Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh thông qua dạy học bài tập chuyên đề Dòng điện không đổi Vật lý 11

Chia sẻ: Buctranhdo Buctranhdo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:43

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của sáng kiến là tổ chức các hoạt động dạy học theo định hướng phát triển năng lực (mà ở đây tập trung vào phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo) để nâng cao hiệu quả trong dạy học bộ môn vật lý 11 THPT. Đánh giá để rút ra bài học kinh nghiệm trong thực tế dạy học bộ môn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh thông qua dạy học bài tập chuyên đề Dòng điện không đổi Vật lý 11

SỞ GD&ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT LÊ HỒNG PHONG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” VẬT LÝ 11. Môn Vật lý Tác giả: Phạm Thị Thùy Vân Tổ: Khoa học tự nhiên Năm thực hiện: 2020 – 2021 Số điện thoại: 0386951557 0
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Các kí hiệu viết tắt Đọc là 1 GV Giáo viên 2 HS Học sinh 3 GQVĐ Giải quyết vấn đề 4 DH Dạy học 5 PPDH Phương pháp dạy học 6 PC Phẩm chất 7 NL Năng lực 8 YCCĐ Yêu cầu cần đạt 1
MỤC LỤC PHẦN I – ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài…………………………………………………………. 1 2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu………………………………………… 2 3. Tình hình nghiên cứu đề tài………………………………………… …… 2 4. Phương pháp nghiên cứu đề tài…………………………………………... 2 5. Những đóng góp mới của đề tài……………………………………….. ... 3 PHẦN II – NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI. I. Cơ sở lí luận của đề tài…………………………………………………… 4 1.1.Năng lực GQVĐ và sáng tạo…………………………………………… 4 1.2. Lý luận về PPDH GQVĐ………………………………………………… 4 1.3. Bài tập sáng tạo…………………………………………………………… 8 II. Cơ sở thực tiễn của đề tài………………………………………………. 11 CHƯƠNG 2: SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO CHUYÊN ĐỀ “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” ĐỂ PHÁT TRIỂN NL GQVĐ VÀ SÁNG TẠO CHO HS. I. Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề một số dạng bài tập sáng tạo……... 13 1. Bài tập thí nghiệm vật lý………………………………………………... 13 2. Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi………………… 16 3. Bài tập cho thừa, thiếu, sai dữ kiện………………………………………. 19 II. Sử dụng bài tập GQVĐ khi luyện tập, ôn tập, giao bài tập về nhà……… 21 III. Sử dụng bài tập giải quyết vấn đề trong tiết kiểm tra, đánh giá………… 24 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM. 2.1. Mục đích thực nghiêm………………………………………… 26 2.2. Nội dung thực nghiệm……………………………………… 26 2.3. Phương pháp thực nghiệm……………………………………. 26 2.4. Kết quả và xử lý kết quả thực nghiệm………………… ……. 26 PHẦN III. KẾT LUẬN 2.5. Kết luận………………………………………………………... 29 2.6.Kiến nghị…………………………………………………….. 29 2
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Hoạt động nhận thức của con người chỉ thực sự bắt đầu khi con người gặp phải mâu thuẫn: Một bên là trình độ hiểu biết đang có, bên kia là nhiệm vụ mới phải giải quyết một vấn đề mà những kiến thức, kĩ năng đã có không đủ. Để giải quyết được nhiệm vụ nhận thức mới, khắc phục được mâu thuẫn trên thì phải xây dựng kiến thức mới, phương pháp mới, kĩ năng mới. Như vậy, hoạt động nhận thức của học sinh trong học tập thực chất là hoạt động giải quyết vấn đề nhận thức. Quá trình học tập sẽ là quá trình liên tiếp giải quyết các vấn đề học tập. Hiện nay, trong nghiên cứu lý luận và thực tiễn dạy học đang hướng đến dạy học theo hướng phát triển các năng lực, tích cự hóa người học, biến quá trình dạy học thành tự học có hướng dẫn. Hoạt động học không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ cho học sinh những kiến thức, kĩ năng mà còn quan tâm đến việc hình thành và phát triển tư duy sáng tạo, giải quyết vấn đề một cách hiệu quả, trong đó lấy học sinh làm trung tâm trong các hoạt động học. GQVĐ và sáng tạo là một đặc thù của hoạt động tìm hiểu khoa học. Ở môn vật lý năng lực này được hình thành, phát triển trong đề xuất vấn đề, lập kế hoach, thực hiện kế hoạch, tìm hiểu thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức, kĩ năng GQVĐ thực tiễn. Thế giới đang bước vào giai đoạn phát triển khoa học và công nghệ như vũ bão với cuộc cách mạng công nghệ. Điều này đòi hỏi giáo dục cần phải thay đổi nhằm đào tạo con người phát triển toàn diện, đáp ứng nhu cầu lao động trong thời đại mới. Trong xu thế đó, Việt Nam đang đổi mới giáo dục theo hướng