Một số quan niệm sai của HS trong việc học môn VL tại trường THPT

Cách phát hiện quan niệm sai lệch của học sinh - 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 ngà

QUAN NIỆM CỦA HỌC SINH

1 Cách phát hiện quan niệm sai lệch của học sinh và biện pháp khắc phục

1.1 Cách phát hiện quan niệm sai lệch của học sinh

- 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

1.2 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

2 Một số quan niệm sai lầm của học sinh

GV: Vậy tại sao các vật nặng nhẹ rơi nhanh chậm khác nhau?

HS: Do lực cản của không khí làm cho các vật nhẹ rơi chậm hơn các vật nặng

GV: Nếu như triệt tiêu hoàn toàn lực cản của không khí thì liệu các vật nặng nhẹ có rơi như nhau không?

HS: Có

GV làm tiếp thí nghiệm, lấy một miếng thép và một mẫu giấy có cùng kích thước, đặt mẫu giấy lên trên mẫu thép rồi thả cho hai vật cùng rơi ở cùng một độ cao Hai vật rơi xuống đất cùng một lúc Tiếp tục dùng ống chân không thả cho hai vật nặng nhẹ rơi ở cùng một độ cao thì hai vật rơi cùng một lúc

Kết luận: Không phải các vật nặng nhẹ rơi nhanh, chậm khác nhau mà do lực cản của không khí làm cho vật nhẹ rơi chậm hơn vật nặng

Quan niệm 2: Chỉ có nam châm hút sắt còn sắt không hút nam châm

GV: một vật như thế nào được gọi là chất điểm?

2 Khắc phục: Giáo viên phải nói cho học sinh, vấn đề không phải là kích thước

nhỏ mà là nhỏ có thể bỏ qua so với quãng đường mà nó chuyển động Sau đó giáo viên

cho một số ví dụ về chất điểm để học sinh nắm được khái niệm

Quan niệm 4: Chuyển động thẳng nhanh dần gia tốc luôn dương, còn trong chuyển

động thẳng chậm dần gia tốc luôn âm

1.Phát hiện: Để phát hiện quan niệm này giáo viên cho học sinh làm một câu hỏi

trắc nghiệm như sau:

c Trong chuyển động thẳng nhanh dần đều hay chậm dần đều gia tốc đều dương

d Dấu của gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều phụ thuộc vào chiều dương ta chọn

Khi trả lời câu hỏi thì phần lớn học sinh sẽ chọn a

2 Khắc phục

Giáo viên nói rõ về đặc điểm của vectơ gia tốc

khi chuyển động thẳng nhanh dần đều

Quan niệm 5: Các vật nhỏ ở trên trái đất không tác dụng lực hấp dẫn lên nhau

1 Phát hiện

GV: Khi đưa ra khái niệm về lực hấp dẫn thì học sinh vẫn không tin rằng các vật ở trên

mặt đất chúng có tương tác vơí nhau bằng lực hấp dẫn Bởi vì, học sinh không nhận thấy các vật khi để gần nhau thì hút nhau

2 Khắc phục : Giáo viên cho học sinh áp dụng công thức của định luật tính lực

hấp dẫn giữa hai vật nào đó khi chúng ở gần nhau Kết quả thu được lực hấp dẫn đó rất nhỏ và cho học sinh thấy độ lớn của lực hấp dẫn đó không đủ để cho ta cảm nhận được

ở trong thực tế Mặt khác, do xung quanh chúng ta có rất nhiều vật và giữa chúng đều

có lực hấp dẫn, nên một vật chịu rất nhiều lực hấp dẫn của các vật khác và các lực đó

có hướng bất kỳ nên chúng triệt tiêu lẫn nhau

Chú ý: Trong trường hợp này ta chỉ áp dụng cho những vật nặng có hình dạng đối xứng cầu, còn không áp dụng được cho các vật có hình dạng bất kì

Quan niệm 6: Lực ma sát thì luôn luôn có hại

1 Phát hiện

GV: Lực ma sát có lợi hay có hại? Tại sao?

HS: Đa số cho rằng lực ma sát có hại do nó cản trở chuyển động

2 Khắc phục: Giáo viên cho một số ví dụ về sự có lợi của lực ma sát như:

Khi đi bộ thì lực ma sát đóng vai trò là lực phát động

Khi phanh xe đạp thì lực ma sát trượt làm cho xe chạy chậm lại

Quan niệm 7: Công lao động và công cơ học là như nhau

1 Phát hiện

GV: Công lao động và công cơ học có phải là một hay không? Tại sao?

HS: Hai loại công là một Bởi vì, khi lao động con người cũng phải bỏ ra sức lực để làm việc và cũng phải di chuyển trong quá trình làm việc

v

ar↑↓r

v

ar↑↑r

2 Khắc phục : Trong đời sống khái niệm công được dùng để thực hiện một công

việc nào đó, con người phải tốn hao sức lực, tinh thần nhưng khó định lượng được chính xác Còn công cơ học phụ thuộc vào lực và độ dời, do đó có thể xác định hoàn

toàn chính xác

Quan niệm 8: Có lực tác dụng làm cho vật di chuyển là sinh công Công cơ học xuất

hiện khi nào?

1 Phát hiện

a Khi lực tác dụng lên vật làm vật chuyển động

b Khi lực tác dụng lên vật làm vật thay đổi vị trí

c Khi lực tác dụng lên vật làm vật dịch chuyển

d Khi lực tác dụng lên vật làm vật thay đổi hình dạng

Một số lớn học sinh sẽ chọn câu a bởi vì cho rằng, vật chuyển động tức là đã thay

đổ vị trí

Trong công thức này S là độ dời tức là vật đã có sự thay đổi vị trí

Còn trong trường hợp vật chuyển động thì có thể sau một thời gian chuyển động vật trở lại vị trí cũ, tức là độ dời bằng không, lực không thực hiện công

Quan niệm 9: Các vật cứng thì không có lực đàn hồi

1.Phát hiện

GV: 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

2.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 10: Lực hướng tâm là một loại lực mới

1.Phát hiện

GV: Khi một vật chuyển động tròn thì vật sẽ có xu hướng li tâm Để vật không đi ra xa tâm thì cần phải có một lực hướng vào tâm để giữ vật lại Vậy lực đó có bản chất là loại lực gì?

HS: Là một loại lực mới, lực hướng tâm

2 Khắc phục : Cho học sinh phân tích một vài ví dụ về chuyển động tròn, chỉ cho

học sinh thấy rõ lực nào là lực hướng tâm Từ đó kết luận lực hướng tâm không phải là loại lực mới mà nóc chỉ là một lực hoặc hợp lực của một số lực gây ra chuyển động

tròn đều

Quan niệm 11:

1 Phát hiện: Khi trời gió, ta khép cửa mà quên cài chốt lại, cánh cửa có bị gió

thổi bung ra không?

Học sinh có thể lầm tưởng rằng khi trời gió, chỉ cần khép cửa mà khỏi chốt lại, vì lực gió luôn đẩy cửa vào nên cửa sẽ không bị bung ra Đây là một quan niệm sai lầm vì thực tế, trời gió càng mạnh thì cửa sẽ càng dễ bị bật ra

2 Khắc phục: Quan niệm này sẽ dễ dàng được khắc phục sau khi học sinh hiểu

được định luật Becnuli Cửa sẽ dễ bật ra khi gió thổi song song với mặt cửa

Quan niệm 12:

1 Phát hiện: Sau khi học tác dụng của lực ma sát nghỉ, giáo viên có thể đặt câu

hỏi với học sinh: Ta ngồi được trên ghế là nhờ lực gì?

Nhiều học sinh có thể lầm tưởng rằng ta ngồi được trên ghế ngang là nhờ lực ma sát nghỉ

2 Khắc phục: Khi dạy về lực ma sát nghỉ, giáo viên cần nhấn mạnh cho học sinh

điều kiện xuất hiện lực ma sát nghỉ Đó là khi giữa vật và mặt tiếp xúc có ma sát và vật

có xu hướng chuyển động nhưng chưa chuyển động

Quan niệm 13:

1 Phát hiện: Cho học sinh quan sát hình vẽ bên và

yêu cầu học sinh phân tích lực tác dụng lên vật

Nhiều học sinh có thể nhầm rằng sẽ có phản lực do mặt tường

thẳng đứng tác dụng lên vật theo phương vuông góc với mặt

tường

2 Khắc phục: Cần nhấn mạnh cho học sinh nhớ rằng lực và phản lực luôn cùng

tồn tại với nhau, phản lực chỉ có khi có lực tác dụng Sau đó đặt câu hỏi: Vật có tác dụng áp lực vào mặt tường trong trường hợp này không?

Quan niệm 14:

1 Phát hiện:

GV: Một cầu thủ sút quả bóng bay đi, hãy so sánh độ lớn của lực mà chân tác dụng vào

quả bóng với lực mà quả bóng tác dụng lên chân cầu thủ đó!

HS: Chân tác dụng lên quả bóng lực lớn hơn và bằng chứng là quả bóng bay đi, còn chân không bị dội lại

2 Khắc phục: Lấy hai lực kế bất kì móc vào nhau, gọi hai em học sinh một mập

như bác Mạnh, một ốm như bác Toàn lên kéo hai lực kế như hình vẽ Gọi em Thắng lên

đọc số chỉ của hai lực kế và thông báo cho cả lớp kết quả

Quan niệm 15:

1 Phát hiện: Sau khi đã dạy bài chuyển động tròn đều, đặt một câu hỏi trắc

nghiệm, yêu cầu học sinh chọn đáp án đúng.Trong chuyển động đều của vật, gia tốc của vật:

2 Khắc phục: Yêu cầu học sinh viết lại công thức tính gia tốc, qua đó chỉ ra rằng

gia tốc không chỉ đặc trưng cho tốc độ biến thiên độ lớn của véctơ vận tốc mà còn đặc trưng cho tốc độ biến thiên hướng của véctơ vận tố

B PHẦN NHIỆT HỌC

Quan niệm 1 : Khăn len đem lại nhiệt

GV: Nhiệt kế 1 được quấn quanh khăn len và được đặt ngoài môi trường, nhiệt kế 2 đặt ngoài môi trường Hỏi nhiệt kế nào chỉ nhiệt độ cao hơn?

HS: Nhiệt kế được quấn trong khăn len chỉ nhiệt độ cao hơn Lý do của quan niệm sai lầm này là học sinh nghĩ rằng nhiệt kế ở trong khăn len sẽ “ấm hơn” nhiệt kế bên ngoài giống như khi các em mặc áo len thì sẽ thấy ấm hơn

2 Cách khắc phục: đặt hai nhiệt kế và khăn len ở trong phòng cho nhiệt độ ổn

định Tiếp theo lấy khăn len quấn quanh một nhiệt kế trong khoảng thời gian ngắn cho

học sinh đọc nhiệt độ hai nhiệt kế Nhiệt độ ở hai nhiệt kế như nhau

Quan niệm 2 : Sự truyền cái lạnh

1.Cách phát hiện

GV : đặt bình nước đá tiếp xúc với bình nước ở nhiệt độ bình thường, sau thời gian

bình nước ở nhiệt độ bình thường lạnh hơn ban đầu, vậy cái lạnh truyền từ vật nào sang vật nào?

HS: cái lạnh truyền từ nước đá sang nước thường

2 Cách khắc phục: cái lạnh không phải là một khái niệm vật lý mà là một khái

trong dân gian Từ khái niệm cái lạnh sẽ dẫn đến quan niệm sai lầm là học sinh cho rằng nhiệt độ truyền từ vật lạnh sang vật nóng Rất khó khắc phục quan niệm này, để khắc phục, giáo viên nên dạy kĩ phần nhiệt độ và nhiệt lượng

Quan niệm 3: Cảm giác nóng lạnh là do nhiệt độ

1 Nguồn gốc: Hầu hết học sinh nhận xét nhiệt độ của một vật dựa vào cảm giác nóng lạnh

2 Cách phát hiện

GV: hai lá sắt và gỗ có hình dạng và thể tích giống nhau đặt ngoài trời nắng gắt, sau

một thời gian khá lâu, sờ tay vào ta thấy miếng sắt nóng hơn Hỏi nhiệt độ của miếng nào cao hơn?

HS: lá sắt có nhiệt độ cao hơn lá gỗ

3 Cách khắc phục: đặt hai lá sắt và gỗ ra ngoài trưa nắng, sau khoảng thời gian

khá lâu, giáo viên cho học sinh dùng hai nhiệt kế để đo nhiệt độ của chúng Đọc số chỉ nhiệt độ trên hai nhiệt kế, học sinh sẽ thấy chúng chỉ cùng một nhiệt độ Vậy hai lá sắt

và gỗ có cùng nhiệt độ

Quan niệm 4: Nước ngấm ra ngoài ly

1 Cách phát hiện: Lấy một ly nước, đặt vào đó một vài cục đá, sau một thời

gian chạm vào mặt ngoài của ly thấy bị ướt.Tại sao mặt ngoài của ly nước đá lại bị ướt? Khi đặt câu hỏi như thế, học sinh sẽ cho rằng nước đã thấm ra ngoài ly

2 Cách khắc phục: Lấy một ly không chứa nước, sau đó làm lạnh ly (cho ly vào

chậu đựng đá hoặc vào tủ lạnh) Lấy ly ra và lau khô Sau vài phút, bên ngoài ly lại ướt Thí nghiệm này chứng tỏ không phải nước thấm ra ngoài ly mà do sự ngưng tụ của lớp không khí tiếp giáp với mặt ngoài của ly làm ly bị ướt

Hoặc ta cho một ít phẩm màu vào lý nước

Quan niệm5: Sự nở vì nhiệt

1.Cách phát hiện:

GV: Lá kim loại hình chữ nhật có khoét một lỗ tròn ở giữa có đường kính d Khi nung

nóng lá kim loại thì đường kính lỗ tròn tăng hay giảm?

HS: khi nung nóng lá kim loại thì nó nở ra về mọi hướng nên đường kính của lỗ tròn sẽ giảm

thuyết và bằng thí nghiệm

+ Bằng thí nghiệm: đây là thí nghiệm từ phổ thông cơ sở

Dụng cụ: một lá kim loại có khoét một lỗ tròn ở giữa có đường kính d, một quả cầu có

đường kính thích hợp, một giá đỡ, bố trí thí nghiệm như hình vẽ:

thì không thể thả quả cầu qua lỗ

tròn

thả được quả cầu qua lỗ tròn

Vậy khi nung nóng đường kính của lỗ

tròn tăng

+ Bằng lý thuyết:

Bằng công thức xác định sự nở dài, giáo viên chứng minh ra công thức

d = d0(1 + α∆t)

Từ công thức này chứng minh được khi nung nóng thì đường kính của lỗ tròn tăng lên

Quan niệm 6: Quan niệm về tính cộng được của chất lỏng

2 Cách khắc phục: Giáo viên thực hiện thí nghiệm như trên, sau khi trộn lẫn,

cho học sinh đo lại thể tích hỗn hợp đó Chú ý khi trộn lẫn hai hỗn hợp tránh đỗ ra ngoài

Để có mô hình về hiện tượng khuếch tán, giáo viên dùng một lon đậu và một lon mè,

trộn lẫn vào nhau, học sinh thấy được các hạt mè xen lẫn vào các hạt đậu Tuy nhiên về mặt bản chất đây không phải là hiện tượng khuếch tán

Quan niệm 7: Nước dâng lên trong các ống thủy tinh có tiết diện khác nhau thì giống

nhau

1 Cách phát hiện

GV: Khi nhúng hai ống thủy tinh có tiết diện nhỏ (ống mao dẫn) và có đường kính

khác nhau vào trong nước thì ở trong hai ống nước dâng lên như thế nào so với nhau? HS: nước ở trong hai ống dâng lên như nhau

2 Cách khắc phục: Giáo viên làm thí nghiệm

+ Dụng cụ thí nghiệm: hai hay nhiều ống nhỏ có tiết diện trong khác nhau, nước, chậu thủy tinh, màu

+ Tiến hành thí nghiệm: Đổ nước pha màu vào chậu thủy tinh, nhúng tất cả các ống nhỏ

có sẵn vào trong chậu và cho học sinh quan sát, thấy nước trong ống nào có tiết diện trong càng nhỏ thì càng dâng cao

Quan niệm 8: Vật nặng thì chìm vật nhẹ nổi

1 Cách phát hiện

GV: thả cây kim vào trong nước, kim sẽ nỗi hay chìm?

HS: kim sẽ chìm

2 Cách khắc phục: Giáo viên có thể làm cho kim nổi bằng nhiều cách

+ Nhúng cây kim vào mỡ sau đó thả nhẹ trên mặt nước thì kim sẽ nổi

+ Đặt cây kim trên một mảnh giấy mỏng, thấm nước (giấy vệ sinh), thả nhẹ trên mặt nước Dùng vật nhọn đâm nhẹ vào mảnh giấy cho nó chìm xuống nước, còn lại kim sẽ nổi

Quan niệm 9: Lực căng mặt ngoài của nước xà phòng lớn hơn của nước

1 Cách phát hiện:

GV: Lực căng mặt ngoài của nước xà phòng và của nước trường hợp nào lớn hơn? HS: Lực căng mặt ngoài của nước xà phòng lớn hơn của nước

2 Cách khắc phục: Lấy nhiều mẫu xốp nhỏ thả vào trong nước, sau khoảng thời

gian thấy các mẫu xốp có xu hướng tiến lại gần nhau Nhỏ một vài giọt xà phòng vào giữa, quan sát ta thấy các mẫu xốp di chuyển ra xa nhau Thí nghiệm này chứng tỏ lực căng mặt ngoài của nước xà phòng nhỏ hơn của nước

C PHẦN ĐIỆN- ĐIỆN TỪ HỌC

Quan nệm 1: Điện tích dương có thể chuyển dời từ vật này sang vật khác

1 Nguồn gốc: HS biết electron tự do có thể di chuyển từ nguyên tử hay phân tử này

sang nguyên tử hay phân tử khác, mà electron là điện tích âm nên suy ra điện tích dương cũng có thể di chuyển từ nơi này sang nơi khác

2 Cách phát hiện

GV : cho vật A nhiễm điện dương tiếp xúc với vật B trung hòa về điện Hiện tượng gì

xảy ra ? Giải thích?

HS :do điện tích dương từ vật A chuyển sang vật B làm cho vật B nhiễm điện cùng dấu

3 Cách khắc phục dựa thuyết cấu tạo nguyên tử, cách tạo thành iôn dương và âm

Quan niệm 2: Mô hình nguyên tử chính là cấu tạo thực tế của nguyên tử

1 Nguồn gốc: HS thường được học thuyết cấu tạo nguyên tử ở 2 môn học là vật lí

và hóa học Khi học nội dung này, HS thường được GV vẽ mô hình “cấu tạo nguyên tử” là gồm hạt nhân và các electron quay xung quanh để minh họa

Qua thời gian dài, HS quên mất từ mô hình mà chỉ còn nhớ “cấu tạo nguyên tử” dẫn

đến quan niệm đó chính là cấu tạo của nguyên tử

2 Cách phát hiện

GV :nêu cấu tạo nguyên tử

HS: “gồm hạt nhân mang điện tích dương và các eletron mang điện tích âm quay xung quanh” rồi vẽ hình “cấu tạo nguyên tử”

3 Cách khắc phục: Yêu cầu HS quan sát lại hình 2.1 trang 11, sgk vật lí 11 và cho

biết chú thích hình ghi những gì Khi đó HS sẽ phát hiện ngay hình vẽ đó chỉ là mô hình GV khắc sâu vào trí nhớ của HS bằng cách nhắc lại lịch sử thuyết cấu tạo nguyên

tử và mô hình cấu tạo của nó

Quan niệm 3: Dòng điện một chiều đi qua tụ điện

1 Nguồn gốc: HS thấy trong thực tế rất nhiều dụng cụ điện có gắn tụ trong mạch và

dụng cụ đó hoạt động tốt, nên khi học bài tụ điện ở phần điện một chiều các em cho rằng dòng điện đi “được” qua tụ

2 Cách phát hiện

GV: yêu cầu HS lắp mạch điện gồm 1 nguồn 6V, 1 khóa k (ban đầu ở chế độ mở), 1 tụ

điện, 1 bóng đèn (6V-3W) Hãy dự đoán đèn sáng như thế nào?

HS: đèn sáng bình thường

3 Cách khắc phục: Yêu cầu HS quan sát kĩ bóng đèn khi khóa k đóng trong thời

gian dài GV yêu cầu HS lắp lại mạch điện mới không có tụ điện và yêu cầu HS quan sát hoạt động của bóng đèn Sau đó cho HS so sánh hoạt động của bóng đèn ở hai mạch

trên và giải thích tại sao lại có sự khác biệt như thế?

Khi đó HS sẽ nhận ra điều vô lí GV sẽ giúp các em giải thích rõ ràng hơn

Quan niệm 4: Dòng điện một chiều là dòng điện không đổi