vận dụng phương pháp luận sáng tạo triz xây dựng và hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập sáng tạo chương “ các định luật bảo toàn” vật lý 10 thpt

Hồ Ngọc Đăng Khoa VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO TRIZ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 THPT LUẬN VĂN THẠC

Hồ Ngọc Đăng Khoa

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO TRIZ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH

GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO

CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”

VẬT LÝ 10 THPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2014

Hồ Ngọc Đăng Khoa

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO

TRIZ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH

GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO

CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”

VẬT LÝ 10 THPT

Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học Vật Lý

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN MẠNH HÙNG

Thành phố Hồ Chí Minh - 2014

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi và chưa từng được công bố Những tài liệu được trích dẫn trong luận văn là chính xác và trung thực

Tác giả luận văn

Hồ Ngọc Đăng Khoa

Trong suốt quá trình thực hiện khóa luận này tác giả đã nhận được sự quan tâm và giúp đỡ rất lớn của Thầy cô, bạn bè và gia đình Đến nay khi khóa luận được hoàn thành tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:

Quý thầy cô trong khoa Vật Lý trường Đại học Sư Phạm Tp Hồ Chí Minh

đã giảng dạy trong suốt những năm qua Những kiến thức mà tôi thu nhận được qua từng bài giảng, từng môn học của các thầy cô là nền tảng để tôi có thể tiếp thu và giải quyết các vấn đề trong khóa luận Cảm ơn các thầy cô luôn tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất để tôi thực hiện các nghiên cứu trong khóa luận

Thầy TS Nguyễn Mạnh Hùng, người thầy đã tận tình truyền đạt kiến thức, phương pháp nghiên cứu khoa học, hướng dẫn giúp tôi vượt qua những khúc mắc

để có thể hoàn thành khóa luận này một cách tốt nhất

Cuối cùng xin cảm ơn gia đình đã hỗ trợ tôi về mọi mặt

Tp HCM, ngày … tháng… năm 2014

Tác giả

Hồ Ngọc Đăng Khoa

Mục lục

Lời cảm ơn

Danh mục các chữ viết tắt

Danh mục hình vẽ

Danh mục các bảng biểu

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN 5

1.1 Năng lực tư duy sáng tạo 5

1.1.1 Năng lực 5

1.1.2 Tư duy 5

1.1.3 Sáng tạo 8

1.1.4 Năng lực tư duy sáng tạo 9

1.1.5 Những yếu tố ảnh hưởng đến năng lực tư duy sáng tạo của học sinh 10

1.1.6 Các biện pháp phát triển tư duy sáng tạo của học sinh 14

1.2 Cơ sở lý luận về dạy học bài tập vật lý 15

1.2.1 Khái niệm bài tập vật lý 15

1.2.2 Vai trò của bài tập Vật Lý 16

1.2.3 Phân loại bài tập vật lý 17

1.2.4 Tư duy trong quá trình giải bài tập vật lý 18

1.2.5 Các hình thức dạy học về bài tập vật lý 19

1.3 Bài tập sáng tạo về vật lý - phương tiện dạy học sáng tạo trong môn vật lý ở trường phổ thông 22

1.3.1 Khái niệm bài tập sáng tạo 22

1.3.2 Phân biệt BTST với bài tập luyện tập 23

1.3.3 Các dấu hiệu nhận biết BTST về vật lý 23

1.4 TRIZ và vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào dạy học vật lý 25

1.4.1 Vài nét về lịch sử của TRIZ 25

1.4.2 Đối tượng, mục đích, lợi ích của phương pháp luận sáng tạo 26

1.4.3 Tổng quan cách tiếp cận xây dựng phương pháp luận sáng tạo - TRIZ 27

1.4.4 Các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ 30

1.4.5 Vận dụng các NTST của TRIZ vào việc xây dựng hệ thống BTST 35

1.4.6 Vận dụng các NTST của TRIZ vào hướng dẫn HS giải BTST nhằm bồi dưỡng năng lực TDST cho học sinh 36

2.1 Vị trí và đặc điểm của chương “Các định luật bảo toàn” trong chương trình

vật lý 10 (Nâng cao) 40

2.2 Mục tiêu giáo dục của chương 42

2.2.1 Kiến thức 42

2.2.2 Kỹ năng 44

2.2.3 Thái độ 44

2.3 Thực trạng dạy chương “Các định luật bảo toàn” của giáo viên ở chương trình THPT 45

2.3.1 Về tài liệu dạy học BTVL 45

2.3.2 Về số lượng bài tập 45

2.3.3 Về nhận thức và phương pháp giảng dạy BTVL của giáo viên 45

2.3.4 Về phía học sinh 46

2.4 Một số khó khăn và thuận lợi khi dạy chương “Các ĐLBT ” 47

2.5 Xây dựng hệ thống BTST và hướng dẫn học sinh giải BTST chương “Các định luật bảo toàn động lượng” lớp 10 48

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 83

3.1 Mục đích, đối tượng và nhiệm vụ TNSP 83

3.1.1 Mục đích 83

3.1.2 Đối tượng thực nghiệm 83

3.1.3 Nhiệm vụ của TNSP 84

3.2 Nội dung thực nghiệm 84

3.2.1 Công tác chuẩn bị 84

3.2.2 Tiến hành thực nghiệm 84

3.3 Kết quả thực nghiệm 84

3.3.1 Đánh giá định tính 85

3.3.2 Đánh giá định lượng thông qua xử lí, phân tích bài kiểm tra bằng phương pháp thống kê kiểm định 86

3.3.3 Kiểm định giả thuyết thống kê 91

KẾT LUẬN 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 PHỤ LỤC

SPSS : Statistical Package for Social Sciences

Bảng 3.1 Thống kê điểm kiểm tra 1 tiết của lớp TN và lớp ĐC 86

Bảng 3.2 Bảng phân phân bố tần số 1 tiết của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 87

Bảng 3.3 Bảng phân phân bố tần số tích lũy 1 tiết của lớp TN và lớp ĐC 89

Bảng 3.4 Bảng kết quả tham số thống kê xử lí bằng phần mềm SPSS 91

Bảng 3.5 Kết quả kiểm định Man-Whitney hai mẫu độc lập được xử lý từ phần mềm SPSS 92

Hình 1.2 Mô hình hiệu ứng đường hầm 12Hình 1.3 Các nguồn kiến thức và thành tựu của nhiều bộ môn khoa học kĩ

thuật được TRIZ kế thừa 29Hình 1.4 Sự giao nhau giữa hoạt động phát minh, sáng chế và DHST 30Hình 1.5 Quy trình xây dựng BTST 36Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc chương “Các đinh luât bảo toàn” theo sách giáo

khoa Vât lí 10 chương trình nâng cao 41Hình 3.1 Biểu đồ phân bố tần số điểm 1 tiết của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 87Hình 3.2 Biểu đồ phân bố tần số điểm kiểm tra 1 tiết của lớp thực nghiệm và

lớp đối chứng 88Hình 3.3 Biểu đồ phân bố tần số tích lũy kết quả kiểm tra 1 tiết lớp thực

nghiệm và đối chứng 90

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Sáng tạo là lẽ sống còn của mọi quốc gia trong nền kinh tế thị trường cạnh tranh quyết liệt hiện nay Trước đây sáng tạo được xem như một yếu tố thần bí, bẩm sinh, thiên phú thì hiện nay khoa học về sáng tạo đã đúc kết nhiều thành tựu giúp mỗi người bình thường đưa ra và thực hiện ý tưởng mới, có ích Trên thế giới có nhiều trường đại học và các công ty dạy và học tư duy sáng tạo như một môn học riêng với mục đích đào tạo ra những người biết sáng tạo một cách hiệu quả Trong khoảng 10 năm trở lại đây TRIZ – lí thuyết giải các bài toán sáng chế (THEORY OF INVENTIVE PROBLEM SOLVING) đã được trung tâm sáng tạo khoa học kỹ thuật trường đại học khoa học tự nhiên – ĐH Quốc gia TPHCM là cơ sở đầu tiên của Việt Nam giảng dạy, đào tạo và nghiên cứu Việc nghiên cứu và ứng dụng TRIZ vào dạy học, đặc biệt là dạy học môn Vật Lý sẽ góp phần không nhỏ vào việc nâng cao năng lực sáng tạo của học sinh

Dạy học sáng tạo là vấn đề mới mẻ ở nước ta “ Dạy học sáng tạo” với nội hàm

là dạy tư duy sáng tạo nhằm góp phần đào tạo những con người năng động, sáng tạo, những con người luôn biết vận dụng kiến thức và năng lực của mình để tạo ra những giá trị mới, để không ngừng cải tạo nâng cao chất lượng cuộc sống của cá nhân và của

xã hội Ở môn vật lý, một trong những hoạt động giúp rèn luyện tư duy và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh là hoạt động giải bài tập vật lý Bài tập vật lý rất đa dạng và phong phú, có nhiều cách gọi khác nhau, phân loại khác nhau Qua thực tế giảng dạy cho thấy, việc giải bài tập Vật lý của HS phổ thông còn gặp nhiều khó khăn

Đa số các em thường giải bài tập Vật lý như giải bài tập đại số mà không hiểu ý nghĩa vật lý của nó Mặt khác các bài tập SGK thường khác xa với những bài toán mà HS sẽ gặp trong cuộc sống Do đó việc giải bài tập như thế chưa rèn luyện và khơi gợi được

tư duy sáng tạo cho học sinh, chưa làm học sinh hứng thú trong học tập và thấy được ích lợi của việc học vật lý trong đời sống Đa số học sinh và kể cả sinh viên ra trường lúng túng khi gặp các vấn đề thực trong cuộc sống, không biết cách suy nghĩ, áp dụng

kiến thức nào, áp dụng như thế nào để giải quyết, không liên kết được kiến thức đã học vào thực tế công việc và cuộc sống Chính vì thế hệ thống những bài tập sáng tạo

là những phương tiện có tầm quan trọng và có tác động mạnh mẽ trong việc bồi dưỡng năng lực tư duy logic, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, phát triển tư duy sáng tạo và nâng cao tinh thần trách nhiệm, ý thức làm việc tự lực của học sinh Do đó, dạy học có sử dụng loại bài tập này một cách hợp lí chính là dạy học sáng tạo, nó sẽ góp phần vào việc đào tạo ra một nguồn nhân lực có phẩm chất đạo đức tốt, có tri thức khoa học, biết vận dụng tri thức vào công cuộc xây dựng đất nước

Trong phạm vi đề tài luận văn Thạc sỹ, tôi xin đề cập đến việc vận dụng các nguyên tắc (thủ thuật) và quy luật của TRIZ để xây dựng hệ thống các BTST tạo chương “Các định luật bảo toàn” và đề xuất cách giải BTST đã xây dựng nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

Do đó tôi chọn đề tài : “Vận dụng phương pháp luận sáng tạo TRIZ xây dựng và hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập sáng tạo chương “Các định luật bảo toàn” lớp 10 THPT

2 Mục đích nghiên cứu

Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ, xây dựng và hướng dẫn giải hệ thống bài tập sáng tạo nhằm bồi dưỡng tư duy, năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học chương “ Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 THPT

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Lý thuyết về dạy học sáng tạo trong bộ môn Vật lý

- Phương pháp luận sáng tạo TRIZ

- Quá trình dạy bài tập Vật Lý

4 Giả thuyết của đề tài

- Có thể vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống BTST phần “Các định luật bảo toàn” đảm bảo yêu cầu về tính khoa học, sư phạm, khả thi trong điều kiện hiện nay của trường THPT nước ta

- Việc sử dụng TRIZ hướng dẫn HS giải BTST trong các bài học vật lý truyền thống sẽ góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh, nâng cao chất lượng dạy học

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích đề ra, đề tài có nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:

- Tìm hiểu lý luận dạy học vật lý, Phương pháp giảng dạy vật lý và phương pháp dạy học BTVL ở trường phổ thông

- Tìm hiểu cơ sở lý luận của việc bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS

- Nghiên cứu tìm hiểu lý thuyết về bài tập sáng tạo

- Nghiên cứu phương pháp luận sáng tạo TRIZ

- Tìm hiểu thực trạng dạy học BTST ở trường THPT

- Phân tích mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức kỹ năng và theo định hướng nghiên cứu nội dung kiến thức chương “ Các định luật bảo toàn” vật lý 10 THPT

- Vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo chương “ Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 THPT

- Đề xuất phương án sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo đã xây dựng để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm xác định mức độ phù hợp, tính khả thi và tính hiệu quả của dạy và học hệ thống BTST phần “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 THPT

6 Phạm vi nghiên cứu

Do điều kiện khách quan lẫn chủ quan nên trong phạm vi đề tài này tôi chỉ xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo cho chương “ Các định luật bảo toàn” Lớp 10 THPT

7 Các phương pháp nghiên cứu:

Để thực hiện các nhiệm vụ trên, tôi sử dụng các phương pháp sau:

- Phương pháp nghiên cứu lí luận:

+ Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học để làm sáng tỏ về mặt lý luận các vấn

đề có liên quan đến đề tài

+ Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật TRIZ

+ Nghiên cứu chương trình SGK và sách bài tập, sách giáo viên, các tài liệu bài tập tham khảo để phân tích cấu trúc logic, nội dung của các kiến thức thuộc chương

“Các định luật bảo toàn”

- Phương pháp nghiên cứu điều tra – phỏng vấn

+ Tìm hiểu việc dạy (thông qua phỏng vấn trao đổi với giáo viên) và việc học (thông qua trao đổi với học sinh, phiếu điều tra cơ bản) nhằm đánh giá tình hình dạy học chương “ Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

+ Xây dựng tiến trình bài học

+ Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo kế hoạch

+ Phân tích kết quả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm, đối chiếu với mục đích nghiên cứu và rút ra kết luận của đề tài

8 Đóng góp mới của đề tài:

- Làm rõ cơ sở lí luận của dạy học sáng tạo

- Vận dụng nguyên tắc của phương pháp luận sáng tạo TRIZ để xây dựng và hướng dẫn HS giải hệ thống các bài tập sáng tạo chương “ Các định luật bảo toàn” Vật

lý 10 THPT, góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh, nâng cao chất lượng dạy học

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN

Mục đích nghiên cứu của luận văn này là hướng tới dạy học bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS thông qua dạy học bài tập sáng tạo về vật lý Để đạt được điều đó cần nghiên cứu cơ sở lý luận về tư duy sáng tạo, dạy học bồi dưỡng tư duy sáng tạo và khái niệm bài tập sáng tạo trong dạy học vật lý

1.1 Năng lực tư duy sáng tạo

1.1.1 Năng lực

Theo tâm lý học, năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng của cá nhân, nhờ những thuộc tính này con người hoàn thành tốt một loại hoạt động nào đó, mặc dù phải

bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao

Sự hình thành và phát triển năng lực của con người chịu sự tác động của nhiều yếu tố trong đó có yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã hội Con người sinh ra chưa có năng lực, chưa có nhân cách Năng lực được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động tích cực như rèn luyện, học tập, giáo dục,… của con người

1.1.2 Tư duy

a) Tư duy và đặc điểm của tư duy

Tư duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất của chúng, những mối quan hệ khách quan, phổ biến của chúng, đồng thời cũng là sự vận dụng sáng tạo những kết luận khái quát đã thu được vào những dấu hiệu cụ thể, dự đoán được những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới.[1]

Tư duy là một quá trình tâm lý phản ánh những thuộc tính bản chất, những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính quy luật của sự vật, hiện tượng trong hiện thực khách quan mà trước đó ta chưa biết

b) Các đặc điểm của tư duy [1],

- Tính có vấn đề của tư duy

- Tư duy có quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính

- Tính trừu tượng và khái quát của tư duy

- Tính gián tiếp của tư duy

- Tư duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ, ngôn ngữ là phương tiện, hình thức biểu đạt của tư duy

c) Phân loại tư duy [1]

Phân loại tư duy là một vấn đề phức tạp Có nhiều cách phân loại khác nhau, tùy thuộc vào việc chọn dấu hiệu phân loại Trong DHVL, người ta quan tâm đến các loại tư duy chủ yếu sau đây

- Tư duy kinh nghiệm: là tư duy chủ yếu dựa trên kinh nghiệm cảm tính và sử

dụng phương pháp “ thử và sai” Đây là kiểu tư duy đơn giản, không cần rèn luyện nhiều, có ích trong trong hoạt động hằng ngày để giải quyết một số vấn đề trong phạm

vi hẹp

- Tư duy lý luận: Là loại tư duy giải quyết nhiệm vụ được đề ra dựa trên sử

dụng những khái niệm trừu tượng, những tri thức lý luận Nhờ có loại tư duy này mà con người mới có thể đi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tượng, phát hiện được quy luật vận động của chúng và sử dụng tri thức để cải tạo thế giới tự nhiên, phục vụ lợi ích của mình

- Tư duy lôgic: Là tư duy tuân theo các quy tắc, quy luật của logic học một cách

chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong các lập luận, biết cách phát hiện mâu thuẫn, nhờ đó mà nhận thức được đúng đắn chân lý khách quan

- Tư duy vật lý: là sự quan sát các hiện tượng vật lý, phân tích một hiện tượng

phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ và những sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối liên hệ giữa mặt định tính và mặt định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lý, dự đoán các hệ quả mới từ các lý thuyết và

áp dụng những kiến thức khái quát vào thực tiễn

Trong thực tế DHVL, GV và HS rất ít khi sử dụng thuần túy một loại tư duy mà thường phối hợp nhiều loại tư duy với nhau Tuy nhiên trong quá trình tư duy đó thường có một loại tư duy giũ vai trò chủ yếu

