Sử dụng bài tập trong dạy học nội dung định luật bảo toàn động lượng và va chạm (vật lí 10 chương trình chuyên) định hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh chuyên vật lí

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM DƯƠNG VĂN CÁCH SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG “ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG VÀ VA CHẠM” VẬT LÍ 10 CHƯƠNG TRÌNH CHUYÊN ĐỊNH HƯỚNG PH

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

DƯƠNG VĂN CÁCH

SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG

“ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG VÀ VA CHẠM” (VẬT LÍ 10 CHƯƠNG TRÌNH CHUYÊN) ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

CHUYÊN VẬT LÍ Ngành: LL&PP Dạy học bộ môn Vật lí

Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: 1 TS Nguyễn Thị Thu Hà

2 TS Phạm Mai An

THÁI NGUYÊN - 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kết quả, số liệu nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất

kì công trình khoa học nào khác

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2019

Tác giả

Dương Văn Cách

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy Phạm Mai An, cô Nguyễn Thị Thu

Hà đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình em thực hiện luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong ở bộ phận sau đại học - phòng đào tạo, khoa vật lí trường đại học sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo những điều kiện tốt nhất giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, các thầy cô giáo ở tổ vật lí trường THPT chuyên Thái nguyên đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm

sư phạm

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2019

Tác giả

Dương Văn Cách

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Giả thuyết khoa học 2

4 Đối tượng nghiên cứu 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 2

6 Phương pháp nghiên cứu 2

7 Đóng góp của đề tài 3

8 Cấu trúc của đề tài 4

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRƯỜNG CHUYÊN 5

1.1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu 5

1.1.1 Xu hướng giáo dục định hướng năng lực trên thế giới 5

1.1.2 Các nghiên cứu về dạy học định hướng phát triển năng lực ở trong nước 7

1.2 Bài tập vật lí 9

1.2.1 Khái niệm bài tập vật lí 9

1.2.2 Vai trò của bài tập vật lí 9

1.2.3 Phân loại bài tập vật lí 10

1.3 Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí 12

1.3.1 Khái niệm, cấu trúc của năng lực 12

1.3.2 Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí 15

1.4 Bài tập định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong học tập vật lí 17

1.4.1 Khái niệm bài tập sáng tạo 17

1.4.2 Phân loại và vai trò của bài tập sáng tạo trong học tập vật lí 18

1.4.3 BTST với việc phát triển tư duy của học sinh trong học tập vật lí 20

1.5 Sử dụng bài tập định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh THPT Chuyên vật lí 21

1.5.1 Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí 21

1.5.3 Sử dụng bài tập theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong tiến trình kiểm tra đánh giá 23

1.6 Khảo sát thực trạng việc sử dụng bài tập chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10 chương trình chuyên) theo quan điểm dạy học phát triển NLST của học sinh THPT Chuyên vật lí 24

1.6.1 Mục đích khảo sát thực trạng 24

1.6.2 Đối tượng và phương pháp điều tra 24

1.6.3 Kết quả khảo sát 24

Chương 2: SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CÁC NỘI DUNG “ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG VÀ VA CHẠM” (VẬT LÍ 10, CHUYÊN VẬT LÍ) THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THPT CHUYÊN VẬT LÍ 26

2.1 Phân tích mục tiêu và nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10 - chương trình chuyên) 26

2.1.1 Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” 26

2.1.2 Đặc điểm kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn” 27

2.1.3 Mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo toàn” theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo 28

2.2 Xây dựng một số tiến trình dạy học sử dụng bài tập các nội dung “Các định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh 29

2.3 Xây dựng công cụ kiểm tra đánh giá khi sử dụng bài tập trong dạy học các nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh 56

2.3.1 Xây dựng tiêu chí kiểm tra đánh giá 56

2.3.2 Một số bảng tiêu chí đánh giá NLST trong các tiến trình dạy học 57

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 63

3.1 Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng thực nghiệm sư phạm 63

3.1.1 Mục đích 63

3.1.2 Nhiệm vụ 63

3.1.3 Đối tượng thực nghiệm 63

3.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 63

3.3 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 64

3.3.1 Công tác chuẩn bị 64

3.3.2 Tổ chức thực nghiệm 65

3.4 Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm 65

3.4.1 Phân tích diễn biến của hoạt động thực nghiệm sư phạm 65

3.4.2 Phân tích biểu hiện của NLST ở HS trong quá trình thực nghiệm sư phạm 69

3.4.3 Đánh giá định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm 73

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 76

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Trình tự sắp xếp các bài học của chương “Các định luật bảo toàn” 26

Bảng 2.2 Phân phối chương trình chương “Các định luật bảo toàn” 27

Bảng 2.3 Bảng các tiêu chí kiểm tra, đánh giá NLST học sinh 56

Bảng 2.4 Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo khi dạy học bài “Bài tập định luật bảo toàn động lượng” 58

Bảng 2.5 Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo giáo án 2: Báo cáo sản phẩm chế tạo tên lửa nước 61

Bảng 2.6 Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo giáo án số 3: “Bài tập va chạm” (phụ lục 3) 62

Bảng 3.1 Kết quả học tập môn vật lí học kì 1 nhóm TN và nhóm ĐC 64

Bảng 3.2 Kết quả tự đánh giá NLST của HS trong giáo án 1 bài tập số 1 70

Bảng 3.3 Kết quả tự đánh giá NLST của HS trong giáo án 1 bài tập số 2 71

Bảng 3.4 Kết quả tự đánh giá NLST của HS trong giáo án 1 bài tập số 3 72

Bảng 3.5 Kết quả đánh giá NLST của GV trong giáo án 2 72

Bảng 3.6 Kết quả kiểm tra lớp TN, ĐC (phụ lục 5) 73

Bảng 3.7 Bảng phân bố tần suất điểm kiểm tra lớp TN và lớp ĐC (phụ lục 6) 73

Bảng 3.8 Kết quả để xử lý tính toán tham số (phụ lục 7) 73

Bảng 3.9 Các tham số đặc trưng (phụ lục 8) 73

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cấu trúc năng lực của các nhà sư phạm nghề Đức 13

Hình 1.2 Mô hình bốn thành phần của năng lực và bốn trụ cột giáo dục của UNESCO 14

Hình 3.1 Biểu đồ phân bố tần số điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC 73

Hình 3.2 Biểu đồ phân bố tần suất điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC 73

Hình 3.3 Biểu đồ phân bố tần suất tích lũy điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC 74

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Đất nước Việt Nam đang tiến bước ở thế kỉ XXI trong bối cảnh cuộc cách mạng khoa học và công nghệ trên thế giới đang phát triển mạnh mẽ, toàn cầu hóa và hội nhập quốc tế nên chúng ta đang đứng trước rất nhiều cơ hội phát triển cũng như thách thức Muốn tận dụng được cơ hội này người lao động Việt Nam cần phải có sự nhạy bén, khả năng thích nghi nhanh với sự thay đổi của xã hội và thật sự làm chủ khoa học kĩ thuật, công nghệ hiện đại Để làm được điều đó, mỗi người Việt Nam không những phải học tập không ngừng để trau dồi kiến thức mà còn phải hình thành cho mình những phẩm chất, năng lực cần thiết trong đó có năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

Trong bối cảnh đó, Hội nghị lần thứ 8 Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa XI đã thông qua Nghị quyết về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục

và đào tạo để đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế Năm 2018 Bộ GDĐT đã ban hành chương trình giáo dục phổ thông bao gồm chương trình tổng thể và các chương trình môn học và hoạt động giáo dục Chương trình tổng thể đã xác định 5 phẩm chất và 10 năng lực cốt lõi mà học sinh Việt Nam cần phải có, trong đó năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo là một trong các năng lực chung mà tất cả các hoạt động giáo dục và môn học đều phải có vai trò hình thành và phát triển cho HS

Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo là một trong những năng lực cốt lõi của dạy học vật lí, nó được thể hiện xuyên suốt qua các hoạt động của người học Nói cách khác, vật lí là bộ môn quan trọng trong việc hình thành, phát triển năng lực sáng tạo của người học Ngoài ra, hệ thống các lớp chuyên lí ở các trường chuyên là nơi tập trung nhiều học sinh yêu thích vật lí và hứa hẹn trở thành nguồn nhân lực chất lượng cao cho đất nước Vì thế bồi dưỡng và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh phổ thông nói chung và học sinh chuyên lí nói riêng là nhiệm vụ ưu tiên hàng đầu của bộ

môn vật lí Do đó, tôi chọn đề tài: Sử dụng bài tập trong dạy học các nội dung “Định

luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo

cho học sinh Trung học phổ thông Chuyên Vật lí làm nội dung nghiên cứu và triển

khai của mình

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu và vận dụng dạy học định hướng phát triển năng lực để xây dựng và

sử dụng các bài tập khi dạy học các nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” (Vật lí 10, chuyên vật lí) nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh chuyên

lí

3 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được quy trình và tiến trình dạy học bài tập phù hợp với định hướng phát triển năng lực sáng tạo thì năng lực sáng tạo của học sinh sẽ được phát triển trong

quá trình dạy học các bài tập vật lí

4 Đối tượng nghiên cứu

- Dạy học theo định hướng phát triển NLST cho học sinh THPT chuyên lí

- Sử dụng bài tập trong dạy học nội dung “định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh chuyên lí

