quan niệm sai lệch của học sinh và cách khắc phục

Mục tiêu của đề tài Phát hiện được QN sai lệch của HS về một số khái niệm trong chươngĐộng học chất điểm và Động lực học chất điểm Vật lý 10 NC.. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu xây dự

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kết quảtrong khóa luận là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kìcông trình nào khác

Tác giả

Nguyễn Thị Minh Tuệ

LỜI CẢM ƠN

Tác giả khóa luận xin chân thành cảm ơn BGH trường ĐH Quảng Nam,quý thầy cô khoa Lý - Hóa - Sinh đã giúp đỡ, tạo điều kiện để tác giả thực hiệnkhóa luận

Đặc biệt xin gửi lời biết ơn sâu sắc về sự hướng dẫn tận tình của cô giáoTh.s Nguyễn Thị Vân Sa trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành khóaluận này

Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn đến những người thân trong gia đình vàcác bạn trong lớp ĐHSP Vật lý K10 đã động viên và giúp đỡ rất nhiều trong suốtthời gian thực hiện khóa luận

Tác giả

Nguyễn Thị Minh Tuệ

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ tiến trình khắc phục QN sai lệch 16

Hình2.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung ĐHCĐ 19

Hình2.2 Hình biểu diễn trục tọa độ 22

Hình2.3 Hình vẽ biểu diễn quỹ độ chất điểm 25

Hình2.4 Hình ảnh vòng tròn A,C 26

Hình2.5 Hình ảnh vòng tròn B,D 26

Hình2.6 Hình ảnh vòng tròn đã cắt 26

Hình2.7 Hình nón A 27

Hình2.8 Hình ảnh ống Newton 28

Hình2.9 Đồ thị biễu diễn vận tốc theo thời gian 29

Hình2.10 Hình vẽ biễu diễn thí nghiệm máng nghiêng Galile 31

Hình 2.11 Hình ảnh về thí nghiệm lực ma sát nghỉ 32

Hình 2.12 Hình ảnh thí nghiệm ma sát trượt 33

Hình 2.13 Hình ảnh thí nghiệm lực quán tính 34

Hình 2.14 Hình ảnh tương tác giữa 2 vật A và B 36

Hình 2.15 Hình vẽ biễu diễn thí nghiệm về chuyển động của vật ném ngang 37 Hình 3.1 Đồ thị phân bố tần suất 44

Hình 3.2 Đồ thị phân phối tần suất tích lũy 45

Hình 3.3 Đồ thị phân phố tần suất 46

Hình 3.4 Đồ thị phân phố tần suất tích lũy 47

Bảng 3.1 Bảng phân bố tần số điểm số các bài kiểm tra 43

Bảng 3.2 Bảng phân bố tần suất các bài kiểm tra 43

Bảng 3.3 Bảng phân bố tần số tích lũy 44

Bảng 3.4 Bảng tổng hợp các tham số 45

Bảng 3.5 Bảng phân bố tần số điểm số các bài kiểm tra 45

Bảng 3.6 Bảng phân bố tần suất các bài kiểm tra 46

Bảng 3.7 Bảng phân bố tần số tích lũy 46

Bảng 3.8 Bảng tổng hợp các tham số 47

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

BẢNG GHI CHÚ CÁC TỪ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ iv

MỤC LỤC v

MỞ ĐẦU 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 2

1.3 Lịch sử nghiên cứu đề tài 2

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.4 Giả thuyết khoa học 2

1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

1.6 Phương pháp nghiên cứu 3

1.7 Cấu trúc và nội dung khóa luận 3

NỘI DUNG 4

Chương 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Quan niệm và quan niệm của học sinh 4

1.1.1 Quan niệm 4

1.1.2 Quan niệm của học sinh 4

1.2 Nguồn gốc và đặc điểm của quan niệm của học sinh 5

1.2.1 Nguồn gốc quan niệm của học sinh 5

1.2.2 Đặc điểm quan niệm của học sinh 8

1.3 Khắc phục quan niệm của học sinh 9

1.3.1 Ảnh hưởng của quan niệm của học sinh trong dạy học vật lý 9

1.3.2 Phát hiện quan niệm sai lệch của học sinh 11

1.3.3 Khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh trong dạy học vật lý 12

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 17 Chương 2 PHÁT HIỆN VÀ KHẮC PHỤC QUAN NIỆM CỦA HỌC SINH

2.1 Cấu trúc nội dung kiến thức chương Động học và Động lực học chất

điểm 18

2.1.1 Chương Động học chất điểm 18

2.1.2 Chương Động lực học chất điểm 20

2.2 Quan niệm của học sinh về một số khái niệm trong chương ĐHCĐ và ĐLHCĐ 20

2.2.1 Chương Động học chất điểm 21

2.2.2.Phần Động lực học chất điểm 30

2.3 Soạn thảo tiến trình dạy học một số bài cụ thể 38

2.3.1 Tiến trình dạy bài “Sự rơi tự do” 38

2.3.2 Giáo án bài “Sự rơi tự do” (Xem phụ lục 3 trang P10) 39

2.3.3 Tiến trình dạy bài “Định luật I Newton” 39

2.3.4 Giáo án bài “Định luật I Newton” (Xem phụ lục 3 trang P15) 39

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 40

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 41

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 41

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 41

3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 41

3.2 Nội dung và phương pháp thực nghiệm sư phạm 41

3.2.1 Nội dung của thực nghiệm sư phạm 41

3.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 41

3.3 Kết quả thực nghiệm 42

3.3.1 Đánh giá định tính 42

3.3.2 Kết quả định lượng 43

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 48

KẾT LUẬN 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU1.1 Lý do chọn đề tài

Chúng ta biết bước vào thế kỷ XXI, cả nước đang nỗ lực phấn đấu để đếnnăm 20 của thế kỷ sẽ hoàn thành sự nghiệp CNH - HĐH đất nước Trước yêu cầu

đó, Đảng và Nhà nước ta luôn xác định: “Giáo dục là quốc sách hàng đầu nhằmnâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài”

Khi nghiên cứu những giải pháp sư phạm đúng đắn nhằm nâng cao hiệuquả chất lượng dạy và học, chúng ta cần xem xét quá trình dạy học trong mộttổng thể thống nhất dưới tác động qua lại biện chứng của tất cả các yếu tố chiphối nó Có nhiều yếu tố tác động đến quá trình dạy học Bên cạnh yếu tố thuậnlợi cũng có những yếu tố gây trở ngại đến việc tiếp thu kiến thức mới của họcsinh

Thực tế cuộc sống cho thấy, trước một sự vật hay hiện tượng nào đó, các

em học sinh luôn có những cách nhìn nhận, cách suy nghĩ và cách cảm nhận củariêng mình Cùng một sự vật hay hiện tượng, cách nhìn nhận, suy nghĩ và cảmnhận của các em cũng có thể ở những khía cạnh và mức độ rất khác nhau

Hầu hết học sinh khi bắt đầu học một môn khoa học tự nhiên hay vật lýđều mang theo các quan niệm, kinh nghiệm thường ngày của mình qua đó pháttriển chúng để tiếp thu các kiến thức trong lớp Những quan niệm này được tạothành từ nhiều nguyên nhân khác nhau, tuy nhiên chúng lại có những đặc điểmgiống nhau là có tính phổ biến, bền vững và đa số quan niệm đều sai lệch với bảnchất của các khái niệm, hiện tượng vật lý Chính điều này đã gây nhiều khó khăn,trở ngại trong quá trình dạy học vật lý của giáo viên và quá trình nhận thức củahọc sinh

Có quan điểm cho rằng: “Dạy học là xây dựng cái mới trên nền cái cũ”,theo đó trong dạy học vật lý, việc hiểu rõ những quan niệm sai lệch của học sinh

và tìm ra phương pháp phù hợp để khắc phục những quan niệm đó nhằm hìnhthành cho học sinh những kiến thức vật lý vững chắc là rất cần thiết Nó phải đưađến cho học sinh có thể nhìn nhận mọi vấn đề theo con mắt khoa học và làm cho

cầu đó, chúng tôi quyết định chọn đề tài: “Phát hiện và khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh chương “Động học chất điểm” và “Động lực học chất điểm” – Vật lý 10 Nâng cao”.

1.2 Mục tiêu của đề tài

Phát hiện được QN sai lệch của HS về một số khái niệm trong chươngĐộng học chất điểm và Động lực học chất điểm Vật lý 10 NC Trên cơ sở đó đềxuất một số phương pháp nhằm khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh trongdạy học vật lý

1.3 Lịch sử nghiên cứu đề tài

Năm 1995, tác giả Nguyễn Tín Hiền đã nghiên cứu một số quan niệm củahọc sinh phần Âm thanh và Ánh sáng

Năm 1999, các tác giả Trần Thị Cát, Đồng Thị Diện cũng nghiên cứu QNcủa HS về các khái niệm vật lý thuộc phần Quang học, Điện học ở một số trườngTHCS thuộc khu vực Đà Nẵng, Quảng Bình… Tuy nhiên các nghiên cứu nàymới chỉ dừng lại ở việc tìm hiểu các quan niệm của học sinh mà chưa đưa ra biệnpháp khắc phục cho những quan niệm đó

Năm 2001, tác giả Lê Văn Giáo đã nghiên cứu quan niệm của học sinh vềmột số khái niệm vật lý phần Quang học, Điện học và đề ra biện pháp khắc phụctrong việc dạy các khái niệm đó ở trường THCS

Cho đến nay, theo tài liệu chúng tôi tìm hiểu được, chưa có tác giả nàonghiên cứu một cách đầy đủ và chi tiết về các quan niệm sai lệch của học sinhtrong chương ĐHCĐ và ĐLHCĐ – chương trình vật lý THPT Vì vậy việc pháthiện và khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh trong các chương này là cầnthiết

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Hoạt động dạy và học chương ĐHCĐ và ĐLHCĐ vật lý lớp 10 THPT,trong đó chú ý đến việc phát hiện và khắc phục QN sai lệch của HS

- Phạm vi khảo sát thực nghiệm: trường THPT Trần Văn Dư

1.4 Giả thuyết khoa học

phạm hợp lý nhằm khắc phục những quan niệm sai lệch, thì có thể hình thànhcho học sinh những quan niệm khoa học một cách sâu sắc và do đó góp phầnnâng cao được hiệu quả giờ học vật lý ở trường phổ thông.

1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu xây dựng cơ sở lý luận của đề tài

- Điều tra phát hiện các QN sai lệch của học sinh về một số khái niệmtrong chương Động học chất điểm và Động lực học chất điểm trong chương trìnhVật lý THPT

- Xây dựng tiến trình học với những biện pháp sư phạm cụ thể nhằm khắcphục những quan niệm sai lệch của học sinh

- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi của tiến trình đề xuất

và đánh giá tính hiệu quả của những biện pháp sư phạm trong việc khắc phụcnhững quan niệm sai lệch của học sinh

1.6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

Nghiên cứu nội dung, chương trình SGK và các tài liệu về phương pháp giảngdạy vật lý, đặc biệt là các tài liệu liên quan đến QN sai lệch của HS

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Điều tra QN của HS về một số khái niệm trong chương Động học chất điểm vàĐộng lực học chất điểm

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành thực nghiệp sư phạm có đối chứng tại trường THPT Trần Văn Dư đểđánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học khắc phục quan niệm sai lệch của HS

1.7 Cấu trúc và nội dung khóa luận

Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo,khóa luận gồm

3 chương:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Phát hiện và khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh trong chươngĐộng học chất điểm và Động lực học chất điểm

NỘI DUNGChương 1 TỔNG QUAN 1.1 Quan niệm và quan niệm của học sinh

1.1.1 Quan niệm

Có nhiều định nghĩa khác nhau về khái niệm QN Theo từ điển tiếng Việtthì: “QN là sự nhận thức như thế nào đó về một vấn đề, một sự kiện” [4] Còntheo từ điển triết học thì “QN là đặc trưng ý thức con người, dựa trên việc đối lập

nó về mặt nhận thức luận với cái vật chất, với vật chất Tri thức về thế giới vậtchất là một hình thức QN về những mối liên hệ khách quan của sự vật, nhữnghình thức đó không tồn tại độc lập mà chỉ tồn tại trong mối quan hệ của hoạtđộng con người với thế giới khách quan Vì vậy, khác với thế giới đang tồn tạimột cách độc lập, khách quan, tri thức về thế giới và ý thức nói chung được đặctrưng như cái QN” Hay theo Vinacke – nhà tâm lí học – thì: “QN là hệ thốngcấu trúc nhận thức, nhờ nó những thuộc tính còn lại của những kinh nghiệm đãtrải qua, có thể được tái hiện nhờ những kích thích hiện tại” [4]

Tóm lại, ta có thể hiểu QN là sự hiểu biết của con người về sự vật, hiệntượng và các quá trình tự nhiên được hình thành trong quá trình sinh hoạt và laođộng sản xuất hàng ngày Những hiểu biết này tiềm ẩn trong não bộ và được táihiện khi có nhu cầu bộc lộ Trong thực tế, mỗi cá nhân lại có một tầm hiểu biếtkhác nhau và có cách nhìn nhận dưới những góc độ riêng nên QN có tính cá biệtrất cao Đồng thời những QN của cá nhân được hình thành một cách tự phát vàmang yếu tố chủ quan nên thường không khách quan và thiếu khoa học

1.1.2 Quan niệm của học sinh

Trước đây người ta cho rằng HS là những “tờ giấy trắng” và thầy giáo làngười đầu tiên viết lên đó những tri thức khoa học Nhưng đến thập niên 70 củathế kỉ XX, nhiều nhà lý luận dạy học trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu những

QN của HS và đưa ra kết luận: “Khi đến trường HS đã mang theo mình một “tàisản riêng”, đó là những QN của HS đã có trước giờ học về những hiện tượng,khái niệm vật lý…mà các em sẽ được nghiên cứu trong giờ học” Theo nhà tâm

của nó” Cách nhìn, cách nghĩ và cảm nhận riêng của HS trước giờ học chính là

1.2 Nguồn gốc và đặc điểm của quan niệm của học sinh

1.2.1 Nguồn gốc quan niệm của học sinh

Quan niệm của học sinh được hình thành do nhiều nguyên nhân khácnhau: qua thực tế cuộc sống, qua sinh hoạt, xuất phát từ ngôn ngữ thường dùng,thông qua các phương tiện và đồ dùng thường ngày hay qua nói chuyện, trao đổivới bố mẹ, với người lớn, Ngoài ra, những kiến thức có được từ những mônhọc khác, hoặc từ những giờ học trước đó cũng có thể đưa đến cho học sinhnhững hiểu biết không đầy đủ về một khái niệm mới nào đó

Như vậy quan niệm của học sinh được hình thành từ nhiều nguồn gốckhác nhau, tuy nhiên chủ yếu vẫn do những yếu tố sau:

1.2.1.1 Thực tế đời sống hằng ngày – nguồn gốc chủ yếu hình thành quan niệm của học sinh

Ngay từ bé, trẻ em đã được tiếp xúc với môi trường tự nhiên, xã hội vàgiao tiếp với người lớn xung quanh, nhờ đó sự hiểu biết và tư duy của trẻ khôngngừng được mở mang Tuy nhiên, những kiến thức ban đầu của trẻ được tích lũyqua cuộc sống mới chỉ là những kiến thức kinh nghiệm Khi đến trường, qua họctập, sự hiểu biết và trí tuệ của học sinh mới thực sự phát triển, kiến thức của các

em mới dần đầy đủ và có tính chính xác

Có thể nói, sự học của con người không chỉ diễn ra trong nhà trường, màcòn diễn ra cả trong đời sống nữa Điểm đáng chú ý là việc học trong đời sống

vốn sống, vốn hiểu biết riêng của mỗi cá nhân và trên cơ sở đó quan niệm củahọc sinh về các sự vật, hiện tượng dần được hình thành trong tư duy của các em.Chẳng hạn quan sát thực tế các em thấy khi muốn làm cho một vật chuyển độngthì ta phải tác dụng lên vật một lực kéo, khi thôi tác dụng lực thì vật chuyển độngchậm dần rồi dừng lại Vì thế, các em QN lực là nguyên nhân của chuyển động.Sau này, qua học tập trong trường lớp, tư duy của các em mới thực sự phát triển

và hiểu biết của các em mới thực sự đầy đủ và chính xác

Trong vòng nhiều thế kỷ, nền khoa học thời Trung cổ đã chấp nhận điềukhẳng định của Aristôt cho rằng: "Vật nặng luôn rơi nhanh hơn vật nhẹ", nhưmột giáo lý bất di bất dịch [17] Có lẽ trong trường hợp này, cái lôgic "thườngnghe" và "thường thấy" cũng đã là nguồn gốc chính, bởi vì ngay cả kinh nghiệmhàng ngày cũng xác nhận điều đó: rõ ràng là một sợi lông tơ bao giờ cũng rơichậm hơn một hòn đá! Quan niệm sai lệch nêu trên của Aristôt cũng đã tồn tạikhá lâu, mãi cho đến khi Galilê phủ nhận điều đó bằng những thực nghiệm khoahọc về ảnh hưởng của sức cản không khí đến sự rơi của các vật

Tất cả những điều đó đều nói lên rằng kinh nghiệm sống, kinh nghiệmhoạt động thực tiễn đã góp phần rất quan trọng vào việc hình thành quan niệmcủa mỗi cá nhân về những hiện tượng, sự kiện và quá trình tự nhiên Và chínhnhững quan niệm được hình thành qua thực tế cuộc sống, qua hoạt động thực tiễn

sẽ trở thành những quan niệm bền vững và rất khó khắc phục trong giờ học

1.2.1.2 Sự phong phú về ngôn ngữ - một nguyên nhân hình thành quan niệm của hoc sinh

Trước hết, có thể khẳng định rằng ngôn ngữ tiếng Việt là hết sức phongphú Với cùng một từ nhưng người ta có thể diễn đạt nhiều vấn đề khác nhau vàngược lại với cùng một vấn đề cũng có thể dùng nhiều từ ngữ khác nhau để diễnđạt

Trong Vật lý học, có không ít các thuật ngữ diễn đạt các khái niệm và hiệntượng vật lý trùng với những thuật ngữ thường dùng để diễn đạt những vấn đềtrong đời sống Những thuật ngữ như vậy thường mang hai ý nghĩa: ý nghĩa

quá quen thuộc với cách dùng và cách hiểu các thuật ngữ trong đời sống, nên khigặp lại các thuật ngữ ấy với tư cách là tên gọi của một khái niệm hay hiện tượngvật lý, thì học sinh khó có thể tránh được những quan niệm sai lệch về bản chấtkhoa học của chúng Chẳng hạn trong cuộc sống, các thuật ngữ "chuyển động" và

"đứng yên" được sử dụng khá rộng rãi Quan niệm thông thường về chuyển động

là sự di chuyển: Xe ô tô lăn bánh trên đường, tàu hỏa chuyển bánh rời sân ga,

đó là những chuyển động, còn khi xe ô tô đỗ trong bến xe, tàu hỏa dừng trongsân ga đó là những vật đứng yên Trong Vật lý học, "chuyển động" và "đứngyên" được định nghĩa chuẩn xác về mặt khoa học với tư cách là một khái niệmvật lý: Chuyển động của một vật là sự thay đổi vị trí của vật đó so với vật khácđược chọn làm mốc; chuyển động và đứng yên có tính tương đối Chính vì cáchquan niệm theo kiểu cuộc sống về "chuyển động" và "đứng yên" đã ăn sâu vàotiềm thức của các em, nên khi học vật lý rất nhiều học sinh đã vận dụng một cáchsai lệch bản chất của các khái niệm "chuyển động" và "đứng yên"

Hoặc trong giờ học về “Công- công suất”, khi giáo viên nhắc đến thuật

ngữ “Công” thì nhiều học sinh đã liên tưởng đến: công việc, công sức, công lao, với một hàm ý có sự tiêu hao công suất, tiêu hao năng lượng Vì vậy khi

hình thành cho học sinh khái niệm “Công” người giáo viên rất khó khăn để làmcho các em hiểu được ý nghĩa vật lý của thuật ngữ này, đặc biệt khi nói rằng

“Công” của lực phụ thuộc quãng đường đi Bởi trong ý nghĩa đời sống người ta

nói: mất công, tốn công, có công thì từ công ở đây không liên quan gì đến khái

niệm “quãng đường” Vì thế khi làm một việc gì đó mà không có kết quả người

ta hay nói: “tốn công vô ích” Sự liên tưởng đến ý nghĩa trong đời sống khinghiên cứu một khái niệm vật lý nào đó thường gây cho học sinh sự hiểu sai lệch

ý nghĩa vật lý của các khái niệm này Điều đó thường làm cho giáo viên rất khócắt nghĩa cho học sinh về bản chất vật lý của khái niệm được nghiên cứu.[4]

Hay một ví dụ khác, thường ngày các em hay nghe nói đến vật này hay vậtkia có trọng lượng 50kg, 60 kg điều này khiến các em nhầm lẫn giữa trọnglượng và khối lượng trong vật lý

Mặt khác cũng có những khái niệm, tuy cùng một nội hàm nhưng có thểdùng các thuật ngữ khác nhau để diễn tả, chẳng hạn như:

Ngoài ra, những kiến thức có được từ những môn học khác, hoặc từ nhữnggiờ học trước đó 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 nhânhình thành quan niệm của học sinh

1.2.2 Đặc điểm quan niệm của học sinh

QN của HS thường là những kiến thức mang tính chất kinh nghiệm, đượchình thành và tích lũy dần dần, ngày càng được khắc sâu rồi trở thành vốn hiểubiết riêng của mỗi cá nhân Chính vì vậy, QN của HS có đặc điểm là rất bền vững

và khó thay đổi

Mặt khác, QN của HS được hình thành một cách tự phát nên: “Đa sốnhững QN của HS đều sai lệch so với cái mà HS phải học Về mặt bản chấtchúng không phù hợp với những QN khoa học của những cái được học” Ta biết,học trong đời sống, học một cách tự phát chỉ đem lại cho học sinh những kiếnthức tiền khoa học Những tri thức đó thường thiếu khách quan và kém chínhxác Tuy nhiên, bên cạnh những QN sai lệch cũng có những QN không sai lệchnhưng chưa hoàn chỉnh hoặc chưa thật chính xác Đối với những QN như vậy sẽ

có tác dụng tích cực trong quá trình dạy học

Như vậy, có thể nói phần lớn quan niệm của học sinh là sai lệch với bảnchất vật lý, mặt khác chúng có đặc điểm là rất bền vững, nên đa số quan niệm của

phổ thông Bởi vậy, chúng ta cần phát hiện quan niệm của học sinh, phân loạichúng, trên cở sở đó áp dụng những biện pháp thích hợp đối với từng loại kháiniệm Đối với những quan niệm không sai lệch nhưng chưa hoàn chỉnh và chínhxác thì phải bổ sung và tiếp tục hoàn chỉnh, còn những quan niệm sai lệch thìphải tìm những biện pháp thích hợp nhằm khắc phục và chuyển chúng thànhnhững quan niệm vật lý.

1.3 Khắc phục quan niệm của học sinh

1.3.1 Ảnh hưởng của quan niệm của học sinh trong dạy học vật lý

Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, hầu hết các kiến thức vật lý đều gắn

kết chặt chẽ với thực tế cuộc sống Chính vì thế mà ngay cả khi chưa được học

những kiến thức vật lý trên lớp, học sinh đã có những quan niệm rất phong phú

về các khái niệm và hiện tượng vật lý Việc phân tích, làm rõ những tác động tíchcực và tiêu cực của quan niệm của học sinh đến quá trình nhận thức vật lý sẽ là

cơ sở tốt để giáo viên có những biện pháp hữu hiệu trong việc phát hiện và khắcphục quan niệm sai lệch của học sinh

Đối với những quan niệm phù hợp với bản chất vật lí nhưng chưa đầy đủhoặc chưa thật chính xác, thì chúng có vai trò tích cực trong dạy học, chúng là cơ

sở để học sinh dễ dàng hơn trong quá trình nhận thức Trong những trường hợpnhư thế, giáo viên cần tổ chức cho học sinh thảo luận nhằm bổ sung những phầnchưa đầy đủ, điều chỉnh những chỗ chưa chính xác để chỉ ra cho học sinh nhữngkiến thức khoa học cần lĩnh hội

Đối với những quan niệm sai lệch, chúng là những trở ngại, thường gâykhó khăn cho các em trong quá trình nhận thức Các kết quả nghiên cứu củanhiều nhà nghiên cứu giáo dục đều khẳng định: "Một trong những trở ngại khoahọc cho hoạt động nhận thức của học sinh chính là những quan niệm sai lệch mà

họ có được do đời sống hàng ngày đem lại" [17] Trong dạy học vật lý, không thểcoi những quan niệm sai lệch ấy là cơ sở để nghiên cứu vật lý vì những lý do sau:

- Những hiểu biết ấy có thể rất khác nhau ở những học sinh khác nhau,cùng một vấn đề nhưng mỗi học sinh có thể hiểu theo một cách riêng của họ

- Hiểu biết ấy hoàn toàn không đủ để hiểu những vấn đề sẽ được nghiêncứu trong chương trình vật lý sẽ được nghiên cứu trong chương trình vật lý ởtrường phổ thông.

Chúng ta đã biết quan niệm của mỗi học sinh là vốn hiểu biết riêng củamỗi cá nhân nên chúng rất bền vững và rất khó thay đổi Bởi vậy, nếu không cónhững biện pháp sư phạm thích hợp nhằm sửa đổi, khắc phục những quan niệmsai lệch trong quá trình dạy học thì những quan niệm này vẫn cứ dai dẳng tồn tạitrong học sinh mãi, ngay cả sau khi học Đặc biệt, đối với những quan niệm vềmặt hình thức (ví dụ: đa số các em đều cho rằng Trái đất đứng yên, Mặt trờichuyển động xung quanh nó Hay lực là nguyên nhân gây ra chuyển động củavật, cũng như quan niệm giữa vận tốc và lực tác dụng luôn có mối liên hệ vớinhau: vận tốc tỉ lệ với độ lớn của lực) ta thấy nó phù hợp trong cuộc sống vàtrong sinh hoạt thường ngày thì chúng ta rất khó làm cho học sinh tự giác từ bỏchúng Về điều này, các nhà nghiên cứu đều nhất trí với kết luận: “Trẻ em vàthanh niên, học sinh và sinh viên đến với giờ học không phải như “tờ giấy chưaviết” Họ đã mang theo rất nhiều quan niệm đối với những hiện tượng, khái niệm

và định luật vật lý, sẽ được nghiên cứu trong giờ học Phần nhiều trong sốnhững quan niệm này không phù hợp với những quan niệm khoa học được đềcập trong giờ học Vì thế, tất nhiên nó sẽ gây ra những khó khăn trong dạy học vànhìn chung những quan niệm của học sinh là rất khó thay đổi Bởi đa số các quanniệm này là rất bền vững”

Chúng ta cần phải nhận thức được rằng những quan niệm sai lệch của họcsinh sẽ là trở lực đối với quá trình dạy học vật lý Chúng chính là những vật cảntrên con đường nhận thức sự vật, hiện tượng, nhận thức chân lý của người học.Bởi vậy, nếu không có biện pháp khắc phục chúng, thì những kiến thức mà các

em thu nhận được trong giờ học sẽ trở nên méo mó, sai lệch với bản chất vật lý.Kết quả là dần dần trong cấu trúc tư duy học sinh sẽ hình thành và tồn tại nhữnghiểu biết sai lệch và những hiểu biết đó sẽ trở thành những “tài sản riêng” mà họcsinh mang theo mình mãi mãi sau này Bằng những quan niệm này, các em sẽ

nhìn nhận và giải thích các hiện tượng, khái niệm và quá trình tự nhiên theo cáchriêng của mình

Từ những phân tích trên chúng ta càng hiểu rõ hơn quá trình dạy học với ýnghĩa: dạy học là xây dựng cái mới trên nền của cái cũ, đó là một công việc hoàntoàn không đơn giản Vì vậy, để dạy học thực sự mang lại hiệu quả, thầy giáo cầnphải hiểu rõ học sinh của mình, biết được các em có những quan niệm như thếnào về những khái niệm, hiện tượng hay một quá trình vật lý sẽ được nghiên cứutrong giờ học Đó là cơ sở để người thầy xem xét và đề xuất những biện pháp sưphạm thích hợp nhằm chế ngự và khắc phục chúng

1.3.2 Phát hiện quan niệm sai lệch của học sinh

Có thể nói việc điều tra phát hiện những quan niệm của học sinh trước khidạy cho học sinh một khái niệm hay hiện tượng vật lý nào đó, đồng thời khắcphục được những quan niệm sai lệch của học sinh là một đòi hỏi có tính kháchquan và có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dạy học vật lý ởtrường phổ thông

Thực tiễn dạy học cho thấy có nhiều yếu tố tác động đến quá trình nàynhư không khí dạy học, động cơ hứng thú học tập, sự tích cực hóa hoạt độngnhận thức của học sinh, vai trò của thầy giáo và học sinh trong quá trình dạyhọc Để có thể phát hiện quan niệm sai lệch của học sinh, giáo viên cần sử dụngtối ưu các phương pháp, hình thức tổ chức dạy học Cụ thể:

GV có thể dựa vào những câu hỏi về các hiện tượng, sự vật gần gũi trongđời sống hàng ngày để phát hiện những QN sai lệch của HS, đây là biện phápđơn giản dựa vào kinh nghiệm sống hàng ngày để làm bộc lộ quan niệm của họcsinh Ví dụ: Bằng câu hỏi chúng ta có thể làm bộc lộ quan niệm của học sinh về

sự chuyển động hay đứng yên của Trái Đất so với Mặt Trời, vật nặng rơi nhanhhơn vật nhẹ…

Từ các thí nghiệm, GV cho HS quan sát hiện tượng và đặt câu hỏi để làmcho học sinh bộc lộ những quan niệm riêng, đồng thời làm cho học sinh thấyđược sự vô lý của các quan niệm sai lệch đó Ví dụ: Thí nghiệm: lấy một ly nước,

đặt vào đó vài cục đá lạnh Sau một thời gian, bên ngoài ly nước bị ướt Giảithích tại sao?

Ngoài ra thông qua các bài tập đơn giản có thể đưa vào trong các giaiđoạn của giờ học giáo viên có thể phát hiện ra những quan niệm, cách hiểu saicủa học sinh về một vấn đề, một khái niệm vật lý

1.3.3 Khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh trong dạy học vật lý

Quan niệm sai lệch của học sinh là những trở lực trong quá trình dạy học.Bởi vậy việc phát hiện và khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh là một đòihỏi khách quan nhằm nâng cao chất lượng dạy học vật lý trong nhà trường phổthông hiện nay Có nhiều yếu tố tác động đến quá trình này, trong đó phải kể đến:không khí dạy học tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, vai trò củathầy giáo và vai trò của học sinh trong quá trình dạy học Bên cạnh đó, nhiềunghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng: cần phải sử dụng tối ưu các phương pháp, hìnhthức tổ chức dạy học, thí nghiệm và phương tiện trực quan trong dạy học

Quan niệm của học sinh vốn rất bền vững, khó thay đổi Vì vậy, để có thểlàm thay đổi chúng, người giáo viên cần khai thác và sử dụng thí nghiệm và cácphương tiện trực quan trong dạy học một cách hợp lý Qua đó, làm cho học sinhthấy được sự vô lý của các quan niệm sai lệch, từ đó hướng dẫn các em đi tìmkiếm kiến thức mới Ngoài ra, với những lập luận chặt chẽ dựa vào các kiến thứckhoa học đã biết giáo viên có thể giúp học sinh có những nhận thức, hiểu biếtđúng đắn về một hiện tượng, một khái niệm vật lý

Thực tiễn dạy học cho thấy làm cho học sinh nhận ra được sự vô lý củacác quan niệm sai lệch là khó, nhưng việc khắc phục những quan niệm sai lệch

đó lại càng khó hơn nhiều Tùy vào mức độ của học sinh quan niệm sai lầm màchúng ta có những biện pháp sư phạm thích hợp cụ thể, sinh động để dần dần uốnnén, khắc phục nhằm thuyết phục học sinh nhận ra và sửa đổi những quan niệmsai lầm từ đó các em ghi nhận kiến thức khoa học vật lý một cách chính xác vàđúng đắn Trên cơ sở nội dung dạy học của từng bài, từng khái niệm, hiện tượng

mà chỉ ra các biện pháp cụ thể nhằm phát hiện và khắc phục những quan niệm sai

lệch có ở học sinh qua đó hình thành cho các em những quan niệm vật lý Tuynhiên, cần quán triệt những biện pháp chung sau đây:

- Tạo ra và duy trì không khí dạy học trong lớp và phát triển nó ngày càngtốt hơn

- Sử dụng các thí nghiệm và phương tiện trực quan Đây là biện pháp đặcthù, là thế mạnh của bộ môn vật lý Các thí nghiệm và phương tiện trực quan sẽ

có tính thuyết phục cao để làm thay đổi những quan niệm sai của học sinh, giúpcác em có sự nhìn nhận đúng đắn về một khái niệm, một hiện tượng vật lý Bởi vì

“trăm nghe không bằng một thấy”, chính qua thí nghiệm trực quan mới có sứcthuyết phục làm cho các em dễ dàng phân biệt được quan niệm đúng, sai và tintưởng vào khoa học, tránh hình thức tiếp thu kiến thức một cách cưỡng ép, giáođiều

- Lựa chọn và vận dụng một cách hợp lý các phương pháp dạy học phùhợp với nội dung và đối tượng, đặc biệt chú ý đến phương pháp tích cực như:phương pháp dạy học giải quyết vấn đề, phương pháp thực nghiệm, phương phápkiến tạo…

- Tăng cường việc thảo luận, làm việc theo nhóm, phối hợp tốt hoạt độngcủa thầy và trò, nhằm phát huy tính tích cực chủ động và sáng tạo của học sinhtrong học tập

Dưới đây, chúng tôi xin đề xuất một tiến trình khắc phục quan niệm sailệch của học sinh như sau:

Bước 1: Tạo điều kiện thuận lợi cho giờ học diễn ra

Tạo điều kiện thuận lợi cho tiết học diễn ra là tiền đề để giờ học thànhcông và đạt hiệu quả cao Thầy giáo là người điều khiển, tổ chức hoạt động dạyhọc nên có vai trò quan trọng và quyết định trong việc tạo ra không khí của lớphọc GV cần tránh thái độ gia trưởng, độc quyền và tạo ra không khí cởi mở,thoải mái, thân thiện giữa thầy và trò Có như vậy, HS mới có thể tự nguyện bộc

lộ năng lực cá nhân, những QN của bản thân, hứng thú hơn trong học tập và tíchcực tham gia các hoạt động dạy học

Bước 2: Phát hiện quan niệm sai lệch của học sinh

Chúng ta đã biết HS trước khi đến lớp đã có sẵn những QN về các kiếnthức sắp được nghiên cứu trong giờ học Để khắc phục tận gốc những QN sailệch của HS thì việc phát hiện ra chúng là rất cần thiết Vì vậy, GV cần lườngtrước những QN sai lệch của HS dựa vào kinh nghiệm dạy học của bản thân hoặcthông qua việc điều tra

Trong tiết học, để HS bộc lộ QN của mình, ngoài việc tạo không khí dạyhọc cởi mở, GV tạo ra những tình huống học tập bằng các thí nghiệm đơn giảnhay các ví dụ thực tế Sau đó cho HS thảo luận theo nhóm để tranh luận và trìnhbày ý kiến riêng của mỗi em Từ đó, HS có điều kiện bộc lộ QN của bản thân,đồng thời GV có cơ hội phát hiện các QN đúng lẫn những QN sai lệch của đốitượng HS mà mình đang dạy nhằm có biện pháp khắc phục hợp lí

Bước 3: Làm cho học sinh thấy được sự vô lý của các quan niệm sai lệch

Ở đây giáo viên cần chú ý khai thác vào chỗ sai của học sinh, qua đó giúpcác em nhận ra rằng quan niệm của mình, những gì các em hiểu biết về nhữnghiện tượng, khái niệm sắp nghiên cứu trái ngược với thực tế mà các em đangđược quan sát Từ đó tạo ra trong tư duy các em sự xung đột tâm lý giữa kiếnthức cũ và kiến thức mới, giữa những điều các em đang nghĩ trái với thực tế diễn

ra Kết quả là các em rơi vào trạng thái ngạc nhiên và lúc này tính tò mò vốn rấtnhạy cảm đối với tuổi học sinh đã kích thích, thôi thúc các em đi tìm câu giảiđáp Đó chính là tiền đề để hình thành động cơ và hứng thú học tập của học sinh,

là nhân tố phát huy tính tích cực, tự giác và sáng tạo của các em trong học tập.Nhờ có hứng thú và tính tò mò bị kích động nên các em nổ lực tối đa trong họctập và không ngại khó khăn đi tìm kiếm câu trả lời cho những thắc mắc củamình Qua sự tự vận động đó các em kiến tạo được những kiến thức mới, tức là

tư duy của các em được phát triển Vì thế, những kiến thức các em có được hoàntoàn là tự giác do sự nổ lực của bản thân, mà không phải do sự ép buộc miễncưỡng, vì thế các quan niệm sai lệch của học sinh cũng dần dần được khắc phụcmột cách triệt để

Bước 4: Thảo luận đi đến kiến thức mới

Sau khi HS nhận ra sự vô lí trong các QN của bản thân, GV tiếp tục tổchức cho HS thảo luận nhằm loại bỏ những QN sai; bổ sung, điều chỉnh nhữngchỗ chưa chính xác và rút ra những kiến thức cần lĩnh hội Tiếp theo, GV cần làmcho HS thấy gần gũi hơn với kiến thức vừa thu nhận, giúp các em hiểu sâu vànắm vững kiến thức mới

Cụ thể, GV tổ chức đàm thoại với HS, đặt ra các câu hỏi gợi ý, câu hỏinêu vấn đề nhằm bổ sung, điều chỉnh những chỗ HS chưa hiểu chính xác Đặcbiệt, thầy giáo cần liên hệ với kết quả thí nghiệm để chỉ ra cho HS những kiếnthức cần lĩnh hội Sau đó, GV cần giải thích cho HS ý nghĩa các đại lượng, cáchằng số vật lý, các thuật ngữ chuyên môn; nêu mối tương quan giữa các đạilượng trong các công thức và phạm vi áp dụng của định luật vật lý

Bước 5: Liên hệ và vận dụng kiến thức mới

Đây cũng là bước quan trọng giúp HS thực sự chuyển những kiến thứcvừa lĩnh hội trong giờ học thành vốn hiểu biết của mình Qua đó, HS mới khắcphục triệt để những QN sai lệch và hạn chế khả năng phục hồi chúng trong tưduy Vì vậy, GV cần đầu tư thời gian để liên hệ, vận dụng những kiến thức mới

mà HS vừa học

Cụ thể, GV tổ chức cho HS liên hệ kiến thức vừa học với thực tiễn thôngqua các ví dụ thực tế, các thí nghiệm Đặc biệt, GV cần cho HS liên hệ kiến thứcmới với kiến thức cũ nhằm nối kết kiến thức thành một khối chặt chẽ Ngoài ra,

HS có thể vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập, giải thích các hiện tượng thực

tế Hơn thế, nếu bài học có liên quan đến các lĩnh vực khoa học khác như môitrường, kinh tế, đạo đức… thì GV có thể nêu các câu hỏi về các lĩnh vực này đểgiúp HS thấy được mối liên hệ giữa vật lý và các lĩnh vực khoa học khác

Có thể tóm tắt tiến trình khắc phục QN sai lầm của HS bằng sơ đồ sau:

Tóm lại, có thể nói việc phát hiện và khắc phục quan niệm sai lệch củahọc sinh luôn gắn liền với việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh,còn việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh thì luôn gắn liền với việckhai thác và vận dụng các phương pháp dạy học tích cực một cách có hiệu quả.Bởi vì học sinh càng tích cực trong học tập thì quan niệm của các em càng có cơhội để tự bộc lộ và đó cũng là điều kiện để phối hợp nhịp nhàng hoạt động củathầy và trò nhằm khắc phục những quan niệm sai lệch của học sinh trong quátrình dạy học

Tạo điều kiện tốt cho giờ học diễn ra

Làm bộc lộ QN của HS

Làm cho HS thấy được sự vô lý của các

QN sai lệch jhjhjkhghghhhjhjkhkjhjkhhjThảo luận đi đến kiến thức mới

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Trong chương này chúng tôi đã tập trung nghiên cứu và trình bày mộtcách có hệ thống những cơ sở lý luận và thực tiễn về QN của HS, đặc biệt làm rõvai trò của quan niệm học sinh đối với việc dạy học vật lý ở trường phổ thông

Những nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn về quan niệm của học sinh có thểđược tóm tắt qua các kết luận sau:

- Học sinh trước khi đến lớp đã có những hiểu biết, những quan niệm vềcác hiện tượng, khái niệm và quá trình vật lý sắp được nghiên cứu trong giờ học

- QN của HS được hình thành dần dần theo thời gian và do nhiều nguyênnhân khác nhau, nhưng chủ yếu vẫn là do: kinh nghiệm trong đời sống, kinhnghiệm hoạt động thực tế và sự phong phú của ngôn ngữ

- Đa số các các QN của HS đều lệch khỏi bản chất vật lý của các kháiniệm, hiện tượng và quá trình vật lý sẽ được nghiên cứu trong giờ học Bên cạnh

đó do chúng có đặc điểm rất bền vững nên quá trình trình khắc phục những QN

đó thường gặp khó khăn

Trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm, nguồn gốc cũng như ảnh hưởng của quanniệm học sinh đến quá trình dạy học vật lý, chúng tôi đề xuất tiến trình khắc phụcquan niệm sai lệch của học sinh gồm 5 bước với những biện pháp cụ thể nhằmchuyển những quan niệm sai lệch của học sinh thành những quan niệm khoa học

Chương 2 PHÁT HIỆN VÀ KHẮC PHỤC QUAN NIỆM CỦA HỌC SINH TRONG CHƯƠNG ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM 2.1 Cấu trúc nội dung kiến thức chương Động học và Động lực học chất điểm

2.1.1 Chương Động học chất điểm

Động học là một bộ phận của cơ học chỉ nghiên cứu chuyển động của vậtthể mà không đề cập đến nguyên nhân gây ra chuyển động Trong quá trìnhnghiên cứu, học sinh tiếp thu được một cách vững chắc khái niệm vector vận tốc,khái niệm vector gia tốc để rồi đi đến thiết lập các phương trình chuyển động

Cấu trúc nội dung của phần Động học chất điểm ở SGK có thể biểu diễnqua sơ đồ sau:

đồ thị vận tốc

Ch.động nhanh dần đều.

Ch.động chậm dần đều.

Ch.động biến đổi đều

, cùng chiều

o o

x x v t    at

2

1 2

o

2.1.2 Chương Động lực học chất điểm

Phần cơ học nghiên cứu nguyên nhân của các chuyển động gọi là độnglực học Nội dung cơ bản của phần động lực học là các định luật Newton và cáckhái niệm cơ bản là lực và khối lượng, các định luật riêng cho từng loại lực trong

cơ học và phương pháp động lực học

Khác với SGK của nhiều nước, chúng ta coi các định luật Newton là như

là các nguyên lý lớn Những nguyên lý này làm nền tảng cho việc tìm kiếm cácđịnh luật vật lý khác cũng như việc xây dựng và phát triển cơ học Với quan niệm

đó, SGK của nước ta trình bày ba định luật dưới dạng tiên đề chứ không phảibằng con đường quy nạp thực nghiệm hay con đường từ mệnh đề lý thuyết tổngquát như những định luật khác Ở mỗi định luật SGK nêu lên những hiện tượngchỉ có tính chất gợi mở để dẫn đến định luật Sau đó có thể có những thí nghiệmminh họa hoặc kiểm chứng.[14]

Lực và khối lượng là hai khái niệm rất cơ bản mà Newton đã sử dụng đểkhái quát hóa và định lượng những kết quả quan sát về hiện tượng tương tác giữacác vật cũng như về sự chuyển động của chúng Hai khái niệm này được hìnhthành trong mối quan hệ chặt chẽ với ba định luật Newton Xét về mặt logic,không thể hình thành khái niệm lực mà không có khái niệm khối lượng Ngượclại, cũng không thể hình thành khái niệm khối lượng mà bỏ qua khái niệm lực

Do nhấn mạnh vai trò trực giác trong việc hình thành hai lực và khối lượng nênSGK hình thành hai khái niệm này theo hai giai đoạn: giai đoạn trực giác và giaiđoạn logic

Ngoài ra trong phần này, SGK còn trình bày về đặc điểm các loại lực cơ học:(lực đàn hồi, lực hấp dẫn, lực ma sát,….) và khảo sát chuyển động ném ngang,ném xiên của vật

2.2 Quan niệm của học sinh về một số khái niệm trong chương ĐHCĐ và ĐLHCĐ

Để phát hiện quan niệm của học sinh về một số khái niệm cơ bản trongchương ĐHCĐ và ĐLHCĐ chương trình vật lý 10 nâng cao, chúng tôi đã tiến

của trường THPT Trần Văn Dư Kết quả điều tra cho thấy học sinh có nhữngquan niệm rất phong phú về các khái niệm, hiện tượng và quá trình vật lý đượcnghiên cứu trong giờ học Dưới đây chúng tôi xin đề cập đến một số quan niệmsai lệch các em thường mắc phải khi học chương ĐHCĐ và ĐLHCĐ.

2.2.1 Chương Động học chất điểm

2.2.1.1 Quan niệm về chuyển động và đứng yên

Theo quan niệm vật lý ta biết, chuyển động của một vật là sự thay đổi vị

trí của vật đó so với các vật khác được chọn làm mốc

Tuy nhiên theo kết quả điều tra cho thấy có hơn 35% số học sinh lớp 10

và 20% số học sinh lớp 11được hỏi chọn câu A của bài tập 1 (phụ lục 1), 13% sốhọc sinh lớp 10 và 5% số học sinh lớp 11 chọn câu B, 45% số học sinh lớp 10 và75% số học sinh lớp 11 có câu trả lời đúng và 7% số học sinh lớp 10 không đưa

ra câu trả lời

Sở dĩ các em có quan niệm sai lệch như vậy vì theo kinh nghiệm sốngthực tế, các em cho rằng nếu ô tô chuyển động thì bánh xe phải quay, do đó thuậtngữ “chuyển động” được hiểu trong thực tế khác với định nghĩa trong vật lý

Có thể khắc phục quan niệm trên của học sinh bằng cách dùng hai chiếc ô

tô nhựa A và B Cho bánh xe A quay, chiếc xe B không cho bánh xe quay và hỏi: Theo các em, xe B đứng yên hay chuyển động ? Nếu chọn xe A làm mốc thì vịtrí của xe B có thay đổi so với xe A hay không ? Trả lời được các câu hỏi trên làcác em đã có thể hiểu được thuật ngữ chuyển động theo quan niệm vật lý

Sau đó ta cũng có thể mở rộng thêm cho học sinh thấy nếu ta chọn mộtchiếc xe C đang chuyển động với cùng vận tốc như xe A làm mốc thì vị trí của xe

A so với xe C không thay đổi nên xe A xem như đứng yên (so với xe B) Từ đó

ta kết luận rằng muốn khẳng định một vật là chuyển động hay đứng yên thì taphải chỉ ra là so với vật nào, tức chọn vật nào làm mốc

2.1.1.2 Quan niệm về độ dời và đường đi

Theo quan niệm vật lý, độ dời là vector có gốc là vị trí đầu, ngọn là vị trí

cuối

Trong khi đó, đa số các em học sinh đều nhầm lẫn giữa khái niệm độ dời

và đường đi Kết quả điều tra cho thấy, đã có 36% số học sinh lớp 10 và 21% sốhọc sinh lớp 11 được hỏi chọn phương án số 2 (phần phụ lục) Các em thường cóquan niệm rằng: Độ dời chính là quãng đường vật đi được

Ngoài ra, một số em học sinh còn chưa thể xác định được các đại lượng độdời và đường đi, kể cả các học sinh lớp 11 Đã có 15% số học sinh lớp 10; 9% sốhọc sinh lớp 11 chọn phương án D và 4% số học sinh lớp 10; 2% số học sinh lớp

11 chọn phương án A của câu hỏi số 2

Có thể khắc phục quan niệm sai lệch trên của học sinh như sau:

Giáo viên vẽ trục tọa độ như dưới và hỏi :

Hình 2.2 Hình vẽ biểu diễn trục tọa độ

+ Cho một chất điểm từ vị trí A chuyển động đến B Hãy tính độ dời vàquãng đường đi được tương ứng ? Nhận xét về các giá trị thu được?

+ HS: Độ dời bằng 2 cm, quãng đường bằng 2 cm Hai giá trị này bằngnhau

+ GV: Bây giờ nếu cho chất điểm từ vị trí A chuyển động đến B rồi quaytrở lại vị trí A Hãy tính độ dời và quãng đường đi được tương ứng ? Nhận xét vềgiá trị thu được?

+ HS: Độ dời bằng 0, quãng đường đi được là 4 cm Hai giá trị này khácnhau

Từ đây, HS có thể nhận thấy, có trường hợp độ dời và quãng đường làbằng nhau nhưng cũng có trường hợp độ dời và quãng đường không bằng nhau

GV có thể mở rộng ra rằng: Độ dời chỉ bằng với đường đi khi vật chuyển độngtheo 1 chiều và đó là chiều dương

BA

2.1.1.3 Quan niệm về vận tốc

+ Vận tốc trung bình

Quan niệm vật lý, vận tốc trung bình: v = s/t, với s là quãng đường vật

chuyển động trong thời gian t

Trong khi đó, đa số học sinh đều cho rằng: Vận tốc trung bình bằng trungbình cộng các vận tốc, đã có 72% HS lớp 10 và 22% HS lớp 11 quan niệm nhưvậy Vì vậy các em đã chọn phương án D là câu trả lời cho câu hỏi số 3

Nguyên nhân chủ yếu hình thành QN trên là do các em hiểu thuật ngữ

“trung bình” theo nghĩa thông thường giống như cách cộng điểm trung bình tronghọc tập

Có thể khắc phục QN trên của học sinh bằng cách đưa ra bài toán sau:Đề: Từ điểm A đến điểm B một ô tô chuyển động đều với vận tốc 20km/h; còn từ điểm B về điểm A nó cũng chuyển động đều nhưng với vận tốc 30km/h Xác định vận tốc trung bình của chuyển động cả đi lẫn về

Giải: Theo quy tắc tìm giá trị trung bình cộng chúng ta tìm được:

- Yêu cầu HS giải thích sự mâu thuẫn giữa 2 kết quả?

- Rõ ràng lời giải thứ 2 đúng Ở đây GV cần nhấn mạnh để HS thấy: Vậntốc trung bình của bất kì chuyển động nào cũng có trị số bằng tỉ số giữa quãngđường đã đi được với thời gian cần thiết để đi hết đoạn đường đó Có thể mởrộng thêm, vận tốc trung bình bằng trung bình cộng các vận tốc khi và chỉ khi vậtchuyển động với vận tốc bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau

+ Vận tốc trong chuyển động thẳng đều

Thế nhưng theo kết quả điều tra cho thấy có 20% HS lớp 10 và 18% HSlớp 11 cho rằng vận tốc phụ thuộc vào thời gian (các em đã chọn phương án Blàm câu trả lời cho câu hỏi số 4).

Mặt khác, từ công thức xác định vận tốc v s

t

 các em đã được học ở lớp 6nên phần lớn HS đều cho rằng trong chuyển động thẳng đều vận tốc tỉ lệ thuậnvới quãng đường và tỉ lệ nghịch với thời gian Đã có hơn 40% HS được hỏi đãchọn phương án D làm câu trả lời cho câu hỏi số 4

QN trên có thể được khắc phục như sau:

Từ công thức định nghĩa như trên có thể viết lại s = v.t, GV cần nhấn

mạnh trong công thức trên v là hệ số tỉ lệ và không đổi nên ta thấy quãng đường

đi được tỉ lệ thuận với thời gian, thời gian tăng bao nhiêu lần thì quãng đường điđược cũng tăng bấy nhiêu lần

+ Vận tốc trong chuyển động tròn đều

Quan niệm vật lý, trong chuyển động tròn đều, độ lớn của vận tốc không

đổi nhưng hướng của vận tốc luôn luôn thay đổi và luôn có phương tiếp tuyếnvới quỹ đạo, có chiều cùng chiều với chuyển động của vật

Đã có hơn 80% số học sinh được hỏi cho rằng, trong chuyển động trònđều thì vận tốc không đổi, vì vậy các em đã chọn phương án B làm câu trả lờicho câu hỏi số 5

Nguyên nhân hình thành QN trên có thể là do chữ “đều”, từ đây các em có

sự liên tưởng đến vận tốc trong chuyển động thẳng đều

Để khắc phục QN này, GV cần nhắc lại để HS nhớ, vận tốc là một đạilượng vector, vector vận tốc chỉ không đổi khi : điểm đặt, phương, chiều và độlớn của nó không đổi

Ở đây, GV có thể vẽ hình là đường tròn quỹ đạo, chọn 2 vị trí bất kì trênđường tròn và chỉ cho HS thấy hướng của vector vận tốc luôn thay đổi Từ đógiúp HS nhận ra QN sai lệch của mình

Hình 2.3 Hình vẽ biểu quỹ đạo chất diểm.

2.1.1.3 Quan niệm về sự rơi của các vật trong không khí

Theo quan niệm vật lý, nguyên nhân của sự rơi nhanh hay chậm là do

sức cản của không khí lên vật ít hay nhiều

Tuy nhiên, theo quan niệm của học sinh, đa số các em đều cho rằng trongkhông khí, vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ Cũng chính vì vậy, đã có 37% số họcsinh lớp 10; 15% số học sinh lớp 11 chọn phương án A của câu hỏi số 6 Cònmột số ý kiến khác cho rằng vật nhẹ rơi nhanh hơn vật nặng trong không khí(12% số học sinh lớp 10 chọn phương án D) Ngoài ra có 6% số học sinh lớp 10cho rằng các vật sẽ rơi như nhau trong không khí (phương án C)

Có thể khắc phục quan niệm trên của học sinh bằng nhiều cách:

- Chúng ta có thể cắt hai tờ giấy giống hết nhau (để chúng cùng khốilượng), vo viên một tờ, tờ kia giữ nguyên rồi cùng thả rơi, tờ đã vo viên rơinhanh hơn Từ đây giúp học sinh nhận thấy không phải vật nặng hơn thì rơinhanh hơn

- Ta cũng có thể sử dụng thí nghiệm sau để học sinh thấy được không phảivật nặng luôn rơi nhanh hơn vật nhẹ mà đôi khi vật nặng rơi nhanh hơn và đôikhi rơi chậm hơn vật nhẹ

* Dụng cụ thí nghiệm:

Chuẩn bị: 1 tờ bìa và một tờ giấy khác màu nhau

- Trên tờ bìa vẽ một vòng tròn A, đường kính 16 cm và 2 vòng tròn C, Eđường kính 8 cm (hình 2.4)

v 

Hình 2.4 Hình ảnh vòng tròn A, C.

- Trên tờ giấy vẽ một vòng tròn B, đường kính 16 cm và một vòng tròn Dđường kính 8 cm (hình 2.5)

Hình 2.5 Hình ảnh vòng tròn B, D

- Lấy kéo cắt lấy 4 vòng tròn A, B, C, D, mỗi vòng cắt bỏ đi 1/4 như hìnhsau:

Hình 2.6 Hình ảnh vòng tròn đã cắt

Dán các cạnh đã bị cắt của mỗi vòng tròn với nhau ta được 4 hình nón:

A lớn, bằng bìa: Hình 2.7 Hình nón A

Tương tự như vậy ta được các hình nón:

B lớn, bằng giấy có cùng kích thước với A,

C nhỏ, bằng bìa,

D nhỏ bằng giấy có cùng kích thước với C

Vòng tròn E cắt đôi theo đường kính, lấy một phần dán lại thành hình nón

E rất hẹp E rất nhỏ, bằng bìa

* Tiến hành thí nghiệm:

- Cầm A và B lên cùng độ cao, đỉnh quay xuống dưới đồng thời thả cho 2hình nón rơi xuống Hiện tượng: hình nón A rơi xuống trước hình nón B, A nặnghơn B Cho thấy vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ

- Tiếp theo, cầm 2 hình nón A và C cho đỉnh có cùng độ cao, đáy quay lêntrên và ở trên mặt phẳng nằm ngang Hai hình nón đều bằng bìa nên chắc chắn sẽnặng, nhẹ khác nhau Thả cho 2 hình nón rơi xuống Hiện tượng: A và C rơixuống đồng thời, mặc dù A nặng hơn C

Làm thí nghiệm tương tự với 2 hình nón B và D thì ta cũng thấy cả 2 hìnhnón đều rơi xuống đồng thời Cho thấy vật nặng và vật nhẹ rơi như nhau

- Ta tiếp tục cầm 2 hình nón A và E cùng bằng bìa cho đỉnh quay xuốngdưới và có cùng độ cao, đáy ở mặt phẳng nằm ngang, đồng thời thả cho 2 hìnhnón rơi xuống Hiện tượng: hình nón E rơi xuống trước hình nón A Cho thấy vậtnhẹ rơi nhanh hơn vật nặng

- Ngoài ra ta có thể đưa ra hình ảnh về sự rơi của các vật trong ốngNewton để học sinh thấy rõ vật rơi chậm hay nhanh là phụ thuộc vào sức cản củakhông khí lên vật (hình 2.8)

Hình 2.8 Hình ảnh ống Newton.

Thí nghiệm này được tiến hành bằng cách cho một hòn bi và một lôngchim rơi ở trong trong ống thủy tinh kín 2 đầu nhưng bên trong vẫn đầy khôngkhí thì nhận thấy hòn bi rơi nhanh hơn lông chim Khi hút hết không khí bêntrong ống thủy tinh ra rồi cho 2 vật trên rơi ở trong ống thì thấy chúng rơi nhanhnhư nhau

Từ thí nghiệm có thể rút ra kết luận: Khi không có sức cản của không khíthì mọi vật sẽ rơi như nhau

2.1.1.4 Quan niệm về chuyển động thẳng biến đổi đều

+ Quan niệm về dấu của gia tốc a trong chuyển động thẳng biến đổi đều

Quan niệm vật lý: Nếu vận tốc và gia tốc cùng dấu thì chuyển động là

nhanh dần đều

Trong khi đó do thói quen khi làm bài tập, HS thường chọn chiều dương

là chiều chuyển động Do đó các em thường quan niệm rằng một vật chuyểnđộng nhanh dần đều thì gia tốc a phải dương Theo kết quả điều tra cho thấy, đã

có hơn 60% số HS được hỏi có QN như vậy, nghĩa là các em đã chọn phương án

A làm câu trả lời cho câu hỏi số 7

GV nhấn mạnh kiến thức: Vật chuyển động nhanh dần đều khi và chỉ khia.v > 0, tức là a, v cùng dấu.

Có thể cho HS trả lời bài tập sau: Một vật chuyển động thẳng biến đổi đềuvới phương trình vận tốc v = -3 - 2t m/s Hỏi vật đó chuyển động như thế nào?

Hướng dẫn: So sánh với công thức vận tốc ta thấy: a = - 2 m/s2 < 0

Mặt khác: v = - 3 m/s < 0 (vật chuyển động theo chiều âm)

Ta có: a.v > 0, do đó vật chuyển động nhanh dần đều

Từ đây cho thấy, mặc dù gia tốc a âm nhưng vật vẫn có thể chuyển độngnhanh dần đều

+ Quan niệm về đồ thị của vận tốc theo thời gian trong chuyển động thẳng biến đổi đều

Quan niệm vật lý, nếu tích a.v > 0 thì chuyển động là nhanh dần đều.

Trong khi đó các em HS lại cho rằng nếu một vật chuyển động thẳngnhanh dần đều thì đồ thị v(t) là một đường thẳng hướng lên; còn chuyển độngthẳng chậm dần đều thì đồ thị v(t) là một đường thẳng hướng xuống Vì vậy các

em đã chọn phương án B hoặc C làm câu trả lời cho câu hỏi số 8 Theo kết quảđiều tra, đã có 78% HS lớp 10 và 64% HS lớp 11 chọn như vậy

Khắc phục QN trên của HS như sau:

- GV nhắc lại đồ thị v(t) là đồ thị của hàm số: v= v0 + at = at + v0

+ Nếu a > 0, đồ thị là đường thẳng hướng lên;

+ Nếu a < 0, đồ thị là đường thẳng hướng xuống

- Cho đồ thị

0

v = v0 + atv(t)

v

t

- GV: Đồ thị có hướng như thế nào?

- HS: Đồ thị hướng lên

- GV: Vậy đồ thị biểu diễn chuyển động gì?

- HS: Chuyển động nhanh dần đều

- GV phân tích: Đồ thị v(t) là đường thẳng hướng lên, vậy a > 0

- Chỉ ra trên đồ thị:

+ Trong khoảng thời gian từ t0 → t1: v < 0 Suy ra: a.v < 0, vật chuyển động chậmdần đều

+ t = t1: v = 0, vật dừng lại

+ t > t1: v > 0 Suy ra: a.v > 0, vật chuyển động nhanh dần đều

Từ những phân tích trên cho thấy, mặc dù đồ thị v(t) là đường thẳnghướng lên nhưng trong khoảng thời gian từ t0 → t1 vật vẫn chuyển động chậmdần đều

2.2.2.Phần Động lực học chất điểm

2.2.1.1 Quan niệm về tác dụng của lực

Quan niệm vật lý: lực là nguyên nhân làm cho vật thay đổi vận tốc hay

làm cho vật bị biến dạng

Tuy nhiên, do kinh nghiệm sống thực tế, nếu không dùng tay đẩy một vậtthì bản thân nó không thể dịch chuyển được, do đó đa số các em học sinh chorằng: lực là nguyên nhân gây ra chuyển động Vì vậy đã có 68% số học sinh lớp

10 và 43% số học sinh lớp 11 chọn phương án B của câu hỏi số 9

Có thể khắc phục quan niệm trên của học sinh bằng cách đưa ra hình ảnh

về chuyển động trên đệm không khí hoặc thí nghiệm về máng nghiêng Galilê

Thí nghiệm trên máng nghiêng Ga-li-lê có thể được mô tả như sau:Ga-li-lê đã dùng 2 máng nghiêng, rất

trơn và nhẵn, bố trí như hình vẽ, rồi

thả một hòn bi cho lăn xuống trên

máng nghiêng 1 Ông nhận thấy hòn

bi lăn ngược lên máng nghiêng 2 đến



Hình 2.10 a