1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
------o0o-----
NGUYỄN THỊ NGỌC LAN
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG
BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG
“CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” LỚP 10
(CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO)
LUẬN VĂN THẠC SỸ GIÁO DỤC HỌC
NGHỆ AN - 2012
2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
------o0o-----
NGUYỄN THỊ NGỌC LAN
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG
BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG
“CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” LỚP 10
Nguyễn Thị Ngọc Lan
4
Mục lục
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Mở đầu: ...........................................................................................................1
Nội dung:
Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BTST VỀ VẬT LÍ.
1.1. Năng lực sáng tạo và năng lực tư duy sáng tạo của học sinh.....................5
1.1.1.Năng lực tư duy sáng tạo. ....................................................................5
1.1.2. Khái niệm về tư duy sáng tạo..............................................................9
1.2. BTST và việc bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS trong dạy
học...................................................................................................................10
1.2.1. Hoạt động giải bài tâp vật lí..............................................................10
1.2.2. Cơ sở định hướng việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí..........11
1.3. Bài tập sáng tạo........................................................................................13
1.3.1. Cơ sở lí thuyết của BTST..................................................................13
1.3.2. Phân biệt BTLT và BTST.................................................................13
1.3.3. Vai trò của BTST trong dạy học vật lí..............................................14
1.4. Phân loại bài tập sáng tạo về vật lí ..........................................................15
1.4.1. Bài tập có nhiều cách giải..................................................................16
1.4.2. Bài tập có hình thức tương tự nhưng có nội dung biến ....................16
5
1.4.3. Bài tập thí nghiệm.............................................................................17
6
3.5. Kết quả kiểm tra sau thực nghiệm............................................................56
3.5.1. Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm..................................................56
3.5.2. Phân tích số liệu thống kê..................................................................59
Kết luận chương 3..........................................................................................61
Kết luận .........................................................................................................62
Tài liệu tham khảo...........................................................................................63
PHỤ LỤC........................................................................................................P1
Phụ lục1: Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chương "Các định luật bảo toàn
lớp 10"..........................................................................................P1
Phụ lục 2: Phiếu điều tra học sinh..................................................................P4
Phụ lục 3: Phiếu điều tra giáo viên.................................................................P6
Phụ lục 4: Giáo án thực nghiệm.....................................................................P8
Phụ lục 5: Bài kiểm tra thực nghiệm sư phạm .............................................P25
Phụ lục 6: Một số hình ảnh thực nghiệm sư phạm…………………………P28
7
Danh mục các chữ viết tắt
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
Mở đầu
1. Lí do chọn đề tài.
2.
Nước ta đang trên đà phát triển và hội nhập quốc tế, Đảng và Nhà
nước ta đã có những chủ trương chính sách để bước vào thời kì phát
triển mới. Một trong những vấn đề quan tâm hàng đầu là vấn đề phát
triển nguồn nhân lực để nâng cao hiệu quả và năng suất lao động sản
xuất, vì vậy giáo dục là quốc sách hàng đầu. Chất lượng giáo dục học
sinh bậc THPT sẽ đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc tạo ra một
động lực thúc đẩy sự phát triển của đất nước.
Việc nâng cao chất lượng giáo dục phải thực hiện gắn liền với việc đổi mới
về mục tiêu, nội dung chương trình, đổi mới về phương pháp giảng dạy để
đảm bảo HS có thể đáp ứng được những cầu yêu nhất định. Ở trường phổ
thông HS không những nắm vững nội dung kiến thức môn học mà còn phải
9
có khả năng vận dụng những kiến thức đó vào thực tiễn lao động sản xuất
hoặc tiếp tục học lên các bậc học cao hơn.
Đối với môn vật lí ở trường phổ thông thì việc giải bài tập vật lí để giúp học
sinh hiểu sâu hơn về lí thuyết,thấy được mối liên hệ giữa lí thuyết và thực tiễn
, giải thích được các hiện tượng vật lí xảy ra trong thế giới tự nhiên xung
quanh ta. Nó còn có một nhiệm vụ đặc biệt quan trọng đó là rèn luyện lối tư
duy sáng tạo. Không phải mọi bài tập vật lí đều có thể thực hiện được nhiệm
5.1. Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập vật lí chương "Các định luật bảo toàn"
lớp 10 ở trường THPT.
5.2. Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc bồi dưỡng tư duy và năng lực sáng tạo
cho HS.
5.3. Nghiên cứu lí luận về BTST trong dạy học vật lí.
5.4. Nghiên cứu mục tiêu, nội dung kiến thức chương "Các định luật bảo
toàn"lớp 10 Nâng cao.
5.5. Xây dựng và sử dụng hệ thống BTST chương "Các định luật bảo toàn"
Vật lí 10 Nâng cao .
5.6. Đề xuất các phương án dạy học sử dụng những BTST trong chương
"Các định luật bảo toàn" Vật lí 10 Nâng cao .
5.7. Thực nghiệm sư phạm.
6. Phương pháp nghiên cứu.
6.1. Phương pháp lý thuyết:
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về tư duy và năng lực sáng tạo.
- Vai trò BTST và sử dụng BTST trong quá trình dạy học.
6.2. Phương pháp thực nghiệm:
- Nghiên cứu thực tiễn: Quan sát, điều tra, thực trạng. Nghiên cứu chương
trình, sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo liên quan đến chương
"Các định luật bảo toàn" Vật lí 10 Nâng cao.
- Xây dựng đề xuất tiến trình sử dụng BTST chương "Các định luật bảo
toàn" lớp 10 .
- Thực nghiệm sư phạm, kiểm chứng giả thiết khoa học của đề tài và kết
quả nghiên cứu.
11
6.3. Phương pháp thống kê toán học.
- Xử lí số liệu điều tra và kết quả thực nghiệm sư phạm bằng phương pháp
thống kê toán học.
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 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 các phẩm chất quan trọng như: Tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính độc
đáo, tính nhạy cảm, … Đối với HS, 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
13
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 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 phát
triển trong quá trình hoạt động của chủ thể. Bởi vậy, muốn hình thành năng
lực sáng tạo cho HS, GV phải rèn luyện cho HS thói quen nhìn nhận mỗi sự
kiện dưới những góc độ khác nhau, biết đặt ra nhiều giả thiết khi giải thích
một hiện tượng, biết đề xuất nhiều phương án khác nhau khi giải quyết một
tình huống. Cần giáo dục cho HS không vội vã bằng lòng với giải pháp đầu
tiên được đề xuất, không suy nghĩ cứng nhắc theo quy tắc 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 mẻ trong tư duy sáng tạo của HS .
1.1.1.Năng lực tư duy sáng tạo
Để bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS có nhiều phương pháp,
nhiều phương tiện khác nhau. Dùng BTST để dạy học sáng tạo là một phương
tiện bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS rất hữu ích. Cơ sở lí luận của
BTST là tư duy sáng tạo và dạy học sáng tạo.
1.1.1.1.Khái niệm về năng lực
truyền tạo ra những điều kiện ban đầu để con người có thể hoạt động có kết
quả trong lĩnh vực nhất định. Tuy nhiên, di truyền không thể quy định những
giới hạn tiến bộ của xã hội loài người nói chung và của từng người nói riêng.
Những đặc điểm sinh học mặc dầu có ảnh hưởng đến quá trình hình thành tài
năng, cảm xúc, sức khỏe, thể chất của con người, nhưng nó chỉ tạo nên tiền đề
của sự phát triển năng lực. Mặt khác những tư chất được di truyền chỉ đặc
trưng những lĩnh vực hoạt động hay sáng tạo cụ thể, do trình độ phát triển của
những loại hình sản xuất, khoa học, nghệ thuật, … và như là hoạt động sáng
tạo của cá nhân quyết định. Những tư chất có sẵn trong cấu tạo của não, trong
các cơ quan cảm giác, các cơ quan vận động và ngôn ngữ … là điều kiện để
thực hiện có kết quả một hoạt động cụ thể. Tuy nhiên sự thành công trong
một lĩnh vực phần lớn phụ thuộc vào hoàn cảnh thực tiễn, vào lao động học
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 kinh
nghiệm 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,
15
phương tiện, hành động và đặc biệt cho hoạt động giao lưu của mỗi cá nhân
với xã hội mà nhờ 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 tế không …
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:
quá trình phát triển của các sự vật hiện tượng. Trong dạy học vật lí, vận dụng
so sánh – tương tự có thể giúp HS tìm ra được bản chất của các đại lượng vật
lí. Trừu tượng hóa là hoạt động nhằm lựa chọn và rút ra được những cái
chung và bản chất của một số đối tượng. Khái quát hóa nhằm gom những đối
tượng có cùng thuộc tính chung và bản chất vào một nhóm. Trừu tượng hóa
và khái quát hóa luôn có quan hệ chặt chẽ với nhau khi tiến hành phân loại
đối tượng. Việc hình thành năng lực khái quát hoá – trừu tượng hóa liên 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. Trong
dạy học vật lí, người ta quan tâm đến các loại tư duy chủ yếu sau:
- 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 :
- Tư duy tái tạo
Là tái tạo những mối liên hệ đã biết hoặc nhận thức các liên hệ đó theo
những 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
những con người có thể hiểu biết thế giới chứ không thể cải tạo thế giới. Còn
tư duy sáng tạo thường xuất hiện trong quá trình nghiên cứu khoa học của các
nhà khoa học. Vì thế để sản phẩm của quá trình dạy học là những con người
năng động, sáng tạo, hiểu biết và có thể 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 mô phỏng quá trình nhận thức
của các nhà khoa học.
để nghĩ tới những mối quan hệ có thể của các cái đã cho và cái phải tìm, sao
cho có thể thấy được cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã
cho. Từ đó tìm ra mối liên hệ tường minh giữa cái phải tìm và cái đã biết, tức
là tìm được lời giải đáp.
18
Bài tập đa dạng và phong phú có nhiều cách phân loại khác nhau (bài tập
định tính, bài tập định lượng, bài tập thí nghiệm, bài tập nguỵ biện, …) dựa
vào cách đặt vấn đề về tiêu chí giải bài tập vật lí mà người ta phân loại các
dạng bài tập. Cũng khó có thể đưa ra một phương pháp chung để giải bài tập
vật lí có tính vạn năng để áp dụng cho việc giải một bài tập cụ thể.
Ở đây chỉ đưa ra sơ đồ định hướng chung (gồm các bước) để tiến hành giải
một bài tập vật lí (HS đã được làm quen từ THCS). Dựa vào các bước để tiến
hành giải một bài tập GV có thể kiểm tra hoạt động học của HS và giúp HS
giải tập có hiệu quả.
Bước 1: Tìm hiểu đầu bài
Bước 2: Xác lập các mối liên hệ cơ bản của các dữ kiện xuất phát và các
cái phải tìm.
Bước 3: Rút ra các kết quả cần tìm.
Bước 4: Kiểm tra xác nhận kết quả
1.2.2. Cơ sở định hướng việc hướng dẫn HS giải bài tập vật lí [23]
Muốn cho việc hướng dẫn giải bài tập được định hướng một cách đúng đắn
GV phải phân tích được phương pháp giải bài tập cụ thể bằng cách vận dụng
những hiểu biết về tư duy giải bài tập vật lí để xem xét việc giải bài tập cụ thể
đó. Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể của việc HS giải bài
tập để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp. Nội dung trên được minh hoạ bằng
sơ đồ sau:
Tư duy giải bài
tập vật lí
đó (ví dụ bài tập động học, động lực học, …) thông qua việc giải bài tập HS
nắm được các algôrit giải cho từng loại bài tập.
b. Hướng dẫn tìm tòi
Là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS suy nghĩ tìm tòi phát hiện
cách giải quyết, không phải là giáo viên chỉ dẫn cho HS hành động theo mẫu
đã có mà GV gợi mở cho HS tìm tòi cách giải quyết, HS tự xác định hành
động cần thực hiện để đạt được kết quả. Kiểu định hướng này nhằm đảm bảo
yêu cầu phát triển tư duy cho HS, tạo điều kiện để HS tự lực tìm tòi cách giải
quyết.
Khó khăn của kiểu định hướng tìm tòi là ở chỗ hướng dẫn của GV phải làm
sao không đưa HS thực hiện các hành động theo mẫu mà phải có tác dụng
định hướng tư duy của HS vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiện cách
giải quyết vấn đề của bài tập.
c. Định hướng khái quát chương trình hoá
Là kiểu hướng dẫn HS tự tìm tòi cách giải quyết. Nét đặc trưng của kiểu
hướng dẫn này là GV định hướng hoạt động của HS theo đường lối khái quát
hoá giải quyết vấn đề. Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải
quyết của HS. Nếu HS gặp trở ngại không vượt qua được thì GV phát triển
20
định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bước bằng cách gợi ý
thêm cho HS để thu hẹp hơn phạm vi tìm tòi, giải quyết vấn đề. Nếu HS vẫn
không giải quyết được thì GV chuyển dần hướng dẫn theo mẫu giúp HS hoàn
thành yêu cầu của một bước sau đó yêu cầu HS tự lực, tìm tòi giải quyết bước
tiếp theo. Cứ như thế cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra.
Kiểu hướng dẫn khái quát chương trình hoá trong hoạt động giải tập vật lí
của HS nhằm phát huy tính độc lập, tự lực thực hiện các hành động tư duy
đồng thời dạy cho HS cách tư duy.
1.3. Bài tập sáng tạo
"mới" tại thời điểm 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 cầu
luyện tập kĩ năng và phát triển tư duy của HS qua mô hình sau đây .
Bài tập luyện tập
- Đã có angôrit giải
- Áp dụng các kiến thức xác định đã
biết để giải.
- Dạng BT theo khuôn mẫu nhất định.
- Tình huống quen thuộc.
- Có tính tái hiện.
- Không yêu cầu khả năng đề xuất
đánh giá.
Bài tập sáng tạo
- Cần tìm angôrit giải hợp lí
- Vận dụng linh hoạt, sáng tạo từ
những kiến thức cũ.
- Không theo khuôn mẫu nào đã có.
- Tình huống mới.
- Có tính phát hiện.
- 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 giải
BTST là một dạng hoạt động sáng tạo. Thông qua sự phân biệt giữa BTLT và
BTST, chúng ta thấy hoạt động giải BTST giữ một vai trò to lớn trong việc
bồi dưỡng, phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học vật lí. Bởi vì
chính BTST giúp cho HS trong việc khắc sâu nội dung kiến thức, giúp họ
trong việc đào sâu và xây dựng các mối liên hệ giữa các bộ phận kiến thức
của mình, từ đó có phương pháp điều chỉnh, hoàn thiện hoạt động dạy của
mình cũng như hoạt động học của HS, đặc biệt phát hiện được HS có năng
khiếu về vật lí.
1.4. Phân loại bài tập sáng tạo về Vật lí [19],[23],[24].
Dạng của BTST có thể rất khác nhau: Câu hỏi, bài tập định tính, bài tập
định lượng và bài tập thí nghiệm, thực hành vật lí, thiết kế một mô hình kĩ
thuật, … Theo V.G Ra-zu-mốp-xki dựa theo sự tương tự giữa quá trình sáng
tạo khoa học với tính chất của quá trình tư duy trong việc giải các bài tập
BTST, chia BTST 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 kĩ thuật.
- Bài tập thiết kế: Đòi hỏi trả lời câu hỏi "Làm thế nào?" tương tự với "sáng
chế" trong sáng tạo khoa học kĩ thuật.
Sự phân loại trên có tính khái quát cao nên khó vận dụng trong dạy học. Các
câu hỏi "Tại sao?" và "Như thế nào?" cũng thường xuất hiện ở những bài tập
23
luyện tập. Để dễ vận dụng trong thực tiễn dạy học nên kết hợp cách phân loại
này với cách phân loại theo các phẩm chất của tư duy sáng tạo. Tư duy sáng
tạo bộc lộ các phẩm chất:Tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính độc đáo và tính
nhạy cảm. Bốn phẩm chất này có tính độc lập tương đối ở một mức độ nào
đó, có thể khai thác trong dạy học các BTST nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo
cho HS. Từ đó, đề xuất các dấu hiệu nhận biết BTST như sau:
1.4.1. Bài tập có nhiều cách giải
Đây là dạng phổ biến trong hệ thống BTST cho HS thói quen suy nghĩ
không rập khuôn máy móc. Thường xuyên cho HS làm việc với dạng bài tập
này làm cho HS nhận thức rằng: Khi xem xét một vấn đề cần nhìn từ nhiều
góc độ, nhiều quan điểm khác nhau, từ đó có nhiều con đường đạt đến mục
đích và chọn ra con đường nào hiệu quả nhất.
có thể phân làm hai loại là: Bài tập thí nghiệm quan sát và giải thích hiện
tượng và bài tập thí nghiệm thiết kế phương án thí nghiệm nhằm giải quyết
yêu cầu của đề tài.
Bài tập thí nghiệm định lượng: Là loại bài tập mà khi giải ngoài việc chú ý
đến hiện tượng vật lí, HS 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
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.
1.4.4. 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 dữ
kiện hoặc sai dữ kiện. Việc đòi hỏi HS phải nhận biết và chứng minh được dữ
kiện "có vấn đề" là mục đích của bài tập. Tính sáng tạo ở đây là HS phải nhận
ra sự không bình thường của bài tập, chỉ ra được mâu thuẫn giữa các dữ kiện
và có thể đề xuất các cách điều chỉnh dữ kiện để được bài tập thông thường.
Việc phân tích kết quả nhận được, đối chiếu kết quả với các dữ kiện bài tập đã
cho trong trường hợp bài tập cho thừa dữ kiện quan trọng hơn chính quá trình
giải.
1.4.5. Bài tập nghịch lý và ngụy biện
Bài tập nghịch lý và ngụy biện là những bài tập trong đó đề bài chứa đựng
một sự ngụy biện nên đã dẫn đến nghịch lý: Kết luận rút ra mâu thuẫn với
25
thực tiễn hoặc mâu thuẫn với những nguyên tắc, định luật vật lí 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
Copyright: Tài liệu đại học ©