Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học phần cơ học lớp 10 ( chương trình nâng cao)

Lí do chọn đề tài Cùng với công cuộc đổi mới của đất nước, giáo dục đào tạo nước ta khôngngừng đổi mới về mặt: mục tiêu, chương trình, nội dung và phương pháp dạy học.Điều này được khẳng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Cùng với công cuộc đổi mới của đất nước, giáo dục đào tạo nước ta khôngngừng đổi mới về mặt: mục tiêu, chương trình, nội dung và phương pháp dạy học.Điều này được khẳng định trong nghị quyết hội nghị lần thứ tư ban chấp hànhTrung ương Đảng cộng sản Việt Nam khóa VII: “Đổi mới phương pháp dạy và học

ở tất cả các cấp, các bậc học … áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại đểbồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề”

Với mục tiêu đó, hoạt động dạy học không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ chohọc sinh những kiến thức, kĩ năng cơ bản mà còn đặc biệt quan tâm đến việc hìnhthành và phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh một cách có hiệu quả Việc rènluyện và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh có thể và cần được tiến hànhtrong suốt thời gian các em đang ngồi trên ghế nhà trường thông qua việc thực hiệncác quá trình sư phạm, việc dạy học các bộ môn trong đó có bộ môn vật lí

Đối với môn vật lí ở trường phổ thông thì việc giải bài tập vật lí để giúp họcsinh hiểu sâu hơn về lí thuyết, thấy được mối liên hệ giữa lí thuyết và thực tiễn, giảithích được các hiện tượng vật lí xảy ra trong thế giới tự nhiên xung quanh chúng ta

Nó còn một nhiệm vụ đặc biệt quan trọng đó là rèn luyện lối tư duy sáng tạo Khôngphải mọi bài tập vật lí đều có thể thực hiện được nhiệm vụ quan trọng này

Cơ học 10 là phần kiến thức nền tảng của vật lí THPT Những kiến thức về

cơ học 10 có liên quan rất nhiều đến đời sống và khoa học kĩ thuật Vì vậy việcnghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí nhằm giúp họcsinh nắm vững nội dung này, đặc biệt giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo, nănglực giải quyết các tình huống khác nhau để có điều kiện áp dụng tốt vào thực tiễn

Xuất phát từ cơ sở lí luận và thực tiễn nói trên tôi chọn đề tài: “Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo dùng cho dạy học phần Cơ học lớp 10 chương trình nâng cao”.

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu và xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học và đề xuấtphương án sử dụng vào dạy học Cơ học lớp 10 chương trình nâng cao nhằm gópphần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng

- Các cơ sở lí luận về tư duy sáng tạo, bài tập sáng tạo ở bậc THPT

- Quá trình dạy học Vật lí THPT

3.2 Phạm vi

- Bài tập sáng tạo Cơ học lớp 10 chương trình nâng cao

4 Giả thuyết khoa học

- Có thể xây dựng được hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 đảmbảo các yêu cầu của khoa học vật lí, tâm lí học và lí luận dạy học

- Việc sử dụng bài tập sáng tạo vào dạy học một cách hợp lí sẽ góp phần bồidưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh, nâng cao hiệu quả dạy học

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận về bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh 5.2 Nghiên cứu lí luận về bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí

5.3 Nghiên cứu mục tiêu, nội dung kiến thức phần Cơ học lớp 10 chương trìnhnâng cao

5.4 Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập vật lí phần Cơ học lớp 10 chương trìnhnâng cao

5.5 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 chương trình nângcao

5.6 Đề xuất các phương án dạy học sử dụng bài tập sáng tạo đã xây dựng

5.7 Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về tư duy sáng tạo.

- Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 chương trình nâng cao 6.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:

- Điều tra thực trạng dạy học bài tập vật lí ở trường trung học phổ thông

- Thực nghiệm sư phạm

7 Kết quả đóng góp của đề tài

- Xây dựng được hệ thống gồm 30 bài tập sáng tạo dùng cho dạy học phần

Cơ học lớp 10 chương trình nâng cao

- Đề xuất 4 hình thức dạy học sử dụng bài tập sáng tạo nhằm phát triển nănglực tư duy sáng tạo cho học sinh

8 Cấu trúc của luận văn

- Mục lục

- Mở đầu

- Nội dung: 3 chương

Chương 1: Cơ sở lí luận của việc xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo trongdạy học vật lí ở trường trung học phổ thông Được trình bày từ trang 4 đến trang 24

Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 chươngtrình nâng cao Được trình bày từ trang 25 đến trang 59

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Được trình bày từ trang 60 đến trang 69

- Kết luận

- Tài liệu tham khảo

- Phụ lục

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO

DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT

1.1 Năng lực tư duy sáng tạo

Để bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh có nhiều phương pháp,nhiều phương tiện khác nhau Dùng bài tập sáng tạo để dạy học sáng tạo là mộtphương tiện bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh rất hữu ích Cơ sở líluận của bài tập sáng tạo là tư duy sáng tạo và dạy học sáng tạo

1.1.1 Khái niệm về năng lực

1.1.1.1 Khái niệm

Trong khoa học tâm lý, người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lýriêng của cá nhân; nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp mộthoạt động nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao[19]

Người có năng lực về một hoạt động thuộc lĩnh vực nào đó thường bắt tayvào thực hiện một hoạt động trong lĩnh vực đó dễ dàng hơn, sự tiến bộ trong hoạtđộng đó rất nhanh về cường độ và chất lượng hơn người không có năng lực Người

có năng lực ở mức độ cao bao giờ cũng thể hiện được tính độc lập và sáng tạo tronghoạt động

Năng lực gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo trong lĩnh vực hoạt động tương ứng.Song kỹ năng, kỹ xảo liên quan đến việc thực hiện một loạt hành động hẹp, chuyênbiệt đến mức thành thạo, tự động hóa, máy móc Còn năng lực chứa đựng yếu tốmới mẻ, linh hoạt trong hoạt động, có thể giải quyết nhiệm vụ thành công trongnhiều tình huống khác nhau, trong một lĩnh vực hoạt động rộng hơn[19] Ví dụ:người có kỹ năng, kỹ xảo thì khi thực hiện các phép đo một đại lượng vật lí nào đóthì có thể thực hiện nhanh chóng, chính xác, khéo léo lắp ráp các thiết bị Còn người

có năng lực thực hiện thì ngoài việc thực hiện các phép đo còn đề xuất được giả

thuyết, nêu được phương án thí nghiệm kiểm tra, xử lí các số liệu đo lường để rút rakết quả, giải thích, đánh giá kết quả đo được, rút ra kết luận khái quát.

1.1.1.2 Sự hình thành và phát triển năng lực

Tâm lí học hiện đại cho rằng: con người mới sinh ra chưa có năng lực, chưa

có nhân cách Chính trong quá trình sống, học tập, lao động, giao lưu, con người đãhình thành và phát triển nhân cách của mình Sự hình thành và phát triển năng lựccủa con người chịu sự tác động của nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố sinh học, yếu tốhoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã hội[19]

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

tạo ra những điều kiện ban đầu để con người có thể hoạt động có kết quả trong lĩnhvực nhất định Tuy nhiên, di truyền không thể qui định những giới hạn tiến bộ của

xã hội loài người nói chung và của từng người nói riêng Những đặc điểm sinh họcmặc dầu có ảnh hưởng đến quá trình hình thành tài năng, cảm xúc, sức khỏe, thểchất của con người, nhưng nó chỉ tạo nên tiền đề của sự phát triển năng lực Mặtkhác những tư chất được di truyền chỉ đặc trưng những lĩnh vực hoạt động hay sángtạo cụ thể, do trình độ phát triển của những loại hình sản xuất, khoa học, nghệthuật… và như là hoạt động sáng tạo của cá nhân quyết định Những tư chất có sẵntrong cấu tạo của não, trong các cơ quan cảm giác, các cơ quan vận động và ngônngữ…là điều kiện để thực hiện có kết quả một hoạt động cụ thể Tuy nhiên sự thànhcông trong một lĩnh vực phần lớn phụ thuộc vào hoàn cảnh thực tiễn, vào lao độnghọc tập, rèn luyện cũng như vào tích lũy kinh nghiệm của cá nhân

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

người Con người bằng hoạt động của chính mình mà chiếm lĩnh những kinhnghiệm hoạt động của các thế hệ đi trước, biến thành năng lực của chính mình

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

trường xã hội nhất định Môi trường góp phần tạo nên động cơ, mục đích, phươngtiện, hành động và đặc biệt cho hoạt động giao lưu, của mỗi cá nhân với xã hội mànhờ đó, cá nhân thu được kinh nghiệm xã hội loài người, biến nó thành của mình.Cũng chính sự giao lưu với môi trường xã hội, con người mới biết được hoạt động

của mình có ý nghĩa như thế nào, có lợi ích như thế nào, có phù hợp thực tếkhông… Từ đó điều chỉnh hoạt động của mình để mang lại hiệu quả ngày càng cao,năng lực ngày càng được phát triển

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

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

Sự hình thành và phát triển năng lực của học sinh phải thông qua chính hoạtđộng của HS trong mối quan hệ với cộng đồng Chỉ có dạy học trong nhà trườngmới có khả năng tạo ra những hoạt động đa dạng, phong phú, cần thiết, tạo điềukiện phát triển những năng lực khác nhau ở trẻ em, phù hợp với năng khiếu bẩmsinh và yêu cầu của xã hội

Chính trong dạy học có thể lựa chọn kĩ lưỡng những hình thức hoạt động Có

sự định hướng chính xác sẽ giúp HS sớm nhận thức được những yêu cầu của xã hộivới hoạt động của mỗi người trong những lĩnh vực khác nhau

Như vậy, giáo dục, dạy học có thể mang lại những hiệu quả, những tiến bộcủa mỗi HS mà các yếu tố khác không thể có được Đặc biệt là dạy có thể đi trước

sự phát triển, thúc đẩy sự phát triển

1.1.2 Khái niệm về tư duy

1.1.2.1 Khái niệm

Tư duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật vàhiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất củachúng, những mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa chúng, đồng thời cũng là sựvận dụng sáng tạo những kết quả khái quát đã thu được vào những dấu hiệu cụ thể,

dự đoán những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới[19]

Hoạt động của tư duy đồng nghĩa với hoạt động trí tuệ, đó là các quá trìnhphân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa và trừu tượng hóa Phân tích là hoạtđộng tách đối tượng nghiên cứu thành những phần tử nhỏ hơn, nhằm tìm hiểu bảnchất của nó Tổng hợp là quá trình kết hợp bằng tưởng tượng hay sự thật các yếu tố

riêng rẽ nào đó thành một chỉnh thể So sánh là thao tác nhằm phát hiện sự giốngnhau và khác nhau giữa các đối tượng, sự biến đổi của chúng theo thời gian vàkhông gian, ảnh hưởng của môi trường, điều kiện cần cho quá trình phát triển củacác sự vật hiện tượng Trong dạy học vật lí, vận dụng so sánh - tương tự có thể giúp

HS tìm ra được bản chất các đại lượng vật lí Trừu tượng hóa là hoạt động nhằm lựachọn và rút ra được những cái chung và bản chất của một số đối tượng Khái quáthóa nhằm gom những đối tượng có cùng thuộc tính chung và bản chất vào mộtnhóm Trừu tượng hóa và khái quát hóa luôn có quan hệ chặt chẽ với nhau khi tiếnhành phân loại đối tượng Việc hình thành năng lực khái quát hóa – trừu tượng hóaliên quan mật thiết tới việc bồi dưỡng tài năng

1.1.2.2 Các loại tư duy

Có nhiều cách phân loại tư duy, dựa theo những dấu hiệu khác nhau Trongdạy học vật lí, người ta quan tâm đến các loại tư duy chủ yếu sau[19]:

- Tư duy kinh nghiệm

- Tư duy lí luận

- Tư duy logic

- Tư duy vật lí

1.1.2.3 Các mức độ của tư duy

Tư duy con người có thể chia thành hai mức độ[22]:

- Tư duy tái tạo

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

- Tư duy sáng tạo

Là tư duy tạo ra tri thức mới không có mẫu sẵn Trong quá trình học tập,nhận thức của HS thường ở mức độ tư duy tái tạo, thì sản phẩm của nó sẽ là nhữngcon người có thể hiểu biết thế giới chứ không thể cải tạo thế giới Còn tư duy sángtạo thường xuất hiện trong quá trình nghiên cứu KH của các nhà KH Vì thế để sảnphẩm của quá trình dạy học là những con người năng động, sáng tạo, hiểu biết và cóthể cải tạo được thế giới thì trong quá trình dạy học, cần phải bồi dưỡng tư duy sáng

tạo cho HS Để làm được điều đó chúng ta phải tạo ra các tình huống dạy học môphỏng quá trình nhận thức của các nhà KH.

1.1.3 Khái niệm về sáng tạo

Quan điểm triết học cho rằng: “Sáng tạo là quá trình hoạt động của conngười tạo ra những giá trị vật chất, tinh thần mới về chất Các loại hình sáng tạođược xác định bởi đặc trưng nghề nghiệp như khoa học, kỹ thuật, văn học, nghệthuật, Có thể nói sáng tạo có mặt trong mọi lĩnh vực của thế giới vật chất và tinhthần”[24]

Theo tâm lí học : “Sáng tạo, đó là năng lực tạo ra những giải pháp mới hoặcduy nhất cho một vấn đề thực tiễn và hữu ích”[24]

Theo định nghĩa trong từ điển tiếng Việt thì: “Sáng tạo là tìm ra cái mới,cách giải quyết mới, không bị gò bó, phụ thuộc vào cái đã có” Sự sáng tạo thườngxuất hiện trước tiên ở dạng ý tưởng, dạng tư duy diễn ra trong óc con người Sau đónăng lực sáng tạo cho phép thực hiện ý tưởng, biến ý tưởng thành hiện thực thôngqua một chuỗi hành động cụ thể[24]

Các nhà tâm lí học đã cho biết: Sáng tạo là một tiềm năng vốn có trong mỗicon người, khi gặp dịp thì bộc lộ, cần tạo cho HS có những cơ hội đó, mỗi người cóthể luyện tập để phát triển óc sáng tạo trong lĩnh vực hoạt động của mình Tính sángtạo thường liên quan đến tính tự giác, tích cực, chủ động, độc lập, tự tin Sự sángtạo là hình thức cao nhất của tính tích cực, độc lập của con người Người có tư duysáng tạo không chịu suy nghĩ theo lề thói chung, không bị ràng buộc bởi những quitắc hành động cứng nhắc đã được học[24]

1.1.4 Năng lực sáng tạo và năng lực tư duy sáng tạo của học sinh

Năng lực sáng tạo là khả năng sáng tạo những giá trị mới về vật chất và tinhthần, tìm ra được cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công nhữnghiểu 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 sángtạo là hạt nhân của sự sáng tạo cá nhân đồng thời nó cũng là mục tiêu cơ bản của

giáo dục, nó được xác định bởi chất lượng hoạt động trí tuệ ở mức độ cao với cácphẩm chất quan trọng như: tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính độc đáo, tính nhạycảm,… Đối với HS, năng lực tư duy sáng tạo trong vật lí thể hiện ở sự quan sát hiệntượng, phân tích hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữachúng những mối quan hệ và sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối quan hệ giữa mặtđịnh tính và mặt định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lí, dự đoán cáckết quả mới từ lí thuyết và áp dụng những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn

Năng lực sáng tạo không phải chỉ là bẩm sinh mà được hình thành và pháttriển trong quá trình hoạt động của chủ thể Bởi vậy muốn hình thành năng lực sángtạo cho học sinh, giáo viên phải rèn luyện cho học sinh thói quen nhìn nhận mỗi sựkiện dưới những góc độ khác nhau, biết đặt ra nhiều giả thuyết khi giải thích mộthiện 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 đềxuất, không suy nghĩ cứng nhắc theo qui tắc lý thuyết đã được học trước đó, khôngvận dụng máy móc những mô hình hành động đã gặp trong sách vở để xử lí trướcnhững tình huống mới Đây là những biểu hiện về sự linh hoạt, sự mới mẻ trong tưduy sáng tạo của học sinh[21]

1.2 Dạy học sáng tạo

1.2.1 Dạy học sáng tạo là gì?

Dạy học sáng tạo là dạy học nhằm mục đích bồi dưỡng năng lực sáng tạocho người học, tức là làm cho người học có khả năng tạo ra những giá trị mới về vậtchất và tinh thần, tìm ra được cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thànhcông những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới[24]

Một trong những đặc điểm quan trọng của hoạt động sáng tạo là tính mới mẻcủa sản phẩm Theo quan điểm tâm lí học, sản phẩm mới mẻ có tính chất chủ quanđóng vai trò quan trọng đối với hoạt động học tập sáng tạo Tính chủ quan của cáimới được xem như dấu hiệu đặc trưng của quá trình sáng tạo, cho khả năng địnhhướng hoạt động sáng tạo của người học[24]

Năng lực tư duy sáng tạo gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo, vốn hiểu biết của chủthể[19] Có thể dạy tư duy sáng tạo cho HS phổ thông thông qua dạy kiến thức.Kiến thức khoa học là đã biết đối với nhân loại nhưng là mới mẻ đối với HS Việc

tổ chức các hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình nhận thức có tác dụng pháttriển tư duy sáng tạo cho HS HS sáng tạo không đem lại lợi ích gì cho nhân loại mà

để tập dượt sáng tạo, sáng tạo ra chính bản thân mình bây giờ, chuẩn bị sau nàysáng tạo ra cái mới cho dân tộc, cho đất nước[24]

1.2.2 Cơ sở khoa học dạy học sáng tạo

1.2.2.1 Cơ sở tâm lí học

Dạy học sáng tạo lấy lí thuyết thích nghi của Piaget và lí thuyết về vùng pháttriển gần của Vư-gốts-xki làm cơ sở

- Lí thuyết thích nghi của Piaget [26,63]:

Những phẩm chất mới của con người được phát triển thông qua các giai đoạn:Mất cân bằng – điều ứng – đồng hóa – thích nghi – lập lại cân bằng ở trình

độ cao hơn

Như vậy, bằng hoạt động tích cực, tự lực, con người sáng tạo ra chính bảnthân mình, những phẩm chất mới của mình

- Lí thuyết về vùng phát triển gần của Vư-gốts-xki [26,64]:

Chỗ tốt nhất để phát triển những phẩm chất tâm lí là vùng phát triển gần Đó

là vùng nằm giữa khả năng đang có và nhiệm vụ mới phải thực hiện mà ta chưa biếtcách làm, nhưng nếu có sự cố gắng cá nhân và có sự giúp đỡ của những người cùngtrình độ hoặc có trình độ cao hơn thì có thể tự lực thực hiện được

1.2.2.2 Cơ sở lí luận dạy học

Dạy học sáng tạo biểu hiện sự thống nhất giữa chức năng: giáo dục, giáodưỡng và phát triển Điều này thể hiện ở chỗ trong dạy học sáng tạo, HS chiếm lĩnhđược tri thức theo phương pháp nghiên cứu của các nhà khoa học (Biễu diễn ở sơ

đồ 1.1 – Chu trình nhận thức sáng tạo của Razumôpxki) nhờ vậy mà tư duy sáng tạođược phát triển Đồng thời dạy học sáng tạo cũng góp phần bồi dưỡng cho HSnhững đức tính cần thiết như tính chủ động, tích cực, kiên trì, vượt khó, tính kếhoạch và thói quen tự kiểm tra, đánh giá,…

Sơ đồ 1.1: Chu trình nhận thức sáng tạo của Razumôpxki

1.2.3 Các biện pháp nhằm thực hiện dạy học sáng tạo

Các nghiên cứu về dạy học sáng tạo [19,104], cho thấy rằng, có thể dùng cácbiện pháp sau đây để phát huy năng lực sáng tạo của HS:

1.2.3.1 Áp dụng rộng rãi 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

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

Dạy học nêu và giải quyết vấn đề có nhiều mức độ, áp dụng tùy theo nộidung giảng dạy, trình độ HS, điều kiện thời gian, GV

- Mức thấp nhất Trong một bài lên lớp, GV đặt một hệ thống câu hỏi phục

vụ trọng tâm mục đích yêu cầu của bài giảng

- Mức độ cao GV 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

Sự kiện Thực nghiệm

- Mức độ cao hơn GV gợi ý cho HS tự đặt vấn đề (đề tài), rồi nghiên cứugiải quyết vấn đề.

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

- Luôn đưa HS vào tình huống có vấn đề (làm mất cân bằng) trao nhiệm vụvừa sức, nếu cố gắng một chút thì có thể tự lực hoàn thành (nằm trong vùng pháttriển gần)

- Để HS tự vận động, tự lực hoạt động Bạn bè và giáo viên có thể giúp đỡnhưng không làm thay

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

lí thông tin, đưa ra dự đoán, đề xuất phương án thí nghiệm, kiểm tra dự đoán đã đề ra

1.2.3.2 Tăng cường sử dụng các phương tiện dạy 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 thếgiới bên ngoài tốt hơn, rèn óc tư duy sáng tạo mà còn giảm đáng kể cường độ laođộng của GV Phương tiện trực quan không những cung cấp cho HS kiến thức bềnvững, 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 HSluôn được đặt trước tình huống mới, buộc học sinh phải suy nghĩ, tìm tòi, phát triểntrí sáng tạo Qua thí nghiệm thực hành, nhiều đức tính tôt, như tính kiên trì, cẩnthận, chính xác, kỉ luật, lòng yêu lao động, óc sáng tạo được nảy nở, rèn luyện

1.2.3.3 Rèn óc tưởng tượng, tư duy không gian, tư duy logic cho học sinh

Óc tưởng tượng, tư duy không gian và tư duy logic là ba năng lực rất cầnthiết cho người lao động sáng tạo

Vật lí phổ thông, chủ yếu là vật lí thực nghiệm, dùng các phương tiện trựcquan sinh động trong dạy học có tác dụng rất tốt trong việc giúp học sinh rèn luyện

ba năng lực trên Cố nhiên, ta không nên lạm dụng đồ dùng dạy học để hạn chế pháttriển óc tưởng tượng, tư duy trừu tượng

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

Việc cho HS thao tác tư duy với “bài tập sáng tạo” nhằm kích thích tính sángtạo của họ, góp phần đào tạo người lao động tháo vát, năng động, sáng tạo, khôngchịu bó tay trước khó khăn, không chịu bằng lòng với hiện tại mà phải luôn nghĩcách cải tiến trong công việc, luôn vươn lên trong cuộc sống Trong khuôn khổ đềtài, chúng tôi sử dụng biện pháp này để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh; sẽphân tích kĩ ở 1.3

1.2.3.5 Bồi dưỡng phương pháp tự học cho học sinh

Tự học là bản năng của con người, là xu thế của thời đại bùng nổ thông tinhiện nay Mọi người phải biết tự học để có thể học tập suốt đời Tự học mới hiểusâu, 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 thắcmắc, những câu hỏi, cố gắng tự trả lời, do đó, tư duy độc lập, tư duy phê phán, tưduy sáng tạo được nảy nở và phát triển Điều quan trọng hơn, là HS thu nhận kiếnthức bằng cách tự tìm được kiến thức mới dưới sự hướng dẫn của GV GV phảihướng dẫn HS tự học theo các công đoạn của quá trình tự học

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

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

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

1.3 Bài tập sáng tạo

1.3.1 Cơ sở lí thuyết của BTST

Cơ sở lí thuyết của BTST trong dạy học vật lí là sự giống nhau về bản chấtcủa nhận thức khoa học vật lí và hoạt động học tập vật lí, bản chất đó thể hiện tínhmới mẻ trong nhận thức Nhà vật lí học “cái mới” ông tìm ra là phát minh khoa học

mà nhân loại chưa ai biết, còn HS khám phá “cái mới” đối với bản thân mình, và

“cái mới” là bản chất của sự sáng tạo

Dựa vào chu trình sáng tạo khoa học (sơ đồ 1.1), sự tương tự về bản chất củaquá trình nhận thức của HS khi học tập vật lí và của nhà vật lí học khi nghiên cứuvật lí để có thể xây dựng những BTST về vật lí Đây là một khái niệm khá mới của

lí luận dạy học vật lí nước ta, còn ít được đề cập hoặc nếu có còn sơ sài chưa thành

hệ thống và khó vận dụng[22]

1.3.2 Phân biệt BTLT và BTST

Bài tập vật lí rất đa dạng, phong phú, các cách phân loại chỉ có tính chấttương đối Nếu căn cứ vào tính chất của quá trình tư duy khi giải bài tập là tính chấttái hiện hay tính chất sáng tạo thì có thể chia thành 2 loại:

- BTLT: dùng rèn luyện kỹ năng áp dụng những kiến thức xác định giải cácbài tập theo một khuôn mẫu đã có Tính chất tái hiện của tư duy thể hiện ở chỗ: HS

so sánh bài tập cần giải với các dạng bài tập đã biết và huy động cách thức giải đãbiết; trong đề bài các dữ kiện đã hàm chứa angôrit giải

- BTST: dùng cho việc bồi dưỡng các phẩm chất của tư duy sáng tạo nhưtính linh hoạt, mềm dẻo, độc đáo, nhạy cảm Tính chất sáng tạo thể hiện ở chỗkhông có angôrit cho việc giải bài tập, đề bài che dấu dữ kiện khiến người giải liên

hệ tới angôrit đã có Với BTST, người giải phải vận dụng kiến thức linh hoạt trongnhững tình huống mới (chưa biết), phát hiện điều mới (về kiến thức, kỹ năng hoạtđộng hoặc thái độ ứng xử mới)[22]

Việc phân chia như trên có tính tương đối vì “cái mới” có tính tương đối phụthuộc vào đối tượng giải bài tập và phụ thuộc vào thời điểm sử dụng: “mới” tại thờiđiểm này (khi đó là BTST) nhưng khi đã biết thì lại trở thành BTLT cho từng HS

Có thể phân biệt bài tập vật lí sáng tạo và bài tập luyện tập dựa theo yêu cầuluyện tập kĩ năng và phát triển tư duy của học sinh qua mô hình sau đây [15]:

Bài tập luyện tập Bài tập sáng tạo

- Yêu cầu khả năng đề xuất đánh giá

1.3.3 Vai trò của BTST trong dạy học vật lí

BTST là phương tiện hữu hiệu rèn luyện kĩ năng tư duy, hoạt động giảiBTST là một dạng hoạt động sáng tạo Thông qua sự phân biệt giữa BTLT vàBTST, chúng ta thấy hoạt động giải BTST giữ một vai trò to lớn trong việc bồidưỡng, phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học vật lí Bởi vì chính BTSTgiúp cho HS trong việc khắc sâu nội dung kiến thức, giúp họ trong việc đào sâu vàxây dựng các mối liên hệ giữa các bộ phận kiến thức với nhau Nhờ đó mà kiến thứcvật lí trở nên sống động, có ý nghĩa trong việc giải quyết những vấn đề thực tiễn đặt ra

Khi nghiên cứu tài liệu mới, BTST có vai trò bài toán nhận thức cần giảiquyết, đặt HS vào tình huống có vấn đề do đó tạo hứng thú kích thích động cơ suynghĩ của HS Giải BTST, luyện tập cho HS tư duy đề xuất các dự đoán, xây dựnggiả thuyết khoa học, tạo điều kiện cho tư duy trực giác phát triển

Đối với nhiệm vụ phát triển năng lực nhận thức cho HS: Thông qua việc giảiBTST mà HS có được khả năng hình thành và phát triển các thao tác tư duy nhưphân tích, so sánh, tổng hợp và khái quát hóa, biết lập kế hoạch giải quyết trọn vẹnmột vấn đề BTST không những giúp cho HS luyện tập cho mình khả năng dự đoán

mà còn tự luyện tập được khả năng đề xuất các phương án kiểm tra dự đoán, cácphương án thực thi các mô hình trừu tượng đưa ra Như thế có nghĩa là bồi dưỡngcho HS phương pháp thực nghiệm – phương pháp đặc thù của vật lí học.

Đối với nhiệm vụ giáo dục tư tưởng đạo đức và nhân cách cho HS: BTSTcũng là phương tiện giúp cho HS rèn luyện được những phẩm chất tâm lí quan trọngnhư sự kiên trì, nhẫn nại, có tính kế hoạch trong hoạt động nhận thức, tính chính xáckhoa học, kích thích hứng thú học tập bộ môn vật lí nói riêng và học tập nói chung

Đối với nhiệm vụ giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp: Những bài tập

có nội dung kĩ thuật, bài tập gắn với thực tế và bài tập thí nghiệm có tác dụng giúpcho HS củng cố được kĩ năng thực hành, những hiểu biết cần thiết theo nội dungcủa giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp

Đối với khâu kiểm tra đánh giá và tự kiểm tra đánh giá việc nắm vững trithức, kĩ năng, kĩ xảo của HS có một ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình dạy học.Việc giải BTST là một trong những biện pháp để đánh giá kết quả của HS Thôngqua việc giải bài tập của HS, GV còn biết được kết quả giảng dạy của mình, từ đó

có phương pháp điều chỉnh, hoàn thiện hoạt động dạy của mình cũng như hoạt độnghọc của HS, đặc biệt phát hiện được HS có năng khiếu về vật lí

1.3.4 Phân loại bài tập sáng tạo

Dạng của bài tập sáng tạo có thể rất khác nhau: câu hỏi, bài tập định tính, bàitập định lượng và bài tập thí nghiệm, thực hành vật lí, thiết kế một mô hình kĩthuật Theo V G Ra-zu-mốp-xki dựa theo sự tương tự giữa quá trình sáng tạo khoahọc với tính chất của quá trình tư duy trong việc giải các bài tập sáng tạo, chia bàitập sáng tạo thành hai loại:

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

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

Sự phân loại trên có tính khái quát cao nên khó vận dụng trong dạy học Cáccâu hỏi “Tại sao” và “như thế nào” cũng thường xuất hiện ở những bài tập luyện

tập Để dễ vận dụng trong thực tiễn dạy học nên kết hợp cách phân loại này vớicách phân loại theo các phẩm chất của tư duy sáng tạo Tư duy sáng tạo bộc lộ cácphẩm chất: tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính độc đáo và tính nhạy cảm Bốn phẩmchất này có tính độc lập tương đối ở một mức độ nào đó, có thể khai thác trong dạyhọc các bài tập sáng tạo nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh Từ đó, theo[15] đề xuất các dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo như sau:

Dấu hiệu 1 Bài tập có nhiều cách giải

Đây là dạng phổ biến trong hệ thống bài tập sáng tạo cho học sinh thói quensuy nghĩ không rập khuôn máy móc Thường xuyên cho học sinh làm việc với dạngbài toán này làm cho học sinh nhận thức rằng: khi xem xét một vấn đề cần nhìn từnhiều góc độ, nhiều quan điểm khác nhau, từ đó có nhiều con đường đạt đến mụcđích và chọn ra con đường nào hiệu quả nhất

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

Đây là những bài tập có nhiều hơn một câu hỏi, ở câu hỏi thứ nhất là một bàitập luyện tập, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự, nhưng nếu vẫn áp dụngphương pháp giải như trên sẽ dẫn đến bế tắc vì nội dung câu hỏi đã có sự thay đổi

về chất

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

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

Bước 2: Thay đổi một dữ kiện của đề tài và vẫn yêu cầu học sinh tìm yếu tố trênnhưng 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 nộidung biến đổi có tác dụng trong việc bồi dưỡng thói quen tư duy nhiều chiều, khôngmáy móc cứng nhắc, khắc phục tính ỳ của tư duy theo lối mòn – đó là các biểu hiện

về tính mềm dẻo của tư duy

Dấu hiệu 3 Bài tập thí nghiệm về vật lí

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

+ Bài tập thí nghiệm định lượng

Cả hai dạng bài tập thí nghiệm (định tính và định lượng) đòi hỏi học sinhphải tự thiết kế phương án thí nghiệm dựa trên cơ sở giả thiết bài toán: người ta chotrước một số thiết bị thí nghiệm (dụng cụ đo lường, vật liệu) hoặc tự đề xuất.

Bài tập thí nghiệm định tính yêu cầu thiết kế phương án thí nghiệm theo mộtmục đích cho trước, thiết kế một dụng cụ ứng dụng vật lí hoặc yêu cầu làm thínghiệm 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 làlập chuỗi các suy luận logic dựa trên cơ sở các định luật, các khái niệm và các quansát thí nghiệm vật lí Trong loại bài tập này ta có thể phân làm hai loại là: Bài tập thínghiệm quan sát và giải thích hiện tượng và bài tập thí nghiệm thiết kế phương ánthí nghiệm nhằm giải quyết yêu cầu của đề bài

Bài tập thí nghiệm định lượng: là loại bài tập mà khi giải ngoài việc chú ýđến hiện tượng vật lí học sinh còn phải quan tâm đến số đo của các đại lượng cần

đo Gồm các bài tập đo đạc đại lượng vật lí, minh họa lại quy luật vật lí bằng thựcnghiệm

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

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

Đây là dạng bài tập mà người ra đề cố ý cho thừa dữ kiện, hoặc thiếu dữkiện, hoặc sai dữ kiện Việc đòi hỏi học sinh phải nhận biết và chứng minh được dữkiện “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 thuẫn giữa các dữ kiện và cóthể đề xuất các cách điều chỉnh dữ kiện để được bài toán thông thường Việc phântích kết quả nhận được, đối chiếu kết quả với các dữ kiện bài toán đã cho trongtrường hợp bài toán cho thừa dữ kiện quan trọng hơn chính quá trình giải

Dấu hiệu 5 Bài tập nghịch lý và ngụy biện

Bài tập nghịch lý và ngụy biện là những bài tập trong đó đề bài chứa đựngmột sự ngụy biện nên đã dẫn đến nghịch lý: kết luận rút ra mâu thuẫn với thực tiễn

hoặc mâu thuẫn với những nguyên tắc, định luật vật lí đã biết Tuy nhiên nếu chỉnhìn nhận các yếu tố này một cách hình thức thì có thể nhầm tưởng rằng chúng phùhợp 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 lí 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 trênnhững suy luận sai lầm về tri thức vật lí của học sinh trong những biểu hiện đa dạngcủa các sự kiện, hiện tượng, quá trình vật lí,…Các bài toán nghịch lý và ngụy biện

về vật lí là những bài tập loại đặc biệt mà phương pháp giải chung nhất là phân tích

và tìm ra nguyên nhân của sự hiểu sai và vận dụng sai các khái niệm, định luật và lýthuyết vật lí

Do nguyên nhân của những sai lầm tiềm ẩn trong các nghịch lý và ngụy biệnluôn đa dạng cho nên các bài toán thuộc loại này bao giờ cũng chứa đựng nhiều yếu

tố mới, bất ngờ, dễ kích thích óc tò mò tìm hiểu của người giải

Các bài tập 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 bàitoán nghịch lý có giá trị lớn phát triển sự khám phá, tìm tòi thêm tri thức Ưu điểmcủa dạng bài tập này là kích thích hứng thú học tập cao độ của học sinh

Dấu hiệu 6 Bài toán “hộp đen”

Theo Bun-xơ-man, bài toán hộp đen gắn liền với việc nghiên cứu đối tượng

mà cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết), nhưng có thể đưa ra

mô hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dữ kiện “đầu vào”, “đầu ra” Giải bàitoán hộp đen là quá trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phân tích mối quan hệ giữa

dữ kiện “đầu vào”, “đầu ra” để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen Tính chấtquá trình tư duy của HS khi giải bài toán hộp đen tương tự với quá trình tư duy củangười kĩ sư nghiên cứu cấu trúc của chiếc đồng hồ mà không có cách nào tháo đượcchiếc đồng hồ đó ra; anh ta phải đưa ra mô hình cấu trúc của đồng hồ, vận hành môhình đó, điều chỉnh mô hình cho đến khi hoạt động của nó giống như chiếc đồng hồthật, thì khi đó mô hình sáng tạo của người kĩ sư phản ánh đúng cấu tạo của chiếc

đồng hồ thật Chính vì vậy bài toán hộp đen ngoài chức năng giáo dưỡng còn có tácdụng bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS.

1.3.5 Các hình thức sử dụng BTST trong dạy học vật lí

Theo [15]: BTST có tác dụng rất lớn trong việc phát triển tư duy vật lí vànăng lực sáng tạo cho HS Ngoài việc lựa chọn cẩn thận, công phu hệ thống các bàitập chặt chẽ về nội dung, bám sát mục đích, nhiệm vụ dạy học ở trường phổ thôngthì nếu sử dụng hệ thống BTST một cách hợp lí sẽ góp phần rất lớn trong việc nângcao hiệu quả dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông Căn cứ vào mục đích ýnghĩa của việc soạn thảo hệ thống BTST vào chương trình giảng dạy và vào khảnăng nhận thức của HS trung học phổ thông hiện nay Chúng tôi đề xuất các hìnhthức sử dụng BTST theo các hướng sau:

- Hình thức sử dụng trên lớp học theo chương trình bắt buộc

- Hình thức sử dụng ngoại khóa

- Dạy học tự chọn

1.3.5.1 Sử dụng BTST trên lớp theo chương trình bắt buộc

a Xây dựng tình huống có vấn đề: BTST thực sự được HS giải sau khi đã

nắm vững tài liệu học của các đề tài, có được những kĩ năng cần thiết về vận dụngkiến thức nhờ các BTLT Vì vậy BTST thường được sử dụng ở giai đoạn sau củaviệc nghiên cứu tài liệu Tuy nhiên nó cũng có thể dùng để nêu vấn đề nghiên cứunhằm kích thích hứng thú học tập của HS, còn việc giải bài tập đó sẽ được quay trởlại sau khi HS đã có những kiến thức đủ cần thiết

b Xây dựng kiến thức mới: Sử dụng BTST trong xây dựng kiến thức mới để

đưa tư duy HS vào tình huống mâu thuẫn nhận thức, từ đó nêu được vấn đề giảiquyết một cách tích cực Trong quá trình giải bài tập HS tự đi tới tri thức mới Dotính tổng hợp kĩ thuật của BTST nên việc nghiên cứu tài liệu mới bằng giải BTSTthường được áp dụng cho loại kiến thức về các ứng dụng vật lí

1.3.5.2 Sử dụng bài tập sáng tạo trong ngoại khóa

Chúng ta biết rằng kho tàng tri thức vật lí nhân loại rất phong phú và đadạng Tri thức vật lí ngày càng nhiều, thời gian dạy học vật lí không được tăng lên

tương xứng, còn rất nhiều vấn đề đáng hiểu biết khác chưa có điều kiện đưa vàochương trình Để giải quyết mâu thuẫn này cần thông qua dạy tri thức vật lí, trong

đó dạy HS cách tiếp cận và chiếm lĩnh tri thức một cách tự lực Ngoài ra, yêu cầuvận dụng tri thức vào việc sáng tạo của HS phải được phát triển

Nhằm phát triển hứng thú học tập vật lí cho HS, rèn luyện óc thông minh,

mở rộng kiến thức và kĩ năng bằng việc nghiên cứu thêm các vấn đề khác về vật lí,tận dụng thời gian rỗi một cách có ích, hợp lí và để có hiệu suất cao thì ta có thể tổchức các hoạt động ngoại khóa trong nhà trường phổ thông

Với vai trò đặc điểm của BTST chúng ta có thể sử dụng BTST trong hoạtđộng ngoại khóa như: Học bồi dưỡng ở nhà, báo tường, báo bảng, tổ chức câu lạc

bộ vật lí, sử dụng BTST trong các buổi tham quan dã ngoại…

a Hình thức học không chính khóa

Sử dụng BTST không chính khóa như trong buổi học thêm, học ở nhà, họcbồi dưỡng… Một trong những hình thức phổ biến nhất của công tác ngoại khóa vềvật lí là nhóm giải bài tập Việc tổ chức những nhóm giải bài tập như vậy có tácdụng trực tiếp đến kết quả học tập của HS

Bằng kinh nghiệm và sự sáng tạo của mình, GV có thể tổ chức được việc giảibài tập theo nhóm với nội dung phong phú Trong các buổi bồi dưỡng, học thêm

GV có thể đưa ra các BTST và yêu cầu HS nhận dạng bài toán, khuyến khích HS nổlực tìm hướng giải quyết HS đưa ra phương án giải bài toán của mình và có thể HSđứng ra chữa bài tập cho các bạn Nếu như bài tập đó mà HS chưa thể tìm ra đượchướng giải quyết thì động viên HS suy nghĩ để đề xuất được phương án trả lờithông qua câu hỏi định hướng của GV

b Hoạt động giải BTST ở nhà

Trong lúc học ở nhà, GV có thể cho HS những BTST có nội dung gần gũivới thực tế cuộc sống mà HS phải tự lực tìm kiếm thông tin để giải quyết

- Thời gian mềm dẻo: trong tuần, trong tháng

- GV giải bài tập, cho câu hỏi định hướng nếu cần

- HS tự giải và nộp lại cho GV

c Hình thức tuyển chọn HS giỏi

Các cuộc thi HS giỏi vật lí cũng là một trong những phương thức ngoại khóaphổ biến nhất về giải BTST Những cuộc thi này làm phát triển ở HS sự ham hiểubiết và có thể giúp nhiều em HS tự tìm thấy chí hướng của mình, lựa chọn đượcnhững HS có khả năng đặc biệt

Giải BTST không những đòi hỏi HS phải có kiến thức sâu rộng mà còn phảibiết vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, việc đề xuất ra các phương án và cáchình thức thực hiện các phương án phải có tính sáng tạo Đặc biệt đối với bài tậploại thiết kế và thực hiện thí nghiệm sẽ giúp phát hiện được các HS thực sự có nănglực sáng tạo

Thông qua việc giải quyết các bài tập sáng tạo là một trong những cách giúpchúng ta phát hiện và bồi dưỡng HS giỏi vật lí

d Hình thức sử dụng câu lạc bộ vật lí

Giải các BTST vật lí có thể đưa vào nội dung sinh hoạt các câu lạc bộ vật lí.Câu lạc bộ vật lí bao gồm những thành viên yêu thích môn vật lí Dưới sự hướngdẫn của tổ chuyên môn và sự lãnh đạo của nhóm trưởng, câu lạc bộ có chương trìnhhoạt động cụ thể theo lịch trình đã định sẵn Cần phải tổ chức câu lạc bộ sao chophát huy được sự hứng thú tham gia của HS, thông qua hệ thống BTST đưa ra trongsinh hoạt câu lạc bộ, làm sao cho HS bộc lộ được khả năng của mình Sau khi giảiquyết xong bài tập, phân tích cách giải hay, sự độc đáo, đưa ra những điều mà HS

dễ mắc sai lầm, thông qua đó HS học hỏi được kinh nghiệm của các thành viêntrong câu lạc bộ

e Hình thức sử dụng báo tường, báo bảng

Thông qua báo tường, báo bảng các BTST được chọn lọc để đăng tải Tùytheo điều kiện cụ thể của từng trường học mà có thể ra các số báo theo tuần hoặctheo tháng hoặc vào các đợt thi đua chào mừng các ngày lễ Chúng ta có thể sửdụng hình thức này như sau:

Chọn lọc các đề bài hay để đưa ra trên mặt báo, những bài đưa ra ở đây phải

có sức cuốn hút đối với HS, kích thích trí tìm tòi, lòng ham hiểu biết của HS Việclàm này do tổ bộ môn vật lí của trường thực hiện

Sau khi in lên báo tường hoặc báo bảng khuyến khích các HS tham gia,không hạn chế số lượng

Sau thời gian qui định nộp bài, tổ bộ môn vật lí tiếp nhận bài và chọn ranhững bài giải đúng, hay, độc đáo Danh sách HS đạt giải được đăng vào số báo kìsau cùng với đáp án

Tổ bộ môn giao cho GV nhận xét, đánh giá các bài giải, có sự cổ vũ, khenthưởng kịp thời qua các buổi lễ trao giải sẽ có tác dụng giáo dục HS rất lớn, khuyếnkhích HS tham gia nhiệt tình, yêu thích môn học

1.3.5.3 Sử dụng BTST trong chương trình dạy học tự chọn

Những giờ học tự chọn là hình thức dạy học cá biệt hóa, phân hóa sâu đậm,đảm bảo được tất cả các ưu điểm của hệ thống thống nhất của nền giáo dục phổthông và còn cho phép phát triển tốt những hứng thú và năng lực cá biệt của HS Donguyên tắc tổ chức mà các giờ học tự chọn có vị trí trung gian giữa các giờ học bắtbuộc và các giờ học ngoại khóa

Chương trình dạy học tự chọn vật lí lớp 10, lớp 11 và lớp 12 ở nước ta hiệnnay chủ yếu là bài tập bám sát chương trình Đối với một số nước trên thế giới thìhơn một nửa thời gian dạy học tự chọn môn vật lí ở trường trung học phổ thôngdành cho giờ thực hành giải bài tập và tiến hành các bài tập thí nghiệm

Chương trình dạy học tự chọn tạo ra những điều kiện thuận lợi cho việc tổchức quá trình học tập, đặc biệt là đối với hoạt động tự lực sáng tạo có hiệu quả của

HS Sử dụng BTST trong dạy học tự chọn là một chiến lược dạy học phát triển tưduy và năng lực sáng tạo cho HS ở trường phổ thông

Kết luận Chương 1

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

lí luận dạy học, cơ sở tâm lí học và cơ sở thực tiễn

Các biện pháp để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS bao gồm: Áp dụng rộngrãi 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; tăng cường sử dụng các phương tiệndạy học; rèn óc tưởng tượng tư duy không gian, tư duy logic cho HS; cho HS luyệntập thao tác tư duy với các BTST; bồi dưỡng phương pháp tự học; nêu gương sángtạo của các nhà khoa học bộ môn

BTST là một phương tiện hiệu quả nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS.BTST về vật lí là bài tập mà giả thiết không có đủ thông tin đầy đủ liên quan đếnhiện tượng quá trình vật lí, có những đại lượng vật lí được ẩn dấu, điều kiện bài tậpkhông chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lícần sử dụng

Các hình thức dạy học sử dụng BTST phù hợp có thể mang lại hiệu quả caotrong việc bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS, góp phần tạo nên những thóiquen tư duy mềm dẻo, tính độc lập trong suy nghĩ, tính quyết đoán trong công việc,các kĩ năng thực hành, kĩ năng phối hợp làm việc theo nhóm, sự say mê tìm tòikhám phá cái mới của HS

2.1 Mục tiêu dạy học Cơ học lớp 10 chương trình nâng cao

Cơ học, phần đầu của vật lí học, khảo sát những quá trình đơn giản nhất củavật lí học, đó là sự dời chỗ của vật thể vật chất trong không gian, sự dời chỗ đó gọi

là chuyển động cơ Mục tiêu của cơ học là xác định vị trí của một vật vào một thờiđiểm bất kì, dựa vào tương tác của các vật khác với vật ấy

Phần của cơ học khảo sát chuyển động của một vật mà chưa xét tới tác dụngcủa những vật khác làm biến đổi chuyển động ấy gọi là động học Phần của cơ học

có xét đến tác dụng của những vật khác lên chuyển động của một vật gọi là độnglực học Phần của cơ học khảo sát trạng thái cân bằng của vật dưới tác dụng của cácvật khác gọi là tĩnh học

Nội dung cơ học lớp 10 Nâng cao được trình bày thành 5 chương: Động họcchất điểm, Động lực học chất điểm, Tĩnh học vật rắn, Các định luật bảo toàn, Cơhọc chất lưu Mỗi chương giải quyết những nhiệm vụ nhận thức nhất định để đưatới giải quyết bài toán cơ bản của Cơ học Ta sẽ lần lượt tìm hiểu mục tiêu dạy họccủa từng chương

- Mục tiêu dạy học chương 1: Động học chất điểm

HS nhận biết được các đặc điểm của các dạng chuyển động cơ đơn giản(chuyển động thẳng đều, thẳng biến đổi đều, tròn đều), hiểu rõ các đại lượng đặctrưng cho chuyển động (các vectơ độ dời, vận tốc, gia tốc), biết mô tả chuyển độngcủa vật bằng các phương trình và đồ thị, biết cách ứng dụng các phương trình và đồ

thị đó để giải những bài toán động học đơn giản Nắm được quy trình thực hiện mộtthí nghiệm đơn giản của vật lí, biết cách đo các đại lượng cơ bản (tọa độ, thời điểm)của vật chuyển động thẳng Bước đầu biết cách xử lí các kết quả đo lường bằng đồthị và tính số.

- Mục tiêu dạy học chương 2: Động lực học chất điểm

HS hiểu rõ và phát biểu được ba định luật Niu – tơn, viết được phương trìnhcủa định luật II và III, hiểu được điều kiện và đặc điểm của các lực cơ và vận dụngđược các kiến thức đó vào một số trường hợp cụ thể

- Mục tiêu dạy học chương 3: Tĩnh học vật rắn

Biết điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của hai lực, của ba lực(đồng quy và song song), dưới tác dụng của trọng lực và có giá đỡ nằm ngang, cótrục quay cố định Biết quy tắc hợp hai lực đồng quy, song song Hiểu rõ khái niệmmomen của lực, ngẫu lực Biết định nghĩa trọng tâm và cách xác định trọng tâm củamột vật phẳng Vận dụng được những kiến thức trên để lí giải một số hiện tượngcân bằng và giải một số bài toán về cân bằng Tập dượt có kĩ năng lập luận chặt chẽ

- Mục tiêu dạy học chương 4: Các định luật bảo toàn

Hiểu các khái niệm động lượng, công và công suất, năng lượng, động năng,thế năng, cơ năng Nắm được mối quan hệ giữa công, động năng, thế năng Nắmđược các định luật bảo toàn động lượng, bảo toàn cơ năng Biết vận dụng các địnhluật bảo toàn trong việc giải thích một số hiện tượng và giải một số bài tập có liên quan

- Mục tiêu chương 5: Cơ học chất lưu

Nắm vững các khái niệm áp suất tĩnh, áp suất động, đường dòng, ống dòng.Hiểu và áp dụng được nguyên lí Paxcan trong một số bài tập đơn giản Hiểu đượcđịnh luật Béc-nu-li và một số ứng dụng

2.2 Logic trình bày kiến thức phần Cơ học lớp 10 chương trình nâng cao

Logic trình bày kiến thức phần Cơ học lớp 10 chương trình nâng cao đượcbiểu diễn theo sơ đồ 2.1[3]

Sơ đồ 2.1: Cấu trúc logic phần cơ học lớp 10 nâng cao

2.3 Tìm hiểu thực trạng dạy bài tập nói chung, bài tập sáng tạo nói riêng phần

Cơ học lớp 10 chương trình nâng cao

2.3.1 Mục đích tìm hiểu

Tìm hiểu thực tế giảng dạy bài tập vật lí nói chung và bài tập sáng tạo nóiriêng của giáo viên một số trường THPT và nhận thức của giáo viên về việc bồidưỡng tư duy sáng tạo cho HS

2.3.2 Đối tượng và phạm vi tìm hiểu

Tìm hiểu 20 giáo viên thuộc 3 trường THPT trên địa bàn thị xã An Khê, tỉnhGia Lai vào học kì I năm học 2010 – 2011(8 giáo viên thuộc trường THPT QuangTrung, 6 giáo viên thuộc trường THPT Nguyễn Khuyến và 6 giáo viên thuộc trườngTHPT Nguyễn Trãi)

Vì sao vật cân

nào bảo toàn?

Động lực học chất điểm

Tĩnh học vật rắn

Các định luật bảo toàn

Cơ học chất lưuBài toán cơ bản của cơ học

Chất lưu chuyển động như thế nào? Đại lượng nào bảo toàn?

- Quan sát

- Vấn đáp trực tiếp

2.3.4 Kết quả

2.3.4.1 Nhận thức của giáo viên về bài tập sáng tạo

Thông qua việc tìm hiểu, nghiên cứu thực tế giảng dạy vật lí của 20 giáo viênthuộc 3 trường THPT chúng tôi rút ra được một số nhận xét về dạy học bài tập vật línhư sau:

- 70% GV xác định được đúng mục đích, yêu cầu của tiết dạy bài tập vật lí

Cụ thể ngoài việc xác định được kiến thức cơ bản cần kiểm tra và củng cố thì cònđặt ra yêu cầu về việc hình thành và phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh

- 30% GV nhận thức về vai trò, tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học củamột số giáo viên chưa được đầy đủ, đa số chỉ thiên về vai trò kiểm tra, đánh giá kiếnthức của học sinh thông qua việc giải bài tập vật lí Nhiều giáo viên cho rằng giảibài tập vật lí là để rèn luyện kĩ năng vận dụng các công thức vật lí, rằng bài tập vật

lí hay là bài tập có tính phức tạp về mặt toán học càng cao

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

- Nhiều giáo viên chưa hiểu một cách đầy đủ về BTST và vai trò của BTSTtrong dạy học (50%), chưa biết cách biên soạn BTST, chưa quan tâm đến việc soạncâu hỏi định hướng tư duy cho học sinh trong quá trình giải bài tập nói chung,BTST nói riêng

2.3.4.2 Sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học

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

- Khi dạy bài tập, GV thường chú ý nhiều đến những biến đổi toán học mà ítchú ý đến việc phân tích định hướng tư duy cho HS, chưa có thái độ khách quan để

tôn trọng tư duy của các em Quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập không tuântheo đủ các giai đoạn của chiến lược tổng quát giải toán vật lí.

- 100% GV thường sử dụng bài tập trắc nghiệm khách quan, bài tập địnhlượng trong thực tiễn dạy học, sau đó đến bài tập định tính, bài tập đồ thị, bài tập thínghiệm và bài tập sáng tạo Các bài tập mà giáo viên chọn lọc để đưa vào trong tiếtbài tập thông thường là những BTLT áp dụng kiến thức đơn thuần, thiên về toánhọc Loại BTST còn ít được dùng trong dạy học Viêc giáo viên tự tìm tòi, biênsoạn BTST để dạy còn ít

c) Trong các tài liệu tham khảo: Các tài liệu tham khảo cho giáo viên rất đadạng phong phú nhưng số lượng BTST cũng còn ít

Thực trạng trên đòi hỏi mỗi giáo viên cần phải tự xây dựng cho mình hệthống BTST và phương án sử dụng chúng để đạt hiệu quả dạy học cao nhất

2.4 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 chương trình nâng cao 2.4.1 Yêu cầu lựa chọn bài tập sáng tạo

Các bài tập sáng tạo có tác dụng rất lớn trong việc hình thành và phát triểnnăng lực sáng tạo cho học sinh Vậy để lựa chọn, phân loại hệ thống theo một chủ

đề nào đó là một việc khó Kết quả rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo giải bài tập một cách

tự giác phụ thuộc rất nhiều vào việc có hay không có một hệ thống trong khi chọnlựa và sắp xếp trình tự các bài tập, làm thế nào để sau mỗi bài tập đều phát hiện ranhững cái mới

Tác dụng của bài tập sáng tạo sẽ càng tích cực hơn nữa nếu trong quá trìnhdạy học có sự lựa chọn cẩn thận, công phu hệ thống các bài tập chặt chẽ về nộidung, bám sát mục đích, nhiệm vụ dạy học ở trường phổ thông

Hệ thống bài tập vật lí nói chung và bài tập sáng tạo nói riêng được lựa chọnphải thỏa mãn các yêu cầu[15]:

-Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp về phạm vi vàmối quan hệ giữa các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng làm cho học sinh từng bướchiểu được kiến thức một cách vững chắc và có kĩ năng, kĩ xảo vận dụng linh hoạt,sáng tạo các kiến thức đó

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

- Hệ thống bài tập lựa chọn có nội dung phù hợp với đối tượng học sinh vềtrình độ nhận thức lẫn thời gian học tập ở lớp và ở nhà

- Hệ thống các bài tập được lựa chọn phải nhằm mục đích giúp cho học sinhrèn luyện được cách thức giải từng bài tập cụ thể

- Hệ thống bài tập đó phải đảm bảo tính tích cực, chủ động sáng tạo của họcsinh trong học tập

2.4.2 Cơ sở xây dựng bài tập sáng tạo

Theo [15], quá trình xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chúng tôi sử dụngcác phương pháp sau:

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

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

- Lựa chọn những bài tập có chứa đựng những yếu tố khác lạ, không thườnggặp đối với học sinh nhằm chống suy nghĩ rập khuôn máy móc của học sinh chúngtôi đưa ra bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi

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

- Dựa vào thói quen tư duy tái tạo của học sinh trong giải bài tập vật lí đểsoạn thảo bài tập thiếu, thừa hoặc sai dữ kiện.

2.4.3 Hệ thống bài tập sáng tạo

2.4.3.1 Bài tập có nhiều cách giải

Bài 1 Hai ô tô chuyển động thẳng đều trên cùng một tuyến đường theo hai chiều

ngược nhau với các vận tốc 40km/h và 60km/h Lúc 7h sáng, hai xe cách nhau150km Hỏi hai ô tô sẽ gặp nhau lúc mấy giờ? Ở đâu? Hãy giải bài toán bằng cáccách có thể và nhận xét tính chất mỗi cách

Định hướng tư duy

- Đây là dạng bài toán gì? Có những cách nào để giải bài toán này?

- Nêu dạng phương trình tổng quát của chuyển động thẳng đều?

Vậy hai ô tô gặp nhau lúc 8h30 và vị trí gặp nhau cách A 60km

Cách 2 Phương pháp đồ thị

Từ phương trình chuyển động x1 = 40t (km) và x2 = -60t + 150(km) ta vẽ đồ thị:

x (km)

150

90

60

40

0 1 1.5 t(h)

Từ tọa độ giao điểm ta suy ra: thời điểm gặp nhau sau 1,5h và nơi gặp nhau cáchgốc tọa độ 60km

Bài 2 Hai ô tô cùng xuất phát từ hai bến xe A và B cách nhau 20 km trên một đoạn

đường thẳng Nếu hai ô tô chạy ngược chiều thì chúng sẽ gặp nhau sau 15 phút Nếuhai ô tô chạy cùng chiều thì chúng sẽ đuổi kịp nhau sau 1 giờ Tính vận tốc của mỗi

ô tô Giải bài toán bằng các cách có thể, nhận xét tính chất mỗi cách

Định hướng tư duy

- Đây là dạng bài toán gì? Có những cách nào để giải bài toán này?

- Hai ô tô có chuyển động tương đối với nhau không?

Hướng dẫn giải

Cách 1 Phương trình chuyển động

Chọn trục tọa độ trùng với quỹ đạo thẳng, chọn bến A làm gốc tọa độ và chiềudương hướng từ A đến B, chọn thời điểm xuất phát của hai ô tô làm gốc thời gian

- Khi hai ô tô chạy ngược chiều thì phương trình chuyển động của ô tô (1) đi từ A

và của ô tô (2) đi từ B có dạng:

x1 = v1t

x2 = 20 – v2tKhi hai ô tô gặp nhau thì x2 = x1, nghĩa là: v1t = 20 – v2t

- Khi hai ô tô chạy ngược chiều nhau ta có: v12 = v13 + v23

Bài 3 Hai vật có khối lượng m1= 1kg và m2= 2kg được nối với nhau bằng một sợidây vắt qua ròng rọc như hình vẽ Dây không giãn và có khối lượng không đáng kể.Ban đầu vật m2 được giữ ở độ cao 1m Thả tự do cho nó rơi xuống phía dưới thìđồng thời làm vật m1 chuyển động lên phía trên theo mặt phẳng nghiêng Biết gócnghiêng 30o và hệ số ma sát trượt  = 0,2

Tính vận tốc của vật m2 khi nó vừa chạm đất Bỏ qua khối lượng ròng rọc và masát giữa dây và ròng rọc Giải bài toán bằng các cách có thể, nhận xét tính chất mỗicách.

T1 N1

T2 m1

m2 Fms

P 2

P 1 Định hướng tư duy

- Bài toán này đề cập đến vấn đề gì?

- Có thể dùng những cách gì để tính vận tốc của vật m2 khi nó vừa chạm đất?

- Bài toán gợi cho ta một định luật vật lí nào không?

- Điều kiện để cơ năng của hệ bảo toàn là gì?

Cách 2 Phương pháp năng lượng

Do sợi dây không giãn nên tại mỗi thời điểm hai vật m1 và m2 có cùng độ dời vàcùng vận tốc Do mặt phẳng nghiêng góc 30o nên khi vật m2 rơi được một đoạn

đường s = h2 = 1m thì vật m1 nâng thêm được độ cao h1= s.sin30o = 0,5

2.4.3.2 Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi

Bài 4 Một vật khối lượng m = 2kg đặt trên mặt bàn nằm ngang Hệ số ma sát giữa

vật và bàn là  0, 25 Tác dụng lên vật một lực F song song với mặt bàn Cho g =

10 m/s2 Tính gia tốc chuyển động của vật trong mỗi trường hợp sau:

a F = 6 N

b F = 4N

Định hướng tư duy

- Vật chuyển động từ trạng thái nghỉ khi thỏa mãn điều kiện gì?

- Câu a) điều kiện đó có thỏa mãn không?

- Câu b) điều kiện đó có thỏa mãn không? N

F

F ms Hướng dẫn giải