Tài liệu Skkn phát hiện và khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh trong dạy học phần cơ học vật lý ở trường phổ thông

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THỪA THIÊN HUẾ TRƯỜNG THPT VINH XUÂN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÁT HIỆN VÀ KHẮC PHỤC QUAN NIỆM SAI LỆCH CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN CƠ HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG Lĩnh vực/ Môn : Vật lý Tên tác giả : Nguyễn Duật GV môn : Vật lý MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1. Lý do chọn đề tài .......................................................................................... 2. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 3. Giả thuyết khoa học ...................................................................................... 4. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 5. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 6. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. NỘI DUNG ......................................................................................................... I. QUAN NIỆM CỦA HỌC SINH VÀ VIỆC DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG ................................................................................. 1. Khái niệm quan niệm................................................................................ 2. Quan niệm của học sinh............................................................................ 2.1. Khái niệm quan niệm của học sinh .................................................... 2.2. Nguồn gốc quan niệm của học sinh.................................................... 2.3. Đặc điểm quan niệm của học sinh ...................................................... 2.4. Vai trò quan niệm của học sinh trong dạy học vật lí........................... 2.5. Sự cần thiết sử dụng những quan niệm của học sinh và việc khắc phục những quan niệm của học sinh trong dạy học vật lí .......................... 2.6. Thái độ của giáo viên trong việc khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh ........................................................................................................... 3. Phát hiện quan niệm và biện pháp khắc phục............................................ 3.1. Cách phát hiện quan niệm sai lệch của học sinh................................. 3.2. Biện pháp khắc phục các quan niệm sai lệch của học sinh ................. II. MỘT SỐ QUAN NIỆM SAI LỆCH CỦA HỌC SINH TRONG PHẦN CƠ HỌC VÀ CÁCH KHẮC PHỤC ....................................................................... KẾT LUẬN ......................................................................................................... TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Quá trình dạy học chịu tác động của nhiều yếu tố, có những yếu tố thuận lợi, cũng có những yếu tố gây nhiều trở ngại đến việc tiếp thu kiến thức mới của học sinh. Lí luận và thực tiễn dạy học cho thấy, một trong những yếu tố gây nhiều trở lực cho quá trình dạy học chính là những quan niệm sai lệch của học sinh về các sự vật, hiện tượng. Chính vì vậy, khi tiếp thu kiến thức mới các em thường có những hiểu sai lệch về những hiện tượng được nghiên cứu. Và điều này đã làm ảnh hưởng đến chất lượng nắm kiến thức của học sinh tạo nên những trở lực, gây khó khăn trong việc hình thành kiến thức mới cho học sinh. Quan niệm của học sinh về những vấn đề, hiện tượng, khái niệm và quá trình vật lí sắp được nghiên cứu trong giờ học luôn luôn tồn tại. 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 lực 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. Theo lí luận dạy học hiện đại thì một trong những nhiệm vụ quan trọng của quá trình dạy học là nhằm chuyển những quan niệm sai lệch của học sinh thành những quan niệm khoa học. Chính vì vậy nên hiểu rõ những quan niệm sai lệch của học sinh và tìm ra phương pháp phù hợp để khắc phục những quan niệm đó là việc cần làm của người thầy. Từ những lý do trên chúng tôi nghiên cứu và viết sáng kiến kinh nghiệm: Phát hiện và khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh trong dạy học phần cơ học vật lý ở trường phổ thông, với mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào công việc nâng cao chất lượng dạy học vật lý ở trường phổ thông. 2. Mục tiêu nghiên cứu Phát hiện và khắc phục những quan niệm sai lệch của học sinh trong dạy học vật lý ở trường phổ thông. 3. Giả thuyết khoa học Nếu phát hiện và khắc phục những quan niệm sai lệch của học sinh trong dạy học vật lý thì sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy và học vật lý ở trường phổ thông. 4. Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy và học vật lý ở trường Trung học phổ thông, trong đó chú ý đến phát hiện và khắc phục những quan niệm sai lệch của học sinh. 5. Phạm vi nghiên cứu Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu dạy học phần cơ học vật lý ở trường phổ thông. 6. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu các sách, bài báo, tạp chí chuyên nghành. Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, sách bài tập, tài liệu tham khảo Vật lý 10 THPT. NỘI DUNG I. QUAN NIỆM CỦA HỌC SINH VÀ VIỆC DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1. Khái niệm quan niệm Theo từ điển Tiếng Việt (1992) của Viện khoa học Việt Nam, quan niệm là sự nhận thức như thế nào đó về một vấn đề, một sự kiện. Theo từ điển Petit Robert của Paul Robert (1997), quan niệm là sự hình thành một khái niệm, một ý nghĩa khái quát trong óc con người, quan niệm là kết quả của hoạt động trí tuệ. Về phương diện lí luận dạy học, theo Gaston Bachelard, nhà sư phạm nổi tiếng ở Pháp thì quan niệm là những hiểu biết đã được hình thành qua kinh nghiệm. Tóm lại, có nhiều cách định nghĩa khác nhau về quan niệm, tuy nhiên có thể hiểu rằng: quan niệm là sự hiểu biết của con người về các sự vật, hiện tượng, khái niệm và các quá trình tự nhiên thông qua đời sống, sinh hoạt và sản xuất hằng ngày mà có. Quan niệm là hiểu biết của mỗi cá nhân nên nó có tính cá biệt rất cao. Vì mỗi người có một tầm hiểu biết khác nhau và có cách nhìn nhận dưới một góc độ riêng nên sẽ có những quan niệm hoàn toàn khác nhau về cùng một sự vật, hiện tượng. Những quan niệm cá nhân được hình thành tự phát và mang yếu tố chủ quan của mỗi người nên thường thiếu khách quan và không khoa học. Đối với học sinh, người ta gọi đó là quan niệm của học sinh để phân biệt với quan niệm khoa học, quan niệm vật lí. Trong những quan niệm của học sinh có những quan niệm không phản ánh đúng với bản chất vật lí, người ta gọi đó là những quan niệm sai lệch của học sinh. 2. Quan niệm của học sinh 2.1. Khái niệm quan niệm của học sinh Nhiều nhà lí luận dạy học như: H. Helm, J. D. Novak, J. Piaget, R. Duit…khi nghiên cứu quan niệm của học sinh và những ảnh hưởng của nó đối với quá trình dạy học đều lên tiếng cảnh báo: “Đã đến lúc chúng ta không được phép xem học sinh là những “tờ giấy trắng” mà thầy giáo là người đầu tiên ghi lên trên đó tri thức khoa học, trái lại khi đến trường học sinh đã mang theo mình một “tài sản riêng”, đó là những quan niệm của học sinh đã có trước giờ học về những hiện tượng, khái niệm vật lí mà các em nghiên cứu trong giờ học”. Những hiểu biết ban đầu đó người ta gọi là quan niệm của học sinh và đã được R. Duit định nghĩa: “Quan niệm của học sinh là những hiểu biết mà học sinh có trước giờ học”. Ví dụ: Vì các em thường thấy trong thực tế khi con ngựa kéo xe thì xe chuyển động, ngược lại nếu con ngựa ngừng kéo xe thì xe dừng lại. Cùng một chiếc xe nếu hai con ngựa cùng kéo đi thì xe đi nhanh hơn một con ngựa kéo. Chính hiện tượng đó đã làm cho học sinh có quan niệm lực luôn gắn liền với chuyển động và khi vận tốc chuyển động càng lớn thì có nghĩa là lực tác dụng lên vật càng lớn. 2.2. Nguồn gốc quan niệm của học sinh Lý luận và thực tiễn đã cho thấy quan niệm của học sinh được hình thành do nhiều nguyên nhân khác nhau. Trong đó, chủ yếu do những yếu tố sau:  Qua thực tế, kinh nghiệm đời sống thường ngày Mỗi con người sinh ra, ngay từ nhỏ đã được tiếp xúc với thế giới tự nhiên và giao tiếp với mọi người xung quanh. Từ đó, tư duy và sự hiểu biết của mỗi người ngày càng được mở rộng. Tuy nhiên, những kiến thức được tích lũy qua thực tế đời sống hàng ngày chỉ là những kiến thức mang tính chất kinh nghiệm. Những kiến thức này là vốn sống, vốn hiểu biết riêng của mỗi cá nhân, hay chính là quan niệm của mỗi người về các hiện tượng tự nhiên, xã hội. Ví dụ, quan sát thực tế chúng ta thấy khi muốn làm cho một vật chuyển động thì ta phải tác dụng lên vật một lực kéo, khi thôi tác dụng lực thì vật chuyển động chậm dần rồi dừng lại. Vì thế, chúng ta quan niệm lực là nguyên nhân của chuyển động. Sau này, qua học tập trong trường lớp, tư duy của học sinh mới thực sự phát triển và hiểu biết của các em mới thực sự đầy đủ và chính xác. Như vậy, kinh nghiệm thực tiễn là nguồn gốc chủ yếu hình thành quan niệm của HS. Và chính những kinh nghiệm này sẽ trở thành những quan niệm bền vững và rất khó khắc phục trong giờ học.  Do sự phong phú của ngôn ngữ Sự phong phú của ngôn ngữ cũng là một nguyên nhân hình thành quan niệm của học sinh. Ngôn ngữ thường rất phong phú, đặc biệt là ngôn ngữ tiếng Việt, có khi cùng một từ lại mang nhiều nghĩa khác nhau, hay với một vấn đề nhưng ta có thể dùng nhiều từ khác nhau để diễn đạt. Riêng môn vật lý, một số thuật ngữ dùng để diễn đạt các khái niệm, hiện tượng vật lý trùng với những từ sử dụng trong đời sống hàng ngày. Đối với những từ như vậy thường có hai ý nghĩa: ý nghĩa trong sinh hoạt và ý nghĩa vật lý. Ví dụ, trong trong sinh hoạt thường ngày, từ “sức” và từ “lực” có cùng một ý nghĩa, dùng để chỉ sức mạnh như sức lực, sức khỏe...Trái lại, trong vật lí, hai từ này được phân biệt và sử dụng với những ý nghĩa cụ thể như: lực hút, lực đẩy, lực ma sát...; sức căng, sức ngựa... Như vậy, chính sự phong phú và đa dạng của ngôn ngữ là nguyên nhân dẫn đến những hiểu biết sai lệch của học sinh về các hiện tượng, khái niệm vật lý.  Do kiến thức từ những môn học khác hay từ những giờ học trước Những kiến thức HS được học từ các môn học khác hay từ các tiết học trước có liên quan đến kiến thức sắp học nhưng không được tìm hiểu kĩ cũng có thể làm cho HS hiểu không đầy đủ hoặc hiểu sai về một khái niệm mới nào đó. Đây cũng là một trong những nguyên nhân hình thành quan niệm của học sinh và thường là những quan niệm sai lệch, không trùng với kiến thức khoa học. Chẳng hạn, khi học bài “Chuyển động thẳng biến đổi đều”, để đơn giản chúng ta chọn chiều dương là chiều chuyển động, lúc đó nếu a > 0 thì chuyển động là nhanh dần đều còn a < 0 thì chuyển động là chậm dần đều. Nếu giáo viên không lưu ý và nhấn mạnh rằng kết luận trên chỉ đúng khi chọn chiều dương là chiều chuyển động thì học sinh sẽ quan niệm kết luận đó đúng cho cả khi chúng ta chọn chiều dương ngược với chiều chuyển động. 2.3. Đặc điểm quan niệm của học sinh - Quan niệm của học sinh rất bền vững, khó thay đổi: do những kiến thức có tính chất kinh nghiệm, những hiểu biết tự phát ở học sinh được hình thành và tích lũy dần dần ngày càng nhiều, ngày này sang ngày khác, ngày càng được khắc sâu và trở thành vốn hiểu biết riêng của mỗi cá nhân. - Đa số quan niệm của học sinh đều sai lệch hoặc chưa hoàn chỉnh, chưa chính xác so với những cái mà học sinh cần phải học: do quan niệm của học sinh được hình thành một cách tự phát. - Có tính phổ biến, ví dụ như học sinh ở Việt Nam cũng như ở nước ngoài đều mắc phải sai lầm: lực là nguyên nhân duy trì chuyển động. Như vậy, có thể nói phần lớn quan niệm của học sinh là sai lệch so với bản chất vật lí, mặt khác chúng có đặc điểm rất bền vững, nên đa số quan niệm của học sinh thường gây ra những khó khăn trong việc dạy và học vật lí ở trường phổ thông. 2.4. Vai trò quan niệm của học sinh trong dạy học vật lí a. Mặt tích cực Đối với những quan niệm không sai lệch, nhưng chưa hoàn chỉnh hoặc chưa thật chính xác, nghĩa là những quan niệm phù hợp với bản chất vật lí thì chúng có vai trò tích cực trong dạy học. b. Mặt tiêu cực Như chúng ta đã biết, quan niệm của học sinh là vốn hiểu biết riêng của cá nhân nên chúng rất bền vững, khó thay đổi và đa số quan niệm này thường sai lệch với những cái mà học sinh cần phải học, gây khó khăn trong quá trình dạy học vật lí ở trường phổ thông. Nhiều nghiên cứu cùng có một khẳng định: “Một trong những trở ngại lớn nhất cho hoạt động nhận thức của học sinh chính là những quan niệm sai lầm mà họ có được do đời sống hàng ngày mang lại”. Vì thế, không thể coi những hiểu biết ấy là cơ sở để nghiên cứu vật lí vì những lí do sau đây: Một là 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 cách riêng của họ. Hai là có thể có học sinh hiểu sai vấn đề vì nhiều lí do. Ba là hiểu biết ấy hoàn toàn không đủ để hiểu biết những vấn đề sẽ được nghiên cứu trong giáo trình vật lí ở trường phổ thông. 2.5. Sự cần thiết sử dụng những quan niệm của học sinh và việc khắc phục những quan niệm của học sinh trong dạy học vật lí Tri thức mới được xây dựng dựa trên các tri thức đã có và đồng thời phải đối chọi lại với các quan niệm đã có nhưng lại là trở lực ( quan niệm sai lầm) đối với sự hình thành tri thức mới. Tri thức mới, chỉ có thể thực sự được xác lập, hòa nhập vào vốn hiểu biết riêng của học sinh khi mà nó được xây dựng trên cơ sở tri thức đã có của học sinh, đồng thời làm biến đổi và khắc phục được các quan niệm của học sinh, cách hiểu cũ sai lạc, trái ngược với nó. Bởi vậy, trong dạy học cần nghiên cứu, tìm hiểu nắm bắt các quan niệm hoặc cách hiểu sai lầm vốn có của học sinh có liên quan với các tri thức cần xây dựng. Chúng có thể là chỗ dựa nhưng đồng thời cũng có thể là trở lực tất yếu cần khắc phục đối với quá trình xây dựng tri thức mới của học sinh. Hoạt động dạy học là tạo ra những tình huống có vấn đề kích thích khả năng nhận thức của học sinh. Vì vậy, cần sử dụng những quan niệm vốn có của học sinh vào việc xây dựng tình huống có vấn đề một cách hữu hiệu sao cho tạo được điều kiện thuận lợi cho những quan niệm đó được học sinh vận dụng, khiến cho học sinh tự nhận thấy chỗ sai lầm và cần thiết phải thay đổi quan niệm, khắc phục sai lầm để xây dựng tri thức mới phù hợp. 2.6. Thái độ của giáo viên trong việc khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh Dạy học là dạng hoạt động đặc trưng của loài người nhằm truyền lại cho thế hệ sau những kinh nghiệm xã hội mà loài người đã tích lũy được, biến chúng thành “vốn liếng” kinh nghiệm và phẩm chất, năng lực của cá nhân người học. Trong dạy học, người giáo viên đóng một vai trò rất quan trọng. Giáo viên là người tổ chức, hướng dẫn, điều khiển quá trình dạy học, là người giúp học sinh khắc phục, sửa đổi những quan niệm sai lệch và lĩnh hội kiến thức một cách vững chắc. Là một giáo viên, nên có thái độ như thế nào đối với quan niệm của học sinh? Người giáo viên có thể không cần quan tâm đến những quan niệm của học sinh được không? Thực chất quan niệm của học sinh về các khái niệm, hiện tượng vật lí được hình thành và tồn tại trong học sinh từ sự quan sát các hiện tượng thực tế xảy ra hàng ngày. Những kinh nghiệm này chỉ là những kết quả nhận thức ban đầu được hình thành bởi kinh nghiệm sống. Đa số các quan niệm của học sinh thường không chính xác và sai lệch với bản chất vật lí nên gây cản trở lớn trong dạy học vật lí. Vì vậy, trong dạy học người giáo viên không nên có ý nghĩ phá hủy những quan niệm chưa hợp lí của học sinh chỉ bằng những lời giải thích thông thường hoặc những kinh nghiệm của mình, mà ở đây đòi hỏi phải có những biện pháp sư phạm thích hợp mới có khả năng thay đổi hoặc điều chỉnh các quan niệm đó. Giáo viên không nên tỏ ra khó chịu hoặc phủ nhận ngay các quan niệm chưa phù hợp của học sinh mà chỉ nên phân loại trong các quan niệm đó cái nào phù hợp cái nào chưa phù hợp với quan niệm mới cần hình thành trong giờ học. Với những quan niệm không sai lệch nhưng chưa hoàn chỉnh, giáo viên cần thảo luận với học sinh nhằm bổ sung những phần chưa đầy đủ, điều chỉnh những chỗ chưa chính xác để hình thành cho học sinh những kiến thức cần lĩnh hội. Đối với những quan niệm sai lệch, đây là những vật cản trên 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 các em thu nhận được trong giờ học sẽ trở nên méo mó, sai lệch với bản chất vật lí. Kết quả là dần dần trong cấu trúc sẽ hình thành và tồn tại những hiểu biết đó, nó sẽ trở thành tài sản riêng mà học sinh mang theo mãi mãi. Để dạy học thực sự mang lại hiệu quả, người giáo viên cần phải hiểu rõ học sinh của mình, biết được các em có những quan niệm như thế nào về những khái niệm, hiện tượng hay một quá trình vật lí sẽ nghiên cứu trong giờ học, trên cơ sở đó giáo viên xem xét và đề xuất những biện pháp sư phạm phù hợp, làm cho học sinh tự nhận thấy chỗ sai lầm, thấy cần thay đổi quan niệm, khắc phục sai lầm xây dụng tri thức mới cho phù hợp. Vì vậy để nâng cao chất lượng dạy học bộ môn vật lí ở trường phổ thông, trong cách dạy của mình người giáo viên phải quan tâm đúng mức đến quan niệm ban đầu của học sinh, trong giờ dạy giáo viên cần xây dựng câu hỏi nêu vấn đề và sử dụng thí nghiệm để tạo ra những tình huống có vấn đề nhằm đưa học sinh đến sự ngạc nhiên. Từ đó tạo nên sự xung đột tâm lí trong mỗi học sinh, làm cho các em thấy rằng cần thay đổi cấu trúc tư duy cũ cho phù hợp với tình huống mới. 3. Phát hiện quan niệm và biện pháp khắc phục 3.1. Cách phát hiện quan niệm sai lệch của học sinh - Tạo điều kiện thuận lợi cho HS bộc lộ quan niệm : + Tạo ra và duy trì không khí dạy học trong lớp + GV tạo không khí vui vẻ, thoải mái, thân thiện giữa thầy và trò + Tạo hứng thú học tập nhằm kích thích tư duy học sinh. + Tạo niềm tin, sự yêu mến, kính trọng của học sinh đối với GV. - Tạo ra tình huống học tập thông qua câu hỏi thực tế các hiện tượng, sự vật gần gũi trong đời sống hàng ngày để học sinh bộc lộ quan niệm của mình.Tiếp tục duy trì và phát triển không khí dạy học. - Nhận xét, đánh giá đúng mức câu trả lời của học sinh để khuyến khích tư duy học sinh, học sinh sẽ bộc lộ quan niệm nhiều hơn. - Tổ chức cho học sinh thảo luận để đưa ra quan niệm cụ thể hơn. + Bằng các câu hỏi về các hiện tượng, sự vật gần gũi trong đời sống hàng ngày: Đây là biện pháp đơn giản dựa vào kinh nghiệm sống hành ngày để làm bộc lộ quan niệm của học sinh. 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. +Bằng các thí nghiệm đơn giản, dễ làm: Với các thí nghiệm đơn giản, GV cho HS quan sát hiện tượng và đặt câu hỏi để học sinh bộc lộ sự nhận thức của mình về một hiện tượng, một khái niệm mới. + Bằng các bài tập đơn giản: Thông qua các bài tập đơn giản có thể đưa vào trong các giai đoạn của giờ học giáo viên có thể phát hiện ra những quan niệm, cách hiểu sai của học sinh về một vấn đề, một khái niệm vật lí. 3.2. Biện pháp khắc phục các quan niệm sai lệch của học sinh Để khắc phục các quan niệm sai lệch của học sinh trong quá trình dạy học Vật lí người thầy giáo có thể sử dụng các biện pháp sau - Sử dụng các thí nghiệm đơn giản, dễ làm: Đây là biện pháp đặc thù, là thế mạnh của bộ môn vật lí. Bằng các thí nghiệm có sẵn ở trường hoặc các thí nghiệm đơn giản do giáo viên tự tạo sẽ thuyết phục học sinh về những quan niệm sai lầm của mình. Ví dụ bằng thí nghiệm với các ống mao dẫn sẽ giúp học sinh có những hiểu biết đúng đắn về hiện tượng mao dẫn. - Sử dụng các kiến thức khoa học: Với những lập luận chặt chẽ dựa vào các kiến thức khoa học đã biết giáo viên có thể giúp học sinh có những nhận thức, hiểu biết đúng đắn về một hiện tượng, một khái niệm vật lí. Ví dụ bằng các biến đổi từ những kiến thức đã biết giáo viên có thể chứng minh để học sinh thấy rằng trên một đoạn mạch điện xoay chiều thì công suất tiêu thụ trên các phần tử là cuộn cảm L và tụ điện C đều bằng 0. Trong hai biện pháp trên thì biện pháp sử dụng các thí nghiệm vẫn là biện pháp quan trọng có tính thuyết phục cao. Trong quá trình dạy học Vật lí người thầy giáo nên tìm cách khai thác biện pháp này. II. MỘT SỐ QUAN NIỆM SAI LỆCH CỦA HỌC SINH TRONG PHẦN CƠ HỌC VÀ CÁCH KHẮC PHỤC Quan niệm 1. Quan niệm về chuyển động và đứng yên * Quan niệm sai lệch: Chỉ có xe ô tô đang chạy trên đường là chuyển động còn xe ôtô đỗ trong bến xe là đứng yên. * Quan niệm vật lí: Chuyển động của một vật là sự thay đổi vị trí của vật đó so với vật khác được chọn làm mốc. * Nguyên nhân: Do kinh nghiệm sống thực tế, thuật ngữ chuyển động trong thực tế khác với định nghĩa trong vật lí. * Cách khắc phục: Dùng mô phỏng trực quan bằng cách dùng hai chiếc ô tô nhựa và cho chúng chuyển động tương đối với nhau, cho học sinh thấy được điểm khác biệt giữa cách hiểu “chuyển động thông thường” với định nghĩa chuyển động trong cơ học. Cần chú ý sử dụng các câu hỏi như: – Vật chuyển động so với vật mốc nào? Vị trí của nó so với vật mốc đó có thay đổi không? – Cần xoáy sâu vào suy nghĩ thông thường: Ôtô chuyển động thì bánh xe phải quay! Từ đó dẫn dắt học sinh đến cách hiểu cao hơn: Chuyển động và đứng yên có tính tương đối. Quan niệm 2. Quan niệm về độ dời và đường đi * Quan niệm sai lệch: Độ dời chính là quãng đường vật đi được và luôn có một giá trị xác định khác không. * Quan niệm vật lí: Độ dời là vectơ có gốc là vị trí ban đầu, ngọn là vị trí cuối (điểm đang xét). * Nguyên nhân: Do học sinh quen với dạng chuyển động thẳng, trong pham vi hẹp. * Cách khắc phục: Mô phỏng trực quan bằng cách cho một vật dịch chuyển trên đường cong, dẫn dắt học sinh đến trường hợp đặc biệt là đường tròn khép kín (điểm đầu và điểm cuối trùng nhau để độ dời bằng không). Quan niệm 3. Quan niệm về vận tốc trung bình và trung bình cộng các vận tốc * Quan niệm sai lệch: Vận tốc trung bình bằng trung bình cộng các vận tốc. * Quan niệm vật lí: Vận tốc trung bình: v = s/t (s là quãng đường vật chuyển động trong thời gian t). * Nguyên nhân: Chủ yếu do thuật ngữ “trung bình” được học sinh hiểu theo nghĩa thông thường giống như cách cộng điểm trung bình trong học tập. * Cách khắc phục: Dùng bài tập, cho học sinh tính toán để nhận ra sự khác biệt về kết quả giửa hai cách tính vận tốc trung bình trong vật lí và trung bình cộng các vận tốc. Quan niệm 4. Quan niệm về nguyên nhân rơi nhanh chậm của các vật trong không khí * Quan niệm sai lệch: Vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ. * Quan niệm vật lí: Nguyên nhân của sự rơi nhanh hay chậm là do sực cản của không khí lên vật ít hay nhiều. * Nguyên nhân: Do kinh nghiệm sống thực tế, học sinh thường quan sát thấy vật nặng thường rơi nhanh hơn vật nhẹ. * Cách khắc phục: Dùng thí nghiệm với hai tờ bìa và thí nghiệm với ống Niutơn. – Cắt hai tờ bìa giống hết nhau (để chúng cùng khối lượng), vo viên một tờ, tờ kia giữ nguyên rồi cùng thả rơi, tờ đã vo viên rơi nhanh hơn. Chứng tỏ không phải vật nặng hơn thì rơi nhanh hơn. – Dùng thí nghiệm ống niutơn để loại bỏ sức cản của không khí ® khi không có sức cản của không khí, mọi vật đều rơi như nhau. Quan niệm 5. Quan niệm về tác dụng của lực * Quan niệm sai lệch: Lực là nguyên nhân gây ra chuyển động. * Quan niệm vật lí: Lực là nguyên nhân làm vật thay đổi vận tốc hay làm cho vật bị biến dạng. * Nguyên nhân: Do kinh nghiệm sống thực tế, nếu không dùng tay đẩy một vật như chiếc bàn chẳng hạn thì bản thân nó không thể tự dịch chuyển được. * Cách khắc phục: Dùng thí nghiệm với máng nghiêng Galilê và thí nghiệm chuyển động trên đệm không khí. – Thí nghiệm máng nghiêng Galilê cho thấy, khi thôi tác dụng lực nếu càng giảm ma sát thì vật chuyển động được quãng đường càng xa rồi mới dừng lại. – Thí nghiệm chuyển động trên đệm không khí cho thấy khi các lực tác dụng cân bằng nhau thì vật chuyển động thẳng đều. Quan niệm 6. Quan niệm về cặp lực cân bằng và cặp lực trực đối. * Quan niệm sai lệch: Cặp lực trực đối thì luôn cân bằng. * Quan niệm vật lí: Cặp lực cân bằng có điểm đặt lên cùng một vật. Cặp lực trực đối có điểm đặt lên 2 vật khác nhau. * Phát hiện: Cho một vật nằm trên mặt phẳng nằm ngang. Yêu cầu HS phân tích và chỉ rõ đâu là cặp lực trực đối, đâu là cặp lực cân bằng * Cách khắc phục: Chỉ rõ sự khác biệt cơ bản giữa cặp lực cân bằng (cặp lực trực đối cân bằng) và cặp lực trực đối (cặp lực trực đối không cân bằng) là điểm đặt. Đối với cặp lực cân bằng có cùng điểm đặt. Cặp lực trực đối có điểm đặt trên 2 vật khác nhau. Cặp lực cân bằng thì chắc chắn là cặp lực trực đối nhưng cặp lực trực đối thì chưa chắc cân bằng. Quan niệm 7. Quan niệm không tồn tại lực đàn hồi ở các vật cứng * Quan niệm sai lệch: Khi tác dụng vào các vật mềm, vật bị biến dạng nên sẽ xuất hiện lực đàn hồi, nhưng khi tác dụng vào các vật cứng thì vật cứng không biến dạng nên không xuất hiện lực đàn hồi. * Phát hiện: Giáo viên nêu câu hỏi: Lực đàn hồi xuất hiện khi nào? Khi tác dụng lực lên các vật cứng thì có xuất hiện lực đàn hồi không? HS: Lực đàn hồi xuất hiện khi vật bị biến dạng. Do khi tác dụng lực lên vật rắn không có sự biến dạng nên không xuất hiện lực đàn hồi. * Quan niệm vật lý: Lực đàn hồi là loại lực xuất hiện một khi vật bị biến dạng. * Cách khắc phục: Cho học sinh thấy rằng dù các vật rất cứng thì khi chịu tác dụng lực thì vật cũng có sự biến dạng. Tuy nhiên, do độ cứng cao nên độ biến dạng rất bé bằng mắt thường ta không quan sát được. Quan niệm 8. Quan niệm về tác dụng của lực ma sát * Quan niệm sai lệch: Lực ma sát luôn là có hại. * Quan niệm vật lí: Trong những điều kiện khác nhau, tác dụng của lực ma sát là khác nhau, có trường hợp lực ma sát là có hại nhưng có những trường hợp khác ma sát là có lợi. Trong các loại xe tự hành, lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực phát động. * Nguyên nhân: Do kinh nghiệm sống thực tế, học sinh thường thấy tác dụng có hại của ma sát, chẳng hạn dép đi lâu bị mòn, lốp xe ôtô, xe máy cũng bị mòn dần . * Cách khắc phục: Hướng dẫn học sinh tìm hiểu một số trường hợp ma sát là có lợi như trường hợp máy mài, xe ôtô bị sa lầy (bánh xe quay nhưng xe không tiến lên được). Giáo viên có thể làm thí nghiệm: dùng một chiếc xe ôtô đồ chơi (loại chạy pin, cho xe chạy trên mặt kính nằm ngang có nước xà phòng, xe sẽ không tiến lên được mặc dù bánh xe vẫn quay. Nếu đặt xe lên mặt bàn, xe có thể chuyển động bình thường Quan niệm 9. Quan niệm về lực quán tính * Quan niệm sai lệch: Không thể có lực quán tính vì không chỉ ra được vật gây ra lực quán tính. * Quan niệm vật lí: Lực quán tính xuất hiện trong các hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc so với hệ quy chiếu quán tính. * Nguyên nhân: Do kinh nghiệm thực tế, khi phân tích các lực tác dụng học sinh quen chỉ ra các vật cụ thể gây ra các lực đó, chẳng hạn “Trọng lực là lực do Trái đất hút vật”, “Phản lực do mặt bàn tác dụng lên vật” ... * Cách khắc phục: Phân tích kĩ hơn về tính quán tính của các vật (trong nội dung bài định luật I Niutơn). Dùng thí nghiệm treo vật nặng bằng một sơi dây mảnh, đầu cố định gắn trên một giá, chân giá gắn với xe lăn, khi cho xe chuyển động nhanh dần đều trên mặt phẳng ngang (có thể cho xe chuyển động tức thời hoặc hãm đột ngột), cho học sinh quan sát hiện tượng phương dây treo bị lệch so với phương thẳng đứng để học sinh thấy được các giải thích về lực quán tính là hợp lí. Quan niệm 10. Quan niệm về lực hướng tâm * Quan niệm sai lệch: Lực hướng tâm là một lực thông thường giống như như lực khác như trọng lực, phản lực ... Khi phân tích các lực tác dụng lên vật chuyển động tròn đều, học sinh thường phân tích lực hướng tâm như một lực độc lập. * Quan niệm vật lí: Lực hướng tâm không phải là loại lực trong tự nhiên mà chính là hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật chuyển động tròn đều. * Phát hiện: Sau khi học về lực hướng tâm: Yêu cầu HS phân tích các lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động qua một cái cầu có dạng một cung tròn. * Cách khắc phục: Phân tích một số ví dụ của các vật chuyển động tròn đều để cho HS hiểu rõ về lực hướng tâm. Ví dụ : Một vật nằm yên trên bàn đang quay tròn:Trọng lực cân bằng với phản lực và lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm. KẾT LUẬN Có thể nói việc phát hiện và tìm hướng giải quyết nhằm thay đổi các quan niệm sai lệch của học sinh là một việc làm thực sự rất khó và đòi hỏi thời gian, phương pháp hợp lí. Các quan niệm của học sinh thường gắn liền với những kinh nghiệm quen thuộc trong cuộc sống hoặc có thể là sự ảnh hưởng từ kiến thức các lớp dưới đã ăn sâu vào suy nghĩ của các em. Chính vì vậy mà các quan niệm này thường ảnh hưởng xấu đến việc tiếp thu những kiến thức mới của các em trên lớp. Đặc biệt đối với bộ môn vật lí thì các quan niệm sai lầm còn có tính cản trở và hạn chế sự hiểu biết cũng như khả năng phân tích, tổng hợp và giải quyết vấn đề của học sinh. Vì vậy, người giáo viên cần biết cách phát hiện và có những biện pháp hỗ trợ, sửa chữa kịp thời cho học sinh nhằm giúp các em hiểu rõ bản chất của các sự vật hiện tượng một cách sâu sắc. Bên cạnh đó, nếu người giáo viên biết khai thác tốt và có các phương pháp khắc phụ các quan niệm sai lệch của học sinh trong quá trình dạy học sẽ có tác dụng tích cực trong việc kích thích hứng thú, tạo thái độ học tập tích cực của học sinh. Qua việc thực hiện sang kiến này, chúng tôi đã nhận ra được một số quan niệm mà học sinh thường mắc phải khi đến lớp giúp cho việc lựa chọn phương pháp khi giảng dạy của mình hợp lí và tích cực. Cùng với việc nghiên cứu các biện pháp khắc phục quan niệm sai lệchcủa học sinh cũng giúp cho chúng tôi có những biện pháp mới phù hợp nhằm làm cho giờ học hấp dẫn và hiệu quả hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Văn Giáo, Lê Công Triêm, Lê Thúc Tuấn (2005), Một số vấn đề phương pháp dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông, Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên giáo viên THPT chu kỳ III, NXBGD. 2. Nguyễn Tín Hiền (11-1995), Một số cơ sở lí luận của việc nghiên cứu những quan niệm của học sinh, Thông báo khoa học và giáo dục. 3. V. Langue (2006), Những bài tập hay về thí nghiệm vật lí, NXBGD. 4. Vật lý 10 (tái bản lần thứ tư), Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam. 5. http://vatlysupham.com NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, XẾP LOẠI CỦA TỔ CHUYÊN MÔN NHẬN XÉT:………………………………… Vinh Xuân, ngày 25 tháng3 năm 2016 Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của người khác. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ĐIỂM:………………………………….. XẾP LOẠI: ……………………………. TỔ TRƯỞNG NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KH-SK CỦA ĐƠN VỊ NHẬN XÉT:………………………………… ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ĐIỂM:………………………………….. XẾP LOẠI: ……………………………. CHỦ TỊCH HĐ KH-SK CỦA ĐƠN VỊ NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KH-SK NGÀNH GD&ĐT NHẬN XÉT:………………………………… ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ĐIỂM:………………………………….. XẾP LOẠI: ……………………………. CHỦ TỊCH HĐ KH-SK NGÀNH GD&ĐT