Bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học giải bài tập chương sóng ánh sáng vật lý 12 trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
____________________________________________

ĐẶNG VĂN ĐẾN

BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
TRONG DẠY HỌC GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG
ÁNH SÁNG VẬT LÝ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGHỆ AN - 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
____________________________________________

ĐẶNG VĂN ĐẾN

BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
TRONG DẠY HỌC GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG
ÁNH SÁNG VẬT LÝ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Chuyên ngành: Lý luận và PPDH bộ mơn Vật lí
Mã số: 8 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC

NGHỆ AN 2017
i


LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành cơng trình nghiên cứu này, ngồi sự nổ lực của bản thân, tơi
đã nhận được rất nhiều sự ủng hộ, động viên và giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và
người thân.
Tôi xin trân trọng cám ơn tới:
- Gia đình, những người thân, tổ vật lý trường THPT Hiếu Phụng đã động
viên giúp đỡ tôi mọi mặt trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài.
- Quý Thầy Cô tham gia giảng dạy các chuyên đề của chương trình sau đại
học trường Đại Học Vinh.
- Đặc biệt, xin gửi lời cám ơn đến thầy hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Đình
Thước người đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo tơi trong q trình hồn thành luận văn.
Với tất cả lòng biết ơn sâu sắc của mình, một lần nữa tơi xin chúc mọi người
ln mạnh khỏe, hạnh phúc và thành công.
Vĩnh Long, tháng 6 năm 2018

Đặng Văn Đến

ii


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Viết tắt

Viết thành câu

SGK

Sách giáo khoa

BTST

Bài tập sáng tạo

BTĐT

Bài tập định tính

HS

Học sinh

THPT

Trung học phổ thông

BTVL

Bài tập vật lý

iii


DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang
Bảng 3.1: Bảng thống kê số điểm bài kiểm tra.................................................58
Bảng 3.2: Bảng phân phối tần suất....................................................................59
Bảng 3.3: Bảng tần suất tích lũy........................................................................59
Bảng 3.4: Bảng các thơng số thống kê..............................................................60

iv


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Trang
Hình 1.1: Sơ đồ chu trình sáng tạo khoa học của V.G. RaZumốpxki...............10
Hình 1.2: Quy trình sử dụng bài tập sáng tạo trong quá trình dạy học........... 13
Hình 2: Sơ đồ cấu trúc nội dung chương sóng ánh sáng....................................25
Hình 3.1: Đồ thị tổng số điểm học sinh.............................................................60
Hình 3.2: Đồ thị phân phối tần suất ..................................................................61
Hình 3.3: Đồ thị phân phối tần suất tích lũy......................................................62

v


MỤC LỤC
1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ...............................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................................2
3.1. Đối tượng nghiên cứu...........................................................................................2
3.2. Phạm vi nghiên cứu ..............................................................................................2
4. Giả thuyết khoa học ................................................................................................2
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ..............................................................................................2

6. Phương pháp nghiên cứu.........................................................................................2
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ......................................................................2
6.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ................................................................2
6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .....................................................................3
6.4. Phương pháp thống kê toán học ...........................................................................3
7. Đóng góp của luận văn ............................................................................................3
8. Cấu trúc luận văn ....................................................................................................3
NỘI DUNG .................................................................................................................4
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn bồi dưỡng tư duy sáng tạo của học sinh trong
dạy học bài tập vật lý ..................................................................................................4
1.1. Bài tập vật lý ........................................................................................................4
1.1.1. Khái niệm về bài tập vật lý ...............................................................................4
1.1.2. Vai trò, chức năng của bài tập vật lý .................................................................4
1.1.3. Phân loại bài tập vật lý ......................................................................................4
1.2.2. Cơ sở lý thuyết bài tập sáng tạo ......................................................................10
1.2.3. Các dấu hiệu về bài tập sáng tạo .....................................................................11
1.2.3. Quy trình sử dụng bài tập sáng tạo vào trong quá trình dạy học ....................13
1.3. Tư duy sáng tạo ..................................................................................................14

vi


1.3.1. Khái niệm tư duy sáng tạo ..............................................................................14
1.3.2. Đặc trưng của tư duy sáng tạo.........................................................................14
1.3.3. Các biện pháp bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh..................................16
1.4. Thực trạng dạy học bài tập vật lý ở trường THPT ............................................19
1.4.1. Thực trạng hoạt động dạy giải bài tập vật lý trường Trung học phổ thông
Hiếu Phụng ................................................................................................................19
1.4.2. Nguyên nhân của những khó khăn, trở ngại khi bồi dưỡng tư duy sáng tạo của
học sinh thông qua việc hướng dẫn giải bài tập chương Sóng ánh sáng và phương

hướng khắc phục .......................................................................................................21
Chương 2. Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo dạy học chương Sóng ánh sáng .24
2.1. Cấu trúc nội dung chương “Sóng ánh sáng” Vật lý lớp 12 ................................24
2.1.1. Vị trí chương “Sóng ánh sáng” trong chương trình vật lý phổ thông .............24
2.1.3. Mục tiêu dạy học .............................................................................................25
2.2. Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Sóng ánh sáng” Vật lý lớp 12 .....28
2.2.1. Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo .............................................28
2.2.2. Hệ thống bài tập sáng tạo chương “Sóng ánh sáng” Vật lý lớp 12 .................29
2.3.1. Bài học luyện giải bài tập trên lớp ..................................................................41
2.3.2. Bài học thực hành thí nghiệm .........................................................................52
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ..................................................................56
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .........................................................................56
3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm..................................................................56
3.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ........................................................................56
3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ...................................................................56
3.4.1. Chọn mẫu thực nghiệm ...................................................................................56
3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm .............................................................57
3.5.1. Đánh giá định tính ...........................................................................................57
.2. Đánh giá định lượng .............................................................................................58
vii


KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................66
PHỤ LỤC ............................................................................................................... PL1

viii


MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay, trong sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế - xã hội, của khoa học kỹ
thuật, việc đổi mới giáo dục đào tạo là vấn đề cấp thiết. Nghị quyết của Hội nghị
TW 8 khóa XI về đổi mới căn bản, tồn diện giáo dục và đào tạo đã đặt ra mục tiêu
tổng quát là: “ Tạo chuyển biến căn bản, mạnh mẽ về chất lượng, hiệu quả giáo dục,
đào tạo đáp ứng ngày càng tốt hơn công cuộc xây dựng, bảo vệ Tổ quốc và nhu cầu
học tập của nhân dân. Giáo dục con người Việt Nam phát triển toàn diện và phát
huy tốt nhất tiềm năng, khả năng sáng tạo của mỗi cá nhân yêu gia đình, yêu Tổ
quốc, yêu đồng bào sống tốt và làm việc hiệu quả ”.
Với mục tiêu đó, giáo dục và đào tạo tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp
dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận
dụng kiến thức kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều,
ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ
sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực.
Dạy học theo định hướng phát triển năng lực ngày nay đã trở thành xu
hướng giáo dục quốc tế. Giáo dục định hướng năng lực nhằm mục tiêu phát triển
năng lực người học, phát triển toàn diện các phẩm chất nhân cách, chú trọng
năng lực vận dụng tri thức trong tình huống thực tiễn nhằm chuẩn bị cho con
người năng lực giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp.
Vật lý là một môn học tự nhiên không chỉ cung cấp cho người học sự hiểu
biết các hiện tượng tự nhiên, kỹ thuật mà cịn là mơn học giúp người học phát triển
năng lực tư duy thông qua những suy luận có tính lơgic hoặc qua những hệ thống
các bài tập mà chương trình mơn học đưa ra. Trong đó, chương “Sóng ánh sáng”
thuộc chương trình Vật lý lớp 12 là một trong những nội dung hàm chứa tương đối
nhiều kiến thức với một hệ thống phong phú các bài tập. Điều đó có thể gây trở ngại
rất lớn cho người học khi phải tiếp cận với nội dung của chương. Nếu khơng có một
tư duy sáng tạo linh hoạt thì việc giải quyết mảng bài tập thuộc chương này, nhất là
những bài tập nâng cao sẽ rất khó khăn. Từ những suy nghĩ đó, chúng tơi mong
muốn được tìm hiểu đề tài “Bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học
giải bài tập chương “Sóng ánh sáng” - Vật lý 12 Trung học phổ thông”.

1


2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “Sóng ánh sáng” vật lý 12
THPT theo định hướng bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Tư duy sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lý.
- Bài tập trong quá trình dạy học vật lý 12 THPT.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Bồi dưỡng tư duy sáng tạo qua dạy học bài tập “Sóng ánh sáng ”.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học chương “Sóng ánh sáng” Vật lý
12 THPT thì sẽ bồi dưỡng tư duy sáng tạo của học sinh góp phần nâng cao chất
lượng học tập vật lý.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận về tư duy sáng tạo, năng lực sáng tạo.
5.2. Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Sóng ánh sáng” Vật lý lớp 12.
5.3. Nghiên cứu mục tiêu, nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng ” Vật lý lớp
12.
5.4. Tìm hiểu thực trạng dạy học bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy
học vật lý ở trường THPT.
5.5. Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Sóng ánh sáng” Vật lý lớp 12.
5.6. Thiết kế các tiến trình dạy học bài tập chương “Sóng ánh sáng” Vật lý 12
THPT theo hướng bồi dưỡng tư duy sáng tạo của học sinh.
5.7. Thực nghiệm sư phạm
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Đọc các tài liệu tham khảo, phân tích lựa chon thơng tin, hệ thống nội dung

cơ sở lý luận của đề tài.
6.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Điều tra, khảo sát thực tiễn

2


6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài.
6.4. Phương pháp thống kê toán học
Xử lý kết quả điều tra, kết quả thực nghiệm sư phạm bằng công cụ tốn học
thống kê.
7. Đóng góp của luận văn
- Xây dựng được hệ thống 14 bài tập sáng tạo về “Sóng ánh sáng” Vật lý 12
THPT.
- Thiết kế được các tiến trình dạy học bài tập sáng tạo nhằm bồi dưỡng
năng lực sáng tạo.
8. Cấu trúc luận văn
- Mở đầu:
- Nội dung: 3 Chương.
- Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn bồi dưỡng tư duy sáng tạo của học
sinh trong dạy học vật lý.(20 trang)
- Chương 2. Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo dạy học chương Sóng
Ánh Sáng.(31 trang)
- Chương 3. Thực nghiệm sư phạm.(9 trang)

3


NỘI DUNG

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn bồi dưỡng tư duy sáng tạo của học sinh
trong dạy học bài tập vật lý
1.1. Bài tập vật lý
1.1.1. Khái niệm về bài tập vật lý
Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề không lớn, được giải
quyết nhờ những suy luận lơgic, những phép tính tốn và thí nghiệm dựa trên cơ sở
các định luật và các phương pháp vật lý vấn đề đó cịn gọi là bài tập vật lý. Hiểu
theo nghĩa rộng thì mỗi một vấn đề xuất hiện trong nghiên cứu tài liệu giáo khoa
cũng chính là một bài tập đối với học sinh. Sự tư duy định hướng một cách tích cực
ln ln là việc giải bài tập.[10]
1.1.2. Vai trị, chức năng của bài tập vật lý
-Bài tập vật lý là phương tiện để thực hiện các nhiệm vụ dạy học vật lý trong
nhà trường:
+ Nhiệm vụ giáo dưỡng
+ Nhiệm vụ phát triển tư duy, trí tuệ
+ Nhiệm vụ giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp
+ Nhiệm vụ giáo dục
+ Hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực của học sinh trong quá trình
dạy học vật lý [10].
- Bài tập vật lý là phương tiện sử dụng thực hiện các mục đích của hoạt động
dạy học, trong mọi giai đoạn của quá trình dạy học:
+ Dùng BTVL để tạo ra tình huống có vấn đề mở đầu bài học mới
+ Dùng BTVL trong tiến trình xây dựng kiến thức mới
+ Dùng BTVL để ôn tập, luyện tập, hệ thống hóa kiến thức, kiểm tra và đánh
giá.
- Bài tập vật lý là phương tiện để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, hình thành và
phát triển phẩm chất năng lực học sinh.
1.1.3. Phân loại bài tập vật lý
Bài tập vật lý đa dạng và phong phú. Người ta phân loại bài tập vật lý bằng
nhiều cách khác nhau theo nhiều đặc điểm: Theo nội dung, theo ý nghĩa mục đích,

4


theo chiều sâu của việc nghiên cứu vấn đề, theo phương thức giải, theo phương thức
cho giả thiết, theo mức độ khó của nhận thức.
- Phân theo nội dung
Các bài tập được sắp xếp theo các đề tài của tài liệu vật lý. Người ta phân
biệt bài tập về cơ học, về vật lý phân tử, về điện học, về lượng tử ánh sáng,
v.v….Sự phân chia như vậy có tính chất quy ước. Bởi vì kiến thức sử dụng trong
giả thuyết của một bài tập thường không lấy từ một chương, một phần mà có thể
trích hợp nhiều kiến thức các phần khác nhau của giáo trình vật lý [10].
Người ta còn phân biệt các bài tâp nội dung trừu tượng, bài tập nội dung cụ
thể. Ví dụ về một bài tập có nội dung trù tượng: Phải dùng một nội lực như thế nào
để có thể kéo một vật có khối lượng m trên mặt phẳng nghiêng có chiều dài là l và
chiều cao là h, bỏ qua lực ma sát. Áp lực do vật tác dụng lên mặt phẳng nghiêng là
lực nào?. Nếu trong bài tập nói rõ mặt phẳng nghiêng dùng ở đây là mặt phẳng như
thế nào, vật kéo lên là cái gì, nó được kéo lên như thế nào,…đó là một bài tập cụ
thể. Nét nổi bật của những bài tập trừu tượng là bản chất vật lý nêu bật lên, nó được
tách ra và không lẫn lộn với các chi tiết không bản chất. Các bài tập mà nội dung
chứa đựng những thông tin về kĩ thuật, về sản xuất công nông - nghiệp, về giao
thơng,…được gọi là những bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp. Bài tập có nội
dung lịch sử, đó là những bài tập chứa đựng những kiến thức có đặc điểm lịch sử:
Những dữ liệu và các thí nghiệm vật lý cổ điển, về những phát minh sáng chế hoặc
những câu chuyện có tính chất lịch sử.
Bài tập vật lý vui cũng được sử dụng rộng rãi. Nét nổi bật trong nội dung loại
bài tập này là sử dụng những sự kiện, hiện tượng kì lạ hoặc vui. Việc giải quyết các
bài tập vật lý này sẽ làm cho tiết học sinh động, nâng cao được hứng thú học tập của
học sinh. Trong các cuốn sách của IA.I. PÊ-REN-MAN ‘‘Vật lý vui”, NXB Giáo
dục, có rất nhiều bài tập như vậy.
- Phân loại bài tập theo phương thức cho điều kiện hoặc phương thức giải.

Người ta phân loại bài tập bằng lời hay còn gọi là bài tập định tính, bài tập
định lượng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị.
a. Bài tập định tính

5


Bài tập định tính là những bài tập khi giải, học sinh khơng cần phải thực hiện
các phép tính phức tạp khi cần thiết chỉ làm những phép tính đơn giản, có thể tính
nhẩm được. Muốn giải bài tập định tính, học sinh phải thực hiện những phép suy
luận lơgic, do đó phải hiểu rõ bản chất (nội hàm) của các khái niệm, định luật vật lý
và nhận biết được những biểu hiện của chúng trong những trường hợp cụ thể. Đa số
các bài tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đốn một hiện tượng xảy ra
trong những điều kiện xác định. Cũng có nhiều loại tài liệu gọi là bài tập định tính
là bài tập - câu hỏi.
Bài tập định tính có rất nhiều ưu điểm về mặt phương pháp học. Đưa được lí
thuyết vừa học lại gần với đời sống, thực tiễn sung quanh, các bài tập định tính làm
tăng thêm ở học sinh hứng thú môn học, tạo điều kiện cho học sinh suy luận phát
triển ngôn ngữ vật lý. Phương pháp giải bài tập định tính bao gồm việc xây dựng
những suy luận lôgic dựa trên những định luật vật lý nên bài tập định tính là phương
tiện tốt để phát triển tư duy lôgic của học sinh.
Việc giải các bài tập định tính rèn luyện cho học sinh hiểu rõ được bản chất
của các hiện tượng vật lý và những quy luật của chúng, dạy cho học sinh biết áp
dụng kiến thức vào thực tiễn.
Giải bài tập định tính ơn luyện cho học sinh thao tác tư duy phân tích, như
vậy tạo cơ sở cho học sinh biết phân tích nội dung vật lý của một bài tập nói chung
và bài tập tính tốn nói riêng. [10]
Bài tập định tính được sử dụng rộng rãi ưu tiên hàng đầu sau khi học song
phần lý thuyết, trong khi giải bài luyện tập, ôn tập vật lý.
Có 3 mức độ về bài tập định tính:

+ Loại bài tập định tính đơn giản là loại bài tập mà học sinh chỉ cần áp dụng
một định luật, một quy tắc hay một phép tính suy luận lơgic là giải được.
+ Loại bài tập định tính tổng hợp là loại bài tập định tính khi giải học sinh
phải áp dụng một chuỗi các suy luận lôgic dựa trên cơ sở các định luật, quy tắc mới
có thể giải được.
+ Loại bài tập định tính sáng tạo là loại bài tập định tính giải nó địi hỏi các
suy luận lôgic mới, không theo khuôn mẫu quen thuộc mới có thể tìm ra phương
pháp giải quyết bài tập.
6


Bài tập định tính thường có hai dạng: Bài tập giải thích hiện tượng và bài tập
dự đốn hiện tượng [10].
b. Bài tập định lượng
Bài tập định lượng là những bài tập muốn giải chúng, ta phải thực hiện một
loạt phép tính và kết quả thu được là đáp số định lượng, tìm giá trị một số đại lượng
vật lý. Bài tập định lượng có thể chia làm hai loại:
- Bài tập định lượng tập dượt là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ
đề cập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tốn đơn giản.
Nó có tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, giúp học sinh hiểu rõ ý nghĩa
định luật và các công thức biểu diễn, sử dụng các đơn vị vật lý tương ứng và có thói
quen cần thiết để giải bài tập phức tạp.
- Bài tập định lượng tổng hợp là loại bài tập muốn giải nó thì phải vận dụng
nhiều khái niệm, định luật, dùng nhiều cơng thức. Kiến thức tích hợp nhiều nội
dung kiến thức trong một chương, một phần hoặc các phần của tài liệu vật lý.
c. Bài tập thí nghiệm
Bài tập thí nghiệm là loại bài tập yêu cầu xác định một đại lượng vật lý, cho
biết dụng cụ và vật liệu để sử dụng, yêu cầu học sinh giải bài tập hoàn toàn theo con
đường thực nghiệm hoặc là bài tập địi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời
giải lí thuyết.

Các bài tập thí nghiệm ở trường phổ thơng, thơng thường là các dụng cụ thiết
bị thí nghiệm có thể khai thác ở phịng thí nghiệm trong nhà trường hoặc học sinh
sử dụng các thiết bị tự làm. Bài tập thí nghiệm có thể là dạng bài tập thí nghiệm
định tính hoặc dạng bài tập thí nghiệm định lượng.
Ta có thể chuyển từ bài tập định tính hoặc một bài tập tính tốn thành một
bài tập thí nghiệm. Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về các mặt giáo dưỡng,
phát triển trí tuệ, giáo dục và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt bồi dưỡng năng
lực thực nghiệm và làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn.
Hoạt động giải bài tập thí nghiệm ln lơi cuốn được sự chú ý và gây được
hứng thú cho các em đo đó dễ phát huy tính tích cực tìm tịi, khám phá và sáng tạo.
Những số liệu khởi đầu về mặt lí thuyết của bài tập sẽ được kiểm tra tính đúng đắn
thơng qua các kết quả thu được bằng con đường thực nghiệm. Có thể giải bài tập thí
7


nghiệm dùng những thiết bị rất thông thường, đơn giản, bề ngồi có vẽ kém hiệu lực
trong việc gây hứng thú cho học sinh, song nếu biết khai thác lại có ý nghĩa to lớn
trong việc phát triển tư duy sáng tạo của học sinh. Ka- Pi-Xa đã từng nói “Thiết bị
dạy học càng đơn giản càng có tác dụng trong việc phát huy năng lực sáng tạo của
người học”.
d. Bài tập đồ thị
Bài tập đồ thị là những bài tập trong đó đối tượng nghiên cứu là những đồ thị
biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng vật lý với nhau.
Đồ thị là một hình thức biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý,
tương đương với các biểu đạt bằng công thức hay các biểu đạt bằng lời. Trong
nhiều trường hợp nhờ vào việc vẽ được đồ thị chính xác, từ đồ thị biểu diễn có số
liệu thực nghiệm từ đó ta có thể tìm được định luật vật lý mới ( đồ thị là một dạng
mơ hình sử dụng nghiên cứu vật lý vào trong dạy học vật lý ).
Do vậy, các bài tập khi sử dụng đồ thị hoặc xây dựng đồ thị có vai trị rất
quan trọng trong q trình dạy học vật lý.

Các bài tập đồ thị có 2 dạng
- Dạng 1. Giả thuyết cho đồ thị, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại
lượng thì phải đọc đồ thị địi hỏi phải thơng hiểu đồ thị đó, phân tích đặc điểm của
sự phụ thuộc trên từng phần của nó. Nếu sử dụng tỉ xích cho trước (giá trị trên: Trục
tung, trục hoành v.v.. ) phải làm sao để có thể xác định được đại lượng cần tìm theo
đồ thị đó.
- Dang 2. Từ thơng tin giả thiết của bài toán cần phải vẽ đồ thị để giải bài
tập. Nếu không cho đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng thì phải vẽ đồ
thị theo giả thiết của bài tập hoặc theo các giá trị lấy từ các bảng riêng. Muốn vậy,
cho học sinh vẽ các trục tọa độ, chọn tỉ xích nhất định cho chúng, lập các bảng và
sau đó chấm vào mặt phẳng giới hạn bởi các trục tọa độ các điểm có hồnh độ và
tung độ tương ứng, nối các điểm đó lại với nhau ta có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc
các đại lượng vật lý và sau đó khảo sát như trong dạng 1.
e. Bài tập nghịch lí và ngụy biện
Các bài tốn nghịch lí và ngụy biện về vật lý là những bài toán loại đặc biệt
mà phương pháp giải chung nhất là phân tích và tìm ra ngun nhân của sự hiểu sai
8


các khái niệm, lí thuyết và định luật vật lý. Giải các bài tập loại này, công việc đầu
tiên phải làm bao giờ cũng là nghiên cứu lại chính khái niệm, định luật và lí thuyết
vật lý mà bài tốn đề cập đến. Nghiên cứu để hiểu thật chính xác nội dung của khái
niệm hoặc định luật: nó diễn tả mối quan hệ như thế nào, giữa những đại lượng nào
trong khái niệm hoặc định luật; điều kiện nào để xãy ra mối quan hệ đó.. ?
Sau khi đã đối chiếu đúng nội dung và phạm vi vận dụng của tri thức vật lý
tương ứng với nghịch lí và ngụy biện đề cập trong bài toán, ta sẽ bước sang giai
đoạn đi tìm nguyên nhân và kết luận trái ngược hoặc sai khác giữa điều khẳng định
trong bài toán với điều đáng lí phải xãy ra theo đúng như kết luận do tri thức hiểu
đúng đem lại. Nói cách khác ta phải đi tìm lí do hiểu sai về khái niệm, định luật vật
lý hoặc phạm vi, điều kiện của bài toán đối với việc vận dụng khái niệm và định

luật vật lý. Có khi nguy biện xuất phát từ sự cố ý đánh tráo khái niệm, cố ý sử dụng
sai định luật, có khi cố ý cho những hằng số vật lý khơng phù hợp, thậm chí cố ý
phạm sai sót trong tính tốn … Chính vì vậy, ta cần phải thận trọng dò xét cẩn thận,
cảnh giác với các kiểu ngụy biện để tìm ra cái sai. Tìm ra cái sai lầm của người
khác (qua bài tập nghịch lí và ngụy biện) cũng chính là đã học tập tích cực.
Do nguyên nhân của những sai lầm tiềm ẩn trong các nghịch lí và ngụy biện
ln đa dạng cho nên các bài tập loại này bao giờ cũng có nhiều yếu tố mới, bất
ngờ, dễ kích thích sự tị mị, tìm hiểu của người giải. Các bài tốn ngụy biện có tác
dụng kích cực rèn luyện năng lực tự đánh giá và kiểm tra mức lĩnh hội tri thức vật
lý, cịn các bài tập vật lý có giá trị lớn phát triển sự khám phá, tìm tịi tri thức.
Họat động giải bài tập nghịch lí và ngụy biện có tác dụng lớn trong việc bồi
dưỡng phát triển tư duy lôgic, tư duy phê phán.
f. Phân loại bài tập theo mức độ nhận thức
Ta có thể chia bài tập vật lý làm hai loại: Bài tập luyện tập ( ôn tập kiến thức,
rèn luyện kỹ năng) và loại bài tập sáng tạo về vật lý.
Nhìn từ góc độ lý luận và phương pháp dạy học thì việc phân loại bài tập vật
lý; còn nhiều quan điểm khác nhau, cách phân loại ở trên chỉ có tính tương đối.[11]
1.2. Bài tập sáng tạo về vật lý
1.2.1. Khái niệm bài tập sáng tạo

9


Bài tập sáng tạo về vật lý được V.G. Ra-zu-mốp-xki (Nga) đề xuất từ những
những năm 60 của thế kỷ 20. Đó là bài tập mà giả thuyết khơng có thơng tin đầy đủ
liên quan đến hiện tượng q trình vật lý, có những đại lượng vật lý được ẩn dấu;
điều kiện bài tốn khơng chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay
kiến thức vật lý cần sử dụng. Loại bài tập này dùng cho việc bồi dưỡng các phẩm
chất của tư duy sáng tạo: tính linh hoạt, mềm dẻo, độc đáo, nhạy cảm.
Tính chất sáng tạo thể hiện ở chỗ khơng có angơrit cho việc giải bài tập, đề

bài che dấu dữ kiện khiến người giải liên hệ tới một angơrit đã có. Với bài tập sáng
tạo người giải cần vận dụng kiến thức linh hoạt trong những tình huống mới (chưa
biết), phát hiện điều mới ( về kiến thức, kỹ năng hoạt động hoặc thái độ ứng xử
mới).
1.2.2. Cơ sở lý thuyết bài tập sáng tạo

Mơ hình giả định

Hệ quả lơgic

(giả thuyết)

Sự kiện khởi đầu

Thí nghiệm kiểm chứng

Hình 1.1. Sơ đồ : Chu trình sáng tạo khoa học của V.G.RaZumốpxki
Quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm 4 giai đoạn như trên, trong đó
khó khăn nhất, địi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những sự kiện khởi đầu
đề xuất mơ hình giả thuyết và giai đoạn đưa ra phương án thực nghiệm để kiểm tra
hệ quả suy ra từ mơ hình giả thuyết. Trong hai giai đoạn này khơng có con đường
suy luận lơgic mà chủ yếu dựa vào trực giác, ở đây tư duy trực giác giữ vai trò quan
trọng bắt buột phải đưa ra một phóng đốn mới, một giải pháp mới chưa hề có, một
hoạt động sáng tạo thực sự.

10


Dựa vào chu trình sáng tạo khoa học trong vật lý học, sự tương tự về bản
chất của quá trình nhận thức của HS khi học tập vật lý và của nhà vật lý học khi

nghiên cứu vật lý, có thể xây dựng những bài tập sáng tạo về vật lý. Đây là một khái
niệm khá mới của lý luận dạy học vật lý nước ta, cịn ít được đề cập nếu cịn sơ sài
chưa thành hệ thống và khó vận dụng.
BTST về vật lý là bài tập mà giả thuyết khơng có thơng tin đầy đủ liên quan
đến hiện tượng q trình vật lý, có những đại lượng vật lý được ẩn dấu; điều kiện
bài tốn khơng chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về Angơrít giải hay kiến
thức vật lý cần sử dụng. Với BTST người giải phải vận dụng kiến thức linh hoạt
trong những tình huống mới (chưa biết), phát hiện điều mới (về kiến thức, kỹ năng
hoạt động hoặc thái độ ứng xử mới) [5], [11].
1.2.3. Các dấu hiệu về bài tập sáng tạo
Theo Nguyễn Đình Thước và Phạm Thị Phú thì BTST có thể dựa vào các
dấu hiệu sau:
Dấu hiệu 1. Bài tập có nhiều cách giải
Dạng bài tập này sẽ tạo cho học sinh thói quen nhìn nhận vấn đề dưới nhiều
góc độ, nhiều quan điểm khác nhau, từ đó có nhiều con đường đạt đến mục đích và
chọn ra con đường nào đạt được hiệu quả nhất. Kích thích tính sáng tạo của học
sinh.
Dấu hiệu 2. Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi
Đây là những bài tập có nhiều hơn một câu hỏi, ở câu hỏi thứ nhất là một
BTLT, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự, nếu vẫn áp dụng phương pháp
giải như trên sẽ dẫn đến bế tắc về nội dung câu hỏi đã có sự thay đổi về chất.
[5], [11].
Dấu hiệu 3. Bài tập thí nghiệm về vật lý gồm các bài tập thí nghiệm định tính
và bài tập thí nghiệm về định lượng
Bài tập thí nghiệm định tính yêu cầu thiết kế phương án thí nghiệm theo một
mục đích cho trước, thiết kế một dụng cụ ứng dụng vật lý hoặc yêu cầu làm thí
nghiệm theo chỉ dẫn quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra. Bài tập thí nghiệm
định lượng gồm các bài tập đo đạc đại lượng vật lý, mịnh họa lại quy luật vật lý
bằng thực nghiệm. Có tác dụng bồi dưỡng tính linh hoạt của tư duy trong việc đề
11

xuất các phương án thí nghiệm, các giải pháp đo đạc trong các tình huống khác
nhau tùy thuộc vào thiết bị thí nghiệm đã cho hay tự tìm kiếm.
Dấu hiệu 4. Bài tập cho thiếu hoặc thừa dữ kiện
Tính sáng tạo ở đây là học sinh phải nhận ra sự khơng bình thường của bài
tốn, chỉ ra được mâu thuẫn giữa các dữ kiện và có thể đề xuất các cách điều chỉnh
dữ kiện để được bài tốn thơng thường.
Việc phân tích kết quả nhận được, đối chiếu kết quả với các dữ kiện bài toán
đã cho trong trường hợp bài tốn cho thừa dữ kiện quan trọng hơn chính q trình
giải.
Bài tập này có tác dụng bồi dưỡng tư duy sáng tạo. Tất cả các dữ kiện trực
tiếp để giải đều thiếu, người giải phải tự tìm bằng quan sát đo đạc, thống kê số liệu
từ thực tế. Lập kế hoạch thu thập dữ liệu, triển khai thực hiện kế hoạch là công việc
sáng tạo gần như một công trình nghiên cứu nhỏ.
Bài tập sáng tạo về vật lý mà giả thuyết khơng có thơng tin đầy đủ đến hiện
tượng, q trình vật lý, có những đại lượng vật lý được ẩn dấu: điều kiện bài tốn
khơng chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về Angrơrít giải hay kiến thức vật lý
cần sử dụng.
Dấu hiệu 5. Bài tập nghịch lí, ngụy biện
Đây là những bài tốn mà trong đề bài chứa đựng một sự ngụy biện nên đã
dẫn đến nghịch lí: kết luận rút ra mâu thuẫn với thực tiễn hoặc mâu thuẫn với những
nguyên tắc, định luật vật lý đã biết.
Các dấu hiệu 4 và 5 có tác dụng bồi dưỡng tư duy phê phán, phản biện cho
học sinh; giúp cho tư duy có tính độc đáo, nhạy bén.
Dấu hiệu 6. Bài tập “ hộp đen”
Theo M. Vun- Sơ – Man bài toán hộp đen gắn liền với việc nghiên cứu đối
tượng mà cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết), nhưng có thể
đưa ra mơ hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dữ kiện “đầu vào” “đầu ra ”.
Giải bài tốn hộp đen là q trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phân tích mối quan

hệ giữa các dữ kiện đầu vào, đầu ra để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen.
Tính chất q trình tư duy của học sinh khi giải bài toán hộp đen tương tự như quá
trình tư duy của người kỹ sư nghiên cứu cấu trúc của chiếc động hồ mà khơng có
12


cách gì tháo được chiếc đồng hồ ra; anh ta phải đưa ra mơ hình về cấu trúc của đồng
hồ, vận hành mơ hình đó, điều chỉnh mơ hình cho đến khi hoạt động quan sát được
cả mơ hình giống như chiếc đồng hồ thật, thì khi đó mơ hình sáng tạo của người kỹ
sư phản ánh đúng cấu tạo chiếc đồng hồ thật. Chính vì vậy, các bài tốn hộp đen
ngồi chức năng giáo dưỡng cịn có chức năng bồi dưỡng năng lực sáng tạo.
Ngoài những dấu hiệu về bài tập sáng tạo như đã nêu ở trên, còn có những
BTST xây dựng dựa trên tài liệu thu được từ sự phân tích phương hướng cơ bản của
khoa học- cơng nghệ (cơ khí hóa, điện khí hóa, tự động hóa, điện tử hóa, sử dụng
máy vi tính, v.v..). Đó là những BTST có nội dung (liên quan bài tập sáng chế) có
thể dựa vào bốn dấu hiệu sau:
Dấu hiệu 1. Giải thích một hiện tượng kỹ thuật nào đó hoặc tiếp thu một hiệu
ứng kỹ thuật nào đó.
Dấu hiệu 2. Giải thích hoặc sử dụng một hiện tượng nào đó của tự nhiên.
Dấu hiệu 3. Giải thích hoạt độngcủa một dụng cụ vật lý hoặc thiết kế một
dụng cụ mới.
Dấu hiệu 4. Xây dựng mơ hình hiện tượng.
Qua phân tích ở trên, ta thấy dạng của bài tập sáng tạo có thể rất khác nhau,
có thể ở dạng câu hỏi, bài tập định tính, bài tập định lượng [10], [11].
1.2.3. Quy trình sử dụng bài tập sáng tạo vào trong quá trình dạy học

Bài tập sáng tạo tập dượt

Bài tập sáng tạo tính tốn

Bài tập sáng tạo đồ thị

Bài tập sáng tạo thí nghiệm
có nội dung phức tạp

Hình 1.2. Quy trình sử dụng bài tập sáng tạo trong quá trình dạy học

13


1.3. Tư duy sáng tạo
1.3.1. Khái niệm tư duy sáng tạo
Tùy theo cách tiếp cận tư duy sáng tạo, nên các nhà nghiên cứu đã đưa ra
những định nghĩa về tư duy sáng tạo khác nhau. Có thể hiểu tư duy sáng tạo như
sau:
Tư duy sáng tạo là quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề có tính sáng tạo. Nói
cách khác tư duy sáng tạo là tư duy tìm một cáh giải quyết mới trong quá trình giải
quyết vấn đề.
1.3.2. Đặc trưng của tư duy sáng tạo
1.3.2.1. Các biểu hiện của tư duy sáng tạo
Trong nhiều tài liệu, Người ta đã nêu lên các biểu hiện về tư duy sáng tạo
như: (1) Phương pháp giải quyết khác thường; (2) nhìn trước được các vấn đề; (3)
nắm được mối liên hệ cơ bản; (4) cấu tạo các yếu tố từđó tạo ra chức năng mới; (5)
thay đổi hướng nghiên cứu; (6) nhìn thấy các con đường, các cách giải quyết khác
nhau một cách tích cực; (7) chuyển từ mơ hình này sang mơ hình khác; (8) nhạy
cảm với các vấn đề mới nảy sinh từ các vấn đề cũ đã giải quyết xong; (9) biết trước
kết quả; (10) nắm được các tư tưởng khác nhau trong một tình huống nào đó; (11)
phân tích các sự kiện theo một trật tự tối ưu; (12) từ đó tìm ra tư tưởng c h u n g ; ( 1 3 )
g i ải đáp đượ c n hững tình huốn g đặ c bi ệ t .
1.3.2.2. Các đặc trưng của tư duy sáng tạo

Theo các nhà tâm lý học, lý luận học tư duy sáng tạo có các tính: Nhuần
nhuyễn, mềm dẻo, độc đáo, hồn thiện, nhạy cảm vấn đề.
Tính nhuần nhuyễn: Tính nhuần nhuyễn của tư duy được thể hiện ở năng lực tạo
ra sự tổ hợp giữa các yếu tố riêng lẻ của các tình huống, hồn cảnh một cách nhanh
chóng và đưa ra giả thuyết mới.
Tính nhuần nhuyễn là khả năng tạo ra một số lượng nhất định các ý tưởng.
Tính nhuần nhuyễn cịn thể hiện của khả năng tìm được nhiều giải pháp mới dựa
trên nhiều tình huống khác nhau và các cách xử lý hiệu quả khi giải bài tập. Người có
tư duy nhuần nhuyễn nhanh chóng tìm nhiều giải pháp hay và thường đề xuất ra
được rất nhiều phương án khác nhau khi gặp các vấn đề cần được giải quyết và từ đó
tìm được phương án phù hợp nhất và tối ưu nhất một cách nhanh nhất, hiệu quả.
14


Tính mềm dẻo: Là năng lực dễ dàng, nhanh chóng sắp xếp trật tự của hệ thống
tri thức, chuyển từ góc độ quan niệm này sang góc độ quan niệm khác; định nghĩa lại sự
vật, hiện tượng, xây dựng phương pháp tư duy mới, tạo ra sự vật mới trong những
mối quan hệ mới hoặc chuyển đổi quan hệ và nhận ra bản chất của sự vật và điều
phán đoán. Tính mềm dẻo của tư duy cịn làm thay đổi một cách dễ dàng các thái độ
đã cổ hữu trong hoạt động trí tuệ của con người. Có thể thấy rằng tính mềm dẻo của tư
duy có các đặc trưng nổi bật sau đây.
- Dễ dàng chuyển từ hoạt động trí tuệ này sang hoạt động trí tuệ khác, vận dụng
linh hoạt các hoạt động phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hoá, khái quát hoá, cụ
thể hoá và các phương pháp suy luận như quy nạp, suy diễn tương tự, dễ dàng chuyển
từ giải pháp này sang giải pháp khác, điều chỉnh kịp thời hướng suy nghĩ nếu gặp trở
ngại...
- Suy nghĩ khơng theo một kiểu có sẵn nào đó một cách máy móc, khơng áp
dụng những kinh nghiệm, kiến thức, kỹ năng đã có một cách rập khn vào hồn cảnh
mới, điều kiện mới mà phải biết linh động, sáng tạo vì trong đó có những yếu tố đã khác,
đã thay đổi; có khả năng thốt khỏi ảnh hưởng của những kinh nghiệm, những phương

pháp, những cách nghĩ đã có từ trước.
- Phát hiện ra đươc các vấn đề mới trong điều kiện quen thuộc, thấy được chức
năng mới của các đối tượng quen biết.
Tính độc đáo: Tức là khi suy nghĩ vấn đề thường không rập khuôn theo
những quy tắc hoặc tri thức thông thường, biết giải quyết vấn đề một cách linh hoạt
ứng biến được đặc trưng bởi các khả năng sau:
- Khả năng tìm thấy những liên tưởng và những kết hợp mới.
- Khả năng tìm ra được nhiều giải pháp hay mới lạ tuy đã biết những giải pháp
khác.
- Khả năng tìm thấy được các mối liên hệ trong những sự kiện bên ngồi
tưởng chừng như khơng có mối liên hệ gì với nhau.
Tính hồn thiện: Tính hồn thiện là khả năng lập được kế hoạch, phối hợp được
các ý nghĩ và hành động lại với nhau, phát triển ý tưởng từ đó kiểm tra và kiểm chứng ý
tưởng.
Tính nhạy cảm vấn đề có các đặc trưng sau:
15


- Khả năng nhanh chóng phát hiện vấn đề.
- Khả năng tìm ra các sai lầm, mâu thuẫn, thiếu lơgic, chưa tối ưu, chưa hồn
thiện từ đó có nhu cầu cấu trúc lại, tạo ra cái mới.
Các đặc trưng của tư duy sáng tạo có quan hệ mật thiết với nhau, hỗ trợ bổ sung
cho nhau. [14]
1.3.3. Các biện pháp bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh
1.3.3.1. Tổ chức các hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức
mới
Kiến thức vật lý trong trường phổ thơng đã được lồi người khẳng định, tuy
vậy, chúng luôn mới mẻ với học sinh. Việc nghiên cứu kiến thức mới sẽ thường
xun tạo ra những tình huống địi hỏi học sinh phải đưa ra những ý kiến mới, giải
pháp mới đối với chính bản thân họ [9].

1.3.3.2.Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tị mị, ham hiểu biết của học sinh
Nhu cầu, hứng thú có thể nảy sinh trong q trình học tập, nghiên cứu một
mơn học, một bài học, nghĩa là từ nội tại của quá trình nhận thức. Có thể tạo ra nhu
cầu, hứng thú bằng cách kích thích bên ngồi, chẳng hạn khen thưởng, sự ngưỡng
mộ của bạn bè, gia đình, sự hứa hẹn một tương lai tốt đẹp, thực tế xây dựng quê
hương đất nướcNhững kích thích này khơng được thường xun, bền vững và phụ
thuộc nhiều vào hồn cảnh mỗi học sinh. Có những tình huống điển hình thường gặp
trong dạy học vật lý sau đây.
Tình huống có vấn đề: Tư duy là q trình tâm lý diễn ra trong óc học sinh.
Hoạt động tư duy có hiệu quả khi học sinh tự ý thức, tự giác làm việc . Khi trong đầu
HS xuất hiện các câu hỏi hoặc các vấn đề nào đó chưa có lời giải đáp thì tư duy thực sự
bắt đầu, nhiệm vụ đặt ra là cần có một kiến thức mới, một giải pháp mới để giải quyết vì
kiến thức hiện có khơng đủ để giải quyết nhiệm vụ đó. Lúc này HS ở trạng thái khao
khát vượt qua khó khăn để giải quyết được mâu thuẫn, đạt trình độ cao hơn trong
nhận thức, học sinh được đặt vào "tình huống có vấn đề".
Tình huống phát triển: Học sinh đứng trước một vấn đề chỉ mới giải quyết
được một phần, một bộ phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải 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 ln là niềm khao khát của tuổi trẻ. Nói như Risa Fâyman, đó
16