Module 3.1 · Forces and motion (Lực và chuyển động)
Thuộc Package 3 · Explain with Models. Module khó nhất của cả môn, và độ khó không nằm ở toán.
Tôi giải thích được vì sao vật đứng yên, chuyển động, hay dừng lại, bằng các lực đang tác dụng lên nó.
| Unit | 4 |
| Mastery level | 1 tới 12 |
| Lớp (VN) | 1 tới 12 |
| Key concept chính | Forces (Lực) · Interaction (Tương tác) |
Learner bước vào module này đã mang sẵn một lý thuyết hoàn chỉnh về chuyển động, xây từ mười năm quan sát đời thật. Lý thuyết đó nói: muốn vật đi tiếp thì phải đẩy liên tục. Nó đúng trong thế giới có ma sát, nên nó rất khó bị lung lay.
Unit 1 · Pushes and pulls (Đẩy và kéo)
Tôi sẽ làm được chỉ ra lực đang tác dụng lên một vật, và nói lực đó do vật nào gây ra.
Mastery level 1-4 · Lớp 1-5 · Forces (Lực)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Nói "có lực" mà không chỉ ra được ai đẩy ai |
| Đạt | Chỉ ra được lực đẩy, lực kéo, và vật gây ra lực |
| Vững | Nhận ra lực luôn có hai vật, không có lực đơn độc |
Bằng chứng đạt. Learner vẽ được mũi tên lực lên hình một quyển sách nằm trên bàn, và nói rõ mặt bàn đang đẩy quyển sách lên.
Hiểu lầm thường gặp. Vật đứng yên thì không có lực nào. Nhưng quyển sách nằm yên đang chịu hai lực cân bằng, và nhận ra điều đó là bước đầu tiên rời khỏi trực giác.
Knowledge node. Lực · Lực đẩy và lực kéo · Trọng lực · Lực nâng của mặt tiếp xúc
Unit 2 · Why things stop (Vì sao vật dừng lại)
Tôi sẽ làm được giải thích vì sao vật đang chuyển động lại chậm dần và dừng.
Mastery level 4-8 · Lớp 5-9 · Forces (Lực) · Interaction (Tương tác)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Cho rằng vật dừng vì "hết lực" hoặc "hết đà" |
| Đạt | Chỉ ra ma sát và lực cản là nguyên nhân làm vật dừng |
| Vững | Dự đoán được vật sẽ đi xa hơn khi giảm ma sát, và kiểm chứng được |
Bằng chứng đạt. Learner thiết kế được cách làm cho một vật trượt xa hơn, chỉ bằng cách can thiệp vào ma sát.
Hiểu lầm thường gặp. Vật dừng vì lực trong nó cạn dần. Ý niệm "đà" như một thứ chứa trong vật rồi hết dần là mô hình rất tự nhiên và hoàn toàn sai. Chừng nào chưa thay nó bằng ma sát, learner sẽ dùng Newton trong bài thi và dùng "hết đà" trong đời.
Knowledge node. Ma sát · Lực cản không khí · Chuyển động chậm dần
Unit 3 · Force changes motion, not keeps it (Lực làm đổi chuyển động, không duy trì nó)
Tôi sẽ làm được hiểu rằng vật không cần lực để tiếp tục đi, chỉ cần lực để đổi cách nó đang đi.
Mastery level 6-11 · Lớp 7-12 · Forces (Lực) · Change (Biến đổi)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Tin rằng chuyển động cần lực duy trì |
| Đạt | Phát biểu và dùng được định luật I và II Newton |
| Vững | Dùng đúng mô hình đó để giải thích tình huống đời thật, không chỉ giải bài |
Bằng chứng đạt. Learner giải thích được vì sao người trên xe bus ngã về phía trước khi xe phanh, và giải thích bằng quán tính chứ không bằng "có lực đẩy tới trước".
Hiểu lầm thường gặp. Hiểu lầm ở đây không phải thiếu thông tin mà là hai mô hình cùng tồn tại: learner dùng Newton khi làm bài và dùng trực giác cũ khi nghĩ về đời thật, mà không thấy hai cái mâu thuẫn. Chỉ dạy công thức không đụng được vào chuyện này.
Knowledge node. Định luật I Newton · Quán tính · Định luật II Newton · Hợp lực
Unit 4 · Motion in two dimensions (Chuyển động trong mặt phẳng)
Tôi sẽ làm được tách một chuyển động phức tạp thành hai chuyển động đơn giản theo hai phương.
Mastery level 9-12 · Lớp 10-12 · Movement (Chuyển động) · Models (Mô hình)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Xử lý chuyển động cong như một thứ không tách được |
| Đạt | Phân tích thành hai thành phần vuông góc và xử lý riêng |
| Vững | Nhận ra hai thành phần độc lập với nhau, và dùng điều đó để dự đoán |
Bằng chứng đạt. Learner dự đoán đúng rằng viên bi bắn ngang và viên bi thả rơi từ cùng độ cao chạm đất cùng lúc, và giải thích được.
Hiểu lầm thường gặp. Vật đang bay ngang thì rơi chậm hơn, vì nó còn đang bận đi ngang. Thí nghiệm hai viên bi phá hiểu lầm này trong hai giây, và nó là ngữ liệu rẻ nhất cho cả unit.
Knowledge node. Phân tích lực · Chuyển động ném ngang · Tính độc lập của các thành phần
Dạy module này theo kiểu IB
Concept-based. Khái niệm dẫn dắt là Forces: lực không phải thứ chứa trong vật, mà là mô tả tương tác giữa hai vật.
Inquiry. Khuôn giảm ma sát dần, thiết kế riêng để đánh vào unit 3:
Đẩy một hộp trên mặt bàn nhám, ghi quãng đường trượt
↓
Lặp lại trên mặt nhẵn, rồi trên đệm khí hoặc bi lăn
↓
Vẽ đồ thị: ma sát giảm thì quãng đường thế nào?
↓
"Nếu ma sát bằng KHÔNG thì vật đi được bao xa?"Câu cuối là toàn bộ mục đích của khuôn này. Learner tự ngoại suy tới vô hạn và tự phát biểu ra định luật I Newton, thay vì nhận nó như một điều phải tin ngược với mọi thứ mình từng thấy.