Báo cáo SKKN vật lý

ĐẶT VẤN ĐỀ - Bài tập sáng tạo là một khái niệm khá mới của lí luận dạy học nước ta.. Làm sáng tỏ khái niệm bài tập sáng tạo và xây dựng bài tập sáng tạo dùng trong dạy học là một yêu cầu

DÙNG TRONG DẠY HỌC MÔN VẬT LÍ

Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

Người thực hiện: Nguyễn Thị Xuân Bằng Giáo viên THPT Quỳnh Lưu 1

gu

ĐẶT VẤN ĐỀ

- Bài tập sáng tạo là một khái niệm khá mới của lí luận dạy học nước ta

Làm sáng tỏ khái niệm bài tập sáng tạo và xây dựng bài tập sáng tạo dùng trong dạy học là một yêu cầu bức thiết trong công cuộc đổi mới PPDH hiện nay

- TRIZ là một lí thuyết tiên tiến nhất hiện nay về quá trình sáng tạo

khoa học

Nghiên cứu và vận dụng TRIZ vào thực tiễn dạy học là vấn đề cấp bách cần được các nhà giáo dục quan tâm

sáng tạo dùng trong dạy học môn vật lí ở trường phổ thông

Bài tập sáng tạo trong dạy học môn Vật lí là gì?

Quan hệ giữa TRIZ và BTST trong môn Vật lí ?

BTST xây dựng được có khả thi và hiệu quả trong việc bồi dưỡng năng lực tư duy nói chung và năng lực sáng tạo nói riêng?

TRIZ là gì?

Phương pháp xây dựng BTST dựa trên nguyên tắc sáng tạo của TRIZ?

TRIZ là gì?

- TRIZ (lý thuyết giải các bài toán sáng chế) là một lí thuyết lớn với

hệ thống công cụ thuộc loại hoàn chỉnh nhất trong lĩnh vực sáng tạo

và đổi mới

- TRIZ gồm:

+ 9 quy luật phát triển hệ thống

+ 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản để khắc phục các mâu thuẫn kỹ thuật + 11 biến đổi mẫu để khắc phục các mâu thuẫn vật lí

+ Hệ thống 76 chuẩn để giải các bài toán sáng chế,

+ Chương trình giải các bài toán ARIZ, …

Theo Sáng tạo học:

- Vấn đề (bài toán) là tình huống, ở đó người giải

+ biết mục đích cần đạt nhưng không biết cách đạt đến mục đích

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

- Phân loại (dựa theo tính thực tế của nội dung bài toán):

+ Bài toán cụ thể được phát biểu đúng hay bài toán đúng

+ Tình huống vấn đề xuất phát

 Bài toán đúng (bài toán giáo khoa): Gồm hai phần giả thiết và kết luận

+ Phần giả thiết trình bày những yếu tố cho trước đủ để giải bài toán + Phần kết luận chỉ ra đúng mục đích cần đạt

 Tình huống vấn đề xuất phát:

+ Người giải phải tự phát biểu bài toán

+ Phần giả thiết có thể thiếu hoặc thừa hoặc vừa thừa vừa thiếu; phần kết luận nêu mục đích chung chung không rõ ràng, không chỉ cụ thể ra phải tìm cái gì

* Chuyển về bài toán đúng (BT giáo khoa), gồm các bước:

- Phát hiện các vấn đề tình huống xuất phát có thể có

- Lựa chọn các tình huống vấn đề xuất phát ưu tiên để giải quyết

- Phát hiện và phát biểu phổ các bài toán cụ thể có thể có của tình

huống vấn đề xuất phát ưu tiên

- Phân tích, đánh giá và lựa chọn trong số các bài toán cụ thể kể trên

ra bài toán cụ thể đúng cần giải.

* Giải bài toán đúng.

 Tác dụng: Bồi dưỡng tư duy sáng tạo và đầu óc thực tiễn

 Vận dụng trong dạy học: Bài tập sáng tạo

Bài tập sáng tạo về vật lí là gì?

- Giả thiết không có đủ thông tin liên quan đến hiện tượng, quá trình vật lí, có những đại lượng vật lí được ẩn dấu

- Điều kiện bài tập không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp angôrit giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng

QUAN HỆ GIỮA TRIZ VÀ BTST TRONG MÔN VẬT LÍ

 Đối tượng của TRIZ là vấn đề / bài toán sáng chế (nội dung kỹ thuật) Mức độ khó của bài toán phụ thuộc phạm vi tính mới, tính ích lợi

Đề xuất ý tưởng giải bài toán sáng chế: sử dụng các thủ thuật (nguyên tắc sáng tạo)

 Bài tập sáng tạo về vật lí có bản chất tương tự với vấn đề / bài toán của TRIZ, chỉ khác ở phạm vi và mức độ sáng tạo

 Đa số các sáng chế kỹ thuật đều dựa trên các nguyên tắc của vật lí học là nội dung của các kiến thức cơ bản được vận dụng để giải BTST

 Có thể vận dụng một số NTST của TRIZ xây dựng BTST, để hướng dẫn HS tư duy giải BTST, qua đó bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS

Phương pháp xây dựng bài tập sáng tạo về Vật lí

- Lựa chọn bài tập cơ sở

- Giải các bài tập cơ sở dạng tổng quát

- Phân tích hiện tượng vật lí, giả thiết cũng như lời giải và kết quả bài tập

- Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo để xây dựng bài tập mới từ

các bài tập cơ sở

- Đánh giá về tính sáng tạo (tính mới và tính ích lợi) của bài tập đã xây dựng được Khẳng định tính sáng tạo của bài tập đã xây dựng được

CÁC NGUYÊN TẮC TRIZ THƯỜNG SỬ DỤNG ĐỂ XÂY DỰNG

VÀ GIẢI BÀI TẬP SÁNG TẠO -Nguyên tắc linh động

- Nguyên tắc đảo ngược

- Nguyên tắc thay đổi thông số hoá lí của đối tượng

- Nguyên tắc phân nhỏ

- Nguyên tắc kết hợp

- Nguyên tắc tách khỏi, nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa

- Nguyên tắc quan hệ phản hồi

- Nguyên tắc vạn năng

Ví dụ:

- Các bài tập cơ sở:

+ BTCS A: Một chiếc thang có đầu trên dựa vào một bức tường thẳng đứng hoàn

toàn trơn nhẵn còn đầu dưới dựa vào sàn

nằm ngang có hệ số ma sát nghỉ giữa thang và sàn là μ1 Trọng tâm

thang ở giữa thang Hãy xác định góc α nhỏ nhất tạo giữa thang và sàn khi thang cân bằng

Kết quả:

P

R2

R1

Fms1

α1 N

M G

- Các bài tập cơ sở:

+ BTCS B: Thang dựa vào tường, hợp với

sàn góc α Biết hệ số ma sát nghỉ giữa thang

và tường là μ2 = 0,5, với sàn là μ1 = 0,4

Trọng tâm thang ở giữa thang Tìm giá trị

nhỏ nhất của α mà thang không trượt

Kết quả:

+ BTCS C: Bằng thực nghiệm, hãy xác định trọng tâm của một cái thước

α2

R1

R2

N2

Fms2

G N

Biết G(k), 1, 2 = 0 Tìm min

Biết G(k), 2 = 0

Đo 1

Biết G(k), 1, 2 Tìm min

Biết G(k), 1

Đo 2 Nguyên tắc đảo ngược

Xác định G(k)

Nguyên tắc kết hợp Đo 1, 2 Nguyên tắc linh động

Nguyên tắc đảo ngược

Nguyên tắc linh động

Sơ đồ hoá quá trình chuyển các BT cơ sở thành BTST 1

Nguyên tắc linh động

Đo 1, 2 Nguyên tắc phân nhỏ

Nguyên tắc tách khỏi

Xác định G ( đo k )

Biết G(k), 2 = 0 Đo 1

Biết G(k), 1

Đo 2

Nguyên tắc thay đổi thông số hoá

lí của đối tượng

Di chuyển thang trên thềm nằm ngang tới vị trí nào thì thang bị nghiêng?

Biết G(k), 2 = 0, min

Tìm 1

Biết G(k), 1, min Tìm 2

Nguyên tắc quan hệ phản hồi

Nguyên tắc quan hệ phản hồi Nguyên tắc linh động

Sơ đồ hoá quá trình chuyển BTST 1 về bài tập đúng

Ví dụ 2:

- BT cơ sở: Một viên gạch được đặt trên mặt

phẳng nghiêng Hỏi nửa trên hay nửa dưới của viên gạch tác dụng một áp lực lớn hơn lên mặt nghiêng?

- Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược, nguyên tắc

thay đổi thông số lí hoá của đối tượng, ta chuyển BTCS thành BTST

sau:

+ BT 2:Vận chuyển bệnh nhân cấp cứu do chấn thương não bằng ô

tô, khi lên dốc/xuống dốc thì nên đặt đầu bệnh nhân ở vị trí nào trên

xe và đầu bệnh nhân quay về phía đầu hay cuối xe?

Giải bài tập 2:

-Vận dụng nguyên tắc tách khỏi, nguyên tắc phân nhỏ để chuyển việc

giải bài tập 2 về giải các bài tập sau:

+ Phải đặt đầu bệnh nhân ở vị trí nào trên xe để dao động của xe ít ảnh hưởng đến bệnh nhân nhất?

+ Phải đặt đầu bệnh nhân quay về hướng nào, đầu xe hay cuối xe để giá hợp lực của trọng lực và lực quán tính tác dụng lên đầu bệnh nhân không bị lệch về phía đỉnh đầu khi xe chuyển động lên / xuống dốc

nghiêng?

 Một vật đồng chất dạng hình hộp nằm yên trên sàn một xe chuyển động trên dốc nghiêng góc α so với phương ngang Áp lực của vật lên sàn xe sẽ lệch về phía nào của vật khi xe chuyển động lên / xuống dốc

với gia tốc a? (nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa)



KẾT LUẬN

- Phương pháp vận dụng các NTST của TRIZ chuyển các bài tập luyện tập thành các BTST đảm bảo các yêu cầu của Vật lí học, Tâm lí học tư duy và Tâm lí học sư phạm

- Việc xây dựng và sử dụng BTST có tác dụng to lớn trong việc bồi dưỡng kỹ năng tư duy sáng tạo cho học sinh

HS hứng thú với công việc giải và giải được BTST nếu các BTST được phối hợp một cách thích hợp với BTLT và GV sử dụng hệ thống các NTST để đặt ra câu hỏi định hướng tư duy cho HS

 Một biện pháp đưa TRIZ vào trường phổ thông ở nước ta

- Đề tài có thể áp dụng trong dạy học ở tất cả các trường phổ thông

- Giúp cho mỗi GV có thể xây dựng trong hồ sơ dạy học của mình hệ thống BTST

Chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn!