1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
LƯU VĂN SƠN
RÈN LUYỆN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
THÔNG QUA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP
CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10 THPT Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS -TS: Tạ Tri Phương


Lưu Văn Sơn
3
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu
và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho
phép sử dụng và chưa được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.
Tác giả
Lưu Văn Sơn
1.2.1.1. Bài tập đơn giản (tập dượt) 21
1.2.1.2. Bài tập phức tạp (tổng hợp) 21
1.2.1.3. Bài tập chứa đựng tình huống mới 21
1.2.1.4. Bài tập sử dụng để thu được kiến thức mới 22

5
1.2.2. Bài tập sáng tạo 22
1.3 Một số điểm mới, yêu cầu mới của chương trình vật lý phổ thông 23
1.3.1. Những điểm mới về mục tiêu 23
1.3.2. Những đặc điểm mới về phương pháp 24
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 25
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ BÀI TẬP CÓ ĐẶC
TRƯNG SÁNG TẠO CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10
THPT (CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN) 26
2.1. Nội dung kiến thức chương “Động học chất điểm” trong SGK vật lý 10
THPT (chương trình cơ bản) 26
2.1.1. Hệ quy chiếu 27
2.1.2. Chuyển động thẳng đều 27
2.1.3. Chuyển động thẳng biến đổi đều 28
2.1.4. Rơi tự do. Gia tốc rơi tự do g 28
2.1.5. Chuyển động tròn đều 28
2.1.6. Cộng vận tốc 29
2.2. Sơ đồ phát triển mạch kiến thức chương: “Động học chất điểm” theo sách
giáo khoa vật lý 10 (chương trình cơ bản) 30
2.3. Thực trạng về việc dạy và học bài tập vật lý 31
2.3.1. Mục đích và phương pháp điều tra 31
2.3.2. Tình hình học tập của học sinh 31
2.3.3. Tình hình dạy học và sử dụng bài tập của giáo viên 32
2.4. Biên soạn một số bài tập có đặc trưng sáng tạo trong chương “Động học
chất điểm” vật lý 10 (chương trình cơ bản) 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82
PHỤ LỤC 7

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
1.1. Cứ một giây trôi qua có hàng nghìn ý tưởng sáng tạo được nẩy
sinh. Cứ một giây trôi qua có hàng trăm phát minh được ra đời. Và cứ một
giây trôi qua có biết bao sự thay đổi về khoa học – công nghệ đang diễn ra.
Chính vì điều này mà chúng ta nói rằng: Thế kỷ 21 là thế kỷ của sự bùng nổ
về khoa học – công nghệ, là thế kỷ mà “người ta coi sự sáng tạo là yếu tố đặc
trưng của con người”. Trong thế kỷ 21, để Việt Nam trở thành một quốc gia
giàu mạnh, để có một xã hội phồn vinh, thịnh vượng, không bị tụt hậu so với
thế giới thì chúng ta phải không ngừng cải tổ, đổi mới, không ngừng tư duy
sáng tạo để có thể sánh vai với các cường quốc năm châu. Để làm được điều
đó chúng ta phải đổi mới, hoàn thiện nền giáo dục. Nền giáo dục của chúng ta
phải được đổi mới mạnh mẽ, sâu sắc toàn diện để có thể đào tạo cho đất nước
những người lao động sáng tạo biết áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất,
đạt hiệu quả cao trong lao động, đáp ứng được các yêu cầu mà xã hội đặt ra.
1.2. Sự phát triển như vũ bão của khoa học – công nghệ đã đòi hỏi
Đảng và Nhà nước ta phải tiến hành đổi mới hoàn thiện nền giáo dục. Ở đây,
nền giáo dục không những được đổi mới, hoàn thiện về nội dung mà còn phải
đổi mới hoàn thiện về phương pháp giáo dục và đào tạo con người. Điều này
đã được khẳng định trong Nghị quyết Hội nghị Ban chấp hành Trung ương
Đảng cộng sản Việt nam lần IV, khóa VII “Đổi mới phương pháp giáo dục
hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải
quyết vấn đề”.
Nghị quyết trung ương II, khóa VIII của Đảng cộng sản Việt nam đã

- Nghiên cứu mục tiêu, nhiệm vụ dạy học môn vật lí ở trường THPT

9
- Nghiên cứu nội dung chương “Động học chất điểm” vật lí lớp 10
THPT cùng với việc giảng dạy các kiến thức chương này nhằm rèn luyện
năng lực sáng tạo cho học sinh.
- Nghiên cứu thực tiễn dạy học: Tìm hiểu thực tế dạy học liên quan đến
rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua việc dạy giải một số bài
tập chương “Động học chất điểm” vật lí 10 THPT ở một số trường THPT.
- Soạn thảo tiến trình hướng dẫn học sinh giải bài tập chương “Động
học chất điểm” theo hướng rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu biên soạn được các bài tập có đặc trưng sáng tạo và sử dụng chúng
phù hợp thì có thể rèn luyện được năng lực sáng tạo cho học sinh trong quá
trình dạy học vật lí.
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Dạy giải bài tập vật lí chương “Động học chất điểm” vật lí 10 THPT.
6. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện được các nhiệm vụ trên, đề tài sử dụng các phương pháp
nghiên cứu chủ yếu sau:
- Phương pháp nghiên cứu lý luận được sử dụng để xác lập các quan
điểm chỉ đạo cơ bản của nghiên cứu.
- Phương pháp điều tra thực tiễn việc dạy và học chương “Động học
chất điểm” vật lí lớp 10 THPT (trao đổi trực tiếp với giáo viên và học sinh, dự
giờ, sử dụng phiếu điều tra, tình hình trang thiết bị dạy học, thể hiện thực tế
năng lực sáng tạo của học sinh, việc rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh
qua một số bài tập chương “Động học chất điểm” vật lí lớp 10 THPT).
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm được sử dụng để đánh giá tính
khả thi và hiệu quả phương hướng nghiên cứu.
- Phương pháp thống kê toán học được sử dụng để trình bày kết quả
11

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Vấn đề rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí
1.1.1. Khái niệm năng lực sáng tạo
* Khái niệm năng lực
Theo tâm lí học, “Năng lực là tổng hợp những thuộc tính độc đáo của
cá nhân phù hợp với những yêu cầu của một hoạt động nhất định nhằm đảm
bảo việc hoàn thành có kết quả tốt trong lĩnh vực hoạt động ấy” [13, tr.87].
Như vậy, năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của cá nhân, nhờ
những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp một hoạt động nào đó,
chỉ phải bỏ ra ít sức lao động mà đạt hiệu quả cao. Năng lực của học sinh sẽ là
đích cuối cùng của dạy học, giáo dục. Bởi vậy, những yêu cầu về phát triển
năng lực học sinh cần đặt đúng chỗ của nó trong mục đích dạy học.
Năng lực của mỗi người một phần dựa trên cơ sở tư chất. Nhưng điều
chủ yếu là năng lực hình thành, phát triển và thể hiện trong hoạt động tích cực
của con người dưới sự tác động của rèn luyện, dạy học và giáo dục. Việc hình
thành và phát triển các phẩm chất nhân cách là phương tiện có hiệu quả nhất
để phát triển năng lực.
* Khái niệm sáng tạo
“Sáng tạo là một hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh
thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị giúp giải quyết
một khó khăn, bế tắc nhất định” (Bách khoa toàn thư Liên Xô, tập 42, trang
54).
* Đặc điểm của năng lực sáng tạo trong dạy học
Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật chất, tinh
thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những
hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới.


13
+ Đề xuất được những phương án dùng những dụng cụ thí nghiệm đã
chế tạo để làm thí nghiệm kiểm tra các dự đoán trên và kiểm nghiệm lại kiến
thức lí thuyết đã học.
+ Vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tế một cách linh hoạt như giải
thích một số hiện tượng vật lí và một số ứng dụng kĩ thuật có liên quan.
Chính những biểu hiện trên đây là tiêu chí để đánh giá tính tích cực và
năng lực sáng tạo của học sinh.
1.1.2. Cơ chế sáng tạo khoa học
1.1.2.1. Cơ chế trực giác
Theo Anhxtanh thì quá trình sáng tạo khoa học diễn ra theo sơ đồ sau
(Hình 1.1) (Hình 1.1)
a. Chúng ta có những dữ liệu E, những dữ liệu trực tiếp của kinh
nghiệm cảm tính.
b. A là những tiên đề mà từ đó rút ra các kết luận. Về mặt tâm lí, A dựa
trên cơ sở của E nhưng không có một con đường lôgic nào để đi từ E đến A,
chỉ có một mỗi liên hệ trực giác (khái niệm tâm lí) luôn được tái diễn.
c. Từ các tiên đề A có thể rút ra một cách lôgic những khẳng định bộ
phận S
’

nghiêng và nhận thấy:
* Khi vật chuyển động xuống dưới, vật chuyển động nhanh dần (có gia
tốc). Để giữ nó đứng yên cần phải dùng sức.
* Khi vật đi lên cần phải dùng lực để đẩy nó lên cũng như giữ nó ở phía
trên.
- Từ các tiên đề và những dữ kiện trên rút ra được khẳng định bộ phận
là: Một vật nếu không có tác dụng của vật khác sẽ chuyển động thẳng đều mãi
mãi (bằng lôgic).
- Khi đối chiếu điều khẳng định đó với những dữ liệu E người ta đã
thường xuyên sử dụng những thí nghiệm tương đương với một mặt phẳng
nhẵn dài vô tận. Việc sử dụng thí nghiệm trên đệm không khí hiện nay cũng
chỉ có giá trị giúp cho việc khái quát hóa đó.
1.1.2.2. Chu trình sáng tạo khoa học (cơ chế Algôrít)

15
V.G.Razumôpxki khi khái quát những lời phát biểu của các nhà khoa
học nổi tiếng như Anhxtanh, Plăng, Boocnơ, Kapitta,…đã đề ra chu trình
sáng tạo khoa học gồm 4 giai đoạn (Hình 1.2) [11, tr.24]. + Chu trình bắt đầu bằng việc lựa chọn một nhóm những sự kiện qua quan sát,
(Hình 1.3)
1.1.3. Đặc điểm của tư duy trong sáng tạo
a. Trong sáng tạo, tư duy trực giác đóng vai trò quyết định. Trong tư
duy trực giác, tri thức nhận được một cách nhảy vọt đột biến, các giai đoạn
của nó không thể hiện một cách minh bạch. Con đường đó vẫn còn chưa được
sáng tỏ ngay cả đối với chủ thể sáng tạo.
b. Năng lực sáng tạo gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo và vốn hiểu biết của
chủ thể. Trong bất cứ một lĩnh vực nào càng thành thạo và có kiến thức sâu
rộng thì càng nhạy bén trong dự đoán, đề ra được nhiều dự đoán, nhiều
Sự kiện ban đầu
Mô hình giả thuyết
Hệ quả
Thực nghiệm
Các vật khác nhau rơi chạm đất đồng
thời (tháp nghiêng)
Sự rơi là chuyển động nhanh dần
( v ~ t)
Nếu vậy (s ~ t
2

1.1.4.2. Một số vấn đề kỹ thuật trong việc dạy học sinh sáng tạo
a. Tạo tình huống có vấn đề

18
Tạo tình huống có vấn đề thực chất là tạo ra một hoàn cảnh, một tình
huống để học sinh ý thức được vấn đề cần giải quyết, thấy được những hiểu
biết đã có của mình không đủ để giải quyết nhiệm vụ mới (mất cân bằng), tạo
ra hứng thú vượt qua khó khăn để hoàn thành nhiệm vụ và tư tưởng, nếu cố
gắng một chút sẽ giải quyết được (nằm trong vùng phát triển gần).
Nhiệm vụ học tập vật lí thường là phải xây dựng kiến thức mới,
phương pháp mới, công cụ mới giống như nhiệm vụ của các nhà khoa học.
Những nhiệm vụ này thường vượt quá trình độ, khả năng của học sinh. Bởi
vậy, giáo viên phải tìm cách phân chia nhiệm vụ lớn đó thành những phần
đơn giản hơn khiến cho học sinh cố gắng một chút là có thể làm được.
*Cách tạo ra tình huống có vấn đề như sau:
- Giáo viên mô tả một hoàn cảnh cụ thể mà học sinh có thể cảm nhận
được bằng kinh nghiệm thực tế, giáo viên biểu diễn một thí nghiệm hoặc yêu
cầu học sinh làm một thí nghiệm đơn giản để làm xuất hiện hiện tượng cần
nghiên cứu, nêu câu hỏi.
- Giáo viên yêu cầu học sinh mô tả lại hoàn cảnh hoặc hiện tượng bằng
chính lời lẽ của mình theo ngôn ngữ vật lí.
- Giáo viên yêu cầu học sinh sơ bộ dự đoán diễn biến của hiện tượng
hay giải thích nguyên nhân của hiện tượng dựa trên kiến thức đã có.
- Giúp học sinh phát hiện ra là những kiến thức mà họ đã có không đủ
để giải quyết nhiệm vụ học tập, không trả lời được câu hỏi nêu ra, thấy được
sự cần thiết phải xây dựng kiến thức mới.
b. Luyện tập, phỏng đoán, nêu giả thuyết
Giả thuyết là một câu trả lời dự đoán có căn cứ nhưng không chắc chắn.
như đã biết, việc đưa ra dự đoán phải dựa vào trực giác. Có thể luyện tập
được là nhờ tạo ra được tình huống có vấn đề nằm trong vùng phát triển gần

20
d. Luyện tập, làm quen với các phương pháp tìm tòi nghiên cứu của
vật lý học
* Phương pháp thực nghiệm
Là một phương pháp tìm tòi nghiên cứu sáng tạo không những được
dùng phổ biến trong nghiên cứu vật lí mà còn được sử dụng trong nhiều
ngành khoa học tự nhiên khác, đã trở thành một phương pháp có hiệu quả
nghiên cứu các tính chất và quy luật của tự nhiên.
Phỏng theo phương pháp thực nghiệm của các nhà vật lí học, việc dạy
học theo phương pháp thực nghiệm gồm các giai đoạn chính sau:
- Giai đoạn 1: Giáo viên mô tả một hoàn cảnh thực tiễn hay biểu diễn
một thí nghiệm và yêu cầu học sinh giải thích nguyên nhân của hiện tượng
(do một tính chất của sự vật hay một quy luật nào đó). Nêu lên một câu hỏi
mà học sinh chưa biết câu trả lời, cần phải tìm tòi nghiên cứu mới trả lời
được.
- Giai đoạn 2: Yêu cầu học sinh đưa ra một câu trả lời dự đoán hay còn
gọi là giả thuyết, dự đoán này có căn cứ nhưng không chắc chắn. Với cùng
một vấn đề có thể có nhiều dự đoán khác nhau.
- Giai đoạn 3: Từ dự đoán có tính khái quát, dùng suy luận lôgic hay
suy luận toán học đưa đến một hệ quả cụ thể, dự đoán một hiện tượng mới
trong thực tiễn.
- Giai đoạn 4: Xây dựng và thực hiện một phương án thí nghiệm để
kiểm tra dự đoán, nghĩa là kiểm tra xem hệ quả dự đoán ở trên có phù hợp với
kết quả thí nghiệm, với thực tiễn không. Nếu phù hợp thì dự đoán trên trở
thành chân lý, thành kiến thức mới, nếu không phù hợp thì phải bỏ đi và xây
dựng một giả thuyết mới.
- Giai đoạn 5: Ứng dụng vào thực tế. Vận dụng kiến thức mới thu được
để giải thích hay dự đoán một số hiện tượng khác trong thực tiễn. Trong một

21

hình mới.
Mỗi mô hình chỉ phản ánh được một số tính chất của đối tượng gốc.
Những mô hình có thể bao gồm mô hình cũ như một trường hợp riêng.
e. Hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề
Trong hoạt động tìm tòi nghiên cứu sáng tạo, muốn giải quyết được vấn
đề phải thực hiện hai khâu quan trọng là: thu thập và sử lí thông tin. Có thể
thu thập thông tin từ tài liệu sách báo, quan sát thực tế, tự nhiên hoặc bằng
cách làm thí nghiệm. Còn việc sử lí thông tin thì có thể dùng các phương
pháp:
+ Vẽ các đồ thị biểu diễn đồng thời hai đại lượng. Từ đó dự đoán ra
quy luật về mối liên hệ giữa chúng.
+ Quy nạp, khái quát hóa các sự kiện để đưa ra dự đoán.
+ Thực hiện các phép biến đổi toán học hay lập luận lôgic để suy ra hệ
quả.
+ Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra.
+ Thực hiện các thí nghiệm kiểm tra.
Các kiểu hướng dẫn giải quyết vấn đề.
۞ Hướng dẫn tái tạo: giáo viên gợi ý để học sinh nhớ lại một tính chất,
một định luật, một phép đo đã biết cần dùng cho việc nghiên cứu hiện tượng
mới. Phát hiện những dấu hiệu của hiện tượng mới có liên quan đến một tính
chất, một định luật đã biết.
۞ Hướng dẫn tìm tòi từng phần: chia vấn đề học tập, cần giải quyết
thành nhiều phần, mỗi phần chỉ bị chi phối bởi một vài yếu tố. học sinh có thể
tự lực giải quyết từng phần. Sau đó giáo viên tập hợp lại, hệ thống hóa lại,
tìm ra câu trả lời cho câu hỏi lớn nêu ra từ đầu.

23
۞ Hướng dẫn tìm tòi khái quát: Khi học sinh đã làm quen với một số
phương pháp giải quyết vấn đề, đã biết sơ đồ các giai đoạn của tiến trình giải
quyết vấn đề, giáo viên có thể hướng dẫn học sinh thảo luận ra phương pháp

- Đọc lướt để nhận biết mục đích của đoạn văn nói về vấn đề gì.
- Đọc kỹ từng đoạn, tìm hiểu ý nghĩa các từ mới, các kiểu câu mới, tìm
hiểu ý chính của đoạn văn.
- Tóm tắt nội dung chính của đoạn văn bằng ngôn ngữ của mình chứ
không phải nhắc lại nguyên văn.
- Ghi chép một số cách lập luận đáng chú ý.
- Vẽ lại các hình và nêu ý nghĩa của từng kí hiệu trên hình.
- Từ viết tóm tắt toàn bài, tóm tắt chương.
2. Thu thập thông tin từ quan sát thí nghiệm.
Việc làm này được thực hiện rất nhiều lần, mỗi lần đều có cách làm
riêng. Tuy nhiên, có thể theo sơ đồ định hướng chung sau đây:
a. Nêu mục đích thí nghiệm (khảo sát cái gì, trên mối quan hệ nào).
b. Lựa chọn dụng cụ (tạo ra hiện tượng gì, đo lường đại lượng nào).
c. Vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm (nên dùng kí hiệu cho gọn).
d. Lắp ráp dụng cụ theo sơ đồ đã chọn
e. Trình tự tiến hành theo các thao tác và dự kiến quan sát được điều gì
sau mỗi thao tác.
f. Ghi chép các dấu hiệu, số liệu quan sát được, lập thành biểu bảng.
g. Phân tích các kết quả quan sát bằng lập luận lôgic, tính toán định
lượng. Trả lời câu hỏi nêu lên ở phần mục đích
3. Sử dụng đồ thị.
a. Vẽ đồ thị hai thông số.

25
b. Đọc đồ thị.
c. Từ đồ thị dự đoán quy luật của hiện tượng.
4. Nêu dự đoán, đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra.
5. Giải bài tập vật lí.
a. vận dụng thường xuyên và nghiêm ngặt 4 bước giải bài tập vật lí:
+ Bước 1: Nghiên cứu đầu bài.