Theo [2] có thể chia tư duy thành 3 loại cơ bản và phổ biến như sau

- Tư duy logic hình thức: Gọi tắt là tư duy lôgic, loại tư duy này dựa trên luật

bài trung và tam đoạn luận

- Tư duy biện chứng: Là kiểu tư duy bác bỏ luật bài trung, chấp nhận A vừa là

A, vửa đồng thời không phải là A Đó là chân lý của sự vận động chứ không phải là nước đôi, là không dứt khoát

- Tư duy hình tượng: Là kiểu tư duy tạo ra những sản phẩm sáng tạo bằng cách

hư cấu, bằng tưởng tượng ra những đối tượng theo những quan điểm thẩm mỹ nhất định, giúp người ta hình dung ra được các sự vật, sự kiện, những con người với khả năng vốn có của nó

Ba loại tư duy cơ bản nói trên có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và bổ sung cho nhau Tư duy lôgic dùng để nghiên cứu các đối tượng trong trạng thái đứng yên Tư duy biện chứng được sử dụng để nghiên cứu các đối tượng ở trạng thái vận động Nhờ

có tư duy hình tượng mà các sáng tạo trong kỹ thuật ( sáng chế), trong nghệ thuật,… phát triển

Căn cứ vào mức độ độc lập của chủ thể, tư duy gồm bốn mức độ

- Tư duy lệ thuộc: Để chỉ tư duy của những người có suy nghĩ dựa dẫm vào tư

duy của người khác, không có chính kiến riêng của bản thân về một lĩnh vực nào đó

- Tư duy độc lập: Để chỉ tư duy của những người có chính kiến riêng trong một

lĩnh vực nào đó, cho dù chính kiến đó khác, thậm chí đối lập với ý kiến của những người có uy tín và có quyền lực cao

- Tư duy phê phán: là tư duy độc lập trước một sự việc, quan sát, phân tích,

tổng hợp, để có phán xét đúng sự việc đó tốt hay xấu, tốt xấu ở chỗ nào

- Tư duy sáng tạo: là tư duy sau khi đã phê phán sự việc, chủ thể tư duy tiếp, đề

ra được những giải pháp mới nhằm khắc phục những thiếu sót và phát huy ưu điểm của giải pháp đó

Các loại tư duy ở trên được sắp xếp theo mức độ độc lập tăng dần của chủ thể

tư duy Theo tôi đây là cách phân loại tư duy rõ ràng nhất Người có TDST thì có tư duy độc lâp và tư duy phê phán, ngược lại người có tư duy lệ thuộc thì không có 3 loại

tư duy còn lại Trong luận văn chúng tôi đã sử dụng khái niệm TDST của tác giả Phan Dũng [3]

d) Vai trò của tư duy

Theo [4] tư duy có vai trò rất lớn đối với đời sống và hoạt động nhận thức của con người Tư duy mở rộng giới hạn của nhận thức, tạo ra khả năng để vượt ra ngoài những giới hạn của kinh nghiệm trực tiếp do cảm giác và tri giác mang lại, để đi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tượng và tìm ra những mối liên hệ có tính quy luật với nhau

Tư duy không chỉ giải quyết những nhiệm vụ trước mắt, trong hiện tại mà còn

có khả năng giải quyết trước cả những nhiệm vụ trong tương lai

Tư duy cải tạo thông tin của nhận thức cảm tính làm cho chúng có ý nghĩa hơn cho hoạt động của con người Nhờ tư duy mà con người hiểu biết sâu sắc và vững chắc hơn về thực tiễn và nhờ đó hành động của con người có kết quả cao hơn

1.1.3 Sáng tạo

- Sáng tạo là quá trình mà kết quả là tạo ra những kết hợp mới cần thiết từ các ý tưởng, dạng năng lượng, các đơn vị thông tin, các khách thể hay tập hợp của hai – ba các yếu tố nêu trên.[4]

- Sáng tạo là là quá trình hoạt động của con người tạo ra những giá trị vật chất, tinh thần mới về chất

- Sáng tạo là tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, không bị gò bó phụ thuộc vào cái đã có

- Sáng tạo là 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

- Sáng tạo là bất cứ hoạt động nào của con người tạo ra được cái mới, không kể rằng cái được tạo ra ấy là một vật nào đó của thế giới bên ngoài hay một cấu tạo nào

đó của trí tuệ hoặc tình cảm chỉ sống và biểu lộ trong bản thân con người

Ngoài tính cách tân của sản phẩm, sáng tạo còn có đặc điểm tâm lý là tính hiếm

có, tính khó khăn, tính bất ngờ của phát kiến và tính ngẫu nhiên của phỏng đoán

Tôi đồng ý và sử dụng định nghĩa sáng tạo của Phan Dũng như sau:

“ Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kỳ cái gì có đồng thời tính mới và có lợi.” Tính mới là sự khác biệt của đối tượng cho trước so với đối tượng cùng loại ra đời trước đó về mặt thời gian Tính có lợi chỉ thể hiện ra khi đối tượng cho trước hoạt động theo đúng chức năng và trong phạm vi áp dụng của nó

Trong TRIZ [5], để đánh giá một đối tượng cho trước có phải là sáng tạo hay không, người ta sử dụng chương trình gồm 5 bước:

 Bước 1: Chọn đối tượng tiền thân

 Bước 2: So sánh đối tương cho trước với đối tượng tiền thân

 Bước 3: Tìm tính mới cho đối tượng cho trước;

 Bước 4: Trả lời câu hỏi: “ Tính mới đó đem lại lợi ích gì trong phạm vi áp dụng nào”

 Bước 5: Kết luận theo định nghĩa sáng tạo

1.1.4 Năng lực tư duy sáng tạo

Tư duy sáng tạo (TDST) là quá trình suy nghĩ đưa người giải từ không biết cách đạt mục đích, từ không biết cách tối ưu đạt mục đích trong một số cách đã biết [3] Theo [6] TDST là quá trình biến đổi thông tin thành tri thức hoặc (và) tri thức đã biến thành tri thức mới bằng các hiện tượng tâm lý

Cách phát biểu khái niệm TDST này phản ánh sự liên quan giữa tâm lý học và tin học

Tư duy sáng tạo, quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định quá trình biến đổi thông tin được coi là tương đương về nghĩa.[6]

Tư duy sáng tạo là đỉnh cao nhất của các quá trình hoạt động trí tuệ của con người Tư duy sáng tạo được xác định bởi chất lượng hoạt động trí tuệ ở mức độ cao với các phẩm chất quan trọng: Tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính độc đáo và tính nhạy cảm của tư duy.[4]

Quá trình sáng tạo của con người thường bắt đầu từ một ý tưởng mới, bắt nguồn

từ TDST của mỗi người Người có năng lực TDST thường có đặc trưng sau:

 Có tư duy độc lập và biết nhận xét, phê phán theo quan điểm riêng không phụ thuộc, gò bó vào những cái cũ, không tư duy theo lối mòn

 Luôn đi vào các vấn đề bản chất nhằm tìm ra quy luật

 Có khả năng dự báo và say sưa nung nấu các ý tưởng mới

 Luôn tìm ra được giải pháp tối ưu trước một tình huống mới, một vấn đề cần giải quyết

 Rèn luyện năng lực TDST cho HS là nhiệm vụ hàng đầu của nền giáo dục và đào tạo nước ta Để thực hiện được đềiu này có hiệu quả, cần xác định những yếu tố ảnh hưởng đến năng lực TDST của HS

1.1.5 Những yếu tố ảnh hưởng đến năng lực tư duy sáng tạo của học sinh

Theo [7] TDST của HS chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau:

Để rèn luyện TDST đạt hiệu quả, cần phải thực hiện ở giai đoạn sau khi HS đã lĩnh hội được một số kiến thức và kỹ năng cơ bản thông qua dạy học bài học lí thuyết

và giải các bài tập luyện tập

b) Ngôn ngữ

Ngôn ngữ vừa là phương tiện vừa là kết quả của tư duy Các đối tượng nhận thức khi phản ánh vào đầu óc chủ thể trở thành biểu tượng tâm lí, biểu tượng là bản sao của đối tượng thông qua nhận thức chủ quan của chủ thể được diễn đạt bằng ngôn ngữ Tư duy của con người luôn gắn với ngôn ngữ Nói rõ hơn, con người suy nghĩ bằng ngôn ngữ và bị tác động bởi ngôn ngữ

Con người tư duy không chỉ bằng ngôn ngữ mà còn bằng cả các ký hiệu, ký hiệu giúp cho tư duy trở nên gọn hơn

Hình vẽ là một loại ký hiệu mô tả trực quan đối tượng Hầu hết các phát minh

và sáng chế đều bắt đầu dưới dạng hình ảnh, biểu tượng trong đầu, sau đó mới là từ ngữ Trong bất kỳ giai đoạn nào của tư duy, nếu có thể hãy trình bày suy nghĩ bằng hình vẽ

Để rèn luyện TDST đạt hiệu quả cần lựa chọn từ ngữ sao cho kích thích tư duy, sử dụng các ký hiệu, hình vẽ để quá trình tư duy trở nên đơn giản, dễ hiểu và trực quan hơn

c) Tính nhạy bén của tư duy

Tính nhạy bén của tư duy là khả năng phát hiện ra giá trị của thông tin và sử dụng chúng để giải bài toán trong khi nhiều người khác cũng tiếp nhận thông tin đó nhưng lại không phát hiện ra

Hình vẽ sau thể hiện mô hình tính nhạy bén của tư duy do B.M Kedrov khởi xướng:

a) Thông tin bên ngoài b) Thông tin bên trong

Hình 1.1 Mô hình tính nh ạy bén của tư duy

Tuỳ thuộc vào mức độ khao khát giải được bài toán cho trước, cách liên kết đường (1) và đường (2), mức độ rõ ràng cho trước, cách liên kết đường (1) và đường (2), mức độ rõ ràng của thông tin cung cấp có thể xảy ra một trong hai hiệu ứng: Hiệu ứng cầu nhảy và hiệu ứng đường hầm

Hình 1.2 Mô hình hi ệu ứng đường hầm

Để tăng tính nhạy bén của tư duy, cần phải tạo các đường 1 trong đầu, chủ động tạo các đường 2 bên ngoài và bên trong, thiết lập mối liên hệ giữa đường 1 và đường 2 với độ tin cậy cao Các nguyên tắc sáng tạo của là công cụ giúp phát triển tính nhạy bén của tư duy hiệu quả

e) Trực giác

Có ba bộ phận cùng tham gia vào quá trình suy nghĩ của con người là ý thức, tiềm thức và vô thức Suy nghĩ bằng ý thức là biết và có thể lí giải quá trình suy nghĩ một cách logic Tiềm thức và vô thức có thể tham gia vào quá trình suy nghĩ nhưng người suy nghĩ không biết về sự hiện diện của chúng Loại ý tưởng được phát ra ở vùng ý thức như là kết quả của quá trình suy nghĩ xảy ra trong tiềm thức, vô thức gọi

là các ý tưởng do trực giác mách bảo Chúng ta nên thu thập cả những ý tưởng do trực

giác mách bảo thì xác suất ý tưởng dẫn đến lời giải càng lớn, suy nghĩ xuất hiện trong vùng ý thức càng lớn

f) Trí tưởng tượng

Theo [6], trí tưởng tượng là sự xây dựng trong óc hình ảnh về đối tượng mà trong khoảng thời gian xây dựng và tồn tại hình ảnh, người tưởng tượng không tiếp thu đối tượng đó một cách trực tiếp thông qua các giác quan

Theo [8], tưởng tượng là xây dựng trong đầu những hình ảnh mới trên cơ sở các biểu tượng đã có Biểu tượng là hình ảnh sự vật nảy sinh trên vỏ não khi sự vật không còn trực tiếp tác động vào giác quan của chúng ta nữa

Nếu như cơ sở sinh lí của trí nhớ là kết nối các đường liên hệ thần kinh tạm thời

và tái hiện những gì được lưu giữ thì khi tưởng tượng, hệ thống các mối liên kết trong quá khứ bị tách ra, rồi kết hợp lại theo cách mới về bản chất, cơ chế của trí tưởng tượng là dựa trên các hình ảnh đã có để tạo ra các hình ảnh mới

Trí tưởng tượng cũng như trực giác đặc biệt quan trọng không thể thay thế được trong những giai đoạn đầu tiên của quá trình phát triển rất nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật hoặc ở giai đoạn mà lí thuyết hiện hành không còn đủ khả năng giải thích những kết quả mới thu được từ thực tiễn

Theo chu trình sáng tạo của Razumôpxki, trong các giai đoạn từ sự kiện khởi đầu để xây dựng nên các mô hình và từ các hệ quả đến tìm ra các thí nghiệm kiểm tra các hệ quả thì trí tưởng tượng là công cụ gần như là duy nhất để thực hiện được các công việc đó - công việc xây dựng các khái niệm mới và tìm các quy luật khách quan Người ta chia trí tưởng tượng thành ba loại [6]

 Trí tưởng tượng logic: Là tưởng tượng dựa trên sự lập luận mang tính chặt chẽ nhất định

 Trí tưởng tượng phê phán: Là tưởng tượng thiên về phía phê phán, hiểu theo nghĩa, đi tìm các nhược điểm, khuyết tật, chỗ yếu, có thể nảy sinh trong tương lai

 Trí tưởng tượng sáng tạo: Là tưởng tượng phát hiện hoặc tạo ra đối tượng đồng thời có tính mới và tính có lợi Đó là tưởng tượng để có được phát minh và sáng chế Ví dụ bất kỳ một học sinh THPT nào cũng đều biết được lực kế để đo lực kéo

nhưng hầu hết các em lại chưa biết đến lực kế để đo lực đẩy Học sinh tưởng tượng ra được mô hình của lực kế đẩy và chế tạo ra được lực kế có thể đo lực đẩy, tức là học sinh đã tưởng tượng sáng tạo thành công

Luận văn này tôi sẽ sử dụng BTST vào phát triển trí tưởng tượng của học sinh

1.1.6 Các biện pháp phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

Để rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh có thể có những biện pháp sau đã được nêu ra: [9]

 Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới

 Tổ chức nhận thức vật lý theo chu trình sáng tạo sẽ giúp học sinh trên con đường hoạt động sáng tạo dễ nhận biết được chỗ nào có thể suy nghĩ dựa trên hiểu biết

đã có, chỗ nào phải đưa ra kiến thức mới, giải pháp mới Việc tập trung sức lực vào chỗ mới sẽ giúp học sinh hoạt động sáng tạo có hiệu quả, rèn luyện tư duy trực giác nhạy bén, phong phú

 Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết Dự đoán có vai trò rất quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học Dự đoán chủ yếu dựa vào trực giác, kinh nghiệm và kiến thức sâu sắc về một lĩnh vực nào đó Có thể có các cách dự đoán sau trong giai đoạn đầu của hoạt động nhận thức:

+ Dự đoán dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có;

+ Dự đoán dựa trên sự tương tự;

+Dự đoán dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán giữa chúng có quan hệ nhân quả;

+ Dự đoán dựa trên nhận xét thấy hai hiện tượng luôn biến đổi đồng thời, cùng tăng hay cùng giảm mà dự đoán về mối quan hệ nhân quả giữa chúng;

+ Dự đoán dựa trên sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình; + Dự đoán dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết sang một lĩnh vực khác;

+ Dự đoán về mối quan hệ định lượng

+ Luyện tập đề xuất phương án để kiểm tra dự đoán

Để kiểm tra dự đoán, giả thuyết có phù hợp với thực tế không, phải suy luận ra hệ quả có thể quan sát trong thực tế và tiến hành thí nghiệm kiểm chứng Quá trình rút ra

hệ quả thường áp dụng suy luận logic hay suy luận toán học Sự suy luận này phải đảm bảo đúng quy tắc, quy luật, không phạm sai lầm Những quy tắc và quy luật đó đều đã biết nên không đòi hỏi sự sáng tạo thật sự Vấn đề đòi hỏi sự sáng tạo ở đây là đề xuất được phương án kiểm tra hệ quả đã rút ra được

Ngoài ra theo tôi để rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh chúng ta cũng có thể áp dụng các cách sau:

• Tạo điều kiện về tinh thần

• Tạo điều kiện về vật chất

• Tạo điều kiện về quy luật vận động khách quan của đối tượng

1.2 Cơ sở lý luận về dạy học bài tập vật lý

1.2.1 Khái niệm bài tập vật lý

Bài tập vật lý được hiểu là một vấn đề được giải quyết nhờ những suy nghĩ logic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật

lý

Các bài tập vật lý có thể hiện diện ở tất cả các giai đoạn của quá trình lĩnh hội môn học này, tức là từ bước đặt vấn đề để bắt đầu nghiên cứu một đề mục, cho đến bước nghiên cứu giải quyết vấn đề, bước vận dụng để củng cố, luyện tập, ôn tập hoặc

mở rộng, đào sâu tri thức và thực hành Tuỳ theo mục đích sử dựng, các bài tập vật

lý có thể xây dựng với nội dung thích hợp và cách giải tương ứng Có lúc các bài tập vật lý xuất hiện tường minh dưới dạng những đề toán quen thuộc như chúng ta vẫn thường gặp trong các giờ học hoặc các kì thi, nhưng cũng có lúc chúng ta còn phải phát hiện ra chúng và tự mình nêu thành lời để trở nên một bài tập vật lý quen thuộc và phải tự mình cung cấp cả số liệu và yêu cầu cần tìm cho bài tập trước khi có thể giải để

đi tới kết quả cuối cùng

Cũng như việc học tập môn vật lý nói chung, việc giải bài tập vật lý ở nhà trường nói riêng không thể chỉ dừng lại ở sự tìm cách vận dụng các công thức vật lý để giải cho xong các phương trình và đi đến những đáp số Quan trọng hơn là giải bài tập vật lý phải giúp HS hiểu sâu hơn các hiện tượng vật lý xảy ra trong thế giới tự nhiên xung quanh ta, trong các đối tượng của nền công nghệ văn minh mà ta đang sử dụng,

và từ sự hiểu biết sâu sắc đó mà thúc đẩy HS học giải quyết những vấn đề khác nhau của đời sống và công nghệ sau này

Các bài tập giáo khoa của chúng ta thường rất khác xa với những bài toán mà

HS sẽ gặp trong cuộc sống Nếu không hiểu thấu đáo vật lý học và nhất là không quen với việc giải bài tập vật lý một cách thông minh sáng tạo thì HS sẽ khó lòng giải quyết tốt những bài toán thực của cuộc sống

1.2.2 Vai trò của bài tập Vật Lý

Trong quá trình dạy học vật lý, các bài tập vật lý có tầm quan trọng đặc biệt Chúng được sử dụng theo các mục đích khác nhau [24,7]

Bài tập vật lý là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức mới cho học sinh ở những lớp trên của bậc trung học phổ thông với trình độ toán học đã khá phát triển Một khi các bài tập được vận dụng một cách khéo léo thì có thể dẫn dắt suy nghĩ của học sinh tới các hiện tượng mới từ đó bắt đầu xây dựng khái niệm mới để giải thích được hiện tượng mới vừa phát hiện Như vậy đảm bảo cho học sinh lĩnh hội được kiến thức mới một cách sâu sắc, vững chắc

Bài tập vật lý là một phương tiện ôn tập, đào sâu, củng cố và mở rộng kiến thức Bài tập vật lý giúp cho học sinh thấy được những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đã học Giúp luyện tập cho học sinh óc phân tích để nhận biết được các hiện tượng phức tạp bị chi phối bởi nhiều định luật, nhiều nguyên nhân Khi giải các bài tập đòi hỏi học sinh không những phải tái hiện các kiến thức mà còn phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học, do đó học sinh sẽ hiểu rõ hơn và ghi nhớ vững chắc hơn kiến thức đó

Bài tập vật lý là một phương tiện giúp học sinh rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát Bằng việc xây dựng các bài tập có nội dung sát với thực tiễn đời sống, trong đó để giải được

nó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng hoặc

dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra với những điều kiện cho trước

Bài tập vật lý là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh giải bài tập là một hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh Do phải tự mình phân tích các điều

kiện đã cho trong đề bài, tự xây dựng những lập luận, tự thực hiện các thao tác tính toán, có khi phải tiến hành các thao tác thí nghiệm để xác định mối quan hệ giữa các đại lượng để kiểm tra các kết luận của mình nên tư duy lôgic, tư duy sáng tạo của học sinh được phát triển, năng lực giải quyết các vấn đề được nâng cao

Bài tập vật lý là một phương tiện có hiệu quả để giáo dục tình yêu lao động, tinh thần tự lập, ý chí kiên trì vượt khó cho học sinh

Bài tập vật lý là một phương tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức của học sinh Tuỳ theo cách thức đặt câu hỏi kiểm tra có thể đánh giá được mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, đánh giá được chất lượng kiến thức học sinh khá chính xác

1.2.3 Phân loại bài tập vật lý

Các bài tập vật lý được phân loại dựa theo nhiều đặc điểm: Theo nội dung, theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải, theo phương pháp nghiên cứu các vấn

đề, theo yêu cầu luyện tập kĩ năng hay phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh

Theo nội dung, các bài tập được chia theo các tài liệu vật lý, như bài tập cơ học, bài tập điện học, bài tập quang học, bài tập vật lý hạt nhân Sự phân chia này chỉ có tính chất tương đối Theo nội dung, người ta còn phân biệt các bài tập có nội dung trừu tượng hoặc cụ thể, bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp, bài tập có nội dung lịch sử, bài tập vui

Theo phương pháp nghiên cứu các vấn đề, người ta chia ra các bài tập định tính

và bài tập định lượng Các bài tập định tính khi giải chúng chỉ yêu cầu xác lập các mối quan hệ phụ thuộc về bản chất giữa các đại lượng vật lý mà không phải tính toán phức tạp Các bài tập định lượng khi giải phải xác định mối quan hệ phụ thuộc về lượng giữa các đại lượng phải tìm và kết quả thu được là một đáp số định lượng Khi giải bài tập loại này, buộc phải tính toán, không thể có câu trả lời cuối cùng cho câu hỏi đã đặt

ra nếu không tiến hành các phép toán thích hợp

Theo phương pháp cho điều kiện hoặc phương thức giải, người ta phân biệt bài tập miệng, bài tập thực nghiệm, bài tập tính toán, bài tập đồ thị Sự phân chia này chỉ

có tính quy ước vì khi giải chúng có thể phải sử dụng vài phương thức Ví dụ như khi giải các bài tập thí nghiệm phải lập luận bằng miệng, cũng như trong nhiều trường họp tính toán phải vẽ đồ thị Các bài tập được coi là thực nghiệm thì khi giải phải sử dụng

thí nghiệm để đi tới mục đích nào đó Các bài tập mà trong đó đồ thị được sử dụng với mục đích nào đó thì được gọi là những bài tập đồ thị

Theo yêu cầu luyện tập kĩ năng, phát triển tư duy học sinh trong quá trình dạy học, người ta phân biệt các bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo Các bài tập luyện tập thường dùng để luyện tập cho học sinh những kiến thức để giải các bài tập theo mẫu, không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu giúp học sinh rèn luyện để nắm vững phương pháp giải đối với một loại bài tập nhất định đã được chỉ dẫn Các bài tập sáng tạo, khi giải chúng đòi hỏi ở học sinh tư duy sáng tạo, có tác dụng hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh Trong luận văn này, chúng tôi nghiên cứu về bài tập sáng tạo

1.2.4 Tư duy trong quá trình giải bài tập vật lý

Quá trình giải bài tập vật lý chính là quá trình tìm hiểu các dữ kiện đã cho ở trong bài tập, xem xét các hiện tượng vật lý nào được đề cập tới và vận dụng những kiến thức vật lý, kiến thức toán học để tìm ra các mối liên hệ khả dĩ giữa cái đã cho và cái phải tìm Các mối liên hệ này có thể là gián tiếp hoặc trực tiếp Từ đó tiếp tục luận giải để chỉ ra được mối liên hệ một cách tường minh giữa cái phải tìm và cái đã cho Bài tập vật lý rất đa dạng, vì vậy mà cách thức giải chúng cũng rất phong phú Có thể vạch ra một dàn bài chung gồm các bước sau:

 Tìm hiểu đầu bài

 Phân tích hiện tượng

 Xây dựng lập luận

 Biện luận

Trải qua các bước này học sinh phải thực hiện các thao tác tư duy như: Phân tích, phân tích - tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, cụ thể hoá, phán đoán và các thao tác thực hành như: Xây dựng phương án thí nghiệm, lựa chọn thiết bị thí nghiệm, quan sát, đo đạc, xử lí số liệu, để rút ra kết luận Đặc biệt là thao tác tư duy phân tích, thao tác tư duy tổng hợp, thao tác phân tích tổng hợp được sử dụng nhiều nhất ở bước xây dựng lập luận

Với bài tập định tính, thường có hai dạng là giải thích hiện tượng và dự đoán hiện tượng sẽ xảy ra Khi giải, học sinh phải thực hiện phép suy luận lôgic, đó là luận ba

đoạn Trong đó, với dạng thứ nhất, tiên đề thứ nhất là môt đặc tính chung của sự vật hoặc định luật vật lý có tính tổng quát, tiên đề thứ hai là những điều kiện cụ thể, còn kết luận chính là hiện tượng đã được nêu ra Với dạng thứ hai, học sinh phải thực hiện một thiết lập luận ba đoạn, trong đó mới biết trước tiên đề thứ hai (phán đoán khẳng đinh riêng), càn phải đi tìm tiên đề thứ nhất (là phán đoán khẳng định chung) và kết luận (là phán đoán khẳng định riêng)

1.2.5 Các hình thức dạy học về bài tập vật lý

a) Giải bài tập vật lý trong tiết học tài liệu mới

Vào đầu tiết học, các bài tập được đưa ra cho học sinh nhằm mục đích kiểm tra kiến thức, hoặc để củng cố tài liệu đã học Giáo viên thường sử dụng các biện pháp sau:

Cho học sinh lên bảng và yêu cầu học sinh giải bài tập do giáo viên đưa ra Tuỳ thuộc

vào mức độ nội dung của bài tập mà có thể cho học sinh lên bảng lần lượt từng em hoặc đồng thời vài ba em Cho học sinh giải bài tập vào vở hoặc lên giấy Trước khi giảng tài liệu mới, cho học sinh làm bài viết trong khoảng 10 - 15ph

Không nên cho học sinh làm các bài kiểm tra viết vào đầu tiết học, nên sử dụng các bài tập nhằm mục đích khái quát hóa kiến thức đã cho, nêu được vấn đề sắp được nghiên cứu trong tiết học Khi nghiên cứu tài liệu mới, tuỳ theo nội dung của tài liệu

và phương pháp giảng dạy, các bài tập có thể là một phương tiện đóng vai trò minh hoạ cho kiến thức mới hoặc là một phương tiện để rút ra kiến thức mới Ở giai đoạn củng cố tài liệu mới, các bài tập được được đưa ra yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức mới để giải quyết với thời lượng khoảng 10 - 12ph Ở đây, tốt hơn cả là giáo viên phân tích bài tập tạo cho được không khí hứng khởi đối với học sinh để giải quyết vấn

đề bài tập đặt ra

b) Gỉảỉ bài tập trong tiết học làm bài tập

Vào đầu tiết học là bài tập hoặc trước khi làm bài tập nào đó, giáo viên phải giúp học sinh nhắc lại, hệ thống lại các kiến thức lí thuyết đã được học trước đó liên quan đến tiết học

Trong tiết học giải bài tập người ta thường sử dụng chủ yếu hai hình thức làm việc của lớp học là: Giáo viên làm bài tập trên bảng cho học sinh theo dõi, hoặc là

hướng dẫn học sinh tự làm bài tập trên bảng vào vở Hình thức thứ hai được áp dụng

để hình thành kĩ năng, kĩ xảo thực hành, để kiểm tra kết quả học tập của học sinh

Khi trình bày phương pháp giải những bài tập loại mới, giáo viên phải giải thích cho học sinh nguyên tắc giải, sau đó phân tích một bài tập mẫu làm cho học sinh hiểu

rõ lôgic giải để từ đó vận dụng vào làm bài thực hành

 Sử dụng các bài tập vui, các bài tập nghịch lí và nguỵ biện

 Sử dụng các tài liệu trực quan (tranh ảnh, mô hình, các video clip ) và các thí nghiệm vật lý

 Kết hợp làm việc tập thể và cá nhân một cách có hiệu quả

Trước khi giải một bài tập nào đó phải hướng dẫn cho học sinh dự kiến các cách giải theo khả năng tư duy của các em và để cho các em suy nghĩ vài phút Trong quá trình giải bài tập, giáo viên phải luôn lưu ý tới những học sinh còn yếu, nhắc nhở, động viên, khích lệ và đặt ra những câu hỏi nhằm giúp các em gỡ bỏ được những khúc mắc mà do tâm lí e ngại không dám thể hiện ra

c) Giải bài tập trong tiết ôn tập

Trong tiết ôn tập, loại bài tập thường sử dụng là các bài tập có tính phát triển, cho phép khái quát hoá nội dung các bài tập tạo điều kiện đi sâu vào giải thích các hiện tượng vật lý Đặc biệt là các bài tập có tính chất tổng hợp giúp học sinh liên hệ rộng tới các đơn vị kiến thức đã học, khắc sâu thêm kiến thức, hệ thống hoá các khái niệm, các định luật, các công thức cần nắm để vận dụng chúng

d) Giải bài tập kiểm tra

Giải bài tập kiểm tra là một hình thức để đánh giá mức độ nắm vững kiến thức, khả năng vận dụng kiến thức của học sinh Vì khi giải bài tập loại này, học sinh phải làm việc hoàn toàn độc lập Tuỳ theo việc đánh giá mà giáo viên có thể vận dụng một trong hai hình thức sau đây:

Kiểm tra nhanh: Hình thức này thường dùng để tìm hiểu trình độ, khả năng xuất phát của học sinh để làm cơ sở cho việc nghiên cứu, chọn lựa nội dung cũng như phương pháp giảng dạy cho phù hợp, sát đúng với đối tượng học sinh Hoặc cũng nhằm để đánh giá khả năng nhận thức của học sinh về một khía cạnh của một đề tài nào đó Các bài tập được chọn là những bài để học sinh làm trong thời gian ngắn (khoảng 10 - 15ph) Ở đây nên lựa chọn các câu hỏi và các bài tập có nhiều đáp án, buộc học sinh phải tư duy nhiều hơn để phân tích chọn lựa được phương án đúng (câu hỏi có nhiều lựa chọn - MCQ)

Kiểm tra tổng kết: Hình thức này cho phép giáo viên đánh giá nhận thức của học sinh không phải chỉ một vài khía cạnh mà là cả một đề tài nào đó, hoặc cả một phần bài nào đó của tài liệu Các bài tập được chọn là những bài kiểm tra tổng kết phức tạp hơn, đòi hỏi học sinh phải hiểu và vận dụng kiến thức ở phạm vi rộng, hoặc phải phân tích bài tập để nhận ra được những đặc điểm tinh tế ở trong bài Tuy nhiên,

để có tác dụng tốt hơn các bài tập kiểm tra tổng kết phải chon lựa sao cho vừa sức với học sinh

e) Giải bài tập phát hiện ra học sinh có năng khiếu về vật lý

Hình thức này nhằm mục đích để phát hiện và tuyển chọn được những học sinh khá giỏi về vật lý Các bài tập lựa chọn cho mục đích này phải là những bài tập khó đòi hỏi tư duy mức độ cao, buộc học sinh phải đề xuất ra được phương án giải hay hoặc có nhiều phương án trả lời và phải thực hiện các phuơng án đó

f) Giải bài tập ngoại khoá

Giải bài tập vật lý theo nhóm là một hình thức phổ biến của công tác ngoại khoá

về vật lý, nhóm giải bài tập thường là những học sinh có năng lực và rất yêu thích môn vật lý Bằng kinh nghiệm và sự sáng tạo của mình, giáo viên có thể tổ chức được việc giải bài tập theo nhóm với nội dung phong phú một cách hào hứng Đây là một môi

trường học tập hết sức thuận lợi cho cá nhân học sinh, trong các buổi ngoại khoá học sinh được rèn luyện các kĩ năng giải quyết các bài tập khó, được cung cấp những thông tin hấp dẫn về bộ môn từ phía giáo viên hoặc từ những thành viên khác của nhóm như các bản tổng kết, các báo cáo nêu lên ý nghĩa của các hiện tượng vật lý đã được nghiên cứu, được thực hành về vật lý nhiều hơn Như vậy có tác dụng tích cực

và trực tiếp đến kết quả học tập của học sinh, phát triển thế giới quan, bồi dưỡng được phương pháp nhận thức khoa học vật lý, trang bị các kĩ năng cả về tính toán và thực hiện cho các em

Các cuộc thi học sinh giỏi vật lý của chúng ta hiện tại là một dạng của ngoại khoá Vật lý Vì đề thi chưa thể hiện được phần thực hành của học sinh, nên tác dụng giáo dục bộ môn này còn hạn chế

Vì vậy, để công tác ngoại khoá Vật lý đúng nghĩa của nó, giáo viên nên lập nhóm học sinh yêu thích môn Vật lý, tổ chức cho các em làm việc với bài tập hay và khó tuyển chọn từ nhiều nguồn, trong đó phải lưu ý tới các bài tập hay thì mới có thể thực hiện được mục đích của công tác ngoại khoá Vật lý

BTVL rất đa dạng và phong phú, mang đầy đủ ý nghĩa giáo dục, phát triển tư duy, giáo dưỡng và giáo dục kĩ thuật tổng hợp Giải BTVL đòi hỏi ở học sinh hoạt động trí tuệ tích cực, tự lập và sáng tạo BTST về vật lý là một loại bài tập có ưu thế nổi trội về bồi dưỡng tư duy và năng lực sáng tạo cho HS, phàn tiếp theo sẽ đề cập đến

cơ sở lí luận của việc bồi dưỡng tư duy và năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học vật lý

1.3 Bài tập sáng tạo về vật lý - phương tiện dạy học sáng tạo trong môn vật lý

ở trường phổ thông

1.3.1 Khái niệm bài tập sáng tạo

Bài tập sáng tạo là bài tập mà giả thuyết không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng vật lý; có những đại lượng vật lý được ẩn giấu; điều kiện bài tập không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lý cần sử dụng Giải BTST đòi hỏi HS phải nhạy bén trong tư duy, độc đáo và sáng tạo trong cách giải quyết vấn đề với những tình huống mới để phát hiện điều mới về kiến thức, kĩ năng

hoặc thái độ ứng xử mới, về những điều chưa biết, chưa có Đặc biệt BTST yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá theo ý kiến riêng của bản thân HS

Như vậy sử dụng BTST về vật lý trong việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS là rất cần thiết, đặc biệt trong việc phát hiện và bồi dưỡng HS giỏi về vật lý thì hiệu quả của BTST là rất lớn Theo Ra-zu-mốp-xki, BTST được chia thành hai loại: Bài tập nghiên cứu: (Trả lời câu hỏi “tại sao”?) và bài tập thiết kế (trả lời câu hỏi: “làm thế nào?”) Trong bài tập thiết kế đòi hỏi HS phải đề xuất một thiết bị để thỏa mãn yêu cầu tạo ra một hiện tượng vật lý nào đó Trong BT nghiên cứu để giải thích một hiện tượng mới gặp nào đó

1.3.2 Phâ n biệt BTST với bài tập luyện tập

Nếu phân loại theo yêu cầu luyện tập kĩ năng và phát triển tư duy học sinh, bài tập vật lý bao gồm: Bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo

Bài tập luyện tập Bài tập sáng tạo

Áp dụng các kiến thức xác định đã biết để

giải

Vận dụng linh hoạt, sáng tạo những

kiến thức cũ Dạng bài tập theo khuôn mẫu nhất định Không theo khuôn mẫu

Tình huống quen thuộc Tình huống mới

Có tính tái hiện Có tính phát hiện Không yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá Yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá

1.3.3 Các dấu hiệu nhận biết BTST về vật lý

Theo Ra-zu-mốp-xki, BTST được chia thành hai loại: Bài tập nghiên cứu (trả lời câu hỏi tại sao) và bài tập thiết kế (Trả lời câu hỏi làm thế nào) Tuy nhiên, theo chúng tôi, sự phân loại này khá tổng quát gây khó khăn cho việc sử dụng Vì vậy, trong luận án, chúng tôi phân biệt BTST theo Phạm Thị Phú - Nguyễn Đình Thước [10],

Theo [10] TDST được nhận biết theo 6 dấu hiệu, ứng với mỗi dấu hiệu là một dạng của BTST

a) Bài tập có nhiều cách giải

Loại bài tập này sẽ rèn luyện cho học sinh thói quen nhìn nhận vấn đề dưới nhiều góc độ, không cứng nhắc, không bằng lòng ngay với kết quả của bài tập, kích thích tính tìm tòi, sáng tạo của học sinh

b) Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi

Đây là loại bài tập thường có nhiều câu hỏi Câu hỏi đầu tiên là một bài tập luyện tập, còn các câu hỏi sau thì có hình thức hỏi tương tự câu hỏi đầu tiên nhưng nội dung của vấn đề cần hỏi đã biến đổi về chất Học sinh nếu áp dụng phương pháp giải của câu đầu tiên vào giải các câu tiếp theo thì sẽ dẫn tới điều vô lí hoặc kết quả sẽ không đúng

c) Bài tập thí nghiệm về vật lý

Đây là loại bài tập đòi hỏi học sinh phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải

lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập Bài tập thí nghiệm bao gồm BTTN định tính và BTTN định lượng

Để giải các BTTN định lượng, HS phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các khả năng hoạt động trí óc và chân tay, vốn hiểu biết

kỹ thuật để tự mình xây dựng phương án, lựa chọn hoặc chế tạo phương tiện, thực hiện thí nghiệm để thu thập xử lí các số liệu thì mới giải quyết được

Độ khó của BTTN định lượng được thể hiện thông qua các mức độ:

 Mức độ 1: Cho thiết bị, hướng dẫn cách làm, yêu cầu tìm quy luật đo đạc các đại lượng vật lý

 Mức độ 2: Cho thiết bị, yêu cầu thiết kế phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm

để tìm quy luật hoặc đo đạc các đại lượng

 Mức độ 3: Cho mục đích thí nghiệm, yêu cầu lựa chọn, thiết kế phương án, tiến hành thí nghiệm, chế tạo thiết bị thí nghiệm

d) Bài tập cho thiếu hoặc thừa dữ kiện

Đây là loại bài tập cho thiếu các dữ kiện hoặc cho thừa các dữ kiện hoặc các dữ kiện này mâu thuẫn, loại trừ lẫn nhau, dẫn đến các kết quả khác nhau của đại lượng cần tìm

Để giải loại bài tập này, học sinh phải nhận ra sự “không bình thường” của bài tập, chỉ

ra được mâu thuẫn giữa các dữ kiện, để từ đó đưa ra được cách điều chỉnh các dữ kiện

để được bài toán bình thường Giải được bài tập loại này, học sinh phải có khả năng phân tích các dữ kiện, tổng hợp các mối quan hệ giữa các đại lượng, so sánh, đối chiếu các kết quả với nhau để tìm ra được mấu chốt của bài tập

e) Bài tập nghịch lí và ngụy biện

Bài tập vật lý nghịch lí và ngụy biện là những bài tập mà trong đó có chứa đựng những yếu tố (hoặc ở phần dữ kiện hoặc ở phần kết luận) trái ngược hoặc không phù hợp với các định luật, quy tắc, quy luật vật lý, 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, quy tắc, quy luật vật lý và logic thông thường Song xem xét một cách cặn kẽ, có luận chứng khoa học, dựa trên các định luật, quy tắc, quy luật vật lý, thì mới nhận ra sự nghịch lí và ngụy biện trong bài tập Giải các bài tập này học sinh sẽ nắm vững được nội dung, phạm vi ứng dụng của các định luật vật lý

Bài tập nghịch lí và ngụy biện là những bài tập được soạn thảo dựa trên những suy luận sai lầm của học sinh và những biểu hiện đa dạng của các sự kiện, hiện tượng, quá trình vật lý, Với loại bài tập này, học sinh thường phạm phải những sai lầm có tính chất tinh vi, đôi khi khó nhận thấy được, có thể là do không chú ý tới tất cả các dữ kiện của bài tập hay áp dụng một cách không đúng các công thức, nội dung, phạm vi ứng dụng của định luật

f) Bài tập “hộp đen”

Theo Bunxơman, bài tập “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 tập

“hộp đen” là quá trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phân tích mối quan hệ giữa dữ kiện

“đầu vào” và dữ kiện “đầu ra” để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen

1.4 TRIZ và vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào dạy học vật lý 1.4.1 Vài nét về lịch sử của TRIZ

Khoa học về tư duy sáng tạo đã được đặt nền móng từ thế kỷ thứ ba nhưng chưa được chú ý và phát triển Đến cuối thế kỉ 19, đầu thế kỷ 20 các nhà tâm lý học bắt đầu

nghiên cứu về tâm lý sáng tạo khoa học và kỹ thuật nhưng cách tiếp cận và nghiên cứu này đối với tư duy sáng tạo gặp nhiều khó khăn không vượt qua được nên không đưa thêm được những kết quả mới về mặt nguyên tắc, vì gốc của vấn đề tư duy sáng tạo lại nằm bên ngoài tâm lý

Từ các thông tin về sáng chế (là các giải pháp kỹ thuật có tính mới và đem lại lợi ích) được công nhận cấp bằng tác giả hay patent chính xác và tin cậy, người ta tìm

ra nhiều thủ thuật dùng cho tư duy sáng tạo khoa học kỹ thuật Các thủ thuật này giúp các nhà sáng chế định hướng suy nghĩ và đưa ra các ý tưởng độc đáo trong nhiều trường hợp Tuy nhiên việc sử dụng còn phức tạp và chưa thể khai thác hiệu quả Từ những năm 40 của thế kỷ này, người ta đưa ra những phương pháp tích cực hoá tư duy, có mục đích là tăng năng suất phát ý tưởng Đến nay con số các phương pháp đã lên tới ba mươi, có thể kể đến các phương pháp tiêu biểu: phương pháp não công, phương pháp đối tượng tiêu điểm, phương pháp các câu hỏi kiểm tra, phương pháp phân tích hình thái Tuy nhiên các phương pháp này chỉ mới hạn chế được một phần nhược điểm của phương pháp thử và sai, còn khá nhiều hạn chế

Từ 1946, G.S.Altshuller bắt đầu nghiên cứu xây dựng lý thuyết giải bài toán sáng chế (TRIZ) TRIZ về mặt nguyên tắc khác với phương pháp thử và sai cùng các phương pháp tích cực hoá tư duy Tiên đề cơ bàn của TRIZ là: các hệ kỹ thuật phát triển tuân theo các quy luật khách quan, nhận thức được Chúng được phát hiện và sử dụng một cách có ý thức để giải bài toán sáng chế

Sáng tạo học, cụ thể là TRIZ hình thành và phát triển ở Nga, sau đó lan ra nhiều nước khác Đặc biệt ở Mĩ, từ năm 1991 TRIZ phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng Ở nước ta những hoạt động liên quan đến khoa học về tư duy sáng tạo mới thực sự bắt đầu vào cuối thập kỉ 70 và còn mang tính tự phát, không thuộc hệ thống giáo dục

“Trung tâm sáng tạo khoa học kỹ thuật” do Phan Dũng sáng lập đã hoạt động có hiệu quả [11], [12]

1.4.2 Đối tượng, mục đích, lợi ích của phương pháp luận sáng tạo

Đối tượng mà môn học nghiên cứu và hoàn thiện là tư duy sáng tạo - quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định của mỗi người

Mục đích: trang bị cho người học hệ thống các phương pháp và kỹ năng cụ thể, giúp họ nâng cao năng suất, hiệu quả và về lâu dài tiến tới điều khiển tư duy sáng tạo của họ

Các ích lợi: nếu giải quyết các vấn đề không tốt và đưa ra quyết định sai, ta phải trả giá về thời gian sức khoẻ, phương tiện vật chất Phương pháp luận sáng tạo giúp định hướng đúng và khoa học trong việc giải quyết các vấn đề

1.4.3 Tổng quan cách tiếp cận xây dựng phương pháp luận sáng tạo - TRIZ

b) Ưu nhược điểm của phương pháp thử và sai:

Phương pháp thử và sai thích hợp với những bài toán có số phép thử khá nhỏ và trả giá cho mỗi phép thử có thể chấp nhận được.Ưu điểm lớn nhất của phép thử và sai

là nó chính là cơ chế của sự tiến hoá và phát triển trong tự nhiên, xã hội, tư duy cho đến thời gian gần đây

Nhược điểm của phương pháp thử và sai là lãng phí lớn về thời gian, chất xám, các tiêu chuẩn đánh giá “đúng”, “sai” mang tính chủ quan và ngắn hạn, năng suất phát

ý tưởng thấp, nhược điểm lớn nhất là thiếu cơ chế định hướng tư duy về phía lời giải

Chính do tính ì tâm lý và các kinh nghiệm đã có luôn có xu hướng đưa người giải về lối mòn cũ hay phát ý tưởng mò mẫm thiếu định hướng mà không biết có đi đến lời giải hay không Tuy phương pháp thử và sai trước đến nay vẫn được sử dụng

rộng rãi, quen thuộc và cũng đã có nhiều thành tựu nhưng đó chưa phải là phương pháp tối ưu giúp hoàn thiện tư duy của mỗi người Cần phải có một công cụ lao động giúp suy nghĩ hiệu quả hơn thay cho suy nghĩ thử và sai tự nhiên và thô sơ Đó chính

là cơ chế định hướng giúp người giải định hướng đúng để đi đến lời giải Khi có công

cụ trong tay thì việc tư duy giải quyết vấn đề không phải chỉ dành cho thiên tài mà chia đều cho mọi người bình thường, ai cũng có thể đi đến lời giải một cách khoa học

c) Ý tưởng cơ bản và nguồn gốc TRIZ - lý thuyết giải bài toán sáng chế

Phương pháp thử và sai với nhiều nhược điểm không đáp ứng yêu cầu của sự phát triển và giải quyết các vấn đề hiện đại Hiện nay trên thế giới có khá nhiều phương pháp luận sáng tạo được xây dựng trên cơ sở tiếp cận khác nhau như: phương pháp não công, phương pháp đối tượng tiêu điểm, phương pháp phân tích hình thái và

lý thuyết giải bài toán sáng chế (viết tắt theo tiếng Nga và chuyển sang kí tự latinh có nghĩa là TRIZ)

Ý tưởng cơ bản dẫn đến việc xây dựng TRIZ là khoa học có nhiệm vụ phát hiện

ra các quy luật, khoa học sáng tạo cũng không nằm ngoài quy tắc chung đó Sáng tạo tạo ra sự phát triển nên đi tìm các quy luật sáng tạo là đi tìm quy luật của sự phát triển Quan niệm đi tìm quy luật sáng tạo không phải là các quy luật tâm sinh lý mà là đi tìm quy luật của sự phát triển nói chung nhằm xây dựng cơ chế định hướng trong tư duy sáng tạo Sự phát triển của nền văn minh chủ yếu do việc con người sử dụng công cụ lao động ngày càng hoàn thiện dựa trên các phát minh khoa học liên quan đến các quy luật khách quan chứ không phải do các quy luật tâm sinh lý của con người Như vậy việc nghiên cứu các quy luật khách quan về sự phát triển sẽ giúp sáng chế ra hệ thống công cụ cho tư duy sáng tạo Tuy nhiên quy luật tâm sinh lý cũng rất quan trọng đối với việc thiết kế và sử dụng phương pháp luận sáng tạo

Hình 1.3 Các ngu ồn kiến thức và thành tựu của nhiều bộ môn khoa học kĩ thuật

được TRIZ kế thừa

Phép duy vật biện chứng cung cấp phương pháp luận nghiên cứu các quy luật chung nhất về sự phát triển trong cả ba lĩnh vực : tự nhiên, xã hội, tư duy

 Các thông tin về patent là những thông tin tin cậy về sự phát triển

 Các lý thuyết hệ thống, thông tin, điều khiển học, ra quyết định, các phương pháp dự báo cung cấp thông tin về sự phát triển trong nhiều lĩnh vực làm cơ sở cho TRIZ

 Các yếu tố tâm sinh lý phù hợp với người sử dụng TRIZ cần được quan tâm Vì thế tâm lý học sáng tạo là một trong những nguồn kiến thức của TRIZ

Những sáng chế khoa học mức cao thường sử dụng các hiệu ứng khoa học độc đáo

ít người biết đến Vì thế TRIZ còn đặt mục đích xây dựng cơ sở kiến thức, các phương tiện giúp nhà sáng chế tra cứu và sử dụng hiệu ứng khoa học một cách thuận tiện

Ngoài ra TRIZ còn phê phán các phương pháp luận sáng tạo khác nhằm thừa kế ưu điểm và khắc phục các khuyết điểm

Có thể nói cho đến thời điểm hiện nay phương pháp luận sáng tạo dựa trên TRIZ là một lý thuyết lớn với hệ thống công cụ tương đối hoàn chỉnh trong khoa học sáng tạo bao gồm 9 quy luật phát triển hệ thống, 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản dùng khắc phục các mâu thuẫn kỹ thuật, 11 biến đổi mẫu dùng khắc phục các mâu thuẫn vật lý, hệ thống 76 chuẩn dùng để giải bài toán sáng chế, chương trình giải các bài toán Ngoài

ra người sử dụng còn có thể tổ hợp những thành phần này lại theo vô vàn cách để có

sự đa dạng vô tận

1.4.4 Các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ

Nguyên tắc sáng tạo (NTST) hay thủ thuật sáng tạo là thao tác tư duy đơn lẻ, chỉ ra hướng mà người giải cần suy nghĩ [5] [6]

Năm 1946, G.s Altshuller bắt đầu tìm ra các thủ thuật nhằm mục đích giúp cá nhân mình có thể sáng chế với năng suất và hiệu quả cao hơn Đến năm 1970, đã có 40 thủ thuật sáng tạo cơ bản và được sử dụng cho đến nay Tuy nhiên, vận dụng TRIZ vào dạy học như thế nào và các thủ thuật cơ bản nào là thiết thực đối với quá trình dạy học là một vấn đề khá khó khăn Giải quyết vấn đề này, chúng tôi nghiên cứu hoạt động sáng tạo trong dạy học và hoạt động phát minh, sáng chế của các nhà khoa học,

kỹ thuật Chúng tôi nhận thấy có sự giao nhau của hai trường hoạt động sáng tạo này trên một số nguyên tắc sáng tạo (NTST)

Hình 1.4 S ự giao nhau giữa hoạt động phát minh, sáng chế và DHST

Vấn đề đặt ra là nghiên cứu nội dung và ý nghĩa của 40 NTST của TRIZ để tìm

ra một số NTST có thể sử dụng vào quá trình dạy học Từ [5] và [7], chúng tôi đã tổng hợp được 10 NTST có thể vận dụng vào dạy học

Sau đây là nội dung và ý nghĩa của 10 NTST đã lựa chọn và tổng hợp:

Nguyên tắc 1: Nguyên tắc kết hợp

Kết hợp các đối tượng (có thể là các bộ phận, dụng cụ, nhu cầu, ) hay kết hợp

về mặt thời gian các hoạt động nhằm mang lại tính năng vượt trội cho sản phẩm hay giải pháp đó

Nguyên tắc này được vận dụng rất phổ biến trong mọi lĩnh vực của cuộc sống Trong thực tế, các quá trình, sự kiện, yếu tố thường đan xen và có những mối quan hệ hữu cơ với nhau, do đó luôn luôn tồn tại khả năng kết hợp các yếu tố, sự kiện, quá trình này nhằm nâng cao hiệu quả của giải pháp

Trong dạy học bài tập, NT kết hợp được vận dụng ở chỗ kết hợp nhiều yếu tố,

dữ kiện, lời giải, nhiều bài toán thành bài toán mới

Trong thực tế, thủ thuật này được sử dụng rất nhiều trong việc thiết kế, cải tiến các sản phẩm hay quy trình kỹ thuật Việc áp dụng những phẩm chất này còn giúp người giải tập trung vào những điểm mấu chốt của vấn đề, những thời điểm và địa điểm cụ thể xảy ra mâu thuẫn, từ đó phát biểu đúng bài toán và đi đến các lời giải thỏa đáng

Trong dạy học bài tập, NT này được vận dụng hướng dẫn HS xây dựng mô hình thiết bị kỹ thuật trong bài toán hộp đen (Chương 2)

Nguyên tắc 3: Nguyên tắc phân nhỏ (hay còn gọi là NT phân chia)

Nội dung: