Lựa chọn và xây dựng tiến trình dạy học, bài tập vật lí chƣơng “các định luật bảo toàn” (vật lí 10 cơ bản) nhằm phát triển tư duy năng lực sáng tạo cho học sinh trường dân tộc nội
- 129 trang
- file .pdf
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
---------------------------
PHẠM THỊ PHƢƠNG
LỰA CHỌN VÀ XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
BÀI TẬP VẬT LÍ CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN)
NHẰM PHÁT TRIỂN TƢ DUY, NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
TRƢỜNG DÂN TỘC NỘI TRÚ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
THÁI NGUYÊN – 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
---------------------------
PHẠM THỊ PHƢƠNG
LỰA CHỌN VÀ XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
BÀI TẬP VẬT LÍ CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN)
NHẰM PHÁT TRIỂN TƢ DUY, NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
TRƢỜNG DÂN TỘC NỘI TRÚ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Chuyên nghành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học Vật lí
Mã số: 60 14 10
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS.NGUYỄN VĂN KHẢI
THÁI NGUYÊN – 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DTNT Dân tộc nội trú
ĐHSP Đại học sƣ phạm
ĐC Đối chứng
GV Giáo viên
HS Học sinh
Nxb Nhà xuất bản
SGK Sách giáo khoa
THCS Trung học cơ sở
THPT Trung học phổ thông
TNSP Thực nghiệm sƣ phạm
TN Thực nghiệm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 4
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 8
1.1.Tổng quan 8
1.1.1.Các nghiên cứu về phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh 9
1.1.2.Các nghiên cứu về bài tập Vật lí 10
1.2.Tƣ duy và phát triển tƣ duy cho học sinh 12
1.2.1. Tƣ duy và các loại tƣ duy 12
1.2.1.1 Tƣ duy 12
1.2.1.2 Các loại tƣ duy 13
17
1.2.2. Các biện pháp phát triển tƣ duy cho học sinh
1.3. Sáng tạo và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh 25
25
1.3.1. Khái niệm năng lực
25
1.3.3. Khái niệm năng lực sáng tạo:
1.3.4. Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho học 27
sinh
1.4. Bài tập vật lí 34
1.4.1.Khái niệm bài tập vật lí 34
1.4.2.Vai trò của bài tập trong dạy học vật lí 34
1.4.3. Phân loại bài tập vật lí 36
40
1.4.4. Phƣơng pháp giải bài tập vật lí
1.4.5. Lựa chọn và sử dụng bài tập nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng 43
tạo cho HS
1.5. Đặc điểm học sinh THPT Dân tộc nội trú 46
1. 6 . Thực trạng dạy học vật lí, bài tập vật lí ở trƣờng Dân tộc nội trú THPT hiện nay 48
1.7. Các biện pháp phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo của học sinh 51
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3
Dân tộc nội trú THPT khi dạy bài tập vật lí
KẾT LUẬN CHƢƠNG I 55
Chƣơng II: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ 56
CHƢƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”( Vật lí 10- cơ bản )
2.1. Phân tích nội dung kiến thức khoa học chƣơng “ Các định luật bảo 56
toàn” (Vật lí 10 - cơ bản).
2. 2. Các chủ đề bài tập chƣơng “Các định luật bảo toàn”(Vật lí 10 - cơ bản) 57
2. 2.1.Định luật bảo toàn động lƣợng 58
2.2.2. Định luật bảo toàn cơ năng 61
2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số chủ đề bài tập chƣơng 66
“Các định luật bảo toàn”(Vật lí - 10 cơ bản)
2.3.1. Sử dụng bài tập trong xây dựng kiến thức mới 66
2.3.2. Sử dụng bài tập trong bài học thực hành giải bài tập 69
Bài 1: BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƢỢNG 70
Bài 2: BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG 87
2. 3.3. Sử dụng bài tập trong phát triển năng lực tự học của học sinh. 100
KẾT LUẬN CHƢƠNG II 103
Chƣơng III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 104
3.1. Mục đích, nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm 104
3.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp TNSP 104
3.3. Căn cứ để đánh giá kết quả TNSP 105
3.4. Tiến hành TNSP 105
3.5. Kết quả TNSP 107
3.6. Đánh giá chung về thực nghiệm sƣ phạm 115
KẾT LUẬN CHƢƠNG III 115
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 116
TÀI LIỆU THAM KHẢO 117
PHỤ LỤC 119
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
4
MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay chúng ta đang trong thời kỳ xây dựng, đổi mới và đẩy mạnh công
nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nƣớc. Giai đoạn này đòi hỏi rất cao năng lực sáng tạo
của con ngƣời Việt Nam hơn bất kỳ giai đoạn nào khác. Để đáp ứng đƣợc nhu cầu
của xã hội, ngành Giáo dục đã có sự thay đổi về mọi mặt và đặc biệt là về phƣơng
pháp dạy học.
Nghị quyết hội nghị lần II Ban chấp hành trung ƣơng Đảng cộng sản khóa VIII
đã chỉ rõ: “Đổi mới phƣơng pháp giáo dục - đào tạo khắc phục lối truyền thụ một
chiều, rèn luyện nếp tƣ duy sáng tạo của ngƣời học. Từng bƣớc áp dụng các phƣơng
pháp tiên tiến và phƣơng tiện hiện đại vào quá trình dạy học…”. Văn kiện đại hội
đại biểu toàn quốc lần thứ X của Đảng tiếp tục khẳng định: “Ƣu tiên hàng đầu cho
việc nâng cao chất lƣợng dạy và học. Đổi mới chƣơng trình, nội dung, phƣơng pháp
dạy và học, …, phát huy khả năng sáng tạo và độc lập suy nghĩ của học sinh, sinh
viên.”[42]
Nhiệm vụ quan trọng đặt ra cho các môn học trong trƣờng phổ thông là phải
làm sao cho khi vào đời, bắt tay tham gia vào lao động sản xuất hoặc lao động ở
một ngành khoa học kĩ thuật nào đó, học sinh có thể nhanh chóng tiếp thu đƣợc cái
mới, nhanh chóng thích nghi với trình độ hiện đại của khoa học và kĩ thuật. Do đó,
trong giảng dạy các môn học trong trƣờng phổ thông, việc áp dụng các phƣơng
pháp dạy học tích cực trong dạy học nhằm phát triến tƣ duy, năng lực sáng tạo cho
học sinh là vô cùng quan trọng.
Trong dạy học vật lí, việc giảng dạy bài tập vật lí trong nhà trƣờng không chỉ
giúp học sinh hiểu đƣợc một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong
chƣơng trình mà còn phát triển tƣ duy, sáng tạo cho học sinh. Từ đó, giúp các em
vận dụng những kiến thức đó để giải quyết tốt những nhiệm vụ của học tập và
những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra.
Bản thân mỗi bài tập vật lí là một tình huống vận dụng vật lí tích cực. Song tí nh
tính cực của nó còn đƣợc nâng cao hơn khi nó đƣợc sử dụng nhƣ là nguồn kiến thức để
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
5
học sinh tìm tòi, rèn luyện khả năng tƣ duy, năng lực sáng tạo chƣ́ không phải chỉ để tái
hiện, củng cố kiến thức. Với tí nh đa năng của mì nh, bài tập vật lí thật sự là một phƣơng
tiện hƣ̃u hiệu để tí ch cƣ̣c hóa hoạt động, phát triển tƣ duy sáng tạo của học sinh trong
tƣ̀ng bài học. Hiệu quả của nó phụ thuộc vào việc sƣ̉ dụng của giáo viên trong
quá trình
dạy học. Bài tập vật lí với chức năng là một phƣơng pháp dạy học có một vị trí đặc biệt
trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông.
Nghiên cứu các vấn đề về bài tập vật lí đã có nhiều công trình đề cập đến. Ở
đó, đề cập đến việc phân dạng bài tập, xây dựng hệ thống bài tập, các phƣơng pháp
giải bài tập, một số biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh ... Tuy
nhiên, về vấn đề phát triển tƣ duy sáng tạo cho học sinh thông qua hoạt động dạy -
học bài tập vật lí ở trƣờng phổ thông dân tộc nội trú còn chƣa đƣợc nghiên cứu một
cách đầy đủ.
Thực tế giảng dạy ở trƣờng phổ thông miền núi nói chung, trƣờng THPT dân
tộc nội trú nói riêng hiện nay cho thấy, việc dạy học bài tập vật lí mới chỉ dừng lại
ở mức độ tái hiện, củng cố kiến thức . Nhiều giáo viên gặp khó khăn trong việc lựa
chọn bài tập sao cho có hệ thống phù hợp với đối tƣợng học sinh mình dạy. Cách
thức khai thác các tính năng của bài tập vật lí còn nhiều hạn chế.
Là giáo viên giảng dạy bộ môn vật lí, chúng tôi mong muốn tìm ra những biện
pháp nhằm khắc phục phần nào những khó khăn và hạn chế của việc dạy học bài tập
vật lí ở trƣờng THPT nói chung và trƣờng DTNT THPT nói riêng. Vì những lý do
trên tôi xác định đề tài nghiên cứu:
Lựa chọn và xây dựng tiến trình dạy học bài tập vật lí chương “Các định
luật bảo toàn” (Vật lí 10 – Cơ bản) nhằm phát triển tư duy, năng lực sáng tạo
cho học sinh trường Dân tộc nội trú trung học phổ thông.
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học bài tập chƣơng “Các định luật bảo toàn”
(Vật lí 10 – Cơ bản) theo hƣớng phát triển tƣ duy và năng lực sáng tạo cho học sinh
trƣờng DTNT THPT.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
6
III. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
- Khách thể nghiên cứu: Hoạt động dạy và học bài tập vật lí ở trƣờng
DTNT THPT.
- Đối tƣợng nghiên cứu: Tổ chức các hoạt động dạy và học bài tập Vật lí cho
học sinh lớp 10 trƣờng DTNT THPT.
IV. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Nếu lựa chọn hệ thống bài tập và xây dựng đƣợc tiến trình giải bài tập hợp lý thì có
thể nâng cao hiệu quả phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh trƣờng THPT Dân
tộc nội trú.
V. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu lý luận về phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo trong dạy học
vật lí.
- Nghiên cứu lý luận về bài tập vật lí trong trƣờng THPT.
- Điều tra thực trạng dạy, học bài tập vật lí ở trƣờng Dân tộc Nội trú THPT.
- Xây dựng tiến trình dạy - học bài tập vật lí theo hƣớng phát triển tƣ duy,
năng lực sáng tạo cho học sinh.
- Xây dựng một số giáo án theo phƣơng án của đề tài.
- Thực nghiệm sƣ phạm.
VI. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
* Nghiên cứu lý luận
- Tham khảo các tài liệu về phát triển tƣ duy, sáng tạo; lý luận dạy học.
- Bài tập vật lí và vai trò của bài tập vật lí trong dạy học.
* Tổng kết kinh nghiệm, điều tra quan sát
- Tìm hiểu thực trạng việc dạy và học bài tập vật lí ở trƣờng Dân tộc nội trú
THPT, từ đó chỉ ra những khó khăn và hạn chế trên cơ sở đó đề ra phƣơng hƣớng
khắc phục.
* Thực nghiệm
- Thực nghiệm sƣ phạm để kiểm tra, đánh giá giả thuyết khoa học đã đề ra.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
7
- Dùng phƣơng pháp thống kê toán học để xử lý và phân tích các số liệu thực
nghiệm.
VII. ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI
- Hệ thống hóa cơ sở lý luận về phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo của học
sinh trƣờng Dân tộc Nội trú THPT qua rèn luyện giải bài tập vật lí.
- Xây dựng tiến trình dạy học bài tập vật lí theo hƣớng nhằm phát triển tƣ
duy, sáng tạo cho học sinh trƣờng Dân tộc nội trú THPT.
- Xây dựng đƣợc một số giáo án theo phƣơng án đã nêu trong đề tài và vận
dụng vào thực tế việc phát triển tƣ duy, sáng tạo của học sinh trƣờng Dân tộc Nội
trú THPT thông qua tổ chức hoạt động giải bài tập vật lí chƣơng “Các định luật
bảo toàn” (Vật lí 10 - cơ bản)
VII. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu, mục lục, danh mục tài liệu tham khảo, phần chính của
luận văn gồm 117 trang đƣợc trình bày 3 chƣơng gồm:
Chƣơng 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài;
Chƣơng 2: Xây dựng tiến trình dạy học BTVL chƣơng “Các định luật bảo
toàn” (Vật lí 10 – Cơ bản);
Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
8
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. TỔNG QUAN
Việc dạy học bài tập vật lí trong nhà trƣờng không chỉ giúp học sinh hiểu đƣợc
một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chƣơng trình mà còn
giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ của học
tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra.
Muốn đạt đƣợc điều đó, phải thƣờng xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹ
năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày. Kỹ năng vận dụng kiến
thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thƣớc đo mức độ sâu sắc và
vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận đƣợc. Với vai trò là một
cách thức vận dụng, bài tập vật lí có một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lí ở trƣờng
phổ thông.
Trƣớc hết, vật lí là một môn khoa học giúp học sinh nắm đƣợc qui luật vận
động của thế giới vật chất và bài tập vật lí giúp học sinh hiểu rõ những qui luật ấy,
biết phân tích và vận dụng những qui luật ấy vào thực tiễn. Trong nhiều trƣờng hợp
mặt dù ngƣời giáo viên có trình bày tài liệu một cách mạch lạc, hợp lôgíc, phát biểu
định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu, qui tắc và có kết quả chính xác
thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chƣa đủ để học sinh hiểu và nắm sâu sắc kiến thức.
Chỉ thông qua việc giải các bài tập vật lí dƣới hình thức này hay hình thức khác
nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình
huống cụ thể thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện.
Trong qua trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lí đặt ra,
học sinh phải sử dụng các thao tác tƣ duy nhƣ phân tích, tổng hợp, so sánh, khái
quát hóa, trừu tƣợng hóa …để giải quyết vấn đề, do đó tƣ duy của học sinh có điều
kiện để phát triển. Vì vậy có thể nói bài tập vật lí là một phƣơng tiện rất tốt để phát
triển tƣ duy, năng lực sáng tạo, óc tƣởng tƣợng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và
hành động, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống của
học sinh.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
9
Bài tập vật lí là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong giờ
học lý thuyết chƣa có điều kiện để đề cập qua đó nhằm bổ sung kiến thức cho học
sinh. Đặc biệt, để giải đƣợc các bài tập vật lí dƣới hình thức trắc nghiệm khách quan
học sinh ngoài việc nhớ lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiều
phần, nhiều chƣơng, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tính
phản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải giải thật
nhiều các dạng bài tập khác nhau để có đƣợc kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa
học. Do đó, trong dạy học và nghiên cứu lí luận dạy học đã có rất nhiều công trình
nghiên cứu về bài tập vật lí và việc phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo trong dạy
học vật lí.
1.1.1. Các nghiên cứu về phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh
Trong thời đại ngày nay, thời đại mà khoa học kĩ thuật phát triển nhanh chóng,
đã đặt ra cho con ngƣời nhiều vấn đề mới không chỉ trong lĩnh vực khoa học - công
nghệ mà cả những vấn đề rất chung rất tổng quát nhƣ trong lĩnh vực tƣ duy và kinh
tế xã hội. Việc đào tạo ngƣời lao động cho xã hội hiện đại, không chỉ học tập trong
nhà trƣờng mà còn có khả năng tự học, tự hoàn thiện mình, nghĩa là “học một biết
mƣời”. Muốn vậy học sinh phải có tƣ duy phát triển, có năng lực sáng tạo, có tri
thức khoa học, sẵn sàng đáp ứng các nhu cầu của thời đại.
Việc phát triển tƣ duy và năng lực sáng tạo có tác dụng thiết thực để học sinh
chủ động xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức, biết vận dụng kiến thức vào thực hành, từ
đó kiến thức của họ trở nên vững chắc và sinh động. Đồng thời, giúp cho việc phát
hiện và bồi dƣỡng đội ngũ những ngƣời lao động có trình độ cao, những nhân tài
cho đất nƣớc.
Kiến thức vật lí đƣợc hình thành, phát triển và ứng dụng vào thực tiễn luôn
luôn gắn liền với hoạt động tƣ duy và sáng tạo của con ngƣời trong hoàn cảnh xác
định. Do đó, phát triển tƣ duy và năng lực sáng tạo của học sinh vừa là mục đích
vừa là phƣơng tiện trong nghiên cứu và dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông.
Trong nghiên cứu về phƣơng pháp dạy học Vật lí đã có rất nhiều công trình
khoa học đề cập đến cụ thể nhƣ: Phạm Thanh Bình-Phát triển tƣ duy HS bằng việc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
10
vận dụng phƣơng pháp tìm tòi từng phần trong giảng dạy một số bài chƣơng “Dao
động điện, dòng điện xoay chiều” - Luận văn thạc sĩ ĐHSPHN, Ngô Văn Lý –
“Phát triển tƣ duy HS THCS miền núi khi tiến hành thí nghiệm biểu diễn” - Luận
văn thạc sĩ ĐHSP Thái nguyên 1999, Nguyễn Thị Hải Yến – “Phát triển năng lực
phát hiện và giải quyết có vấn đề cho HS khi dạy một số kiến thức chƣơng “Mắt và
các dụng cụ quang học” Vật lý lớp 12THPT - Luận văn thạc sĩ ĐHSP Thái nguyên
2004, Tô Đức Thắng – “Tiến hành thí nghiệm biểu diễn nhằm phát triển tƣ duy HS
THPT miền núi khi dạy một số bài chƣơng – Chất khí” - Luận văn thạc sĩ ĐHSP
Thái nguyên 2007, Lê Văn Huế - “Phát triển tƣ duy học sinh trung học phổ thông
miền núi khi dạy các khái niệm vật lý của chƣơng - Từ trƣờng và Cảm ứng điện
từ”- Luận văn thạc sĩ ĐHSP Thái nguyên 2008 ...
Các công trình này đã có những thành công nhất định trong việc phát triển tƣ
duy HS khi dạy học kiến thức mới. Song phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho
HS THPT Dân tộc Nội trú thông qua việc tổ chức hoạt động dạy học bài tập vật lí
cho học sinh thì chƣa đƣợc nghiên cứu một cách đầy đủ.
1.1.2. Các nghiên cứu về bài tập Vật lí
Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đă nắm đƣợc cái chung, cái
khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tƣợng. Trong các bài tập,
học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tƣợng đó vào những trƣờng
hợp cụ thể rất đa dạng; nhờ thế mà học sinh nắm đƣợc những biểu hiện cụ thể của
chúng trong thực tế, phát hiện ngày càng nhiều những hiện tƣợng thuộc ngoại diên
của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hay thuộc phạm vi ứng
dụng của chúng. Quá trình nhận thức các khái niệm, định luật vật lí không kết thúc ở
việc xây dựng nội hàm của các khái niệm, định luật vật lí mà còn tiếp tục ở giai
đoạn vận dụng vào thực tế. Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật, bài tập
vật lí sẽ giúp học sinh thấy đƣợc những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực
tiễn của các kiến thức đã học. Vì lí do trên, trong chƣơng trình và SGK vật lí hiện
nay ở các cấp học quỹ thời gian giành cho giải bài tập vật lí cũng tăng lên. Các
nghiên cứu khoa học về vấn đề này chiếm một vị trí đáng kể.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
11
Các nghiên cứu này khai thác khá nhiều mặt, nhiều góc cạnh khác nhau của
bài tập vật lí với những mục đích khác nhau.
Các nghiên cứu đó có thể là những nghiên cứu với mục đích cung cấp một
phƣơng pháp dạy học hoặc lí luận dạy học về bài tập vật lí của từng đơn vị kiến
thức vật lí phổ thông. Cụ thể nhƣ luận án tiến sĩ của Nguyễn Thế Khôi (1995) về
Một phương án xây dựng hệ thống bài tập phần Động lực học lớp 10 THPT nhằm
giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực giải quyết
vấn đề; hay cuốn Bài tập về phương pháp dạy bài tập vật lí của GS - TS Phạm Hữu
Tòng (1994), … Ngoài ra còn có nhiều luận văn thạc sĩ khoa học nghiên cứu về vấn
đề này nhƣ: Đồng Thị Vân Thoa (2001) với Một số biện pháp tích cực hoá hoạt
động nhận thức của học sinh THPT miền núi khi giảng dạy bài tập vật lí, Nguyễn
Thị Mai Anh (2002) với Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh
lớp 10 THPT qua giải bài tập vật lí bằng phương pháp vectơ, Nguyễn Thị Nga
(2004) với Lựa chọn và phối hợp các giải pháp nhằm tích cực hoá hoạt động học
tập của học sinh THPT trong giờ giải bài tập vật lí, Đỗ Thị Thúy Hà (2009) với
Phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học hiện đại để phát triển hứng thú
và năng lực tự lực học tập cho học sinh qua các hoạt động giải bài tập vật lí phần
cơ học (chương trình vật lí 10 nâng cao), hay gần đây nhất: Luận án tiến sĩ của
Nguyễn Thanh Hải với Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập định tính
trong dạy học cơ học vật lí 10 trung học phổ thông, ...
Ngoài ra, rất nhiều nghiên cứu về phân loại và các phƣơng pháp giải bài tập
Vật lí theo hình thức hệ thống các bài tập theo nội dung, theo phƣơng pháp giải. Đó
là các tài liệu tham khảo hữu ích về bài tập vật lí lớp 10 THPT nhƣ: Hƣớng dẫn giải
bài tập và câu hỏi trắc nghiệm của các tác giả Bùi Quang Hân, Nguyễn Duy Hiền,
Nguyễn Tuyến, Phƣơng pháp giải toán vật lí 10- PGS.TS. Vũ Thanh Khiết (chủ
biên), Giải toán vật lí 10 của tác giả Bùi Quang Hân, Bài tập chọn lọc vật lí 10 của
tác giả Đoàn Trọng Căn (chủ biên), Bài tập vật lí sơ cấp của tác giả Vũ Thanh Khiết
Và Phạm Quý Tƣ, Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi THPT môn vật lí của giáo sƣ
Dƣơng Trọng Bái, … Các nghiên cứu về bài tập vật lí thực sự đã đem lại nguồn tài
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
12
liệu phong phú và thực sự hữu ích cho giáo viên vật lí và học sinh.Tuy nhiên,
nghiên cứu về dạy học bài tập vật lí nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho
học sinh trƣờng DTNT THPT chƣa đƣợc nghiên cứu một cách đầy đủ
1.2. TƢ DUY VÀ PHÁT TRIỂN TƢ DUY CHO HỌC SINH
1.2.1. Tƣ duy và các loại tƣ duy
1.2.1.1. Tư duy
Theo cuốn “Lí luận dạy học vật lí ở trường phổ thông” của Nguyễn Văn Khải
(chủ biên), Nguyễn Duy Chiến, Phạm Thị Mai
Tƣ duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật và hiện
tƣợng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất của chúng,
những mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa chúng, đồng thời cũng là sự vận
dụng sáng tạo những kết luận khái quát đă thu đƣợc vào những dấu hiệu cụ thể, dự
đoán đƣợc những thuộc tính, hiện tƣợng, quan hệ mới. [35]
Tƣ duy có những đặc điểm sau:
a) Tư duy phản ánh hiện thực khách quan vào trong óc. Bởi vậy, tƣ duy có
quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính, sử dụng những tài liệu cảm tính, những
kinh nghiệm thực tế, những cơ sở trực quan sinh động.
b) Tính trừu tượng và khái quát của tư duy: Tƣ duy phản ánh cái bản chất
chung cho nhiều sự vật hiện tƣợng, đồng thời đã trừu xuất khỏi những sự vật, hiện
tƣợng đó. Nhờ tính chất trừu tƣợng và khái quát, tƣ duy có thể cho phép ta đi sâu
vào bản chất và mở rộng phạm vi nhận thức sang cả những sự vật, hiện tƣợng cụ thể
mới mà trƣớc đây ta chƣa biết.
c) Tính gián tiếp: Trong quá trình tƣ duy, quá trình hoạt động nhận thức của
con ngƣời nhanh chóng thoát khỏi những sự vật cụ thể cảm tính mà sử dụng những
khái niệm để biểu đạt chúng, thay thế những sự vật cụ thể bằng những kí hiệu, bằng
ngôn ngữ.
d) Tư duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ: Ngôn ngữ là phƣơng tiện, là hình
thức biểu đạt của tƣ duy. Ngôn ngữ cố định lại các kết quả của tƣ duy, nhờ đó làm
khách quan hoá chúng cho ngƣời khác và cho cả bản thân chủ thể tƣ duy. Không có
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
13
ngôn ngữ thì bản thân quá trình tƣ duy không diễn ra đƣợc, đồng thời các sản phẩm
của tƣ duy cũng không thể sử dụng đƣợc.
e) Tính “có vấn đề”: Hoạt động tƣ duy chỉ bắt đầu khi con ngƣời đứng trƣớc
một câu hỏi về một vấn đề mà mình quan tâm nhƣng chƣa giải đáp đƣợc bằng
những hiểu biết đã có của mình, nghĩa là gặp phải tình huống có vấn đề. [36]
1.2.1.2. Các loại tư duy
Có nhiều cách phân biệt tƣ duy, dựa theo những dấu hiệu khác nhau. Trong
dạy học vật lí, ngƣời ta quan tâm đến những loại tƣ duy chủ yếu dƣới đây:
a) Tư duy kinh nghiệm:
Tƣ duy kinh nghiệm là một tƣ duy dựa chủ yếu trên kinh nghiệm cảm tính và
sử dụng phƣơng pháp “thử và sai”. Chủ thể phải thực hiện một nhiệm vụ nào đó, thử
mò mẫm thực hiện một số thao tác, hành động nào đó, ngẫu nhiên gặp một trƣờng
hợp thành công, sau đó lặp lại đúng nhƣ thế mà không biết nguyên nhân vì sao. Kiểu
tƣ duy này đơn giản, không cần phải rèn luyện nhiều, có ích trong hoạt động hàng
ngày để giải quyết một số vấn đề trong một phạm vi hẹp. Thí dụ: Đứng trƣớc một
máy thu hình có nhiều nút bấm, một học sinh bấm thử tất cả các nút. Sau một số lần
bấm, em đó nhận ra rằng: ấn nút thứ nhất thì có hình ảnh, ấn nút thứ hai thì có tiếng
mà không hiểu tại sao. Kinh nghiệm này không áp dụng đƣợc cho các loại máy thu
hình khác, trong đó không có nút bấm mà có núm xoay hoặc cần gạt.
b) Tư duy lí luận:
Tƣ duy lí luận là loại tƣ duy giải quyết nhiệm vụ đƣợc đề ra dựa trên sử dụng
những khái niệm trừu tƣợng, những tri thức lí luận. Đặc trƣng của loại tƣ duy này là:
- Không dừng lại ở kinh nghiệm rời rạc mà luôn hƣớng tới xây dựng qui tắc,
qui luật chung ngày một sâu rộng hơn;
- Tự định hƣớng hành động, suy nghĩ về cách thức hành động trƣớc khi
hành động;
- Luôn sử dụng những tri thức khái quát đã có để lí giải, dự đoán những sự
vật, hiện tƣợng cụ thể;
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
14
- Luôn lật đi, lật lại vấn đề để đạt đến sự nhất quán về mặt lí luận, xác định
đƣợc phạm vi ứng dụng của mỗi lí thuyết;
Tƣ duy lí luận rất cần thiết cho hoạt động nhận thức và phải rèn luyện lâu dài
mới có đƣợc. Nhờ có tƣ duy lí luận, con ngƣời mới có thể đi sâu đƣợc vào bản chất
của sự vật hiện tƣợng, phát hiện đƣợc qui luật vận động của chúng và sử dụng
những tri thức khái quát đó để cải tạo bản thân và làm biến đổi thế giới tự nhiên,
phục vụ lợi ích của mình.
c) Tư duy lôgic:
Tƣ duy lôgic là tƣ duy tuân theo các qui tắc, qui luật của lôgic học một cách
chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong các lập luận, biết phát hiện ra
các mâu thuẫn, nhờ đó mà nhận thức đƣợc đúng đắn chân lý khách quan.
Lôgic học là một khoa học nghiên cứu những tƣ tƣởng của con ngƣời về mặt
hình thức lôgic của chúng và xây dựng những qui tắc, qui luật mà việc tuân theo
chúng là điều kiện cần để đạt tới chân lí trong quá trình suy luận. Con ngƣời bằng
kinh nghiệm của mình đã suy nghĩ theo những qui luật nhất định rất lâu trƣớc khi
những qui luật này đƣợc khoa học lôgic khám phá ra. Những qui luật của lôgic học
mà mỗi ngƣời sử dụng trong quá trình hoạt động tƣ duy không phải là con ngƣời tự
ý tái tạo ra mà là sự phản ánh những mối liên hệ và quan hệ khách quan của các sự
vật và hiện tƣợng quanh ta. Bởi thế, dù chƣa biết lôgic học, nhƣng con ngƣời bằng
kinh nghiệm sống của mình đã có thể trao đổi tƣ tƣởng với nhau, thông hiểu nhau và
thống nhất đƣợc với nhau trong một số lập luận, phán đoán. Tuy nhiên, điều đó chỉ
xảy ra trong một số trƣờng hợp đơn giản, còn khi gặp những trƣờng hợp phức tạp thì
khó có thể thông hiểu lẫn nhau hoặc khó phân biệt đúng hay sai, nếu không nắm
vững và vận dụng đúng đắn những qui tắc, qui luật lôgic học. Thí dụ nhƣ: học sinh
có thể dễ dàng tin rằng lập luận sau đây là đúng, dù không hiểu lí do vì sao:
Tất cả kim loại đều dẫn điện.
Vật này là kim loại.
Vậy: vật này dẫn điện.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
15
Nhƣng họ khó có thể biết rằng lập luận dƣới đây là đúng hay sai:
Tất cả kim loại đều dẫn điện.
Vật này dẫn điện.
Vậy: vật này là kim loại.
Tuy nhiên, đối với học sinh ở trƣờng phổ thông, không thể dạy cho họ lôgic
học để sau đó, họ mới vận dụng các qui tắc và qui luật lôgic để suy nghĩ, lập luận.
Trái lại, ta có thể thông qua việc giải quyết những nhiệm vụ cụ thể mà tích luỹ dần
kinh nghiệm và đến một lúc nào đó sẽ tự tổng kết thành những qui tắc đơn giản
thƣờng dùng.
Tƣ duy lôgic đƣợc sử dụng trong mọi lĩnh vực hoạt động nhận thức, cho nên
phải thƣờng xuyên rèn luyện cho học sinh.
d) Tư duy vật lí
Ta hiểu tƣ duy vật lí là sự quan sát các hiện tƣợng vật lí, phân tích một
hiện tƣợng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những
mối quan hệ và những sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối liên hệ giữa mặt định
tính và mặt định lƣợng của các hiện tƣợng và các đại lƣợng vật lí, dự đoán các
hệ quả mới từ các lí thuyết và áp dụng những kiến thức khái quát thu đƣợc vào
thực tiễn.
Các hiện tƣợng vật lí trong tự nhiên rất phức tạp, nhƣng những định luật chi
phối chúng thƣờng lại rất đơn giản, vì mỗi hiện tƣợng bị nhiều yếu tố tác động
chồng chéo lên nhau hoặc nối tiếp nhau mà ta chỉ quan sát đƣợc kết quả tổng hợp
cuối cùng. Bởi vậy, muốn nhận thức đƣợc những đặc tính bản chất và qui luật của tự
nhiên thì việc đầu tiên là phải phân tích đƣợc hiện tƣợng phức tạp thành những bộ
phận, những giai đoạn bị chi phối bởi một số ít nguyên nhân, bị tác động bởi một số
ít yếu tố, tốt nhất là một nguyên nhân, một yếu tố. Có nhƣ thế, ta mới xác lập đƣợc
những mối quan hệ bản chất, trực tiếp, những sự phụ thuộc định lƣợng giữa các đại
lƣợng vật lí dùng để đo lƣờng những thuộc tính bản chất của sự vật hiện tƣợng.
Muốn biết những kết luận khái quát thu đƣợc có phản ánh đúng thực tế khách quan
không, ta phải kiểm tra lại trong thực tiễn. Để làm việc đó, ta phải xuất phát từ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
16
những kết luận khái quát, suy ra những hệ quả, dự đoán những hiện tƣợng mới có
thể quan sát đƣợc trong thực tiễn. Nếu thí nghiệm xác nhận hiện tƣợng mới đúng
nhƣ dự đoán thì kết luận khái quát ban đầu mới đƣợc xác nhận là chân lí. Mặt khác,
việc vận dụng những kiến thức vật lí khái quát vào thực tiễn tạo điều kiện cho con
ngƣời cải tạo thực tiễn, làm cho các hiện tƣợng vật lí xảy ra theo hƣớng có lợi cho
con ngƣời, thoả mãn đƣợc nhu cầu ngày càng tăng của con ngƣời. [38]
Trong quá trình nhận thức vật lí nhƣ trên, con ngƣời sử dụng tổng hợp, xen kẽ
nhiều hình thức tƣ duy, trong đó có hình thức chung nhƣ tƣ duy lí luận, tƣ duy lôgic
và những hình thức đặc thù của vật lí học nhƣ thực nghiệm, mô hình hoá…. Thí dụ:
Quan sát hiện tƣợng các vật nổi hay chìm trong nƣớc, ta thấy rất phức tạp. Thông
thƣờng, vật nặng thì chìm, vật nhẹ thì nổi, nhƣng cũng có trƣờng hợp vật nặng lại
nổi mà vật nhẹ lại chìm. Hai vật nặng nhƣ nhau cùng thả trong nƣớc nhƣng một vật
thì chìm, vật kia lại nổi. Hình nhƣ cả trọng lƣợng, hình dạng, kích thƣớc, bản chất
của vật, của chất lỏng đều ảnh hƣởng đến hiện tƣợng nổi này. Sự quan sát trực tiếp
những hiện tƣợng đa dạng đó trong tự nhiên khó có thể rút ra đƣợc điều gì là chung,
khó mà phát hiện đƣợc qui luật chi phối hiện tƣợng. Ta phải phân tích xem có yếu tố
nào ảnh hƣởng đến hiện tƣợng nổi và xem xét từng yếu tố một. Chẳng hạn: vật
nhúng trong nƣớc chịu tác dụng của hai lực: trọng lƣợng kéo vật xuống và nƣớc đẩy
vật lên. Lực đẩy của nƣớc lên vật cũng là một hiện tƣợng phức tạp, phụ thuộc vào cả
vật và cả chất lỏng: phụ thuộc vào thể tích của vật và vào trọng lƣợng riêng của chất
lỏng. Cuối cùng thì hiện tƣợng nổi của một vật nhúng trong chất lỏng rất đa dạng và
phức tạp lại bị chi phối bởi một loạt những tính chất, qui luật đơn giản Trọng lƣợng
của vật P = DV. Lực đẩy của chất lỏng tác dụng lên vật nhúng trong nó bằng trọng
lƣợng của khối chất lỏng bị chiếm chỗ: F=D’V. Vật nổi hay chìm là do mối quan hệ
giữa P và F quyết định:
P > F => vật chìm xuống
P = F => vật lơ lửng
P < F => vật nổi lên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
17
1.2.2. Các biện pháp phát triển tƣ duy cho học sinh.
1.2.2.1. Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh
Tƣ duy là quá trình tâm lí diễn ra trong óc học sinh. Tƣ duy chỉ thực sự có
hiệu quả khi học sinh tự giác mang hết sức mình để thực hiện. Tƣ duy chỉ thực sự
bắt đầu khi trong đầu học sinh xuất hiện một câu hỏi mà chƣa có lời giải đáp ngay,
khi họ gặp phải mâu thuẫn giữa một bên là nhu cầu, nhiệm vụ nhận thức mới phải
giải quyết và một bên là trình độ kiến thức hiện có không đủ để giải quyết nhiệm vụ
đó, cần phải xây dựng kiến thức mới, tìm giải pháp mới. Lúc đó, học sinh vừa ở
trạng thái tâm lí hơi căng thẳng, vừa hƣng phấn khao khát vƣợt qua đƣợc khó khăn,
giải quyết đƣợc mâu thuẫn, đạt đƣợc một trình độ cao hơn trên con đƣờng nhận
thức. Ta nói rằng: học sinh đƣợc đặt vào “tình huống có vấn đề”. Có thể tạo ra nhu
cầu, hứng thú bằng cách kích thích bên ngoài, chẳng hạn nhƣ: khen thƣởng, sự
ngƣỡng mộ của bạn bè, gia đình, sự hứa hẹn một tƣơng lai tƣơi đẹp, thực tế xây
dựng quê hƣơng đất nƣớc… Những sự kích thích này không đƣợc thƣờng xuyên,
bền vững và phụ thuộc nhiều vào hoàn cảnh của mỗi học sinh.
Nhu cầu, hứng thú có thể nảy sinh ngay trong quá trình học tập, nghiên cứu
một môn học, một bài học, nghĩa là từ nội bộ môn học, từ mâu thuẫn nội tại của quá
trình nhận thức.
Những tình huống điển hình hay gặp trong dạy học vật lí là:
a) Tình huống phát triển
Học sinh đứng trƣớc một vấn đề chỉ mới đƣợc giải quyết một phần, một bộ
phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải đƣợc tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng
sang những phạm vi mới, lĩnh vực mới. Phát triển hoàn thiện vốn kiến thức của
mình luôn là niềm khao khát của tuổi trẻ. Ngoài ra, nhƣ Risa Fâyman nói, đó cũng là
con đƣờng phát triển của khoa học. Quá trình phát triển, hoàn thiện vốn kiến thức sẽ
đem lại những kết quả mới (kiến thức mới, kĩ năng mới, phƣơng pháp mới) nhƣng
trong quá trình đó, vẫn có thể sử dụng những kiến thức, kĩ năng và phƣơng pháp đã
biết cho đến lúc gặp mâu thuẫn không thể giải quyết đƣợc bằng vốn hiểu biết cũ.
Thí dụ: học sinh lớp 10 đã biết rằng một vật có khối lƣợng m chịu tác dụng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
18
của một lực F sẽ thu đƣợc một gia tốc a theo định luật thứ hai của Niutơn: F=ma.
Nếu F không đổi thì a cũng không đổi và chuyển động của vật là chuyển động biến
đổi đều. Đến lớp 12, đặt vấn đề áp dụng định luật hai của Niutơn cho trƣờng hợp vật
chịu tác dụng của một lực biến đổi, thí dụ nhƣ lực đàn hồi: F=-kx thì vật sẽ chuyển
động nhƣ thế nào? Mặc dù vẫn tin tƣởng rằng: định luật hai Niutơn vẫn đúng, nhƣng
học sinh không thể có ngay một câu trả lời đúng cho câu hỏi đó. Cần phải thực hiện
một chuỗi các suy luận toán học để tìm nghiệm của phƣơng trình: -kx = ma = mx’’
hay x’’ +x k/m = 0 ta thu đƣợc nghiệm x = Acos ( t )
Sau khi kiểm tra lại bằng thí nghiệm, ta rút ra đƣợc kiến thức mới: vật chịu tác
dụng của lực có dạng F=-kx sẽ chuyển động theo một dao động điều hoà hình sin.
b) Tình huống lựa chọn
Học sinh đứng trƣớc một vấn đề có mang một số dấu hiệu quen thuộc có liên
quan đến những kiến thức hay nhiều phƣơng pháp giải quyết đã biết, nhƣng chƣa
biết chắc chắn có thể dùng kiến thức nào hay phƣơng pháp nào sẽ mang lại kết quả
chắc chắn. Học sinh cần phải lựa chọn, thậm chí còn phải làm thử mới biết đƣợc
cách nào đem lại kết quả nhƣ mong muốn.
Thí dụ: ở lớp 10, khi nghiên cứu sự tƣơng tác bằng va chạm giữa hai vật, vấn
đề đƣợc đặt ra là: ngoài khối lƣợng hai vật, còn đại lƣợng nào đƣợc bảo toàn trong
khi tƣơng tác nữa không? Học sinh không thể trả lời ngay đƣợc, nhƣng họ có thể
cảm nhận đƣợc rằng có hai phƣơng pháp để tìm câu trả lời:
- Một là, ở đây ta có bài toán hai vật va chạm, nghĩa là hai vật tƣơng tác,chúng
tác dụng vào nhau những lực, vậy có thể áp dụng định luật Niutơn để sống ở phần
xem trong quá trình tƣơng tác thì vận tốc biến đổi, gia tốc cũng có thể biến đổi, hy
vọng sẽ tìm ra một đại lƣợng mới không biến đổi.
- Hai là, theo cách thông thƣờng nhƣ vẫn làm từ khi học cơ học, có thể áp
dụng phƣơng pháp thực nghiệm, dựa vào thí nghiệm để tìm tòi.
c) Tình huống bế tắc
Học sinh đứng trƣớc một hiện tƣợng vẫn thƣờng thấy nhƣng không hiểu vì
sao, vẫn coi nhƣ một điều bí mật của tự nhiên. Bây giờ, họ đƣợc giao nhiệm vụ phải
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
---------------------------
PHẠM THỊ PHƢƠNG
LỰA CHỌN VÀ XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
BÀI TẬP VẬT LÍ CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN)
NHẰM PHÁT TRIỂN TƢ DUY, NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
TRƢỜNG DÂN TỘC NỘI TRÚ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
THÁI NGUYÊN – 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
---------------------------
PHẠM THỊ PHƢƠNG
LỰA CHỌN VÀ XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
BÀI TẬP VẬT LÍ CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN)
NHẰM PHÁT TRIỂN TƢ DUY, NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
TRƢỜNG DÂN TỘC NỘI TRÚ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Chuyên nghành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học Vật lí
Mã số: 60 14 10
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS.NGUYỄN VĂN KHẢI
THÁI NGUYÊN – 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DTNT Dân tộc nội trú
ĐHSP Đại học sƣ phạm
ĐC Đối chứng
GV Giáo viên
HS Học sinh
Nxb Nhà xuất bản
SGK Sách giáo khoa
THCS Trung học cơ sở
THPT Trung học phổ thông
TNSP Thực nghiệm sƣ phạm
TN Thực nghiệm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 4
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 8
1.1.Tổng quan 8
1.1.1.Các nghiên cứu về phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh 9
1.1.2.Các nghiên cứu về bài tập Vật lí 10
1.2.Tƣ duy và phát triển tƣ duy cho học sinh 12
1.2.1. Tƣ duy và các loại tƣ duy 12
1.2.1.1 Tƣ duy 12
1.2.1.2 Các loại tƣ duy 13
17
1.2.2. Các biện pháp phát triển tƣ duy cho học sinh
1.3. Sáng tạo và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh 25
25
1.3.1. Khái niệm năng lực
25
1.3.3. Khái niệm năng lực sáng tạo:
1.3.4. Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho học 27
sinh
1.4. Bài tập vật lí 34
1.4.1.Khái niệm bài tập vật lí 34
1.4.2.Vai trò của bài tập trong dạy học vật lí 34
1.4.3. Phân loại bài tập vật lí 36
40
1.4.4. Phƣơng pháp giải bài tập vật lí
1.4.5. Lựa chọn và sử dụng bài tập nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng 43
tạo cho HS
1.5. Đặc điểm học sinh THPT Dân tộc nội trú 46
1. 6 . Thực trạng dạy học vật lí, bài tập vật lí ở trƣờng Dân tộc nội trú THPT hiện nay 48
1.7. Các biện pháp phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo của học sinh 51
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3
Dân tộc nội trú THPT khi dạy bài tập vật lí
KẾT LUẬN CHƢƠNG I 55
Chƣơng II: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ 56
CHƢƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”( Vật lí 10- cơ bản )
2.1. Phân tích nội dung kiến thức khoa học chƣơng “ Các định luật bảo 56
toàn” (Vật lí 10 - cơ bản).
2. 2. Các chủ đề bài tập chƣơng “Các định luật bảo toàn”(Vật lí 10 - cơ bản) 57
2. 2.1.Định luật bảo toàn động lƣợng 58
2.2.2. Định luật bảo toàn cơ năng 61
2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số chủ đề bài tập chƣơng 66
“Các định luật bảo toàn”(Vật lí - 10 cơ bản)
2.3.1. Sử dụng bài tập trong xây dựng kiến thức mới 66
2.3.2. Sử dụng bài tập trong bài học thực hành giải bài tập 69
Bài 1: BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƢỢNG 70
Bài 2: BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG 87
2. 3.3. Sử dụng bài tập trong phát triển năng lực tự học của học sinh. 100
KẾT LUẬN CHƢƠNG II 103
Chƣơng III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 104
3.1. Mục đích, nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm 104
3.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp TNSP 104
3.3. Căn cứ để đánh giá kết quả TNSP 105
3.4. Tiến hành TNSP 105
3.5. Kết quả TNSP 107
3.6. Đánh giá chung về thực nghiệm sƣ phạm 115
KẾT LUẬN CHƢƠNG III 115
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 116
TÀI LIỆU THAM KHẢO 117
PHỤ LỤC 119
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
4
MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay chúng ta đang trong thời kỳ xây dựng, đổi mới và đẩy mạnh công
nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nƣớc. Giai đoạn này đòi hỏi rất cao năng lực sáng tạo
của con ngƣời Việt Nam hơn bất kỳ giai đoạn nào khác. Để đáp ứng đƣợc nhu cầu
của xã hội, ngành Giáo dục đã có sự thay đổi về mọi mặt và đặc biệt là về phƣơng
pháp dạy học.
Nghị quyết hội nghị lần II Ban chấp hành trung ƣơng Đảng cộng sản khóa VIII
đã chỉ rõ: “Đổi mới phƣơng pháp giáo dục - đào tạo khắc phục lối truyền thụ một
chiều, rèn luyện nếp tƣ duy sáng tạo của ngƣời học. Từng bƣớc áp dụng các phƣơng
pháp tiên tiến và phƣơng tiện hiện đại vào quá trình dạy học…”. Văn kiện đại hội
đại biểu toàn quốc lần thứ X của Đảng tiếp tục khẳng định: “Ƣu tiên hàng đầu cho
việc nâng cao chất lƣợng dạy và học. Đổi mới chƣơng trình, nội dung, phƣơng pháp
dạy và học, …, phát huy khả năng sáng tạo và độc lập suy nghĩ của học sinh, sinh
viên.”[42]
Nhiệm vụ quan trọng đặt ra cho các môn học trong trƣờng phổ thông là phải
làm sao cho khi vào đời, bắt tay tham gia vào lao động sản xuất hoặc lao động ở
một ngành khoa học kĩ thuật nào đó, học sinh có thể nhanh chóng tiếp thu đƣợc cái
mới, nhanh chóng thích nghi với trình độ hiện đại của khoa học và kĩ thuật. Do đó,
trong giảng dạy các môn học trong trƣờng phổ thông, việc áp dụng các phƣơng
pháp dạy học tích cực trong dạy học nhằm phát triến tƣ duy, năng lực sáng tạo cho
học sinh là vô cùng quan trọng.
Trong dạy học vật lí, việc giảng dạy bài tập vật lí trong nhà trƣờng không chỉ
giúp học sinh hiểu đƣợc một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong
chƣơng trình mà còn phát triển tƣ duy, sáng tạo cho học sinh. Từ đó, giúp các em
vận dụng những kiến thức đó để giải quyết tốt những nhiệm vụ của học tập và
những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra.
Bản thân mỗi bài tập vật lí là một tình huống vận dụng vật lí tích cực. Song tí nh
tính cực của nó còn đƣợc nâng cao hơn khi nó đƣợc sử dụng nhƣ là nguồn kiến thức để
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
5
học sinh tìm tòi, rèn luyện khả năng tƣ duy, năng lực sáng tạo chƣ́ không phải chỉ để tái
hiện, củng cố kiến thức. Với tí nh đa năng của mì nh, bài tập vật lí thật sự là một phƣơng
tiện hƣ̃u hiệu để tí ch cƣ̣c hóa hoạt động, phát triển tƣ duy sáng tạo của học sinh trong
tƣ̀ng bài học. Hiệu quả của nó phụ thuộc vào việc sƣ̉ dụng của giáo viên trong
quá trình
dạy học. Bài tập vật lí với chức năng là một phƣơng pháp dạy học có một vị trí đặc biệt
trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông.
Nghiên cứu các vấn đề về bài tập vật lí đã có nhiều công trình đề cập đến. Ở
đó, đề cập đến việc phân dạng bài tập, xây dựng hệ thống bài tập, các phƣơng pháp
giải bài tập, một số biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh ... Tuy
nhiên, về vấn đề phát triển tƣ duy sáng tạo cho học sinh thông qua hoạt động dạy -
học bài tập vật lí ở trƣờng phổ thông dân tộc nội trú còn chƣa đƣợc nghiên cứu một
cách đầy đủ.
Thực tế giảng dạy ở trƣờng phổ thông miền núi nói chung, trƣờng THPT dân
tộc nội trú nói riêng hiện nay cho thấy, việc dạy học bài tập vật lí mới chỉ dừng lại
ở mức độ tái hiện, củng cố kiến thức . Nhiều giáo viên gặp khó khăn trong việc lựa
chọn bài tập sao cho có hệ thống phù hợp với đối tƣợng học sinh mình dạy. Cách
thức khai thác các tính năng của bài tập vật lí còn nhiều hạn chế.
Là giáo viên giảng dạy bộ môn vật lí, chúng tôi mong muốn tìm ra những biện
pháp nhằm khắc phục phần nào những khó khăn và hạn chế của việc dạy học bài tập
vật lí ở trƣờng THPT nói chung và trƣờng DTNT THPT nói riêng. Vì những lý do
trên tôi xác định đề tài nghiên cứu:
Lựa chọn và xây dựng tiến trình dạy học bài tập vật lí chương “Các định
luật bảo toàn” (Vật lí 10 – Cơ bản) nhằm phát triển tư duy, năng lực sáng tạo
cho học sinh trường Dân tộc nội trú trung học phổ thông.
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học bài tập chƣơng “Các định luật bảo toàn”
(Vật lí 10 – Cơ bản) theo hƣớng phát triển tƣ duy và năng lực sáng tạo cho học sinh
trƣờng DTNT THPT.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
6
III. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
- Khách thể nghiên cứu: Hoạt động dạy và học bài tập vật lí ở trƣờng
DTNT THPT.
- Đối tƣợng nghiên cứu: Tổ chức các hoạt động dạy và học bài tập Vật lí cho
học sinh lớp 10 trƣờng DTNT THPT.
IV. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Nếu lựa chọn hệ thống bài tập và xây dựng đƣợc tiến trình giải bài tập hợp lý thì có
thể nâng cao hiệu quả phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh trƣờng THPT Dân
tộc nội trú.
V. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu lý luận về phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo trong dạy học
vật lí.
- Nghiên cứu lý luận về bài tập vật lí trong trƣờng THPT.
- Điều tra thực trạng dạy, học bài tập vật lí ở trƣờng Dân tộc Nội trú THPT.
- Xây dựng tiến trình dạy - học bài tập vật lí theo hƣớng phát triển tƣ duy,
năng lực sáng tạo cho học sinh.
- Xây dựng một số giáo án theo phƣơng án của đề tài.
- Thực nghiệm sƣ phạm.
VI. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
* Nghiên cứu lý luận
- Tham khảo các tài liệu về phát triển tƣ duy, sáng tạo; lý luận dạy học.
- Bài tập vật lí và vai trò của bài tập vật lí trong dạy học.
* Tổng kết kinh nghiệm, điều tra quan sát
- Tìm hiểu thực trạng việc dạy và học bài tập vật lí ở trƣờng Dân tộc nội trú
THPT, từ đó chỉ ra những khó khăn và hạn chế trên cơ sở đó đề ra phƣơng hƣớng
khắc phục.
* Thực nghiệm
- Thực nghiệm sƣ phạm để kiểm tra, đánh giá giả thuyết khoa học đã đề ra.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
7
- Dùng phƣơng pháp thống kê toán học để xử lý và phân tích các số liệu thực
nghiệm.
VII. ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI
- Hệ thống hóa cơ sở lý luận về phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo của học
sinh trƣờng Dân tộc Nội trú THPT qua rèn luyện giải bài tập vật lí.
- Xây dựng tiến trình dạy học bài tập vật lí theo hƣớng nhằm phát triển tƣ
duy, sáng tạo cho học sinh trƣờng Dân tộc nội trú THPT.
- Xây dựng đƣợc một số giáo án theo phƣơng án đã nêu trong đề tài và vận
dụng vào thực tế việc phát triển tƣ duy, sáng tạo của học sinh trƣờng Dân tộc Nội
trú THPT thông qua tổ chức hoạt động giải bài tập vật lí chƣơng “Các định luật
bảo toàn” (Vật lí 10 - cơ bản)
VII. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu, mục lục, danh mục tài liệu tham khảo, phần chính của
luận văn gồm 117 trang đƣợc trình bày 3 chƣơng gồm:
Chƣơng 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài;
Chƣơng 2: Xây dựng tiến trình dạy học BTVL chƣơng “Các định luật bảo
toàn” (Vật lí 10 – Cơ bản);
Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
8
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. TỔNG QUAN
Việc dạy học bài tập vật lí trong nhà trƣờng không chỉ giúp học sinh hiểu đƣợc
một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chƣơng trình mà còn
giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ của học
tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra.
Muốn đạt đƣợc điều đó, phải thƣờng xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹ
năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày. Kỹ năng vận dụng kiến
thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thƣớc đo mức độ sâu sắc và
vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận đƣợc. Với vai trò là một
cách thức vận dụng, bài tập vật lí có một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lí ở trƣờng
phổ thông.
Trƣớc hết, vật lí là một môn khoa học giúp học sinh nắm đƣợc qui luật vận
động của thế giới vật chất và bài tập vật lí giúp học sinh hiểu rõ những qui luật ấy,
biết phân tích và vận dụng những qui luật ấy vào thực tiễn. Trong nhiều trƣờng hợp
mặt dù ngƣời giáo viên có trình bày tài liệu một cách mạch lạc, hợp lôgíc, phát biểu
định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu, qui tắc và có kết quả chính xác
thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chƣa đủ để học sinh hiểu và nắm sâu sắc kiến thức.
Chỉ thông qua việc giải các bài tập vật lí dƣới hình thức này hay hình thức khác
nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình
huống cụ thể thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện.
Trong qua trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lí đặt ra,
học sinh phải sử dụng các thao tác tƣ duy nhƣ phân tích, tổng hợp, so sánh, khái
quát hóa, trừu tƣợng hóa …để giải quyết vấn đề, do đó tƣ duy của học sinh có điều
kiện để phát triển. Vì vậy có thể nói bài tập vật lí là một phƣơng tiện rất tốt để phát
triển tƣ duy, năng lực sáng tạo, óc tƣởng tƣợng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và
hành động, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống của
học sinh.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
9
Bài tập vật lí là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong giờ
học lý thuyết chƣa có điều kiện để đề cập qua đó nhằm bổ sung kiến thức cho học
sinh. Đặc biệt, để giải đƣợc các bài tập vật lí dƣới hình thức trắc nghiệm khách quan
học sinh ngoài việc nhớ lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiều
phần, nhiều chƣơng, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tính
phản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải giải thật
nhiều các dạng bài tập khác nhau để có đƣợc kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa
học. Do đó, trong dạy học và nghiên cứu lí luận dạy học đã có rất nhiều công trình
nghiên cứu về bài tập vật lí và việc phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo trong dạy
học vật lí.
1.1.1. Các nghiên cứu về phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học sinh
Trong thời đại ngày nay, thời đại mà khoa học kĩ thuật phát triển nhanh chóng,
đã đặt ra cho con ngƣời nhiều vấn đề mới không chỉ trong lĩnh vực khoa học - công
nghệ mà cả những vấn đề rất chung rất tổng quát nhƣ trong lĩnh vực tƣ duy và kinh
tế xã hội. Việc đào tạo ngƣời lao động cho xã hội hiện đại, không chỉ học tập trong
nhà trƣờng mà còn có khả năng tự học, tự hoàn thiện mình, nghĩa là “học một biết
mƣời”. Muốn vậy học sinh phải có tƣ duy phát triển, có năng lực sáng tạo, có tri
thức khoa học, sẵn sàng đáp ứng các nhu cầu của thời đại.
Việc phát triển tƣ duy và năng lực sáng tạo có tác dụng thiết thực để học sinh
chủ động xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức, biết vận dụng kiến thức vào thực hành, từ
đó kiến thức của họ trở nên vững chắc và sinh động. Đồng thời, giúp cho việc phát
hiện và bồi dƣỡng đội ngũ những ngƣời lao động có trình độ cao, những nhân tài
cho đất nƣớc.
Kiến thức vật lí đƣợc hình thành, phát triển và ứng dụng vào thực tiễn luôn
luôn gắn liền với hoạt động tƣ duy và sáng tạo của con ngƣời trong hoàn cảnh xác
định. Do đó, phát triển tƣ duy và năng lực sáng tạo của học sinh vừa là mục đích
vừa là phƣơng tiện trong nghiên cứu và dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông.
Trong nghiên cứu về phƣơng pháp dạy học Vật lí đã có rất nhiều công trình
khoa học đề cập đến cụ thể nhƣ: Phạm Thanh Bình-Phát triển tƣ duy HS bằng việc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
10
vận dụng phƣơng pháp tìm tòi từng phần trong giảng dạy một số bài chƣơng “Dao
động điện, dòng điện xoay chiều” - Luận văn thạc sĩ ĐHSPHN, Ngô Văn Lý –
“Phát triển tƣ duy HS THCS miền núi khi tiến hành thí nghiệm biểu diễn” - Luận
văn thạc sĩ ĐHSP Thái nguyên 1999, Nguyễn Thị Hải Yến – “Phát triển năng lực
phát hiện và giải quyết có vấn đề cho HS khi dạy một số kiến thức chƣơng “Mắt và
các dụng cụ quang học” Vật lý lớp 12THPT - Luận văn thạc sĩ ĐHSP Thái nguyên
2004, Tô Đức Thắng – “Tiến hành thí nghiệm biểu diễn nhằm phát triển tƣ duy HS
THPT miền núi khi dạy một số bài chƣơng – Chất khí” - Luận văn thạc sĩ ĐHSP
Thái nguyên 2007, Lê Văn Huế - “Phát triển tƣ duy học sinh trung học phổ thông
miền núi khi dạy các khái niệm vật lý của chƣơng - Từ trƣờng và Cảm ứng điện
từ”- Luận văn thạc sĩ ĐHSP Thái nguyên 2008 ...
Các công trình này đã có những thành công nhất định trong việc phát triển tƣ
duy HS khi dạy học kiến thức mới. Song phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho
HS THPT Dân tộc Nội trú thông qua việc tổ chức hoạt động dạy học bài tập vật lí
cho học sinh thì chƣa đƣợc nghiên cứu một cách đầy đủ.
1.1.2. Các nghiên cứu về bài tập Vật lí
Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đă nắm đƣợc cái chung, cái
khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tƣợng. Trong các bài tập,
học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tƣợng đó vào những trƣờng
hợp cụ thể rất đa dạng; nhờ thế mà học sinh nắm đƣợc những biểu hiện cụ thể của
chúng trong thực tế, phát hiện ngày càng nhiều những hiện tƣợng thuộc ngoại diên
của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hay thuộc phạm vi ứng
dụng của chúng. Quá trình nhận thức các khái niệm, định luật vật lí không kết thúc ở
việc xây dựng nội hàm của các khái niệm, định luật vật lí mà còn tiếp tục ở giai
đoạn vận dụng vào thực tế. Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật, bài tập
vật lí sẽ giúp học sinh thấy đƣợc những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực
tiễn của các kiến thức đã học. Vì lí do trên, trong chƣơng trình và SGK vật lí hiện
nay ở các cấp học quỹ thời gian giành cho giải bài tập vật lí cũng tăng lên. Các
nghiên cứu khoa học về vấn đề này chiếm một vị trí đáng kể.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
11
Các nghiên cứu này khai thác khá nhiều mặt, nhiều góc cạnh khác nhau của
bài tập vật lí với những mục đích khác nhau.
Các nghiên cứu đó có thể là những nghiên cứu với mục đích cung cấp một
phƣơng pháp dạy học hoặc lí luận dạy học về bài tập vật lí của từng đơn vị kiến
thức vật lí phổ thông. Cụ thể nhƣ luận án tiến sĩ của Nguyễn Thế Khôi (1995) về
Một phương án xây dựng hệ thống bài tập phần Động lực học lớp 10 THPT nhằm
giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực giải quyết
vấn đề; hay cuốn Bài tập về phương pháp dạy bài tập vật lí của GS - TS Phạm Hữu
Tòng (1994), … Ngoài ra còn có nhiều luận văn thạc sĩ khoa học nghiên cứu về vấn
đề này nhƣ: Đồng Thị Vân Thoa (2001) với Một số biện pháp tích cực hoá hoạt
động nhận thức của học sinh THPT miền núi khi giảng dạy bài tập vật lí, Nguyễn
Thị Mai Anh (2002) với Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh
lớp 10 THPT qua giải bài tập vật lí bằng phương pháp vectơ, Nguyễn Thị Nga
(2004) với Lựa chọn và phối hợp các giải pháp nhằm tích cực hoá hoạt động học
tập của học sinh THPT trong giờ giải bài tập vật lí, Đỗ Thị Thúy Hà (2009) với
Phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học hiện đại để phát triển hứng thú
và năng lực tự lực học tập cho học sinh qua các hoạt động giải bài tập vật lí phần
cơ học (chương trình vật lí 10 nâng cao), hay gần đây nhất: Luận án tiến sĩ của
Nguyễn Thanh Hải với Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập định tính
trong dạy học cơ học vật lí 10 trung học phổ thông, ...
Ngoài ra, rất nhiều nghiên cứu về phân loại và các phƣơng pháp giải bài tập
Vật lí theo hình thức hệ thống các bài tập theo nội dung, theo phƣơng pháp giải. Đó
là các tài liệu tham khảo hữu ích về bài tập vật lí lớp 10 THPT nhƣ: Hƣớng dẫn giải
bài tập và câu hỏi trắc nghiệm của các tác giả Bùi Quang Hân, Nguyễn Duy Hiền,
Nguyễn Tuyến, Phƣơng pháp giải toán vật lí 10- PGS.TS. Vũ Thanh Khiết (chủ
biên), Giải toán vật lí 10 của tác giả Bùi Quang Hân, Bài tập chọn lọc vật lí 10 của
tác giả Đoàn Trọng Căn (chủ biên), Bài tập vật lí sơ cấp của tác giả Vũ Thanh Khiết
Và Phạm Quý Tƣ, Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi THPT môn vật lí của giáo sƣ
Dƣơng Trọng Bái, … Các nghiên cứu về bài tập vật lí thực sự đã đem lại nguồn tài
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
12
liệu phong phú và thực sự hữu ích cho giáo viên vật lí và học sinh.Tuy nhiên,
nghiên cứu về dạy học bài tập vật lí nhằm phát triển tƣ duy, năng lực sáng tạo cho
học sinh trƣờng DTNT THPT chƣa đƣợc nghiên cứu một cách đầy đủ
1.2. TƢ DUY VÀ PHÁT TRIỂN TƢ DUY CHO HỌC SINH
1.2.1. Tƣ duy và các loại tƣ duy
1.2.1.1. Tư duy
Theo cuốn “Lí luận dạy học vật lí ở trường phổ thông” của Nguyễn Văn Khải
(chủ biên), Nguyễn Duy Chiến, Phạm Thị Mai
Tƣ duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật và hiện
tƣợng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất của chúng,
những mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa chúng, đồng thời cũng là sự vận
dụng sáng tạo những kết luận khái quát đă thu đƣợc vào những dấu hiệu cụ thể, dự
đoán đƣợc những thuộc tính, hiện tƣợng, quan hệ mới. [35]
Tƣ duy có những đặc điểm sau:
a) Tư duy phản ánh hiện thực khách quan vào trong óc. Bởi vậy, tƣ duy có
quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính, sử dụng những tài liệu cảm tính, những
kinh nghiệm thực tế, những cơ sở trực quan sinh động.
b) Tính trừu tượng và khái quát của tư duy: Tƣ duy phản ánh cái bản chất
chung cho nhiều sự vật hiện tƣợng, đồng thời đã trừu xuất khỏi những sự vật, hiện
tƣợng đó. Nhờ tính chất trừu tƣợng và khái quát, tƣ duy có thể cho phép ta đi sâu
vào bản chất và mở rộng phạm vi nhận thức sang cả những sự vật, hiện tƣợng cụ thể
mới mà trƣớc đây ta chƣa biết.
c) Tính gián tiếp: Trong quá trình tƣ duy, quá trình hoạt động nhận thức của
con ngƣời nhanh chóng thoát khỏi những sự vật cụ thể cảm tính mà sử dụng những
khái niệm để biểu đạt chúng, thay thế những sự vật cụ thể bằng những kí hiệu, bằng
ngôn ngữ.
d) Tư duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ: Ngôn ngữ là phƣơng tiện, là hình
thức biểu đạt của tƣ duy. Ngôn ngữ cố định lại các kết quả của tƣ duy, nhờ đó làm
khách quan hoá chúng cho ngƣời khác và cho cả bản thân chủ thể tƣ duy. Không có
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
13
ngôn ngữ thì bản thân quá trình tƣ duy không diễn ra đƣợc, đồng thời các sản phẩm
của tƣ duy cũng không thể sử dụng đƣợc.
e) Tính “có vấn đề”: Hoạt động tƣ duy chỉ bắt đầu khi con ngƣời đứng trƣớc
một câu hỏi về một vấn đề mà mình quan tâm nhƣng chƣa giải đáp đƣợc bằng
những hiểu biết đã có của mình, nghĩa là gặp phải tình huống có vấn đề. [36]
1.2.1.2. Các loại tư duy
Có nhiều cách phân biệt tƣ duy, dựa theo những dấu hiệu khác nhau. Trong
dạy học vật lí, ngƣời ta quan tâm đến những loại tƣ duy chủ yếu dƣới đây:
a) Tư duy kinh nghiệm:
Tƣ duy kinh nghiệm là một tƣ duy dựa chủ yếu trên kinh nghiệm cảm tính và
sử dụng phƣơng pháp “thử và sai”. Chủ thể phải thực hiện một nhiệm vụ nào đó, thử
mò mẫm thực hiện một số thao tác, hành động nào đó, ngẫu nhiên gặp một trƣờng
hợp thành công, sau đó lặp lại đúng nhƣ thế mà không biết nguyên nhân vì sao. Kiểu
tƣ duy này đơn giản, không cần phải rèn luyện nhiều, có ích trong hoạt động hàng
ngày để giải quyết một số vấn đề trong một phạm vi hẹp. Thí dụ: Đứng trƣớc một
máy thu hình có nhiều nút bấm, một học sinh bấm thử tất cả các nút. Sau một số lần
bấm, em đó nhận ra rằng: ấn nút thứ nhất thì có hình ảnh, ấn nút thứ hai thì có tiếng
mà không hiểu tại sao. Kinh nghiệm này không áp dụng đƣợc cho các loại máy thu
hình khác, trong đó không có nút bấm mà có núm xoay hoặc cần gạt.
b) Tư duy lí luận:
Tƣ duy lí luận là loại tƣ duy giải quyết nhiệm vụ đƣợc đề ra dựa trên sử dụng
những khái niệm trừu tƣợng, những tri thức lí luận. Đặc trƣng của loại tƣ duy này là:
- Không dừng lại ở kinh nghiệm rời rạc mà luôn hƣớng tới xây dựng qui tắc,
qui luật chung ngày một sâu rộng hơn;
- Tự định hƣớng hành động, suy nghĩ về cách thức hành động trƣớc khi
hành động;
- Luôn sử dụng những tri thức khái quát đã có để lí giải, dự đoán những sự
vật, hiện tƣợng cụ thể;
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
14
- Luôn lật đi, lật lại vấn đề để đạt đến sự nhất quán về mặt lí luận, xác định
đƣợc phạm vi ứng dụng của mỗi lí thuyết;
Tƣ duy lí luận rất cần thiết cho hoạt động nhận thức và phải rèn luyện lâu dài
mới có đƣợc. Nhờ có tƣ duy lí luận, con ngƣời mới có thể đi sâu đƣợc vào bản chất
của sự vật hiện tƣợng, phát hiện đƣợc qui luật vận động của chúng và sử dụng
những tri thức khái quát đó để cải tạo bản thân và làm biến đổi thế giới tự nhiên,
phục vụ lợi ích của mình.
c) Tư duy lôgic:
Tƣ duy lôgic là tƣ duy tuân theo các qui tắc, qui luật của lôgic học một cách
chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong các lập luận, biết phát hiện ra
các mâu thuẫn, nhờ đó mà nhận thức đƣợc đúng đắn chân lý khách quan.
Lôgic học là một khoa học nghiên cứu những tƣ tƣởng của con ngƣời về mặt
hình thức lôgic của chúng và xây dựng những qui tắc, qui luật mà việc tuân theo
chúng là điều kiện cần để đạt tới chân lí trong quá trình suy luận. Con ngƣời bằng
kinh nghiệm của mình đã suy nghĩ theo những qui luật nhất định rất lâu trƣớc khi
những qui luật này đƣợc khoa học lôgic khám phá ra. Những qui luật của lôgic học
mà mỗi ngƣời sử dụng trong quá trình hoạt động tƣ duy không phải là con ngƣời tự
ý tái tạo ra mà là sự phản ánh những mối liên hệ và quan hệ khách quan của các sự
vật và hiện tƣợng quanh ta. Bởi thế, dù chƣa biết lôgic học, nhƣng con ngƣời bằng
kinh nghiệm sống của mình đã có thể trao đổi tƣ tƣởng với nhau, thông hiểu nhau và
thống nhất đƣợc với nhau trong một số lập luận, phán đoán. Tuy nhiên, điều đó chỉ
xảy ra trong một số trƣờng hợp đơn giản, còn khi gặp những trƣờng hợp phức tạp thì
khó có thể thông hiểu lẫn nhau hoặc khó phân biệt đúng hay sai, nếu không nắm
vững và vận dụng đúng đắn những qui tắc, qui luật lôgic học. Thí dụ nhƣ: học sinh
có thể dễ dàng tin rằng lập luận sau đây là đúng, dù không hiểu lí do vì sao:
Tất cả kim loại đều dẫn điện.
Vật này là kim loại.
Vậy: vật này dẫn điện.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
15
Nhƣng họ khó có thể biết rằng lập luận dƣới đây là đúng hay sai:
Tất cả kim loại đều dẫn điện.
Vật này dẫn điện.
Vậy: vật này là kim loại.
Tuy nhiên, đối với học sinh ở trƣờng phổ thông, không thể dạy cho họ lôgic
học để sau đó, họ mới vận dụng các qui tắc và qui luật lôgic để suy nghĩ, lập luận.
Trái lại, ta có thể thông qua việc giải quyết những nhiệm vụ cụ thể mà tích luỹ dần
kinh nghiệm và đến một lúc nào đó sẽ tự tổng kết thành những qui tắc đơn giản
thƣờng dùng.
Tƣ duy lôgic đƣợc sử dụng trong mọi lĩnh vực hoạt động nhận thức, cho nên
phải thƣờng xuyên rèn luyện cho học sinh.
d) Tư duy vật lí
Ta hiểu tƣ duy vật lí là sự quan sát các hiện tƣợng vật lí, phân tích một
hiện tƣợng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những
mối quan hệ và những sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối liên hệ giữa mặt định
tính và mặt định lƣợng của các hiện tƣợng và các đại lƣợng vật lí, dự đoán các
hệ quả mới từ các lí thuyết và áp dụng những kiến thức khái quát thu đƣợc vào
thực tiễn.
Các hiện tƣợng vật lí trong tự nhiên rất phức tạp, nhƣng những định luật chi
phối chúng thƣờng lại rất đơn giản, vì mỗi hiện tƣợng bị nhiều yếu tố tác động
chồng chéo lên nhau hoặc nối tiếp nhau mà ta chỉ quan sát đƣợc kết quả tổng hợp
cuối cùng. Bởi vậy, muốn nhận thức đƣợc những đặc tính bản chất và qui luật của tự
nhiên thì việc đầu tiên là phải phân tích đƣợc hiện tƣợng phức tạp thành những bộ
phận, những giai đoạn bị chi phối bởi một số ít nguyên nhân, bị tác động bởi một số
ít yếu tố, tốt nhất là một nguyên nhân, một yếu tố. Có nhƣ thế, ta mới xác lập đƣợc
những mối quan hệ bản chất, trực tiếp, những sự phụ thuộc định lƣợng giữa các đại
lƣợng vật lí dùng để đo lƣờng những thuộc tính bản chất của sự vật hiện tƣợng.
Muốn biết những kết luận khái quát thu đƣợc có phản ánh đúng thực tế khách quan
không, ta phải kiểm tra lại trong thực tiễn. Để làm việc đó, ta phải xuất phát từ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
16
những kết luận khái quát, suy ra những hệ quả, dự đoán những hiện tƣợng mới có
thể quan sát đƣợc trong thực tiễn. Nếu thí nghiệm xác nhận hiện tƣợng mới đúng
nhƣ dự đoán thì kết luận khái quát ban đầu mới đƣợc xác nhận là chân lí. Mặt khác,
việc vận dụng những kiến thức vật lí khái quát vào thực tiễn tạo điều kiện cho con
ngƣời cải tạo thực tiễn, làm cho các hiện tƣợng vật lí xảy ra theo hƣớng có lợi cho
con ngƣời, thoả mãn đƣợc nhu cầu ngày càng tăng của con ngƣời. [38]
Trong quá trình nhận thức vật lí nhƣ trên, con ngƣời sử dụng tổng hợp, xen kẽ
nhiều hình thức tƣ duy, trong đó có hình thức chung nhƣ tƣ duy lí luận, tƣ duy lôgic
và những hình thức đặc thù của vật lí học nhƣ thực nghiệm, mô hình hoá…. Thí dụ:
Quan sát hiện tƣợng các vật nổi hay chìm trong nƣớc, ta thấy rất phức tạp. Thông
thƣờng, vật nặng thì chìm, vật nhẹ thì nổi, nhƣng cũng có trƣờng hợp vật nặng lại
nổi mà vật nhẹ lại chìm. Hai vật nặng nhƣ nhau cùng thả trong nƣớc nhƣng một vật
thì chìm, vật kia lại nổi. Hình nhƣ cả trọng lƣợng, hình dạng, kích thƣớc, bản chất
của vật, của chất lỏng đều ảnh hƣởng đến hiện tƣợng nổi này. Sự quan sát trực tiếp
những hiện tƣợng đa dạng đó trong tự nhiên khó có thể rút ra đƣợc điều gì là chung,
khó mà phát hiện đƣợc qui luật chi phối hiện tƣợng. Ta phải phân tích xem có yếu tố
nào ảnh hƣởng đến hiện tƣợng nổi và xem xét từng yếu tố một. Chẳng hạn: vật
nhúng trong nƣớc chịu tác dụng của hai lực: trọng lƣợng kéo vật xuống và nƣớc đẩy
vật lên. Lực đẩy của nƣớc lên vật cũng là một hiện tƣợng phức tạp, phụ thuộc vào cả
vật và cả chất lỏng: phụ thuộc vào thể tích của vật và vào trọng lƣợng riêng của chất
lỏng. Cuối cùng thì hiện tƣợng nổi của một vật nhúng trong chất lỏng rất đa dạng và
phức tạp lại bị chi phối bởi một loạt những tính chất, qui luật đơn giản Trọng lƣợng
của vật P = DV. Lực đẩy của chất lỏng tác dụng lên vật nhúng trong nó bằng trọng
lƣợng của khối chất lỏng bị chiếm chỗ: F=D’V. Vật nổi hay chìm là do mối quan hệ
giữa P và F quyết định:
P > F => vật chìm xuống
P = F => vật lơ lửng
P < F => vật nổi lên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
17
1.2.2. Các biện pháp phát triển tƣ duy cho học sinh.
1.2.2.1. Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh
Tƣ duy là quá trình tâm lí diễn ra trong óc học sinh. Tƣ duy chỉ thực sự có
hiệu quả khi học sinh tự giác mang hết sức mình để thực hiện. Tƣ duy chỉ thực sự
bắt đầu khi trong đầu học sinh xuất hiện một câu hỏi mà chƣa có lời giải đáp ngay,
khi họ gặp phải mâu thuẫn giữa một bên là nhu cầu, nhiệm vụ nhận thức mới phải
giải quyết và một bên là trình độ kiến thức hiện có không đủ để giải quyết nhiệm vụ
đó, cần phải xây dựng kiến thức mới, tìm giải pháp mới. Lúc đó, học sinh vừa ở
trạng thái tâm lí hơi căng thẳng, vừa hƣng phấn khao khát vƣợt qua đƣợc khó khăn,
giải quyết đƣợc mâu thuẫn, đạt đƣợc một trình độ cao hơn trên con đƣờng nhận
thức. Ta nói rằng: học sinh đƣợc đặt vào “tình huống có vấn đề”. Có thể tạo ra nhu
cầu, hứng thú bằng cách kích thích bên ngoài, chẳng hạn nhƣ: khen thƣởng, sự
ngƣỡng mộ của bạn bè, gia đình, sự hứa hẹn một tƣơng lai tƣơi đẹp, thực tế xây
dựng quê hƣơng đất nƣớc… Những sự kích thích này không đƣợc thƣờng xuyên,
bền vững và phụ thuộc nhiều vào hoàn cảnh của mỗi học sinh.
Nhu cầu, hứng thú có thể nảy sinh ngay trong quá trình học tập, nghiên cứu
một môn học, một bài học, nghĩa là từ nội bộ môn học, từ mâu thuẫn nội tại của quá
trình nhận thức.
Những tình huống điển hình hay gặp trong dạy học vật lí là:
a) Tình huống phát triển
Học sinh đứng trƣớc một vấn đề chỉ mới đƣợc giải quyết một phần, một bộ
phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải đƣợc tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng
sang những phạm vi mới, lĩnh vực mới. Phát triển hoàn thiện vốn kiến thức của
mình luôn là niềm khao khát của tuổi trẻ. Ngoài ra, nhƣ Risa Fâyman nói, đó cũng là
con đƣờng phát triển của khoa học. Quá trình phát triển, hoàn thiện vốn kiến thức sẽ
đem lại những kết quả mới (kiến thức mới, kĩ năng mới, phƣơng pháp mới) nhƣng
trong quá trình đó, vẫn có thể sử dụng những kiến thức, kĩ năng và phƣơng pháp đã
biết cho đến lúc gặp mâu thuẫn không thể giải quyết đƣợc bằng vốn hiểu biết cũ.
Thí dụ: học sinh lớp 10 đã biết rằng một vật có khối lƣợng m chịu tác dụng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
18
của một lực F sẽ thu đƣợc một gia tốc a theo định luật thứ hai của Niutơn: F=ma.
Nếu F không đổi thì a cũng không đổi và chuyển động của vật là chuyển động biến
đổi đều. Đến lớp 12, đặt vấn đề áp dụng định luật hai của Niutơn cho trƣờng hợp vật
chịu tác dụng của một lực biến đổi, thí dụ nhƣ lực đàn hồi: F=-kx thì vật sẽ chuyển
động nhƣ thế nào? Mặc dù vẫn tin tƣởng rằng: định luật hai Niutơn vẫn đúng, nhƣng
học sinh không thể có ngay một câu trả lời đúng cho câu hỏi đó. Cần phải thực hiện
một chuỗi các suy luận toán học để tìm nghiệm của phƣơng trình: -kx = ma = mx’’
hay x’’ +x k/m = 0 ta thu đƣợc nghiệm x = Acos ( t )
Sau khi kiểm tra lại bằng thí nghiệm, ta rút ra đƣợc kiến thức mới: vật chịu tác
dụng của lực có dạng F=-kx sẽ chuyển động theo một dao động điều hoà hình sin.
b) Tình huống lựa chọn
Học sinh đứng trƣớc một vấn đề có mang một số dấu hiệu quen thuộc có liên
quan đến những kiến thức hay nhiều phƣơng pháp giải quyết đã biết, nhƣng chƣa
biết chắc chắn có thể dùng kiến thức nào hay phƣơng pháp nào sẽ mang lại kết quả
chắc chắn. Học sinh cần phải lựa chọn, thậm chí còn phải làm thử mới biết đƣợc
cách nào đem lại kết quả nhƣ mong muốn.
Thí dụ: ở lớp 10, khi nghiên cứu sự tƣơng tác bằng va chạm giữa hai vật, vấn
đề đƣợc đặt ra là: ngoài khối lƣợng hai vật, còn đại lƣợng nào đƣợc bảo toàn trong
khi tƣơng tác nữa không? Học sinh không thể trả lời ngay đƣợc, nhƣng họ có thể
cảm nhận đƣợc rằng có hai phƣơng pháp để tìm câu trả lời:
- Một là, ở đây ta có bài toán hai vật va chạm, nghĩa là hai vật tƣơng tác,chúng
tác dụng vào nhau những lực, vậy có thể áp dụng định luật Niutơn để sống ở phần
xem trong quá trình tƣơng tác thì vận tốc biến đổi, gia tốc cũng có thể biến đổi, hy
vọng sẽ tìm ra một đại lƣợng mới không biến đổi.
- Hai là, theo cách thông thƣờng nhƣ vẫn làm từ khi học cơ học, có thể áp
dụng phƣơng pháp thực nghiệm, dựa vào thí nghiệm để tìm tòi.
c) Tình huống bế tắc
Học sinh đứng trƣớc một hiện tƣợng vẫn thƣờng thấy nhƣng không hiểu vì
sao, vẫn coi nhƣ một điều bí mật của tự nhiên. Bây giờ, họ đƣợc giao nhiệm vụ phải
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn