Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học chương động lực học vật rắn vật lý 12 chương trình sáng tạo luận

Bài tập về sáng tạo vật lý về lý thuyết cũng nhưthực tiễn vận dụng dạy học ở Trung học phổ thông nước ta mới chỉ được quantâm trong hoạt động bồi dưỡng học sinh giỏi, còn các hình thức d

NguyÔn Xu©n Lu©n

LUËN V¡N TH¹C SÜ GI¸O DôC HäC

- Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Đình

Thước - người thầy, người hướng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ tôi trong

quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn này

- Cơ sở đào tạo Sau đại học, trường Đại học Vinh; Hội đồng khoa họcchuyên ngành LL&PPDH bộ môn Vật lí đã giúp đỡ tôi trong thời gian qua

- Lãnh đạo trường THPT Lương Đắc Bằng, Sở GD - ĐT Thanh Hóa đãtạo điều kiện thuận lợi cho tôi học tập, nghiên cứu và thực nghiệm sư phạm.Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng luận văn sẽ không tránh khỏi nhữngthiếu sót, kính mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn thêm của Hội đồng chấmluận văn, thầy cô và bạn đọc

Vinh, ngày 20 tháng 12 năm 2011

lực sáng tạo là vấn đề hưng vong của mỗi quốc gia trong nền kinh tế thị trườngcạnh tranh quyết liệt hiện nay Muốn cạnh tranh và phát triển thì phải sáng tạo.

Chính vì vậy việc rèn luyện và phát triển năng lực tư duy sáng tạo chongười lao động phải được tiến hành ngay từ khi họ còn ngồi trên ghế trườngphổ thông, đó là một nhiệm vụ quan trọng của các nhà sư phạm

Bài tập sáng tạo là một công cụ để rèn luyện, bồi dưỡng tư duy sáng tạocủa học sinh trong dạy học Bài tập về sáng tạo vật lý về lý thuyết cũng nhưthực tiễn vận dụng dạy học ở Trung học phổ thông nước ta mới chỉ được quantâm trong hoạt động bồi dưỡng học sinh giỏi, còn các hình thức dạy học khác,bài tập sáng tạo còn chưa được quan tâm trong quá trình dạy học vật lí ở bậctrung học phổ thông

Vật rắn được ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống Lí thuyết về vật rắntrong khoa học cho đến nay có thể nói là đã hoàn thiện Ở cấp độ vật lí phổthông thì lượng kiến thức về điện học trong sách giáo khoa vật lí chỉ mới làkiến thức cơ sở, nhưng thực tế xung quanh các em vật rắn có mặt khắp mọi nơi

và có nhiều ứng dụng, vì vậy có rất nhiều câu hỏi đặt ra cho các em Để giúpcác em có cách tư duy sáng tạo để tự tìm ra lời giải đáp cho mình Tôi thấy việcnghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học chương

“Động lực học vật rắn ” vật lí lớp 12 chương trình nâng cao ngoài việc giúp họcsinh hiểu sâu sắc hơn về chuyển động của vật rắn, nó còn giúp học sinh pháttriển năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết các tình huống khác nhaucủa về cùng một vấn đề, từ đó trở thành con người năng động sáng tạo trongcông việc là nguồn lực cho đất nước trong thời kì hội nhập quốc tế

Xuất phát từ lí do nói trên tôi chọn đề tài nghiên cứu “Xây dựng hệ

thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học chương ‘Động lực học vật rắn’ vật

lí 12 chương trình nâng cao”.

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu và xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo, phương án sử dụngvào dạy học chương “Động lực học vật rắn” lớp 12 chương trình nâng caonhằm góp phần phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh.

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng

- Quá trình dạy học Vật lí THPT

- Lí luận về tư duy sáng tạo, dạy học sáng tạo, bài tập sáng tạo

3.2 Phạm vi

- Quá trình dạy học chương “Động lực học vật rắn” vật lý nâng cao

- Các bài tập sáng tạo dạy học chương “Động lực học vật rắn”

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được hệ thống bài tập sáng tạo về động lực học vật rắn

đảm bảo tính khoa học và biết sử dụng vào dạy học một cách hợp lý có thể pháttruyển được tư duy sáng tạo, nâng cao chất lượng học tập của học sinh tronghọc tập

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận về phát truyển tư duy sáng tạo của học sinh trong

dạy học vật lí

5.2 Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí THPT.5.3 Nghiên cứu mục tiêu, nội dung dạy học chương “Động lực học vật rắn” vật

lí lớp 12 chương trình nâng cao

5.4 Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập vật lí 12 nâng cao chương “ Động lựchọc vật rắn”

5.5 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Động lực học vật rắn”

5.6 Đề xuất các phương án dạy học sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học vậtlí

5.7 Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

- Cơ sở lí luận về năng lực tư duy sáng tạo, dạy học sáng tạo và bài tậpsáng tạo.

- Lý thuyết xây dựng hệ thống các bài tập sáng tạo dùng cho dạy họcchương

“Động lực học vật rắn” vật lí lớp 12 chương trình nâng cao

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Điều tra thực trạng dạy học bài tập vật lí 12 nâng cao chương “Độnglực học vật rắn” ở trường THPT

- Thực nghiệm sư phạm

7 Kết quả đóng góp của đề tài

- Xây dựng được hệ thống gồm 15 bài tập sáng tạo dùng cho dạy học chương “Động lực học vật rắn” lớp 12 chương trình nâng cao

- Đề xuất bốn hình thức dạy học sử dụng bài tập sáng tạo nhằm phát triểnnăng lực tư duy sáng tạo cho học sinh

8 Cấu trúc của luận văn

- Mục lục

- Mở đầu

- Nội dung luận văn gồm có 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận

Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học chương “Động lực học vật rắn” vật lí lớp 12 chương trình nâng cao

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT 1.1 Khái niệm về năng lực

1.1.1 Khái niệm

Trong khoa học tâm lý, người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lýriêng của cá nhân; nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹpmột loạt hoạt động nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kếtquả cao[25].

Người có năng lực về một hoạt động thuộc lĩnh vực nào đó thường bắttay vào thực hiện một hoạt động trong lĩnh vực đó dễ dàng hơn, sự tiến bộtrong hoạt động đó rất nhanh về cường độ và chất lượng hơn người không cónăng lực Người có năng lực ở mức độ cao bao giờ cũng thể hiện được tínhđộc lập và sáng tạo trong hoạt động

Năng lực gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo trong lĩnh vực hoạt động tươngứng Song kỹ năng, kỹ xảo liên quan đến việc thực hiện một loạt hành độnghẹp, chuyên biệt đến mức thành thạo, tự động hóa, máy móc Còn năng lựcchứa đựng yếu tố mới mẻ, linh hoạt trong hoạt động, có thể giải quyết nhiệm

vụ thành công trong nhiều tình huống khác nhau, trong một lĩnh vực hoạt độngrộng hơn [25] Thí dụ: Người có kỹ năng, kỹ xảo thì khi thực hiện các phép đomột đại lượng vật lí nào đó thì có thể thực hiện nhanh chóng, chính xác, khéoléo lắp rắp các thiết bị Còn với người có năng lực thực nghiệm thì ngoài việcthực hiện các phép đo còn đề xuất được giả thuyết, nêu được phương án thínghiệm kiểm tra, xử lý các số liệu đo lường để rút ra kết quả, giải thích, đánhgiá kết quả đo được, rút ra kết luận khái quát

1.1.2 Sự hình thành và phát triển năng lực

Theo [25]: Sự hình thành và phát triển năng lực của con người chịu tácđộng của nhiều yếu tố trong đó có yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủthể và yếu tố giao lưu xã hội

Yếu tố sinh học: Vai trò của di truyền trong sự hình thành năng lực Di

truyền tạo ra những điều kiện ban đầu để con người có thể hoạt động có kếtquả trong lĩnh vực nhất định Tuy nhiên, di truyền không thể quy định nhữnggiới hạn tiến bộ của xã hội loài người nói chung và của từng người nói riêng.Những đặc điểm sinh học mặc dầu có ảnh hưởng đến quá trình hình thành tài

năng, cảm xúc, sức khỏe, thể chất của con người, nhưng nó chỉ tạo nên tiền đềcủa sự phát triển năng lực Mặt khác, những tư chất được di truyền chỉ đặctrưng những lĩnh vực hoạt động hay sáng tạo cụ thể, do trình độ phát triển củanhững loại hình sản suất, khoa học, nghệ thuật… và như là hoạt động sáng tạocủa cá nhân quyết định Những tư chất có sẵn trong cấu tạo của não, trong các

cơ quan cảm giác, các cơ quan vận động và ngôn ngữ… là điều kiện để thựchiện có kết quả một hoạt động cụ thể Tuy nhiên sự thành công trong một lĩnhvực phần lớn phụ thuộc vào hoàn cảnh thực tiễn, vào lao động học tập, rènluyện cũng như vào tích lũy kinh nghiệm của cá nhân

