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

Nghệ An 2012


2

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


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.


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


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



7

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

MỞ ĐẦU

1. LÝ DO CHỌN 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.
Để giải quyết vấn đề này, không gì hơn đòi hỏi ngành giáo dục phải
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


9

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

nâng cao chất lượng học tập vật lí của học sinh ở trường trung học phổ
thông.
5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
5.1 Nghiên cứu cơ sở lí thuyết bài tập sáng tạo về vật lí với việc
phát triển tư duy của học sinh trong quá trình dạy học.
5.2 Nghiên cứu mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức kỹ năng và
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.
5.4 Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo, chương “Các định luật bảo
toàn” - Vật lí 10 nâng cao.
5.5 Đề xuất các phương án sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo đã
xây dựng vào dạy học ở trường THPT.
5.6 Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm xác định
mức độ phù hợp, tính khả thi và tính hiệu quả về kết quả nghiên cứu của đề
tài.
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu các tài liệu như: các tạp chí, các giáo trình, sách về
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.
6.2 Phương pháp điều tra


11

Tìm hiểu thực tế sử dụng bài tập trong quá trình dạy học vật lí ở
THPT nói chung và đối với chương “Các định luật bảo toàn”- Vật lí 10

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 Năng lực tư duy sáng tạo
1.1.1.1 Khái niệm về tư duy
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


13

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]
1.1.1.2 Khái niệm về năng lực
Trong tâm lí học hiện nay cũng có nhiều định nghĩa về năng lực:
Theo P.A 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 cũng như hiệu quả

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 lĩnh
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 nghĩ theo lề thói chung, không bị ràng buộc bởi những quy tắc hành
động cứng nhắc đã được học.
1.1.1.4 Năng lực tư duy sáng tạo
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
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 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


15

các kết quả mới từ lý thuyết và áp dụng những kiến thức khái quát thu được
vào thực tiễn.

16

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 mẻ đối với học sinh
(nếu chủ thể là học sinh) hoặc tính mới mẻ 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 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 học sinh.
1.1.2.3 Những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong
học tập

nghiệm để kiểm tra giả thuyết hay hệ quả suy ra từ 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. Chẳng hạn như đối với bài tập vật lý có nhiều cách


18

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.
1.1.2.4 Các yếu tố cần thiết cho việc rèn luyện năng lực sáng tạo
của học sinh trong học tập
Với mục đích giúp học sinh phát triển được tính sáng tạo trong học
tập thì trước hết người giáo viên phải nắm 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 thứ nhất: Là “hứng thú” – Đây là yếu tố quan trọng để có
thể nảy sinh sáng tạo. Cho nên, ngay từ 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 thứ hai: Học sinh phải có “kiến thức cơ bản” vững chắc.
Một quá trình sáng tạo bất kỳ bắt đầu từ sự tái hiện cái đã biết. Tâm lý học
hiện đại không phủ nhận vai trò của trí nhớ. Dĩ nhiên chỉ ghi nhớ đơn thuần,

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 bắt đầu từ 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.


20

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

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 cũng 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 hẹp, cần
phải được tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh mở rộng sang những phạm vi mới,
lĩnh vực mới. Trên con đường sử dụng những kiến thức, kĩ 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 chắc
chắn nên dùng kiến thức nào hay dùng phương pháp nào sẽ cho kết quả
chắc chắn. Khi đó “vấn đề” là tình huống lựa chọn.
- Tình huống bế tắc: 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 tắc.
- Tình huống ngạc nhiên bất ngờ là tình huống xảy ra theo chiều trái
với suy nghĩ 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 nghĩ tới và nhìn thấy.


22

1.1.4.2 Rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hiện các thao tác tư
duy, những hành động nhận thức phổ biến trong học tập Vật lý
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

sau:
Mô hình
giả định

Hệ quả
lôgic

Sự kiện

Thực
nghiệm

Quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm 4 giai đoạn như trên,
trong đó khó khăn nhất, đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những
sự kiện khởi đầu đề xuất mô hình giả thuyết và giai đoạn đưa ra phương án
thực nghiệm để kiểm tra hệ quả suy ra từ mô hình giả thuyết. Trong hai giai
đoạn này không có con đường suy luận logic mà chủ yếu dựa vào trực giác ;
ở đây tư duy trực giác giữ vai trò quan trọng bắt 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
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.

yêu cầu luyện tập kỹ năng và phát triển tư duy của học sinh qua mô hình sau
đây:
BÀI TẬP VẬT LÝ
Bài tập luyện tập
- Đã có angorit giải

Bài tập sáng tạo
- Cần tìm angorit giải hợp lý

- Áp dụng các kiến thức xác định đã - Vận dụng linh hoạt, sáng tạo từ
biết để giải.

những kiến thức cũ.


25

- Dạng bài tập theo khuôn mẫu nhất - Không theo khuôn mẫu nào đã có.
định.
- Tình huống quen thuộc.

- Tình huống mới.

- Có tính tái hiện.

- Có tính phát hiện.

- Không yêu cầu khả năng đề xuất, - Yêu cầu khả năng đề xuất, đánh
đánh giá.