Tài liệu Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm kết nối với máy vi tính trong dạy học chương cảm ứng điện từ vật lí 11 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

  • Số trang: 104 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 160 |
  • Lượt tải: 3
minhtuan

Tham gia: 10/11/2015

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 TRẦN VIẾT NHÃ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI VỚI MÁY TÍNH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH Chuyên ngành : Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Anh Thuấn HÀ NỘI – 2014 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến TS. Nguyễn Anh Thuấn – ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ, động viên trong suốt quá trình nghiên cứu của tôi để tôi có thể hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, Ban Chủ nhiệm khoa Vật lí trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi cũng xin gửi lời cám ơn tới các thầy, cô giáo đã tận tình giảng dạy tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng THPT Thái Phúc Thái Thụy – Thái Bình đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm sƣ phạm. Xin cảm ơn các em học sinh lớp 11A3, 11A4, 11A5 đã cộng tác với tôi trong quá trình thực nghiệm sƣ phạm. Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình và những ngƣời thân đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thiện luận văn này. Tác giả luận văn Trần Viết Nhã LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả là trung thực và chƣa đƣợc công bố trong bất kì công trình nghiên cứu nào khác. Tác giả luận văn Trần Viết Nhã DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU TRONG LUẬN VĂN Chữ viết đầy đủ Chữ viết tắt GV GV HS HS GQVĐ Giải quyết vấn đề TN Thí nghiệm ĐH Đại học Nxb Nhà xuất bản SGK Sách giáo khoa ThN Thực nghiệm ĐC Đối chứng THPT Trung học phổ thông TNSP Thực nghiệm sƣ phạm MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƢỜNG THPT ........................................................................................................................ 5 1.1. Tổ chức dạy học theo hƣớng phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo của HS ................................................................................. 5 1.1.1.Tính tích cực của HS trong học tập .................................................................... 5 1.1.2.Phát triển năng lực sáng tạo của HS.................................................................. 8 1.2. Dạy học giải quyết vấn đề. ........................................................... 19 1.2.1. Khái niệm dạy học giải quyết vấn đề............................................................... 19 1.2.2.Vấn đề và tình huống có vấn đề ........................................................................ 21 1.3. Thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trƣờng phổ thông. ................... 27 1.3.1.Khái niệm về thí nghiệm Vật lí .......................................................................... 27 1.3.2.Đặc điểm của thí nghiệm Vật lí......................................................................... 28 1.3.3.Phân loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông hiện nay ........................................................................................................................ 28 1.3.4.Vai trò của thí nghiệm vật lí trong dạy học ..................................................... 29 1.4. Thí nghiệm kết nối với máy vi tính trong dạy học Vật lí ở trƣờng phổ thông .............................................................................................. 36 1.4.1.Vai trò của việc sử dụng thí nghiệm kết nối với máy vi tính trong dạy học Vật lí ........................................................................................................................ 36 1.4.2.Sử dụng thiết bị thí nghiệm kết nối với máy vi tính trong dạy học Vật lí ..... 37 1.5. Thực trạng của việc dạy học bài “Tự cảm” Vật lí 11 ở trƣờng THPT trên huyện Thái Thụy tỉnh Thái Bình.......................................... 38 1.5.1.Mục đích và phương pháp điều tra .................................................................. 38 1.5.2.Kết quả điều tra ................................................................................................... 39 1.6. Thực trạng của các thiết bị thí nghiệm hiện có dạy học bài “Tựcảm” Vật lí 11 ................................................................................................ 43 1.6.1.Thiết bị thí nghiệm hiện có ở trường THPT .................................................... 43 1.6.2.Thiết bị thí nghiệm ghép nối với máy tính để khảo sát hiện tượng tự cảm lúc đóng và ngắt mạch của tác giả Khămsoulin Chănthavông .................................... 45 Chƣơng 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI VỚI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC BÀI “TỰ CẢM” VẬT LÍ 11.............48 2.1. Mục tiêu dạy học bài “Tự cảm” Vật lí 11 ..................................... 48 2.2. Các thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học bài “Tự cảm” Vật lí 11 .....49 2.3. Sự cần thiết phải xây dựng thiết bị thí nghiệm “Tự cảm” Vật lí 11 kết nối với máy vi tính ..............................................................................................................49 2.4. Xây dựng thiết bị thí nghiệm kết nối với máy tính trong dạy học bài “Tự cảm” Vật lí 11 ...............................................................................................................50 2.4.1. Cấu tạo của thiết bị thí nghiệm kết nối với máy vi tính ................................. 50 2.4.2. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị thí nghiệm kết nối với máy vi tính . 53 2.5. Soạn thảo tiến trình dạy học bài “Tự cảm “ Vật lí 11 ...................................56 2.5.1. Xây dựng những câu hỏi đề xuất – giải quyết vấn đề và các câu trả lời tương ứng ....................................................................................................................... 56 2.5.2. Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức “Tự cảm” ............................. 57 Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .............................................................70 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm .......................... 70 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ...................................................................... 70 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm .............................................................. 70 3.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm ....................................... 70 3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm..................................................................... 70 3.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm............................................................... 70 3.3. Kế hoạch thực nghiệm sƣ phạm ..................................................... 71 3.4. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm ........................................................ 71 3.4.1. Phân tích diễn biến của giờ học trong quá trình thực nghiệm sư phạm71 3.4.2. Nhận xét của giờ thực nghiệm.......................................................................... 77 3.4.3. Kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS .................................................... 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...............................................................................87 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................89 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Đổi mới phƣơng pháp dạy học là một trong những nhiệm vụ quan trọng của cải cách giáo dục nói chung và cải cách bậc trung học phổ thông nói riêng, việc đổi mới phƣơng pháp dạy học cũng nhƣ chƣơng trình giáo dục đã đƣợc thực hiện một cách toàn diện theo hƣớng “lấy ngƣời học làm trung tâm”. Dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và phát triển năng lực sáng tạo của HS theo quan điểm học nhƣ nghiên cứu là một trong các mục tiêu quan trọng trong đào tạo của trƣờng THPT. Để đạt đƣợc mục tiêu đó, nhất thiết phải khuyến khích, tổ chức cho HS tƣ duy độc lập và đề xuất các dự đoán (giả thuyết) khoa học trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề cũng nhƣ đề xuất các phƣơng án kiểm tra các giả thuyết đó. Để làm đƣợc điều đó không thể không kể đến vai trò của các thiết bị dạy học trực quan, các dụng cụ thí nghiệm trong các tiết học thực hành. Tuy nhiên, trong quá trình học tập đƣợc thực hiện tại các phòng thí nghiệm, với các thiết bị thí nghiệm cũ đã lạc hậu thì không đáp ứng đủ yêu cầu của HS, nếu trang bị đồng bộ, hiện đại thì chi phí quá cao. Các thí nghiệm truyền thống và thí nghiệm ghép nối với máy vi tính hiện nay không có để đáp ứng mục tiêu dạy học này đối với nội dung hiện tƣợng tự cảm. Ngày nay, máy tính cá nhân đƣợc sử dụng rộng rãi trong việc nghiên cứu và học tập của HS, nhƣng để trang bị một máy tính chuyên dụng nhƣ ở phòng thí nghiệm thì rất tốn kém. Do đó, với chiếc máy tính cá nhân, thiết bị ngoại vi và chƣơng trình phần mềm, qua các giao thức truyền thông nhƣ USB, RS- 232, RS- 485, GPIB,… là có thể thu thập các thông tin, các thông số hoạt động của hiện tƣợng tự cảm và xử lý thông tin bằng phần mềm trên máy tính, với phần mềm ta đã lập trình sẵn theo ý muốn kết quả cần thu thập để phục vụ cho việc nghiên cứu bằng thực nghiệm. 2 Năm 2010, tác giả Khămsoulin Chănthạvông đã có đề tài “Thiết kế, chế tạo và nghiên cứu sử dụng thiết bị thí nghiệm kết nối máy vi tính và viết phần mềm hỗ trợ dạy học một số nội dung về từ trƣờng quay trong động cơ không đồng bộ ba pha và hiện tƣợng tự cảm” nhƣng vẫn còn nhiều hạn chế nhƣ thiết bị đƣợc nhập từ nƣớc ngoài rất tốn kém và kết nối với máy tính để bàn rất cồng kềnh … Từ tình hình nghiên cứu lý luận và thực tiễn trên, dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Nguyễn Anh Thuấn, chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu: “Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm kết nối với máy vi tính trong dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh”. 2. Mục đích của đề tài - Xây dựng (thiết kế, chế tạo) thiết bị thí nghiệm ghép nối với máy vi tính để sử dụng trong dạy học bài “Tự cảm” Vật lí 11. - Soạn thảo tiến trình dạy học bài “Tự cảm” Vật lí 11 có sử dụng thiết bị thí nghiệm đã chế tạo theo hƣớng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của HS. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu - Quá trình dạy học bài “Tự cảm” Vật li 11. - Các thiết bị thí nghiệm đã đƣợc sử dụng trong dạy học bài “Tự cảm” Vật lí 11. 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Các thí nghiệm hiện có ở Việt Nam và một số nƣớc trên thế giới : Đức, Mỹ, Trung Quốc… - Các thiết bị thí nghiệm đƣợc sử dụng trong dạy học tự cảm hiện có ở Việt Nam. 3 - Các trƣờng THPT ở trên địa bàn huyện Thái Thụy , tỉnh Thái Bình. 4. Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế, chế tạo đƣợc thiết bị thí nghiệm và sử dụng chúng trong dạy học bài “Tự cảm” Vật lí 11 theo kiểu dạy học giải quyết vấn đề thì có thể phát huy đƣợc tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của HS. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lí luận về tổ chức dạy học theo hƣớng phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo của HS, dạy học giải quyết vấn đề. - Thiết kế, chế tạo thiết bị thí nghiệm ghép nối với máy vi tính để tiến hành các thí nghiệm khảo sát hiện tƣợng tự cảm khi đóng mạch và khi ngắt mạch. - Soạn thảo tiến trình dạy học bài “Tự cảm” Vật lí 11 có sử dụng thiết bị thí nghiệm đã chế tạo theo hƣớng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của HS. - Thực nghiệm sƣ phạm 6. Phƣơng pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu lí luận tổ chức hoạt động nhận thức theo lí luận dạy học hiện đại, từ đó đặt ra yêu cầu cho các thiết bị thí nghiệm cần phải thiết kế, chế tạo. - Nghiên cứu thực nghiệm thiết kê, chế tạo và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. - Điều tra thực tiễn việc dạy học bài “Tự cảm” tại các trƣờng THPT. - Dùng thống kê toán học để xử lí, đánh giá kết quả điều tra trong thực nghiệm sƣ phạm. 7. Đóng góp của đề tài 7.1. Về mặt lí luận Trình bày đƣợc cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học giải quyết vấn đề làm phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học bài “Tự cảm” Vật lí 11. 4 7.2. Về mặt thực tiễn - Thiết kế, chế tạo đƣợc thí nghiệm kết nối với máy vi tính để sử dụng trong bài “Tự cảm” Vật lí 11. - Soạn thảo đƣợc tiến trình dạy học bài “Tự cảm” Vật lí 11 có sử dụng thiết bị thí nghiệm đã chế tạo theo kiểu dạy học giải quyết vấn đề nhằm phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh. 8. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Luận văn gồm 3 chƣơng: Chƣơng 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trƣờng THPT Chƣơng 2: Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm kết nối với máy vi tính trong dạy học bài “Tự cảm” Vật lí 11 Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm 5 Chƣơng 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƢỜNG THPT 1.1. Tổ chức dạy học theo hƣớng phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo của HS 1.1.1. Tính tích cực của HS trong học tập 1.1.1.1. Khái niệm về tính tích cực trong học tập Tính tích cực là một phẩm chất vốn có của con ngƣời trong đời sống xã hội. Khác với động vật, con ngƣời không chỉ tiêu thụ những gì sẵn có trong thiên nhiên mà còn chủ động, bằng lao động, sản xuất ra những của cải vật chất cần cho sự tồn tại của xã hội, sáng tạo ra nền văn hóa ở mỗi thời đại. Hình thành và phát triển tính tích cực xã hội đã là củng cố một trong các nhiệm vụ chủ yếu của giáo dục nhằm đào tạo những con ngƣời năng động, thích ứng và góp phần phát triển cộng đồng. Có thể xem tính tích cực nhƣ là một điều kiện đồng thời là một kết quả của sự phát triển nhân cách trong quá trình giáo dục. Tính tích cực nhận thức trong hoạt động là một tập hợp các hoạt động nhằm làm chuyển biến vị trí của ngƣời học từ thụ động sang chủ động, từ đối tƣợng tiếp thu tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập. Tính tích cực, nét tính cách rất quan trọng trong nhân cách thể hiện ở năng lực làm thay đổi thực tiễn, theo nhu cầu, mục đích của mình trong hoạt động sản xuất, học tập, sáng tạo, đấu tranh,… Tính tích cực cần phải đƣợc định hƣớng đúng đắn, phải nhằm phục vụ cho những mục đích tốt đẹp, cao cả, thì hoạt động của con ngƣời mới có giá trị đích thực, mới đem lại lợi ích cho bản thân và xã hội. Nét tính cách này 6 cần đƣợc giáo dục ngay từ bé bằng cách tạo ra những tình huống để trẻ em tự tìm cách thỏa mãn đòi hỏi, đôi khi ngƣời lớn có thể mách bảo, nhƣng tránh lối làm thay khiến tạo dần cho trẻ tính ỷ lại, thụ động, chờ đợi. Kết quả của mỗi lần tự làm nhƣ vậy sẽ động viên trẻ hăng hái tự lập giải quyết các nhu cầu của mình và dần dần chủ động tham gia vào công việc chung của gia đình, tập thể. Để duy trì liên tục tính tích cực cần có sự theo dõi và đánh giá của ngƣời lớn và tập thể, kể cả khi việc làm thành công cũng nhƣ khi khó khăn, trở ngại. Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức. Hạt nhân cơ bản của tính tích cực nhận thức là hoạt động tƣ duy của cá nhân đƣợc tạo nên do thúc đẩy của hệ thống nhu cầu đa dạng. Nhu cầu nhận thức cái mới, nhu cầu vƣơn lên một trình độ cao hơn là nguồn gốc tính tích cực hoạt động nhận thức của HS. Tích cực là một biểu hiện của ý thức khi đã có ý thức thì HS sẽ tích cực, chủ động và sáng tạo trong mọi tình huống. Tính tích cực học tập về thực chất là tính tích cực nhận thức, đặc trƣng ở khát vọng hiểu biết, cố gắng trí lực và có nghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh tri thức. Tính tích cực nhận thức trong hoạt động học tập liên quan trƣớc hết với động cơ học tập. Động cơ đúng tạo ra hứng thú. Hứng thú là tiền đề của tự giác. Hứng thú và tự giác là hai yếu tố tạo nên tính tích cực. Tính tích cực sản sinh nếp tƣ duy độc lập. Suy nghĩ độc lập là mầm mống của sáng tạo. 1.1.1.2. Biểu hiện của tính tích cực trong học tập Tính tích cực trong hoạt động nhận thức là trạng thái hoạt động của HS, đƣợc đặc trƣng bởi khát vọng học tập, sự cố gắng trí tuệ với nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức cho chính mình. Tính tích cực học tập ở HS biểu hiện thành những dấu hiệu nhƣ: - Biểu hiện ở bên ngoài, qua thái độ, hành vi và hứng thú: HS chú ý lắng nghe, quan sát, theo dõi thầy cô giáo, khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ sung các câu trả lời của bạn, phát biểu ý kiến của mình 7 trƣớc vấn đề nêu ra, nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề chƣa đủ rõ. - Biểu hiện bên trong: những biểu hiện này khó phát hiện hơn, nhƣ có tƣ duy chuyển biến, có những sáng tạo trong học tập hơn trƣớc, tập trung chú ý vào vấn đề đang học. - Biểu hiện qua kết quả học tập: HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kĩ năng đã học để nhận thức vấn đề mới, kiên trì hoàn thành các bài tập, không nản lòng trƣớc những tình huống khó khăn và đạt kết quả học tập tốt hơn. Ngoài những biểu hiện nói trên mà GV dễ nhận thấy còn có những biểu hiện về mặt xúc cảm, khó nhận thấy hơn, nhƣ thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạc nhiên, hoan hỉ hay buồn chán trƣớc một nội dung nào đó của bài học hoặc khi tìm ra lời giải cho một bài tập. Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở từng cá thể HS, bộc lộ rõ ở các lớp HS bé, kín đáo ở HS lớp trên. G.I. Sukina còn phân biệt những biểu hiện của tính tích cực học tập về mặt ý chí: - Tập trung chú ý vào vấn đề đang học - Kiên trì làm xong các bài tập - Không nản trƣớc những tình huống khó khăn - Thái độ phản ứng khi chuông báo hết tiết học: tiếc rẻ cố làm cho xong hoặc vội vàng gấp vở chờ đƣợc lệnh ra chơi. 1.1.1.3. Các cấp độ của tính tích cực trong học tập Khi nói về tính tích cực ngƣời ta thƣờng đánh giá nó ở cấp độ cá nhân ngƣời học trong quá trình thực hiện mục đích hoạt động chung. Theo G.I.Sukina, chia tích cực ra làm ba cấp độ: - Tính tích cực bắt chƣớc, tái hiện (xuất hiện do tác động bên ngoài): HS bắt chƣớc hành động của GV, của bạn bè. 8 - Tính tích cực tìm tòi (đi liền với quá trình hình thành khái niệm, giải thích tình huống nhận thức): HS tìm cách độc lập giải quyết bài tập đã nêu ra, tìm lời giải hợp lí nhất. - Tích cực sáng tạo (thể hiện khi chủ thể tìm tòi kiến thức mới): HS nghĩ ra cách giải mới hoặc cố gắng lắp đặt những thí nghiệm mới. 1.1.1.4. Các biện pháp phát huy tính tích cực của HS trong học tập. - Tiến hành dạy học ở những mức độ thích hợp nhất đối với trình độ phát triển của HS. Một nội dung quá dễ hoặc quá khó đều không gây đƣợc hứng thú. Nội dung dạy học phải mới, những cái mới không quá xa lạ với HS, cái mới phải liên hệ với cái cũ, kiến thức phải thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, với suy nghĩ hàng ngày, thoả mãn nhu cầu nhận thức của HS. - Phƣơng pháp dạy học phải đa dạng (đặt và giải quyết vấn đề, ThN, thực hành …), hình thức tổ chức phải phong phú (cá nhân, nhóm, tập thể…). Phát huy tối đa hoạt động của HS hay nhất là tổ chức tình huống có vấn đề đòi hỏi nêu dự đoán giả thuyết, tranh luận giữa những ý kiến trái ngƣợc. Bằng sựtổ chức điều khiển hợp lí các hoạt động của từng cá nhân và tập thể HS, GV sẽ tạo đƣợc hứng thú cho cả lớp và niềm vui học tập của từng HS. - Động viên kịp thời khi HS có thành tích tốt. 1.1.2. Phát triển năng lực sáng tạo của HS. 1.1.2.1. Khái niệm năng lực sáng tạo. Theo Bách khoa toàn thƣ Liên Xô (Nga): “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”, hay Từ điển bách khoa Việt Nam (tập 3): Sáng tạo là “hoạt động tạo ra cái mới”. Nhƣ vậy, có thể hiểu năng lực sáng tạo 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. 9 Năng lực sáng tạo có thể hiểu 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. Trong khoa học kĩ thuật, khi xem xét những phát kiến, phát minh, ngƣời ta dựa theo tiêu chuẩn sau đây: Đƣợc thừa nhận là một phát kiến, nếu nó là một sự xác lập những qui luật, những thuộc tính, những hiện tƣợng chƣa biết trƣớc đây, tồn tại một cách khách quan của thế giới vật chất. Đƣợc thừa nhận là một phát minh, nếu đó là một cách giải quyết mới mẻ một nhiệm vụ trong bất kì lĩnh vực nào của kinh tế quốc dân, văn hoá, y tế hay quốc phòng mang lại một hiệu quả tích cực. . Trong nghiên cứu vật lí, quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm bốn giai đoạn: Mô hình - Giả thuyết trừu tƣợng Các sự kiện khởi đầu Các hệ quả logic Kiểm tra – Thực nghiệm xuất phát Hình 1.1: Chu trình của quá trình sáng tạo trong vật lí Trong quá trình này khó khăn nhất, đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những sự kiện thực nghiệm khởi đầu đề xuất mô hình giả thuyết và giai đoạn đƣa ra phƣơng án thực nghiệm để kiểm tra hệ quả suy ra từ lí thuyết. Trong hai giai đoạn này, không có con đƣờng suy luận lôgic mà phải chủ yếu dựa vào trực giác. Vấn đề bản chất tâm lí học của trực giác là vấn đề về cơ chế giải quyết các nhiệm vụ nhận thức mà không thể thực hiện đƣợc bằng 10 con đƣờng suy luận lôgic. Đó là trƣờng hợp mà chủ thể nhận thức không có đủ tri thức cần thiết cho việc biến cải tình huống dần dần để cuối cùng đi đến giải quyết đƣợc nhiệm vụ. Ở đây, bắt buộc phải đƣa ra một phỏng đoán mới, một giải pháp mới chƣa hề có, một hoạt động sáng tạo thực sự. Tƣ duy trực giác khác với tƣ duy biện giải lôgic là ở chỗ: những bƣớc đi của nó không thể hiện rõ một trình tự tất yếu chặt chẽ, việc giải quyết vấn đề lại giống nhƣ một phỏng đoán đòi hỏi có một căn cứ lôgic. Nếu tri thức biện giải đƣợc đạt tới bằng con đƣờng suy luận lôgic liên tục, liên tiếp, mà trong đó mỗi một tƣ tƣởng tiếp theo đều xuất phát một cách lôgic từ cái trƣớc, phụ thuộc vào cái trƣớc và là tiền đề cho cái tiếp theo, thì tƣ duy trực giác thu nhận đƣợc một cách nhảy vọt, một cách trực tiếp, các giai đoạn của nó không thể hiện một cách minh bạch và ngƣời suy nghĩ không thể kể ngay ra làm thế nào mà anh ta đi đến cái quyết định đó, con đƣờng đó vẫn còn chƣa nhận thức đƣợc, phải sau này mới xác lập đƣợc cơ sở lôgic của phỏng đoán trực giác đó. Có hai dạng sáng tạo là: Phát minh ra cái mới và vận dụng vào tình huống mới. Năng lực sáng tạo gắn liền với kĩ năng, kĩ 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 đƣợc nhiều dự đoán, nhiều phƣơng 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, độc lập với học tập kiến thức về một lĩnh vực nào đó. Đặc trƣng tâm lí quan trọng của hoạt động sáng tạo là tính chất hai mặt chủ quan và khách quan: chủ quan theo quan điểm của ngƣời nhận thức mà trong đầu đang diễn ra quá trình sáng tạo và khách quan theo quan điểm của ngƣời nghiên cứu cái quá trình sáng tạo đó xem nhƣ là một quá trình diễn ra 11 có qui luật, tác động qua lại giữa ba thành tố: tự nhiên, ý thức của con ngƣời và sự phản ánh tự nhiên vào ý thức của con ngƣời. Đối với ngƣời đang hoạt động sáng tạo thì tính mới mẻ, tính bất ngờ, tính ngẫu nhiên của phỏng đoán đều là chủ quan. Ngƣời đó có thể không biết rằng: những điều mình đề xuất ra nhân loại đã biết rồi. Tuy nhiên, sự phát minh, phát kiến mới xuất phát từ nhu cầu xã hội đã chín mùi, không ngƣời này thì ngƣời khác sẽ đạt đƣợc, nhiều khi nhiều ngƣời cùng đạt đƣợc trong một thời gian. 1.1.2.2. Những biểu hiện của năng lực sáng tạo Những hành động của HS trong học tập có mang tính sáng tạo cụ thể nhƣ sau: - Từ những kinh nghiệm thực tế, từ các kiến thức đã có, HS nêu đƣợc giả thuyết. Trong chế tạo dụng cụ thí nghiệm thì HS đƣa ra đƣợc các phƣơng án thiết kế, chế tạo dụng cụ và cùng một thí nghiệm có thể đƣa ra đƣợc nhiều cách chế tạo khác nhau. Đề xuất đƣợc những sáng kiến kĩ thuật để thí nghiệm chính xác hơn, dụng cụ bền đẹp hơn,… - HS đƣa ra dự đoán kết quả các thí nghiệm, dự đoán đƣợc phƣơng án nào chính xác nhất, phƣơng án nào mắc sai số, vì sao? - Đề xuất đƣợc những phƣơng án dùng những dụng cụ thí nghiệm đã chế tạo để làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán và kiểm nghiệm lại lí thuyết đã học. - Vận dụng kiến thức lí thuyết đã học vào thực tế một cách linh hoạt nhƣ giải thích một số hiện tƣợng vật lí, giải thích kết quả thí nghiệm hoặc các ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật có liên quan. 1.1.2.3. Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo của HS 1.1.2.3.1. Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới Kiến thức vật lí trong trƣờng phổ thông là những kiến thức đã đƣợc loài 12 ngƣời khẳng định; tuy vậy, chúng luôn luôn là mới mẻ đối với HS. Việc nghiên cứu kiến thức mới sẽ thƣờng xuyên tạo ra những tình huống đòi hỏi HS phải đƣa ra những ý kiến mới, giải pháp mới đối với chính bản thân họ. Tổ chức quá trình nhận thức Vật lí theo chu trình sáng tạo sẽ giúp cho HS trên con đƣờng hoạt động sáng tạo dễ nhận biết đƣợc: chỗ nào có thể suy nghĩ dựa trên những hiểu biết đã có, chỗ nào phải đƣa 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 tƣ duy trực giác nhạy bén, phong phú. Trong nhiều trƣờng hợp, GV có thể giới thiệu cho HS kinh nghiệm sáng tạo của các nhà bác học. Theo quan điểm hoạt động, giáo trình vật lí đƣợc xây dựng đi từ dễ đến khó, phù hợp với trình độ HS,tận dụng đƣợc những kinh nghiệm sống hàng ngày của họ, tạo điều kiện cho họ có cơ hội đề xuất ra đƣợc những ý kiến mới mẻ có ýnghĩa, làm cho họ cảm nhận đƣợc hoạt động sáng tạo là hoạt động thƣờng xuyên có thể thực hiện đƣợc với sự cố gắng nhất định. Sự tự tin trong hoạt động sáng tạo là một yếu tố tâm lí rất quan trọng làm cho chủ thể nhận thức thoát khỏi những sự ràng buộc, hạn chế của những hiểu biết cũ hay bởi ý kiến của ngƣời khác, nhất là của những nhà bác học. Nhƣ vậy, kiểu dạy học thông báo - minh họa về nguyên tắc không thể rèn luyện cho HS năng lực sáng tạo. 1.1.2.3.2. Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết Dự đoán có vai trò rất quan trọng trên con đƣờng 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 quát hoá những sự kiện thực nghiệm, những kinh nghiệm cảm tính. Tuy nhiên, sự khái quát hoá đó không phải là một phép qui nạp đơn giản, hình thức mà chứa đựng một yếu tố mới, không có sẵn trong 13 các sự kiện dùng làm cơ sở. Dự đoán khoa học không phải là tuỳ tiện mà luôn luôn phải có một cơ sở nào đó, tuy chƣa 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 HS: a) Dựa vào sự liên tƣởng tới một kinh nghiệm đã có Thí dụ: Quan sát một bình chứa không khí nối với một ống tiết diện nhỏ bên trong có một giọt chất lỏng để ngăn cách không khí trong bình với bên ngoài. Đem hơ bình trên ngọn lửa hay để bình gần ngọn đèn điện, ta quan sát thấy: giọt chất lỏng di chuyển, chứng tỏ thể tích khí nở ra. Câu hỏi đặt ra là nguyên nhân vì sao mà chất khí trong bình nở ra. Câu trả lời: vì khí bị hơ lửa, vì để gần đèn điện thì không phải là dự đoán mà là một sự thật, ai cũng thấy. Nhƣng nếu câu trả lời là: “khí nở ra vì nóng lên” thì đó là một dự đoán, dựa trên sự liên tƣởng đến một cái chung giữa ngọn lửa và cái đèn là “sự nóng”. b) Dựa trên sự tƣơng tự - Dựa trên một dấu hiện bên ngoài giống nhau mà dự đoán sự giống nhau về bản chất. Thí dụ: quan sát hiện tƣợng xảy ra khi hai chùm sáng kết hợp giao nhau, ta thấy: có những vân sáng và vân tối xen kẽ và cách đều nhau. Hiện tƣợng này giống nhƣ hiện tƣợng xảy ra khi hai sóng nƣớc kết hợp giao nhau; ta cũng thấy có những vân dao động với biên độ cực đại và những vân dao động với biên độ cực tiểu xen kẽ nhau. Từ đó, ta có thể dự đoán là: ánh sáng cũng có bản chất sóng nhƣ sóng nƣớc. Ở đây, biên độ của sóng ánh sáng biểu hiện ở cƣờng độ sáng. - Dựa trên sự giống nhau về cấu tạo mà dự đoán sự giống nhau về tính chất. Thí dụ: Chất khí, chất lỏng, chất rắn đều cấu tạo bởi các phân tử riêng biệt chuyển động hỗn loạn không ngừng, giữa chúng có những lực hút đẩy. Thí nghiệm cho biết: chất khí nở ra khi nóng lên, có thể dự đoán: chất lỏng và chất rắn cũng nở ra khi nóng lên.
- Xem thêm -