Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh ( áp dụng cho chương động lực họ

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng
đại học vinh
_____________________

Phạm văn nghĩa

xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm
góp phần bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh
(áp dụng cho chơng động lực học chất điểm
lớp 10 thpt)

Chuyên ngành: Lý luận và ph ơng pháp dạy học Vật lý
Mã số: 60.14.10

luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục

Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS. Mai Văn Trinh

Vinh - 2011


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình tiến hành thực hiện luận văn này tác giả đã nhận được
sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, các bạn bè, đồng nghiệp và
người thân. Hôm nay, khi luận văn đã hoàn thành tác giả xin bày tỏ lòng biết
ơn đến những người đã giúp đỡ tác giả trong thời gian vừa qua.
Trước hết tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Mai
Văn Trinh - người trực tiếp hướng dẫn tác giả thực hiện luận văn này.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong Khoa
Vật lý, Khoa Sau đại học đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình làm

luận văn.
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban giám hiệu, các thầy giáo, cô giáo, các
bạn đồng nghiệp Trường THPT Bá Thước, đã giúp đỡ tác giả trong quá trình
tác giả học tập và nghiên cứu.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến những người thân đã động viên,
chia sẻ những khó khăn trong quá trình làm luận văn.
Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn tới tất cả mọi người!
Vinh, tháng 12 năm 2011
Tác giả


CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
BTTN

Bài tập thí nghiệm

BT

Bài toán

CH

Câu hỏi

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

KHTN

Khoa học tự nhiên

SGK

Sách giáo khoa

SBT

Sách bài tập

THPT

Trung học phổ thông

THCS

Trung học cơ sở

TL

Trả lời

TN

Thí nghiệm

1

MỤC LỤC
Trang


P12

MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Việc nâng cao chất lượng giáo dục phải thực hiện gắn liền với việc đổi
mới về mục tiêu, nội dung chương trình, đổi mới về phương pháp giảng dạy.
Ở trường phổ thông học sinh không những phải nắm vững nội dung kiến thức
môn học mà còn phải có khả năng vận dụng những kiến thức đó vào thực tiễn
lao động sản xuất hoặc tiếp tục học lên các bậc học cao hơn.
Trong quá trình giảng dạy ở trường THPT tôi nhận thấy các em học sinh
có rất nhiều hạn chế và điểm yếu về việc giải các bài tập thí nghiệm ( BTTN)
và làm các thí nghiệm về vật lí và có lẽ đây là hạn chế, nhược điểm lớn nhất
của học sinh nước ta so với bạn bè thế giới khi đi thi các kì thi quốc tế.
BTTN vừa là bài tập vừa là thí nghiệm nên nó sẽ phát huy được các lợi
thế của hai phương tiện dạy học nếu giáo viên biết khai thác tốt sẽ là điều kiện
cho học sinh vận dụng tổng hợp kiến thức lý thuyết và kiến thức thực hành,
kết hợp thao tác trí óc với thao tác chân tay, tập làm các nhà thiết kế, chế tạo,
lắp ráp. Điều này kích thích mạnh mẽ hứng thú học tập của học sinh nhất là
những bài liên quan đến thực tế.
Khi giải các BTTN học sinh được rèn luyện các thao tác tư duy như:
Phân tích, tổng hợp, phán đoán, xây dựng phương án thí nghiệm, lựa chọn
thiết bị thí nghiệm, dự đoán kết quả thí nghiệm, quan sát, đo đạc xử lý số liệu
khái quát hoá rút ra kết luận, so sánh. Ngoài ra, học sinh còn được rèn luyện

năng lực thực nghiệm, năng lực hoạt động độc lập.
Việc giải các BTTN vật lý là một hình thức hoạt động có thể nâng cao
chất lượng học tập tạo ra nhiều hứng thú cho học sinh. Đó là hoạt động có sự
kết hợp hiệu quả giữa học với hành, lý luận và thực tiễn, phát huy tính tích
cực, trí thông minh, tài sáng tạo, khả năng tháo vát của học sinh. BTTN là


P13

hoạt động tạo điều kiện tốt để phát triển tư duy cho học sinh. Nhưng đồng
thời thông qua đó giúp phát hiện những năng khiếu cụ thể về vật lý của từng
học sinh.
Qua tìm hiểu ở các trường THPT chúng tôi thấy: Việc sử dụng bài tập
thí nghiệm trong dạy học đối với nhiều giáo viên còn rất mơ hồ. Việc dạy bài
tập ở trường phổ thông chủ yếu tập trung vào các bài tập dạng định tính hoặc
định lượng với nội dung giáo khoa đơn thuần.
Còn việc dạy các BTTN thì hầu như không được chú ý, có chăng thì chỉ
một số trường chuyên có học sinh dự các kỳ thi học sinh giỏi cấp quốc gia và
quốc tế. Còn ở các trường phổ thông bình thường thì một phần do cơ sở vật
chất thiếu thốn, những cái có thì không đồng bộ, để làm được bài tập thí
nghiệm cần phải có sự đầu tư về cả vật chất lẫn tinh thần, mặt khác trong các
đề thi học kỳ, tốt nghiệp cũng như thi tuyển sinh đại học chưa đưa BTTN vật
lý vào nên việc dạy học gần như bỏ qua loại bài tập này.
Trong chương trình vật lý 10 THPT Ban KHTN phần cơ học có thể thực
hiện một số thí nghiệm, thiết bị đơn giản, dễ tiến hành nhanh. Các hiện tượng
cơ học vẫn diễn ra và tồn tại bên cạnh mỗi người, cần phải làm cho học sinh
thấy sự tồn tại của nó gắn với những đại lượng vật lý đặc trưng.
Sử dụng BTTN vật lý phần cơ học là cần thiết. Để lựa chọn xây dựng
hệ thống bài tập thí nghiệm phù hợp với nội dung chương trình của sách giáo
khoa và trình độ nhận thức của học sinh, chúng tôi nghiên cứu chương trình

sách giáo khoa vật lý và phân tích nội dung chương trình theo những yêu cầu
về kiến thức và kỹ năng cần đạt được trong phần này.
Từ những lý do nêu trên, tôi chọn đề tài: Xây dựng và sử dụng bài tập
thí nghiệm góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh (Áp dụng cho
chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT Ban TKTN)


P14

2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm chương "Động lực học chất
điểm" và đề xuất tiến trình hướng dẫn giải theo hướng phát triển năng lực tư
duy sáng tạo của học sinh, nhờ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật
lý ở trường THPT.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng
Các cơ sở lý luận về bài tập thí nghiệm vật lý ở bậc phổ thông
Quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông.
Bài tập thí nghiệm vật lý.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT – Ban KHTN.
4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Có thể bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua việc
xây dựng và sử dụng hợp lý hệ thống bài tập thí nghiệm trong dạy học
chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT- Ban KHTN.
5. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu các đặc điểm của tư duy vật lý và tư duy sáng tạo.
Nghiên cứu lý luận về vai trò, đặc điểm của bài tập thí nghiệm trong
việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.
Tìm hiểu thực tế dạy học bài tập thí nghiệm vật lý ở trường phổ thông.

Nghiên cứu chương trình vật lý lớp 10 THPT.
Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng một số thao tác
tư duy, hành động sáng tạo, khả năng vận dụng vào thực tiễn, hướng nghiệp
cho học sinh trong dạy học chương “Động lực học chất điểm”.


P15

Thiết kế thi công một số bài học tiêu biểu sử dụng bài tập thí nghiệm đã
biên soạn để dạy học chương "Động lực học chất điểm".
Thực nghiệm sư phạm
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Nghiên cứu lý luận về tư duy trong nhận thức khoa học và tư duy vật lý.
Nghiên cứu cơ sở lý luận về xây dựng và sử dụng bài tập vật lý, bài tập
thí nghiệm vật lý nhằm phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh.
Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách bài tập và sách tham
khảo để phân tích cấu trúc logic, nội dung các kiến thức thuộc chương “Động
lực học chất điểm” vật lý 10 THPT- Ban KHTN.
6.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu thực tiễn: quan sát, điều tra thực trạng về việc giảng dạy
bài tập vật lý, đặc biệt là bài tập thí nghiệm ở trường THPT.
Thiết kế một số phương án sử dụng BTTN đã xây dựng vào dạy học
theo giả thuyết khoa học của đề tài.
Thực nghiệm sư phạm ở các trường THPT, để chỉnh lý, bổ sung, thẩm
định phương án đã thiết kế và kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài.
Dùng phương pháp thống kê toán học để xử lý kết quả thực nghiệm sư
phạm, từ đó rút ra kết luận đồng thời đề xuất việc áp dụng kết quả nghiên cứu

của đề tài cho các phần khác của chương trình vật lý.
7. ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN
- Làm rõ cơ sở lý luận của việc phát triển tư duy sáng tạo của học sinh trong
dạy học Vật lý.


P16

- Xây dựng được hệ thống BTTN và đề xuất phương án sử dụng để góp phần
bồ dưỡng tư duy sáng tạo của học sinh vào dạy học Vật lý chương “ Động lực học
chất điểm” Lớp 10 THPT – Ban KHTN.
- Luận văn có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho GV và học sinh trong quá
trình dạy học.

8. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Mở đầu.
Nội dung: 3 chương.
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển tư duy sáng tạo
cho học sinh trong dạy học.
Chương 2: Bài tập thí nghiệm vật lý chương “Động lực học chất điểm”
với việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh phổ thông
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
Kết luận.
Tài liệu tham khảo.
Phụ lục.


P17

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO
CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ

1.1. TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH
Trong quá trình dạy học tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh
(HS) là một trong những nhiệm vụ chủ yếu của người giáo viên (GV). Vì thế,
nó luôn luôn là trung tâm chú ý của lý luận và thực tiễn dạy học. Các nhà giáo
dục Đông, Tây, Kim, Cổ đã trao đổi bàn luận nhiều về vấn đề này và cho đến
nay nó vẫn là một trong những vấn đề của giáo dục - dạy học.
1.1.1. Tích cực hoá là gì?
Tích cực hoá là một tập hợp các hành động nhằm chuyển biến vị trí của
người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ
thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập.
1.1.2. Các đặc điểm tính tích cực của học sinh
Tính tích cực của học sinh có hai mặt, đó là mặt tự phát và mặt tự giác:
Mặt tự phát của tính tích cực là những yếu tố tiềm ẩn, bẩm sinh thể
hiện ở tính tò mò, hiếu kì, hiếu động, linh hoạt và sôi nổi trong hành vi mà
mỗi học sinh đều có, ở những mức độ khác nhau. Chúng ta coi trọng những
yếu tố tự phát này, cần nuôi dưỡng, phát triển chúng trong dạy học.
Mặt tự giác của tính tích cực là trạng thái tâm lý tích cực có mục đích
và đối tượng rõ rệt, do đó khi hoạt động có sự nỗ lực, vượt khó khăn, trở ngại
để chiếm lĩnh đối tượng đó. Tính tự giác thể hiện ở óc quan sát, tính phê phán
trong tư duy, trí tò mò khoa học…
1.1.3. Những biểu hiện của tính tích cực nhận thức của học sinh
Trong quá trình dạy học, để phát hiện được HS có tích cực học tập hay
không, người GV cần dựa vào một số dấu hiệu sau đây:


P18

- Các em có chú ý học tập không?
- Có hăng hái tham gia vào mọi hình thức hoạt động học tập không?
(được biểu hiện qua việc phát biểu ý kiến xây dựng bài, ghi chép…).
- Có hoàn thành nhiệm vụ được giao không? (làm bài tập ở nhà, chuẩn
bị bài mới…).
- Có ghi nhớ tốt những điều đã học không?
- Có hiểu bài học không? Có thể trình bày nội dung bài học theo ngôn
ngữ riêng không?
- Có vận dụng được những kiến thức đã học vào thực tiễn không?
- Có đọc thêm tài liệu tham khảo, làm thêm các bài tập nâng cao
không?
- Tốc độ học tập có nhanh không?
- Có hứng thú trong học tập không, hay vì một ngoại lực nào đó mà
phải học?
- Có ý chí vượt khó trong học tập không?
- Có sáng tạo trong học tập không?
1.1.4. Những biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức
Tư tưởng dạy học tích cực là một chủ trương quan trọng của ngành
giáo dục nước ta. Để thực hiện được vấn đề này ta có thể dùng các biện pháp
sau:
- Nói lên ý nghĩa của lý thuyết và thực tiễn, tầm quan trọng của vấn đề
cần nghiên cứu.
- Nội dung dạy học phải mới, những cái mới ở đây không phải quá xa
lạ đối với HS, cái mới phải liên hệ và phát triển cái cũ.
- Kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với cuộc sống, thoả mãn nhu
cầu nhận thức của HS.


P19

- Phải dùng các phương pháp đa dạng: nêu vấn đề, thí nghiệm, thực
hành, so sánh, làm việc độc lập và phối hợp chúng với nhau. Kiến thức phải
được trình bày trong dạng động, phát triển và kế thừa lẫn nhau. Những vấn đề
quan trọng, các hiện tượng then chốt có lúc diễn ra đột ngột bất ngờ.
- Sử dụng và phát huy tốt tác dụng của các phương tiện dạy học.
- Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau: cá nhân, nhóm, tập
thể, câu lạc bộ, ngoại khoá…
- GV, bạn bè động viên, khen thưởng khi có thành tích học tập tốt.
- Luyện tập dưới các hình thức khác, vận dụng kiến thức vào thực tiễn,
vào các tình huống mới.
- Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa GV và HS.
- Phát triển kinh nghiệm sống của HS trong học tập.
1.2. TƯ DUY TRONG QUÁ TRÌNH NHẬN THỨC VẬT LÝ
1.2.1. Con đường nhận thức vật lý
Quy luật chung nhất của hoạt động nhận thức đã được V.I.Lênin chỉ rõ:
“Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến
với thực tiễn, đó là con đường biện chứng của nhận thức chân lý, của sự
nhận thức hiện thực khách quan”. Nhận thức vật lý là nhận thức chân lý
khách quan.
Trong việc nhận thức thế giới, con người có thể đạt được những mức
độ nhận thức khác nhau, từ thấp đến cao từ đơn giản đến phức tạp.
+ Mức độ thấp: là quá trình nhận thức cảm tính bao gồm cảm giác, tri
giác, trong đó con người phản ánh vào óc những biểu hiện bên ngoài của sự
vật khách quan, những cái đang tác động trực tiếp vào giác quan con người.
+ Mức độ cao gọi là nhận thức lý tính, còn gọi là tư duy, trong đó con
người phản ánh vào óc những thuộc tính bản chất bên trong của sự vật, những
mối quan hệ có tính qui luật giữa các thuộc tính đó.


P20

Tư duy là giai đoạn cao nhất của nhận thức, đi sâu vào bản chất và phát
hiện ra tính qui luật của sự vật hiện tượng bằng những hình thức như biểu
tượng, khái niệm, phán đoán và suy lý. Tư duy với tính cách là sự phản ánh
khách quan hiện thực, được thực hiện thông qua ngôn ngữ, từ ngữ. Tư duy
vượt qua giới hạn cảm giác, tri giác rất nhiều nhưng nó vẫn gắn chặt với nhận
thức cảm tính với tư cách là nguồn tri thức chủ yếu về thế giới.
Tư duy là quá trình phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hoá và
khái quát hoá trên con đường tìm ra cái mới. Dựa trên các dữ liệu cảm tính,
con người thực hiện các thao tác phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hoá,
trừu tượng hoá để rút ra những tính chất chủ yếu của đối tượng nhận thức và
xây dựng thành những khái niệm. Sự nhận thức không dừng lại ở sự phản ánh
vào trong óc những thuộc tính của sự vật, hiện tượng khách quan mà còn thực
hiện các phép suy luận để rút ra những kết luận mới, dự đoán những hiện
tượng mới trong thực tiễn. Nhờ thế mà tư duy luôn có tính sáng tạo, có thể mở
rộng sự hiểu biết của mình vào việc cải tạo thế giới khách quan, phục vụ lợi
ích con người. Hoạt động tư duy luôn gắn chặt với thực tiễn. Tư duy là hình
thức cao nhất của sự phản ánh hiện thực.
1.2.2. Các mức độ của tư duy
Tư duy của con người có thể chia làm hai mức độ:
Tư duy tái tạo: Là tái tạo những mối liên hệ đã biết hoặc nhận thức các
liên hệ đó theo những dấu hiệu đã biết.
Tư duy sáng tạo: Là tạo ra tri thức mới không có mẫu sẵn.
Trong quá trình học tập, nhận thức của HS thường ở mức độ tư duy tái
tạo. Nếu trong quá trình dạy học chỉ đơn thuần sử dụng tư duy tái tạo, thì sản
phẩm của nó sẽ là những con người có thể hiểu biết thế giới chứ không thể cải
tạo thế giới. Còn tư duy sáng tạo thường xuất hiện trong quá trình nghiên cứu
khoa học của các nhà khoa học. Vì thế để sản phẩm của quá trình dạy học là

P21

những con người năng động, sáng tạo, hiểu biết và có thể cải tạo được thế giới
thì trong dạy học cần phải rèn luyện, bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS. Để
làm được điều này chúng ta phải tạo ra các tình huống dạy học mô phỏng quá
trình nhận thức của nhà khoa học.
1.2.3. Thao tác và hành động tư duy trong quá trình nhận thức vật lý
Các thao tác và hành động tư duy trong quá trình nhận thức vật lý được
chia làm hai nhóm:
* Thao tác tư duy lý thuyết (tư duy lý thuyết) bao gồm: phân tích tổng hợp; so sánh; khái quát hoá; trừu tượng hoá; cụ thể hoá.
* Hành động tư duy thực nghiệm (tư duy thực nghiệm) bao gồm: quan
sát; xây dựng phương án thí nghiệm; lựa chọn lắp ráp thí nghiệm; tiến hành
thí nghiệm; thu thập số liệu; xử lý kết quả thí nghiệm; khái quát hoá rút ra kết
luận.
Tư duy lý thuyết và tư duy thực nghiệm luôn đan xen, gắn kết với nhau
hỗ trợ cho nhau.
1.2.3.1. Tư duy lý thuyết
* Phân tích là sự chia tách đối tượng nghiên cứu ra thành những phần
tử nhỏ hơn nhằm tìm hiểu bản chất của đối tượng nghiên cứu.
* Tổng hợp là sự sắp xếp các số liệu, sự kiện lộn xộn, rời rạc đa dạng
thu thập được qua nghiên cứu lý luận và khảo sát thực tiễn thành những sự vật
hiện tượng và quá trình hoàn chỉnh thống nhất.
* So sánh là một thao tác tư duy rất quan trọng trong quá trình tìm ra
cái mới. Nhờ so sánh, người ta có thể phát hiện ra sự giống nhau và khác nhau
giữa các đối tượng, sự biến đổi của chúng qua thời gian và không gian, ảnh
hưởng của môi trường, điều kiện cần cho quá trình phát triển của sự vật và
hiện tượng.


P22

* Trừu tượng hoá - Khái quát hoá là những hoạt động chính của quá
trình tư duy. Trừu tượng là hoạt động trí tuệ nhằm lựa chọn và rút ra được
những gì là chung và bản chất của một số đối tượng. Khái quát hoá là gom
những đối tượng có thuộc tính chung và cùng bản chất vào một nhóm. Trừu
tượng hoá và khái quát hoá là những hoạt động tư duy có quan hệ chặt chẽ với
nhau khi tiến hành phân loại đối tượng.
* Cụ thể hoá là quá trình nghĩ về cái riêng mà cái riêng này tương ứng
với cái chung nhất định. Khi tiến hành cụ thể hoá thì nhà nghiên cứu không
được gạt bỏ các dấu hiệu riêng vốn có của các sự vật hiện tượng, mà phải suy
nghĩ về cái riêng ấy trong sự đa dạng của những đặc điểm đặc trưng đối với
nó. Sự cụ thể hóa giúp hiểu rõ hơn về cái chung, liên hệ cái chung đó với cái
đã biết theo cảm tính. Vận dụng lý thuyết vào thực tiễn.
1.2.3.2. Tư duy thực nghiệm
* Quan sát: Là quá trình xem xét một sự vật, hiện tượng hoặc mô hình
của hiện tượng đó. Nó tác động lên các giác quan của người nghiên cứu ( mắt
nhìn, tai nghe, mũi ngửi…) và cả trực giác. Quan sát là tiền đề cho mọi
nghiên cứu của khoa học thực nghiệm, là cơ sở cho mọi đề xuất nêu vấn đề
nghiên cứu.
Quan sát cùng với khả năng khái quát hoá sẽ giúp người nghiên cứu
đưa ra vấn dề nghiên cứu dưới dạng giả thuyết khoa học. Sau khi quan sát
người nghiên cứu sẽ trả lời các câu hỏi dạng:
- Sự vật hiện tượng có cấu tạo như thế nào?
- Qui luật biến đổi của nó ra sao?
- Sự biến đổi đó phụ thuộc yếu tố gì?...
* Xây dựng phương án thí nghiệm: Sau quá trình quan sát, với khả
năng phân tích - tổng hợp, khái quát hoá, người nghiên cứu sẽ đưa ra một số
giả thuyết và lựa chọn giả thuyết tốt nhất về sự vật hiện tượng đó. Nếu giả

P23

thuyết còn trừu tượng, chưa thể kiểm nghiệm được thì cần dựa vào kiến thức
đã có để suy luận ra hệ quả logic từ giả thuyết.
Khi đã có giả thuyết và hệ quả logic từ giả thuyết, để tiếp tục nghiên
cứu cần phải lập phương án thí nghiệm và trả lời các câu hỏi dạng:
- Để hiện tượng xuất hiện cần phải làm như thế nào?
- Đại lượng nào cần phải biết?
- Để đo được các đại lượng đó cần phải có dụng cụ gì và bố trí ra sao?...
* Chế tạo, lựa chọn dụng cụ và lắp ráp thí nghiệm: khi đã có
phương án thí nghiệm, người nghiên cứu lựa chọn dụng cụ (có thể đã có,
hoặc tự chế tạo…) và tiến hành lắp ráp. Khi đó người nghiên cứu sẽ trả lời
các câu hỏi dạng:
- Để đo đại lượng này cần phải dùng dụng cụ nào cho phù hợp?
- Các dụng cụ phải được bố trí như thế nào?
* Tiến hành thí nghiệm: sau khi hoàn tất các bước trên thì thí nghiệm
bắt đầu được tiến hành, hiện tượng có thể xuất hiện ngay sau khi lắp ráp, hoặc
có thể sau một số thao tác hiện tượng mới xuất hiện. Trong quá trình tiến
hành thí nghiệm người nghiên cứu phải trả lời các câu hỏi có dạng:
- Để hiện tượng xuất hiện phải làm thế nào?
- Đo đạc các đại lượng liên quan như thế nào?
- Thay đổi các đại lượng này thì có ảnh hưởng gì đến hiện tượng
xảy ra?
Trong quá trình tiến hành thí nghiệm cần phải ghi chép các số liệu liên
quan, các hiện tượng kèm theo. Từ đó xử lý kết quả và đánh giá độ chính xác
của kết quả thu được.
* Khái quát hoá rút ra kết luận: sau khi có kết quả về hiện tượng sự
vật nghiên cứu, người nghiên cứu dùng khả năng phân tích tổng hợp, khái
quát hoá rút ra kết luận vừa nghiên cứu.

P24

1.3. BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG
QUA QUÁ TRÌNH DẠY HỌC
1.3.1. Dạy học và phát triển trí tuệ
Trong học tập, bằng các này hay cách khác, HS sẽ phát triển về mặt trí
tuệ. Đối với sự phát triển trí tuệ, có ý nghĩa trước hết là việc tích luỹ vốn kiến
thức, chúng hình thành nên một hệ thống phức hợp và linh hoạt, nhưng chỉ có
điều kiện này thì chưa đủ. Đối với sự phát triển trí tuệ vấn đề rất quan trọng là
nắm vững những thao tác tư duy nào cần thiết cho cả quá trình lĩnh hội và
việc vận dụng kiến thức. Theo N.A. Menchinxcaia, những nét đặc trưng của
phát triển trí tuệ là:
- Nhịp độ của lĩnh hội.
- Tính mềm dẻo của quá trình tư duy.
- Mối liên hệ giữa những phần hợp thành trực quan và trừu tượng của
tư duy.
- Trình độ của hoạt động phân tích tổng hợp.
Lý luận dạy học hiện đại đã dựa vào hai tư tưởng chủ đạo sau:
+ Coi trí tuệ phát triển là một trí tuệ đã có sở thích đối với chân lý và đã
lĩnh hội được phương hướng để tìm ra chân lý.
+ Tư tưởng thứ hai cho rằng quá trình dạy học được tổ chức đúng
đắn, sẽ tiềm tàng những khả năng vô cùng to lớn đối với sự phát triển trí
tuệ của HS.
1.3.2. Năng lực tư duy sáng tạo
Năng lực tư duy sáng tạo nói chung của mỗi cá nhân thể hiện ở chỗ cá
nhân đó có thể mang lại những giá trị mới, những sản phẩm mới có giá trị đối
với nhân loại.
Năng lực tư duy sáng tạo của HS trong học tập chính là năng lực biết
giải quyết vấn đề học tập để tìm ra cái mới ở mức độ nào đó thể hiện được

P25

khuynh hướng, năng lực, kinh nghiệm của cá nhân HS. Cụ thể, đó là năng lực
tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, năng lực phát hiện ra điều chưa biết, chưa
có, đồng thời tạo ra cái chưa biết, chưa có và không bị phụ thuộc, gò bó vào
cái đã có.
* Các phẩm chất quan trọng của tư duy sáng tạo:
+ Tính mềm dẻo.
+ Tính linh hoạt.
+ Tính độc đáo.
+ Tính nhạy cảm.
* Những biểu hiện của năng lực tư duy sáng tạo trong học tập của HS:
+ Năng lực chuyển tải tri thức và kĩ năng từ lĩnh vực quen biết sang
tình huống mới, vận dụng kiến thức đã học vào điều kiện hoàn cảnh mới.
+ Năng lực nhận thấy vấn đề mới trong điều kiện quen biết, nhìn thấy
chức năng mới của đối tượng quen thuộc.
+ Năng lực biết đề xuất các giải pháp khác nhau khi phải xử lý một tình
huống.
+ Năng lực huy động những kiến thức cần thiết để đưa ra các giả
thuyết hay dự đoán khác nhau để giải thích một hiện tượng.
* Các yếu tố cần thiết trong việc rèn luyện năng lực tư duy sáng tạo
cho HS:
- Tạo hứng thú học tập cho HS.
- Cung cấp cho HS kiến thức cơ bản vững chắc.
- Dạy cho HS thói quen “nghi ngờ khoa học”.
- Rèn luyện ý thức tư duy độc lập.
1.3.3. Bồi dưỡng tư duy sáng tạo trong quá trình nhận thức vật lý của HS
Trong quá trình nhận thức của HS, tư duy mà HS sử dụng chủ yếu để

nghiên cứu là tư duy tái hiện, bởi vì HS cần phải tiếp thu một khối lượng lớn


P26

kiến thức trong một thời gian ngắn. Đây chính là hạn chế của chương trình
cũng như phương pháp dạy học cổ truyền. Vì thế nếu không có phương pháp
dạy học sáng tạo thì khó có thể đáp ứng được yêu cầu đề ra. Cho nên trong
quá trình dạy học, chúng ta cần chú ý đến việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo và
phát triển tư duy đó cho từng HS đến một trình độ sao cho HS có thể suy nghĩ
một cách sáng tạo về tất cả những gì lĩnh hội được trong quá trình nhận thức.
Quá trình tư duy sáng tạo của HS về bản chất tương tự như quá trình tư
duy của nhà vật lý học, tức là cũng có sự nỗ lực vượt qua các khó khăn để đi
từ chưa biết đến biết, tuy nhiên khác nhau về mức độ và điều kiện nghiên cứu.
Muốn thành công phải xử lý những vấn đề sau đây có liên quan đến đặc điểm
của HS và những điều kiện làm việc của họ:
- Nhà khoa học tìm ra cái mới, giải pháp mới mà loài người chưa biết
đến. Còn HS thì tìm ra cái mới cho chính mình cái mà loài người đã biết, đặc
biệt là giáo viên đã biết. Những kiến thức ấy họ có thể tìm thấy dưới dạng
hoàn chỉnh có sẵn trong sách vở, tài liệu. Điều quan trọng là HS phải “tự
khám phá lại” để tập làm các công việc khám phá đó trong hoạt động thực
tiễn sau này.
- Về thời gian, nhà khoa học có thể làm trong nhiều tháng, nhiều năm,
thậm chí cả đời để khám phá một định luật, xây dựng một thuyết… Còn HS
thì chỉ có thời gian rất ngắn trên lớp, trong một tiết học, thậm chí mươi phút,
nửa giờ.
- Về phương tiện, nhà khoa học có thiết bị thí nghiệm, máy móc hiện
đại. Còn HS trong điều kiện của trường phổ thông chỉ có một số thí nghiệm
thô sơ đơn giản.
1.3.4. Những điều kiện để hình thành năng lực học tập sáng tạo cho HS

Năng lực nói chung và năng lực sáng tạo nói riêng không phải là bẩm
sinh, mà được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể.


P27

Để hình thành năng lực học tập sáng tạo, phải chuẩn bị cho HS những điều
kiện cần thiết để họ có thể thực hiện thành công hoạt động đó. Những điều
kiện đó là:
- Đảm bảo cho HS có điều kiện tâm lý thuận lợi để tự lực hoạt động,
bằng cách tạo mâu thuẫn nhận thức, gợi động cơ, hứng thú tìm cái mới thường gọi là xây dựng tình huống có vấn đề. Tạo môi trường sư phạm thuận
lợi bằng cách xoá bỏ thói quen học thụ động, lười suy nghĩ, rụt rè, lúng túng.
Phải làm cho HS mạnh dạn tham gia thảo luận, phát biểu ý kiến của riêng
mình, nêu thắc mắc, lật ngược vấn đề chứ không chỉ chờ sự phán xét của giáo
viên.
- Tạo điều kiện để HS có thể giải quyết thành công những nhiệm vụ
được giao:
+ Lựa chọn một lôgic nội dung bài học thích hợp: bằng cách phân chia
bài học thành những vấn đề nhỏ, vừa với trình độ xuất phát của HS sao cho
họ có thể tự lực giải quyết được với sự cố gắng vừa phải.
+ Rèn luyện cho HS kĩ năng thực hiện một số thao tác cơ bản bao gồm
thao tác chân tay (thao tác vật chất) và thao tác tư duy. Trong học tập vật lý,
những thao tác chân tay phổ biến là: sử dụng các thiết bị để đo lường một số
đại lượng cơ bản, lắp ráp thí nghiệm, chế tạo dụng cụ… Những thao tác tư duy
hay dùng là: phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, trừu tượng hoá…
+ Cho HS làm quen với các phương pháp nhận thức vật lý được sử
dụng phổ biến như: phương pháp thực nghiệm, phương pháp tương tự,
phương pháp mô hình, phương pháp thí nghiệm lí tưởng. Trong khi áp dụng
các phương pháp nhận thức vật lý, ta thường phải phối hợp sử dụng các
phương pháp suy luận lôgic như phân tích, tổng hợp, qui nạp, diễn dịch…

Những phương pháp suy luận này dược sử dụng trong tất cả các giai đoạn của
quá trình nhận thức nên giáo viên cần chú ý rèn luyện cho HS thường xuyên.


P28

1.4. BÀI TẬP THÍ NGHIỆM
1.4.1. Khái niệm về BTTN [11]
BTTN là loại bài tập mà khi giải nó, HS phải làm thí nghiệm (TN) để
quan sát diễn biến của hiện tượng, hoặc để đo đạc giá trị một số đại lượng cần
thiết; sau đó học sinh phải sử dụng công cụ toán học và tư duy trí tuệ để xử lý
tư liệu đã quan sát và đo đạc nhằm tìm ra lời giải và đáp số cuối cùng mà bài
tập yêu cầu. Thông thường những TN này khá đơn giản, HS có thể tự thiết kế,
lắp ráp bằng cách sử dụng ngay những đồ dùng nhà bếp, đồ dùng học tập, đồ
dùng sinh hoạt hàng ngày hoặc tự chế tạo được bằng những vật liệu rẻ tiền,
phế liệu từ đồ chơi trẻ em và từ các vật dụng cũ hỏng đã bỏ đi. Cũng có lúc
HS phải làm một số TN ở trong phòng TN của nhà trường, song nhìn chung
đó vẫn là TN đơn giản.
Việc giải các BTTN là một hình thức hoạt động nhằm nâng cao chất
lượng học tập; là điều kiện cho HS vận dụng tổng hợp kiến thức lý thuyết vào
thực hành; kết hợp thao tác trí óc với thao tác chân tay. Kích thích tính tích
cực, tự lực, trí thông minh, tài sáng tạo, tháo vát của từng HS, đặc biệt đối với
các HS khá giỏi.
BTTN có thể được sử dụng trong các tiết lý thuyết; dùng trong các tiết
bài tập; dùng trong tiết ôn tập; kiểm tra; trong các buổi ngoại khoá; giờ thực
hành… Vì thế độ phức tạp của BTTN cũng phải khác nhau.
1.4.2. Vai trò của BTTN trong việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS
Do yêu cầu phải thực hiện cả các thao tác tư duy trí tuệ và tư duy toán
học lẫn các thao tác tư duy vật chất cụ thể, cùng với các hành động chân tay,
nên BTTN có vai trò quan trọng và có tác dụng toàn diện trong việc thực hiện

mục tiêu và nhiệm vụ của dạy học vật lý ở trường THPT.
BTTN giúp bồi dưỡng và rèn luyện cho HS các thao tác tư duy như:
phân tích, tổng hợp, phán đoán, xây dựng phương án TN, lựa chọn dụng cụ
TN, lắp ráp TN, quan sát, đo đạc xử lí số liệu, trừu tượng hoá, khái quát hoá


P29

và cả trực giác khoa học. Mặt khác, HS còn được rèn luyện năng lực thực
nghiệm, năng lực hoạt động độc lập. Việc giải các BTTN, như là những
nghiên cứu nhỏ, tạo điều kiện tốt để phát triển tư duy và khả năng nhận thức
cho HS. BTTN đã khắc phục được tình trạng giải bài tập một cách hình thức,
áp dụng công thức một cách máy móc. BTTN giúp cho giáo viên phát hiện
và bồi dưỡng các em có năng khiếu về vật lý học và về kĩ thuật. Cùng một
BTTN HS có thể đưa ra nhiều phương án giải khác nhau, gây ra sự tranh luận
sôi nổi trong lớp tạo không khí sư phạm tốt. Vì thế BTTN giúp các em hình
thành năng lực giao tiếp, rèn luyện kĩ năng sử dụng ngôn ngữ. Trong quá trình
làm TN các kĩ năng và kĩ xảo sử dụng máy móc, dụng cụ đo lường và các
thiết bị TN cũng như một số kĩ năng khác được phát triển. BTTN có ý nghĩa
to lớn về mặt đức dục, trí dục, những BTTN có tính nghiên cứu, tạo điều kiện
thuận lợi để giáo dục tính tích cực nhận thức, hoạt động thực tiễn của HS.
1.4.3. Các bước trong quá trình giải BTTN vật lý
Để giải một BTTN vật lý chúng ta có thể tiến hành theo các bước
sau đây:
1 - Đọc kĩ đề bài, phân tích yêu cầu của bài toán.
2 - Xây dựng phương án giải: lập luận, thiết kế qui trình giải BT.
3 - Tiến trình giải bài toán:
- Lập phương án thí nghiệm.
- Lựa chọn thiết bị, có thể phải cải tiến, chế tạo một số thiết bị và lắp
ráp TN như phương án đã được xác lập.

4 - Tiến hành TN, quan sát hiện tượng, đo đạc số liệu và xử lí kết quả.
5 - Rút ra kết luận và trả lời các câu hỏi của bài toán.
Nói chung các bước giải một BTTN có liên quan với các giai đoạn của
phương pháp thực nghiệm.


P30

1.4.4. Phân loại BTTN vật lý [11]
Căn cứ vào yêu cầu và phương thức giải ta có thể phân chia BTTN
thành hai loại là: BTTN định tính và BTTN định lượng.
1.4.4.1. Bài tập thí nghiệm định tính
Loại bài tập này không có các phép đo đạc, tính toán định lượng. Khi
giải nó thì HS phải lắp ráp TN theo sơ đồ cho trước hoặc theo những điều
kiện đã xác định; sau đó điều khiển cho TN vận hành. HS phải quan sát diễn
biến của hiện tượng vật lý trong TN và sử dụng những suy luận lôgic dựa trên
cơ sở các định luật, khái niệm vật lý đã học để mô tả và giải thích những kết
quả đã quan sát được. BTTN định tính có thể phân thành hai dạng:
* Dạng 1: BTTN quan sát và giải thích hiện tượng.
Dạng này yêu cầu HS:
+ Làm TN theo sự hướng dẫn của giáo viên.
+ Quan sát TN theo mục tiêu đã chỉ sẵn.
+ Mô tả hiện tượng bằng kiến thức đã có.
Để giải dạng bài tập này thì HS cần phải trả lời các câu hỏi như:
+ Hiện tượng xảy ra như thế nào?
+ Tại sao lại xảy ra hiện tượng đó?
Với câu hỏi thứ nhất HS tham gia vào quá trình tích luỹ kiến thức về
hiện tượng, mô tả được diễn biến của hiện tượng. Còn câu hỏi thứ hai, giúp
cho HS liên hệ sự kiện quan sát xảy ra trong TN với những định nghĩa, khái
niệm, hiện tượng vật lý đã học. Tức là giúp HS biết cách lập luận khi giải

thích bản chất của hiện tượng. Đây chính là cơ hội để bồi dưỡng cho HS các
thao tác tư duy, khả năng lập luận, diễn đạt bằng ngôn ngữ nói và viết.
* Dạng 2: Bài tập thiết kế phương án TN.
Dạng bài tập này khá phổ biến ở trường phổ thông vì TN được tiến
hành trong tư duy. Do đó nó hoàn toàn khả thi trong điều kiện trang thiết bị


P31

TN còn chưa đầy đủ như hiện nay. Các bài tập này là tiền đề cho HS giải các
BTTN định lượng. Nội dung của dạng bài tập này thường là: thiết kế phương
án TN để đo các đại lượng vật lý, hoặc để quan sát một quá trình vật lý, một
định luật.
Để giải dạng bài tập này thì HS cần phải thực hiện các yêu cầu như:
+ Cho các thiết bị … hãy tìm cách đo …
+ Cho các thiết bị … nêu phương án đo …
+ Trình bày cách đo …
Ví dụ:
1. Nêu phương án thí nghiệm xác định lực ma sát giữa hộp phấn và mặt bàn
nếu trong tay em chỉ có một lực kế.
2. Hãy tìm phương án và làm thí nghiệm để thiết lập sự phụ thuộc của lực
ma sát vào trọng lượng của vật.

1.4.4.2. Bài tập thí nghiệm định lượng
Đây là loại bài tập yêu cầu HS phải đo đạc các đại lượng vật lý bằng
các thiết bị; tìm mối liên hệ giữa các đại lượng vật lý. BTTN định lượng có
thể ở các mức độ tăng dần như sau:
Mức độ 1: Cho thiết bị, cho sơ đồ thiết kế và hướng dẫn cách làm thí
nghiệm. Yêu cầu đo đạc các đại lượng, xử lí kết quả đo đạc để đi đến kết luận.
Những bài thí nghiệm thực hành của HS ở phòng thí nghiệm được biên

soạn ở SGK là những ví dụ về bài tập thí nghiệm ở mức độ 1.
Mức độ 2: Cho thiết bị, yêu cầu thiết kế phương án TN, làm TN đo đạc
các đại lượng cần thiết, xử lí số liệu để đi đến kết luận.
Ví dụ: Làm thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt giữa hộp phấn và 1 chiếc
thước bản to.
Thiết bị: Hộp phấn, thước bản to và êke đo góc.


P32

Mức độ 3: Yêu cầu tự lựa chọn thiết bị, thiết kế phương án TN, làm TN
đo đạc, xử lí số liệu để tìm qui luật.
Các ví dụ ở mức độ 2, nếu không có thiết bị sẽ là những bài tập ở mức
độ 3. Đây thực sự là những nghiên cứu nhỏ.
Ví dụ: Làm thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt giữa khối gỗ hình hộp và 1
chiếc thước bản to.
Với bài toán này HS phải tự tìm thiết bị và lập phương án thí nghiệm.
Có thể tóm tắt sự phân loại BTTNVL trong trường phổ thông bằng sơ đồ sau:
Sơ đồ 1: Hệ thống bài tập thí nghiệm vật lý[11]
Bài tập thí nghiệm

Bài tậpTN định tính

Làm TN, quan sát,
mô tả, giải thích

Điều gì xẩy ra
…?
Tại sao lại xẩy
ra như vậy ?

Thiết kế
phương án
TN

1. Làm thế nào để
đo…với các thiết bị ?
2. Nêu PATN đo …
với các thiết bị …

Bài tập TN định lượng

Đo lường đại
lượng Vật lý

Thiết lập, minh
hoạ quy luật Vật
lý

Ba mức độ

MĐ1: Cho thiết bị hướng dẫn
cách làm thí nghiệm, yêu cầu
đo đạc, tìm quy luật.
MĐ2: Cho thiết bị
Yêu cầu: Lập PATN, làm thí
nghiệm đo đạc, tìm quy luật.
MĐ3: Yêu cầu: Lựa chọn thiết
bị, lập PATN, làm thí nghiệm.