Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo bồi dưỡng học sinh năng khiếu vật lý (áp dụng dạy học chuyên đề điện học cho thpt chuyên lý)

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

LÊ THỊNH

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG
BÀI TẬP SÁNG TẠO BỒI DƯỠNG HỌC SINH NĂNG
KHIẾU VẬT LÝ
Áp dụng dạy học chuyên đề “Điện học” cho THPT chuyên lý

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật Lý
Mã số: 60 14 10

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN : PGS.TS. NGUYỄN ĐÌNH THƢỚC
Vinh – 2012


2

LỜI CẢM ƠN
Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Khoa sau đại học,
Khoa vật lý, Tổ phương pháp giảng dạy khoa vật lý của Đại Học Vinh. Tơi xin tỏ
lịng biết ơn về sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Đình Thước trong suốt thời
gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tác giả xin cảm ơn Ban Giám Hiệu trường THPT chuyên Lê Hồng Phong đã
quan tâm giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong q trình nghiên cứu luận
văn.

TP.Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 2 năm 2012
Tác giả

Lê Thịnh


3

CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

1.BTST: Bài tập sáng tạo
2.BTLT: Bài tập luyện tập
3.CH: Câu hỏi
4.GV: Giáo viên
5.HS: Học sinh
6.SBT: Sách bài tập
7.SGV: Sách giáo viên
8.SGK: Sách giáo khoa
9.TL: Trả lời
10. THPT: Trung học phổ thông.


4

MỤC LỤC
Trang
Mở đầu
1. Lí do chọn đề tài …………………………………………………………...01
2. Mục đích nghiên cứu………………………………………………………02
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu………………………………………….02

4. Giả thuyết khoa học………………………………………………………...02
5. Nhiệm vụ nghiên cứu……………………………………………………….02
6. Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………03
7. Đóng góp cửa luận văn……………………………………………………..03
8. Cấu trúc luận văn …………………………………………………………03
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG
TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ CHO HỌC SINH CHUYÊN LÝ- THPT
CHUYÊN
1.1.Phát triển tư duy vật lí và năng lực sáng tạo cho học sinh………………..05
1.1.1.Khái niệm tư duy………………………………………………………..05
1.1.2. Khái niệm về năng lực………………………………………………….06
1.1.2.1. Khái niệm…………………………………………………………….06
1.1.2.2. Sự hình thành và phát triển năng lực…………………………………07
1.1.3. Năng lực sáng tạo………………………………………………………09
1.1.3.1. Khái niệm sáng tạo…………………………………………………...09
1.1.3.2. Năng lực sáng tạo…………………………………………………….09
1.1.4. Những biện pháp phát triển tư duy vật lí và năng lực sáng tạo cho HS..10
1.1.4.1. Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới
1.1.4.2. Luyện tập phỏng đoán, dự đoán ……………………………………..11
1.1.4.3. Luyện tập đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra dự đốn …………13


5

1.1.4.4. Bài tập sáng tạo ……………………………………………………....14
1.2. Bài tập sáng tạo ……………………………………………….………….14
1.2.1. Cơ sở lí thuyết của BTST .……………………………………………..14
1.2.2. Phân biệt BTLT và BTST………………………………………………15
1.2.3. Các nguyên tắc xây dựng bài tập sáng tạo……………………………...16
1.2.3.1.Yêu cầu lựa chọn bài tập BTST……………………………………….16

1.2.3.2.Phân loại BTST………………………………………………………..17
1.2.3.3.Các phương pháp xây dựng BTST………………………………….…20
1.2.3.4. Câu hỏi của GV trong quá trình hướng dẫn HS giải bài tập nhằm phát huy
tính tích cực, chủ động sáng tạo của HS………………………………………20
1.2.4.Vai trị của BTST trong dạy học vật lí ………………………………….21
1.2.5. Các hình thức sử dụng BTST trong dạy học vật lí ……………………..23
1.2.5.1. Sử dụng BTST trên lớp theo chương trình bắt buộc ………………...23
1.2.5.2. Sử dụng BTST trong ngoại khóa …………………………………….24
1.2.5.3. Sử dụng BTST trong chương trình dạy học tự chọn …………………26
Kết luận chương I……………………………………………………………..28
CHƢƠNG 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO VỀ TỤ ĐIỆN
DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ “ĐIỆN HỌC”
2.1. Nội dung chun đề “điện học” trong chương trìnhTHPT chun……….29
2.1.1.Vai trị và vị trí và đặc điểm của chuyên đề “Điện học” chương trình THPT
2.1.2. Mục tiêu dạy học về “Tụ điện” trong chương trình THPT……………..30
2.2.Thực trạng dạy học…………………………………………………………31
2.2.1.Những thuận lợi và khó khăn của GV và HS khi dạy học về “Tụ điện” …31
2.2.2.Thực trạng việc sử dụng bài tập của giáo viên trong dạy học vật lí ở THPT.
2.2.3.Grap hóa nội dung về tụ điện trong chương trình bồi dưỡng học sinh chuyên
lí…………………………………………………………………………………32
2.4. Hệ thống bài tập sáng tạo về “Tụ điện” bồi dưỡng học sinh chuyên lí……..34


6

2.4.1. Bài tập có nhiều cách giải………………………………………….………34
2.4.2. Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi……………. ……..50
2.4.3. Bài tập thí nghiệm…………………………………………………….……56
2.4.4. Bài tập cho thiếu, thừa hoặc dư dữ kiện…………………………….….…..63
2.4.5. Bài tập nghịch lý và ngụy biện………………………………………….….65

2.4.6. Bài tập hộp đen. ……………………………………………………………70
2.5. Thiết kế một số giáo án tổ chức dạy học bài tập sáng tạo. ………………..…78
Kết luận chương 2…………………………………………………………………79
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1.Mục đích của thực nghiệm sư phạm………………………………………..…80
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm…………………………………………..…80
3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm…………………………………….…..……80
3.4. Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm…………………………..……80
3.5. Nội dung thực nghiệm sư phạm………………………………………..…..…81
3.5.1.Tiến hành thực nghiệm………………………………..……………..………81
3.5.2. Kết quả đánh giá…………………………………….……….………...……81
3.5.2.1.Kết quả điểm số qua các bài kiểm tra……………………..………….……81
3.5.2.2. Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm……………………….……………. 81
3.5.2.3 Phân tích kết quả thực nghiệm……………………………..……………...84
Kết luận chương 3……………………………………………………..…………..87
KẾT LUẬN……………………………………………………………..……..….88
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………..……………...89
PHỤ LỤC


7

MỞ ĐẦU
2. Lý do chọn đề tài
Đất nước ta trong giai đoạn hiện đại hóa, cơng nghiệp hóa và hội nhập quốc
tế. Nhân tố quyết định thắng lợi cho việc thực hiện là con người và là nguồn nhân
lực phát triển đất nước trong tương lai.Vì vậy, phát triển giáo dục là mục tiêu hàng
đầu hiện nay. Đổi mới mạnh mẽ giáo dục phổ thông nhằm tạo ra con người có trí
tuệ phát triển, tích cực, năng động, sáng tạo, thể hiện tinh thần hợp tác và tính nhân
văn cao. Đổi mới phương pháp dạy học là một quá trình tất yếu của thời đại của cả

thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng. Nghị quyết Trung ương 4 khóa VII,
nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII của hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng
cộng sản Việt Nam đã đề cập rất cụ thể về vấn đề đổi mới phương pháp dạy học.
Quá trình dạy học muốn thành cơng cần phải có sự kết hợp chặt chẽ giữa nội
dung, phương pháp và phương tiện dạy học. Muốn đổi mới phương pháp dạy học
đòi hỏi phải nắm vững về lý luận dạy học và sử dụng phương tiện dạy học một
cách hợp lí.
Trong q trình dạy học vật lý ở trường phổ thông, số tiết bài tập luôn chiếm
tỷ trọng đánh kể trong nội dung chương trình. Hoạt động giải bài tập vừa giúp cho
học sinh nắm vững kiến thức vật lý, vừa phát triển tư duy vật lý và năng lực sáng
tạo. Bài tập vật lý là phương tiện dạy học được sử dụng trong mọi giai đoạn của
q trình dạy học
Trong chương trình phổ thơng chun chưa có sự phân dạng các bài tập theo
định hướng tư duy, bài tập sáng tạo một cách rõ nét. Chủ yếu dựa vào các bài tập
có sẵn trong các đề thi các nước, chưa thật sự chọn lọc và thiếu thực tiễn trong q
trình giảng dạy. Ngồi ra, giáo viên chủ yếu cho học sinh học tủ một số dạng bài
tập đối phó trong các kì thi học sinh giỏi.Vì vậy, chưa thật sự gây hứng thú cho các
học sinh năng khiếu trong quá trình học tập, sáng tạo và phá triển tư duy.


8

Nghiên cứu và xây dựng hệ thống bài tập bồi dưỡng học sinh năng khiếu
trong dạy học vật lí ở trường phổ thơng góp phần nâng cao hiệu quả dạy học là
một vấn đề mới mẽ và cấp thiết đối với việc bồi dưỡng học sinh lớp chuyên của
nước ta hiện nay.
Trong chương trình vật lí “Điện học” đóng vai trị rất quan trọng và có rất
nhiều kiến thức khó đối với học sinh. Các kiến thức này thường nằm trong nội
dung thi của các kỳ thi học sinh giỏi như Olympic 30/4, học sinh giỏi thành phố,
học sinh giỏi quốc gia…

Vì những lí do nêu trên đồng thời để góp một phần nhỏ thúc đẩy việc sử
dụng hệ thống bài tập vào dạy học và đổi mới phương pháp dạy học nên tôi quyết
định chọn đề tài : “Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo
bồi dƣỡng học sinh năng khiếu vật lí”
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo chuyên đề
“Điện học ” bồi dưỡng học sinh chun lí ở trường phổ thơng.
3. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Dạy học bài tập sáng tạo cho học sinh chuyên lí.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Chuyên đề “Điện học” ,các bài tập liên quan về “Tụ điện”
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được một hệ thống bài tập sáng tạo liên quan tới tụ điện bảo
đảm tính khoa học và sử dụng vào dạy học chuyên đề “Điện học” một cách hợp lí
sẽ có thể góp phần phát triển tư duy khoa học và năng lực sáng tạo của học sinh
THPT chuyên lí.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu lý luận


9

Nghiên cứu lý luận và phương pháp giảng dạy vật lí phát triển tư duy khoa
học và năng lực sáng tạo của học sinh. Bài tập vật lí trong quá trình dạy học lý
thuyết về bài tập sáng tạo.
Nghiên cứu mục tiêu, nội dung chuyên đề “Điện học” dạy học ở THPT
chuyên. SGK sách bài tập vật lí 11, vật lí 12 chương trình nâng cao.
5.2. Nghiên cứu thực tế
Tìm hiểu thực trạng sử dụng bài tập trong dạy học vật lí ở các trường THPT

nói chung và ở trường THPT chun nói riêng
Tìm hiểu về BTST trong SGK, sách BT về vật lí THPT ở Việt Nam.
5.3. Xây dựng hệ thống BTST có liên quan đến tụ điện để dạy học chuyên đề
“Điện học” cho học sinh THPT chuyên.
5.4. Đề xuất các hình thức sử dụng BTST trong dạy học.
5.5. Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học sau:
6.1. Nghiên cứu lý luận
6.2. Nghiên cứu thực tiễn
6.3. Thực nghiệm sư phạm
6.4. Phương pháp thống kê tốn học
7. Đóng góp mới của luận văn
- Về mặt lý luận: Hệ thống những vấn đề liên quan đến việc phát triển tư duy vật
lí và năng lực sáng tạo của học sinh. Lý thuyết BTST về vật lí và vận dụng BTST
về vật lí trong q trình dạy học ở THPT
- Về mặt thực tế: Xây dựng hệ thống BTST gồm 30 bài theo 6 dầu hiệu BTST
dùng dạy học ở trường THPT chuyên.
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung luận văn có 3 chương:


10

Chương 1. Cơ sở lý luận xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí
cho học sinh chuyên lí – THPT chuyên
Chương 2. Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo về tụ điện dạy học chuyên đề
“Điện học”
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
Kết luận

Tài liệu tham khảo
Phụ lục


11

CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ CHO HỌC SINH
CHUYÊN LÍ - THPT CHUYÊN
1.1. Phát triển tƣ duy vật lí và năng lực sáng tạo cho học sinh
Ý thức và các phẩm chất tâm lý, năng lực của con người biểu hiện và được
hình thành trong hoạt động của con người. Việc dạy học sẽ làm cho HS phát triển
khác nhau tùy thuộc ở nội dung và phương pháp dạy học [16]. Vì vậy việc dạy học
khơng phải là chỉ quan tâm đến nhiệm vụ làm cho HS tiếp thu được một số kiến
thức nào đó mà cịn phải quan tâm đến nhiệm vụ phát triển tư duy và năng lực sáng
tạo của HS.
Phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của HS là nhiệm vụ đối với tất cả các
mơn học trong đó có mơn học vật lí. Nó vừa là điều kiện đảm bảo cho HS nắm
vững kiến thức vừa tạo điều kiện cho HS tự mình tiếp tục tự học tập nghiên cứu
tiến xa hơn nữa, có khả năng độc lập cơng tác sau khi rời ghế nhà trường.
1.1.1.Khái niệm tƣ duy
Tư duy là sự phản ánh trong bộ não con người về những sự vật và hiện tượng
những mối liên hệ và mối quan hệ có tính quy luật của chúng. Trong q trình tư
duy con người dùng các khái niệm. Nếu cảm giác, tri giác, hiện tượng là những sự
phản ánh các sự vật và hiện tượng cụ thể, riêng rẽ, thì khái niệm là sự phản ánh
những đặc điểm chung bản chất của một loại sự vật và hiện tượng giống nhau.
Khái niệm là một hình thức của tư duy trong đó phản ánh các dấu hiệu cơ
bản khác biệt của sự vật đơn nhất hay lớp các sự vật hiện tượng nhất định. Khái
niệm phản ánh bản chất của sự vật hiện tượng hay lớp các sự vật hiện tượng thông
qua những dấu hiệu cơ bản khác biệt. Như vậy, tư duy đó là sự phản ánh thực tế

một cách khách quan, gián tiếp.


12

Tư duy phản ánh thực tế một cách khái quát vì nó phản ánh những thuộc tính
của hiện thực thơng qua các khái niệm mà các khái niệm lại tách khỏi những sự vật
cụ thể, những cái chứa đựng những thuộc tính đó. Tư duy phản ánh hiện thực một
cách gián tiếp vì nó thay thế những hành động thực tế với chính các sự vật bằng các
hành động tinh thần với những hình ảnh của chúng nó cho phép giải quyết những
nhiệm vụ thực tế thông qua hoạt động tinh thần (lí luận) bằng cách dựa trên những
tri thức về các thuộc tính và các mối quan hệ của các sự vật được củng cố trong các
khái niệm.
Tư duy khơng chỉ phản ánh thế giới khách quan mà cịn giúp cho con người
tìm ra chân lí mới tổng qt có thể vận dụng để cải biến thế giới khách quan .
Có nhiều cách để phân loại tư duy. Nêu dựa vào các dấu hiệu đặc thù của đối
tượng tư duy thì ta có thể phân loại: Tư duy tốn học, tư duy vật lí, tư duy ngơn
ngữ,…
Tư duy vật lý là sự quan sát các hiện tương vật lí, phân tích một hiện tượng
phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ
định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lí, dự đốn các hệ
quả mới từ các thuyết và vận dụng sáng tạo những kiến thức khái quát thu được và
thực tiễn
1.1.2. Khái niệm về năng lực
1.1.2.1. Khái niệm
Trong khoa học tâm lý, người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lý
riêng trong cá nhân; nhờ những thuộc tính này mà con người hồn thành tốt đẹp
một loạt hoạt động nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả
cao [16].
Người có năng lực về một hoạt động thược lĩnh vực nào đó thường bắt tay

vào thực hiện một hoạt động trong lĩnh vực đó dễ dàng hơn, sự tiến bộ trong hoạt
động đó rất nhanh về cường độ và chất lượng hơn người khơng có năng lực. Người


13

có năng lực ở mức độ cao bao giờ cũng thể hiện được tính độc lập và sáng tạo trong
hoạt động.
Năng lực gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo trong lĩnh vực hoạt động tương ứng.
Song kỹ năng, kỹ xảo liên quan đến việc thực hiện một loạt hành động hập, chuyên
biệt đến mức thành thạo, tự động hóa, máy móc. Cịn năng lực chứa đựng yếu tố
mới mẻ, linh hoạt trong hoạt động, có thể giải quyết nhiệm vụ thành cơng trong
nhiều tình huồng khác nhau, trong một lĩnh vực hoạt động rộng hơn [16]. Thí dụ:
Người có kỹ năng, kỹ xảo thì khi thực hiện các phép đo một đại lượng vật lí nào đó
thì có thể thực hiện nhanh chóng, chính xác, khéo kéo lắp rắp các thiết bị. Cịn với
người có năng lực thực nghiệm thì ngồi việc thực hiện các pháp đo cịn đề xuất
được giả thuyết, nêu được phương án thí nghiệm kiểm tra, xử lý các số liệu đo
lường để rút ra kết quả, giải thích, đánh giá kết quả đo được, rút ra kết luận khái
quát.
1.1.2.2. Sự hình thành và phát triển năng lực
Theo [16]: Sự hình thành và phát triển năng lực của các con người chịu tác
động của nhiều yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã
hội.
Yếu tố sinh học: Vai trị của di truyền trong sự hình thành năng lực. Di
truyền tạo ra những điều kiện ban đầu để con người có thể hoạt động có kết quả
trong lĩnh vực nhất định. Tuy nhiên, di truyền không thể quy định những giới hạn
tiến bộ của xã hội lồi người nói chung và của từng người nói riêng. Những đặc
điểm sinh học mặc dầu có ảnh hưởng đến q trình hình thành tài năng, cảm xúc,
sức khỏe, thể chất của con người, nhưng nó chỉ tạo nên tiền đề của sự phát triển
năng lực. Mặt khác, những tư chất được di truyền chủ đặc trưng những lĩnh vực

hoạt động hay sáng tạo cụ thể, do trình độ phát triển của những loại hình sản suất,
khoa học, nghệ thuật… và như là hoạt động sáng tạo của cá nhân quyết định.
Những tư chất có sẵn trong cấu tạo của não, trong các cơ quan cảm giác, các cơ


14

quan vận động và ngôn ngữ… là điều kiện để thực hiện có kết quả một hoạt động
cụ thể. Tuy nhiên sự thành công trong một lĩnh sực phần lớn phụ thuộc vào hoàn
cảnh thực tiễn, vào lao động học tập, rèn luyện cũng như vào tích lũy kinh nghiệm
của cá nhận.
Yếu tố hoạt động chủ thể: Như đã nói ở trên, năng lực khơng có sẵn trong
người. Con người bằng hoạt động của chính mình mà chiếm lĩnh những kinh
nghiệm hoạt động của các thế hệ đi trước, biến thành năng lực của chính mình.
Yếu tố mơi trường xã hội: Mỗi con người đề hoạt động trong một môi trường
xã hội nhất định. Mơi trường góp phần tạo nên động cơ, mục đích, phương tiện,
hành động và đặc biệt cho hoạt động giao lưu, của mỗi cá nhân với xã hội mà nhờ
đó, cá nhân thu được kinh nghiệm xã hội loại người, biến nó thành của mình. Cũng
chính sự giao lưu với môi trường xã hội, con người mới biết được hoạt động của
mình có ý nghĩa như thế nào, có lợi ích như thế nào, có phù hợp với thực tế
khơng… Từ đó điều chỉnh hoạt động của mình để mang lại hiệu quả ngày càng cao,
năng lực ngày càng được phát triển.
Vai trò của giáo dục, dạy học trong việc hình thanh năng lực:
Giáo dục là một hoạt động chun mơn xã hội nhằm hình thành và phát triển
nhân cách của con người (trong đó có năng lực) theo những yêu cầu của xã hội
trong những giai đoạn lịch sử nhất định.
Sự hình thánh và phát triển năng lực của HS phải thơng qua chính hoạt động
của HS trong mối quan hệ với cộng đồng. Chỉ có dạy học trong nhà trường mới có
khả năng tạo ra những hoạt động đa dạng, phong phú, cần thiết, tạo điều kiện phát
triển những năng lực khác nhau ở trẻ em, phù hợp với năng khiếu bẩm sinh và u

cầu của xã hội.
Chính trong dạy học có thể lực chọn kỹ lưỡng những hình thức hoạt động.
Có sự định hướng chính xác sẽ giúp cho HS sớm nhận thức được những yêu cầu
của xã hội với hoạt động của mỗi người trong những lĩnh vực khác nhau.


15

Như vậy, giáo dục, dạy học có thể mang lại những hiệu quả, những tiến bộ
của mỗi HS mà các yếu tố khác khơng thể có được. Đặc biệt là đại học có thể đi
trước sự phát triển, thúc đẩy sự phát triển.
1.1.3. Năng lực sáng tạo
1.1.3.1. Khái niệm sáng tạo
Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kì cái gì có đồng thời tính mới và tính lợi ích
Theo [13]: "Sáng tạo, đó là những năng lực tạo ta những giải pháp mới hoặc
duy nhất cho một vấn đề thực tiễn và hữu ích".
Cái chính yếu của sáng tạo là sự mới mẽ của nó, và bởi vì thế chúng ta khơng
có tiêu chuẩn qua đó có thể xét đốn nó (Carl Roger).
Theo từ điển triết học, sáng tạo là quá trình hoạt động của con người tạo ra
những giá trị vật chất, tinh thần, mới về chất. Các loại hình sáng tạo được xác định
bởi đặc trưng nghề nghiệp như khoa học, kỹ thuật, văn học, nghệ thuật, tổ chức,
quân sự,… có thể nói sáng tạo có mặt trong mọi lĩnh vực của thế giới vật chất và
tinh thần [16].
Tính sáng tạo thường liên quan đến tính tự giác, tích cực, chủ động, độc lập,
tự tin. Sáng tạo là hình thức cao nhất của tính tích cực, độc lập của con người.
Người có tư duy sáng tạo khơng chịu suy nghĩ theo lề thói chung, khơng bị ràng
buộc bởi những quy tắc hành động cứng nhắc đã được học.
1.1.3.2. Năng lực sáng tạo
Năng lực sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật
chất và tinh thần, tìm ta cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công

những hiểu biết đã có vào hồn cảnh mới [16].
Trong nghiên cứu vật lí, q trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm 4 giai
đoạn như ta đã biết (chu trình sáng tạo khoa học theo Razumơpxki). Trong đó khó
khăn nhất, đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn đưa ra phương án thực nghiệm
khởi đầu đề xuất mô hình giả thuyết và giai đoạn đưa ra phương án thực nghiệm để


16

kiểm tra hệ quả suy ra từ lý thuyết. Trong hai giai đoạn này, khơng có con đường
suy luận logic mà phải chủ yếu dựa vào trực giác.
Vần đề bản chất tâm lý học vừa trực giác là vấn đề cơ chế giải quyết các
nhiệm vụ nhận thức mà không thể thực hiện dược bằng con đường suy luận logic.
Đó là trường hợp mà chủ thể nhận thức khơng có đủ tri thức cần thiết cho việc biến
cải tình huống dần dần, để cuối cùng đi đến giải quyết được nhiệm vụ. Ở đây, bắt
buộc phải đưa ra một phỏng đốn mới, một giải pháp mới chưa hề có, một hoạt
động sáng tạo thật sự.
Năng lực sáng tạo gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo và vốn hiểu biết của chủ thể
trong bất cứ lĩnh vực hoạt động nào, càng thành thạo và có kiến thức sâu rộng thì
càng nhạy bén trong dự đoán, đề ra được nhiều dự đoán, nhiều phương án để lựa
chọn, càng tạo điều kiện cho trực giác phát triển. Bởi vậy, không thể rèn luyện năng
lực sáng tạo tách rời, đối lập với học tập kiến thức về một lĩnh vực nào đó.
1.1.4. Những biện pháp phát triển tƣ duy vật lí và năng lực sáng tạo cho HS
Nhiệm vụ của quá trình dạy học khơng phải chỉ giới hạn ở sự hình thành các
kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo có tính chất tái tạo đơn thuần. Cần phải làm sao cho
trong khi dạy học phát triển được ở học sinh năng lực áp dụng kiến thức trong tình
huống mới, giải những bài tốn khơng phải là chỉ theo khn mẫu đã có, thực hiện
những bài làm có tính chất nghiên cứu và thiết kế, vạch ra các angơrit hợp lí mà
trước kia chưa biết để giải các bài toán thuộc loại mới, cũng như nắm được những
kỹ năng, kỹ xảo mới hợp với yêu cầu của thực tiễn.

1.1.4.1. Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức
mới
Kiến thức vật lí trong trường phổ thơng là những kiến thức đã được lồi
người khẳng định; tuy vậy, chúng ln là mới mẻ đối với học sinh. Việc nghiên
cứu kiến thức mới sẽ thường xun tạo ra những tình huống địi hỏi học sinh phải
đưa ra các kiến thức mới, giải pháp mới đối với chính bản thân họ.


17

Tổ chức q trình nhận thức vật lí theo chu trình sáng tạo khoa học sẽ giúp
cho học sinh trên con đường hoạt động nhận thức biết được: chỗ nào có thể suy
nghĩ dựa trên hiểu biết đã có, chỗ nào phải đưa ra kiến thức mới, giải pháp mới.
Việc tập trung sức lực vào chỗ mới đó sẽ giúp cho hoạt động sáng tạo có hiệu quả,
rèn luyện cho tư duy trực giác biện chứng nhạy bén, phong phú. Trong nhiều
trường họp, giáo viên có thể giới thiệu cho học sinh kinh nghiệm sáng tạo của các
nhà bác học. Bất kì ở đâu và bất kì lúc nào, sự sáng tạo chỉ có thể xảy ra trong khi
giải quyết vấn đề, nghĩa là trong khi giải quyết những trở ngài, vướng mắc trên con
đường nhận thức.
Theo quan điểm hoạt động, q trình vật lí được xây dựng đi từ dễ đến khó,
phù hợp với trình độ học sinh, tận dụng những kinh nghiệm sống hàng ngày của họ,
tạo điều kiện cho họ có cơ hội đề xuất ra những ý kiến mới mẽ có ý nghĩa, làm cho
họ cảm nhận được hoạt động sáng tạo là hoạt động thường xuyên có thể thực hiện
được với sự cố gắng nhất định. Sự tự tin trong hoạt động sáng tạo là một yếu tố tâm
lý rất quan trọng làm cho chủ thể nhận thức thoát khỏi những ràng buộc, hạn chế
của những hiểu biết cũ hay những ý kiến của người khác, nhất là của những nhà
bác học. Như vậy, kiểu dạy học "thông báo - minh họa" về nguyên tắc không thể
rèn luyện cho học sinh năng lực sáng tạo. Cần phải tổ chức quá trình dạy học theo
kiểu nêu và giải vấn đề một cách kiên trì thì mới có thể rèn luyện cho học sinh năng
lực sáng tạo được.

1.1.4.2. Luyện tập phỏng đoán, dự đoán
Như đã biết, dự đốn có vai trị rất quan trọng trên con đường sáng tạo khoa
học. Dự đoán dựa chủ yếu vào trực giác, kết hợp với kinh nghiệm phong phú và
kiến thức sâu sắc về mỗi lĩnh vực. Các nhà khoa học nói rằng: việc xây dựng giả
thuyết dựa trên sự khái qt hóa những hóa đó khơng phải là một phép quy nạp đơn
giản hình thức mà chứa đựng một yếu tố mới, khơng có sẵn trong các sự kiện dùng
làm cơ sở. Dự đốn khoa học khơng là tùy tiện mà ln ln có cơ sở nào đó, tuy


18

chưa thật là chắc chắn. Có thể có các cách dự đoán sau đây trong giai đoạn đầu của
hoạt động nhận thức vật lí của học sinh.
- Dựa vào liên tưởng tới kinh nghiệm đã có.
- Dựa trên sự tương tự:
Có thể dựa trên một số dấu hiệu bên ngồi giống nhau mà dự đoán sự giống
nhau về bản chất, hoặc từ sự tương tự về cấu tạo suy ra sự tương tự về tính chất.
- Dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán giữa
chúng có quan hệ nhân quả.
- Dựa trên nhận xét thấy hai hiện tượng luôn biến đổi đồng thời mà dự đoán
về quan hệ nhân quả giữa chúng.
- Dựa trên sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình.
- Dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết sang một
lĩnh vực khác.
- Dự đoán về mối quan hệ định hướng:
Dựa vào các định luật bảo toàn
Dựa trên đồ thị hoặc quỹ đạo của một đại lượng vật lí, ..
Những hiện tượng vật lí xảy ra rất phức tạp, nhưng một điều đáng ngạc nhiên
là các định luật chi phối chúng lại rất đơn giản và có thể biểu diễn bằng những cơng
thức tốn học đơn giản. Mối quan hệ giữa hai đại lượng vật lí trong chương trình

phổ thơng thường được biểu diễn bằng các hàm số sau đây:


Bằng nhau.



Tỷ lệ thuận hay tỷ lệ nghịch.



Hàm số bậc nhất.



Tỷ lệ bậc hai.



Tỷ lệ theo hàm số lượng giác.



Sự bảo toàn của một đại lượng.


19

Muốn dự đoán được mối quan hệ định lượng, cần phải thực hiện các phép
đo. Thực hiện các phép đo với số các giá trị khác nhau càng nhiều thì càng dự đốn

được chính xác. Tuy nhiên, ở trường phổ thơng khơng có thời gian để làm việc đó
nên ít nhuất cũng phải làm ba lần với ba giá trị khác nhau của một đại lượng.
Trong nhiều trường hợp, nếu biểu diễn các cặp số đo trên một đồ thị thì việc
dự đốn về mối quan hệ định lượng bao giờ cũng phải chú ý đến sai số có thể sai
phảm phải.
1.1.4.3. Luyện tập đề xuất phƣơng án thí nghiệm kiểm tra dự đốn
Trong nghiên cứu vật lí, một dự đốn, một giả thuyết thường là một sự khái
qt hóa các sự kiện thực nghiệm; cho nên có nó tính chất trừu tượng, tính chất
chung, khơng thể kiểm tra trực tiếp được. Muốn kiểm tra xem dự đốn, giả thuyết
có phù hợp với thực tế không, ta phải xem điều kiện dự đốn đó biểu hiện trong
thực tế như thế nào, có dấu hiệu nào có thể quan sát được. Điều đó có nghĩa là: từ
một dự đốn, giả thuyết, ta phải suy ra được một hệ quả có thể quan sát được trong
thực tế, sau đó tiến hành thí nghiệm để xem kết quả rút ra bằng suy luận đó có phù
hợp với kết quả thí nghiệm khơng.
Hệ quả suy ra được phải khác với những sự kiện ban đầu dùng làm cơ sở cho
sự dự đốn thì mới có nghĩa. Số hệ quả phù hợp với thực tế càng nhiều thì dự đốn
càng trở thành chắc chắn, sát với chân lý hơn.
Quá trình rút ra hệ quả thường áp dụng suy luận lơgic hay suy luận tốn học.
Sự suy luận này phải đảm bào là đúng quy tắc, quy luật, không phạm sai lầm.
Những quy tắc, quy luật đó điều đều đã biết; cho nên, về nguyên tắc sự suy luận đó
khơng địi hỏi một sự sáng tạo và thực tế có thể kiểm sốt được.
Vấn đề địi hỏi sự sáng tạo ở đây là đề xuất được phương án kiểm tra hệ quả
đã rút ra được. Để có thể đề ra được một phương án thí nghiệm kiểm tra, học sinh
không những phải phát huy động những kiến thức vật lí đã có mà cịn cả những
kinh nghiệm trong đời sống hàng ngày, hay từ những môn học khác nữa.


20

Việc bố trí một phương án thí nghiệm để quan sát hiện tượng, hay đo lường

các đại lượng cụ thể đã dự đốn, có khi tương đối đơn giản, nhưng cũng có khi rất
phức tạp.
1.1.4.4. Bài tập sáng tạo
Ở trên, ta đã xem xét việc rèn luyện năng lực sáng tạo của học sinh trong quá
trình xây dựng kiến thức mới. Ngồi ra, trong dạy học vật lí, người ta cịn xây dựng
những loại bài tập riêng vì mục đích này gọi là BTST. Trong loại bài tập này, ngoài
việc vận dụng một số kiến thức đã học, học sinh bắt buộc phải có những kiến thức
độc lập mới mẽ, không thể suy ra một cách lôgic từ những kiến thức đã học, không
theo angôrit của SGK đã biết. Thực chất của loại bài tập này là ở chỗ cái mới xuất
hiện trong tiến trình giải. Trong BTST các yêu cầu của bài tập sẽ được giải quyết
trên cơ sở những kiến thức về các hiện tượng, các định luật vật lí nhưng trong đó
khơng cho một cách tường minh hiện tượng, định luật vật lí nào cần phải sử dụng
để giải.
1.2. Bài tập sáng tạo
1.2.1. Cơ sở lí thuyết của BTST
Cơ sở lí thuyết của BTST trong dạy học vật lí là sự giống nhau về bản chất
của nhận thức khoa học vật lí và hoạt động học tập vật lí, bản chất đó thể hiện tính
mới mẻ trong nhận thức. nhà vật lí học "cái mới" ơng tìm ra là phát minh khoa học
mà nhân loại chưa ai biết, còn học sinh khám phá "cái mới" đối với bản thân mình,
và "cái mới" là bản chất của sự sáng tạo. Trong vật lí học, q trình sáng tạo khoa
học được V.G.Razumơpxki trình bày dưới dạng chu trình như sau:

2. Mơ hình giả
định trừu tượng

1. Những sự kiện
khởi đầu

3. Các hệ quả
lơgic

4. Thí nghiệm
kiểm tra


21

Quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm bốn giai đoạn như trên, trong
đó khó khăn nhất, địi hỏi sự sáng tạo cao nhất, đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giao
đoạn từ những sự kiện khởi đầu đề xuất mơ hình giả định và giai đoạn đưa ra
phương án thực nghiệm để kiểm tra hệ quả suy ra từ mơ hình giả định. Trong hai
giai đoạn này khơng có suy luận lơgic mà chủ yếu dựa vào trực giác. Ở đây tư duy
trực giác giữ vai trò quan trọng bắt buộc phải đưa ra một phỏng đốn mới, một giải
pháp mới chưa hề có, một hoạt động sáng tạo thực sự [13], [17], [18].
Dựa vào chu trình sáng tạo khoa học trong vật lí học, sự tương tự về bản chất
của quá trình nhận thức của học sinh khi học vật lí và của nhà vật lí học khi nghiên
cứu vật lí để có thể xây dựng những BTST về vật lí. Đây là một khái niệm khá mới
của lí luận dạy học vật lí nước ta, cịn ít được đề cập hoặc nếu có cịn sơ sài chưa
thành hệ thống và khó vận dụng.
1.2.2. Phân biệt BTLT và BTST
Bài tập vật lí rất đa dạng, phong phú các cách phân loại chỉ có tính chất
tương đối. Nếu căn cứ vào tính chất của q trình tư duy khi giải bài tập là tính chất
tái hiện hay tính chất của q trình tư duy khi giải bài tập là tính chất tài hiện hay
tính chất sáng tạo thì có thể chia thành 2 loại [13], [16], [17]:
- BTLT: dùng rèn luyện kỹ năng áp dụng những kiến thức xác định giải các
bài tập theo một khuôn mẫu đã có. Tính chất tái hiện của tư duy thể hiện ở chỗ: học
sinh so sánh bài tập cần giải với các dạng bài tập đã biết và huy động cách thức giải
đã biết; trong đề bài các dữ kiện đã hàm chứa angôrit giải.
- BTST: dùng cho việc bồi dưỡng các phẩm chất của tư duy sáng tạo như
tính linh hoạt, mềm dẻo, độc đáo, nhạy cảm. Tính chất sáng tạo thể hiện ở chỗ

khơng có angơrít cho việc giải bài tập, đề bài che dấu dữ kiện khiến người giải liên
hệ tới angơrit đã có. 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 hoạt động thái độ ứng xử mới).


22

Việc phân chia như trên có tính chất tương đối vì "cái mới" có tính tương đối
phụ thuộc vào đối tượng giải bài tập và phụ thuộc vào thời điểm sử dụng: "mới" tại
thời điểm này (khi đó là BTST) nhưng khi đã biết thì lại trở thành BTLT cho từng
học sinh. Điều này nó nói lên sự sáng tạo của mỗi người là không ngừng, sống làm
việc, phát hiện và giải quyết sáng tạo là nhu cầu, là hoạt động sáng tạo để có nhiều
đóng góp cho xã hội và cải thiện chính cuộc sống của mình.
1.2.3. Các ngun tắc xây dựng bài tập sáng tạo
1.2.3.1.Yêu cầu lựa chọn bài tập BTST
BTST có tác dụng rất lớn trong việc phát triển tư duy vật lí và năng lực sáng
tạo cho HS. Ngồi việc lực chọn cẩn thận, cơng phu hệ thống các bài tập chặt chẽ
về nội dung, bám sát mục đích, nhiệm vụ dạy học ở trường phổ thơng thì nếu sử
dụng hệ thống BTST một cách hợp lí sẽ góp phần rất lớn trong việc nâng cao hiệu
quả dạy học vật lí ở trường trung học phổ thơng.
Hệ thống bài tập vật lí nói chung và BTST nói riêng phải được lực chọn thỏa
mãn các yêu cầu:
Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp về phạm vi và
mối quan hệ giữa các kiến thức, kỹ năng cần vận dụng làm cho HS từng bước hiểu
được kiến thức một cách vững chắc có khả năng và có kỹ năng, kỹ xảo vận dụng
linh hoạt, sáng tạo các kiến thức đó
Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống kiến thức vật lí, đóng góp
một phần nào đó vào việc cũng cố hoàn thiện, mở rộng kiến thức cho HS, giúp học
sinh hiểu được các mối liên hệ giữa các đại lượng làm sáng tỏ các vấn đề

Hệ thống bài tập lựa chọn nội dung phù hợp đối với HS về trình độ và nhận
thức lẫn thời gian học tập ở nhà
Hệ thống bài tập được lựa chọn nhằm nâng cao mục đích cho HS rèn luyện
cách thức giải từng bài tập cụ thể


23

Hệ thống bài tập đó phải đảm bảo tính tích cực, chủ động sáng tạo của HS
trong học tập
1.2.3.2.Phân loại BTST
Phân loại BTST, theoV.G Razumôpxki dựa trên sự tương tự giữa q trình
sáng tạo khoa học với các tính chất của quá trình tư duy trong giải các BTST, chia
BTST thành hai loại [18]:
Bài tập nghiên cứu đòi hỏi trả lời câu hỏi “tại sao?” tương tự với “phát
minh” trong sáng tạo khoa học.
Bài tập thiết kế đòi hỏi trả lời câu hỏi “làm thế nào?” tương tự với “sáng
chế” trong sáng tạo khoa học kỹ thuật
Sự phân loại trên có tính khái qt cao nên khó vận dụng trong thực tiễn. Các
câu hỏi “tại sao” và làm thế nào cũng thường xuyên xuất hiện ở những BTLT. Để
vận dụng trong thực tiễn dạy học chúng tôi tho rằng cần kết hợp với cách phân loại
này với cách phân loại theo các phẩm chất tư duy sáng tạo.Tư duy sáng tạo bộc lộ
các phẩm chất: tính mềm dẽo, linh hoạt, độc đáo và nhạy cảm. Bốn phẩm chất nảy
có tính độc lập tương đối ở một mức độ nào đó, có thể khai thác trong dạy học các
BTST nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS. Từ đó chúng tôi sữ dụng các dấu
hiệu nhận biết BTST theo các tài liệu [13] [16] [17] :
Dấu hiệu 1: Bài tập có nhiều cách giải
Dạng bài tập này tạo cho HS có thói quen suy nghĩ khơng rập khn, máy
móc. Khi giải bài tập loại này HS sẽ nhận thức được rằng: khi nxem xét một vấn
đề cần nhìn từ nhiều góc độ, nhiều quan điểm khác nhau, từ đó có nhiều con đường

để đạt đến mục đích và chọn ra con đường hiệu quả nhất
Ví dụ: Đối với bài tập điện xoay chiều dùng cho học sinh chuyên lí ta có thể
giải bằng phương pháp đại số hay vector hoặc áp dụng hàm biến phức, tích phân
hay hàm Laplace
Dấu hiệu 2: Bài tập có hình thức tƣơng tự nhƣng nội dung biến đổi


24

Đây là bài tập có nhiều hơn một câu hỏi. Câu hỏi thứ nhất là một BTLT, các
câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự nhưng nếu áp dụng cách giải như trên sẽ
dẫn tới cái bế tắc vì nội dung có sự thay đổi về chất.
Những bài tập có dấu hiệu 1, dấu hiệu 2 có tác dụng trong việc bồi dưỡng
thói quen tư duy nhiều chiều, khơng máy móc cứng nhắc, khắc phục tính ì của tư
duy theo tính lối mịn – đó là các biểu hiện về tính mềm dẻo của tư duy
Dấu hiệu 3: Bài tập thí nghiệm
Dựa vào yêu cầu và điều kiện ta có thể phân bài tập vật lý gồm:
+ Bài tập thí nghiệm định tính
+ Bài tập thí nghiệm định lượng
Cả hai dạng bài tập thí nghiệm trên địi hỏi HS phải tự thiết kế phương án thí
nghiệm dựa trên cơ sở giả thiết bài tốn: bài tốn có thể cho trước một số thiết bị
thí nghiệm hoặc tự đề xuất.
Bài tập thí nghiệm yêu cầu thiết kế phương án thí nghiệm theo một mục đích
cho trước, thiết kế một dụng cụ ứng dụng vật lí hoặc yêu cầu là thí nghiệm theo chỉ
dẫn quan sát và giải thích hiện tượng xãy ra. Loại bài tập này khơng có các thao tác
đo đạc, tính tốn về mặt định lượng.việc giải các bài tập này là lập các chuỗi suy
luận logic dựa trên các cơ sở cá định luật, các khái niệm và các quan sát thí nghiệm
vật lí. Trong loại bài tập này ta có thể phân làm hai loại:
+ Bài tập thí nghiệm quan sát và giải thích hiện tượng
+ Bài tập thí nghiệm thiết kế phương án thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm định lượng gồm các bài tập đo đạc đại lượng vật lí, minh
họa quy luật vật lí bằng thí nghiệm
Đối với dạng bài tập này có tác dụng bồi dưỡng tính linh hoạt của tư duy
trong việc đề xuất các phương án thí nghiệm đã cho hay tự kiếm


25

Ví dụ: Cho một tụ điện có điện dung C cần xác định giá trị . Hãy đề xuất
các phương án thí nghiệm và chỉ ra các dụng cụ thí nghiệm trong các phương án đó
để đo điện dung của tụ nói trên
Phân tích: Khi giải bài tập này học sinh được luyện tập trong việc lựa chọn
các dụng cụ đo thích hợp, đề xuất các phương án sử dụng dụng cụ đo để đo được
các đại lượng cần thiết và tiến hành xử lí các kết quả đo để xác định đại lượng cần
tìm
Dấu hiệu 4:Bài cho thiếu hoặc thừa dữ liệu
Đây là dạng bài tập mà người ra đề cố ý cho thiếu dữ kiện, hoặt thừa dữ kiện
hoặc các dữ kiện mâu thuẫn lẫn nhau. HS phải nhận biết và chứng minh dữ kiện để
được bài toán 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 toán cho thừa dữ kiện, quan
trọng hơn chính cách giải.
Ví dụ: Xác định điện tích trên tụ điện phắng khơng khí có hai bản tụ là mặt
trịn làm bằng kim loại, khi tích điện bởi hiệu điện thế U=120V.
Phân tích: Dưới dạng bài tốn này HS phải dùng thêm thước đo khoảng cách
và đường kính bản tụ để xác định diện tích bản tụ. Sau đó áp dụng công thức để
xác định điện dung: C 

S
4 kd

Từ đó xác định điện tích: Q=CU
Dấu hiệu 5: Bài tập nghịch lý và ngụy biện
Bài tập nghịch lý và ngụy biện là những bài tập trong đó đề bài chứa đựng
một sự ngụy biện nên đã dẫn đến một sự nghịch lý: kế luận đưa ra mâu thuẫn với
những nguyên tắc, định luật vật lí đã biết.Tuy nhiên nếu đã thừa nhận các yếu tố
này một cách hình thức thì có thể nhằm tưởng rằng chúng phù hợp với các định luật
vật lý và logic thông thường. Song khi xem xét một cách cặn kẽ, có luận chứng
khoa học, dựa trên các định luật và lý thuyết vật lí