Khảo sát quan niệm sai lầm về các Định luật newton và các lực cơ học của sinh viên khoa vật lý Đại học sư phạm tp hcm

va nm ving các khái niệm cơ bản của cơ học Newton, cũng như phát hiển các quan Trong những năm gẫn đây, bái FCI đã được dịch sang tổng Việt và được dùng để khảo sit trén hoc sinh và S

BQ GIAO DYC VA DAO TAO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHÔ HỖ CHÍ MỊ

ĐÈ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CÁP CƠ SỞ KHAO SAT QUAN NIEM SAI LAM VE CAC ĐỊNH LUAT NEWTON VA CAC LỰC CƠ HỌC CỦA SINH VIEN KHOA VAT LY - ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM

c3 Mục tiêu nghiên cửu

- Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu,

4.1 Cách tiếp cân

4.3 Phương pháp nghiên cứu

$, Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

31 Đối ương nghiền cửư

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ KHẢO SÁT QUAN NIỆM SAI LÀM CỦA

NGƯỜI HỌC VẶT LÝ 8

W~5

1.1 Vấn để khảo sắt quan niệm sai lắm của người học trong đạy học vậ

1.1.1 Quan niệm và quan niệm sai lm của người học $

1.1.2 Tam quan rong của việc nghiên cứu cc quan niêm sai m của người học vớ

1 1.3 Một sổ công trình nghiên cửu về quan niệm sai lằm của người học vi lý 19 11-4 Mặt số bài kiễm tra để phát hiện quan niệm sai lẳm của người học 23 1.2 Giới thiệu bài FCL

1.3.1 Quả trình xảy dưng và phát triển của bài FCI 2

1.24 Cite cat hoi ea FCL z 1.215 Thực trang dự đụng ECÍ trong nghiên cứ và giảng day vat bi 33

a7 1.26 Ly do sie dung ECI trong để tài này

3⁄3, Kết quá khảo sắt

3311 Định luật Neuton 0 2.2.2 Dinh twit I Newton “

33 Định hật HY Newwon “ 32.4 Tác dụng ca lực 2 -33.5 Công thức cộng vấn tốc “ 3.36 Sư rơi tự do sw

227 Ném ngang oo

“

-3.38 Phân bigt gia vị tr, vận tốc và gia tốc

2.3, Kết

3⁄2 Kết quả khảo sắt

3.3 Két lad chương 3

4.3, Két qua khảo sắt lập luận của SỈ trước khi học hoe phin Cơ học

ĐANH MỤC CÁC CHỮ VIỆT TAT

Viết tất Viết đầy đủ

sv Sinh viên |

6V ovis

is — JMsm | THPT “Trung ioe pad | THCS | Trumghoceaso |

ĐH Đại học

DIISP-TPHEM | Bai hoe Su pham Thành phố Hỗ Chỉ Minh

Bảng L3 Phân loại những quan niệm sai im được khảo sắt | 29

bi FC Mỗi quan niệm sai im này ứng với một lựa chọn sai trong bai FC

‘Bang 1.3 Phân loại các câu tra lời tắc nghiệm cia hoe sinh [38 theo điểm số S và hệ số hội tụ C

'ăng 3T Số lượng SỰ mỗi khôa tham gia Kho sit “đã dng 3.1, TT pda trim ad le ah Iya chow wali phase | ®#

xổ S và chí số hội tụ C, và xếp loại của mỗi câu, Bing 3.2 Che lye te dgng vio vin bi wi didmm Q Gage SV | 72 liệt kế tong mục a của cầu hôi 1

Băng 3.3 Kết quả trả lời của SV trong cầu hỏi mở về tốc độ | - 7%

của thủng hàng sau khi tắng gắp đối lục day thing hing Băng 34, Kếi quá mà lõi cia SV wong chu hoi mo ve weds | 77 cia qua bong hockey sau khi nó bị đánh,

Bảng 3.5 Kết quả ta lời của SV trong cầu hỏi mở về tốc độ | 78

của quả bóng hockey sau khi n6 bj dinh

‘ing 3.6 Kết quả rã lôi của SV trong cầu hoi mỡ vễ các 19 lực ác dụng lên quả bỏng hockcy sau khi nó bị dánh Bing 3.7 KE qua wa li eda SV Wrong clu hoi ma vb te 05] 82]

Hình 33 Các quỹ đạo của quả bóng bowling sau khi rữi| T4 khỏi mây bay và tí I % SV vẽ mỗi quỹ đạo,

Hình 33 Các quỹ đạo của quả bóng hockey sau kh bị đánh ý 77 vat 18% SV vẽ mỗi quỹ đạo

8 Hiinh 34 Các quỹ đạo cua con thu sau khi nỗ miy va ứ lệ 5,

§V vẽ mỗi quỹ đạo

[Hãnh XS Các quỹ đạo sua sơn lầu ừ đm Ree

("SN về mỗi quỹ đo

‘Quan niệm xu lâm là các quan niêm, ni tn, sự hiễ biết sai lệch về các đai lượng

định luật vật lý, các mỗi liên hệ giữa các đại lượng vật lý (gọi chung là các khái niệm, vật lý - physies concep) mà người học hình thành từ kính nghiệm bản thần, Nhiệm

Đà có nhiều công trình nghiên cứu vẺ các quan niệm sai lắm mã người học vật

ý nằm giữ và các cách mổ gido viên cổ thể gip người học sửa chữa những quan niệm, sai rm đồ, trong đồ nỗi tng nhất là công trình nghiên cứu của

‘81 DH Washington [80] Trong suỗt 23 năm từ 190 đến 2005, GS MeDemmott đã

tra phổ biến nhất như Force Concept Inventory (FCI), Mechanics Baseline Test

(MBT), Heat and Temperature Conceptual Evaluation (HTCE), Determining and Concept Evaluation (ECCE), Conceptual Survey in Electricity and Mapnetism (CSEM), Trong số đó thì nổi tiếng nhất và được sit dung phổ biển nhất là bai FCI Bài FCI bao gồm 30 câu hỏi trắc nghiệm được xây dưng nhằm phát tim của người học vật lý vẻ các định luật Newtlon và các lực cơ học [44] Trong hơn

30 năm t khi được côn bỗ lần đầu trên tạp chỉ The Phystes Teacher số thẳng 3 nim

1992 đến nay, bài FCI đã được hoàn thiên và được sử dụng bởi cắc nhà giáo dục vả

va nm ving các khái niệm cơ bản của cơ học Newton, cũng như phát hiển các quan

Trong những năm gẫn đây, bái FCI đã được dịch sang tổng Việt và được dùng

để khảo sit trén hoc sinh và SV ở một số tường THPT và Dại học Tuy nhiễn số

cho đến nay đã có các nghiền cứu sau đây sur dung bai EC

_ Sử đụng bài FCI để khảo sắt quan niệm sai

luật Newton - Khóa luận tốt nghiệp của SV Nguyễn Thị Thủy Hẳng [6]

Sử dụng bài FCI khảo sắt lập luận của inh viên sư phạm vật ý trước và sau khỉ

học học phẫn Cơ học - Luận vẫn thạc sĩ giáo dục học của Bùi Thị Mai [2]

dụng các cầu hồi

hoa hoe DH Sư phạm TP.HCM năm học 2013 - 3014 của Nguyễn Vũ Thái Uyên và Trân Thị Yến Xuân [10]

cắp thiết của để tài

Bài FCI Việc phát hiện các quan niệm sai lâm mã các SV, đặc biệt là SV ngành sư

phạm vật lý, dang nắm giữ để có biện pháp sửa chữa những quan niệm ấy là võ cũng quan trọng và cẩn thiết, vì chính những SV nảy trong một vải nằm nữa thôi sẽ trở thảnh giáo viên đà truyền đạt các kiến thức ấy cho học sinh Do đỏ chúng tôi thực hiện một để tài nghiền cứu trong đó sẽ sử đụng bài FCI để Nháo ắt trên phẫn lớn SV ngành hiện các quan niệm sai lắm phỏ biến mả SV đang nằm giữ, làm cơ sở để để xuất các phương án giủp SV khắc phục các quan niệm sa lim ấy và hình thành quan niệm đúng

vỀ các khái niệm vật lý

Phát hiện các quan niềm sai Him phố biển về các định luật Newton vả các lực cơ

trình đáo tạo (khảo sắt trên SV tử năm I đến năm 4)

xiên vã SV ngành sư phạm vật lý các bài kiểm tra được xây

(research-based test) ahi Giới thiệu với các i

dựng tên cơ sở các nghiên cứu phương pháp gi

đánh giá mức độ am hiểu các kiến thức vật lý và phát hệ các quan niệm se lm

của người học vật lý

Giới thiệu với các nhà nghiên cứu PPGD vã giảo viên phương pháp phân tích hội

tụ, một phương pháp mới ưong việc phân tích kết qua bai trắc nghiệm nhằm thu

được các thông tín quan trong về sự phần bổ các câu r lời của SV rong bài kho

xát, qua đó làm nỗi rõ những quan niệm sai lắm phỏ biển và cỏ tính hệ thông

~ _ Đánh giả hiệu quả của học phản Cơ học đấ với lặp uẫn của SV về các câu hồi

Fe

4 Cach tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

.41 Cách nếp cận

Tiền hình khảo sắt

"hợp đê xác định các quan niệm sai lằm phỏ biển của SV'

ên diện rộng vả sử dụng các phương pháp phẫn tích phir

.#.2 Phương pháp nghiên cứu

Phương phấp khảo sắt, điễu tr: Tiển hành khảo ải trên hẳu hết SV khoa Vật

lý, ĐH Sự phạm TP.HCM sử dụng bài FCI phiến bản tiếng Việt

~_ Phương pháp phân tích hội tụ: Xử lý số liệu thủ được từ khảo sỉt bài FCI trên XSV để phân loại các câu hỏi FCT theo điểm số của SV và độ phân tán các câu trì li của 3V, từ đồ phát hiện các quan niệm sa lắm phổ biển cia SV

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

$1 Đổi lượng nghiền cửa

Cac edu hoi FCI tiếng Việt phiên bản câu hỏi trắc nghiệm và câu hỏi mở, và lập tuân của SV về một số câu hỏi ECL

3-3 Phạm ví nghiền cửu

Khảo sắt và phân tích số hêu trên SV khoa Vậtlý, DISP TP.HCM

Nghiễn cứu cơ sở lý luận, các công trình đã được công bổ về các quản lắm của người học vật lý

Nghiên cứu các bài kiếm tra đã được xây dựm

phương pháp giáng dạy nhâm đảnh giá mức độ am biểu các kiến thức vật lý và phất hiện các quan niệm sai im của người học vất lý

“Thực nghiệm bài ECI trên khoảng 400 SV từ năm 1 đến năm 4 ngành Sư phạm

‘vat ly va Vat ly hoe tai DHSP TP.HCM:

Phân tích kết quả bài FCI cua SV bing phương pháp phân ích nông độ đ xác định các quan niệm sa lắm phổ biển cua SV

“Chương L~ CƠ SỞ LÝ LUẬN VE KHẢO SÁT QUAN NIEM SALLAM CUA

nhận thức như thể nảo đỏ về một vin đề, một sự kiện Theo Jean Pierre Astolfi của te Việt (1992) của Viện Khoa học Việt Nam, quan niệm là sự

Paul Robert (1997), quan niềm trước hễt là phong cách nhận thức mả người học vận

cdụng để năm bắt và giải mã thể giới xung quanh, đặc biệt là những tỉnh huồng trên lớp

431 ra cho họ, Theo NguyỄn Thanh Hải (2009), quan niễm là sự hiểu bit cứa con người về các sự vật, hiện tượng, khái niệm vả các quá trình tự nhiễn thông qua đời

xng sinh hoạt và lao động sản xuất hàng ngây má có Những hiểu biết này tiểm ấn cđựa trên các định nghĩa trên, có thể nói quan niệm là những nhận định, hiểu biết về

<4 tượng tiếp cản được hình thành tử những trải nghiệm của bản thân mỗi người Trong dạy học, quan niệm của người họ là những hiểu biết của người học về các sự vật, khái niệm và các quá trình tự nhiên, xã hội thông qua đời sống, sinh hoạt và lao động sản xuất học tập mà hình thành Cụ th, trong dạy học vất lý quan niệm của người học vật lý là những hiểu biết niém tin, quan điểm của người học vẻ các đại lượng, định luật vật lý, các mỗi iễn hệ giữa các đại lượng vắt lý (gọi chúng là các khái Quan niềm của mỗi người thể hiển tính cả biệt rt cao vì bản thần mỗi người có tằm,

Hơn nữa

hiểu biết khác nhau và có các cách nhn nhận vẫn để dưới một góc độ quan niệm của mỗi người được hình thẳnh tự phát và mang yêu tổ chủ quan, do đẻ những quan niệm hình thảnh một cách đúng đẫn, phủ hợp với kiến thức khoa học song:

ý, mã ta gọi là những quan niệm sa lâm,

cỏ của sự vật, hiện tượng vả khái n

“của người học

Nhữ vậy, có thé dink

tún, sự hiểu biết sai lệch về

người học hình thánh từ kính nghiêm ban thin, Vi dy, do kinh nghiệm đời sống đề

nhìn thấy các vật thi ta phạt hưởng mắt về phía vật và phát ra "ua nhìn” chiếu váo vật Nếu ta hướng đi nơi khác thí không nhìn thấy vat vì "tia nhìn” không chiếu vào vật Quan niệm ở đây là ta nhìn thấy là do mắt ta truyền “tia nin dén vat Trong khi đó,

hoặc tia sáng

ing đẫn là ta nhìn thấy vặt là do có tia sáng phát ra từ v

quan niệm

phân xã lữ vật chiếu vào mắt

Trong khuôn khó của để tả, chúng tôi chỉ nghiền cứu những quan niềm sai im

“của người học vẻ các định luật Newlon và các lực cơ học

1.1.3 Nguôn gốc hình thẳnh các quan niệm

-) Hình thành qua linh nghiệm sing hằng ngày

“Trong cuộc sông thưởng ngày, việc gặp những sự vật, hiển lượng xây ra buộc

MS im hiểu để lý giải chúng, Những giải thích của các em thường dựa trên sự kết nổi những sự kiện quản sát được:

chưa phải là bản chất, nên thưởng dẫn đến những quan niệm sai lẩm Khi các quan

ơn nữa, cch đồng ngôn ngữ hằng ngày cũng ảnh hưởng đến việc linh hội các

khái niệm khoa học Thuật ngữ diễn đạt các khái niệm vả hiện tượng vật lý thường

trùng với những thuật ngữ ding dé dign dạt những vẫn đề trung đời sống Do quen

thuộc với cách dùng vả cách hiểu các thuật ngữ trong đời sống nẻn khi gặp lại các

thuật ngữ Ấy với tự cách là tên ơi của một khái niệm hay hiển tượng vã ý, HS khó có

thể tránh được những quan niệm sản lệch về bản chất khoa học cua các thuật ngữ ấy

`Ví đụ thuật ngữ "chuyên động” vả "đứng yên” được sử dụng khả rồng rãi trong cuộc đường, tu chuyển bánh rời sản ga Còn khi xe đứng yên ở bến, lâu dừng ơ sẵn ga

đó là những vật đứng yên Nhưng trong vật lý, chuyển động của một vật là sự thay đổi

"1

Từ đồng âm khác nghia cũng cự

tong đồi sống hàng ngây: công ơn

khó khăn cho HS khi học về khái mệm “cöng” trong vật ly, “Cong” ding dé chỉ công

mà lực tác dụng kim vit dich chuyển một độ đời Ngoài ra, việc tiếp nhận các thông tin

tú tnayện cổ ích, sách bảo, phim ảnh khoa học viễn tưởng công góp phẩn hình thành những quan niệm của HS

‘Vi dy, tt “cong”

công sức Thuật ngữ này ít nhiều gây

9) Hinh thành trong quả trình học tập

Việc dùng các thuật ngữ không thống nhất trong chương trình vật lý cũng là

“quyên nhân gây ra những quan niệm sai lâm và gây khó khan cho HS trong việc tiếp thú kiến thức kiến thức Ví dụ cả SGK lớp 10 cơ bản và nắng cao đễu sử dụng kí hiệu vtb để chỉ hai khái niệm khác nhau là vận tắc trung bình và tốc độ trung bình Vận tắc trung bình được hiểu là í sổ độ dội cua vật vã khoảng thời gian vất thực hiển đổ dời

đổ, khác với tốc đổ trung bình là t số giữa quảng đường vặt đ được vì khoảng thời

gian vậtdi được quảng đường đỏ

Những kiến thức có được từ những môn học khác hoặc từ những giờ học trước

chưa đúng ở HS

Su didn ta không đây đủ, rổ rắng từ phía GV công có thể gấy ra những nhằm, lấn ở HS Từ đó, các em có thể đưa ra những nhận định rập khuôn, ấp đặt từ những khái niệm vậtý để gii tích các hiệ tượng dẫn đến những quan niệm si lệch với kiến thức vật lý

Những quan niệm sai lắm được bình thành trong quả trinh day học là những

‘quan niệm có thể khắc phục được với sự trinh bảy thống nhất của SGK, đặc biệt la sur

phuc những quan niệm sai Him do, Những quan niệm hình thành trong cuộc sống là thay thể một cách nhanh chỏng, mã theo một quả trình nhất định, đòi hỏi người GV phải tạo những tình huống giớp người học nhận rà quan niệm chưa đẫy đủ hoặc chưa đẳng dẫn của bạn thân vã cẩn phải thay đổi quan niệm

4) Quan miền của người học đa phần là những quan niễm si lằm, hoe chan dy dis Tuc chỉnh tắc xo vi những quan niểm Khoa hoc

‘Quan mgm cua người học được hình thành tử những quan sát về sự vật, hiện tượng cũng như cảch thức hoạt động, vận hành của chủng mã cơn người gập trong

bến ngoài mà chưa hãn thuộc về bản chất bên trong của vẫn để, hoặc là một trường hợp cụ thể của vẫn đẻ, Do đó, những quan niệm của người học thưởng chưa đúng chưa đây đủ với quan niệm khoa học, Ví dụ, khỉ quan sắt mật rời mọc và lận vào buổi sắng và buổi tối, con người đã cho rng trả đắt cuộc sống Những quan sắt này chỉ

đứng yên, mật tời chuyển động xung quanh trái đất Quan niệm Trải Dit dime yên, Mật Trời chuyển động xung quanh Trái Đắt lä sai lệch với quan niệm khoa học Trái Đất chuyển động xung quanh Mật Trởi

16) Quan niệm của người học vu có tỉnh củ nhân vữa có tỉnh phổ biển

“Quan niệm của người học có tính cả nhân vì những quan niệm này được hình hành từ những trải nghiệm, kinh nghiêm tích lũy trong cuộc sống của mỗi người

“Trong miột số trường bợp, quan niệm của người học vã một vần để lá khống nhất quản

vã phụ thuộc vào bổi cảnh, tỉnh huồng cụ thể

“Ty nhiên, quan niệm của người học lại có tính phổ biển Theo G Brousseau (1976), quan niệm sai lhm của người bọc có thể ầo tại từ một ngoỖn gốc chưng: một tác dụng lục lên vật làm vật chuyễn động Do đó, đa số mọi người đều có quan niệm

lực lả nguyễn nhân gây ra chuyển động Trong lịch sử vật lý cũng cho thấy một số

quan niệm sai lắm biểu hiện 6 HS cũng tương tự quan niệm sai lắm mã các nhà vất lý cua Aristotle

©) Quan niệm của người học có tỉnh bên vững, khỏ thay đổi

‘Theo Brousseau (1976) “quan niệm sai Kim không chỉ đơn giản lã những hiểu biết, mơ bỏ hay ngẫu nhiên sinh ra (.), mà còn là hậu quả một kiến thức trước đây đã

thích "đúng" cho các sự vật, hiển tượng trong cuộc sống thực tiễn nền thường trở

thành niễm tin tuyệt đối đối với người học Diễu đỏ dẫn đến các quan niệm “ăn sâu”

niệm khoa hoc Ví dụ ngay cả SV ngành vặt lý cũng có thể quan niệm lực là nguyễn nhân gây ra chuyển đồng

th bn vững, khó thay đổi nhưng không phải là

sổ những phương phảp dạy học dễ thay đội quan niềm này thẳnh những quan mgm ding din,

khoa học Ví dụ, đặt một cục nước đá vào ly nước, để một khoảng thời gian, ta thấy

“Cúc quan niệm sài lắm có

Không thay đổi được Nếu những quan niệm sai lim duge bộc lô,

mat ng aly nude ướt HS cho rằng nước ngắm ra ngoải ly Bằng thực nghiệm,

GY sẽ chứng mình quan niệm này là si GV lẫy một ly không chứa nước, sau đồ làm

ly vẫn ớt Thí nghiêm của GV chứng tô không phải nước thắm ra ngoài ly mà sự shứng là cổ thể lâm thay đối quan niệm sai Him của người học bằng cách lảm cho ho bộc lộ quan niệm và khắc phục những quan niệm đỏ

1.1.14, Vat tr eta quan niệm của người học trong dạy học vật lý Vat lý là bộ môn khoa học có nhiu liễn hệ với thực

cả khi chưa học các kiến thức vất lý HS đã có những quan niệm, hiểu biết x các khái lến cuộc sống vì thể ngay miệm vật lý Tác giã Nguyễn Pac Thm cing đưa m nhận dịnh:" vât lý do kính nghiệm đi sống đã có một sổ hiểu biết nhất định vể các hiện tượng vật nhận thức là cơ sử giúp GV cỏ những biện pháp phát hiện, sa chữa những quan niệm sai lắm của HS

"Những quan niệm phủ hợp với bản chất vặt lý nhưng chưa đẫy đủ, chỉnh sắc có thể có vai tr tich cực tong đạy bọc, là cơ sở để HS nhận thức dễ ding hơn, Trong

hiểu biết chưa đây đú, điều chỉnh những quan niệm chưa chính xác |5},

Tuy nhiền, những quan nim sai Lim của HS hạ là một tử ngại lớn cho quả

trình nhận thức Nhắn mạnh vai trò của những quan niệm sai lắm trong lịch sử phát

triển kiến thức, Btousseau gọi những quan niệm sai ẩm là những chưởng ngạt mang tính khoa học luận Những quan niệm đó tạo ra những câu trả lời phù hợp với một bối cảnh nảo dé ma ta thường hay gặp nhưng khi vượt ra khỏi ổi cảnh cụ thể đỏ thì nó sản sinh những cầu trả lời sai Để có câu trả lời đúng cho mọi bối cánh thì phải có một

quan điểm mới thay đổi đảng kẻ Những quan niệm sa m đó chẳng ại những mâu

1121 Lý huyết kiến tạo

Lý thuyết kiến tao là lý thuyết dạy học dựa trên việc nghiên cứu quả trình học gud từ đỏ hình thành quan điểm day học phủ hợp với cơ chế học ấp đỏ [7} Theu các quản điểm của lý thuyết kiến lo, rong quá trình dạy học, người học tự xây

dựng trì thức cho bản thân Trỉ thức là sản phâm của chính những hoạt động nhận thức

lối nhận thức, thay đổi các kinh nghiệm theo của người học Học là quá tình b

hướng ngày cảng chính xác, khoa học hơn

"hành quả trình phân tích, tông hợp, so sánh nhẫm đánh giả lại kiến thức cũ từ đó sắp xếp lạ hệ thẳng kiến thức sao cho hoàn thí

“Điều ứng là sự thay đồi, điều chính, bỏ sung, vẫn dụng kiến thức để giải quyết

ce tn huồng mới Đây là quả trình mã học sinh phải thực hiện các thao tắc tư duy, thức bộc lộ các thuộc tính, bản chất, các mặt mạnh yếu, tim ra mỗi liên hệ

1 chính xác hơn giữa các yêu tổ kiến thức, tỉnh hệ thẳng của chủng và khả năng võ tần của kiển thức Khi học sinh đổi mật với một điều gi mới mẻ, các em phải điều ứng kiển thức đó với

những ý tương và kinh nghiệm có từ trước Cũng có thể kiến thức mới này xẽ thay đôi

hoặc loại bọ điều mà các đã tin tưởng bẩy lâu nay nếu các kiển thức cũ không thich học khẳng định ting học sinh cần phải tạo nên những hiểu biết về thể giới bằng cách

tổng hợp những kinh nghiệm mới vào trong những kinh nghiệm đã có sẵn” [7| Còn

Briner thi cho ring: “Người học tạo nến kiến thức của bản thân bằng cách điều khiển những ý tường vả tiếp cặn dựa trên những kiến thức vả kinh nghiệm đã có, áp dụng

+hũng vào những tình buông mỗi đề tạ thảnh thể thẳng nhất giữa những Miền thức thụ

ảo, học sinh tất sựlà những nhà kiến tao r thứ chơ bản thân, Đ tim đi này, học

xinh phải đưa ra những nghi vấn khám phá và đánh giá cái đã biết

ˆẳng là sư diễu chính cửa chủ thể iữa ai quá rình đồng hố vã điễu ứng

Như và

mới vào những gi đã biế Diễu ứng lạ là sự điều chính, thâm chỉ bác bỏ nhận thức, ự hỏa không làm rmắt đi các kin thức cũ mã lã sự bỗ sung các kiển thức

“quan niệm cũ, không phú hợp Sự mắt cán bằng sẽ diễn ra bên trong bản thân chủ thể

sho tới khi có sự thích nghĩ với kiến thức mới vã lập ại sự cản bảng Theo quan điểm kiến tao ong học tấp, học sinh tích cục xây dựng kiến thức cho ban thin qua kính nghiệm về th giới tự nhiền và tương tc xã bội Học sinh hình

thành kiến thức mới theo chư trình: kiến thức đà có sẵn —› dự oản ~¬ kiểm nghiệm —›

thất bại ~ thích nghĩ ~s kiến thức mới [7] Những hiễu biết, quan niệm bạn đẫu (tong kiến thức mới Trong quả trình hoc tấp, những ¥ tưởng, quan niệm của học sinh được bộc lộ, sử dụng đánh giá và thách thúc, Nếu những thông tín mới mâu thuẫn với quan niêm hiện tại của học sinh thì các em phải điều chỉnh, thay đối quan niệm cho phù

thức đã có người học cản tích cực xảy dựng những môi liên hệ giữa chúng, Quan

diễm kiến tạ đối lập vớ quan điểm cho ắng việc học là chuyển giao tiếp nhịn thông

tủn một cách thụ động tử người này sang người kia

Tri thức được tạo nên một cách tích cực bởi chủ thể nhận thúc chữ không phải được tiếp thụ một cách thụ động từ bên ngoài Theo Melrien vã lriand: "Kiến tao là

kiến tạo nên bơi mỗi cả nhân người học sẽ trở nên vững chắc hơn rất nhiều so với việc ép cin day dựa trên nghiên cứu về việc học với

2

nó được nhận từ người khác"[T] Giá thuyê nấy củ lý (huyết kiến tạo í

m tạo nên chữ không phải ước tìm thấy như một viên sôi hoặc nhận được ữ tay người khác như một mối qui”

gi VỀ các hiện tượng vật lý xây ra bảng ngảy trong thẺ giới quanh ta Trong qui trinh

thực tễ, Vì Vậy rắt nhiều quan niệm có sẵn là sai Him, khong phù hợp với tr thức khoa

học nhưng vì chúng được hình thành vả tổn tại rong một thời gian đãi nn et Kho thay đối

"Những kiến thức đố hình thành trong tr duy của học inh như là một mặc định hiển nhiên là đúng Vĩ đụ nêu tối nói với học inh của mình rằng một vật khi không cố

em sẽ in ngay lập tức, bởi đồ là điễu ừ nước đến nay các em cho là đúng, đa sổ mọi qua sức cản của không khi vất nặng vã vật nhẹ khi rơi chạm đất cũng một lúc thỉ các bạo giờ thẤy các vật rơi trong điều kiện không cỏ không khí bao gi

day hoe king hải chỉ ruyễn thụ kiến thức mà phải làm thay đổi nhận thức ea hoe sin, pit hign ra Hiểu được những điểu trên ta nhận thấy rằng: mục đích của

"học sinh cổ những quan niệm saim nào, từ đổ giáo viên hướng quả trnh dạy hoe vào giúp học sinh sữa chữa những quan niệm si lâm đó,

Trong dạy học phải thường xuyên kiểm tra các quan niệm cổ sẵn của họ sinh

để đưa chúng ra công khai thảo lun, đánh giả Ciáo in cần giúp học sinh thay dye

si lin quan ia ce quan niễm đồ có của các em với các tr !thúc Khóa học, Giáo viên

cẩn làm cho học sinh bộc lộ quan niệm có sẵn và tô chức cho học sinh trình bảy trước

tập thể, tao sự và cham giữn các ý kiến Khác nhau Giáo viên à ngưới giáp học sinh

quả tình đạy học sẽ không hiệu quả Học sinh chỉ tạm thời chấp nhận những kiến thức

vật lệ đỏ để làm bài kiếm trà nhưng sau đó sẽ quên di nhanh chồng và trở lại với những dịnh kiến có sẵn

1.1.2.2 Kiển thức sứ phạm chuyên môn của người gảo viên vật lý Một giáo viên khác với một cư nhân hày kĩ sự ơ chỗ ngoái nằm được kiến thức trong lĩnh vực của mình côn phải nắm được những cách thức truyền đạt thúc, cách

diễn đạt một Day hoe là một nghệ thuật truyền đạt

ign thức cho người khác vã hiểu quả của viếc dạy học được thể hiện qua mức độ nắm cảu hoi như: Phải đạy một kiến thức vật lý như thể nào đề học sinh hiểu được” Học Khăn gì khi tip thu kign thức đó? Nến kết hợp những phương pháp nào để truyền tãi một kiến thức vật lý nhất định đến học sinh? Trỉnh tự một bài dạy như thể nào là hơp

lý, nên day kiến thức nảo trước, kiến thức nào sau? Phải ra đề kiếm tra sao cho vừa

để sao cho người khác

đảm bảo chu

Để tả lời được tt cá những câu hỏi tên, người giáo viên

kiến thức, kĩ năng, vừa phản loại và đảnh giá được mức độ hiểu bài

nằm vũng kiến thức chuyên môn vật lý, nắm vững kiến thức sư phạm và phải biết kết hợp kiến thức thức sư phạm, Năm 1986, Lee

mới là "kiến thức sư phạm chuyên môn (Pedagogical Content Knowledge PCK) mã một nhà sơ pham chuyên môn” Nói cách khác, PCK chính là khối kiến thức mã một

lý giới cần có 3 loại kiển thức: kiến thức chuyên môn (Content Knowledge CK) kiến thức sư pham (Pedagogieal Knowledge ~ PK) và kiến thức sư phạm chuyên môn thành từng loại kiển thức này, ong đó đặc biết chủ ý tới kiến thức sư phạm chuyên

vả mỗi liên hệ giữa chúng: kiến thức vẻ quả trình hình thành các tr thức khoa học đó:

sư pha kiến thức chuyên min được giảng dạy cho học sinh qua các môn vặt lý đại cương, vật lý lý thuyết, và vật lý ứng dụng như cự nhiệt, điện, quang, dao động và

xông thiến văn học, vặt lý nguyên tử và hạt nhân, cơ lý thuyết, điện động lực học, sơ học lượng t, vất lý thống kế,

) Kiến thite su pham (Pedagogical Knowledge ~ PK)

Kiến thức sư phạm là những kiển thức về tâm lý học, giáo dạc học, v khoa học nhận thức, vé hoạt động và sự phát triển của bộ nào, vẻ quả trình học tập hợp tác, về xinh sự phạm được trang bị kiến thức sử phạm qua các môn tim lý học đại cương: tâm phương pháp giáo dục, chuyên để quản lý hành chính nhà nước v quản lý ngãnh giáo dục - dio tạo,

©) Kién thive su pham chuyén mon (Pedagogical Content Knowledge ~ PCK)

chuyên môn Kiến thức sư phạm

Kiến thức sự phạm chuyển môn (PCK) là khối kiến thức tổng hợp gia kiến thức chuyên môn và kiến thúc s pham: PCK cỏ ba đặc điểm cơ bản su:

Thứ ba, PCK có những đặc trưng riêng tủy vào từng ngành Ví dụ như các ngành sinh học, vật lý khoa học trái đất sẽ có phương pháp giảng dạy, chương trinh giảng dạy và trình tự giáng dạy khác nhau

PCK là sự kết hợp độc đảo giữa kiến thức chuyển môn và phương pháp sư phạm Dó là sự hiểu biết về chuyển môn kết hợp với kỉ năng sở dụng điều chỉnh và sing tao các hoạt động giảng dạy, phương pháp tiếp cân để giúp bọc sinh học tập tốt hơn PCK có S thành tổ cơ bản như sau

+ Định hưởng giảng dey (orientation toward teaching) hao gằm nhẫn dịnh cua trò của những hiểu biết mà học sinh có trước khi học, mục đích của vige giải bi tập, vai trổ của thí nghiệm trong lớp học, cách khơi đây bứng thủ bọc tập học tập theo phương pháp kiến tạo giữa lý thuyết và thực hành có đồng góp đảng kế hướng giảng dạy của các gi viên vật lý Hãy xét quan niêm của ba giáo viên vật lý

VE việc lâm bài tập vất ý của học xinh Giảo viên A cho ring Khi hoe sinh lảm nhiều

bi tip trong xách giáo khoa, học inh sẽ học được cách áp dụng các công thức đã hoe sinh phải học cách suy luận như các nhà khoa học, học cách giải bài tập theo nhiều

ấp đọng công thức Do đó, học sinh nên được học phương pháp biểu diễn một tình

bằng đồ thí nà không cần phái giải im một đại lương cụ

€ thí để thành thạo wong

sắc bước, trình tự này sẽ giúp học sinh hình thành thỏi quen về hình, diễn đạt tinh

Con theo giáo viên bài tập học sinh cần sử dụng một trình tự rõ rằng

uống của bài toán và đánh giá kết qua thụ được

+ Kién thức vŠ chương trình giảng đạy (Ảnosledge of curriculum): Theo nghĩa rộng kiến thức vẻ chương trình giảng dạy lả cái nh 3

vi tin 6 chuomg

dung gi, ý nghĩa của việc học những nội đung đỏ các nội dung đỏ được giảng dạy theo

một trình tự như thể nảo? Theo nghĩa hẹp thí iến thức về chương trình giảng dạy là

du biết vẽ sự sắp xếp các kiến thứ sẽ được dạy sao cho học sinh c thể hình thành cắc khải niệm mới hay kỹ năng mới rên nên lš những kiến thức, kỹ năng mã họ sinh fab

¡nh giảng dạy Chương trình vật lý phổ thông dạy những nội

đã có Ví dụ muỗn xây đựng mô hình vĩ mô của áp suất khí thì trước đó học xinh phải được học các khá niệm về xung lượng và động lượng + Hiễu biết vễ những kiễn thức sẵn có của học sinh và những khổ khẩn học sinh gặp phối khỉ học một Miến thức mhất định (inowiedge dƒ students’ preconceptions and difficulties): git vién cần biết trước khi học một kiến thức thì học sinh có thể đã biết những điều gì về kiến thức đồ, và những điểu bọc sinh biết

e tiếp thu bài học Hoe sinh sẽ gập những

khó khăn gì khi phải sử dụng ngôn ngữ vật lý để

gặp trong đời sống hing ngây Vĩ dụ ngay trước khi học bài lực học sinh đã cổ quan niệm rằng lực là nguyên nhân gây ra chuyên động, Một vật chuyển động khi có lực tác

trước đỏ có ảnh hưởng như thế nào tới vi

¡ về các hiện tượng mà học sinh

dụng lên nó Quan niệm sa lắm này có được do trong thực tế cuộc sống học sinh thấy quan trọng của việc dạy học lúc này phải lâm cho học sinh thay đổi quan niệm sai lắm vất hoặc lâm vậtbị biển dang Một vỉ dụ khác cho thấy sự khác nhau giữa ngôn ngữ xât lý và ngôn ngữ hãng ngày trong quan niệm về chuyển động và đờng yên Do kinh vật lý Học sinh thưởng hay quan niệm rằng chỉ cỏ xe ở tô đang chạy trên đường là chuyển động côn xe ðtô đỗ trong bn xe là đứng yên Diễu nảy không đúng với quan

niệm về t tyên động và đứng yên rong vật ý Trong vật lý, chuyển động của một vật

dối vị trí của vất đó xo với vật khác được chọn lim mie Vay dimg yên hay

cỏ tỉnh tương đối so với xất chọn làm mốc

+ Kiển thức vẻ các phương pháp và kỹ thuật giảng dạy giáp học xinh hình

thành kién thức mới (hnowledge of effective instructional strategies): kién thức về

tip tinh cing va phit iển được khả năng của các em bơn Ví dụ như khi học sinh

học các định luật của Newton, học sinh sẽ dễ hình đụng hơn nếu gi

Jc: Node dé ting hing thi cho hoe sinh trước kải bọc về

«hn p gid viên nên cũng cắp cho học ánh một bóng đèn nhỏ, pin vi diy ni ri yeu

viên kỷ hiệu lực

2 đổi tương tương

gấu học sinh thấp sảng các bỏng đèn

+ Kiến thức về các phương pháp đo lường và đánh giá kết quả học tập

nomtedge of assessment methods): x0 gồm các kiễn thức liên quan đến việc dành

và khả năng khos học nối chung; kiến thức về việc âm thể nảo để học inh cỏ thể tự đảnh giả và thẤy giả sự hiễu hit của học sinh vỀ các khải niềm, k năng giái

được ÿ nghĩa cua những hoạt động các em tham gia Ví dụ, bài nhà nghiền cứu Alan JKopardy” (bải toán vặt lý ngược), trong đố học sinh mổ tả một tình huổng thực tế phù hợp với một phương nh vật lý cho sẵn Loại bà tập này là một phương tiện hiểu quả

sm ta ce qui tinh vt lý hay học xinh chỉ đơn thuẫn biết th số vào phương tỉnh khỉ

kiến thức mới Trên cơ sở hiễu bit về các quan iệm ẵn có của họ xinh, giá viế có

khái niệm vật lý trước khi được học vẻ kiến thức, kl

bạn đấu này có thể

thể thiết kể các hoạt động dạy học thích hợp để giúp học inh nhân ra vã sửa chữa các

thành kiến thức mới một cách tự nhiên và chắc chấn

11.2.5 Nghiên cứu các quan niệm sai lầm của học sinh là cơ sở để giáo viên hướng cđẫn hoc sinh khắc phúc những sai lắm đỏ

‘Quan nigm là sự hiểu biết của con người về các sự vật, hiện tượng, khát niệm,

+ Thue tiễn trong đời sống hàng ngảy: đây chính là nguồn gốc chủ yếu hình thành

quan niệm của học sinh Ví dụ: quan niệm về nguyên nhân tơi nhanh hay châm

~ _ Sự khắc biết giữa ngôn ngữ vật ly và ngôn ngữ được sử dụng tong cuộc sông

hing ngấy Vì dụ: Quan mi

xẻ tốc độ trung bình và trung bình công các tốc

độ, Học sinh hay quan niệm sai Him rằng: vận tốc trung bình bằng trung bình

xổ giữa quãng đường di được và khoảng thời gian đi Nguyên nhân chủ yêu do

ch tỉnh điểm trung bin trong học tập

Ngoài ra những kiến thức có được từ những môn học khác, hoặc tử những giờ học trước đó cũng có thể đưa đến cbo học sinh những hiểu biết không đẫy đủ vẻ

thành quan niệm của học sinh

a số những quan niệm đã cỏ sân của học sinh đễu không chính xắc so với những kiến thức khoa học chính thẳng mã học sinh cần phải học Tuy nhiễn, những tiến của cả nhân tong thối gian di, Do đó, đa số quan niệm cỏ sẵn của học sinh

thường gây khó khăn hơn là tạo thuận lợi cho việc dạy và học vật lý ở trường phổ thông

Việc giúp học sinh phát hiện và sa chữa các quan niệm sa lắm dang có là hết viên không thể lâm diễu đó bằng cách bác bộ hoản toàn quan

"sức cần thiết, nhưng

niệm của học sinh mã phat din dit dé học sinh nhận ra quan niệm đồ là sai lầm và tự

nảy sinh như cẩu sưa chữa quan niệm đó Bởi vì nếu giáo viên bác bỏ quan niệm của

nh thẳng thi học sinh có theo

(GV cần thiết phải biết rõ vai trò của quan ni

thu kiến thức khoa học vả việc day học cẳn thiết phải thay đổi những quan niệm sai lẳm thành những quan niệm khoa học Tử đỏ, GV nhận thức được sự cần thiết phát

có sẵn của HỆ đối với việc tiếp

"nghiên cứu các quan niệm, niễm tin có sẵn của người học Đẳu tiến, GV phải phát hiện

những quan niệm sai lm của người học Đối với GV có kinh nghiệm lâu năm đứng

lớp, họ sẽ biết được những quan niệm mà HS mắc phải qua quá trình giảng day

"Nhưng đối với GV tre, dé biết được những quan niệm sai Lim, cách nhanh và hiệu quả

lượng" ơ lớp 7 phổ thông, Luẫn án tiến sĩ giảo dục học, Đại học Sư pham Hả

Noi Trong nghiên cửu của mình, tác giá Đỗ Hương Trả nghiên cứu cơ sở lý

luân của việc tổ chức dịnh hướng, hành đồng hoc trong day học khái niệm lực học cua HIS trong day học khái niệm lực cho HS lớp 7 [3] Văn Giáo Nghiên cứu quan niệm của học sinh về một số khái niệm vật lý trong phần quang học, điện học và việc giảng dạy khải niệm đồ ở trưởng trung

học cơ sơ, Luân án Tiên sĩ Giáo duc học Trưởng Đại học Vịnh Trong luận án

wt phần quang bọc, điển học và xây đưng tiễn trình dạy học những quan niệm sai im đó cho HS |4]

= Nim 1992, De Brown dB nghign cửu vấn để sử dụng ví dụ và suy luận để khắc

phục quan niệm sai lắm trong vật lý và các yêu tổ ảnh hướng đến sự thay đổi

“quan niệm Nghiên cửu được đăng trên tạp chỉ Journal of Research in Science

Teaching với nhan đề “Uhíng examples and analogies to remediate được công nhận là một phương tiện quan trọng trong việc giảng đạy các khái

cửu đã được thực hiện liên quan đến ic sử dụng tốt nhất các xỉ dụ trong nỗ lực khắc phục quan niệm sai nhấp giảng dạy truyền thẳng kết hợp với vi dụ Kết quả cho thấy để giớp học

lu tiên, ví dụ được sử dụng phải để hiểu và đáng tin cậy đối với

"học nh, Các vĩ dụ này không chỉ là của giáo viên hay tác giả sich giáo khoa nhưng từ trước tới nay chi e6 mt s6 it nghi

vị đụ đó Trong trưởng bợp đó, các vỉ dụ tương tự edn phải được thêm,

ø một cách rõ rằng Thứ ba, ví dụ nên cung cấp các mô hình trực quan dựa

có lời giải thích về cơ chế của các hiện tượng,

J Hammer cing có nghiên cứu về vai trở của giáo dục trong việc khắc phục các quan mi n sai kim của học inh Công trình của ông được đăng trên tap chi American Jounal of Physics vào năm 1996 với tựa để, “More than misconceptions Multiple perspectives om student knowledge and reasoning

«and an appropriate role for education research” (31), Bit viễ phân tích một

khác nhau vẻ lý luận và nhận thức của học sinh minh họa phạm vì mã ở đỏ

c động hiểu quả vào việc học củn snh học nh Nghiên cứu đĩ đến kết luận vỀ vai trồ của nghiên

người hướng dẫn có thể nhận thấy quan niệm sai im và

cứ giảo dục là cụng cấp các quan điểm mở rộng gip hỗ trợ giáo viên chữ không phá ch là những lý thuyết dạy họ đã lỗi thời cửng nhắc và nhàm chấn

Năm 2006, Fiona Thompson và Sue Logue cũng nghiên cứu các quan niệm sai

lm của học sinh trong các môn khoa học vả công bố công trình mang tên “4ø” cho hà nhóm tuổi khác nhau đã được phông vẫn, sử đụng một hệ thẳng câu

hơi và hoạt động cho mỗi khái niệm được chuẩn bị trước Các cầu trả lời của quan niệm sai Him về kiến thức não và nguyên nhân của quan niệm sai lâm đó Kết quả cho thấy mức độ quan niệm sai lắm là khác nhau giữa các khái niệm và nhôm tuổi khắc nhau

“Nổi bật nhất trong các công trình nghiền cứu về quan niệm sai lắm của học sinh Đại học Washington @ Seatle, do Gio su Lilian Christie MeDermott chit Trung suốt 5 năm từ J980 dễn 2005, nhỏm của Giáo sư McDermott đã khảo

“Trên cơ sở đó, nhôm nghiên cứu nấy đã phát triển một bộ các phiếu học

tp nhậm giúp cho học sinh, khi thực hiệ

này, sẽ hộc lộ những quan niệm sa lẫm của các em, và được dẫn dắt để hình {inh kiến thức đúng dẫn Tập hợp các phiểu hoe

các yêu cầu của các phiếu học tập

lập này được xuất bản nằm

2002 với tiêu dé Tutorials im Invanductory Physics (TIP), đã được sử dụng và chứng mình là có hiệu qua ơ nhiễu trường đại học ở Mỹ Nếu học sinh đang có một quan niềm xa lắm về một chủ để nào đó thì khi lần lượt lâm theo các gợi ÿ

ác phiếu học tập này, học xinh sẽ p

theo quan niệm cũ sẽ

tu ign raring new tgp tục suy nghĩ

lên những điều võ lý, Khi đó, c am sẽ tự mình nhận

ra rằng quan niệm bẩy lâu nay minh dang nắm giữ là không đóng Tiếp theo,

ắc nhiệm vu trong cic phiéw hoc tp sé got ý dẫn ất học sinh hình thành quan niêm đúng, Bảng cách này, các cm sẽ nhớ rất âu và không ao giờ mắc sa lắm, xinh viễn Trong các buổi học với TỊP thị giáo iến không phải là người

hiểu học ấp, đảm bio din dit hoe sinh đ đúng hướng đễ phất hiện quan niệm su lâm của các em và hưởng dẫn các em hình thành ti thức đúng đẫn (st

các quan niệm sai lắm đỏ

1 14 Một số Bài ki tra dé pt ign quan niệm sai lắm của người học

“Từ những năm 1980 trở về đây, các GV vật lý cũng như các nhả nghiễn cứu

cđạy học đã xây dưng những bãi khao sắt quan niệm cổ sẵn của HS trước khi đến lớp và hoàn thiên chủng để trở thành những công cụ thăm đỏ mức độ hiểu về các khái niệm Xật ý và đánh giá hiệu quả của những phương pháp giảng dạy Dưới dây chúng tôi

giới thiệu một số bài khảo sắt tiêu biểu

'VỀ đổ th, tản học

~ Bài dãnh giả định tỉnh vẻ mô hinh toản học (Mathematical Modeling Conceptual Evaluation ~ MMCE) cia nhém tác giả Ron Thornton, David Sokololf:

Bài kiểm tra kiến thúc về đổ thị đông hoe (Test of Understanding graphs- smatics ‹ TUG-K);

~ Bài nh giá kiến thức về véctơ (Vector Evaluation Teet - VET) của nhóm tác Fhornton, David Sokoloff

it Row

Vieo nye

~ Bo cau hon vé cae khii mém ve Ive va chuyén dong (Force Concept Inventory ~

FC: Bài nh giả cc khái niệm lực v chuyễn động (Force-Molion Conccpt Evaluation -FMCE),

Bai kiểm tra kiến thức cơ bản về cơ học (Mechanics Baseline Test - MBT); Bải

khảo sắt kiến thức về nang omg (Energy Concepts Survey ECS) của tác giã

1.2.1 Qui trinh xy dung va phi tién bai FCI

1.2.1.1 Quả trình xây dựng bài FCT

FCI (Force Concept Inventory) được xây dựng bởi David Hestenes, Malcolm Wells, và Grege Swackhamer với myc dich tạo rà một công cụ cỏ thể khảo sát các quan niệm sat lâm của người học vẻ lực và các định luật cua Newton, [34]

Trong những năm 1980, MeDenmot ViennoL, và một số nhà nghiên cứu giáng day vat lý khác cho ring mi hoc sinh bước vào lớp học vặt lý không phải như mốt

tang giấy trắng Các em mang vào lớp học một hệ thông những quan niệm - đa sổ lá sai Lim vềth t chit duge hinb thinh tir kinh nghiém cá nhân được tích ly tứ

ing vat ni

nguyễn nhân gay ra chuyển động vật chuyên động là do có lực tác dụng lên nó, cñộc sông [S0|, Ví dụ các quan niệm rơi nhanh hơn vật nhẹ, lực là

“Các nhủ nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc dạy vật lý sẽ không cỏ hiệu quả, nếu giáo,

iên không ch ÿ đến các quan niệm sẵn cũ của học xinh,

Đồng thời Hestenes vi Halloun ti Đại học bang Arizona đã bắt đầu phát triển cột công cụ được gọi là Mechanies Diagnostic Test (MDT) khang phai dùng để khảo bgt giữa các quan niệm thông thường và các Khải niệm vẻ lực của Newton [45-46]

“Trong năm 1993, một phiền bản tiễn của MDT được xuất bản như một công cụ đo lường về khải niệm lục (Forte Concept Inventory - FCI) Với cắc câu hồi được viết

'khóa học để theo doi sy tién bộ của học sinh và hiệu quả của việc giảng dạy

Bài FCI được công bổ lẫn đầu tiên trên tạp chỉ The Physics Teacher số 30 (tháng 3 năm 1993) chỉ gỗm 39 câu hỏi trắc nghiệm 5 lựa chọn [44] Phiên bản mới câu hồi,

chon củn lạt là những quan niệm sai lâm phổ biển nhất mà học sinh đăng năm giữ hi cố một lựa chọn là đúng với các quan niệm của cơ hoc Newton Các lựa được tổng hợp tứ các cuốc khảo sắt bằng cầu bói mỡ FCI đã được sử dụng rộng râi bởi các giáo viên vất lý, các nhã nghiên cứu vể giảng day vật lý như là một công cụ chuyển động trong cơ học Newton, FCI buộc học sinh phải đưa ra sự lựa chọn giữa quan niệm của cơ học Newton với các quan niệm thông thường khác Ấn tượng đầu

tự viên vật lý về bái FCI là những câu hỏi nhìn có vẻ tằm thường nhưng ấn chứa nhiễu thông tia Nhiễu giáo viên th sự bắt ngờ khi khám phá tiến của hấu hết các gi

ra học xinh của mình hiểu sai v các khải niệm cơ bản của cơ học NGwion ngay cả sau

khi được học các khái niệm đó như thể nảo Thực tế lả bải FCI không để cập đến

hững vẫn đŠ rắc ỗi rong cơ học nhưng chính những cầu hỏi V các khi niệm cơ bản

6 cho ta biết nhiều điều vẻ kiến thức của học sinh

nhất của cơ học Newton lạ

Malloun và Hestenes phat tra FCI cho mục đích đánh giả chất lượng giảng dạy vất lý một cách khách quan, Việ

trang thất ban đầu đến rang thất tuổi cũng Vì vậy, FCI được sử dụng như một bài kiểm tra đâu vào trước khóa học để đo lường sự hiểu biết ban đầu của học sinh và cuối

hỏi tự luận được thiết kể để

ph hiện những quan niệm sai lẫm phổ biến hoặc những quan niệm không đũng với

năm cho 1000 học sinh Ban đầu bài MDT gỗm các c

ắc định luật cũa Newton và yêu cầu học sinh viết câu tr lời, Sau đó các quan niệm

"hư hiện nay, Điểm số trong bái MDT là một số đo sự hiểu biết mã học sinh hiện có về các định luật của Newton vả các định luật cơ học

FC được thiết kế tương tự như MDT, gản một nửa các câu hoi của FCI được sit nguyén tir MDT Điểm cải iễn của ECI so với MDT là FCI có một hệ thổng phân

ao điễu kiện thuận lợi cho việc gái thích kết quả Ví dụ, FCI có thể xác định khỏ khôn

của học sinh trong mỗi định luật của Newton về chuyển động vả những quan niệm sai

lâm tương ứng với các khó khăn này [35]

1.22 Tinh hope và độ tin cây của hài PCI

Nội chung nội dung cuả các câu hội lẫn câu wa li wong bai FCI đều liên quan đến những

MDT được hình thành theo bổn cảch khác nhau: Thứ nhất, phiên bản đầu MMDT đã nhận được sự phế bình của nhiều giáo sư vậtlý và bọc sinh đ học vật lý Thứ

*n để mỏ các nhà giáo đục cần khảo sắc Tính hợp lệ về nội dưng của

trả lời là chính xác Thứ ba, một loạt các cuộc phóng vấn được tiến hảnh với những

học vật lý để dâm bảo các em hiểu được néi dung câu hỏi vã các phương án lựa chọn Thứ tư, kết quả thụ được của một nhóm học sinh lâm thừ nghiệm

"ban đẫu cho thấy những quan niệm sai lắm phỏ biển nhất |46]

DO tin cay cua MDT có được tứ các cuộc phong vin và phân tích th

“Trong cuộc phỏng vẫn, học sinh được hỏi về câu trả lối eda mink trong bit MDT, ce

‘em sé giải thích cho lựa chọn của mình và những yêu tỏ nào ảnh hường đến câu trả lời

‘Cac cau tra len cua hoe sinh thu được tử cuộc phóng vẫn chứng tỏ rằng các em đang

lựa chọn ngẫu nhi

quả của FCT

trong đô 14 trong số 29 câu hỏi của FCI được giữ nguyễn từ MDT, và

về MDT trong các lớp học được so sảnh là rắt giống nhau

16 học viên cao học năm đầu tiền khi bắt đầu học Khóa vật lý năng cáo tại Dại hhoc bang Arizona (Mỹ) đã tham gia vào cuộc phòng

‘hoi FCI mã họ chọn sai Mặc đã có một số khỏ khân liên quan đến ngôn ngữ với các khó khân của học xinh khi học vể các định luật thứ II và II của Newton, sự nổi vả mã sắt đã được chỉ ra bởi FCI Thêm vào đố, Hestenes và các cộng sự của ông cũng đã

chứng mình khả năng tá sử dụng của FCI, chứng tô FCI là một công cụ đo lường tốt

“Thật khó để cho học sinh im bit FCI hai

cho hoe sinh không còn nh nội dung câu hỏi nhưng cũng đủ ngẫn để các em không

"mình độ in cậy nên đối với những lớp bọc có sỉ sỗ tương đương nhau sẽ được sử dụng

“để so sánh kết qua lam bai FCI véi nhau (lớp so sánh) Nhóm của Ilestenes nhận thấy sau khôa học từ các lớp học với hơn một ngân học sinh được giảng dạy theo phương phip truyén thing bởi bày giáo sử khác nhau tại Dại học bang thức của hơn 6000 §V ở 62 trường Đại học của Mỹ để chỉ ra sự khác bigte trong day hoe giữa dạy họ truyên thông và dạy học tích cục J42] (Gần đây hơn Iievene và Haloun đã phối hợp giữa phòng vẫn học sinh với các

‘bi kiểm ta khác để so sinh điểm số của bài FCI ứng với những kĩ năng khác mã học

ập "Số điểm của bài FCI là thước đo sự biểu biết của mỗi học sinh về các quan niệm vé lục của Newtos"J3SJ Dựa theo kết

»

quả nghiền cứu của Hevene và Halleun, điểm FCI thể hiện sự hều hit của học sinh phân hình bà gái đoạn khỉ học ca học Newton

~ lọc sinh cổ điểm dưới 60% ơ bài ECI được phân loại là đang ở tong giải đoạn

LÓ giai đoạn suy nghĩ của học sinh thường cỏ các đặc điểm sau: Không phân biệt được khái niệm vận ốc và ga tốc

Quên vận tốc là đạt lượng vector

‘Tin ring chuyển động chịu ánh hưởng của những nguyên nhân khác ngoài lực

Không phần tich được lực tác dụng lên vật

Hệ thẳng kiến thức côn rồi rạc v lực và chuyển động

~ Học sinh có điểm tử 60% đến 5% ở bài FC được xếp vào giả đoạn II Trong giải đoạn II, học sinh div cae Kha niệm một cách cổ hệ thống hơn như các khái niệm ve

~ Học sinh đạt điễm bài FCI trên ÄS%6 được xếp vào giai đoạn II, Lúc này học sinh

đã hiểu Khả vững các quan niệm của Newton vẻ lực, bao gẳm hiểu biét diy du

về ba định luật của Newton [35]

1.33 Các phiên bản Khắc của hãi FCT

vận tốc, gia tốc và lục

Phiên bản đầu tiên của FCI gốm cỏ 29 c hỏi trắc nghiệm với Š lựa chọn cho:

mi cu, trọng đô chỉ có 1 lựa chọn đúng Phiên bản mới của FC biến nạy có 30 câu trắc nghiệm c loại với các cầu trong phí ‘bin du tiên, Ngoài ra côn có một phiên bản khác của FCI, e6 tén li FCI — World Around Us, trong đó các câu hồi có cũng nội thể gẵn gũi với mọi người rong đời sông hàng ngày

1.24 Các câu hỏi của ECI

Mỗi học sinh khi bắt đầu học vật lý đã có sẵn một hệ thống quan niệm vẻ thể giới xung quanh nhờ vào kinh nghiệm sông của cá nhân Hơn mội thập kỉ qua các nhà giới xung quanh này đông vai trd quan trọng trong việc giảng dạy vật lý Đối với phần những quan niện mã các em đã có sẵn này Những quan niệm mỏ học sinh đã có sẵn

vé lực vả chuyển đồng thường không đúng với các quan niệm của Newlon, các phương pháp giảng dạy truyền thing chi din đến sự thay đội nhỏ trong quan niệm của

hột sinh mà thối Khí học sinh đã không hiểu về các quan niêm cần bản về lực và chuy

theo, Học sinh buộc phải học thuộc lòng để qua được kiểm trả, những kiến thức

mới được thêm váo giống như “những mảnh vỡ bị cô lập”, không cỏ ÿ nghĩa gì cả Kiển thức trọng tâm phản cơ học Newton lá vẻ lực, vi vậy các nhà nghiên cứu đã thiết

kể ra một công cụ do lường kiến thức của học sinh về lục vả dem so sinh với các quan

‘Sing của Newton, ede em có thể hiểu sai những kiến thức khác ở các bai hoe

nim cua New

FC buộc họ inh phải đưa ra lựa chọn giữa quan niệm của Newfon với những

quan niệm thay thể thông thường Bảng 1.1 phân loại các kiến thức vẻ lực của Newton

trong bi FCI Ct bn ph là ưa chọn giúp phát hin quản niềm sat m trơng ứng

với nội dung bên cột trải (trừ cầu 12)

Bang 1.1: Các kiên thức về tiệm lực của Newton trong bai FCI (34)

Phân biệt gia tốc với vận tốc

Gia tốc không đối

+ quỹ đạo parabol

- đổi với lực khẳng đối I5A:l6A,

+ quỹ đạo pantbol

Khác với các bài kiểm tr thông thưởng, các cầu sa của bài FCT cụng cắp nhiễu thông tin hơn là câu đúng FCI cũng không phải là bãi kiểm ta tr thông mình mã là niệm sử lâm được đo bởi FCI, Mỗi quan niệm sai Him này ứng với một lựa chọn si

6 oat

Being 1.2: Phin loai những quan niện sa lằm được khảo sắ bôi FCL Mỗi quan

niệm sai lắm này ứng với một lựa chọn sai trong bai FCI

Quan niệm silm ÏLựaehenkhiosi

— sự mắt má hỗi phục vẽ bạn diu | 7D.8C,E21A.234,D.E

TA RC/I0C;12C/D;I4E/24C,E/27B, 8D;10B,D:21D.27E TA.D.6A

- vật tăng tc thị lực tăng lên

lực là nguyễn nhân làm vật tăng tốc ¡ 22C.E

- lưe luôn giảm đẫn,

3 Lye và phản lực

- vật có khối lượng gây ra lực lớn hơn | 4A.D.28D,1SB;16

= vật nào chuyển động sẽ gây ra lực | 15C/28D,l&C

~ lực quyế định chuyển động 2C/6D:13A;I4C2IC

~ lực tác dụng lên vật cuối cũng sẽ xác ' 8A:9B.21B;23C

+ vật năng rơi nhanh hơn vật nhẹ —— |IA2B.D

Lực phát động

Những quan niệm, hiểu biết xuất phát tữ kính nghiệm cuộc sảng thường mơ hồ,

ẩn dụ, ph hợp với tỉnh huồng cụ thể Ngoài ra, những hiểu biết chưa đúng đắn còn

ảnh hưởng bơi việc sử dựng ngôn ngữ Chẳng hạn như những thuật ngữ *lực”, "năng

lượng”, “công” thường được sử dụng nhiều nhưng không cỏ sự phẫn biệt rở rắng cũng nhữ “vận tốc” và “gia ốc” Thâm chỉ, hầu hết những suy nghĩ thường ngày không phân biết được hai lại lự, "lực phát đống” vã “lực tác dụng” Thuật ngữ "lực phát hiền, người bọc không bao giờ sử dụng thuật ngờ "lục phát động” và chỉ sử dụng hay "lục bên trong” để duy tr chuyển động Việc iểu như trên là mầu thuẫn với định

Iudt I Newton Digu này gii thích tại sao lục tác động được liệt kế rong bảng L2 được quy định cùng số với định luật I Newton trong bang 11

muốn chuyển động được thí ph

1ã quan niệm sai lắm thứ nhất được liệt kế rong bảng 1.2, Cũng như những quan niệm lực phát đồng cỏ thể tăng lên hay mắt di với những quan niệm khắc nhau của SV

cũng cấp cho nó một lực phát động, được liệt kể tiếp theo Ngoài ra, cách hiểu nội hàm bên trong của lực tác động được ví như mỗi vật giỗng như một xe tải luồn có một nguồn cung cấp lực phảt động để duy trì chuyển động Một vải SV tin rằng lực phát động luôn ổn tại hướng vào tâm để lâm vật chuyên đông trong quỹ đạo tròn

Lực tác dụng

“Những quan niềm thông thường vẻ lực tác dụng thường gẵn với quan niệm vẻ lực của Newlon, được chỉ ra trong băng 1.2, lực tắc dụng hiển nhiên được cho lã tác

hân tác động và làm vật chuyển động theo hướng của lực tác đụng, Lực tác đụng là

n quả banh, lục ắc dụng của người truyén vio quá banh và làm quả

$2 của bảng I.} và L2, lực tác đụng là đến định luật I1 Newton Quan niệm được chủ ý nhiễu là luật nhân quả được chỉ ra: "Mỗi hiệu ứng, hiện tượng đều có

khi một người

banh chuyển động Tắt cả được chỉ n ở n

khái niệm thông thường tương quan nhiều nỈ

nguyễn nhân Chuyên động là một hiện tượng Vì vậy, chuyển động phải cỏ nguyên hân T Quan miểm thông thường iền quan đến định luật I là lực là nguyên nhẫn gây ra chuyển động, quan niệm "vân tốc cũng t lệ với lưế cũng như "gia tắc lệ thuận với le” cũng được thi lập

Lực và phản lực

SV thường giá thích thuật ngữ “tương tác” như "sự đối đẫu giữa hai lục” Và quan niệm sai lầm lục tác dụng lớn hơn nếu vật mạnh hơn, Điễu này dẫn đến hiểu s6 khối lương lớn hơn, hoặc vật chuyên động thỉ sẽ ác dụng lực lớn hơn

"Những tác động qua

Một số tắc động của lực tác dung theo quan niệm thông thưởng được iệt kể ở mục 3 của bảng L2, liên quan đến nguyên ắc chẳng chất lực theo cơ học Newton SV

đồng của vật Mặt khác, SV côn nhằm lẫn tác dụng của ha lực trực đổi là cũng tác

ng lên một đôi tương vật chất

hững nguyên nhân khác ảnh hưởng đến chuyển độn:

Không ống như kiến thức cơ học cửa Newlon, những "kiến thức”, quan niệm

thông thường thí không có những quan niệm đồng nhất về lực Bên cạnh ảnh hương mục 5 Thực sự bài kiểm tra không được thiết kế chữa bắt kì câu hỏi nào để thăm dò được dễ nghị vớt hình thức là liệt kế rong lựa chọn của câu hỏi

Theo quan niệm thông thường vật cán giỏng như cái ghế hay bức tưởng thi

không tác dụng lực Vật có khối lượng là yêu tổ liền quan đến sự cản tớ, nó chẳng lại

đụng tăng Trong lượng thay đôi đáng kế trong vải mết trong kh sự thay đổi thực sự

xuất không khí cũng gốp phin anh

"hưởng đến đồ lớn của trọng lực và úp lục cửa không khí là tức dạng hưởng lên (lục đây chỉ Khoảng ti 10" C6 quan niệm cho rằng

lên) thay vì hưởng xuống

1.28 Thu trame sie dung ECL trong nghiên cứu vã giảng dạt vật ý TCI là bài kiếm tra trắc nghiệm nhiều lựa chọn ra đời ừ năm 1992 và được cải

W

Công cuộc khảo sát là kiêm tra đầu vào và đầu ra của SV có những quan niệm nào má

không thông nhất với những quan niềm khos học được dạ ở trên lớp Vì vậy, bài FC được thiết kể để đãnh giã mức độ am hiểu những khi niệm cơ học cơ bản liên quan các GV và nhà nghiên cứu dạy học vật lý Các tiêu chỉ đảnh giả tong phần cơ học

thiên sau nhiều lẫn khảo sảt của nhôm tác giả vã các nhả nghiên cứu dạy học