8. Cấu trúc luận văn
1.3. Vai trò của bài tập vật lí trong dạy học sáng tạo
1.3.1. Định nghĩa bài tập vật lí
Trong thực tế dạy học, bài tập vật lí là một vấn đề đặt ra đòi hỏi phải giải
quyết nhờ những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí. Hiểu theo nghĩa rộng, mỗi vấn đề xuất hiện do
nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập vật lí đối với học sinh.
Ta cũng có thể hiểu bài tập vật lí là những bài tập được lựa chọn một cách
phù hợp với mục đích nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm,
phát triển tư duy vật lí của học sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng các kiến thức của
họ vào thực tiễn.
1.3.2. Vai trò của bài tập vật lí
- Là phương tiện ôn tập, củng cố, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động và có hiệu quả. Khi xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm được những quy luật
chung, những khái niệm, định nghĩa ... là những cái trừu tượng. Trong khi giải bài tập, học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vào những trường hợp cụ thể rất đa dạng, có khi đòi hỏi phải vận dụng một cách tổng hợp các
kiến thức đã học trong cả chương, một phần. Nhờ thế, HS sẽ hiểu rõ hơn và ghi nhớ
vững chắc những kiến thức đã học.
- BTVL có thể là điểm khởi đầu dẫn dắt đến kiến thức mới. Có thể được sử
dụng là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức mới cho học sinh
nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức mới một cách sâu sắc. Với kiến thức
toán học và lập luận lôgic, sử dụng bài tập vật lí một cách khéo léo thì phần kiến
thức được xây dựng một cách khoa học, đơn giản và dễ hiểu.
- Rèn luyện cho học sinh kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức, liên hệ lí
thuyết với thực tế, học tập với đời sống. Các môn khoa học nói chung và môn Vật lí
- Thông qua việc giải bài tập có thể rèn cho học sinh những đức tính tốt như
tính tự lập, tính cẩn thận, tính kiên trì, tinh thần vượt khó. Khi làm bài tập, các em
phải tự mình phân tích các điều kiện của đề bài, tự xây dựng lập luận, thực hiện
phép toán, tự kiểm tra hoặc phê phán những kết luận đã rút ra nên tư duy phát triển, năng lực làm việc tự lực của họ được nâng cao, tính kiên trì được rèn luyện.
- Bài tập vật lí là phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn tư
duy sáng tạo, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh. Giải bài tập là một hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh. Có nhiều bài tập vật lí
không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo. Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tượng,
bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ rất có ích về mặt này.
- Bài tập vật lí cũng là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm
vững kiến thức của học sinh. Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể phân loại được các mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, khiến cho việc đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh được chính xác.
1.3.3. Yêu cầu đối với dạy học bài tập vật lí
Trong dạy học vật lí giáo viên phải dự tính kế hoạch cho toàn bộ công việc
về bài tập, với từng đề tài, với từng tiết học cụ thể. Có như vậy mới phát huy được
khả năng của bài tập trong việc thực hiện những yêu cầu của dạy học vật lí. Cần
phải thực hiện các việc sau đây :
- Lựa chọn, chuẩn bị các bài tập nêu vấn đề để sử dụng trong các tiết học
nghiên cứu tài liệu mới nhằm kích thích hứng thú học tập và phát triển tư duy của
học sinh.
- Lựa chọn, chuẩn bị các bài tập nhằm củng cố, bổ sung, hoàn thiện những
kiến thức lí thuyết cụ thể đã học, cung cấp cho học sinh những hiểu biết về thực tế,
kĩ thuật có liên quan với kiến thức lí thuyết.
- Lựa chọn, chuẩn bị những bài tập điển hình nhằm hướng dẫn cho học sinh
vận dụng kiến thức đã học để giải những loại bài tập cơ bản; hình thành phương
- Lựa chọn, chuẩn bị các bài tập nhằm kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến
thức kĩ năng của học sinh về từng kiến thức cụ thể và về từng phần của chương
trình.
- Sắp xếp các bài tập đã lựa chọn thành một hệ thống, định rõ kế hoạch và
phương pháp sử dụng trong tiến trình dạy học.
Trong việc giải bài tập vật lí phải rèn luyện cho học sinh kĩ năng giải những
loại bài cơ bản thuộc những phần khác nhau của SGK vật lí phổ thông. Đồng thời
phải đặc biệt coi trọng việc rèn luyện tư duy và đảm bảo tính tự lập của học sinh.
1.4. Thực trạng việc xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo
1.4.1. Mục đích và đối tượng điều tra
- Điều tra thực tế dạy và học bài tập vật lí nói chung và BTST về vật lí nói riêng.
- Điều tra giáo viên : 5 GV của 2 trường THCS trên Thị xã Phúc yên Tỉnh
Vĩnh Phúc
- Điều tra học sinh : Học sinh khối lớp 8 Trường THCS & THPT Hai Bà
Trưng và Trường THCS Tiền Châu, Thị xã Phúc yên Tỉnh Vĩnh Phúc
1.4.2. Phương pháp điều traĐối với giáo viên Đối với giáo viên
- Dự giờ dạy của các giáo viên đang giảng dạy môn Vật lí lớp 8 THCS .
- Trao đổi trực tiếp với các GV dạy Vật lí 8 thuộc các trường khác nhau.
- Phát phiếu điều tra GV đang dạy lớp 8 thuộc 2 trường THCS trên Thị xã Phúc Yên -Vĩnh Phúc.
Đối với học sinh
- Chúng tôi tiến hành phát phiếu điều tra việc học BTVL đối với học sinh của hai trường là THCS & THPT Hai Bà Trưng và THCS Tiền Châu.
- Xem xét và phân tích các sản phẩm học tập của học sinh như : các bài kiểm
1.4.3. Kết quả điều tra
Về giáo viên :
Tất cả các GV đều cho rằng bài tập vật lí có vai trò quan trọng , có tác dụng
to lớn trong dạy học vật lí. Ngoài việc cung cấp kiến thức cơ bản, luyện tập cho học
sinh kĩ năng vận dụng các công thức còn dùng để kiểm tra, đánh giá kiến thức và kĩ năng của học sinh. Khoảng 65,4% GV thường đồng nhất hai khái niệm "độ khó của
bài tập" và " mức sáng tạo của bài tập" tức là bài tập càng khó thì mức sáng tạo
càng cao. Khoảng 26,5% GV chưa hiểu về bài tập sáng tạo, chưa biết soạn BTST.
Khoảng 38,3% GV cho rằng không thể sử dụng BTST vào trong tiết dạy trên lớp, vì 45 phút là quá ít.
Về học sinh
Đa số các em có ý thức tốt trong học tập. Một số học sinh lười hoạt động và suy nghĩ trong giờ học, các em thường chỉ ngồi nghe và trông chờ thầy (cô ) hoặc
các bạn làm để chép.
Khoảng 30,5% học sinh được điều tra 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 GV đã chữa
mà không chịu suy nghĩ làm một bài tập nào đó theo các cách khác nhau có thể có. Khoảng 26,6% học sinh tính toán chưa tốt, trong đó có nhiều em lại phụ
thuộc vào máy tính, không chịu tư duy khi tính toán.
1.4.4. Nguyên nhân của thực trạng
Theo kết quả điều tra chúng tôi tổng hợp được những nguyên nhân chính dẫn đến việc GV ít dạy BTST là do :
- Kiểm tra , đánh giá kết quả học tập của HS chưa khuyến khích HS học tập
sáng tạo ; vì thi trắc nghiệm khách quan ít kích thích được sự sáng tạo.
- Nội dung kiến thức trong một bài quá nhiều, rất khó đưa thêm BTST vào các tiết dạy lí thuyết trên lớp.
- Việc xây dựng BTST khá khó, mất nhiều thời gian. Số lượng BTST trong
giáo viên có khả năng phát triển bài tập luyện tập thành BTST. Đa số GV đều áp đặt HS suy nghĩ và giải bài tập theo cách của mình chứ ít hướng dẫn các em độc lập
suy nghĩ và tìm kiếm lời giải, chưa chú trọng tới phân tích đường lối giải, định hướng tư duy cho các em HS.
- Ngoại trừ các giáo viên tham gia bồi dưỡng HS giỏi cấp Thị xã và cấp Tỉnh,
còn lại các GV cho rằng với đồng lương ít ỏi của mình thì chưa thể có điều kiện
nghiên cứu về hệ thống BTST và vận dụng nó vào dạy học. Họ còn cho rằng HS lớp thường (đại trà) không thể học và không cần thiết phải học BTST.
1.4.5. Kết luận
Từ các kết quả điều trên đây, chúng tôi nhận thấy : Rất ít giáo vỉên THCS có thể xây dựng BTST để có thể sử dụng vào DHVL. Hơn nữa, số lượng BTST phần cơ học trong sách giáo khoa và sách bài tập là quá ít. Vậy nên cần thiết phải xây
dựng hệ thống bài tập sáng tạo mà GV có thể sử dụng vào dạy học nhằm phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Trên đây chúng tôi đã trình bày những cơ sở lí luận và thực tiễn của việc rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí.
Những cơ sở này có thể tóm tắt như sau :
+ Trình bày các khái niệm về sáng tạo, năng lực, năng lực sáng tạo, dạy học
sáng tạo.
+ Trình bày về những biểu hiện của NLST và các yếu tố cần thiết cho việc
bồi dưỡng NLST trong học tập của học sinh, về các cơ chế sáng tạo khoa học,
những yếu tố và vật cản tâm lí ảnh hưởng đến NLST của học sinh.
+ Nêu ra các biện pháp hình thành và phát triển NLST của học sinh, một số
biện pháp dạy học sáng tạo trong môn vật lí ở trường phổ thông.
+ Trình bày được vai trò của bài tập vật lí, yêu cầu đối với dạy bài tập vật lí + Điều tra được thực trạng, nguyên nhân của việc xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học chương " Cơ học " Vật lí lớp 8 THCS.
CHƯƠNG 2
CÁC NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG BTST VÀ HỆ THỐNG BTST
TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG " CƠ HỌC " VẬT LÍ 8 THCS
2.1. Đề xuất các nguyên tắc xây dựng BTST
2.1.1. Khái niệm BTST của Radưmovxki
Theo Radưmovxki BTST là bài tập trong đó xuất hiện những yêu cầu mà việc giải quyết chúng phải dựa trên những kiến thức và quy luật vật lí nhưng lại
thiếu những chỉ dẫn trực tiếp hoặc gián tiếp là dựa vào hiện tượng nào, quy luật nào. Bản chất của BTST là tìm được nguyên tắc giải quyết bài toán và các nguyên tắc đó thực chất đã chứa đựng trong các điều kiện của bài toán (không đánh đố). Việc tìm kiếm các nguyên tắc giải quyết bài toán quan trọng hơn kết quả (sản
phẩm), do đó vai trò đặc biệt của BTST là đặc trưng luyện tập, rèn luyện năng lực tư duy tìm kiếm giải pháp.
Như vậy, để giải BTST, học sinh cần phải có sự nhạy bén trong tư duy, khả năng tưởng tượng, sự vận dụng kiến thức một cách sáng tạo trong những tình huống
mới, hoàn cảnh mới, học sinh phát hiện ra những điều chưa biết đối với bản thân họ.
Loại bài tập này yêu cầu học sinh có khả năng đề xuất, đánh giá theo ý kiến riêng của HS.
Dựa trên quan điểm này và khái quát hóa những vấn đề về NLST cũng như
rèn luyện NLST cho HS trong dạy học vật lí đã trình bày ở chương 1 của luận văn,
có thể coi một bài tập là bài tập sáng tạo nếu thỏa mãn các yêu cầu sau :
- Phải dựa trên các hiện tượng, quy luật vật lí mà HS đã có, đã biết (không đánh đố HS).
- Chưa có những chỉ dẫn trực tiếp hoặc gián tiếp cần sử dụng kiến thức cụ thể
nào.
- Nguyên tắc giải quyết bài tập là điều mới mẻ, chưa có. Tuy nhiên những
Ví dụ :
Sau khi học xong bài " Đo thể tích chất lỏng " SGK vật lí 6 –THCS có thể ra
bài tập có nội dung sau : Một chiếc can chứa 10 lít nước và hai chiếc can khác nhau
có thể tích 5 lít và 8 lít. Làm thế nào để trong chiếc can chứa nước chỉ còn lại 7 lít nước ?
Bài tập này là BTST vì mặc dù phải dùng đến kiến thức " đo thể tích của chất
lỏng " nhưng lại không có những điều kiện như trong bài học (bình chia độ, hay ca đong) . Tuy nhiên những điều kiện này lại nằm trong các dữ kiện của bài toán (can 8 lít và can 5 lít). Rõ ràng ở đây việc giải được bài toán không quan trọng bằng con đường tìm ra kết quả giải bài toán. Chắc chắn việc đổ nước từ can 10 lít vào can 8 lít, rồi lại đổ nước từ can 8 lít vào can 5 lít và cuối cùng đổ 5 lít nước vào can đầu
tiên sẽ in đậm mãi trong tư duy HS.
Trong bài toán trên, nếu học sinh đề ra cách dùng thước để chia lượng nước
trong can thành 10 phần bằng nhau thì đó cũng không phải là sáng tạo (mới) vì cách này cũng là cách dùng bình chia độ.
Nếu phân loại bài tập vật lí theo yêu cầu luyện tập kĩ năng và phát triển tư
duy học sinh thì có thể chia thành bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo.
Bài tập luyện tập Bài tập sáng tạo
Có algorit giải Không chỉ dẫn algorit giải
Áp dụng các kiến thức xác định đã biết để giải
Vận dụng linh hoạt, sáng tạo những
kiến thức cũ.
Dạng bài tập theo khuôn mẫu nhất định Không theo khuôn mẫu
Tình huống quen thuộc Tình huống mới
Có tính tái hiện Có tính phát hiện
Không yêu cầu khả năng đề xuất, đánh
giá
2.1.2. Quan niệm về STKH-KT theo lí thuyết TRIZ
Hiện nay trên thế giới có khá nhiều phương pháp, phương pháp luận được
xây dựng dựa trên những cách tiếp cận khác nhau. Một cách gần đúng, có thể chia
các cách tiếp cận này thành bốn loại :
Cách 1. Cách tiếp cận thuần túy tâm lí. Ví dụ như phương pháp não công cổ điển.
Cách 2. Cách tiếp cận kết hợp tâm lí với một số kinh nghiệm mang tính khái
quát của những người có thành tích sáng tạo tốt.
Cách 3. Cách tiếp cận nhằm bao quát tất cả các phép thử có thể có để từ đó
có thể tìm ra tất cả các lời giải có thể có.
Cách 4. Cách tiếp cận dựa trên các quy luật phát triển hệ thống nhằm xây
dựng cơ chế định hướng trong tư duy sáng tạo (nhằm khắc phục nhược điểm cơ bản
nhất của phương pháp thử và sai).
Nổi bật nhất đó là Lí thuyết giải các bài toán sáng chế [14]được viết bằng
tiếng Nga và chuyển sang ký tự latinh là Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch, viết tắt là TRIZ. Tác giả của TRIZ là ông Genrikh Saulovich Altshuller (1926 -1998), nhà sáng chế, đồng thời là nhà văn viết truyện khoa học viễn tưởng người Nga. TRIZ là phương pháp luận tìm kiếm những giải pháp kĩ thuật mới, cho
những kết quả khả quan, ổn định khi giải những bài toán khác nhau, thích hợp cho
việc dạy và học với đông đảo quần chúng.
TRIZ được xây dựng như là một khoa học chính xác, có lĩnh vực nghiên cứu riêng, các phương pháp riêng, ngôn ngữ riêng, các công cụ riêng. Hạt nhân của