Dạy học Vật lý - Khắc phục những quan niệm sai lệch của học sinh như thế nào Có quan điểm cho rằng: “Dạy học là xây dựng cái mới trên nền cái cũ ”, theo đó trong dạy học vật lý, việc khắc phục các quan niệm sai lệch của học sinh nhằm hình thành cho học sinh những kiến thức vật lý vững chắc là rất cần thiết. Quan niệm của học sinhvề nhữngvấn đề,hiện tượng, khái niệmvà quá trình vật lí sắp được nghiên cứu tronggiờ học luôn luôn tồntại.Quan niệmcủa họcsinh được hìnhthành dần theothời gian và bởi nhiều nguyên nhân khác nhau nhưng đều có nhữngđặc điểm giống nhau: đó là có tính phổ biến, bền vữngvà đa số quan niệmđều sai lệch với bản chất vật lí của khái niệm, hiện tượng và quá trình vật lí diễn ra,điều này gây nhiều khókhăn, trở lực trong dạy họcvật lí. Việc khắc phục, sửa đổi nhữngquan niệm đó là hết sức cần thiết, nhưngkhông thể “phủ nhận quan niệm”, “khẳngđịnh sự thật” như phần lớn giáo viên hiện nayđang áp dụng. Theo líluận dạyhọc hiện đại thìmộttrong nhữngnhiệm vụ quan trọngcủa quá trìnhdạy họclà nhằmchuyển những quanniệm sailệch củahọc sinh thành những quanniệm khoa học. Chính vì vậy nên hiểu rõ nhữngquanniệm sailệch của học sinhvà tìmra phương phápphù hợp để khắc phụcnhững quanniệmđó là việc cần làm của người thầy. Để khắc phụcquan niệm sai lệchcủa học sinh, người thầy phải lựa chọn phươngphápthích hợp sao cho phù hợp với phương pháp bộ môn, vừa phải phù hợp với quĩ thời gian của tiết học. 1.Khái niệm: – Quanniệm là sự hiểu biết của con người về các sự vật, hiên tượng, kháiniệm và các quá trìnhtự nhiênthông qua đời sống,sinh hoạt và lao độngsản xuất hàng ngày mà có. Nhữnghiểu biếtnày tiềm ẩntrong bộ não và được tái hiện khi cónhững kích thích và có nhucầu bộc lộ. – Quan niệmcủa mỗi cánhân thể hiện tính cá biệt rấtcao. Vì mỗi ngườicó một tầmhiểu biết khácnhau vàcó cách nhìn nhận dưới mộtgóc độ riêng. – Thông thường,quan niệmcủa cá nhân đượchình thành tự phát và mang yếu tố chủ quan củamỗi người, nên thường thiếu khách quanvà không khoa học. 2. Quan niệm của HS 2.1 Khái niệm quan niệm của học sinh – Trongnhững quanniệmcủa học sinhcó những quanniệm không phảnánh đúngvới bản chấtvật lí, bản chất khoa họcvốn có của sự vật, hiện tượngvà khái niệmvật lí, người ta gọi đó là những quanniệm sai lệch củahọc sinh. – Người ta còn định nghĩa: Quanniệm củahọc sinh là những hiểu biết mà học sinhcó trướcgiờ học. 2.2 Nguồn gốc quan niệm của học sinh Quan niệm củahọc sinh được hìnhthành donhững nguyên nhân chủ yếu sau: –Thựctiễn trong đời sống hàng ngày, đây chính là nguồn gốc chủ yếu hình thành quan niệm của học sinh. – Sự phongphú của ngônngữ. – Ngoài ra, những kiến thức cóđược từ những môn học khác, hoặc từ những giờ học trước đó cũng có thể đưa đếncho học sinh những hiểu biết khôngđầy đủ về một khái niệmmới nào đó và chínhđó cũng là một trong nhữngnguyên nhân hình thành quanniệm củahọc sinh. 2.3 Đặc điểm quan niệm của học sinh Đa số những quan niệmcủa học sinh đều sailệch so với nhữngcái mà học sinh cần phải học. Về mặt bản chất chúng khôngphù hợpvới những quan niệm khoa họccủa những cáiđược họctức là phầnlớn quanniệm của học sinhlà sai lệch với bản chất vậtlí, mặt khácchúng cóđặc điểmrất bềnvững, nên đasố quan niệmcủa học sinh thường gâykhó khăntrong việc dạy và họcvật lí ở trường phổ thông. 2.4 Vai trò quan niệm của học sinh trong dạy học vật lí – Đối với những quan niệm phùhợp vớibản chất vật lí nhưng chưathật chínhxác, chúng có vaitrò tích cựctrong dạy học. – Đối với những quan niệm sailệch với bản chất vật lí, thì nó trở thành những trở lực trong việc dạy học vật lí ở trườngphổ thông. 2.5. Một số biện pháp cơ bản trong việc khắc phục quan niệm của học sinh – Với nhữngquan niệm không sailệch nhưng chưahoàn chỉnh, giáoviên cần tổ chức thảo luận với họcsinh nhằm bổ sung nhữngphần chưađầy đủ, điều chỉnh những chỗ chưa chính xác để chỉ racho học sinh những kiếnthức khoahọc cần lĩnh hội. – Với nhữngquan niệm sailệch, mộttrong những biện pháp hữu hiệu là sử dụngthí nghiệm và các phương tiện trực quanđể khắcphục quanniện sailệch của học sinh. 3. Vai trò của thí nghiệm trong việc khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh Theo quanđiểm củalý luậnnhận thức, trong dạy họcvật lý ở trường phổ thông, thí nghiệm có các chứcnăng sau: – Làphương tiệncủa việcthu nhận tri thức(nguồn trựctiếp củatri thức). – Làphương tiệnđể kiểmtra tínhđúng đắncủa tri thức đã thu được. – Làphương tiệncủa việcvận dụngtri thức đã thu được vào thựctiễn. – Làbộ phậncủa các phương pháp nhận thứcvật lý. Ta biếtrằng, nguồn gốc hìnhthànhquan niệm của học sinh là kinhnghiệm sống hàng ngày, do đó nó rất bềnvững và rất khó thay đổi. Khi những hiểu biếtđã in sâu vào đầu học sinh thì không thể thay đổi nó bằngnhững sự diễn giải, thuyết trình,lập luận củathầy giáo. Chỉ có thí nghiệmmới giúphọc sinh nhận ra được quan niệm sai lệch của mìnhvà tự giác sửa chữa nó. 4. Tiến trình khắc phục qian niệm sai lệch của học sinh theo hướng sử dụng thí nghiệm vật lí – Phát hiện quan niệm của học sinh Bằng những kinhnghiệm sư phạm của mình,hoặc qua khảo sát trong những giờ học trước nhằm chuẩn bị cho giờ học sắp tới, giáo viên cần lườngtrước những quanniệm sai lệch của học sinh về những vấn đề sắp nghiên cứu trongbài dạy để chuẩn bị những thí nghiệmcho phù hợp. – Làm cho học sinh thấy được sự vô lí của các quan niệm sai lệch Giáo viên cùng với họcsinh tiến hành thí nghiệm đồng thời hướng dẫnsinh quan sát những hiệntượng xảy ra trong thí nghiệm, làmcho học sinh thấyđược sự vô lí của các quanniệmsai lệch với nhữnggì các emquan sátđược. Đây làgiai đoạn quantrọng nhất trong tiến trìnhkhắc phụcquan niệmsai lệch của học sinh.Giáo viên nênchuẩn bị thí nghiệm thật kỹ, chuẩn bị nhiều bộ thí nghiệmcho nhiều nhóm học sinh thamgiathực hiện.Tăng cườngđàm thoại và phốihợp chặt chẽ,có hiệuquả hoạt độngcủa thầy và trò, cần khaithác nhữngcâu hỏi nêu vấnđề. – Thảo luận đi đến kiến thức mới Để đi đến nhữngkiến thức mới hoànchỉnh, giáoviên tiếp tục tổ chức cho học sinhthảo luậnnhằm bổ sung,điều chỉnh nhữngchỗ chưa chínhxác và lưu ý cho học sinh những kiến thức cần lĩnh hội. Trên thực tế, quanniệm sai lệch của học sinhvề các sự vật, các hiện tượng diễn ra xungquanhlà rất nhiều. Trongdạy học vật lí, việc pháthiện những quan niệm sai lệch của học sinh,khắc phục nhữngquanniệm sai lệch đó, làmcho học sinhcó những quan niệm đúng với bản chấtvật lí củacác sự vật, hiện tượnglà công việc hếtsức cần thiết. Tuyvậy, vấn đề “khắc phục quanniệm sailệch của học sinh”ở các trườngtrung họcphổ thông hiệnnay còn rấtnhiều hạn chế vì nhiều lí do khácnhau (tài liệu nghiên cứu, quỹ thời gian ). MỘT SỐ QUAN NIỆM SAI LỆCH THƯỜNG GẶP CỦA HỌC SINH TRONG PHẦN CƠ HỌC 1. Quan niệm về chuyển động và đứng yên * Quan niệm sai lầm:Chỉ có xe ô tô đang chạy trênđường làchuyển động còn xeôtô đỗ trong bến xelà đứng yên. * Quan niệm vật lí:Chuyển độngcủa một vật là sự thay đổi vị trí củavật đó so với vật khác đượcchọn làmmốc. * Nguyên nhân:Dokinh nghiệm sống thực tế, thuật ngữ chuyển độngtrong thực tế khác với định nghĩa trong vật lí. * Cách khắc phục:Dùng mô phỏngtrực quanbằngcách dùng haichiếc ô tô nhựa và cho chúng chuyểnđộng tương đối với nhau, chohọc sinhthấy được điểm khác biệt giữacách hiểu“chuyển độngthông thường”với định nghĩa chuyển động trong cơ học. Cần chú ý sử dụng các câu hỏi như: – Vật chuyểnđộng so vớivật mốc nào? – Vị trí của nó sovới vật mốcđó có thay đổi không? – Cầnxoáy sâu vào suy nghĩ thông thường:Ôtô chuyển động thìbánhxe phải quay! – Dẫn dắt họcsinh đếncách hiểucao hơn: Chuyển động và đứng yên có tính tương đối. 2. Quan niệm về độ dời và đường đi * Quan niệm sai lầm:Độ dời chính làquãng đường vật đi được và luôn có một giá trị xác địnhkháckhông. * Quan niệm vật lí:Độ dờilà vectơ có gốc là vị trí ban đầu,ngọn làvị trí cuối (điểmđang xét). * Nguyên nhân:Dohọc sinh quenvới dạng chuyển động thẳng, trongpham vi hẹp. * Cách khắc phục:Mô phỏng trựcquan bằng cách cho một vật dịchchuyển trên đườngcong, dẫn dắthọc sinhđến trường hợpđặc biệt là đường tròn khép kín (điểmđầu và điểmcuối trùng nhau để độ dời bằng không). 3. Quan niệm về vận tốc trung bình và trung bình cộng các vận tốc * Quan niệm sai lầm:Vận tốc trungbình bằng trungbình cộngcác vậntốc. * Quan niệm vật lí:Vậntốc trung bình: v= s/t (s là quãng đường vật chuyển độngtrong thờigian t). * Nguyên nhân:Chủ yếu dothuật ngữ “trungbình” được học sinhhiểu theo nghĩa thông thườnggiống như cách cộngđiểm trung bình trong họctập. * Cách khắc phục:Dùng bài tập,cho học sinhtính toán để nhậnra sự khác biệt về kết quả giửa hai cách tính vận tốc trungbình trong vật lí vàtrung bìnhcộng các vận tốc. .4.Quan niệm về nguyên nhân rơi nhanh hay chậm của các vật trong không khí * Quan niệm sai lầm:Vật nặng rơi nhanhhơn vật nhẹ. * Quan niệm vật lí:Nguyên nhân củasự rơi nhanh haychậm làdo sực cản của không khí lên vật ít hay nhiều. * Nguyên nhân:Dokinh nghiệm sống thực tế, họcsinh thường quansát thấy vật nặng thường rơi nhanhhơnvật nhẹ. * Cách khắc phục:Dùng thí nghiệm với haitờ bìavà thí nghiệm với ống Niutơn. – Cắt haitờ bìa giống hết nhau(để chúngcùng khối lượng), voviên mộttờ, tờ kiagiữ nguyên rồicùng thả rơi, tờ đã vo viên rơi nhanhhơn.Chứng tỏ không phải vật nặnghơn thì rơi nhanh hơn. – Dùngthí nghiệmống niutơnđể loại bỏ sức cản củakhông khí®khikhông có sức cản của không khí, mọi vật đềurơi như nhau. 5.Quan niệm về tác dụng của lực * Quan niệm sai lầm:Lực là nguyên nhângây ra chuyển động. * Quan niệm vật lí:Lựclà nguyênnhân làm vật thay đổi vận tốc haylàm cho vật bị biến dạng. * Nguyên nhân:Dokinh nghiệm sống thực tế, nếu không dùngtay đẩy một vật như chiếc bàn chẳnghạn thì bảnthânnó không thể tự dịch chuyển được. * Cách khắc phục:Dùng thí nghiệm với máng nghiêngGalilê vàthí nghiệm chuyển động trên đệmkhông khí. – Thí nghiệm máng nghiêng Galilê cho thấy,khi thôi tác dụng lựcnếu càng giảm masát thìvật chuyểnđộng được quãng đường càngxa rồi mớidừnglại. – Thí nghiệm chuyển động trên đệm không khícho thấy khicác lựctác dụng cân bằng nhauthì vật chuyển động thẳng đều. 6. Quan niệm về tác dụng của lực ma sát * Quan niệm sai lầm:Lực ma sát luôn làcó hại. * Quan niệm vật lí: Trongnhững điều kiện khác nhau, tácdụng của lực ma sát là khác nhau,có trường hợplực ma sát là có hại nhưng có những trường hợp khác masát là có lợi. Trongcác loại xe tự hành, lựcma sát nghỉ đóng vaitrò là lực phátđộng. * Nguyên nhân:Dokinh nghiệm sống thực tế, họcsinh thường thấytác dụng có hại của ma sát, chẳng hạn như dép đi lâu bị mòn, lốp xe ôtô, xe máycũng bị mòn dần * Cách khắc phục:Hướngdẫn họcsinh tìm hiểumột số trường hợp masát là có lợi như trườnghợp máy mài, xeôtô bị salầy (bánh xe quaynhưng xekhôngtiến lên được). Giáo viêncó thể làmthí nghiệm:dùngmộtchiếcxe ôtôđồ chơi (loại chạypin, cho xe chạy trên mặt kính nằm ngangcó nước xà phòng,xe sẽ khôngtiến lênđược mặc dùbánh xevẫn quay. Nếu đặt xe lên mặt bàn,xe có thể chuyển động bình thường. 7. Quan niệm về lực quán tính * Quan niệm sai lầm:Không thể có lực quán tính vì không chỉ ra đượcvật gây ra lực quántính. * Quan niệm vật lí:Lựcquán tính xuất hiện trong các hệ quy chiếu chuyển độngcó gia tốcso với hệ quy chiếu quán tính. * Nguyên nhân:Dokinh nghiệm thực tế, khiphân tích cáclực tác dụng học sinh quen chỉ ra các vật cụ thể gây racác lực đó,chẳng hạn“Trọng lực là lực do Trái đấthút vật”,“Phản lựcdo mặtbàn tác dụng lênvật” * Cách khắc phục:Phân tích kĩ hơn về tính quán tínhcủa các vật (trongnội dungbài định luật I Niutơn). Dùng thínghiệm treo vật nặng bằng một sơi dây mảnh,đầu cố định gắn trên mộtgiá, chân giá gắn vớixe lăn, khicho xe chuyển độngnhanh dầnđều trên mặt phẳngngang (cóthể cho xe chuyểnđộng tức thời hoặc hãm đột ngột), cho họcsinh quansát hiện tượng phương dây treobị lệch so với phươngthẳng đứng để họcsinh thấy được các giải thích về lực quántính là hợp lí. . Dạy học Vật lý - Khắc phục những quan niệm sai lệch của học sinh như thế nào Có quan điểm cho rằng: Dạy học là xây dựng cái mới trên nền cái cũ ”, theo đó trong dạy học vật lý, việc khắc phục. xungquanhlà rất nhiều. Trongdạy học vật lí, việc pháthiện những quan niệm sai lệch của học sinh ,khắc phục nhữngquanniệm sai lệch đó, làmcho học sinhcó những quan niệm đúng với bản chấtvật lí củacác. nhằmchuyển những quanniệm sailệch củahọc sinh thành những quanniệm khoa học. Chính vì vậy nên hiểu rõ nhữngquanniệm sailệch của học sinhvà tìmra phương phápphù hợp để khắc phụcnhững quanniệmđó là