chuyển từ tiếp cận nội dung sang tiếp cận NL, đào tạo con người phát triển toàn diện về PC và NL, có khả năng vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo là một năng lực quan trọng cần hình thành cho học sinh ở thời đại mới. DH GQVĐ là con đường quan trọng để phát huy tính tích cực của HS, là một trong những vấn đề giáo viên chúng ta cần phải làm để đổi mới phương pháp giảng dạy. Nhưng còn rất nhiều giáo viên chúng ta còn mơ hồ về khái niệm cũng như cách thức làm sao để thành công trong quá trình dạy học giải quyết vấn đề. Trong chương trình SGK Vật lý 11, chuyên đề “dòng điện không đổi” có nhiều kiến thức gần gũi với HS, gợi cho HS hướng thú học tập và liên hệ thực tiễn, đây cũng là điều kiện thuận lợi cho việc phát triển NL GQVĐ và sáng tạo cho HS. Xuất phát từ những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh thông qua dạy học bài tập chuyên đề “Dòng điện không đổi” vật lý 11. 3
2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu - Mục đích: Tổ chức các hoạt động dạy học theo định hướng phát triển năng lực (mà ở đây tập trung vào phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo) để nâng cao hiệu quả trong dạy học bộ môn vật lý 11 THPT. Đánh giá để rút ra bài học kinh nghiệm trong thực tế dạy học bộ môn. - Phạm vi nội dung: Một số hoạt động dạy học học theo định hướng phát triển năng lực trong chuyên đề “dòng điện không đổi” vật lý 11. - Phạm vi thực nghiệm: chúng tôi tiến hành thực nghiệm đề tài ở trường THPT Lê Hồng Phong và trường THPT Phạm Hồng Thái, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An. 3. Tình hình nghiên cứu đề tài - Trên thực tế hiện nay, tài liệu nghiên cứu về đổi mới phương pháp dạy học còn rất ít nên khi nghiên cứu đề tài còn hạn chế và gặp nhiều khó khăn. - Do điều kiện kinh tế gia đình, địa phương nên hạn chế trong việc tiếp cận những điều mới mẻ về kiến thức cũng như cách chiếm lĩnh kiến thức. - Do điều kiện về cơ sở vật chất, trang thiết bị trường học chưa đáp ứng hết yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học nên việc thực nghiệm đề tài còn gặp nhiều khó khăn. 4. Phương pháp nghiên cứu 4.1 phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu tài liệu về cơ sở lý luận dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, lý thuyết đổi mới dạy học, các phương pháp dạy học theo hướng tiết cận năng lực học sinh. - Tìm hiểu thông tư 32 của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo về giáo dục phổ thông - Tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu, đề tài liên quan. - Lý thuyết về quy trình thiết kế hoạt động dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh. - Tài liệu bồi dưỡng GV phổ thông theo modun 2. 4.2 Phương pháp điều tra Điều tra việc tổ chức các hoạt động đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển NL GQVĐ và sáng tạo để nâng cao chất lượng dạy học trong chương điện học, vật lý 11 ở một số trường THPT thông qua phiếu điều tra, trao đổi, phỏng vấn GV, HS. 4.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm Sau khi xây dựng lý thuyết và thiết kế các hoạt động dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh, tiến hành tổ chức hoạt động dạy học ở một sồ lớp để kiểm 4
tra tính khả thi, tính thực tiễn của đề tài. Kết quả thực nghiệm được đánh giá bằng các bài kiểm tra, sản phẩm học tập của học sinh. 5. Những đóng góp mới của đề tài - Tổ chức được các hoạt động dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh góp phần đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy học. - Lựa chọn và hệ thống hóa được cơ sở lý luận của đề tài, tích lũy được kiến thức chuyên môn làm cơ sở tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học. - Lựa chọn được các tiêu chí, phương pháp đánh giá phát triển năng lực tự học, năng lực hợp tác, năng lực phát hiện giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh. - Đổi mới phương pháp đánh giá kết quả học tập của học sinh thông qua sản phẩm của các hoạt động học. 5
PHẦN II - NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI I. Cơ sở lý luận của đề tài 1 Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 1. 1 Nhận ra ý tưởng mới. Biết xác định và làm rõ thông tin, ý tưởng mới và phức tạp từ các nguồn thông tin khác nhau; biết phân tích các nguồn thông tin độc lập để thấy được khuynh hướng và độ tin cậy của ý tưởng mới. 1.2 Phát hiện và làm rõ vấn đề. Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống; phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống. 1.3 Hình thành và triển khai ý tưởng mới. Nêu được nhiều ý tưởng mới trong học tập và cuộc sống; suy nghĩ không theo lối mòn; tạo ra yếu tố mới dựa trên những ý tưởng khác nhau; hình thành và kết nối các ý tưởng; nghiên cứu để thay đổi giải pháp trước sự thay đổi của bối cảnh; đánh giá rủi ro và có dự phòng. 1.4 Đề xuất, lựa chọn giải pháp. Biết thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề; biết đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất. 1.5 Thiết kế và tổ chức hoạt động. – Lập được kế hoạch hoạt động có mục tiêu, nội dung, hình thức, phương tiện hoạt động phù hợp; – Tập hợp và điều phối được nguồn lực (nhân lực, vật lực) cần thiết cho hoạt động. – Biết điều chỉnh kế hoạch và việc thực hiện kế hoạch, cách thức và tiến trình giải quyết vấn đề cho phù hợp với hoàn cảnh để đạt hiệu quả cao. – Đánh giá được hiệu quả của giải pháp và hoạt động. 1.6 Tư duy độc lập. Biết đặt nhiều câu hỏi có giá trị, không dễ dàng chấp nhận thông tin một chiều; không thành kiến khi xem xét, đánh giá vấn đề; biết quan tâm tới các lập luận và minh chứng thuyết phục; sẵn sàng xem xét, đánh giá lại vấn đề. 2. Lý luận về phương pháp dạy học giải quyết vấn đề. 2.1. Tiến trình giải quyết vấn đề trong khoa học 6
- Xác định rõ nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết, những điều kiện đã cho và những điều kiện cần đạt tới. - Tìm hiểu xem trong kho tàng kiến thức, kinh nghiệm của loài người đã có cách giải quyết vấn đề đó chưa. - Nếu đã có thì liệt kê tất cả những giải pháp đã có và lực chọn một giải pháp thích hợp. - Nếu chưa có thì phải đề xuất ra giải pháp mới hay xây dựng kiến thức, phương tiện mới dùng làm công cụ để giải quyết vấn đề. - Thử nghiệm, áp dụng kiến thức mới, giải pháp mới vào thực tiến để đánh giá hiệu quả của chúng, từ đó bổ sung hoàn thiện kiến thức đã xây dựng, giải pháp đã đề xuất. 2.2. Quá trình học sinh giải quyết vấn đề trong học tập Khái niệm vấn đề và dạy học giải quyết vấn đề: Có nhiều quan niệm cũng như tên gọi khác nhau đối với dạy học giải quyết vấn đề như dạy học nêu vấn đề, dạy học nhận biết và giải quyết vấn đề …. Mục tiêu cơ bản của dạy học giải quyết vấn đề nhằm rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề, tất nhiên trong đó cần bao gồm khả năng nhận biết, phát hiện vấn đề. DH GQVĐ không phải là một PPDH cụ thể mà là một quan điểm dạy học, là cách thức tổ chức dạy học, trong đó HS được đặt trong một tình huống có vấn đề mà bản thân HS chưa biết cách thức, phương tiện; cần phải nỗ lực tư duy để GQVĐ. Cấu trúc của quá trình giải quyết vấn đề Cấu trúc quá trình giải quyết vấn đề có thể mô tả qua các bước cơ bản sau: Bước 1. Nhận biết vấn đề HS tiếp cận tình huống có vấn đề được gợi ý hoặc GV kích thích HS tự tạo ra tình huống có vấn đề. Trong bước này cần phân tích tình huống đặt ra, nhằm nhận biết được vấn đề. Trong dạy học thì đó là cần đặt HS vào tình huống có vấn đề. Vấn đề cần được trình bày rõ ràng, còn gọi là phát biểu vấn đề. Bước 2. Lập kế hoạch giải quyết vấn đề HS đề xuất giả thuyết giải quyết vấn đề, đưa ra các phương án và lập kế hoạch giải quyết vấn đề. Nhiệm vụ của bước này là tìm các phương án khác nhau để giải quyết vấn đề. Để tìm các phương án giải quyết vấn đề, cần so sánh, liên hệ với những cách giải quyết các vấn đề tương tự đã biết cũng như tìm các phương án giải quyết mới. Các phương án giải quyết đã tìm ra cần được sắp xếp, hệ thống hoá để xử lý ở giai 7
đoạn tiếp theo. Khi có khó khăn hoặc không tìm được phương án giải quyết thì cần trở lại việc nhận biết vấn đề để kiểm tra lại việc nhận biết và hiểu vấn đề. Bước 3: Thực hiện kế hoạch HS thực hiện kế hoạch và đánh giá việc thực hiện kế hoạch giải quyết vấn đề. Bước 4: Kiểm tra, đánh giá và kết luận. HS rút ra kết luận về cách giải quyết vấn đề, từ đó lĩnh hội được tri thức, kĩ năng hoặc vận dụng được kiến thức kĩ năng để giải quyết vấn đề trong thực tiễn, giải quyết được nhiệm vụ đặt ra tiếp theo. Đó là các giai đoạn cơ bản của quá trình giải quyết vấn đề. Trong DH GQVĐ, sau khi kết thúc việc giải quyết vấn đề có thể luyện tập vận dụng cách giải quyết vấn đề trong những tình huống khác nhau. Vận dụng DH GQVĐ không phải một PPDH cụ thể mà là một quan điểm dạy học, nên có thể vận dụng trong hầu hết các hình thức và PPDH. Trong các phương pháp dạy học truyền thống cũng có thể áp dụng thuận lợi quan điểm DH GQVĐ như thuyết trình, đàm thoại để giải quyết vấn đề. Về mức độ tự lực của HS cũng có rất nhiều mức độ khác nhau. Mức độ thấp nhất là GV thuyết trình theo quan điểm DH GQVĐ, nhưng toàn bộ các bước trình bày vấn đề, tìm phương án giải quyết và giải quyết vấn đề đều do GV thực hiện, HS tiếp thu như một mẫu mực về cách GQVĐ. Các mức độ cao hơn là HS tham gia từng phần vào các bước GQVĐ. Mức độ cao nhất là HS độc lập giải quyết vấn đề, thực hiện tất cả các bước của GQVĐ, chẳng hạn thông qua thảo luận nhóm để GQVĐ, thông qua thực nghiệm, nghiên cứu các trường hợp, thực hiện các dự án để GQVĐ. Như vậy, "giải quyết vấn đề" thực tế là một quá trình sáng tạo của người học, người học phải tự mình vận dụng các năng lực trí tuệ của mình để liên tục tưởng tượng, tìm kiếm, sáng tạo..., để rồi có được cái cảm giác là tự mình sáng tạo ra cái kiến thức mà mình cần có, chứ kiến thức không phải là cái mà mình được hưởng sẵn từ đâu đó một cách thụ động. Vai trò của người thầy không phải vì thế mà bị coi nhẹ, đó là vai trò của người đồng hành như một người bạn có kinh nghiệm, khuyên nhủ, hướng dẫn, và cho người học biết những gì mà thầy biết về vấn đề được đặt ra; có nghĩa là người thầy không đóng vai trò là người rao giảng và truyền thụ những "niềm tin chân lý" đã có sẵn, mà là người bạn cùng với học trò chia sẻ những vui buồn trên con đường cùng tìm kiếm những kiến thức trong một tiến trình sáng tạo. Học theo cách đó người học sẽ có được niềm vui của người biết tìm kiếm và sáng tạo, có khả năng chủ động tự tìm kiếm kiến thức và giải pháp cho những bài toán mà mình có thể gặp phải trong cuộc đời, người dậy có thêm nhiều khả năng truyền thụ cho người học nhiều loại hiểu biết, cả những hiểu biết đã chứng minh được một cách lôgích cũng như nhiều hiểu biết còn dưới dạng những dự đoán, giả định, giả thuyết, vv... 8
2.3. Định hướng sử dụng DH GQVĐ trong môn vật lý - GV cần tạo ra tình huống có vấn đề phù hợp, thu hút HS vào quá trình tìm tòi để phát hiện và GQVĐ. - Vấn đề cần đủ phức tạp để đảm bảo rằng tất cả các HS là thành viên trong nhóm dều phải làm việc cùng nhau để giải quyết. - Việc tổ chức tiết học hoặc một phần của tiết học theo DH GQVĐ phải có thời gian phù hợp. - Cần có thiết bị DH và các điều kiện phù hợp để thực hiện hiệu quả phương pgaps GQVĐ, ví dụ các dụng cụ để làm thí nghiệm, các phương tiện tra cứu, khảo sát và thu thập thông tin… 2.4. Những đặc điểm của tình huống học tập trong kiến thức dạy học giải quyết vấn đề - Chứa đựng vấn đề mà việc đi tìm lời giải đáp chính là đi tìm kiến thức, kĩ năng, phương pháp mới. - Gây sự chú ý ban đầu, kích thích húng thú, khởi động tiến trình nhận thức của học sinh. Học sinh chấp nhận mâu thuẫn khách quan thành mâu thuẫn chủ quan. - Vấn đề giải quyết được phát biểu rõ ràng, gồm cả những điều kiện đã cho và mục đích cần đạt được, học sinh cảm thấy có khả năng giải quyết được vấn đề. Các kiểu tình huống học tập: - Tình huống phát triển hoàn chỉnh: học sinh đứng trước vấn đề chỉ mới giải quyết một phần, một bộ phận, một phạm vi hẹp, cần phải tiếp tục phát triển hoàn chỉnh, mở rộng thêm sang những phạm vi mới, những lĩnh vực mới - Tình huống lựa chọn: Học sinh đứng trước một vấn đề có mang một số dấu hiệu quen thuộc, có liên quan đến một số kiến thức hay một số phương pháp giải quyết đã biết, nhưng chưa chắc chắn là dùng kiến thức nào, phương pháp nào thì hiệu quả. Học sinh cần lựa chọn để giải quyết được vấn đề đặt ra. - Tình huống bế tắc: Học sinh đứng trước một vấn đề mà trước đây chưa gặp, không có một dấu hiệu nào liên quan đến một kiến thức hoặc phương pháp đã biết. Học sinh bắt buộc phải xây dựng kiến thức mới hay phương pháp mới để giải quyết vấn đề. Tình huống này thường gặp khi bắt đầu nghiên cứu một lĩnh vực kiến thức mới. - Tình huống tại sao: Trong nhiều trường hợp, hoc sinh quan sát thấy một hiện tượng vật lí nào đó xảy ra trái với những suy nghĩ thông thường. Học sinh cần xem nguyên nhân do đâu mà có sự trái ngược đó. Để trả lời câu hỏi đó, học sinh cần xây dựng kiến thức mới. Tổ chức tình huống học tập: 9
Tổ chức tình huống học tập thực chất là tạo ra hoàn cảnh để học sinh tự ý thức được vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu, hứng thú giải quyết, biết được mình cần phải làm gì và sơ bộ xác định được làm như thế nào. Cần thiết kế mỗi bài giảng thành một chuỗi tình huống có vấn đề liên tiếp, được sắp đặt theo một trình tự hợp lí của sự phát triển vấn đề cần nghiên cứu, nhằm đưa học sinh từ chỗ chưa biết đến biết, từ biết không đầy đủ đến biết đầy đủ và nâng cao dần năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Gồm các giai đoạn sau: - Giáo viên mô tả một hoàn cảnh cụ thể mà học sinh có thể cảm nhận được bằng kinh nghiệm thực tế, biểu diễn thí nghiệm hoặc yêu cầu học sinh làm một thí nghiệm đơn giản để làm xuất hiện hiện tượng cần nghiên cứu. - Giáo viên yêu cầu học sinh mô tả lại hoàn cảnh hoặc hiện tượng bằng chính lời lẽ của mình theo ngôn ngữ vật lí. - Giáo viên yêu cầu học sinh dự đoán sơ bộ hiện tượng xảy ra trong hoàn cảnh đã mô tả hoặc giải thích hiện tượng quan sát được trên những kiến thức và phương pháp đã có. - Giáo viên giúp học sinh phát hiện chỗ không đầy đủ của họ trong kiến thức, trong cách giải quyết vấn đề và đề xuất nhiệm vụ mới cần giải quyết. 3. Bài tập sáng tạo 3.1. Khái niệm về bài tập sáng tạo trong môn vật lí ở trường phổ thông Bài tập sáng tạo là bài tập được xây dựng nhằm mục đích rèn luyện bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh. Bài tập sáng tạo về vật lí là bài tập mà giả thuyết không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng quá trình vật lí, có những đại lượng vật lí được ẩn dấu, điều kiện bài toán không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng. 3.2. Dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo Căn cứ vào các đặc trưng của bài tập sáng tạo, vào các công trình nghiên cứu về năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong học tập, ta có một số dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo như sau: Bài tập có nhiều cách giải: Đây là dạng phổ biến trong hệ thống bài tập sáng tạo cho học sinh. Có thể tìm chọn dạng bài tập này ở các sách bài tập, sách tham khảo. Thường xuyên cho học sinh làm việc với dạng này sẽ tạo cho học sinh thói quen nhìn nhận vấn đề ở nhiều góc độ. Làm bài tập dạng này sẽ rèn cho học sinh thói quen suy nghĩ không rập khuôn, máy móc, luôn tìm cho mình cách giải hay nhất và giúp phát huy khả năng tư duy một cách mềm mại và uyển chuyển. 10
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 bài tập luyện tập, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự nhưng nếu vẫn áp dụng phương pháp giải như trên sẽ dẫn đến bế tắc vì nội dung câu hỏi đã có sự thay đổi về chất. Phương thức soạn thảo bài tập này gồm hai bước - Bước 1: Cho bài tập hoàn chỉnh, yêu cầu học sinh tìm một yếu tố nào đó. - Bước 2: Thay đổi một dữ kiện của đề tài và vẫn yêu cầu học sinh tìm yếu tố trên, nhưng chính dữ kiện đó đã phải làm biến đổi hoàn toàn bản chất của vấn đề. Bài tập loại này có tác dụng trong việc bồi dưỡng thói quen tư duy nhiều chiều, không máy móc cứng nhắc, khắc phục tính ì của tư duy theo lối mòn, từ đó rèn luyện tính mềm dẻo, sáng tạo của tư duy trong suốt quá trình HS GQVĐ. Bài tập thí nghiệm vật lí: Trong quá trình giải bài tập thí nghiệm, học sinh phải làm thí nghiệm hoặc đề xuất phương án thí nghiệm để giải quyết vấn đề dưới dạng trả lời câu hỏi của bài tập trong những điều kiện nhất định mà bài tập yêu cầu. Trong quá trình làm thí nghiệm, thường tạo ra những hứng thú cho học sinh từ đó ít nhiều sẽ nảy sinh sự sáng tạo. Có thể chia bài tập vật lí thành 2 dạng - Bài tập thí nghiệm định tính - Bài tập thí nghiệm định lượng Cả hai dạng bài tập thí nghiệm vật lí đòi hỏi học sinh phải tự thiết kế phương án thí nghiệm dựa trên cơ sở giả thiết bài toán hoặc tự đề xuất phương án thí nghiệm. 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 lí hoặc yêu cầu làm thí nghiệm theo chỉ dẫn quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra, loại bài tập này không có các thao tác đo đạc, tính toán về mặt định lượng. Việc giải các bài tập loại này là lập chuỗi các suy luận logic dựa trên cơ sở các định luật, các khái niệm và các quan sát thí nghiệm vật lí. Còn bài tập thí nghiệm định lượng, ngoài việc chú ý đến hiện tượng vật lí, học sinh còn phải quan tâm đến số đo của các đại lượng cần đo. Giải bài tập loại này cần giải thích xem kết quả đo có phù hợp thực tế hay không, các sai số là do nguyên nhân nào, làm thế nào giảm bớt được sai số. Các bài tập thí nghiệm vật lí có tác dụng bồi dưỡng tính linh hoạt, sáng tạo của tư duy trong việc đề xuất các phương án thí nghiệm, các giải pháp đo đạc trong các vấn đề khác nhau tuỳ thuộc vào các thiết bị thí nghiệm đã cho hay tự tìm kiếm. Bài tập cho thiếu thừa hoặc sai dữ kiện: Loại bài tập này nhằm bồi dưỡng tính nhạy cảm của tư duy. Khi giải bài tập này, học sinh rất dễ bế tắc nếu không nhanh nhạy phát hiện được vấn đề lạ trong 11
điều kiện quen thuộc. Đây là dạng bài tập mà người ta cố ý cho thừa dữ kiện, hoặc thiếu dữ kiện, hoặc sai dữ kiện. Việc đòi hỏi học sinh phải nhận biết và chứng minh được dữ kiện “có vấn đề” là mục đích của bài tập. Tính sáng tạo ở đây là học sinh phải nhận ra sự không bình thường của bài toán, chỉ ra được mâu thuẫn giữa các dữ kiện và có thể đề xuất các cách điều chỉnh dữ kiện để được bài toán thông thường.Vì thế, khi giải bắt buộc học sinh phải tự tìm kiếm thêm dữ kiện bằng các thao tác quan sát, thí nghiệm, tra cứu tài liệu liên quan… 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, thiếu, sai dữ kiện quan trọng hơn chính quá trình giải. Bài tập nghịch lí và ngụy biện: Là những bài tập trong đó đề bài chứa đựng một sự nguỵ biện, “ có vấn đề” 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 lí đã biết. Tuy nhiên, nếu chỉ nhìn nhận các yếu tố này một cách hình thức thì có thể nhầm tưởng rằng chúng phù hợp với các định luật vật lí và logic thông thường. Song, khi xem xét một cách cặn kẽ, có luận chứng khoa học, dựa trên các định luật vật lí thì mới nhận ra sự nghịch lí và ngụy biện trong bài toán. Bài tập nghịch lí và nguỵ biện là những bài tập được soạn thảo dựa trên những suy luận sai lầm về tri thức vật lí của học sinh trong những biểu hiện đa dạng của các sự kiện, hiện tượng, quá trình vật lí… Các bài toán nghịch lí và nguỵ biện vật lí là những bài tập loại đặc biệt mà phương pháp giải chung nhất là phân tích và tìm ra nguyên nhân của sự hiểu sai và vận dụng sai các khái niệm, định luật và lí thuyết vật lí. Do nguyên nhân của những sai lầm tiềm ẩn trong các nghịch lí và nguỵ biện luôn đa dạng cho nên các bài toán thuộc loại này bao giờ cũng chứa đựng nhiều yếu tố mới, bất ngờ, dễ kích thích óc tò mò tìm hiểu của người giải. Bài tập không theo khuôn mẫu: Đúng như tên gọi của nó, dạng bài tập này không theo khuôn mẫu nào cả. Mục đích sử dụng nó là để chống suy nghĩ rập khuôn, máy móc. Việc giải bài tập này không áp dụng ngay các công thức đã biết. Điều cơ bản là học sinh phải tìm ra mối liên hệ “ngầm”, từ đó hình thành nên những kết hợp mới của đề bài. Loại bài tập này kích thích học sinh về khả năng đưa ra các giải pháp lạ, cách giải quyết vấn đề theo hướng riêng, độc đáo, không bị gò bó lệ thuộc và cái đã có. Đây là loại bài tập nhằm bồi dưỡng tính độc đáo, sáng tạo của tư duy. 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 mô hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dữ kiện “đầu vào”, “đầu ra”. Giải bài toán hộp đen là quá trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phân tích mối quan hệ giữa dữ kiện đầu vào, đầu ra để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen. Giải các bài toán hộp đen ngoài chức năng giáo dưỡng còn có chức năng bồi dưỡng năng lực sáng tạo. 12
3.3. Vai trò của bài tập sáng tạo trong việc hình thành và phát triển NL GQVĐ và sáng tạo. Vai trò trọng tâm nhất của bài tập sáng tạo mà các bài tập luyện tập thông thường không có hoặc có nhưng ở mức độ thấp là hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh. Khi nghiên cứu tài liệu mới, bài tập sáng tạo có vai trò nêu ra được vấn đề cần giải quyết, đặt học sinh vào tình huống có vấn đề, học sinh ở giữa mâu thuẫn giữa cái đã biết và cái chưa biết. Nhờ vậy mà tạo hứng thú kích thích động cơ suy nghĩ cho học sinh. Như vậy, giải bài tập sáng tạo đã luyện tập cho học sinh tư duy đề xuất các dự đoán, xây dựng giải thuyết khoa học, tạo điều kiện cho trực giác khoa học phát triển. Đối với nhiệm vụ phát triển NL GQVĐ cho học sinh: Bài tập sáng tạo là phương tiện rất quan trọng. Thông qua việc giải bài tập sáng tạo mà học sinh có được khả năng hình thành và phát triển các thao tác tư duy như phân tích, so sánh, tổng hợp, và khái quát hóa, biết đặt ra câu hỏi và lập kế hoạch giải quyết trọn vẹn một vấn đề. Bài tập sáng tạo không những giúp học sinh luyện tập cho mình khả năng dự đoán mà còn tự luyện tập được khả năng đề xuất các phương án kiểm tra dự đoán, các phương án thực thi các mô hình trừu tượng đưa ra. II. Cơ sở thực tiễn của đề tài 1. Để tìm hiểu về thực trạng dạy học theo hướng phát triển năng lực GQVĐ và sáng tạo, chúng tôi sử dụng phiếu trưng cầu ý kiến của 15 GV giảng dạy môn vật lý của 5 trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An về sự hiểu biết và mối quan tâm của GV. Kết quả đạt được như sau: Bảng 1.1. Kết quả điều tra về mức độ hiểu biết về dạy học theo hướng phát triển năng lực GQVĐ và sáng tạo của GV Nội dung Hiểu rõ (%) Biết (%) Chưa biết (%) NL GQVĐ và sáng tạo 20 33.3 46.7 PPDH GQVĐ 20 40 40 Bài tập sáng tạo 26.7 33.3 40 13
Bảng 1.2. Kết quả điều tra về mối quan tâm của GV hiện nay về dạy học theo hướng phát triển năng lực GQVĐ và sáng tạo cho HS. Mức độ Tỉ lệ (%) Không quan tâm 6.7 Mới chỉ nghe nói đến 6.7 Rất muốn tìm hiểu 46.7 Đang tìm hiểu 20 Đang nghiên cứu và dạy 20 Qua bảng 1.2 ta thấy đa số GV rất muốn tìm hiểu về dạy học theo hướng phát triển PC và NL nói chung, năng lực GQVĐ và sáng tạo cho HS nói riêng. 2. Chuyên đề “dòng điện không đổi” đề cập đến những vấn đề cơ bản về dòng điện không đổi, là cơ sở để nghiên cứu các vấn đề điện học. Các hiện tượng điện rất phong phú và gần gũi với mỗi con người trong thời đại phát triển, các em học sinh rất hứng thú và khao khát tìm hiểu nó. Đối với những học sinh có khả năng tiếp thu tốt, học sinh học chương trình nâng cao, nếu xây dựng cho các em hướng tìm tòi, cách khám phá cuộc sống, khơi dậy lòng ham hiểu biết và yêu thích khoa học, có tác dụng lớn trong giáo dục hướng nghiệp. Tuy nhiên, nội dung chuyên đề “dòng điện không đổi” lại rất trừu tượng, HS không dễ dàng gì để hình dung được sự biến đổi của các hiện tượng, đại lượng vật lý liên quan, nội dung bài học có nhiều thí nghiệm. Rất nhiều kiến thức liên quan đến cuộc sống, nhưng HS thường ít quan tâm và ít liên hệ tìm hiểu thực tế. Vì vậy cần thiết phải hình thành cho HS năng lực GQVĐ và sáng tạo làm hành trang cho các em dần tiếp cận tri thức trong thời đại mới. Rõ ràng đổi mới PPDH rất quan trọng, đa số GV rất muốn tìm hiểu và ứng dụng trong quá trình DH. Đây là những cơ sở thực tiễn quan trọng cho tôi quyết định chọn đề tài nay. 14
CHƯƠNG 2: SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO CHUYÊN ĐỀ “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” ĐỂ PHÁT TRIỂN NL GQVĐ VÀ SÁNG TẠO CHO HS I. Tiến trình DH GQVĐ một số dạng bài tập sáng tạo. 1. Bài tập thí nghiệm về vật lí Minh họa 1: Có hai vôn kế khác nhau ở trong phòng thí nghiệm, một điện trở mẫu. Làm thế nào để xác định được điện trở của 2 vôn kế đó? YCCĐ Cơ hội phát triển PC, NL Biểu hiện sự phát triển PC, NL thông qua PPDH Xây dựng NL vật lý: Tìm hiểu thế giới tự HS nêu được phương án xây được nhiên dưới góc độ vật lý dựng thí nghiệm, phương phương án - Đưa ra phán đoán và xây trình tính toán dựa vào dẫn dắt thí nghiệm dựng được phương án thí và đặt vấn đề của giáo viên. để trả lời nghiệm. HS thiết kế và tiến hành thí câu hỏi vấn đề. - Thực hiện kế hoạch: Thu nghiệm. thập, lưu giữ được dữ liệu; + Lập phương án đánh giá được kết quả. Giải + Sử dụng thiết bị thích, rút ra được kết luận cần thiết. + Thực hiện và ghi nhận số liệu + Rút ra kết quả. NL: GQVĐ và sáng tạo - Biết phân tích các nguồn HS xác định được nội dung thông tin về các loại mạch thí nghiệm cần thực hiện để điện, phát hiện và làm rõ được rút ra được kiến thức, từ đó vấn đề. thiết kế được phương án phù - Hình thành và kết nối được hợp. các kiến thức về mạch điện nối tiếp, mạch hỗn hợp, biết thu thập và làm rõ các thông tin liên quan đến vấn đề. - Lựa chọn được giải pháp mắc các vôn kế phù hợp nhất. - Thiết kế và tổ chức hoạt động: Lập được kế hoạch hoạt 15
động có mục tiêu, nội dung, hình thức, phương tiện hoạt động phù hợp. PC: Trung thực - Thiết kế, NL vật lý: GQVĐ và sáng HS sau khi làm thí nghiệm thu lập được tạo, nhận thức vật lý. thập dữ liệu, thay vào phương công thức - Trình bày được các hiện trình để có kết quả cuối cùng. liên hệ và tượng, quá trình vật lý bằng tính toán các hình thức: Nói, viết, đo, được giá trị tính. điện trở các vôn kế. Các bước Tiến trình DH Nhận biết vấn GV có thể tạo ra tình huống vấn đề như sau: đề - Chưa biết điện trở của các vôn kế, làm thế nào để tìm ( GV tổ chức được mối quan hệ giữa các điện trở của chúng? tình huống làm - Mắc nối tiếp 2 vôn kế vào nguồn thì số chỉ của chúng cho nảy sinh vấn đề ta mối quan hệ gì? cần nghiên cứu) - Có điện trở mẫu Ro, phải mắc mạch điện thế nào để tính được điện trở của các vôn kế? - HS nêu các dự đoán. GV định hướng GV: Hãy nêu quan hệ giữa điện trở các vôn kế (chú ý số HS phát biểu chỉ của chúng) khi mắc chúng nối tiếp? ( Đây là câu hỏi – vấn đề cần vấn đề cần giải quyết) nghiên cứu Lập kế hoạch HS: Khi mắc nối tiếp các vôn kế thì điện trở của chúng tỉ lệ giải quyết vấn nghịch với số chỉ của vôn kế tương ứng. đề - Xây dựng thí nghiệm để trả lời câu hỏi vấn đề. - Thiết kế, lập công thức liên hệ và tiến hành thí nghiệm để trả lời câu hỏi vấn đề. HS: Lập công thức liên hệ và tiến hành thí nghiệm: Sơ đồ 1 V1 V2 16
Sơ đồ 2 - Mắc hai vôn kế nối tiếp vào R0 nguồn (Sơ đồ 1). Hai vôn kế chỉ V1 U1’ và U2’ tương ứng. U 1' R1 U '1 V2 Ta có: ' =  R1= ' R2 =nR2 U 2 R2 U2 U '1 Với n= ' đã biết. U2 - Mắc các vôn kế và điện trở mẫu vào nguồn như sơ đồ 2: Đọc các số chỉ U1’’ và U2’’ của hai vôn kế. Ta có: U1'' U 2'' U 2'' = + R1 R0 R2 Với R1=nR2 . Từ đó ta tính được R1 và R2. Thực hiện kế - Lập phương án thí nghiệm, đọc số chỉ các vôn kế, lập hoạch biểu thức liên hệ các điện trở tương ứng. HS tiến hành thí nghiệm với 1 nguồn gồm 4 pin loại 1,5V. Hai Vôn kế khác nhau và 1 điện trở mẫu 820, được kết quả sau: Lần 1: Ở sơ đồ 1: V1 chỉ 1,5V, V2 chỉ 1,4V Ở sơ đồ 2: V1 chỉ 2,5V, V2 chỉ 0,5V Thay đổi hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện, làm thí nghiệm tương tự, tính toán rút ra kết quả: R1 = (3221,4±25,6)Ω. R2 = (3006,7±32,3)Ω. Kiểm tra, đánh giá và rút ra - Giá trị điện trở mẫu R chọn phải tương đối lớn 0 kết luận: - Vận dụng đại lượng để mô tả các đặc tính vật lý ở các (GV định hiện tượng, bài tập vật lý liên quan. hướng, HS rút ra kết luận và vận dụng kiến thức) 17
2. Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi: Minh họa 2: Cho mạch điện như hình vẽ: Uo Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện là Uo = 3V, điện dung các tụ là C1 = 6F, C2 = 3F, giá trị các điện trở là R1 = 5, R2 = 1. C1 C2 Tính hiệu điện thế trên các tụ điện khi khoá K mở biết: K a. Ban đầu các tụ chưa tích điện. R1 R2 b. Đóng khoá K rồi mới mở khoá K. YCCĐ Cơ hội phát triển PC, NL Biểu hiện sự phát triển PC, NL thông qua PPDH Phân tích NL vật lý: Tìm hiểu thế giới tự HS nêu được phương trình được mạch nhiên dưới góc độ vật lý tính toán dựa vào dẫn dắt và điện và tính - Đưa ra phán đoán về sự biến đặt vấn đề của giáo viên. chất của các đổi của các đại lượng điện tích đại lượng và hiệu điện thế. trong bài toán để trả lời câu hỏi NL: GQVĐ và sáng tạo vấn đề. - Biết phân tích mạch điện, HS xác định được nội dung phát hiện và làm rõ được giá cần thực hiện, các kiến thức trị của điện tích và hiệu điện cần vận dụng để rút ra được thế của tụ ứng với 2 trường kiến thức, từ đó thiết kế được hợp. phương án giải toán phù hợp. - Hình thành và kết nối được các kiến thức về điện tích, hiệu điện thế các tụ, biết thu thập và làm rõ các thông tin liên quan đến vấn đề. - Lựa chọn được giải pháp giải toán phù hợp nhất. - Thiết kế và tổ chức hoạt động: Lập được kế hoạch hoạt động có mục tiêu, nội dung, hình thức, phương tiện hoạt động phù hợp. 18
PC: Chăm chỉ - Thiết kế, NL vật lý: GQVĐ và sáng HS sau khi viết các phương lập được tạo, nhận thức vật lý. trình điện tích và hiệu điện thế công thức - Trình bày được các hiện giữa hai đầu tụ điện, thay vào tính toán tượng, quá trình đóng khóa K phương trình để có kết quả ứng với hai rồi mới mở K bằng các hình cuối cùng. trường hợp thức: Nói, viết, tính. của bài toán. Các bước Tiến trình DH Nhận biết vấn GV có thể tạo ra tình huống vấn đề như sau: đề - HS nêu các dự đoán. ( GV tổ chức - Mạch gồm các dụng cụ điện được mắc như thế nào? tình huống làm nảy sinh vấn đề - Khi các tụ chưa tích điện, mối quan hệ giữa hiệu điện thế cần nghiên cứu) và điện tích của hai tụ như thế nào? - Đóng khoá K rồi mới mở thì có điều gì khác so với câu a? Hiệu điện thế giữa hai đầu của hai tụ và điện tích trên hai tụ lúc này có mối quan hệ gì? GV định hướng GV: - Hãy nêu quan hệ giữa điện tích các tụ điện khi mắc HS phát biểu chúng nối tiếp? vấn đề cần - Đóng khoá K rồi mới mở thì có điều gì khác so với nghiên cứu câu a? ( Đây là câu hỏi – vấn đề cần giải quyết) Lập kế hoạch - tìm giải pháp để trả lời câu hỏi vấn đề. giải quyết vấn HS: Khi mắc tụ nối tiếp thì: Q = Q = Q = C .U 1 2 b b o đề - Thiết kế, lập công thức liên hệ và tiến hành giải để trả lời câu hỏi vấn đề. Nhận xét : - Khi K đóng rồi mở, các tụ đã tích điện trước nên mặc dù lúc này hai tụ vẫn mắc nối tiếp nhưng điện tích trên các tụ không bằng nhau. - Khi chuyển từ K đóng sang K mở, hiệu điện thế trên các tụ không thay đổi. Thực hiện kế a. HS: Hai tụ được mắc nối tiếp với nhau vào hiệu điện 19