Tài liệu Rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua việc dạy học giải một số bài tập đề tài các định luật bảo toàn sgk vật lí 10 thpt

1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài 1.1 Thế kỷ XXI là thế kỷ của sự bùng nổ về khoa học – Công nghệ, là thể kỷ mà “Người ta coi sự sáng tạo là yếu tố đặc trưng của con người”. Trong thế kỷ XXI, để Việt Nam trở thành một quốc gia giàu mạnh, để có một xã hội phồn vinh, thịnh vượng, không bị tụt hậu so với thế giới thì chúng ta phải không ngừng cải tổ, đổi mới, không ngừng tư duy sáng tạo để có thể sánh vai với các cường quốc năm châu. Để làm được điều đó chúng ta phải đổi mới, hoàn thiện nền giáo dục. Đặc biệt trong giai đoạn hiện nay, khi mà cứ mỗi giây trôi qua có biết bao sự thay đổi về khoa học, công nghệ. Vì vậy nền giáo dục của chúng ta phải được đổi mới mạnh mẽ, sâu sắc, toàn diện để có thể đào tạo cho đất nước những người lao động sáng tạo biết áp dụng khoa học kĩ thuật vào trong sản xuất, đạt hiệu quả cao trong lao động, đáp ứng được các yêu cầu mà xã hội đặt ra. 1.2 Đảng và Nhà nước ta ngày càng quan tâm hơn đến giáo dục nước nhà. Hiện nay “Giáo dục là quốc sách hàng đầu”. Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt Nam lần thứ IV, khoá VII đưa ra nghị quyết “đổi mới phương pháp giáo dục hiện đại để giải quyết vấn đề”. Nghị quyết Trung ương II khoá VIII của Đảng cộng sản Việt Nam đã chỉ rõ “đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo cho người học...” 1.3 Trong giai đoạn hiện nay, đất nước ta đang đứng trước những thời cơ và thách thức to lớn, để tránh được nguy cơ tụt hậu, việc rèn luyện NLST cho thế hệ trẻ lại càng cần thiết và cấp bách hơn bao giờ hết. Trước hết việc rèn luyện NLST cho học sinh có thể được tiến hành ngay khi các em còn ngồi trên ghế nhà trường được thông qua việc thực hiện các quá trình sư phạm, 2 việc dạy học đối với các môn học khác nhau trong đó có môn vật lí theo nội dung và phương pháp dạy học được đổi mới và phù hợp với thời đại. 1.4 Thực tế giảng dạy ở trường phổ thông cho thấy, học sinh hiện nay rất yếu về phương pháp giải bài tập, các em chỉ biết áp dụng các công thức trong sách giáo khoa nhưng không hiểu bản chất các hiện tượng xảy ra. Vì vậy đối với môn vật lí, học sinh cần phải nắm được những kiến thức cơ bản, nắm được các khái niệm chuyên ngành, nắm được các định luật vật lí, biết vận dụng nhuần nhuyễn những kiến thức đã học vào việc giải bài toán và giải bằng các cách khác nhau, đưa ra được các cách giải quyết sáng tạo, thông minh thông qua việc giải bài tập rèn luyện NLST cho học sinh. Vấn đề này đã được rất nhiều nhà chuyên môn quan tâm nghiên cứu, nhưng các kết quả nghiên cứu vẫn còn hạn chế, chỉ mới đề cập các vấn đề lí luận chung nhất… Chính vì vậy mà phương pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông vẫn còn mang nặng cách dạy học kiểu cũ: Giáo viên thông báo kiến thức, học thụ động tiếp thu mà chưa tự suy nghĩ, chưa tự làm thí nghiệm và chưa tự rèn luyện NLST. Xuất phát từ tất cả những điều trên chúng tôi chọn đề tài : Rèn luyện NLST cho học sinh thông qua việc dạy giải một số bài tập đề tài "Các định luật bảo toàn" SGK vật lí 10 - THPT . 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng một số bài tập mang đặc trưng sáng tạo chương "Các định luật bảo toàn" SGK vật lí 10 - THPT. Sử dụng hệ thống bài tập đó để dạy học sinh giải nhằm hình thành và rèn luyện NLST cho học sinh 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 3 Đối tượng nghiên cứu của đề tài là: Hoạt động dạy của giáo viên và học của học sinh trong quá trình dạy giải bài tập đề tài "Các định luật bảo toàn" SGK vật lí 10 - THPT . Phạm vi nghiên cứu: Chương "Các định luật bảo toàn" SGK vật lí 10 THPT 4. Giả thuyết khoa học Nếu soạn thảo và sử dụng được một số bài tập vật lí mang đặc trưng sáng tạo phù hợp khi dạy đề tài "Các định luật bảo toàn" SGK vật lí 10 THPT thì có thể góp phần vào việc rèn luyện NLST cho học sinh. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Nghiên cứu tài liệu, sách báo liên quan đến đề tài để xác định cơ sở lí luận của việc xây dựng hệ thống bài tập nhằm phát huy tính tích cực nhận thức, rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh. 5.2. Nghiên cứu nội dung, mục tiêu dạy học chương "Các định luật bảo toàn" SGK vật lí 10 - THPT. 5.3. Điều tra, khảo sát tình hình dạy học về bài tập phần "Các định luật bảo toàn" SGK vật lí 10 - THPT. 5.4. Xây dựng một số bài tập phần "Các định luật bảo toàn" giúp học sinh phát huy tính tích cực nhận thức, rèn luyện tư duy sáng tạo khi giải bài tập. 5.4. Thực nghiệm sư phạm, kiểm nghiệm tính hiệu quả của hệ thống bài tập trong quá trình dạy học phần "Các định luật bảo toàn" 6. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện được các nhiệm vụ trên, đề tài sử dụng các phương pháp chủ yếu sau: 6.1. Phương pháp lí luận được sử dụng để xác lập các quan điểm chỉ đạo cơ bản của nghiên cứu. 6.2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn 4 - Điều tra giáo dục, sử dụng phương pháp này để khảo sát tình hình dạy học vật lí nói chung, dạy học bài tập vật lí nói riêng ở một số trường THPT trong huyện Mê Linh – Hà Nội thông qua hình thức phiếu hỏi giáo viên và học sinh. - Quan sát sư phạm: phương pháp này được sử dụng trong quá trình dự giờ giáo viên. - Tọa đàm với giáo viên về phương pháp dạy học vật lí nói chung, dạy học bài tập vật lí nói riêng. - Thực nghiệm sư phạm: sử dụng phương pháp này để kiểm nghiệm tính khoa học, khả thi, hiệu quả của hệ thống bài tập vật lí được xây dựng. 6.3. Sử dụng thống kê toán học để xử lí số liệu điều tra thực tế và thực nghiệm sư phạm. 7. Những đóng góp về mặt khoa học, thực tiễn của đề tài. 7..1. Đóng góp về mặt lí luận. - Góp phần làm sâu sắc hơn lí luận về NLST và rèn luyện NLST cho HS trong dạy học vật lí ở trường phổ thông. - Góp phần làm rõ thêm khái niệm "Bài tập sáng tạo" trong dạy học vật lí ở trường phổ thông. 7.2. Đóng góp về mặt thực tiễn. Hệ thống bài tập trong luận văn này có thể làm tài liệu tham khảo cho đồng nghiệp và HS 8. Cấu trúc của luận văn. Ngoài phần mở đầu, kết luận và danh mục các tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3 chương : Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc rèn luyện NLST cho HS trong dạy học giải BTVL ở trường THPT. 5 Chương 2 : Xây dựng và dạy giải một số bài tập mang đặc trưng sáng tạo đề tài “Các định luật bảo toàn” Chương 3 : Thực nghiệm sư phạm. 6 NỘI DUNG CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC RÈN LUYỆN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT 1.1. Thế nào là NLST của học sinh trong học tập. 1.1.1. Tìm hiểu những đặc điểm về NLST của HS trong học tập. 1.1.1.1. Khái niệm về NLST. 1.1.1.1.1. Khái niệm về năng lực Theo tâm lí học, "năng lực là tổng hợp những thuộc tính độc đáo của cá nhân phù hợp với những yêu cầu của một hoạt động nhất định, nhằm đảm bảo việc hoàn thành có kết quả tốt trong lĩnh vực hoạt động ấy"[20,tr.87] Vậy, năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của cá nhân, nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp một loại hoạt động nào đó mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao. Năng lực của HS mục đích cuối cùng của việc dạy học. Do đó những yêu cầu về phát triển năng lực HS cần được đặt đúng chỗ của chúng trong mục đích dạy học. - Năng lực gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo trong lĩnh vực hoạt động tương ứng. Song kĩ năng, kĩ xảo liên quan đến sự chuyên biệt đến mức thành thạo, tự động hoá, máy móc, còn năng lực chứa đựng yếu tố mới mẻ, linh hoạt trong hoạt động, trong việc giải quyết trong nhiều tình huống trong một lĩnh vực rộng lớn hơn. 1.1.1.1.2. Khái niệm sáng tạo ''Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị giúp giải quyết một khó khăn, bế tắc nhất định" (Bách khoa toàn thư Liên Xô, Tập 42, tr.54). 7 Trong từ điển Tiếng Việt [13,tr.847] thì "sáng tạo là tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, không bị gò bó, phụ thuộc vào cái đã có" Sáng tạo thường được hiểu là đề ra những ý tưởng mới, độc đáo, hữu ích phù hợp với hoàn cảnh. Người ta thường nghĩ, sáng tạo là là khả năng chỉ có ở các nhà khoa học. Nhưng thực ra trong mọi lĩnh vực hoạt động và mọi người đều có khả năng sáng tạo. Quá trình sáng tạo của con người thường bắt đầu từ một ý tưởng mới, bắt nguồn từ tư duy sáng tạo của mỗi con người. Theo các nhà tâm lí học, NLST biểu hiện rõ nhất ở khả năng tư duy sáng tạo, là đỉnh cao nhất của các quá trình hoạt động trí tuệ của con người. Tính đặc thù của tư duy sáng tạo thể hiện ở tính phân kỳ (khả năng tìm hiểu giải pháp cho một vấn đề) được xác định bởi tính mềm dẻo, tính linh hoạt và tính độc đáo. Khi nói đến hoạt động sáng tạo, người ta thường xuất phát từ định nghĩa được công nhận là một dạng hoạt động của con người mà kết quả là sản phẩm mới có ý nghĩa, có giá trị xã hội. 1.1.1.1.3. Khái niệm NLST NLST là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới. Đối với HS, NLST trong học tập chính là năng lực biết giải quyết vấn đề học tập để tìm ra cái mới ở một mức độ nào đó thể hiện được khuynh hướng, năng lực, kinh nghiệm của cá nhân HS. HS sáng tạo cái mới đối với chúng nhưng thường không có giá trị xã hội. Để có sáng tạo, chủ thể phải ở trong tình huống có vấn đề, tìm cách giải quyết mâu thuẫn nhận thức hoặc hành động và kết quả là đề ra được phương hướng giải quyết không giống bình thường mà có tính mới mẻ đối với HS (nếu chủ thể là HS) hoặc có tính mới mẻ đối với loài người (như thể là nhà nghiên cứu) 8 Như vậy có thể nói rằng: đối với HS, NLST trong học tập là năng lực tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, năng lực phát hiện ra điều chưa biết, chưa có và tạo ra cái chưa biết, chưa có không bị gò bó phụ thuộc vào cái đã có. Năng lực nói chung và NLST nói riêng không phải chỉ do bẩm sinh mà được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể. Bởi vậy, muốn hình thành năng lực học tập sáng tạo, phải chuẩn bị cho học sinh những điều kiện cần thiết để họ có thể thực hiện thành công với một số kết quả mới mẻ nhất định hoạt động đó. 1.1.1.2. Những đặc điểm của quá trình sáng tạo của HS trong học tập Để xác định những con đường cụ thể hơn nữa cho việc thực hiện các điều kiện cần thiết nhằm rèn luyện NLST của HS trong học tập nói chung, trong học tập VL nói riêng, ta cần phải xét tới một vài đặc điểm tâm lí của quá trình sáng tạo. Một trong những đặc điểm quan trọng của hoạt động sáng tạo là vấn để tính mới mẻ. Trong thực tế, nếu chỉ coi là có tính sáng tạo những hoạt động nào mà kết quả của nó là những sản phẩm mới một cách khách quan thì coi như không tổ chức được loại hoạt động đó trong quá trình dạy học. Tuy nhiên, theo quan điểm tâm lí học, sản phẩm mới một cách khách quan thì coi như không tổ chức được loại hoạt động đó trong quá trình dạy học. Tuy nhiên, theo quan điểm tâm lí học, sản phẩm mới mẻ có tính chất chủ quan đóng vai trò quan trọng đối với hoạt động dạy học sáng tạo. Tính chủ quan của cái mới được xem như dấu hiệu đặc trưng của quá trính sáng tạo, cho ta khả năng định hướng hoạt động sáng tạo của HS. Cái mới và cái chưa biết của HS có thể và cần phải là cái đã biết đối với GV, nhưng cũng có thể là cái mà GV chưa biết. Chẳng hạn: Lời giải độc đáo của một BT. Tuy nhiên đó là điều kiện cần thiết nhưng chưa đầy đủ. Đặc trưng tâm lí quan trọng của sáng tạo có bản chất 2 mặt: Chủ quan và khách quan. 9 Tính chủ quan xét theo quan điểm của người nhận thức mà trong đầu đang diễn ra quá trình sáng tạo, thể hiện là: các sản phẩm sáng tạo còn mang tính chủ quan. Tính khách quan xét theo quan điểm của người nghiên cứu quá trình sáng tạo đó với tư cách là tác động qua lại của 3 thành tố: Tự nhiên, ý thức con người và các hình thức phản ánh của tự nhiên vào ý thức con người. Có thể nói quá trình sáng tạo bao gồm những đặc trưng cơ bản sau: Tính mới mẻ của sản phẩm, tính bất ngờ của phỏng đoán, tính ngẫu nhiên của phát kiến, những cái làm cho quá trính sáng tạo có tính chất không nhận biết được, không điều khiểu được đều có tính chất tương đối. Bởi vậy đặc điểm quan trọng của quá trình sáng tạo trong học tập nói chung và học tập VL nói riêng là tính mới mẻ chủ quan của sản phẩm, tính bất ngờ chủ quan của phỏng đoán, tính ngẫu nhiên chủ quan của phát kiến. NLST chỉ được phát triển qua hành động thực tế: Trong chiếm lĩnh kiến thức VL, vận dụng kiến thức để giải thích hiện tượng VL, làm thí nghiệm và giải các BTVL trong các tình huống khác nhau. Tính tích cực sáng tạo và tốc độ diễn ra của quá trình sáng tạo là những thông số có liên quan với nhau. HS càng được chuẩn bị cho việc hoàn thành sự khám phá chủ quan tốt bao nhiêu thì hoạt động sáng tạo của các em đó càng tích cực bấy nhiêu và quá trình sáng tạo càng nhanh hơn bấy nhiêu. 1.1.2. Những biểu hiện NLST và các yếu tố cần thiết cho việc bồi dưỡng NLST trong học tập của HS 1.1.2.1. Những biểu hiện NLST của HS trong học tập Theo chúng tôi có thể nêu lên những biểu hiện NLST của HS trong học tập như sau: 10 1. Năng lực tự chuyển tải tri thức và kĩ năng từ những lĩnh vực quen biết sang tình huống mới, vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện, hoàn cảnh mới. 2. Năng lực nhận biết vấn đề mới trong điều kiện quen biết (tự đặt câu hỏi mới cho mình và cho mọi người về bản chất các điều kiện, tình huống, sự vật). Năng lực nhìn thấy chức năng mới của đối tượng quen biết. 3. Năng lực nhìn thấy cấu trúc của đối tượng đang nghiên cứu. Thực chất là: Bao quát nhanh chóng, đôi khi ngay lập tức, các bộ phận, các yếu tố của đối tượng trong mối tương quan giữa chúng với nhau. 4. Năng lực biết đề xuất giải pháp khác nhau khi phải xử lí một tình huống. Khả năng huy động các kiến thức cần thiết để đưa ra các giả thuyết hay các dự đoán khác nhau khi phải lí giải một hiện tượng. 5. Năng lực xác nhận bằng lí thuyết và thực hành các giả thuyết (hoặc phủ nhận nó). Năng lực biết đề xuất các phương án TN hoặc thíêt kế các sơ đồ TN để kiểm tra giả thuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết, hoặc để đo một đại lượng VL nào đó với hiệu quả cao nhất có thể được trong những điều kiện đã cho. 6. Năng lực nhìn nhận một vấn đề dưới những góc độ khác nhau, xem xét đối tượng ở những khía cạnh khác nhau, đôi khi mâu thuẫn nhau. Năng lực tìm ra các giải pháp lạ. Chẳng hạn: đối với BTVL, có nhiều cách nhìn đối với việc tìm kiếm lời giải, năng lực kết hợp nhiều PP giải BT để tìm một PP mới, độc đáo. 1.1.2.2. Các yếu tố cần thiết cho việc bồi dưỡng NLST của HS trong học tập Nếu ở nhà trường HS được tập luyện làm những việc có tính chất sáng tạo thì sau này trong công tác sản xuất và hoạt động xã hội họ mới có thói quen suy nghĩ linh hoạt, nhạy cảm. trước hết phải nói tới một yếu tố quan 11 trọng để nảy sinh sáng tạo là hứng thú . Cho nên ngay từ trên ghế nhà trường muốn rèn cho HS tính sáng tạo thì trước tiên GV giảng dạy, ra BT sao cho HS hứng thú học tập. Hứng thú gây ra sáng tạo và sáng tạo lại thúc đẩy hứng thú mới, HS cần có hứng thú nhận thức cao, cần có sự khao khát nhận thức cái mới và vận dụng cái mới vào thực tế như áp dụng kiến thức để làm các BT vận dụng, khái quát hoá các BT vận dụng để làm các dạng BT mới. Yếu tố thứ hai cần thiết để sáng tạo là phải có kiến thức cơ bản, vững chắc. Một quá trính sáng tạo bất kì đều bắt đầu từ sự tái hiện những cái đã biết. Tâm lí học hiện đại không phủ nhận những vai trò của trí nhớ. Dĩ nhiên, chỉ ghi nhớ đơn thuần, không biết suy nghĩ vận dụng sáng tạo thì đó là kiến thức chết, vô dụng. Người HS phải vận dụng tri thức đã biết vào tình huống mới, vào giải thích các hiện tượng VL, giải các BTVL trong các trường hợp khác nhau. L.X.Vưgôtxki đã phê phán những quan điểm không đúng cho rằng sáng tạo là mảnh đất riêng của những người có tài năng, thiên tài, còn con người bình thường thì tuyệt nhiên không có khả năng đó. L.X.Vưgôtxki cho rằng ở những nơi con người biết phối hợp những cái cũ, tạo ra cái mới đều là sáng tạo. Vì vậy kiến thức cơ bản vững chắc phải là yếu tố cần thiết cho rèn luyện NLST. Yếu tố thứ ba để sáng tạo là: HS cần có tính “Nghi ngờ khoa học”, luôn đặt câu hỏi: “cách làm này hay phương án giải BT này đã tối ưu chưa?”, “có còn cách giải khác nào không?” hay “BT này có thể mở rộng như thế nào?”. Theo P.L Capitxa: “giáo dục khả năng sáng tạo trong con người dựa trên sự phát triển của tư duy tự lập”. Do đó một yếu tố nữa không thể thiếu của việc rèn luyện NLST cho HS là: HS cần phải có khả năng tư duy độc lập. Đó là khả năng của con người trong việc tự xác định phương hướng hoạt động của mình trong tình huống mới, tự phát hiện và nêu lên các vấn đề cần 12 giải quyết và thực hiện nó. Như vậy các điều kiện để hoàn thành các phát kiến càng được chuẩn bị tốt bao nhiêu thì tính chủ động sáng tạo càng được nâng cao bấy nhiêu. 1.2. Tác dụng của bài tập vật lí và mức độ bồi dưỡng NLST cho HS thông qua hoạt động giải BT vật lí. 1.2.1. Định nghĩa BTVL và tác dụng của BTVL trong hoạt động dạy học VL ở trường THPT. Theo [6,tr.6] thì BTVL được định nghĩa “trong thực tiễn dạy học, người ta thường gọi BTVL là một vấn đề không lớn mà trong trường hợp tổng quát nó được giải quyết nhờ những suy luận lôgíc, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và phương pháp vật lí… thông thường, trong sách giáo khoa và tài liệu lí luận và dạy học bộ môn người ta hiểu những BTVL là những bài tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lí của HS và rèn luyện kĩ năng vận dụng các kiến thức của họ vào thực tiễn”. Trong dạy học ở trường phổ thông BTVL có nhiều tác dụng như: - Giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức. Khi xây dựng kiến thức, HS đã nắm được những cái chung, những khái niệm, những định nghĩa… là những cái trừu tượng. Trong bài tập, HS phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vào những trường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ thế mà HS nắm được những biểu hiện cụ thể của chúng trong thực tế. Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật, BTVL sẽ cho HS thấy những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đã học. - BT có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới. 13 Trong chương trình THPT có rất nhiều phần kiến thức được xây dựng nên thông qua BT. Với kiến thức toán học và sử dụng BT một cách khéo léo thì phần kiến thức được xây dựng một cách rất khoa học, đơn giản và dễ hiểu. - Rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tế. Các môn khoa học nói chung và môn vật lí nói riêng thì viện vận dụng lí thuyết vào thực tế rất quan trọng. Việc HS được làm nhiều BT chính là giúp các em rèn luyện lỹ năng, kĩ xảo đó. - Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của HS. Khi làm BT thì các em phải tự mình phân tích các điều kiện của đề bài, tự xây dựng lập luận, tự kiểm tra hoặc phê phán những kết luận đã rút ra nên tư duy phát triển, năng lực làm việc tự lực của họ được nâng cao, tính kiên trì được phát triển. - Giải BTVL góp phần phát triển tư duy sáng tạo. Trong các kiến thức VL nói chung và trong chương trình vật lí THPT nói riêng thì có rất nhiều BT không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho HS NLST. Đặc biệt là những BT thí nghiệm, BT giải thích hiện tượng, BT thiết kế dụng cụ … - Giải BTVL để kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức của HS BTVL là một phương tiện khá hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của HS. Dựa vào BT được kiểm tra thì GV có thể phân loại được trình độ của HS từ đó có phương pháp dạy học thích hợp tới từng đối tượng. 1.2.2. Các mức độ bồi dưỡng NLST cho HS thông qua hoạt động giải BTVL. - Mức độ 1: Vận dụng những cái đã biết để giải quyết các tình huống tương tự. Đây là mức điều kiện cần thiết cũng là mức độ thấp nhất phải bồi dưỡng cho HS để hoạt động sáng tạo, mức độ này dành cho HS yếu kém. 14 + HS nhận ra các BT mới trong các trường hợp quen biết hoặc các tình huống tương tự như dựa vào các đại lượng trong dữ kiện của bài cho. + Dựa vào sơ đồ định hướng đã xây dựng từ các BT đã biết GV nêu ra phương pháp giải, HS suy luận, lựa chọn phương pháp. + HS giải BT mới trong tình huống tương tự các tình huống đã biết. - Mức độ 2: Vận dụng những cái đã biết vào các tình huống có một số yếu tố mới. Mức độ này dành cho HS trung bình và khá. + HS nhận được ra dấu hiệu của yếu tố mới như các đại lượng mới trong đề bài. + GV nêu câu hỏi định hướng tìm tòi từng phần. + HS tìm tòi, suy lụân nêu dự đoán dựa vào những cái đã biết để tìm được mối liên hệ giữa những cái đã biết và các yếu tố mới. + HS giải quyết BT một cách linh hoạt các tình huống tương tự. - Mức độ 3: Vận dụng linh hoạt và đề xuất vấn đề khác với những cái đã biết. Đây là mức độ cao nhất của việc bồi dưỡng NLST cho HS. HS phải được rèn luyện qua mức 1,2. Ở mức độ này vấn đề được mở rộng, các mối quan hệ trong hiện tượng nghiên cứu phức tạp hơn, cần có sự khái quát, tổng hợp vấn đề. Yêu cầu đối với HS cao hơn, đề xuất vấn đề khác hẳn với những cái đã biết, đã làm. Mức độ này dành cho HS giỏi. + HS cần có sự tổng hợp kiến thức đối với các mối quan hệ phức tạp hơn. + GV nêu câu hỏi định hướng tìm tòi khái quát. + HS đề xuất phương án giải BT độc đáo. 1.3. Các biện pháp bồi dưỡng NLST cho HS trong hoạt động dạy học giải bài tập vật lí ở trường THPT. 15 1.3.1. Cơ sở khoa học của việc đề ra các biện pháp nhằm bồi dưỡng NLST cho HS THPT trong hoạt động dạy học giải BTVL ở trường THPT. 1.3.1.1. Mối quan hệ giữa nội dung khoa học, phương pháp khoa học, phương pháp dạy và phương pháp học Phương pháp khoa học được hiểu là phương pháp nhận thức khoa học Phương pháp dạy học là “hợp kim” của phương pháp khoa học và phương pháp sư phạm. Trong đó PP khoa học giữ vai trò chủ đạo, dẫn xuất, PP sư phạm là thủ thuật sư phạm thích ứng với các điều kiện của chủ thể nhận thức và đối tượng nhận thức nhằm làm cho PP khoa học trở nên vừa sức phù hợp với trình độ phát triển của HS. Với mỗi thể loại nội dung dạy học đòi hỏi một con đường lĩnh hội nhất định, một PP dạy học nhất định. Đó là vì nội dung chi phối PP, PP phụ thuộc nội dung. Nội dung nào, PP ấy. Thực tiễn dạy học cho thấy PP dạy của GV trên lớp có ảnh hưởng quyết định không chỉ đối với PP tiếp thu của HS, mà cả đối với PP tự học, với PP xử lí cá nhân và PP vận dụng. PP truyền thụ một chiều của GV sẽ dẫn tới cách tự học thuần tuý tái hiện, thuộc lòng, máy móc và vận dụng hình thức. Trái lại, PP dạy có tính nghiên cứu sẽ kích thích một phong cách học tự giác, tích cực, tự lực và sáng tạo. PP dạy học là sự thống nhất hữu cơ của PP dạy và PP học, trong đó PP dạy giữ vai trò chỉ đạo đối với PP học. PP dạy học là một trong những yếu tố quan trọng nhất của quá trình dạy học. Cùng một nội dung như nhau nhưng HS học tập có hứng thú, có tích cực hay không, giờ học có phát huy được tiềm năng sáng tạo của các em hay không, có để lại những dấu ấn sâu sắc và khơi dậy những tình cảm lành mạnh trong tâm hồn các em hay không … phần lớn đều phụ thuộc vào PP dạy học của người thầy. 16 Trong quá trình dạy học GV thường tập trung sự cố gắng của họ và việc biên soạn nội dung và phương pháp dạy học. Nhưng về cơ bản, nội dung đã được quy định trong chương trình và sách giáo khoa. Còn PP dạy học thì phụ thuộc nhiều khả năng và điều kiện dạy học cụ thể. Vì vậy tìm tòi những phương pháp dạy học thích hợp cho mỗi bài học là hoạt động sáng tạo chủ yếu và thường xuyên của GV. Cần phải hiểu rằng PP dạy học không đồng nhất với PP khoa học, PP khoa học là điểm xuất phát, là hạt nhân, là nòng cốt của PPDH. Một PPDH phản ánh đầy đủ đặc trưng cơ bản của phương pháp khoa học tương ứng với nó thì sẽ mang lại hiệu quả cao cho sự dạy học. 1.3.1.2. Quy luật nhận thức và các nguyên tắc của lí luận dạy học, tâm lí học tư duy. * Quy luật của nhận thức: Cơ sở lí thuyết của PP phát triển khả năng sáng tạo của HS trong qúa trình dạy học là sự hiểu biết những quy luật của sự sáng tạo khoa học tự nhiên. Sơ đồ ngắn gọn và rõ ràng nhất của qúa trình nhận thức đã được Lê Nin nêu lên: “từ trực quan sinh động đến tư duy trìu tượng rồi từ tư duy trìu tượng trở về thực tiễn - Đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lí, nhận thức thực tế khách quan.” [27,tr.152]. Trong [18,tr.23] Vật lí học V.G.Razumôvxki đã khái quát và trình bày những khía cạnh chính của quá trình sáng tạo khoa học dưới dạng chu trình. Từ việc khái quát hoá những sự kiện đi đến xây dựng mô hình trừu tượng của hiện tượng (đề xuất giả thuyết); từ mô hình dẫn đến việt rút ra các hệ quả lí thuyết; từ việc rút ra các hệ quả đến sự kiểm tra chúng bằng thực nghiệm. Nếu thực nghiệm xác nhận các hệ quả suy ra một cách lôgíc từ mô hình giả thuyết 17 thì mô hình giả thuyết đúng và trở thành lí thuyết. Ngược lại thì phải xem lại mô hình giả thuyết, chỉnh lí được thay đổi. Sơ đồ chu trình sáng tạo khoa học (cơ chế Algorit) gồm 4 giai đoạn được biểu diễn như sau: Mô hình giả định trừu tượng Các hệ quả logic Những sự kiện khởi đầu Thí nghiệm kiểm tra Sơ đồ 1.1 + Chu trình bắt đầu bằng việc lựa chọn một nhóm những sự kiện quan sát thí nghiệm. + Từ những sự kiện đó đề ra giả thuyết về tính tổng quát của chúng, nó cho phép nhìn thấy trước (tiên đoán) những sự kiện khác vẫn còn chưa biết. + Trong rất nhiều trường hợp, không thể kiểm tra được các giả thuyết đó. Do đó cần đề suất các hệ quả cho phép kiểm tra được. + Nếu hệ quả khẳng định bằng thực nghiệm thì vô hình trừu tượng được chấp nhận làm cơ sở cho lí thuyết đó. Nếu lại xuất hiện các sự kiện, hiện tượng không nằm trong khuôn khổ của lí thuyết đó thì lại phải xây dựng một mô hình trừu tượng (giả thuyết khoa học) mới … Do đó chúng ta lại có một chu trình thứ hai, thứ ba… (được biểu diễn bằng các đường chứng nhiện trong sơ đồ). 18 Trong mọi giai đoạn của chu trình đều cần đến sự sáng tạo nhưng có hai giai đoạn đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là đưa ra mô hình giả thuyết trừu tượng và đưa ra các phương án thực nghiệm để kiểm chứng vì ở đây không thể dùng tư duy lôgíc mà nhờ trực giác khoa học. Ví dụ: Tìm ra định luật rơi tự do Sự kiện ban đầu Các vật khác nhau rơi chạm đất đồng thời (tháp nghiêng) Mô hình giả thuyết Hệ quả Thực nghiệm Sự rơi là chuyển động nhanh dần (v ~ t). Nếu vậy s ~ t2 Kiểm tra chuyển động của vật trên máng nghiêng kiểm chứng Khuôn khổ bài học không cho phép tổ chức quá trình học tập sao cho HS hoàn toàn “khám phá lại” những định luật VL, nhưng cũng hoàn toàn đủ để cho họ “trải qua” những phát hiện khoa học , hiểu được vai trò và vị trí của những thành phần chu trình sáng tạo: Ý nghĩa của dự kiện xuất phát, vai trò sáng tạo của lí thuyết, tầm quan trọng của sự kiểm tra bằng thực hiện những hệ quả lí thuyết. Tất cả những cái đó tạo điều kiện phát triển khả năng sáng tạo của HS. * Các nguyên tắc của tâm lí học tư duy: Trong dạy học việc hình thành và rèn luyện các thao tác tư duy góp phần phát triển tư duy, đặc biệt là tư duy sáng tạo của HS phải tuân theo các quy luật của tâm lí học tư duy. Việc tổ chức dạy học nhằm phát triển trí tuệ 19 HS cần phải tuân theo các quy luật của tâm lí học tư duy. Việc tổ chức dạy học nhằm phát triển trí tuệ HS cần phải tuân theo các nguyên tắc sau: - Tôn trọng vốn sống của HS. - Coi trọng vai trò chủ đạo của kiến thức lí thuyết - Làm cho HS có ý thức về toàn bộ quá trình học tập hoặc khi giải một BT, hiểu được cơ sở của việc sắp xếp tài liệu, mối liên hệ giữa các tri thức. - Dạy học bằng hoạt động, thông qua hoạt động của HS như làm BT ở nhà, giải bài tập trong tiết bài tập, tiết ôn tập… Việc phát triển trí tuệ HS cần tuân theo các nguyên tắc cơ bản sau: - Một là, mọi khái niệm được cung cấp cho HS không phải ở dạng có sẵn mà trên cơ sở HS được xem xét trực tiếp từ nguồn gốc phát sinh của khái niệm đó và làm cho học sinh thấy cần thiết phải có khái niệm đó. - Hai là, cho HS phát hiện mối liên hệ xuất phát và bản chất của khái niệm vì cái này xác định nội dung và cấu trúc của khái niệm. - Ba là, hồi phục mối liên hệ ấy bằng mô hình kí hiệu. Điều đó cho phép HS nắm được mối liên hệ ấy dưới dạng thuần nhất. - Bốn là, sau đó hướng dẫn HS chuyển dần và kịp thời từ các hành động trực tiếp với các sự vật sang các thao tác và các hoạt động trí tuệ. * Các nguyên tắc của lí luận dạy học: Mục tiêu của dạy học không phải chỉ làm cho HS nắm vững khiến thức khoa học mà còn phải làm phát triển năng lực nhận thức và năng lực hành động cho HS. Vì vậy việc tìm kiếm các giải pháp rèn luyện NLST cho HS để thực hiện mục tiêu phải dựa trên các nguyên tắc của dạy học bao gồm: - Nguyên tắc bảo đảm tính khoa học và tính vừa sức. - Nguyên tắc hệ thống và nhất quán - Nguyên tắc liên hệ lí luận và thực tiễn - Nguyên tắc về sự thống nhất của cái cụ thể và cái trừu tượng. 20 - Tính tập thể của dạy học và chiếu cố đến những đặc điểm cá nhân của HS. - Nguyên tắc dạy học phải phát huy tính tích cực, tự lực của HS, dạy học phải đi trước sự phát triển của HS. 1.3.1.3. Những đặc điểm về lứa tuổi HS THPT - Học sinh THPT trong độ tuổi từ 15 đến 18 tuổi. Đây là lứa tuổi thanh niên sau khi trải qua giai đoạn dậy thì với những biến động nhanh, mạnh và đột ngột về các mặt của đời sống tâm lí như nhận thức, tình cảm, hành vi…thì các em đã bắt đầu có sự chín chắn hơn, trưởng thành hơn. Ở lứa tuổi này các em luôn muốn mình hiểu những điều mới mẻ mà ở đó tính tích cực hoạt động của tư duy và tính tự lập khá phát triển. - Quá trình nhận thức của HS THPT đã dần hoàn thiện, nội dung và bản chất của sự vật hiện tượng VL đã được các em quan tâm và chú ý, các hành động nhận thức đã được lập kế hoạch và được thực hiện. - HS THPT có khả năng phân tích, tổng hợp sự vật hiện tượng khá tốt. Bên cạnh đó là khả năng ghi nhớ, khả năng chú ý và tư duy cũng đã đạt đến mức hoàn thiện như người lớn. - Sự lĩnh hội tri thức của lứa tuổi THPT không còn bó buộc trong phạm vi nhà trường, các em đã biết cách tiếp cận tri thức từ nhiều nguồn và kênh thông tin khác nhau như các phương tiện thông tin đại chúng, ti vi, internet, sách báo và các tài liệu tham khảo khác… các em dần chủ động hơn trong việc lĩnh hội và thông qua đó các em có thái độ muốn khẳng định mình, muốn tự chủ, độc lập sáng tạo trong mọi hoạt động. Mặc dù đã rất hoàn thiện về nhận thức, tình cảm và hành vi nhưng ở lứa tuổi này vẫn có những khó khăn nhất định. Chính vì vậy, để khắc phục những khó khăn trên và cũng để tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành khả năng tự điều chỉnh trong hoạt động học