Phát triển tư duy của học sinh thông qua xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học chương “Dòng điện không đổi” Vật lí 11 nâng cao

Nhiều ý kiến của các chuyên gia có chung nhận định: Nội dung chương trình của nước ta còn nặng về lí thuyết, ít chú ý rèn luyện kỹ năng, nhất là những kỹ năng vận dụng thực tiễn. Trong đó, việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS chưa được quan tâm đúng mức 3. Cái cuối cùng phải đưa đến cho thế hệ trẻ trong dạy học là sự phát triển tư duy, nhất là tư duy sáng tạo. Vì chỉ có tư duy sáng tạo mới giúp con người tạo ra sự phát triển nhanh chóng và bền vững của xã hội. Để bồi dưỡng TDST cho học sinh trong dạy học có nhiều biện pháp khác nhau. Trong đó, sử dụng bài tập sáng tạo cũng là một trong những biện pháp nhiều nghiên cứu hướng tới. Hệ thống các bài tập trong chương trình Vật lí phổ thông hiện nay phần lớn là những bài toán vận dụng đơn giản, nặng về biến đổi toán học, ít gắn liền với thực tế, ít có tính sáng tạo. Các bài tập như thế chỉ giúp cho HS tái hiện lại kiến thức, nhớ công thức, giải bài tập để luyện thi là chủ yếu. Điều đó, không làm cho HS thấy được sự cần thiết của việc học vật lí để phục vụ cho đời sống và ứng dụng vào kĩ thuật. Nhiều HS khi gặp những vấn đề thực tế trong cuộc sống, rất khó khăn để giải quyết, không biết vận dụng kiến thức gì, vận dụng như thế nào, không gắn được kiến thức đã học với thực tế và đời sống. Với những đặc trưng cụ thể, bài tập sáng tạo có tác dụng quan trọng trong việc phát triển tư duy, nhất là tư duy sáng tạo cho HS. Điều đó, sẽ góp phần vào việc thực hiện mục tiêu giáo dục là đào tạo thế hệ trẻ thành những con người năng động, sáng tạo, biết vận dụng linh hoạt các kiến thức và năng lực của mình để tạo ra những giá trị mới, nhằm góp phần thúc đẩy sự phát triển của xã hội. Trong dạy học, việc sử dụng BTST một cách khoa học, hợp lí chính là dạy học sáng tạo. Xuất phát từ lí do trên chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: “Phát triển tư duy của học sinh thông qua xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học chương “Dòng điện không đổi” Vật lí 11 nâng cao”.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN QUANG HỒI

PHÁT TRIỂN TƯ DUY CỦA HỌC SINH THÔNG QUA XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI”

VẬT LÍ 11 NÂNG CAO

Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học mơn Vật lí

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS LÊ VĂN GIÁO

HUẾ, NĂM 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu củariêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trongluận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép

sử dụng và chưa từng được công bố trên bất kỳ mộtcông trình nào

Tác giả luận văn

Nguyễn Quang Hoài

Lời Cảm Ơn

Hoàn thành luận văn này, tôi xin bày

tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo - người

hướng dẫn khoa học: PGS TS Lê Văn Giáo

đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Vật lý - KCN Trường Trung học phổ thông Lệ Thủy - huyện Lệ Thủy - tỉnh Quảng Bình cùng các thầy cô giáo khoa Vật lý Trường Đại học Sư phạm Huế đã góp nhiều ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện đề tài.

Xin cảm ơn Ban giám hiệu và các thầy

cô giáo tổ Vật lý và các học sinh của các Trường THPT Lệ Thủy, THPT Trần Hưng Đạo, THPT Hoàng Hoa Thám, huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và hợp tác cùng chúng tôi trong quá trình nghiên cứu.

Cuối cùng, xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã động viên giúp đỡ tôi

trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

đề tài.

Huế, tháng 9 năm

2014 Nguyễn Quang Hoài

iii

MỤC LỤC

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH 5

MỞ ĐẦU………6

1 Lí do chọn đề tài 6

2 Lịch sử nghiên cứu 7

3 Mục tiêu nghiên cứu 8

4 Giả thuyết khoa học 8

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 8

6 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 9

7 Phương pháp nghiên cứu 9

8 Đóng góp mới của đề tài 9

NỘI DUNG……… 10

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THPT……… 10

1.1 Phát triển tư duy cho HS trong dạy học vật lí 10

1.1.1 Tư duy 10

1.1.2 Tư duy sáng tạo 15

1.1.3 Những yếu tố liên quan đến tư duy sáng tạo của học sinh 16

1.2 Dạy học sáng tạo trong vật lí 17

1.2.1 Cơ sở lí luận về dạy học sáng tạo 17

1.2.2 Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào dạy học vật lí 18

1.3 Bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí 23

1.3.1 Khái niệm 23

1.3.2 Phân biệt bài tập sáng tạo và bài tập luyện tập 23

1.3.3 Dấu hiệu nhận biết BTST về vật lí 24

1.3.4 Vai trò của bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí 27

1.3.5 Phân loại bài tập sáng tạo 28

1.4 Nguyên tắc, quy trình xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí 30

1.4.1 Nguyên tắc chung 30

1.4.2 Nguyên tắc xây dựng BTST 32

1.4.3 Quy trình xây dựng hệ thống BTST 33

1.5 Phương pháp xây dựng BTST 35

1.6 Quy trình hướng dẫn HS giải BTST 36

1.7 Thực trạng về vấn đề phát triển tư duy sáng tạo của HS thông qua xây dựng và sử dụng hệ thống BTST vật lí THPT 38

1.7.1 Đánh giá thực trạng 38

1.7.2 Nguyên nhân thực trạng 40

1.8 Biện pháp phát triển tư duy sáng tạo qua sử dụng hệ thống BTST 42

Kết luận chương 1 43

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” VẬT LÍ 11 NÂNG CAO……….44

2.1 Đặc điểm nội dung, cấu trúc chương “Dòng điện không đổi” Vật lí 11 44

2.2 Xây dựng hệ thống BTST và hướng dẫn giải BTST chương “Dòng điện không đổi” Vật lí 11 nâng cao 45

2.2.1 Xây dựng BTST phát triển từ BT cơ bản 45

2.2.2 Xây dựng BTST mới 47

2.2.3 Bài tập sáng tạo được khai thác 48

2.2.4 Xây dựng hệ thống BTST 50

2.3 Sử dụng hệ thống BTST trong dạy học vật lí chương “ Dòng điện không đổi” Vật lí 11 nâng cao 62

2.3.1 Sử dụng hệ thống BTST trong bài dạy kiến thức mới 62

2.3.2 Sử dụng BTST trong tiết bài tập 64

2.3.3 Sử dụng BTST vào bồi dưỡng học sinh giỏi 65

2.3.4 Sử dụng hệ thống BTST trong kiểm tra, đánh giá 66

2.4 Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Dòng điện không đổi” Vật lí 11

THPT với việc sử dụng hệ thống BTST 66

Kết luận chương 2 74

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM……….75

3.1 Mục đích và nhiệm vụ TNSP 75

3.1.1 Mục đích của TNSP 75

3.1.2 Nhiệm vụ TNSP 75

3.2 Nội dung TNSP 75

3.2.1 Công tác chuẩn bị TNSP 75

3.2.2 Chọn mẫu 76

3.2.3 Tiến hành TNSP 76

3.3 Kết quả TNSP 77

3.3.1 Đánh giá về hoạt động của GV và HS trong các giờ học 77

3.3.2 Đánh giá kết quả TNSP 77

3.3.3 Tính toán các số liệu 77

3.3.4 Kiểm định giả thuyết thống kê 80

Kết luận chương 3 81

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC B NG BI U, Đ TH , HÌNH NH ẲNG BIỂU, ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH ỂU, ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH Ồ THỊ, HÌNH ẢNH Ị, HÌNH ẢNH ẢNH

Bảng 3.1: Số liệu HS các nhóm thực nghiệm và đối chứng 76

Bảng 3.2: Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra 78

Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất 78

Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất tích luỹ 78

Bảng 3.5: Các tham số thống kê 79

Đồ thị 3.1: Đồ thị phân phối tần suất 79

Đồ thị 3.2: Đồ thị phân phối tần suất tích lũy 79

Hình 1.1 Sơ đồ các giai đoạn của quá trình tư duy 11

Hình 1.2: Sơ đồ BTST vật lí 29

Hình 2.1: Sơ đồ kiến thức chương “Dòng đi n không đổi” ệ 44

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Cùng với sự thay đổi của xã hội loài người, cuộc cách mạng khoa học côngnghệ đã phát triển nhanh chóng, làm thay đổi sâu sắc đời sống xã hội trong đócó lĩnh vực giáo dục Xu thế toàn cầu hoá đòi hỏi con người không những cótrình độ văn hoá, trình độ chuyên môn nghiệp vụ mà cần phải có năng lực tự họctập và không ngừng sáng tạo để luôn chủ động , ứng phó trước sự thay đổi nhanhchóng của xã hội, của khoa học kĩ thuật Nền giáo dục nước ta đang đứng trướcyêu cầu cấp thiết là đổi mới chương trình, đổi mới sách giáo khoa và sẽ hoànthành sau năm 2015

Nghị quyết Hội nghị lần thứ 2 Ban chấp hành Trung ương Đảng khoá VIII chỉ

rõ: “Mục tiêu chủ yếu là thực hiện giáo dục toàn diện đạo đức, trí dục, thể dục , ở

tất cả các bậc học Hết sức coi trọng giáo dục chính trị, nhân cách, khả năng tư duy sáng tạo và năng lực thực hành” [7]

Luật Giáo dục số 38/2005/QH 11 điều 28.2 đã ghi: “Phương pháp giáo dục

phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của HS; phù hợp với từng đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm đem lại niềm vui hứng thú cho HS” [26]

Chiến lược phát triển giáo dục 2011-2020 được Thủ tướng Chính phủ phê

duyệt ngày 13/6/2013, khẳng định: “Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học và kết

quả học tập, rèn luyện theo hướng phát huy tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo và năng lực tự học của người học” [3]

Nhiều ý kiến của các chuyên gia có chung nhận định: Nội dung chương trìnhcủa nước ta còn nặng về lí thuyết, ít chú ý rèn luyện kỹ năng, nhất là những kỹ năngvận dụng thực tiễn Trong đó, việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS chưa đượcquan tâm đúng mức [3] Cái cuối cùng phải đưa đến cho thế hệ trẻ trong dạy học là

sự phát triển tư duy, nhất là tư duy sáng tạo Vì chỉ có tư duy sáng tạo mới giúp conngười tạo ra sự phát triển nhanh chóng và bền vững của xã hội

Để bồi dưỡng TDST cho học sinh trong dạy học có nhiều biện pháp khácnhau Trong đó, sử dụng bài tập sáng tạo cũng là một trong những biện pháp nhiềunghiên cứu hướng tới

Hệ thống các bài tập trong chương trình Vật lí phổ thông hiện nay phần lớn lànhững bài toán vận dụng đơn giản, nặng về biến đổi toán học, ít gắn liền với thực tế,

ít có tính sáng tạo Các bài tập như thế chỉ giúp cho HS tái hiện lại kiến thức, nhớcông thức, giải bài tập để luyện thi là chủ yếu Điều đó, không làm cho HS thấyđược sự cần thiết của việc học vật lí để phục vụ cho đời sống và ứng dụng vào kĩthuật Nhiều HS khi gặp những vấn đề thực tế trong cuộc sống, rất khó khăn để giảiquyết, không biết vận dụng kiến thức gì, vận dụng như thế nào, không gắn đượckiến thức đã học với thực tế và đời sống

Với những đặc trưng cụ thể, bài tập sáng tạo có tác dụng quan trọng trong việcphát triển tư duy, nhất là tư duy sáng tạo cho HS Điều đó, sẽ góp phần vào việcthực hiện mục tiêu giáo dục là đào tạo thế hệ trẻ thành những con người năng động,sáng tạo, biết vận dụng linh hoạt các kiến thức và năng lực của mình để tạo ranhững giá trị mới, nhằm góp phần thúc đẩy sự phát triển của xã hội Trong dạy học,việc sử dụng BTST một cách khoa học, hợp lí chính là dạy học sáng tạo

Xuất phát từ lí do trên chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: “Phát triển tư duy

của học sinh thông qua xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học chương “Dòng điện không đổi” Vật lí 11 nâng cao”.

2 Lịch sử nghiên cứu

Ở nước ta, đã có một số tác giả luận văn thạc sĩ, luận án tiến sĩ nghiên cứu vấnđề bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường phổ thông:

Tác giả Nguyễn Thị Hồng Việt (1993) trong đề tài: “Dạy học một số kiến thức

lớp 10 PTTH theo chu trình nhận thức khoa học vật lí”, đã nghiên cứu chu trình

nhận thức khoa học đặc thù của môn vật lí và vận dụng chu trình này vào dạy họcmột số kiến thức trong chương trình vật lí lớp 10 THPT

Tác giả Phạm Thị Phú (1999) với đề tài: “Bồi dưỡng phương pháp thực

nghiệm cho HS nhằm nâng cao hiệu quả dạy học phần cơ học lớp 10”, đã đề cập

đến việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh dưới dạng tường minh

và không tường minh trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

Vũ Thị Minh (2011) trong: “Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài

tập sáng tạo trong dạy học phần cơ học lớp 10-THPT” , đã đề cập đến các

nguyên tắc sáng tạo của TRIZ và vận dụng vào xây dựng hệ thống bài tập phần

cơ học lớp 10 THPT

Võ Đình Bảo (2011) đã nghiên cứu đề tài: “Tổ chức dạy học chương động lực

học chất điểm vật lí 10 theo phương pháp nhóm thông qua việc xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo” Trong đó, đã đề cập đến việc xây dựng và sử dụng BTST

trong tổ chức dạy học nhóm

Như vậy, các nghiên cứu trên đều chưa đề cập đến việc xây dựng và sử dụng

hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học chương: “Dòng điện không đổi vật lí 11

THPT” theo hướng phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh.

3 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng hệ thống BTST và đề xuất quy trình sử dụng hệ thống BTST trongdạy học chương “Dòng điện không đổi ” vật lí 11 nâng cao

4 Giả thuyết khoa học

Nếu đề xuất được quy trình sử dụng hệ thống BTST và vận dụng chúng vàodạy học có thể góp phần phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh, qua đó nâng caohiệu quả dạy học vật lí ở trường phổ thông

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận của việc phát triển tư duy sáng tạo qua BTVL trong dạy

học ở trường phổ thông

- Nghiên cứu lí thuyết của BTST và các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ để đề

xuất quy trình xây dựng BTST

- Nghiên cứu nội dung, cấu trúc chương trình chương “Dòng điện không đổi”

Vật lí 11 THPT

- Nghiên cứu đề xuất quy trình sử dụng BTST theo hướng bồi dưỡng TDST

- Xây dựng hệ thống BTST chương “Dòng điện không đổi” Vật lí 11 nâng

cao

- Soạn thảo tiến trình dạy học chương chương “Dòng điện không đổi” Vật lí

11 nâng cao với việc khai thác và sử dụng hệ thống BTST đã xây dựng

- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá mức độ phù hợp và tính hiệu quả của

các biện pháp sử dụng BTST trong phát triển tư duy của HS

6 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

Hoạt động dạy và học vật lí ở trường phổ thông, trong đó đi sâu nghiên cứuviệc sử dụng BTST trong dạy học

7 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đềtài

- Phương pháp điều tra: Trao đổi với GV và HS bằng phương pháp sử dụngphiếu điều tra, phân tích kết quả học tập và ý kiến của GV, HS

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học, dự giờ, quan sát, ghichép, chụp ảnh, quay phim, thu thập dữ liệu, phân tích đánh giá kết quả học tập vàkết quả từ phiếu điều tra

- Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng phương pháp thống kê toán học xử

lí các kết quả thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm định giả thuyết thống kê về sự khácbiệt trong kết quả học tập của hai nhóm thực nghiệm và đối chứng

8 Đóng góp mới của đề tài

8.1 Về lí luận

- Đề xuất được quy trình dạy học sử dụng hệ thống BTST theo hướng pháttriển tư duy của HS

8.2 Về thực tiễn

- Xây dựng được hệ thống BTST chương “Dòng điện không đổi” Vật lí lớp 11nâng cao

NỘI DUNG Chương 1.

CƠ SỞ LÍ LUẬN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP SÁNG TẠO

TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THPT 1.1 Phát triển tư duy cho HS trong dạy học vật lí

1.1.1 Tư duy

1.1.1.1.Tư duy và đặc điểm của tư duy

Theo V.I Lê nin, tư duy là sự phản ánh thế giới tự nhiên sâu sắc hơn, trungthành hơn, đầy đủ hơn, đi sâu một cách vô hạn, tiến gần đến chân lý khách quan

hơn “Tư duy của người ta – đi sâu một cách vô hạn, từ giả tưởng tới bản chất, từ

bản chất cấp một, nếu có thể như vậy, đến bản chất cấp hai … đến vô hạn” [40].

Theo M.N Sacdacop: “Tư duy là sự nhận thức khái quát và gián tiếp những sự

vật và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính chung và bản chất của chúng, tư duy cũng là sự nhận thức và sự xây dựng sáng tạo những sự vật và hiện tượng mới, riêng lẻ của hiện thực trên cơ sở những tri thức khái quát hóa” [24].

Theo Tâm lý học, tư duy là quá trình phản ánh hiện thực một cách gián tiếp vàkhái quát, là quá trình con người sử dụng ngôn ngữ và các hình thức tư duy để phântích, tổng hợp, cải biến, khái quát các tài liệu cảm tính nhằm phản ánh các thuộctính, các mối quan hệ có tính bản chất, quy luật của các sự vật và hiện tượng của thếgiới khách quan [30]

Như vậy, tư duy là một quá trình nhận thức lí tính, phản ánh những thuộc tínhbên trong, bản chất, những mối liên hệ, quan hệ có tính quy luật của sự vật hiệntượng mà trước đó chúng ta chưa biết Tư duy phản ánh sự vật hiện tượng một cáchgián tiếp và mang tính khái quát cao Chính vì những điều này, tư duy có khả nănggiúp con người nhận thức về thế giới một cách sâu sắc, đầy đủ và chính xác Bởivậy, phát triển tư duy cho học sinh là một việc làm cần thiết, là một trong nhữngmục tiêu của hoạt động dạy học ở trường phổ thông

Tư duy và ngôn ngữ có mối quan hệ rất mật thiết với nhau Tư duy chỉ pháttriển tốt khi học sinh có ngôn ngữ phong phú Không có ngôn ngữ không thể pháttriển tư duy Do đó, để phát triển tư duy của học sinh, GV cần khuyến khích và tạo

điều kiện để học sinh trau dồi ngôn ngữ và rèn luyện khả năng nhận thức cảm tínhtrong đó đặc biệt là nâng cao tính nhạy cảm, khả năng quan sát và ghi nhớ [30].

Tư duy chỉ bắt đầu trước những vấn đề, không có vấn đề thì không có tư duy

Vì vậy tình huống có vấn đề trong dạy học cũng được xem là một yếu tố quan trọngđối với sự phát triển tư duy Tình huống có vấn đề là những hoàn cảnh mà conngười không thể giải quyết được với những phương thức hoạt động và với nhữngphương tiện đã có Những tình huống này đòi hỏi con người phải tư duy sáng tạo,phải đi tìm ra cách thức, phương pháp hoạt động mới để giải quyết nhằm đạt đượcmục đích Hay nói cách khác, những tình huống có vấn đề chính là những kích thíchlàm nảy sinh quá trình tư duy Tình huống có vấn đề chỉ làm nảy sinh tư duy khi cánhân nhận thức đầy đủ về vấn đề và chuyển nó thành nhiệm vụ của bản thân Chính

vì vậy, trong quá trình dạy học, để kích thích học sinh tư duy, giáo viên cần đưa họcsinh vào các tình huống có vấn đề [30], [34]

Tư duy như một quá trình và tư duy như một hoạt động - đó là hai khía cạnhcủa cùng một hiện tượng Hoạt động tư duy bao giờ cũng đồng thời là quá trình tưduy và quá trình tư duy về một khía cạnh nào đó chính là bản thân hoạt động ấy haynhư một thành phần của nó

Quá trình tư duy được nhà tâm lý học Liên Xô K.K Platônôv phân chia thànhcác giai đoạn hết sức cụ thể theo sơ đồ sau: [18]

Nhận thức vấn đề

Xuất hiện các liên tưởng

Sàng lọc liên tưởng và hình thành giả thuyết

Kiểm tra giả thuyếtKhẳng định Phủ địnhChính xác hóa

Giải quyết vấn đề

Hành động tư duy mới

Hình 1.1 S đ các giai đo n c a quá trình t duyơ đồ các giai đoạn của quá trình tư duy ồ các giai đoạn của quá trình tư duy ạn của quá trình tư duy ủa quá trình tư duy ư duy

1.1.1.2 Phân loại tư duy

Có nhiều cách phân loại tư duy khác nhau tùy vào cách chọn dấu hiệu để phânloại, trong đó cách phân loại sau đây thường được nhiều người lựa chọn [31]:

- 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 phải rènluyện nhiều

- Tư duy lí luận: Là loại tư duy giải quyết những nhiệm vụ đề ra dựa trên

những quy tắc, quy luật và sự lập luận có cơ sở khoa học chặt chẽ Nhờ có tư duynày mà con người có thể đi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tượng, phát hiện đượcquy 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 logic: Là tư duy tuân theo các quy tắc, quy luật của logic học một

cách chặt chẽ, chính xác, không phạm sai lầm trong các lập luận, biết cách phát hiệncác mâu thuẫn, nhờ đó mà nhận thức được chân lí khách quan

- Tư duy vật lí: Là sự quan sát các hiện tượng vật lí, 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 địnhlượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lí, dự đoán các hệ quả mới từ cácthuyết và áp dụng những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn

Theo Phạm Hữu Tòng, nếu căn cứ vào mức độ độc lập của chủ thể thì tư duygồm bốn bậc

- Tư duy lệ thuộc: Là tư duy dựa dẫm vào tư duy người khác, không có chính

kiến riêng của bản thân về một lĩnh vực nào đó

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

lĩnh vực nào đó

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

tổng hợp, để đưa ra những phán xét đúng về sự việc đó tốt hay xấu, tốt xấu như thếnào

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

duy, đề ra những giải pháp mới nhằm khác phục những thiếu sót và phát huy ưuđiểm của giải pháp đó [32]

Trong DHVL, GV và HS ít khi sử dụng thuần túy một loại tư duy mà thường

sử dụng nhiều loại tư duy phối hợp với nhau Các loại tư duy ở trên được sắp xếptheo mức độ độc lập tăng dần của chủ thể tư duy Trong đó, tư duy sáng tạo là mứccao nhất mà mục tiêu dạy học phải đạt tới

1.1.1.3 Các thao tác của tư duy

Trong quá trình hoạt động nhận thức vật lý, HS phải trải qua một quá trình tư

duy vật lý phức tạp để rút ra những kiến thức khoa học, phản ánh đúng đắn bản chấtcủa các sự vật, hiện tượng khách quan Ðể làm được điều đó HS phải thực hiện cácthao tác tư duy cơ bản như:

* Phân tích và tổng hợp: Phân tích là một thao tác tư duy mà con người dùng

để phân chia các bộ phận hợp thành của một vật thể hoặc một hiện tượng và phân

biệt thuộc tính của từng bộ phận ấy [37] Đối với môn Vật lý, khâu phân tích hiệntượng vật lý rất cần thiết vì hiện tượng vật lý thường không đơn giản, HS phải biếtgạt bỏ những đặc điểm thứ yếu để tìm ra các dấu hiệu cần thiết Thao tác này đặcbiệt quan trọng đối với việc giải các bài tập vật lý, vì thông thường HS chỉ quen sửdụng máy móc các công thức nên không biết phải suy nghĩ từ chỗ nào, không cóthói quen phân tích hiện tượng Việc phân tích ý nghĩa vật lý của các biểu thức toánhọc, các sơ đồ, đồ thị, phân tích và biện luận các kết quả của bài tập giúp HS rènluyện một cách cụ thể về thao tác này, qua đó HS hiểu bài một cách sâu sắc

Tổng hợp là một thao tác tư duy mà con người dùng trí óc liên hợp những bộphận của vật thể hoặc hiện tượng, các dấu hiệu hay thuộc tính của chúng lại để tìm

ra một điều chung, xác lập mối quan hệ giữa chúng với nhau

Phân tích và tổng hợp là hai thao tác tư duy gắn bó mật thiết với nhau.Ăngghen nói “không có phân tích thì không có tổng hợp” Sở dĩ như vậy là vì sựphân tích giúp cho ta hiểu biết về từng bộ phận của sự vật, hiện tượng nhưng chưacó hiểu biết chung về các sự vật, hiện tượng ấy

* So sánh: Là một trong những thao tác tư duy có ý nghĩa quan trọng trong học

tập vật lý Theo định nghĩa trong lôgic học thì so sánh là một thao tác tư duy mà con

người dùng để xác định sự giống nhau và khác nhau của kiến thức, của các sự vậthiện tượng Một quá trình so sánh hoàn chỉnh bao gồm cơ sở hay tiêu chuẩn để sosánh, chú ý đến cả hai đối tượng cần so sánh, nêu lên đặc điểm giống nhau hay khácnhau trong các đối tượng đó Khi nói đến sự giống nhau là muốn đề cập đến các dấuhiệu, các thuộc tính hoặc mối quan hệ như nhau giữa các đối tượng hoặc hiện tượngđược so sánh Sự giống nhau có thể có nhiều hay ít, nó chuẩn bị cho sự tổng hợp vàkhái quát hoá Do đó, các sự vật hiện tượng có thể giống nhau về phương diện nàynhưng khác nhau về phương diện kia.

So sánh thường đi kèm với phân tích và tổng hợp Sau khi phân tích một sự vậthay hiện tượng vật lý thành các bộ phận, nhờ so sánh ta thấy được điểm khác nhaucũng như giống nhau giữa các bộ phận đó rồi tổng hợp, liên kết thành một thể thốngnhất [37] Trên cơ sở so sánh, GV hệ thống hóa kiến thức khi tổng kết một phầntrong bài học hoặc một chương Kết quả của việc này là lập nên những bảng hoặc sơ

đồ giúp HS không những nhận rõ được các dấu hiệu giống hoặc khác nhau, nhữngmối liên hệ giữa các hiện tượng, sự liên hệ chi phối giữa các đại lượng mà còn cóđược cái nhìn tổng quát để hiểu vấn đề một cách toàn diện

* Trừu tượng hoá và khái quát hoá: Trừu tượng hoá là thao tác tư duy mà con

người dùng để vạch ra những dấu hiệu, thuộc tính, quan hệ bản chất và tước bỏnhững dấu hiệu, thuộc tính, quan hệ không bản chất của sự vật hiện tượng Nếukhông có sự trừu tượng hoá thì nói chung không thể hình thành được các khái niệm,không tìm ra được các định luật vật lý Sự trừu tượng hoá giữ vai trò to lớn trongkhoa học Trong việc hình thành các khái niệm vật lý, trừu tượng hoá luôn luôn gắnliền với khái quát hoá vì mỗi sự vật hiện tượng đều có những dấu hiệu và thuộc tínhbản chất, không bản chất Chúng hiện ra trước mắt chúng ta qua các mối liên hệ vàquan hệ bản chất, không bản chất Các dấu hiệu và thuộc tính bản chất, các mối liên

hệ và quan hệ bản chất bao giờ cũng là những dấu hiệu chung

Khái quát hoá là một thao tác tư duy mà con người dùng để xếp các thuộc tính,dấu hiệu, mối liên hệ bản chất của các sự vật hiện tượng cùng loại vào một nhóm Trong quá trình học tập vật lý, HS lĩnh hội các khái niệm, nguyên tắc, địnhluật, thuyết Vật lý tất cả các tri thức đó đều có tính chất trừu tượng và khái quát.Bởi thế, GV cần phải luôn làm cho HS hiểu rằng các thí dụ, các thí nghiệm kiểm

chứng chỉ là nhằm giới thiệu cho các em những sự vật hiện tượng riêng lẻ với tưcách là những vật đại biểu cho nhóm các sự vật hiện tượng cùng loại [37].

Những thao tác tư duy phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hoá, khái quáthoá rất quan trọng trong việc phát triển tư duy sáng tạo vật lý của HS

1.1.2 Tư duy sáng tạo

Theo bách khoa toàn thư Liên Xô - Tập 42, trang 54: “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” [25].

Như vậy có thể hiểu , sáng tạo là một tiến trình phát kiến ra các ý tưởng vàquan niệm mới, hay một kết hợp mới giữa các ý tưởng và quan niệm đã có Hay đơngiản hơn, sáng tạo là một hành động làm nên những cái mới Với cách hiểu đó thìcái quan trọng nhất đối với sáng tạo là phải có các ý tưởng, như lời của nhà toán học

vĩ đại Poincaré: “Trong sáng tạo khoa học, ý tưởng chỉ là những ánh chớp, nhưng

ánh chớp đó là tất cả” [42], [49].

Các kết quả nghiên cứu tâm lý học, giáo dục học cho thấy tất cả mọi ngườibình thường đều có thể sáng tạo cái mới nếu họ có được một trình độ tri thức, kinhnghiệm và được khơi dậy khả năng cần thiết cho hoạt động sáng tạo Tri thức, kinhnghiệm là những yếu tố nhờ giáo dục đem lại, do đó có thể nói sáng tạo là thuộctính của nhân cách, được hình thành thông qua hoạt động, thông qua giáo dục.Cuộc đời của mỗi người là chuỗi các vấn đề cần giải quyết, các bài toán thực

tiễn đòi hỏi chúng ta phải đi tìm lời giải Do vậy, chúng ta có thể hiểu “Tư duy sáng

tạo” (Creative Thinking) chính là quá trình suy nghĩ đưa người giải: Từ không biết

cách đạt đến mục đích đến biết cách đạt đến mục đích Hoặc: Từ không biết cách tối

ưu đạt đến mục đích đến biết cách tối ưu đạt đến mục đích trong một số cách đãbiết

Tư duy sáng tạo là đỉnh cao nhất của các hoạt động trí tuệ của con người Tưduy sáng tạo được xác định bởi chất lượng hoạt động trí tuệ ở mức độ cao với cácphẩm chất quan trọng của tư duy như: Tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính độc đáo vàtính nhạy cảm của tư duy [38]

Người có TDST thường có đặc trưng sau:

- Có tư duy độc lập, biết nhận xét phê phán theo quan điểm riêng không phụthuộc, 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 luôn nung nấu các ý tưởng mới

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

Phát triển TDST cho HS là nhiệm vụ hàng đầu của của mỗi GV Đó chính làsản phẩm “đặt hàng” cho nền kinh tế trí thức mà xã hội đang cần Để làm được điềuđó có hiệu quả, cần xác định những yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển TDST củaHS

1.1.3 Những yếu tố liên quan đến tư duy sáng tạo của học sinh

Để phát triển TDST hiệu quả, cần phải thực hiện ở sau khi HS đã lĩnh hội đượcmột số kiến thức và kĩ năng cơ bản thông qua dạy bài học lí thuyết và bài tập luyệntập

1.1.3.2 Ngôn ngữ, kí hiệu, hình vẽ

Ngôn ngữ, kí hiệu, hình vẽ vừa là phương tiện vừa là kết quả của tư duy Cácđối 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 vàđược diễn đạt bằng ngôn ngữ Tư duy của con người luôn gắn với ngôn ngữ, conngười suy nghĩ bằng ngôn ngữ và bị tác động bởi ngôn ngữ

Hình vẽ là một loại kí hiệu mô tả trực quan đối tượng, kí hiệu giúp cho conngười tư duy gọn hơn Hầu hết các phát minh, sáng chế đều bắt đầu dưới dạng hìnhảnh, biểu tượng trong đầu, sau đó mới là từ ngữ

Để phát triển TDST đạt hiệu quả cần lựa chọn từ ngữ mạch lạc, ngắn gọn, kíchthích mạnh mẽ tư duy Sử dụng nhiều kí hiệu, hình vẽ để quá trình tư duy trở nênđơn giản, dễ hiểu hơn

1.1.3.3 Tính nhạy bén của tư duy

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

1.1.3.4 Trí tưởng tượng

Theo Phan Dũng thì trí tưởng tượng là sự xây dựng trong óc hình ảnh về đốitượng mà trong khoảng thời gian xây dựng và tồn tại hình ảnh, người tưởng tượngkhông tiếp thu đối tượng đó một cách trực tiếp thông qua các giác quan

Nếu như cơ sở sinh lí của trí nhớ là kết nối các đường liên hệ thần kinh tạmthời và tái hiện những gì được lưu giữ thì khi tưởng tượng, hệ thống các mối liênkết trong quá khứ bị tách ra rồi kết hợp lại theo cách mới Về bản chất, cơ chế củatrí tưởng tưởng là dựa trên các hình ảnh đã có để tạo ra các hình ảnh mới [4]

1.1.3.5 Tính liên tưởng

Tính liên tưởng là khả năng của con người từ ý nghĩ này thông qua một mốiliên kết dựa trên kinh nghiệm nào đó để đi đến một ý nghĩ khác Nếu áp dụng hiệuquả tính liên tưởng sẽ giúp người giải đi đến ý tưởng sáng tạo

1.2 Dạy học sáng tạo trong vật lí

1.2.1 Cơ sở lí luận về dạy học sáng tạo

Dạy học sáng tạo lấy lí thuyết thích nghi của J.Piaget và lí thuyết về vùng pháttriển gần của L.Vưgôtxki làm cơ sở

Theo lí thuyết thích nghi của J.Piaget thì những phẩm chất mới của con ngườiđược phát triển từ chính những hoạt động tích cực, tự lực của con người Còn theo

L.Vưgôtxki lại cho rằng: “Dạy học được cho là tốt nhất nếu nó đi trước sự phát

triển và kéo theo sự phát triển” [19].

Lí luận dạy học chỉ ra rằng: “Dạy học phải có tác dụng thúc đẩy sự phát triển

trí tuệ của người học” [8] Thông qua hoạt động, trí tuệ của HS phát triển từ thấp

đến cao Trình độ của học sinh tương ứng với “vùng phát triển hiện tại” Trình độnày cho phép HS có thể thu được những kiến thức gần gũi nhất với các kiến thức cũđể đạt được trình độ mới cao hơn Vưgôtxki gọi đó là “vùng phát triển gần nhất”[19] Khi các em ở vùng phát triển gần nhất, nghĩa là các em ở vùng phát triển hiệntại nhưng có trình độ mới cao hơn GV tiếp tục tổ chức và giúp đỡ HS đưa các em

tới vùng phát triển gần nhất mới để sau đó lại trở thành vùng phát triển hiện tại Cứtiếp tục như vậy, sự phát triển của HS đi từ nấc thang này đến nấc thang khác caohơn Người thầy tổ chức điều khiển làm giảm nhẹ rào cản cho HS trong quá trìnhnhận thức, còn HS để chiếm lĩnh kiến thức thì phải tự mình hoạt động một cách tíchcực, chủ động Dạy học sáng tạo thông qua phát triển tư duy sáng tạo có thể giảiquyết được những vấn đề trên.

Trong dạy học sáng tạo, HS tự mình chiếm lĩnh được kiến thức phỏng theo cácgiai đoạn nghiên cứu của nhà khoa học Theo chu trình sáng tạo củaV.G.Razumôpxki, thì hai giai đoạn khó khăn đòi hỏi sự sáng tạo là giai đoạn từ sựkiện khởi đầu tới xây dựng mô hình giả thuyết trừu tượng và giai đoạn chuyển từmột tiên đề lí thuyết và những quy luật của hiện tượng sang kiểm chứng bằng thựcnghiệm Như vậy, giai đoạn thứ nhất phải trả lời được câu hỏi “Tại sao?”; giai đoạnthứ hai phải trả lời câu hỏi “Làm thế nào?” Đó là cơ sở ra đời của BT nghiên cứu

và BT thiết kế chế tạo trong dạy học [31]

1.2.2 Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào dạy học vật lí

1.2.2.1 Một số vấn đề về TRIZ

TRIZ, chuyển tự Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch tức là lí thuyếtgiải các bài toán “sáng chế” Là phương pháp tìm kiếm những giải pháp kĩ thuậtmới, cho những kết quả khả quan, ổn định khi giải những bài toán khác nhau

Tác giả của TRIZ, G.S Altshuller bắt đầu nghiên cứu, xây dựng lí thuyết từnăm 1946 TRIZ được xây dựng như là một khoa học chính xác, có lĩnh vực nghiêncứu riêng, các phương pháp riêng, ngôn ngữ riêng, các công cụ riêng Hạt nhân củaTRIZ là Algorit giải các bài toán “sáng chế” (ARIZ) Đó là chương trình các hànhđộng tư duy có định hướng được kế hoạch hóa, có mục đích làm tích cực hóa tư duysáng tạo Về mặt logic nó thường có tác dụng phân nhỏ bài toán “sáng chế” thànhtừng phần, vừa sức với người giải Về linh động, nó khai thác tối đa mặt mạnh củatừng người như kiến thức, kinh nghiệm, trí tưởng tượng…và hạn chế những mặtyếu như tính ì tâm lí, sự phân tán trong suy nghĩ Ích lợi của ARIZ nói chung lànâng cao hiệu suất tư duy sáng tạo giải quyết vấn đề [22]

TRIZ có khái niệm là bài toán sáng tạo và các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo.Bài toán là một tình huống người giải biết mục đích cần đạt nhưng chưa biết cách

đạt đến mục đích hoặc không biết cách tối ưu đạt đến mục đích trong một số cách

đã biết TRIZ phân biệt hai loại bài toán:

- Loại thứ nhất gọi là bài toán giáo khoa hay còn gọi là bài tập, được phát biểurõ ràng gồm hai phần giả thiết và kết luận Phần giả thiết cho các dữ kiện đầy đủ,phần kết luận chỉ ra mục đích cần đạt Các bài tập này thường có ở sách giáo khoa,sách tham khảo, nội dung mang tính sách vở, lí tưởng xa rời thực tế

- Loại thứ hai là bài toán sáng tạo hay còn gọi là tình huống vấn đề xuất phát.Người giải phải tự phát biểu bài toán, phần giả thiết có thể thiếu hoặc thừa hoặc vừathừa vừa thiếu, phần kết luận nêu mục đích chung chung, không chỉ ra cụ thể phảitìm cái gì Trong quá trình giải bài toán người giải phải trải qua giai đoạn biến tìnhhuống vấn đề xuất phát thành bài toán giáo khoa Để giải bài toán sáng tạo nàyTRIZ nêu ra 40 thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo [22]

Như vậy, loại bài toán thứ hai này có tác dụng to lớn trong việc phát triển tưduy sáng tạo và đầu óc thực tiễn, có thể vận dụng trong dạy học và gọi là bài tậpsáng tạo

1.2.2.2 Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vào dạy học vật lí

Năm 1946, G.S Altshuller bắt đầu tìm ra các thủ thuật giúp cho bản thân mìnhcó thể sáng chế với năng suất và hiệu quả cao Đến năm 1970 đã có 40 thủ thuậtsáng tạo cơ bản và được sử dụng đến nay Để vận dụng TRIZ và các nguyên tắc vàodạy học vật lí sao cho đơn giản và hiệu quả cao là vấn đề tương đối khó khăn Giảiquyết vấn đề này, chúng tôi nghiên cứu một số nguyên tắc sáng tạo của TRIZ được

áp dụng trong khoa học kĩ thuật có tính tương đồng với dạy học, để xây dựng và sửdụng hệ thống bài tập vật lí góp phần phát triển tư duy của HS Qua nghiên cứu [4]

và [5], chúng tôi đã chọn lọc và tổng hợp được 9 nguyên tắc sáng tạo có thể sử dụngtrong dạy học

Nguyên tắc 1: Nguyên tắc phân nhỏ

Nội dung: Phân nhỏ bài toán là phân chia đối tượng (bài toán) thành các thànhphần độc lập nhau, tăng mức độ phân nhỏ hơn nữa hoặc làm đối tượng trở nên tháolắp được

Đối tượng ở đây là bài toán hay một phần bài toán cần giải quyết Phân nhỏ làchia đối tượng không thể giải quyết một lần thành từng phần nhỏ hơn cho vừa sức

Đôi khi sự phân nhỏ làm đối tượng thay đổi tính chất như đường cong phân nhỏ thìtrở thành những đoạn thẳng.

Sử dụng vào dạy học: Giải quyết một bài toán phức tạp ta nên chia ra nhiều bàitoán nhỏ hơn, trong bài toán nhỏ ta tách thành nhiều câu hỏi, sau khi giải quyếtxong các câu hỏi đó thì bài toán hoàn thành Giải nhiều bài toán nhỏ ta giải được bàitoán lớn

Nguyên tắc 2: Nguyên tắc tách khỏi đối tượng

Nội dung: Khi bài toán hay đối tượng phức tạp có nhiều phần, trong đó cónhững phần không cần thiết trong việc giải bài toán, ta có thể tách những phần đó rakhỏi đối tượng hay chỉ tách phần cần thiết ra khỏi đối tượng để giải quyết

Sử dụng vào dạy học: Nguyên tắc này thường được sử dụng khi gặp bài toán có nhiều đối tượng được bố trí giống nhau nhau có tính chất tuần hoàn, thay vì giải toàn bộ ta chỉ cần giải một đối tượng từ đó tổng quát lên Ví dụ như những bài toán mạch điện gồm các điện trở hay tụ điện mắc vô hạn, để tính điện trở hay điện dung, cường độ dòng điện…qua các linh kiện ta có thể tách ra thành từng mắt mạch riêng

lẻ và tiến hành tính toán

Nguyên tắc 3: Nguyên tắc kết hợp

Nội dung: Kết hợp các đối tượng có thể là các bộ phận, dụng cụ, các linh kiện,nhu cầu hay kết hợp về mặt thời gian của các hoạt động nhằm mang lại tính năngvượt 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 yếu tố, quá trình thường đan xen và có quan hệ hữu cơ với nhau

mà không tồn tại một cách độc lập Hay nói cách khác sự kết hợp của các sự kiện làvấn đề thường gặp, nếu giải quyết được sẽ nâng cao hiệu quả của giải pháp

Sử dụng vào dạy học: NT kết hợp được vận dụng ở chỗ kết hợp các yếu tố dữkiện, lời giải nhiều bài toán thành bài toán mới, có thể tích hợp các nội dung chủ đềvới nhau như thiết kế mạch điện, an toàn điện, thân thiện môi trường, những kiếnthức vật lí liên quan đến thực tiễn

Nguyên tắc 4: Nguyên tắc đảo ngược

Nội dung: Thay vì thực hiện theo cách thông thường thì thực hiện theo cáchngược lại Làm phần chuyển động của đối tượng thành đứng yên và ngược lại, lậtngược đối tượng

Hiện thực khách quan gồm các mặt đối lập Trong một số hoàn cảnh nhất định,xét theo mối quan hệ đối với mình, con người chỉ sử dụng một mặt đối lập vì nóđem lại lợi ích, nếu sử dụng lâu dần sẽ hình thành tính ì tâm lí “ngại” tư duy, khôngthấy được “nửa kia” của đối tượng cũng như ích lợi của nó Việc lật ngược vấn đềcủa đối tượng nhằm mục đích tăng tính bao quát, toàn diện, khắc phục tính ì tâm lí

Sử dụng trong dạy học: Khi giải bài toán cho trước (bài toán thuận) nên xemxét them khả năng giải bài toán ngược Tức là thay đổi giả thiết thành kết luận,chuyển từ bài tập luyện tập thành bài tập sáng tạo

Nguyên tắc 5: Chuyển sang chiều khác

Nội dung: Những khó khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tượng theođường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trênmặt phẳng (hai chiều) Tương tự những bài toán liên quan đến chuyển động (haysắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hơn khi chuyển sang không(ba chiều) Từ “chiều” cần hiểu theo nghĩa rộng không chỉ là không gian Chuyển

“chiều” phản ánh khuynh hướng phát triển, thấy rõ nhất trong các lĩnh vực như: xâydựng, giao thông vận tải, không gian toán học, vật lí tinh thể…Nguyên tắc này nhắcnhở người giải xem xét và tận dụng những nguồn dự trữ về “chiều” có trong đốitượng, môi trường

Nguyên tắc này là công cụ để khắc phục tính ì tâm lí trong việc sử dụng một

“chiều” nào đó quen thuộc- một trong những rào cản của sự phát triển tư duy sángtạo Việc chuyển “Chiều” làm cho đối tượng trong nhiều trường hợp có them nhữngkhả năng, tính chất mới mà trước đây đối tượng chưa có

Sử dụng vào dạy học: Một bài toán phức tạp khó giải, ta sẽ chuyển về bài toántương tự và dễ giải hơn Hay thay vì làm bài toán đó ta đi giải bài toán tổng quáthơn, sau đó áp dụng kết quả của bài toán tổng quát để giải bài toán đó

Ví dụ: Mạch điện vô hạn ta có thể thu gọn thành mạch điện đơn giản, chuyển

đổi mạch điện phức tạp thành mạch sao hay tam giác…

Nguyên tắc 6: Nguyên tắc linh động

Nội dung: Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoàisao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc Phân chia các đối tượng thànhtừng phần có khả năng dịch chuyển với nhau

Nguyên tắc linh động đòi hỏi phải có cái nhìn bao quát cả quá trình để làm đốitượng hoạt động tối ưu trong nhiều giai đoạn Muốn thế đối tượng không thể ở dạng

cố định, cứng nhắc mà phải trở nên điều khiển được Nguyên tắc này phản ánhkhuynh hướng phát triển, cho nên nó có tính định hướng cao, phê bình cái đã có và

dự báo được sự kiện xảy ra tiếp theo Về mặt tư duy sáng tạo thì NT này khắc phụctính ì tâm lí, làm cho các ý nghĩ, cách tiếp cận trở nên linh động

Sử dụng trong dạy học: NT linh động được sử dụng nhiều trong việc xây dựng

và hướng dẫn HS giải BTVL

Ví dụ: Bài tập có nhiều cách giải hoặc một cách giải cho nhiều bài tập.

Nguyên tắc 7: Nguyên tắc liên tục tác động có ích

Nội dung: Thực hiện công việc một cách liên tục, tức là tất cả các đối tượngcần luôn luôn làm việc ở chế độ tải Khắc phục vận hành không tải và trung gian,chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay

Nguyên tắc này phản ánh khuynh hướng phát triển, do vậy rất có tác dụngtrong việc đánh giá, phê bình những giải pháp đã có, dự báo về sự phát triển

Sử dụng vào dạy học: Nguyên tắc này thường sử dụng trong việc hướng dẫn

HS đề xuất các phương án chế tạo mô hình, sản phẩm trong giờ thực hành thínghiệm, hướng dẫn HS giải các bài tập thí nghiệm

Nguyên tắc 8: Nguyên tắc phẩm chất cục bộ

Nội dung: Chuyển các đối tượng bên ngoài từ đồng nhất thành không đồngnhất Các phần khác nhau của đối tượng phải được thực hiện các chức năng khácnhau và phải ở trạng thái phù hợp với chức năng của chúng

NT phẩm chất cục bộ phản ánh khuynh hướng phát triển từ đơn giản đến phứctạp, từ đơn điệu sang đa dạng

Sử dụng trong dạy học: Nguyên tắc này được vận dụng hướng dẫn HS xâydựng mô hình thiết bị kĩ thuật trong bài toán hộp đen

Nguyên tắc 9: Nguyên tắc thay đổi thông số hóa- lí

Nội dung: Thay đổi trạng thái, nồng độ, nhiệt độ, độ dẻo của đối tượng.Nguyên tắc này đơn giản và rất hiệu quả trong thực tế Việc thay đổi thông sốhóa - lí của đối tượng dựa trên quy luật triết học đó là sự thay đổi về lượng dẫn đến

sự thay đổi về chất, nhằm tạo những tính chất mới của đối tượng

Sử dụng vào dạy học: Thay đổi một dữ kiện bài toán đến một giá trị nào đó thì

hiện tượng xảy ra trong bài toán thay đổi

1.3 Bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí

1.3.1 Khái niệm

Bài tập sáng tạo được sử dụng nhằm mục đích bồi dưỡng tư duy sáng tạo chohọc sinh “Đó là bài tập mà giả thiết không có đầy đủ thông tin đầy đủ liên quan đếnhiện tượng quá trình vật lí, có những đại lượng vật lí được ẩn dấu, điều kiện bài toánkhông chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lícần sử dụng” [33]

Bài tập sáng tạo dùng cho việc bồi dưỡng các phẩm chất của tư duy sáng tạocho HS như: Tính linh hoạt, độc đáo, mềm dẻo, nhạy cảm Tính chất sáng tạo thểhiện ở chỗ không có angôrit cho việc giải bài tập, đề bài che dấu dữ kiện khiến HSkhi giải phải liên hệ tới một angôrit đã có Do đó, HS phải vận dụng kiến thức linhhoạt trong những tình huống mới (chưa biết), phát hiện điều mới về (kiến thức, kĩnăng hoạt động hoặc thái độ ứng xử) mới [33]

1.3.2 Phân biệt bài tập sáng tạo và bài tập luyện tập

BTST và BTLT thông thường có sự phân biệt rõ theo mô hình sau:

Bài tập luyện tập Bài tập sáng tạo

- Có phương pháp giải

- Áp dụng các kiến thức xác định đã biết

để giải

- Dạng bài tập theo khuôn mẫu nhất

định

- Tình huống quen thuộc

- Có tính tái hiện

- Không yêu cầu khả năng đề xuất, đánh

- Đi tìm phương pháp giải

- Vận dụng linh hoạt, sáng tạo từ nhữngkiến thức cũ

- Không theo khuôn mẫu nhất định

- Tình huống mới

- Có tính phát hiện

- Yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá

Ví dụ bài tập luyện tập: Một dây đôi

làm cáp ngầm dài 10km trải dài từ Đông

sang Tây, có điện trở suất 13 Ω/km Có

một chỗ bị chập mạch cách đầu phía Tây

một khoảng x làm xuất hiện ở nới đó

một điện trở R giữa hai dây Điện trở của

các dây và chỗ chập mạch bằng 100Ω

khi phép đo thực hiện từ đầu phía Đông

và bằng 200Ω khi phép đo thực hiện từ

đầu phía Tây Hãy tìm khoảng cách x và

điện trở R?

Ví dụ BTST: Tại một điểm nào đó của

đường dây điện thoại (2 sợi) dài L chưabiết xảy ra sự cố, kết quả giữa hai dâydẫn xuất hiện điện trở rò Rx Tại hai đầuđường dây có các nhân viên kĩ thuật, họđều có ôm kế và điện thoại di động đểliên lạc Em hãy nêu phương án mà cácnhân viên kĩ thuật đã làm để xác địnhđược vị trí điện trở rò Rx , vị trí bị rò 

cách nhân viên đầu trái đường dây?

1.3.3 Dấu hiệu nhận biết BTST về vật lí

Tư duy sáng tạo biểu hiện qua các phẩm chất như: Tính mềm dẻo, linh hoạt,độc đáo, nhạy cảm Các phẩm chất này có tính độc lập tương đối tuy nhiên vẫn cómối quan hệ chặt chẽ với nhau Ở một mức độ nào đó, GV có thể khai thác trongdạy học các BTST để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS Theo tác giả Nguyễn ĐìnhThước, BTST có 6 dấu hiệu nhận biết đó là: Bài tập có nhiều cách giải, BT có hìnhthức tương tự nhưng nội dung biến đổi, BT thí nghiệm, BT cho thiếu hoặc thừa dữkiện, BT nghịch lí và ngụy biện, bài toán hộp đen Trong luận văn này, chúng tôi

phân biệt BTST dựa trên 6 dấu hiệu đó Ngoài ra, chúng tôi thay dấu hiệu BT cho

thiếu hoặc thừa dữ kiện thành BT có dữ kiện không tường minh để BT được đa dạng

hơn, để chi tiết và dễ dàng sử dụng trong DHVL chúng tôi đề xuất thêm dấu hiệuthứ 7 là BT nghiên cứu, thiết kế

Như vậy, BTST gồm có một trong những dấu hiệu sau:

* Dấu hiệu 1: Bài tập có nhiều cách giải

Đây là loại BT có ít nhất hai cách giải khác nhau, khi giải loại BT này sẽ giúpcho HS nhận thức được rằng khi giải quyết một vấn đề nào đó cần phải nhìn từnhiều góc độ khác nhau, không cứng nhắc, rập khuôn theo một cách thức nào đó, từđó HS có nhiều con đường khác nhau để đạt đến mục đích và chọn ra con đường

hiệu quả nhất Với loại bài tập này làm kích thích sự khát khao tìm tòi giải pháp mớicủa HS, khắc phục tính ì tâm lí của tư duy từ đó phát triển tư duy sáng tạo.

Ví dụ: Bài tập phần mạch điện chúng ta có thể giải bằng PP điện thế nút, hay

PP mạch tương đương

* Dấu hiệu 2: Bài tập có hình thức tương tự nhưng có nội dung biến đổi

Loại BT này có nhiều hơn một câu hỏi, thông thường ở câu hỏi thứ nhất là một

BT luyện tập, câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự câu hỏi đầu tiên nhưng nộidung đã ‘‘biến tướng” đi hay nói cách khác là thay đổi thông số hóa-lí Nếu HS ápdụng phương pháp của câu đầu tiên để giải thì dẫn đến sai hay bế tắc Những BTnày có tác dụng bồi dưỡng tư duy độc lập, khắc phục tư duy lệ thuộc phát triển tưduy sáng tạo

Ví dụ: Bài tập tính toán dòng điện chạy qua điện trở ở mạch điện trong trường

hợp đóng hoặc mở khóa K, hay trường hợp giải BT mạch cầu cân bằng và khôngcần bằng

* Dấu hiệu 3: Bài tập về đề xuất phương án thí nghiệm

BT thí nghiệm là loại bài tập đòi hỏi HS phải làm thí nghiệm để kiểm chứnglời giải lý thuyết hoặc tìm ra những số liệu cụ thể BT thí nghiệm gồm BT thínghiệm định tính, BT thí nghiệm định lượng

BT thí nghiệm định tính về vật lí gồm các BT thiết kế phương án thí nghiệmtheo một mục đích cho trước như BT thí nghiệm định tính, quan sát được tiến hànhtrong tư duy hoặc BT thiết kế dụng cụ dựa trên nguyên tắc nào đó

BT thí nghiệm định lượng là BT mà khi giải HS phải vận dụng tổng hợp cả lýthuyết và thực nghiệm, các khả năng hoạt động trí óc và thao tác chân tay, hiểu biếtkĩ thuật để tự mình xây dựng phương án, lựa chọn hoặc chế tạo phương tiện, thựchiện thí nghiệm để thu thập xử lí kết quả

Các BT thuộc dấu hiệu này có tác dụng bồi dưỡng tính linh động của tư duytrong việc việc đề xuất các phương án thí nghiệm các giải pháp khác nhau trong cáctình huống khác nhau tùy thuộc các thiết bị thí nghiệm đã cho hay tự tìm kiếm

* Dấu hiệu 4: Bài tập có dữ kiện không tường minh

Đây là loại BT mà một số các dữ kiện trực tiếp để giải đều không tường minhhoặc các dữ kiện mâu thuẫn, loại trừ lẫn nhau, dẫn đến kết quả khác nhau của đại

lượng cần tìm Để giải BT loại này HS phải nhìn nhận ra sự không ‘‘bình thường’’

vì dữ kiện có thể thiếu hoặc thừa, hay vừa thiếu vừa thừa Giải được BT này HSphải quan sát, thống kê số liệu, tra cứu, lập kế hoạch thu thập, phân tích các số liệucó thể triển khai thực hiện kế hoạch giống như thực hiện công trình nghiên cứukhoa học nhỏ Bài tập này có ý nghĩa rất lớn về mặt giáo dưỡng, giáo dục kĩ thuậttổng hợp có tác dụng lớn về bồi dưỡng tư duy sáng tạo [33] Theo chúng tôi, ngoàinhững đặc tính trên thì BTST dạng không tường minh là những BT về khai thác đồthị, BT có nội dung thực tế

Ví dụ: Hãy tính xem, nếu trong giờ ra chơi của các buổi học HS trực quên tắt

điện, tắt quạt thì trong một tháng trường của em lãng phí bao nhiêu tiền điện? Bàitập loại này không có các dữ kiện, khi giải các em phải thu thập số liệu Qua bài tậpnày góp phần giáo dục ý thức tiết kiệm, chống lãng phí và phát triển tư duy sáng tạoở đây là các em phải lập kế hoạch để tính toán được tiền điện phải trả là rất lãng phí

* Dấu hiệu 5: Bài tập nghịch lý, ngụy biện

Đây là những bài toán mà trong đó chứa đựng những yếu tố trái ngược hoặckhông phù hợp với một định luật, qui tắc, qui luật VL… Tuy nhiên nếu chỉ nhìnnhận sơ lược, qua loa thì nhầm tưởng rằng chúng phù hợp với qui tắc, logic thôngthường Nhưng xét một cách cặn kẽ, có luận chứng khoa học… thì mới nhận ra một

sự ngụy biện nên dẫn đến nghịch lí

Với BT loại này có tác dụng bồi dưỡng tư duy phê phán cho HS, giúp cho HS

tư duy nhạy cảm và độc đáo hơn đồng thời giúp HS nắm vững được nội dung phạm

vi ứng dụng Đó cũng chính là cơ sở cho quá trình tư duy sáng tạo

* Dấu hiệu 6: Bài toán hộp đen

Theo M.Bun-xơ-man bài toán hộp đen gắn liền với việc nghiên cứu đối tượng

mà cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới, nhưng có thể đưa ra mô hình cấutrúc của đối tượng nếu cho dữ kiện đầu vào và đầu ra

Giải bài toán này là một quá trình sử dụng kiến thức phân tích, tổng hợp mốiquan hệ giữa dữ kiện đầu vào và đầu ra để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen,quá trình này đòi hỏi HS phải tư duy để tìm ra được đối tượng bên trong

* Dấu hiệu 7: Bài tập nghiên cứu, thiết kế

HS có thể sử dụng các kiến thức đã học ở trường THPT để tiến hành nghiêncứu, thiết kế, chế tạo những những ứng dụng đơn giản trong cuộc sống Đây là loại

BT có tác dụng rèn luyện cho HS biết kết hợp học đi đôi với hành Đặc biệt với mônhọc vật lí thì “vật lí hôm nay, kĩ thuật ngày mai” sẽ phát huy khả năng vận dụngkiến thức vật lí để chế tạo hay cải tiến các thiết bị ứng dụng vào thực tiễn cuộcsống, BT loại này có tác dụng rất tốt trong việc phát triển tư duy sáng tạo cho HS,tạo điều kiện bước đầu để HS làm quen với nghiên cứu khoa học mà Bộ GD-ĐTđang phát động

1.3.4 Vai trò của bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí

Theo Thái Duy Tuyên thì trong quá trình DHVL, BT là phương tiện DH có vaitrò rất quan trọng BTVL giúp GV hoàn thành chức năng giáo dưỡng, giáo dục vàphát triển tư duy HS Việc giải BTVL giúp HS nắm kiến thức sâu sắc bền vữnghơn; thế mạnh của BT là ở chỗ rèn luyện ý chí và niềm tin vào khoa học vào sứcmạnh của bản thân Sau mỗi lần giải BT thành công, niềm tin vào khoa học và nănglực của HS được phát triển củng cố Việc giải BT không những có ý nghĩa về mặtnhận thức mà còn làm cho HS thông minh thêm và làm cho bộ óc phát triển [37] Ăng ghen nói: “Sự phát triển của trí tuệ con người không tách rời khỏi sự vậnđộng của bộ não” Vốn kiến thức giàu có sẽ làm cho tư duy phong phú hơn Ngượclại sự phát triển tư duy làm cho HS nắm kiến thức một cách sâu sắc và nhanhchóng Như vậy, BT sẽ làm cho HS nhớ lâu và vận dụng tốt kiến thức, qua đó pháttriển tư duy sáng tạo

BTST là một bộ phận của hệ thống BTVL, nên về nguyên tắc chúng có đầy đủcác vai trò của BTVL nói chung Ngoài ra, BTST còn có những vai trò đặc biệtquan trọng tác động đến HS và GV như sau:

* Đối với học sinh

- Để giải được BTST, HS phải tiến hành các thao tác phân tích, tổng hợp, sosánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa, biết cách tự đề xuất các tình huống xảy ra củabài toán, biết cách lập kế hoạch giải quyết vấn đề mà bài toán đặt ra Khi giải, nếu

HS vận dụng máy móc các công thức, hay những phương pháp quen thuộc thì sẽ bị

bế tắc và giải sai Nên giải BTST sẽ làm phát triển tư duy sáng tạo của HS và đây làvai trò quan trọng nhất của BTST.

- Đối với một số BT cho những dữ kiện không tường minh, để giải được BT,

HS phải biết phát hiện ra những điều chưa hợp lý, tự suy luận, hoàn thiện các dữkiện còn chưa rõ ràng, tự loại trừ những dữ kiện thừa Nếu bài toán thiếu hoặc thừadữ kiện thì HS phải biết khoanh vùng, liên kết các kiến thức đã học từ đó tìm lờigiải xác đáng Vì vậy loại BT này có tác dụng phát triển tư duy phê phán, tư duyđộc lập và khả năng nhìn nhận vấn đề tức là kích thích sự nhạy bén của tư duy HS

- BTST thường được xây dựng có nội dung gắn liền với thực tế cuộc sống, cónội dung thí nghiệm nên có tác dụng phát triển khả năng đề xuất, xây dựng, thiết kếcác phương án thí nghiệm Phát triển khả năng ngôn ngữ trong việc giải thích,chứng minh giải quyết các hiện tượng vật lí BTST rèn luyện được kĩ năng thựchành, những hiểu biết cần thiết về giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp

* Đối với giáo viên

Trong quá trình xây dựng và hướng dẫn HS giải BTST, sẽ làm cho tư duy GVtrở nên linh hoạt, mềm dẻo, không lệ thuộc những cái có sẵn Từ đó GV cũng có thểphát triển, rèn luyện tính nhạy bén tư duy của mình, luôn đặt mình vào các tìnhhuống mới, không ngừng nghiên cứu, sáng tạo trong DH Hơn nữa, BTST phát triểncác tư duy mức độ cao hơn, nên rất phù hợp với đối tượng HS khá trở lên Vì thếtrong DHVL, GV có thể sử dụng BTST để phát hiện, tuyển chọn, bồi dưỡng các HScó năng khiếu vật lí

1.3.5 Phân loại bài tập sáng tạo

Hiện nay đã có nhiều hệ thống BTVL được biên soạn dưới nhiều hình thức rất

đa dạng, phong phú và không ngừng hoàn thiện Việc phân loại hệ thống BTVL chỉmang tính chất tương đối, có thể hình dung một số tiêu chí phân loại [28]

- Dựa theo các phân môn của VL, có BT cơ học, BT nhiệt học, BT điện học,

BT quang học và BT về phản ứng hạt nhân;

- Dựa theo các phương tiện giải, có BT định tính, BT tính toán, BT thí nghiệm,

BT đồ thị;

- Dựa theo mức độ khó, có BT cơ bản, BT nâng cao;

- Dựa theo đặc điểm của hoạt động nhận thức, có BT tái hiện, BT sáng tạo;

- Dựa theo các bước của tiến trình DH, có BT mở bài, BT vận dụng khi xâydựng kiến thức mới, BT củng cố hệ thống hóa kiến thức, BT về nhà…

Phân loại BTST được thể hiện trên sơ đồ như sau:

Hình 1.2: Sơ đồ BTST vật lí

Bài tập vật lí

Bài tập luyện tập

(Theo dấu hiệu nhận biết)

Bài tập vận dụng khi xây dựng kiến thức mới Bài tập củng cố, hệ thống hóa kiến thức

Bài tập về nhà Bài tập kiểm tra

Bài tập để mở bài, tạo tình huống dạy học

Bài tập nghịch lí

Bài toán hộp đen

Bài tập nghiên cứu thiết kế

Bài tập sáng tạo

(Theo phân môn của vật lí)

(Theo các bước của các quá trình dạy học)

1.4 Nguyên tắc, quy trình xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí

1.4.1 Nguyên tắc chung

Trong DHVL, để xây dựng được hệ thống BT có tác dụng nâng cao chất lượnghọc tập của HS thì cần đảm bảo một số nguyên tắc chung như sau [29]:

Thứ nhất, hệ thống BTVL phải góp phần thực hiện mục tiêu môn học

BTVL là phương tiện để tổ chức các hoạt động của HS trong quá trình DHVLnhằm củng cố, khắc sâu, vận dụng và phát triển hệ thống tri thức lí thuyết đã học,hình thành và rèn luyện cho HS các kĩ năng cơ bản Đó là những kiến thức và kĩnăng hết sức cần thiết giúp các em có điều kiện lựa chọn hướng phát triển, tiếp tụchọc ở các bậc học cao hơn hoặc đi vào cuộc sống lao động Vì vậy, BTVL phải bámsát mục tiêu, góp phần hoàn thiện mục tiêu môn học

Thứ hai, BTVL phải đảm bảo tính hệ thống, tính đa dạng

Sự vật, hiện tượng luôn vận động không ngừng Chúng không tồn tại độc lập

mà quan hệ biện chứng với nhau thành một thể thống nhất Do đó, khi xây dựng các

BT phải đảm bảo tính hệ thống: BT trước là cơ sở, nền tảng để thực hiện BT sau và

BT sau là sự cụ thể hóa, sự phát triển và củng cố vững chắc hơn BT trước; mỗi BTtương ứng với một kĩ năng nhất định, toàn bộ hệ thống BT sẽ hình thành hệ thống kĩnăng cho HS và qua đó GV cũng đo được sự phát triển tư duy khi HS giải hoànthành hệ thống BTVL đó

Hệ thống BTVL phải được xây dựng một cách đa dạng, phong phú, phản ánhđược tính đa dạng, phức tạp của thế giới khách quan Sự đa dạng của hệ thốngBTVL sẽ giúp việc rèn luyện các thao tác tư duy và PP suy luận lôgic hiệu quả đồngthời giúp HS hiểu kiến thức VL sâu sắc và vận dụng kiến thức VL một cách cụ thểhơn Mỗi BT được chọn phải là một mắt xích trong hệ thống các BT, đóng gópđược một phần nào đó vào việc hoàn chỉnh các kiến thức của học sinh [7]

Thứ ba, hệ thống BTVL phải đảm bảo tính vừa sức và phát huy được tính

tích cực nhận thức của HS

BTVL phải được xây dựng từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, từ tái hiệnđến sáng tạo Ở mức tái hiện, HS chỉ cần vận dụng những kiến thức đã biết để giảiquyết những vấn đề đặt ra trong các tình huống quen thuộc; ở mức sáng tạo, đòi hỏi

HS vận dụng kiến thức đã biết để giải quyết những vấn đề đặt ra trong các tìnhhuống mới [17] Điều này, sẽ giúp HS rèn luyện được các kĩ năng cơ bản như thuthập, xử lí, vận dụng thông tin cũng như tự kiểm tra mức độ nắm vững kiến thứccủa mình Tuy nhiên, dù ở mức nào thì độ khó, độ phức tạp của BT cũng khôngđược vượt quá giới hạn kiến thức của chương trình.

Khi chọn và xây dựng hệ thống BT, không nên dàn trải, ôm đồm quá nhiều.Cần chọn những BT điển hình, với độ khó và phức tạp khác nhau, mỗi nhóm BTtiêu biểu cho một dạng BT cụ thể, khi giải được một nhóm BT trong hệ thống thì

HS sẽ nắm được cách giải một dạng BT của hệ thống Từ đó, HS có thể vận dụng đểgiải những BT cùng dạng ở mức cao hơn, qua đó góp phần hình thành, phát triển ởcác em khả năng tìm tòi, tự phát hiện, tự giải quyết nhiều loại BT khác nhau [37].Quá trình DH thực chất là quá trình tổ chức các hoạt động nhận thức cho HS.Để phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động và sáng tạo của HS thì việc tổ chức cáchoạt động nhận thức phải hướng vào nhu cầu, hứng thú, khả năng của HS với mụcđích cao nhất là phát huy cao độ năng lực độc lập giải quyết vấn đề Để làm đượcđiều này cần áp dụng các PPDH hiện đại nhằm phát huy tính tích cực, chủ động,sáng tạo của người học, chống lại thói quen học tập thụ động Muốn vậy, hệ thốngBTVL phải được xây dựng và sử dụng sao cho có thể đưa người học vào trạng tháitâm lí tích cực, phải chứa đựng “tình huống có vấn đề”, làm cho người học phátsinh nhu cầu giải quyết vấn đề và có khả năng giải quyết được vấn đề đặt ra [17]

Thứ tư, hệ thống BT phải phù hợp với quá trình dạy học

Hiện nay Bộ GD - ĐT đang thực hiện “Dạy học và kiểm tra, đánh giá kết quảhọc tập theo định hướng phát triển năng lực học sinh” để tiến đến “Đổi mới toàndiện giáo dục” Do đó, hệ thống BTVL phải được xây dựng hướng đến phát triểnnăng lực cho HS

Trong DHVL, mỗi khâu của quá trình có những đặc điểm riêng về việc tổchức, sử dụng các PP và hình thức DH Chẳng hạn, ở khâu nghiên cứu kiến thứcmới thì BT được sử dụng chủ yếu là các BT nhằm định hướng cho việc hình thànhkiến thức mới; ở khâu hoàn thiện, củng cố thì BT được sử dụng chủ yếu là các BTnhằm củng cố, đào sâu kiến thức đã học…Vì thế, hệ thống BT phải phù hợp với

các khâu khác nhau của quá trình DH thì mới phát huy được vai trò của nó trongviệc tổ chức DH và rèn luyện các kĩ năng cụ thể cho HS.

Thứ năm, hệ thống BT định hướng HS thực hiện các thao tác tư duy và

phương pháp suy luận lôgic

Khi xây dựng hệ thống BT, GV cần lựa chọn những BT đòi hỏi HS phải thựchiện các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa,…cácphương pháp suy luận lôgic như suy luận qui nạp, diễn dịch để thực hiện các hànhđộng nhận thức như xác định các đặc tính của sự vật, hiện tượng, tìm nguyên nhân,mối quan hệ,…Trong quá trình phân tích nội dung bài toán, HS thực hiện các thaotác tư duy để làm sáng tỏ bản chất vật lý của những hiện tượng được mô tả trong đềbài, tìm mối liên hệ giữa dữ kiện đã cho và yêu cầu cần tìm Trên cơ sở đó, HS xâydựng các phương án và các bước tiến hành thí nghiệm Kết quả thí nghiệm có thể lànhững quan sát định tính của các hiện tượng vật lý hoặc các số liệu định lượng củacác đại lượng vật lý, nhờ đó HS rút ra được kết luận Như vậy, trong quá trình giảicác BT này, HS được rèn luyện kĩ năng vận dụng các thao tác tư duy và phươngpháp suy luận lôgic để giải quyết vấn đề của bài toán vật lý, nhờ đó tư duy vật lýcủa HS được phát triển

Thứ sáu, hệ thống BT phải phát phát triển được tính sáng tạo của HS

Khi xây dựng hệ thống BT phải chú trọng đến những BT ở mức sáng tạo Những

BT này sẽ phát huy được khả năng vận dụng kiến thức của HS trong những tìnhhuống mới, góp phần phát triển TDST của HS

1.4.2 Nguyên tắc xây dựng BTST

BTST vật lí là một trong những phần của BTVL Do đó, khi xây dựng BTSTcần phải tuân thủ các nguyên tắc nêu trên Theo chúng tôi, hệ thống BTST để pháttriển tư duy sáng tạo thì có “điểm nhấn” hơn về các mức độ sáng tạo của HS Để cóđược hệ thống BTST đa dạng, phong phú góp phần thực hiện mục tiêu giáo dụchiện nay thì phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- BTST đảm bảo tính hệ thống và góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục tronggiai đoạn hiện nay là “Phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo và năng lực

tự học của người học”

- Hệ thống BTST góp phần phát triển tư duy sáng tạo của HS Bởi vì, theođịnh hướng của Bộ GD - ĐT thì tích cực hóa hoạt động học tập nhằm phát huy tínhchủ động, sáng tạo của HS là hạt nhân của đổi mới PPDH Thông qua hệ thốngBTST, khả năng tự học, tự nghiên cứu của HS được nâng cao, từ đó HS luôn khátkhao tìm tòi và nghiên cứu những vấn đề mới và khi đó tư duy sáng tạo của HS sẽđược phát triển.

- Hệ thống BTST phải rèn luyện được cho HS năng lực thực hành, rèn luyệncác phẩm chất của tư duy trong việc đề xuất phương án thực hành hay các giải phápkhác nhau trong thiết kế, đo đạc, tính toán…khắc phục được tính ì của tâm lí, tíchcực tư duy độc lập từ đó phát triển tư duy sáng tạo

1.4.3 Quy trình xây dựng hệ thống BTST

Bước 1: Xác định nội dung kiến thức, kĩ năng

Hệ thống BTST xây dựng cần phải trả lời được câu hỏi dạy cái gì? Tức là

xác định nội dung kiến thức, kĩ năng cũng như trình tự logic kiến thức chứa đựngtrong hệ thống BTST Kiến thức được xây dựng trong BTST phải bám sátchương trình, SGK và đảm bảo theo chuẩn kiến thức và kĩ năng của Bộ giáo dục

và đào tạo ban hành Khi xây dựng thì hệ thống BTST phải vạch ra được kiếnthức cơ bản Vì kiến thức cơ bản vật lí vạch ra được bản chất của sự vật hiệntượng [12] Hệ thống BT chứa đựng kiến thức nào thì phải rèn luyện được kĩnăng theo kiến thức đó Tuy nhiên, vì tính đặc thù của BTST là không tườngminh về kiến thức cụ thể nào và không có chỉ dẫn trực tiếp về kiến thức vật lícần sử dụng để giải, mà nó nằm ẩn sâu đâu đó trong BT, nên cần sự nhạy bén vàlinh hoạt của tư duy mới phát hiện ra được

Khi xây dựng hệ thống BTST trong một bài học vật lí, GV cần nghiên cứu,phân chia, chọn lọc các kiến thức một cách chi tiết sao cho HS có thể tự lực nắmbắt Cách tốt nhất để nắm vững kiến thức là phải tự mình làm ra nó, nên khi giảiBTST, HS như được tự mình suy nghĩ thiết kế ra nên vừa có thể tham gia vào quátrình tái tạo kiến thức vừa hình thành và phát triển được năng lực trí tuệ của bảnthân từ đó phát triển được tư duy sáng tạo Để đảm bảo tính hệ thống, thì BTSTđược xây dựng phải có sự liên hệ nội dung kiến thức bài học trước và những bàihọc tiếp theo

Bước 2: Nghiên cứu nội dung chương trình SGK (Chuẩn kiến thức, kỹ

năng)

Sách giáo khoa là tài liệu giảng dạy và học tập chủ yếu đã được Bộ GD- ĐTquy định sử dụng trong trường phổ thông Dựa vào nội dung cụ thể của từng mụctrong các bài học để xác định cái đích cần đạt được của từng mục, từ đó xác địnhmục tiêu dạy học của bài sau đó căn cứ vào mục tiêu của bài để xây dựng cácBTST Làm được như vậy, BTST sẽ rất sát với kiến thức mà HS được học ở trong

chương trình, tránh tình trạng BT đánh đố, vượt ra ngoài chương trình SGK

Nghiên cứu chương trình SGK một cách kĩ lưỡng, sẽ phát hiện được ý đồ củacác tác giả viết sách Từ đó, GV có thể xâu chuỗi các kiến thức, từ kiến thức cơ bảnđến nâng cao, từ kiến thức cũ của bài trước để giải quyết tình huống mới của bàitiếp theo khi đó việc xây dựng các BTST sẽ dễ dàng hơn Mỗi BTST sẽ là mócxích trong hệ thống BT, đóng góp được một phần nào đó vào việc hoàn chỉnh cáckiến thức của HS giúp HS hiểu được mối liên hệ giữa các đại lượng, cụ thể hóa cáckhái niệm và vạch ra được những nét mới nào đó chưa được làm sáng tỏ Chínhđiều này làm cho tư duy của HS linh hoạt và nhạy cảm hơn, tạo điều kiện để TDSTphát triển

Bước 3: Thu thập thông tin dữ liệu để xây dựng hệ thống BTST

Thu thập các thông tin là bước quan trọng nhất trong quy trình xây dựng, baogồm: Thông tin từ SGK, sách BT, các sách tham khảo, báo, tạp chí…, không ngừngcập nhật, tìm hiểu những vấn đề thực tiễn giáo dục đang và sẽ xảy ra

Mỗi GV cần phải thật sự nghiên cứu, suy nghĩ tìm tòi những tình huống mới,phát hiện sự liên hệ kiến thức vật lí và ứng dụng của nó vào thực tiễn cuộc sống, tìmhiểu tâm lí cũng như sự nhạy bén về tư duy của các đối tượng HS Từ đó tổng hợp,phân loại theo các mức độ của sự phát triển tư duy đặc biệt là tư duy sáng tạo đểxây dựng hệ thống BTST phù hợp Sự phong phú, đa dạng về thông tin giúp choviệc xây dựng càng nhanh chóng và chất lượng

Bước 4: Tiến hành xây dựng BTST

Căn cứ vào nội dung của từng bài học, các NT sáng tạo của TRIZ đặc biệt là

7 dấu hiệu để tiến hành xây dựng BTST

Bước 5: Sắp xếp các BTST thành hệ thống

Từ những BTST đã xây dựng hoặc khai thác chỉnh sửa những BTST đã có,

GV tiến hành sắp xếp theo các tiêu chí sau để thành hệ thống:

- Sắp xếp theo từng dấu hiệu nhận biết, để đảm bảo sự đồng đều khi sử dụngBTST theo mục đích DH

- Trong mỗi dấu hiệu nhận biết, các BTST được sắp xếp theo mức độ TD tăngdần Việt Nam áp dụng thang TD của Bloom gồm 3 mức độ đó là: Biết, hiểu, vậndụng (thấp, cao) Trong luận văn này, chúng tôi đánh giá mức độ sáng tạo ở mứcvận dụng cao

- Trong mỗi dấu hiệu, các BTST được sắp xếp theo thứ tự từ bài học trước đếnbài học sau của chương; định tính trước, định lượng sau

Bước 6: Kiểm tra, rà soát lại hệ thống BTST

Kiểm tra về nội dung kiến thức, ngôn ngữ sử dụng trong BT đã phù hợp vớibài học hay chưa, có lệch so với chuẫn kiến thức kĩ năng không, đã thực sự tác độngđến sự phát triển tư duy sáng tạo của HS chưa Giải thử BTST để lường trước khókhăn, vướng mắc của HS, từ đó điều chỉnh số lượng BT, định hướng TD cho HS đểtiến hành thiết kế bài dạy học Sau mỗi tiết dạy GV kiểm tra, thăm dò kết quả họctập của HS, ghi chép rút kinh nghiệm để xây dựng hệ thống BTST ngày càng hoànchỉnh hơn

Trên đây, chúng tôi đã đề xuất quy trình xây dựng hệ thống BTST cho bài họcgồm 7 bước cụ thể Trong mỗi bước GV cần tiến hành kiểm tra và rà soát lại trướckhi thực hiện bước tiếp theo, làm được như vậy sẽ giảm được thời gian công sức khixây dựng hệ thống BTST vừa đảm bảo được tính hệ thống, vừa chính xác trong cácbước của quy trình

1.5 Phương pháp xây dựng BTST

- Phát triển BTST từ BT cơ bản

Sau khi thu thập chọn lựa những BT cơ bản ở SGK, STK…phù hợp với mụcđích sử dụng, để xây dựng thành BTST cần thực hiện những bước sau:

+ Giải BT cơ bản

+ Phân tích mối liên hệ giữa giả thiết và kết luận, nêu được những hiện tượngvật lí đã xảy ra