5 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

 Nghiên cứu cơ sở lí luận về:

- Bài tập vật lí, hoạt động dạy học vật lí ở trường phổ thông

- Năng lực, năng lực sáng tạo

 Điều tra thực trạng về hoạt động dạy và học môn Vật lí ở trường THPT Chuyên Tỉnh Thái Nguyên

 Đề xuất một số biện pháp sư phạm nhằm phát triển việc dạy học theo định hướng phát triển năng lực ở trường THPT

 Thiết kế kế hoạch dạy học sử dụng bài tập theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho HS chuyên vật lí

 Thực nghiệm sư phạm tại trường THPT chuyên Thái Nguyên nhằm đánh giá tính khả thi của đề tài

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu chương trình giáo dục phổ thông chương trình tổng thể để nắm bắt được nội dung của chương trình về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo của

Bộ Giáo dục và Đào tạo

- Nghiên cứu chương trình giáo dục phổ thông môn vật lí để nắm rõ được nhiệm

vụ, vai trò của môn học đối với việc hình thành phẩm chất, năng lực của HS

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học theo định hướng phát triển năng lực của học sinh để làm cơ sở khoa học trong dạy và học vật lí

- Nghiên cứu nội dung chương trình vật lí THPT chương “Các định luật bảo toàn”, lớp 10 chương trình chuyên để lựa chọn, xây dựng, sử dụng hệ thống bài tập nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho HS chuyên lí

6.2 Nghiên cứu thực tiễn

- Tìm hiểu thực tiễn nội dung chương trình, phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực của học sinh trong dạy và học vật lí ở trường THPT chuyên Thái Nguyên

- Điều tra thực tiễn việc sử dụng dạy học theo định hướng phát triển năng lực của giáo viên các bộ môn nói chung và môn vật lí nói riêng tại trường THPT chuyên Thái Nguyên

6.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí các kết quả TNSP nhằm kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm TN và ĐC

- Góp phần cụ thể hóa dạy học theo hướng phát triển năng lực trong dạy học vật

lí nói riêng và dạy học nói chung ở các trường THPT

- Đề xuất được những biện pháp sư phạm để phát triển việc dạy học theo định hướng phát triển năng lực ở trường THPT

8 Cấu trúc của đề tài

Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn dự kiến được trình bày trong 3 chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng bài tập trong dạy học định hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trường Chuyên

Chương 2: Sử dụng bài tập trong dạy học các nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh Trung học phổ thông Chuyên Vật lí

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO

CỦA HỌC SINH TRƯỜNG CHUYÊN

1.1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Xu hướng giáo dục định hướng năng lực trên thế giới

Giáo dục định hướng năng lực là một trong các dạng của giáo dục định hướng kết quả đầu ra được nhiều quốc gia nghiên cứu, thảo luận từ những năm 90 của thế kỉ XX

và ngày nay đã trở thành xu hướng giáo dục quốc tế [1]

Từ những năm 90 của thế kỉ XX, chương trình giáo dục phổ thông các nước trên

thế giới có hai cách tiếp cận chính: chương trình theo nội dung và chương trình theo kết quả đầu ra Theo NIER (1999) chương trình theo kết quả đầu ra “là cách tiếp cận nêu rõ kết quả, những khả năng hoặc kĩ năng mà học sinh mong muốn đạt được vào cuối mỗi giai đoạn học tập trong nhà trường ở mỗi môn học cụ thể” [16] Chương trình

này tập trung trả lời câu hỏi: Chúng ta muốn học sinh biết và có thể làm được những gì? Còn “chương trình theo nội dung là loại chương trình tập trung xác định và nêu ra

một danh mục đề tài, chủ đề của một lĩnh vực, môn học nào đó Tức là tập trung trả lời câu hỏi: Chúng ta muốn học sinh cần biết những gì” [10]

Xu hướng chung của các nước trên thế giới khi thiết kế chương trình giáo dục là kết hợp cả hai cách tiếp cận trên như: Trung Quốc, Pháp, Đức, Nhật Bản…Các nước chủ yếu sử dụng chương trình theo kết quả đầu ra như: Australia, New Zealand, Thailand… Một số nước như Việt Nam, Indonesia chủ yếu sử dụng chương trình theo nội dung Tuy nhiên, tình hình thế giới trong thế kỉ XXI có nhiều thay đổi khó lường với sự bùng nổ của công nghệ thông tin, xã hội loài người đang ở trong giai đoạn quá

độ từ xã hội công nghiệp sang xã hội tri thức, trong đó tri thức trở thành yếu tố quyết định đối với nền kinh tế hiện đại Giáo dục đứng trước một thử thách là tri thức của loài người tăng ngày càng nhanh nhưng cũng lạc hậu càng nhanh Do đó, mô hình giáo

dục chương trình theo nội dung gồm các kiến thức hàn lâm, xa rời thực tiễn không còn

phù hợp với yêu cầu của xã hội và thị trường lao động Nhận thức sâu sắc vấn đề đó, rất nhiều nước trên thế giới đã chú trọng thay đổi, cải tiến chương trình hay tiến hành cải cách giáo dục Xu thế chung của các nước là thiết kế chương trình theo hướng phát triển năng lực với tên gọi phổ biến là Competency - based Curriculum (Chương trình

dựa trên cơ sở năng lực) Đây là một cách tiếp cận mới của chương trình theo kết quả đầu ra trên cơ sở tập trung vào hệ thống năng lực cần có ở mỗi người học từ đó lựa chọn và đề xuất nội dung dạy học

Tại châu Âu những năm đầu thế kỉ XXI, các nước trong khối EU đã tích cực xem xét, cải tổ, đổi mới chương trình giáo dục phổ thông theo định hướng tiếp cận năng lực

Các nhà giáo dục châu Âu khẳng định: “Để chuẩn bị cho thế hệ trẻ thành công khi đối

mặt với những thách thức của xã hội thông tin và nhận được tối đa lợi ích từ những cơ hội mà xã hội đó tạo ra đã trở thành mục tiêu quan trọng của hệ thống giáo dục châu

Âu Nó định hướng cho sự thay đổi chính sách giáo dục, xem xét lại nội dung chương trình và phương pháp dạy - học Điều đó chắc chắn càng làm gia tăng sự chú ý tới các năng lực cơ bản, cụ thể là những năng lực hướng vào cuộc sống với mục đích suốt đời tham gia xã hội học tập một cách tích cực” [10]

Cuối thế kỉ XX, nước Mỹ chuyển mình từ nền kinh tế công nghiệp sang nền kinh

tế dịch vụ và kinh tế tri thức Trong bối cảnh đó, nền giáo dục nước Mỹ đã xác định mục đích cốt lõi là: “tạo ra con người khai phóng; đào tạo con người có năng lực tư duy sáng tạo…”, nội dung giáo dục nhấn mạnh vào năng lực hiểu biết, trải nghiệm, áp dụng, sáng tạo và làm chủ sự phát triển khoa học công nghệ [12] Như vậy, từ cuối thế

kỉ XX cho đến nay, nền giáo dục Mỹ luôn thực hiện cuộc cải cách giáo dục hướng tới phát triển năng lực, đặc biệt là năng lực sáng tạo coi năng lực sáng tạo là phương châm phát triển con người của đất nước mình

Tại các nước phát triển khác, công việc cải cách giáo dục định hướng năng lực cũng diễn ra hết sức khẩn trương, quyết liệt Văn bản chương trình giáo dục của New

Zealand có đoạn: “Dân số của chúng ta ngày càng trở nên đa dạng, khoa học công nghệ ngày càng tinh vi, đòi hỏi của thị trường lao động ngày càng phức tạp Hệ thống

GD của chúng ta cần phải đáp ứng được những đòi hỏi này và những thách thức khác của thế kỷ XXI Đó chính là lý do của việc xem xét và thiết kế chương trình năng lực được tiến hành vào các năm 2000 - 2002” [15] Chương trình giáo dục bang Québec của Canada có đoạn “sự thành công GD được thể hiện ở chỗ giúp cho HS sử dụng được các tri thức mà chúng dành được vào việc tìm hiểu thế giới xung quanh mình và hướng dẫn các hoạt động của chúng Điều đó lý giải vì sao chương trình Québec lại được thiết kế dựa trên cơ sở năng lực” [10] Tại Australia, chương trình giáo dục phổ

thông được xây dựng với mục tiêu giúp tất cả học sinh “trở thành người học thành công, các cá nhân tự tin, sáng tạo và công dân năng động, trí tuệ” [14] Chương trình

giáo dục của nước này được xây dựng bao gồm hệ thống kiến thức, kĩ năng, phẩm chất được xắp xếp một cách logic từ cấp tiểu học đến trung học phổ thông nhằm cung cấp các nội dung cần được dạy cũng như các phẩm chất, năng lực mà người học cần đạt được Nội dung chương trình có 3 chiều thể hiện sự quan trọng của Kiến thức - Kỹ năng - Năng lực chung và các nội dung liên hoặc xuyên môn [7]

Những tổng hợp trên chỉ là vài nét cơ bản về xu thế giáo dục các nước trên thế giới cuối thế kỉ XX và những năm đầu thế kỉ XXI Xu hướng chung của các nước là hướng tới nền giáo dục định hướng năng lực nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của

xã hội và thị trường lao động đối với người lao động Đó là điều tất yếu của mỗi quốc gia trên hành trình đi tìm con đường phát triển bền vững trong bối cảnh thế giới biến động phức tạp, nhanh chóng, khó lường như hiện nay

1.1.2 Các nghiên cứu về dạy học định hướng phát triển năng lực ở trong nước

Nền Giáo dục cách mạng Việt Nam chịu nhiều ảnh hưởng tích cực từ nền Giáo dục của hệ thống các quốc gia xã hội chủ nghĩa từ những năm 1945 Ngày nay, các nhà giáo dục Việt Nam luôn tích cực tiếp thu kịp thời xu thế giáo dục ở các nước trên thế giới trên cơ sở phù hợp với văn hóa và con người Việt Nam để xây dựng nền giáo dục hiện đại cho nước nhà Đảng và nhà nước ta đã và đang thực hiện công cuộc cải cách, đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế Mục tiêu đổi mới đã được thể hiện trong Nghị quyết 88/2014/QH13 của Quốc hội: “chuyển nền giáo dục nặng nề truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn diện cả về phẩm chất và năng lực, hài hòa đức, trí, thể, mỹ và phát huy tốt nhất tiềm năng của mỗi học sinh” [1]

Ngày 26 tháng 12 năm 2018 Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành chương trình giáo dục phổ thông bao gồm chương trình tổng thể, chương trình các môn học và hoạt động giáo dục Chương trình tổng thể đã xác định rõ chuẩn đầu ra gồm 5 phẩm chất là: yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm và 10 năng lực cần được hình thành

và phát triển gồm các năng lực chung được hình thành và phát triển qua tất cả các môn học và hoạt động giáo dục như năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác,

năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực đặc thù được hình thành và phát triển chủ yếu thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục nhất định như: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mĩ, năng lực thể chất Ngoài ra chương trình giáo dục phổ thông còn góp phần phát hiện, bồi dưỡng năng khiếu của học sinh [1]

Tại các trường đại học, các sở GD và các trường THPT ở nước ta, hoạt động nghiên cứu và triển khai dạy học phát triển năng lực đang diễn ra mạnh mẽ, toàn diện

Ta có thể kể đến một vài nghiên cứu sau đây:

Đỗ Hương Trà (2019), Dạy học phát triển năng lực môn Vật lí trung học phổ thông, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội

Đỗ Hương Trà (2012), Các kiểu tổ chức dạy học hiện đại trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học Sư phạm

Nguyễn Đình Thước (2010), Những bài tập sáng tạo về vật lí trung học phổ thông,

NXB Đại học Quốc gia Hà Nội

Cao Tiến Khoa (2014), Xây dựng, hoàn thiện và sử dụng các thí nghiệm trong dạy học một số kiến chương “Sóng cơ” - Vật lí 12 theo hướng phát huy tính tích cực

và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh, Luận án tiến sĩ chuyên ngành LL&PPDH

chuyên ngành LL&PPDH Vật lí, Trường ĐHSP Thái Nguyên

Nguyễn Đắc Phong (2018), Tổ chức dạy học chương “Cảm ứng điện từ” (Vật lí 11) theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh, Luận văn thạc sĩ chuyên

ngành LL&PPDH Vật lí, Trường ĐHSP Thái Nguyên

Như vậy, giáo dục Việt Nam đang có những bước đổi mới một cách mạnh mẽ để bắt kịp xu thế giáo dục trên thế giới đó là giáo dục định hướng phát triển năng lực Đây cũng là điều tất yếu xuất phát từ sự phát triển của nền kinh tế, xã hội của đất nước trong bối cảnh toàn cầu hóa và sự bùng nổ của nền kinh tế tri thức đòi hỏi ngành giáo dục

phải luôn bám sát theo từng biến động xã hội để đào tạo ra con người mới phù hợp với nhu cầu của xã hội đương thời Trong số các nghiên cứu từ trước chưa có nghiên cứu nào đề cập tới việc sử dụng bài tập trong dạy học các nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh Trung

học phổ thông Chuyên Vật lí” nên tác giả chọn hướng nghiên cứu này Sử dụng bài tập trong dạy học các nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh Trung học phổ thông Chuyên Vật

lí

1.2 Bài tập vật lí

1.2.1 Khái niệm bài tập vật lí

Theo X E Camenetxki và V.P Ôrêkhốp “trong thực tế dạy học, bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và phương pháp vật lí…” [11]

Trong các tài liệu như sách giáo khoa và các tài liệu về phương pháp dạy học bộ môn người ta thường hiểu bài tập vật lí là những bài tập luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm và phát triển tư duy vật lí của học sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn

Như vậy, theo cách hiểu như trên thì bài tập là thành phần không thể thiếu trong một bài học vật lí Bài tập vật lí vừa đóng vai trò là phương tiện vừa là phương pháp

để truyền tải kiến thức, hình thành và bồi dưỡng năng lực cho học sinh

1.2.2 Vai trò của bài tập vật lí

Theo khái niệm bài tập vật lí thì mỗi vấn đề xuất hiện trong quá trình học tập chính là một bài tập với HS Như vậy, bài tập vật lí xuất hiện ở mọi giai đoạn của tiết học như hình thành kiến thức, củng cố, luyện tập…Do đó, bài tập vật lí giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường phổ thông Một

số vai trò ta có thể kể đến như sau [11]:

a) Bài tập vật lí giúp người học nắm vững, chính xác, sâu sắc, toàn diện hơn những quy luật, hiện tượng vật lí, biết cách phân tích, ứng dụng vào thực tiễn

b) Bài tập vật lí có vai trò như một phương tiện độc đáo để nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức cho học sinh

c) Bài tập vật lí có vai trò là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, trí tưởng tượng, bồi dưỡng hứng thú học tập và phương pháp nghiên cứu khoa học cho người học

d) Bài tập vật lí còn là hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và là phương tiện kiểm tra kiến thức kỹ năng của học sinh

e) Bài tập vật lí có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp các bài tập thực tiễn đóng vai trò là phương tiện thuận lợi để học sinh liên hệ lý thuyết với thực hành, học tập với đời sống

f) Bài tập vật lí góp phần xây dựng thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh làm cho họ tin vào sức mạnh của khoa học kỹ thuật, khát khao đem tài năng, trí tuệ cải tạo cuộc sống

Tuy tác dụng của bài tập vật lí là rất lớn trong việc cung cấp kiến thức, rèn luyện

kĩ năng, hình thành và phát triển năng lực cho học sinh Nhưng không phải học sinh cứ giải bài tập là chúng ta đạt ngay các yêu cầu mong muốn Bài tập vật lí chỉ phát huy tối

đa tác dụng khi được sắp xếp thành hệ thống phù hợp với mục đích dạy học, với yêu cầu phát triển năng lực, phẩm chất cho người học

1.2.3 Phân loại bài tập vật lí

Bài tập vật lí rất đa dạng Do đó, chúng ta có rất nhiều cách phân loại bài tập theo các tiêu chí khác nhau như dựa vào đề tài, phương thức giải, mức độ phát triển tư duy…

1.2.3.1 Căn cứ vào yêu cầu mức độ phát triển tư duy

a) Bài tập luyện tập

Là những bài tập mà hiện tượng xảy ra chỉ tuân theo một quy tắc, một định luật vật lí đã biết Loại bài tập này dùng để củng cố lý thuyết cơ bản đã học Tính chất tái hiện của tư duy thể hiện ở chỗ học sinh so sánh bài tập cần giải với các dạng bài tập đã biết và huy động cách giải đã biết, trong đề bài đã hàm chứa angôrit giải [13]

b) Bài tập sáng tạo

Khái niệm về bài tập sáng tạo vật lí được V.G.Razumôpxki (Nga) nêu ra từ những năm 60 của thế kỉ XX Đó là bài tập mà giải thiết không có thông tin đầy đủ liên qua đến hiện tượng quá trình vật lí, có những đại lượng vật lí được ẩn giấu, điều kiện bài

toán không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật

lí cần sử dụng [13]

Bài tập sáng tạo có 2 loại:

- Bài tập nghiên cứu: là loại bài tập cần giải thích một hiện tượng chưa biết trên

cơ sở mô hình trừu tượng thích hợp rút ra từ thuyết vật lí

- Bài tập thiết kế: là loại bài tập vận dụng các kiến thức lý thuyết đã biết để đưa

ra mô hình mới phù hợp với mô hình trừu tượng đã cho

1.2.3.2 Căn cứ vào nội dung bài tập [11]

a) Bài tập có nội dung cụ thể

- Là bài tập có dữ liệu là các con số cụ thể, thực tế và học sinh có thể tính toán theo vốn kiến thức vật lí đã được học

b) Bài tập có nội dung trừu tượng

Là bài tập mà các dữ kiện cho dưới dạng chữ Bản chất vật lí được nêu rõ trong

đề bài Học sinh có thể dùng kết quả để biện luận hay đề xuất bài toán mới

c) Bài tập có nội dung kỹ thuật tổng hợp

Là bài tập có nội dung chứa đựng các kiến thức về kỹ thuật về sản xuất hay các lĩnh vực khác của đời sống

d) Bài tập có nội dung lịch sử

Là bài tập chứa đựng các kiến thức cơ bản có liên quan đến lịch sử như những dữ liệu về các thí nghiệm vật lí cổ điển, phát minh hay sáng chế mang tính lịch sử e) Bài tập vui

Là bài tập sử dụng các sự kiện, hiện tượng kì lạ hoặc qua việc giải bài tập sẽ làm cho học sinh thêm hứng thú với môn học

1.2.3.3 Căn cứ vào phương thức cho điều kiện và phương thức giải

a) Bài tập định tính

Là bài tập có đặc điểm nhấm mạnh mặt định tính của các hiện tượng đang khảo sát, học sinh chỉ cần suy luận logic để giải mà không cần tính toán phức tạp Bài tập này thường đưa ra yêu cầu dưới dạng câu hỏi Vì sao? Tại sao? [10]

b) Bài tập định lượng

Là loại bài tập có dữ liệu cụ thể (bằng số hoặc bằng chữ) học sinh phải giải bằng các công thức vật lí để xác lập mối qua hệ giữa các đại lượng Kết quả bài toán nhận được dưới dạng chữ hoặc số [10]

c) Bài tập thực nghiệm

Là loại bài tập khi giải phải sử dụng thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập Những TN này thường là những TN đơn giản định lượng hoặc định tính [5]

d) Bài tập đồ thị

Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng để làm dữ kiện được biểu diễn trên đồ thị cho trước [5]

1.3 Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí

1.3.1 Khái niệm, cấu trúc của năng lực

Trong văn phong tiếng Việt cũng như các ngôn ngữ khác trên thế giới từ năng lực được sử dụng với nhiều nghĩa cụ thể gắn với từng văn cảnh khác nhau Do đó, việc định nghĩa năng lực gặp nhiều khó khăn Tuy nhiên các nhà giáo dục, nhà tâm lý học

đã cố gắng định nghĩa năng lực một cách cụ thể

Theo John Erpenbeck, “năng lực được tri thức làm cơ sở, được sử dụng như khả năng, được quy định bởi giá trị, được tăng cường qua kinh nghiệm và được hiện thực hóa qua ý chí” [2]

Theo Weinert (2001) định nghĩa: “năng lực là những khả năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng

về động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong các tình huống linh hoạt” [2]

Theo Bernd Meier - Nguyễn Văn Cường (2014) thì: “Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống thay đổi thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ

sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động” [2] Trên cơ sở tiếp thu kiến thức tinh hoa của các nền giáo dục phát triển trên thế giới

và dựa trên sự phù hợp với điều kiện văn hóa và con người Việt Nam, trong chương trình giáo dục phổ thông chương trình tổng thể các nhà giáo dục Việt Nam đã đưa khái

niệm năng lực như sau: “Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành phát triển nhờ

tố chất có sẵn và có quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí… thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể” [1]

Năng lực được định nghĩa theo nhiều cách khác nhau như vậy là do bối cảnh và mục đích sử dụng những năng lực được đề cập và cả vai trò, vị trí của mỗi công việc

Do đó, có nhiều mô hình cầu trúc năng lực khác nhau Ta có thể kể đến một vài cấu trúc như sau [20]:

Mô hình của các nhà sư phạm nghề Đức: Theo quan điểm của các nhà sư phạm

nghề Đức, cấu trúc chung của năng lực hành động được mô tả là sự kết hợp của bốn thành phần theo sơ đồ như sau:

Hình 1.1 Cấu trúc năng lực của các nhà sư phạm nghề Đức

Mô hình trên có thể cụ thể hóa trong từng lĩnh vực chuyên môn, công việc khác nhau Trong mỗi lĩnh vực nghề nghiệp khác nhau người ta có thể mô tả các loại năng lực khác nhau Mô hình này phù hợp với bốn trụ cột giáo dục theo UNESCO:

Hình 1.2 Mô hình bốn thành phần của năng lực và bốn trụ cột giáo dục của UNESCO

Mô hình năng lực theo OECD: Theo chương trình dạy học của các nước thuộc

OECD thì mô hình năng lực được xây dựng đơn giản hơn Cấu trúc của năng lực được phân chia thành hai nhóm chính: năng lực chung và các năng lực chuyên môn

Nhóm năng lực chung bao gồm:

- Khả năng hành động độc lập thành công

- Khả năng sử dụng các công cụ giao tiếp và công cụ tri thức một cách tự chủ

- Khả năng hành động thành công trong các nhóm xã hội không đồng nhất Nhóm năng lực chuyên môn liên quan đến từng môn học riêng biệt, được hình thành

và phát triển do một lĩnh vực hay môn học nào đó

Trong chương trình giáo dục phổ thông chương trình tổng thể được ban hành năm

2018 bởi Bộ Giáo dục và Đào tạo đã xác định chương trình giáo dục phổ thông có nhiệm vụ hình thành và phát triển cho học sinh những năng lực cốt lõi sau:

- Những năng lực chung được tất cả các môn học và hoạt động GD góp phần hình

thành, phát triển bao gồm: năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác,

năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo [1]

- Những năng lực đặc thù được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một số

môn học và hoạt động giáo dục nhất định như: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mĩ, năng lực

Vậy sáng tạo là gì? Làm thế nào để trang bị cho bản thân óc sáng tạo hay năng lực sáng tạo?

Sáng tạo là hoạt động mang tính tinh thần của mỗi cá nhân, mỗi người khác nhau lại có cách thức và con đường sáng tạo khác nhau Theo tác giả Phan Dũng và một số nhà nghiên cứu cho rằng “sáng tạo là hoạt động tạo ra cái gì đó đồng thời có tính mới

và tính ích lợi” [3]

Cái mới hiểu một cách đơn giản là những gì khác biệt với những cái đang có hoặc được làm trước đó Sáng chế sẽ tạo ra các thiết bị mới, phát minh sẽ phát hiện ra quy luật, hiện tượng dù vẫn đang tồn tại trong đời sống nhưng chưa được nhận diện gọi tên

…[3] Điều đó chứng tỏ, sáng tạo không chỉ là hoạt động của riêng các nhà khoa học hay bậc vĩ nhân nào đó, ai cũng có thể trở nên sáng tạo và gia tăng được khả năng nảy

ra những ý tưởng sáng tạo, chỉ cần rèn luyện nhiều hơn mà thôi

Bản thân mỗi HS bắt đầu sinh ra là một đứa trẻ luôn đầy ắp trong đầu các câu hỏi Tại sao? Vì sao? Do đó, nhiệm vụ của GD là tạo ra môi trường thuận lợi để HS rèn luyện, phát triển óc sáng tạo và hình thành năng lực sáng tạo Vấn đề này đã được bác Phạm Văn Đồng gói gọn trong câu nói đầy ý nghĩa “Dạy là phải gõ vào trí thông minh của học sinh” “Nghề dạy học là nghề sáng tạo nhất trong những nghề sáng tạo”

Dựa vào khái niệm sáng tạo và các yếu tố liên quan, các nhà tâm lý học đã đưa ra khái niệm về năng lực sáng tạo: “Là khả năng tạo cái mới hoặc giải quyết vấn đề một

cách mới mẻ của con người là khả năng tạo ra cái mới có giá trị của cá nhân dựa trên

tổ hợp các phẩm chất độc đáo của cá nhân đó” [4]

1.3.2.2 Những biểu hiện của năng lực sáng tạo

Cũng như các năng lực khác, năng lực sáng tạo có những biểu hiện riêng dưới dạng các khả năng sau [19]:

- Nhận ra ý tưởng mới: Biết xác định và làm rõ thông tin từ nhiều nguồn phức

tạp, biết phân tích thông tin để tìm ra khuynh hướng hay ý tưởng mới

- Phát hiện và làm rõ vấn đề: Phân tích được tình huống trong học tập và đời sống

qua đó phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề

- Hình thành và triển khai ý tưởng mới: Nêu được nhiều ý tưởng mới trong học

tập và cuộc sống, những giải pháp mới dựa trên những kiến thức, kinh nghiệm đã có

- Đề xuất, lựa chọn giải pháp: biết thu thập thông tin làm rõ vấn đề, so sánh và

đánh giá các giải pháp, có khả năng lựa chọn giải pháp phù hợp nhất

- Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề: Biết thực hiện và đánh giá

giải pháp giải quyết vấn đề để rút kinh nghiệm và vận dụng trong bối cảnh mới

- Tư duy độc lập: Biết đặt nhiều câu hỏi có giá trị liên quan tới vấn đề, không dễ

dàng chấp nhận thông tin một chiều, sẵn sàng thay đổi, xem xét lại vấn đề Nói cách khác người có năng lực sáng tạo cần có tư duy phản biện vì tư duy phản biện là cơ sở của sáng tạo

1.3.2.3 Biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí

Trong học tập vật lí, năng lực sáng tạo của học sinh được rèn luyện, phát huy một cách tối đa Người giáo viên cần nhận biết được biểu hiện của NLST có thể quan sát được dưới dạng hành vi ở mỗi học sinh để có hướng bồi dưỡng, phát triển tốt nhất NLST cho các em Những biểu hiện của NLST có thể kể đến là [8]:

- Biết cách làm rõ vấn đề cần giải quyết: Biểu hiện này thường bộc lộ khi học

sinh tóm tắt đề bài, biết diễn đạt vấn đề theo ngôn ngữ vật lí, xác định đúng yêu cầu của đề bài hay vấn đề cần giải quyết trong tình huống học tập và GV đưa ra

- Phát hiện nhanh những vấn đề mấu chốt, dữ liệu quan trọng, tìm ra ẩn ý mang

tính quyết định trong mỗi bài tập, câu hỏi của GV Biểu hiện này bộc lộ rõ rệt khi học sinh phân tích đề bài, tìm phương hướng giải bài tập hoặc trả lời câu hỏi trên lớp của

GV Thông thường những HS như vậy GV đánh giá là thông minh, nhanh nhẹn trong phạm vi môn học của mình

- Biết trình bày linh hoạt một vấn đề: HS có thể đề xuất phương án giải quyết vấn

đề theo nhiều cách khác nhau hay giải bài tập theo nhiều cách khác nhau, biểu hiện này thể hiện sự mềm dẻo của tư duy và là cơ sở quan trọng của tư duy sáng tạo

- Mạnh dạn đề xuất những ý tưởng mới, phương pháp giải mới không theo những

cái cũ, cách giải đã có và biết biện hộ, bảo vệ, phản bác cho đề xuất đó Không nhất thiết cách giải mới phải đúng hay chính xác với ý muốn của giáo viên Đây là biểu hiện

rõ rệt, đặc trưng của NLST ở mỗi HS

- Biết đặt nhiều câu hỏi, thắc mắc có giá trị về những vấn đề liên quan tới bài

học Không dễ dàng chấp nhận một kết quả hay một phương án giải quyết vấn đề Đây

là dấu hiệu đặc trưng của tư duy phản biện - một trong các tư duy quan trọng để hình thành NLST Biểu hiện này thường xuất hiện trong quá trình giải quyết vấn đề vật lí, biện luận kết quả sau khi giải bài tập vật lí

- Luôn biết so sánh, đánh giá ưu nhược điểm của mỗi kết quả hay phương án giải

quyết vấn đề Ví dụ, HS biết đánh giá ưu nhược điểm của phương pháp động lực học

và phương pháp dùng các định luật bảo toàn khi giải bài tập cơ học

- Có khả năng liên tưởng tốt: vật lý là bộ môn KHTN nên kiến thức vật lí rất

gần gũi với thực tế cuộc sống Học sinh có óc sáng tạo thường liên hệ tốt giữa lý thuyết và thực tiễn, biết tưởng tượng ra các các mô hình hoạt động của hệ vật lí hay đưa ra các giả thuyết hợp lí cho mỗi vấn đề cần giải quyết Biểu hiện này cho thấy tính trực giác cao trong hoạt động sáng tạo của người học, là cơ sở quan trọng của NLST

1.4 Bài tập định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong học tập vật lí

1.4.1 Khái niệm bài tập sáng tạo

Khái niệm BTST về vật lí được V.G Razumôpxki (Nga) nêu ra từ những năm 60

của thế kỉ XX “Đó là bài tập mà giả thiết không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng, quá trình vật lí, có những đại lượng vật lí được ẩn dấu, điều kiện bài toán không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lí cần

sử dụng” [13]

Khi giải BTST người giải phải huy động mọi kiến thức, kĩ năng và cả trực giác nhạy bén để giải quyết một tình huống hoàn toàn mới lạ Tính sáng tạo thể hiện ở chỗ không có khuôn mẫu nào trước đó cho việc giải bài tập mà người giải phải tự tìm ra một cách giải mới lạ Tuy nhiên, cái mới lạ ở đây có tính tương đối tùy thuộc vào đối tượng và thời điểm sử dụng, ở thời điểm này là BTST nhưng khi đã biết thì lại là BTLT cho học sinh

1.4.2 Phân loại và vai trò của bài tập sáng tạo trong học tập vật lí

Bài tập sáng tạo có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hình thành bồi dưỡng, phát huy NLST của học sinh trong học tập vật lí cũng như tính sự linh hoạt, mềm dẻo, độc đáo và trực giác cao của người học Dựa theo sự tương tự giữa quá trình sáng tạo khoa học và tính chất của quá trình tư duy trong việc giải quyết các bài tập sáng tạo ta

có thể phân loại bài tập sáng tạo gồm:

- Bài tập nghiên cứu đòi hỏi trả lời câu hỏi “tại sao” tương tự như “phát minh” trong sáng tạo khoa học

- Bài tập thiết kế đòi hỏi trả lời câu hỏi “ làm thế nào” tương tự như “sáng chế” trong sáng tạo khoa học kĩ thuật

Tuy nhiên sự phân loại trên là tính khái quát cao nên nhiều khi không phân biệt được BTST và bài tập luyện tập Do đó, sự kết hợp giữa việc phân loại trên với phân loại theo phẩm chất tư duy sáng tạo là tính mềm dẻo, linh hoạt, độc đáo, nhạy cảm, ta

có các loại BTST như sau [13]:

- Bài tập có nhiều cách giải: Trong quá trình giải bài tập vật lí có thể bằng nhiều

cách giải khác nhau Như một số bài toán cơ học có thể giải bằng phương pháp động lực học, cũng có thể giải bằng các định bảo toàn, hoặc việc thay đổi hệ quy chiếu khiến bài giải trở nên dễ dàng hơn

- Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi Loại bài tập này thường

có nhiều hơn một câu hỏi và định hướng học sinh đến những sai lầm thường gặp Câu hỏi thứ nhất là một bài tập thông thường, câu hỏi sau có hình thức tương tự như câu hỏi thứ nhất nhưng áp dụng cách giải của câu hỏi thứ nhất sẽ cho kết quả sai do câu hỏi

đã mang bản chất vật lí khác Vai trò của hai loại bài tập trên có tác dụng bồi dưỡng thói quen tư duy nhiều chiều, không cứng nhắc, lối mòn mà luôn mềm dẻo, linh hoạt,

một biểu hiện đặc trưng của tư duy sáng tạo và có hiệu quả trong việc hình thành, phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh

- Bài tập thí nghiệm: Bao gồm các bài tập thí nghiệm định tính như thiết kế

phương án thí nghiệm theo mục đích cho trước và bài tập thiết kế dụng cụ dựa trên nguyên tắc vật lí nào đó Các bài tập thí nghiệm định lượng bao gồm các bài tập đo đạc các định lượng vật lí, minh họa lại quy luật vật lí bằng thực nghiệm Tác dụng của loại bài tập này giúp học sinh huy động một cách linh hoạt các kiến thức vật lí hay sử dụng các dụng cụ để đề xuất các phương án thí nghiệm, giải pháp đo dạc trong các tình huống thực tiễn

- Bài tập cho thiếu hoặc thừa dữ kiện Tính sáng tạo ở đây là học sinh phải nhìn

ra sự không bình thường của bài toán, chỉ ra mâu thuẫn giữa các dữ kiện và có thể đưa

ra sự điều chỉnh dữ kiện để bài toán có thể giải được Vai trò của bài tập loại này là rèn luyện cho học sinh tư duy độc lập, phát hiện vấn đề, sự bất cập trong mỗi tình huống, không chấp nhận thông tin một chiều khi xem xét vấn đề, sẵn sàng xem xét, đánh giá lại vấn đề

- Bài tập nghịch lí, ngụy biện: Đây là những bài toán mà lời giải có vẻ hợp lí song

kết quả thu được lại mâu thuẫn với một định lí hay định luật đã biết Bài tập loại này

có tác dụng bồi dưỡng tư duy phê phán, phản biện cho học sinh, giúp cho tư duy có tính độc đáo, nhạy làm cơ sở cho tư duy sáng tạo

- Bài toán hộp đen: Với việc nghiên đối tượng mà cấu trúc bên trong chưa biết,

nhưng có thể đưa ra mô hình cấu trúc đối tượng dựa trên dữ liệu cơ sở “đầu vào”, “ đầu ra” Để giải được bài tập này học sinh cần phải có tư duy tổng hợp, phân tích mối quan

hệ giữa các dữ kiện để đưa ra mô hình lí thuyết phù hợp Chính vì vậy, bài toán hộp đen không chỉ có tác dụng giáo dưỡng mà còn có chức năng bồi dưỡng năng lực sáng tạo

Nói chung BTST về vật lí rất da dạng, phong phú, nhưng đặc điểm chung của các dạng BTST là tính mới lạ về cách sáng tạo, tiếp cận hay phương pháp tư duy không lối mòn, cứng nhắc mà luôn mềm dẻo, linh hoạt trên nền tảng những kiến thức, định luật vật lí Do đó, BTST là một phương tiện giáo dưỡng có hiệu quả đặc biệt trong việc bồi dưỡng, phát huy NLST ở học sinh

1.4.3 BTST với việc phát triển tư duy của học sinh trong học tập vật lí

Hoạt động học tập của học sinh với nhiệm vụ nắm vững kiến thức, kĩ năng, phương pháp được chia làm 3 giai đoạn với từng mức độ nhận thức:

Giai đoạn 1: Nắm vững tư liệu ở dạng tái hiện thông tin mà học sinh thu nhận

được

Giai đoạn 2: Học sinh sử dụng những tư liệu đã biết để giải bài tập luyện tập với

angôrit rõ ràng

Giai đoạn 3: Là giai đoạn cao nhất của việc nắm vững tư liệu học tập, học

sinh sử dụng các kiến thức đã có để giải BTST Khi trải qua giai đoạn 1, 2 học sinh mới có đủ kiến thức, kỹ năng, sử dụng tư duy, trực giác của mình để phát hiện vấn đề và giải toán

Giai đoạn 1, 2 của quá trình nhận thức là quan trọng, song nếu dừng lại ở đó, chúng ta chỉ tạo ra những con người tư duy máy móc, thụ động trước sự thay đổi từng ngày, góc của cuộc sống

Do đó, nhiệm vụ của dạy học vật lí là tạo ra cơ hội học tập cho học sinh ở giai đoạn 3, để học sinh được tham gia các hoạt động sáng tạo Qua đó, năng lực sáng tạo của học sinh được bồi đắp và phát triển Quá trình học tập đầy đủ cả 3 giai đoạn giúp học sinh không chỉ có kiến thức chuyên môn mà quan trọng hơn là hình thành NLST

để trở thành người lao động có kiến thức, có óc sáng tạo đáp ứng được sự đòi hỏi của

xã hội bùng nổ CNTT, toàn cầu hóa và cạnh tranh khốc liệt

Không những BTST luôn tạo ra không khí học tập hào hứng cho học sinh Việc giải những BTST giúp các em thấy được mối liên hệ chặt chẽ bộ môn vật lí và thực tiễn cuộc sống, các em sẽ yêu thích môn học hơn và khao khát đem hiểu biết của mình

để cải thiện cuộc sống

Việc giải BTST một cách thường xuyên không chỉ rèn luyện cho học sinh năng lực dự đoán trực giác, một yếu tố quan trọng của NLST mà còn rèn luyện cho học sinh trạng thái tâm lí quan trọng: Kiến thức không phải để học máy móc và trả bài cho giáo viên khi cần mà sử dụng để sáng tạo, khám phá những điều chưa biết, hay chiếm lĩnh kiến thức mới

1.5 Sử dụng bài tập định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh THPT Chuyên vật lí

1.5.1 Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí

Để thực hiện nhiệm vụ bồi dưỡng và phát triển NLST cho người học thì kiến thức vật lí vừa đóng vai trò là mục tiêu vừa là phương tiện Do đó, các biện pháp hình thành

và phát triển NLST cho người học gắn liền với quá trình dạy và học vật lí Theo tôi, một số biện pháp có thể kể đến là:

+ Xây dựng được cấu trúc và các chỉ số hành vi của NLST thông qua bảng cấu trúc năng lực Mục tiêu dạy học cần diễn đạt một cách rõ ràng các chỉ số hành vi các năng lực thành tố của NLST cần bồi dưỡng và phát triển ở học sinh

+ Xây dựng chương trình học gồm các bài học với nội dung được lựa chọn phù hợp với mục tiêu phát triển NLST

+ Hình thành môi trường sáng tạo trong mỗi bài học như xây dựng chuỗi hoạt động sáng tạo, tìm tòi, khám phá Mỗi bài học cần gắn liền hoạt động trí tuệ với thực tiễn Để làm được điều này chúng ta cần:

- Xây dựng hệ thống câu hỏi kích thích học sinh có nhu cầu kiến thức để giải quyết vấn đề

- Xây dựng hệ thống câu hỏi cần xác định các giải pháp tìm tòi, xác lập các kiến thức cần vận dụng

- Xây dựng hệ thống BTST từ dễ đến khó và sử dụng khéo léo để bồi dưỡng và phát triển NLST ở học sinh

+ Thường xuyên sử dụng các phương pháp và hình thức tổ chức dạy học tích cực

để phát triển NLST cho học sinh như: dạy học giải quyết vấn đề, dạy học trên cơ sở vấn đề, dạy học dự án… Người giáo viên cần có thái độ cởi mở, khuyến khích học sinh

có những ý kiến khác biệt có giá trị Những yêu cầu này đòi hỏi người giáo viên phải luôn học hỏi, thay đổi cách thức thiết kế bài học từ việc xác định mục tiêu đến tổ chức các hoạt động học và đánh giá việc thực hiện nhiệm vụ ở mỗi người học

+ Chú ý rèn luyện cho học sinh một số năng lực quan trọng làm cơ sở hình thành NLST như năng lực tưởng tưởng, liêng tưởng, trực giác, năng lực trừu tượng hóa, khái quát hóa ở mức độ cao

+ Thay đổi cách kiểm tra đánh giá Hiện nay, cách kiểm tra đánh giá nặng nề về khả năng tái hiện kiến thức Do đó, học sinh học đối phó theo cách kiểm tra, đánh giá nên thích tư duy theo lối mòn dẫn tới NLST có rất ít cơ hội phát triển Muốn phát triển NLST, theo tôi không tập trung vào việc kiểm tra khả năng tái hiện kiến thức mà chú trọng đánh giá khả năng vận dụng một cách sáng tạo tri thức trong những tình huống ứng dụng khác nhau của vật lí Tăng cường đánh giá quá trình gắn liền với việc thực hiện các nhiệm vụ học tập của học sinh [10]

1.5.2 Sử dụng bài tập định hướng phát triển NLST trong dạy học vật lí

1.5.2.1 Sử dụng bài tập trong tiến trình xây dựng kiến thức mới

Tư duy sáng tạo luôn xuất phát từ tình huống có “vấn đề” Do đó, trong tiến trình xây dựng kiến thức mới người GV phải có biện pháp làm xuất hiện “vấn đề” vật lí để gây sự chú ý, tò mò và xuất hiện nhu cầu tìm hiểu kiến thức mới của HS Do đó, những BTST là một sự lựa chọn tốt để người GV đạt được mục đích của mình

Ví dụ: khi dạy bài phản xạ toàn phần, GV có thể sử dụng bài tập gồm hai ý về định luật khúc xạ Ý thứ nhất i < igh, ý thứ hai i > igh Mâu thuẫn xảy ra là sinr > 1 Như vậy, định luật khúc xạ đã bị sai hay có vấn đề nào khác ở đây? Khi đó HS bắt đầu sự chú ý

và cảm thấy có “vấn đề”, đồng thời xuất hiện nhu cầu cần giải quyết vấn đề

1.5.2.2 Sử dụng bài tập trong tiến trình ôn luyện

a) Ôn luyện giải bài tập tính toán

BTST tính toán được lựa chọn để phát triển NLST cho HS chuyên lí thường dùng trong các tiết bài tập, buổi ôn chuyên đề Khi đó, GV có thể sử dụng BT nhiều cách giải, BT có nội dung tương tự hay bài toán hộp đen Tuy nhiên, mức độ tư duy sáng tạo tăng dần từ dễ tới khó để HS tiếp thu từng bước Trong chương trình chuyên lí có rất nhiều BTST dù người giải nắm đầy đủ các định lí hay kiến thức vật lí khác nhưng vẫn không giải được Khi đó, người giải cần phải thay đổi cách nhìn nhận một cách tinh tế mới có thể tìm ra được lời giải Những bài tập như vậy HS nếu tự tìm ra được lời giải thường rất hài lòng, hứng thú và có động lực để giải các bài tiếp theo

Tuy nhiên, khả năng sáng tạo chỉ hình thành ở giai đoạn 3 của quá trình tiếp thu kiến thức vật lí Do đó, GV có thể bắt đầu cho HS làm các bài tập luyện tập, sau đó phát triển lên thành các BTST để nâng cao dần mức độ khó của BTST cũng như tư duy sáng tạo cho HS

b) Ôn luyện giải bài tập thí nghiệm

Các nhà khoa học tìm ra cái mới gọi là phát minh khoa học mà nhân loại chưa ai biết Tương tự, học sinh khám phá “cái mới” đối với bản thân mình và bản chất của

“cái mới” đó là sự sáng tạo Điều đó nói lên sự giống nhau về mặt nhận thức khoa học vật lí của nhà bác học và hoạt động học tập vật lí của học sinh Để có một phát minh khoa học nhà bác học phải trải qua không biết bao nhiêu lần thí nghiệm, thậm chí phải

tự tạo ra dụng cụ thí nghiệm Do đó, các BTST dạng thí nghiệm rất phù hợp để cho học sinh có cơ hội khám phá “cái mới” Những BT này thường được dùng trong các buổi ngoại khóa, các buổi thực hành trên phòng thí nghiệm, bài về nhà vì cần nhiều thời gian chuẩn bị và có nhiều thao tác Bù lại, đây là những bài tập có tác dụng to lớn trong việc bồi dưỡng, phát triển NLST cho HS

c) Ôn luyện giải bài tập có nội dung thực tế

Các bài tập sáng tạo có nội dung thực tế có tác dụng rất lớn đối với sự phát triển NLST của HS vì BTST có nội dung thực tế là cầu nối giữa kiến thức lí thuyết vật lí hàn lâm và thực tiễn Có như vậy, các em mới hiểu được ý nghĩa của kiến thức vật lí đối với cuộc sống và nuôi dưỡng tình cảm yêu thích môn học Ngoài ra, BTST có nội dung thực tế giúp HS tăng cường khả năng liên tưởng, khái quát hóa, trừu tượng hóa ở mức

sử dụng bài tập để đánh giá năng lực nói chung và năng lực sáng tạo nói riêng của HS cần lưu ý những yêu cầu cơ bản sau:

- Bài tập được phân chia theo nhiệm vụ từ dễ tới khó để bao quát được các mức

độ năng lực từ thấp nhất đến cao nhất

- Xây dựng các bài tập giải quyết vấn đề: Các bài tập này đòi hỏi sự phân tích, tổng hợp, vận dụng linh hoạt kiến thức vào những tình huống thay đổi Dạng bài tập này đòi hỏi tư duy mềm dẻo, sự sáng tạo của người học

- Xây dựng các bài tập gắn với bối cảnh, tình huống thực tiễn: Những bài tập này

là những bài tập mở, tạo cơ hội cho nhiều cách tiếp cận khác nhau

- Xây dựng hệ thống bài tập kèm theo các tiêu chí đánh giá theo các chỉ số hành

vi cụ thể của năng lực được đánh giá Trong khi đánh giá nên kết hợp cả đánh giá quá trình và đánh giá sau khi học để kết quả thu được mang tính khách quan, chính xác

1.6 Khảo sát thực trạng việc sử dụng bài tập chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10 chương trình chuyên) theo quan điểm dạy học phát triển NLST của học sinh THPT Chuyên vật lí

1.6.1 Mục đích khảo sát thực trạng

Mục đích của việc điều tra, khảo sát là để đánh giá thực trạng sử dụng bài tập vật

lí theo hướng phát triển NLST cho HS trong quá trình dạy học vật lí, đồng thời làm rõ nhận thức của GV và HS về vai trò của việc hình thành, phát triển NLST cho HS THPT trong xã hội hiện nay

1.6.2 Đối tượng và phương pháp điều tra

Công việc điều tra, khảo sát được tiến hành tại trường THPT Chuyên tỉnh Thái Nguyên trong học kì 2 năm học 2018 - 2019 đối với HS lớp chuyên lí 10

Phương pháp điều tra bao gồm:

- Dùng phiếu khảo sát (phụ lục 1, phụ lục 2)

- Quan sát thông qua dự giờ và tham khảo ý kiến giáo viên bộ môn vật lí, giáo viên chủ nhiệm

1.6.3 Kết quả khảo sát

Theo kết quả điều tra, chúng tôi rút ra một số nhận xét sau đây:

Đối với giáo viên

- Đa số GV đều xác định đúng vai trò của môn vật lí đối với sự hình thành và phát triển năng lực cho HS và vai trò của NLST

- Tất cả GV được hỏi ý kiến đều cho rằng vai trò của việc giải bài tập nhằm giúp học sinh nắm vững, củng cố, khắc sâu kiến thức và rèn luyện kĩ năng tính toán

- Bài tập được sử dụng với các lớp không chuyên được xây dựng bám theo sách giáo khoa và sách bài tập Các thầy cô dạy cho lớp chuyên thì có hệ thống bài tập riêng song nặng về nội dung kiến thức hàn lâm, xa rời thực tiễn, chương trình thiếu hụt một lượng lớn các bài tập sáng tạo như bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế, …

- Bài tập sử dụng để kiểm tra đánh giá HS luôn nhằm vào khả năng tái hiện kiến thức, không đánh giá được NLST và một số năng lực khác

Đối với HS

- Các em đều thể hiện mong muốn chương trình học mang tính sáng tạo để thêm hứng thú, niềm vui trong học tập Tuy các em chưa có khái niệm rõ ràng về NLST song đều hiểu được sự cần thiết của NLST và mong muốn bản thân được rèn luyện để trở thành người có NLST

- Học sinh các lớp có thiên hướng về khoa học tự nhiên như: chuyên toán, lí, hóa, tin thể hiện NLST có phần nhỉnh hơn so với HS các lớp thiên về khoa học xã hội như: chuyên văn, sử, địa, anh Riêng trong bộ môn vật lí thì NLST của nhóm khoa học tự nhiên hơn hẳn nhóm khoa học xã hội

- Trong nội bộ lớp chuyên lí cũng được phân chia thành ba nhóm cơ bản Đối với nhóm HS tham gia đội tuyển quốc gia thì NLST vượt hơn hẳn hai nhóm còn lại do sự đầu tư của bản thân các em, gia đình và nhà trường đối với đội tuyển Hai nhóm còn lại đều rất tiềm năng trong việc hình thành và phát triển NLST vì các em đều chăm chỉ, thông minh và dành tình yêu lớn cho bộ môn vật lí

- Phân loại bài tập vật lí và vai trò của bài tập sáng tạo trong học tập vật lí

- Phương pháp sử dụng bài tập vật lí theo định hướng phát triển NLST cho HS chuyên Vật lí

- Thực trạng việc sử dụng bài tập vật lí của GV và HS Trường THPT Chuyên tỉnh Thái Nguyên

Kết quả nghiên cứu ở chương này là cơ sở để chúng tôi thiết kế các hoạt động

dạy học và thiết kế bảng tiêu chí đánh giá NLST của học sinh ở chương 2

Chương 2

SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CÁC NỘI DUNG “ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG VÀ VA CHẠM” (VẬT LÍ 10, CHUYÊN VẬT LÍ) THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

THPT CHUYÊN VẬT LÍ 2.1 Phân tích mục tiêu và nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10 - chương trình chuyên)

2.1.1 Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn”

Nội dung “Các định luật bảo toàn” được trình bày trong các sách giáo khoa vật lí lớp 10 ban cơ bản, ban nâng cao và sách tài liệu chuyên vật lí lớp 10 tập 1 Trong sách tài liệu chuyên vật lí lớp 10 tập 1, chương “Các định luật bảo toàn” được trình bày ở chương IV sau khi HS đã học xong các chương “Động học chất điểm”, “Động lực học

chất điểm”, “Tĩnh học vật rắn” Các bài học của chương được sắp xếp theo cấu trúc

Bảng 2.1 Trình tự sắp xếp các bài học của chương “Các định luật bảo toàn”

Bài 20 Định luật bảo toàn động lượng

Bài 21 Công và công suất

Bài 22 Động năng Định lí biến thiên động năng

Bài 23 Thế năng trọng trường Cơ năng Sự bảo toàn cơ năng

Bài 24 Thế năng đàn hồi Định luật bảo toàn cơ năng Định luật bảo toàn năng lượng Bài 25 Va chạm

Bài 26 Chuyển động của tên lửa

Bài 27 Chuyển động của một hệ chất điểm Khối tâm của hệ Hệ quy chiếu khối tâm Bài 28 Chuyển động của các hành tinh, vệ tinh Ba định luật Kê - ple

Bảng 2.2 Phân phối chương trình chương “Các định luật bảo toàn”

1 Định luật bảo toàn động lượng

2 Bài tập

3 Bài tập

4 Công và công suất

5 Động năng Định lí biến thiên động năng

12 Chuyển động của tên lửa

13 Chuyển động của một hệ chất điểm Khối tâm của hệ

14 Chuyển động của các hành tinh, vệ tinh Ba định luật Kê - ple

2.1.2 Đặc điểm kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn”

Nội dung kiến thức của chương tập trung vào việc vận dụng hai định luật bảo toàn quan trọng của vật lí là định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng

Các tình huống được đề cập trong chương có tính thực tiễn cao và liên quan tới nhiều ứng dụng khoa học kĩ thuật Do đó, nội dung kiến thức của chương không chỉ cung cấp kiến thức vật lí mà còn mang tính giáo dục to lớn, rèn luyện phẩm chất, năng lực cho

HS

Loại bài tập áp dụng các định luật bảo toàn là bài toán quan trọng Việc giải bài tập loại này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức, hình thành phẩm chất, kĩ năng mà còn cung cấp cho HS phương pháp giải bài toán vật lí - phương pháp dùng các định luật bảo toàn trong nhiều trường hợp có nhiều ưu điểm so với phương pháp động lực học

2.1.3 Mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo toàn” theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo

- HS phát hiện ra vấn đề then chốt khi giải quyết các vấn đề về động lượng, động năng, thế năng, cơ năng, bài toán va chạm

- HS đưa ra được các dự đoán, đề xuất được các giả thuyết hay xây dựng được các phương án giải bài tập sáng tạo về định luật bảo toàn động lượng, động năng, bài toán va chạm

- HS biết biện luận kết quả sau khi giải mỗi bài toán vật lí

- HS biết so sánh ưu nhược điểm giữa hai phương pháp giải bài toán cơ học: phương pháp động lực học và phương pháp sử dụng các định luật bảo toàn

- HS biết xây dựng phương án thí nghiệm khi giải bài tập sáng tạo, biết đánh giá thuận lợi, khó khăn của phương án giải quyết

- Biết quan sát hiện tượng và vận dụng kiến thức liên quan tới động lượng, động năng để giải thích hiện tượng thực tiễn

- HS được tham gia hoạt động sáng tạo: chế tạo, thử nghiệm thành công tên lửa nước

- Rèn luyện khả năng liên tưởng khi tìm hiểu các định luật, giải bài tập sáng tạo, tưởng tượng các giai đoạn chuyển động của hệ vật trong quá trình tương tác

2.2 Xây dựng một số tiến trình dạy học sử dụng bài tập các nội dung “Các định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

GIÁO ÁN 1: BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

I Mục tiêu

1 Kiến thức

- Giải thích được vì sao một hệ vật là hệ kín hoặc không kín trong điều kiện cụ thể của mỗi bài toán

- Vận dụng được định luật bảo toàn động lượng để giải một số bài tập về hệ kín

- Vận dụng được biểu thức xung lượng của lực để giải bài tập khi hệ vật không thỏa mãn là hệ kín

- Vận dụng được công thức cộng vận tốc để viết biểu thức của định luật bảo toàn động lượng

- Vận dụng được nguyên lí chuyển động bằng phản lực để đề xuất phương án, thực hiện giải pháp chế tạo tên lửa

2 Kĩ năng

- Xác định được vấn đề mấu chốt của mỗi bài tập

- Biện luận được kết quả mỗi khi giải bài tập

- Đề xuất được giải pháp và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề

- Đưa ra được các câu hỏi phản biện trước một vấn đề vật lí như bài tập thừa thiếu

dữ kiện, bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi

- Hoạt động nhóm khi giải bài tập hay đưa ra phương án giải quyết vấn đề

3 Thái độ

- Tinh thần tập trung trong học tập và làm việc

- Tinh thần học tập tích cực, chủ động, sáng tạo và hợp tác trong công việc

- Tinh thần trách nhiệm, nghiêm túc trong công việc, say mê nghiên cứu, khám phá khoa học

4 Năng lực cần hình thành và phát triển cho học sinh

- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Phát hiện ra được dữ liệu mấu chốt của bài toán, trình bày linh hoạt bài toán theo các cách giải khác nhau, biện luận được kết

quả sau khi giải toán, so sánh các phương án giải, đưa ra được phương án giải quyết vấn đề, biết đánh giá ưu nhược điểm của mỗi phương án

- Năng lực giao tiếp và hợp tác: sử dụng ngôn ngữ vật lí để mô tả vấn đề của bài toán, trình bày phương án chế tạo tên lửa, làm việc nhóm

- Năng lực khoa học hay năng lực vật lí: Nhận biết thêm một số hệ quả sau khi biện luận kết quả của mỗi bài toán, hiểu về chuyển động bằng phản lực và ứng dụng được chuyển động bằng phản lực để chế tạo tên lửa, lập kế hoạch thực hiện chế tạo, thiết kế được tên lửa theo yêu cầu của GV

II Chuẩn bị của giáo viên và học sinh

1 Giáo viên

- Bảng giấy (4 chiếc), bút viết bảng (4 chiếc), nam châm, phiếu học tập, phiếu tự đánh giá

- Video về tên lửa, bản nội quy an toàn khi chế tạo tên lửa

- Chuẩn bị bài tập sáng tạo có sắp xếp theo trình tự từ dễ tới khó

Bài 1 (Bài tập nhiều cách giải, bài tập thiếu dữ kiện)

Một chiếc thuyền dài L, khối lượng M đậu trên mặt nước yên tĩnh Một người lớn khối lượng m đi từ đầu thuyền đến cuối thuyền Bỏ qua mọi sức cản

1 Khi người dừng lại thì thuyền dịch chuyển được một đoạn bao nhiêu?

2 Một em bé khối lượng m’ cùng di chuyển với người lớn theo hướng từ cuối đến đầu thuyền Hỏi khi người lớn vừa hay dừng lại thì thuyền dịch chuyển được đoạn đường bao nhiêu?

Bài 2 (Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi)

Một khẩu súng đại bác cổ có thể chuyển động trên mặt phẳng ngang Một viên đạn được bắn ra khỏi súng có vận tốc đối với mặt đất là v0 Biết gia tốc của đạn trong nòng súng lớn hơn nhiều lần đối với gia tốc trọng trường Khối lượng của súng và đạn

là M, m Hệ số ma sát giữa súng và mặt đất là µ Tính vận tốc của súng ngay sau khi bắn nếu

1 Súng bắn theo phương ngang

2 Súng bắn theo phương xiên góc với mặt đất góc α

Bài 3 Thiết kế dụng cụ dựa trên nguyên tắc vật lí đã biết

Em hãy nêu phương án và chế tạo tên lửa đơn giản từ vật liệu thông thường, hoạt động an toàn, hiệu quả