Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo chương các định luật bảo toàn vật lý 10 trung học phổ thông luận văn thạc sỹ vật lý

Tuy nhiên, trong thực tế giáo dục nước ta hiện nay việc dạy học nhằm hướng vào người học tạo cho học sinh các năng lực hoạt động tư duy, chủ động sáng tạo chưa được thực hiện có hiệu quả

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH -

HỒ THỊ XUÂN THU

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO

CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Nghệ An 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH -

HỒ THỊ XUÂN THU

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG

TẠO CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

CHUYÊN NGÀNH: LL VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ

MÃ SỐ: 60 14 10

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Đình Thước

Nghệ An 2012

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập, nghiên cứu, hoàn thành luận văn, tôi chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo khoa Vật lý trường Đại học Vinh và Đại học Đồng Tháp, đặc biệt là cán bộ hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Đình Thước Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các đồng nghiệp và học sinh trường THPT Lấp Vò 2 nơi tôi đang công tác

và tiến hành thực nghiệm sư phạm kết quả nghiên cứu đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này

Đồng Tháp, ngày 28 tháng 10 năm 2012 Học viên: Hồ Thị Xuân Thu

MỤC LỤC

NỘI DUNG

TRANG Mở đầu 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 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Đóng góp mới của luận văn 3

8 Cấu trúc của luận văn 4

CHƯƠNG 1: Cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí ở trường Trung học phổ thông 5

1.1 Bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học Vật lý ở trường Trung học phổ thông 5

1.1.1 Năng lực tư duy sáng tạo 5

1.1.2 Những biểu hiện năng lực 7

1.1.3 Khái niệm tư duy Vật lý 12

1.1.4 Các biện pháp tích cực hóa hoạt động tư duy của học sinh trong quá trình dạy học Vật lý 13

1.2 Bài tập sáng tạo và biện pháp bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh 15

1.2.1 Cơ sở lý thuyết của bài tập sáng tạo về Vật lý 15

1.2.2 Phân biệt bài tập sáng tạo và bài tập luyện tập 17

1.2.3 Các dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo 18

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

22

1.2.5 Các kiểu hướng dẫn học sinh phát huy tính chủ động sáng tạo trong việc giải bài tập Vật lý 24

Kết luận chương 1 28

CHƯƠNG 2: Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Các định luật bảo toàn” - Vật lý 10 nâng cao 29

2.1 Phân tích cấu trúc và nội dung chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 nâng cao 29

2.1.1 Vai trò, vị trí và đặc điểm chương 29

2.1.2 Mục tiêu dạy học của chương “Các định luật bảo toàn” 30

2.1.3 Sơ đồ cấu trúc kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” 32

2.1.4 Phân tích nội dung chương “Các định luật bảo toàn” 32

2.1.5 Thực trạng dạy học chương “Các định luật bảo toàn” 35

2.2 Bài tập sáng tạo 36

2.2.1 Cơ sở xây dựng bài tập sáng tạo 36

2.2.2 Hệ thống bài tập sáng tạo chương “Các định luật bảo toàn” 36

2.2.3 Các hình thức sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học Vật lý 63

2.3 Tiến trình dạy học một số giờ học bài tập sử dụng bài tập sáng tạo 69

Kết luận chương 2 79

CHƯƠNG 3: Thực nghiệm sư phạm 80

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 80

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 80

3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 81

3.4 Phương pháp tiến hành thực nghiệm 81

3.5 Nội dung thực nghiệm sư phạm 82

3.6 Kết quả thực nghiệm sư phạm 82

3.6.1 Lựa chọn tiêu chí đánh giá 82

3.6.2 Đánh giá kết quả 83

3.6.3 Phân tích kết quả thực nghiệm 86

Kết luận chương 3 88

KẾT LUẬN .89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

PHỤ LỤC

MỞ Đ U

1 LÝ DO CH N ĐỀ TÀI

Hiện nay, chúng ta đang xây dựng một nền giáo dục nhằm phát triển toàn diện những năng lực sẵn có của học sinh, phát triển khả năng tư duy, phát huy tính tích cực, chủ động của người học Tuy nhiên, trong thực

tế giáo dục nước ta hiện nay việc dạy học nhằm hướng vào người học tạo cho học sinh các năng lực hoạt động tư duy, chủ động sáng tạo chưa được thực hiện có hiệu quả mà dạy học theo lối ban kiến thức, mang nặng tính một chiều, nhồi nhét, quá tải, không phát huy được năng lực tư duy sáng tạo Do đó dẫn đến hiệu quả giáo dục chưa cao, chưa đáp ứng được nhu cầu đặt ra của giáo dục và xã hội

đổi mới đồng bộ cả về mục đích, nội dung, phương pháp, phương tiện và các hình thức dạy học Đổi mới phương pháp dạy học, theo định hướng tích cực hóa hoạt động học tập, phát huy tính chủ động, sáng tạo và năng lực tự học, tự nghiên cứu của học sinh để nâng cao chất lượng và hiệu quả giáo dục

Ở các trường Trung học phổ thông nước ta, hoạt động sáng tạo chưa được chú ý đúng mức trong quá trình dạy học Việc rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh chưa được quan tâm đúng mức Đối với môn Vật lí, một trong những hoạt động giúp rèn luyện tư duy và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh là hoạt động giải bài tập Phương pháp giải bài tập vật lí chủ yếu quan tâm đến các dạng bài tập luyện tập theo các angôrit đã biết nên hạn chế sự phát triển tư duy, năng lực sáng tạo của học sinh Hệ thống bài tập trong sách giáo khoa hầu hết là các bài tập có các dữ kiện cho sẵn đầy đủ; chỉ gợi ý cho học sinh sử dụng một vài công thức hay định luật nào đó là có thể giải quyết được Các bài tập như thế chỉ mang tính luyện tập, giúp học sinh tái hiện các kiến thức và phương pháp đã biết, không phải là bài tập thực tế trong cuộc sống đa dạng mà các em có thể gặp Do đó việc giải bài tập như thế chưa rèn luyện và khơi dậy tư duy sáng tạo cho học sinh, chưa làm học sinh hứng thú trong học tập để thấy được lợi ích của việc học vật lí

trong đời sống Đa số học sinh lúng túng khi gặp các vấn đề trong cuộc sống, không biết áp dụng kiến thức nào để giải quyết, không liên kết được các kiến thức

đã học vào cuộc sống thực tế

thống bài tập sáng tạo chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10 trung học phổ thông”

2 MỤC Đ CH NGHI N CỨU

toàn” Vật lí 10 nâng cao và đề xuất phương án sử dụng trong dạy học nhằm phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh

3 Đ I T NG VÀ PHẠM VI NGHI N CỨU

10 nâng cao

4 GIẢ THUYẾT KHO H C

luật bảo toàn” đảm bảo tính khoa học và vận dụng vào quá trình dạy học một cách hợp lí sẽ có thể phát triển tư duy và năng lực sáng tạo, góp phần nâng cao chất lượng học tập vật lí của học sinh ở trường trung học phổ thông

5 NHIỆM VỤ NGHI N CỨU

phát triển tư duy của học sinh trong quá trình dạy học

nội dung sách giáo khoa, chương “Các định luật bảo toàn” - Vật lí 10 nâng cao

5.3 Tìm hiểu thực tế dạy và học bài tập chương “Các định luật bảo toàn” ở trường Trung học phổ thông Lấp Vò 2, huyện Lấp Vò, tỉnh Đồng Tháp

toàn” - Vật lí 10 nâng cao

xây dựng vào dạy học ở trường THPT

mức độ phù hợp, tính khả thi và tính hiệu quả về kết quả nghiên cứu của đề tài

6 PH NG PHÁP NGHI N CỨU

khoa học giáo dục, về khoa học vật lí liên quan đến bài tập sáng tạo về vật

lí THPT và việc phát triển tư duy khoa học, năng lực sáng tạo của học sinh

THPT nói chung và đối với chương “Các định luật bảo toàn”- Vật lí 10 nâng cao nói riêng

Xử lí các số liệu điều tra và các số liệu trong TNSP

7 Đ NG G P MỚI CỦ LUẬN V N

dựng bài tập sáng về vật lí ở trường phổ thông

● Về thực tiễn

- Xây dựng được một hệ thống bài tập sáng tạo chương “Các định luật bảo toàn” - Vật lí 10 nâng cao

tập sáng tạo trong dạy học vật lí ở trường Trung học phổ thông

luật bảo toàn”

Kết luận

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦ VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1 Bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học Vật lý ở trung học phổ thông

1.1.1.1

Tư duy là sự phản ánh trong bộ não con người những sự vật và hiện tượng những mối liên hệ và mối quan hệ có tính quy luật của chúng Trong quá trình tư duy con người dùng các khái niệm Nếu cảm giác, tri giác, biểu tượng là những sự phản ánh các sự vật và hiện tượng cụ thể, riêng rẽ, thì khái niệm là sự phản ánh những đặc điểm chung bản chất của một loại sự vật và hiện tượng giống nhau Khái niệm là sự phản ánh những dấu hiệu bản chất khác biệt của các sự vật và hiện tượng của hiện thực Như vậy, tư duy

là sự phản ánh thực tế một cách khách quan gián tiếp [18]

Tư duy phản ánh thực tế một cách khái quát vì nó phản ánh những thuộc tính của hiện thực thông qua các khái niệm mà các khái niệm lại tách khỏi những sự vật cụ thể, những cái chứa đựng những thuộc tính đó Tư duy phản ánh hiện thực một cách gián tiếp vì nó thay thế những hành động thực

tế với chính các sự vật bằng các hành động tinh thần với những hình ảnh của chúng nó cho phép giải quyết những nhiệm vụ thực tế thông qua hoạt động tinh thần lí luận bằng cách dựa trên những tri thức về các thuộc tính

và các mối quan hệ của các sự vật được củng cố trong các khái niệm [18]

1.1.1

Trong tâm lí học hiện nay c ng có nhiều định ngh a về năng lực: Theo P Ruđich “ Năng lực là tính chất tâm – sinh lý của con người chi phối quá trình tiếp thu các kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo c ng như hiệu quả

thực hiện một hoạt động nhất định T định ngh a này, khái niệm năng lực bao gồm các điều kiện tâm sinh lý chi phối các hoạt động con người [18]

G Côvaliôp định ngh a “Năng lực là một tập hợp hoặc tổng hợp những thuộc tính của cá nhân con người, đáp ứng những nhu cầu lao động

và đảm bảo cho hoạt động và đạt được những kết quả cao” [18]

N.X Lâytex cho rằng năng lực là những thuộc tính tâm lý của cá nhân là điều kiện để hoàn thành tốt đ p những loại hoạt động nhất định [18]

Có thể hiểu, năng lực là thuộc tính tâm lý cá nhân bao gồm hai thành tố đó là kiến thức và kỹ năng để thực hiện một hoạt động nào đó đạt hiệu quả

Năng lực học tập của học sinh đó là mục tiêu của quá trình dạy học Quá trình dạy học mỗi một môn học trong t ng bài, t ng chương,…bao giờ giáo viên c ng cần xác định rõ mục tiêu kiến thức, kỹ năng, thái độ mà học sinh phải đạt tới

1.1.1

Quan điểm triết học cho rằng: “Sáng tạo là quá trình hoạt động của con người tạo ra những giá trị vật chất, tinh thần mới về chất Các loại hình sáng tạo được xác định bởi đặc trưng nghề nghiệp như khoa học, kỹ thuật, văn học, nghệ thuật,…Có thể nói sáng tạo có mặt trong mọi l nh vực của thế giới vật chất và tinh thần [16]

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

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

Các nhà tâm lý học đã cho biết: Sáng tạo là một tiềm năng vốn có trong mỗi con người, khi gặp dịp thì bộc lộ, cần tạo cho học sinh có những

cơ hội đó, mỗi người có thể luyện tập để phát triển óc sáng tạo trong l nh vực hoạt động của mình Tính sáng tạo thường liên quan đến tính tự giác, tích cực, chủ động, độc lập, tự tin Sự sáng tạo là hình thức cao nhất của tính tích cực, độc lập của con người Người có tư duy sáng tạo không chịu suy ngh theo lề thói chung, không bị ràng buộc bởi những quy t c hành động cứng nh c đã được học

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

Theo các nhà tâm lí học: 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 Tư duy sáng tạo là hạt nhân của sự sáng tạo cá nhân đồng thời nó

c ng là mục tiêu cơ bản của giáo dục, nó được xác định bởi chất lượng hoạt động trí tuệ ở mức độ cao với các phẩm chất quan trọng như: tính mềm d o, tính linh hoạt, tính độc đáo, tính nhạy cảm,…Đối với học sinh, năng lực tư duy sáng tạo trong Vật lí thể hiện ở sự quan sát hiện tượng, phân tích hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ và sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối quan hệ giữa mặt định tính và mặt định lượng của các hiện tượng và các đại lượng Vật lí, dự đoán các kết quả mới t lý thuyết và áp dụng những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn

lý của quá trình sáng tạo Một trong những đặc điểm quan trọng của hoạt động sáng tạo là tính mới mẽ của sản phẩm Trong thực tế nếu chỉ coi là có tính sáng tạo những hoạt động nào mà kết quả của nó là những sản phẩm mới một cách khách quan thì coi như không tổ chức được loại hoạt động đó trong quá trình dạy học Theo quan điểm tâm lý học, sản phẩm mới m có tính chất chủ quan đóng vai trò quan trọng đối với hoạt động học tập sáng tạo Tính chủ quan của cái mới được xem như dấu hiệu đặc trưng của quá trình sáng tạo, cho ta khả năng định hướng hoạt động sáng tạo của học sinh Cái mới và cái chưa biết của học sinh có thể và cần phải là cái đã biết đối với giáo viên, nhưng c ng có thể là cái mà giáo viên chưa biết ví dụ lời giải độc đáo của một bài tập Tuy nhiên đó là điều kiện cần thiết nhưng chưa

đủ Đặc trưng tâm lý quan trọng của sáng tạo có bản chất hai mặt: chủ quan

và khách quan Tính chủ quan xét theo quan điểm của người nhận thức mà trong đầu đang diễn ra quá trình sáng tạo, thể hiện ở chỗ các sản phẩm sáng tạo còn mang tính chủ quan Tính khách quan xét theo quan điểm của người nghiên cứu quá trình sáng tạo đó với tư cách là sự tác động qua lại của ba yếu tố: tự nhiên, ý thức con người và các hình thức phản ánh của tự nhiên vào ý thức con người

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

ậ

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

đó có thể mang lại những giá trị mới, những sản phẩm mới quý giá đối với nhân loại

Đối với học sinh, năng lực sáng tạo trong học tập chính là năng lực biết giải quyết vấn đề 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 Học

sinh sáng tạo cái mới đối với chúng nhưng thường không có giá trị xã hội

Để có sáng tạo, chủ thể phải ở trong tình huống có vấn đề, tìm cách giải quyết mâu thuẩn nhận thức hoặc hành động và kết quả là đề ra được phương

án giải quyết không giống bình thường mà có tính mới m đối với học sinh nếu chủ thể là học sinh hoặc tính mới m đối với loài người chủ thể là nhà nghiên cứu

Tóm lại đối với học sinh, năng lực sáng tạo trong học tập là năng lực tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, năng lực phát hiện ra điều chưa biết, chưa có và tạo ra cái chưa biết, chưa có, không bị gò bó phụ thuộc vào cái

đã có Năng lực sáng tạo không phải chỉ là bẩm sinh mà được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể Bởi vậy muốn hình thành năng lực sáng tạo cho học sinh, 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 giải thích một hiện tượng, biết đề xuất nhiều phương án khác nhau khi giải quyết một tình huống Cần giáo dục cho học sinh không vội vã bằng lòng với giải pháp đầu tiên được đề xuất, không suy ngh cứng nh c theo quy t c lý thuyết đã được học trước đó, không vận dụng máy móc những mô hình hành động đã gặp trong sách vở để xử lí trước những tình huống mới Đây là những biểu hiện về sự linh hoạt, sự mới m trong tư duy sáng tạo của học sinh

ậ

Năng lực sáng tạo g n liền với kỹ năng, kỹ xảo và vốn hiểu biết của chủ thể trong bất cứ l nh vực hoạt động nào Càng thành thạo và có vốn kiến thức sâu rộng thì càng nhạy bén trong dự đoán, đề ra được nhiều dự đoán, nhiều phương án để lựa chọn, tạo điều kiện cho trực giác phát triển Năng lực sáng tạo của học sinh chỉ được phát triển qua hành động thực tế như: trong chiếm l nh tri thức vật lý, vận dụng kiến thức để giải thích các hiện

tượng vật lý, làm thí nghiệm và giải các bài tập vật lý trong các tình huống khác nhau…

T những đặc điểm cơ bản của hoạt động sáng tạo trong học tập Dựa vào những đặc trưng cơ bản của hoạt động sáng tạo [18, trang 40-41] chúng ta có thể nhận thấy những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh,

đó là:

- Năng lực tự chuyển tại tri thức và kỹ năng t l nh vực quen biết sang tình huống mới, vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện, hoàn cảnh mới

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

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

- Năng lực đề xuất các giải pháp khác nhau khi phải xử lý một tình huống Khả năng huy động các kiến thức cần thiết để đưa ra các giả thuyết hay các 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 các sơ đồ thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết hay hệ quả suy ra t giả thuyết hoặc để đo một đại lượng vật lý nào đó với hiệu quả cao nhất trong những điều kiện đã cho

- Năng lực nhìn nhận một vấn đề dưới góc độ khác nhau, xem xét đối tượng ở những khía cạnh khác nhau, đôi khi mâu thuẩn nhau Năng lực tìm ra các giải pháp lạ Ch ng hạn như đối với bài tập vật lý có nhiều cách nhìn đối với việc tìm kiếm lời giải, năng lực kết hợp nhiều phương pháp giải bài tập để tìm một phương pháp giải mới độc đáo

ế ế

ậ

Với mục đích giúp học sinh phát triển được tính sáng tạo trong học tập thì trước hết người giáo viên phải n m được các yếu tố cần thiết cho việc bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua hoạt động dạy học Cụ thể các yếu tố đó là:

* Yếu tố th nh t: Là “hứng thú” – Đây là yếu tố quan trọng để có

thể nảy sinh sáng tạo Cho nên, ngay t khi đang ngồi trên ghế nhà trường muốn rèn luyện cho học sinh tư duy sáng tạo thì đòi hỏi giáo viên phải có phương pháp giảng dạy sao cho học sinh có hứng thú học tập Đặc biệt trong việc ra bài tập, việc hướng dẫn học sinh giải bài tập bằng các câu hỏi định hướng tư duy phải tạo ra được cho học sinh nhu cầu giải quyết mạnh

mẽ Hứng thú sẽ gây ra sáng tạo và sáng tạo lại thúc đẩy hứng thú mới Học sinh cần có hứng thú nhận thức cao, cần có khát khao nhận thức cái mới và vận dụng cái mới vào thực tiễn

* Yếu tố th hai: Học sinh phải có “kiến thức cơ bản” vững ch c

Một quá trình sáng tạo bất k b t đầu t sự tái hiện cái đã biết Tâm lý học hiện đại không phủ nhận vai trò của trí nhớ D nhiên chỉ ghi nhớ đơn thuần, không biết suy ngh vận dụng sáng tạo thì đó là kiến thức chết, vô dụng Người học sinh vận dụng những tri thức đã biết vào tình huống mới, vào giải thích các hiện tượng, các quá trình vật lý trong các trường hợp khác nhau

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

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

* Yếu tố th tƣ: Học sinh cần phải có “khả năng tư duy độc lập”

Đó là khả năng của con người trong việc tự xác định phương hướng hoạt động, ý thức tự giác suy ngh của mình trong tình huống mới, tự phát hiện

và nỗ lực tìm ra vấn đề cần giải quyết, tự tìm ra con đường giải quyết và

thực hiện nó Khả năng định hướng hoạt động của học sinh là điều kiện tiên quyết của sự phát triển tính tích cực sáng tạo của họ

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

1.1.3 ậ

Tư duy Vật lý là sự quan sát các hiện tượng Vật lý, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối liên hệ định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lý, dự đoán các hệ quả mới t các thuyết và vận dụng sáng tạo những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn.[18],[21],

Các hiện tượng vật lý trong tự nhiên rất phức tạp, nhưng những định luật chi phối chúng lại rất đơn giản, vì mỗi hiện tượng bị nhiều yếu tố tác động chồng chéo lên nhau hoặc nối tiếp nhau mà ta chỉ có thể quan sát được kết quả tổng hợp cuối cùng của chúng Vì thế muốn nhận thức được những đặc tính bản chất và qui luật của tự nhiên thì việc đầu tiên phải phân tích được hiện tượng phức tạp thành những phần, những bộ phận, những giai đoạn bị chi phối bởi một số ít nguyên nhân, bị tác động bởi một số yếu tố, tốt nhất là một nguyên nhân, một yếu tố Có như thế mới xác lập được những mối quan hệ bản chất, trực tiếp, những sự phụ thuộc định lượng giữa các đại lượng vật lý dùng để đo lường những tính chất sự vật hiện tượng Để biết được những kết luận khái quát thu được có phản ánh đúng thực tế khách quan hay không, ta phải kiểm chứng lại trong thực tiễn Muốn thực hiện điều đó ta b t đầu t những kết luận khái quát, suy ra những hệ quả, dự đoán những hiện tượng mới có thể quan sát trong thực tiễn Nếu thí nghiệm kiểm chứng hiện tượng mới đúng như dự đoán thì kết luận khái quát ban đầu được xác định là chân lí

Việc vận dụng những kiến thức khái quát vào thực tiễn tạo điều kiện cho con người cải tạo thế giới tự nhiên, làm cho hiện tượng vật lý xảy

ra theo hướng ý muốn của con người, thỏa mãn được nhu cầu ngày càng tăng của con người

Trong quá trình nhận thức vật lý, con người phải sử dụng tổng hợp nhiều hình thức tư duy như tư duy khoa học, tư duy logic và những hình thức đặc thù của vật lý học như thực nghiệm, mô hình hóa…

Trong quá trình nghiên cứu vật lý, học sinh áp dụng những phương pháp luận thức khoa học, sử dụng những thao tác tư duy và sử dụng các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm khác nhau Theo sự định hướng của giáo viên, học sinh tự lực phân tích các hiện tượng và quá trình vật lý, quan sát, đo, thí nghiệm, tính toán Họ biết gạt bỏ những khía cạnh không bản chất đối với việc nghiên cứu vấn đề đã cho, so sánh, khái quát hóa các sự kiện, diễn đạt các khái niệm và định luật, những qui t c, nguyên lí T những tri thức vật

lý đã biết học sinh lại tiếp tục vận dụng tìm kiếm tri thức mới, vận dụng giải quyết những bài toán đa dạng phong phú của thực tiễn.[18]

1.1.4 trong q ậ

1.1.4 1 Tạo nhu c u h ng th ích thích sự ham muốn hiểu biết của học sinh

Tạo ra nhu cầu hứng thú bằng cách kích thích bên ngoài: lời khen, tạo sự ngưỡng mộ bạn bè và gia đình, sự húa h n một tương lai,…

Nẩy sinh trong quá trình học tập, t mâu thuẩn nội tại của quá trình nhận thức học sinh khao khát hiểu biết trước những “tình huống có vấn đề” Theo X.L Rubinstein thì “Tư duy b t đầu t một vấn đề hay một câu hỏi, t

sự ngạc nhiên hay sự th c m c, t sự mâu thuẩn Tình huống có vấn đề như thế có tác động lôi cuốn cá nhân vào quá trình tư duy…”, ý kiến của ông hoàn toàn đúng đ n Nhưng t đó có người lại suy ra kết luận sai lầm, cho rằng mọi tình huống có vấn đề có tác dụng kích thích, và có tác dụng phát

triển tư duy, thực ra, không phải như vậy Đúng là, tình huống có vấn đề là nguồn tư duy, nhưng t đó không thể suy ra rằng mọi tình huống có vấn đề đều nhất thiết kích thích tư duy Bởi lẽ tình huống có vấn đề có khi đặt ra không đúng với đối tượng nhận thức Tình huống có vấn đề song quá trình

tư duy không xuất hiện, do chủ thể không có tri thức ban đầu cần thiết để hoạt động tư duy, tìm kiếm câu trả lời

Tài liệu sách giáo khoa hiện đại thường b t đầu mỗi chương, mỗi bài bao giờ c ng có những “vấn đế” đặt ra dưới dạng câu hỏi hoặc tranh ảnh

đó là “tình huống có vấn đề”, chỉ có thể hiểu và có thể giải thích được khi nghiên cứu xong nội dung của chương, của bài học đó Ngay tên của bài học vật lý và những đơn vị kiến thức mới của bài học c ng đã chứa đựng “tình huống có vấn đề” trong hoạt động nhận thức của học sinh

Những tình huống có vấn để thường gặp trong dạy học vật lý:

- Tình huống phát triển: Khi học sinh đứng trước một vấn đề chỉ mới được giải quyết một phần, một bộ phận, trong một phạm vi h p, cần phải được tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh mở rộng sang những phạm vi mới,

l nh vực mới Trên con đường sử dụng những kiến thức, k năng, phương pháp đã biết cho tới khi gặp mâu thuẩn không giải quyết được nhờ vốn hiểu biết đó thì gọi là tình huống phát triển

- Tình huống lựa chọn: Một “vấn đề” có mang một số dấu hiệu quen thuộc liên quan đến kiến thức, phương pháp đã biết, nhưng không biết ch c

ch n nên dùng kiến thức nào hay dùng phương pháp nào sẽ cho kết quả

ch c ch n Khi đó “vấn đề” là tình huống lựa chọn

- Tình huống bế t c: Trước một hiện tượng học sinh thấy, nhưng không hiểu vì sao, coi đó là bí mật của tự nhiên Học sinh được giao nhiệm

vụ để giải quyết nhưng chưa biết dựa vào đâu Đó là tình huống bế t c

- Tình huống ngạc nhiên bất ngờ là tình huống xảy ra theo chiều trái với suy ngh thông thường có tính nghịch lý, khó tin đó là sự thật

- Tình huống lạ là tình huống có những nét đặc biệt lôi cuốn sự chú

ý của học sinh mà họ chưa bao giờ ngh tới và nhìn thấy

R n cho h kĩ c hi duy, nh à ng nhận thức phổ biến trong h c tập Vậ

Trong quá trình hoạt động nhận thức Vật lý học sinh phải thực hiện các thao tác chân tay như bố trí thí nghiệm, sử dụng các dụng cụ đo lường, thực hiện các phép đo,… , các thao tác tư duy như phân tích, so sánh, khái quát hóa, tr u tượng,… , các hành động nhận thức như xác định bản chất của sự vật hiện tượng, tìm nguyên nhân, xác định các mối quan hệ,… Việc rèn luyện k năng thực hiện các thao tác tư duy của học sinh có thể thực hiện một cách có hiệu quả nếu học sinh tự rèn luyện một cách thường xuyên Giáo viên có thể giúp học sinh thực hiện tự lực các thao tác tư duy theo những định hướng sau:

- Giáo viên tổ chức quá trình học tập sao cho t ng giai đoạn xuất hiện những tình huống, b t buộc học sinh phải huy động các thao tác tư duy

và hành động nhận thức thì mới giải quyết được

- Giáo viên đưa ra những câu hỏi định hướng cho học sinh để học sinh tìm những thao tác tư duy hay phương pháp suy luận thích hợp

- Khi học sinh trả lời, giáo viên cho học sinh khác hoặc chính mình phân tích câu trả lời chỉ ra điểm sai và cách sửa chữa

- Giáo viên giúp học sinh hệ thống hóa, khái quát hóa kinh nghiệm thực hiện các suy luận logic theo dạng quy t c, angorit hoạt động cho t ng loại nhiệm vụ

1.2 Bài tập sáng tạo và biện pháp bồi dƣỡng năng lực sáng tạo cho học sinh

ế à ậ ậ [17],[18]

Cơ sở lý thuyết của bài tập sáng tạo trong dạy học vật lý là sự giống nhau về bản chất của hoạt động nhận thức khoa học vật lý và hoạt động học tập vật lý Bản chất đó thể hiện tính mới m trong nhận thức: đối với nhà

vật lý học “cái mới” ông tìm ra là phát minh khoa học mà nhân loại mà nhân loại chưa một ai biết, còn đối với học sinh khám phá “cái mới” đối với bản thân mình; và “cái mới” là bản chất của sự sáng tạo Trong vật lí học, V.G.Ra-zu-mốp-xki trình bày quá trình sáng tạo dưới dạng chu trình như sau:

ở đây tư duy trực giác giữ vai trò quan trọng b t buộc phải đưa ra một phỏng đoán mới, một giải pháp mới chưa hề có, một hoạt động sáng tạo thực sự

Dựa vào chu trình sáng tạo khoa học trong vật lý học, sự tương tự

về bản chất của quá trình nhận thức của học sinh khi học tập vật lý của nhà vật lý học khi nghiên cứu vật lý, có thể xây dựng những bài tập sáng tạo về vật lý Đây là một khái niệm khá mới của lý luận dạy học vật lý ở nước ta, còn ít được đề cập hoặc nếu có còn sơ sài chưa thành hệ thống và khó vận dụng

Bài tập sáng tạo về vật lý là bài tập mà giả thuyết không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng quá trình vật lý, có những đại lượng vật

Mô hình giả định

Hệ quả lôgic

nghiệm

lý được ẩn dấu, điều kiện bài toán không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lý cần sử dụng

Trên thực tế khó có thể có được một tiêu chuẩn thống nhất nào về vấn đề phân loại bài tập vật lý Nói cách khác sự phân loại bài tập vật lý bao giờ c ng mang tính tương đối, vì trong bất k loại bài tập nào c ng chứa đựng một hay nhiều loại khác nhau Tuy nhiên người ta có thể căn cứ vào những đặc điểm, dấu hiện cơ bản để phân loại theo: nội dung, mục đích dạy học, phương thức cho điều kiện hay phương thức giải, đặc điểm và phương pháp nghiên cứu vấn đề, theo mức độ khó dễ…

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

và bài tập sáng tạo

à ậ ậ à à ậ

Bài tập luyện tập: Là những bài tập được dùng để rèn luyện cho học sinh kỹ năng áp dụng được những kiến thức xác định để giải bài tập theo một khuôn mẫu đã có Loại bài tập này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh Tính chất tái hiện của tư duy thể hiện ở chỗ: Học sinh so sánh bài tập cần giải với các dạng bài tập đã biết và huy động cách thức giải đã biết, trong đề bài các dữ kiện đã hàm chứa angôrit giải

Bài tập sáng tạo: Đây là loại bài tập dùng cho việc bồi dưỡng các phẩm chất của tư duy sáng tạo là: tính linh hoạt, tính mềm d o, tính độc đáo, nhạy cảm Tính chất sáng tạo thể hiện ở chỗ không có angôrit cho việc giải bài tập, đề bài che giấu dự kiện khiến người giải liên hệ tới một angôrit

đã có Với bài tập sáng tạo người giải phải vận dụng kiến thức linh hoạt và sáng tạo trong những tình huống mới, phát hiện điều mới, phải có những đề xuất độc lập mới m , không thể suy luận một cách đơn thuần t kiến thức

đã học

Có thể phân biệt bài tập sáng tạo vật lý và bài tập luyện tập dựa theo yêu cầu luyện tập kỹ năng và phát triển tư duy của học sinh qua mô hình sau đây:

tư duy trong giải các bài tập sáng tạo, chia bài tập sáng tạo thành hai loại:

- Bài tập nghiên cứu đòi hỏi trả lời câu hỏi “tại sao ” tương tự với

“phát minh” trong sáng tạo khoa học

- Bài tập thiết kế đòi hỏi trả lời câu hỏi “làm thế nào ” tương tự với

“sáng chế” trong sáng tạo khoa học kỹ thuật

Sự phân loại trên có tính khái quát cao nên khó vận dụng trong thực tiễn Các câu hỏi “tại sao” và “như thế nào” c ng thường xuất hiện ở những bài tập luyện tập Để dễ vận dụng trong thực tiễn dạy học nên phân loại theo dấu hiệu về bài tập sáng tạo

Các dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo theo PGS TS Nguyễn Đình Thước, PGS.TS Phạm Thị Phú, đó là:

- D u hiệu 1: Bài tập có nhiều cách giải

Đây là dạng phổ biến trong hệ thống bài tập sáng tạo cho học sinh thói quen suy ngh không rập khuôn, máy móc Thường xuyên cho học sinh làm việc với dạng bài toán này làm cho học sinh nhận thức rằng: khi xem xét một vấn đề cần nhìn t nhiều góc độ, nhiều quan điểm khác nhau, t đó

có nhiều con đường đạt đến mục đích và chọn ra con đường nào hiệu quả nhất

Ví dụ trong phần cơ học lớp 10, đó là những bài tập v a giải được bằng phương pháp động lực học v a giải bằng phương pháp bảo toàn; trong phần động học có những bài tập giải được bằng phương pháp đại số và phương pháp đồ thị

- D u hiệu 2: Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến

đổi

Đây là những bài tập có nhiều hơn một câu hỏi, ở câu hỏi thứ 1 là một bài tập luyện tập, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự, nhưng nếu vẫn áp dụng phương pháp giải như trên sẽ dẫn đến bế t c vì nội dung câu hỏi đã có sự thay đổi về chất

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

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

Bước 2: Thay đổi một dữ kiện của đề bài và vẫn yêu cầu học sinh tìm yếu tố trên nhưng chính dữ kiện đó đã phải làm biến đổi hoàn toàn bản chất của vấn đề

Với bài tập có nhiều cách giải và bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi có tác dụng trong việc bồi dưỡng thói quen tư duy nhiều chiều, không máy móc cứng nh c, kh c phục tính của tư duy theo lối mòn – đó là biểu hiện về tính mềm d o của tư duy

- D u hiệu 3: Bài tập thí nghiệm về vật lý

Dựa vào yêu cầu và điều kiện ta có thể phân chia bài tập thí nghiệm vật lý gồm các bài tập thí nghiệm định tính và bài tập thí nghiệm định lượng

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

theo một mục đích cho trước, thiết kế một dụng cụ ứng dụng vật lý hoặc yêu cầu làm thí nghiệm theo chỉ dẫn quan sát và giải thích hiện tượng xảy

ra, loại bài tập này không có các thao tác đo đạc, tính toán về mặt định lượng Việc giải các bài tập loại này là lập chuỗi các suy luận logic dựa trên

cơ sở các định luật, các khái niệm và các quan sát thí nghiệm vật lý Trong loại bài tập này ta có thể phân chia làm 2 loại là: Bài tập thí nghiệm quan sát

và giải thích hiện tượng và Bài tập thiết kế phương án thí nghiệm nhằm giải quyết yêu cầu của đề bài

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

ý tới các hiện tượng vật lý học sinh còn quan tâm đến số đo của các đại lượng cần đo Gồm các bài tập đo đạc đại lượng vật lý, minh họa lại quy luật vật lý bằng thực nghiệm

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

tự tìm kiếm

- D u hiệu 4: Bài tập cho thiếu, th a hoặc sai dữ kiện:

Đây là dạng bài tập mà người ta đề ra cố ý cho th a dữ kiện, hoặc thiếu dữ kiện hoặc sai dữ kiện Việc đòi hỏi học sinh phải nhận biết và chứng minh được dữ kiện “có vấn đề” là mục đích của bài tập Tính sáng tạo ở đây là học sinh phải nhận ra sự không bình thường của bài toán, chỉ ra

được mâu thuẩn giữa các dữ kiện và có thể đề xuất các cách điều chỉnh dữ kiện để được bài toán thông thường Việc phân tích kết quả nhận được, đối chiếu kết quả với các dữ kiện bài toán đã cho trong trường hợp bài toán cho

th a dữ kiện quan trọng hơn chính quá trình giải

- D u hiệu 5: Bài tập nghịch lí, ngụy biện

Đây là những bài toán mà trong đề bài chứa đựng một sự ngụy biện nên đã dẫn đến nghịch lý: kết luận rút ra mâu thuẩn với thực tiễn hoặc mâu thuẩn với những nguyên t c, định luật vật lý đã biết Tuy nhiên nếu chỉ nhìn nhận các yếu tố này một cách hình thức thì có thể nhầm tưởng rằng chúng phù hợp với các định luật vật lí và logic thông thường Song khi xem xét một cách cặn kẽ, có luận chứng khoa học, dựa trên các định luật vật lý thì mới nhận ra sự nghịch lý và ngụy biện trong bài toán

Bài tập nghịch lý và ngụy biện là những bài tập được soạn thảo dựa trên những suy luận sai lầm về tri thức vật lý của học sinh trong những biểu hiện đa dạng của các sự kiện, hiện tượng, quá trình vật lý…Các bài toán nghịch lý và ngụy biện luôn đa dạng cho nên các bài toán thuộc loại này bao giờ c ng chứa đựng nhiều yếu tố mới, bất ngờ, dễ kích thích óc tò mò tìm hiểu của người giải

Các bài toán nghịch lý và ngụy biện có tác dụng bồi dưỡng tư duy phê phán, phản biện của học sinh, giúp cho tư duy có tính độc đáo nhạy cảm, đặc biệt các bài toán nghịch lý có giá trị lớn phát triển sự khám phá, tìm tòi thêm tri thức u điểm của dạng bài tập này là kích thích hứng thú học tập cao độ của học sinh

- D u hiệu 6: Dạng bài tập không theo khuôn mẫu

Dạng bài tập này được soạn thảo không theo khuôn mẫu nào Mục đích sử dụng để chống suy ngh rập khuôn, máy móc Việc giải bài tập này không áp dụng ngay công thức đã biết Điều cơ bản là học sinh phải tìm ra được mối liên hệ “ngầm” t đó hình thành những kết hợp mới của đề bài Loại bài tập này kích thích học sinh khả năng đưa ra các giải pháp lạ, cách

giải quyết vấn đề theo hướng riêng, độc đáo, không bị gò bó lệ thuộc vào cái đã có Đây là loại bài tập nhằm bồi dưỡng tính độc đáo của tư duy

- D u hiệu 7: Bài toán “hộp đen”

Theo M.Bun-xơ-man bài toán “hộp đen” g n liền với việc 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 dữ 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 các dữ kiện đầu vào, đầu ra để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen Các bài toán hộp đen ngoài chức năng giáo dưỡng còn có chức năng bồi dưỡng năng lực sáng tạo

Tuy nhiên tùy nội dung của t ng phần mà chúng ta có thể xây dựng bài tập sáng tạo theo các dấu hiệu

sinh

Để hình thành và phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh cần phải thực hiện các biện pháp [21]:

Tổ ch c hoạt động sáng tạo g n liền với quá trình xây dựng iến th c mới

Kiến thức vật lý trong trường phổ thông là những kiến thức đã được loài người kh ng định Tuy vậy chúng luôn luôn mới m đối với học sinh Việc nghiên cứu kiến thức mới sẽ thường xuyên tạo ra những tình huống đòi hỏi học sinh phải đưa ra những ý kiến mới, giải pháp mới đối với chính bản thân họ Tổ chức quá trình nhận thức vật lý theo chu trình sáng tạo sẽ giúp cho học sinh trên con đường hoạt động sáng tạo dễ nhận biết được chỗ nào có thể suy ngh dựa trên những hiểu biết đã có, chỗ nào phải đưa ra kiến thức mới, giải pháp mới Việc tập trung sức lực vào chỗ mới đó sẽ giúp cho hoạt động sáng tạo của học sinh có hiệu quả, rèn luyện cho tư duy trực giác nhạy bén, phong phú Theo quan điểm hoạt động, giáo trình vật lý được xây dựng t dễ đến khó, phù hợp với trình độ của học sinh, tạo điều kiện cho họ

có cơ hội đề xuất ra được những ý kiến mới m , có ý ngh a, làm cho họ cảm nhận được hoạt động sáng tạo là hoạt động thường xuyên, có thể thực hiện được với sự cố g ng nhất định

Luyện tập ph ng đoán dự đoán xây dựng giả thuyết

Dự đoán có vai trò rất quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học

Dự đoán chủ yếu dựa vào trực giác, kết hợp với kinh nghiệm phong phú và kiến thức sâu s c về mọi l nh vực Dự đoán khoa học không phải là tùy tiện

mà luôn phải có một cơ sở nào đó Có thể luyện tập cho học sinh các cách

dự đoán trong giai đoạn đầu của hoạt động nhận thức như:

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

- Dựa vào sự tương tự: dựa trên một dấu hiệu bên ngoài giống nhau

mà dự đoán sự giống nhau về bản chất, dựa trên sự giống nhau về cấu tạo

mà dự đoán sự giống nhau về tính chất

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

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

- Dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết sang một l nh vực khác

- Dự đoán về mối quan hệ định lượng

Luyện tập đề xu t phương án iểm tra dự đoán

Trong nghiên cứu vật lý, một dự toán, một giả thuyết thường là một

sự khái quát các sự kiện thực nghiệm nên nó có tính chất tr u tượng, tính chất chung không thể kiểm tra trực tiếp được T dự đoán giả thuyết phải suy ra được hệ quả có thể quan sát được trong thực tế, sau đó tiến hành thí nghiệm để xem hệ quả rút ra bằng suy luận đó có phù hợp với kết quả thí nghiệm không Vấn đề đòi hỏi sự sáng tạo ở đây là đề xuất được phương án kiểm tra hệ quả đã rút ra được

Giải bài tập sáng tạo

Trong dạy học vật lý người ta còn xây dựng những loại bài tập sáng tạo về vật lý với mục đích rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh Khi giải ngoài việc phải vận dụng một số kiến thức đã học, b t buộc học sinh phải có những ý kiến độc lập mới m , không thể suy ra bằng con đường logic hình thức, không theo angorit của sách giáo khoa đã biết Thực chất của loại bài tập này là ở chỗ cái mới xuất hiện chính trong tiến trình giải Trong bài tập sáng tạo các yêu cầu của bài tập sẽ được giải quyết trên cơ sở những kiến thức về các định luật vật lý nhưng trong đó không cho một cách tường minh hiện tượng nào, định luật vật lý nào cần phải sử dụng để giải

k

à ậ ậ [13],[18]

Việc giải bài tập vật lý kết hợp với các biện pháp khác đóng góp một phần đáng kể vào việc phát triển hoạt động tư duy của học sinh Dạy học sinh giải bài tập vật lý là một công việc khó khăn và ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên vật lý trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh Muốn học sinh giải được một bài tập nào đó thì trước hết giáo viên phải giải được bài tập đó, nhưng như vậy chưa đủ Muốn cho việc hướng dẫn giải bài tập được định hướng một cách đúng đ n, giáo viên phải biết phân tích được phương pháp giải bài tập cụ thể bằng cách vận dụng những hiểu biết tư duy giải bài tập vật lý để xem xét việc giải bài tập cụ thể này Mặt khác phải xuất phát t mục đích sư phạm cụ thể cho việc giải bài tập để xác định được kiểu hướng dẫn phù hợp Nói cách khác là cơ sở khoa học để suy ngh những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn Những hành động này được coi là những hành động sơ cấp phải được học sinh hiểu và n m vững Có 3 kiểu hướng dẫn bài tập đó là: Hướng dẫn theo mẫu, hướng dẫn tìm tòi và định hướng khái quát chương trình hóa

Sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có thường được gọi là hướng dẫn angorit Ở đây thuật ngữ angorit được dùng với ý ngh a là một quy t c hành động hay chương trình hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, trong đó chỉ rõ cần thực hiện những hành động nào và theo trình tự nào để đi đến kết quả Hướng dẫn angorit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn Những hành động này được coi là hành động sơ cấp phải được học sinh hiểu một cách đơn giản và học sinh đã n m vững Kiểu hướng dẫn angorit không đòi hỏi học sinh phải tự mình tìm tòi xác định các hành động cần thực hiện để giải quyết các vấn đề đặt ra mà chỉ đòi hỏi học sinh chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ đạt được kết quả, sẽ giải được bài tập

Kiểu hướng dẫn angorit đòi hỏi giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải bài toán để xác định được một trình tự chính xác, chặt chẽ của các hành động cần thực hiện và phải đảm bảo cho các hành động đó

là những hành động sơ cấp đối với học sinh Ngh a là đòi hỏi phải xây dựng được angorit giải bài toán Kiểu hướng dẫn angorit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một loại bài toán điển hình nào

đó Người ta xây dựng các angorit giải t ng bài toán cơ bản, điển hình và luyện tập cho học sinh kỹ năng giải các bài toán đó dựa trên việc giup1 cho học sinh n m được các angorit giải

Kiểu định hướng angorit có ưu điểm là đảm bảo cho học sinh giải được các bài toán một cách ch c ch n Tuy nhiên nếu chỉ áp dụng hướng dẫn angorit thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo một mẫu đã có sẵn do đó ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi sáng tạo Sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế

Để kh c phục hạn chế này người ta có thể lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình xây dựng angorit chung để giải loại bài toán đã cho Thông qua

việc phân tích những bài toán đầu tiên có thể yêu cầu học sinh tự vạch ra angorit giải loại bài toán rồi áp dụng vào việc giải các bài toán tiếp theo

ng d ò ừng ph n

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

để họ độc lập và tự lực thực hiện trọn v n các công đoạn t phát hiện vấn

đề, tìm con đường giải quyết vấn đề đến xây dựng nên lý thuyết phản ánh bản chất của vấn đề được nghiên cứu đó

u điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tình trạng giáo viên làm thay học sinh trong việc giải toán Nhưng kiểu định hướng này đòi hỏi học sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết nên không bao giờ c ng có thể đảm bảo học sinh giải được các bài toán ch c ch n Khó khăn của kiểu hướng dẫn này chình là sự hướng dẫn của giáo viên phải sao cho không được đưa học sinh đến chỗ chỉ việc th a hành các hành động theo mẫu, nhưng đồng thời lại không thể là một sự hướng dẫn viễn vông, quá chung chung không giúp ích cho sự định hướng tư duy của học sinh Nó phải có tác dụng hướng tư duy của học sinh vào phạm vi cần và có thể tìm tòi, phát hiện cách giải quyết

ị k q

Định hướng khái quát chương trình hóa c ng là sự hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết, tức là giúp học sinh tìm phương hướng để tự lực xây dựng được angorit giải bài tập hoặc giúp cho học sinh ý thức được đường lối khái quát của việc tìm tòi giải quyết một vấn đề nào đó, để họ chương trình hóa hoạt động của mình theo các bước

dự định hợp lý Sự định hướng chung ban đầu đòi hỏi quá trình tự lực tìm tòi, giải quyết của học sinh Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp

đỡ tiếp của giáo viên là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh, để thu h p hơn phạm vi phải tìm tòi, giải quyết cho v a sức học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi, giải quyết thì sự hướng dẫn của giáo viên

chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầu của một bước, sau đó tiếp tục yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo, nếu cần thì giáo viên lại giúp đỡ thêm Cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề

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

Trong dạy học vật lý thì giai đoạn cuối cùng của quá trình dạy học trong luyện tập giải bài tập vật lý, bài tập sáng tạo không thể không có Ở các nước có nền giáo dục phát triển, môn vật lý có bài tập sáng tạo chiếm tỷ trọng t 5 - 30%, còn ở nước ta mới chỉ đạt 5-10%, vì thế bài tập sáng tạo trong dạy học vật lý cần được quan tâm

Dựa vào cơ sở lý luận của chương 1, chúng tôi triển khai xây dựng

và sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn”

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO CHƯƠNG “CÁC

ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” - VẬT LÍ 10 NÂNG C O

2.1 Phân tích c u tr c và nội dung chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 nâng cao

2.1.1 ò ị à g

2.1.1.1 ò ị g

Chương “Các định luật bảo toàn” có vai trò quan trọng trong chương trình Vật lý, nó có nhiều ứng dụng trong thực tế, có những hiện tượng vật lý rất quen thuộc với học sinh trong cuộc sống, đòi hỏi học sinh phải n m vững các kiến thức của chương mới giải thích được hiện tượng, quá trình xảy ra

Chương trình Vật lý 10 gồm 2 phần là cơ học và nhiệt học, trong đó phần cơ học chiếm 63 92 tiết bao gồm cả kiểm tra Chương “Các định luật bảo toàn” là chương gần cuối của phần cơ học lớp 10 chiếm 14 tiết nên học sinh có thể sử dụng các kiến thức đã học trong cả chương trước Học sinh được học những quy luật quan trọng nhất trong cơ học, đó là các định luật bảo toàn Các định luật bảo toàn được trình bày trong chương này là định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng

Ngoài ra trong chương này học sinh còn được học thêm nhiều khái niệm mới với kiến thức sâu hơn, định lượng hơn so với chương trình THCS

Đó là các khái niệm về động lượng, công, công suất, động năng, thế năng, lực thế, năng lượng,…

2 ị ậ à

Trong cơ học, chúng ta có các định luật bảo toàn là định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn cơ năng, định luật bảo toàn momen động lượng nhưng trong phạm vi của chương trình phổ thông học sinh được tìm hiểu hai định luật bảo toàn là định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng

Nghiên cứu các định luật bảo toàn, học sinh sẽ được học thêm nhiều khái niệm mới để tiếp tục nghiên cứu các chương tiếp theo, đặc biệt là các vấn đề liên quan đến định luật Becnuli, các máy nhiệt,…

Các định luật bảo toàn có vai trò vô cùng quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề vật lý nói chung và giải các bài tập vật lí trong chương trình THPT nói riêng Đối với học sinh, đây là vấn đề khó Các bài toán va chạm rất đa dạng và phong phú Tài liệu tham khảo thường đề cập đến vấn

đề này một cách riêng l Do đó học sinh thường không có cái nhìn tổng quan về bài toán va chạm Hơn nữa trong bài toán các em thường xuyên phải tính toán với động lượng – đại lượng có hướng, đối với đại lượng này các em thường lúng túng không biết khi nào viết dưới dạng vectơ, không biết khi nào viết dưới dạng đại số, chuyển t phương trình vectơ về phương trình đại số như thế nào, đại lượng vectơ bảo toàn thì những yếu tố nào bảo toàn

Tổng quan hơn các định luật Niutơn, các định luật bảo toàn không chỉ bổ sung cho phương pháp động lực học khi giải các bài toán cơ học mà còn thay thế hoàn toàn trong một số trường hợp hông thể áp dụng được các định luật Niutơn

Kiến thức mà học sinh học trong chương này c ng g n liền với những ứng dụng thực tiễn trong kỹ thuật và đời sống, vì năng lượng luôn là khái niệm vật lí quan trọng nhất, bao trùm mọi hiện tượng thiên nhiên và thực tế cuộc sống của con người

Các thí nghiệm đơn giản và các ví dụ trong tự nhiên, trong cuộc sống và trong kỹ thuật sẽ làm cho học sinh củng cố thêm thế giới quan duy vật biện chứng và đặc biệt là trong tình hình hiện nay, học sinh có ý thức thêm tiết kiệm nói chung, ý thức tiết kiệm năng lượng nói riêng

2.1.2 ị ậ à

* Mục ti u kiến th c:

- Viết được công thức tính động lượng và nêu được đơn vị đo động lượng

- Phát biểu và viết được hệ thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ hai vật

- Nêu được nguyên t c chuyển động bằng phản lực

- Phát biểu được định ngh a và viết được công thức tính công

- Phát biểu được định ngh a và viết được công thức tính động năng

- Nêu được đơn vị đo động năng

- Phát biểu và viết được hệ thức của định lí động năng

- Phát biểu được định ngh a thế năng của một vật trong trọng trường

và viết được công thức tính thế năng này

- Nêu được đơn vị đo thế năng

- Viết được công thức tính thế năng đàn hồi

- Phát biểu được định ngh a và viết được biểu thức của cơ năng

- Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và viết được hệ thức của

- Có tinh thần hợp tác trong việc học tập môn Vật lý, c ng như trong việc áp dụng các hiểu biết đã đạt được

- Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lý thuộc chương “ Các định luật bảo toàn” vào đời sống nhằm cải thiện điều kiện sống, học tập

c ng như để bảo vệ và giữ gìn môi trường sống tự nhiên

- Củng cố thêm thế giới quan duy vật biên chứng

Định luật bảo toàn động lượng 0

Thế năng trọng trường

Wt = mgh

Thế năng đàn hồi

Định luật bảo toàn cơ năng:

0



W

Định lí biến thiên cơ năng:

Các định luật bảo toàn

Động lượng

v m

Sau khi học xong chương này, học sinh cần n m được những nội dung kiến thức sau đây:

a) Động lƣ ng Định luật bảo toàn động lƣ ng

Định ngh a động lượng: Động lượng của một vật chuyển động là đại lượng đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật

Đơn vị của động lượng: Kg.m s

Hệ quả: Nếu lực có cường độ đủ mạnh tác dụng lên một vật trong một khoảng thời gian hữu hạn có thể làm cho động lượng của vật biến thiên

lượng: Độ biến thiên động lượng của một vật trong khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian

đó

t F

hiện là một đại lượng đo bằng tích độ lớn của lực và hình chiếu của độ dời

- Định ngh a và ý ngh a của công suất

Định ngh a: Công suất là đại lượng có giá trị bằng thương số giữa công và thời gian t cần để thực hiện công ấy

Ý ngh a: Dùng khái niệm công suất để biểu thị tốc độ thực hiện công của vật

c) Động năng

- Định ngh a và biểu thức của động năng: Động năng của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là năng lượng mà vật đó có

e) Cơ năng Định luật bảo toàn cơ năng

Cơ năng của một vật là tổng động năng và thế năng của vật

2 1

Định luật bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường: Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn

2

1

= hằng số Định luật bảo toàn cơ năng của vật dưới tác dụng của lực đàn hồi

lò xo: Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn