦA HỌC SINH KHI DẠY CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY

CHIỀU VẬT LÝ 12 THPT.

Người thực hiện : Trịnh Thị Bắc

Chức vụ : Giáo viên

SKKN thuộc lĩnh vực(môn) : Vật Lý

THANH HÓA NĂM 2022

NỘI DUNG TRANG

1 Mở đầu

1.1 Lý do chọn đề tài

1.2 Mục đích nghiên cứu

1.3 Đối tượng nghiên cứu

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1 1 1 1

2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm

2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm.

2.1.1 Hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý

2.1.2 Chu trình hoạt động nhận thức trong vật lý học

2.1.3 Phương pháp mô hình hóa trong dạy học vật lý

2.1.4 Định hướng hoạt động nhận thức cho học sinh

2.1.5 Định hướng hoạt động tìm tòi – vận dụng tri thức

2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng SKKN

2.2.1 Quan niệm sai lầm của học sinh trong dạy học vật lý

2.2.2 Đặc điểm quan niệm sai lầm của học sinh

2.2.3 Những biểu hiện của quan niệm sai lầm

2.3 Các biện pháp sử dụng giải quyết vấn đề

2.3.1 Các biện pháp khắc phục quan niệm sai lầm của HS

2.3.2 Những quan niệm sai lầm phổ biến của học sinh

2.3.3 Các biện pháp khắc phục sai lầm của học sinh

2.3.4 Một số phương án thí nghiệm nhằm khắc phục sai lầm của

học sinh

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm.

2 2 2 3 3 3 3 4 4

4 4 4 5 6 6 7 7 15

3 Kết luận và kiến nghị

16

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Nguyễn Trọng Sửu Hướng dẫn thực hiện chương trình, sách giáo khoa lớp

12 môn vât lý NXB Giáo dục, Hà Nội

2 Sách giáo khoa vật lý 12 cơ bản nhà xuất bản giáo dục

3 Hà Hùng Các phương tiện thí nghiệm dạy học vật lý Đại học sư phạm Vinh.

4 Bùi Quang Hân, Nguyễn Duy Hiền, Nguyễn Tuyến (2008) Luyện giải bài tập trắc nghiệm vật lý 12 tập 1 NXB Giáo dục.

5 Trần Trọng Hưng Phân loại và phương pháp giải toán vật dòng điện xoay chiều NXB Trẻ.

DANH MỤC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC

CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN

Họ và tên tác giả: Trịnh Thị Bắc.

Chức vụ và đơn vị công tác: Giáo viên – Trường THPT Vĩnh Lộc

Cấp đánh giá xếp loại (Phòng, Sở, Tỉnh )

Kết quả đánh giá xếp loại (A, B, hoặc C)

Năm học đánh giá xếp loại

1 Tích hợp giáo dục sử dụng

năng lượng tiết kiệm và bảo vệ

môi trường trong dạy học môn

Vật lí

2 Xây dựng và sử dụng sơ đồ tư

duy vào giảng dạy Vật lí

lớp 10

3 Hiệu quả hoạt động nhóm khi

tiến hành thí nghiệm trong dạy

học vật lí

1 Mở đầu

1.1 Lý do chọn đề tài

Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI, thế kỷ của trí tuệ sáng tạo Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, hội nhập với cộng đồng trong khu vực và thế giới Chính từ sự phát triển đó mà đòi hỏi ngành giáo dục và đào tạo có những đổi mới căn bản,mạnh mẽ,vươn tới ngang tầm với sự phát triển chung của thế giới và khu vực Sự nghiệp giáo dục đào tạo phải góp phần quyết định vào việc bồi dưỡng trí tuệ khoa học, năng lực sáng tạo cho thế

hệ trẻ

Để thực hiện thắng lợi sự nghiệp công nghiệp hóa,hiện đại hóa,cần giáo dục thế hệ trẻ thành những con người “ năng động sáng tạo, có năng lực giải quyết vấn đề ”, những con người tự tin, có trách nhiệm, hành động phù hợp với những giá trị nhân văn và công bằng xã hội, do đó cần thực hiện một kiểu dạy học “ hướng tập trung vào HS, trên cơ sở hoạt động của HS ” Quan niệm của học sinh được hình thành dần theo thời gian và bởi nhiều nguyên nhân khác nhau nhưng đều có những đặc điểm giống nhau: Đó là có tính phổ biến, bền vững và đa số quan niệm đều sai lệch với bản chất vật lí của khái niệm,hiện tượng và quá trình vật lí diễn ra, điều này gây nhiều khó khăn, trở ngại trong dạy học vật lí.Việc khắc phục, sửa đổi những quan niệm đó là hết sức cần thiết, nhưng không thể “phủ nhận quan niệm”, “khẳng định sự thật” như phần lớn giáo viên hiện nay đang áp dụng

Để khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh, người thầy phải lựa chọn phương pháp sao cho phù hợp với bộ môn, vừa phải phù hợp với thời gian của tiết học Việc sử dụng các thí nghiệm, bài tập sẽ tạo hứng thú học tập cho học sinh, giúp các em tiếp nhận kiến thức môt cách dễ dàng và sẵn sàng gạt bỏ những sai lầm trước đó,đồng thời các em có ấn tượng và ghi nhớ lâu hơn các kiến thức vừa học

Thực tiễn hiện nay,việc tiếp thu kiến thức vật lý của học sinh ở các trường THPT còn có nhiều hạn chế dẫn đến các quan niệm sai lầm khi học môn vật lý Trong quá trình thực tế giảng dạy nhiều năm và ôn thi THPT quốc gia

tôi viết nên sáng kiến kinh nghiệm với đề tài: “ Hiệu quả sử dụng thí nghiệm nhằm khắc phục quan niệm sai lầm của học sinh khi dạy chương dòng điện xoay chiều vật lý 12 THPT ”

1.2 Mục đích nghiên cứu

Phát hiện những quan niệm sai lầm phổ biến của học sinh khi dạy học chương “ Dòng điện xoay chiều “ Vật lý 12 cơ bản và đề xuất các biện pháp khắc phục những sai lầm đó nhằm nâng cao chất lượng dạy học

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1 Phương pháp dạy học vật lý THPT

1.3.2 Hoạt động dạy và học môn vật lý của giáo viên và học sinh ở THPT chương “Dòng điện xoay chiều “ Vật lý 12 cơ bản

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu sơ sở lý luận về tâm lý học, giáo dục học, lý luận dạy học vật lý liên quan đến các quan niệm sai lầm của học sinh khi dạy chương “Dòng điện xoay chiều “

- Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến chương “Dòng điện xoay chiều “

- Nghiên cứu các quan niệm sai lầm của học sinh trong dạy học vật lý

- Nghiên cứu các biện pháp, cách thức phát hiện và sửa chữa quan niệm sai lầm của học sinh khi dạy chương “Dòng điện xoay chiều “

1.4.2 Điều tra, khảo sát và tổng kết kinh nghiệm.

- Thực trạng của học sinh THPT khi dạy chương “Dòng điện xoay chiều “

- Tổng kết kinh nghiệm bản thân, tham khảo ý kiến đồng nghiệp để thống kê các quan niệm sai lầm phổ biến và đề xuất các biện pháp khắc phục

2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm.

2.1.1 Hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý

Học tập là một quá trình nhận thức thế giới quan của học sinh Quá trình đó được tổ chức và chỉ đạo một cách chặt chẽ Đã có nhiều sự biến đổi và phát triển về hình thức tổ chức, về cấu trúc nội dung và đặc biệt là về phương tiện và phương pháp dạy học nói chung, dạy học vật lý nói riêng

Các mô hình học tập vật lý

* Mô hình xây dựng

Đây cũng là mô hình dựa vào hoạt động tích cực của học sinh Học sinh tiếp nhận vấn đề trong trạng thái chứa đựng những quan niệm đời thường Sẽ có

sự va chạm, sự xung đột các quan niệm đó với các tri thức khoa học Từ đó học sinh vừa hoạt động cá nhân, vừa tham gia vào hoạt động cộng đồng theo nhóm Trong nhóm có thể xuất hiện những ý kiến đối kháng, những cuôc tranh luận gây gắt Giáo viên là người điều khiển để học sinh hoạt động, qua tranh luận mà vượt qua trở ngại và tự xây dựng trí thức

* Mô hình dấu ẩn

Đây là kiểu học tập dựa trên cơ sở kinh nghiệm bản thân Giáo viên truyền đạt thông tin đến học sinh, coi học sinh chưa có một quan niệm, một sự hiểu biết nào cả Thông tin được truyền tới học sinh như được “ rót vào một chiếc bình rỗng” Học sinh phải cố gắng chăm chỉ làm việc và chấp nhận các thông tin được chuyển đến, tái tạo chúng, sắp xếp chúng thành hệ thống Do không có thông tin phản hồi nên giáo viên trình bày theo logic nội dung dạy học, theo logic của giáo viên Mô hình học tập này có tác dụng tốt trong trường hợp học sinh tận tụy thích ứng nhanh nhạy với tốc độ truyền thông tin của giáo viên và có năng lực tái tạo bắt chước

* Mô hình hành vi

Mô hình này chú ý đến các quan niệm đời thường của học sinh Coi học sinh là chủ thể của sự học tập Mô hình này được dựa trên lý thuyết hành vi do Skiner, Piaget…nêu ra (sơ đồ)

2.1.2 Chu trình hoạt động nhận thức trong vật lý học

Một trong những nhiệm vụ của DHVL là làm phát triển ở học sinh khả năng sáng tạo trong hoạt động nhận thức thế giới tự nhiên Do đó cần xác định xem trong vật lý học, những con đường nhận thức nào là tối ưu, là có hiệu quả

và hay được sử dụng nhất

2.1.3 Phương pháp mô hình hóa trong dạy học vật lý

Nhiệm vụ dạy học vật lý không chỉ được giới hạn trong việc truyền thụ cho học sinh những tri thức của bộ môn này, mà điều quan trọng hơn qua đó hình thành ở họ một năng lực nhận thức sáng tạo đối với thế giới tự nhiên, năng lực phản ánh thế giới hiện thực

Do đó cần phải tạo điều kiện để cho hoạt động học tập càng giống càng tốt đối với tiến trình xây dựng tri thức của các nhà khoa học vật lý Làm được như vậy học sinh vừa tiếp nhận được tri thức, vừa tiếp nhận con đường và nhập cuộc vào con đường xây dựng tri thức vật lý Họ sẽ không mơ hồ trong việc phải vượt qua những trở lực khoa học để hiểu đúng đắn bản chất và vai trò của các lý thuyết khoa học và biết cách kiến tạo lý thuyết đó, nhằm hiểu được thế giới xung quanh

2.1.4 Định hướng hoạt động nhận thức cho học sinh

* Thông hiểu: Tiếp thu được tri thức một cách có cơ sở khoa học, hiểu

được bản chất của vấn đề

* Tái hiện: Nhớ được, xây dựng lại được tri thức, diễn đạt được những

vấn đề đã học một cách thành thạo

* Tìm tòi, vận dụng: Dùng tri thức đã học để giải thích các sự kiện, giải

quyết các bài toán, các nhiệm vụ có liên quan đến bài đã học

* Nghiên cứu sáng tạo: Vận dụng tri thức vào việc giải bài toán mới,

những tình huống mới, có biến đổi so với trường hợp quen biết Đó là những yếu tố của hoạt động nghiên cứu sáng tạo

2.1.5 Định hướng hoạt động tìm tòi – vận dụng tri thức

Đây là bước phát triển cao hơn hoạt động tái hiện, xong phải được thực hiện nhờ sự thông hiểu và sự tái hiện Thực ra trong sự tái hiện đã đòi hỏi nhiều đến hoạt động tìm tòi vận dụng tri thức Bởi vì sự tái hiện đòi hỏi tính độc lập của học sinh và xảy ra trong không gian thời gian biến đổi Do đó đối với học sinh, muốn tái hiện được phải chọn lọc, tìm kiếm bước đầu vận dụng

Định hướng hoạt động tìm tòi, vận dụng tri thức thường được thể hiện qua hình thức algorit hóa và chương trình hóa Thông thường lúc đầu, giáo viên hướng dẫn để học sinh quen với algorit của hoạt động này Để có algorit đòi hỏi phải có sự lựa chọn tri thức và vận dụng vào hoạt động nhằm giải quyết vấn đề

đã được nêu ra Hoạt động của học sinh thực hiện theo kế hoạch, theo kiểu chương trình hóa Đó chính là những yếu tố cho một hoạt động sáng tạo

Giới thiệu vấn

đề, kích thích

học sinh

Học sinh: Trí não được coi như hộp đen

Suy nghĩ Chế biến Trả lời

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm:

2.2.1 Quan niệm sai lầm của học sinh trong dạy học vật lý

Chẳng hạn khi thả một hòn đá, hòn đá rơi nhanh xuống đất còn khi thả một tờ giấy, tờ giấy rơi chậm xuống mặt đất Chính vì vậy quan niệm vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ cứ đeo đẳng suốt trong đời sống con người hoặc chẳng hạn như dòng xoay chiều ta nhìn như liên tục vậy thực chất xoay chiều có gì khác dòng một chiều Bởi vì ở đây, con người không để ý đến, thậm chí không cần để ý đến sức cản của không khí lên vật đang rơi hoặc sự đổi chiều của dòng điện nhấp nháy như thế nào và sự lưu ảnh trong mắt

Như vậy chủ thể của quá trình học tập ( học sinh ) mang theo trong đầu óc những quan niệm đời thường khi đến trường để học vật lý Ở những học sinh khác nhau, các quan niệm này khác nhau về nội dung, độ rộng, độ sâu… Cách biểu hiện cũng khác nhau Đó là điều mà giáo viên vật lý phải để ý, phải xử lý Tóm lại,trong dạy học vật lý không thể bỏ qua các quan niệm đời thường của học sinh, cũng không thể tẩy xóa chúng ra khỏi đầu óc học sinh một cách dễ dàng mà phải tạo điều kiện cho chúng bộc lộ,vận hành và tìm cách vượt qua chúng

2.2.2 Đặc điểm quan niệm sai lầm của học sinh

Chính bản thân HS cũng rất khó từ bỏ nếu không có cách giải thích hoặc minh chứng một cách thuyết phục Nếu chỉ dựa vào những lời thuyết giảng của thầy mà làm cho HS tự giác từ bỏ những quan niệm sai, đồng thời thay vào đó

là những tri thức có bản chất trái ngược với cái mình đã có là rất khó khăn Chính vì thế những trở ngại lớn trong QTDH vật lý là GV phải biết được HS mắc phải những sai lầm gì, đồng thời phải liệt kê, phân loại những sai lầm đó Sau đó,GV tìm giải pháp, đưa ra những phương án thí nghiệm để chứng tỏ những sai lầm của HS,tạo niềm tin cho HS khi nhận thức về vấn đề cần lĩnh hội

2.2.3 Những biểu hiện của quan niệm sai lầm

Quan niệm thường ngày xác định việc học bởi vì người ta chỉ có thể "nhìn thấy" cái mới thông qua những cái đã biết Hầu hết HS khi bắt đầu học môn vật

lý đều mang theo các quan niệm, kinh nghiệm thường ngày của mình qua đó phát triển chúng để tiếp thu các kiến thức trong lớp

Tuy nhiên hầu hết các quan niệm này đều không chính xác với các khái niệm khoa học Và do đó gây nhiều khó khăn trong quá trình học tập HS hầu như không hiểu những gì mình nghe được nhìn được trên lớp

2.3 Các biện pháp sử dụng giải quyết vấn đề.

2.3.1 Các biện pháp khắc phục quan niệm sai lầm của học sinh

* Thí nghiệm vật lý

Thí nghiệm vật lý mang lại kết quả trung thực, rõ ràng và dễ tiếp thu để trở thành kiến thức cho bản thân Chính bản thân HS đã chủ định trong quan sát hiện tượng, thay đổi điều kiện của thí nghiệm nhưng kết quả vẫn không đổi Điều này chứng tỏ rằng kiến thức mà kết quả thí nghiệm đem lại cho HS là chính xác, đúng đắn, nó sẽ được bổ sung hoặc thay thế cái trước đó

* Tăng cường hiệu quả sử dụng phương tiện dạy học

- Tăng cường tính trực quan sinh động, tính hiện thực của các hiện tượng

Môn học vật lý là môn học thực nghiệm, do đó nó rất trực quan sinh động,

và thể hiện rõ tính hiện thực khách quan, khi ta biết kết hợp sử dụng các phương tiện dạy học và phương pháp thực nghiệm trong dạy học Từ đó các em tự điều chỉnh những quan niệm chưa đúng hoặc bổ sung các quan niệm chưa chính xác trở thành chính xác và đầy đủ hơn

- Tăng tính chính xác khoa học trong việc nghiên cứu các định luật vật lý

Bằng những phương tiện thí nghiệm, có thể tạo ra trong quá trình dạy học những khả năng tối ưu để xác định định lượng các đại lượng vật lý một cách chính xác Trên cơ sở những giá trị định lượng các đại lượng vật lý, để từ đó suy diễn, tìm ra định luật, phát biểu định luật, thể hiện định luật qua các mô hình là hoàn toàn chính xác và khách quan Trong điều kiện hiện nay, phương tiện dạy học ngày càng được cải tiến, hiện đại hóa, thì việc xác định định lượng các đại lượng vật lý ngày càng chính xác hơn, gúp HS làm sáng tỏ những quan niệm sai lầm mà đã hình thành từ trước của họ

- Củng cố xây dựng lòng tin vào khoa học

Việc dạy học vật lý chỉ phụ thuộc đến những phương tiện tối thiểu thường gọi là dạy chay Tuy rằng bằng lập luận, diễn giảng cũng có thể rút ra định luật vật lý Với những học sinh khá một tí, cũng có thể bằng những thí nghiệm tưởng tượng này mà rút ra định luật vật lý Nhưng tất nhiên hoàn lý thuyết, có phần nào mang tính áp đặt, do không tránh khỏi sự nghi ngờ của HS đối số liệu vật lý

Cũng nhờ phương tiện đó, mà tạo cho HS lòng khát khao khám phá thế giới khoa học, nhận thức về các qui luật sinh tồn và phát triển của thế giới tự nhiên nói chung và môn vật lý nói riêng

* Tổ chức hoạt động nhóm

Mỗi đơn vị bài học vật lý có thể xem như một đề tài khoa học hay một đề tài nghiên cứu, và người tham gia nghiên cứu là HS Do đó, hoạt động chính trên lớp là các hoạt động của HS bao gồm:

+ Trả lời câu hỏi: HS trả lời các câu hỏi đã được chuẩn bị Hoạt động này

dành cho trường hợp trả lời câu hỏi gợi mở

+ Chất vấn: HS thắc mắc với các thành viên khác trong lớp hoặc với GV

về những vấn đề chưa thông suốt

+ Phát biểu: Nêu nhận xét hoặc suy nghĩ của các cá nhân đối vấn đề đang

được phân tích

+ Tranh luận: Bằng những lý luận trên các cơ sở các kiến thức đã được

học, những thông tin thu thập được để bảo vệ quan điểm cá nhân hoặc để phản

đối quan điểm của người khác nhằm xác định tính đúng đắn của vấn đề

+ Thảo luận: Các thành viên trong nhóm trao đổi thông tin tự thu tập cho

nhau, đặc biệt là những câu hỏi đào sâu vào nội dung và vận dụng

+ Trình bày: Để trả lời những câu hỏi nắm vững kiến thức hoặc giải các

bài tập định lượng, nhất thiết HS phải đứng trước lớp thuyết trình, vì câu trả lời không đơn thuần là những nội dung in sẵn trong sách giáo khao mà là sự phối

hợp giữa kiến thức mới và cũ, giữa quan niệm chung và riêng, giữa lý thuyết và thực hành

2.3.2 Những quan niệm sai lầm phổ biến của học sinh trong dạy học chương dòng điện xoay chiều vật lý 12

2.3.2.1 Các quan niệm sai lầm thường gặp

Trong quá trình dạy tôi đưa ra kết quả về một số quan niệm sai lầm của

HS như sau:

Thứ 1: Khái niệm vật lý

- Quan niệm cường độ dòng điện không đổi bằng cường độ dòng điện xoay chiều khi đi qua cùng một điện trở R

Thứ 2: Hiện tượng vật lý

- Quan niệm sai về nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.

- Quan niệm sai về tác dụng của tụ điện đối với dòng dòng điện xoay chiều.

- Quan niệm sai về hiện tượng cộng hưởng điện.

Thứ 3: Đại lượng vật lý

- Quan niệm sai giữa giá trị tức thời và giá trị hiệu dụng.

Thứ 4: Định luật vật lý

- Quan niệm sai về sự giống nhau định luật Ôm của dòng điện không đổi với

định luật Ôm về dòng điện xoay chiều

- Quan niệm các đại lượng hiệu dụng của dòng điện xoay chiều cộng được như

dòng điện không đổi

2.3.2.2 Nguyên nhân của các quan niệm sai lầm của học sinh

Nhiều quan niệm được học sinh đem theo vào giờ học của mình liên quan đến các kinh nghiệm hàng ngày với các hiện tượng như ánh sáng, nhiệt, điện,

âm thanh và chuyển động Nhưng ngôn ngữ hàng ngày cũng gây ảnh hưởng tới bức tranh về thế giới của học sinh Ngôn ngữ chính là một hệ thống để biểu thị nội dung, với kinh nghiệm hiểu biết hàng ngày, qua báo chí, qua đài, ti vi về các hiện tượng về điện, về nhiệt về năng lượng càng khắc sâu các quan niệm hàng ngày Chính vì vậy mà quan niệm sai lầm của học sinh được hình thành do những nguyên nhân chủ yếu sau:

- Thực tiễn trong đời sống hàng ngày

- Sự phong phú của ngôn ngữ

- Các kiến thức có được từ các môn học khác, hoặc từ những giờ học trước cũng

có thể đưa đến cho học sinh những hiểu biết không đầy đủ về một khái niệm mới nào đó và chính đó cũng là một trong những nguyên nhân hình thành quan niệm sai lầm của học sinh