LUU VAN SON
REN LUYEN NANG LUC SANG TAO CHO HQC SINH THONG QUA VIEC XAY DUNG VA SU DUNG BAI TAP
CHUONG “DONG HOC CHAT DIEM” VAT Li 10 THPT
Chuyên ngành: Lí luận va 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
Trang 2Lời đầu tiên tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Ta Trỉ Phương đã tận tình hướng dẫn hoàn thành luận văn này
Tác giả xin chân thành cảm ơn tới các thấy cô trong Ban Giám hiệu,
Khoa Vật lí và Phòng sau đại học trường Đại học sự phạm Hà Nội 2 đã tận
tình giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ hoàn thành khóa học
Chân thành cảm ơn Sở giáo dục tỉnh Điện Biên, Ban Giảm hiệu, giáo viên cộng tác và các em học sinh trường trung học phổ thông Thành Phố -
Thành phố Điện Biên Phủ đã tạo điều kiện giúp tác giả trong thời gian làm thực nghiệm tại trường
Cuối cùng tác giả xin cảm ơn gia đình bạn bè đã động viên, chỉa sẻ và ủng hộ trong thời gian học tập khóa học này
xin chân thành cảm ơn !
Điện Biên, tháng 9 năm 2010
Trang 3Tôi 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
Trang 4MUC LUC MỞ DAU 1 Lí đo chọn để ti cccccssssssssssssssscesssssssssneeseesseeeeeeesssssnnnneeteteceeeeretesssnnmeesess 1 2 Mục đích nghiên CỨU << x11 91 H1 TH HH re, 2 E00) 0u 07 2 4 Giả thuyết khoa hỌc -.s¿ 22 ©sc©+<9EEE1E21222112271112112112 2211211112 e1 3 5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu -2- 2 222+£+E£+EEt£EEtEEErExcrrkrrrxee 3 6 Phương pháp nghiÊn CỨU - 6 <6 6E S91 91 1 1 E1 9120 vn ng ưy 3 7 Cấu trúc luận văn ¿ 2-©se+2+22E12EE127152112112111211221121112112211 11.11 4 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐÈ TẢI re 4
1.1 Vấn đề rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí 4 1.1.1 Khái niệm năng lực sáng tạO -.- + S*t S9 it 4 1.1.2 Cơ chế sáng tạo khoa hỌC - «k1 S921 19 Hán ng gi, 7
1.1.2.1 Cơ chế trực giác -¿- 2< ++22122211211122152712 22110211 7
1.1.2.2 Chu trình sáng tạo khoa học (cơ chế Algơrít) ¿©-s+csz+cs¿ 8 1.1.3 Đặc điểm của tư duy trong sáng tạo -©2s+2cs+2xc2ExcEcEkecrxrree 10
1.1.4 Một số vẫn đề kỹ thuật trong việc dạy học sinh sáng tạo 11 IIE S0 ,(0A/) 000 6n 11 1.1.4.2 Một số vấn đề kỹ thuật trong việc dạy học sinh sáng tạo 11
1.2 Bài tập vật lý phé thong eececcesseessesssessuessecssesssecsecssesesesseessessseeseeete 20
1.2.1 Bài tập vật lý phổ thơng, - 2 ©©22+2+222EEtE2EE21112211 2112 212ecrxe 20
1.2.1.1 Bài tập đơn giản (tẬp dượtt) - c SĂ + Set s+ sư 21 1.2.1.2 Bài tập phức tạp (tông hOp) ceesscessssesssessssesssssssessseessseesseesssessseessess 21 1.2.1.3 Bài tập chứa đựng tỉnh huống mới -2- ¿+ 2+2+22E++ze+cxerree 21
Trang 51.3.1 Những điểm mới về mục tiêU - 2 2++E+2+E+EEE+ExE+EE2Exzerxrrerree 23 1.3.2 Những đặc điểm mới về phương pháp 2 2 ©s+s22se+ze=4 24
KÉT LUẬN CHƯƠNG I 22¿©222++222+2222E12222E1222122222122222.ecee 25
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SÓ BÀI TẬP CÓ ĐẶC TRƯNG SÁNG TẠO CHƯƠNG “ĐỘNG HOC CHAT DIEM” VAT LY 10
THPT (CHUONG TRINH CO BAN) sssssssssssssesssssessssseessisesssesessecassisesssesess 26
2.1 Nội dung kiến thức chương “Động học chất điểm” trong SGK vật lý 10 THPT (chương trình cơ bảï)) - <6 x4 3 21 1 9121 g1 ghi 26
»INN: lang nh 6 “.‹£1äŒäÄH) Ð 27
2.1.2 Chuyên động thắng đu - 2-22 22S22EE2EESEEE22E2711 221.2112121 e.Exee 27 2.1.3 Chuyên động thắng biến đối đều 2222 ©2S2E2SEECEEEEEeErerrree 28
2.1.4 Rơi tự đo Gia tốc rơi tự do Đ LÁT HH HH TH HH TH TH TH HH TH 28
2.1.5 Chuyên động tròn đều 2° ©-+2+++2+Et22E292E12221522112 2212221 crkee 28
2.1.6 Cộng vận tỐc ¿+ ©2s+2+<9EEE221412112111021112111211211 0011211 1eccey 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) ¿+ «+-++x++x+c+exeeeeereeses 30
2.3 Thực trạng về việc dạy và học bài tập vật lý cc<c<cc<cecee 31
2.3.1 Mục đích và phương pháp điều tra 2- 2c ©ze+xz+Evecrrxesrreeee 31
2.3.2 Tình hình học tập của học sinh «+ +< k ket gireskeeee 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) - 222252 e+EEe+zeereesrxerrs 33 2.4.1 Nguyên tắc biên soạn 2- + ©+<+22s222112211222122211211 2.112 1 re, 33
2.4.2 Một số bài tập có đặc trưng sáng †ạO - cSc se ssssrereereexee 34
Trang 62.5.3 Bài tập thiết kế, chế tạo (từ bài 12 đến bài 16) -e-ccc-: 47 2.6 Tiến trình đạy học một số bài "dạy giải bài tập vật lí" -¿ 50
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 55c: 65
CHUONG 3: THUC NGHIEM SƯ PHẠM -c-5c+cc+cccrvsrrreree 66
3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm - 5+ «5s 52+ ++x+s£+essxsexesxes+ 66
3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm - - + + xS+£#k£sE£sEeeseeseskrse 66
3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 5 555555 S+*se*+es++e+e+ee+e 67
3.4 Các bước tiến hành thực nghiệm 2-2222 ©++2+E+£+Ex+vrxerrreee 68
3.4.1 Lựa chọn các bài tẬp - - + tt ng TH HH ngư 68
3.4.2 Chọn trường thực nghiỆm - c5 32+ ***E**E+eEeeeeereeeeereersee 70
3.4.3 Chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng - 2-2 22+s2+zx+csz 70 3.4.4 Thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm -¿2- e2 70
3.4.5 Diễn biến thực nghiệm sư phạim <5 + x*E+vEskeeEeeeseekesee 70
3.4.5.1 Nội dung bài kiỂm tra c5 5+5 St 2xEEEEkerererkerrrrrrrererres 71 3.4.5.2 Trình bày bài kiỂm tra 2- 52+ ©222212221127121112122112211 211.211 xe 71 3.4.5.3 Đáp án va biểu GiGM oe eecceccceccecsesseessesssesseessesseessscsssessecseessesesesseesees 71
3.4.5.4 Tổ chức kiểm tra -5-ccct21211121,222 1.1 72
3.5 Kết qua thực nghiệm sư phạm 2- 2£ ©2£+2EESEEEvEEEeSEkerrrxrrrrcee 73 3.5.1 Yêu cầu trong quá trình sử lý kết quả thực nghiệm sư phạm 73 3.5.2 Sử lý số liệu kết quả kiểm tra 2222ECEEEEEEEE2221222222EEErrrerererrrerrrrree 74
Trang 71.1 Cứ một giây trôi qua có hàng nghìn ý tưởng sáng tạo được nay 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 đối 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 nỗ về khoa học — công nghệ, là thế ký mà “người ta coi sự sáng tao là yếu tô đặc trưng của con người” Trong thế kỷ 21, để Việt Nam trở thành một quốc gia
giàu mạnh, để có một xã hội phén vinh, thịnh vượng, không bị tụt hậu so với
thé 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 Đề làm được điều đó chúng ta phải đôi mới, hoàn thiện nền giáo dục Nền giáo dục của chúng ta
phải được đổi mới mạnh mẽ, sâu sắc toàn diện đề 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 Đáng và Nhà nước ta phải tiến hành đối 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
Trang 8hệ trẻ lại càng cần thiết và cấp bách hơn bao giờ hết Trước hết, việc rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh có thê được tiến hành ngay khi các em còn ngồi trên ghế nhà trường được thông qua việc thực hiện các quá trình sư
phạm, việc dạy học đối với các môn học khác nhau trong đó có môn vật lí
theo nội dung và phương pháp dạy học được đổi mới và phù hợp với thời đại
1.4 Khi nghiên cứu môn vật lí học: học sinh cần phải nắm được các kiến thức cơ bản, nắm được các khái niệm khoa học chuyên ngành, nắm được các định luật vật lí, biết vận dụng nhuần nhuyễn những kiến thức đã học vào
việc giải bài tập và giải bằng các cách khác nhau, đưa ra được các cách giải sáng tạo, thông minh Thông qua việc giái bài tập sẽ có khả năng rất cao để rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh Đã có một số công trình nghiên cứu về vấn để “Rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh”, tuy nhiên những đề tài liên quan đến khía cạnh bài tập còn chưa được chú ý thích đáng
Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi lựa chọn đề tài: “Rèn !uyện
năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua việc xây dựng và sử dụng bài tập chương “Động học chất điểm ” vật lí I0 THPT” đề nghiên cứu
2 Mục đích nghiên cứu
Biên soạn và sử dụng một số bài tập có đặc trưng sáng tạo trong chương “Động học chất điểm” vật lí 10 nhằm mục đích rèn luyện năng lực
sáng tạo cho học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học ở trường
phố thông
3 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc rèn luyện năng lực sáng tạo cho
học sinh THPT
Trang 9năng lực sáng tạo cho học sinh
- Nghiên cứu thực tién day hoc: Tim hiểu thực tế dạy học liên quan đến
rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua việc đạy 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 điển” 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 đề 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 đối 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
Trang 107 Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và danh mục các tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3 chương:
+ Chương 1: Cơ sở lí luận của để tài
+ Chương 2: Xây dựng và sử dụng một số bài tập có đặc trưng sáng tạo chương "Động học chất điểm" vật lí 10 THPT
Trang 11CHUONG 1: CO SO LY LUAN CUA DE TAI
1.1 Vấn đề rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí 1.1.1 Khai niệm năng lực sáng tạo
* Khải 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 ay” [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 nảo 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 đạy 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 dé phát triển năng lực
* Khải niệm sảng tạo
“Sáng tạo là một hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tỉnh
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)
* Dac diém cua nang luc sang tao trong day hoc
Trang 12Đối với học sinh năng lực sáng tao trong học tập chính là năng lực biết
giải quyết van dé hoc tập để tìm ra cái mới ở 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 tao chủ thể phải tìm cách giải quyết mâu thuẫn 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 hoặc có tính mới mẻ đối với loài người
Như vậy có thé nói rằng: 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, không bị gò bó phụ thuộc vào cái đã có
Năng lực nói chung và năng lực sáng tạo nói riêng không phải chỉ do
bâm sinh mà được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể Bởi vậy, muốn hình thành năng lực học tập sáng tạo, phải chuẩn bị cho học sinh những điều kiện cần thiết để có thế thực hiện thành công với một sỐ
kết quả mới mẻ nhất định hoạt động đó
Vậy, sản phẩm của sự sáng tạo không thể suy ra từ cái đã biết bằng cách suy luận logic hay bắt chước làm theo
* Biểu hiện của sự sáng tạo
Trong học tập, sự sáng tạo của học sinh được biểu hiện qua các hành động cụ thể sau:
+ Từ những kinh nghiệm thực tế, từ kiến thức đã có học sinh nêu được
giả thuyết Trong chế tạo dụng cụ thí nghiệm thì học sinh đưa ra được các
phương án thiết kế, chế tạo dụng cụ và cùng một thí nghiệm đưa ra được nhiều cách chế tạo khác nhau Đề xuất được những sáng kiến kĩ thuật đề thí nghiệm chính xác hơn, dụng cụ bền đẹp hơn
+ Học sinh đưa ra được dự đoán kết quả của giả thuyết Cụ thể là học
sinh đưa ra dự đoán kết quả của thí nghiệm, dự đoán được phương án nào
Trang 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 86 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) Trực giác A Légic Vv S Ss Ss x x x E Truc giac (Hinh 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 đề đi từ E đến A, chỉ có một mỗi liên hệ trực giác (khái niệm tâm lí) luôn được tái diễn
Trang 14d Những khẳng định đó được đối chiếu với E (kiểm tra bằng thí
nghiệm) Giai đoạn này cũng sử dụng tới trực giác vì mỗi quan hệ của các khái niệm chứa trong S` đối với các dữ kiện trực tiếp của kinh nghiệm cảm giác E không có tính lôgic về mat ban chat
Ví dụ: Các định luật Newton và cả thuyết tương đối hẹp dựa trên một
loạt các tiên đề, chang hạn tính đồng nhất và đăng hướng của không gian, sự tương đương của khối lượng quán tính và khối lượng hấp dẫn
- Trước khi tìm ra định luật I Newton nhiều nhà khoa học như Galile,
Newton, đã có những sự kiện trực tiếp của kinh nghiệm về chuyên động và lực
+ Nhiều thế ki trước người ta cho rằng để cho vật chuyển động với vận
tốc không đổi cần phải có sự tác động thường xuyên của các vat thé khác vào
vật
+ Galile làm thí nghiệm về chuyển động của vật trên mặt phẳng
nghiêng và nhận thấy:
* Khi vật chuyển động xuống dưới, vật chuyên động nhanh dần (có gia tốc) Đề giữ nó đứng yên cần phải dùng sức
* Khi vật đi lên cần phải dùng lực đề đây nó lên cũng như giữ nó ở phía trên
- Từ các tiên để và những dữ kiện trên rút ra được khẳng định bộ phận là: Một vật nếu không có tác dụng của vật khác sẽ chuyên 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
nhẫn đài 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
Trang 15V.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] Mô hình Các hệ quả giả định trừu tượng + logic : ˆ x ae eee fetes Bo ke v a 1 Những sự kiện Thí nghiệm ' khởi đầu <— kiém tra (Hinh 1.2) + Chu trinh bat dau bang việc lựa chọn một nhóm những sự kiện qua quan sát, thí nghiệm
+ Từ những sự kiện đó đề ra giả thuyết về tính tổng quát của chúng, nó cho phép nhìn thấy trước (tiên đoán) những sự kiện khác vẫn còn chưa biết
+ Trong rất nhiều trường hợp, không thể kiểm tra được các giả thuyết đó Do đó cần đề xuất các hệ quả cho phép kiểm tra được
+ Nếu hệ quả khẳng định bằng thực nghiệm thì mô hình trìu tượng
được chấp nhận làm cơ sở cho lý thuyết đó Nếu thực nghiệm không khẳng định cần tiến hành điều chỉnh hoặc thay thế bằng một mô hình trìu tượng
khác
Trong mọi giai đoạn của chu trình đều cần đến sự sáng tạo nhưng có
Trang 16tượng và đưa ra các hệ qua légic vì ở đây không thê dùng tư duy légic ma nho trực giác khoa học Vi du: Sự tìm ra định luật rơi tự do (Hình 1.3) Các vật khác nhau rơi chạm đất đồng Sự kiện ban đầu ————————”Ì thời (tháp nghiêng) Ỷ Ỷ 2 x M6 hinh gia thuyét > Sự rơi là chuyên động nhanh dân (v~Ð v v Hé qua —————_> Nếu vậy (s ~ t’) v v Thue nghigém —————————> Kiểm tra thông qua chuyển động : : trén mang nghiéng (Hinh 1.3) 1.1.3 Dac diém cia tw duy trong sang tao
a Trong sang tao, tu duy truc giac dong vai tro quyét dinh Trong tu 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
Trang 17phương án để lựa chọn càng tạo điều kiện cho trực giác phát triển (điều này vô cùng quan trọng trong dạy học vì không thể rèn luyện năng lực sáng tạo mà tách rời với học tập)
c Đặc trưng tâm lí quan trọng của hoạt động sáng tạo là tính chất hai
mặt chủ quan và khách quan
- Tính cách tân của sản phẩm tạo ra có tính chủ quan (vì đặc điểm này mà người ta có thể phát minh ra cái mà người khác đã phát minh Trong Vật lý học có nhiều phát minh mang tên hai nhà Bác học) Cũng vì lí do này mà có thể khẳng định bắt kì một người bình thường nào cũng đều tham gia vào sự sáng tạo ít nhiều trong cuộc sống
- Tính khách quan: Đối với người nghiên cứu các quá trình sáng tạo là
một quá trình diễn ra có quy luật, tác động qua lại giữa ba thành tố: tự nhiên, ý thức của con người và sự phản ánh của tự nhiên vào ý thức con người 1.1.4 Một số vẫn đề kỹ thuật trong việc dạy học sinh sáng tạo
1.1.4.1 Một vài quan niệm
- Dạy sáng tạo là sự khơi dậy kích thích tiềm năng sáng tạo đã có trong
mỗi người
- Trong mỗi con người đều có sẵn các khả năng sáng tạo Vấn để là cần
khơi dậy đề các khả năng đó bộc lộ ra như thế nào ?
- Với học sinh thì sự sáng tạo là tạo ra cái mới cho chính bản thân họ (với giáo viên và các người khác thì có thê không còn là mới) Bởi vậy, hoạt động sáng tạo đối với học sinh mang ý nghĩa tập dượt sáng tạo, sáng tạo lại
Điều quan trọng không phái là những sản phẩm sáng tạo mà là khả năng sáng tạo ở họ (kiến thức học sinh sáng tạo ra sau này họ có thê quên đi nhưng năng lực thì được phát triển)
Trang 18Tạo 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 thé lam được
*Cách tạo ra tình huống có vấn đề như sau:
- Giáo viên mô tả một hoàn cảnh cụ thê mà học sinh có thể cảm nhận
được bằng kinh nghiệm thực 6, giáo viên biểu điễn 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, phóng đoán, nêu giá thuyết
Giả thuyết là một câu trả lời đự 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
Trang 19Những căn cứ đề đưa ra dự đoán có thể là:
- Dựa vào liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có từ trước
- Dựa vào sự tương tự: sự giông nhau về cấu tạo có thể dẫn đến sự giống nhau về tính chất; sự tương tự về cấu trúc có thê dẫn đến sự giống nhau
về chức năng; sự tương tự về hiện tượng có thể do sự giống nhau về bản chất - Quan niệm nhân quả: Hai hiện tượng luôn xuất hiện đồng thời có thể
dự đoán giữa chúng có quan hệ nhân quả
- Dựa trên sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình
- Dựa trên việc suy rộng, mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến
thức
- Dựa trên các mối quan hệ định lượng thường thấy trong vật lý: tỉ lệ
thuận, tỉ lệ nghịch, hàm số bậc nhất, tỉ lệ bậc hai, tỉ lệ theo hàm số lượng giác,
hàm số mũ, sự bảo toàn của một số đại lượng
c Luyện tập, đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra
Điều quan trọng là đề xuất được phương án thí nghiệm kiểm tra, tìm
được những biểu hiện cụ thể trong thực tế của các hệ quả lôgic suy ra bằng
suy luận lý thuyết Còn không yêu cầu học sinh thực hiện được thí nghiệm kiểm tra vì việc này đòi hỏi phải có những trang thiết bị nhiều khi không có sẵn trong lớp học
Hệ qua ly thuyét thường là một hiện tượng mới mà hoc sinh chưa gặp
Trang 20d 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 phố 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 l: 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 đự 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 dé 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
Trang 21số trường hợp sẽ phát hiện được giới hạn áp dụng của kiến thức đó và xuất hiện vấn đề mới cần tiếp tục nghiên cứu giải quyết
* Phương pháp mô hình
Trong vật lí học ta hiểu “Mô hình là một hệ thống được hình thành trong óc hay được biểu hiện bằng vật thế”, hệ thông đó phản ánh những thuộc tính bản chất của đối tượng nghiên cứu Bởi vậy, việc nghiên cứu mô hình sẽ cung cấp cho ta những thông tin mới về đối tượng
Các loại mô hình thường dùng trong vật lí học:
- Mô hình vật chất (mô hình hệ mặt trời, mô hình động cơ đốt trong)
- Mô hình toán học (phương trình chuyên động, biểu thức của các định
luật)
- Mô hình đồ thị
- Mô hình biểu tượng: Không tồn tại trong không gian mà chỉ có trong tư duy (mô hình phân tử với nhiều tính chất phức tạp, mẫu nguyên tử Bo, )
Các giai đoạn của phương pháp mô hình:
+ Giai đoạn 1: thu thập các thông tin về đối tượng gốc, những thuộc
tính, bản chất của đối tượng
+ Giai đoạn 2: xây dựng mô hình Tìm một hệ thống kí hiệu, hình vẽ,
biểu tượng, vật thể có thể biểu diễn được những thuộc tính trên của vật gốc
+ Giai đoạn 3: thao tác trên mô hình Cho mô hình vận động, áp dụng
những phương pháp thực nghiệm hay lí thuyết tác động vào mô hình và thu được những kết quả, những thông tin mới (còn gọi là làm thí nghiệm tưởng tượng trên mô hình)
+ Giai đoạn 4: Làm thí nghiệm kiểm tra
Trang 22điều chỉnh ngay từ mô hình, bố sung, sửa chữa, hay bỏ đi để xây dựng mô
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 đề đưa ra dự đoán
+ Thực hiện các phép biến đổi toán học hay lập luận lôgic đề 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 van đề
Hướng dẫn tái tạo: giáo viên gợi ý để học sinh nhớ lại một tinh chat,
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
Trang 23Hướng 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 thê hướng dẫn học sinh thảo luận ra phương pháp giải quyết, sau đó để cho học sinh tự lực tìm tòi (có thể cá nhân hay theo nhóm)
g Rèn luyện khả năng tw hoc
Con đường tốt nhất đề hình thành cho học sinh kiến thức năng lực, thái độ là tổ chức cho học sinh tính tự lực hoạt động Nói cách khác, dạy học hiện
đại thực chất là dạy học sinh biết cách tự học, tự lực chiễm lĩnh kiến thức và hình thành năng lực Kết quả thực tế cho thấy có rất nhiều học sinh hầu như
mat han kha năng tự học: đọc một đoạn trong sách giáo khoa mà không hiểu sách nói gì, không làm được thí nghiệm theo hướng dẫn của sách, mọi thứ
đều dựa vào thầy, bắt chước, học thuộc, nhắc lại y nguyên lời thầy
Học tập là phải tự lực thực hiện các hành động Mỗi loại hoạt động đều có một số cách làm có hiệu quả, không thé tùy tiện Bởi vậy, giáo viên yêu
cầu phải thống kê ra các hoạt động phô biến mà học sinh phải thực hiện dé co
kế hoạch hướng dẫn rèn luyện cho các em tự lực thực hiện
Mỗi loại hoạt động gồm nhiều hoạt động, mỗi hoạt động lại gồm nhiều thao tác hay động tác Có hoạt động trí óc và hoạt động chân tay, thao tác vật chất và thao tác trí tuệ
Với hoạt động, thao tác vật chất thì dễ rèn luyện Giáo viên có thể làm
mẫu cho học sinh bắt chước
Với những hành động, những thao tác trí tuệ thì phức tạp hơn Giáo
viên chỉ có thể hướng dẫn bằng lời Đặc biệt giáo viên không nhìn thấy, không nhận biết được học sinh thực hiện như thế nào Chỉ căn cứ vào kết quả
Trang 24cần đặc biệt quan tâm đến rèn luyện các hành động trí tuệ, để cho học sinh
suy nghĩ tự làm
Sau đây là một số hành động thường gặp:
1 Thu thập thông tin từ đọc tài liệu, sách báo Cần thực hiện các thao tác sau đây:
- 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 hiệu 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
riêng
- 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 bai, tom 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 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 bồ trí thí nghiệm (nên dùng kí hiệu cho gọn)
d Lắp ráp dụng cụ theo sơ đồ đã chọn
e Trình tự tiễn 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 biéu 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
Trang 25b Doc dé thi
c Từ đồ thị dự đoán quy luật của hiện tượng
Nêu dự đoán, đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra
nA Giai bai tap vat li
a van dung thường xuyên và nghiêm ngặt 4 bước giải bài tap vat li:
+ Bước 1: Nghiên cứu đầu bài
+ Bước 2: Phân tích hiện tượng vật lí và lập kế hoạch giải
+ Bước 3: Trình bày lời giải
+ Bước 4: Kiểm tra và biện luận kết quả b Đặc biệt chú trọng khâu phân tích hiện tượng
c Giải bài tập trắc nghiệm
6 Thực hiện các lập luận lôgïc
a Luận 3 đoạn, 2 đoạn khi vận dụng kiến thức
b Quy nạp khoa học khi tìm biểu thức mới, quy luật mới c Lập luận tìm nguyên nhân của hiện tượng
7 Nêu lên các yếu tô của đại lượng vật lí, định luật vật lí a Đại lượng vật lí: + Đặc điểm định tính + Đặc điểm định lượng + Định nghĩa + Don vi do b Dinh luat vat li:
+ Nêu lên mối quan hệ nào
+ Phát biểu bằng lời, biểu điễn bằng công thức + ứng dụng trong đời sống, trong kỹ thuật 1.2 Bài tập vật lí phố thông
Trang 26Day giai bai tap vat li phé thong chiếm vị tri vô cùng quan trọng trong
hệ thống các phương pháp thực tế đang được sử dụng trong dạy học vật lí Kỹ năng áp dụng kiến thức vào thực tiễn là chỉ số chứng tỏ sự nắm kiến thức chính xác và vững chắc của học sinh Do đó, ngay cả khi mà sự nắm kiến thức là vững chắc, không hình thức thì việc dạy cho học sinh phương pháp
giải bài tập vật lí vẫn phải được coi trọng
Mục đích cơ bản của việc giải bài tập vật lí là thông qua quá trình giải
bài tập, học sinh hiểu một cách sâu sắc các quy luật vật lí, biết áp dụng các quy luật đó vào việc phân tích các hiện tượng vật lí cụ thể, các vấn đề thực tiễn cụ thể Ngoài ra bài tập vật lí còn là hình thức quan trọng để kiểm tra kiến
thức của học sinh; là hình thức tự lực của học sinh; là biện pháp phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh
Có nhiều cách phân loại bài tập khác nhau Nếu dựa vào phương tiện
giải có thể chia thành bài tập được diễn tả bằng lời (tự luận, trắc nghiệm, bài
tập đồ thị, bài tập thí nghiệm) Nếu dựa vào mục đích dạy học, bài tập được chia thành bài tập đơn giản (tập dượt), bài tập tổng hợp (phức tạp), bài tập chứa đựng tình huống mới, bài tập chứa đựng kiến thức mới và bài tập sáng
tạo Tất cả các bài tập này lại có thể chia thành bài tập định tính và bài tập
định lượng
Rõ ràng cach phân loại bài tập dựa vào mục đích dạy học là mục tiêu
nghiên cứu của để tài, đo đó cần làm sáng tỏ cách phân loại này 1.2.1.1 Bài tập đơn giản (tập dượt)
Nhằm mục đích củng có kiến thức về định nghĩa, khái niệm ngay trong
thời điểm nghiên cứu chúng và những định nghĩa khái niệm này liên quan tới việc giải thích các công thức, định luật, tức là bài tập mang tính tập dượt Mặc
Trang 27việc nắm vững kiến thức
1.2.1.2 Bài tập phức tạp (tổng hợp)
Đây là những bài tập đã phức tạp hơn, yêu cầu phải phân tích một tình
huống vật lý cụ thể, phải biết quy luật vật lí nào đặc trưng cho hiện tượng
được mô tả trong bai tap va phải biết vận dụng những kiến thức đã có nào để phân tích hiện tượng, biết sử dụng cơng thức tốn học nào VỀ cơ bản, để giải bài tập loại này không chỉ dựa vào trí nhớ mà cần tới khả năng tư duy đối tượng, chúng đòi hỏi học sinh phái tự lực gia công một số kiến thức nhất định cho phù hợp với điều kiện của bài tập Những bài tập loại này đáp ứng cho sự
nắm kiến thức một cách sâu sắc và biết áp dụng kiến thức đó (mức độ thứ ba
của việc nắm vững kiến thức)
1.2.1.3 Bài tập chứa dựng tình huống mới
Là những bài tập có tình huống ít giống hơn so với những tình huống đã có trong SGK hoặc trong giờ học Chẳng hạn trong SGK đã nghiên cứu chuyên động của cơ học theo phương nằm ngang (hình 1.4) thì có thê đưa ra bài tập tương tự nhưng hệ lại chuyển động theo phương thắng đứng (hình 1.5) Hoặc loại bài tập yêu cầu chuyển kiến thức từ lĩnh vực đối tượng này sang lĩnh vực đối tượng khác: áp dụng định luật Newton đề tính toán chuyển động của các hạt mang điện trong điện trường trong phần điện học
Trang 281.2.1.4 Bai tập sử dụng để thu được kiến thức mới
Với loại bài tập này, trong quá trình giải chúng học sinh sẽ thấy là một trong số những tình huống có vấn đề, phải biến đối chúng bằng cách đặt ra
nhiệm vụ mới
Chang hạn khi nghiên cứu lực Lorenxo đưa ra một bài tập mà qua việc
giải nó sẽ làm xuất hiện một hiện tượng mới — sự xuất hiện suất điện động
cảm ứng khi đoạn dây chuyên động trong từ trường e = v.B.t, trong khi chỉ cần sử dụng các kiến thức đã biết: định nghĩa: ¢ = 4, công thức tính cong A
q
= F.S va luc Lorenxo F = q.v.B 1.2.2 Bài tập súng tao
Là những bài tập mà khi giải quyết chúng, chúng ta thường gặp trong hoạt động thực tiễn, trong đó có công việc nghiên cứu khoa học Mặc dù ý nghĩa sáng tạo của loại bài tập này chỉ mang tính ước lệ vì kết quá của chúng chỉ là chủ quan chứ chưa phải là khách quan nhưng ý nghĩa to lớn của chúng là phát triển năng lực, phát triển sáng tạo của học sinh nên nó được đánh giá rất cao ở nhiều nước
Các bài tập loại này thường có ba dạng cơ bản: dạng mang ý nghĩa nghiên cứu yêu cầu trả lời câu hởi “tại sao”; dạng mang ý nghĩa thiết kế, chế
tạo trả lời câu hỏi “làm thế nào” và dạng bài tập có lời giải sáng tạo độc đáo Chẳng hạn, có thể yêu cầu học sinh thiết kế một cơ cấu cho phép biến
một chuyền động tròn đều thành một chuyển động tròn khác mà vận tốc góc
lại biến đổi theo chu kỳ, thiết kế dụng cụ để đo được gia tốc của một vật
chuyển động
1.3 Một số điểm mới, yêu cầu mới của chương trình vật lí phố thông
1.3.1 Những điễm mới về mục tiêu
Trang 29phat trién những kết quả của THCS hoàn thiện học vấn phổ thông, chuẩn bị
cho học sinh có thể tiếp tục học lên đại học, trung học chuyên nghiệp, học
nghề hoặc đi vào những lao động trực tiếp có kĩ thuật, Chương trình THPT
mới còn phải đáp ứng những mục tiêu rất cao của giáo dục THPT trong thời
kỳ CNH - HĐH đã nêu trong Nghị quyết TW4 khóa VII, Nghị quyết TW2
khóa VIII, trong luật Giáo dục và Nghị quyết của Quốc Hội khóa X Các yêu cầu này được thê hiện cụ thé trong bản “Quy định tạm thời về mục tiêu và kế hoạch dạy học của trường THPT số 04/2002/QD - BGD & ĐT” Đặc biệt là những yêu cầu về kĩ năng như: Kĩ năng vận dụng kiến thức vào các tỉnh
huống học tập mới, vào thực tiễn sản xuất và đời sống; kĩ năng thu thập, xử lý và truyền đạt thông tin, khả năng phát triển và giải quyết vấn đề, năng lực độc
lập suy nghĩ, sáng tạo trong tư duy và hành động, thói quên tự học có phương pháp
Có một khó khăn rất lớn đối với việc xây dựng chương trình là: Không
thể đề ra những mục tiêu như những khẩu hiệu hành động mà phải tính toán
đến khả năng thực hiện cụ thể những mục tiêu đó ở trường phô thông
1.3.2 Những đặc điểm mới về phương pháp a Về kiến thức
Trong chương trình mới, tránh hết sức đi vào những chỉ tiết lý thuyết có tính hàn lâm được hiểu là những van dé ly thuyết chí có tầm quan trọng về mặt hoàn chỉnh hệ thống lý thuyết mà ít được sử dụng trong thực tế và nhất là vượt quá yêu cầu của học sinh phô thông Thí dụ: sự phóng điện thành miền,
từ trường trong lòng một ống dây điện có chiều dài hữu hạn, Mặt khác ta lại
Trang 30đại như: đệm không khí, các máy đo điện tử hiện số, cũng làm quen với các
phương pháp đo vật lí hiện đại như: phương pháp hoạt nghiệm, phương pháp dòng liên tục, phương pháp sử dụng các đặc tuyến
Đặc biệt, trong điều kiện rất eo hẹp về quỹ thời gian, chúng ta đã cổ
gắng đưa Thiên văn học vào chương trình phổ thông Vấn đề về 3 định luật Kê-plê và chuyên động của các vệ tỉnh được giảng day ở lớp 10 và chương cuối cùng của lớp 12 (từ siêu vi mô đến siêu vĩ mô)
b Về kĩ năng
Mức độ yêu cầu kĩ năng của chương trình mới lại cao hơn hẳn chương trình hiện hành Thực vậy, trong chương trình hiện hành ta chỉ hạn chế 3 yêu cầu kĩ năng cụ thê là: kĩ năng vận dụng kiến thức mới để giải thích các hiện tượng vật lý đơn giản, kĩ năng giải các bài tập đơn giản và kĩ năng thực hành vật lí Trong chương trình vật lí mới, ngoài 3 yêu cầu kĩ năng trên còn có 3 yêu cầu kĩ năng rèn luyện các kĩ năng tiến trình khoa học, đó là kĩ năng thu thập thông tin, xử lí thông tin và truyền đạt thông tin
c Về thái độ, tình cảm tác phong
Chương trình vật lý THPT mới nhắn mạnh trước hết đến việc tạo hứng
thú học tập môn Vật lí ở học sinh ban KHTN và việc làm cho học sinh ban KHXH & NV không ngại học môn Vật lí
Chương trình cũng chú ý đặc biệt đến yêu cầu rèn luyện cho học sinh ý thức sẵn sàng áp dụng những hiểu biết về vật lí của mình vào các hoạt động trong gia đình và xã hội để cải thiện đời sống và báo vệ môi trường, tỉnh thần
On
n
Trang 31KET LUAN CHUONG 1
1 Năng lực sáng tạo là một phâm chất tâm lý, không thể hình thành bằng cách giảng giải, bắt chước, làm theo được Tuy nhiên thông qua các quan điểm, các tài liệu mà chúng tôi đã trình bày ở trên có đầy đủ cơ sở để khẳng định rằng: chúng ta hoàn toàn có khả năng làm nảy nở và rèn luyện phẩm chất này ở học sinh trong quá trình đạy học
2 Hơn bắt cứ bộ môn khoa học nào, Vật lí học là môn khoa học hướng
tới tìm hiểu, khám phá những quy luật của tự nhiên từ thế giới siêu vi mô đến thế giới siêu vĩ mô Con đường để thu thập những thông tin có giá trị về quy
luật cấu tạo và vận động của vật chất luôn gắn chặt với quá trình sáng tạo
Trang 32CHUONG 2: XAY DUNG VA SU DUNG MOT SO BAI TAP CO ĐẶC TRƯNG SÁNG TẠO CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT DIEM”
VẬT LÍ 10 THPT
2.1 Nội dung kiến thức chương “Động học chất điểm” trong SGK vật lí
10 THPT
Động học là một phần của cơ học, trong đó giải quyết một phần nhiệm vụ của nó Không sử dụng các định luật của động lực học để tìm gia tốc mà
coi như đã biết, xác định vị trí của vật ở thời điểm bắt kì theo điều kiện ban đầu Nói cách khác, trong động học, chuyên động của chất điểm được mô tả bởi phương trình xác lập mối liên hệ giữa các đại lượng biểu diễn vị trí không gian và các đại lượng biểu diễn chuyển động của nó, tức là mối liên hệ giữa
tọa độ, vận tốc, gia tốc và thời gian chuyên động Để thiết lập được mối liên hệ đó cần phải nắm được một loạt khái niệm vật lí và mô hình biểu diễn —
chất điểm, hệ quy chiếu, chuyển rời và vận tốc
Về cơ bản, cấu trúc kiến thức đề tài “Động học chất điểm” được hình
thành và phát triển theo trình tự sau: 2.1.1 Hệ quy chiếu
Hệ quy chiếu là một hệ thống gồm có vật mốc gắn với một hệ tọa độ và dụng cụ đo thời gian
Các khái niệm vận tốc, gia tốc đều liên quan chặt chẽ với tọa độ của
Trang 33Trong chuyển động thăng, các véctơ đó cùng phương với quỹ đạo của chuyên động Chọn trục Ox trùng với quỹ đạo thẳng, ta chỉ xét giá trị đại số
của các đại lượng trên
8 s là quãng đường ổi được * Tốc độ trung bình: v„ =— £ là thời gian chuyển động A yk ae ws As x k 4 * Vận tôc tức thời: var ; As va At rat ngăn t * Gia tốc: a= Av At 2.1.2 Chuyến động thắng đều - Vận tốc tức thời không đổi theo thời gian, v= hang sé - Phương trình chuyên động: x= x, + v4
- Đường biểu diễn là một đường thẳng xiên góc xuất phát từ điểm ( x,,0) 2.1.3 Chuyển động thẳng biến đổi đều
- Gia tốc tức thời không đổi (z = hằng số) - Phương trình chuyên động: x= xX) + nat tat - Céng thtre van téc: v=v, +at
- Đường biểu diễn vận tốc theo thời gian là nửa đường thắng xiên góc xuất
phát từ điểm ( v,,0 ) có hệ số góc bằng giá trị gia tốc a
Trang 34Rơi tự do là chuyển động theo phương thăng đứng từ trên xuống chỉ dưới tác dụng của trong lực, đó là chuyên động thẳng nhanh dần đều
Ở cùng một nơi trên Trái đất và ở gần mặt đất, các vật rơi tự do đều có cùng gia tốc g
2.1.5 Chuyến động tròn đều
Véctơ vận tốc có phương trùng với tiếp tuyến của đường tròn tại điểm dang xét, hướng theo chiều chuyển động và có độ lớn không đổi Độ lớn ấy gọi là vận tốc dài và bằng : v= = t Kan, A - Tốc độ góc: ø=“=“ At ø là góc quét, tính bằng rad
øœ tinh bang rad/s
-_ Liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài:
v=r.ø_ với r là bán kính quỹ đạo
Chuyền động tròn đều có tính tuần hoàn với chu kỳ 7 và tần số /:
r-1-"; @=27ƒ f oa
- Gia téc hướng tâm của chuyền động tròn đều: + Phương đọc theo Véctơ tia của điểm đang xét + chiều hướng vào tâm quỹ đạo 2 + Độ lớn: a, = =re? r 2.1.6 Cộng vận tốc: + Công thức cộng vận tốc: v,, =v,„+v,, Trong đó: chỉ số 1 chỉ vật
Trang 35v,, 1a van tốc tuyệt đối
Ma là vận tốc tương đối
v, là vận tốc kéo theo
Khái quát hóa toàn bộ kiến thức đề tài “Động học chất điểm” trong SGK vật lí 10, có thể nhìn thấy mỗi quan hệ logic của các kiến thức này phủ hợp với sơ đồ sau đây:
2.2 Sơ đồ phát triển mạch kiến thức chương: “Động học chất điểm” theo sách giáo khoa vật lí 10 Chuyển động cơ học Chất điểm Tính tương đối của chuyên động Hệ quy chiếu Tọa Quỹ độ đạo Quãng Vận đường toc Bai toan co ban cua co hoc Cd ††† Ỉ _ a X= Ny + VOLT Vv Chuyên động thắng Chuyên động tròn N
- Biên đôi đêu: Rơi tự do
Trang 362.3 Thực trạng về việc dạy và học bài tập vật lí
Để tìm hiểu thực trạng nắm vững kiến thức, năng lực giải quyết vấn đề và cách dạy giải bài tập vật lí , chúng tôi đã tiến hành điều tra, tìm hiểu đối
với giáo viên và học sinh ở ba trường THPT: THPT Thành Phố Điện Biên
Phủ, THPT Phan Đình Giót, THPT Thanh Nưa nằm trong địa bàn thành phố
Điện Biên Phủ
2.3.1 Mục đích và phương pháp điều tra
- Tìm hiểu tình hình sử dụng bài tập của giáo viên trong dạy học, cũng như cách thức hướng dẫn học sinh giải bai tap
- Tìm hiểu tỉnh hình học tập và những khó khăn chủ yếu, sai lầm phố
biến của học sinh
Để thu được các thông tin trên, chúng tôi đã sử dụng các phương pháp
sau:
- Dự giờ thăm lớp, nhất là các tiết bài tập
- Trao đối trực tiếp với các giáo viên về cách thức sử dụng bài tập vật
lí, cách thức hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí
- Sử dụng phiếu điều tra với các giáo viên (Mẫu phiếu ở phụ lục 1)
- Trao đổi, trò chuyện trực tiếp với các HS, xem xét, phân tích các bài
Trang 37Qua phối hợp một số điều tra, chúng tôi nhận thấy:
- Nhiều học sinh lười hoạt động, suy nghĩ trong giờ học Các em thường chỉ ngồi nghe giảng và trông chờ các thầy cô đọc để chép, đặc biệt
một bộ phận không nhỏ các học sinh là người dân tộc không hiểu được nghĩa
của các từ tiếng việt, dan đến không có hứng thú trong học tập, và rất ít khi
đặt câu hỏi vời giáo viên về vấn đề đang học và đã học
- Nhiều học sinh không nắm vững các kiến thức đã học trên lớp, lại không giải bài tập được giao về nhà, không tích cực theo dõi quá trình giải bài tập trên lớp của thầy cô, bạn học, chủ yếu là ghi chép một cách máy móc
những phép toán cụ thể và kết quả cuối cùng
- Đa số học sinh chỉ chú ý tới các công thức, tích cực học theo nghĩa làm thật nhiều bài tập theo các bài tập mẫu tương tự mà giáo viên đã chữa mà không chịu suy nghĩ làm một bài tập nào đó theo các cách khác nhau có thể
- Hầu như học sinh không có thói quen tổng hợp, phân tích, suy luận, vận dụng, so sánh các kiến thức trong từng tiết học Do đó kiến thức của các em con hoi hot, khong chắc chắn và rất nhanh quên
- Học sinh chỉ quen và thích làm những bài tập chỉ cần vận dụng công thức một cách máy móc
2.3.3 Tình hình dạy học và sử dụng bài tập của giáo viên
- Các giáo viên đều áp đặt học sinh suy nghĩ và giải bài tập theo cách của mình (làm bài tập mẫu sau đó yêu cầu học sinh làm các bài tập tương tự) chứ không hướng dẫn họ độc lập suy nghĩ tìm kiếm lời giải Ngoài ra các giáo viên còn quá đề ý tới các phép biến đổi toán học, tính toán cụ thể mà coi nhẹ việc phân tích đường lối giải, định hướng tư duy của học sinh trong quá trình
giải bài tập
- Các bài tập mà giáo viên ra cho học sinh chỉ chú ý đến mức độ vận
Trang 38- Chưa định hướng được trong các tiết bài tập phải làm gì, hướng dẫn giải theo hướng nào do đó không soạn thảo được hệ thống bài tập theo một hướng cụ thê nào mà chỉ sử dụng hệ thống bài tập trong sách giáo khoa, sách
bài tập mà các bài tập này mới chỉ dừng lại ở mức độ học sinh nhớ và vận
dụng các công thức một cách thuần túy
- Giáo viên chưa chú ý tới việc hướng dẫn học sinh giải một bài tập nào
đó theo các cách khác nhau có thể, thắm chí có những tiết bài tập giáo viên
làm thay tất cả các công việc của học sinh như giải các bài tập một cách
nhanh chóng mà không phân tích tại sao làm thế này, vận dụng công thức này, miễn sao chữa được càng nhiều bài càng tốt, học sinh chỉ việc ngồi chép
một cách thụ động mà không đề học sinh chủ động suy nghĩ và giải bai tập
theo cách của mình
Từ thực tế dạy học trên, chúng tôi rút ra kết luận: Đề góp phần nâng cao chất lượng học tập, cũng như nâng cao khả năng tư duy, sáng tạo cho học
sinh, giúp giáo viên kích thích, điều khiển hoạt động học tập tự lực của học
sinh, cần thiết phải xây dựng một hệ thống bài tập nhằm hình thành ở học sinh khả năng làm việc theo hướng tư duy sáng tạo dựa trên những cơ sở khoa học chặt chẽ, đồng thời chỉ ra được cách tô chức (sử đụng) chúng trong từng tiết lên lớp
2.4 Biên soạn một số bài tập có đặc trưng sáng tạo trong chương “Động học chất điểm” vật lí 10
2.4.1 Nguyên tắc biên sog—n:
Khi tiến hành biên soạn các bài tập mang đặc trưng sáng tạo cho học
sinh, chúng tôi xuất phát từ các nguyên tắc sau đây:
1 Các bài tập trong SGK và tài liệu tham khảo về cơ bản là các bài tập
để học sinh áp dụng các kiến thức ly thuyét, các định luật, các biểu thức,
Trang 39“Động học”, phần lớn các bài tập đó để học sinh áp dụng các khái niệm như độ dời, vận tốc, gia tốc , các phương trình chuyển động trong chuyển động
thắng đều, thắng biến đối đều, v.v Theo phân tích của chúng tôi, trong SGK
chưa có loại bài tập mang đặc trưng sáng tạo
2 “Sáng tạo” có đặc trưng là sản phâm của nó phải có tính cách tân
mới mẻ Tuy nhiên “cái mới” là mới đối với học sinh, mới cả về kiến thức cụ
thể và phương pháp để thu nhận được kiến thức đó Những điều “mới mẻ” mà
học sinh tạo ra được qua một số bài toán cụ thé bao giờ cũng phải dựa vào
những kiến thức đã có, đã học Điều này đặc biệt cần quan tâm nếu không chúng ta sẽ phạm phải sai lầm, không tạo ra được “vùng phát triển gần nhất”
3 Các bài tập mang đặc trưng sáng tạo không nhất thiết phải là các bài
tập khó Trong luận văn, các bài tập mang đặc trưng sáng tạo được biên soạn theo phương hướng sau đây:
- Khai thác vào các khía cạch mà sách giáo khoa không đề cập đến, tức
là không có sẵn “mẫu”, không thể bắt chước làm theo mà cần phải có “trực giác”, có những “đột biến” trong tư duy Các bài tập được soạn thảo tập trung vào ba dạng cơ bản sau đây:
+ Bài tập có đặc trưng nghiên cứu
+Bài tập thiết kế, chế tạo
+ Bài tập yêu cầu phải đề ra phương pháp giải mới Dưới đây là hệ thống các bài tập đó:
2.4.2 Một số bài tập có đặc trưng sáng tạo:
Bài 1: Chứng minh rằng vận tốc trung bình của một chất điểm tính
Trang 40Bài 2: Để biết độ sâu của một cái hang, những người thám hiểm thả
một hòn đá từ miệng hang và đo thời gian từ lúc thả đến lúc nghe thấy tiếng
vọng của hòn đá khi chạm đất Giả sử người ta đo được thời gian là 13,66 s
Tính độ sâu của hang Lấy gia tốc trọng trường g = I0 m⁄s” và vận tốc âm trong khéng khi la v,, =340m/s
Bài 3: Để xác định đường đi của một chuyển động thắng nhanh dần vy+V
đều, một học sinh đã dùng một hệ thức: s= v,,t= t Trong đó: v„ là vận tốc trung bình trên quãng đường s
v, va v là vận tốc đầu quãng đường và cuối quãng đường Hãy
xác nhận tính chính xác của hệ thức trên
Bài 4: Chuyển động của chất điểm được biểu diễn bằng phương trình x=12z-2/ (hệ SI) Hãy xác định vận tốc trung bình của chuyên động chất
điểm trong khoảng từ ¿ =1,0(s) đến ¢, =4,0(s)
Bài 5: Một vật rơi tự do, trong giây cuối cùng rơi được 34,3m Tính
thời gian từ lúc bắt đầu rơi đến lic cham dat Lay g = 9,8m/s’
Bài 6: Lúc 8 giờ một ô tô đi từ Hà Nội về Hải Phòng với vận tốc 60
km/h, cùng lúc một xe thử hai đi từ Hải Phòng về Hà Nội với vận tốc 40
km/h Ha N6i — Hai Phong cach nhau 100 km Tìm tọa độ và thời điểm hai xe
gặp nhau
Bài 7: Từ một khí cầu đang bay lên cao theo phương thắng đứng với
vận tốc không đối bằng 5 m⁄s, khi khí cầu cách mặt đất 30 m người ta thả nhẹ nhàng một vật nặng Hỏi sau 2s vật cách khí cầu bao xa ? Sau bao lâu vật
nặng rơi tới mặt đất ? Cho biết khi thả vật vận tốc khí cầu không thay đổi Lấy g=10 m/s’
Bài 8: Trên một bức tường thắng đứng có một lỗ nhỏ Phía trên lỗ đó,