Bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua việc xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo chương dao động cơ vật lí 12 thpt

Do đó, bài tập Vật lí sáng tạo thực sự là một phương tiện hữu hiệu để tích cực hóa hoạt động phát triển tư duy cho học sinh trong việc quan sát và giải thích các hiện tượng thực tiễn.. G

Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học:

TS VŨ THỊ MINH

NGHỆ AN - 2018

và hoàn thành luận văn

Xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu và các giáo viên trong tổ chuyên môn

Lý - Công nghệ trường THPT Quỳnh Lưu 3 đã tạo điều kiện cho tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm đề tài

Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến gia đình, bạn bè và người thân đã luôn ủng hộ, luôn bên canh giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng nhưng trong luận văn vẫn không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, tôi rất mong nhận được những lời góp ý, hướng dẫn của các thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp để luận văn này thêm hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn

Nghệ An, tháng 6 năm 2018

Tác giả

Phạm Thị Tú Vinh

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG, HÌNH vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Giả thuyết khoa học 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Đóng góp của luận văn 4

8 Cấu trúc luận văn 4

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 5

1.1 Cơ sở lí luận về năng lực 5

1.1.1 Năng lực 5

1.1.2 Năng lực tư duy sáng tạo 6

1.1.3 Vai trò của năng lực tư duy sáng tạo 10

1.2 Cơ sở lí luận về bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí 11

1.2.1 Khái niệm bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí 11

1.2.2 Phân loại bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí 12

1.2.3 Phương pháp giải bài tập sáng tạo trong môn vật lí 14

1.2.4 Nguyên tắc lựa chọn hệ thống bài tập sáng tạo 17

1.2.5 Mối liên hệ giữa TRIZ và BTST trong dạy học vật lí 17

1.2.6 Vai trò của bài tập sáng tạo với phát triển năng lực tư duy 20

1.3 Biện pháp rèn luyện và phát triển năng lực tư duy sáng tạo 21

1.3.1 Áp dụng phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở các

mức độ khác nhau, lôi cuốn HS tham gia vào giải quyết các

vấn đề học tập 21

1.3.2 Tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học 22

1.3.3 Rèn luyện trí tưởng tượng, tư duy không gian, tư duy lôgic cho học sinh 23

1.3.4 Cho học sinh luyện tập thao tác tư duy với những bài tập sáng tạo 23

1.3.5 Bồi dưỡng phương pháp tự học cho học sinh 23

1.3.6 Nêu gương sáng tạo của các nhà khoa học, của học sinh trong quá trình dạy học bộ môn 24

1.4 Quy trình xây dựng bài tập sáng tạo: 24

1.4.1 Lựa chọn bài tập xuất phát 24

1.4.2 Vận dụng các dấu hiệu của bài tập sáng tạo (6 dấu hiệu) 25

Kết luận chương 1 27

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC DẠY HỌC CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ 12 28

2.1 Phân tích cấu trúc và nội dung chương “Dao động cơ” Vật lí 12 28

2.2 Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập nói chung, BTST nói riêng ở chương „„Dao động cơ‟‟ vật lí 12 30

2.2.1 Nhận thức của GV về BTST 30

2.2.2 Học sinh học giải bài tập vật lí 31

2.2.3 Nguyên nhân và thực trạng 31

2.3 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo 31

2.4 Sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học: 54

2.4.1 Quy trình sử dụng bài tập sáng tạo 54

2.4.2 Sử dụng bài tập sáng tạo trong các hoạt động dạy học 55

2.5 Thiết kế tiến trình dạy học một số bài học chương “Dao động cơ”

Vật lí 12 THTP theo định hướng bồi dưỡng năng lực tư duy sáng

tạo cho học sinh 57

2.5.1 Giáo án thực nghiệm số 1 57

2.5.2 Giáo án thực nghiệm số 2 63

Kết luận chương 2 68

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 69

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 69

3.2 Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 69

3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm 69

3.3.1 Công tác chuẩn bị 69

3.3.2 Tiến hành thực nghiệm 70

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 70

3.4.1 Đánh giá định tính 70

3.4.2 Đánh giá định lượng 71

Kết luận chương 3 74

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 75

TÀI KIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG, HÌNH

Trang

Bảng:

Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm số Xi của các bài kiểm tra 72

Bảng 3.2 Bảng phân phối tần suất 72

Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất và bảng phân phối tần suất tích lũy 72

Bảng 3.4 Bảng tham số thống kê 73

Hình: Hình 3.1 Đồ thị tần suất 73

Hình 3.2 Đồ thị tần suất tích lũy 73

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Vật lí học là một trong những bộ môn khoa học nghiên cứu về cấu trúc, tính chất và các hình thức biến đổi cơ bản nhất của vật chất Muốn hoạt động nhận thức vật lý có kết quả trước hết phải quan tâm đến việc hình thành kỹ năng,

kỹ xảo cho HS Để từ đó HS có thể hình thành cho mình phương pháp suy luận, khả năng tư duy sáng tạo

Vì vậy những phẩm chất và năng lực về tính tự học, tích cực hoạt động, có

sự tư duy và sáng tạo phải được rèn luyện, bồi dưỡng ngay từ khi còn là HS phổ thông Ở THPT, HS bắt đầu hình thành cho mình những phẩm chất mới về trí tuệ, nhân cách phù hợp với việc bồi dưỡng các năng lực tự học, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, hợp tác, làm việc nhóm HS cũng dần hoàn thiện về nhân cách và lối sống Đây là giai đoạn quan trọng để mỗi HS có cái nhìn đúng đắn, lựa chọn nghề nghiệp phù hợp cho mình sau này Do đó, việc dạy học các môn nói chung

và môn Vật lí nói riêng ở bậc THPT cần đề cao bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo thông qua sử dụng BTST cho HS

Tuy nhiên, trong thực tế giảng dạy môn Vật lí ở các trường phổ thông hiện nay, hầu hết các GV chỉ chú trọng việc cung cấp kiến thức lí thuyết cho HS, rèn luyện kĩ năng làm các bài thi, bài kiểm tra bằng các câu hỏi lí thuyết, trắc nghiệm còn việc rèn luyện kĩ năng tư duy sáng tạo Vật lí vào thực tế đời sống, vào giải quyết các vấn đề thực tiễn còn chưa được chú trọng, HS chưa biết cách làm việc độc lập một cách khoa học để lĩnh hội tri thức, chưa được hướng dẫn cũng như làm quen với các phương pháp nghiên cứu khoa học, áp dụng các thành tựu khoa học vào thực tiễn Do vậy, giữa lý thuyết và thực tế là một khoảng cách xa vời

Trong dạy học môn Vật lí ở trường phổ thông, việc giảng dạy bài tập Vật

lí vô cùng cần thiết Thông qua dạy học về bài tập Vật lí, GV có thể giúp HS

nắm vững một cách chính xác, sâu sắc, toàn diện những quy luật, những hiện tượng vật lí, biết cách phân tích chúng và ứng dụng chúng vào trong thực tiễn,

mà BTST là rất quan trọng Từ đó, giúp các em có thể vận dụng dễ dàng những kiến thức đã học để giải quyết tốt những nhiệm vụ học tập và những vấn đề mà thực tiễn đề ra Bài tập Vật lí chính là một trong những phương tiện rất quan trọng trong việc rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức đã thu nhận để giả quyết các vấn đề của thực tiễn Do đó, bài tập Vật lí sáng tạo thực sự là một phương tiện hữu hiệu để tích cực hóa hoạt động phát triển tư duy cho học sinh trong việc quan sát và giải thích các hiện tượng thực tiễn Bằng việc giải các BTST, HS sẽ có hứng thú tìm tòi, khám phá thế giới và

có điều kiện rèn luyện khả năng tư duy vật lí một cách logic HS biết cách vận dụng những lý thuyết đã được học để giải thích các tình huống trong đời sống, các quá trình trong thực tiễn và kĩ thuật

Chương "Dao động cơ" là một trong những chương quan trọng trong chương trình Vật lí 12 THPT, có lượng kiến thức nhiều trong kỳ thi THPT quốc gia

Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, tôi đã chọn đề tài: i dư ng n ng

c tư du s ng tạo cho học sinh th ng qua vi c d ng v s d ng i t p

s ng tạo chư ng ao ng c t T T

2 Mục đích nghiên cứu

- Xây dựng được hệ thống BTST chương “Dao động cơ” Vật lí 12 THPT

- Đề xuất được một số biện pháp sư phạm nhằm phát triển được năng lực

tư duy sáng tạo Vật lí của học sinh thông qua việc sử dụng BTST

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được hệ thống bài tập sáng tạo chương “Dao động cơ” Vật

lí 12 và đề xuất một số biện pháp sư phạm sử dụng phù hợp thì sẽ bồi dưỡng được năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học Vật lí

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc phát triển năng lực tư duy sáng tạo

cho học sinh trong dạy học Vật lí phổ thông

5.2 Tìm hiểu thực trạng phát triển năng lực tư duy sáng tạo Vật lí trong

dạy học Vật lí 12 ở các trường THPT huyện Quỳnh Lưu, Nghệ n

5.3 Phân tích cấu trúc nội dung và thành phần kiến thức chương “Dao động cơ”, làm cơ sở cho việc xây dựng hệ thống câu hỏi và BTST

5.4 Đề xuất quy trình xây dựng BTST nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh

5.5 Đề xuất các biện pháp sư phạm nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh

5.6 Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

6 hư ng ph p nghi n c u ý thu ết

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc dạy học sáng tạo và BTST

- Nghiên cứu tổng quan các tài liệu về lí luận dạy học, phương pháp dạy học vật lí, chương trình nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên, tài liệu giáo khoa chuyên đề “Dao động cơ” Vật lí 12 có liên quan đến đề tài

- Nghiên cứu các phương pháp dạy học Vật lí để rèn luyện kỹ năng tư duy sáng tạo cho học sinh THPT

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm hiệu quả của đề tài

6 hư ng ph p ý th ng tin

- Xử lí thông tin thông qua sử dụng toán học thống kê để kiểm tra kết quả thực nghiệm sư phạm

7 Đóng góp của luận văn

7.1 Làm rõ cơ sở lý luận của đề tài về BTST và năng lực tư duy sáng tạo 7.2 Đề xuất quy trình xây dựng hệ thống BTST chương “Dao động cơ” Vật lí 12

7.3 Xây dựng được hệ thống gồm 20 BTST chương „„Dao động cơ” vật lí 12 7.4 Đề xuất một số biện pháp sư phạm sử dụng hệ thống BTST đã xây dựng phù hợp trong chương “Dao động cơ” Vật lí 12

7.5 Đề xuất một số biện pháp đánh giá được tính khả thi của đề tài

8 Cấu trúc luận văn

Cấu trúc của luận văn bao gồm phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, danh mục các từ viết tắt, danh mục hình vẽ và nội dung của luận văn gồm 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng BTST trong dạy

học vật lí

Chương 2 Xây dựng và sử dụng BTST nhằm bồi dưỡng năng lực tư

duy sáng tạo cho học sinh thông qua việc dạy học chương

“Dao động cơ” Vật lí 12 Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG

VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ

1.1 Cơ sở lí luận về năng lực

N ng c

Năng lực được hiểu là sự tổng hợp những thuộc tính của cá nhân con người phù hợp với những hoạt động nhất định, bảo đảm cho những hoạt động đó có kết quả Có hai loại năng lực cơ bản là: năng lực chung và năng lực chuyên biệt

Năng lực chung là những năng lực cần thiết cho nhiều hoạt động khác nhau, là điều kiện cần thiết để giúp cho nhiều lĩnh vực hoạt động có kết quả

Năng lực chuyên biệt là những năng lực thể hiện độc đáo các sản phẩm riêng biệt có tính chuyên môn nhằm đáp ứng yêu cầu của một lĩnh vực, hoạt động chuyên biệt với kết quả cao

Theo tâm lí học, năng lực là tổng hợp những thuộc tính độc đáo của cá nhân phù hợp với những yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhất định nhằm đảm bảo việc hoàn thành có kết quả tốt trong lĩnh vực hoạt động ấy Như vậy, năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng của mỗi cá nhân, mà nhờ những thuộc tính này con người hoàn thành tốt đẹp một hoạt động nào đó chỉ bỏ ra ít sức lao động mà đạt kết quả cao Năng lực của học sinh sẽ là đích cuối cùng của dạy học

và giáo dục Do đó mà những yêu cầu về phát triển năng lực học sinh cần đặt đúng chỗ của chúng trong mục đích dạy học Năng lực của mỗi người, mỗi phần dựa trên cơ sở tư chất, nhưng chủ yếu vẫn được hình thành thông qua hoạt động tích cực của con người dưới tác động của rèn luyện, của giảng dạy và giáo dục Việc hình thành và phát triển các phẩm chất nhân cách là phương tiện có hiệu quả nhất để phát triển các phẩm chất nhân cách là phương tiện có hiệu quả nhất

để phát triển năng lực

Trong dạy học môn Vật lí, việc bồi dưỡng năng lực tư duy cho học sinh là việc rất quan trọng Trong đó, năng lực giải các bài tập Vật lí là tổ hợp các thuộc tính độc đáo của phẩm chất riêng biệt của khả năng con người để tìm ra lời giải của bài toán Các bài tập cụ thể có thể giải được khi học sinh chỉ cần nắm vững kiến thức trọng tâm và các tính chất cơ bản; nhưng cũng rất nhiều bài tập, dạng bài tập học sinh cần có khả năng, năng lực tư duy để tìm ra cách giải, đồng thời sang tạo ra những cách giải hay, độc đáo

N ng c tư du s ng tạo

1 1 2 1 hái niệm năng t u sáng t o

Trong thời đại hiện nay, khi nhận thức của con người đã đạt đến một trình

độ cao hơn thì năng lực tư duy không còn giữ nguyên nghĩa mà đã trở thành năng lực tư duy sáng tạo Bởi lẽ, người ta không chỉ tư duy để có những khái niệm về thế giới, mà còn sáng tạo nhằm thay đổi thế giới làm cho thế giới ngày càng tốt đẹp hơn Với học sinh trung học phổ thông nói riêng, năng lực tư duy sáng tạo đã trở thành một trong những điều kiện cần thiết để đem lại cho họ một công việc hứa hẹn khi ra trường hay xa hơn là một chỗ đứng vững chắc trong xã hội và trên thế giới Do đó, ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường phổ thông, học sinh phải được bồi dưỡng để phát triển năng lực tư duy sang tạo, coi như đó

là hành trang để bước vào đời

Năng lực tư duy sáng tạo trong Vật lí là năng lực tư duy sáng tạo trong hoạt động nghiên cứu Vật lí, là năng lực tư duy đối với hoạt động sáng tạo Vật

lí, tạo ra những kết quả tốt, mới, khách quan, cống hiến những lời giải hay, những công trình có giá trị đối với việc dạy học, giáo dục và sự phát triển của khoa học nói riêng và đối với hoạt động thực tiễn của xã hội nói chung

a) Khái niệm tư duy

Tư duy là một trong ba mặt cơ bản của đời sống tâm lý con người (nhận thức, tình cảm và hành động) Nhận thức là một quá trình Ở con người quá trình này gắn với mục đích nhất định nên nhận thức của con người là một hoạt động

Quy luật chung của mọi hoạt động nhận thức mà con người phải tuân theo đã được Lênin tổng kết: „„từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn - đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lí, của sự nhận thức hiện thực khách quan‟‟

Hoạt động nhận thức của con người gồm hai giai đoạn:

- Nhận thức cảm tính (cảm giác và tri giác): là giai đoạn đầu trong toàn bộ hoạt động nhận thức, nó phản ánh những thuộc tính bề ngoài, cụ thể của sự vật, hiện tượng đang trực tiếp tác động vào giác quan của con người

- Nhận thức lí tính (tư duy và trừu tượng): là giai đoạn nhận thức cao hơn, mới về chất so với nhận thức cảm tính, nó phản ánh những thuộc tính bên trong, những mối liên hệ bản chất của mọi sự vật, hiện tượng trong hiện thực khách quan mà con người chưa biết

Vậy, tư duy là một quá trình tâm lí thuộc nhận thức lí tính, phản ánh những thuộc tính bản chất, những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính qui luật của sự vật, hiện tượng trong hiện thực khách quan mà con người chưa biết [31,tr.71]

b) Khái niệm sáng tạo

Sáng tạo là hoạt động tạo ra sản phẩm (đối tượng) vật chất hoặc tinh thần

có tính mới và tính ích lợi

Sáng tạo cần cho bất cứ lĩnh vực nào trong cuộc sống, lao động của con người từ cấp độ vi mô đến vĩ mô Sáng tạo có mặt trong mọi lĩnh vực hoạt động vật chất và tinh thần của con người Sáng tạo có nhiều cấp độ từ thấp đến cao; ở cấp độ cao sản phẩm của sáng tạo là phát minh, sáng chế

Để đánh giá một sản phẩm có phải là sản phẩm sáng tạo hay không cần xem xét hai tiêu chí: tính mới và tính ích lợi Chương trình đánh giá tính sáng tạo của sản phẩm:

- Chọn đối tượng tiền thân

- So sánh sản phẩm đánh giá với đối tượng tiền thân đó

- Tìm tính mới của sản phẩm (tính khác biệt so với đối tượng tiền thân)

- Trả lời câu hỏi: tính mới đó đem lại lợi ích gì? Trong phạm vi nào?

- Kết luận về tính sáng tạo của sản phẩm

Sáng tạo có nhiều mức tương ứng với mức khó của bài toán

Như vậy, quá trình sáng tạo của mỗi con người thường bắt đầu từ một ý tưởng mới, bắt nguồn từ tư duy sáng tạo của mỗi con người Theo các nhà tâm

lý học thì năng lực sáng tạo biểu hiện rõ nét nhất ở khả năng tư duy sáng tạo, là đỉnh cao nhất của hoạt động trí tuệ của con người Tính đặc thù của tư duy sáng tạo thể hiện ở khả năng tìm nhiều giải pháp cho một vấn đề, được thể hiện ở tính mềm dẻo, tính linh hoạt và tính độc đáo

Năng lực sáng tạo cuả mỗi cá nhân được 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 nhân loại

Đối với học sinh năng lực sáng tạo trong học tập là năng lực biết giải quyết

các vấn đề trong học tập để tìm ra cái mới ở một mức độ nào đó thể hiện được khuynh hướng, năng lực, kinh nghiệm của cá nhân học sinh Cụ thể, đó là năng lực tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, năng lực phát hiện ra điều chưa biết, chưa có, đồng thời tạo ra cái chưa biết, chưa có và không bị phụ thuộc, gò bó vào cái đã có

Năng lực sáng tạo không phải chỉ bẩm sinh mà được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể Vì vậy, muốn phát huy năng lực sáng tạo trong học tập, giáo viên phải rèn luyện cho học sinh thói quen nhìn nhận mỗi sự kiện dưới những góc độ khác nhau, biết đặt ra nhiều giả thuyết khi phải lý giải một hiện tượng, biết đề xuất những giải pháp khác nhau khi phải xử

lý một tình huống Cần giáo dục cho học sinh không vội vã, bằng lòng với giải pháp đầu tiên được đề xuất, không suy nghĩ cứng nhắc theo quy tắc lý thuyết đã học trước đó, không máy móc vận dụng những mô hình hành động đã gặp trong sách vở để ứng xử trước những tình huống mới

Bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh bằng việc giải các bài tập sáng tạo, học sinh sẽ có hứng thú tìm tòi, khám phá thế giới và có điều kiện rèn luyện tư duy Vật lí một cách lôgic Học sinh biết vận dụng những lý thuyết đã học để giải thích các tình huống trong cuộc sống, các quá trình trong thực tiễn và kĩ thuật

1 1 2 2 á năng th nh t v i u hiện năng t u sáng t o

a) Các năng lực thành tố

Năng lực của từng cá nhân được thể hiện khác nhau trong từng lĩnh vực khác nhau Sự phát triển năng lực có thể chia làm hai mức độ, một là năng lực tái tạo của mỗi cá nhân thể hiện rõ khả năng của mình trong việc đạt được kết quả đối với lĩnh vực kiến thức tiến hành và hoạt động theo mẫu (do người khác hướng dẫn hoặc theo quá trình tái hiện) ; hai là năng lực sáng tạo, cá nhân có năng lực tạo ra cái mới, cái độc đáo với kết quả hoạt động cao Như vậy, trong năng lực tái tạo có ít nhiều năng lực sáng tạo và trong năng lực sáng tạo có ít nhiều năng lực tái tạo

Trong quá trình hoạt động của con người có thể chuyển năng lực từ mức

độ này sang mức độ khác (có thể theo tăng dần hoặc giảm dần)

Người có năng lực ở mức độ đặc biệt cao được gọi là tài năng và thiên tài Tài năng có thể hiểu là mức độ năng lực cao của một con người thể hiện

sự hoàn thành có hiệu quả cao, xuất sắc, có tính chất sáng tạo trong một lĩnh vực hoạt động nào đó

Thiên tài là mức độ năng lực cao nhất, mức độ hoàn chỉnh nhất, đạt được những thành tựu tuyệt vời trong một hay nhiều hoạt động phức tạp có ý nghĩa lớn đối với đời sống Thiên tài là những sáng tạo thúc đẩy nhân loại đi lên, vạch

ra con đường mới trong lĩnh vực hoạt động của nhân loại, mở ra một tương lai mới Đó là con người có khả năng tính toán, tìm ra những quy luật có tác dụng

to lớn cho sự phát triển của nhân loại [31, tr 12]

Như vậy, để bồi dưỡng năng lực tư suy sáng tạo cho HS, GV có thể đưa ra một số BT giúp HS vận dụng nội dung kiến thức một cách sáng tạo; để từ đó

không những tạo cho HS sự hứng thú, niềm đam mê tìm tòi, sáng tạo mà còn góp phần phát triển và rèn luyện nhân cách cho HS

b) Biểu hiện của năng lực tư duy sáng tạo

- Năng lực tự chuyển tải tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực đã quen thuộc từ trước sang tình huống mới, vận dụng kiến thức đã học vào điều kiện, hoàn cảnh

- Năng lực nhận thấy được vấn đề mới trong điều kiện quen thuộc, nhìn thấy chức năng mới của đối tượng quen thuộc đó Từ đó đề xuất các giải pháp khác nhau khi phải xử lý một tình huống

- Năng lực huy động các kiến thức cần thiết để đưa ra các giả thuyết hay

dự đoán khác nhau khi phải lý giải một hiện tượng

- Năng lực xác nhận bằng lý thuyết và thực hành các giả thuyết Năng lực biết đề xuất các phương án thí nghiệm hoặc thiết kế sơ đồ thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết, hoặc để do một đại lượng vật lí nào

đó với hiệu quả cao nhất có thể được trong những điều kiện cho trước

- Năng lực nhìn nhận một vấn đề dưới những góc độ khác nhau, xem xét đối tượng ở những khía cạnh khác nhau Năng lực tìm ra các giải pháp lạ, năng lực biết kết hợp nhiều phương pháp giải bài tập để tìm ra một phương pháp giải mới, độc đáo

ai tr c a n ng c tư du s ng tạo

Thứ nhất, muốn đạt được kết quả cao trong học tập thì HS phải luôn tư duy để sáng tạo, luôn làm chủ được kiến thức, biết khái quát được vấn đề ; trong một bài học không nên bỏ sót các nội dung trong từng ý

Thứ hai, trong xây dựng các mối quan hệ, kỹ năng tư duy sáng tạo giúp bạn được những người xung quanh kính trọng và yêu quý hơn, hơn thế nữa bạn còn tìm được những người bạn thực sự, cũng như giữ gìn và làm cho những mối quan hệ ngày càng tốt đẹp hơn

Thứ ba, khi ra trường nếu có đi kinh doanh, với kỹ năng tư duy sang tạo bạn sẽ vươn lên phát triển nghề nghiệp trong xã hội đầy thử thách hiện nay và con đường vinh quang đang chào đón bạn

Thứ tư, kỹ năng tư duy sáng tạo chính là chìa khóa đưa thế giới không ngừng phát triển, chỉ có tư duy sáng tạo mới có khả năng giúp con người khám phá, phát minh ra những công trình vĩ đại đóng vai trò quan trọng trong việc làm thay đổi xã hội, giúp xã hội có những bước tiến dài trong lịch sử

1.2 Cơ sở lí luận về bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí

h i ni i t p s ng tạo trong dạ học v t

BT vật lí rất đa dạng và phong phú, có nhiều cách gọi tên, phân loại khác nhau tùy theo việc chọn tiêu chí khác nhau Nếu căn cứ vào tính chất của quá trình tư duy khi giải BT là tính tái hiện (tái hiện cách thức thực hiện) hay tính chất sáng tạo có thể chia thành hai loại [24, tr.34 - 36]:

- Bài tập luyện tập

BT luyện tập là loại BT được xây dựng để rèn luyện kĩ năng áp dụng những kiến thức xác định giải các BT theo một khuôn mẫu sẵn đã có Tính chất tái hiện của tư duy thể hiện ở chỗ: HS so sánh BT cần giải với các dạng BT đã biết và huy động cách thức giải đã biết, trong đề bài đã hàm chứa angorit giải

- Bài tập sáng tạo

BTST là BT được xây dựng nhằm mục đích rèn luyện bồi dưỡng năng lực

tư duy sáng tạo cho học sinh Đó là loại BT tương tự như bài toán tình huống xuất phát, tức là loại BT mà giả thiết không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng, quá trình vật lí; có những đại lượng ẩn dấu; điều kiện BT không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lí cần

sử dụng BTST đòi hỏi học sinh nhạy bén trong tư duy, khả năng tưởng tượng (bản chất của hoạt động sáng tạo), sự vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo để giải quyết vấn đề trong những tình huống mới, hoàn cảnh mới; học sinh phát hiện ra những điều chưa biết, chưa có Đặc biệt, BTST yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá theo ý kiến riêng của bản thân học sinh Có thể so sánh

sự khác nhau giữa BTST và BTLT như sau:

Bài tập luyện tập Bài tập sáng tạo

- Đề bài có thông tin về phương pháp

giải, angôrit giải

- Dạng BT theo khuôn mẫu

- Tình huống quen thuộc

- Yêu cầu khả năng đề xuất đánh giá

1.2.2 Ph n oại i t p s ng tạo trong dạ học v t

Từ các công trình nghiên cứu về năng lực sáng tạo của HS trong học tập, theo các phẩm chất tư duy sáng tạo, chúng tôi có phân loại các BT theo các hướng sau, và đương nhiên mỗi BT đều có tác dụng về nhiều mặt và có nhiều chức năng khác nhau nên sự phân loại này chỉ mang tính tương đối

1 2 2 1 Lo i i tập nhằm ồi ỡng tính mềm ẻo t u

Đây là loại BT nhằm tạo cho HS thói quen suy nghĩ không rập khuôn, không máy móc, giúp cho khả năng sử dụng các thao tác tư duy một cách mềm mại, uyển chuyển Hai dạng của loại bài tập này là:

- Bài tập có nhiều cách giải: Đây là dạng phổ biến trong hệ thống BTST

Có thể tìm chọn dạng bài tập này ở các sách bài tập, sách tham khảo Thường xuyên cho HS làm việc với dạng bài tập này sẽ tạo cho HS thói quen nhìn nhận vấn đề ở nhiều góc độ

- Bài tập có nội dung biến đổi: Phương thức để soạn bài tập này có hai bước Bước 1: Cho bài tập hoàn chỉnh, yêu cầu HS phải tìm một yếu tố nào đó Bước 2: Thay đổi một dự kiện của đề bài nhưng vẫn yêu cầu HS tìm yếu tố trên Và GV phải tính toán sao cho dự kiện thay đổi đã làm biến đổi hoàn toàn bản

chất của vấn đề, và không hề có sự tương tự giữa hai đáp án Làm việc với dạng bài tập này, HS sẽ chống được tính „„ỳ‟‟ của tư duy

1.2.2.2 Lo i i tập nhằm ồi ỡng tính inh ho t t u

Với loại BT này hình thành cho HS khả năng đề xuất được nhiều giải pháp theo nhiều hoàn cảnh khác nhau, hoặc đưa ra được cách giải quyết trong một điều kiện cho trước Đây là loại bài tập về thực hành thí nghiệm sáng tạo với hai dạng sau:

- Bài tập thiết kế phương án thí nghiệm: Bài tập dạng này yêu cầu HS đề xuất ra các phương án thí nghiệm khác nhau theo ý kiến riêng của bản thân để

đo một đại lượng vật lí nào đó Tất nhiên, với các phương án khác nhau có thể

sử dụng lượng thiết bị, dụng cụ không giống nhau

- Bài tập nêu cách thức thi công thí nghiệm: Khác với dạng trên, dạng bài tập này đòi hỏi HS phải tìm ra phương thức làm thí nghiệm để đo một đại lượng vật lí với những đồ dung thí nghiệm cho trước

1 2 2 3 Lo i i tập nhằm ồi ỡng tính độ đáo t u

Đối với loại BT này sẽ kích thích được khả năng tư duy của HS, từ đó HS

sẽ đưa ra được các phương án hay, lạ và độc đáo, không phụ thuộc và những cái

đã có Bài tập loại này được thể hiện dưới hai dạng sau

- Bài tập không theo mẫu: Dạng BT này được soạn thảo không theo một khuôn mẫu nào cả, với mục đích là để chống suy nghĩ rập khuôn, máy móc Việc giải bài tập này không áp dụng ngay các công thức đã biết Điều cơ bản HS phải tìm ra được các mối liên hệ „„ngầm‟‟, từ đó hình thành nên những kết hợp mới của đề bài

- Bài tập nghịch lý, ngụy biện: Đây là dạng bài tập được xây dựng dựa trên những quan điểm sai lầm, lệch lạc sẵn có của HS Ưu điểm nổi bật của dạng

BT này là kích thích hứng thú học tập cao độ, thông qua thực tiễn sử dụng dạng

BT này chúng tôi luôn tìm thấy tinh thần chủ động, tự lực tư duy tích cực ở hầu như toàn bộ HS trong mỗi lớp học

- Bài tập „„bẫy‟‟: Với mục đích rèn luyện cho HS năng lực phát hiện vấn

đề một cách nhanh chóng thì trong mỗi bài tập người ra đề cài sẵn một „„cái bẫy‟‟ (không phải „„đánh đố‟‟) Nếu chưa được làm quen với dạng BT này, HS

dễ bị lạc hướng, bài giải sai hoặc không tìm ra được đáp số

hư ng ph p gi i i t p s ng tạo trong n v t

1.2.3.1 Chiến lược tổng quát

Người ta có thể phân biệt chiến lược giải bài tập tổng quát và chiến lược giải bài chung về vật lí Song kế hoạch để có thể giải được một bài tập bao gồm các bước sau [17, tr.35]:

1) Diễn đạt thành lời bài tập

2) Định rõ tính chất bài tập, nghĩa là phân tích thông tin đã cung cấp và xác định cái gì đã biết và cái gì cần biết để giải được bài tập

3) Khám phá, nghĩa là động não tìm các chiến lược tổ chức thông tin đã cho và tìm được cái cần biết

Đây là một bước cực kì quan trọng của toàn bộ quá trình giải bài tập vật lí Khám phá, nghĩa là học cách đối chiếu các thông tin đã cho (dự kiện) với các thông tin yêu cầu phải tìm (đáp số) để đạt đến lời giải của bài tập Đó cũng là quá trình phải đi đến những thông tin mới có giá trị gợi mở cho mình phương hướng tìm tòi khai thác dự kiện hữu ích, tìm ra con đường có thể đi theo để đạt kết quả

Đó cũng là chiến lược chung để giải bài tập vật lí và những chiến lược cụ thể ứng với từng lớp hoặc từng loại bài tập vật lí nhất định Các chiến lược giải bài tập vật lí thực chất là những phương pháp nghiên cứu đặc thù của vật lí học Học sinh phải

học cách vận dụng chúng dần dần vào việc giải bài tập vật lí để cuối cùng nắm vững chính nội dung khoa học vật lí cũng như các phương pháp khoa học vật lí để

có thể sử dụng thành thạo và sáng tạo vật lí học trong cuộc sống lao động của mình sau này Có thể kể đến một số chiến lược chung như sau:

- Lập bảng số liệu, hoặc một đồ thị

- Làm một mô hình để quan sát sự hoạt động, diễn biến của hiện tượng

- Hành động như mô tả một bài tập

- Phỏng đoán kết quả của hiện tượng mô tả và kiểm tra lại

- Đi lùi từ cái cần tìm đến cái đã cho trong bài tập

- Giải một bài tập đơn giản hoặc một bài tập tương tự

4) Kế hoạch, nghĩa là quyết định chọn một chiến lược hoặc một nhóm chiến lược và lập các bước phụ cho chiến lược đã chọn

5) Thực thi kế hoạch

Trong quá trình giải bài tập thì các kĩ năng tính toán, kĩ năng thực hành vật lí quyết định sự thành công của việc giải bài tập Mỗi bài tập là một dịp tốt giúp cho học sinh rèn luyện kĩ năng

6) Đánh giá, nghĩa là khẳng định điều đã làm được, khẳng định đã giải xong bài tập và tại sao giải được hoặc tại sao không giải được

Trong kế hoạch tổng thể gồm sáu bước giải bài tập vật lí luôn có mặt các chiến lược chung giải bài tập hiểu như là phương pháp chung của vật lí học vận dụng vào việc giải các bài tập vật lí đa dạng Trong khi học việc giải bài tập vật

lí theo chiến lược cụ thể, cần yêu cầu học sinh phải nhanh chóng khái quát hóa

về những chiến lược (phương pháp) giải từng bài tập tương đối bao quát

Để hoạt động giải bài tập vật lí của học sinh đạt kết quả tốt, giáo viên cần trự giúp cho học sinh bằng hệ thống câu hỏi định hướng tư duy

1.2.3.2 Định h ớng t u ho họ sinh trong quá trình giải BTST

Tùy vào nội dung của bài tập và mục đích sư phạm của việc giải bài tập,

có ba kiểu định hướng tư duy của học sinh như sau [28, tr.113]:

) H ớng ẫn tìm tòi qui về kiến thứ , ph ơng pháp đã iết

Hướng dẫn tìm tòi qui về kiến thức, phương pháp đã biết có nghĩa là: khi mới bắt đầu tiếp xúc với vấn đề cần giải quyết, không thấy ngay mối quan hệ của nó với những cái đã biết, không thể áp dụng ngay một quy tắc, một định luật hay một cách làm đã biết mà cần phải tìm tòi bằng phương pháp tổng hợp, phân tích, so sánh để tìm ra dấu hiệu tương tự với cái đã biết (phương pháp tương tự) Kiểu hướng dẫn này thường gặp khi học sinh vận dụng kiến thức đã biết nhưng chưa có phương pháp, quy trình hữu hiệu

Trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập, giáo viên cần sử dụng câu hỏi định hướng tư duy giúp học sinh nhận ra phương pháp tương tự để giải quyết vấn đề

) H ớng ẫn tìm tòi sáng t o từng phần

Kiểu hướng dẫn này thường được sử dụng khi nghiên cứu tài liệu mới

Ở đây, không thể hoàn toàn sử dụng những kiến thức đã biết, không có con đường suy luận lôgic để suy ra từ cái đã biết mà đòi hỏi sự sáng tạo thực sự, một bước nhảy vọt trong nhận thức (tình huống cần vận dụng các nguyên tắc sáng tạo) Các câu hỏi định hướng tư duy của giáo viên phải hướng học sinh vào việc sử dụng các nguyên tắc sáng tạo để giải quyết vấn đề Việc được tập dượt vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong những tình huống như vậy nhiều lần sẽ tích lũy cho học sinh kinh nghiệm, có sự nhạy cảm phát hiện, đề xuất được giải pháp sáng tạo để vượt qua khó khăn

) H ớng ẫn tìm tòi khái quát

Ở kiểu hướng dẫn này, giáo viên chỉ hướng dẫn cho học sinh xây dựng phương pháp chung giải quyết vấn đề, còn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch đó học sinh tự làm Kiểu hướng dẫn này áp dụng cho học sinh khá giỏi Trong điều kiện không tách được những học sinh khá thành một lớp riêng, giáo viên vẫn có thể sử dụng kiểu hướng dẫn này kết hợp với kiểu hướng dẫn tìm tòi từng phần Học sinh khá thì có thể tham gia thảo luận ngay từ khi xác

định phương hướng và lập kế hoạch tổng thể, còn học sinh yếu hơn thì tham gia vào việc giải quyết từng phần cụ thể của kế hoạch đó

Trên đây là các kiểu định hướng tư duy của học sinh trong quá trình giải BTST Số lượng loại bài tập này trong SGK còn ít, đòi hỏi giáo viên cần biết cách xây dựng BTST để sử dụng trong quá trình dạy học

Ngu n t c khi a chọn h th ng i t p s ng tạo

Trong quá trình xây dựng hệ thống BTST, chúng tôi có dựa vào các tài liệu tham khảo và đã sử dụng một số phương pháp sau để lựa chọn BTST:

- Dựa vào những sai lầm mà HS hay gặp phải trong giải bài tập khi lấy nghiệm, chúng tôi đã đưa ra những BTST dạng „„bẫy‟‟

- Dạng bài tập có nội dung biến đổi cũng được lựa chọn để đưa ra một cách tương tự nhưng lại căn cứ vào phạm vi „„hoạt động‟‟ của đại lượng vật lí, phạm vi ứng dụng của các đại lượng vật lí

- Dựa vào quan niệm sai lệch mà HS thường thu nhận được trong cuộc sống, chúng tôi đã đưa ra bài tập nghịch lý, ngụy biện

- Những bài tập có thể có nhiều cách giải khác nhau nhưng vẫn cho cùng một kết quả, chúng tôi đã đưa ra bài tập có nhiều cách giải nhằm tạo cho

HS sự tư duy linh hoạt

- Dựa vào tính rập khuôn máy móc, “lắp ghép” theo sự tương tự thường thấy ở HS khi giải bài tập, chúng tôi lựa chọn những bài tập có chứa đựng những yếu tố khác lạ để tập hợp thành dạng bài tập không theo mẫu

5 M i i n h giữa TRIZ v TST trong dạ học v t

Đối tượng của TRIZ là vấn đề hay bài toán sáng chế (nội dung kỹ thuật) [25, tr.52-55]: là tình huống người giải biết được mục đích cần đạt nhưng không biết cách đạt đến mục đích hoặc không biết cách tối ưu đạt đến mục đích trong một số cách đã biết

BTST trong dạy học vật lí với nội hàm nêu trên có bản chất tương tự với vấn đề hay bài toán của TRIZ, chỉ khác ở phạm vi và mức độ sáng tạo, hơn nữa

đa số các sáng chế đều dựa trên nguyên tắc của vật lí học là nội dung của các kiến thức cơ bản được vận dụng giải các BTST trong dạy học vật lí Vậy nên có thể vận dụng một số nguyên tắc sáng tạo của TRIZ để xây dựng các BTST hướng dẫn HS tư duy giải BTST, qua đó bồi dưỡng được khả năng tư duy sáng tạo cho HS

Một nội dung quan trọng của TRIZ là hệ thống 40 nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo Theo Phan Dũng [7, tr.9-10] thì:

„„Thủ thuật là các thao tác tư duy đơn giản, có tính định hướng nhất định

Có thể coi thủ thuật là một lời chỉ dẫn: cần phải suy nghĩ về hướng nào Các thủ thuật này gọi là cơ bản vì, ở mức độ nào đó, chúng giống như các nguyên tố hóa học, là cơ sở đơn giản nhất mà từ đó cấu tạo nên các hợp chất

Trong khi lựa chọn các thủ thuật, các nhà nghiên cứu đặc biệt tập trung sự chú ý vào các lĩnh vực sáng chế chủ đạo (mũi nhọn) nơi có nhiều ý tưởng tiên tiến và độc đáo Do vậy các thủ thuật được chọn ra là những thủ thuật mạnh, khá bền vững với thời gian và mang tính khách quan cao, chúng được gọi là các

ngu ên tắ

Sau đây là một số nguyên tắc được sử dụng trong luận văn:

1 Ngu ên tắ phân nhỏ

- Chia đối tượng thành các phần độc lập

- Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

- Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng

2 Ngu ên tắ tá h khỏi

Tách phần gây phiền phức ra khỏi đối tượng hay tách phần cần thiết ra khỏi đối tượng

3 Ngu ên tắ đảo ng ợ

- Thay vì hành động theo yêu cầu bài toán thì hành động ngược lại

- Làm thành phần chuyển động của đối tượng thành đứng yên hoặc ngược

lại đứng yên thành chuyển động

4 Ngu ên tắ inh động

- Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài để chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc

- Phân chia đối tượng thành những phần có khả năng dịch chuyển với nhau

6 Ngu ên tắ th đổi á thông s í hó đ i t ợng

- Thay đổi trạng thái đối tượng

- Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc

- Thay đổi độ dẻo

- Thay đổi nhiệt độ, thể tích

7 Ngu ên tắ sử ụng trung gi n

Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp

8 Ngu ên tắ th hiện sơ ộ

- Thực hiện trước sự thay đổi cần có đối với đối tượng

- Sắp xếp đối tượng sao cho chúng được hoạt động thuận lợi nhất

9 Ngu ên tắ giải thiếu hoặ thừ kiện

Làm dễ bài toán bằng cách giảm hoặc tăng hiệu quả cần thiết một chút (lí tưởng hóa bài toán chẳng hạn)

10 Ngu ên tắ sử ụng á o động ơ họ

- Làm đối tượng dao động hay tăng tăng tần số dao động

- Sử dụng tàn số cộng hưởng

- Thay vì dùng các bộ rung cơ học có thể dùng các bộ rung điện áp

- Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ

6 ai tr c a i t p s ng tạo với ph t tri n n ng c tư du

Là một dạng của bài tập vật lí, vì vậy trước hết BTST cũng có những vai trò đầy đủ của bài tập vật lí Cụ thể là:

- BTST là một hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách sinh động và hiệu quả Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại những kiến thức đã học, phải đào sâu một số khía cạnh nào đó của kiến thức hoặc phải tổ hợp, huy động nhiều kiến thức để giải quyết được bài tập Tất cả các thao tác tư duy đó đã góp phần củng cố, khắc sâu và mở rộng kiến thức cho học sinh

- BTST được sử dụng làm phương tiện nghiên cứu tài liệu mới, trang bị đầy đủ các kiến thức cho HS nhằm đảm bảo cho HS lĩnh hội được kiến thức một cách sâu rộng và vững chắc Việc nghiên cứu một kiến thức mới thường được bắt đầu bằng việc nêu vấn đề, mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu mới cũng là một BT đối với HS Để làm một vấn đề mới trở nên hấp dẫn và xây dựng vấn đề nghiên cứu còn có thể dùng cách giải các BT, việc xây dựng các vấn đề dạy học bằng BT không những kích thích được hứng thú của HS đối với những kiến thức mới sắp được học, mà còn tạo ra khả năng củng cố kiến thức đã

có và xây dựng được mối liên quan giữa các kiến thức cũ và mới

- BTST là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc phát triển

tư duy vật lí của học sinh, bồi dưỡng cho HS phương pháp nghiên cứu khoa học Bởi vì giải BT là một trong những hình thức làm việc tự lực căn bản của HS Trong thực tiễn dạy học, tư duy vật lí được hiểu là „„kĩ năng quan sát hiện tượng vật lí, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những bộ phận thành phần, xác lập mối liên hệ định lượng và định tính của các hiện tượng, đại lượng vật lí, đoán trước các hệ quả từ các lí thuyết và áp dụng kiến thức của mình‟‟ Trước khi giải bài tập HS phải phân tích điều kiện của đề bài, tự xây dựng các lập luận, thực hiện việc tính toán, khi cần thiết có thể tiến hành các thí nghiệm, thực hiện phép đo… ; trong những điều kiện đó, tư duy loogic, tư duy sáng tạo của HS được phát triển, năng lực tự giải quyết vấn đề được nâng cao BTST là phương tiện rất tốt để rèn luyện và phát triển những kĩ năng, kĩ xảo, liên hệ lí thuyết với thực tế, vận dụng

kiến thức đã học vào đời sống, lao động sản xuất, từ đó có tác dụng giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho HS

- BTST còn có tác dụng giáo dục cho HS về phẩm chất tư tưởng, đạo đức Qua các bài tập về lịch sử, có thể cho HS thấy được quá trình phát sinh những tư tưởng về quan điểm khoa học tiến bộ, những phát minh to lớn, có giá trị của các nhà khoa học tiến bộ trên thế giới cũng như của nước nhà Thông qua việc giải các BT, còn rèn luyện cho HS phẩm chất độc lập suy nghĩ, tính kiên trì dũng cảm khắc phục khó khăn, tính chính xác khoa học, kích thích hứng thú học tập

bộ môn vật lí nói riêng và học tập nói chung

- BTST còn là phương tiện rất có hiệu quả để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của

HS một cách chính xác Một trong những biện pháp để kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS là để cho HS giải các BT, thông qua đó GV biết 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 HS, đặc biệt phát hiện HS có năng khiếu vật lí

Ngoài ra, ở mức cao hơn mức luyện tập thông thường, HS phải biết vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo để giải quyết BT trong tình huống mới, hoàn cảnh mới; biết đề xuất đánh giá theo ý kiến riêng của bản thân; biết đưa ra các phương án thí nghiệm, thiết kế các sơ đồ thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết hoặc đo một đại lượng vật lí nào đó; biết đề xuất các giải pháp khác nhau khi phải xử lí một tình huống… Thông qua đó, BTST giúp phát hiện năng lực tư duy sáng tạo của HS để đánh giá

Như vậy, với nét đặc thù của mình, BTST có một vai trò to lớn trong việc rèn luyện, bồi dưỡng, phát hiện những năng lực tư duy sáng tạo của HS trong dạy học

1.3 Biện pháp r n luyện và phát triển năng lực tư duy sáng tạo

Từ các nghiên cứu về dạy học sáng tạo cho thấy rằng, có thể dùng các biện pháp sau đây để rèn luyện và phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho HS:

Áp d ng phư ng ph p dạ học n u v gi i qu ết vấn ề ở c c

c kh c nhau, i cu n HS tham gia vào gi i qu ết c c vấn ề học t p

Bất kì ở đâu và bất kì khi nào, sự sáng tạo chỉ nảy sinh trong quá trình giải quyết vấn đề

Dạy học nêu và giải quyết vấn đề có nhiều mức độ, áp dụng tùy theo nội dung giảng dạy, trình độ học sinh, điều kiện thời gian, giáo viên

- Mức độ thấp nhất: trong một bài lên lớp, giáo viên đặt một hệ thống câu hỏi phục vụ trọng tâm mục đích, yêu cầu của bài giảng

- Mức độ cao: giáo viên đặt đề tài nhỏ, HS hoàn thành ở lớp, phòng thí nghiệm hay ở nhà rồi trình bày trước tổ hoặc lớp Có thảo luận, kết luận

- Mức độ cao hơn: giáo viên hướng dẫn cho HS tự đặt vấn đề (đề tài), rồi nghiên cứu giải quyết vấn đề

Các biện pháp để thực hiện có hiệu quả phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề:

* Luôn đưa HS vào tình huống có vấn đề (làm mất cân bằng) trao nhiệm

vụ vừa sức, nếu cố gắng một chút th có thể tự lực hoàn thành (nằm trong vùng phát triển gần)

* Để HS tự vận động, tự lực hoạt động Bạn bè và giáo viên có thể giúp

đỡ nhưng không làm thay

* Lôi cuốn HS tham gia vào giải quyết các vấn đề học tập, luyện tập các phương pháp nhận thức khoa học, đối với vật lí trước hết là phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình Đặc biệt chú ý luyện tập: Các cách thu thập và

xử lý thông tin, đưa ra dự đoán, đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán

đã đề ra

T ng cường s d ng c c phư ng ti n dạ học

Các phương tiện dạy học bao gồm các thiết bị dạy học, phòng bộ môn, phòng thí nghiệm, bàn ghế, các phương tiện kĩ thuật Thí nghiệm ảo, bài giảng điện tử là những phương tiện dạy học hiện đại, hỗ trợ rất hiệu quả cho quá trình dạy học

Các phương tiện dạy học không những giúp HS có điều kiện nhận thức thế giới bên ngoài tốt hơn, rèn luyện óc tư duy sáng tạo mà còn giảm đáng kể cường độ lao động của GV Phương tiện trực quan không những cung cấp cho

HS kiến thức bền vững, chính xác mà còn gây hứng thú học tập, tăng cường sức chú ý đối với bài học

Khi tiếp xúc với thực tiễn trong các bài thí nghiệm thực hành, tư duy của

HS luôn đặt trước tình huống mới, buộc họ phải suy nghĩ, tìm tòi, phát triển trí sáng tạo Qua thí nghiệm thực hành, nhiều đức tính tốt, như tính kiên trì, cần cù, cẩn thận, chính xác, kỉ luật, lòng yêu lao động, óc sáng tạo được nảy nở, rèn luyện

1.3.3 Rèn u n tr tưởng tư ng, tư du kh ng gian, tư du gic cho học sinh

Trí tưởng tượng, tư duy không gian và tư duy lôgic là ba năng lực rất cần thiết cho người lao động sáng tạo

Vật lí phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm, dùng các phương tiện trực quan sinh động trong dạy học có tác dụng rất tốt trong việc giúp học sinh rèn luyện ba năng lực trên Tất nhiên, ta không nên lạm dụng đồ dùng dạy học để hạn chế phát triển óc tưởng tượng, tư duy trừu tượng

Cho học sinh u n t p thao t c tư du với những i t p s ng tạo

Việc cho HS thao tác tư duy với „„bài tập sáng tạo‟‟ nhằm kích thích tính sáng tạo của họ, góp phần đào tạo người lao động tháo vát, năng động, sáng tạo, không chịu bó tay trước khó khăn, không chịu bằng lòng với hiện tại mà phải luôn nghĩ cách cải tiến trong công việc, luôn vươn lên trong cuộc sống

1 5 i dư ng phư ng ph p t học cho học sinh

Tự học là bản năng của con người, là xu thế của thời đại bùng nổ thông tin hiện nay Mọi người phải biết tự học để có thể học tập suốt đời Tự học mới hiểu sâu, nhớ lâu kiến thức, đó là đặc điểm thu nhận thông tin của não bộ con người

Trong quá trình tự học, vấn đề luôn được lật đi lật lại, hình thành những thắc mắc, những câu hỏi, cố gắng tự trả lời, do đó, tư duy độc lập, tư duy phê phán, tư duy sáng tạo nảy nở và phát triển Điều quan trọng hơn, là học sinh thu nhận kiến thức bằng cách tự tìm được kiến thức mới dưới sự hướng dẫn

của giáo viên, Giáo viên phải hướng dẫn HS tự học theo các công đoạn của quá trình tự học

6 N u gư ng s ng tạo c a c c nh khoa học, c a học sinh trong

qu trình dạ học n

Việc nêu gương sáng tạo của các nhà khoa học hay HS, sinh viên có thể không những kích thích được tiềm năng sáng tạo của HS mà còn gây được hứng thú học tập môn học

Trên đây là những biện pháp chung để phát huy tư duy sáng tạo của học sinh và cũng là những biện pháp để phát triển tư duy của HS trong dạy học vật lí

1.4 Quy trình xây dựng bài tập sáng tạo:

L a chọn i t p uất ph t

Bước 1: Lựa chọn BTXP

BTXP có thể là một BT của môn học khác, của một phần khác, chúng ta cũng có thể sử dụng nhiều BTXP cùng một lúc, có thể kết hợp nhiều BTXP từ nhiều phần khác nhau BTXP cũng có thể một BTST, cũng có thể là một hiện tượng vật lí, một thí nghiệm vật lí…

Bước 2: Giải BTXP

Bước 3: Phân tích hiện tượng vật lí, giả thiết, kết luận cũng như lời giải và kết quả của BTXP Đây là một trong những bước quan trọng trong quá trình sáng tạo, tại bước này có nhiều người đã mất đi tính sáng tạo của mình vì không nhìn rõ mục tiêu, nên đã bị thất bại trong nỗ lực tạo ra những ý tưởng giá trị trong việc đạt tới những phương pháp sáng tạo

Đối với việc xây dựng BTST thì chúng ta cần nhìn vào kết quả phân tích hiện tượng vật lí, giả thiết, cũng như lời giải và kết quả để tìm ra một kết quả sáng tạo chính xác từ đó xây dựng được các BTST hay, để từ đó nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS Như vậy, muốn tiến đến ý tưởng sáng tạo để xây dựng được một BTST thì trước hết thì chúng ta phải hiểu rõ vấn đề thật sự là gì

Một phương pháp thật là vi diệu để phân tích vấn đề rõ ràng nhất đó là chia

nó thành những phần nhỏ (ngu ên tắ phân nhỏ) Sau đó chúng ta đọc đi đọc lại

những kết quả đã phân tích được, để tìm ra mục tiêu cuối cùng, tức là xây dựng được BTST chúng ta có thể vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ để xây dựng các BTST theo các cách sau:

- Cụ thể hóa một BT (ngu ên tắ phân nhỏ)

- Kết hợp các BT thành một BT tổng quát hơn (ngu ên tắ kết hợp)

- Từ một ứng dụng của một hiện tượng vật lí, có thể chuyển hóa thành lời

một BT (ngu ên tắ inh động, ngu ên tắ đảo ng ợ )

- Thay đổi thông số của một số đại lượng vật lí để chuyển BT thành một BT

có bản chất hoàn toàn khác (ngu ên tắ th đổi thông s í hó đ i t ợng)

Bước 4: Kiểm nghiệm tính đúng đắn của BTST và đánh giá mức sáng tạo (nhìn theo „„sử dụng kiến thức‟‟, nhìn theo „tính mới‟, nhìn theo „„tính ích lợi‟‟), được xem xét dưới góc độ bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS, của BT

đã bị biến đổi so với BTXP Để đánh giá tính sáng tạo của BT biến đổi được chúng ta có thể trả lời câu hỏi „„tính mới‟‟ đó đem lại lợi ích gì? Trong phạm vi

áp dụng nào? và cuối cùng kết luận theo định nghĩa sáng tạo

n d ng c c dấu hi u c a i t p s ng tạo (6 dấu hi u)

Theo Ra-zu-mốp-xki, bài tập sáng tạo được chia thành hai loại: Bài tập nghiên cứu (Trả lời câu hỏi: Tại sao) và bài tập thiết kế (Trả lời câu hỏi: Làm thế nào)

Theo [24, tr.34 - 36], bài tập sáng tạo được nhận biết theo 6 dấu hiệu, đó là:

- Bài tập có nhiều cách giải: Loại bài tập này rèn luyện cho học sinh thói quen nhìn nhận vấn đề dưới nhiều góc độ, không cứng nhắc, không bằng lòng ngay với kết quả của bài toán, kích thích tính tìm tòi, sáng tạo của học sinh

- Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi: Đây là loại bài tập thường có nhiều câu hỏi Câu hỏi đầu tiên là bài tập luyện tập, còn các câu hỏi sau thì có hình thức hỏi tương tự câu hỏi đầu tiên nhưng nội dung của vấn đề câu hỏi

đẫ biến đổi về chất Học sinh nếu áp dụng phương pháp giải của câu đầu tiên vào giải các câu tiếp theo thì sẽ dẫn đến điều vô lí hoặc kết quả sẽ không đúng

- Bài tập thí nghiệm về vật lí: Là loại bài tập đòi hỏi học sinh phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các khả năng hoạt động trí óc và chân tay, vốn hiểu biết kĩ thuật để tự mình xây dựng phương

án, lựa chọn hoặc chế tạo phương tiện, thực hiện thí nghiệm để thu thập xử lí các

số liệu thì mới giải quyết được

- Bài tập cho thừa hoặc thiếu dự kiện: Đây là loại bài tập cho thiếu các dự kiện hoặc cho thừa các dự kiện mà các dự kiện này mâu thuẫn nhau, loại trừ mâu thuẫn dẫn đến các kết quả khác nhau của đại lượng cần tìm

- Bài tập nghịch lí và ngụy biện: Là những bài tập được soạn thảo dựa trên những suy luận sai lầm của học sinh và những biểu hiện đa dạng của các hiện tượng, sự kiện, quá trình vật lí Với loại bài tập này, học sinh thường phạm phải những sai lầm có tính chất tinh vi đôi khi khó nhận thấy được, có thể là do không chú ý tới tất cả các dự kiện của bài toán hay áp dụng một cách không đúng các công thức, nội dung, phạm vi ứng dụng các định luật

- Bài toán hộp đen: Theo Bunxơman, bài toán hộp đen gắn liền với nghiên cứu đối tượng mà cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết), nhưng có thể đưa ra mô hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dự kiện „„đầu vào‟‟, „„đầu ra‟‟ Giải bài toán hộp đen là quá trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phân tích mối quan hệ giữa dự kiện „„đầu vào‟‟ và „„đầu ra‟‟ để tìm thấy cấu trúc

bên trong của hộp đen

Kết luận chương 1

Trong chương 1 này chúng tôi đã trình bày cơ sở lí luận thực tiễn của việc xây dụng và sử dụng hệ thống BTST Một số vấn đề mà chúng tôi đã trình trong chương này như sau:

Năng lực tư duy sáng tạo trong Vật lí là năng lực tư duy sáng tạo trong hoạt động nghiên cứu Vật lí, là năng lực tư duy đối với hoạt động sáng tạo Vật

lí, tạo ra những kết quả tốt, mới…

Một trong những phương tiện để bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho

HS đó chính là BTST

BTST là BT được xây dựng nhằm mục đích rèn luyện bồi dưỡng năng lực

tư duy sáng tạo cho học sinh Đó là loại BT tương tự như bài toán tình huống xuất phát, tức là loại BT mà giả thiết không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng, quá trình vật lí; có những đại lượng ẩn dấu; điều kiện BT không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lí cần

Bước 3: Đánh giá tính sáng tạo của BTST

Bước 4: Kiểm nghiện tính đúng của BTST

Sử dụng BTST đã xây dựng vào một số hình thức dạy học nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS

Trên cơ sở nghiên cứu cơ sở lí luân, chương 2 chúng tôi sẽ tiến hành xây dựng hệ thống BTST, các phương án sở dụng BTST đó trong dạy học và các giáo án để chuẩn bị cho các tiết dạy học có sử dụng BTST

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC

DẠY HỌC CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ 12

2.1 Phân tích cấu trúc và nội dung chương “Dao động cơ” Vật lí 12

Tắt dần Duy trì

Cưỡng bức cộng hưởng

Tổng hợp dao động

Các con lắc

Con lắc lò xo

Con lắc vật lý Con lắc đơn

Dao động điều hoà

Khảo sát

về động lực học

và năng lượng Các đại lượng đặc trưng

) N i dung

Chương „„Dao động cơ‟‟ là chương đầu tiên của chương trình Vật lí 12 cơ bản và chiếm một phần vô cùng quan trọng trong chương trình Vật lí 12, nó là nền tảng để HS có thể học tốt các chương „„Sóng cơ‟‟, „„Dao động và sóng điện từ‟‟, „„Sóng ánh sáng‟‟…

Đây là một trong những chương quan trọng trong chương trình Vật lí 12,

có lượng kiến thức tương đối nhiều trong kỳ thi THPT quốc gia

Chương „„Dao động cơ‟‟ gồm có 6 tiết lí thuyết, 2 tiết thực hành, 3 tiết bài tập và 6 tiết tự chọn

Mục tiêu dạy học của chương theo chuẩn [1], [10], [12] như sau:

iến thứ

- Thiết lập được phương trình dao động điều hòa

- Biết được đặc điểm động học của dao động điều hòa: li độ, biên độ, vận tốc, gia tốc, tần số, chu kì, pha dao động, pha ban đầu

- Biết được đặc điểm động lực học của dao động điều hòa: lực kéo về luôn

tỉ lệ thuận với li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng

- Biểu diễn được dao động điều hòa bằng vecto quay, tổng hợp được hai dao đông điều hòa cùng phương cùng tần số bằng giản đồ vecto

- Hiểu về dao động tắt dần, dao động cưỡng bức và dao động duy trì

- Biết được hiện tượng cộng hưởng và những ứng dụng vào thực tiễn

ỹ năng

- Chứng minh được dao động của các con lắc vật lí là dao động diều hòa

- Giải được các BT về con lắc lò xo, con lắc đơn

- Vận dụng được công thức tính chu kì

- Biểu diễn được một dao động điều hòa bằng một vecto quay

- Xác định được chu kì của con lắc lò xo, con lắc đơn và tìm gia tốc trọng trường bằng thí nghiệm

- Giải được các BT về tổng hợp hai dao động cùng phương, cùng tần số bằng phương pháp giản đồ Frexnen

Thái độ

- Yêu thích môn học

- Có thái độ nghiêm túc trong các hoạt động

- Ý thức tốt trong xây dựng kiến thức mới cũng như trong củng cố bài học

2.2 Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập nói chung, BTST nói riêng ở chương „„Dao động cơ‟‟ vật lí 12

Nh n th c c a G về TST

Thông qua việc tìm hiểu, nghiên cứu thực trạng dạy HS và học giải BT Vật lí ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ n, chúng tôi rút ra một số nhận xét như sau:

- Đại đa số các GV lựa chọn các BT cho HS giải trên lớp hay về nhà đều chưa có mục đích rõ ràng, rất ít sử dụng BT trong tiết nghiên cứu tài liệu mới Trong các tiết BT, GV chữa và dành nhiều thời gian cho đa số các BT mà HS đã giải được

- Một số GV chưa nhận thức được đầy đủ về vai trò, tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học ; chỉ thiên về vai trò kiểm tra, đánh giá kiến thức của HS thông qua việc giải bài tập vật lí Nhiều GV cho rằng giải bài tập vật lí là để rèn luyện kĩ năng vận dụng công thức vật lí, rằng bài tập vật lí hay là bài tập có tính phức tạp về mặt toán học càng cao và cho rằng chỉ cần phân tích hiện tượng vật

lí, giải các phương trình đến kết quả là xong quá trình giải bài tập mà không nắm được chiến lược tổng quát giải toán vật lí

- Nhiều GV thường áp đặt cho HS suy nghĩ và giải BT theo cách của mình, không hướng dẫn HS độc lập suy nghĩ để tìm kiếm lời giải Đặc biệt khi chữa BT còn để ý nhiều đến biến đổi, tính toán cụ thể, coi nhẹ việc phân tích nội dung BT, thiếu định hướng tư duy cho HS

- Phần lớn GV đều không dành thời gian thích đáng cho việc giải BT cơ

bản, coi nhẹ việc rèn luyện giải BT cơ bản, không chú ý đến cách giải một BT phức hợp bằng cách quy về BT cơ bản

- Nhiều GV chưa hiểu một cách đầy đủ về BTST trong dạy học, chưa biết cách biên soạn BTST, chưa quan tâm đến việc soạn câu hỏi định hướng tư duy cho HS trong quá trình giải BT nói chung, BTST nói riêng

ọc sinh học gi i i t p v t

- HS cố gắng hoàn thành khối lượng BT vật lí trong SGK theo yêu cầu của

GV, các BT này ở dạng BT luyện tập theo khuôn mẫu có angôrít giải sẵn

- Không ít HS thuộc được lý thuyết nhưng vẫn không giải được BT trong SGK

- Ngoài nhóm HS giỏi vật lí ra, còn lại hầu hết các em chưa được tiếp cận với những BTST về vật lí

Ngu n nh n v th c trạng

- SGK và SBT: Số lượng BTST trong SGK và SBT còn ít

- Kiểm tra và thi cử: Trong các kì thi tốt nghiệp, tuyển sinh Đại học và Cao đẳng trong những năm gần đây môn vật lí đề thi dưới hình thức trắc nghiệm Các đề thi rất ít gặp BTST nên việc học thường chủ yếu phục vụ mục đích thi cử, do đó dẫn đến việc coi nhẹ BTST

- Trong các tài liệu tham khảo khác: Các tài liệu tham khảo cho GV rất đa dạng và phong phú nhưng số lượng BTST cũng chưa được nhiều

Với thực trạng nói trên thì GV cần phải xây dựng cho mình một hệ thống BTST và phương án sử dụng chúng để đạt hiệu quả dạy học cao nhất

2.3 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo

Theo phương pháp đã trình bày ở chương 1, chúng tôi đã phân tích kỹ việc xây dựng hệ thống BTST chương „„Dao động cơ‟‟ Vật lí 12 gồm 25 bài Với mỗi bài tập, nội dung và thứ tự được trình bày như sau:

- Bài tập xuất phát

- Sử dụng nguyên tắc sáng tạo để chuyển bài tập xuất phát thành BTST

- Bài tập sáng tạo

- Các nguyên tắc sử dụng để giải BTST

- Câu hỏi định hướng tư duy cho HS

- Lời giải tóm tắt

BTXP1: [35, 104]

Cho con lắc đơn dao động điều hòa với chu kì T=2s Tại nơi có gia tốc

- Nhận xét: Đối với BTXP này ta có thể đưa về các dạng BT thực nghiệm,

BTLT, BT có nội dung thay đổi

- Lời giải tóm tắt: Đây là bài toán ở mức độ làm quen công thức

BTST2:

Làm thế nào để xác định được thể tích căn phòng từ một số dụng cụ sau: 1 sợi dây đủ dài, không giãn, 1 đồng hồ bấm giây, 1 quả dọi