LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả
trong khóa luận là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì
công trình nào khác.
Tác giả
Nguyễn Thị Minh Tuệ
i
LỜI CẢM ƠN
Tác giả khóa luận xin chân thành cảm ơn BGH trường ĐH Quảng Nam,
quý thầy cô khoa Lý - Hóa - Sinh đã giúp đỡ, tạo điều kiện để tác giả thực hiện
khóa luận.
Đặc biệt xin gửi lời biết ơn sâu sắc về sự hướng dẫn tận tình của cô giáo
Th.s Nguyễn Thị Vân Sa trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành khóa
luận này.
Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn đến những người thân trong gia đình và
các bạn trong lớp ĐHSP Vật lý K10 đã động viên và giúp đỡ rất nhiều trong suốt
thời gian thực hiện khóa luận.
Tác giả
Nguyễn Thị Minh Tuệ
ii
BẢNG GHI CHÚ CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt Viết đầy đủ
QN Quan niệm
GV Giáo viên
HS Học sinh
CNH – HĐH Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa
SGK Sách giáo khoa
ĐHCĐ Động học chất điểm
ĐLHCĐ Động lực học chất điểm
THPT Trung học phổ thông
TN Thực nghiệm
Bảng 3.8. Bảng tổng hợp các tham số 47
iv
MỤC LỤC
v
MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Chúng ta biết bước vào thế kỷ XXI, cả nước đang nỗ lực phấn đấu để đến
năm 20 của thế kỷ sẽ hoàn thành sự nghiệp CNH - HĐH đất nước. Trước yêu cầu
đó, Đảng và Nhà nước ta luôn xác định: “Giáo dục là quốc sách hàng đầu nhằm
nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài”.
Khi nghiên cứu những giải pháp sư phạm đúng đắn nhằm nâng cao hiệu
quả chất lượng dạy và học, chúng ta cần xem xét quá trình dạy học trong một
tổng thể thống nhất dưới tác động qua lại biện chứng của tất cả các yếu tố chi
phối nó. Có nhiều yếu tố tác động đến quá trình dạy học. Bên cạnh yếu tố thuận
lợi cũng có những yếu tố gây trở ngại đến việc tiếp thu kiến thức mới của học
sinh.
Thực tế cuộc sống cho thấy, trước một sự vật hay hiện tượng nào đó, các
em học sinh luôn có những cách nhìn nhận, cách suy nghĩ và cách cảm nhận của
riêng mình. Cùng một sự vật hay hiện tượng, cách nhìn nhận, suy nghĩ và cảm
nhận của các em cũng có thể ở những khía cạnh và mức độ rất khác nhau.
Hầu hết học sinh khi bắt đầu học một môn khoa học tự nhiên hay vật lý
đều mang theo các quan niệm, kinh nghiệm thường ngày của mình qua đó phát
triển chúng để tiếp thu các kiến thức trong lớp. Những quan niệm này được tạo
thành từ nhiều nguyên nhân khác nhau, tuy nhiên chúng lại có những đặc điểm
giống nhau là có tính phổ biến, bền vững và đa số quan niệm đều sai lệch với bản
chất của các khái niệm, hiện tượng vật lý. Chính điều này đã gây nhiều khó khăn,
trở ngại trong quá trình dạy học vật lý của giáo viên và quá trình nhận thức của
học sinh.
Có quan điểm cho rằng: “Dạy học là xây dựng cái mới trên nền cái cũ”,
theo đó trong dạy học vật lý, việc hiểu rõ những quan niệm sai lệch của học sinh
- Hoạt động dạy và học chương ĐHCĐ và ĐLHCĐ vật lý lớp 10 THPT,
trong đó chú ý đến việc phát hiện và khắc phục QN sai lệch của HS.
- Phạm vi khảo sát thực nghiệm: trường THPT Trần Văn Dư.
1.4. Giả thuyết khoa học
Nếu GV phát hiện được những quan niệm của học sinh về những hiện
tượng, khái niệm liên quan đến nội dung giờ học và đề xuất những giải pháp sư
2
phạm hợp lý nhằm khắc phục những quan niệm sai lệch, thì có thể hình thành
cho học sinh những quan niệm khoa học một cách sâu sắc và do đó góp phần
nâng cao được hiệu quả giờ học vật lý ở trường phổ thông.
1.5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu xây dựng cơ sở lý luận của đề tài
- Điều tra phát hiện các QN sai lệch của học sinh về một số khái niệm
trong chương Động học chất điểm và Động lực học chất điểm trong chương trình
Vật lý THPT
- Xây dựng tiến trình học với những biện pháp sư phạm cụ thể nhằm khắc
phục những quan niệm sai lệch của học sinh.
- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi của tiến trình đề xuất
và đánh giá tính hiệu quả của những biện pháp sư phạm trong việc khắc phục
những quan niệm sai lệch của học sinh.
1.6. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
Nghiên cứu nội dung, chương trình SGK và các tài liệu về phương pháp giảng
dạy vật lý, đặc biệt là các tài liệu liên quan đến QN sai lệch của HS.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Điều tra QN của HS về một số khái niệm trong chương Động học chất điểm và
Động lực học chất điểm.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Tiến hành thực nghiệp sư phạm có đối chứng tại trường THPT Trần Văn Dư để
đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học khắc phục quan niệm sai lệch của HS.
1.1.2. Quan niệm của học sinh
Trước đây người ta cho rằng HS là những “tờ giấy trắng” và thầy giáo là
người đầu tiên viết lên đó những tri thức khoa học. Nhưng đến thập niên 70 của
thế kỉ XX, nhiều nhà lý luận dạy học trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu những
QN của HS và đưa ra kết luận: “Khi đến trường HS đã mang theo mình một “tài
sản riêng”, đó là những QN của HS đã có trước giờ học về những hiện tượng,
khái niệm vật lý…mà các em sẽ được nghiên cứu trong giờ học”. Theo nhà tâm
lý học J. Piaget đã nhận định: “Trẻ em có cách nhìn, cách nghĩ và cảm nhận riêng
4
của nó”. Cách nhìn, cách nghĩ và cảm nhận riêng của HS trước giờ học chính là
QN của các em.
Theo giáo sư Nguyễn Đức Thâm thì “HS khi bắt đầu học vật lý, do kinh
nghiệm đời sống đã có một số hiểu biết nhất định về các hiện tượng vật lý”.
Những hiểu biết ban đầu đó người ta gọi là quan niệm của học sinh và
được R.Duit định nghĩa: “Quan niệm của học sinh là những hiểu biết mà học sinh
có trước giờ học”. QN của HS thường không đúng với bản chất vật lý, bản chất
khoa học vốn có của các sự vật, hiện tượng, người ta gọi đó là những QN sai lệch
của HS.
1.2. Nguồn gốc và đặc điểm của quan niệm của học sinh
1.2.1. Nguồn gốc quan niệm của học sinh
Quan niệm của học sinh được hình thành do nhiều nguyên nhân khác
nhau: qua thực tế cuộc sống, qua sinh hoạt, xuất phát từ ngôn ngữ thường dùng,
thông qua các phương tiện và đồ dùng thường ngày hay qua nói chuyện, trao đổi
với bố mẹ, với người lớn, Ngoài ra, những kiến thức có được từ những môn
học khác, hoặc từ những giờ học trước đó cũng có thể đưa đến cho học sinh
những hiểu biết không đầy đủ về một khái niệm mới nào đó.
Như vậy quan niệm của học sinh được hình thành từ nhiều nguồn gốc
khác nhau, tuy nhiên chủ yếu vẫn do những yếu tố sau:
1.2.1.1. Thực tế đời sống hằng ngày – nguồn gốc chủ yếu hình thành quan
niệm của học sinh
1.2.1.2. Sự phong phú về ngôn ngữ - một nguyên nhân hình thành quan niệm
của hoc sinh
Trước hết, có thể khẳng định rằng ngôn ngữ tiếng Việt là hết sức phong
phú. Với cùng một từ nhưng người ta có thể diễn đạt nhiều vấn đề khác nhau và
ngược lại với cùng một vấn đề cũng có thể dùng nhiều từ ngữ khác nhau để diễn
đạt.
Trong Vật lý học, có không ít các thuật ngữ diễn đạt các khái niệm và hiện
tượng vật lý trùng với những thuật ngữ thường dùng để diễn đạt những vấn đề
trong đời sống. Những thuật ngữ như vậy thường mang hai ý nghĩa: ý nghĩa
trong sinh hoạt, trong dân gian và ý nghĩa khoa học. Trong nhiều trường hợp, do
6
quá quen thuộc với cách dùng và cách hiểu các thuật ngữ trong đời sống, nên khi
gặp lại các thuật ngữ ấy với tư cách là tên gọi của một khái niệm hay hiện tượng
vật lý, thì học sinh khó có thể tránh được những quan niệm sai lệch về bản chất
khoa học của chúng. Chẳng hạn trong cuộc sống, các thuật ngữ "chuyển động" và
"đứng yên" được sử dụng khá rộng rãi. Quan niệm thông thường về chuyển động
là sự di chuyển: Xe ô tô lăn bánh trên đường, tàu hỏa chuyển bánh rời sân ga,
đó là những chuyển động, còn khi xe ô tô đỗ trong bến xe, tàu hỏa dừng trong
sân ga đó là những vật đứng yên. Trong Vật lý học, "chuyển động" và "đứng
yên" được định nghĩa chuẩn xác về mặt khoa học với tư cách là một khái niệm
vật lý: Chuyển động của một vật là sự thay đổi vị trí của vật đó so với vật khác
được chọn làm mốc; chuyển động và đứng yên có tính tương đối. Chính vì cách
quan niệm theo kiểu cuộc sống về "chuyển động" và "đứng yên" đã ăn sâu vào
tiềm thức của các em, nên khi học vật lý rất nhiều học sinh đã vận dụng một cách
sai lệch bản chất của các khái niệm "chuyển động" và "đứng yên".
Hoặc trong giờ học về “Công- công suất”, khi giáo viên nhắc đến thuật
ngữ “Công” thì nhiều học sinh đã liên tưởng đến: công việc, công sức, công
lao, với một hàm ý có sự tiêu hao công suất, tiêu hao năng lượng. Vì vậy khi
hình thành cho học sinh khái niệm “Công” người giáo viên rất khó khăn để làm
cho các em hiểu được ý nghĩa vật lý của thuật ngữ này, đặc biệt khi nói rằng
Mặt khác, QN của HS được hình thành một cách tự phát nên: “Đa số
những QN của HS đều sai lệch so với cái mà HS phải học. Về mặt bản chất
chúng không phù hợp với những QN khoa học của những cái được học”. Ta biết,
học trong đời sống, học một cách tự phát chỉ đem lại cho học sinh những kiến
thức tiền khoa học. Những tri thức đó thường thiếu khách quan và kém chính
xác. Tuy nhiên, bên cạnh những QN sai lệch cũng có những QN không sai lệch
nhưng chưa hoàn chỉnh hoặc chưa thật chính xác. Đối với những QN như vậy sẽ
có tác dụng tích cực trong quá trình dạy học.
Như vậy, có thể nói phần lớn quan niệm của học sinh là sai lệch với bản
chất vật lý, mặt khác chúng có đặc điểm là rất bền vững, nên đa số quan niệm
của học sinh thường gây ra những khó khăn trong việc dạy và học vật lý ở trường
8
phổ thông. Bởi vậy, chúng ta cần phát hiện quan niệm của học sinh, phân loại
chúng, trên cở sở đó áp dụng những biện pháp thích hợp đối với từng loại khái
niệm. Đối với những quan niệm không sai lệch nhưng chưa hoàn chỉnh và chính
xác thì phải bổ sung và tiếp tục hoàn chỉnh, còn những quan niệm sai lệch thì
phải tìm những biện pháp thích hợp nhằm khắc phục và chuyển chúng thành
những quan niệm vật lý.
1.3. Khắc phục quan niệm của học sinh
1.3.1. Ảnh hưởng của quan niệm của học sinh trong dạy học vật lý
Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, hầu hết các kiến thức vật lý đều gắn
kết chặt chẽ với thực tế cuộc sống. Chính vì thế mà ngay cả khi chưa được học
những kiến thức vật lý trên lớp, học sinh đã có những quan niệm rất phong phú
về các khái niệm và hiện tượng vật lý. Việc phân tích, làm rõ những tác động tích
cực và tiêu cực của quan niệm của học sinh đến quá trình nhận thức vật lý sẽ là
cơ sở tốt để giáo viên có những biện pháp hữu hiệu trong việc phát hiện và khắc
phục quan niệm sai lệch của học sinh.
Đối với những quan niệm phù hợp với bản chất vật lí nhưng chưa đầy đủ
hoặc chưa thật chính xác, thì chúng có vai trò tích cực trong dạy học, chúng là cơ
sở để học sinh dễ dàng hơn trong quá trình nhận thức. Trong những trường hợp
những quan niệm này không phù hợp với những quan niệm khoa học được đề
cập trong giờ học. Vì thế, tất nhiên nó sẽ gây ra những khó khăn trong dạy học và
nhìn chung những quan niệm của học sinh là rất khó thay đổi. Bởi đa số các quan
niệm này là rất bền vững”.
Chúng ta cần phải nhận thức được rằng những quan niệm sai lệch của học
sinh sẽ là trở lực đối với quá trình dạy học vật lý. Chúng chính 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 mà các
em thu nhận được trong giờ học sẽ trở nên méo mó, sai lệch với bản chất vật lý.
Kết quả là dần dần trong cấu trúc tư duy học sinh sẽ hình thành và tồn tại những
hiểu biết sai lệch và những hiểu biết đó sẽ trở thành những “tài sản riêng” mà học
sinh mang theo mình mãi mãi sau này. Bằng những quan niệm này, các em sẽ
10
nhìn nhận và giải thích các hiện tượng, khái niệm và quá trình tự nhiên theo cách
riêng của mình.
Từ những phân tích trên chúng ta càng hiểu rõ hơn quá trình dạy học với ý
nghĩa: dạy học là xây dựng cái mới trên nền của cái cũ, đó là một công việc hoàn
toàn không đơn giản. Vì vậy, để dạy học thực sự mang lại hiệu quả, thầy giáo 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 lý sẽ được nghiên cứu
trong giờ học. Đó là cơ sở để người thầy xem xét và đề xuất những biện pháp sư
phạm thích hợp nhằm chế ngự và khắc phục chúng.
1.3.2. Phát hiện quan niệm sai lệch của học sinh
Có thể nói việc điều tra phát hiện những quan niệm của học sinh trước khi
dạy cho học sinh một khái niệm hay hiện tượng vật lý nào đó, đồng thời khắc
phục được những quan niệm sai lệch của học sinh là một đòi hỏi có tính khách
quan và có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dạy học vật lý ở
trường phổ thông.
Thực tiễn dạy học cho thấy có nhiều yếu tố tác động đến quá trình này
như không khí dạy học, động cơ hứng thú học tập, sự tích cực hóa hoạt động
thấy được sự vô lý của các quan niệm sai lệch, từ đó hướng dẫn các em đi tìm
kiếm kiến thức mới. Ngoài ra, 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 lý.
Thực tiễn dạy học cho thấy làm cho học sinh nhận ra được sự vô lý của
các quan niệm sai lệch là khó, nhưng việc khắc phục những quan niệm sai lệch
đó lại càng khó hơn nhiều. Tùy vào mức độ của học sinh quan niệm sai lầm mà
chúng ta có những biện pháp sư phạm thích hợp cụ thể, sinh động để dần dần uốn
nén, khắc phục nhằm thuyết phục học sinh nhận ra và sửa đổi những quan niệm
sai lầm từ đó các em ghi nhận kiến thức khoa học vật lý một cách chính xác và
đúng đắn. Trên cơ sở nội dung dạy học của từng bài, từng khái niệm, hiện tượng
mà chỉ ra các biện pháp cụ thể nhằm phát hiện và khắc phục những quan niệm sai
12
lệch có ở học sinh qua đó hình thành cho các em những quan niệm vật lý. Tuy
nhiên, cần quán triệt những biện pháp chung sau đây:
- Tạo ra và duy trì không khí dạy học trong lớp và phát triển nó ngày càng
tốt hơn.
- Sử dụng các thí nghiệm và phương tiện trực quan. Đây là biện pháp đặc
thù, là thế mạnh của bộ môn vật lý. Các thí nghiệm và phương tiện trực quan sẽ
có tính thuyết phục cao để làm thay đổi những quan niệm sai của học sinh, giúp
các em có sự nhìn nhận đúng đắn về một khái niệm, một hiện tượng vật lý. Bởi vì
“trăm nghe không bằng một thấy”, chính qua thí nghiệm trực quan mới có sức
thuyết phục làm cho các em dễ dàng phân biệt được quan niệm đúng, sai và tin
tưởng vào khoa học, tránh hình thức tiếp thu kiến thức một cách cưỡng ép, giáo
điều.
- Lựa chọn và vận dụng một cách hợp lý các phương pháp dạy học phù
hợp với nội dung và đối tượng, đặc biệt chú ý đến phương pháp tích cực như:
phương pháp dạy học giải quyết vấn đề, phương pháp thực nghiệm, phương pháp
kiến tạo…
- Tăng cường việc thảo luận, làm việc theo nhóm, phối hợp tốt hoạt động
thức cũ và kiến thức mới, giữa những điều các em đang nghĩ trái với thực tế diễn
ra. Kết quả là các em rơi vào trạng thái ngạc nhiên và lúc này tính tò mò vốn rất
nhạy cảm đối với tuổi học sinh đã kích thích, thôi thúc các em đi tìm câu giải
đáp. Đó chính là tiền đề để hình thành động cơ và hứng thú học tập của học sinh,
là nhân tố phát huy tính tích cực, tự giác và sáng tạo của các em trong học tập.
Nhờ có hứng thú và tính tò mò bị kích động nên các em nổ lực tối đa trong học
tập và không ngại khó khăn đi tìm kiếm câu trả lời cho những thắc mắc của
mình. Qua sự tự vận động đó các em kiến tạo được những kiến thức mới, tức là
tư duy của các em được phát triển. Vì thế, những kiến thức các em có được hoàn
toàn là tự giác do sự nổ lực của bản thân, mà không phải do sự ép buộc miễn
cưỡng, vì thế các quan niệm sai lệch của học sinh cũng dần dần được khắc phục
một cách triệt để .
14
Bước 4: Thảo luận đi đến kiến thức mới
Sau khi HS nhận ra sự vô lí trong các QN của bản thân, GV tiếp tục tổ
chức cho HS thảo luận nhằm loại bỏ những QN sai; bổ sung, điều chỉnh những
chỗ chưa chính xác và rút ra những kiến thức cần lĩnh hội. Tiếp theo, GV cần
làm cho HS thấy gần gũi hơn với kiến thức vừa thu nhận, giúp các em hiểu sâu
và nắm vững kiến thức mới.
Cụ thể, GV tổ chức đàm thoại với HS, đặt ra các câu hỏi gợi ý, câu hỏi
nêu vấn đề nhằm bổ sung, điều chỉnh những chỗ HS chưa hiểu chính xác. Đặc
biệt, thầy giáo cần liên hệ với kết quả thí nghiệm để chỉ ra cho HS những kiến
thức cần lĩnh hội. Sau đó, GV cần giải thích cho HS ý nghĩa các đại lượng, các
hằng số vật lý, các thuật ngữ chuyên môn; nêu mối tương quan giữa các đại
lượng trong các công thức và phạm vi áp dụng của định luật vật lý.
Bước 5: Liên hệ và vận dụng kiến thức mới
Đây cũng là bước quan trọng giúp HS thực sự chuyển những kiến thức
vừa lĩnh hội trong giờ học thành vốn hiểu biết của mình. Qua đó, HS mới khắc
phục triệt để những QN sai lệch và hạn chế khả năng phục hồi chúng trong tư
duy. Vì vậy, GV cần đầu tư thời gian để liên hệ, vận dụng những kiến thức mới
Trong chương này chúng tôi đã tập trung nghiên cứu và trình bày một
cách có hệ thống những cơ sở lý luận và thực tiễn về QN của HS, đặc biệt làm rõ
vai trò của quan niệm học sinh đối với việc dạy học vật lý ở trường phổ thông.
Những nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn về quan niệm của học sinh có thể
được tóm tắt qua các kết luận sau:
- Học sinh trước khi đến lớp đã có những hiểu biết, những quan niệm về
các hiện tượng, khái niệm và quá trình vật lý sắp được nghiên cứu trong giờ học.
- QN của HS được hình thành dần dần theo thời gian và do nhiều nguyên
nhân khác nhau, nhưng chủ yếu vẫn là do: kinh nghiệm trong đời sống, kinh
nghiệm hoạt động thực tế và sự phong phú của ngôn ngữ.
- Đa số các các QN của HS đều lệch khỏi bản chất vật lý của các khái
niệm, hiện tượng và quá trình vật lý sẽ được nghiên cứu trong giờ học. Bên cạnh
đó do chúng có đặc điểm rất bền vững nên quá trình trình khắc phục những QN
đó thường gặp khó khăn.
Trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm, nguồn gốc cũng như ảnh hưởng của quan
niệm học sinh đến quá trình dạy học vật lý, chúng tôi đề xuất tiến trình khắc phục
quan niệm sai lệch của học sinh gồm 5 bước với những biện pháp cụ thể nhằm
chuyển những quan niệm sai lệch của học sinh thành những quan niệm khoa học.
17
Chương 2. PHÁT HIỆN VÀ KHẮC PHỤC QUAN NIỆM CỦA HỌC SINH
TRONG CHƯƠNG ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM.
2.1. Cấu trúc nội dung kiến thức chương Động học và Động lực học chất
điểm
2.1.1. Chương Động học chất điểm
Động học là một bộ phận của cơ học chỉ nghiên cứu chuyển động của vật
thể mà không đề cập đến nguyên nhân gây ra chuyển động. Trong quá trình
nghiên cứu, học sinh tiếp thu được một cách vững chắc khái niệm vector vận tốc,
khái niệm vector gia tốc để rồi đi đến thiết lập các phương trình chuyển động.
Cấu trúc nội dung của phần Động học chất điểm ở SGK có thể biểu diễn
qua sơ đồ sau:
cùng chiều
a=
0
Ch.động của chất điểm
Ch.động thẳng Ch.động tròn
Ch.động thẳng đều Ch.động biến đổi
1 2
v v v
= +
r ur uur
v
r
TN
2 2
0
2
t
v v as
− =
v
r
Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương ĐHCĐ
2
1
2
o o
x x v t at
= + +
2
1
2.2. Quan niệm của học sinh về một số khái niệm trong chương ĐHCĐ và
ĐLHCĐ
Để phát hiện quan niệm của học sinh về một số khái niệm cơ bản trong
chương ĐHCĐ và ĐLHCĐ chương trình vật lý 10 nâng cao, chúng tôi đã tiến
hành điều tra 135 học sinh các lớp 10 nâng cao và 100 học sinh lớp 11 nâng cao
20
Copyright: Tài liệu đại học ©