Luận văn Vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương “cân bằng và chuyển động của vật rắn” vật lý 10 trung học phổ thông ban cơ bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ____________________ Trần Thị Ngọc Thảo VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BAN CƠ BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ____________________ Trần Thị Ngọc Thảo VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BAN CƠ BẢN Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học Vật lý Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. PHẠM THỊ PHÚ Thành phố Hồ Chí Minh – 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH *****  ***** Trần Thị Ngọc Thảo VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BAN CƠ BẢN Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số: 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. PHẠM THỊ PHÚ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Trần Thị Ngọc Thảo LỜI CẢM ƠN Cùng với việc triển khai và hoàn thành luận văn đúng thời hạn như ngày hôm nay, tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến: - Ban lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể học tập tại trường. - Quý thầy cô giáo khoa Vật lý, khoa Anh Văn, khoa Giáo dục Chính Trị Trường Đại học Sư Phạm Tp.Hồ Chí Minh và quý thầy cô thuộc Viện Nghiên Cứu Giáo Dục, Trường Đại học Vinh, Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành các chuyên đề học tập của mình. - Thư viện của trường đã giúp tôi trong học tập và nghiên cứu trong suốt ba năm vừa qua. - Đặc biệt, em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Thị Phú – người hướng dẫn khoa học đã định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, giảng dạy, và động viên em trong suốt quá trình thực hiện luận văn. - Ban giám hiệu và quý thầy cô tổ Vật lý, các em học sinh Trường THPT Phú Mỹ và quý thầy cô ở các trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng tàu đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình triển khai đề tài. - Các bạn cùng khóa 17 đã nhiệt tình tham gia đóng góp ý kiến và trao đổi trong học tập. - Cuối cùng, con xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ba, mẹ và các anh, em đã luôn ủng hộ cho con trong suốt thời gian vừa qua. Tp.HCM, ngày 20 tháng 08 năm 2009 Tác giả Trần Thị Ngọc Thảo MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các chữ viết tắt MỞ ĐẦU.............................................................................................................1 Chương 1 - LÝ THUYẾT KIẾN TẠO TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG ...............................................................................................5 1.1. Lý thuyết kiến tạo trong dạy học ............................................................5 1.1.1. Cơ sở tâm lý học của lý thuyết kiến tạo .........................................5 1.1.2. Cơ sở triết học của lý thuyết kiến tạo.............................................5 1.1.3. Một số luận điểm cơ bản của lý thuyết kiến tạo trong dạy học......6 1.1.4. Dạy học kiến tạo............................................................................9 1.1.4.1. Cách tiếp cận kiến tạo trong dạy học ......................................9 1.1.4.2. Các loại kiến tạo trong dạy học.............................................10 1.1.4.3. Một số năng lực cơ bản kiến tạo kiến thức ...........................13 1.1.4.4. Vai trò của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học kiến tạo...................................................................................14 1.2. Vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông ....................................................................................................15 1.2.1. Đặc thù của môn Vật lý................................................................15 1.2.2. Điều kiện cần thiết để tổ chức dạy học Vật lý theo quan điểm kiến tạo........................................................................................15 1.2.3. Tiến trình chung của việc vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông .............................................17 Kết luận chương 1........................................................................................22 Chương 2 – THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” THEO LÝ THUYẾT KIẾN TẠO NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC VẬT LÝ...................................................................24 2.1. Mục tiêu dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”.....24 2.2. Phân tích cấu trúc, nội dung dạy học chương.......................................26 2.3. Thiết bị dạy học chương đáp ứng yêu cầu dạy học theo lý thuyết kiến tạo ................................................................................................29 2.4. Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” ở một số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu .........37 2.5. Điều tra quan niệm của học sinh về các kiến thức liên quan đến cân bằng và chuyển động của vật rắn trước khi dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”.......................................................40 2.6. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo lý thuyến kiến tạo...............................49 Kết luận chương 2........................................................................................70 Chương 3 – THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ...........................................................72 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm............................................................72 3.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm ...............................72 3.3. Nội dung thực nghiệm ..........................................................................73 3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm ..............................................................79 Kết luận chương 3........................................................................................84 KẾT LUẬN ......................................................................................................86 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................88 PHỤ LỤC ......................................................................................................PL1 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐC : Đối chứng GV : Giáo viên HS : Học sinh LTKT : Lý thuyết kiến tạo PĐT : Phiếu điều tra PHT : Phiếu học tập PPDH : Phương pháp dạy học SGK : Sách giáo khoa SGK VL : Sách giáo khoa Vật lý SL : Số lượng STT : Số thứ tự THPT : Trung học phổ thông TN : Thực nghiệm TNKQ : Trắc nghiệm khách quan TNSP : Thực nghiệm sư phạm MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Đổi mới toàn diện giáo dục ở các bậc học, cấp học là vấn đề thời sự và cấp bách hiện nay. Việc đổi mới phải được tiến hành ở tất cả các yếu tố của quá trình giáo dục và ở mọi cấp độ từ vĩ mô đến vi mô bao gồm: quan điểm giáo dục, mục tiêu giáo dục, nội dung, phương pháp, phương tiện và kiểm tra đánh giá quá trình giáo dục. Trong đó đổi mới quan điểm giáo dục được coi là điểm xuất phát và là sợi chỉ đỏ xuyên suốt quá trình giáo dục, dạy học. Đổi mới PPDH trong từng bài học là sự cụ thể hóa việc đổi mới các yếu tố khác của quá trình dạy học. Trong nghị quyết TW 2 (khóa VIII) nêu rõ: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh ”. Điều 24.2 Luật giáo dục quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác dụng đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”. Có nhiều lý thuyết là cơ sở cho các phương pháp dạy học hiện đại trong đó có lý thuyết kiến tạo. Dạy học theo lý thuyết kiến tạo tập trung vào người học, đề cao vai trò, hoạt động của học sinh nên việc nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học Vật lý là điều cần thiết. Việc vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học đã sớm phát triển ở các nước trên thế giới nhưng ở nước ta vẫn chưa phổ biến. Hiện nay, đã có hai luận án Tiến sĩ Giáo dục học nghiên cứu dạy học một số kiến thức Vật lý theo quan điểm kiến tạo và một số luận văn Thạc sĩ nghiên cứu vấn đề này. Bên cạnh đó, trong chương trình Vật lý lớp 10, chương trình chuẩn thì chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” là chương quan trọng không những về mặt lý thuyết mà còn có ý nghĩa trong thực tế. Kiến thức của chương rất gần gũi với học sinh và có nhiều cơ sở về nội dung dạy học và thiết bị dạy học để tổ chức dạy học theo quan điểm kiến tạo. Tuy nhiên, chưa có luận văn nào vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lý 10 THPT, chương trình chuẩn. Trên cơ sở đó, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lý 10 THPT, chương trình chuẩn” để góp phần vào công cuộc đổi mới phương pháp dạy học Vật lý trong trường phổ thông nhằm nâng cao chất lượng dạy học trong giai đoạn hiện nay. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiến tạo vào quá trình dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lý 10 THPT nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học. 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Học sinh lớp 10 THPT - Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học Vật lý 4. Phạm vi nghiên cứu Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” lớp 10 THPT, chương trình chuẩn. 5. Giả thuyết khoa học Có thể tổ chức dạy học một số kiến thức của chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo quan điểm kiến tạo trong điều kiện hiện nay của trường THPT đảm bảo các yêu cầu về tính khoa học, sư phạm, khả thi; từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu 6.1 . Tìm hiểu lý thuyết kiến tạo trong dạy học, các phương án dạy học dựa trên quan điểm kiến tạo nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật lý. 6.2 . Xác định mục tiêu dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”. 6.3 . Phân tích nội dung kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” lớp 10 THPT, chương trình chuẩn. Xác định điều kiện cần thiết tổ chức dạy học theo quan điểm kiến tạo. 6.4 . Tìm hiểu thực tế dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” ở một số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. 6.5 . Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” lớp 10 THPT, chương trình chuẩn theo quan điểm của lý thuyết kiến tạo nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật lý. 6.6 . Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm xác định mức độ phù hợp, tính khả thi và tính hiệu quả của các tiến trình dạy học đã thiết kế. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học nhằm tìm hiểu lý thuyết kiến tạo và các phương án dạy học theo quan điểm kiến tạo. - Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập (định tính và định lượng) để xác định nội dung, cấu trúc logic của các kiến thức mà học sinh cần nắm vững. 7.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Tìm hiểu thực tế dạy học chương thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên, sử dụng phiếu điều tra, phân tích kết quả và đề xuất một số nguyên nhân của những khó khăn, sai lầm và hướng khắc phục. 7.3. Phương pháp thực nghiệm - Thực nghiệm Vật lý: Tiến hành các thí nghiệm giáo khoa thuộc nội dung chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”. - Thực nghiệm sư phạm. 8. Đóng góp mới của đề tài * Về lý luận: Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lý luận của LTKT trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông. * Về thực tiễn: - Điều tra được 26 quan niệm sai phổ biến của HS về kiến thức thuộc chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”. - Điều tra được thực trạng dạy học môn Vật lý ở một số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. - Lắp ráp và thực hiện 10 thí nghiệm dùng cho dạy học chương. - Thiết kế được 5 tiến trình dạy học theo quan điểm kiến tạo một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” đảm bảo yêu cầu khoa học, sư phạm và khả thi trong điều kiện hiện nay của nhà trường THPT Việt Nam. - Tổ chức TNSP theo các tiến trình đã thiết kế góp phần nâng cao chất lượng dạy và học đồng thời rèn luyện một số kỹ năng cho HS phù hợp với yêu cầu đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay. * Một bài báo (Tạp chí giáo dục) đã nhận đăng phản ánh một phần kết quả của đề tài. Tên bài báo: Khai thác quan niệm sai của HS khi dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”, Vật lý 10 THPT ban cơ bản. 9. Cấu trúc của luận văn Luận văn dày 150 trang gồm các phần sau: Phần mở đầu gồm 4 trang: giới thiệu về đề tài nghiên cứu Chương 1. Lý thuyết kiến tạo trong dạy học ở trường phổ thông: gồm 19 trang Chương 2. Thiết kế tiến trình dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo quan điểm của lý thuyết kiến tạo nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật lý: gồm 48 trang Chương 3. Thực nghiệm sư phạm: gồm 14 trang Kết luận : gồm 2 trang Tài liệu tham khảo: gồm 3 trang Phụ lục: gồm 55 trang Chương 1 : LÝ THUYẾT KIẾN TẠO TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1. Lý thuyết kiến tạo trong dạy học 1.1.1. Cơ sở tâm lý học của lý thuyết kiến tạo Lý thuyết kiến tạo xuất phát từ một quan điểm của J.Piaget (nhà tâm lý học lỗi lạc người Thụy Sĩ, 1896 - 1980) về các cấu trúc nhận thức [4], [7]. Theo quan điểm này, hoạt động nhận thức của con người liên quan đến việc tổ chức thông tin và thích nghi với môi trường mà người học tri giác nó thông qua quá trình đồng hóa và điều ứng. Tổ chức thông tin là cách mà thông tin được tổ chức, hình thành trong đầu óc của con người liên quan đến các đối tượng cụ thể, ý tưởng hoặc hành động. Thông tin được tổ chức được gọi là nội dung. Nội dung hòa nhập vào cấu trúc nhận thức của chủ thể thông qua quá trình đồng hóa và điều ứng. Sự phát triển nhận thức bao gồm ba quá trình cơ bản: đồng hóa, điều ứng và sự cân bằng [23]. Đồng hóa là một phần của sự thích nghi, là cơ chế giữ gìn cái đã biết và cho phép người học vận dụng những cái đã biết để giải quyết tình huống mới. Còn sự điều ứng chỉ thực sự xuất hiện khi những gì đã học không đủ để giải quyết các tình huống mới. Để giải quyết các tình huống này, người học có thể điều chỉnh, thậm chí là bác bỏ các nhận thức, quan niệm cũ. Cân bằng là sự điều chỉnh của chủ thể giữa hai quá trình đồng hóa và điều ứng. Như vậy, đồng hóa không làm thay đổi nhận thức mà chỉ mở rộng cái đã biết, còn điều ứng là làm thay đổi nhận thức và khi một học sinh tiếp xúc với một thông tin mới, sự mất cân bằng sẽ bắt đầu xuất hiện cho tới khi có sự thích nghi với thông tin mới và khi đó sẽ có sự cân bằng. 1.1.2 . Cơ sở triết học của lý thuyết kiến tạo[22] Quá trình nhận thức của con người là một quá trình học tập dưới nhiều hình thức khác nhau từ mang tính chất tự phát cho đến tự giác, có tổ chức chặt chẽ theo một chương trình có tính khoa học cao. Quá trình học tập của con người là một quá trình hoạt động tâm sinh lý với hàng loạt các thao tác và hành động liên tiếp được thực hiện trước hết bởi các cơ quan thụ cảm, sau đó bởi các cơ quan của hệ thần kinh trung ương. Đồng thời nhờ có ngôn ngữ và các ký hiệu mà kết quả của quá trình đó được kiến tạo thành hệ thống tri thức của con người nhằm phản ánh thế giới hiện thực khách quan. Trong triết học duy vật biện chứng, tư tưởng chính của lý thuyết kiến tạo đã được nhận thức luận Mác – Lênin khẳng định trong luận đề: Thế giới tự nhiên được tạo nên bởi vật chất, vật chất luôn vận động và tồn tại khách quan, con người có thể phản ánh được sự tồn tại và vận động của vật chất trong tư duy và hành động của mình. Như vậy, con người phải kiến tạo nên hệ thống tri thức để phản ánh thực tại xung quanh mình. Nếu hệ thống tri thức càng phong phú thì thực tại khách quan càng được phản ánh một cách sâu sắc và đầy đủ hơn. Một số hiện tượng con người chưa giải thích được đó là do hệ thống tri thức chưa được kiến tạo một cách đầy đủ. Khi đó, xuất hiện yêu cầu mở rộng tri thức và điều này thúc đẩy con người không ngừng nổ lực hoạt động và con người ngày càng nhận thức được thực tại sâu sắc hơn và tiệm cận với chân lý hơn. Ta thấy rằng: tư tưởng nền tảng của lý thuyết kiến tạo là đặt vai trò của chủ thể nhận thức lên vị trí hàng đầu của quá trình nhận thức. Trong quá trình học tập, người học không ngừng nổ lực tư duy để vượt qua những khó khăn nhận thức, nhiều khi phải thay đổi những quan niệm không phù hợp để xây dựng quan niệm mới. 1.1.3 . Một số luận điểm cơ bản của lý thuyết kiến tạo trong dạy học[4] Dạy học là quá trình tổ chức hoạt động nhận thức của người học một cách tự giác, chặt chẽ theo một chương trình có tính khoa học để đạt được hiệu quả cao nhất vì thế phải dựa trên các cơ sở tâm lý học và triết học của hoạt động nhận thức. Những cơ sở tâm lý học và triết học của LTKT nêu trên là cơ sở khoa học để tạo lập LTKT trong dạy học. Là một trong những người tiên phong trong việc vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học, Von Glasersfeld (nhà triết học người Đức, sinh năm 1917) đã nhấn mạnh một số luận điểm cơ bản làm nền tảng của lý thuyết kiến tạo như sau: a) Tri thức được tạo nên một cách tích cực bởi chủ thể nhận thức chứ không phải tiếp thu một cách thụ động từ bên ngoài. Luận điểm này khẳng định vai trò quyết định của chủ thể trong quá trình học tập, nó hoàn toàn phù hợp với thực tiễn trong quá trình nhận thức. Trong dạy học điều này cũng được thực hiện rõ ràng, chẳng hạn: khái niệm cùng phương và cùng giá. Mặc dù GV có thể đưa ra nhiều ví dụ khác nhau xoay quanh hai khái niệm trên nhưng chúng chỉ có thể được tạo nên trong chính tư duy của HS. b) Nhận thức là một quá trình thích nghi và tổ chức lại thế giới quan của chính mỗi người. Nhận thức không phải là khám phá một thế giới độc lập đang tồn tại bên ngoài ý thức của chủ thể. Theo quan điểm này, nhận thức không phải là quá trình HS thụ động thu nhận những chân lý do người khác áp đặt, mà họ được đặt trong một môi trường có dụng ý sư phạm. Ở đó HS được khuyến khích vận dụng những kỹ năng đã có để thích nghi với những đòi hỏi của môi trường mới, từ đó hình thành nên tri thức mới. Như vậy, luận điểm này hoàn toàn phù hợp với quy luật nhận thức của loài người. Chẳng hạn, sau khi HS đã có kiến thức về điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực, HS dựa vào đó để đưa ra phương pháp xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng có hình dạng bất kỳ. c) Học là một quá trình mang tính xã hội trong đó học sinh dần dần tự hòa mình vào các hoạt động trí tuệ của những người xung quanh. Trong lớp, học sinh không chỉ tham gia vào việc khám phá mà còn tham gia vào quá trình xã hội bao gồm việc giải thích, trao đổi, đàm phán và đánh giá. Chẳng hạn, khi GV đưa ra câu hỏi: Trọng tâm của vật rắn nằm ở đâu? HS thảo luận nhóm và đưa ra các câu trả lời: Nhóm 1: Nằm tại điểm chính giữa vật Nhóm 2: Nằm tại tâm hình học của vật rắn Nhóm 3: Nằm trên vật Nhóm 4: Nằm tại điểm đặt của trọng lực Các HS đều đưa ra lý lẽ để bảo vệ ý kiến của mình, ở đây xuất hiện các mối quan hệ tương tác với nhau. d) Kiến thức và kinh nghiệm mà cá nhân thu nhận phải tương xứng với những yêu cầu mà tự nhiên và xã hội đặt ra. Luận điểm này định hướng cho việc dạy học theo quan điểm kiến tạo không lệch khỏi mục tiêu của giáo dục phổ thông, tránh tình trạng HS phát triển một cách tự do dẫn đến tri thức thu được trong quá trình học tập là lạc hậu hoặc quá xa vời tri thức khoa học phổ thông, không phù hợp với lứa tuổi, không phù hợp với những đòi hỏi của thực tiễn. Như ở ví dụ trên, các ý kiến khác nhau của các nhóm HS đưa ra chỉ có ý kiến của nhóm 4 phù hợp với thực tiễn, 3 ý kiến còn lại đều mắc phải sai lầm và phải được điều chỉnh lại thế giới quan của mình cho phù hợp với yêu cầu tự nhiên. e) Học sinh đạt được kiến thức mới theo chu trình: Dự báo -> Kiểm nghiệm -> Thất bại -> Thích nghi -> Kiến thức mới. Đây có thể coi là chu trình học tập mang tính đặc thù của LTKT. Nó hoàn toàn khác với chu trình học tập mang tính thụ động ở đó tri thức được truyền một chiều từ GV đến HS. Chu trình trên phản ánh sự sáng tạo không ngừng và vai trò chủ động, tích cực của HS trong quá trình học tập. Ví dụ: GV đưa ra câu hỏi: Lực có tác dụng làm một vật quay quanh một trục khi nào? HS đưa ra các dự đoán thảo luận: Dự đoán 1: Lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và cắt trục quay Dự đoán 2: Lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và không cắt trục quay Dự đoán 3: Lực có giá song song với trục quay Dự đoán 4: Lực có giá cắt trục quay Kiểm chứng các dự đoán trên bằng thí nghiệm thì thấy chỉ có dự đoán 2 là phù hợp, từ đó HS xây dựng được tri thức mới. Năm luận điểm trên là cơ sở xây dựng mô hình mới – dạy học kiến tạo. 1.1.4 . Dạy học kiến tạo 1.1.4.1 . Cách tiếp cận kiến tạo trong dạy học Từ năm luận điểm của Von Glasersfeld có thể trình bày cách tiếp cận của mô hình dạy học kiến tạo (gọi tắt là cách tiếp cận kiến tạo) như sau [16]: Mục đích của dạy học không phải chỉ truyền thụ kiến thức mà chủ yếu là biến đổi nhận thức của học sinh, tạo điều kiện cho học sinh kiến thức, thông qua đó mà phát triển trí tuệ và nhân cách. Muốn làm biến đổi nhận thức của học sinh, giáo viên cần phải tổ chức dạy học sao cho học sinh nắm bắt được vấn đề, tạo ra được những mâu thuẫn nhận thức giữa quan niệm cũ vốn có trong suy nghĩ của học sinh với thực tiễn quan sát và từ đó kiến tạo kiến thức. Cách tiếp cận kiến tạo trong dạy học nhấn mạnh đến mối liên tưởng kiến thức vốn có với những kiến thức cần học, đòi hỏi người giáo viên phải tạo ra được môi trường học tập thúc đẩy sự biến đổi nhận thức, có nghĩa là: - Tạo cơ hội để học sinh trình bày, thể hiện những kiến thức vốn có. - Cung cấp tình huống có vấn đề có ý nghĩa (liên quan đến kiến thức vốn có của học sinh). - Tạo cơ hội cho học sinh suy nghĩ tìm ra cách giải quyết vấn đề (đề xuất giả thuyết, tạo ra kiến thức mới). - Động viên học sinh thể hiện, trình bày kiến thức mới. - Tạo môi trường thuận lợi để học sinh tích cực tham gia vào quá trình dạy học. Như vậy, trong quá trình dạy học, giáo viên không được đơn thuần truyền thụ kiến thức mà phải là người động viên học sinh tham gia vào quá trình kiến tạo kiến thức; là người dự đoán, tìm hiểu những suy nghĩ, kiến thức vốn có trong đầu của học sinh trước giờ học cũng như trong giờ học; là người chỉ dẫn học sinh kiến tạo những tri thức có ý nghĩa, thúc đẩy quá trình biến đổi nhận thức của học sinh. Theo Irene.N.Valencia[9], dạy học là phải tạo cơ hội làm cho những ý nghĩ riêng của người học bộc lộ ra, tạo những hiện tượng thực nghiệm liên quan đến những quan niệm có sẵn của người học, tạo điều kiện cho người học suy nghĩ về các sự kiện thực nghiệm, thử nghiệm các ý kiến mới, thay đổi các ý kiến đã có. Quan điểm này nhấn mạnh việc dạy học phải làm bộc lộ các quan niệm có sẵn của học sinh và tổ chức cho học sinh hoạt động nhận thức trên cơ sở những quan niệm có sẵn đó. Theo Minstrel[9], trong dạy học phải thường xuyên kiểm tra các quan niệm có sẵn của học sinh để đưa chúng ra công khai thảo luận, đánh giá, cần giúp học sinh phản ánh được các mối liên hệ giữa các quan niệm đã có của họ với các tri thức khoa học. Quan niệm này nhấn mạnh việc cần làm cho học sinh bộc lộ quan niệm có sẵn và việc tổ chức cho học sinh trình bày trước tập thể, tạo sự va chạm giữa các ý kiến khác nhau. Ta thấy rằng, các tác giả có thể đã nhấn mạnh một vài khía cạnh khác nhau nhưng đều thống nhất các quan điểm cơ bản chung như sau: a) Dạy học phải xuất phát từ vốn kinh nghiệm đã có của học sinh. b) Trong quá trình dạy học, phải tổ chức cho học sinh tích cực, tự lực hoạt động nhận thức, xây dựng kiến thức bằng cách vượt qua các khó khăn trong nhận thức. c) Trong quá trình dạy học phải luôn luôn có sự tương tác giữa người học với giáo viên và bạn học. 1.1.4.2 . Các loại kiến tạo trong dạy học[4] Từ giả thuyết do Von Glaserfeld đề xuất, Paul Ernest đã phân thành các loại kiến tạo như sau: i. Kiến tạo cơ bản Kiến tạo cơ bản là gì? Trong cách phân chia này, kiến tạo cơ bản là một quan điểm nhận thức, nhấn mạnh đến cách thức các cá nhân xây dựng tri thức cho bản thân mình trong quá trình học tập. Hay nói khác đi, theo tâm lý học phát triển và tâm lý học trí tuệ của Piaget và Vygosky, học tập là quá trình cá nhân đồng hóa và điều ứng, tiếp nhận thông tin từ môi trường, xử lý thông tin đó và thích ứng với môi trường, nhờ đó mà kiến tạo cho mình một hệ thống quan niệm về thế giới xung quanh, quá trình tự học tập này là sự kiến tạo cơ bản. Nerida F.Ellerton và M.A.Clementes cho rằng: “Tri thức trước hết được kiến tạo một cách cá nhân thông qua cách thức hoạt động của chính họ”[4]. Điều này cũng hoàn toàn phù hợp với quan điểm của Von Glaserfeld là : “Tri thức là kết quả của hoạt động kiến tạo của chính chủ thể”. Kiến tạo cơ bản đề cao vai trò chủ động và tích cực của mỗi cá nhân trong quá trình nhận thức và cách thức cá nhân xây dựng tri thức cho bản thân. Kiến tạo cơ bản quan tâm đến sự chuyển hóa bên trong của cá nhân trong quá trình nhận thức, đồng thời coi trọng những kinh nghiệm của học sinh trong quá trình hình thành thế giới quan cho bản thân. Tóm lại, kiến tạo cơ bản quan niệm quá trình nhận thức là quá trình học sinh thích nghi với môi trường thông qua các hoạt động đồng hóa và điều ứng để dẫn đến sự cân bằng. Tuy nhiên, quá trình này không phải là sự sắp xếp một cách cơ học các kiến thức đã có và các kiến thức mới, mà bao gồm quá trình chủ thể nhận thức, suy nghĩ để loại bỏ những tri thức cũ không phù hợp, chọn lọc những tri thức đúng, phù hợp. Do vậy, tri thức mới được hình thành bao gồm cả quá trình loại bỏ, kế thừa và phát triển các quan niệm sẵn có của học sinh. Theo quan điểm kiến tạo cơ bản quá trình nhận thức của học sinh là quá trình thích nghi và tiến hóa. Ưu điểm nổi bật của kiến tạo cơ bản là đề cao vai trò tự lực của các cá nhân trong hoạt động nhận thức và chỉ ra cách thức cơ bản để người học xây dựng nên tri thức cho bản thân trong quá trình học tập. Song khi coi trọng quá mức vai trò của các cá nhân trong quá trình nhận thức cũng chính là đặt học sinh vào tình trạng cô lập, làm mất đi sự xung đột mang tính xã hội trong nhận thức. Do vậy, kiến thức được kiến tạo thiếu đi tính xã hội. Biểu hiện là kết quả của kiến tạo cơ bản thường dẫn đến những quan niệm khác nhau của các cá nhân về cùng một sự kiện. Trong số đó, có cái phù hợp, có cái chưa phù hợp, thậm chí có cái hoàn toàn sai trái với tri thức khoa học. Những kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, những quan niệm sai trái và chưa phù hợp với tri thức khoa học thường có sức bền kỳ lạ và chúng trở thành chướng ngại trên con đường tổ chức nhận thức cho học sinh trong dạy học. Hạn chế này của kiến tạo cơ bản sẽ được khắc phục nhờ kiến tạo xã hội. ii. Kiến tạo xã hội Kiến tạo xã hội là gì? Con người thường không tồn tại một cách đơn lẻ mà thường sinh sống trong gia đình, trong tập thể, trong cộng đồng xã hội. Đồng thời con người có ngôn ngữ để giao tiếp với nhau trong cộng đồng. Do đó, theo Vygosky, sự học tập của con người không chỉ dừng lại ở quá trình kiến tạo cơ bản mà đồng thời được thực hiện thông qua sự tương tác, sự tranh luận trong cộng đồng. Vì vậy, kiến thức được tạo nên có tính chất xã hội, người ta gọi đây là kiến tạo xã hội hay kiến tạo ngoại sinh. Theo Nor Joharuddeen Mohd nor[4], kiến tạo xã hội là quan điểm nhấn mạnh đến vai trò của các yếu tố văn hóa, các điều kiện xã hội và sự tác động của các yếu tố đó đến sự hình thành kiến thức. Quan điểm này được xây dựng dựa trên các tư tưởng cơ bản sau: - Tri thức được cá nhân tạo nên phải xứng đáng với các yêu cầu của tự nhiên và thực trạng xã hội đặt ra. - Người học đạt được các tri thức mới bởi quá trình nhận thức: Dự báo -> Kiểm nghiệm -> Thất bại -> Thích nghi -> Tri thức mới. Kiến tạo xã hội xem xét cá nhân trong mối quan hệ chặt chẽ với các lĩnh vực xã hội. Theo Paul Ernest thì kiến tạo xã hội xem xét chủ thể nhận thức và lĩnh vực xã hội như là một sự kết nối mang tính trường tồn. Nhân cách của chủ thể được hình thành thông qua sự tương tác của họ với những người khác, và điều này cũng quan trọng như những quá trình nhận thức mang tính cá nhân của chính họ. Kiến tạo xã hội nhìn nhận chủ thể nhận thức trong mối quan hệ sống động với môi trường, nó không muốn nhấn mạnh một cách cô lập tiềm năng tư duy mang tính cá nhân mà nhấn mạnh đến khả năng tiềm ẩn của con người trong sự đối thoại. Tư duy được xem như là một phần của hoạt động mang tính xã hội của cá nhân. Dễ thấy ưu điểm của kiến tạo xã hội là nhấn mạnh vai trò của các yếu tố xã hội trong quá trình kiến tạo tri thức, bởi vì trong quá trình kiến tạo tri thức nếu xung đột mang tính cá nhân chỉ có ý nghĩa quan trọng trong một số giai đoạn thì sự xung đột giữa các cá nhân mới là động lực quan trọng trong quá trình phát triển trí tuệ của người học. Vì vậy nếu quá thiên về kiến tạo xã hội thì vai trò của chủ thể trong quá trình nhận thức không được thể hiện một cách rõ nét. Ta nhận thấy rằng, cả kiến tạo cơ bản và kiến tạo xã hội đều mang những ưu nhược điểm nhất định. Trong khi kiến tạo cơ bản đề cao vai trò của cá nhân thì kiến tạo xã hội đề cao vai trò của những tác nhân bên ngoài ảnh hưởng đến quá trình nhận thức của người học. Chính vì vậy, để tổ chức hoạt động dạy học có hiệu quả, người giáo viên phải biết tạo ra những môi trường học tập thuận lợi, sao cho nhờ những kinh nghiệm cùng với những kiến thức, kỹ năng đã có, người học có thể mở rộng và thiết kế lại sự hiểu biết, kiến thức và kỹ năng của bản thân. Đồng thời, không thể coi nhẹ vai trò của giáo viên và các bạn đồng môn. Người học sẽ quan sát giáo viên trong hành động, tư duy và tìm cách tiếp cận nó như là một mô hình mẫu. Mỗi cá nhân HS cần phải được tạo môi trường, điều kiện để trao đổi tương tác với các bạn trong lớp (Kiến tạo xã hội). Thông qua đó, những kinh nghiệm cũ và kiến thức mới sẽ được kết hợp và định hướng vào sự hiểu biết của bản thân. Mô hình do giáo viên đưa ra sẽ không được chủ thể tiếp nhận hoàn toàn mà được điều chỉnh cho phù hợp với sự hiểu biết riêng của bản thân học sinh. 1.1.4.3 . Một số năng lực cơ bản kiến tạo kiến thức[5],[29] Để người học thực hiện có hiệu quả kiến tạo cơ bản và kiến tạo xã hội trong quá trình lĩnh hội kiến thức, kỹ năng mới cần dần từng bước bồi dưỡng cho họ những năng lực cơ bản sau: a) Năng lực dự đoán phát hiện vấn đề dựa trên cơ sở các quy luật tư duy biện chứng, tư duy tiền logic, khả năng liên tưởng và di chuyển các liên tưởng. b) Năng lực định hướng tìm tòi cách thức giải quyết vấn đề, tìm lời giải các bài toán. c) Năng lực huy động kiến thức để giải quyết vấn đề Vật lý. Các thành tố chủ yếu của năng lực này là: năng lực lựa chọn các công cụ thích hợp để giải quyết một vấn đề, năng lực chuyển đổi ngôn ngữ, năng lực quy lạ về quen nhờ biến đổi các vấn đề, biến đổi các bài toán về dạng tương tự. d) Năng lực lập luận logic, lập luận có căn cứ giải quyết chính xác các vần đề đặt ra. e) Năng lực đánh giá, phê phán 1.1.4.4 . Vai trò của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học kiến tạo[12] i. Vai trò của giáo viên trong quá trình dạy học kiến tạo - Tạo không khí dạy học. - Tạo điều kiện để học sinh bộc lộ quan niệm riêng. - Tổ chức cho học sing tranh luận về những quan niệm của mình. - Là trọng tài trong những trường hợp ý kiến tranh luận không ngã ngũ. - Tạo điều kiện và giúp học sinh nhận ra các quan niệm sai lệch của mình và tự giác khắc phục chúng. - Trình bày tính hiển nhiên của các quan niệm khoa học - Tổ chức cho học sinh vận dụng kiến thức thu nhận. ii. Vai trò của học sinh trong quá trình dạy học kiến tạo - Học sinh phải chủ động và tích cực trong việc đón nhận tình huống học tập mới, chủ động trong việc huy động những kiến thức, kỹ năng đã có vào khám phá tình huống học tập mới. - Học sinh phải chủ động bộc lộ những quan điểm và những khó khăn của mình khi đứng trước tình huống học tập mới. - Học sinh phải chủ động và tích cực trong việc thảo luận, trao đổi thông tin với bạn học và với giáo viên. Việc trao đổi này phải xuất phát từ nhu cầu của chính học sinh trong việc tìm những biện pháp để giải quyết những tình huống học tập mới hoặc khám phá sâu hơn những tình huống đó. - Người học phải tự điều chỉnh lại kiến thức của bản thân sau khi đã lĩnh hội được các tri thức mới thông qua việc giải quyết các tình huống học tập. 1.2 . Vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông 1.2.1 . Đặc thù của môn Vật lý[25] Thời cổ đại, khi các hoạt động lao động bằng chân tay bị coi khinh trong khi các hoạt động trí óc được tôn vinh thì Vật lý học là một bộ phận của triết học. Các khái niệm, quy luật, định luật Vật lý lúc bấy giở được hình thành chỉ thông qua con đường hoạt động tư duy, lập luận logic nên có nhiều kiến thức bị sai lệch, không đúng với bản chất vốn có của sự vật hiện tượng. Từ đó dẫn đến nhiều cuộc đấu tranh bảo vệ chính kiến của các nhà khoa học. Đến thế kỷ XVI, với sự đóng góp to lớn của nhà khoa học người Ý Galille, Vật lý học được biết đến như một khoa học thực nghiệm. Bởi hệ thống kiến thức về các khái niệm, các định luật Vật lý được xây dựng chủ yếu bằng thực nghiệm. Các nhà khoa học đã tự kiến tạo kiến thức cho bản thân và trở thành kiến thức chung cho nhân loại. Chính vì vậy, các kiến thức Vật lý đã ngày càng tiệm cận với chân lý hơn trong một giai đoạn nhất định nào đó. Mặt khác, những kiến thức của Vật lý học được ứng dụng trực tiếp, rộng rãi vào trong cuộc sống, kỹ thuật. Đặc biệt, trong những thập kỷ gần đây, cùng với những ngành khoa học khác, Vât lý học đã góp phần không nhỏ vào công cuộc chinh phục vũ trụ và nâng cao chất lượng cuộc sống của con người. Với những đặc thù cơ bản như vậy, chúng tôi nhận thấy rằng: Có thể tổ chức các hoạt động nhận thức của học sinh theo quan điểm kiến tạo đi theo phương pháp thực nghiệm của các nhà khoa học. Hơn nữa, học sinh khi tiếp xúc thực tế cuộc sống sẽ tích lũy cho mình một số kiến thức về Vât lý học cho bản thân. Đây cũng là một thế mạnh để giáo viên tìm hiểu các quan niệm đúng sai của học sinh trước khi tổ chức dạy học cho học sinh theo quan điểm kiến tạo. 1.2.2 . Điều kiện cần thiết để tổ chức dạy học Vật lý theo quan điểm kiến tạo a) Nội dung dạy học, nội dung nhận thức phải gắn liền với thực tiễn cuộc sống. Song song với quá trình học tập trong nhà trường, học sinh trong quá trình tiếp xúc với thực tế đã kiến tạo cho bản thân một số khái niệm cơ bản có thể đúng hoặc sai. Người giáo viên có nhiệm vụ phát hiện ra những quan niệm sai đang tồn tại ở người học để thiết kế các quá trình dạy học thích hợp nhằm giúp học sinh phá vỡ những quan niệm cũ, sai lệch để kiến tạo nên kiến thức mới.[9] Như vậy, trong dạy học theo quan điểm kiến tạo, các kiến thức, kỹ năng sẵn có của học sinh là một trong các tiền đề quan trọng giúp giáo viên lựa chọn tri thức và phương pháp dạy học phù hợp. Tuy nhiên, nếu câu hỏi đặt ra đã có trong vốn kinh nghiệm của học sinh thì hoạt động tư duy không xảy ra. Còn nếu đặt câu hỏi quá khó, học sinh đã nổ lực hết sức vẫn không trả lời được, học sinh sẽ cảm thấy chán nản và quá trình tư duy có thể vẫn diễn ra nhưng không đạt được hiệu quả dẫn đến không đạt được mục tiêu của quá trình dạy học. Để khắc phục, giáo viên có thể sử dụng các biện pháp sư phạm sau đây[23]: - Ôn tập các kiến thức cũ mà học sinh đã học có liên quan đến kiến thức mới. - Có thể dùng những câu hỏi giúp học sinh nhớ lại những kiến thức cũ đã học có liên quan đến bài học mới. - Dùng phép tương tự để dạy học tri thức mới. b) Trong quá trình dạy học, khi phát hiện học sinh có biểu hiện sai lầm, giáo viên không nên bác bỏ ngay mà tạm thời chấp nhận ý kiến của học sinh, tìm hiểu nguyên nhân tại sao học sinh lại có những biểu hiện sai lầm như vậy. Đối với những sai lầm do sơ suất thì có thể chỉ cho học sinh tự sửa chửa. Còn đối với những sai lầm do quan niệm sai đưa đến thì cần phải tổ chức một quá trình hoạt động nhận thức để học sinh tự thấy các cái sai trong quan niệm của mình, tự nguyện muốn thay đổi; khi đó, giáo viên sẽ giúp cho học sinh xây dựng tri thức mới để đáp ứng nhu cầu muốn thay đổi quan niệm sai. Thái độ như vậy sẽ giúp học sinh tự thay đổi quan niệm sai mà không cảm thấy bị áp đặt, bị bắt buộc. Còn nếu khi học sinh có biểu hiện sai lầm mà giáo viên bác bỏ ngay lập tức và đưa ra quan niệm đúng thì về mặt hình thức, do uy quyền của người giáo viên, học sinh có vẻ như đã thay đổi quan niệm sai nhưng khi không còn sự quản lý của giáo viên, học sinh sẽ quay về với quan niệm vốn có của mình. c) Điều kiện trang thiết bị phải đáp ứng được nhu cầu học tập, nghiên cứu của học sinh. Trong quá trình dạy học theo quan điểm kiến tạo, học sinh phải tự kiến tạo kiến thức cho bản thân dưới sự hỗ trợ của giáo viên nên con đường đi tìm tri thức Vật lý của học sinh cũng giống như các nhà khoa học. Học sinh cũng tự mày mò để thiết kế các phương án thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm với các dụng cụ có sẵn để giải quyết các mâu thuẫn nhận thức hay giải quyết các vấn đề đã đặt ra. Trong đó, giáo viên phải là người chủ động trong việc điều khiển hoạt động tư duy của học sinh, phải tạo được nhu cầu và hứng thú học tập cho học sinh bằng cách đưa ra một tình huống có vấn đề để đưa chủ thể vào một trạng thái tâm lý đặc biệt, mong muốn giải quyết vấn đề và lúc đó hoạt động tư duy bắt đầu diễn ra. Giáo viên phải tạo ra môi trường học tập cho học sinh có điều kiện thuận lợi để thảo luận, trao đổi ý kiến của mình với bạn bè, với giáo viên. 1.2.3 . Tiến trình chung của việc vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông. i.Tiến trình dạy học kiến tạo theo một số tác giả phương Tây[9] Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang tìm ra các phương pháp dạy học cụ thể có thể thực hiện các quan diểm của dạy học kiến tạo. Theo Minstrel việc tìm hiểu những quan niệm có sẵn của học sinh gợi ý cho việc xây dựng các phương pháp dạy học cũng như các tiến trình dạy học cụ thể. Các hướng nghiên cứu đều nhấn mạnh tầm quan trọng của sự phát triển các kiến thức được xây dựng chung giữa thầy và trò trong quá trình dạy học. Cuối cùng, quan niệm của thầy, đại diện cho quan điểm khoa học phải là quan niệm chỉ đạo. Tuy nhiên, hiện có sự bàn cãi về việc đánh giá các quan niệm có sẵn của học sinh để làm chúng bộc lộ ra. Do vậy, các hướng đề xuất có các chi tiết khác nhau tùy theo quan điểm về các quan niệm có sẵn của học sinh. Một số phương pháp dạy học cụ thể đã được đề xuất như sau: - Phương pháp của Nossbaun và Novick, gồm ba bước: Bước 1: Bộc lộ quan niệm có sẵn. Bước 2: Tạo mâu thuẫn nhận thức. Bước 3: Thúc đẩy việc xây dựng kiến thức mới. - Phương pháp của Lawson, cũng gồm ba bước: Bước 1: Thăm dò quan niệm có sẵn Bước 2: Thành lập kiến thức mới trong mối quan hệ với kiến thức có sẵn. Bước 3: Áp dụng - Phương pháp của Cosgrove và Osborne: Bước 1: Thăm dò các quan niệm sai có sẵn của học sinh và lựa chọn tri thức khoa học có thể dùng để thách thức các quan niệm sai có sẵn của học sinh. Bước 2: Tạo tình huống kích thích học sinh bộc lộ quan niệm sai có sẵn, tạo điều kiện cho học sinh trình bày quan điểm của bản thân trước tập thể và xem xét quan điểm của người khác. Bước 3: Giới thiệu các chứng cứ khoa học, giúp học sinh so sánh các quan điểm của học sinh với các quan điểm khoa học. Bước 4: Áp dụng quan điểm khoa học mới - Phương pháp do nhóm CLIS (Children’s Learning in Science) đề nghị: Biểu diễn bằng sơ đồ sau: Bộc lộ kiến thức có sẵn Định hướng Xem xét lại các kiến thức có sẵn Trao đổi và làm rõ các kiến thức có sẵn Đưa ra các tình huống mâu thuẫn Xây dựng các kiến thức mới Đánh giá Áp dụng các kiến thức mới So sánh với các kiến thức có sẵn - Phương pháp của Guy Robardet và Jean Claudde: Biểu diễn bằng sơ đồ sau: Quan niệm của học sinh Vấn đề Rất nhiều mô hình khả dĩ(mô hình giả định) Thí nghiệm kiểm tra Giả thuyết được khẳng định hay mô hình được xác lập Củng cố Giáo viên đề xuất Hay mô tả Một dự án thực nghiệm Một tình huống Hình thành những liên tưởng của các giả thuyết Lựa chọn thông số phù hợp Xây dựng bởi học sinh Thảo luận về phương án thực nghiệm Đánh giá Vận dụng mô hình vào việc tiên đoán và giải thích các hiện tượng mới Bài tập ii. Tiến trình dạy học kiến tạo theo một số tác giả trong nước Theo Nguyễn Quang Lạc[22], tiến trình dạy học theo quan điểm kiến tạo được chia làm ba bước như sau: Bước 1: Làm bộc lộ quan niệm của học sinh. Giáo viên đưa ra tình huống thuận lợi (thông qua thí nghiệm, bài tập, câu chuyện…), tạo không khí cởi mở để học sinh phát biểu những quan niệm của học về vấn đề học tập. Điều cơ bản là phải tôn trọng các quan niệm của học sinh, giáo viên chưa cần nhận xét và phê phán các quan niệm sai mà chỉ cần tạo điều kiện để học sinh trình bày được nội dung của quan niệm đó. Bước 2: Giáo viên tổ chức hướng dẫn và điều khiển học sinh thảo luận. Trong bước này, điều quan trọng là giáo viên phải tạo được không khí sư phạm dân chủ để khuyến khích học sinh tập tranh luận bảo vệ lý lẽ của mình, từ đó những học sinh có quan niệm sai biết nhận ra nguyên nhân và từ bỏ nó; biết cách lập luận để chấp nhận quan niệm đúng. Cuối cùng, giáo viên thể chế hóa kiến thức về vấn đề học tập cho cả lớp. Bước 3: Giáo viên tổ chức để học sinh vận dụng kiến thức. Giáo viên phải giúp học sinh luyện tập được kỹ năng phân tích, xây dựng lập luận để có những dự đoán, giải thích sự tiến triển của một sự kiện mới, có cách giải quyết vấn đề trong tình huống mới liên quan đến nội dung của vấn đề học tập. Nhờ đó mà, học sinh vừa củng cố được nội dung của bài học vừa luyện tập và dần dần hình thành phương pháp nhận thức, kiến tạo tri thức cả trên hai bình diện kiến tạo cơ bản và kiến tạo xã hội. - Theo Dương Bạch Dương, tiến trình dạy học kiến tạo theo hướng để học sinh bộc lộ quan niệm sai và xây dựng các quan niệm đúng gồm các bước như sau: Bước 1: Tìm hiểu những quan niệm sai thường gặp của học sinh theo trình tự sau: + Tìm hiểu những biểu hiện sai lầm của học sinh. + Tìm nguyên nhân dẫn đến các sai lầm để xác định các quan niệm sai. + Tìm hiểu nguồn gốc hình thành của quan niệm sai. Bước 2: Để học sinh bộc lộ quan niệm sai của mình. Bước 3: Giáo viên tổ chức để học sinh thảo luận để thấy rõ các câu trả lời sai. Bước 4: Giáo viên hướng dẫn học sinh rút ra kết luận, hợp thức hóa kiến thức. Bước 5: Học sinh vận dụng để thấy rõ ý nghĩa của các quan niệm đúng vừa xây dựng được. Ta nhận thấy: các phương pháp dạy học ở trên đều đòi hỏi phải tiến hành thăm dò các quan niệm có sẵn của học sinh, khuyến khích học sinh bộc lộ và đưa học sinh vào những tình huống, trong đó việc sử dụng những quan niệm có sẵn sẽ đưa đến những tiên đoán cần kiểm chứng, học sinh trao đổi để xem xét lại các quan niệm có sẵn và xây dựng quan niệm mới phù hợp hơn và chính xác hơn. iii. Tiến trình dạy học kiến tạo trong môn Vật lý ở trường phổ thông Kết hợp với các phương pháp đã nêu, chúng tôi đề xuất tiến trình dạy học kiến tạo như sau: Khâu chuẩn bị: Đây là khâu quan trọng nhất, quyết định sự thành công hoặc thất bại của bài giảng. Trước khi dạy, giáo viên cần: - Xác định mục tiêu, yêu cầu của bài học. Mục tiêu của bài học phải được thể hiện bằng những kiến thức, kỹ năng mà người học chiếm lĩnh được sau giờ học. - Điều tra làm rõ sự hiểu biết của học sinh về những vấn đề liên quan đến nội dung bài học. Đây là khâu rất quan trọng và thể hiện nét đặc thù của dạy học kiến tạo. Có thể thực hiện khâu này theo cách: + Chuẩn bị phiếu điều tra: Trong phiếu này, giáo viên cần đưa ra những câu hỏi về những vấn đề mà trước đó giáo viên chưa dạy hay đề cập đến, yêu cầu học sinh cho biết những hiểu biết của mình về những vấn đề trong bài học sắp tới. + Phát phiếu điều tra cho các nhóm thảo luận và trả lời. + Tiến hành phân tích những kiến thức vốn có của học sinh qua phiếu điều tra. - Xây dựng phương án dạy học: + Xác định rõ những kiến thức nào cần thảo luận, những kiến thức nào sẽ cho học sinh tự xây dựng, tìm tòi. + Chuẩn bị các thí nghiệm để xây dựng các tình huống học tập (nếu có). + Dự kiến, phân tích câu hỏi, câu trả lời có thể có của học sinh trong giờ học. + Dự kiến cách tổ chức các nhóm học sinh làm thí nghiệm và thảo luận. + Dự kiến trình tự, nội dung ghi bảng. + Xác định nội dung đánh giá, xây dựng câu hỏi để kiểm tra – đánh giá. Tiến trình dạy học: - Giáo viên nêu ra những vấn đề cần giải quyết trong bài học. - Giáo viên tổ chức hướng dẫn và điều khiển học sinh giải quyết lần lượt từng vấn đề nêu ra theo các bước sau: + Bước 1: Làm bộc lộ quan niệm của học sinh. + Bước 2: Giáo viên tổ chức điều khiển cho học sinh tự thảo luận và thể chế hóa kiến thức. + Bước 3: Giáo viên tổ chức để học sinh vận dụng tri thức mới Kết luận chương 1 Trên đây, chúng tôi đã trình bày cơ sở lý luận của dạy học theo LTKT. Chúng tôi có những kết luận sau: - Dạy học theo LTKT có thể đáp ứng nhu cầu đổi mới trong giáo dục cụ thể là đổi mới phương pháp dạy học trong giai đoạn hiện nay. Các quan điểm của dạy học theo LTKT phù hợp với các kết quả nghiên cứu trong tâm lý học, giáo dục học hiện đại và trong nhận thức luận. - Với điều kiện hiện nay ở trường phổ thông và đặc thù của môn Vật lý, việc tiến hành dạy học theo lý thuyết kiến tạo hoàn toàn có tính khả thi. - Các nhà nghiên cứu đã đề xuất một số tiến trình dạy học theo LTKT và bước đầu thực nghiệm sư phạm thành công chủ yếu ở THCS và một phần THPT, trên cơ sở đó, chúng tôi đã nghiên cứu và đưa ra tiến trình dạy học chung cho quá trình dạy học một số kiến thức Vật lý theo LTKT phù hợp với điều kiện hiện có ở trường phổ thông. PPDH đã đề xuất có đặc điểm sau: Giúp HS thay đổi quan niệm sai một cách tự nguyện bằng hoạt động nhận thức của bản thân, quan niệm đúng do HS tự xây dựng nên sẽ tồn tại bền vững. Chương 2 : THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” THEO LÝ THUYẾT KIẾN TẠO NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC VẬT LÝ Để thiết kế được các tiến trình dạy học theo quan điểm kiến tạo không xa rời thực tiễn, phù hợp với tri thức khoa học thì việc đầu tiên là phải xác định được mục tiêu dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”. 2.1. Mục tiêu dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” 2.1.1. Kiến thức - Phân biệt được khái niệm vật rắn và chất điểm. - Phát biểu được điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực. Phân biệt được điều kiện cân bằng của vật rắn và điều kiện cân bằng của chất điểm. - Phát biểu được định nghĩa trọng tâm và tính chất đặc biệt của trọng tâm. - Phát biểu được quy tắc và biết tổng hợp hai lực có giá đồng quy. - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một chất điểm chịu tác dụng của ba lực đồng phẳng không song song. - Phát biểu được định nghĩa, viết công thức tính momen lực và biết được đơn vị đo của momen lực. - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định. - Phát biểu được quy tắc hợp lực song song và biết tổng hợp hai lực song song cùng chiều. - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế. Phân biệt được các dạng cân bằng bền, cân bằng không bền, cân bằng phiếm định của vật rắn có mặt chân đế. - Phát biểu được định nghĩa của chuyển động tịnh tiến và nêu được ví dụ minh họa. - Viết được công thức định luật II Newton cho chuyển động tịnh tiến. - Hiểu được tác dụng của momen lực đối với vật rắn quay quanh trục. - Biết được các yếu tố ảnh hưởng đến momen quán tính của vật. - Phát biểu được định nghĩa ngẫu lực và viết được công thức tính momen ngẫu lực. - Hiểu được khi vật rắn chịu tác dụng của một momen lực khác không thì vật rắn quay chậm dần hoặc nhanh dần. 2.1.2. Kỹ năng - Biết đề xuất phương án thí nghiệm xác định điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song. - Biết phân tích để nắm được mục đích thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm. - Biết đề xuất phương án thí nghiệm để xác định trọng tâm của vật rắn. - Vận dụng tính chất đặc biệt của trọng tâm để giải quyết các trường hợp cụ thể. - Biết đề xuất giả thuyết và giải quyết vấn đề về tác dụng của lực đối với vật rắn có trục quay cố định. - Biết phân tích để nắm được mục đích thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm xác định tác dụng của lực đối với vật rắn có trục quay cố định từ đó đưa ra quy tắc momen lực. - Biết xác định cánh tay đòn của lực trong trường hợp bất kỳ. - Vận dụng quy tắc momen lực để xác định các lực tác dụng lên một vật có trục quay cố định. - Biết đề xuất phương án thí nghiệm để tìm hợp lực của hai lực song song. Từ đó biết phân tích để nắm được mục đích thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm. - Biết xác định phương, chiều, điểm đặt, độ lớn của hợp lực song song. - Xác định được mặt chân đế của một vật đặt trên mặt phẳng đỡ. - Giải thích được vì sao một vật ở trạng thái cân bằng bền, không bền hoặc cân bằng phiếm định. - Biết tiến hành thí nghiệm để xác định điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế. - Biết cách làm tăng mức vững vàng của cân bằng.- Vận dụng các kiến thức đã học của chương để giải một số bài tập Vật lý liên quan và giải thích một số hiện tượng Vật lý thường gặp trong đời sống, kỹ thuật. 2.1.3. Thái độ - Có hứng thú học Vật lý, yêu thích tìm tòi khoa học. - Có thái độ khách quan, trung thực, tích cực; có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác, có tinh thần hợp tác trong học tập. 2.2. Phân tích cấu trúc, nội dung dạy học chương 2.2.1. Cấu trúc chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Ở chương I và II của sách giáo khoa Vật lý 10 THPT ban cơ bản, học sinh đã được tìm hiểu và khảo sát điều kiện cân bằng và chuyển động của những vật được xem là chất điểm. Nhưng chất điểm là một khái niệm rất trừu tượng còn trong thực tế chúng ta chủ yếu tiếp xúc với các vật rắn. Chính vì vậy, việc đưa chương III “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” nối tiếp chương I và II là điều cần thiết và hết sức hợp lý. Nội dung của chương được phân làm hai phần: - Điều kiện cân bằng của vật rắn - Chuyển động của vật rắn. Sơ đồ cấu trúc nội dung của chương: Vật rắn Cân bằng 0  hlF 0321   FFF 021   FF 21 MM   Cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song. Cân bằng của một vật chịu tác dụng của 2 lực. Cân bằng của một vật quay quanh một trục Trọng tâm rơi trên mặt chân đế Cân bằng của một vật có mặt chân đế. Cách xác định trọng tâm Chuyển độ Quay Tịnh tiến 0M 0M Quay đều Quay nhanh dần hoặc chậm dần. ( tăng dần hoặc giảm dần) m Fa    Momen ngẫu lực Cân bằng không bền Cân bằng phiếm định Cân bằng bền 2.2.2. Nội dung của chương Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” bao gồm các kiến thức cơ bản sau: - Các quy tắc hợp lực: + Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy. + Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều. - Các điều kiện cân bằng của một vật rắn : + Vật rắn chịu tác dụng của hai lực. + Vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song. + Vật rắn quay quanh một trục. + Vật rắn có mặt chân đế. - Các khái niệm: trọng tâm, momen lực, mặt chân đế, các dạng cân bằng. - Chuyển động của vật rắn: + Chuyển động tịnh tiến. + Chuyển động quay quanh một trục. + Tác dụng của ngẫu lực đối với vật rắn. Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” bao gồm 6 bài: Bài 1: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song. Bài 2: Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực Bài 3: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều. Bài 4: Các dạng cân bằng. Cân bằng của một vật có mặt chân đế. Bài 5: Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. Bài 6: Ngẫu lực Nội dung kiến thức của chương Bài 1.Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song. - Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều (hai lực trực đối). - Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song: + Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy. + Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba. - Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy: Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trước hết ta phải trượt hai vecto lực đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực. Bài 2. Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực - Momen lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó: M = Fd - Điều kiện cân bằng của một vật quay quanh trục: Tổng các momen lực có xu hướng làm cho vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ. Bài 3. Quy tắc hợp lực song song cùng chiều - Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực ấy. - Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy. Bài 4. Các dạng cân bằng. Cân bằng của một vật có mặt chân đế - Có ba dạng cân bằng: cân bằng bền, cân bằng không bền và cân bằng phiếm định. + Cân bằng bền: trọng tâm của vật ở vị trí thấp nhất so với các vị trí khác. Khi một vật bị lệch ra khỏi vị trí cân bằng bền thì tự nó có thể trở về vị trí đó được. + Cân bằng không bền: trọng tâm của vật ở vị trí cao nhất so với các vị trí khác. Khi một vật bị lệch ra khỏi vị trí cân bằng không bền thì không thể tự trở về vị trí đó được. + Cân bằng phiếm định: vị trí trọng tâm không thay đổi hay trọng tâm có độ cao không thay đổi. Vật đứng yên ở mọi vị trí. - Mặt chân đế: là hình đa giác lồi nhỏ nhất chứa các điểm tiếp xúc. - Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế: giá của trọng lực phải đi qua mặt chân đế (hay trọng tâm “rơi” trên mặt chân đế). - Mức vững vàng của cân bằng: Muốn tăng mức vững vàng của cân bằng, người ta tăng diện tích mặt chân đế và hạ thấp trọng tâm của vật. Bài 5. Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn. - Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là chuyển động trong đó đường thẳng nối hai điểm bất kỳ của vật luôn song song với chính nó. - Gia tốc của chuyển động tịnh tiến được xác định bằng định luật II Newton: m Fa    Hay amF   - Momen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật. - Mọi vật quay quanh một trục đều có mức quán tính. Mức quán tính của vật càng lớn thì vật càng khó thay đổi tốc độ góc và ngược lại. - Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc vào khối lượng của vật và sự phân bố khối lượng đó đối với trục quay. Bài 6. Ngẫu lực - Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực. - Ngẫu lực tác dụng vào một vật chỉ làm vật quay chứ không tịnh tiến. - Momen của ngẫu lực: M = Fd - Momen của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực. 2.3. Thiết bị dạy học chương đáp ứng yêu cầu dạy học kiến tạo 2.3.1. Các thí nghiệm Thí nghiệm 1 : - Mục đích: Xác định điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực - Dụng cụ : Bìa cứng và nhẹ, hai ròng rọc, hai sợi dây , hai vật có khối lượng bằng nhau (hai lực kế). - Tiến hành: Móc hai lực kế vào vật, quan sát đặc điểm của hai lực khi vật rắn ở trạng thái cân bằng. - Kết luận: Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều (hai lực trực đối). Thí nghiệm 2 : - Mục đích: Biết cách xác định trọng tâm của một vật mỏng, phẳng. - Dụng cụ : Một chân đế, một thanh trụ, một gia trọng, một sợi dây, những tấm phẳng có hình dạng bất kỳ và có hình dạng đặc biệt (hình chữ nhật, hình vuông, hình tròn, vành tròn). - Tiến hành: + Bước 1: Buộc dây vào một điểm A trên vật rồi treo lên. Vẽ đường AB đi qua sợi dây. + Bước 2: Buộc dây vào một điểm C, tương tự vẽ một đường CD đi qua sợi dây. - Kết luận: Giao điểm của hai đường AB và CD là trọng tâm của vật. Thí nghiệm 3 : B O A C D G - Mục đích: Xác định điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song. - Dụng cụ : Hai lực kế, một vật phẳng mỏng đã biết trọng tâm, một dây dọi. - Tiến hành: Hình 1 Hình 2 P  ) bằng một lực kế ( F ), dùng phấn vẽ P và F+ Treo vật ( theo một tỉ lệ xích nhất định. Vật ở ng thái cân bằng => trạ P + F = 0 + Thay F  bằng 1F  và 2F  sao cho vật giữ nguyên vị trí cũ, khi đó dùng phấn vẽ 1F  và 2F  theo một t ất định. + Dùng quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy để tìm hợp lực ỉ lệ xích nh 'F  của 1F  và 2F  . + So sánh 'F  và F  - Kết luận: 'F  = F  => 1F  + 2F  = F  => 1F  + 2F  + P  = 0 => Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song: + Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy. + Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba. Thí nghiệm 4 : Hình 3 - Mục đích: Xác định điều kiện để lực có tác dụng làm quay vật. - Dụng cụ: Vật có trục quay cố định có đục 4 lỗ có chốt để gắn sợi dây, giá đỡ trục quay. - Tiến hành thí nghiệm: + Dùng tay tác dụng lực kéo vào dây nối với chốt theo phương cắt trục quay. (Hình 4b) Quan sát. + Dùng tay tác dụng lực kéo vào dây nối với chốt theo phương song song trục quay (Hình 4a). Quan sát. 1O 2O + Dùng tay tác dụng lực kéo vào dây nối với chốt nằm trong mặt vuông góc với trục quay và cắt trục quay. Quan sát. + Dùng tay tác dụng lực kéo vào dây nối với chốt nằm trong mặt vuông góc với trục quay và không cắt trục quay (Hình 4c). Quan sát. - Kết luận: Lực có tác dụng làm quay một vật khi giá của lực nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và không cắt trục quay. Thí nghiệm 5 : 3O 4O Hình 4c Hình 4a Hình 4b Trường hợp 1: Hai lực song song - Mục đích: Xác định điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định khi vật chịu tác dụng của hai lực song song - Dụng cụ : Đĩa momen, có quả nặng, dây treo. - Tiến hành: + Treo hai quả nặng vào hai vị trí A và B của đĩa momen (Hình 5a). + Khi đĩa cân bằng, so sánh momen của hai lực 1F  và 2F  . - Kết luận: Vật cân bằng khi 2211 dFdF  . Nghĩa là momen của lực 1F  bằng momen của lực 2F  nhưng ngược chiều. Hình 5a Trường hợp 2: Hai lực không cùng phương - Mục đích: Xác định điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định và chịu tác dụng của hai lực không cùng phương. - Thiết bị: Đĩa momen, quả nặng, dây treo, ròng rọc. - Tiến hành thí nghiệm: + Buộc vào chốt A một sợi dây vắt qua ròng rọc rồi treo vào đầu kia của sợi dây một quả nặng. + Buộc vào chốt B một sợi dây có treo một quả nặng (Hình 5b) + Khi đĩa momen cân bằng, so sánh momen của hai lực 1F  và 2F  . - Kết luận: Vật cân bằng khi 2211 dFdF  . Nghĩa là momen của lực 1F  bằng momen của lực 2F  nhưng ngược chiều Thí nghiệm 6 : - Mục đích: Biết quy tắc tìm hợp lực của hai lực song song, cùng chiều. - Dụng cụ : Thanh nhẹ, quả nặng, dây treo, lực kế. - Tiến hành: + Treo vào hai đầu A và B của thanh các quả nặng có trọng lượng và , sau đó treo thanh bằng một lực kế Hình 5b 1P 2P F  tại điểm O (Hình 6). + Thanh ở vị trí cân bằng, đánh đấu vị trí AB của thanh. + Thay 1P  , 2P  bằng P có độ lớn bằng và đặt tại điểm O. + So sánh trạng thái của thanh so với lúc đầu và có kết luận gì về 1P + 2P P  và điểm đặt của P  ? - Kết luận: + Thanh vẫn giữ nguyên trạng thái cân bằng lúc đầu. + P  là hợp lực của hai lực 1P  , 2P  . + P  có đặc điểm: O chia AB thành hai đoạn theo tỉ lệ: 1 2 P P OB OA  Độ lớn: P = 1P + 2P Thí nghiệm 7: - Mục đích: Xác định điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế - Dụng cụ: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, ở chính giữa một mặt bên có gắn trục của một mũi tên, mũi tên có thể dễ dàng quay quanh trục đó, một chiếc nêm. - Tiến hành: Đặt khối gỗ lên mặt bàn, dịch chuyển chiếc nêm cho khối gỗ nghiêng đi (Hình 7). Quan sát khi nào khối gỗ bị lật? - Kết luận: Khi trọng tâm của vật rơi ra khỏi mặt chân đế thì khối gỗ bị lật =>Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế: giá của trọng lực phải đi qua mặt chân đế (hay trọng tâm “rơi” trên mặt chân đế). Hình 6 Hình 7 Thí nghiệm 8: - Mục đích: Giới thiệu các dạng cân bằng và điều kiện các dạng cân bằng - Dụng cụ: Một thước gỗ dài, có một lỗ ở đầu và một lỗ ở chính giữa, bảng phẳng treo tường và một cái đinh. - Tiến hành: + Đóng một cái đinh lên mặt bảng phẳng treo trên tường. + Treo lỗ O của thước vào đinh lần lượt như các hình bên dưới Trường hợp hình 8.a : điều chỉnh cho thước đứng yên, lấy tay đẩy nhẹ vào thước và quan sát hiện tượng. Trường hợp hình 8.b: Cầm đầu dưới thước kéo sang bên một chút. Buông tay ra khỏi thước và quan sát hiện tượng. Trường hợp hình 8.c: Đặt thước ở các vị trí quan sát khác nhau và quan sát hiện tượng. - Kết luận: + Ở hình: trọng tâm nằm trên điểm treo, khi đẩy thước ra khỏi vị trí cân bằng nó không về vị trí cũ nữa. Cân bằng là không bền. + Ở hình: trọng tâm nằm dước điểm treo, khi đẩy thước ra khỏi vị trí cân bằng nó trở về vị trí cân bằng như cũ. Cân bằng là bền. + Ở hình: trọng tâm nằm ở điểm treo. Đặt thước ở vị trí nào thì nó đứng yên ở vị trí đó. Cân bằng là phiếm định. Hình 8.a Hình 8.b Hình 8.c Thí nghiệm 9: - Mục tiêu: Xét tác dụng của momen lực đối với vật rắn quay quanh một trục cố định - Dụng cụ: Một đĩa tròn có trục quay nằm ngang, một dây không dãn có khối lượng không đáng kể, treo hai vật nặng có khối lượng khác nhau. - Tiến hành: Giữ vật 1 ở độ cao h so với sàn rồi thả nhẹ. Quan sát chuyển động của đĩa (Hình 9). - Kết luận: Đĩa quay nhanh dần => Momen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật. Thí nghiệm 10: - Mục đích: Xác định đặc điểm của ngẫu lực và tác dụng của ngẫu lực - Dụng cụ: một đĩa tròn, hai lực kế. - Tiến hành: Móc hai lực kế cách đều trục quay rồi kéo theo hai phương song song ngược chiều nhau sao cho hai lực kế chỉ giá trị bằng nhau. - Kết luận: + Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật (được gọi là ngẫu lực) chỉ làm vật quay chứ không tịnh tiến. Hình 9 Hình 10 2.3.2. Thiết bị dạy học khác Qua việc nghiên cứu các thí nghiệm dạy học trong chương, chúng tôi nhận thấy các dụng cụ dùng trong thí nghiệm rất phổ biến, học sinh có thể dễ dàng tìm kiếm để chuẩn bị cho việc học tập. Đây là một điều kiện rất thuận lợi để việc tổ chức dạy học theo lý thuyết kiến tạo khả thi hơn. Ngoài ra, một số vật dụng trong gia đình hằng ngày của HS có thể làm phương tiện dạy học. Chẳng hạn, cánh cửa quay quanh bản lề - ví dụ về vật rắn có trục quay cố định, con lật đật – ví dụ về cân bằng bền, đu quay – ví dụ về chuyển động tịnh tiến, cân đòn – ví dụ về cân bằng của một vật quay quanh một trục, một vòi nước, một cái chai có nắp vặn, một tua-nơ-vit và đinh ốc – ví dụ về ngẫu lực, thang leo có đế rộng – ví dụ về cân bằng của một vật có mặt chân đế, hai con ngựa kéo một xe đẩy – ví dụ về hợp lực của hai lực song song cùng chiều v.v... 2.4. Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “cân bằng và chuyển động của vật rắn” ở một số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Qua việc dự giờ một số tiết dạy, trao đổi trực tiếp và gián tiếp bằng phiếu điều tra với 52 giáo viên giảng dạy tại các trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, chúng tôi rút ra được các nhận xét sau: 2.4.1. Hoạt động chủ yếu của giáo viên ở trên lớp Mặc dù Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm và ở hầu hết các trường phổ thông đều được trang bị đầy đủ thiết bị dạy học theo danh mục thiết bị dạy học Vật lý (tối thiểu) của Bộ giáo dục và đào tạo nhưng việc làm thí nghiệm rất hạn chế. Đa số giáo viên (khoảng 84,61%) chỉ thỉnh thoảng làm một số thí nghiệm (chủ yếu trong các tiết dạy thanh tra, chuyên đề), ở mức độ thường xuyên thì 9,62%, còn 5,77% không bao giờ làm thí nghiệm. Về mục đích thí nghiệm, đa số giáo viên cho rằng làm thí nghiệm nhằm nêu hiện tượng (67,31%) hoặc minh họa (23,08%), chỉ 9.61% làm thí nghiệm để kiểm tra lý thuyết. Khoảng 15,38% giáo viên thường xuyên hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm (chủ yếu ở các tiết thí nghiệm được làm thực hành ở phòng thí nghiệm), khoảng 75% giáo viên thỉnh thoảng hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm, còn lại (9,62%) là không bao giờ hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm. Trong quá trình dạy học, giáo viên chủ yếu sử dụng bảng, sách giáo khoa (100%), các câu hỏi đàm thoại (67,31%), 67,31 % GV thỉnh thoảng có sử dụng ảnh, hình vẽ sẵn, bài giảng điện tử (82,69 %) (chủ yếu trong các tiết dạy thanh tra, chuyên đề), phim giáo khoa hầu như không có (chỉ có 3,85% sử dụng trong các tiết dạy hội giảng trường, tỉnh). Khi được hỏi về nguyên nhân ít hoặc không làm thí nghiệm cũng như việc sử dụng các phương tiện trong dạy học, thì các giáo viên cho biết các nguyên nhân chính: Cơ sở vật chất chưa đầy đủ, chưa có phòng bộ môn riêng biệt để tổ chức dạy học kết hợp làm thí nghiệm, các phương tiện dạy học cần thiết còn thiếu và quan trọng là không đủ thời gian. Khoảng 48,08% giáo viên thường dạy các khái niệm Vật lý theo kiểu thông báo sau đó giảng cho học sinh hiểu; 38,46% giáo viên xây dựng khái niệm, học sinh ghi nhớ và làm bài tập, còn lại (13,46%) là hướng dẫn học sinh xây dựng khái niệm (chủ yếu ở các lớp chuyên tại Tp. Vũng Tàu). Các giáo viên kiểm tra – đánh giá kết quả học tập của học sinh thông qua kiểm tra miệng, giải bài tập và kiểm tra viết. Hầu như không có giáo viên nào cho học sinh kiểm tra bằng việc thuyết trình theo nhóm về một vấn đề Vật lý. Khoảng 28,84% GV kiểm tra kỹ năng thực hành của HS. Phần lớn GV đều cho HS làm bài tự luận khi kiểm tra 15 phút. Khoảng 63,46 % GV vừa ra đề tự luận kết hợp trắc nghiệm khi kiểm tra 1 tiết, theo yêu cầu của trường với thời gian phân bố hợp lý làm nâng cao chất lượng trong đánh giá kết quả học tập của HS hơn. Trong quá trình dạy học, ít khi giáo viên tạo điều kiện để học sinh bộc lộ quan niệm của bản thân (chỉ có 17,31% GV thường xuyên tạo điều kiện để HS bộc lộ quan niệm), cũng như tổ chức các nhóm học để học sinh thảo luận với nhau (chỉ có 9,62 GV), trao đổi với giáo viên hay tiến hành các thí nghiệm. Khi học sinh bộc lộ quan niệm sai, thì giáo viên bác bỏ ngay, còn nếu đúng thì sẽ khen ngợi, chấp nhận và hợp thức hóa kiến thức (75%), rất ít giáo viên đưa ra câu hỏi để thử thách quan niệm của học sinh (25%). Giáo viên vẫn chưa quan tâm đến những quan niệm đã có của học sinh (một số quan niệm phù hợp, một số quan niệm không phù hợp), xem học sinh như trang giấy trắng và truyền thụ kiến thức cho học sinh. Cách truyền thụ là một chiều, hơn nữa đã là quan niệm thì rất khó phá vỡ nên hầu hết học sinh vẫn tiếp thu tri thức nhưng quan niệm sai vẫn cứ tồn tại ảnh hưởng đến chất lượng giảng dạy. Nghị quyết TW 2 (khóa VIII) đã nêu rõ “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều”, trong dạy học, cụ thể chuyển từ phương pháp dạy học truyền thống lấy giáo viên làm trung tâm sang dạy học lấy học sinh là trung tâm nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh. Thế nhưng, qua việc tìm hiểu chúng tôi nhận thấy phần lớn các giáo viên vẫn chưa thoát ra khỏi kiểu dạy học truyền thống, trong tiến trình dạy học, giáo viên vẫn là người chủ động. Trong thực tế hiện nay, giáo viên thường tổ chức quá trình dạy học như sau: giáo viên đưa ra sự kiện, hiện tượng hay tình huống có vấn đề, một số ít giáo viên có sử dụng một số thí nghiệm minh họa; sau đó giải quyết vấn đề (trong đó chủ yếu là giáo viên giải quyết vấn đề đã đặt ra, còn học sinh chỉ tham gia rất ít) rút ra kết luận là những kết luận, định luật. Kết thúc bài học là củng cố lại kiến thức và vận dụng kiến thức vào những trường hợp cụ thể. - Với quá trình dạy học như trên có ưu điểm là việc truyền thụ kiến thức hết sức thuận lợi. Người giáo viên chỉ cần nắm vững tri thức, diễn đạt rõ ràng , có logic sẽ rất chủ động trong giảng dạy và chủ động về thời gian. Còn học sinh chủ yếu là tiếp thu kiến thức và rèn luyện kỹ năng vận dụng các kiến thức đã học vào các trường hợp cụ thể. Bên cạnh đó, cũng có nhược điểm: học sinh nghỉ kiến thức rút ra được chỉ đơn thuần bằng những quan sát thực nghiệm đơn giản, con đường tìm ra tri thức hầu như không gặp trở ngại gì. Các hoạt động tư duy, tiên đoán nêu giả thuyết, giải thích không được quan tâm. Học sinh không hiểu được bản chất của sự vật hiện tượng, ứng dụng của các kiến thức trong thực tiễn. Lúc này, các kiến thức Vật lý chỉ là những định nghĩa, khái niệm, định luật, quy tắc, công thức học sinh bắt buộc phải thuộc theo yêu cầu của giáo viên để làm bài tập thành thạo chứ không phải do nhu cầu của bản thân. 2.4.2. Hoạt động chủ yếu của học sinh ở trên lớp Qua thực tiễn quan sát, dự giờ các tiết dạy, trao đổi với giáo viên và học sinh, chúng tôi rút ra các nhận xét sau: - Công việc chủ yếu của học sinh trong các giờ học là nghe giảng, ghi bài, một số ít thường xuyên trả lời các câu hỏi của giáo viên và thỉnh thoảng đặt câu hỏi cho giáo viên, trao đổi với bạn bè, làm thí nghiệm. Nói chung học sinh rất thụ động. - Các em cho biết rất thích những giờ có thí nghiệm, các em thích tự mày mò để làm thí nghiệm, thích được trao đổi cùng nhau và trao đổi với giáo viên để nắm vững kiến thức nhưng môi trường dạy học không phù hợp, các em vẫn e ngại khi trao đổi với giáo viên mặc dù rất muốn, còn nếu trao đổi với bạn bè thì cho là nói chuyện riêng, không nghiêm túc trong học tập. 2.5. Điều tra quan niệm của học sinh về các kiến thức liên quan đến cân bằng và chuyển động của vật rắn trước khi dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn ” Để nghiên cứu tiến trình dạy học theo lý thuyết kiến tạo chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”, chúng tôi đã soạn thảo 30 câu trắc nghiệm bao gồm câu đúng sai và câu 4 lựa chọn và tiến hành điều tra trên 260 học sinh thuộc 7 lớp 10 của trường THPT Phú Mỹ thuộc huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. [] Sau khi điều tra, chúng tôi đã thống kê tỉ lệ học sinh đã có các quan niệm tương ứng theo bảng sau: TT Đơn vị kiến thức Quan niệm của học sinh Tỷ lệ học sinh có quan niệm tương ứng Ghi chú cùng tác dụng lên một vật. 24,34% Sai 1 Hai lực cân bằng là hai lực trực đối. 2,25% Sai có tổng độ lớn bằng 0. 23,97% Sai cùng tác dụng lên một vật và trực đối. 49,44% Đúng dây treo trùng với đường thẳng đứng đi qua trọng tâm của vật 65,92% Đúng lực căng của dây treo lớn hơn trọng lượng của vật 17,23% Sai không có lực nào tác dụng lên vật 4,49% Sai 2 Khi vật rắn được treo bằng dây và ở trạng thái cân bằng thì các lực tác dụng lên vật luôn cùng chiều 12,36% Sai là trạng thái đứng yên. 52,81% Sai là trạng thái chuyển động thẳng đều. 3,75% Sai là trạng thái quay đều. 0,37% Sai 3 Trạng thái cân bằng là 3 trạng thái nêu ở trên. 43,07% Đúng hai lực cùng phương, cùng chiều, cùng độ lớn 10,86% Sai hai lực cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn 22,85% Sai hai lực cùng giá, cùng chiều, cùng độ lớn. 14,61% Sai 4 Vật rắn chịu tác dụng của hai lực cân bằng khi hai lực cùng giá, ngược chiều, cùng độ lớn 51,69% Đúng tâm hình học của vật rắn 13,86% Sai điểm chính giữa vật 24,34% Sai điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật 59,18% Đúng 5 Vị trí trọng tâm của vật rắn là điểm bất kỳ trên vật 2,62% Sai 6 Trọng tâm của vật Đúng 86,89% Sai nào thì phải luôn nằm trên vật đó. Sai 13,11% Đúng lực đó trượt trên giá của nó 15,73% Đúng giá của lực quay một góc 900 15,73% Sai lực đó dịch chuyển sao cho phương của lực không đổi 24,34% Sai 7 Tác dụng của một lực lên vật rắn là không đổi khi độ lớn của lực không thay đổi nhưng phương của lực thay đổi. 44,19% Sai tịnh tiến hai vecto đến trọng tâm của vật sau đó áp dụng quy tắc hình bình hành 28,46% Sai 8 Cách tổng hợp hai lực 21, FF  trượt hai vecto lực trên giá của chúng đến điểm đồng quy sau đó áp dụng quy tắc hình bình hành 42,32% Đúng 1F  tịnh tiến đến điểm đặt của 2F  sau đó áp dụng quy tắc hình bình hành 20,60% Sai không song song tác dụng vào cùng một vật rắn là tịnh tiến 2F  đến điểm đặt của 1F  sau đó áp dụng quy tắc hình bình hành 9,36% Sai Độ lớn của lực 13,86% Sai khoảng cách từ trục quay đến giá của lực 4,87% Sai 9 Tác dụng làm quay vật của một lực phụ thuộc vào độ lớn của lực và khoảng 53,93% Sai cách từ trục quay đến điểm đặt lực độ lớn của lực và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực 26,59% Đúng lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và cắt trục quay 37,08% Sai lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và không cắt trục quay. 38,95% Đúng lực có giá song song với trục quay. 17,23% Sai 10 Lực có tác dụng làm cho vật quay quanh trục khi Lực có giá cắt trục quay. 6,74% Sai 21 FF  81,65% Đúng 21 FF  3,37% Sai 2 1 F F 4,49% Sai 11 Hợp lực của hai lực song song cùng chiều có độ lớn bằng 10,49% Sai 21.FF 60 N 45,69% Đúng N330 Một vật chịu tác 12 d 15,73% Sai ụng của 2 lực ,21 , FF   có cùng độ lớn và bằng 60N. 120 N 25,09% Sai Phương của hai lực hợp với nhau một góc 1200. Để vật cân bằng thì lực phải có 3F  độ lớn bằng: 30 N 13,86% Sai Người mua thiệt. 50,56% Sai Người bán thiệt 30,71% Đúng Không ai thiệt cả. 11,24% Sai 13 Một cái cân có hai cánh tay đòn không bằng nhau. Nếu người bán hàng đặt quả cân vào đĩa cân có cánh tay đòn dài thì có ai bị thiệt không? Cả hai người đều bị thiệt. 7,49% Sai Trọng lượng phần có đầu nhỏ lớn hơn phần kia vì dài hơn 6,74% Sai Trọng lượng phần có đầu to lớn hơn.. 10,86% Đúng Không chắc chắn phần nào có trọng lượng lớn hơn. 14,98% Sai 14 Thanh gỗ đồng chất, 1 đầu to, 1 đầu nhỏ. Dùng một sợi dây mảnh buộc gậy ở một vị trí mà khi treo dây lên thì gậy nằm ngang. Cưa đôi gậy ở chỗ buộc dây thành 2 phần. Kết luận nào sau đây về trọng lượng của 2 phần gậy là đúng: Trọng lượng hai phần bằng nhau. 67,04% Sai N1,0 24,72% Sai N05,0 33,33% Đúng N305,0 22,10% Sai 15 Một vật được bố trí như hình vẽ : Vật nằm yên. Xác định lực căng dây T? 030,10  gm . N31,0 19,85% Sai 16 Một vật được bố trí 35,21% Sai N1,0 N05,0 26,97% Sai N305,0 28,09% Đúng như hình vẽ: Vật nằm yên. Xác định áp lực của vật lên mặt phẳng nghiêng? 030,10  gm . N31,0 9,74% Sai Đúng 74,53% Sai 17 Vật càng nặng càng đứng vững Sai 25,47% Đúng Đúng 76,40% Sai 18 Vật càng cao càng dễ ngã. Sai 23,60% Đúng ra đòn cho mạnh. 2,62% Sai ra đòn cho chính xác. 1,50% Sai ra đòn cho mạnh và chính xác. 17,60% Sai 19 Các võ sĩ khi thi đấu thường đứng ở đầu t chút ạng rộng hơn mức bình thường để cho đối phương khó quật ngã. 78,28% Đúng tư thế hơi khụy gối xuống mộ và hai chân d Đúng 55,06% Sai 20 Khi đạp xe đạp, hai chân người tác dụng lên bàn đạp những lực ngược chiều Sai 44,94% Đúng Đúng 34,46% Sai 21 Khi cầm kéo cắt, tay ta tác dụng hai thanh của kéo hai lực cùng chiều. Sai 65,54% Đúng 2 lực cùng phương, cùng chiều. 30,34% Sai 22 Khi mở vòi nước, ta đã tác dụng vào thanh ngang của 2 lực cùng phương, 35,21% Đúng ngược chiều. 2 lực cân bằng. 23,22% Sai vòi nước : 2 lực cùng giá 11,24% Sai chuyển động thẳng. 11,24% Sai quay tròn. 28,09% Đúng chuyển động tròn. 26,22% Sai 23 Có 2 người ngồi ở hai đầu một chiếc ghe và chèo theo hai hướng ngược nhau thì ghe sẽ : đứng yên. 34,46% Sai Ở trung điểm của đòn gánh. 11,24% Sai Ở một điểm gần với đầu treo thúng gạo hơn đầu treo thúng bắp. 74,53% Đúng Ở một điểm gần với đầu treo thúng bắp hơn đầu treo thúng gạo. 11,24% Sai 24 Một người dùng đòn gánh để gánh một thúng gạo và một thúng bắp treo ở hai đầu đòn gánh. Biết thúng gạo nặng hơn thúng bắp. Muốn cho đòn gánh cân bằng và nằm ngang thì vai của người ấy phải đặt ở đâu? Ở một điểm bất kỳ trên đòn gánh. 3,00% Sai mọi điểm của vật đều có cùng tốc độ dài. 11,24% Sai mọi điểm của vật đều có cùng gia tốc hướng tâm. 16,10% Sai mọi điểm của vật đều có quỹ đạo tròn giống nhau. 31,46% Sai 25 Khi vật quay đều thì: tâm của các quỹ đạo tròn 41,20% Đúng do các điểm của vật vạch ra đều nằm trên trục quay. vật là một khối cầu. 22,85% Sai vật là một khối hộp. 6,37% Sai vật có dạng đối xứng. 14,98% Sai 26 Trọng tâm của một vật rắn trùng với tâm đối xứng của vật nếu: vật đồng chất có dạng đối xứng. 56,18% Đúng tăng độ cao của bình hoa và tăng độ rộng của đế bình. 10,86% Sai hạ thấp độ cao của bình hoa và tăng độ rộng của đế bình. 80,52% Đúng tăng độ cao của bình hoa và giảm độ rộng của đế bình. 2,25% Sai 27 Để tăng mức vững vàng của bình hoa để bàn thì phải: hạ thấp độ cao của bình hoa và giảm độ rộng của đế bình. 5,99% Sai Đúng 26,22% Sai 28 Quan sát một người làm xiếc đi trên một sợi dây giăng ngang giữa hai trụ cây, ta có thể nói trạng thái của người này không cân bằng. Sai 73,78% Đúng Đúng 54,31% Sai 29 Quỹ đạo chuyển động của một vật chuyển động tịnh Sai 45,69% Đúng tiến luôn là một đường thẳng. Đúng 58,43% Đúng 30 Khi một vật chuyển động quay thì mọi điểm của vật đều có cùng tốc độ góc. Sai 41,57% Sai Nhận xét: Qua việc thống kê phiếu PĐT chúng tôi đã xác định được 26 quan niệm sai phổ biến ở HS (những câu đa số HS có quan niệm đúng gồm: 11, 19, 24, 27). Những quan niệm sai này phần lớn xuất phát từ thực tế, một phần do tiến trình dạy học trước đây hoặc hình thành do logic nhận thức của HS, do đó tồn tại trong ý thức của HS dẫn đến những sai lầm của HS khi trả lời các câu hỏi khoa học trong quá trình làm việc với GV, chỉ khi có tác động của bên ngoài (của môi trường và con người) mới có thể làm cho HS tự nguyện thay đổi. Quan niệm sai ngoài việc làm cho HS đưa ra những kết luận sai lầm, cản trở việc lĩnh hội kiến thức mới thì nó chính là điểm tựa cho việc lĩnh hội tri thức khoa học. Để quan niệm sai có ảnh hưởng tích cực như vậy, người giáo viên phải hiểu rõ sự hình thành các quan niệm sai của học sinh và ảnh hưởng của chúng đối với nhận thức của học sinh từ đó có thái độ đúng đắn đối với các quan niệm đó. 2.6. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo lý thuyết kiến tạo. Bài 17. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC VÀ CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG Tiết 27 – 28 theo phân phối chương trình Vật lý 10 THPT ban cơ bản I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Phân biệt được khái niệm vật rắn và chất điểm. - Phát biểu được điều kiện cân bằng của vật rắn. Phân biệt được điều kiện cân bằng của vật rắn và chất điểm. - Phát biểu được định nghĩa trọng tâm và tính chất đặc biệt của trọng tâm. - Phát biểu được quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy. - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một chất điểm chịu tác dụng của ba lực không song song. 2. Kỹ năng: - Biết đề xuất phương án thí nghiệm xác định điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song. - Biết phân tích để nắm được mục đích thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm. - Biết đề xuất phương án thí nghiệm để xác định trọng tâm của vật rắn. - Vận dụng tính chất đặc biệt của trọng tâm để giải quyết các trường hợp cụ thể. - Vận dụng kiến thức để giải một số bài tập tìm các lực tác dụng lên vật. 3. Thái độ: - Tích cực, hứng thú, thích tìm tòi và tiến hành các thí nghiệm Vật lý - Khách quan, trung thực trong khi xử lý kết quả thí nghiệm. - Có tinh thần hợp tác, trao đổi trong học tập. II. Ý tưởng sư phạm - Nhiều học sinh quan niệm trạng thái cân bằng chỉ bao gồm trạng thái đứng yên. Giáo viên tổ chức cho học sinh thảo luận để nhận ra rằng: Khi gia tốc của vật bằng 0 thì trạng thái của vật được gọi là trạng thái cân bằng. Qua quá trình thảo luận, học sinh sẽ tự điều chỉnh quan niệm của mình. - Nhiều học sinh quan niệm sai về giá và phương (cho rằng giá và phương đồng nhất) nên cho rằng khi vật rắn chịu tác dụng của hai lực thì để vật rắn cân bằng hai lực đó phải cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn. Vận hành quan niệm này để kiểm tra bằng thực nghiệm thì mâu thuẫn: vật quay chứ không cân bằng. Thí nghiệm đơn giản do học sinh tiến hành đã bác bỏ quan niệm sai, đồng thời học sinh phải tự điều chỉnh quan niệm (quá trình điều ứng) để đưa ra điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực: hai lực phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. - Đa số học sinh cho rằng: Trọng tâm của vật nào phải nằm trên vật đó, và nằm tại tâm hình học của vật rắn hoặc là điểm chính giữa vật. Từ điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực, học sinh tự lực đưa ra phương pháp xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng có hình dạng bất kỳ. Thí nghiệm đơn giản do học sinh tiến hành sẽ bác bỏ quan niệm sai đồng thời học sinh tự điều chỉnh quan niệm của mình: Trọng tâm của một vật chính là điểm đặt của trọng lực, trọng tâm có thể nằm trên vật hoặc ngoài phần vật chất của vật. - Qua điều tra, chúng tôi nhận thấy chỉ có 15,73% học sinh quan niệm tác dụng của một lực lên một vật là không đổi khi lực đó trượt trên giá của chúng, như vậy, đa số học sinh đều quan niệm sai, phần lớn cho rằng: tác dụng của một lực lên một vật là không đổi khi độ lớn của lực không đổi nhưng phương của lực thay đổi. Vận hành quan niệm sai để kiểm tra bằng thực nghiệm thì thây mâu thuẫn: trạng thái của vật đã bị thay đổi. Học sinh tiến hành thí nghiệm thì thấy: khi lực trượt trên giá của nó thì trạng thái của vật không thay đổi, từ đó sẽ tự điều chỉnh quan niệm cho phù hợp. - Phần lớn học sinh cho rằng: để tổng hợp hai lực có giá đồng quy, ta có thể tịnh tiến hai lực đến một điểm sau đó áp dụng quy tắc hình bình hành. Nhưng sau khi biết được tác dụng của một lực lên một vật là không đổi khi trượt trên giá của chúng, học sinh sẽ tự điều chỉnh quan niệm từ đó biết được cách tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trên cơ sở đó tiến hành thí nghiệm để đưa ra điều kiện cân bằng của một chịu tác dụng của ba lực không song song. III. Chuẩn bị 1. Giáo viên: a. Điều tra quan niệm của học sinh (đã thực hiện ở mục 2.5) b. Xây dựng phương án dạy học dựa trên việc phân tích phiếu điều tra - Kiến thức thông báo: khái niệm vật rắn, trạng thái quay đều là trạng thái cân bằng. - Kiến thức thảo luận, bổ sung: Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song. - Kiến thức học sinh tự tìm tòi: Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng. c. Các thí nghiệm và dụng cụ thí nghiệm - Thí nghiệm 1: Xem trang 34 - Thí nghiệm 2 : Xem trang 35 - Thí nghiệm 3 : Xem trang 35 d. Nội dung ghi bảng (dự kiến) Bài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song I. Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực 1. Thí nghiệm: Đường thằng AB mang vecto lực F gọi là giá của lực F . 2. Điều kiện cân bằng: Muốn cho một vật chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng thì hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. 21 FF   3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng, bằng thực nghiệm Bước 1: Buộc dây vào một điểm trên vật rồi treo lên. Vẽ một đường đi qua sợi dây. Bước 2: Buộc dây vào một điểm khác, tương tự vẽ một đường đi qua sợi dây. Bước 3: Giao điểm của hai đường trên là trọng tâm của vật. Chú ý: Trọng tâm của các vật phẳng, mỏng, đồng chất có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật. II. Cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song 1. Thí nghiệm: Nhận xét: Ba lực không song song tác dụng lên vật rắn cân bằng có giá đồng phẳng và đồng quy. 2. Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng phẳng và đồng quy Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy tác dụng lên một vật rắn, trước hết ta phải trượt hai vecto lực đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực. 3. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song - Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy. - Hợp của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba. III. Vận dụng e. Các phiếu học tập PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 - BÀI 17 SGK VL 10 Nhóm HS: Lớp: Trường : 1. Một vật chịu tác dụng của hai lực đồng quy sẽ cân bằng khi: A. Hai lực có cùng độ lớn. B. Hai lực cùng độ lớn, cùng phương, cùng chiều. C. Hai lực cùng phương, ngược chiều D. Hai lực cùng phương, cùng độ lớn, ngược chiều. 2. Khi chịu tác dụng của hai lực cân bằng, các vật A. sẽ đứng yên. B. sẽ chuyển động. C. sẽ chuyển động nếu ban đầu nó chuyển động. D. sẽ đứng yên nếu ban đầu nó chuyển động. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 - BÀI 17 SGK VL 10 Nhóm HS: Lớp: Trường : 1. Trọng tâm của vật là gì? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………… 2. Để xác định vị trí trọng tâm của vật mỏng, phẳng ta làm như sau: Bước1:…………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… Bước2…………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………… Bước 3: …………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………… PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 - BÀI 17 SGK VL 10 Nhóm HS: Lớp: Trường : Sau khi làm thí nghiệm tìm trọng tâm, nhóm………… rút ra kết luận: 1. Trọng tâm của vật rắn hình chữ nhật đồng chất nằm tại: …………………………………………………………………………… 2. Trọng tâm của vật rắn hình tròn đồng chất nằm tại: …………………………………………………………………………… 3. Trọng tâm của vật rắn hình thoi đồng chất nằm tại: …………………………………………………………………………… 4. Trọng tâm của vật rắn hình tam giác đồng chất nằm tại: …………………………………………………………………………… 5. Nói rằng trọng tâm của vòng nhẫn nằm trên vòng nhẫn là đúng hay sai? ……………………………………………………………………………… 6. Trọng tâm của vật rắn nhất thiết hay không nhất thiết phải nằm trên vật đó? …………………………………………………………………………………… PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4 - BÀI 17 SGK VL 10 HS: Lớp: Trường : 1. Phát biểu nào sau đây là SAI khi nói về vị trí trọng tâm của một vật? A. Phải là một điểm của vật. B. Có thể trùng với tâm đối xứng của vật. C. Có thể ở trên trục đối xứng của vật. D. Phụ thuộc vào sự phân bố khối lượng. 2. Vật nào có tâm đối xứng nên trọng tâm của vật trùng với điểm này? A. Hình trụ. B. Hình tròn. C. Hình tứ giác D. Hình tam giác PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5 - BÀI 17 SGK VL 10 Nhóm HS: Lớp: Trường : 1. Sau khi làm thí nghiệm, nhóm….. rút ra kết luận: Tác dụng của một lực lên vật rắn là không đổi khi: ……………………………………………………………………………… 2. Một vật rắn chịu tác dụng của hai lực có giá đồng quy, các bước tiến hành tổng hợp lực là: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… 3. Một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song, để vât rắn cân bằng thì ba lực này phải thỏa mãn điều kiện: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… 4. Bài tập: Một quả cầu đồng chất có khối lượng 20 kg được treo vào tường nhờ một sợi dây. Dây làm với tường một góc 300. Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếp xúc của quả cầu với tường. Hãy xác định lực căng của dây và lực của tường tác dụng lên quả cầu. ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… PHIẾU HỌC TẬP SỐ 6 - BÀI 17 SGK VL 10 HS: Lớp: Trường : 1. Một vật có trọng tâm O chịu tác dụng của hai lực có giá đồng quy, cách tổng hợp lực nào sau đây là đúng? A. B. C. D. 2. Một vật được bố trí như hình vẽ : Vật nằm yên. Xác định lực căng dây T? A. B. C. 030,100  gm . N1 N5,0 N35,0 D. N3 2F  1F  F 1F  F  O 2F   O 2F  1F  F  O 1F  F  O 2F  2. Học sinh - Một số bìa mỏng, phẳng có dạng hình học đối xứng và hình dạng bất kỳ. - Ôn lại điều kiện cân bằng của chất điểm, gia tốc của vật. IV. Tiến trình dạy học 1. Giáo viên nêu ra những vấn đề cần giải quyết trong bài học Giáo viên chiếu cho HS xem một đoạn phim có hình ảnh một nghệ sĩ xiếc đi trên một sợi dây, trên đầu đội nhiều đĩa từ đó nêu câu hỏi nhận thức: làm thế nào để giữ cho chồng đĩa không đổ và người làm xiếc cũng không bị ngã xuống? Muốn trả lời được, chúng ta lần lượt trả lời những câu hỏi sau: - Nếu vật rắn chịu tác dụng của hai lực thì hai lực đó cần thỏa mãn điều gì? - Nếu vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song thì ba lực đó phải thỏa mãn điều gì? - Trọng tâm của vật rắn là gì và được xác định như thế nào? 2. Giáo viên tổ chức cho học sinh giải quyết các vấn đề đã nêu ra Vấn đề 1: Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Những trạng thái nào được gọi là trạng thái cân bằng? - Tổ chức cho học sinh thảo luận. Gợi ý: Xét gia tốc của vật khi vật ở trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động thẳng đều. - Kết luận: Ngoài trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động thẳng đều ra, trạng thái quay đều cũng được gọi là trạng thái cân bằng. - Giáo viên thông báo khái niệm vật rắn: là những vật có kích thước đáng kể và hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. - Khi chịu tác dụng của hai lực, vật rắn cân bằng khi nào? - Tổ chức cho học sinh thảo luận, suy ra: + Hai lực bằng nhau tác dụng vào một vật - Các nhóm thảo luận và bộc lộ quan niệm: + Trạng thái đứng yên + Trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động thẳng đều. - Học sinh thảo luận: + Khi vật ở trạng thái đứng yên: + Khi vật ở trạng thái chuyển động thẳng đều: 0  a 0  a => Trạng thái cân bằng là trạng thái mà gia tốc của vật bằng 0 - Lắng nghe, tiếp thu và lấy một vài ví dụ về vật rắn: khối sắt đang đặt trên bàn, chiếc xe ôtô đang chạy trên đường... - Học sinh bộc lộ quan niệm: + Hai lực có tổng độ lớn bằng không + Hai lực bằng nhau + Hai lực cùng phương, cùng độ lớn, ngược chiều. + Hai lực cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều - Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra hai quan niệm: thì vật sẽ chuyển động có gia tốc => vật không cân bằng. + Hai lực có tổng độ lớn bằng không suy ra hai lực này có cùng giá hoặc cùng phương. - Tổ chức cho học sinh làm thí nghiệm theo nhóm: + Giao dụng cụ thí nghiệm cho học sinh (thí nghiệm 1) + Yêu cầu học sinh thiết kế và tiến hành thí nghiệm với các dụng cụ được giao từ đó rút ra nhận xét. - Kết luận lại: Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. Việc tìm được điều kiện cân bằng có ý nghĩa rất lớn, từ điều kiện này tìm ra được phương pháp xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng thực nghiệm. - Phát phiếu học tập số 1 cho học sinh. + Hai lực cùng phương, cùng độ lớn, ngược chiều. + Hai lực cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều - Bố trí thí nghiệm (Hình 1 trang 35) + Vật rắn chịu tác dụng của hai lực cùng phương, cùng độ lớn và ngược chiều. =>Vật rắn không cân bằng mà quay cho đến khi hai lực có cùng giá. + Vật rắn chịu tác dụng của hai lực cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. =>Vật rắn cân bằng khi hai lực tác dụng vào vật có cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. - Trả lời vào phiếu học tập Vấn đề 2: Trọng tâm của vật rắn được xác định như thế nào? Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Đặt câu hỏi: Trọng tâm của vật rắn là gì? Nằm ở đâu? - Để biết được quan niệm nào đúng quan niệm nào sai => phải biết cách xác định trọng tâm. - Giáo viên đưa ra một vật phẳng, mỏng - Các nhóm thảo luận và đưa ra câu trả lời: + Là điểm đặt của trọng lực. + Nằm tại điểm chính giữa vật. + Nằm tại tâm hình học của vật rắn. + Nằm trên vật. - Học sinh làm việc theo nhóm và trả lời có hình dạng bất kỳ và nêu câu hỏi: Làm thế nào để xác định được trọng tâm của vật? Giáo viên phát phiếu học tập số 2. Gợi ý: Dựa vào điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực. - Giáo viên nhận xét và hợp thức hóa phương pháp xác định trọng tâm bằng thực nghiệm. - Phát phiếu học tập số 3 - Nhận xét và nhấn mạnh: Trọng tâm của một vật rắn có thể nằm ngoài vật hoặc nằm trên vật. - Phát phiếu học tập số 4. vào phiếu học tập thứ hai: Để xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng ta làm như sau: + Bước 1: Buộc dây vào một điểm trên vật rồi treo lên. Vẽ một đường đi qua sợi dây. + Bước 2: Buộc dây vào một điểm khác, tương tự vẽ một đường đi qua sợi dây. + Bước 3: Giao điểm của hai đường trên là trọng tâm của vật. (Hình 2 trang 35) - Một học sinh đại diện nhóm trình bày kết quả hoạt động của nhóm. - Các nhóm khác bổ sung nếu cần thiết. - Các nhóm học sinh làm thí nghiệm xác định trọng tâm của các vật phẳng, mỏng, đồng chất có dạng: hình chữ nhật, hình thoi, hình tròn, hình tam giác và trả lời phiếu học tập số 3. - Học sinh đại diện nhóm trình bày kết quả. - Các nhóm thảo luận để đưa ra câu trả lời hoàn chỉnh => Trọng tâm của một vật phẳng, mỏng, đồng chất có dạng hình học đối xứng nằm tại tâm đối xứng của vật - Mỗi học sinh hoàn thành phiếu học tập của mình. Vấn đề 3: Điều kiện cân bằng của vật rắn khi chịu tác dụng của ba lực không song song. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Đặt câu hỏi: Tác dụng của một lực lên một vật rắn không thay đổi khi nào? A. khi lực đó trượt trên giá của nó B. khi giá của lực quay một góc 900 C.khi lực đó dịch chuyển sao cho phương của lực không đổi D. khi độ lớn của lực không thay đổi nhưng phương của lực thay đổi. - Giáo viên tổ chức cho học sinh thảo luận và đưa ra phương án thí nghiệm để kiểm chứng. Gợi ý: sử dụng các dụng cụ ở thí nghiệm 1. - Phát phiếu học tập số 5 và yêu cầu học sinh trả lời câu 1. - Nhận xét và khẳng định kết quả của học sinh. - Làm thế nào để tổng hợp được hai lực có giá đồng quy? Gợi ý: Tác dụng của một lực lên một vật là không đổi khi lực đó trượt trên giá của chúng. - Giáo viên nhận xét và thể chế hóa cách tổng hợp hai lực có giá đồng quy. - Một vật chịu tác dụng của ba lực không song song, để vật cân bằng thì ba lực này - Các nhóm thảo luận sau đó bộc lộ quan niệm của nhóm (các nhóm có thể lựa chọn các phương án A, B, C, D khác nhau nhưng phần lớn sẽ chọn đáp án C, hoặc D theo như kết quả điều tra.) - Học sinh thảo luận nhóm và tiến hành thí nghiệm kiểm chứng với 4 trường hợp: Xét một vật rắn đang ở trạng thái cân bằng dưới tác dụng của hai lực, thay đổi một trong hai lực (Hình 1 trang 35) - Đại diện nhóm trả lời kết quả hoạt động nhóm: Tác dụng của một lực lên một vật là không đổi khi lực đó trượt trên giá của chúng. - Học sinh thảo luận đưa ra các bước để tổng hợp hai lực có giá đồng quy: + Bước 1: Trượt hai vecto lực trên giá của chúng đến điểm đồng quy. + Bước 2: Áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực. - Trả lời câu 2 của PHT số 5, đại diện nhóm trình bày kết quả trước lớp. - Các nhóm còn lại thảo luận, bổ sung nếu cần thiết. - 0321   FFF phải thỏa mãn điều kiện gì? - Giao dụng cụ thí nghiệm 3 cho học sinh. - Giáo viên nhận xét và thể chế hóa điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song. - Giáo viên nhận xét kết quả của các nhóm học sinh và phát phiếu học tập số 6. - Học sinh thảo luận và đưa ra phương án thí nghiệm kiểm chứng (Hình 3 trang 36): + Treo một vật có trọng lượng P đã biết trọng tâm bằng một lực kế F . + PF   + Thay F  bằng 21 , FF  sao cho vật vẫn giữ trạng thái cũ => PFFF  2 1 => Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song: + Ba lực phải có giá đồng phẳng và đồng quy. + Hợp của ba lực phải cân bằng với lực thứ ba. - Các nhóm trả lời câu 3 của PHT số 5 và trình bày kết quả của nhóm. - Học sinh vận dụng kiến thức đã học để làm câu 4 của PHT số 5. - Mỗi học sinh hoàn thành vào PHT số 6 của mình. V. Củng cố - Dặn dò - Nhắc lại điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song. - Các bước để xác định trọng tâm của một vật và cách tổng hợp hai lực có giá đồng quy. Bài 18. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT RẮN CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC Tiết 29 theo phân phối chương trình Vật lý 10 THPT ban cơ bản I. Mục tiêu 1. Kiến thức - Biết được tác dụng của một lực lên vật rắn có trục quay cố định. - Phát biểu được khái niệm momen lực và quy tắc momen lực và biết được đơn vị đo của momen lực. 2. Kỹ năng - Biết đề xuất giả thuyết và giải quyết vấn đề. - Biết phân tích để nắm được mục đích thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm. - Biết xác định cánh tay đòn của lực trong trường hợp bất kỳ. - Vận dụng quy tắc momen lực để xác định các lực tác dụng lên một vật có trục quay cố định. - Vận dụng khái niệm momen lực và quy tắc momen lực để giải thích một số hiện tượng và giải một số bài tập Vật lý cụ thể. 3. Thái độ - Tích cực, hứng thú, thích tìm tòi và tiến hành các thí nghiệm Vật lý - Khách quan, trung thực trong khi xử lý kết quả thí nghiệm. - Có tinh thần hợp tác, trao đổi trong học tập. II. Ý tưởng sư phạm - Chỉ 38,95% học sinh được khảo sát quan niệm rằng: lực có tác dụng làm vật quay quanh trục khi lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và không cắt trục quay. Còn đa số học sinh quan niệm sai về đặc điểm của lực làm quay vật như: lực có giá song song với trục quay, lực có giá cắt trục quay hoặc lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và cắt trục quay. Vận hành quan niệm sai để kiểm tra bằng thực nghiệm thì thấy mâu thuẫn: vật không quay. Như vậy, thí nghiệm đơn giản do học sinh tiến hành đã bác bỏ quan niệm sai đồng thời học sinh tự điều chỉnh để đưa ra quan niệm đún