Yếu tố hoạt động chủ thể: Như đã nói ở trên , năng lực không có sẵn

trong người Con người bằng hoạt động của chính mình mà chiếm lĩnh nhữngkinh nghiệm hoạt động của các thế hệ đi trước, biến thành năng lực của chínhmình

Yếu tố môi trường xã hội: Mỗi con người đều hoạt động trong một môi

trường xã hội nhất định Môi trường góp phần tạo nên động cơ, mục đích,phương tiện, hành động và đặc biệt cho hoạt động giao lưu, của mỗi cá nhânvới xã hội mà nhờ đó, cá nhân thu được kinh nghiệm xã hội loài người, biến nóthành của mình Cũng chính sự giao lưu với môi trường xã hội, con người mớibiết được hoạt động của mình có ý nghĩa như thế nào, có lợi ích như thế nào,

có phù hợp với thực tế không…Từ đó điều chỉnh hoạt động của mình để manglại hiệu quả ngày càng cao, năng lực ngày càng được phát triển

Vai trò của giáo dục, dạy học trong việc hình thành năng lực:

Giáo dục là một hoạt động chuyên môn của xã hội nhằm hình thành vàphát triển nhân cách của con người (trong đó có năng lực) theo những yêu cầucủa xã hội trong những giai đoạn lịch sử nhất định

Sự hình thành và phát triển năng lực của HS phải thông qua chính hoạtđộng của HS trong mối quan hệ với cộng đồng Chỉ có dạy học trong nhàtrường mới có khả năng tạo ra những hoạt động đa dạng, phong phú, cần thiết,

tạo điều kiện phát triển những năng lực khác nhau ở trẻ em, phù hợp với năngkhiếu bẩm sinh và yêu cầu của xã hội.

Chính trong dạy học có thể lựa chọn kỹ lưỡng những hình thức hoạtđộng Có sự định hướng chính xác sẽ giúp HS sớm nhận thức được những yêucầu của xã hội với hoạt động của mỗi người trong những lĩnh vực khác nhau.Như vậy, giáo dục, dạy học có thể mang lại những hiệu quả, những tiến

bộ của mỗi HS mà các yếu tố khác không thể có được Đặc biệt là dạy học cóthể đi trước sự phát triển, thúc đẩy sự phát triển

1.1.3 Khái niệm về tư duy

Trong các tài liệu về tâm lí học và lí luận dạy học vật lí nghiên cứu về tưduy ( hay trí tuệ) của học sinh thì khái niệm tư duy, tư duy vật lí, các đặc điểmcủa tư duy, các loại tư duy, trình bày khá sâu rộng.Theo tài liệu [23] chúng

ta có thể hiểu các vấn đề cụ thể như sau:

Tư duy là sự phản ánh trong bộ não con người những dấu hiệu bản chấtcủa sự vật và hiện tượng những mối quan hệ có tính quy luật giữa chúng

Trong quá trình tư duy, con người dùng các khái niệm Nếu cảm giác, tri giác,hiện tượng là những sự phản ánh các sự vật và hiện tượng cụ thể, riêng rẽ, thìkhái niệm là sự phản ánh những đặc điểm chung, bản chất của một loại sự vật

và hiện tượng giống nhau

- Tư duy phản ánh thực tế một cách khái quát vì nó phản ánh nhữngthuộc tính của hiện thực thông qua các khái niệm mà các khái niệm lại táchkhỏi những sự vật cụ thể, những cái chứa đựng những thuộc tính đó

- Tư duy phản ánh hiện thực một cách gián tiếp vì nó thay thế nhữnghành động thực tế với chính các sự vật bằng các hành động tinh thần vớinhững hình ảnh của chúng Tư duy cho phép giải quyết những nhiệm vụ thực

tế thông qua hoạt động tinh thần (lí luận) bằng cách dựa trên những tri thức vềcác thuộc tính và các mối quan hệ của các sự vật được củng cố trong các kháiniệm

1.1.4 Các đặc điểm của tư duy

- Tính có vấn đề của tư duy

- Tư duy có liên hệ mật thiết với nhận thức cảm tính

- Tính trừu tượng và khái quát của tư duy

- Tính gián tiếp của tư duy

- Tư duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ

1.1.5 Các loại tư duy

Có nhiều cách phân loại tư duy, dựa theo những dấu hiệu khác nhau.Trong dạy học vật lí, người ta quan tâm đến các loại tư duy chủ yếu sau:

- Tư duy kinh nghiệm

- Tư duy lí luận

- Tư duy logic

- Tư duy vật lí

1.1.6 Các mức độ của tư duy

Tư duy con người có thể chia thành hai mức độ:

*Tư duy tái tạo

Là tái tạo những mối liên hệ đã biết hoặc nhận thức các liên hệ đó theonhững dấu hiệu đã biết

*Tư duy sáng tạo

Là tư duy tạo ra tri thức mới không có mẫu sẵn Trong quá trình học tập,nhận thức của học sinh thường ở mức độ tư duy tái tạo, thì sản phẩm của nó sẽ

là những con người có thể hiểu biết thế giới chứ không thể cải tạo thế giới.Còn tư duy sáng tạo thường xuất hiện trong quá trình nghiên cứu KH của cácnhà KH Vì thế để sản phẩm của quá trình dạy học là những con người năngđộng, sáng tạo, hiểu biết và có thể cải tạo được thế giới thì trong quá trình dạyhọc, cần phải bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh Để làm được điều đóchúng ta phải tạo ra các tình huống dạy học mô phỏng quá trình nhận thức củacác nhà khoa học

1.2 Khái niệm về sáng tạo

Quan điểm triết học cho rằng: “ Sáng tạo là quá trình hoạt động của conngười tạo ra những giá trị vật chất, tinh thần mới về chất Các loại hình sángtạo được xác định bởi đặc trưng nghề nghiệp như khoa học, kỹ thuật, văn học,nghệ thuật, Có thể nói sáng tạo có mặt trong mọi lĩnh vực của thế giới vậtchất và tinh thần

Theo tâm lý học: “Sáng tạo, đó là năng lực tạo ra những giải pháp mớihoặc duy nhất cho một vấn đề thực tiễn và hữu ích”

Theo định nghĩa trong từ điển tiếng Việt thì: “Sáng tạo là tìm ra cái mới,cách giải quyết mới, không bị gò bó, phụ thuộc vào cái đã có” Sự sáng tạothường xuất hiện trước tiên ở dạng ý tưởng, dạng tư duy diễn ra trong óc conngười Sau đó năng lực sáng tạo cho phép thực hiện ý tưởng, biến ý tưởngthành hiện thực thông qua một chuỗi hành động cụ thể

Các nhà tâm lý học đã cho biết: Sáng tạo là một tiềm năng vốn có trongmỗi con người, khi gặp dịp thì bộc lộ, cần tạo cho học sinh có những cơ hội đó,mỗi người có thể luyện tập để phát triển óc sáng tạo trong lĩnh vực hoạt độngcủa mình Tính sáng tạo thường liên quan đến tính tự giác, tích cực, chủ động,độc lập, tự tin Sự sáng tạo là hình thức cao nhất của tính tích cực, độc lập củacon người Người có tư duy sáng tạo không chịu suy nghĩ theo lề thói chung,không bị ràng buộc bởi những quy tắc hành động cứng nhắc đã được học

1.2.1 Năng lực tư duy sáng tạo

Năng lực sáng tạo là khả năng sáng tạo những giá trị mới về vật chất vàtinh thần, tìm ra được cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thànhcông những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới

Năng lực sáng tạo biểu hiện rõ nét nhất ở khả năng tư duy sáng tạo-làđỉnh cao nhất của hoạt động trí tuệ của con người Tư duy sáng tạo là hạt nhâncủa sự sáng tạo cá nhân đồng thời nó cũng là mục tiêu cơ bản của giáo dục, nóđược xác định bởi chất lượng hoạt động trí tuệ ở mức độ cao với các phẩmchất quan trọng như: tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính độc đáo, tính nhạycảm, Đối với học sinh, năng lực tư duy sáng tạo trong Vật lí thể hiện ở sự

quan sát hiện tượng, phân tích hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơngiản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ và sự phụ thuộc xác định, tìm

ra mối quan hệ giữa mặt định tính và mặt định lượng của các hiện tượng và cácđại lượng vật lí, dự đoán các kết quả mới từ lý thuyết và áp dụng những kiếnthức khái quát thu được vào thực tiễn

1.2.2 Những biểu hiện năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong học tập

1.2.2.1 Đặc điểm cơ bản của hoạt động sáng tạo trong học tập

Để rèn luyện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập nói chung,trong học tập vật lý nói riêng cần phải xét tới đặc điểm tâm lý của quá trìnhsáng tạo Một trong những đặc điểm quan trọng của hoạt động sáng tạo là tínhmới mẻ của sản phẩm Trong thực tế nếu chỉ coi là có tính sáng tạo những hoạtđộng nào mà kết quả của nó là những sản phẩm mới một cách khách quan thìcoi như không tổ chức được loại hoạt động đó trong quá trình dạy học Theoquan điểm tâm lý học, sản phẩm mới mẻ có tính chất chủ quan đóng vai tròquan trọng đối với hoạt động học tập sáng tạo Tính chủ quan của cái mới đượcxem như dấu hiệu đặc trưng của quá trình sáng tạo, cho ta khả năng định h-ướng hoạt động sáng tạo của học sinh Cái mới và cái chưa biết của học sinh

có thể và cần phải là cái đã biết đối với giáo viên, nhưng cũng có thể là cái màgiáo viên chưa biết (ví dụ như lời giải độc đáo của một bài tập) Tuy nhiên đó

là điều kiện cần thiết nhưng chưa đủ Đặc trưng tâm lý quan trọng của sáng tạo

có bản chất hai mặt: chủ quan và khách quan Tính chủ quan xét theo quanđiểm của người nhận thức mà trong đầu đang diễn ra quá trình sáng tạo, thểhiện ở chỗ các sản phẩm sáng tạo còn mang tính chủ quan Tính khách quanxét theo quan điểm của người nghiên cứu quá trình sáng tạo đó với tư cách là

sự tác động qua lại của ba yếu tố: tự nhiên, ý thức con người và các hình thứcphản ánh của tự nhiên vào ý thức con người

Vậy những đặc trưng cơ bản của quá trình sáng tạo trong học tập nóichung và học tập vật lý nói riêng là tính mới mẻ chủ quan của sản phẩm, tínhbất ngờ chủ quan của phỏng đoán, tính ngẫu nhiên chủ quan của phát kiến.

1.2.2.2 Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập

Năng lực sáng tạo khoa học của mỗi cá nhân thể hiện ở chỗ cá nhân đó

có thể mang lại những giá trị mới, những sản phẩm mới quý giá đối với nhânloại

Đối với học sinh, năng lực sáng tạo trong học tập chính là năng lực biết giảiquyết vấn đề học tập để tìm ra cái mới ở một mức độ nào đó thể hiện đượckhuynh hướng, năng lực, kinh nghiệm của cá nhân học sinh Học sinh sáng tạocái mới đối với chúng nhưng thường không có giá trị xã hội Để có sáng tạo,chủ thể phải ở trong tình huống có vấn đề, tìm cách giải quyết mâu thuẫn nhậnthức hoặc hành động và kết quả là đề ra được phương án giải quyết khônggiống bình thường mà có tính mới mẻ đối với học sinh (nếu chủ thể là họcsinh) hoặc có tính mới mẻ đối với loài người (chủ thể là nhà nghiên cứu)

Tóm lại đối với học sinh, năng lực sáng tạo trong học tập là năng lực tìm

ra cái mới, cách giải quyết mới, năng lực phát hiện ra điều chưa biết, chưa có

và tạo ra cái chưa biết, chưa có, không bị gò bó phụ thuộc vào cái đã có Nănglực sáng tạo không phải chỉ là bẩm sinh mà được hình thành và phát triển trongquá trình hoạt động của chủ thể Bởi vậy muốn hình thành năng lực sáng tạocho học sinh, giáo viên phải rèn luyện cho học sinh thói quen nhìn nhận mỗi sựkiện dưới những góc độ khác nhau, biết đặt ra nhiều giả thuyết khi giải thíchmột hiện tượng, biết đề xuất nhiều phương án khác nhau khi giải quyết mộttình huống Cần giáo dục cho học sinh không vội vã bằng lòng với giải phápđầu tiên được đề xuất, không suy nghĩ cứng nhắc theo quy tắc lý thuyết đã đ-ược học trước đó, không vận dụng máy móc những mô hình hành động đã gặptrong sách vở để xử lý trước những tình huống mới Đây là những biểu hiện về

sự linh hoạt, sự mới mẻ trong tư duy sáng tạo của học sinh

1.2.2.3 Những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập

Năng lực sáng tạo gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo và vốn hiểu biết của chủ thểtrong bất cứ lĩnh vực hoạt động nào Càng thành thạo và có vốn kiến thức sâurộng thì càng nhạy bén trong dự đoán, đề ra được nhiều dự đoán, nhiều phương

án để lựa chọn, tạo điều kiện cho trực giác phát triển Năng lực sáng tạo củahọc sinh chỉ được phát triển qua hành động thực tế như: trong chiếm lĩnh trithức vật lí, vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng vật lí, làm thínghiệm và giải các bài tập vật lí trong các tình huống khác nhau

Từ những đặc điểm cơ bản của hoạt động sáng tạo trong học tập Theo [20]

có thể đưa ra những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh như sau:

- Năng lực tự chuyển tải tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen biết sang tìnhhuống mới, vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện, hoàn cảnh mới

- Năng lực nhận thức vấn đề mới trong điều kiện quen biết (tự đặt câu hỏimới cho mình và cho mọi người về bản chất của các tình huống, sự vật) Nănglực nhìn thấy chức năng mới của đối tượng quen biết

- Năng lực nhìn thấy cấu trúc của đối tượng đang nghiên cứu Thực chất là:Bao quát nhanh chóng các bộ phận, các yếu tố của đối tượng trong mối tươngquan giữa chúng với nhau

- Năng lực đề xuất các giải pháp khác nhau khi phải xử lý một tình huống.Khả năng huy động các kiến thức cần thiết để đưa ra các giả thiết hay các dựđoán khác nhau khi phải lý giải một hiện tượng

- Năng lực xác nhận bằng lý thuyết và thực hành các giả thuyết Năng lựcbiết đề xuất các phương án thí nghiệm hoặc thiết kế các sơ đồ thí nghiệm đểkiểm tra giả thuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết hoặc để đo một đại lượngvật lí nào đó với hiệu quả cao nhất trong những điều kiện đã cho

- Năng lực nhìn nhận một vấn đề dưới góc độ khác nhau, xem xét đối tượng

ở những khía cạnh khác nhau, đôi khi mâu thuẫn nhau Năng lực tìm ra cácgiải pháp lạ Chẳng hạn như đối với bài tập vật lí có nhiều cách nhìn đối vớiviệc tìm kiếm lời giải, năng lực kết hợp nhiều phương pháp giải bài tập để tìmmột phương pháp giải mới độc đáo

1.2.2.4 Các yếu tố cần thiết cho việc rèn luyện năng lực sáng tạo của học

sinh trong học tập.

Với mục đích giúp học sinh phát triển được tính sáng tạo trong học tậpthì trước hết người giáo viên phải nắm được các yếu tố cần thiết cho việc bồidưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua hoạt động dạy học Cụthể các yêu tố đó là:

* Yếu tố thứ nhất: Là “hứng thú” - Đây là yếu tố quan trọng để có thể

nảy sinh sáng tạo Cho nên, ngay từ khi đang ngồi trên ghế nhà trường muốnrèn luyện cho học sinh tư duy sáng tạo thì đòi hỏi người giáo viên phải cóphương pháp giảng dạy sao cho học sinh có hứng thú học tập Đặc biệt trongviệc ra bài tập, việc hướng dẫn học sinh giải bài tập bằng các câu hỏi địnhhướng tư duy phải tạo được cho học sinh nhu cầu giải quyết mạnh mẽ Hứngthú sẽ gây ra sáng tạo và sáng tạo lại thúc đẩy hứng thú mới Học sinh cần cóhứng thú nhận thức cao, cần có khát khao nhận thức cái mới và vận dụng cáimới vào thực tế

* Yếu tố thứ hai: Học sinh phải có “kiến thức cơ bản” vững chắc Một

quá trình sáng tạo bất kỳ bắt đầu từ sự tái hiện cái đã biết Tâm lý học hiện đạikhông phủ nhận vai trò của trí nhớ Dĩ nhiên chỉ ghi nhớ đơn thuần, không biếtsuy nghĩ vận dụng sáng tạo thì đó là kiến thức chết, vô dụng Người học sinhvận dụng những tri thức đã biết vào tình huống mới, vào giải thích các hiện t-ượng, các quá trình vật lý trong các trường hợp khác nhau

* Yếu tố thứ ba: Học sinh phải có tính “nghi ngờ khoa học” Mỗi bài

tập đa ra giải quyết luôn đặt câu hỏi “ Cách làm này hay phương án thí nghiệmnày đã tối ưu chưa?” “Còn có cách giải quyết nào nữa không?”

* Yếu tố thứ tư: Học sinh cần phải có “khả năng tư duy độc lập” Đó là

khả năng của con người trong việc tự xác định phương hướng hoạt động, ýthức tự giác suy nghĩ của mình trong tình huống mới, tự phát hiện và nỗ lựctìm ra vấn đề cần giải quyết, tự tìm ra con đường giải quyết và thực hiện nó

Khả năng định hướng hoạt động của học sinh là điều kiện tiên quyết của sựphát triển tính tích cực sáng tạo của họ.

Trong quá trình giảng dạy giáo viên cần luôn chú ý tới những phát hiệnmới của học sinh để giúp họ phát triển những ý tưởng độc đáo của mình Cónhư vậy mới phát huy được khả năng sáng tạo của học sinh Vậy điều kiện đểhoàn thành các phát kiến càng được chuẩn bị tốt bao nhiêu thì tính chủ độngsáng tạo càng được nâng cao bấy nhiêu

1.3 Bài tập sáng tạo và biện pháp bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh

1.3.1 Cơ sở lý thuyết của bài tập sáng tạo.

Cơ sở lý thuyết của bài tập sáng tạo trong dạy học Vật lí là sự giốngnhau về bản chất của hoạt động nhận thức khoa học vật lí và hoạt động học tậpvật lí, bản chất đó thể hiện tính mới mẻ trong nhận thức Nhà vật lí học “cáimới” ông tìm ra là phát minh khoa học mà nhân loại chưa một ai biết, còn họcsinh khám phá “cái mới” đối với bản thân mình, và “cái mới” là bản chất của

sự sáng tạo Quá trình nhận thức sáng tạo vật lý được Razumôpxki trình bàytheo chu trình sau:

Quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm 4 giai đoạn như trên Tiên

đề của quá trình nhận thức là các sự kiện thu được trong quá trình quan sát tìmhiểu thế giới Từ đó nhà nghiên cứu đưa ra một hoặc một số mô hình chung vềbản chất của sự kiện đó Từ những giả thiết (mô hình) này nhà nghiên cứu cóthể đưa ra tiên đoán về một số sự kiện khác nữa có thể xảy ra mà tại thời điểm

đó nhà nghiên cứu chưa biết (hệ qủa logic) Tính đúng đắn của hệ quả rút racần được kiểm tra bằng thực nghiệm Nếu kết quả kiểm tra đúng thì giả thuyếtđược công nhận đúng và trở thành tri thức khoa học Nếu hệ quả sai thì chứng

tỏ giả thuyết sai và phải thay đổi giả thuyết và quá trình được lặp lại như trên

Trong 4 giai đoạn trên, khó khăn nhất và đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất làgiai đoạn từ những sự kiện khởi đầu đề xuất mô hình giả thuyết và giai đoạn đ-

ưa ra phương án thực nghiệm để kiểm tra hệ quả suy ra từ mô hình giả thuyết.Trong hai giai đoạn này không có con đường suy luận logic mà chủ yếu dựavào trực giác, ở đây tư duy trực giác giữ vai trò quan trọng bắt buộc phải đưa

ra một phỏng đoán mới, một giải pháp mới chưa hề có, một hoạt động sáng tạothực sự

Bài tập sáng tạo về vật lí là bài tập mà giả thuyết không có thông tin đầy

đủ liên quan đến hiện tượng quá trình vậy lí, có những đại lượng vật lí được ẩndấu, điều kiện bài toán không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp vềangôrít giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng

Trên thực tế khó có thể có được một tiêu chuẩn thống nhất nào về vấn đềphân loại bài tập vật lý Nói cách khác sự phân loại bài tập vật lý bao giờ cũngmang tính tương đối, vì trong bất kỳ loại bài tập nào cũng chứa đựng một haynhiều loại khác Tuy nhiên người ta có thể căn cứ vào những đặc điểm, dấuhiệu cơ bản để phân loại theo: nội dung, mục đích dạy học, phương thức chođiều kiện hay phương thức giải, đặc điểm và phương pháp nghiên cứu vấn đề,theo mức độ khó dễ

Nếu căn cứ tính chất của quá trình tư duy khi giải bài tập là tính chất táihiện hay tính chất sáng tạo có thể chia thành hai loại: Bài tập luyện tập và bàitập sáng tạo

1.3.2 Phân biệt bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo

Bài tập luyện tập: Là những bài tập được dùng để rèn luyện cho học

sinh kỹ năng áp dụng được những kiến thức xác định để giải bài tập theo mộtkhuôn mẫu đã có Loại bài tập này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh

Tính chất tái hiện của tư duy thể hiện ở chỗ: Học sinh so sánh bài tập cần giảivới các dạng bài tập đã biết và huy động cách thức giải đã biết, trong đề bàicác dữ kiện đã hàm chứa angôrít giải.

Bài tập sáng tạo: Đây là loại bài tập dùng cho việc bồi dưỡng các phẩm

chất của tư duy sáng tạo là: tính linh hoạt, tình mềm dẻo, tính độc đáo, nhạycảm Tính chất sáng tạo thể hiện ở chỗ không có angôrít cho việc giải bài tập,

đề bài che dấu dữ kiện khiến người giải liên hệ tới một angôrít đã có Với bàitập sáng tạo người giải phải vận dụng kiến thức linh hoạt và sáng tạo trongnhững tình huống mới, phát hiện điều mới, phải có những đề xuất độc lập mới

mẻ, không thể suy luận một cách đơn thuần từ kiến thức đã học

Có thể phân biệt bài tập vật lý sáng tạo và bài tập luyện tập dựa theo bảng so sánh sau đây:

Bài tập luyện tập Bài tập sáng tạo

Nội dung bài toán có thể cho biết đến

- Đã có angôrit giải

- Áp dụng mối quan hệ giữa các đại

lượng đã cho tìm đại lượng mới

- Bài tập theo mẫu

- Tình huống quen biết

1.3.3 Vai trò của bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí.

Bài tập sáng tạo giữ một vai trò to lớn trong việc rèn luyện bồi dưỡng, pháttriển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vậy lí Bởi vì chính bài tậpsáng tạo giúp cho học sinh trong việc khắc sâu nội dung kiến thức, giúp họtrong việc đào sâu và xây dựng các mối liên hệ giữa các bộ phận kiến thức vớinhau Nhờ đó mà kiến thức vật lí trở nên sống động, có ý nghĩa trong việc giảiquyết những vấn đề thực tiễn đặt ra

Khi nghiên cứu tài liệu mới, bài tập sáng tạo có vai trò nêu ra được vấn

đề cần giải quyết, đặt học sinh vào tình huống có vấn đề, học sinh ở giữa mâuthuẫn giữa cái đã biết và cái chưa biết Nhờ vậy mà tạo hứng thú kích thíchđộng cơ suy nghĩ của học sinh Như vậy giải bài tập sáng tạo đã luyện, tập chohoc sinh tư duy đề xuất các dự đoán, xây dựng giả thuyết khoa học, tạo điềukiện cho trực giác khoa học phát triển

Đối với nhiệm vụ phát triển năng lực nhận thức cho học sinh: Bài tậpsáng tạo là phương tiện rất quan trọng Thông qua việc giải bài tập sáng tạo màhọc sinh có được khả năng hình thành và phát triển các thao tác tư duy nhưphân tích, so sánh, tổng hợp và khái quát hoá, biết lập kế hoạch giải quyết trọnvẹn một vấn đề Bài tập sáng tạo không những giúp cho học sinh luyện tập chomình khả năng dự đoán mà còn tự luyện tập được khả năng đề xuất các phư-ơng án kiểm tra dự đoán, các phương án thực thi các mô hình trừu tượng đưa

ra Như thế có nghĩa là bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm - ương pháp đặc thù của vật lí học

ph-Đối với nhiệm vụ giáo dục tư tưởng đạo đức và nhân cách cho học sinh:Bài tập sáng tạo cũng là phương tiện giúp cho học sinh rèn luyện được nhữngphẩm chất tâm lý quan trọng như sự kiên trì, nhẫn nại, có tính kế hoạch tronghoạt động nhận thức, tính chính xác khoa học, kích thích hứng thú học tập bộmôn vật lí nói riêng và học tập nói chung

Đối với nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp: Bài tậpsáng tạo cũng góp phần đáng kể Nhiều bài tập có nội dung kỹ thuật, bài tậpgắn với thực tế và bài tập thí nghiệm có tác dụng giúp cho học sinh củng cốđược kỹ năng thực hành, những hiểu biết cần thiết theo nội dụng của giáo dục

kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp

Đối với khâu kiểm tra đánh giá và tự kiểm tra đánh giá việc nắm vữngtri thức, kỹ năng, kỹ xảo của học sinh có một ý nghĩa rất quan trọng trong quátrình dạy học Việc giải bài tập sáng tạo là một trong những biện pháp để đánhgiá kết quả của học sinh Thông qua việc giải bài tập của học sinh giáo viên

còn biết được kết quả giảng dạy của mình, từ đó có phương pháp điều chỉnh,hoàn thiện hoạt động dạy của mình cũng như hoạt động học của học sinh, đặcbiệt phát hiện được học sinh có năng khiếu về Vật lí.

1.3.4 Các biện pháp bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh.

Để hình thành và phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh cầnphải thực hiện các biện pháp:

*Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới

Kiến thức vật lí trong trường phổ thông là những kiến thức đã được loàingười khẳng định Tuy vậy chúng luôn luôn mới mẻ đối với học sinh Việcnghiên cứu kiến thức mới sẽ thường xuyên tạo ra những tình huống đòi hỏi họcsinh phải đưa ra những ý kiến mới, giải pháp mới đối với chính bản thân họ

Tổ chức quá trình nhận thức vật lí theo chu trình sáng tạo sẽ giúp cho học sinhtrên con đường hoạt động sáng tạo dễ nhận biết được chỗ nào có thể suy nghĩdựa trên những hiểu biết đã có, chỗ nào phải đưa ra kiến thức mới, giải phápmới Việc tập trung sức lực vào chỗ mới đó sẽ giúp cho hoạt động sáng tạo củahọc sinh có hiệu quả, rèn luyện cho tư duy trực giác nhạy bén, phong phú.Theo quan điểm hoạt động , giáo trình vật lí được xây dựng từ dễ đến khó, phùhợp với trình độ của học sinh, tạo điều kiện cho họ có cơ hội đề xuất ra đượcnhững ý kiến mới mẻ, có ý nghĩa, làm cho họ cảm nhận được hoạt động sángtạo là hoạt động thường xuyên, có thể thực hiện được với sự cố gắng nhất định

* Luyện tập, phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết.

Dự đoán có vai trò rất quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học Dựđoán chủ yếu dựa vào trực giác, kết hợp với kinh nghiệm phong phú và kiếnthức sâu sắc về mọi lĩnh vực Dự đoán khoa học không phải là tuỳ tiện mà luônphải có một cơ sở nào đó Có thể luyện tập cho học sinh các cách dự đoántrong giai đoạn đầu của hoạt động nhận thức như:

-Dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có

-Dựa trên sự tương tự: dựa trên một dấu hiệu bên ngoài giống nhau mà dựđoán sự giống nhau về bản chất, dựa trên sự giống nhau về cấu tạo mà dự đoán

sự giống nhau về tính chất

-Dựa trên sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình

-Dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán giữachúng có mối quan hệ nhân quả

- Dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết sangmột lĩnh vực khác

- Dự đoán về mối quan hệ định lượng

* Luyện tập đề xuất phương án kiểm tra dự đoán

Trong nghiên cứu vật lí, một dự đoán, một giả thuyết thường là một sựkhái quát các sự kiện thực nghiệm nên nó có tính chất trừu tượng, tính chấtchung không thể kiểm tra trực tiếp được Từ dự đoán giả thuyết phải suy rađược hệ quả có thể quan sát được trong thực tế, sau đó tiến hành thí nghiệm đểxem hệ quả rút ra bằng suy luận đó có phù hợp với kết quả thí nghiệm không.Vấn đề đòi hỏi sự sáng tạo ở đây là đề xuất được phương án kiểm tra hệ quả đãrút ra được

* Giải bài tập sáng tạo

Trong dạy học vật lí người ta còn xây dựng những loại bài tập sáng tạo

về vật lí với mục đích rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh Khi giải ngoàiviệc phải vận dụng một số kiến thức đã học, bắt buộc học sinh phải có những ýkiến độc lập mới mẻ, không thể suy ra bằng con đường lôgic hình thức, khôngtheo angôrit của sách giáo khoa đã biết Thực chất của loại bài tập này là ở chỗcái mới xuất hiện chính trong tiến trình giải Trong bài tập sáng tạo các yêu cầucủa bài tập sẽ được giải quyết trên cơ sở những kiến thức về các định luật vật línhưng trong đó không cho một cách tường minh hiện tượng nào, định luật vật

lí nào cần phải sử dụng để giải

1.3.5 Các kiểu hướng dẫn học sinh phát huy tính chủ động sáng tạo trong việc giải bài tập vật lí.

Việc giải bài tập vật lí kết hợp với các biện pháp khác đóng góp mộtphần đáng kể vào việc phát triển hoạt động tư duy của học sinh Dạy học sinhgiải bài tập vật lí là một công việc khó khăn và ở đó bộc lộ rõ nhất trình độcủa người giáo viên vật lí trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh.Muốn học sinh giải được một bài tập nào đó thì trước hết giáo viên phải giảiđược bài tập đó, nhưng như vậy chưa đủ Muốn cho việc hướng dẫn giải bàitập được định hướng một cách đúng đắn, giáo viên phải biết phân tích đượcphương pháp giải bài tập cụ thể bằng cách vận dụng những hiểu biết tư duygiải bài tập vật lí để xem xét việc giải bài tập cụ thể này Mặt khác phải xuấtphát từ mục đích sư phạm cụ thể cho việc giải bài tập để xác định được kiểuhướng dẫn phù hợp Nói cách khác là cơ sở khoa học để suy nghĩ những hànhđộng cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quảmong muốn Những hành động này được coi là những hành động sơ cấp phảiđược học sinh hiểu và nắm vững Có 3 kiểu hướng dẫn bài tập đó là: Hướngdẫn theo mẫu, hướng dẫn tìm tòi và định hướng khái quát chương trình hoá

a) Hướng dẫn theo mẫu (hướng dẫn angôrit)

Sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có thường được gọi là hướngdẫn angôrit ở đây thuật ngữ angôrit được dùng với ý nghĩa là một quy tắchành động hay chương trình hành động được xác định một cách rõ ràng, chínhxác và chặt chẽ, trong đó chỉ rõ cần thực hiện những hành động nào và theotrình tự nào để đi đến kết quả Hướng dẫn angôrit là sự hướng dẫn chỉ rõ chohọc sinh những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hànhđộng đó để đạt kết quả mong muốn Những hành động này được coi là hànhđộng sơ cấp phải được học sinh hiểu một cách đơn giản và học sinh đã nắmvững Kiểu hướng dẫn angôrit không đòi hỏi học sinh phải tự mình tìm tòi xácđịnh các hành động cần thực hiện để giải quyết các vấn đề đặt ra mà chỉ đòihỏi học sinh chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra, cứ theo đó họcsinh sẽ đạt được kết quả, sẽ giải được bài tập

Kiểu hướng dẫn angôrit đòi hỏi giáo viên phải phân tích một cách khoahọc việc giải bài toán để xác định được một trình tự chính xác, chặt chẽ củacác hành động cần thực hiện và phải đảm bảo cho các hành động đó là nhữnghành động sơ cấp đối với học sinh Nghĩa là đòi hỏi phải xây dựng đượcangôrit giải bài toán Kiểu hướng dẫn angôrit thường được áp dụng khi cần dạycho học sinh phương pháp giải một loại bài toán điển hình nào đó Người taxây dựng các angôrit giải từng bài toán cơ bản, điển hình và luyện tập cho họcsinh kỹ năng giải các bài toán đó dựa trên việc giúp cho học sinh nắm được cácangôrit giải.

Kiểu hướng dẫn angôrit có ưu điểm là đảm bảo cho học sinh giải đượccác bài toán được giải một cách chắc chắn Tuy nhiên nếu chỉ áp dụng hướngdẫn angôrit thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫntheo một mẫu đã có sẵn do đó ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năngtìm tòi sáng tạo Sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế Để khắcphục hạn chế này người ta có thể lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình xâydựng angôrit chung để giải loại bài toán đã cho Thông qua việc phân tíchnhững bài toán đầu tiên có thể yêu cầu học sinh tự vạch ra angôrit giải loại bàitoán rồi áp dụng vào việc giải bài toán tiếp theo

b) Hướng dẫn tìm tòi từng phần.

Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh

để họ độc lập và tự lực thực hiện trọn vẹn các công đoạn từ phát hiện vấn đề,tìm con đường giải quyết vấn đề đến xây dựng nên lý thuyết phản ánh bản chấtcủa vấn đề được nghiên cứu đó Trong dạy học bài tập vật lí, giáo viên gợi mở

để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện đểđạt được kết quả Kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng không chỉ để giúp đỡhọc sinh vượt qua khó khăn khi giải được bài toán, mà chủ yếu là đảm bảo yêucầu phát triển tư duy học sinh, tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giảibài toán một cách trọn vẹn

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tình trạng giáo viên làmthay học sinh trong việc giải bài toán Nhưng vì kiểu hướng dẫn này đòi hỏihọc sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết nên không phải bao giờ cũng có thểđảm bảo cho học sinh giải được bài toán một cách chắc chắn Khó khăn củakiểu hướng dẫn này chính là ở chỗ sự hướng dẫn của giáo viên phải sao chokhông được đưa học sinh đến chỗ chỉ việc thừa hành các hành động theo mẫu,nhưng đồng thời lại không thể là một sự hướng dẫn viễn vông, quá chungchung không giúp ích cho sự định hướng tư duy của học sinh Nó phải có tácdụng hướng tư duy của học sinh vào phạm vi cần và có thể tìm tòi, phát hiệncách giải quyết.Sự hướng dẫn như vậy giúp học sinh trong việc định hướngsuy nghĩ và phạm vi cần tìm tòi Học sinh vẫn phải tự tìm tòi, chứ không thểchỉ ghi nhận tái tạo cái có sẵn Sự giúp đỡ như thế tạo điều kiện cho học sinh

tư duy tích cực, nó đáp ứng được yêu cầu rèn luyện bỗi dưỡng năng lực tư duysáng tạo cho học sinh trong quá trình giải bài toán Nhưng có thể học sinh vẫnchưa tự giải quyết được, trong trường hợp đó giáo viên phải giúp đỡ thêm

c) Định hướng khái quát chương trình hoá

Định hướng khái quát chương trình hoá cũng là sự hướng dẫn mang tínhchất gợi ý cho học sinh tự tìm tòi cách giải quuyết, tức là giúp học sinh tìmphương hướng để tự lực xây dựng được angôrit giải bài tập hoặc giúp cho họcsinh ý thức được đường lối khái quát của việc tìm tòi giải quyết một vấn đềnào đó, để họ chương trình hoá hoạt động của mình theo các bước dự định hợp

lý Sự định hướng chung ban đầu đòi hỏi quá trình tự lực tìm tòi, giải quyết củahọc sinh Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp của giáo viên là

sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bước bằngcách gợi ý thêm cho học sinh, để thu hẹp hơn phạm vi phải tìm tòi, giải quyếtcho vừa sức học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi, giảiquyết thì sự hướng dẫn của giáo viên chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu đểđảm bảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầu của một bước, sau đó tiếp tục

yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo, nếu cần thì giáo viênlài giúp đỡ thêm Cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề.

Kiểu định hướng khái quát chương trình hoá là sự vận dụng phối hợp haikiểu định hướng trên nhằm khai thác, phát huy được ưu điểm của hai kiểu địnhhướng trên: tạo cơ hội cho học sinh phát huy hành động tìm tòi sáng tạo củamình, đồng thời vẫn đảm bảo cho học sinh đạt được tri thức cần dạy

1.3.6 Các dấu hiệu bài tập sáng tạo

Dạng của bài tập sáng tạo có thể rất khác nhau: câu hỏi, bài tập địnhtính, bài tập định lượng và bài tập thí nghiệm, thực hành vật lí, thiết kế một môhình kỹ thuật…[16] Theo V.G Ra-zu-mốp-xki dựa theo sự tương tự giữa quátrình sáng tạo khoa học với tính chất của quá trình tư duy trong giải các bài tậpsáng tạo, chia bài tập sáng tạo thành hai loại [19]:

- Bài tập nghiên cứu: đòi hỏi trả lời câu hỏi “Tại sao?” tương tự với “phátminh” trong sáng tạo khoa học kỹ thuật

- Bài tập thiết kế: đòi hỏi trả lời câu hỏi “Làm thế nào?” tương tự với “sángchế” trong sáng tạo khoa học kỹ thuật

Sự phân loại trên có tính khái quát cao nên khó vận dụng trong dạy học.Các câu hỏi “Tại sao?” và “như thế nào?” cũng thường xuất hiện ở những bàitập luyện tập Để dễ vận dụng trong thực tiễn dạy học chúng tôi cho rằng nênkết hợp cách phân loại này với cách phân loại theo các phẩm chất của tư duysáng tạo Tư duy sáng tạo bộc lộ các phẩm chất: tính mềm dẻo, tính linh hoạt,tính độc đáo và tính nhạy cảm Bốn phẩm chất này có tính độc lập tương đối ởmột mức độ nào đó, có thể khai thác trong dạy học các bài tập sáng tạo nhằmbồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh Từ đó chúng tôi đề xuất các dấu hiệunhận biết bài tập sáng tạo như sau [19]:

Dấu hiệu 1: Bài tập có nhiều cách giải

Đây là dạng phổ biến trong hệ thống bài tập sáng tạo cho học sinh thóiquen suy nghĩ không rập khuôn, máy móc Thường xuyên cho học sinh làmviệc với dạng bài toán này làm cho học sinh nhận thức rằng: khi xem xét một

vấn đề cần nhìn từ nhiều góc độ, nhiều quan điểm khác nhau, từ đó có nhiềucon đường đạt đến mục đích và chọn ra con đường nào hiệu quả nhất.

Dấu hiệu 2: Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi

Đây là những bài tập có nhiều hơn một câu hỏi, ở câu hỏi thứ nhất làmột bài tập luyện tập, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự, nhưng nếuvẫn áp dụng phương pháp giải như trên sẽ dẫn đến bế tắc vì nội dung câu hỏi

đã có sự thay đổi về chất

Phương thức để soạn thảo dạng bài tập này gồm 2 bước:

Bước 1: Cho bài tập hoàn chỉnh, yêu cầu học sinh tìm một yếu tố nào đó

Bước 2: Thay đổi một dữ kiện của đề tài và vẫn yêu cầu học sinh tìm yếu tốtrên những chính dữ kiện đó đã phải làm biến đổi hoàn toàn bản chất của vấnđề

Với bài tập có nhiều cách giải và bài tập có hình thức tương tự nhưngnội dung biến đổi có tác dụng trong việc bồi dưỡng thói quen tư duy nhiềuchiều, không máy móc cứng nhắc, khắc phục tính ỳ của tư duy theo lối mòn -

đó là các biểu hiện về tình mềm dẻo của tư duy

Dấu hiệu 3: Bài tập thí nghiệm về vật lí

Dựa vào yêu cầu và điều kiện ta có thể phân bài tập thí nghiệm vật lí gồm:

+ Bài tập thí nghiệm định tính

+ Bài tập thí nghiệm định lượng

Cả hai dạng bài tập thí nghiệm (địng tính và định lượng) đòi hỏi họcsinh phải tự thiết kế phương án thí nghiệm dựa trên cơ sở giả thiết bài toán:người ta cho trước một số thiết bị thí nghiệm( dụng cụ đo lường, vật liệu) hoặc

tự đề xuất

Bài tập thí nghiệm định tính yêu cầu thiết kế phương án thí nghiệm theomột mục đích cho trước, thiết kế một dụng cụ ứng dụng vật lí hoặc yêu cầulàm thí nghiệm theo chỉ dẫn quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra, loại bàitập này không có các thao tác đo đạc, tính toán về mặt định lượng Việc giải

các bài tập loại này là lập chuỗi các suy luận logic dựa trên cơ sở các định luật,các khái niệm và các quan sát thí nghiệm vật lí Trong loại bài tập này ta có thểphân làm hai loại là: Bài tập thí nghiệm quan sát và giải thích hiện tượng vàbài tập thí nghiệm thiết kế phương án thí nghiệm nhằm giải quyết yêu cầu của

đề bài

Bài tập thí nghiệm định lượng: là loại bài tập mà khi giải ngoài việc chú

ý đến hiện tượng vật lí học sinh còn phải quan tâm đến số đo của các đại lượngcần đo Gồm các bài tập đo đạc đại lượng vật lí, minh hoạ lại quy luật vật líbằng thực nghiệm

Các bài tập thí nghiệm có tác dụng bồi dưỡng tính linh hoạt của tư duytrong việc đề xuất các phương án thí nghiệm, các giải pháp đo đạc trong cáctình huống khác nhau tuỳ thuộc vào các thiết bị thí nghiệm đã cho hay tự tìmkiếm

Dấu hiệu 4: Bài tập cho thiếu, thừa hoặc sai dữ kiện

Đây là dạng bài tập mà người ra đề cố ý cho thừa dữ kiện, hoặc thiếu dữkiện, hoặc sai dữ kiện Việc đòi hỏi học sinh phải nhận biết và chứng minhđược dữ kiện “có vấn đề” là mục đích của bài tập Tính sáng tạo ở đây là họcsinh phải nhận ra sự không bình thường của bài toán, chỉ ra được mâu thuẫngiữa các dữ kiện và có thể đề xuất các cách điều chỉnh dữ kiện để được bài toánthông thường Việc phân tích kết quả nhận được, đối chiếu kết quả với các dữkiện bài toán đã cho trong trường hợp bài toán cho thừa dữ kiện quan trọng hơnchính quá trình giải

Dấu hiệu 5: Bài tập nghịch lý và nguỵ biện

Bài tập nghịch lý và nguỵ biện là những bài tập trong đó đề bài chứađựng một sự nguỵ biện nên đã dẫn đến nghịch lý: kết luận rút ra mâu thuẫn vớithực tiễn hoặc mâu thuẫn với những nguyên tắc, định luật vật lí đã biết Tuy

nhiên nếu chỉ nhìn nhận các yếu tố này một cách hình thức thì có thể nhầmtưởng rằng chúng phù hợp với các định luật vật lí và logic thông thường Songkhi xem xét một cách cặn kẽ, có luận chứng khoa học, dựa trên các định luậtvật lí thì mới nhận ra sự nghịch lý và nguỵ biện trong bài toán.

Bài tập nghịch lý và nguỵ biện là những bài tập được soạn thảo dựa trênnhững suy luận sai lầm về tri thức vật lí của học sinh trong những biểu hiện đadạng của các sự kiện, hiện tượng, quá trình vật lí,…Các bài toán nghịch lý vànguỵ biện về vật lí là những bài tập loại đặc biệt mà phương pháp giải chungnhất là phân tích và tìm ra nguyên nhân của sự hiểu sai và vận dụng sai cáckhái niệm, định luật và lý thuyết vật lí

Do nguyên nhân của những sai lầm tiềm ẩn trong các nghịch lý và nguỵbiện luôn đa dạng cho nên các bài toán thuộc loại này bao giờ cũng chứa đựngnhiều yếu tố mới, bất ngờ, dễ kích thích óc tò mò tìm hiểu của người giải

Các bài tập nghịch lý và nguỵ biện có tác dụng bồi dưỡng tư duy phêphán, phản biện của học sinh, giúp cho tư duy có tính độc đáo nhạy cảm, đặcbiệt các bài toán nghịch lý có giá trị lớn phát triển sự khám phá, tìm tòi thêmtri thức Ưu điểm của dạng bài tập này là kích thích hứng thú học tập cao độcủa học sinh

Dấu hiệu 6: Bài toán “ hộp đen”

Theo Bunxơman, bài toán hộp đen gắn liền với việc nghiên cứu đối tượng

mà cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết), nhưng có thểđưa ra mô hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dữ kiện “đầu vào”, “đầura” Giải bài toán hộp đen là quá trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phân tíchmối quan hệ giữa dữ kiện “đầu vào”, “đầu ra” để tìm thấy cấu trúc bên trongcủa hộp đen Tính chất quá trình tư duy của HS khi giải bài toán hộp đen tương

tự với quá trình tư duy của người kĩ sư nghiên cứu cấu trúc của chiếc đồng hồ

mà không có cách nào tháo được chiếc đồng hồ đó ra; anh ta phải đưa ra môhình cấu trúc của đồng hồ, vận hành mô hình đó, điều chỉnh mô hình cho đếnkhi hoạt động của nó giống như chiếc đồng hồ thật, thì khi đó mô hình sáng tạo

của người kĩ sư phản ánh đúng cấu tạo của chiếc đồng hồ thật Chính vì vậybài toán hộp đen ngoài chức năng giáo dưỡng còn có tác dụng bồi dưỡng tưduy sáng tạo cho HS.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Cơ sở lí luận của việc xây dựng BTST là tư duy sáng tạo và dạy học sángtạo Tư duy sáng tạo là quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định.Việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo phải dựa vào quy luật hình thành và phát triển

của nó Dạy học sáng tạo là dạy học nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HSdựa trên cơ sở lí luận dạy học, cơ sở tâm lí học và cơ sở thực tiễn.

BTST là một phương tiện có hiệu quả nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho họcsinh BTST về vật lí là bài tập mà giả thiết không có đủ thông tin đầy đủ liênquan đến hiện tượng quá trình vật lí, có những đại lượng vật lí được ẩn dấu,điều kiện bài tập không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giảihay kiến thức vật lí cần sử dụng

Các hình thức dạy học sử dụng BTST phù hợp có thể mang lại hiệu quảcao trong việc bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS, góp phần tạo nênnhững thói quen tư duy mềm dẻo, tính độc lập trong suy nghĩ, tính quyết đoántrong công việc, các kĩ năng thực hành, kĩ năng phối hợp làm việc theo nhóm,

sự say mê tìm tòi khám phá cái mới của HS

Dựa vào các tài liệu tham khảo, luận văn đã hệ thống lại những nội dung

cơ bản liên quan đến đề tài nghiên cứu: Tư duy, tư duy vật lí, tư duy sáng tạo,năng lực sáng tạo; Cơ sở lí thuyết về bài tập sáng tạo và đề xuất 3 hình thức sửdụng bài tập sáng tạo vào quá trình dạy học vật lí ở bậc Trung học phổ thông

Chương 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO CHƯƠNG

“ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN” LỚP 12 CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO

VÀ CÁC HÌNH THỨC SỬ DỤNG CHÚNG TRONG DẠY HỌC

Bài tập sáng tạo là một công cụ thực hiện dạy học sáng tạo Hệ thống

BTST chương “Động lực học vật rắn” lớp 12 chương trình nâng cao phải nhằm

thực hiện mục tiêu dạy học phần kiến thức nói trên Việc xây dựng hệ thốngbài tập sáng tạo còn cho phép đề xuất các hình thức sử dụng BTST đó trongdạy học

2.1 Mục tiêu dạy học của chương “Động lực học vật rắn” lớp 12 chương trình nâng cao

Chương “Động lực học vật rắn” lớp 12 chương trình nâng cao được xếp làchương I của vật lý lớp 12 Việc sắp xếp này là hợp lí, thuận tiện cho giáo viên

và HS vì nó tuân theo qui luật nhận thức từ đơn giản đến phức tạp Học sinh đã

có kiến thức về tĩnh học vật rắn, chuyển động tròn của vật và mômen lực củalớp 10, chính vì vậy các mục tiêu cần phải đạt được là:

- Vân dụng được định luật bảo toàn mômen động lượng và áp dụng được định

lí động năng cho vật rắn có trục quay cố định

- Vận dụng được định luật bảo toàn năng lượng cho vật rắn vừa chuyển độngquay và tịnh tiến

2.2 Logic trình bày kiến thức chương “Động lực học vật rắn” lớp 12 chương trình nâng cao

Sơ đồ 2.1: Cấu trúc logic chương “Động lực học vật rắn” lớp 12 nâng cao

Chuyển động quay của vật rắn

Mômen quán tính

Động năng quay

Bảo toàn mômen

động lượng Bảo toàn năng lượng

Trục quay tức thời

Mômen quán tính

Các phương trình động lực học

Động năng quay

Bảo toàn năng lượng

2.3 Tìm hiểu thực trạng dạy bài tập nói chung, bài tập sáng tạo nói riêng chương “Động lực học vật rắn” lớp 12 nâng cao

2.3.1 Nhận thức của giáo viên về bài tập sáng tạo

Thông qua việc tìm hiểu, nghiên cứu thực tế giảng dạy vật lí của giáoviên một số trường THPT chúng tôi rút ra được một số nhận xét về dạy họcbài tập vật lí như sau:

- Một số GV xác định được đúng mục đích, yêu cầu của tiết dạy bàitập vật lí Cụ thể ngoài việc xác định được kiến thức cơ bản cần kiểm tra vàcủng cố thì còn đặt ra yêu cầu về việc hình thành và phát triển năng lựcsáng tạo cho học sinh

- Nhận thức về vai trò, tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học củamột số giáo viên chưa được đầy đủ, đa số chỉ thiên về vai trò kiểm tra, đánhgiá kiến thức của học sinh thông qua việc giải bài tập vật lí Nhiều giáoviên cho rằng giải bài tập vật lí là để rèn luyện kĩ năng vận dụng các côngthức vật lí, rằng bài tập vật lí hay là bài tập có tính phức tạp về mặt toánhọc càng cao

- Đa số giáo viên cho rằng chỉ cần phân tích hiện tượng vật lí, giải cácphương trình đến kết quả là xong quá trình giải bài tập Họ không nắmđược chiến lược tổng quát giải toán vật lí

- Nhiều giáo viên chưa hiểu một cách đầy đủ về BTST và vai trò củaBTST trong dạy học, chưa biết cách biên soạn BTST, chưa quan tâm đếnviệc soạn câu hỏi định hướng tư duy cho học sinh trong quá trình giải bài tậpnói chung, BTST nói riêng

2.3.2 Sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học

- Câu hỏi định hướng tư duy cho HS trong quá trình giải bài tập còn ít,chưa xây dựng được hệ thống câu hỏi định hướng tư duy tích cực đối vớitừng loại bài tập và từng loại đối tượng học sinh

- Khi dạy bài tập, GV thường chú ý nhiều đến những biến đổi toán học

mà ít chú ý đến việc phân tích định hướng tư duy cho HS, chưa có thái độ

khách quan để tôn trọng tư duy của các em Quá trình hướng dẫn học sinhgiải bài tập không tuân theo đủ các giai đoạn của chiến lược tổng quát giảitoán vật lí.

- Các bài tập mà giáo viên chọn lọc để đưa vào trong tiết bài tậpthông thường là những BTLT áp dụng kiến thức đơn thuần, thiên về toánhọc Loại BTST còn ít được dùng trong dạy học Việc giáo viên tự tìm tòi,biên soạn BTST để dạy còn ít

2.3.3 Nguyên nhân thực trạng

a) SGK và SBT: Số lượng bài tập sáng tạo trong SGK và SBT chưanhiều

b) Kiểm tra và thi cử: Thi đại học dưới hình thức trắc nghiệm, không

có BTST nên việc học thường chủ yếu phục vụ mục đích thi cử, cũng dẫnđến không coi trọng các BTST

c) Trong các tài liệu tham khảo: Các tài liệu tham khảo cho giáo viênrất đa dạng phong phú nhưng số lượng BTST còn ít, nằm rải rác và chưa cótài liệu chuyên biệt về BTST

Thực trạng trên đòi hỏi mỗi giáo viên cần phải tự xây dựng cho mình

hệ thống BTST và phương án sử dụng chúng để đạt hiệu quả dạy học caonhất

2.4 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Động lực học vật

rắn” lớp 12 chương trình nâng cao

2.4.1 Yêu cầu lựa chọn bài tập sáng tạo

Các bài tập sáng tạo có tác dụng rất lớn trong việc hình thành và pháttriển năng lực sáng tạo cho học sinh Vậy để lựa chọn, phân loại hệ thốngtheo một chủ đề nào đó là một việc khó Kết quả rèn luyện kỹ năng, kỹ xảogiải bài tập một cách tự giác phụ thuộc rất nhiều vào việc có hay không cómột hệ thống trong khi chọn lựa và sắp xếp trình tự các bài tập, làm thế nào

để sau mỗi bài tập đều phát hiện ra những cái mới

Tác dụng của bài tập sáng tạo sẽ càng tích cực hơn nữa nếu trongquá trình dạy học có sự lựa chọn cẩn thận, công phu hệ thống các bài tậpchặt chẽ về nội dung, bám sát mục đích, nhiệm vụ dạy học ở trường phổthông.

Hệ thống bài tập vật lí nói chung và bài tập sáng tạo nói riêng được lựachọn phải thoả mãn các yêu cầu:

- Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp về phạm vi

và mối quan hệ giữa các kiến thức, kỹ năng cần vận dụng làm cho họcsinh từng bước hiểu được kiến thức một cách vững chắc và có kỹ năng

kỹ xảo vận dụng linh hoạt, sáng tạo các kiến thức đó

- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống kiến thức vật lí, đónggóp một phần nào đó vào việc củng cố và hoàn thiện, mở rộng kiến thứccho học sinh, giúp học sinh hiểu được mối liên hệ giữa các đại lượng,làm sáng tỏ các vấn đề

- Hệ thống bài tập lựa chọn có nội dung phù hợp với đối tượng học sinh

2.4.2 Cơ sở xây dựng bài tập sáng tạo

Quá trình xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chúng tôi sử dụng cácphương pháp sau:

- Dựa vào nội dung cơ bản của sách giáo khoa, các bài tập định tính,định lượng thay đổi một số dữ liệu, điều kiện của các bài toán để soạn rabài tập thí nghiệm

- Dựa trên những suy luận sai lầm của học sinh và những biểu hiện đadạng của các hiện tượng, quá trình vật lí chúng tôi biên soạn bài tập nghịch

lý và nguỵ biên

- Lựa chọn những bài tập có chứa đựng những yếu tố khác lạ, khôngthường gặp đối với học sinh nhằm chống suy nghĩ rập khuôn máy móc củahọc sinh chúng tôi đưa ra bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dungbiến đổi.

- Tuyển chọn một số bài tập sáng tạo từ các tài liệu khác nhau liên quanđến nội dung của đề tài, tuyển chọn những bài tập có nhiều cách giải

- Dựa vào thói quen tư duy tái tạo của học sinh trong giải bài tập vật lí

để soạn thảo bài tập thiếu, thừa hoặc sai dữ kiện

- Trên cơ sở thực tiễn các hiện tượng vật lí thường không lộ bản chất,con người cần phải tác động và suy luận để tìm ra mối liên hệ giữa đầu vào

và đầu ra để từ đó thấy được bản chất chúng tôi xây dựng bài toán hộp đen

2.4.3 Hệ thống bài tập sáng tạo

2.4.3.1 Bài tập có nhiều cách giải

Bài 1 Một quả cầu đặc đồng chất có khối lượng m, bán kính R lăn không

trượt từ đỉnh một dốc có chiều cao h Tìm vận tốc khối tâm của nó ở chân dốc

* Định hướng tư duy:

- Khi quả cầu lăn xuống thì đồng thời một lúc nó thực hiện hai chuyểnđộng: Chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến

- Tùy theo quan niệm trục quay: Trục quay qua khối tâm hay trụcquay tức thời đi qua điểm tiếp xúc mà ta vận dụng cách giải tươngứng

* Hướng dẫn giải:

Cách 1 ( Phương pháp động lực học)

Coi chuyển động lăn không trượt của quả cầu trên mặt phẳng nghiêng làtổng hợp của hai chuyển động: chuyển động tịnh tiến của quả cầu với vậntốc bằng vận tốc khối tâm C của nó và chuyển động quay của quả cầuquanh trục đi qua khối tâm C ta có các phương trình tương ứng của quảcầu là

P

ms

F N

P

C ms

Chiếu (1) lên phương chuyển

động của vật, chiếu (2) lên

phương của trục quay tương

( Vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, chiều từ phía sau ra phía trước) ta có:

R

F

ma F

mg

C C C

ms

C ms

sin 7

5 2

2

v h

g S

M M M I ( 3 )

ms

F N

sin 7

5 2 2

v h

g S

Nếu ta coi chuyển động lăn không trượt của quả cầu trên mặt phẳngnghiêng là tổng hợp của hai chuyển động: chuyển động tịnh tiến của quảcầu với vận tốc bằng vận tốc khối tâm C của nó và chuyển động quay củaquả cầu quanh trục đi qua khối tâm C.

2

1 2

1



C I mv mgh 

Cách 4( Bằng phương pháp năng lượng)

Tượng tự cách 3 nhưng ta coi chuyển động lăn không trượt của quả cầu tạimỗi thời điểm là sự quay tức thời quanh trục đi qua điểm tiếp xúc M vàvuông góc với hình vẽ

Bài 2 Một hình trụ đặc đồng chất có khối lượng m1 = 200kg

có thể quay không ma sát quanh một trục cố định nằm ngang

trùng với trục của hình trụ Trên hình trụ có quấn một sợi dây

không dãn , khối lượng không đáng kể Đầu tự do của dây

có buộc một vật nặng m2 = 40kg( H vẽ)

Tìm gia tốc của vật nặng và lực căng của dây Biết mô

men quán tính của hình trụ đối với trục quay qua tâm

là: I = m1R2/2, với R là bán kính; Lấy g = 10m/s2

* Định hướng tư duy:

Đây là bài toán mà ta đã biết rõ chuyển động của mỗi vật

- Vật m1 chỉ quay quanh một trục cố định do lực căng của dây gây ra

- Vật m2 chỉ chuyển động theo phương thẳng đứng